JP2004036798A - Friction roller type transmission - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば工作機械、半導体製造装置、水車、風車など、各種機械装置の回転駆動部分等に組み込み、駆動軸側の回転を減速或いは増速しつつ被駆動側に伝達し、又、自動車の駆動部や補機の駆動にも用いることができる、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
トラクションドライブ式変速機は、静かで滑らかであることから産業上の各種用途に開発され、さらに近年は自動車や自転車といったパーソナルユースに応用する試みがなされ、次世代の動力伝達方式として注目されている。
【0003】
トラクションドライブ式変速機とは、歯車伝動とは異なり、滑らかな表面をもつ少なくとも2個の回転体を強く押し付け、これらの間に潤滑油膜(例えばEHL油膜)を介在させて、動力を伝達する機構であり、その基礎式は、Ft=μ・Fcという簡単な摩擦の式で表される(Ft:トラクション力)。ここで、Fcは、押し付け力と呼び、この発生に様々な方法が開発されている。
【0004】
このトラクションドライブ式変速機の一つとして、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機(以後本明細書中では、くさびローラ式変速機と記す)がある。くさびローラ式変速機とは、高速側シャフトの先端部の周囲に、該高速側シャフトに対し偏心した状態で、回転自在に設けられた外輪と、該高速側シャフトの外周面である被駆動側円筒面と前記外輪の内周面である駆動側円筒面との間に存在して、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置される、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、少なくとも1個のガイドローラおよび少なくとも1個の可動ローラとを備えた変速機のことを言う。又、可動ローラとは、くさび作用により押付け力を発生するローラであり、半径方向、円周方向に動くローラのことを言う。
【0005】
このような摩擦ローラ式変速機において、オイル潤滑の場合には、ハウジング内に、潤滑用オイルを充填し、このオイルの漏れを防止するため、ハウジング内壁には、前記低速側シャフト及び前記高速側シャフトに摺接するオイルシールが取付けてある。
【0006】
トラクションドライブであることから、摩擦ローラのトラクション面における摩耗は、非常に少なく、ローラと滑り軸受等との摩擦により、金属摩耗粉が僅かに発生する程度である。
【0007】
しかも、低速側シャフト及び高速側シャフトを水平に配置している場合には、元々、発生する金属摩耗粉も少ないことから、金属摩耗粉がオイルに混入しても、オイルと共にオイルシール内に浸入することはほとんどなく、オイルシールに悪影響を与えるといったこともない。
【0008】
従って、このような水平配置の場合には、金属摩耗粉を除去する装置等は、従来、特に必要がない。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、低速側シャフト及び高速側シャフトを、垂直方向に配置している場合、また、これらシャフトの上・下が運転状況によって変化するような場合には、発生した金属摩耗粉が僅かであっても、金属摩耗粉がオイルに混入して、重力の作用によってオイルと共にオイルシール内に浸入することがあり、その結果、オイルシールに悪影響を与えるといったことがある。
【0010】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を略完全に除去して、金属摩耗粉のオイルシールへの悪影響を確実に防止することができる、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機は、ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも1個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも1個の可動ローラとを有し、
前記ハウジング内壁に、前記低速側シャフト及び前記高速側シャフトに摺接しながら当該ハウジング内に充填した潤滑用オイルをシールするためのオイルシールを取付け、
前記ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石を配置したことを特徴とする。
【0012】
このように、本発明の請求項1によれば、ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石が配置してある。
【0013】
従って、低速側シャフト及び高速側シャフトを、垂直方向に配置している場合、また、これらシャフトの上・下が運転状況によって変化するような場合に、金属摩耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール内に浸入しようとしても、金属除去用磁石により、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して略完全に除去することができ、従来のように、重力の作用によりオイルシール内に浸入することがなく、その結果、金属摩耗粉のオイルシールへの悪影響を確実に防止することができる。
【0014】
また、本発明の請求項2に係るくさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機は、ハウジングに低速側シャフトを回転自在に支持し、前記低速側シャフトの一端部に外輪を設ける一方、前記低速側シャフト及び前記外輪に対して偏心して、高速側シャフトを回転自在に支持し、
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも1個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも1個の可動ローラとを有し、
前記ハウジング内壁に、前記低速側シャフト及び前記高速側シャフトに摺接しながら当該ハウジング内に充填した潤滑用オイルをシールするためのオイルシールを取付け、
前記ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、金属除去用ユニットを配置し、
当該金属除去用ユニットは、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石と、当該金属除去用磁石から磁束が流れるように配置した磁性体と、これら金属除去用磁石及び磁性体を前記ハウジング内壁から磁気的に略遮蔽するように前記ハウジング内壁に取付けた非磁性体と、からなることを特徴とする。
【0015】
このように、請求項2によれば、ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、金属除去用ユニットが配置してあり、しかも、当該金属除去用ユニットは、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石と、当該金属除去用磁石から磁束が流れるように配置した磁性体と、これら金属除去用磁石及び磁性体をハウジング内壁から磁気的に略遮蔽するようにハウジング内壁に取付けた非磁性体と、からなる。
【0016】
従って、この場合には、金属除去用磁石と磁性体との協働により、磁石の吸着力をより一層強くすることができ、金属摩耗粉をより一層効率的に除去することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機を図面を参照しつつ説明する。
【0018】
まず、実施形態に共通であるくさびローラ式変速機の内部構造について詳述し、次いで、本発明の実施の形態について説明する。
【0019】
(くさびローラ式変速機の内部構造)
図1は、本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図2は図1のb−b線に沿ったワンウェイクラッチ機能を有するくさびローラ式変速機の断面図であり、図3はくさびローラ式変速機の作用を説明する図であり、図4は正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図である。
【0020】
くさびローラ式変速機Aは、本実施の形態では、低速側シャフト3(外輪側)を入力側とし、高速側シャフト17を出力側とした増速機として作用する。但し、本発明は、低速側シャフト3(外輪側)を出力側とした減速機にも適用できる。
【0021】
また、図2に示すように、くさびローラ式変速機Aは、正転時には、トルクを伝達する一方、逆転時には、空転してトルクを伝達しないワンウェイクラッチ機能を有しているものや、図4に示すように、正逆両方の回転時にトルクを伝達するものであっても良い。
【0022】
本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機Aは、図1、図2において、略円筒状のハウジング1に、仕切板であるハウジング2が固定してある。ハウジング1には、低速側シャフト3が回転自在に支持してあり、ハウジング1内の低速側シャフト3の端部に、円盤状部材4が設けてあり、この円盤状部材4の外縁部に、外輪32が取付けてある。
【0023】
仕切板であるハウジング2には、高速側シャフト17が低速側シャフト3及び外輪32に対して偏心(オフセット)して回転自在に設けてある。
【0024】
図2に示すように、外輪32と、高速側シャフト17との間には、大径のガイドローラ37aと、小径のガイドローラ37bと、トルク伝達時に移動する可動ローラ38とが介装してある。
【0025】
可動ローラ38を回転自在に支持する支持軸39bは、図3に示すように、高速側シャフト17と外輪32との間で「くさび」に食い込む方向に移動できるように構成してあり、また、この「くさび」に食い込む方向にシリンダ孔46に設置した圧縮ばね等の弾性材47により付勢してある。
【0026】
これにより、図3に示すように、正転時には、可動ローラ38は、高速側シャフト17と外輪32との間で「くさび」に食い込む方向に移動し、押し付け力Fcを発生する。このFcによりトラクション力が発生し、トルクを伝達することができる。
【0027】
一方、逆転時には、可動ローラ38は、「くさび」から離れる方向に移動し、押し付け力Fc=0となり、外輪32が空転し、高速側シャフト17にトルクを伝達できなくなる。
【0028】
図2に示すように、外輪32の内周面と高速側シャフト17の先端部外周面との間には、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間36が設けられる。
【0029】
この様な環状空間36内には、2個のガイドローラ37a、37bと1個の可動ローラ38とを設置して、上記くさびローラ式変速機Aを構成している。図2において、可動ローラ38は切欠いて部分的に示している。これら各ローラ37a、37b、38を設置する為に上記環状空間36部分には、3本の支持軸39a、39a、39bを設けている。これら3本の支持軸39a、39a、39bのうち、2本の支持軸39a,39aは、それぞれの両端部をハウジング2及び連結板14に形成した嵌合孔40、40に圧入固定している。従って、上記2本の支持軸39a,39aが、上記環状空間36内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。これに対して、上記3本の支持軸39a、39a、39bのうち、図2の上部左側に位置する残り1本の支持軸39bは、両端部を上記ハウジング2及び連結板14に対し、上記外輪32の円周方向及び直径方向に関する若干の変位可能に支持している。この為に、上記ハウジング2及び連結板14の一部で上記1本の支持軸39bの両端部に整合する部分に、この支持軸39bの外径よりも大きな内径を有する支持孔41を形成し、これら各支持孔41に、上記支持軸39bの両端部を緩く係合させている。
【0030】
そして、上述の様に支持した各支持軸39a、39a、39bの中間部周囲に、それぞれ上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38を、それぞれラジアルニードル軸受42、42等の軸受(可動ローラの軸受は図示省略)により、回転自在に支持している。尚、上記連結板14を上記ハウジング2に結合固定する為、この連結板14の片面に突設した、前記各突部27、27は、この連結板14の円周方向に関して、上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38同士の間に存在する。言い換えれば、上記環状空間36内に上記各突部27、27と上記各ガイドローラ37a、37b又は可動ローラ38とが、上記環状空間36の円周方向に関して交互に存在する。又、これら各ガイドローラ37a、37b又は可動ローラ38の外周面と上記各突部27、27の円周方向側面とが干渉する(擦れ合う)事はない。
【0031】
この様にして、上記各支持軸39a、39a、39bにより上記ハウジング2と連結板14との間に回転自在に支持した、上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38の外周面である、動力伝達用円筒面43a、43a、43bは、それぞれ前記高速側シャフト17の先端部の外周面である被駆動側円筒面44と前記外輪32の内周面である駆動側円筒面45とに当接させている。前述した通り、上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38を設置した上記環状空間36の径方向に関する幅は、円周方向に関して不同である。この様に、この環状空間36の幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38のうち、それぞれ上記外輪32に対し高速側シャフト17の先端部が偏心している側(図2の下側)に位置する可動ローラ38及びガイドローラ37bの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪32に対し高速側シャフト17の先端部が偏心しているのと反対側(図2の上側)に位置するガイドローラ37aの外径を、上記可動ローラ38及びガイドローラ37bの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38の外周面である上記各動力伝達用円筒面43a、43a、43bを、それぞれ上記被駆動側、駆動側円筒面44、45に当接させている。
【0032】
尚、上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38のうち、各ガイドローラ37a、37bを支持した支持軸39a、39aの両端部は、前述の様に、前記ハウジング2及び連結板14に対し(環状空間36内に)固定している。これに対して、上記可動ローラ38を支持した支持軸39bは、やはり前述した様に上記ハウジング2及び連結板14に対し(環状空間36内に)、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能に支持している。従って、上記可動ローラ38も、上記環状空間36内で円周方向及び直径方向に若干の変位可能である。そして、前記ハウジング2及び連結板14のシリンダ孔46内に設置した、圧縮ばね等の弾性材47により、上記可動ローラ38を支持した支持軸39bを、これら支持軸39bに回転自在に支持した可動ローラ38を前記環状空間36の幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。
【0033】
上述の様に構成する本発明に係るくさびローラ式変速機により回転軸を回転駆動する場合には、低速側シャフト3に駆動力を入力することにより外輪32を、図2の時計方向に回転させる。この外輪32の回転は、上記各ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38を介して前記高速側シャフト17に伝わり、高速側シャフト17を図2の反時計方向に回転させる。上記外輪32と上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38との間の動力伝達、並びに、これらガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38と上記高速側シャフト17との間の動力伝達は、何れも摩擦伝達により行なわれる為、動力伝達時に発生する騒音並びに振動は低い。
【0034】
又、上記可動ローラ38は、上記外輪32から上記高速側シャフト17に伝達するトルクの大きさに応じた力で、前記環状空間36の幅が狭い部分(図2の下部中央部分)に食い込む傾向となる。この為、上記外輪32の内周面である駆動側円筒面45と上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38の外周面である動力伝達用円筒面43a、43a、43bとの当接部、並びに、これら各動力伝達用円筒面43a、43a、43bと上記高速側シャフト17の外周面である被駆動側円筒面44との当接部の面圧は、何れも、上記トルクが大きくなる程高くなる。逆に言えば、このトルクが小さい場合には、上記各当接部の面圧が低い状態となる。この為、これら各当接部の面圧を、伝達すべきトルクに合わせた適正値にして、トルク伝達を効率良く行なえる。
【0035】
即ち、上記外輪32が図2で時計方向に回転し、上記高速側シャフト17を同じく反時計方向に回転させる際には、上記可動ローラ38が、上記外輪32の内周面である駆動側円筒面45及び上記高速側シャフト17の外周面である被駆動側円筒面44から、前記弾性材47による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間36の幅の狭い部分、即ち、図2の下部中央に向け移動する傾向となる。
【0036】
この結果、上記可動ローラ38の外周面である動力伝達用円筒面43bが、上記駆動側円筒面45と上記被駆動側円筒面44とを強く押圧する。そして、この動力伝達用円筒面43bと上記被駆動側円筒面44との当接部である内径側当接部48、及び、この動力伝達用円筒面43bと上記駆動側円筒面45との当接部である外径側当接部49の当接圧が高くなる。この様に上記可動ローラ38に関する内径側、外径側両当接部48、49の当接圧が高くなると、この可動ローラ38の外周面である動力伝達用円筒面43bにより押圧される、上記高速側シャフト17及び上記外輪32が、弾性変形や組み付け隙間により、直径方向に僅かに変位する。この結果、前記各ガイドローラ37a、37bに関する内径側、外径側両当接部48、49の当接圧が高くなる。そして、これら各内径側、外径側両当接部48、49での摩擦係合に基き、上記外輪32の回転力を、上記ガイドローラ37a、37b及び可動ローラ38を介して上記高速側シャフト17に伝達自在となる。
【0037】
上述の様にして、上記可動ローラ38を上記環状空間36の幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記外輪32から上記高速側シャフト17に伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、上記内径側、外径側両当接部48、49の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、くさびローラ式変速機Aの伝達効率を確保できる。
【0038】
図2に示した例の場合には、くさびローラ式変速機Aは、ワンウェイクラッチ機能を備えており、上記高速側シャフト17の回転速度が上記外輪32の回転速度に見合う速度、即ち、この外輪32の回転速度にくさびローラ式変速機Aの増速比を掛けた速度よりも速くなった場合には、このくさびローラ式変速機Aの接続が断たれる。即ち、この場合には、上記可動ローラ38が、前記弾性材47の弾力に抗して、上記環状空間36の幅の広い側(図2の右上側)に変位する。この結果、上記内径側、外径側両当接部48、49の当接圧が低下若しくは喪失して、上記外輪32の回転が上記高速側シャフト17にまでは伝わらなくなる。
【0039】
次に、図4に示す、正逆両方向の回転時にトルクを伝達可能なくさびローラ式変速機について説明する。
【0040】
図4は、高速側シャフト17(図1参照)を時計、反時計の両方向に回転駆動自在な構造について示している。この様な本例の構造の揚合には、くさびローラ式変速機Aを構成する3個のローラとして、1個のガイドローラ37と2個の可動ローラ38a,38bとを便用している。このうち、環状空間36のうちで最も幅が広くなった部分に設置したローラを、比較的大径で設置位置が変化しないガイドローラ37としている。これに対して、上記環状空間36の幅が最も狭くなった部分を挟んで設けた1対のローラを、それぞれ比較的小径で円周方向及び直径方向に関する若干の変位を可能にした可動ローラ38a,38bとしている。そして、これら各可動ローラ38a,38bを支持した各支持軸39b,39bを、上記環状空間36の最も幅が狭くなった部分に向けそれぞれ弾性的に押圧している。
【0041】
上述の様に構成する本例の構造の場合には、外輪32が図4で時計方向に回転する場合には、同図で右側の可動ローラ38aが上記環状空間36の幅が狭くなった部分に食い込む。これに対して、上記外輪32が図4で反時計方向に回転する場合には、同図で左側の可動ローラ38bが上記環状空間36の幅が狭くなった部分に食い込む。又、本例の場合には、これら各可動ローラ38a,38bを支持した支持軸39b,39bの両端部を支持する為、ハウジング2及び連結板14に形成した支持孔41a,41aの、上記環状空間36の円周方向に関する長さを規制している。具体的には、これら各支持孔41a,41aのうち、上記環状空間36の幅が広い側(図4の上側)の端部の位置を、前述した図2で示した場合よりも、この環状空間36の最も幅が狭くなった位置に近づけている。そして、上記各可動ローラ38a,38bが、上記環状空間36の幅の広い側に過度に退避しない様にしている。
【0042】
上述の様に構成する本例の場合には、上記外輪32が時計、反時計の何れの方向に回転する場合でも、何れかの可動ローラ38a(38b)が上記環状空間36の幅の狭い部分に食い込み、当該可動ローラ38a(38b)に関する内径側、外径側各当接部48,49の当接圧を高める。一方、上記環状空間36の幅の狭い部分から退避する方向に変位する可動ローラ38b(38a)に関しても、その退避量は限られる。この結果、両可動ローラ38a,38b及び前記ガイドローラ37に関して、内径側、外径側各当接部48,49の当接圧が十分に上昇し、上記外輪32から高速側シャフト17にまで、動カを効率良く伝達できる。この様に、回転外輪32から高速側シャフト17への時計、反時計の両方向の動力伝達を可能にした点以外は、図2に前述した場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。
【0043】
(本発明の第1実施の形態)
図5は、本発明の第1実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。
【0044】
本第1実施の形態では、オイル潤滑であり、ハウジング1と仕切板2内には、潤滑用オイルが充填してある。また、くさびローラ式変速機Aは、低速側シャフト3及び高速側シャフト17が垂直方向になるように配置してあり、しかも、高速側シャフト17が下側に位置してある。
【0045】
仕切板2(ハウジング)の内壁に、高速側シャフト17に摺接しながら潤滑用オイルをシールするためのオイルシール51が取付けてある。
【0046】
ハウジング1の内壁に、低速側シャフト3に摺接しながら潤滑用オイルをシールするためのオイルシール52が取付けてある。
【0047】
このオイルシール51の近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石61が配置してある。この下側のオイルシール51の近傍のみに金属除去用磁石61を設けるのは、金属摩耗粉は、重力の作用により、ハウジング1,2内の下方に集まることを考慮したものである。
【0048】
従って、低速側シャフト3及び高速側シャフト17が垂直方向になるように配置してあり、しかも、高速側シャフト17が下側に位置してある場合に、金属摩耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール51内に浸入しようとしても、金属除去用磁石61により、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して略完全に除去することができ、従来のように、重力の作用によりオイルシール51内に浸入することがなく、その結果、金属摩耗粉のオイルシール51への悪影響を確実に防止することができる。
【0049】
(本発明の第2実施の形態)
図6は、本発明の第2実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。
【0050】
本第2実施の形態では、くさびローラ式変速機Aは、低速側シャフト3及び高速側シャフト17が垂直方向になるように配置してあり、しかも、低速側シャフト3が下側に位置してある。
【0051】
オイルシール52の近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石62が配置してある。この下側のオイルシール52の近傍のみに金属除去用磁石62を設けるのは、金属摩耗粉は、重力の作用により、ハウジング1,2内の下方に集まることを考慮したものである。
【0052】
従って、低速側シャフト3及び高速側シャフト17が垂直方向になるように配置してあり、しかも、低速側側シャフト3が下側に位置してある場合に、金属摩耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール52内に浸入しようとしても、金属除去用磁石62により、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して略完全に除去することができ、従来のように、重力の作用によりオイルシール52内に浸入することがなく、その結果、金属摩耗粉のオイルシール52への悪影響を確実に防止することができる。
【0053】
(本発明の第3実施の形態)
図7は、本発明の第3実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。
【0054】
本第3実施の形態では、くさびローラ式変速機Aは、低速側シャフト3及び高速側シャフト17の上・下が運転状況によって変化するような場合である。
【0055】
両方のオイルシール51,52の近傍に、それぞれ、金属除去用磁石61,62が配置してある。
【0056】
従って、低速側シャフト3及び高速側シャフト17の上・下が運転状況によって変化するような場合に、金属摩耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール51,52内に浸入しようとしても、金属除去用磁石61,62により、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して略完全に除去することができ、従来のように、重力の作用によりオイルシール51,52内に浸入することがなく、その結果、金属摩耗粉のオイルシール51,52への悪影響を確実に防止することができる。
【0057】
(本発明の第4実施の形態)
図8は、本発明の第4実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図である。図9(a)(b)は、夫々、金属除去用ユニットの作用を説明するための模式図である。
【0058】
ハウジング1,2内壁でオイルシール51,52の近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、金属除去用ユニット70が配置してある。
【0059】
金属除去用ユニット70は、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石71と、金属除去用磁石71から磁束が流れるように配置した一対の磁性体72と、これら金属除去用磁石71及び一対の磁性体72をハウジング1,2内壁から磁気的に略遮蔽するようにハウジング1,2内壁に取付けた非磁性体73と、から構成してある。
【0060】
図9(a)に示すように、一対の磁性体72をシャフト3,17に近付けて配置した場合には、金属除去用磁石71から生じる磁束は、磁性体72→シャフト3,17→磁性体72→金属除去用磁石71の経路で閉ループを形成する。そのため、磁石単体で用いる場合に比べて、大きな磁束がシャフト3,17と一対の磁性体72との間に作用し、金属除去用磁石71が小型であっても、より強い吸着力により金属摩耗粉を除去することができる。
【0061】
また、図9(a)の場合には、一対の磁性体72とシャフト3,17との間の間隔を狭くすればする程、磁束が強くなり、吸着力をより一層強くすることができる。
【0062】
さらに、図9(b)に示すように、一対の磁性体72とシャフト3,17との間隔を狭くできない場合には、一対の磁性体72同士の間隔を狭くすれば、一対の磁性体72間の間隔が広い場合に比べて、一対の磁性体72まわりの磁束が強くなり、吸着力をより一層強くすることができる。
【0063】
以上から、本第4実施の形態では、金属除去用磁石と磁性体との協働により、磁石の吸着力をより一層強くすることができ、金属摩耗粉をより一層効率的に除去することができる。
【0064】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項1によれば、ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石が配置してある。
【0066】
従って、低速側シャフト及び高速側シャフトを、垂直方向に配置している場合、また、これらシャフトの上・下が運転状況によって変化するような場合に、金属摩耗粉が潤滑用オイルに混入して、オイルと共にオイルシール内に浸入しようとしても、金属除去用磁石により、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して略完全に除去することができ、従来のように、重力の作用によりオイルシール内に浸入することがなく、その結果、金属摩耗粉のオイルシールへの悪影響を確実に防止することができる。
【0067】
また、請求項2によれば、ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、金属除去用ユニットが配置してあり、しかも、当該金属除去用ユニットは、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石と、当該金属除去用磁石から磁束が流れるように配置した磁性体と、これら金属除去用磁石及び磁性体をハウジング内壁から磁気的に略遮蔽するようにハウジング内壁に取付けた非磁性体と、からなる。
【0068】
従って、この場合には、金属除去用磁石と磁性体との協働により、磁石の吸着力をより一層強くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係るくさびローラ式変速機の内部構造を示す断面図。
【図2】図1のb−b線に沿った断面図。
【図3】くさびローラ式変速機の作用を説明する図。
【図4】本発明に係る、正逆両方向の回転時にトルク伝達可能なくさびローラ式変速機の断面図。
【図5】本発明の第1実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図。
【図6】本発明の第2実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図。
【図7】本発明の第3実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図。
【図8】本発明の第4実施の形態に係るくさびローラ式変速機の断面図。
【図9】(a)(b)は、夫々、金属除去用ユニットの作用を説明するための模式図。
【符号の説明】
1 ハウジング
2 ハウジング(仕切板)
3 低速側シャフト
4 円盤状部材
14 連結板
17 高速側シャフト
23 孔
24、25 アンギュラ玉軸受
26 予圧部材
27 突部
29 シール部材
30 複列アンギュラ玉軸受
32 外輪(低速側)
36 環状空間
37、37a、37b ガイドローラ
38、38a、38b 可動ローラ
39a、39b 支持軸
40 嵌合孔
41,41a 支持孔
42 ラジアルニードル軸受
43 動力伝達用円筒面
44 被駆動側円筒面
45 駆動側円筒面
46 シリンダ孔
47 弾性材
48 内径側当接部
49 外径側当接部
51,52 オイルシール
61,62 金属除去用磁石
70 金属除去用ユニット
71 金属除去用磁石
72 磁性体
73 非磁性体
A くさびローラ式変速機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is incorporated in, for example, machine tools, semiconductor manufacturing equipment, water turbines, windmills, and other rotary drive parts of various mechanical devices, and transmits the rotation of the drive shaft side to the driven side while reducing or increasing the speed. The present invention relates to a friction roller type transmission utilizing a wedge action, which can be used for driving a drive unit and an auxiliary machine.
[0002]
[Prior art]
The traction drive type transmission has been developed for various industrial uses because of its quietness and smoothness. In recent years, attempts have been made to apply it to personal use such as automobiles and bicycles, and it has attracted attention as a next-generation power transmission system. .
[0003]
A traction drive type transmission is different from a gear transmission in that at least two rotating bodies having a smooth surface are strongly pressed and a lubricating oil film (for example, an EHL oil film) is interposed therebetween to transmit power. The basic formula is represented by a simple friction formula of Ft = μ · Fc (Ft: traction force). Here, Fc is called a pressing force, and various methods have been developed for generating the pressing force.
[0004]
As one of the traction drive type transmissions, there is a friction roller type transmission utilizing a wedge action (hereinafter referred to as a wedge roller type transmission). The wedge roller type transmission includes an outer ring rotatably provided around an end of a high speed side shaft in an eccentric state with respect to the high speed side shaft, and a driven side which is an outer peripheral surface of the high speed side shaft. A power transmission is provided between the cylindrical surface and the drive-side cylindrical surface that is the inner peripheral surface of the outer ring, and is arranged in an annular space whose radial width is not uniform in the circumferential direction. A transmission having at least one guide roller and at least one movable roller as a cylindrical surface for use. The movable roller is a roller that generates a pressing force by a wedge action, and is a roller that moves in a radial direction and a circumferential direction.
[0005]
In such a friction roller type transmission, in the case of oil lubrication, the housing is filled with lubricating oil, and in order to prevent the oil from leaking, the low-speed side shaft and the high-speed side An oil seal sliding on the shaft is installed.
[0006]
Since it is a traction drive, wear on the traction surface of the friction roller is very small, and only a small amount of metal wear powder is generated due to friction between the roller and the sliding bearing.
[0007]
Moreover, when the low-speed side shaft and the high-speed side shaft are arranged horizontally, the amount of metal abrasion powder originally generated is small. This is rarely done and does not adversely affect the oil seal.
[0008]
Therefore, in the case of such a horizontal arrangement, a device for removing metal abrasion powder or the like is conventionally unnecessary.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the low-speed side shaft and the high-speed side shaft are arranged in the vertical direction, and when the upper and lower portions of these shafts change depending on the operating conditions, the generated metal wear powder is small. Also, metal abrasion powder may be mixed into the oil and penetrate into the oil seal together with the oil by the action of gravity, which may adversely affect the oil seal.
[0010]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and almost completely removes metal wear powder mixed in lubricating oil, thereby reliably preventing metal wear powder from adversely affecting an oil seal. It is an object of the present invention to provide a friction roller type transmission utilizing a wedge effect.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a friction roller type transmission utilizing a wedge action according to
At least one guide roller and at least one movable roller that moves during torque transmission between the outer ring and the high-speed side shaft,
An oil seal for sealing lubricating oil filled in the housing while slidingly contacting the low-speed side shaft and the high-speed side shaft is attached to the housing inner wall,
A metal removing magnet for adsorbing and removing metal abrasion powder mixed into the lubricating oil is disposed at a location on the inner wall of the housing near the oil seal where the lubricating oil can adhere. .
[0012]
As described above, according to the first aspect of the present invention, metal abrasion powder mixed in the lubricating oil is adsorbed and removed at a location where the lubricating oil can be attached near the oil seal on the inner wall of the housing. The metal removing magnet is disposed.
[0013]
Therefore, when the low-speed side shaft and the high-speed side shaft are arranged in the vertical direction, or when the upper and lower portions of these shafts change depending on the operating conditions, the metal wear powder is mixed into the lubricating oil. Even if oil enters the oil seal together with the oil, the metal-removing magnet can adsorb metal abrasion powder mixed into the lubricating oil and remove it almost completely. As a result, the metal abrasion powder can be reliably prevented from adversely affecting the oil seal.
[0014]
Further, a friction roller type transmission utilizing a wedge effect according to
At least one guide roller and at least one movable roller that moves during torque transmission between the outer ring and the high-speed side shaft,
An oil seal for sealing lubricating oil filled in the housing while slidingly contacting the low-speed side shaft and the high-speed side shaft is attached to the housing inner wall,
In the vicinity of the oil seal on the inner wall of the housing, at a place where lubricating oil can adhere, a metal removing unit is arranged,
The metal removing unit includes a metal removing magnet for adsorbing and removing metal abrasion powder mixed in the lubricating oil, a magnetic body arranged so that magnetic flux flows from the metal removing magnet, and a metal removing unit. And a non-magnetic material attached to the inner wall of the housing so as to substantially shield the magnet and the magnetic material from the inner wall of the housing.
[0015]
As described above, according to the second aspect, the metal removing unit is disposed at a location where the lubricating oil can adhere on the inner wall of the housing in the vicinity of the oil seal. A metal removing magnet for adsorbing and removing metal wear powder mixed in lubricating oil, a magnetic body arranged so that magnetic flux flows from the metal removing magnet, and a housing for housing the metal removing magnet and the magnetic body. And a non-magnetic material attached to the inner wall of the housing so as to be substantially magnetically shielded from the inner wall.
[0016]
Therefore, in this case, by the cooperation between the metal removing magnet and the magnetic material, the attraction force of the magnet can be further increased, and the metal wear powder can be more efficiently removed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a wedge roller type transmission according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
First, the internal structure of a wedge roller type transmission common to the embodiments will be described in detail, and then the embodiments of the present invention will be described.
[0019]
(Internal structure of wedge roller type transmission)
FIG. 1 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the wedge roller type transmission having a one-way clutch function along the line bb in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the wedge roller type transmission, and FIG. It is sectional drawing of the wedge roller type transmission which can transmit a torque at the time of rotation of both reverse directions.
[0020]
In the present embodiment, the wedge roller type transmission A functions as a speed increase gear having the low speed side shaft 3 (outer ring side) as an input side and the high
[0021]
Also, as shown in FIG. 2, the wedge roller type transmission A has a one-way clutch function that transmits torque during forward rotation, but does not transmit torque when rotating reversely, As shown in FIG. 7, torque may be transmitted during both forward and reverse rotations.
[0022]
In a wedge roller type transmission A according to an embodiment of the present invention, a
[0023]
The high-
[0024]
As shown in FIG. 2, a large-
[0025]
As shown in FIG. 3, the
[0026]
As a result, as shown in FIG. 3, during normal rotation, the
[0027]
On the other hand, at the time of reverse rotation, the
[0028]
As shown in FIG. 2, between the inner peripheral surface of the
[0029]
In the
[0030]
The
[0031]
In this way, the outer peripheral surfaces of the
[0032]
Note that, of the
[0033]
When the rotating shaft is rotationally driven by the wedge roller type transmission according to the present invention configured as described above, a driving force is input to the low-speed side shaft 3 to rotate the
[0034]
Further, the
[0035]
That is, when the
[0036]
As a result, the power transmission
[0037]
As described above, the force for moving the
[0038]
In the case of the example shown in FIG. 2, the wedge roller type transmission A has a one-way clutch function, and the rotation speed of the high-
[0039]
Next, a wedge roller type transmission shown in FIG. 4 that can transmit torque when rotating in both forward and reverse directions will be described.
[0040]
FIG. 4 shows a structure in which the high-speed shaft 17 (see FIG. 1) is rotatable in both clockwise and counterclockwise directions. In such a configuration of the present example, one
[0041]
In the case of the structure of the present embodiment configured as described above, when the
[0042]
In the case of the present embodiment configured as described above, even when the
[0043]
(First embodiment of the present invention)
FIG. 5 is a sectional view of the wedge roller type transmission according to the first embodiment of the present invention.
[0044]
In the first embodiment, oil lubrication is used, and the
[0045]
An
[0046]
An
[0047]
A
[0048]
Therefore, when the low-speed side shaft 3 and the high-
[0049]
(Second embodiment of the present invention)
FIG. 6 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a second embodiment of the present invention.
[0050]
In the second embodiment, the wedge roller type transmission A is arranged such that the low-speed shaft 3 and the high-
[0051]
A
[0052]
Therefore, when the low-speed side shaft 3 and the high-
[0053]
(Third embodiment of the present invention)
FIG. 7 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a third embodiment of the present invention.
[0054]
In the third embodiment, the wedge roller type transmission A is a case where the upper and lower portions of the low-speed side shaft 3 and the high-
[0055]
[0056]
Accordingly, when the upper and lower portions of the low-speed side shaft 3 and the high-
[0057]
(Fourth embodiment of the present invention)
FIG. 8 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a fourth embodiment of the present invention. FIGS. 9A and 9B are schematic diagrams for explaining the operation of the metal removing unit.
[0058]
A
[0059]
The
[0060]
As shown in FIG. 9A, when a pair of
[0061]
Further, in the case of FIG. 9A, as the distance between the pair of
[0062]
Further, as shown in FIG. 9B, when the distance between the pair of
[0063]
As described above, in the fourth embodiment, the cooperation between the metal removing magnet and the magnetic material can further increase the attraction force of the magnet, and can remove metal wear powder more efficiently. it can.
[0064]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, metal abrasion powder mixed in the lubricating oil is adsorbed and removed at a location where the lubricating oil can adhere on the inner wall of the housing near the oil seal. A metal removing magnet is provided for the removal.
[0066]
Therefore, when the low-speed side shaft and the high-speed side shaft are arranged in the vertical direction, or when the upper and lower portions of these shafts change depending on the operating conditions, the metal wear powder is mixed into the lubricating oil. Even if oil enters the oil seal together with the oil, the metal-removing magnet can adsorb metal abrasion powder mixed into the lubricating oil and remove it almost completely. As a result, the metal abrasion powder can be reliably prevented from adversely affecting the oil seal.
[0067]
According to the second aspect, the metal removing unit is disposed in the housing inner wall in the vicinity of the oil seal, where the lubricating oil can adhere, and the metal removing unit is provided with the lubricating oil. A metal removing magnet for adsorbing and removing metal abrasion powder mixed in oil, a magnetic body arranged so that a magnetic flux flows from the metal removing magnet, and a metal removing magnet and a magnetic body from the inner wall of the housing. And a non-magnetic material attached to the inner wall of the housing so as to be substantially magnetically shielded.
[0068]
Therefore, in this case, the attraction force of the magnet can be further increased by cooperation between the metal removing magnet and the magnetic body.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing the internal structure of a wedge roller type transmission according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line bb in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of a wedge roller type transmission.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a wedge roller type transmission capable of transmitting torque when rotating in both forward and reverse directions according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view of the wedge roller type transmission according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a wedge roller type transmission according to a fourth embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are schematic views for explaining the operation of the metal removing unit.
[Explanation of symbols]
1
3 Low-
36
Claims (2)
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも1個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも1個の可動ローラとを有し、
前記ハウジング内壁に、前記低速側シャフト及び前記高速側シャフトに摺接しながら当該ハウジング内に充填した潤滑用オイルをシールするためのオイルシールを取付け、
前記ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石を配置したことを特徴とする、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機。The low-speed side shaft is rotatably supported on the housing, and an outer ring is provided at one end of the low-speed side shaft, while the eccentricity is provided with respect to the low-speed side shaft and the outer ring, and the high-speed side shaft is rotatably supported,
At least one guide roller and at least one movable roller that moves during torque transmission between the outer ring and the high-speed side shaft,
An oil seal for sealing lubricating oil filled in the housing while slidingly contacting the low-speed side shaft and the high-speed side shaft is attached to the housing inner wall,
A metal removing magnet for adsorbing and removing metal abrasion powder mixed into the lubricating oil is disposed at a location on the inner wall of the housing near the oil seal where the lubricating oil can adhere. , Friction roller type transmission using wedge action.
前記外輪と前記高速側シャフトの間に、少なくとも1個のガイドローラと、トルク伝達時に移動する少なくとも1個の可動ローラとを有し、
前記ハウジング内壁に、前記低速側シャフト及び前記高速側シャフトに摺接しながら当該ハウジング内に充填した潤滑用オイルをシールするためのオイルシールを取付け、
前記ハウジング内壁で当該オイルシールの近傍で、潤滑用オイルが付着し得る箇所に、金属除去用ユニットを配置し、
当該金属除去用ユニットは、潤滑用オイルに混入した金属摩耗粉を吸着して除去するための金属除去用磁石と、当該金属除去用磁石から磁束が流れるように配置した磁性体と、これら金属除去用磁石及び磁性体を前記ハウジング内壁から磁気的に略遮蔽するように前記ハウジング内壁に取付けた非磁性体と、からなることを特徴とする、くさび作用を利用した摩擦ローラ式変速機。The low-speed side shaft is rotatably supported on the housing, and an outer ring is provided at one end of the low-speed side shaft, while the eccentricity is provided with respect to the low-speed side shaft and the outer ring, and the high-speed side shaft is rotatably supported,
At least one guide roller and at least one movable roller that moves during torque transmission between the outer ring and the high-speed side shaft,
An oil seal for sealing lubricating oil filled in the housing while slidingly contacting the low-speed side shaft and the high-speed side shaft is attached to the housing inner wall,
In the vicinity of the oil seal on the inner wall of the housing, at a place where lubricating oil can adhere, a metal removing unit is arranged,
The metal removing unit includes a metal removing magnet for adsorbing and removing metal abrasion powder mixed in the lubricating oil, a magnetic body arranged so that magnetic flux flows from the metal removing magnet, and a metal removing unit. A friction roller type transmission utilizing a wedge function, comprising: a non-magnetic material attached to the inner wall of the housing so as to substantially magnetically shield the magnet for use and the magnetic material from the inner wall of the housing.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050906 |