JP2011052711A - 摩擦ローラ式変速機用中間ローラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】エッジロードの影響が抑制され、長期に渡り安定した性能を発揮する摩擦ローラ式変速機を提供する。
【解決手段】軸部材である支持軸と、軸部材の円周方向外側に転がり軸受を介して回転自在に支持される中空のローラ部材からなる中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニットであって、前記ころがり軸受が玉軸受であり、前記ローラ部材の軸方向の両端部近傍に配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式変速機用の中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニット。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車産業（スタータ減速機、スーパーチャージャー用増速機、コンプレッサ用増速機、各種補機用減速機など）、工作機械、半導体製造装置、水車、風車、ロボット、各種産業機械に使用できる摩擦ローラ式変速機に関するものである。

従来よりこの分野では、遊星歯車機構を利用した変速機が提案されている。しかし、回転時に中間ローラ外周の歯車と入力軸外周の歯車、外輪ドラム内周の歯車が摺動接触する他、バックラッシュの存在に基づく衝突音を発生させるので、運転時に発生する騒音が大きいという課題があった。

この部分の改善の先行技術としては、変速機である減速機において歯車機構を使用せず、摩擦力を利用した遊星機構が知られている（特許文献１：特開平１１−３７２４０号公報）。

特許文献１に開示された摩擦ローラ式減速機３１は、図７，８に記載された通り、入力軸２６と、入力軸２６の周囲に、入力軸２６と平行に配置された３本の支持軸２７と、支持軸２７の外周に、ニードル軸受２８により回転自在に支持された１個の中間ローラ２５及び２個ウエッジローラ２４，２４とを備える。中間ローラ２５及びウエッジローラ２４，２４は、円筒形内周面を有し出力軸３０と一体に形成された外側ドラム２９の内周面に沿って配置されている。また入力軸２６と同心若しくは平行で、支持軸２７を保持するする結合環３２と、結合環３２に取り付けられ、減速機３１の本体部分を形成する結合円筒３３（図８においては省略している）を備える。

外側ドラム２９には合計３個の動力伝達部材である中間ローラ２５、及びウエッジローラ２４，２４が収容されている。これら動力伝達部材である中間ローラ２５、ウエッジローラ２４、２４は円筒形である。支持軸２７も円柱形状に形成されている。外側ドラム２９は円筒状である。そのため、入力軸２６と中間ローラ２５、及びウエッジローラ２４，２４の押し付け力のアンバランスや、公転による遠心力等により、軸径が比較的細く比較的剛性の低い支持軸２７が撓む等の影響を受け、支持軸２７と中間ローラ２５、及びウエッジローラ２４，２４との回転中心軸がずれる可能性がある。回転の中心軸がずれると、支持軸２７と中間ローラ２５及びウエッジローラ２４，２４を回転自在に支持しているニードル軸受２８のころ端部にエッジロードが発生するおそれがある。エッジロードが発生すると、ニードル軸受の回転が阻害され、安定した動力伝達ができなくなる恐れがある。

特開平１１−３７２４０号公報

本発明の課題は、エッジロードの発生が抑制され、長期に渡り安定して機能する摩擦ローラ式変速機を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために、軸部材である支持軸と、軸部材の円周方向外側に転がり軸受を介して回転自在に支持される中空のローラ部材からなる中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニットであって、前記ころがり軸受が玉軸受であり、前記ローラ部材の軸方向の両端部近傍に配置されていることを特徴とする中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニットとした。

本発明によれば、玉軸受支持のため軸受にエッジロードが生じることなく、これを適用した摩擦ローラ式変速機は長期に渡り安定した性能を発揮することができる。

本発明に係る軸受ユニットの第一実施形態を装着した摩擦ローラ式変速機の断面図を示す。 本発明に係る軸受ユニットの第一実施形態を装着した摩擦ローラ式変速機の側面図を示す。 本発明に係る軸受ユニットの第一実施形態の断面図を示す。 本発明に係る軸受ユニットの第二実施形態を装着した摩擦ローラ式変速機の断面図を示す。 本発明に係る軸受ユニットの第二実施形態を装着した摩擦ローラ式変速機のＡ-Ａ断面図を示す。 本発明に係る軸受ユニットの第一実施形態の断面図を示す。 従来の摩擦ローラ式減速機の断面図を示す。 図７におけるＡ−Ａ断面を示す。

（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の円筒型中間ローラユニット４を装着した変速機である摩擦ローラ式減速機１０を示す。摩擦ローラ式減速機１０は、いわゆるウエッジローラを使用しない形式のものである。図２は摩擦ローラ式減速機１０の側面図であり、図３は本発明に係わる円筒型中間ローラユニット４の実施形態１の断面図である。

本実施例で例示する摩擦ローラ式減速機１０により入力速度を減速する場合には、入力軸５から入力された回転力は、中間ローラ部材４を介して出力軸９に、減速されて伝達される。
摩擦ローラ式減速機１０においては、円筒型中間ローラユニット４が入力軸５と外側ドラム７の間に配設されている。中間ローラユニット４は、入力側ユニットガイド８と出力側ユニットガイド９により軸３の端部が支持されている。中間ローラユニット４は、玉軸受１により支持されており、軸３とローラ部材２は回転自在である。

本実施例で例示する摩擦ローラ式減速機１０は、ウエッジローラを使用しない形状のため、組立の際には、外側ドラム７を温め膨張させた状態で中間ローラ４を組み込む。その後、入力側ユニットガイド８と、出力軸６と一体の出力側ユニットガイド９を取付ける。摩擦ローラ式減速機１０の外側ドラム７が定常の温度に戻ると、収縮して、中間ローラユニット４のローラ部材２と入力軸５と外側ドラム７との間に押圧力が発生する。すなわち、定常温度の状態では、常時、中間ローラユニット４のローラ部材２と入力軸５と外側ドラム７との間に押圧力が発生している。

上記の方法により組み立てた摩擦ローラ式減速機１０は、ローラ部材２と入力軸５と外側ドラム７が弾性的に互いに押圧されている。そのため、遠心力や伝達負荷のアンバランスがあった場合に、剛性の比較的低い軸３が比較的大きく撓むこととなる。この場合、軸３とローラ部材２との回転支持に玉軸受１を使用し、玉軸受１はローラ部材２の端部に配置されているため、軸３が撓むと軸受１取付け部の軸３の傾きが発生することになる。しかし、撓みの影響、すなわち軸３の傾きの影響を受けにくい軸受として玉軸受１使用しているため、これらにより軸受の損傷が発生する可能性は低いものとなる。したがって、摩擦ローラ式減速機１０は、長期に渡り安定した運転が可能である。

（第二実施形態）
中間ローラユニット１４は、中間ローラユニット４において外周面が円筒状のローラ部材２の代わりに外周面を円すい状のローラ部材１２にしたものである。

摩擦ローラ式減速機２０は、前記中間ローラユニット１４を使用している。中間ローラユニット１４のローラ部材１２の形状に合わせて、外側ドラム１７に円すい状のサポートリング２３を配設している。外側ドラム１７とサポートリング２３は一体型であってもよい。

入力側ユニットガイド１８と出力側ユニットガイド１９で支持された複数の中間ローラユニット１２の外接形状は円すい形状である。そのため、摩擦ローラ式減速機２０を組み立てる際に、外側ドラム１７やサポートリング２３を加熱することなく組み立てが可能である。

また、摩擦ローラ式減速機２０を駆動するためには、軸１５を介して出力軸１６側へ軸方向押し圧力が必要であるが、押圧力を負荷しなければ、あるいは、入力軸１５を軸方向反対側へずらせば、減速された回転力の伝達のオンーオフが可能であり、いわゆるクラッチ機能を持たせることも可能である。軸方向押圧等の機構は、公知のものが適用可能である。

本発明は、変速機として、特に好適には摩擦ローラ式減速機として各種の機械装置において利用することができる。

1 玉軸受
2 円筒型ハウジング
3 支持軸
4 中間ローラユニット
5 入力軸
6 出力軸
7 外側ドラム
8 入力側ユニットガイド
9 出力側ユニットガイド
10 摩擦ローラ式減速機
11 玉軸受
12 円すい型ハウジング
13 支持軸
14 円すい型中間ローラ
15 入力軸
16 出力軸
17 外側ドラム
18 入力側ユニットガイド
19 出力側ユニットガイド
20 摩擦ローラ式減速機
21 入力側サポート軸受
22 出力側サポート軸受
23 サポートリング
24 ウエッジローラ
25 中間ローラ
26 入力軸
27 支持軸
28 ニードル軸受
29 外側ドラム
30 出力軸
31 摩擦ローラ式減速機
32 結合環
33 結合円筒

Claims (1)

1. 軸部材である支持軸と、軸部材の円周方向外側に転がり軸受を介して回転自在に支持される中空のローラ部材からなる中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニットであって、前記ころがり軸受が玉軸受であり、前記ローラ部材の軸方向の両端部近傍に配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式変速機用の中間ローラユニットもしくはウエッジローラユニット。

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