JP2014059031A

JP2014059031A - 減速機

Info

Publication number: JP2014059031A
Application number: JP2012205380A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Takada; 声一高田; Tateo Adachi; 健郎安達
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2014-04-03

Abstract

【課題】トラクションドライブ方式の遊星機構を有する減速機を軸方向にコンパクト化する。
【解決手段】ハウジング４の筒部４ａと遊星機構８を構成するキャリア７との間に、そのキャリア７を回転自在に支持する軸受１２を設け、キャリア７を固定した出力軸２の支持をこの軸受１２による間接的な支持のみで行うようにすることにより、ハウジング４および出力軸２が出力軸２を直接支持する軸受を取り付ける部位を必要としないものとなり、その分ハウジング４および出力軸２の軸方向寸法を短くして、減速機全体を軸方向にコンパクト化できるようにしたのである。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力軸の回転を遊星機構により減速して出力軸に伝達する減速機に関する。

プリンタや複写機、ファクシミリ等の事務機は一般にオフィスで使用されるため、その事務機に組み込まれる減速機としては、低騒音でコンパクトなものが求められる。

減速機の低騒音化に対しては、入力軸と出力軸との間に、入力軸の回転を伝達される太陽ローラと、太陽ローラの径方向外側に配され、ハウジングの内周に固定される外輪と、太陽ローラおよび外輪と転接して自転しながら太陽ローラのまわりに公転する複数の遊星ローラと、遊星ローラを自転可能に支持するキャリアとからなる遊星機構を少なくとも一列設け、その遊星機構のキャリア（複数列の場合は最終列のもの）を出力軸に固定して、入力軸が回転したときに、遊星機構の遊星ローラ（複数列の場合は最終列のもの）の公転を出力軸に伝達するようにしたトラクションドライブ方式の減速機が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。

このような構成の減速機は、遊星ローラと太陽ローラおよび外輪との間に生じるトラクションによって回転伝達を行うので、従来の歯車の噛み合いによって回転伝達を行う遊星機構を有するものに比べて、騒音の少ないものとなっている。

特開平７−５４９４６号公報特開２００１−１０８０３６号公報

しかしながら、上記特許文献１、２に記載されたトラクションドライブ方式の減速機では、ハウジングの内周に遊星機構のキャリアを支持する軸受と出力軸を支持する軸受を設けているため、ハウジングおよび出力軸が長くなっており、減速機全体の軸方向寸法のコンパクト化が難しいという問題がある。

そこで、本発明の課題は、トラクションドライブ方式の遊星機構を有する減速機を軸方向にコンパクト化することである。

上記の課題を解決するため、本発明は、入力軸と出力軸との間に、前記入力軸の回転を伝達される太陽ローラと、前記太陽ローラの径方向外側に配され、ハウジングの内周に固定される外輪と、前記太陽ローラおよび外輪と転接して自転しながら太陽ローラのまわりに公転する複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを自転可能に支持するキャリアとからなる遊星機構を設け、その遊星機構のキャリアを前記出力軸に固定して、前記入力軸が回転したときに、前記遊星機構の遊星ローラの公転を出力軸に伝達する減速機において、前記ハウジングと遊星機構のキャリアとの間に、そのキャリアを回転自在に支持する軸受を設け、前記出力軸の支持を前記軸受による間接的な支持のみで行うようにした構成を採用した。この構成によれば、ハウジングおよび出力軸は、出力軸を直接支持する軸受を取り付ける部位を設ける必要がなくなるので、その分軸方向寸法を短くすることができ、減速機全体を軸方向にコンパクト化することができる。

上記の構成において、前記ハウジングと遊星機構のキャリアとの間の軸受にシール軸受またはシールド軸受を用い、前記ハウジングの入力側は前記入力軸に連結されるモータのケースで塞いで、減速機内部に潤滑剤を封入することにより、減速機内部の潤滑剤の外部への漏出を防止することができる。ここで、前記遊星ローラの端面に前記潤滑剤を溜める凹部を設ければ、作動中の遊星ローラの動きがよりスムーズになり、異音の発生や発熱をより確実に防止できるようになる。

また、前記ハウジング以外の部品を組み立てた半組立品を、前記ハウジングに軸方向に挿入されて組み込まれるものとすることが望ましい。具体的には、前記ハウジングの内周面は、前記半組立品の挿入側端から半組立品の組込位置までが同径または奥側ほど小径となるように形成し、このハウジング内周面形状に嵌合するように前記半組立品の外周面を形成するとよい。このようにすれば、減速機内部を目視しながら組み立てができ、効率よく組立作業を行うことができる。

前記遊星ローラがその内周に嵌め込まれた支軸を介して前記キャリアに支持されている場合は、前記支軸とキャリアの嵌め合いはルーズフィットとして、遊星ローラの取付誤差を吸収できるようにするとよい。

前記入力軸をモータの主軸とすれば、部品点数を少なくするとともに、組立時のガタを少なくすることができる。

また、前記遊星機構のキャリアの外側端面にコードホイールを取り付け、このコードホイールと軸方向で対向する回転センサを前記ハウジングに取り付け、この回転センサで前記出力軸の回転を検知して出力軸の回転数制御を行うようにすれば、安定して所望の出力回転数が得られるものとすることができる。

本発明の減速機は、上述したように、遊星機構のキャリアを固定した出力軸の支持を、そのキャリアとハウジングとの間に設けた軸受による間接的な支持のみで行うようにしたものであるから、ハウジングおよび出力軸の軸方向寸法を短くでき、減速機全体を軸方向にコンパクト化することができる。

第１実施形態の減速機の縦断正面図図１のII−II線に沿った断面図図１の遊星機構を二列にした変形例の縦断正面図第２実施形態の減速機の縦断正面図図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１および図２は第１の実施形態を示す。この減速機は、同一軸心上に配される入力軸１と出力軸２との間に、入力軸１と一体に形成された太陽ローラ３と、太陽ローラ３の径方向外側に配され、ハウジング４の内周に固定される外輪５と、太陽ローラ３および外輪５と転接して自転しながら太陽ローラ３のまわりに公転する複数の遊星ローラ６と、遊星ローラ６を自転可能に支持するキャリア７とからなる遊星機構８を設け、そのキャリア７を出力軸２の外周に嵌合固定したものである。そのハウジング４の入力側は図示省略したモータとそのケースＣで密封され、減速機内部には潤滑剤が封入されている。なお、この減速機の各部品は基本的には金属製であるが、ハウジング４やキャリア７を樹脂製として減速機全体の軽量化を図ることもできる。

前記入力軸１は、内側端面に太陽ローラ３が同軸に形成され、外側端面には前記モータの主軸（モータ軸）Ａが相対回転不能に嵌め込まれる断面Ｄ字状の係合穴１ａが設けられている。また、その外周には係合穴１ａに貫通するねじ孔１ｂがあけられており、このねじ孔１ｂにねじ込まれるねじ（図示省略）で係合穴１ａに嵌め込まれたモータ軸Ａを抜け止めするようになっている。

前記ハウジング４は、外形の断面形状が略矩形で内周に円筒面が形成され、遊星機構８を収容する一定の内径の筒部４ａと、筒部４ａの入力側に設けられ、入力軸１を通す蓋部４ｂと、蓋部４ｂの外側端面の周縁部から突出する枠状のモータ取付部４ｃとからなる。そして、そのモータ取付部４ｃの四隅に前記モータのケースＣがねじ止めされる。

また、図示は省略するが、ハウジング４のモータ取付部４ｃにはその厚み方向に貫通する孔が設けられており、この貫通孔を利用して前述したモータ軸Ａの抜け止め作業を行えるようになっている。この貫通孔はモータ軸Ａを抜け止めした後にシールされる。これにより、ハウジング４の入力側を前記モータとそのケースＣで密封できるとともに、前記モータの減速機への取り付けをコンパクトに行うことができる。

前記遊星ローラ６は、太陽ローラ３および外輪５と転接し、太陽ローラ３との間および外輪５との間にトラクションが生じるようになっている。一方、作動中の遊星ローラ６の動きをよりスムーズにし、異音の発生や発熱をより確実に防止するために、遊星ローラ６の両端面に潤滑剤を溜める環状溝（凹部）６ａが設けられている。

また、この遊星ローラ６の内周には、軸受９を介して支軸１０の一端部が嵌め込まれている。そして、その支軸１０の他端部がキャリア７の取付孔７ａに嵌め込まれることにより、遊星ローラ６がキャリア７に自転可能に支持されている。ここで、支軸１０の他端部とキャリア７の取付孔７ａとの嵌め合いはルーズフィットとされており、遊星ローラ６の取付誤差を吸収できるようになっている。また、支軸１０他端のキャリア７外側端面からの突出部には、支軸１０とキャリア７の間をシールするリング１１が嵌め込まれている。

前記キャリア７はハウジング４の筒部４ａとの間に設けられた軸受１２に回転自在に支持されており、その軸受１２がハウジング筒部４ａの内周に嵌め込まれた止め輪１３で抜け止めされている。そして、前記出力軸２はキャリア７を介してこの軸受１２に間接的に支持されており、出力軸２を直接支持する軸受は設けられていない。

前記キャリア７を支持する軸受１２は、シール軸受またはシールド軸受が用いられ、前記支軸１０に嵌め込まれたリング１１とともに減速機出力側から外部への潤滑剤の漏出を防止している。また、この軸受１２は、外輪５と同じ外径寸法に形成され、後述するように外輪５とともにハウジング４の筒部４ａの内周に圧入されるようになっている。

この減速機を組み立てる際には、ハウジング４と止め輪１３以外の部品を組み立てた半組立品を、ハウジング４にその出力側から軸方向に挿入して、遊星機構８の外輪５および軸受１２をハウジング筒部４ａの内周に圧入する。これにより、減速機内部を目視しながら組み立てができ、効率よく組立作業を行うことができる。

なお、図１および図２に示した例では、ハウジング４の筒部４ａを一定の内径とし、遊星機構８の外輪５と軸受１２を同じ外径寸法に形成したが、ハウジングの内周面を、前記半組立品の挿入側端から半組立品の組込位置までが奥側ほど小径となるように形成し、このハウジング内周面形状に嵌合するように前記半組立品の外周面を形成しても、同様に効率よく組立作業を行える。

そして、前記モータに駆動された入力軸１が太陽ローラ３と一体に回転すると、遊星ローラ６が太陽ローラ３および外輪５との間に生じるトラクションにより自転しながら太陽ローラ３のまわりに公転し、その遊星ローラ６の公転をキャリア７を介して出力軸２に伝達するようになっている。

この減速機は、上記の構成であり、遊星機構８をトラクションドライブ方式としているので、騒音が小さく、事務機等の静粛性を求められる装置に組み込むのに適している。しかも、遊星機構８のキャリア７と一体の出力軸２の支持を、そのキャリア７とハウジング４との間に設けた軸受１２による間接的な支持のみで行うようにしたので、ハウジング４および出力軸２に出力軸２を直接支持する軸受を取り付ける部位を設ける必要がなく、その分ハウジング４および出力軸２の軸方向寸法を短くでき、減速機全体を軸方向にコンパクト化することができる。

なお、本発明は、遊星機構を複数列設けた減速機にも適用することができる。例えば、図３に示す減速機は、図１および図２に示した例の遊星機構８を二列としたもので、入力側の遊星機構８のキャリア７を入力軸１および出力軸２と同軸に配される中間軸１４の外周に嵌合固定し、その中間軸１４を出力側の遊星機構８の太陽ローラとし、出力側の遊星機構８のキャリア７を出力軸２の外周に嵌合固定している。この変形例でも、中間軸１４や出力軸２を直接支持する軸受は設けられておらず、軸方向にコンパクトなものとなっている。

図４および図５は第２の実施形態を示す。この減速機は、第１実施形態の図１および図２に示した例のキャリア７をわずかに広幅に形成し、その外側端面にコードホイール１５を取り付けるとともに、ハウジング４の筒部４ａの内周に嵌め込んだ環状のセンサハウジング１６に、コードホイール１５と軸方向で対向する回転センサ１７を取り付けたものである。回転センサ１７の信号はコネクタ１８を介して外部の制御装置（図示省略）に送られるようになっており、回転センサ１７で検知した出力軸２の回転に基づいて前記モータの駆動回転数を調整することにより、出力軸２の回転数制御が行われる。なお、センサハウジング１６はハウジング筒部４ａに抜け止めされるとともに回り止めされ、減速機の作動中に回転センサ１７の信号の精度が低下しないようになっている。

この第２実施形態では、第１実施形態に比べるとわずかに軸方向寸法が大きくなるが、回転センサ１７をユニット化して出力軸２の回転数制御を行うようにしたので、安定して所望の出力回転数を得ることができる。

なお、上述した各実施形態では、入力軸をモータの主軸と別体で形成して両軸を連結するようにしたが、入力軸自体をモータの主軸としてもよい。このようにすれば、部品点数を少なくするとともに、組立時のガタを少なくすることができる。

１入力軸
２出力軸
３太陽ローラ
４ハウジング
４ａ筒部
５外輪
６遊星ローラ
６ａ環状溝（凹部）
７キャリア
８遊星機構
１０支軸
１２軸受
１４中間軸
１５コードホイール
１６センサハウジング
１７回転センサ
Ａモータの主軸
Ｃモータのケース

Claims

入力軸と出力軸との間に、前記入力軸の回転を伝達される太陽ローラと、前記太陽ローラの径方向外側に配され、ハウジングの内周に固定される外輪と、前記太陽ローラおよび外輪と転接して自転しながら太陽ローラのまわりに公転する複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを自転可能に支持するキャリアとからなる遊星機構を設け、その遊星機構のキャリアを前記出力軸に固定して、前記入力軸が回転したときに、前記遊星機構の遊星ローラの公転を出力軸に伝達する減速機において、前記ハウジングと遊星機構のキャリアとの間に、そのキャリアを回転自在に支持する軸受を設け、前記出力軸の支持を前記軸受による間接的な支持のみで行うようにしたことを特徴とする減速機。
前記ハウジングと遊星機構のキャリアとの間の軸受にシール軸受またはシールド軸受を用い、前記ハウジングの入力側は前記入力軸に連結されるモータのケースで塞いで、減速機内部に潤滑剤を封入したことを特徴とする請求項１に記載の減速機。
前記遊星ローラの端面に前記潤滑剤を溜める凹部を設けたことを特徴とする請求項２に記載の減速機。
前記ハウジング以外の部品を組み立てた半組立品が、前記ハウジングに軸方向に挿入されて組み込まれるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の減速機。
前記ハウジングの内周面は、前記半組立品の挿入側端から半組立品の組込位置までが同径または奥側ほど小径となるように形成し、このハウジング内周面形状に嵌合するように前記半組立品の外周面を形成したことを特徴とする請求項４に記載の減速機。
前記遊星ローラがその内周に嵌め込まれた支軸を介して前記キャリアに支持されており、前記支軸とキャリアの嵌め合いをルーズフィットとしたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の減速機。
前記入力軸をモータの主軸としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の減速機。
前記遊星機構のキャリアの外側端面にコードホイールを取り付け、このコードホイールと軸方向で対向する回転センサを前記ハウジングに取り付け、この回転センサで前記出力軸の回転を検知して出力軸の回転数制御を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の減速機。