JP2016164432A - 遊星ローラ式の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過大な負荷に対する耐久性を向上させた遊星ローラ式の動力伝達装置を提供。【解決手段】遊星ローラ式の動力伝達装置１は、ケーシング１３により主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラ１０１と、ケーシング１３内に収容される筒状のインターナルリング１１と、太陽ローラ１０１の外周面及びインターナルリング１１の内周面に接触する２以上の遊星ローラ１２と、ケーシング１３により主軸を中心として回転可能に支持され、遊星ローラ１２を回転可能に支持するキャリア１４１と、上限値を超えないトルクを伝達するトルク制限装置１６とを備える。トルク制限装置１６は、インターナルリング１１及びケーシング１３間のトルク伝達を制限する。【選択図】図１

Description

本発明は、遊星ローラ式の動力伝達装置に係り、更に詳しくは、太陽ローラの外周面及びインターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラを備える遊星ローラ式の動力伝達装置の改良に関する。

遊星ローラ式の動力伝達装置は、潤滑油を介在させた状態で遊星ローラを太陽ローラに押し当てることによって動力を伝達するトラクションドライブ装置であり、遊星歯車式の動力伝達装置に比べ、バックラッシュによる振動及び騒音が少ない。例えば、遊星ローラ式の動力伝達装置は、太陽ローラ、インターナルリング、遊星ローラ及びキャリアにより構成され、電動モータの回転出力を減速する減速機として用いられる。太陽ローラ及びキャリアは、同軸に配置される。また、遊星ローラは、太陽ローラの外周面とインターナルリングの内周面とに接触する転動体である。回転力が電動モータから太陽ローラに入力され、キャリアを介して出力する場合、遊星ローラが自転しながら太陽ローラの周りを公転することにより、回転力が出力される。

なお、特許文献１には、過負荷を吸収するトルクスリップ機構を備える遊星歯車式の減速装置が開示されている。この特許文献１に記載の減速装置では、出力側に過大な負荷がかかれば、トルク伝達がトルクスリップ機構により遮断される。

実開平１−１６９６４１号公報

前述した遊星ローラ式の動力伝達装置では、太陽ローラ及び遊星ローラ間と遊星ローラ及びインターナルリング間とにおいて、油膜を介したトルク伝達が行われる。従来の遊星ローラ式の動力伝達装置では、出力側に過大な負荷がかかれば、入力側もトルク負荷が過大になり、電動モータ又は減速機内部のトラクション部材が焼き付きにより故障し、或いは、破損する虞があった。

例えば、ロボットアームの関節部分に組み込まれる減速機には、アームが人又は物に衝突して入力軸及び出力軸の回転が停止した場合に、出力軸を逆方向に回転させることにより、アームと人又は物との間に空間が作られるような機能が求められる。ところが、従来の遊星ローラ式の減速機では、過負荷により回転が停止すれば、出力軸が逆回転し辛い状態、いわゆるロック状態になる。このため、出力軸を無理に逆回転させれば、減速機内部のトラクション部材が破損する虞があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、過大な負荷に対する耐久性を向上させた遊星ローラ式の動力伝達装置を提供することを目的とする。特に、ロック状態であっても、トラクション部材に不具合を生じさせることなく、出力軸を反転させることができる遊星ローラ式の動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明による遊星ローラ式の動力伝達装置は、ケーシングにより主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラと、前記ケーシング内に収容される筒状のインターナルリングと、前記太陽ローラの外周面及び前記インターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラと、前記ケーシングにより前記主軸を中心として回転可能に支持され、前記遊星ローラを回転可能に支持するキャリアと、上限値を超えないトルクを伝達するトルク制限装置とを備える。前記トルク制限装置は、前記インターナルリング及び前記ケーシング間のトルク伝達を制限する。

キャリアは、太陽ローラと比較すれば、ケーシングに対して相対的に低速回転する。このキャリアを回転可能に支持するケーシングとインターナルリングとの間で伝達されるトルクがトルク制限装置により上限値以下に制限される。このため、前記動力伝達装置では、ケーシング及びキャリア間に過大な負荷がかかった場合に、ケーシングとインターナルリングとの間に周方向の滑りを生じさせることができる。

例えば、前記動力伝達装置では、キャリア又はケーシングに対して回転力を入力する場合、キャリアがケーシングに対して回転し辛い状態、いわゆるロック状態であっても、トルク制限装置の上限値を超える回転力を入力すれば、キャリアをケーシングに対して空転させることができる。

本発明による遊星ローラ式の動力伝達装置では、ケーシング及びインターナルリング間のトルク伝達を制限することにより、過大な負荷に対する耐久性を向上させることができる。特に、ロック状態であっても、トラクション部材に不具合を生じさせることなく、出力軸を反転させることができる。

図１は、実施の形態１による遊星ローラ式の動力伝達装置１の断面図である。 図２は、動力伝達装置１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。 図３は、動力伝達装置１の一部を模式的に示した説明図である。 図４は、実施の形態２による遊星ローラ式の動力伝達装置１の断面図である。 図５は、実施の形態３による遊星ローラ式の動力伝達装置１の断面図である。 図６は、実施の形態４による遊星ローラ式の動力伝達装置１の断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、主軸の方向を水平方向として説明するが、本発明による動力伝達装置の使用時における姿勢を限定するものではない。また、本明細書では、主軸の方向を単に「軸方向」と呼び、主軸を中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。

実施の形態１．
＜動力伝達装置１＞
図１は、本発明の実施の形態１による遊星ローラ式の動力伝達装置１の一構成例を示した断面図であり、主軸Ｊ１を含む鉛直面により動力伝達装置１を切断した場合の切断面が示されている。図１では、紙面の右側を入力側とし、左側を出力側として、動力伝達装置１が描画されている。図２は、図１の動力伝達装置１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。図３は、図１の動力伝達装置１の一部を模式的に示した説明図であり、主軸Ｊ１よりも上側部分が拡大して示されている。

主軸Ｊ１は、太陽ローラ１０１、キャリア１４１及び入力側支持部材１４２に共通の回転中心を示す直線である。この動力伝達装置１は、電動モータ（図示せず）から入力される回転運動を減速して出力する減速機であり、入力回転体１０、インターナルリング１１、遊星ローラ１２、ケーシング１３、出力回転体１４、リング支持部材１５及びトルク制限装置１６と、軸受２〜５とにより構成される。例えば、軸受２〜５は、２以上の球状転動体を外輪と内輪との間に配置した玉軸受である。

＜ケーシング１３＞
ケーシング１３は、後述する転動部材を収容する筐体であり、電動モータのハウジング等に固定される。このケーシング１３は、入力側に開口を有する本体部１３１と、本体部１３１の開口に配置される蓋部１３２とにより構成される。

本体部１３１は、軸方向に延びる円筒形状の内周面を有する筒状部１３１１と、出力回転体１４を配置するための貫通孔を有する底部１３１２とにより構成される。蓋部１３２は、軸方向の入力側に突出するボス部１３２１と、入力回転体１０を配置するための貫通孔１３２２とを有し、筒状部１３１１に取り付けられる。

＜入力回転体１０＞
入力回転体１０は、ケーシング１３により主軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される部材であり、電動モータから所定の回転力が入力される。この入力回転体１０は、電動モータのシャフトに連結される入力軸１００と、遊星ローラ１２を外接させる太陽ローラ１０１とにより構成される。入力軸１００及び太陽ローラ１０１は、一体的に形成される。

＜入力軸１００＞
入力軸１００は、ケーシング１３の蓋部１３２により、軸受２を介して回転可能に支持されるとともに、軸受４、入力側支持部材１４２及び軸受３を介して回転可能に支持される。軸受２は、ボス部１３２１の径方向内側に配置される。軸受４は、蓋部１３２の出力側端部の径方向内側に配置される。軸受３は、入力軸１００の出力側端部の外周面上に配置される。

＜太陽ローラ１０１＞
太陽ローラ１０１は、軸方向に延びる外周面を有する円柱状の転動部材である。この太陽ローラ１０１は、外径が入力軸１００よりも太く、入力側の端部に入力軸１００が連結されている。

＜インターナルリング１１＞
インターナルリング１１は、遊星ローラ１２を内接させる筒状の転動部材であり、ケーシング１３の筒状部１３１１内に収容される。このインターナルリング１１は、径方向に弾性変形することによって遊星ローラ１２を径方向内方に向けて付勢する弾性部材により構成される。例えば、インターナルリング１１は、可撓性を有する金属弾性体により形成される。インターナルリング１１の出力側の端部は、円筒形状であり、内周面をリング支持部材１５の外周面に対向させた状態で主軸Ｊ１と同軸に配置される。

この動力伝達装置１では、インターナルリング１１が径方向に弾性変形することにより、遊星ローラ１２を径方向内方に向けて付勢するため、付勢用の部材を別途設けなくても伝達トルクを増大させることができる。

＜遊星ローラ１２＞
遊星ローラ１２は、太陽ローラ１０１の外周面とインターナルリング１１の内周面とに接触する転動部材であり、キャリア１４１により遊星回転軸Ｊ２を中心として回転可能に支持される。遊星回転軸Ｊ２は、遊星ローラ１２のキャリア１４１に対する回転中心を示す直線である。この遊星ローラ１２は、キャリアピン１２２によりニードル軸受１２１を介して回転可能に支持される。

キャリアピン１２２は、遊星ローラ用の軸部材であり、キャリア１４１により保持される。このキャリアピン１２２は、出力側の端部がキャリア１４１内に収容され、入力側の端部を遊星ローラ１２の入力側端面から突出させ、入力側支持部材１４２内に収容させている。

ニードル軸受１２１は、遊星回転軸Ｊ２の方向に延びる２以上の円柱状転動体により構成されるころ軸受であり、キャリアピン１２２の外周面と遊星ローラ１２の内周面との間に配置される。

＜出力回転体１４＞
出力回転体１４は、ケーシング１３により主軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される部材であり、回転力を所定の負荷へ出力する。この出力回転体１４は、負荷に連結される出力軸１４０と、２以上の遊星ローラ１２を回転可能に支持するキャリア１４１と、軸方向に延びる２以上の連結部材１４３を介してキャリア１４１に固定される入力側支持部材１４２とにより構成される。

出力軸１４０は、キャリア１４１に連結される軸部材であり、太陽ローラ１０１と同軸に配置され、ケーシング１３の底部１３１２により軸受５を介して回転可能に支持される。この出力軸１４０は、外径が入力軸１００よりも太く、電動モータの回転力により、入力軸１００と比較すれば、ケーシング１３に対して相対的に低速回転する。例えば、軸受５は、底部１３１２の貫通孔内に配置した後、内輪に出力軸１４０を挿入することにより、出力軸１４０の外周面上に配置される。

＜キャリア１４１＞
キャリア１４１は、キャリアピン１２２を介して遊星ローラ１２を支持する支持部材であり、太陽ローラ１０１と同軸に配置される。このキャリア１４１は、円環形状であり、出力軸１４０の入力側端部の外周面上に配置される。

入力側支持部材１４２は、キャリアピン１２２を支持する環状の部材であり、太陽ローラ１０１と同軸に配置される。この入力側支持部材１４２は、ケーシング１３の蓋部１３２により軸受４を介して回転可能に支持され、軸受３を介して入力軸１００を回転可能に支持する。

軸受４は、蓋部１３２の出力側端部の内周面と入力側支持部材１４２の外周面との間に配置される。軸受３は、入力側支持部材１４２の内周面１４２１と入力軸１００の外周面との間に配置される。軸受３及び４は、軸方向の位置を重複させて配置されている。

図示した動力伝達装置１では、３つの遊星ローラ１２が周方向に等間隔に配置される。各遊星ローラ１２は、太陽ローラ１０１に外接させた状態でインターナルリング１１内に収容される。インターナルリング１１は、３つの遊星ローラ１２に外接する外接円に比べ、内周面の直径が小さい部材により構成される。この様なインターナルリング１１内に３つの遊星ローラ１２を配置した場合、インターナルリング１１は、径方向に弾性変形し、遊星ローラ１２を押圧力Ｆにより径方向の内方へ付勢する。また、伝達可能なトルクの上限値は、押圧力Ｆの大きさに比例する。

トルク制限装置１６は、上限値を超えないトルクを伝達するトルクリミッタ又はクラッチであり、インターナルリング１１とケーシング１３との間のトルク伝達を制限する。例えば、トルク制限装置１６は、ケーシング１３に連結される可動部材とインターナルリング１１に設けられる凹部とを噛み合せる噛み合い式クラッチにより構成される。このトルク制限装置１６の作用により、ケーシング１３とインターナルリング１１との間で伝達されるトルクが上限値以下に制限され、上限値を超えるトルクが遮断される。

リング支持部材１５は、インターナルリング１１の軸方向の端部を支持する円環状の部材であり、ケーシング１３に連結され、キャリア１４１と同軸に配置される。このリング支持部材１５は、軸方向の出力側に突出するボス部１５１を有し、ボス部１５１をケーシング１３の底部１３１２に嵌め込むことにより、ケーシング１３に固定される。また、リング支持部材１５は、軸受５の外周面上に配置される。

インターナルリング１１は、軸方向の出力側端部における内周面にリング支持部材１５の外周面と対向する凹部１１１を有する。トルク制限装置１６は、リング支持部材１５に対して径方向に移動可能に配置される可動部材１６１と、可動部材１６１を径方向外方に付勢する付勢部材１６２とにより構成される。可動部材１６１及び付勢部材１６２は、リング支持部材１５に設けられた収容孔１５２内に配置される。収容孔１５２は、径方向に延びる有底穴である。

可動部材１６１は、リング支持部材１５に支持され、一部がインターナルリング１１の凹部１１１内に収容される。例えば、可動部材１６１は、球状のボールである。付勢部材１６２は、可動部材１６１を支持する弾性体により構成される。例えば、付勢部材１６２は、コイルばねであり、螺旋状の線材の一端が可動部材１６１に連結され、他端がリング支持部材１５に連結される。凹部１１１は、可動部材１６１が嵌まり込む穴形状であり、可動部材１６１と対向する領域が径方向外方に向けて凹んでいる。

トルク制限装置１６の可動部材１６１がインターナルリング１１の凹部１１１と噛み合うことにより、ケーシング１３に連結されるリング支持部材１５に対してインターナルリング１１が周方向に移動するのを制限することができる。

この動力伝達装置１には、２以上の凹部１１１、可動部材１６１及び付勢部材１６２が設けられる。すなわち、インターナルリング１１は、周方向の位置が異なる２以上の凹部１１１を有する。例えば、４つの凹部１１１が周方向に等間隔に配置される。

また、トルク制限装置１６は、インターナルリング１１の凹部１１１にそれぞれ収容される４つの可動部材１６１と、可動部材１６１をそれぞれ付勢する４つの付勢部材１６２とを備える。リング支持部材１５の収容孔１５２は、周方向に等間隔に配置される。

凹部１１１、可動部材１６１及び付勢部材１６２の数が遊星ローラ１２の数と同じであれば、遊星ローラ１２が転動する際のインターナルリング１１の径方向の振動により、遊星ローラ１２が通過するタイミングに同期して噛み合せが外れ易くなる。このため、凹部１１１、可動部材１６１及び付勢部材１６２の数は、遊星ローラ１２の数と一致させない方が望ましい。

インターナルリング１１の出力側端部は、内径がリング支持部材１５の外径よりも大きい。つまり、インターナルリング１１の出力側端部の内周面とリング支持部材１５の外周面との間に空隙が生じる。このため、動力伝達装置１では、インターナルリング１１とリング支持部材１５との間の摩擦力を考慮しなくても良いことから、トルクの上限値を容易に設定することができる。

本実施の形態による動力伝達装置１を構成する各部品は、上述した通りである。以下では、これらの部品相互の関係や、それによって生じる作用効果について詳しく説明する。

（１）耐久性の向上
本実施の形態による動力伝達装置１では、ケーシング１３とインターナルリング１１との間で伝達されるトルクが上限値以下に制限されるため、出力軸１４０に過大な負荷がかかった場合に、ケーシング１３とインターナルリング１１との間に周方向の滑りを生じさせることができる。

例えば、出力軸１４０を介してキャリア１４１に対して回転力を入力する場合、キャリア１４１がケーシング１３に対して回転し辛い状態、いわゆるロック状態であっても、トルク制限装置１６の上限値を超える回転力を入力すれば、キャリア１４１をケーシング１３に対して空転させることができる。従って、動力伝達装置１では、過大な負荷によってトラクション部材が破損するのを抑制することができる。

（２）動力伝達装置１の小型化
本実施の形態による動力伝達装置１では、トルク制限装置１６がリング支持部材１５に設けられるため、動力伝達装置１が径方向に大型化するのを抑制することができる。また、ケーシング１３とインターナルリング１１との間で伝達可能なトルクの上限値を容易に設定することができる。例えば、付勢部材１６２を弾性係数の異なるものに変更し、或いは、可動部材１６１又は凹部１１１の形状を変更することにより、トルクの上限値を調整することができる。

（３）トルク調整の容易化
本実施の形態による動力伝達装置１では、トルクが複数の可動部材１６１及び凹部１１１の噛み合せに分散するため、トルクの上限値を容易に設定することができる。

（４）製造コストの低減
本実施の形態による動力伝達装置１では、可動部材１６１が球状のボールであり、付勢部材１６２がコイルばねである。このため、トルク制限装置１６を低コストで実現することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、リング支持部材１５に支持される可動部材１６１をインターナルリング１１に設けられる凹部１１１に噛み合せる場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、インターナルリング１１に支持される可動部材１６１をリング支持部材１５に設けられる凹部１５３に噛み合せる場合について説明する。

図４は、本発明の実施の形態２による遊星ローラ式の動力伝達装置１の一構成例を示した断面図であり、主軸Ｊ１を含む鉛直面により動力伝達装置１を切断した場合の切断面が示されている。図中には、動力伝達装置１の主軸Ｊ１よりも上側部分が模式的に描画されている。

この動力伝達装置１は、図３の動力伝達装置１と比較すれば、リング支持部材１５に凹部１５３が設けられ、インターナルリング１１にトルク制限装置１６が配置されている点で異なる。リング支持部材１５は、外周面にインターナルリング１１の軸方向の出力側端部における内周面と対向する凹部１５３を有する。

トルク制限装置１６は、インターナルリング１１に対して径方向に移動可能に配置される可動部材１６１と、可動部材１６１を径方向内方に付勢する付勢部材１６２とにより構成される。可動部材１６１及び付勢部材１６２は、インターナルリング１１に設けられた収容孔１１２内に配置される。収容孔１１２は、径方向に延びる有底穴である。

可動部材１６１は、インターナルリング１１に支持され、一部がリング支持部材１５の凹部１５３内に収容される。付勢部材１６２は、この様な可動部材１６１を支持する弾性体により構成される。例えば、付勢部材１６２は、コイルばねであり、螺旋状の線材の一端が可動部材１６１に連結され、他端がインターナルリング１１に連結される。凹部１５３は、可動部材１６１が嵌まり込む穴形状であり、可動部材１６１と対向する領域が径方向内方に向けて凹んでいる。

トルク制限装置１６の可動部材１６１がリング支持部材１５の凹部１５３と噛み合うことにより、ケーシング１３に連結されるリング支持部材１５に対してインターナルリング１１が周方向に移動するのを制限することができる。

この動力伝達装置１には、２以上の凹部１５３、可動部材１６１及び付勢部材１６２が設けられる。すなわち、リング支持部材１５は、周方向の位置が異なる２以上の凹部１５３を有する。また、トルク制限装置１６は、リング支持部材１５の凹部１５３にそれぞれ収容される２以上の可動部材１６１と、可動部材１６１をそれぞれ付勢する２以上の付勢部材１６２とを備える。

本実施の形態による動力伝達装置１では、ケーシング１３とインターナルリング１１との間で伝達されるトルクが上限値以下に制限されるため、出力軸１４０に過大な負荷がかかった場合に、ケーシング１３とインターナルリング１１との間に周方向の滑りを生じさせることができる。また、動力伝達装置１では、トルクが複数の可動部材１６１及び凹部１５３の噛み合せに分散するため、トルクの上限値を容易に設定することができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び２では、トルク制限装置１６がインターナルリング１１の端部とリング支持部材１５との間に配置される場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、トルク制限装置１６がインターナルリング１１の端部とケーシング１３の筒状部１３１１との間に配置される場合について説明する。

図５は、本発明の実施の形態３による遊星ローラ式の動力伝達装置１の一構成例を示した断面図であり、主軸Ｊ１を含む鉛直面により動力伝達装置１を切断した場合の切断面が示されている。図中には、動力伝達装置１の主軸Ｊ１よりも上側部分が模式的に描画されている。

この動力伝達装置１は、図３の動力伝達装置１と比較すれば、ケーシング１３の筒状部１３１１に凹部１３１３が設けられ、インターナルリング１１にトルク制限装置１６が配置されている点で異なる。また、図３の動力伝達装置１とは、ケーシング１３の底部１３１２の形状と、インターナルリング１１の出力側端部の形状とが異なる。

ケーシング１３の底部１３１２は、入力側に突出するボス部１３１４を有する。軸受５は、このボス部１３１４の径方向内側に配置される。インターナルリング１１は、キャリア１４１と同軸に配置される円環状の底部１１３を有し、底部１１３の内周面をボス部１３１４の外周面に対向させて配置される。

ケーシング１３の筒状部１３１１は、内周面にインターナルリング１１の底部１１３の外周面と対向する凹部１３１３を有する。トルク制限装置１６は、インターナルリング１１に対して径方向に移動可能に配置される可動部材１６１と、可動部材１６１を径方向外方に付勢する付勢部材１６２とにより構成される。可動部材１６１及び付勢部材１６２は、インターナルリング１１の底部１１３に設けられた収容孔１１４内に配置される。収容孔１１４は、径方向に延びる有底穴である。

可動部材１６１は、インターナルリング１１の底部１１３に支持され、一部がケーシング１３の凹部１３１３内に収容される。付勢部材１６２は、可動部材１６１を支持する弾性体により構成される。例えば、付勢部材１６２は、コイルばねであり、螺旋状の線材の一端が可動部材１６１に連結され、他端が底部１１３に連結される。凹部１３１３は、可動部材１６１が嵌まり込む穴形状であり、可動部材１６１と対向する領域が径方向外方に向けて凹んでいる。

トルク制限装置１６の可動部材１６１がケーシング１３の凹部１３１３と噛み合うことにより、ケーシング１３に対してインターナルリング１１が周方向に移動するのを制限することができる。

この動力伝達装置１には、２以上の凹部１３１３、可動部材１６１及び付勢部材１６２が設けられる。すなわち、ケーシング１３の筒状部１３１１は、周方向の位置が異なる２以上の凹部１３１３を有する。また、トルク制限装置１６は、筒状部１３１１の凹部１３１３にそれぞれ収容される２以上の可動部材１６１と、可動部材１６１をそれぞれ付勢する２以上の付勢部材１６２とを備える。

本実施の形態による動力伝達装置１では、ケーシング１３とインターナルリング１１との間で伝達されるトルクが上限値以下に制限されるため、出力軸１４０に過大な負荷がかかった場合に、ケーシング１３とインターナルリング１１との間に周方向の滑りを生じさせることができる。また、動力伝達装置１では、トルクが複数の可動部材１６１及び凹部１３１３の噛み合せに分散するため、トルクの上限値を容易に設定することができる。

実施の形態４．
実施の形態１では、リング支持部材１５に支持される可動部材１６１を径方向外方に付勢することにより、可動部材１６１をインターナルリング１１の凹部１１１に押し付ける場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、インターナルリング１１を挟んで径方向の外側と内側との両側にトルク制限装置１６を配置する場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態４による遊星ローラ式の動力伝達装置１の一構成例を示した断面図であり、主軸Ｊ１を含む鉛直面により動力伝達装置１を切断した場合の切断面が示されている。図中には、動力伝達装置１の主軸Ｊ１よりも上側部分が模式的に描画されている。

この動力伝達装置１は、図３の動力伝達装置１と比較すれば、インターナルリング１１の内周面と外周面とに凹部１１１及び１１５がそれぞれ設けられ、リング支持部材１５とケーシング１３の筒状部１３１１とにトルク制限装置１６が配置されている点で異なる。

インターナルリング１１は、凹部１１１を有するとともに、軸方向の出力側端部における外周面にケーシング１３の筒状部１３１１の内周面と対向する凹部１１５を有する。例えば、凹部１１１及び１１５は、周方向の位置を一致させて配置される。

ケーシング１３の筒状部１３１１に配置されるトルク制限装置１６は、筒状部１３１１に対して径方向に移動可能に配置される可動部材１６１と、可動部材１６１を径方向内方に付勢する付勢部材１６２とにより構成される。可動部材１６１及び付勢部材１６２は、筒状部１３１１に設けられた収容孔１３１５内に配置される。収容孔１３１５は、径方向に延びる有底穴である。

可動部材１６１は、筒状部１３１１に支持され、一部がインターナルリング１１の凹部１１５内に収容される。付勢部材１６２は、この様な可動部材１６１を支持する弾性体により構成される。例えば、付勢部材１６２は、コイルばねであり、螺旋状の線材の一端が可動部材１６１に連結され、他端が筒状部１３１１に連結される。凹部１１５は、可動部材１６１が嵌まり込む穴形状であり、可動部材１６１と対向する領域が径方向内方に向けて凹んでいる。

リング支持部材１５により支持される可動部材１６１が凹部１１１と噛み合い、かつ、筒状部１３１１により支持される可動部材１６１が凹部１１５と噛み合うことにより、ケーシング１３に対してインターナルリング１１が周方向に移動するのを制限することができる。この様にインターナルリング１１を挟んで径方向の外側と内側とにトルク制限装置１６を配置することにより、インターナルリング１１が径方向に振動するのに起因して、伝達トルクの上限値が変動するのを抑制することができる。このため、トルクの上限値を容易に設定することができる。

なお、実施の形態１〜４では、凹部１１１，１５３，１３１３及び１１５が穴形状である場合の例について説明したが、本発明は、可動部材１６１の一部を収容させる凹部の形状をこれに限定するものではない。例えば、凹部１１１，１５３，１３１３又は１１５は、軸方向に延びる溝形状である。つまり、凹部１１１，１５３，１３１３又は１１５は、インターナルリング１１をケーシング１３に対して周方向に移動させた際にトルク制限装置１６の可動部材１６１が嵌まり込むことにより、インターナルリング１１がケーシング１３に対して周方向に移動するのを制限することができる形状であれば良い。

また、実施の形態１〜４では、可動部材１６１が球状のボールである場合の例について説明したが、本発明は、可動部材１６１の形状をこれに限定するものではない。例えば、可動部材１６１は、径方向に延びる棒状のピンである。この様な構成の動力伝達装置１では、ピンの先端形状に応じてピンと凹部との噛み合せの状態が変化するため、トルクの上限値を容易に調整することができる。

また、実施の形態１，２及び４では、リング支持部材１５がケーシング１３に直接的に連結される場合の例について説明したが、本発明は、リング支持部材１５がケーシング１３に間接的に連結される動力伝達装置１にも適用することができる。例えば、動力伝達装置１は、外輪がケーシング１３に固定された軸受を介してリング支持部材１５がケーシング１３の底部１３１２に連結されるような構成であっても良い。

また、実施の形態１〜４では、トルク制限装置１６がインターナルリング１１及びケーシング１３間のトルク伝達を制限する場合の例について説明した。本発明は、トルク制限装置１６における可動部材１６１と凹部１１１，１５３，１３１３又は１１５との噛み合せが外れたことを検出し、停止信号を生成する空転検出センサをさらに備える動力伝達装置１にも適用することができる。この様な空転検出センサを備える動力伝達装置１では、空転検出センサの停止信号を利用して電動モータの回転出力を自動的に停止させることができる。従って、動力伝達装置１の出力側に過大な負荷がかかった際に、焼き付き等の不具合が動力伝達装置１又は電動モータに生じるのを防止することができる。

また、実施の形態１〜４では、トルク制限装置１６がインターナルリング１１における軸方向の出力側の端部に配置される場合の例について説明したが、本発明は、トルク制限装置１６の配置形態をこれに限定するものではない。例えば、動力伝達装置１は、トルク制限装置１６がインターナルリング１１における軸方向の入力側の端部に配置されるような構成であっても良い。

また、実施の形態１〜４では、ケーシング１３が電動モータのハウジング等に固定され、電動モータの回転力が入力軸１００を介して太陽ローラ１０１に伝達され、キャリア１４１を介して出力軸１４０から回転力を出力する場合の例について説明したが、本発明は、動力伝達装置１の使用形態をこれに限定するものではない。

例えば、ケーシング１３、太陽ローラ１０１及びキャリア１４１の３つの部材のうち、任意の一つの部材を電動モータのハウジング等に固定し、他の部材の一方を入力とし、他方を出力とすることができる。つまり、本発明は、トルク制限装置１６を介してケーシング１３に連結されるインターナルリング１１が電動モータのハウジング等に対して相対的に回転する動力伝達装置１にも適用することができる。

また、動力伝達装置１は、ケーシング１３が、電動モータのハウジング又は変速機、増速機等の他の動力伝達装置のケーシングと一体的に形成されるような構成であっても良い。或いは、動力伝達装置１は、電動モータ又は他の動力伝達装置と共通の筐体をケーシング１３として用いるような構成であっても良い。

１ 動力伝達装置
１０ 入力回転体
１００ 入力軸
１０１ 太陽ローラ
１１ インターナルリング
１１１，１１５ 凹部
１１２，１１４ 収容孔
１１３ 底部
１２ 遊星ローラ
１２１ ニードル軸受
１２２ キャリアピン
１３ ケーシング
１３１ 本体部
１３１１ 筒状部
１３１２ 底部
１３１３ 凹部
１３１４ ボス部
１３１５ 収容孔
１３２ 蓋部
１４ 出力回転体
１４０ 出力軸
１４１ キャリア
１４２ 入力側支持部材
１４３ 連結部材
１５ リング支持部材
１５１ ボス部
１５２ 収容孔
１５３ 凹部
１６ トルク制限装置
１６１ 可動部材
１６２ 付勢部材
Ｊ１ 主軸
Ｊ２ 遊星回転軸

Claims (9)

1. ケーシングにより主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラと、
   前記ケーシング内に収容される筒状のインターナルリングと、
   前記太陽ローラの外周面及び前記インターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラと、
   前記ケーシングにより前記主軸を中心として回転可能に支持され、前記遊星ローラを回転可能に支持するキャリアと、
   上限値を超えないトルクを伝達するトルク制限装置とを備え、
   前記トルク制限装置は、前記インターナルリング及び前記ケーシング間のトルク伝達を制限することを特徴とする遊星ローラ式の動力伝達装置。
2. 前記ケーシングに直接的又は間接的に連結され、前記キャリアと同軸に配置される円環状のリング支持部材をさらに備え、
   前記インターナルリングは、軸方向の端部における内周面に前記リング支持部材の外周面と対向する凹部を有し、
   前記トルク制限装置は、前記リング支持部材に支持され、前記リング支持部材に対して径方向に移動可能に配置されるとともに、一部が前記インターナルリングの前記凹部内に収容される可動部材と、
   前記可動部材を支持し、前記可動部材を径方向外方に付勢する付勢部材とを備え、
   前記凹部は、前記可動部材が嵌まり込む穴形状又は軸方向に延びる溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
3. 前記ケーシングに直接的又は間接的に連結され、前記キャリアと同軸に配置される円環状のリング支持部材をさらに備え、
   前記リング支持部材は、外周面に前記インターナルリングの軸方向の端部における内周面と対向する凹部を有し、
   前記トルク制限装置は、前記インターナルリングに支持され、前記インターナルリングに対して径方向に移動可能に配置されるとともに、一部が前記リング支持部材の前記凹部内に収容される可動部材と、
   前記可動部材を支持し、前記可動部材を径方向内方に付勢する付勢部材とを備え、
   前記凹部は、前記可動部材が嵌まり込む穴形状又は軸方向に延びる溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
4. 前記インターナルリング又は前記リング支持部材は、周方向の位置が異なる２以上の前記凹部を有し、
   前記トルク制限装置は、前記凹部にそれぞれ収容される２以上の前記可動部材と、前記可動部材をそれぞれ付勢する２以上の前記付勢部材とを備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
5. 前記インターナルリングは、前記キャリアと同軸に配置される円環状の底部を有し、
   前記ケーシングは、内周面に前記インターナルリングの前記底部の外周面と対向する凹部を有し、
   前記トルク制限装置は、前記インターナルリングに支持され、前記インターナルリングに対して径方向に移動可能に配置されるとともに、一部が前記ケーシングの前記凹部内に収容される可動部材と、
   前記可動部材を支持し、前記可動部材を径方向外方に付勢する付勢部材とを備え、
   前記凹部は、前記可動部材が嵌まり込む穴形状又は軸方向に延びる溝形状であることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
6. 前記付勢部材は、コイルばねであることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
7. 前記可動部材は、球状のボールであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
8. 前記可動部材は、径方向に延びる棒状のピンであることを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
9. 前記トルク制限装置における前記可動部材と前記凹部との噛み合せが外れたことを検出し、停止信号を生成する空転検出センサをさらに備えることを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。

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