JP2609919B2 - 摩擦伝導装置 - Google Patents

摩擦伝導装置

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JP2609919B2 JP33342188A JP33342188A JP2609919B2 JP 2609919 B2 JP2609919 B2 JP 2609919B2 JP 33342188 A JP33342188 A JP 33342188A JP 33342188 A JP33342188 A JP 33342188A JP 2609919 B2 JP2609919 B2 JP 2609919B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はローラが互いに摩擦接触しながら回転するこ
とにより回転やトルクを伝達するようにした摩擦伝導装
置に関し、更に詳しくはスラスト方向の荷重をキャンセ
ルするようにした前記摩擦伝導装置に関する。
(従来の技術) 回転やトルクを伝達する手段としては、歯車伝導機構
が良く知られているが、従来の歯車伝導機構は歯車が噛
合するときに生ずる衝撃が騒音となって現われ、稼動時
の騒音レベルが高くなる上、ガタツキ等に基づくバック
ラッシュが存在するという問題点があるので、静粛稼動
の求められる伝導機構としては余り好ましくない。
上記歯車伝導機構の欠点を改善するものとして、歯車
の代わりにローラを用いた摩擦伝導装置が知られてい
る。摩擦伝導装置はローラ同士の接触であるから、騒音
やバックラッシュが低減され、静粛稼動が達成される
が、その反面において、すべりが生ずるので伝達トルク
に限りがあるが、ローラ同士の接触圧力を大きくするこ
とによってある程度伝達トルクを大きくすることは可能
である。
このために、ボールカムを使用して伝達トルクに比例
した接触圧を得るようにした機構は、従来公知である。
以下、第5図を参照して、伝達トルクに比例した接触
圧を得る手段を設けた従来公知の遊星ローラ機構を説明
する。
入力軸1に設けられた円錐状の太陽ローラ2は予圧ば
ね3によって出力軸4側へ押圧されており、更に太陽ロ
ーラ2と入力軸1との間にはボールカム5が設けられ、
入力軸1が回転すると該ボールカム5によって太陽ロー
ラ2が出力軸4側に押圧されるようになっている。そし
て、入力軸1は半径方向と軸方向との両方の荷重を受け
ることができるように、アンギュラ軸受6によって支持
されている。
前記太陽ローラ2は円錐状となっており、同じく円錐
状の遊星ローラ7と摩擦接触している。該遊星ローラ7
はキャリヤ8に軸9を介して片持ち支持されている。
又、遊星ローラ7は内面に円錐状のテーパ面を形成した
リングローラ10の内面と摩擦接触している。そして、遊
星ローラ7とキャリヤ8との間にはスラスト軸受11が設
けられている。
次に、その作用を説明すると、入力軸1を回転する
と、太陽ローラ2を介して遊星ローラ7が自転しながら
太陽ローラ2の回りを公転する。該公転がキャリヤ8を
介して出力軸4に減速回転となって取り出される。
この時、入力軸1が回転すると、ボールカム5のくさ
び作用によって太陽ローラ2が図の矢印Pの方向に移動
しようとする。この押圧力Pによって太陽ローラ2と遊
星ローラ7との接触圧が得られるが、この押圧力Pは入
力軸1の回転トルクに比例したものとなるから、このボ
ールカム5を使用した遊星ローラ機構では接触圧が自動
的に調整されるものとなる。
(発明が解決しようとする課題) ところが、上記ボールカムを用いた遊星ローラ機構に
は次のような問題点があった。
即ち、ボールカム5によって生じた押圧力Pは、スラ
スト方向の荷重となって機構内部に加わるので、これを
支持するための手段としてアンギュラ軸受とスラスト軸
受とを設ける必要があった。
このため、従来の接触圧自動調整手段を設けた遊星ロ
ーラ機構では機構が複雑かつ大形化する上、高コストと
なっていた。
本発明の目的は、前記スラスト方向の荷重をキャンセ
ルしてスラスト軸受を必要としないようにした摩擦伝導
装置を提供せんとするにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の特徴とするところは、互いに嵌合され、嵌合
状態において中央が高く、両端へ向かって低くなる円錐
面を有する2個のローラよりなる太陽ローラと、該2個
のローラを互いに離反する方向に付勢する弾性体と、該
2個のローラの間に設けられたボールカムと、中央が低
く、両端へ向かって高くなる2個の円錐面を有する遊星
ローラからなり、かつ太陽ローラと遊星ローラの円錐面
を互いに摺接させた摩擦伝導装置にあり、この2個の円
錐面によってスラスト方向の荷重をキャンセルされるよ
うにした点にある。
又、他の本発明の特徴とするところは、互いに嵌合さ
れ、嵌合状態において中央が高く、両端へ向かって低く
なる円弧面を有する2個のローラよりなる太陽ローラ
と、該2個のローラを互いに離反する方向に付勢する弾
性体と、該2個のローラの間に設けられたボールカム
と、中央が低く、両端へ向かって高くなる2個の円弧面
を有する遊星ローラからなり、かつ太陽ローラと遊星ロ
ーラの円弧面を互いに摺接させた摩擦伝導装置にあり、
この構成によってもスラスト方向の荷重をキャンセルす
るものである。
(実施例) 以下、図によって本発明の実施例について説明する。
尚、以下の実施例においては遊星ローラ機構を例示し
ながら説明するが、本発明は遊星ローラ機構に限定され
るものではなく、ローラ同士が接触して回転やトルクを
伝達する摩擦伝導装置一般に適用可能である。
第1図には遊星ローラ機構の概略が示されており、太
陽ローラ21とリングローラ22との間にそれらと摩擦接触
して遊星ローラ23が設けられている。
太陽ローラ21が回転すると、遊星ローラ23が自転しな
がら公転する。この遊星ローラ23の公転が減速回転とな
って取り出されることは前記第5図に示す公知の遊星ロ
ーラ機構と同一である。
本発明の太陽ローラ、遊星ローラ及びリングローラの
構成は第2図及び第3図に示すとおりである。
即ち、入力軸24の端部に設けられた太陽ローラ21はダ
ブルテーパ形となっており、円錐状の第1の太陽ローラ
211と第2の太陽ローラ212とからなっている。第2の太
陽ローラ212は第1の太陽ローラ211に嵌合されており、
予圧ばね25によって入力軸24側とは反対側に押圧されて
いる。第1の太陽ローラ211と第2の太陽ローラ212の垂
直面には保持器によって抜け止めされたボールカム26が
設けられている。太陽ローラ211、212に形成された円錐
面は、ボールカム26が設けられた部分を高く、左右に徐
々に低くなるようにされている。入力軸24を支持する軸
受27は普通の玉軸受あるいはコロ軸受となっている。
前記ダブルテーパ形太陽ローラ21と摩擦接触する遊星
ローラ23は太陽ローラ21と同様にダブルテーパ形となっ
ている。即ち、遊星ローラ23は第1の遊星ローラ231
第2の遊星ローラ232とからなっており、円錐面の形状
は中央がくぼみ、両端が高くなるように形成され、太陽
ローラ21の円錐面と適合する円錐面となっている。
そして、第1の太陽ローラ211と第1の遊星ローラ231
とが摩擦接触し、第2の太陽ローラ212と第2の遊星ロ
ーラ232とが摩擦接触している。
リングローラ22も一体又は別体の第1のリングローラ
221と第2のリングローラ222とからなるダブルテーパ形
となっている。即ち、リングローラ22の内面形状は中央
が内径が小さく、両端の内径が大きくなるような形状と
なっており、前記遊星ローラ23の円錐面と適合する円錐
面となっている。
そして、第1のリングローラ221は第1の遊星ローラ2
31と摩擦接触し、第2のリングローラ222は第2の遊星
ローラ232と摩擦接触している。
以上のように構成された本発明の作用を以下に説明す
る。
入力軸24が回転すると、第1の太陽ローラ211が回転
し、該第1の太陽ローラ211の回転はボールカム26のく
さび作用によって第2の太陽ローラ212を移動させよう
とし、図のF1で示すようなスラスト方向の荷重が第1の
太陽ローラ211と第2の太陽ローラ212に生ずる。
ところが、第1の太陽ローラ211は第1の遊星ローラ2
31と摩擦接触し、第2の太陽ローラ212は第2の遊星ロ
ーラ232と接触しているので、その接触点にF2で示すよ
うなスラスト方向の荷重が作用する。
ここで、 F2=F1/遊星ローラの数 である。
このスラスト荷重F2が太陽ローラ211、212と遊星ロー
ラ231、232との接触圧力(接触荷重)を定めるものであ
り、接触荷重をF3、テーパ角度をθとすると、 F3=F2/sinθ となる。
さて、本発明によると太陽ローラ211、212、遊星ロー
ラ231、232及びリングローラ221、222がダブルテーパ形
となっているので、前記ボールカム26によって第2の太
陽ローラ212に荷重F1が作用し、該荷重F1によって第2
の太陽ローラ212と第2の遊星ローラ232との接触点にス
ラスト荷重F2が生じ、この荷重F2によって第1の太陽ロ
ーラ211と第1の遊星ローラ231との接触点にスラスト荷
重F2′(=F2)が生じ、この荷重F2′によって第1の太
陽ローラ211にスラスト荷重F1′(=F1)が生ずる。
従って、スラスト荷重が閉鎖ループとなって互いにキ
ャンセルされ、機構自体にスラスト方向の荷重がかかる
ことはない。
以上に説明した実施例では、ローラがダブルテーパと
なっているが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はない。
第4図は、本発明の他の実施例を示す断面図であり、
この実施例ではローラが円弧形となっている。
即ち、太陽ローラ31が外側に膨らむ円弧形となってお
り、遊星ローラ32が内側にへこむ円弧形(つづみ形)と
なっている。そして、リングローラ33の内周が内側に膨
らむ円弧形となっている。
上記実施例によっても前記実施例と同様な作用が生ず
るが、その説明は前記と同様であるから省略する。
(発明の効果) 以上に説明した本発明による効果を上げると、次のと
おりである。
従来のボールカムを用いたものと比べて、スラスト軸
受を必要としないので、構造が簡単かつ組み立ても容易
となり、かつ低コストとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される遊星ローラ機構の概略を示
す正面図、第2図は本発明に係る太陽ローラの一例を示
す断面図、第3図は本発明の遊星ローラ機構の断面図、
第4図は本発明の遊星ローラ機構の他の実施例を示す断
面図、第5図は従来公知の遊星ローラ機構を示す断面図
である。 21:太陽ローラ、211:第1の太陽ローラ 212:第2の太陽ローラ 22:リングローラ 221:第1のリングローラ 222:第2のリングローラ 23:遊星ローラ、231:第1の遊星ローラ 232:第2の遊星ローラ、24:入力軸 25:予圧ばね、26:ボールカム 27:軸受、31:太陽ローラ 32:遊星ローラ、33:リングローラ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】互いに嵌合され、嵌合状態において中央が
    高く、両端へ向かって低くなる円錐面を有する2個のロ
    ーラよりなる太陽ローラと、該2個のローラを互いに離
    反する方向に付勢する弾性体と、該2個のローラの間に
    設けられたボールカムと、 中央が低く、両端へ向かって高くなる2個の円錐面を有
    する遊星ローラからなり、かつ太陽ローラと遊星ローラ
    の円錐面を互いに摺接させたことを特徴とする摩擦伝導
    装置。
  2. 【請求項2】互いに嵌合され、嵌合状態において中央が
    高く、両端へ向かって低くなる円弧面を有する2個のロ
    ーラよりなる太陽ローラと、該2個のローラを互いに離
    反する方向に付勢する弾性体と、該2個のローラの間に
    設けられたボールカムと、 中央が低く、両端へ向かって高くなる2個の円弧面を有
    する遊星ローラからなり、かつ太陽ローラと遊星ローラ
    の円弧面を互いに摺接させたことを特徴とする摩擦伝導
    装置。
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