JP2748042B2 - 遊星ローラ減速機 - Google Patents

遊星ローラ減速機

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JP2748042B2 JP2117649A JP11764990A JP2748042B2 JP 2748042 B2 JP2748042 B2 JP 2748042B2 JP 2117649 A JP2117649 A JP 2117649A JP 11764990 A JP11764990 A JP 11764990A JP 2748042 B2 JP2748042 B2 JP 2748042B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は太陽ローラの周囲に複数の遊星ローラを配設
し、さらにそれらの外側に出力軸になる外輪を配設した
遊星ローラ減速機に関する。
〔従来の技術〕
従来、遊星ローラを2段構造としたものとしては、特
開昭58−39873号公報、特開昭58−57554号公報および特
開昭60−18651号公報に記載のものがある。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の遊星ローラ減速機は、特開昭58−3987
3号公報に記載のものの場合、遊星ローラ部が1段構造
の減速機で高減速比を得ようとしているので、出力軸直
径、遊星ローラ直径が大きくなり、スペース、重量、イ
ナーシャ、コスト的に不利である。さらに別な実施例と
して遊星ローラ部を2段とした構造もあげられているが
このタイプだと、予圧リングをラジアル方向に厚くしな
ければならず、予圧を加えるため予圧リングを変形させ
るが、かなり大きな力が必要となる。また、特開昭58−
57554号公報や特開昭60−18651号公報に記載のものの場
合、遊星ローラ部を2段とすれば減速比は、かせげる
が、メカ構造上第1減速部と第2減速部に別々の予圧機
構が必要となり、部品点数も増加するという欠点があ
る。
本発明は上記欠点のない遊星ローラ減速機を提供する
ことを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
前記遊星ローラが、太陽ローラが外接する太い径の部
分である第1減速部および補助ローラ部と、出力軸とな
る外輪が内接する細い径の部分であり前記第1減速部と
前記補助ローラ部との間に同軸的に介在する第2減速部
とからなり、前記補助ローラ部が、前記第2減速部に対
し取り外し可能に取り付けられている。
〔作用〕
太陽ローラがモータに回転されると、その回転は摩擦
力によって、遊星ローラの第1減速部に伝達され、さら
に遊星ローラの第2減速部から外輪へと伝達される。
〔実 施 例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の遊星ローラ減速機の一実施例を示す
縦断面図、第2図は第1図の実施例の予圧リング6周辺
の拡大断面図、第3図は第1図のX−X断面図、第4図
(a),(b)はそれぞれ予圧リング6を示す平面図と
Y−Y断面図である。
駆動用モータ1(以降、モータ1と記す)は基台とな
る減速機ベース8のモータ取付フランジ15に取り付けら
れ、減速機ベース8は減速機固定台14に固定されてい
る。モータ1の回転出力を伝達する出力軸1aはカップリ
ング2により太陽ローラ3に結合されている。太陽ロー
ラ3は、表面が平滑な円柱状をしている。さらに遊星ロ
ーラ4A,4B,4Cの圧接により、太陽ローラ3がふれ回らな
いように太陽ローラ3は上部がベアリング16a,下部が1
組のベアリング16bの計3個のベアリングで回転自在に
支持されている(本実施例の場合、ベアリング16aは太
陽ローラ3に固定されている)。太陽ローラ3の回転力
は太陽ローラ3の周囲に3個配置された最大外径の等し
い遊星ローラ4A,4B,4Cに摩擦力により伝達される。
各遊星ローラ4A,4B,4Cは、それぞれ一対のベアリング
18を介して、減速機ベース8に挿入固定された遊星ロー
ラシャフト17に回転自在に取り付けられている。各遊星
ローラ4A,4B,4Cは外形が円筒の中程を細くした形状、す
なわちHを90゜横にした形状をしており、第1減速部4A
a,4Ba,4Ca、第2減速部4Ab,4Bb,4Cb、補助ローラ部4Ac,
4Bc,4Cc、補助ローラ用固定ボルト4Ad,4Bd,4Cdおよび位
置決めピン4Ae,4Be,4Ceにより構成されている。各遊星
ローラ4A,4B,4Cの第1の減速部4Aa,4Ba,4Caと補助ロー
ラ部4Ac,4Bc,4Ccとはそれぞれ外表面が平滑な円筒形状
をし、第2減速部4Ab,4Bb,4Cbを介して同軸的に結合さ
れている。さらに各第2減速部4Ab,4Bb,4Cbも同様に外
表面は平滑な円筒形状をしており、さらに第1減速部4A
a,4Ba,4Caとは同軸となっている。すなわち、第1減速
部4Aa,第2減速部4Ab,補助ローラ部4Acは全て回転中心
が一致しており、同様に、第1減速部4Ba,第2減速部4B
b,補助ローラ部4Bcは全て回転中心が一致し、第1減速
部4Ca,第2減速部4Cb,補助ローラ部4Ccは全て回転中心
が一致している。各遊星ローラの上部に位置する補助ロ
ーラ4Ac,4Bc,4Ccは、固定ボルト4Ad,4Bd,4Cdおよび位置
決めピン4Ae,4Be,4Ceにより、取りはずし可能に組立て
られているが、これは出力軸5、予圧リング6、予圧フ
ランジ7aをスペーサ7b、ボルト7cによりセットするとき
のためのものである。
太陽ローラ3の回転力は、遊星ローラ4A,4B,4Cの第1
減速部4Aa,4Ba,4Caと、それに一体にされた第2減速部4
Ab,4Bb,4Cbとに伝達され、さらに外輪である出力軸5へ
と伝達される。出力軸5は、ねじで結合された上部5dと
下部5cとからなり、全体的には中空円筒状をしている。
下部5cはベアリング19を介して減速機ベース8に回転可
能に固定され、中空円筒内側の一部分が内側方向にくび
れ、突出部5bを形成し、その端面5aは、上に開くテーパ
形状すなわち円すい形状となっている。出力軸5の円す
い形状の端面5aには、予圧リング6がセットされてい
る。予圧リング6が遊星ローラ4A,4B,4Cの第2減速部と
接する表面は、平滑な円柱状をしており、出力軸5の端
面5aと接する部分は、出力軸の円すい形状にならう形状
となっている。さらに、予圧リング6は予圧を与え易い
ようにスリ割り6aが一カ所入れられている(第4図)。
この予圧リング6の役目は、太陽ローラ3、遊星ローラ
4Aa,4Ba,4Ca、出力軸5をただ組付けただけでは、各接
触部分で滑りを生じ伝達トルクにむらが生じ、動力が安
定に伝達できないので、予圧を加えることにより動力を
正確に伝達させようとすることである。
次に予圧の加え方について説明する。
前述のように減速機ベース8に太陽ローラ3、補助ロ
ーラ部4Ac,4Bc,4Ccをはずした遊星ローラ4A,4B,4Cを仮
り組みする。この状態で出力軸5、予圧リング6、予圧
フランジ7a,スペーサ7bを組み込みボルト7cで仮止めす
る。次に遊星ローラの補助ローラ部4Ac,4Bc,4Ccを組み
込み位置決めピン4Ae,4Be,4Ceで位置決め固定ボルト4A
d,4Bd,4Cdで固定する。最後に予圧フランジ部のボルト7
cを締め付けることにより所望の予圧をかける。このと
き、出力軸5を回転させながらボルト7cを締めることに
より、予圧リングに均一に力を加えることができ、さら
に補助ローラ4Ac,4Bc,4Ccにかくれたボルト7cも締める
ことができる。さらに、第5図に示されるように事前に
予圧量とすべり出しトルクの値を測定しておくことによ
り、安定駆動に必要なトルクを生ずる厚さのスペーサ7b
を用意することができ、ひいては適正トルクを得ること
ができる。
支持台は、一端が減速機ベース8に固定され、遊星ロ
ーラ4A,4B,4C間を立ち上がる複数の柱9と、出力軸5の
回転軸上に突出部を有し、各柱9に取り外し可能に固定
された支持プレート10とからなり、支持プレート10は、
ねじで取り外し可能に結合された上部10aと下部10bとか
らなる。エンコーダ12は、入力軸12aが支持プレート10
の上部10aに設けられ、出力軸5の回転軸と同軸な突出
部にカップリング11を介して結合され、本体はねじで結
合された連結部材12b,12cを介して出力軸5に固定され
ている。連結部材12cと出力軸5とはねじで取り外し可
能とされている。
次に第1図の実施例の動作について説明する。
モータ1が起動し、出力軸1aが回転すると、出力軸1a
にカップリング2で結合された太陽ローラ3も出力軸1a
の回転数と同一の回転数で回転する。太陽ローラ3の回
転は、接触している遊星ローラ4A,4B,4Cを摩擦力によっ
て回転させる。太陽ローラ3と接触している遊星ローラ
4A,4B,4Cの第1減速部4Aa,4Ba,4Caおよび補助ローラ部4
Ac,4Bc,4Ccの径は太陽ローラ3の径より大きいので、遊
星ローラ4A,4B,4Cの回転は太陽ローラ3の回転より減速
される。
出力軸5は、突出部5bの端面5aと遊星ローラ4A,4B,4C
の第2減速部4Ab,4Bb,4Cbとに挟まれた予圧リング6を
介して第2減速部4Ab,4Bb,4Cbから摩擦により駆動力を
得て回転する。第1減速部4Aa,4Ba,4Caより径の小さな
第2減速部4Ab,4Bb,4Cbにより予圧リング6を介して駆
動される出力軸5の実質的な内径は第2減速部4Ab,4Bb,
4Cbの径より大きいので出力軸5の回転はさらに減速さ
れる。
太陽ローラ3の直径をd1、遊星ローラ第1減速部4Aa,
4Ba,4Caの直径をd2、遊星ローラの第2減速部4Ab,4Bb,4
Cbの直径をd3、出力軸5の実質的内径をd4とすると、減
速比は式(1)で求められる。
出力軸5が回転すると、ロータリ・エンコーダ12の本
体は連結部材12b,12cで出力軸5に固定されているの
で、ロータリ・エンコーダ12は出力軸5とともに回転す
る。一方、ロータリ・エンコーダ12の入力軸12aは、カ
ップリング11により支持プレート10の上部10a突出部に
結合されているので回転しない。したがって、ロータリ
・エンコーダ12は支持台の支持プレート10と出力軸5と
の間の回転角を検出することとなる。支持プレート10の
上部10の突出部とロータリ・エンコーダ12の入力軸12a
とは出力軸5の回転軸上に配置されているので、出力軸
5の回転に何ら妨害を与えない。
本実施例は、出力軸5の回転角を直接エンコーダによ
り検出する構造となっているため、モータ1から出力軸
5に至る伝達経路のすべり等による回転角の伝達誤差を
無視できる。この構造のためエンコーダを高精度化する
のみで高精度な位置決め制御が可能であり、さらに遊星
ローラ減速機を用いると、伝達トルクが複数のローラに
均等に分散されて伝えられるため、ローラ面圧を低下で
き摩耗により短くなるべき寿命を延ばすことができる。
また、遊星ローラ4Aa,4Ba,4Caおよび予圧リング6の
分解あるいは再調整が組立と同様に容易に実行できる。
すなわち出力軸5の上部5dを取り外し、カップリング11
をゆるめてロータリ・エンコーダ12の入力軸12aと支持
プレート10の上部10aとの結合を解除する。次に、連結
部材下部12cを出力軸5から取り外し、支持プレート10
を柱9から取り外せば遊星ローラの補助ローラ4Ac,4Bc,
4Ccおよび予圧リング6にアクセス可能となり、分解あ
るいは再調整が容易に実行できる。
以上説明したことにより明らかであるが、特に小型化
に関し、1個の遊星ローラに、径の異なる第1減速部と
第2減速部とが設けられているので、減速機全体の外径
を大きくせずに高減速比が得られモータに加えられる負
荷イナーシャも小さくされている。
具体的には1段構造で1/19.2の減速比を得ようとした
場合、太陽ローラ径φ20とすると外輪内径φ384となる
ところが、2段構造にすることにより、遊星ローラ2段
目と、外輪内接部ではφ160遊星ローラ1段目を考慮し
た最大内径でもφ240程度とすることができ、ひいては
モータの負荷イナーシャが小さくできる利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、太陽ローラに外接する
遊星ローラを2段構造にし、遊星ローラの径の細い部分
に出力軸となる外輪を内接させたことにより、形状を小
さくして負荷イナーシャを小さくし、かつ形状が小さい
のに大きな減速比を得られる効果がある。さらに本発明
では、遊星ローラの細い径の部分である第2減速部を、
太い径の部分である第1減速部と補助ローラ部で挟み込
む構成であり、この第1減速部と補助ローラ部とが太陽
ローラに当接し第2減速部が外輪に当接して3点で支持
される状態となり、遊星ローラが回転中においても安定
的に保持される。第2減速部に外輪から圧力が加わるよ
うな場合にも、内側に倒れることなく安定したトルク伝
達が可能である。そして、補助ローラ部が第2減速部か
ら取り外し可能であるため、この減速機の組立および分
解がきわめて容易にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の遊星ローラ減速機の一実施例を示す縦
断面図、第2図は第1図の実施例の予圧リング6周辺の
拡大断面図、第3図は第1図のX−X断面図、第4図
(a),(b)はそれぞれ予圧リング6を示す平面図と
Y−Y断面図、第5図は予圧リングの調整に対する特性
を示す図である。 1……駆動モータ、1a……モータ出力軸、 2,11……カップリング、3……太陽ローラ、 4A,4B,4C……遊星ローラ、 4Aa,4Ba,4Ca……第1減速部、 4Ab,4Bb,4Cb……第2減速部、 4Ac,4Bc,4Cc……補助ローラ、 4Ad,4Bd,4Cd……固定ボルト、 4Ae,4Be,4Ce……ピン、 5……出力軸、5a……端面、 5b……突出部、6……予圧リング、 6a……スリ割り、7a……予圧フランジ、 7b……スペーサ、7c……ボルト、 8……ベース、9……柱、 10……支持プレート、 12……ロータリ・エンコーダ、 12a……入力軸、12b,12c……連結部材、 14……減速機固定台、 15……モータ取付フランジ、 16a,16b,19……ベアリング、 17……遊星ローラシャフト、 18……遊星ローラ用ベアリング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 軽部 裕夫 茨城県稲敷郡阿見町大字吉原3577 キヤ ノン株式会社阿見事業所内 (56)参考文献 特開 昭61−127963(JP,A) 特開 平1−164854(JP,A) 実開 昭57−11358(JP,U) 両角宗晴著 「遊星歯車と差動歯車の 理論と設計計算方法」 日刊工業新聞社 1989年4月27日 P.145

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基台に回転自在に取り付けられた太陽ロー
    ラと、円筒の中央部の径が細くなった外形をし、前記基
    台に回転自在に取り付けられた複数の遊星ローラとを具
    備し、 前記遊星ローラが、前記太陽ローラが外接する太い径の
    部分である第1減速部および補助ローラ部と、出力軸と
    なる外輪が内接する細い径の部分であり前記第1減速部
    と前記補助ローラ部との間に同軸的に介在する第2減速
    部とからなり、 前記補助ローラ部が、前記第2減速部に対し取り外し可
    能に取り付けられていることを特徴とする遊星ローラ減
    速機。
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両角宗晴著 「遊星歯車と差動歯車の理論と設計計算方法」 日刊工業新聞社 1989年4月27日 P.145

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