JP3775374B2 - 差動遊星ローラー減速機 - Google Patents
差動遊星ローラー減速機 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3775374B2 JP3775374B2 JP2002301115A JP2002301115A JP3775374B2 JP 3775374 B2 JP3775374 B2 JP 3775374B2 JP 2002301115 A JP2002301115 A JP 2002301115A JP 2002301115 A JP2002301115 A JP 2002301115A JP 3775374 B2 JP3775374 B2 JP 3775374B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- differential planetary
- planetary roller
- cup
- fixed
- inner diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は主としてパソコンのプリンター、複写機、各種のOA機器などの、モーターの駆動力を回転速度変動のなるべく少ない状態で減速、あるいは増速をする変速機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
パソコンのプリンターや複写機などの動力伝達部に利用されている減速機は歯車を使用しているものが主流であり、他には歯付ベルトあるいはステンレススチールベルトを使用しているものがある。
【0003】
歯車を使用したものは、歯の特性に基づく音や振動の発生があり、プリンターなどの回転精度の要求されるものでは、その振動の影響が画質に悪い影響を及ぼす。
【0004】
歯付ベルトを使用したものは、ベルトの剛性が低いため装置の負荷変動によるベルトの長さ変化により速度変動が生じ画質に悪い影響を及ぼす。
【0005】
ステンレススチールベルトを使用しているものは、回転精度は良く伝達することができるが、伝達負荷能力が低いため構造が大型化する。特にその減速比が大きくなると入力軸側のプーリーに対して出力側のプーリー径は減速比倍となる。ステンレススチールベルトの強度はプーリー径に比例するため、あまり小さな径にすることはできない。たとえばステンレススチールベルトの板厚が0.04mm程度のものは入力軸側のプーリー径は16mm程度が必要である。一方モーターの減速比は20〜25倍を必要とする場合が多いので、出力側のプーリー径は大きくなりすぎる。このため、2段減速とすることが必要となり、構造が複雑となり、故障の原因となり易い。
また、ステンレススチールベルトはそれほど普及していないため、高価なので高級な大型機種にしか普及していない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前述したそれぞれの方式が持つ課題である、動力伝達系における振動の防止と動力伝達系における剛性の向上及び減速機サイズに対する伝達負荷能力の向上を図ろうとするものである。
【0007】
さらに、単純で部品点数を少なくし、小型軽量で量産向きの減速駆動機構を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
2段の外径を有する外径転走面を夫々トロイダル曲面とした差動遊星ローラー(1)と、該差動遊星ローラー(1)の内径を回転自由に支持するベアリング(2)と、該ベアリング(2)の内径を支持する差動遊星ローラー軸(3)と、該差動遊星ローラー軸(3)を固定支持しモーターなどの軸に締結されるキャリアー(4)と、底部を筐体(5)に固定し円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の1段目の外径が外接し転走できる固定側カップ(6)と、該筐体(5)に締結されたカバー(7)に回転自由に支持された出力軸(8)と、該出力軸(8)に底部を固定され円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の2段目の外径が転走できる回転側カップ(9)とからなり、該差動遊星ローラー(1)の1段目の外接円径と該固定側カップ(6)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられ、また該差動遊星ローラー(1)の2段目の外接円径と該回転側カップ(9)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられた減速装置とするものである。
【0009】
【実施例1】
本発明が提供する差動遊星ローラー減速機の実施の形態を実施例にもとづいて図面を参照して説明する。
図1において(1)は差動遊星ローラーを回転自由に支持するベアリング(2)で、該差動遊星ローラー(1)の内径に設けられた溝(10)に挿入されたスナップリング(11)により止められている。該ベアリング(2)はその内径に圧入された差動遊星ローラー軸(3)により支持され、軸方向にずれないように一方は軸の段差により、また他方はカラー(12)により位置決めされている。
【0010】
該差動遊星ローラー軸(3)はその1端をキャリアー(4)の左側耳部に孔設された孔(13)と、その他端を該キャリアー(4)の右側耳部に孔設された孔(14)に挿入され該差動遊星ローラー軸(3)の端部近くに設けられた溝にスナップリング(15)により止められている。
【0011】
該キャリアー(4)は左側耳部と右側耳部とはブリッジ(16)で1体となっている。そして、中心部には孔(17)が孔設されており、ここに図示されていないモーターなどの軸(18)が挿入され、図示はされていないがキーあるいはDカットとボルトなどにより回転トルクが伝達できるように締結される。
【0012】
差動遊星ローラー(1)は2個が軸(18)に対して対象に設けられており、この2個の差動遊星ローラー(1)に外接する円に対し、これを挿入されている固定側カップ(6)の内径は小さく作られている。このため該固定側カップ(6)は底部に孔設された取り付け孔(19)により、筐体(5)と補強板(20)に挟まられて、ボルト(21)により締結されているが2個の差動遊星ローラー(1)を組立てるときはこの2個の差動遊星ローラー(1)が入る寸法にまで変形させる。
【0013】
このため該固定側カップ(6)は図2の断面に示されているように円筒部は楕円形となっている。しかしながら、この変形量は該固定側カップ(6)の弾性変形領域内であるため、該固定側カップ(6)と該差動遊星ローラー(1)とが相対的に回転しても常に一定の接触圧力を保持している。
【0014】
2個の差動遊星ローラー(1)は固定側カップ(6)と同じように回転側カップ(9)に関しても2個の差動遊星ローラー(1)に外接する円に対し、これを挿入されている回転側カップ(9)の内径は小さく作られている。このため底部に孔設された取り付け孔(22)により、出力軸(8)と補強板(23)に挟まれて、ボルト(24)により締結されているが2個の差動遊星ローラー(2)を組立てるときはこの2個の差動遊星ローラー(2)が入る寸法にまで変形させる。
【0015】
このため該回転側カップ(9)は図2の断面に示されているように円筒部は楕円形となっている。しかしながら、この変形量は弾性変形領域内であるため、該回転側カップ(9)と該差動遊星ローラー(1)とが相対的に回転しても常に一定の接触圧力を保持していることは固定側カップと同じである。
【0016】
出力軸(8)はベアリング機能を有する材質でできたブッシュ(25)により回転自由となるようカバー(7)の中央突出部で支持されている。該カバー(7)はフランジ部(26)に孔設された孔(27)をとうしボルト(28)により筐体(5)に固定されている。
【0017】
次に、カップと該差動遊星ローラとのあたりに関して、図3に基づいて説明する。図3は該差動遊星ローラー(1)の断面の形状、特に二段の外径の詳細を示す。該差動遊星ローラー(1)をこのX−X軸を中心として回転した時、P点及びQ点を通る円は組立状況にあっては夫々固定側カップ(6)と回転側カップ(9)の接触幅L1及びL2の中央位置となるようR1,S1及びR2,S2 を設定してある。
【0018】
また、P1及びP2は該固定側カップ(6)に該差動遊星ローラー(1)を挿入した時の接触幅の両端に相当するところで、Q1及びQ2は該回転側カップ(9)に該差動遊星ローラー(1)を挿入した時の接触幅の両端に相当するところである。
【0019】
今、該固定側カップ(6)に該差動遊星ローラー(1)を挿入した時の該固定側カップ(6)と該差動遊星ローラー(1)の接触点は仮に軸X−Xに対してP1、P2が平行で作られているとするとP1点のみが接触しP2点側は離れてしまうため、P1点に接触圧の鋭いピークが発生しここが疲労破壊の起点となる。また、仮にX−X軸に対するP2の寸法がX−X軸に対するP1の寸法より極端に大きいとP2点が強く接触しP1点は隙間ができてしまうため、P2点に接触圧の鋭いピークが発生しここが疲労破壊の起点となる。
【0020】
このため、理想的には該固定側カップ(6)と該差動遊星ローラー(1)のX−X軸に対して接触角は同じであることが望ましいが、量産においては個々の部品にバラツキがあるためこの角度を合わせることは困難である。
そこで、該差動遊星ローラー(1)の外径をP1,P2点での接触圧が小さくP点での接触圧が最大となるように円弧(R1)としこの曲面をトロイダルとする。
同じように、該差動遊星ローラー(1)の外径をQ1,Q2点での接触圧が小さくQ点での接触圧が最大となるよう円弧(R2)としこの曲面をトロイダルとする。
【0021】
【作用】
本発明が提供する差動遊星ローラー減速機に関する作用について図4に基づいて説明する。図4において、D1は該固定側カップ(6)と該差動遊星ローラー(1)との接触幅L1の中央部、組立前の真円状態における内径である。
D2は該差動遊星ローラー(1)の該固定側カップ(6)と接触幅L2の中央部、における外径寸法である。D3は該差動遊星ローラー(1)の該回転側カップ(9)との接触幅L3の中央部、における外径寸法である。D4は該回転側カップ(9)と該差動遊星ローラー(1)との接触幅L4の中央部、組立前の真円状態における内径である。
【0022】
今仮に、キャリアー(4)を出力軸(8)側より見て時計方向に回転したとすると、固定側カップ(6)は回転しない筐体(5)に取り付けられているため回転しないが、この円筒部内径に大径側が圧入された状態で組みつけられている該差動遊星ローラー(1)は反時計方向に回転する。
【0023】
これにより、回転側カップ(9)はその円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の小径側が、圧入された状態で組みつけられているため、該差動遊星ローラー(1)が時計方向に公転しながら反時計方向に自転しているため、キャリアー(4)の回転に対して減速した回転となる。
【0024】
これらの回転数の関係はキャリアー(4)の回転数をNi、出力軸(8)の回転数をNoと表示するとつぎのようになる。
【数式1】
No/Ni=1−(D1/D2)×(D3/D4)
【0025】
今仮にこの式にD1=56、D2=27、D3=26、D4=55と仮定した値を代入してみるとNo/Ni=0.0195となり減速比で表すと約51と大きな比が得られることが分かる。
【0026】
また、すでに説明した入力軸と出力軸の関係を逆にすると、減速機は増速機となる。
【0027】
さらに、すでに説明した差動遊星ローラー(1)の外径は、固定側カップ(6)の内径と接触する側は回転側カップ(9)の内径と接触する側の外径より大きかったがこの関係を逆に差動遊星ローラー(1)の外径は、固定側カップ(6)の内径と接触する側は回転側カップ(9)の内径と接触する側の外径より小さく設定することもできる。
【0028】
このように、設定すると出力回転は入力回転に対し、先に仮定した寸法で説明してあるものを置き換えてみると減速比はほぼ同じような値となるが入力軸に対して出力軸側が反対回転となる。
【0029】
すでに記述したように、該差動遊星ローラー(1)の外径をP1,P2、Q1,Q2点での接触圧が小さくP点、Q点での接触圧が最大となるようにR1、R2を円弧とする。このようにすることにより、接触圧の最大値が該固定側カップ(6)、該回転側カップ(9)と差動遊星ローラー(1)の接触面のほぼ中央にできることにより疲労破壊の起点の発生をしにくくすることができ回転耐久性を大きく向上させることができる。
【0030】
さらに、請求項2の作用について説明する。本発明になる減速機は差動遊星ローラー(1)と固定側カップ(6)及び差動遊星ローラー(1)と回転側カップ(9)との接触圧によって動力を伝達するもので固定側カップ(6)ならびに回転側カップ(9)の円筒部及び底部の板厚は直接接触部分の力に影響を与える。
【0031】
固定側カップ(6)及び回転側カップ(9)の底部は板材をプレス加工すると円筒部に比べて厚くなり易い。固定側カップ(6)及び回転側カップ(9)の底部が厚いと円筒部の剛性が上がり接触力が上昇し、薄いものより面圧が上昇するため面圧耐久性上は悪い方向となるが伝達トルクは向上させることができる。
【0032】
これより固定側カップ(6)及び回転側カップ(9)の底部は厚く作り.薄くなるように削ることにより減速機が要求されているトルク伝達まで能力を低くなるよう調整することにより面圧耐久性上は最良の所に補正することができる。
【0033】
【実施例2】
実施例1では差動遊星ローラー(1)が2個で設計されているがこの数は1個でも3個以上でも同様の機能を持たせることができる。
図5では差動遊星ローラーを6個としたものが示されているが、このようなものは部品点数が増えるため価格は上昇するが、トルクの伝達面が多いため、全体のサイズが小さい割に伝達能力は大きなものにすることができる。
【0034】
【実施例3】
実施例1では固定側カップ(6)及び回転側カップ(9)は円筒部と底部とを持った構造となっているが、減速機を適用する製品に軸方向のスペースがあれば単に円筒状とすることができる。
【0035】
固定側カップ(6)に相当する機能を単に円筒で作る場合はその円筒の一端に複数の差動遊星ローラー(1)の1段目の外径が円筒の内径との間に接触圧をもって挿入され、他端は筐体に固定される。
【0036】
円筒はその厚さ長さにより内径の広がり剛性を変えることにより接触圧を設定することができるが、板圧の薄い場合にはそれだけでは接触圧が取れないため、差動遊星ローラーを支える差動遊星ローラー軸をキャリアーとの間にばねを設定、半径方向に広げるようにしたり、偏心カムなどにより必要接触圧を設定することもできる。
【0037】
回転側カップ(9)に相当する機能を単に円筒で作る場合はその円筒の一端に複数の差動遊星ローラー(1)の2段目の外径が円筒の内径との間に接触圧をもって挿入され、他端は回転支持され出力を取り出す。
必要な接触圧は前述の固定側カップ(6)に相当する機能を円筒としたものと同様の手法を適用できる。
【0038】
【本発明による効果】
以上述べたように、2段の外径を有する外径転走面を夫々トロイダル曲面とした差動遊星ローラー(1)と、該差動遊星ローラー(1)の内径を回転自由に支持するベアリング(2)と、該ベアリング(2)の内径を支持する差動遊星ローラー軸(3)と、該差動遊星ローラー軸(3)を固定支持しモーターなどの軸に締結されるキャリアー(4)と、底部を筐体(5)に固定し円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の1段目の外径が外接し転走できる固定側カップ(6)と、該筐体(5)に締結されたカバー(7)に回転自由に支持された出力軸(8)と、該出力軸(8)に底部を固定され円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の外径が転走できる回転側カップ(9)とからなり、該差動遊星ローラー(1)の1段目の外接円径と該固定側カップ(6)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられ、また該差動遊星ローラー(1)の2段目の外接円径と該回転側カップ(9)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられた減速装置とすること、及び2段の外径を有する差動遊星ローラー(1)の外径転走面を夫々トロイダル曲面とした減速装置にすることにより、差動遊星ローラー回転は振動の発生原因がないため回転振動や回転ムラを防止することができる。
【0039】
これにより、安い価格で量産のプリンターなどの減速機として生産対応ができる。
差動遊星ローラー(1)や固定側カップ(6)や回転側カップ(9)など駆動力を伝達する部品は剛性が極めて高いため、負荷トルクにより伸びたりすることがないので負荷変動による減速機内での回転変動は生じない。
【0040】
さらに、該差動遊星ローラー(1)の大径側D2と小径側D3差を小さくすることにより、容易に大きな減速比を得ることができる。
【0041】
又、歯車や歯付ベルトやステンレススチールベルトなどは、動力伝達する所が1箇所しかないのに比べ、本発明は2個のローラーのときは2箇所、3個のローラーのときは3箇所とローラーの個数を増すことにより動力の伝達箇所を多くすることが出来るため外形の小さい割には大きな伝達能力を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の[図2]A−A断面図
【図2】 本発明の[図1]B矢視図
【図3】 本発明の該差動遊星ローラー詳細断面図
【図4】 本発明の作用説明図
【図5】 本発明実施例2の[図6]C−C断面図
【図6】 本発明実施例2の[図5]D矢視図
【符号の説明】
1・・・・差動遊星ローラー
2・・・・ベアリング
3・・・・差動遊星ローラー軸
4・・・・キャリアー
5・・・・筐体
6・・・・固定側カップ
7・・・・カバー
8・・・・出力軸
9・・・・回転側カップ
Claims (2)
- 2段の外径を有する外径転走面を夫々トロイダル曲面とした差動遊星ローラー(1)と、該差動遊星ローラー(1)の内径を回転自由に支持するベアリング(2)と、該ベアリング(2)の内径を支持する差動遊星ローラー軸(3)と、該差動遊星ローラー軸(3)を固定支持しモーターなどの軸に締結されるキャリアー(4)と、底部のみを筐体(5)に接触する状態に固定し円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の1段目の外径が外接し転走できる固定側カップ(6)と、該筐体(5)に締結されたカバー(7)に回転自由に支持された出力軸(8)と、該出力軸(8)に底部を固定され円筒部内径に該差動遊星ローラー(1)の2段目の外径が転走できる回転側カップ(9)とからなり、該差動遊星ローラー(1)の1段目の外径と該固定側カップ(6)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられ、また該差動遊星ローラー(1)の2段目の外径と該回転側カップ(9)の円筒部内径とがその径差により強い押し付け力をもって接するように組立てられた減速装置。
- 固定側カップ(6)、回転側カップ(9)を板材プレス加工で円筒部と底部の厚さに差を持たせた請求項1の減速装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002301115A JP3775374B2 (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 差動遊星ローラー減速機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002301115A JP3775374B2 (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 差動遊星ローラー減速機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004100935A JP2004100935A (ja) | 2004-04-02 |
JP3775374B2 true JP3775374B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=32289240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002301115A Expired - Fee Related JP3775374B2 (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 差動遊星ローラー減速機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3775374B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103814235B (zh) * | 2011-08-17 | 2016-08-31 | 谐波传动系统有限公司 | 波动齿轮装置的挠性外齿齿轮 |
-
2002
- 2002-09-06 JP JP2002301115A patent/JP3775374B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004100935A (ja) | 2004-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101786906B1 (ko) | 유닛형 파동기어장치 | |
EP2381130B1 (en) | Speed change gear | |
WO2007032400A1 (ja) | 偏心揺動型減速機 | |
US11578789B2 (en) | Cycloid speed reducer | |
JP4948968B2 (ja) | 遊星ローラ式変速機 | |
JPH05231482A (ja) | 内接噛合式遊星歯車構造を採用した増減速機シリーズ | |
JP3775374B2 (ja) | 差動遊星ローラー減速機 | |
JP7207628B2 (ja) | 変速機 | |
JP5169794B2 (ja) | クラッチ機構付増速装置 | |
JP2009108964A (ja) | 二重カップ式減速機 | |
JP4366041B2 (ja) | 回転駆動装置 | |
JP7194051B2 (ja) | 内接式遊星歯車装置 | |
JP2003214509A (ja) | ベルト式動力伝達機構 | |
JP7187888B2 (ja) | 遊星式動力伝達装置 | |
JP2002061727A (ja) | 差動摩擦ローラ減速装置 | |
JPH0634005A (ja) | 遊星ローラ式動力伝達装置 | |
JPH0144856Y2 (ja) | ||
WO2021220903A1 (ja) | トロイダル無段変速機 | |
JPH0754946A (ja) | 多段遊星ローラ減速機 | |
JP4196541B2 (ja) | プーリユニット | |
JPH11294546A (ja) | 無段変速機 | |
JPH08184359A (ja) | トラクションドライブ変速機 | |
JP4486835B2 (ja) | 遊星型の摩擦伝動減速装置 | |
JP2023066534A (ja) | 摩擦ローラ減速機およびその製造方法 | |
JPH1137240A (ja) | 摩擦ローラ式変速機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040607 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20050428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20050531 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050715 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050920 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060117 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |