JP4759833B2 - 減速機一体型原動機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機械装置の駆動部に組み込んで、原動機の回転駆動力を減速すると同時にトルクを増大させて取り出す減速機一体型原動機の改良に関し、安価で小型に構成でき、しかも優れた耐久性を有する構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦ローラ式減速機は、遊星歯車式等、歯車式減速機に比べて高速で運転した場合にも発生する騒音が小さい。この為、摩擦ローラ式減速機を原動機の出力部に組み付けて減速機として使用し、この原動機の回転運動を減速すると共にトルクを増大させる構造が、例えば特開平８−２１０４５５号公報、同１０−２５２８５１号公報等に記載されている。図２〜３は、これら各公報に記載されて従来から知られている減速機一体型原動機の１例を示している。
【０００３】
電動モータ１を構成するモータケース２は、有底円筒状のケース本体３と、このケース本体３の一端（図２の下端）開口部を塞ぐ蓋体４とから成る。そして、この様なモータケース２の内側中心部に回転駆動軸５を、このモータケース２の底部に設けた転がり軸受６と後述する遊星ローラ１４、１４とにより、回転自在に支持している。上記ケース本体３の内周面にはステータ７を、上記回転駆動軸５の中間部外周面でこのステータ７の内周面に対向する部分にはロータ８を、それぞれ固定し、上記ステータ７への通電に基づいて、上記回転駆動軸５を回転駆動自在としている。そして、上記蓋体４の外面（図２の下面）に、摩擦ローラ式減速機９を設けている。上記回転駆動軸５の先端部（図２の下端部）で上記蓋体４の外面から突出した部分は、上記摩擦ローラ式減速機９の入力軸としての役目を有する。
【０００４】
この摩擦ローラ式減速機９は、この様に入力軸でもある上記回転駆動軸５の先端部を、中心ローラ１０として機能させている。この中心ローラ１０は、上記回転駆動軸５と同心であり、外周面を円筒面としている。そして、この中心ローラ１０の周囲に外側ドラム１１を、上記蓋体４の外面（図２の下面）に固定した状態で配置している。上記中心ローラ１０は、この外側ドラム１１の内側で回転する。この様な外側ドラム１１の内周面は、上記中心ローラ１０の外周面と同心の円筒面としている。
【０００５】
又、上記外側ドラム１１の内周面と上記中心ローラ１０の外周面との間の環状空間１２内に、それぞれ上記回転駆動軸５と平行に配置した複数本（図示の例では４本）の枢軸１３、１３の一部を挿入している。そして、これら各枢軸１３、１３の一部で上記環状空間１２の内側に位置する部分に遊星ローラ１４、１４を、これら各枢軸１３、１３に対する回転自在に支持している。上記各遊星ローラ１４、１４の外周面は、それぞれ上記中心ローラ１０の外周面及び上記外側ドラム１１の内周面に当接する円筒面としている。従って、上記回転駆動軸５の先端部は、上記各遊星ローラ１４、１４により、回転自在に支持している。更に、上記各枢軸１３、１３の端部で上記環状空間１２から突出した部分を、円輪状のキャリア１５に結合固定している。そして、このキャリア１５の中心部に、出力軸１６の基端部を結合固定している。この出力軸１６は、上記蓋体４に対し連結固定したカバー１７の中心部に設けた円筒部１８の内側に、回転自在に支持している。
【０００６】
上述の様に構成される減速機一体型原動機の使用時、前記ステータ７への通電に基づいて前記回転駆動軸５が回転すると、上記中心ローラ１０の外周面と上記各遊星ローラ１４、１４の外周面との摩擦に基づき、これら各遊星ローラ１４、１４が、上記中心ローラ１０の周囲で自転しつつ公転する。この公転運動は、上記各枢軸１３、１３及び上記キャリア１５を介して上記出力軸１６に伝達され、この出力軸１６が、上記回転駆動軸５よりも低速で回転する。
【０００７】
尚、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保すべく、上記各遊星ローラ１４、１４の外周面と上記中心ローラ１０の外周面及び前記外側ドラム１１の内周面との転がり接触部の滑りを防止する為には、これら各周面同士の当接圧を確保する必要がある。この当接圧を確保する為に図２〜３に示した構造の場合、焼きばめにより、上記各遊星ローラ１４、１４を上記中心ローラ１０の外周面と上記外側ドラム１１の内周面との間の環状空間１２内に挿入している。即ち、上記外側ドラム１１を加熱してこの外側ドラム１１を熱膨張させてその内径を広げた状態で、上記各遊星ローラ１４、１４を上記環状空間１２内に挿入する。挿入後、上記外側ドラム１１が冷却されてこの外側ドラム１１の内径が縮めば、上記各周面同士が、摩擦ローラ式減速機９の構成各部材１０、１１、１４の弾性変形に基づいて、十分に大きな圧力で当接する。
【０００８】
一方、米国特許第４７０９５８９号明細書には、図４〜６に示す様な摩擦ローラ式減速機が記載されている。この従来構造の第２例の摩擦ローラ式減速機９ａは、有底円筒状の本体１９とこの本体１９の基端開口部を塞ぐ蓋体２０とから成る固定のハウジング２１内に中心ローラ１０ａの内半部（図４の右半部）を、上記蓋体２０の略中央部に形成した通孔２２を通じて挿入している。尚、この通孔２２は、上記蓋体２０の中心から、少しだけ外れた位置に設けている。又、上記中心ローラ１０ａの外半部（図４の左半部）で上記蓋体２０から突出した部分に、入力軸２３の端部を結合固定している。
【０００９】
又、上記ハウジング２１の内側で上記中心ローラ１０ａの周囲部分に３本の枢軸１３ａ、１３ｂを、それぞれこの中心ローラ１０ａと平行に配置している。即ち、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの一端部（図４の左端部）を上記蓋体２０に支持すると共に、他端部（図４の右端部）を連結板２４に支持している。尚、これら３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図４〜６の上部中央に位置する１本の枢軸１３ａは、その両端部を上記蓋体２０及び連結板２４に形成した嵌合孔に圧入固定している。従って、この枢軸１３ａが、上記ハウジング２１内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。
【００１０】
これに対して、図５〜６の下部左右両側に位置する残り２本の枢軸１３ｂ、１３ｂは、両端部を上記蓋体２０及び連結板２４に対し、上記ハウジング２１の円周方向及び直径方向に関する若干の変位自在に支持している。この為に、上記蓋体２０及び連結板２４の一部で上記枢軸１３ｂ、１３ｂの両端部に整合する部分には、図６に示す様に、上記両枢軸１３ｂ、１３ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔２５、２５を形成し、これら各支持孔２５、２５に、上記両枢軸１３ｂ、１３ｂの両端部を緩く係合させている。そして、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの中間部周囲に、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを、回転自在に支持している。尚、上記連結板２４は、上記蓋体２０の内面（上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを設置した空間側の面で、図４の右面）の一部で、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂから外れた位置に突設した突部２８、２８に突き当て、連結ボルト２９、２９により、上記蓋体２０に連結固定している。
【００１１】
又、上記ハウジング２１の内側で上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを囲む部分には、円環状の外輪３０を、回転自在に設けている。この外輪３０の内周面中央部は直径方向内方に突出させる事により、土手状の凸部３１とし、この凸部３１の内周面を円筒面としている。そして、この凸部３１の内周面と、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面とを当接自在としている。又、上記外輪３０には、結合ブラケット３２の外径側端部を外嵌固定し、この結合ブラケット３２の中心部に、出力軸１６ａの基端部を結合固定している。この出力軸１６ａは、前記ハウジング２１を構成する本体１９の中央部に形成した第二の通孔３３を回転自在に挿通して、このハウジング２１外に突出させている。
【００１２】
上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面は、前記中心ローラ１０ａの外周面と上記外輪３０の内周面とに当接させている。上記中心ローラ１０ａの中心と上記出力軸１６ａ及び外輪３０の中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ１０ａを挿通する通孔２２は、上記ハウジング２１の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記出力軸１６ａを挿通する第二の通孔３３は上記ハウジング２１の中心に設けている。又、この第二の通孔３３の内側に回転自在に支持した出力軸１６ａと外輪３０とは互いに同心である。従って、上記中心ローラ１０ａと上記外輪３０及び出力軸１６ａとは、上記通孔２２のハウジング２１の中心からのずれ量δ（図４参照）分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ１０ａの外周面と上記外輪３０に形成した凸部３１の内周面との間に存在して上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂが設けられた環状空間１２ａの幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【００１３】
この様に、上記環状空間１２ａの幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外径を異ならせている。即ち、上記外輪３０に対して中心ローラ１０ａが偏心している側（図４〜６の下側）に位置するウェッジローラ２７ａ、２７ｂの径を、互いに同じとすると共に比較的小径にしている。これに対して、上記外輪３０に対して中心ローラ１０ａが偏心しているのと反対側（図４〜６の上側）に位置するガイドローラ２６の径を、上記両ウェッジローラ２７ａ、２７ｂよりも大きくしている。そして、これら３個の、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面を、上記中心ローラ１０ａの外周面及び上記外輪３０の内周面に当接させている。
【００１４】
尚、それぞれが中間ローラである、上記１個のガイドローラ２６及び２個のウェッジローラ２７ａ、２７ｂのうち、ガイドローラ２６を支持した枢軸１３ａは、前述の様に、上記ハウジング２１内に固定している。これに対して、ウェッジローラ２７ａ、２７ｂを支持した枢軸１３ｂ、１３ｂは、やはり前述した様に上記ハウジング２１内に、円周方向及び直径方向に関して若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ２７ａ、２７ｂも、上記ハウジング２１内で円周方向及び直径方向に若干の変位自在である。そして、前記蓋体２０のシリンダ孔３４、３４内に装着した圧縮コイルばね３５、３５等の弾性材により、上記各ウェッジローラ２７ａ、２７ｂを支持した枢軸１３ｂ、１３ｂを、これら各枢軸１３ｂ、１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ、２７ｂを前記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。
【００１５】
上述の様に構成される従来構造の第２例の摩擦ローラ式減速機９ａの場合、入力軸２３に結合した中心ローラ１０ａの回転は、この中心ローラ１０ａの外周面とガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面との当接部である、各内径側当接部３６、３６を介して、これらガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂに伝わる。更に、これらガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの回転は、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面と前記外輪３０の内周面との当接部である、各外径側当接部３７、３７を介して、この外輪３０に伝わる。そして、この外輪３０に結合固定した前記出力軸１６ａが回転する。
【００１６】
上記中心ローラ１０ａが図５〜６の時計方向（又は反時計方向）に、外輪３０が同じく反時計方向（又は時計方向）に、それぞれ回転すると、図５〜６の右側の枢軸１３ｂ（又は左側の枢軸１３ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）が、上記中心ローラ１０ａの外周面と外輪３０の内周面との間に存在する環状空間１２ａ内で、この環状空間１２ａの幅の狭い部分（図５〜６の下側中央部分）に向け移動する。この結果、上記右側の枢軸１３ｂ（又は左側の枢軸１３ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面が、上記中心ローラ１０ａの外周面と外輪３０の内周面とを強く押圧する。そして、当該ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面と上記中心ローラ１０ａの外周面との当接部である内径側当接部３６、及び、当該ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面と上記外輪３０の内周面との当接部である外径側当接部３７の当接圧が高くなる。
【００１７】
上記１個のウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）に関する内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が高くなると、上記中心ローラ１０ａと外輪３０とのうちの少なくとも一方の部材が、組み付け隙間、或は弾性変形等に基づき、それぞれの直径方向に関して僅かに変位する。この結果、残り２個の中間ローラである、ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ｂ（又は２７ａ）の外周面と上記中心ローラ１０ａの外周面との当接部である２個所の内径側当接部３６、３６、及びこれらウェッジローラ２７ｂ（又は２７ａ）及びガイドローラ２６の外周面と外輪３０の内周面との当接部である２個所の外径側当接部３７、３７の当接圧が高くなる。
【００１８】
上記１本の枢軸１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）を、上記環状空間１２ａ内でこの環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ１０ａから上記外輪３０に伝達するトルクの大きさに応じて変化する。即ち、上記中心ローラ１０ａの駆動トルクが大きくなる程、上記ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）を上記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力が大きくなる。そして、この力が大きくなる程、上記各内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が大きくなる。逆に言えば、上記駆動トルクが小さい場合には、これら各内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が小さい。
【００１９】
【本発明に先立って考えた構造】
図４〜６には、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機単体の構造を示しているが、この様なウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機と電動モータ或はエンジン等の原動機とを組み合わせて減速機一体型原動機を構成する事も、勿論可能である。そして、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機と原動機とを組み合わせれば、前述の図２〜３に示した様な、遊星ローラ型の摩擦ローラ式減速機を利用した場合よりも、効率の良い減速機一体型原動機を実現できる。図７〜８は、この様な観点で本発明に先立って考えた、減速機一体型原動機を示している。
【００２０】
この減速機一体型原動機は、原動機である電動モータ１ａの回転駆動軸５ａの回転を、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂにより減速してから、出力軸１６ｂから送り出し自在としている。中間部にロータ８ａを固定した上記回転駆動軸５ａは、基端部（図７の左端部）をモータケース２ａの底部中央に転がり軸受６ａにより、中間部先端寄り（図７の右端寄り）部分を上記モータケース２ａの開口端部に結合固定した仕切板３８の略中央部に転がり軸受６ｂにより、それぞれ回転自在に支持している。そして、上記モータケース２ａの内周面に、上記ロータ８ａと対向する状態でステータ７ａを固定している。運転時には上記ロータ８ａへの通電に基づいて、上記回転駆動軸５ａを回転駆動自在としている。尚、この回転駆動軸５ａは、上記摩擦ローラ式減速機９ｂの入力部である中心ローラ１０ｂと一体に構成している。
【００２１】
上記仕切板３８の上記モータケース２ａと反対側面には、減速機ケース３９を結合固定している。そして、この減速機ケース３９と上記仕切板３８とにより囲まれる空間内に、上記回転駆動軸５ａと一体に設けた中心ローラ１０ｂを配置している。尚、この中心ローラ１０ｂと同心の上記回転駆動軸５ａの先端寄り部分を挿通すべく、上記仕切板３８に設けた通孔２２ａは、上記モータケース２ａの中央部であって、この仕切板３８及び上記減速機ケース３９の中心から少しだけ外れた位置に設けている。
【００２２】
又、この減速機ケース３９の内側で上記中心ローラ１０ｂの周囲部分に３本の枢軸１３ａ、１３ｂを、この中心ローラ１０ｂと平行に配置している。即ち、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの一端部（図７の左端部）を上記仕切板３８に支持すると共に、同じく他端部（図７の右端部）を上記減速機ケース３９の軸方向中間部内側に配置した連結板２４ａに支持している。この連結板２４ａは円板状とし、片面（図７の左面）の略中央部には凹部４０を形成して、上記中心ローラ１０ｂとの干渉を防止している。
【００２３】
上記３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図８の下部及び上部左側に位置する２本の枢軸１３ａ、１３ａは、それぞれの両端部を上記仕切板３８及び連結板２４ａに形成した嵌合孔に圧入固定している。一方、上記連結板２４ａは、上記仕切板３８に対し結合固定している。従って、上記２本ずつの枢軸１３ａ、１３ａが、上記減速機ケース３９内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。これに対して、上記３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図８の上部右側に位置する残り１本の枢軸１３ｂは、両端部を上記仕切板３８及び連結板２４ａに対し、上記減速機ケース３９の円周方向及び直径方向に関する若干の変位自在に支持している。この為に、上記仕切板３８及び連結板２４ａの一部で上記１本の枢軸１３ｂの両端部に整合する部分に、この枢軸１３ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔２５ａ、２５ａを形成し、これら各支持孔２５ａ、２５ａに、上記枢軸１３ｂの両端部を緩く係合させている。
【００２４】
そして、上述の様に支持した各枢軸１３ａ、１３ｂの中間部周囲に、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７を、それぞれラジアルニードル軸受等の転がり軸受により、回転自在に支持している。尚、上記連結板２４ａは、上記仕切板３８の内面（図７の左面）の一部で、上記軸方向片側に配置したガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７から外れた位置に突設した突部２８ａ、２８ａに突き当て、連結ボルト２９、２９により、上記仕切板３８に連結固定している。
【００２５】
又、前記減速機ケース３９の内側に円筒状の外輪３０ａを、回転自在に設けている。そして、この外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１と、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２とを当接自在としている。又、上記外輪３０ａの端部（図７の右端部）は、前記出力軸１６ｂの一端部（図７の左端部）と、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する若干の位置調節自在に結合している。
【００２６】
この為に、図示の例では、上記外輪３０ａの端部の円周方向複数個所に切り欠き４３を、上記出力軸１６ｂの基端部に結合固定した連結板４４の外周縁複数個所に突片４５、４５を、それぞれ形成している。そして、これら各突片４５、４５を上記各切り欠き４３に係合させている。又、上記外輪３０ａの端部内周面に形成した係止溝に止め輪４６を係止して、上記各突片４５、４５が上記各切り欠き４３から抜け出る事を防止している。
【００２７】
上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である、上記動力伝達用円筒面４２、４２は、それぞれ前記中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７と上記外輪３０ａの内周面である上記被駆動側円筒面４１とに当接させている。又、この状態で、前記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの中心と上記出力軸１６ｂ及び外輪３０ａの中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ１０ｂと同心の回転駆動軸５ａを挿通支持する為、前記仕切板３８に形成した通孔２２ａは、前記減速機ケース３９の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記外輪３０ａと同心の出力軸１６ｂの中心は、上記減速機ケース３９の中心に一致させている。従って、上記中心ローラ１０ｂと上記外輪３０ａとは、上記通孔２２ａの減速機ケース３９の中心からのずれ量δ分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ１０ｂの外周面である上記駆動側円筒面４７と上記外輪３０ａの内周面である上記被駆動側円筒面４１との間に存在して上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７が設けられた環状空間１２ａの径方向に関する幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【００２８】
この様に、上記環状空間４１の幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７のうち、それぞれ上記外輪３０ａに対し中心ローラ１０ｂが偏心している側（図７〜８の上側）で、前記環状空間１２ａの円周方向に関してこの環状空間１２ａの径方向に関する幅が最小になっている部分を挟んだ両側部分に位置するウェッジローラ２７及び（第一の）ガイドローラ２６ｂの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪３０ａに対し中心ローラ１０ｂが偏心しているのと反対側（図７〜８の下側）に位置する（第二の）ガイドローラ２６ａの外径を、上記ウェッジローラ２７及びガイドローラ２６ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２を、それぞれ上記駆動側、被駆動側円筒面４７、４１に当接させている。
【００２９】
尚、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７のうち、各ガイドローラ２６ａ、２６ｂを支持した枢軸１３ａ、１３ａは、前述の様に、上記減速機ケース３９内に固定している。これに対して、上記ウェッジローラ２７を支持した枢軸１３ｂは、やはり前述した様に前記減速機ケース３９内に、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ２７も、上記減速機ケース３９内で円周方向及び直径方向に若干の変位自在である。そして、前記仕切板３８及び連結板２４ａのシリンダ孔３４ａ内に嵌挿した押圧ピン４８により、上記ウェッジローラ２７を支持した枢軸１３ｂを、これら枢軸１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７を前記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。尚、上記各押圧ピン４８の押圧力は、これら各押圧ピン４８の先端部に形成した鍔部と上記シリンダ孔３４ａの奥面との間に設けた圧縮コイルばね３５ａにより発生させている。
【００３０】
上述の様に構成する摩擦ローラ式減速機９ｂを組み込んだ減速機一体型原動機の場合には、前記ステータ７ａへの通電に基づいて前記回転駆動軸５ａ及び前記中心ローラ１０ｂを、図８の反時計方向に回転させる。これら回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂが回転すると、上記ウェッジローラ２７が、上記中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７及び上記外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１から、上記押圧ピン４８による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間１２ａの幅の狭い部分、即ち、図８の上部中央に向け移動する傾向となる。
【００３１】
この結果、上記ウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２が、上記駆動側円筒面４７と上記被駆動側円筒面４１とを強く押圧する。そして、この動力伝達用円筒面４２と上記駆動側円筒面４７との当接部である内径側当接部４９、及び、この動力伝達用円筒面４２と上記被駆動側円筒面４１との当接部である外径側当接部５０の当接圧が高くなる。この様に上記ウェッジローラ２７に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなると、このウェッジローラ２７の外周面に設けた動力伝達用円筒面４２により押圧される部材であり、前述の様に、出力軸１６ｂに対しラジアル方向に関して若干の変位自在に設けられた上記外輪３０ａが、直径方向に僅かに変位する。この結果、前記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂに関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなる。そして、これら各内径側、外径側両当接部４９、５０での摩擦係合に基き、上記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの回転力を、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７を介して上記外輪３０ａ及び出力軸１６ｂへ伝達自在となる。
【００３２】
尚、上記ウェッジローラ２７を上記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ１０ｂから上記外輪３０ａに伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、上記内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保できる。
【００３３】
又、図７〜８に示した減速機一体型原動機に組み込む摩擦ローラ式減速機９ｂの場合には、上記回転駆動力の伝達を行なう上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪３０ａが熱膨張した場合でも、これら各ガイドローラ２６ａ、２６ｂに関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧を、設計値通りに規制できる。即ち、上述の様に、上記外輪３０ａを上記出力軸１６ｂに対し、若干の変位自在に支持している為、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外径や取付位置がずれた場合には、上記ウェッジローラ２７が上記環状空間１２ａの幅寸法が狭い部分に変位するのに伴って、上記外輪３０ａがラジアル方向に自在に変位する。そして、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧を設計値通りにする。従って、上記外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪３０ａが熱膨張した場合でも、高い伝達効率を得られる。
【００３４】
一方、前記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの回転時に上記外輪３０ａが回転する場合の様に、この中心ローラ１０ｂの回転速度よりもこの外輪３０ａの回転速度が早くなる場合、上記ウェッジローラ２７は、前記駆動側円筒面４７及び被駆動側円筒面４１から、前記押圧ピン４８の押圧力に抗する方向の力を受けて、前記環状空間１２ａの幅の広い部分に向け退避する傾向となる。この結果、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が低下若しくは喪失する。この結果上記摩擦ローラ式変速機９ｂは、上記外輪３０ａ及び出力軸１６ｂから上記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂへの回転力の伝達を行なわない状態となる。この為、前記電動モータ１ａが、上記出力軸１６ｂの回転力に対する抵抗となる事はない。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
図７〜８に示す様な減速機一体型原動機を構成する場合、仕切板３８の中央部に形成する通孔２２ａの精度を十分に確保する必要がある。この理由は、この通孔２２ａの内側に転がり軸受６ｂを介して支持する、回転駆動軸５ａの先端部の位置決め精度を確保する為である。即ち、この回転駆動軸５ａの先端部にこの回転駆動軸５ａと一体に形成した中心ローラ１０ｂのラジアル方向に関する位置は、この中心ローラ１０ｂの外周面に設けた駆動側円筒面４７と、ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２（特にラジアル方向に変位しないガイドローラ２６ａ、２６ａに関する動力伝達用円筒面４２、４２）との当接状態を適正にする為、厳密に規定する必要がある。
【００３６】
一方、上記通孔２２ａは、上記仕切板３８の中央部から少し外れた位置に設けている為、この通孔２２ａを、ラジアル方向位置を厳密に規制しつつ加工する事は難しい。即ち、上記仕切板３８の片面で減速機ケース３９の基端開口部を結合固定する部分には、これら仕切板３８と減速機ケース３９とのラジアル方向に関する位置決めを図る為の嵌合用段差部５１を形成しているが、この嵌合用段差部５１は、上記仕切板３８の外周縁及び上記減速機ケース３９と同心である。これに対して上記通孔２２ａの中心軸は、前述した通り、これら仕切板３８及び減速機ケース３９の中心軸に対し少しだけ偏心している。この為、上記嵌合用段差部５１と上記通孔２２ａとを旋盤や研削盤で加工する際に、ワンチャックで加工する事はできない。即ち、上記嵌合用段差部５１を加工する場合と上記通孔２２ａを加工する場合とで、上記仕切板３８を上記旋盤や研削盤のチャックに対し付け替える必要がある。
【００３７】
特に、図７に示した様に、上記通孔２２ａの内周面に、前記転がり軸受６ｂの外輪を突き当てる為の段差部５２を、モータケース２ａの側に向けて形成した場合、この段差部５２は図７の左側から、上記嵌合用段差部５１は同じく右側から、それぞれ加工する必要がある。従って、上記仕切板３８のチャックへの付け替え作業は必須となる。この様な付け替え作業に拘らず上記通孔２２ａのラジアル位置を厳密に規制する作業は面倒で、この通孔２２ａを有する上記仕切板３８の加工コストを高くする原因となる。
【００３８】
更に、図７〜８に示したウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂは、図２〜３に示した遊星ローラ型の摩擦ローラ式減速機に比べて伝達効率が良い代わりに、次の様な理由からも、前記回転駆動軸５ａの先端側の支持部の構造を工夫する事が望まれている。即ち、前述した通り上記ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力伝達時には、ウェッジローラ２７が環状空間１２ａの幅の狭い部分に楔状に食い込む結果、外輪３０ａが径方向に変位する他、上記回転駆動軸５ａと一体の中心ローラ１０ｂも、僅かとは言え径方向に変位する傾向になる。図７〜８に示した先に考えた構造の場合には、この変位を転がり軸受６ｂ部分で吸収する必要がある。
【００３９】
この転がり軸受６ｂ部分で上記径方向の変位を吸収する為には、この転がり軸受６ｂを構成する内輪と上記回転駆動軸５ａとの嵌合部と、同じく外輪と通孔２２ａとの嵌合部とのうちの、少なくとも一方の嵌合部の嵌め合いを緩くするか、上記転がり軸受６ｂの内部隙間を大きくする事が考えられる。但し、上記嵌合部の嵌め合いを緩くし過ぎると、当該嵌合部でクリープが発生して嵌合面が摩耗し、減速機一体型原動機の耐久性が損なわれる。一方、上記内部隙間を大きくする事に関しても、運転時に発生する騒音を抑え、損傷防止を図る事を考慮した場合には限度がある。
本発明はこの様な事情に鑑みて、減速機一体型原動機のコスト低減を、性能を維持しつつ図るべく発明したものである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の減速機一体型原動機は、先に考えた減速機一体型原動機と同様に、電動モータ或はエンジン等の原動機と、この原動機の回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に一体に設けた入力軸と、この入力軸の回転を減速してから出力軸を通じて取り出す減速機とを備える。
又、この減速機は、上記回転駆動軸及び入力軸と一体の中心ローラと、この中心ローラの周囲にこの中心ローラに対し偏心した状態で配置された外輪と、この中心ローラの外周面である駆動側円筒面とこの外輪の内周面である被駆動側円筒面との間に存在する、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置され、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、それぞれ少なくとも１個ずつのガイドローラ及びウェッジローラを含む３個以上の中間ローラとを備えるウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機である。そして、このうちのガイドローラを支持軸を中心とする回転のみ自在として支持する一方、上記ウェッジローラを、支持軸を中心とする回転及び少なくとも上記環状空間の円周方向に関する移動自在に支持すると共に、上記ウェッジローラをこの環状空間の幅の狭い側に向け弾性的に押圧している。
更に、上記原動機の回転駆動軸は、この原動機のモータケースの内部空間と上記摩擦ローラ式減速機の減速機ケースの内部空間との間を仕切る仕切板に設けた通孔に緩く挿通した状態で、その先端部に設けた上記中心ローラを上記減速機ケース内に突出させており、且つ、その基端部のみを上記モータケースに対し、転がり軸受により回転自在に支持されている。
上述の様な本発明の減速機一体型原動機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記外輪の端部の円周方向複数個所に形成した切り欠きと、上記出力軸の基端部に結合固定した連結板の外周縁複数個所に形成した突片とを係合させる事により、これら外輪と出力軸とを、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する位置調節自在に結合する。
又、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、上記環状空間のうち、上記外輪に対し上記中心ローラが偏心している側で、円周方向に関してこの環状空間の径方向に関する幅が最小になっている部分を挟んだ両側部分に、第一のガイドローラとウェッジローラとを位置させる。又、上記環状空間のうち、上記外輪に対し上記中心ローラが偏心しているのと反対側の部分に、第二のガイドローラを位置させる。そして、上記第一のガイドローラの外径と上記ウェッジローラの外径とを互いに同じにすると共に、上記第二のガイドローラの外径を、これら第一のガイドローラ及びウェッジローラの外径よりも大きくする。
【００４１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の減速機一体型原動機の場合、原動機の回転駆動軸の先端部（中心ローラ）は、摩擦ローラ式減速機を構成する３個以上の中間ローラにより、回転自在に支持される。従って、これら中間ローラに対する上記回転駆動軸の先端部のラジアル方向位置は自動的に適正に規制される。この為、この回転駆動軸の先端部を回転自在に支持する部分の加工に要求される精度を低くして、減速機一体型原動機のコスト低減を図れる。又、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機を構成する中心ローラの径方向に関する変位を、クリープや騒音の発生、更には構成部品の耐久性低下を招来する事なく吸収できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、コスト低減及び耐久性向上を図るべく、電動モータ１ａ等の原動機を構成する回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する部分の構造に関する。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７〜８に示した、先に考えた減速機一体型原動機と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００４３】
本発明の減速機一体型原動機を構成する仕切板３８の略中央部に、上記回転駆動軸５ａを緩く挿通自在な通孔２２ｂを形成している。この通孔２２ｂの内周面は、上記回転駆動軸５ａの先端部の外径よりも大きな内径を有する、単なる円筒面としている。この回転駆動軸５ａは、上記通孔２２ｂに緩く挿通した状態で、上記仕切板３８の片面（図１の右面）から、減速機ケース３９内に突出している。上記回転駆動軸５ａの先端部でこの減速機ケース３９内に突出した部分は、摩擦ローラ式減速機９ｂの中心ローラ１０ｂとしている。そして、この中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７に、上記摩擦ローラ式減速機９ｂを構成するガイドローラ２６ａ、２６ｂとウェッジローラ２７との、合計３個のローラの外周面である動力伝達用円筒面４２、４２を当接させている（図１の他、前述の図８参照）。この状態で、上記中心ローラ１０ｂをその先端部に一体に設けた上記回転駆動軸５ａは、ラジアル方向の変位を抑えられた状態で、回転自在に支持される。一方、上記回転駆動軸５ａの基端部は、電動モータ１ａのモータケース２ａに対し、転がり軸受６ａにより回転自在に支持している。この部分の構造は、前述の図７〜８に示した、先に考えた構造の場合と同様である。
【００４４】
上述の様に本発明の減速機一体型原動機の場合には、上記電動モータ１ａの回転駆動軸５ａの先端部を、前記仕切板３８に対しては特に支持していない。従ってこの回転駆動軸５ａの先端部は、この先端部外周面と上記通孔２２ｂの内周面との間に存在する隙間分だけ、ラジアル方向に変位自在である。従って、上記通孔２２ｂのラジアル方向に関する位置を厳密に規制しなくても、上記回転駆動軸５ａの先端側に一体に設けた上記中心ローラ１０ｂと、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７との位置関係を設計通りにできる。即ち、上記中心ローラ１０ｂの外周面である上記駆動側円筒面４７と、上記各ローラ２６ａ、２６ｂ、２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２との当接状態を適正にできる。尚、上記回転駆動軸５ａの先端部外周面と上記通孔２２ｂの内周面との間には、必要に応じて弾性材製のシールリングを設ける。この理由は、上記減速機ケース３９内に存在するトラクショングリース等の潤滑剤が、上記モータケース２ａ内に入り込むのを防止する為である。この様な目的で上記シールリングを設けても、上記各ローラ２６ａ、２６ｂ、２７に倣っての上記回転駆動軸のラジアル方向の変位は十分に行なえる。
【００４５】
しかも図示の例では、外輪３０ａも径方向に関して若干の変位自在に支持している為、この外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１と上記各動力伝達用円筒面４２、４２との当接状態も適正にできる。即ち、本例の場合には、ラジアル方向の変位を不能とされた上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外周面である動力伝達用円筒面４２、４２に倣って、上記中心ローラ１０ｂ及び上記外輪３０ａのラジアル方向位置が、自動的に適正になる。又、この状態では、摩擦ローラ式減速機９ｂを構成する３個のローラ２６ａ、２６ｂ、２７により、上記回転駆動軸５ａの先端部が回転自在に支持される。この為、この回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する部分の加工に要求される精度を低くできる。そして、加工精度を低くできる事と、上記通孔２２ｂの形状を単純にできる事と、この通孔２２ｂの内側の転がり軸受を省略できる事とにより、減速機一体型原動機のコスト低減を図れる。又、運転時に前記ウェッジローラ２７が環状空間の幅の狭い部分に食い込む事に伴う、上記中心ローラ１０ｂの径方向に関する変位を、クリープや騒音の発生、更には構成部品の耐久性低下を招来する事なく吸収できる。
【００４６】
尚、前記摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力の非伝達時に、上記回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する３個のローラ２６ａ、２６ｂ、２７のうちのウェッジローラ２７は、圧縮コイルばね３５ａの弾力に抗して環状空間１２ａの幅の広い側（図８参照）に変位する可能性がある。そして、変位した場合には、上記ウェッジローラ２７のラジアル方向に関する位置が僅かに変化し、上記中心ローラ１０ｂの先端部の回転支持部ががたつく可能性がある。この様な状態は、仮に発生しても、上記摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力の非伝達時であるから、特に問題とはならない。但し、僅かながたつきの発生も防止する必要があれば、上記圧縮コイルばね３５ａの弾力を大きめにして、動力の伝達時に上記回転駆動軸５ａを傾斜させる方向に加わる力（例えばステータ７ａとロータ８ａとの間に加わる磁気吸引力）によって、上記ウェッジローラ２７が上記環状空間１２ａの幅の広い側に変位しない様にする。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、減速機一体型原動機のコスト低減並びに耐久性の向上を、性能を維持しつつ図って、減速機一体型原動機の実用性向上を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図７と同様の断面図。
【図２】従来構造の第１例を示す、減速機一体型原動機の断面図。
【図３】摩擦ローラ式減速機のみを取り出して示す、図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】従来構造の第２例を示す断面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。
【図６】同Ｃ−Ｃ断面図。
【図７】本発明に先立って考えた減速機一体型原動機を示す、図８のＤ−Ｄ断面図。
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 電動モータ
２、２ａ モータケース
３ ケース本体
４ 蓋体
５、５ａ 回転駆動軸
６、６ａ、６ｂ 転がり軸受
７、７ａ ステータ
８、８ａ ロータ
９、９ａ、９ｂ 摩擦ローラ式減速機
１０、１０ａ、１０ｂ 中心ローラ
１１ 外側ドラム
１２、１２ａ 環状空間
１３、１３ａ、１３ｂ 枢軸
１４ 遊星ローラ
１５ キャリア
１６、１６ａ、１６ｂ 出力軸
１７ カバー
１８ 円筒部
１９ 本体
２０ 蓋体
２１ ハウジング
２２、２２ａ、２２ｂ 通孔
２３ 入力軸
２４、２４ａ 連結板
２５、２５ａ 支持孔
２６、２６ａ、２６ｂ ガイドローラ
２７、２７ａ、２７ｂ ウェッジローラ
２８、２８ａ 突部
２９ 連結ボルト
３０、３０ａ 外輪
３１ 凸部
３２ 結合ブラケット
３３ 第二の通孔
３４、３４ａ シリンダ孔
３５、３５ａ 圧縮コイルばね
３６ 内径側当接部
３７ 外径側当接部
３８ 仕切板
３９ 減速機ケース
４０ 凹部
４１ 被駆動側円筒面
４２ 動力伝達用円筒面
４３ 切り欠き
４４ 連結板
４５ 突片
４６ 止め輪
４７ 駆動側円筒面
４８ 押圧ピン
４９ 内径側当接部
５０ 外径側当接部
５１ 嵌合用段差部
５２ 段差部
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種機械装置の駆動部に組み込んで、原動機の回転駆動力を減速すると同時にトルクを増大させて取り出す減速機一体型原動機の改良に関し、安価で小型に構成でき、しかも優れた耐久性を有する構造を実現するものである。
【０００２】
【従来の技術】
摩擦ローラ式減速機は、遊星歯車式等、歯車式減速機に比べて高速で運転した場合にも発生する騒音が小さい。この為、摩擦ローラ式減速機を原動機の出力部に組み付けて減速機として使用し、この原動機の回転運動を減速すると共にトルクを増大させる構造が、例えば特開平８−２１０４５５号公報、同１０−２５２８５１号公報等に記載されている。図２〜３は、これら各公報に記載されて従来から知られている減速機一体型原動機の１例を示している。
【０００３】
電動モータ１を構成するモータケース２は、有底円筒状のケース本体３と、このケース本体３の一端（図２の下端）開口部を塞ぐ蓋体４とから成る。そして、この様なモータケース２の内側中心部に回転駆動軸５を、このモータケース２の底部に設けた転がり軸受６と後述する遊星ローラ１４、１４とにより、回転自在に支持している。上記ケース本体３の内周面にはステータ７を、上記回転駆動軸５の中間部外周面でこのステータ７の内周面に対向する部分にはロータ８を、それぞれ固定し、上記ステータ７への通電に基づいて、上記回転駆動軸５を回転駆動自在としている。そして、上記蓋体４の外面（図２の下面）に、摩擦ローラ式減速機９を設けている。上記回転駆動軸５の先端部（図２の下端部）で上記蓋体４の外面から突出した部分は、上記摩擦ローラ式減速機９の入力軸としての役目を有する。
【０００４】
この摩擦ローラ式減速機９は、この様に入力軸でもある上記回転駆動軸５の先端部を、中心ローラ１０として機能させている。この中心ローラ１０は、上記回転駆動軸５と同心であり、外周面を円筒面としている。そして、この中心ローラ１０の周囲に外側ドラム１１を、上記蓋体４の外面（図２の下面）に固定した状態で配置している。上記中心ローラ１０は、この外側ドラム１１の内側で回転する。この様な外側ドラム１１の内周面は、上記中心ローラ１０の外周面と同心の円筒面としている。
【０００５】
又、上記外側ドラム１１の内周面と上記中心ローラ１０の外周面との間の環状空間１２内に、それぞれ上記回転駆動軸５と平行に配置した複数本（図示の例では４本）の枢軸１３、１３の一部を挿入している。そして、これら各枢軸１３、１３の一部で上記環状空間１２の内側に位置する部分に遊星ローラ１４、１４を、これら各枢軸１３、１３に対する回転自在に支持している。上記各遊星ローラ１４、１４の外周面は、それぞれ上記中心ローラ１０の外周面及び上記外側ドラム１１の内周面に当接する円筒面としている。従って、上記回転駆動軸５の先端部は、上記各遊星ローラ１４、１４により、回転自在に支持している。更に、上記各枢軸１３、１３の端部で上記環状空間１２から突出した部分を、円輪状のキャリア１５に結合固定している。そして、このキャリア１５の中心部に、出力軸１６の基端部を結合固定している。この出力軸１６は、上記蓋体４に対し連結固定したカバー１７の中心部に設けた円筒部１８の内側に、回転自在に支持している。
【０００６】
上述の様に構成される減速機一体型原動機の使用時、前記ステータ７への通電に基づいて前記回転駆動軸５が回転すると、上記中心ローラ１０の外周面と上記各遊星ローラ１４、１４の外周面との摩擦に基づき、これら各遊星ローラ１４、１４が、上記中心ローラ１０の周囲で自転しつつ公転する。この公転運動は、上記各枢軸１３、１３及び上記キャリア１５を介して上記出力軸１６に伝達され、この出力軸１６が、上記回転駆動軸５よりも低速で回転する。
【０００７】
尚、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保すべく、上記各遊星ローラ１４、１４の外周面と上記中心ローラ１０の外周面及び前記外側ドラム１１の内周面との転がり接触部の滑りを防止する為には、これら各周面同士の当接圧を確保する必要がある。この当接圧を確保する為に図２〜３に示した構造の場合、焼きばめにより、上記各遊星ローラ１４、１４を上記中心ローラ１０の外周面と上記外側ドラム１１の内周面との間の環状空間１２内に挿入している。即ち、上記外側ドラム１１を加熱してこの外側ドラム１１を熱膨張させてその内径を広げた状態で、上記各遊星ローラ１４、１４を上記環状空間１２内に挿入する。挿入後、上記外側ドラム１１が冷却されてこの外側ドラム１１の内径が縮めば、上記各周面同士が、摩擦ローラ式減速機９の構成各部材１０、１１、１４の弾性変形に基づいて、十分に大きな圧力で当接する。
【０００８】
一方、米国特許第４７０９５８９号明細書には、図４〜６に示す様な摩擦ローラ式減速機が記載されている。この従来構造の第２例の摩擦ローラ式減速機９ａは、有底円筒状の本体１９とこの本体１９の基端開口部を塞ぐ蓋体２０とから成る固定のハウジング２１内に中心ローラ１０ａの内半部（図４の右半部）を、上記蓋体２０の略中央部に形成した通孔２２を通じて挿入している。尚、この通孔２２は、上記蓋体２０の中心から、少しだけ外れた位置に設けている。又、上記中心ローラ１０ａの外半部（図４の左半部）で上記蓋体２０から突出した部分に、入力軸２３の端部を結合固定している。
【０００９】
又、上記ハウジング２１の内側で上記中心ローラ１０ａの周囲部分に３本の枢軸１３ａ、１３ｂを、それぞれこの中心ローラ１０ａと平行に配置している。即ち、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの一端部（図４の左端部）を上記蓋体２０に支持すると共に、他端部（図４の右端部）を連結板２４に支持している。尚、これら３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図４〜６の上部中央に位置する１本の枢軸１３ａは、その両端部を上記蓋体２０及び連結板２４に形成した嵌合孔に圧入固定している。従って、この枢軸１３ａが、上記ハウジング２１内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。
【００１０】
これに対して、図５〜６の下部左右両側に位置する残り２本の枢軸１３ｂ、１３ｂは、両端部を上記蓋体２０及び連結板２４に対し、上記ハウジング２１の円周方向及び直径方向に関する若干の変位自在に支持している。この為に、上記蓋体２０及び連結板２４の一部で上記枢軸１３ｂ、１３ｂの両端部に整合する部分には、図６に示す様に、上記両枢軸１３ｂ、１３ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔２５、２５を形成し、これら各支持孔２５、２５に、上記両枢軸１３ｂ、１３ｂの両端部を緩く係合させている。そして、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの中間部周囲に、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを、回転自在に支持している。尚、上記連結板２４は、上記蓋体２０の内面（上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを設置した空間側の面で、図４の右面）の一部で、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂから外れた位置に突設した突部２８、２８に突き当て、連結ボルト２９、２９により、上記蓋体２０に連結固定している。
【００１１】
又、上記ハウジング２１の内側で上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂを囲む部分には、円環状の外輪３０を、回転自在に設けている。この外輪３０の内周面中央部は直径方向内方に突出させる事により、土手状の凸部３１とし、この凸部３１の内周面を円筒面としている。そして、この凸部３１の内周面と、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面とを当接自在としている。又、上記外輪３０には、結合ブラケット３２の外径側端部を外嵌固定し、この結合ブラケット３２の中心部に、出力軸１６ａの基端部を結合固定している。この出力軸１６ａは、前記ハウジング２１を構成する本体１９の中央部に形成した第二の通孔３３を回転自在に挿通して、このハウジング２１外に突出させている。
【００１２】
上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面は、前記中心ローラ１０ａの外周面と上記外輪３０の内周面とに当接させている。上記中心ローラ１０ａの中心と上記出力軸１６ａ及び外輪３０の中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ１０ａを挿通する通孔２２は、上記ハウジング２１の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記出力軸１６ａを挿通する第二の通孔３３は上記ハウジング２１の中心に設けている。又、この第二の通孔３３の内側に回転自在に支持した出力軸１６ａと外輪３０とは互いに同心である。従って、上記中心ローラ１０ａと上記外輪３０及び出力軸１６ａとは、上記通孔２２のハウジング２１の中心からのずれ量δ（図４参照）分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ１０ａの外周面と上記外輪３０に形成した凸部３１の内周面との間に存在して上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂが設けられた環状空間１２ａの幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【００１３】
この様に、上記環状空間１２ａの幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外径を異ならせている。即ち、上記外輪３０に対して中心ローラ１０ａが偏心している側（図４〜６の下側）に位置するウェッジローラ２７ａ、２７ｂの径を、互いに同じとすると共に比較的小径にしている。これに対して、上記外輪３０に対して中心ローラ１０ａが偏心しているのと反対側（図４〜６の上側）に位置するガイドローラ２６の径を、上記両ウェッジローラ２７ａ、２７ｂよりも大きくしている。そして、これら３個の、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面を、上記中心ローラ１０ａの外周面及び上記外輪３０の内周面に当接させている。
【００１４】
尚、それぞれが中間ローラである、上記１個のガイドローラ２６及び２個のウェッジローラ２７ａ、２７ｂのうち、ガイドローラ２６を支持した枢軸１３ａは、前述の様に、上記ハウジング２１内に固定している。これに対して、ウェッジローラ２７ａ、２７ｂを支持した枢軸１３ｂ、１３ｂは、やはり前述した様に上記ハウジング２１内に、円周方向及び直径方向に関して若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ２７ａ、２７ｂも、上記ハウジング２１内で円周方向及び直径方向に若干の変位自在である。そして、前記蓋体２０のシリンダ孔３４、３４内に装着した圧縮コイルばね３５、３５等の弾性材により、上記各ウェッジローラ２７ａ、２７ｂを支持した枢軸１３ｂ、１３ｂを、これら各枢軸１３ｂ、１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ、２７ｂを前記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。
【００１５】
上述の様に構成される従来構造の第２例の摩擦ローラ式減速機９ａの場合、入力軸２３に結合した中心ローラ１０ａの回転は、この中心ローラ１０ａの外周面とガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面との当接部である、各内径側当接部３６、３６を介して、これらガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂに伝わる。更に、これらガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの回転は、上記ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ａ、２７ｂの外周面と前記外輪３０の内周面との当接部である、各外径側当接部３７、３７を介して、この外輪３０に伝わる。そして、この外輪３０に結合固定した前記出力軸１６ａが回転する。
【００１６】
上記中心ローラ１０ａが図５〜６の時計方向（又は反時計方向）に、外輪３０が同じく反時計方向（又は時計方向）に、それぞれ回転すると、図５〜６の右側の枢軸１３ｂ（又は左側の枢軸１３ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）が、上記中心ローラ１０ａの外周面と外輪３０の内周面との間に存在する環状空間１２ａ内で、この環状空間１２ａの幅の狭い部分（図５〜６の下側中央部分）に向け移動する。この結果、上記右側の枢軸１３ｂ（又は左側の枢軸１３ｂ）に回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面が、上記中心ローラ１０ａの外周面と外輪３０の内周面とを強く押圧する。そして、当該ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面と上記中心ローラ１０ａの外周面との当接部である内径側当接部３６、及び、当該ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）の外周面と上記外輪３０の内周面との当接部である外径側当接部３７の当接圧が高くなる。
【００１７】
上記１個のウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）に関する内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が高くなると、上記中心ローラ１０ａと外輪３０とのうちの少なくとも一方の部材が、組み付け隙間、或は弾性変形等に基づき、それぞれの直径方向に関して僅かに変位する。この結果、残り２個の中間ローラである、ガイドローラ２６及びウェッジローラ２７ｂ（又は２７ａ）の外周面と上記中心ローラ１０ａの外周面との当接部である２個所の内径側当接部３６、３６、及びこれらウェッジローラ２７ｂ（又は２７ａ）及びガイドローラ２６の外周面と外輪３０の内周面との当接部である２個所の外径側当接部３７、３７の当接圧が高くなる。
【００１８】
上記１本の枢軸１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）を、上記環状空間１２ａ内でこの環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ１０ａから上記外輪３０に伝達するトルクの大きさに応じて変化する。即ち、上記中心ローラ１０ａの駆動トルクが大きくなる程、上記ウェッジローラ２７ａ（又は２７ｂ）を上記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力が大きくなる。そして、この力が大きくなる程、上記各内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が大きくなる。逆に言えば、上記駆動トルクが小さい場合には、これら各内径側、外径側両当接部３６、３７の当接圧が小さい。
【００１９】
【本発明に先立って考えた構造】
図４〜６には、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機単体の構造を示しているが、この様なウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機と電動モータ或はエンジン等の原動機とを組み合わせて減速機一体型原動機を構成する事も、勿論可能である。そして、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機と原動機とを組み合わせれば、前述の図２〜３に示した様な、遊星ローラ型の摩擦ローラ式減速機を利用した場合よりも、効率の良い減速機一体型原動機を実現できる。図７〜８は、この様な観点で本発明に先立って考えた、減速機一体型原動機を示している。
【００２０】
この減速機一体型原動機は、原動機である電動モータ１ａの回転駆動軸５ａの回転を、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂにより減速してから、出力軸１６ｂから送り出し自在としている。中間部にロータ８ａを固定した上記回転駆動軸５ａは、基端部（図７の左端部）をモータケース２ａの底部中央に転がり軸受６ａにより、中間部先端寄り（図７の右端寄り）部分を上記モータケース２ａの開口端部に結合固定した仕切板３８の略中央部に転がり軸受６ｂにより、それぞれ回転自在に支持している。そして、上記モータケース２ａの内周面に、上記ロータ８ａと対向する状態でステータ７ａを固定している。運転時には上記ロータ８ａへの通電に基づいて、上記回転駆動軸５ａを回転駆動自在としている。尚、この回転駆動軸５ａは、上記摩擦ローラ式減速機９ｂの入力部である中心ローラ１０ｂと一体に構成している。
【００２１】
上記仕切板３８の上記モータケース２ａと反対側面には、減速機ケース３９を結合固定している。そして、この減速機ケース３９と上記仕切板３８とにより囲まれる空間内に、上記回転駆動軸５ａと一体に設けた中心ローラ１０ｂを配置している。尚、この中心ローラ１０ｂと同心の上記回転駆動軸５ａの先端寄り部分を挿通すべく、上記仕切板３８に設けた通孔２２ａは、上記モータケース２ａの中央部であって、この仕切板３８及び上記減速機ケース３９の中心から少しだけ外れた位置に設けている。
【００２２】
又、この減速機ケース３９の内側で上記中心ローラ１０ｂの周囲部分に３本の枢軸１３ａ、１３ｂを、この中心ローラ１０ｂと平行に配置している。即ち、これら各枢軸１３ａ、１３ｂの一端部（図７の左端部）を上記仕切板３８に支持すると共に、同じく他端部（図７の右端部）を上記減速機ケース３９の軸方向中間部内側に配置した連結板２４ａに支持している。この連結板２４ａは円板状とし、片面（図７の左面）の略中央部には凹部４０を形成して、上記中心ローラ１０ｂとの干渉を防止している。
【００２３】
上記３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図８の下部及び上部左側に位置する２本の枢軸１３ａ、１３ａは、それぞれの両端部を上記仕切板３８及び連結板２４ａに形成した嵌合孔に圧入固定している。一方、上記連結板２４ａは、上記仕切板３８に対し結合固定している。従って、上記２本ずつの枢軸１３ａ、１３ａが、上記減速機ケース３９内で円周方向或は直径方向に変位する事はない。これに対して、上記３本の枢軸１３ａ、１３ｂのうち、図８の上部右側に位置する残り１本の枢軸１３ｂは、両端部を上記仕切板３８及び連結板２４ａに対し、上記減速機ケース３９の円周方向及び直径方向に関する若干の変位自在に支持している。この為に、上記仕切板３８及び連結板２４ａの一部で上記１本の枢軸１３ｂの両端部に整合する部分に、この枢軸１３ｂの外径よりも大きな内径を有する支持孔２５ａ、２５ａを形成し、これら各支持孔２５ａ、２５ａに、上記枢軸１３ｂの両端部を緩く係合させている。
【００２４】
そして、上述の様に支持した各枢軸１３ａ、１３ｂの中間部周囲に、それぞれが中間ローラであるガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７を、それぞれラジアルニードル軸受等の転がり軸受により、回転自在に支持している。尚、上記連結板２４ａは、上記仕切板３８の内面（図７の左面）の一部で、上記軸方向片側に配置したガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７から外れた位置に突設した突部２８ａ、２８ａに突き当て、連結ボルト２９、２９により、上記仕切板３８に連結固定している。
【００２５】
又、前記減速機ケース３９の内側に円筒状の外輪３０ａを、回転自在に設けている。そして、この外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１と、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２とを当接自在としている。又、上記外輪３０ａの端部（図７の右端部）は、前記出力軸１６ｂの一端部（図７の左端部）と、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する若干の位置調節自在に結合している。
【００２６】
この為に、図示の例では、上記外輪３０ａの端部の円周方向複数個所に切り欠き４３を、上記出力軸１６ｂの基端部に結合固定した連結板４４の外周縁複数個所に突片４５、４５を、それぞれ形成している。そして、これら各突片４５、４５を上記各切り欠き４３に係合させている。又、上記外輪３０ａの端部内周面に形成した係止溝に止め輪４６を係止して、上記各突片４５、４５が上記各切り欠き４３から抜け出る事を防止している。
【００２７】
上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である、上記動力伝達用円筒面４２、４２は、それぞれ前記中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７と上記外輪３０ａの内周面である上記被駆動側円筒面４１とに当接させている。又、この状態で、前記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの中心と上記出力軸１６ｂ及び外輪３０ａの中心とは互いに偏心している。即ち、前述の様に、上記中心ローラ１０ｂと同心の回転駆動軸５ａを挿通支持する為、前記仕切板３８に形成した通孔２２ａは、前記減速機ケース３９の中心から少しだけ外れた位置に設けているのに対して、上記外輪３０ａと同心の出力軸１６ｂの中心は、上記減速機ケース３９の中心に一致させている。従って、上記中心ローラ１０ｂと上記外輪３０ａとは、上記通孔２２ａの減速機ケース３９の中心からのずれ量δ分だけ、互いに偏心している。そして、上記中心ローラ１０ｂの外周面である上記駆動側円筒面４７と上記外輪３０ａの内周面である上記被駆動側円筒面４１との間に存在して上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７が設けられた環状空間１２ａの径方向に関する幅寸法が、このδ分の偏心量に見合う分だけ、円周方向に関して不同になっている。
【００２８】
この様に、上記環状空間４１の幅寸法を円周方向に関して不同にした分、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外径を異ならせている。即ち、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７のうち、それぞれ上記外輪３０ａに対し中心ローラ１０ｂが偏心している側（図７〜８の上側）で、前記環状空間１２ａの円周方向に関してこの環状空間１２ａの径方向に関する幅が最小になっている部分を挟んだ両側部分に位置するウェッジローラ２７及び（第一の）ガイドローラ２６ｂの外径を、互いに同じにすると共に比較的小径にしている。これに対し、上記外輪３０ａに対し中心ローラ１０ｂが偏心しているのと反対側（図７〜８の下側）に位置する（第二の）ガイドローラ２６ａの外径を、上記ウェッジローラ２７及びガイドローラ２６ｂの外径よりも大きくしている。そして、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２を、それぞれ上記駆動側、被駆動側円筒面４７、４１に当接させている。
【００２９】
尚、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７のうち、各ガイドローラ２６ａ、２６ｂを支持した枢軸１３ａ、１３ａは、前述の様に、上記減速機ケース３９内に固定している。これに対して、上記ウェッジローラ２７を支持した枢軸１３ｂは、やはり前述した様に前記減速機ケース３９内に、円周方向及び直径方向に関する若干の変位を自在に支持している。従って、上記ウェッジローラ２７も、上記減速機ケース３９内で円周方向及び直径方向に若干の変位自在である。そして、前記仕切板３８及び連結板２４ａのシリンダ孔３４ａ内に嵌挿した押圧ピン４８により、上記ウェッジローラ２７を支持した枢軸１３ｂを、これら枢軸１３ｂに回転自在に支持したウェッジローラ２７を前記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させるべく、弾性的に軽く押圧している。尚、上記各押圧ピン４８の押圧力は、これら各押圧ピン４８の先端部に形成した鍔部と上記シリンダ孔３４ａの奥面との間に設けた圧縮コイルばね３５ａにより発生させている。
【００３０】
上述の様に構成する摩擦ローラ式減速機９ｂを組み込んだ減速機一体型原動機の場合には、前記ステータ７ａへの通電に基づいて前記回転駆動軸５ａ及び前記中心ローラ１０ｂを、図８の反時計方向に回転させる。これら回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂが回転すると、上記ウェッジローラ２７が、上記中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７及び上記外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１から、上記押圧ピン４８による押圧力と同方向の力を受けて、上記環状空間１２ａの幅の狭い部分、即ち、図８の上部中央に向け移動する傾向となる。
【００３１】
この結果、上記ウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２が、上記駆動側円筒面４７と上記被駆動側円筒面４１とを強く押圧する。そして、この動力伝達用円筒面４２と上記駆動側円筒面４７との当接部である内径側当接部４９、及び、この動力伝達用円筒面４２と上記被駆動側円筒面４１との当接部である外径側当接部５０の当接圧が高くなる。この様に上記ウェッジローラ２７に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなると、このウェッジローラ２７の外周面に設けた動力伝達用円筒面４２により押圧される部材であり、前述の様に、出力軸１６ｂに対しラジアル方向に関して若干の変位自在に設けられた上記外輪３０ａが、直径方向に僅かに変位する。この結果、前記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂに関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなる。そして、これら各内径側、外径側両当接部４９、５０での摩擦係合に基き、上記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの回転力を、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７を介して上記外輪３０ａ及び出力軸１６ｂへ伝達自在となる。
【００３２】
尚、上記ウェッジローラ２７を上記環状空間１２ａの幅の狭い部分に向け移動させようとする力は、上記中心ローラ１０ｂから上記外輪３０ａに伝達する回転駆動力の大きさに応じて変化する。そして、この力が大きくなる程、上記内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が高くなる。従って、この様な作用に基づき、上記伝達する回転駆動力に応じた当接圧を自動的に選定して、摩擦ローラ式減速機の伝達効率を確保できる。
【００３３】
又、図７〜８に示した減速機一体型原動機に組み込む摩擦ローラ式減速機９ｂの場合には、上記回転駆動力の伝達を行なう上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪３０ａが熱膨張した場合でも、これら各ガイドローラ２６ａ、２６ｂに関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧を、設計値通りに規制できる。即ち、上述の様に、上記外輪３０ａを上記出力軸１６ｂに対し、若干の変位自在に支持している為、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外径や取付位置がずれた場合には、上記ウェッジローラ２７が上記環状空間１２ａの幅寸法が狭い部分に変位するのに伴って、上記外輪３０ａがラジアル方向に自在に変位する。そして、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧を設計値通りにする。従って、上記外径や取付位置が多少ずれたり、構成各部材が弾性変形したり、更には上記外輪３０ａが熱膨張した場合でも、高い伝達効率を得られる。
【００３４】
一方、前記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂの回転時に上記外輪３０ａが回転する場合の様に、この中心ローラ１０ｂの回転速度よりもこの外輪３０ａの回転速度が早くなる場合、上記ウェッジローラ２７は、前記駆動側円筒面４７及び被駆動側円筒面４１から、前記押圧ピン４８の押圧力に抗する方向の力を受けて、前記環状空間１２ａの幅の広い部分に向け退避する傾向となる。この結果、上記ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７（総ての中間ローラ）に関する内径側、外径側両当接部４９、５０の当接圧が低下若しくは喪失する。この結果上記摩擦ローラ式変速機９ｂは、上記外輪３０ａ及び出力軸１６ｂから上記回転駆動軸５ａ及び中心ローラ１０ｂへの回転力の伝達を行なわない状態となる。この為、前記電動モータ１ａが、上記出力軸１６ｂの回転力に対する抵抗となる事はない。
【００３５】
【発明が解決しようとする課題】
図７〜８に示す様な減速機一体型原動機を構成する場合、仕切板３８の中央部に形成する通孔２２ａの精度を十分に確保する必要がある。この理由は、この通孔２２ａの内側に転がり軸受６ｂを介して支持する、回転駆動軸５ａの先端部の位置決め精度を確保する為である。即ち、この回転駆動軸５ａの先端部にこの回転駆動軸５ａと一体に形成した中心ローラ１０ｂのラジアル方向に関する位置は、この中心ローラ１０ｂの外周面に設けた駆動側円筒面４７と、ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２（特にラジアル方向に変位しないガイドローラ２６ａ、２６ａに関する動力伝達用円筒面４２、４２）との当接状態を適正にする為、厳密に規定する必要がある。
【００３６】
一方、上記通孔２２ａは、上記仕切板３８の中央部から少し外れた位置に設けている為、この通孔２２ａを、ラジアル方向位置を厳密に規制しつつ加工する事は難しい。即ち、上記仕切板３８の片面で減速機ケース３９の基端開口部を結合固定する部分には、これら仕切板３８と減速機ケース３９とのラジアル方向に関する位置決めを図る為の嵌合用段差部５１を形成しているが、この嵌合用段差部５１は、上記仕切板３８の外周縁及び上記減速機ケース３９と同心である。これに対して上記通孔２２ａの中心軸は、前述した通り、これら仕切板３８及び減速機ケース３９の中心軸に対し少しだけ偏心している。この為、上記嵌合用段差部５１と上記通孔２２ａとを旋盤や研削盤で加工する際に、ワンチャックで加工する事はできない。即ち、上記嵌合用段差部５１を加工する場合と上記通孔２２ａを加工する場合とで、上記仕切板３８を上記旋盤や研削盤のチャックに対し付け替える必要がある。
【００３７】
特に、図７に示した様に、上記通孔２２ａの内周面に、前記転がり軸受６ｂの外輪を突き当てる為の段差部５２を、モータケース２ａの側に向けて形成した場合、この段差部５２は図７の左側から、上記嵌合用段差部５１は同じく右側から、それぞれ加工する必要がある。従って、上記仕切板３８のチャックへの付け替え作業は必須となる。この様な付け替え作業に拘らず上記通孔２２ａのラジアル位置を厳密に規制する作業は面倒で、この通孔２２ａを有する上記仕切板３８の加工コストを高くする原因となる。
【００３８】
更に、図７〜８に示したウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂは、図２〜３に示した遊星ローラ型の摩擦ローラ式減速機に比べて伝達効率が良い代わりに、次の様な理由からも、前記回転駆動軸５ａの先端側の支持部の構造を工夫する事が望まれている。即ち、前述した通り上記ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力伝達時には、ウェッジローラ２７が環状空間１２ａの幅の狭い部分に楔状に食い込む結果、外輪３０ａが径方向に変位する他、上記回転駆動軸５ａと一体の中心ローラ１０ｂも、僅かとは言え径方向に変位する傾向になる。図７〜８に示した先に考えた構造の場合には、この変位を転がり軸受６ｂ部分で吸収する必要がある。
【００３９】
この転がり軸受６ｂ部分で上記径方向の変位を吸収する為には、この転がり軸受６ｂを構成する内輪と上記回転駆動軸５ａとの嵌合部と、同じく外輪と通孔２２ａとの嵌合部とのうちの、少なくとも一方の嵌合部の嵌め合いを緩くするか、上記転がり軸受６ｂの内部隙間を大きくする事が考えられる。但し、上記嵌合部の嵌め合いを緩くし過ぎると、当該嵌合部でクリープが発生して嵌合面が摩耗し、減速機一体型原動機の耐久性が損なわれる。一方、上記内部隙間を大きくする事に関しても、運転時に発生する騒音を抑え、損傷防止を図る事を考慮した場合には限度がある。
本発明はこの様な事情に鑑みて、減速機一体型原動機のコスト低減を、性能を維持しつつ図るべく発明したものである。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
本発明の減速機一体型原動機は、先に考えた減速機一体型原動機と同様に、電動モータ或はエンジン等の原動機と、この原動機の回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に一体に設けた入力軸と、この入力軸の回転を減速してから出力軸を通じて取り出す減速機とを備える。
又、この減速機は、上記回転駆動軸及び入力軸と一体の中心ローラと、この中心ローラの周囲にこの中心ローラに対し偏心した状態で配置された外輪と、この中心ローラの外周面である駆動側円筒面とこの外輪の内周面である被駆動側円筒面との間に存在する、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置され、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、それぞれ少なくとも１個ずつのガイドローラ及びウェッジローラを含む３個以上の中間ローラとを備えるウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機である。そして、このうちのガイドローラを支持軸を中心とする回転のみ自在として支持する一方、上記ウェッジローラを、支持軸を中心とする回転及び少なくとも上記環状空間の円周方向に関する移動自在に支持すると共に、上記ウェッジローラをこの環状空間の幅の狭い側に向け弾性的に押圧している。
更に、上記原動機の回転駆動軸は、この原動機のモータケースの内部空間と上記摩擦ローラ式減速機の減速機ケースの内部空間との間を仕切る仕切板に設けた通孔に緩く挿通した状態で、その先端部に設けた上記中心ローラを上記減速機ケース内に突出させており、且つ、その基端部のみを上記モータケースに対し、転がり軸受により回転自在に支持されている。
上述の様な本発明の減速機一体型原動機を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、上記外輪の端部の円周方向複数個所に形成した切り欠きと、上記出力軸の基端部に結合固定した連結板の外周縁複数個所に形成した突片とを係合させる事により、これら外輪と出力軸とを、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する位置調節自在に結合する。
又、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、上記環状空間のうち、上記外輪に対し上記中心ローラが偏心している側で、円周方向に関してこの環状空間の径方向に関する幅が最小になっている部分を挟んだ両側部分に、第一のガイドローラとウェッジローラとを位置させる。又、上記環状空間のうち、上記外輪に対し上記中心ローラが偏心しているのと反対側の部分に、第二のガイドローラを位置させる。そして、上記第一のガイドローラの外径と上記ウェッジローラの外径とを互いに同じにすると共に、上記第二のガイドローラの外径を、これら第一のガイドローラ及びウェッジローラの外径よりも大きくする。
【００４１】
【作用】
上述の様に構成する本発明の減速機一体型原動機の場合、原動機の回転駆動軸の先端部（中心ローラ）は、摩擦ローラ式減速機を構成する３個以上の中間ローラにより、回転自在に支持される。従って、これら中間ローラに対する上記回転駆動軸の先端部のラジアル方向位置は自動的に適正に規制される。この為、この回転駆動軸の先端部を回転自在に支持する部分の加工に要求される精度を低くして、減速機一体型原動機のコスト低減を図れる。又、ウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機を構成する中心ローラの径方向に関する変位を、クリープや騒音の発生、更には構成部品の耐久性低下を招来する事なく吸収できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の特徴は、コスト低減及び耐久性向上を図るべく、電動モータ１ａ等の原動機を構成する回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する部分の構造に関する。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７〜８に示した、先に考えた減速機一体型原動機と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００４３】
本発明の減速機一体型原動機を構成する仕切板３８の略中央部に、上記回転駆動軸５ａを緩く挿通自在な通孔２２ｂを形成している。この通孔２２ｂの内周面は、上記回転駆動軸５ａの先端部の外径よりも大きな内径を有する、単なる円筒面としている。この回転駆動軸５ａは、上記通孔２２ｂに緩く挿通した状態で、上記仕切板３８の片面（図１の右面）から、減速機ケース３９内に突出している。上記回転駆動軸５ａの先端部でこの減速機ケース３９内に突出した部分は、摩擦ローラ式減速機９ｂの中心ローラ１０ｂとしている。そして、この中心ローラ１０ｂの外周面である駆動側円筒面４７に、上記摩擦ローラ式減速機９ｂを構成するガイドローラ２６ａ、２６ｂとウェッジローラ２７との、合計３個のローラの外周面である動力伝達用円筒面４２、４２を当接させている（図１の他、前述の図８参照）。この状態で、上記中心ローラ１０ｂをその先端部に一体に設けた上記回転駆動軸５ａは、ラジアル方向の変位を抑えられた状態で、回転自在に支持される。一方、上記回転駆動軸５ａの基端部は、電動モータ１ａのモータケース２ａに対し、転がり軸受６ａにより回転自在に支持している。この部分の構造は、前述の図７〜８に示した、先に考えた構造の場合と同様である。
【００４４】
上述の様に本発明の減速機一体型原動機の場合には、上記電動モータ１ａの回転駆動軸５ａの先端部を、前記仕切板３８に対しては特に支持していない。従ってこの回転駆動軸５ａの先端部は、この先端部外周面と上記通孔２２ｂの内周面との間に存在する隙間分だけ、ラジアル方向に変位自在である。従って、上記通孔２２ｂのラジアル方向に関する位置を厳密に規制しなくても、上記回転駆動軸５ａの先端側に一体に設けた上記中心ローラ１０ｂと、上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂ及びウェッジローラ２７との位置関係を設計通りにできる。即ち、上記中心ローラ１０ｂの外周面である上記駆動側円筒面４７と、上記各ローラ２６ａ、２６ｂ、２７の外周面である動力伝達用円筒面４２、４２との当接状態を適正にできる。尚、上記回転駆動軸５ａの先端部外周面と上記通孔２２ｂの内周面との間には、必要に応じて弾性材製のシールリングを設ける。この理由は、上記減速機ケース３９内に存在するトラクショングリース等の潤滑剤が、上記モータケース２ａ内に入り込むのを防止する為である。この様な目的で上記シールリングを設けても、上記各ローラ２６ａ、２６ｂ、２７に倣っての上記回転駆動軸のラジアル方向の変位は十分に行なえる。
【００４５】
しかも図示の例では、外輪３０ａも径方向に関して若干の変位自在に支持している為、この外輪３０ａの内周面である被駆動側円筒面４１と上記各動力伝達用円筒面４２、４２との当接状態も適正にできる。即ち、本例の場合には、ラジアル方向の変位を不能とされた上記各ガイドローラ２６ａ、２６ｂの外周面である動力伝達用円筒面４２、４２に倣って、上記中心ローラ１０ｂ及び上記外輪３０ａのラジアル方向位置が、自動的に適正になる。又、この状態では、摩擦ローラ式減速機９ｂを構成する３個のローラ２６ａ、２６ｂ、２７により、上記回転駆動軸５ａの先端部が回転自在に支持される。この為、この回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する部分の加工に要求される精度を低くできる。そして、加工精度を低くできる事と、上記通孔２２ｂの形状を単純にできる事と、この通孔２２ｂの内側の転がり軸受を省略できる事とにより、減速機一体型原動機のコスト低減を図れる。又、運転時に前記ウェッジローラ２７が環状空間の幅の狭い部分に食い込む事に伴う、上記中心ローラ１０ｂの径方向に関する変位を、クリープや騒音の発生、更には構成部品の耐久性低下を招来する事なく吸収できる。
【００４６】
尚、前記摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力の非伝達時に、上記回転駆動軸５ａの先端部を回転自在に支持する３個のローラ２６ａ、２６ｂ、２７のうちのウェッジローラ２７は、圧縮コイルばね３５ａの弾力に抗して環状空間１２ａの幅の広い側（図８参照）に変位する可能性がある。そして、変位した場合には、上記ウェッジローラ２７のラジアル方向に関する位置が僅かに変化し、上記中心ローラ１０ｂの先端部の回転支持部ががたつく可能性がある。この様な状態は、仮に発生しても、上記摩擦ローラ式減速機９ｂによる動力の非伝達時であるから、特に問題とはならない。但し、僅かながたつきの発生も防止する必要があれば、上記圧縮コイルばね３５ａの弾力を大きめにして、動力の伝達時に上記回転駆動軸５ａを傾斜させる方向に加わる力（例えばステータ７ａとロータ８ａとの間に加わる磁気吸引力）によって、上記ウェッジローラ２７が上記環状空間１２ａの幅の広い側に変位しない様にする。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、減速機一体型原動機のコスト低減並びに耐久性の向上を、性能を維持しつつ図って、減速機一体型原動機の実用性向上を図る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、図７と同様の断面図。
【図２】従来構造の第１例を示す、減速機一体型原動機の断面図。
【図３】摩擦ローラ式減速機のみを取り出して示す、図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】従来構造の第２例を示す断面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。
【図６】同Ｃ−Ｃ断面図。
【図７】本発明に先立って考えた減速機一体型原動機を示す、図８のＤ−Ｄ断面図。
【図８】図７のＥ−Ｅ断面図。
【符号の説明】
１、１ａ 電動モータ
２、２ａ モータケース
３ ケース本体
４ 蓋体
５、５ａ 回転駆動軸
６、６ａ、６ｂ 転がり軸受
７、７ａ ステータ
８、８ａ ロータ
９、９ａ、９ｂ 摩擦ローラ式減速機
１０、１０ａ、１０ｂ 中心ローラ
１１ 外側ドラム
１２、１２ａ 環状空間
１３、１３ａ、１３ｂ 枢軸
１４ 遊星ローラ
１５ キャリア
１６、１６ａ、１６ｂ 出力軸
１７ カバー
１８ 円筒部
１９ 本体
２０ 蓋体
２１ ハウジング
２２、２２ａ、２２ｂ 通孔
２３ 入力軸
２４、２４ａ 連結板
２５、２５ａ 支持孔
２６、２６ａ、２６ｂ ガイドローラ
２７、２７ａ、２７ｂ ウェッジローラ
２８、２８ａ 突部
２９ 連結ボルト
３０、３０ａ 外輪
３１ 凸部
３２ 結合ブラケット
３３ 第二の通孔
３４、３４ａ シリンダ孔
３５、３５ａ 圧縮コイルばね
３６ 内径側当接部
３７ 外径側当接部
３８ 仕切板
３９ 減速機ケース
４０ 凹部
４１ 被駆動側円筒面
４２ 動力伝達用円筒面
４３ 切り欠き
４４ 連結板
４５ 突片
４６ 止め輪
４７ 駆動側円筒面
４８ 押圧ピン
４９ 内径側当接部
５０ 外径側当接部
５１ 嵌合用段差部
５２ 段差部
Claims (3)
- 原動機と、この原動機の回転駆動軸と、この回転駆動軸の先端部に一体に設けた入力軸と、この入力軸の回転を減速してから出力軸を通じて取り出す摩擦ローラ式減速機とを備え、この摩擦ローラ式減速機は、上記回転駆動軸及び入力軸と一体の中心ローラと、この中心ローラの周囲にこの中心ローラに対し偏心した状態で配置された外輪と、この中心ローラの外周面である駆動側円筒面とこの外輪の内周面である被駆動側円筒面との間に存在する、径方向に関する幅が円周方向に関して不同である環状空間内に配置され、それぞれの外周面を動力伝達用円筒面とした、それぞれ少なくとも１個ずつのガイドローラ及びウェッジローラを含む３個以上の中間ローラとを備え、このうちのガイドローラを支持軸を中心とする回転のみ自在として支持する一方、上記ウェッジローラを、支持軸を中心とする回転及び少なくとも上記環状空間の円周方向に関する移動自在に支持すると共に、上記ウェッジローラをこの環状空間の幅の狭い側に向け弾性的に押圧する事により構成したウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機であり、上記原動機の回転駆動軸は、この原動機のモータケースの内部空間と上記摩擦ローラ式減速機の減速機ケースの内部空間との間を仕切る仕切板に設けた通孔に緩く挿通した状態で、その先端部に設けた上記中心ローラを上記減速機ケース内に突出させており、且つ、その基端部のみを上記モータケースに対し、転がり軸受により回転自在に支持されている事を特徴とする減速機一体型原動機。
- 外輪の端部の円周方向複数個所に形成した切り欠きと、出力軸の基端部に結合固定した連結板の外周縁複数個所に形成した突片とを係合させる事により、これら外輪と出力軸とを、回転力の伝達自在に、且つ、ラジアル方向に関する位置調節自在に結合している、請求項１に記載した減速機一体型原動機。
- 環状空間のうち、外輪に対し中心ローラが偏心している側で、円周方向に関してこの環状空間の径方向に関する幅が最小になっている部分を挟んだ両側部分に、第一のガイドローラとウェッジローラとが位置しており、上記環状空間のうち、上記外輪に対し上記中心ローラが偏心しているのと反対側の部分に、第二のガイドローラが位置しており、且つ、上記第一のガイドローラの外径と上記ウェッジローラの外径とを互いに同じにすると共に、上記第二のガイドローラの外径を、これら第一のガイドローラ及びウェッジローラの外径よりも大きくしている、請求項１又は請求項２に記載した減速機一体型原動機。
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