JP5448965B2 - 遊星ローラ減速装置 - Google Patents

Description

本発明は、太陽ローラと、ケーシングにおいて回転方向を拘束された内ローラと、複数の遊星ローラとのそれぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置に関し、特に負荷回転時の内ローラの変形に対応する内ローラの回り止め構造に関する。

特許文献１に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、部品点数の少ない簡易な構成を目的とし、ケーシングの内側に内ローラを形成し、ケーシングと周辺の部品の取り付け部に弾性材よりなる板等を挟んで、太陽ローラ、遊星ローラとケーシングに一体の内ローラを組み合わせ、駆動力が加えられたときの内ローラの変形（歪）をカバーしようとするものである。

特許文献２に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、遊星ローラの側面とこれに対向するケーシングの内側面に摩擦・摩耗特性の良好な表面処理を施し、伝達効率の低下防止と、遊星ローラの側面とケーシングの内側面の摩耗・損傷を防止することを狙いとしている。

特許文献３に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、静粛を要求される全自動洗濯機の縦軸駆動用に用いる縦軸遊星ローラ減速機に関するもので、内ローラをケーシングに固定された複数のピンで回転方向を拘束し、内ローラはケーシングと側蓋で挟んで内ローラの僅かな半径方向の移動を許容するようにした構成の縦軸遊星ローラ減速機である。

特許文献４に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、ケーシングの内ローラを収容する円筒溝の片側、又は、両側に同一円周上に配置される複数の孔に複数の回り止めピンを内ローラを貫通して差込み、ケーシング側は整合、内ローラ側は遊合するように軸基準でそれぞれの孔径を加工した構成の回り止めピンによって僅かな内ローラの変形を許容するものである。

特開平４−２７２５５０号公報 特開平９−２２９１５１号公報 特開２０００−５１５６８号公報 特開２００９−２０９９５９号公報

特許文献１に提示された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、簡易な構成で、太陽ローラ、遊星ローラとケーシングに一体の内ローラの取り付部に弾性材よりなる板等を挟んで組み合わせ、駆動力が加えられたときの内ローラの変形（歪）をカバーするようにしているが、ケーシングは大型で複雑な形状であるので、ケーシングに一体の内ローラは硬化のための表面処理や処理後の高精度加工し難く、かえって加工のコストが高くなる恐れがある。

また、特許文献２に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、遊星ローラの側面とこれに対向するケーシングの内側面に耐摩耗表面処理を施して、遊星ローラの側面摩耗を防止するようにしているが、遊星ローラはスラスト方向も支持可能な転がり軸受けで支承すればこのことは容易に解決できることであり新味があるとはいえない。

また、特許文献３に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、縦型の減速機で、そのため遊星ローラの取り付け方法が軸方向に重量を支える構造を採っており横軸に使う場合軸受けから抜け出す恐れがあり、また、遊星ローラの側面がケーシングの側蓋を擦れる構造になっているので伝動効率が悪くなる問題がある。

また、特許文献４に提案された従来の遊星ローラ式摩擦伝動装置は、内ローラの変形量に対して許容寸法が小さい。変形許容値を大きくするために遊合隙間を大きくすれば、減速比が変動する虞がある。

本発明は、従来の遊星ローラ減速機における問題点を解決し、汎用の減速装置として伝動摩擦損失が少なく、駆動回転時の内ローラの変形による摺動摩耗を減少、又は、無くすような遊星ローラ減速装置を提供することを狙いとする。

上記の問題点に対し、本発明は以下の各手段により課題の解決を図る。
（１）第１の手段の遊星ローラ減速装置は、入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、ケーシングの片側に単数又は複数の孔を明け、前記内ローラに該孔と同径の通し孔を空け、前記内ローラの通し孔に摺動可能な径を有し片側にテーパー面を備えた２個のストッパーピンと、該ストッパーピンの背後を圧す弾性体とで構成される回り止めピンであって、前記通し孔１個にストッパーピンを２個設けてそれぞれのテーパー面が当接し、片側のストッパーピンを前記ケーシングに固定して配設したとき、もう一方のストッパーピンのエンド面はテーパー圧接するように対向するケーシング面との間に弾性体を設け内ローラの回り止め手段としたことを特徴とする。

（２）第２の手段の遊星ローラ減速装置は、入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、内ローラ側面と該側面と同一面となるケーシング側面にそれぞれ同一径の穴を空け、前記２個の穴内に挿入して回転可能な２本のピンを平行に固設した回り止めリンクを設け、該回り止めリンクの２本のピンがそれぞれ前記内ローラ側面の穴と前記ケーシング側面の孔に挿入されたとき、前記ケーシング側面の穴の中心は、前記内ローラ側面の穴の中心を通る前記内ローラと同心の円の前記内ローラ側面の穴の中心における接線上に配置され、遊星ローラ減速装置が負荷駆動中の内ローラの半径方向の変形及び移動を可能とし、内ローラの回転方向を拘束する回り止め手段となることを特徴とする。

（３）第３の手段の遊星ローラ減速装置は、入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、前記内ローラは同一ピッチ径上で等分角度に軸方向に平行な複数の貫通孔を明けた内ローラとし、該内ローラの貫通孔と同じピッチ径上で同じ等分角度に前記内ローラの貫通孔径より小径の底つき穴を空けたケーシング及びケーシング蓋と、該ケーシング及びケーシング蓋の底つき穴にそれぞれ圧入した同径の止めピンとで構成され、内ローラを挟んでケーシング及びケーシング蓋を組み合わせるとき、前記内ローラの貫通孔にそれぞれの止めピンが対向して挿入され、止めピンと止めピンとの先端は接触を避けるように隙間を設け、ケーシング蓋側の止めピンはケーシング側の止めピンに対しピッチをずらして止めピン側面が内ローラの貫通孔の対向する円筒面に当接するように組付けることにより、遊星ローラ減速装置を駆動運転するとき、内ローラは止めピンに回転方向を抑制され、径方向は止めピンと内ローラの貫通孔径の差により多少の移動を可能とする内ローラ回り止め手段を備えたことを特徴とする。

（４）第４の手段の遊星ローラ減速装置は、上記（３）の手段の遊星ローラ減速装置において、内ローラ回り止め手段の止めピンはケーシング及びケーシング蓋にねじ止めにより固定されることを特徴とする。

請求項１、請求項３及び請求項４に係わる発明は上記第１及び第２の手段、第４及び第５の手段の遊星ローラ減速装置の内ローラの回り止め手段であり、該減速装置が負荷駆動中の内ローラの半径方向の僅少な変形に対する遊び(逃げ)を設けているので、内ローラや回り止めピンに無用な力が掛からず摩耗が少なく耐久性が良くなる効果がある。

請求項２に係わる発明は上記第３の手段の遊星ローラ減速装置の内ローラの回り止め手段であり、減速装置が負荷駆動中の内ローラの半径方向の変形に対して無用な力が掛からぬようになっており、内ローラの摩擦面が摩耗した場合でも駆動性能の維持が可能であり、耐久性が向上する効果がある。

本発明の第１の実施の形態に係わる遊星ローラ減速装置の側面断面図である。 図１のＡ―Ａ断面図である。 図１のＢ部の拡大図である。 図３のＣ−断面図である。 図３の楔ピンを示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係わる遊星ローラ減速装置の側面断面図である。 図６のＤ−Ｄ断面図である。 図７の回り止めリンクを示す斜視図である。 図７の回り止めリンクの他の例を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる内ローラ回り止め手段の正面部分図である。 図１０のＥ−Ｅ断面図である。 図１０のＥ−Ｅ断面の他の例を示す図である。

（第１の実施の形態）
この実施の形態の構成を図に基づいて説明する。図１は本実施の形態に係わる遊星ローラ減速装置の側面断面図、図２は図１のＡ―Ａ断面図、図３は図１のＢ部の拡大図、図４は図３のＣ−Ｃ断面図、図５は図３の楔ピンを示す斜視図である。

図において、遊星ローラ減速機１０は、入力軸１５と一体の太陽ローラ１５ａと、ケーシング１２とケーシング蓋１１との間に両側面を挟まれ回転方向を固定する内ローラ回り止機構を備えた内ローラ１３と、出力軸１６と一体のキャリア１６ａに固設されたキャリアピン１４に回転自在に支承された複数の遊星ローラ１８とにより構成され、それぞれのローラ１５ａ、１３，１８が予圧状態で外接及び内接されている。

出力軸１６はケーシング１２と軸受けカバー２４によって支持された軸受け２１で位置決め支持され、入力軸１５はケーシング蓋１１と軸受けカバー２５によって支持された軸受け２２と、キャリア１６ａにより支持された軸受け２３によって位置決めし、支持される。ケーシング１２、ケーシング蓋１１で囲まれた室内に適量の潤滑油が溜められる。入力軸１５、出力軸１６ともケーシング１２、ケーシング蓋１１に備えられたオイルシールによりケーシング１１，１２の内外を潤滑油シールされる。

内ローラ回り止機構について説明する。ケーシング１２と内ローラ１３に減速機の中心からそれぞれ同一半径の位置に、孔１２ａ、１３ａを空け、孔１２ａに回り止めピン３１の円筒部を差し込み止めボルト３３又は圧入して固定し、内ローラ１３の孔１３ａの中で２個の回り止ピン３１、３１をそのテーパー面を当接させるように差し込み、内ローラ内の回り止めピン３１の端面を圧縮ばね３２で圧して２個の回り止めピン３１、３１がテーパー面３１ａ,３１ａで押し合って内ローラ１３の円周方向をケーシング１２に対して固定する。

このとき、回り止めピン３１、３１の半径方向は回り止めピン３１と内ローラ１３の孔１３ａのクリアランス分だけ移動可能で、内ローラ１３の回転方向の位置ずれを拘束する回り止めであるとともに、減速機１０が負荷駆動中の内ローラ１３の半径方向の僅少な変形に対応できる遊びを設けたものである。

図２では回り止ピン３１は、内ローラ１３の周上に１ヶ所であるが、円周上に等角度位置に、同一半径に複数設けても差し支えない。また、回り止めピン３１の差込み固定側がケーシング蓋１１側であっても構わない。

遊星ローラ減速機１０の作用を説明する。図において、内ローラ１３の回転方向が固定され、遊星ローラ１８が内ローラ１３と太陽ローラ１５ａとに予圧状態で外接及び内接されて入力軸１５が回転駆動すると、遊星ローラ１８を支えているキャリア１６ａが回され出力軸１６が減速して駆動され、太陽ローラ１５ａの径をａとし、遊星ローラ１８の直径をｂとすれば、減速比はａ ／2(ａ＋ｂ)となることは公知である。出力軸１６を入力軸とし入力軸１５を出力軸とすれば増速機となる。

内ローラ１３が剛性の大きい弾性体であれば、遊星ローラ１８が内ローラ１３と太陽ローラ１５ａとに予圧状態で外接及び内接されたとき、内ローラ１３の変形量は僅かである。また、内ローラ１３が剛性の小さい弾性体であれば、内ローラ１３の変形量は顕著な寸法となる。本実施の形態の遊星ローラ減速機１０が備えた内ローラ１３は剛性の大きい弾性体であることを想定し、変形量は回り止めピン３１と内ローラ１３との半径方向の隙間でカバーできるとして回り止機構が採用されている。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態を図に基づいて説明する。図６は第２の実施の形態に係わる遊星ローラ減速装置の側面断面図、図７は図６のＤ−Ｄ断面図、図８は図７の回り止めリンクを示す斜視図、図９は図７の回り止めリンクの他の例を示す斜視図である。

図６〜図９で示した第２の実施の形態の遊星ローラ減速装置３０は、内ローラ回り止め機構４０以外の構成は第１の実施の形態の遊星ローラ減速機１０と同様であるので、第１の実施の形態と同じ構成部分、同じ作用については説明を省略する。

遊星ローラ減速装置３０は、入力軸１５と一体の太陽ローラ１５ａと、ケーシング蓋４１とケーシング４２に両側面を摺動可能に挟まれた内ローラ１３と、出力軸１６と一体のキャリア１６ａに固設されたキャリアピン１４に回転自在に支承された複数の遊星ローラ１８とにより構成され、それぞれのローラ１３、１５ａ、１８が予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置である。

回り止め手段について説明する。図７に示すように、内ローラ１３の側面と、同側面の延長面上のケーシング４２の側面にそれぞれ同一径の穴１３ｂ、４２ａを空ける。２個の穴１３ｂ、４２ａ内に挿入して回転摺動可能な２本のピン４４，４５を、図８に示すように、リンクアーム４３に平行に固設した回り止めリンク４０とする。

回り止めリンク４０の２本のピン４４、４５がそれぞれ、内ローラ側面の穴１３ｂとケーシング４２の側面の孔４２ａに挿入されたとき、ケーシングの穴４２ａは内ローラの穴１３ｂの中心径の接線上に配置されているので、遊星ローラ減速装置３０が負荷駆動中の内ローラ１３の半径方向の変形及び移動を可能とし、内ローラの回転方向だけを拘束する回り止め手段となっている。

図８では回り止めリンク４０の２本のピン４４、４５は、リンクアーム４３の同じ側に突き出しているが、図９に示すように、ピン４４とピン４５を互いに反対側に突き出して、ケーシング蓋４１にピン４５を差し込む孔を設けても良い。この場合もケーシング蓋４１の孔位置は内ローラの穴１３ｂの中心径の接線上に配置される。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態を図に基づいて説明する。図１０は第３の実施の形態に係わる内ローラ回り止め手段の正面部分図である。図１１は図１０のＥ−Ｅ断面図、図１２は
図１０のＥ−Ｅ断面の他の例を示す図である。

図１０〜図１２で示した第３の実施の形態の遊星ローラ減速装置は、内ローラ回り止め機構５０，５１以外の構成は第１の実施の形態の遊星ローラ減速機１０と同様であるので、第１の実施の形態と同じ構成部分、同じ作用については説明を省略する。但し、内ローラは貫通孔５３ａの径が若干大きくなるので内ローラ５３と部番を変え、
ケーシングはケーシング５２、ケーシング蓋はケーシング蓋５１に部番を変更する。

図１０、図１１に示すように、内ローラ回り止め機構５０の内ローラ５３は同一ピッチ径上で等分角度に軸方向に平行な複数の貫通孔５３ａ（孔径ｄ１）を空け、ケーシング５２とケーシング蓋５１には内ローラ５３の貫通孔５３ａと同じピッチ径上で同じ等分角度に内ローラ５３の貫通孔５３ａの孔径ｄ１より小径ｄ２の底つき穴５１ａ、５２ａが空けてある。

ケーシング５２とケーシング蓋５１の底つき穴５２ａ、５１ａにそれぞれ同径ｄ２の止めピン５４，５４が圧入され、内ローラ５３を挟んでケーシング５２とケーシング蓋５１を組み合わせたとき、内ローラ５３の貫通孔５３ａにそれぞれの止めピン５４、５４が対向して挿入される。止めピン５４と止めピン５４の先端は接触を避けるように隙間を設け、ケーシング蓋５１側の止めピン５４はケーシング５２側の止めピン５４に対しピッチをｄ１−ｄ２だけずらすようにケーシング５２とケーシング蓋５１を固定して取り付ける。ノックピン５５をこのｄ１−ｄ２のずれを確保するために設けても良い。

図１０に示すように、止めピン５４、５４の円筒側面が内ローラ５３の貫通孔５３ａの対向する円筒面に当接するように組付けることにより、遊星ローラ減速装置を駆動運転するとき、内ローラ５３は止めピン５４、５４に回転方向を抑制され、半径方向は止めピン５４、５４と内ローラ５３の貫通孔５３ａ の径の差により多少の移動を可能としている

図１２に示した内ローラ回り止め機構５１の止めピン５８、５８はねじ止め式ピンであり、ケーシング５７のねじ穴５７ａ及びケーシング蓋５６のねじ穴５６ａにねじ止めにより確実に固定される。

１０，３０ 遊星ローラ減速機
１１、４１，４６ ケーシング蓋
１２、４２，４７ ケーシング
１３，５３ 内ローラ
１４ 遊星ローラ軸
１５ 入力軸
１５ａ 太陽ローラ
１６ 出力軸
１６ａ 遊星ローラキャリア
１８ 遊星ローラ
３１ 楔ピン
３２ 圧縮ばね
３３ 止めねじ
４０ 回り止めリンク
４３ リンク板
４４、４５ リンクピン
５０、５１ 内ローラ回り止め機構
５４、５８ 止めピン

Claims (4)

1. 入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、
   ケーシングの片側に単数又は複数の孔を明け、前記内ローラに該孔と同径の通し孔を空け、前記内ローラの通し孔に摺動可能な径を有し片側にテーパー面を備えた２個のストッパーピンと、該ストッパーピンの背後を圧す弾性体とで構成される回り止めピンであって、前記通し孔１個にストッパーピンを２個設けてそれぞれのテーパー面が当接し、片側のストッパーピンを前記ケーシングに固定して配設したとき、もう一方のストッパーピンのエンド面はテーパー圧接するように対向するケーシング面との間に弾性体を設け内ローラの回り止め手段としたことを特徴とする遊星ローラ減速装置。
2. 入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、
   内ローラ側面と該側面と同一面となるケーシング側面にそれぞれ同一径の穴を空け、前記２個の穴内に挿入して回転可能な２本のピンを平行に固設した回り止めリンクを設け、該回り止めリンクの２本のピンがそれぞれ前記内ローラ側面の穴と前記ケーシング側面の孔に挿入されたとき、前記ケーシング側面の穴の中心は、前記内ローラ側面の穴の中心を通る前記内ローラと同心の円の前記内ローラ側面の穴の中心における接線上に配置され、遊星ローラ減速装置が負荷駆動中の内ローラの半径方向の変形及び移動を可能とし、内ローラの回転方向を拘束する回り止め手段となることを特徴とする遊星ローラ減速装置。
3. 入力軸と一体の太陽ローラと、ケーシングに両側面を摺動可能に挟まれた内ローラと、出力軸と一体のキャリアに固設されたキャリアピンに軸受を介して回転自在に支承された複数の遊星ローラとにより構成され、それぞれのローラが予圧状態で外接及び内接されてなる遊星ローラ減速装置において、
   前記内ローラは同一ピッチ径上で等分角度に軸方向に平行な複数の貫通孔を空けた内ローラとし、該内ローラの貫通孔と同じピッチ径上で同じ等分角度に前記内ローラの貫通孔径より小径の底つき穴を空けたケーシング及びケーシング蓋と、該ケーシング及びケーシング蓋の底つき穴にそれぞれ圧入した同径の止めピンとで構成され、内ローラを挟んでケーシング及びケーシング蓋を組み合わせるとき、前記内ローラの貫通孔にそれぞれの止めピンが対向して挿入され、止めピンと止めピンとの先端は接触を避けるように隙間を設け、ケーシング蓋側の止めピンはケーシング側の止めピンに対しピッチをずらして止めピン側面が内ローラの貫通孔の対向する円筒面に当接するように組付けることにより、遊星ローラ減速装置を駆動運転するとき、内ローラは止めピンに回転方向を抑制され、径方向は止めピンと内ローラの貫通孔径の差により多少の移動を可能とする内ローラ回り止め手段を備えたことを特徴とする遊星ローラ減速装置。
4. 請求項３に記載する遊星ローラ減速装置において、
   内ローラ回り止め手段の止めピンはケーシング及びケーシング蓋にねじ止めにより固定されることを特徴とする遊星ローラ減速装置。

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