JP6458402B2 - Friction roller reducer - Google Patents
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Description
本発明は、摩擦ローラ式減速機に関する。 The present invention relates to a friction roller type speed reducer.
近年普及し始めている電気自動車の利便性を向上させるべく、充電1回当りの走行可能距離を長くする為に、電動モータの効率向上が強く要望されている。電動モータの効率向上には、高速回転する小型の電動モータを使用し、モータ出力軸の回転を減速してから車両の駆動輪に伝達することが望ましい。この場合、モータ出力軸に接続される減速機は、運転速度が非常に速くなり、振動や騒音を発しやすくなる。そこで、運転時の振動や騒音を抑える為に、摩擦ローラ式減速機を使用することが考えられている。従来の摩擦ローラ式減速機としては、例えば特許文献1に記載されたものが知られている。 In order to improve the convenience of electric vehicles that have begun to spread in recent years, there is a strong demand for improving the efficiency of electric motors in order to increase the travelable distance per charge. In order to improve the efficiency of the electric motor, it is desirable to use a small electric motor that rotates at high speed and to reduce the rotation of the motor output shaft before transmitting it to the drive wheels of the vehicle. In this case, the speed reducer connected to the motor output shaft has a very high operating speed and is likely to generate vibration and noise. Therefore, in order to suppress vibration and noise during operation, it is considered to use a friction roller type speed reducer. As a conventional friction roller type speed reducer, for example, one described in Patent Document 1 is known.
特許文献1に記載された摩擦ローラ式減速機200は、図10に示すように、入力軸111と、出力軸113と、サンローラ117と、リングローラ119と、複数個の中間ローラ121と、ローディングカム機構123と、リングローラ119と出力軸113とを連結する連結部133とを備える。サンローラ117は、軸方向に分割された一対のサンローラ素子137A,137Bからなる。
As shown in FIG. 10, a friction roller
ローディングカム機構123は、サンローラ素子137Aのサンローラ素子137Bとは反対側の端部に配置されている。サンローラ素子137Aのカムリング149と対面する基端面と、カムリング149のサンローラ素子137Aに対面する片側面とには、図11に示すように、円周方向に沿った複数箇所に、サンローラ素子137A側の被駆動側カム面153と、カムリング149側の駆動側カム面155を設けてある。これらのカム面153,155の間には、玉157がそれぞれ配置される。各カム面153,155は、それぞれ軸方向に関する溝深さが、円周方向両端部に向かうに従って漸次浅くなる形状を有する。
The
上記構成のローディングカム機構123は、入力軸111が停止している状態では、各玉157が、図11のA−A断面図である図12(A)に示すように、各カム面153,155の最も深くなった部分に位置する。入力軸111が回転駆動されると、各玉157が、図12(B)に示すように、各カム面153,155の浅くなった部分に移動する。すると、サンローラ素子137Aとカムリング149との間隔Lcが拡がり、サンローラ素子137Aをサンローラ素子137Bに向けて押圧する。この結果、サンローラ素子137Aは、サンローラ素子137Bに向けて押圧された状態で回転駆動される。
In the
これにより、入力軸111に回転トルクが入力されていない図13(A)に示す状態から、摩擦ローラ式減速機の作動時の状態になると、図13(B)に示すように、ローディングカム機構123が発生する軸方向の推力により、サンローラ素子137A,137B同士の間隔が縮まる。よって、各転がり接触部の接触面圧が、入力軸111、出力軸113の間で伝達すべきトルクの大きさに応じて変更される。
Thus, when the friction roller type speed reducer is activated from the state shown in FIG. 13A where no rotational torque is input to the
しかしながら、上記特許文献1に開示される摩擦ローラ式減速機200では、ローディングカム機構123がサンローラ117側に配置されるため、図10に示す入力軸111の回転中心から、サンローラ素子137A,137Bの外周面と中間ローラ121の外周面との転がり接触領域(接触楕円)までの回転半径が短い。そのため、転がり接触部における接触領域の軸方向両端の半径距離と中央部の半径距離との差に応じて周速差が大きくなる。その結果、転がり接触部で滑りが生じ、摩擦ローラ式減速機の動力伝達効率を低下させていた。
However, in the friction roller
一方、図示は省略するが、ローディングカム機構をリングローラ側に設けた摩擦ローラ式減速機が知られている。この減速機では、ローディングカム機構をリングローラ側に設けることにより、入力軸の回転中心から、リングローラの内周面、及び各中間ローラの外周面の各転がり接触部までの回転半径を長くできる。これにより、転がり接触部における接触領域の軸方向両端と中央部との半径距離差を、その半径距離に対して小さくでき、発生する周速差を小さく抑えることができる。 On the other hand, although not shown, there is known a friction roller type speed reducer in which a loading cam mechanism is provided on the ring roller side. In this speed reducer, by providing the loading cam mechanism on the ring roller side, the radius of rotation from the rotation center of the input shaft to the rolling contact portions of the inner peripheral surface of the ring roller and the outer peripheral surface of each intermediate roller can be increased. . Thereby, the radial distance difference between the axial both ends of the contact area in the rolling contact portion and the central portion can be reduced with respect to the radial distance, and the generated peripheral speed difference can be suppressed to be small.
ところが、上記構成の摩擦ローラ式減速機では、リングローラ側にローディングカム機構を設けるため、大径部品の点数が多くなり、減速機自体の重量増大を招き、回転駆動する際の慣性力が増加して、回転応答性が低下する不利があった。また、リングローラやローディングカム機構を連結部に組み付ける作業が繁雑になっていた。 However, in the friction roller type speed reducer configured as described above, since the loading cam mechanism is provided on the ring roller side, the number of large-diameter parts is increased, the weight of the speed reducer itself is increased, and the inertial force during rotational driving increases. Thus, there is a disadvantage that the rotational responsiveness is lowered. Also, the work of assembling the ring roller and the loading cam mechanism to the connecting portion has become complicated.
そこで本発明は、摩擦損失を抑えて高い動力伝達効率を確保しつつ、部品点数を削減して軽量化と慣性力の低減が図れ、しかも組立性のよい摩擦ローラ式減速機を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a friction roller type speed reducer capable of reducing the number of parts, reducing the weight and reducing the inertial force, while suppressing the friction loss and ensuring high power transmission efficiency, and having good assemblability. Objective.
本発明は下記構成からなる。
(1)入力軸と同心に配置されたサンローラと、前記サンローラの外周側に前記サンローラと同心に配置されたリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面との間で、前記入力軸と平行な自転軸を中心として回転自在に支持され、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触する複数の中間ローラと、前記リングローラと出力軸とを連結する連結部と、各ローラの転がり接触面の接触面圧を変更するローディングカム機構と、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のリングローラ素子からなり、それぞれの内周面は、リングローラ素子同士が互いに対向する面である対向側端面から該対向側端面とは反対側の外側端面に向かうほど内径が小さくなる斜面で形成され、
前記連結部は、前記出力軸と接続される基端部と、前記基端部から延設され前記一対のリングローラ素子を保持するローラ保持部とを有し、
前記ローディングカム機構は、前記一対のリングローラ素子のいずれか一方の前記外側端面側にのみ配置され、当該外側端面を、入力された回転トルクに応じて軸方向へ押圧することで前記リングローラ素子同士を接近させるものであり、
前記ローラ保持部は、前記基端部とは反対の軸方向端部の内周面に形成されたリング溝に止め輪が嵌入され、
前記止め輪は、外周部と、外周部から径方向内側に突出し軸方向に傾斜して形成された複数のバネ部を備え、前記バネ部が軸方向に弾性変形して、前記一対のリングローラ素子の他方を軸方向に予圧し、且つ、前記他方のリングローラ素子の外側端面の全体が前記止め輪の側面に当接した場合に、前記他方のリングローラ素子を軸方向に位置規制することを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
(2)前記バネ部は、前記入力軸からの回転トルクに比例する前記ローディングカム機構の軸方向変位量に応じた一定量の軸方向の弾性変形代を有し、前記他方のリングローラ素子の軸方向変位を前記弾性変形代だけ許容し、前記弾性変形代を超える場合には、前記他方のリングローラ素子を軸方向に固定することを特徴とする(1)に記載の摩擦ローラ式減速機。
(3)前記ローディングカム機構は、
前記一方のリングローラ素子の前記外側端面に形成され、円周方向に沿った複数箇所に設けられた第1カム溝と、
前記第1カム溝に対面する前記連結部に形成され、前記第1カム溝に対応する複数箇所に設けられた第2カム溝と、
前記第1カム溝と前記第2カム溝との間にそれぞれ挟持される転動体と、を有し、
前記第1カム溝と前記第2カム溝は、それぞれ軸方向の深さが円周方向に沿って漸次変化して、カム溝の円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状を有することを特徴とする(1)又は(2)に記載の摩擦ローラ式減速機。
The present invention has the following configuration.
(1) A sun roller disposed concentrically with the input shaft, a ring roller disposed concentrically with the sun roller on an outer peripheral side of the sun roller, and between an outer peripheral surface of the sun roller and an inner peripheral surface of the ring roller, A plurality of intermediate rollers that are rotatably supported around a rotation axis parallel to the input shaft and are in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller, and the ring roller and the output shaft are connected. A friction roller type speed reducer comprising: a connecting portion; and a loading cam mechanism for changing a contact surface pressure of a rolling contact surface of each roller,
The ring roller is composed of a pair of ring roller elements arranged side by side in the axial direction of the input shaft, and the inner peripheral surface of each of the ring rollers is from the opposite end face where the ring roller elements face each other. It is formed with a slope whose inner diameter decreases toward the outer end surface on the opposite side,
The coupling portion includes a base end portion connected to the output shaft, and a roller holding portion that extends from the base end portion and holds the pair of ring roller elements,
The loading cam mechanism is disposed only on the outer end face side of one of the pair of ring roller elements, and presses the outer end face in the axial direction according to the input rotational torque, thereby the ring roller element. To bring them closer together,
The roller holding portion has a retaining ring fitted in a ring groove formed on an inner peripheral surface of an axial end opposite to the base end ,
The retaining ring includes an outer peripheral portion and a plurality of spring portions that protrude radially inward from the outer peripheral portion and are inclined in the axial direction. The spring portions are elastically deformed in the axial direction, and the pair of ring rollers Preload the other of the elements in the axial direction, and restrict the position of the other ring roller element in the axial direction when the entire outer end surface of the other ring roller element is in contact with the side surface of the retaining ring. Friction roller speed reducer characterized by
(2) The spring portion has a certain amount of elastic deformation in the axial direction according to the axial displacement of the loading cam mechanism proportional to the rotational torque from the input shaft, and the other ring roller element The friction roller type reduction gear according to (1), wherein an axial displacement is allowed only by the elastic deformation allowance, and when the elastic deformation allowance is exceeded, the other ring roller element is fixed in the axial direction. .
( 3 ) The loading cam mechanism
A first cam groove formed on the outer end face of the one ring roller element and provided at a plurality of locations along the circumferential direction;
A second cam groove formed at the plurality of locations corresponding to the first cam groove, formed in the connecting portion facing the first cam groove;
Rolling elements sandwiched between the first cam groove and the second cam groove,
Each of the first cam groove and the second cam groove has a shape in which an axial depth gradually changes along a circumferential direction and becomes shallower toward a circumferential end of the cam groove. The friction roller type speed reducer according to (1) or (2) .
本発明によれば、摩擦損失を抑えて高い動力伝達効率を確保しつつ、部品点数を削減して軽量化と慣性力の低減を図ることができる。また、組み立て作業を簡単にすることができる。
また、本発明によれば、ローディングカム機構が、連結部の基端部側に配置されたリングローラ素子と、そのリングローラ素子に対面する連結部に形成されることで、リングローラ素子をより簡単な機構で押圧することができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the number of parts and reduce the weight and the inertial force while suppressing friction loss and ensuring high power transmission efficiency. Further, the assembly work can be simplified.
Further, according to the present invention, the loading cam mechanism is formed in the ring roller element disposed on the base end side of the connecting portion and the connecting portion facing the ring roller element, thereby further reducing the ring roller element. It can be pressed with a simple mechanism.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<第1の構成例>
図1は本発明の実施形態を説明するための図で、摩擦ローラ式減速機100の一部分を切り欠いた一部断面斜視図、図2は図1に示した摩擦ローラ式減速機100の要部断面図である。
摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11と同心に配置されるサンローラ15と、リングローラ17と、複数の中間ローラ19と、リングローラ17と出力軸13とを連結する連結部21と、ローディングカム機構23と、を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<First configuration example>
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a partially sectional perspective view in which a part of the friction roller
The friction roller
サンローラ15は、入力軸11の一端に、入力軸11と一体形成された中実構造のローラである。このサンローラ15は、入力軸11を切削、研削加工することで形成され、外周面が中間ローラ19と転がり接触する。
The
リングローラ17は、軸方向に並設された一対のリングローラ素子であって、第1リングローラ素子27と、第2リングローラ素子29とを有する。これら各リングローラ素子27,29は、カップ状の連結部21の内側に収容された状態でサンローラ15の外周側にサンローラ15と同心に配置されている。
The
図2に示すように、第1リングローラ素子27及び第2リングローラ素子29の内周面27a,29aは、各リングローラ素子27,29同士が互いに対向する対向側端面24から軸方向反対側の外側端面30,34に向かうに従って内径が小さくなる傾斜面となっている。これら各傾斜面は、中間ローラ19が転動する転がり接触面となる。なお、内周面27a,29aは、上記傾斜面に限らず、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面であってもよい。
As shown in FIG. 2, the inner
第1リングローラ素子27は、外周面の複数箇所に径方向に突出する複数の突起28が形成され、後述するように連結部21と係合する。
The first
複数の中間ローラ19は、それぞれ不図示のニードル軸受を介して入力軸11と平行な支持軸(自転軸)31に回転自在、且つ軸方向に変位可能に支持され、サンローラ15の外周面とリングローラ17の内周面17aとの間に配置されている。支持軸31の両端は、図2に示すように、ローラホルダ32に支持されている。また、ローラホルダ32は、中間ローラ19を入力軸11の径方向に移動(揺動)可能にキャリア33に支持されている。キャリア33は、図示しないモータ本体に締結部材によって固定される。
The plurality of
各中間ローラ19の外周面は、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凸曲線であり、それぞれサンローラ15の外周面とリングローラ17の内周面とに転がり接触する。
The outer peripheral surface of each
連結部21は、略円板状に形成され中心部が出力軸13に連結される基端部37と、基端部37の外周縁から軸方向に延設され、内径側にリングローラ17が保持される円筒状のローラ保持部39と、を有する。
The connecting
連結部21の基端部37は、例えば、旋盤加工等の切削加工により形成され、ローラ保持部39は、プレス成形等の塑性加工により形成される。これら基端部37とローラ保持部39とを単体で形成した後、双方を接合することで、低コストで高精度に軸心を一致させる構成にできる。また、基端部37とローラ保持部39は、ビーム溶接で接合処理される。これにより、狭幅のビードで、しかも短時間で加熱接合でき、熱歪を最小限に抑えて芯ずれの発生が抑制可能となる。
For example, the
具体例を挙げると、連結部21の基端部37にはクロムモリブデン鋼SCM420(JIS G 4053 機械構造用合金鋼鋼材)等の低炭素鋼を用い、溶接面に防炭処理を施した上で熱処理を行う。これにより、溶接性を確保しつつ、基端部37に形成する後述のカム溝の硬度を確保することが可能となる。なお、上記処理は、防炭処理に限らず、メッキ処理や、熱処理後に溶接面を切削加工で成形するなど、溶接部の炭素量を抑える処理であればよい。
As a specific example, a low carbon steel such as chrome molybdenum steel SCM420 (JIS G 4053 alloy steel for machine structure) is used for the
連結部21のローラ保持部39の内部には、基端部37側から、転動体である玉51、第2リングローラ素子29、第1リングローラ素子27、止め輪47がこの順で挿入されて、ローラ保持部39に組み付けられている。
A
ローラ保持部39の内周面には、複数のトルク伝達用の凹溝43が軸方向に沿って形成されている。ローラ保持部39の凹溝43は、第1リングローラ素子27の突起28と係合して、第1リングローラ素子27からローラ保持部39に回転トルクを伝達する。また、ローラ保持部39の基端部37側とは反対の軸方向端部の内周面には、円周方向全周にリング溝45が形成されている。このリング溝45には第1リングローラ素子27を軸方向に支持する止め輪47が嵌入されている。
On the inner peripheral surface of the
止め輪47は、第1リングローラ素子27を軸方向に位置規制し、ローラ保持部39から第1リングローラ素子27が脱落することを防止するとともに、第1リングローラ素子27に予圧を付与する。
The retaining
<ローディングカム機構>
ここで、ローディングカム機構23の具体的な構成を説明する。
上記の第2リングローラ素子29と、連結部21の基端部37と、玉51は、ローディングカム機構23を構成する。このローディングカム機構23は、図2に示すサンローラ15、リングローラ17、及び中間ローラ19の各転がり接触面の接触面圧を変更する。第2リングローラ素子29の基端部37に対面する外側端面30には、円周方向に沿って複数の第1カム溝53が形成されている。
<Loading cam mechanism>
Here, a specific configuration of the
The second
また、基端部37には、第1カム溝53に対応する円周方向位置に複数の第2カム溝55が形成されている。これら第1カム溝53、第2カム溝55は、図11に示すカム面153,155と同様であり、周方向に沿って等間隔に3箇所に形成されている。
A plurality of
これら第1カム溝53と第2カム溝55との間には、それぞれ玉51が挟持される。
The
ローディングカム機構23は、第1カム溝53と、第2カム溝55と、玉51と、を有する。第1カム溝53は、連結部21の基端部37側に配置された第2リングローラ素子29の外側端面30に形成され、円周方向に沿った複数箇所に設けられる。第2カム溝55は、第1カム溝53に対面する連結部21の基端部37に形成され、第1カム溝53に対応する複数箇所に設けられる。
The
玉51は、第1カム溝53と第2カム溝55との間に、それぞれ1つずつ挟持される。第1カム溝53と第2カム溝55は、それぞれ軸方向の深さが円周方向に沿って漸次変化して、カム溝の円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状で形成される。
One
上記のように、第2リングローラ素子29の背面に第1カム溝53が形成されており、回転軸に入力されるトルクに比例した軸方向推力を、第2リングローラ素子29に負荷する構造となっている。第2リングローラ素子29は、連結部21とは直接的には接触しておらず、玉51と中間ローラ19によって支持されて、位置決めがされている。
As described above, the
上記のローディングカム機構23は、第2リングローラ素子29の外側端面30を、入力軸11から入力された回転トルクに応じて軸方向へ押圧することで、第2リングローラ素子29と第1リングローラ素子27とを接近させ、転がり接触面の接触面圧を増加させることができる。
The
<止め輪>
次に、止め輪47について説明する。
図3は図1に示す止め輪47の斜視図である。止め輪47は、円環の一部を欠いて形成され、外周部50と、外周部50から径方向内側に突出し軸方向に傾斜して形成された複数の突起部48とを有する。これら複数の突起部48は、軸方向に弾性変形するバネ部として機能し、その弾性によって第1リングローラ素子27の軸方向位置を規制する。
<Retaining ring>
Next, the retaining
FIG. 3 is a perspective view of the retaining
図4(A)は突起部48が圧縮された状態の止め輪47の断面図、図4(B)は弾性変形代が付与された状態の止め輪47の断面図である。図4(B)に示すように、突起部48は予圧の付勢側に傾斜しており、突起部48の撓みによってバネ機能を果たす。第1リングローラ素子27は、図4(B)に示す止め輪47の外周部と第1リングローラ素子27との間に軸方向の弾性変形代δを有する状態から、中間ローラ19によって軸方向力を受けて図4(A)に示すように変位する。すると、第1リングローラ素子27の外側端面34の全体が止め輪47の側面に当接した状態になり、ここで第1リングローラ素子27の変位が規制される。
4A is a cross-sectional view of the retaining
図5に止め輪47の軸方向変位量と回転トルクとの相関を表したグラフを示す。軸方向変位の初期段階では、入力軸11からの回転トルクに比例してローディングカム機構23(図2参照)の軸方向変位量は大きくなる。軸方向変位量が大きくなると、図4(B)に示す状態から図4(A)に示す状態へ、止め輪47の突起部48が圧縮される。そして、止め輪47は、一定量(弾性変形代δ)圧縮されると、更なる軸方向変位を阻止する止め輪47として機能する領域(図4(A)の状態)に到達する。
FIG. 5 is a graph showing the correlation between the amount of axial displacement of the retaining
<摩擦ローラ式減速機と止め輪の作用効果>
本構成の摩擦ローラ式減速機100によれば、止め輪47のバネ構造によって第1リングローラ素子27に予圧が付与されることで、転がり接触部の面圧力が必要最低限確保される。これにより、軽トルク伝達時におけるスリップの発生を防いでいる。しかし、止め輪47は、入力される回転トルクの変動に対し、バネとして機能するトルク領域ができるだけ少ない方がトラクション部品の挙動を安定化させることができる。そのため、予め設けた所定の弾性変形代δだけ第1リングローラ素子27の変位を許容し、弾性変形代δを超える場合には、第1リングローラ素子27を軸方向に固定する。これにより、回転トルクの小さい場合の動力伝達効率の低下を防ぎ、回転トルクの大きい場合の減速機の挙動を安定化させることを両立できる。
<Effects of friction roller reducer and retaining ring>
According to the friction roller
また、本構成例の摩擦ローラ式減速機100は、ローディングカム機構23をリングローラ17側に設けているため、サンローラ15側に設けた場合と比較して、リングローラ17の回転中心から各転がり接触部までの距離(回転半径)を長くできる。このため、各ローラのクラウニング形状が従来構造と同じ場合でも、各転がり接触部の接触領域(接触楕円)における軸方向両端で、周速差を小さく抑えることができる。その結果、各転がり接触部での摩擦損失を小さくでき、摩擦ローラ式減速機100の伝達効率を確保し易くなる。
Further, in the friction roller
図6はリングローラ17側に設けたローディングカム機構の参考図として示した要部断面図である。このローディングカム機構61は、リングローラ素子63とローラ保持部65との間に、リングローラ素子63をリングローラ素子67の方向へ押圧するバネ部69が設けられている。リングローラ素子67の軸方向外側には、アンカープレート71が設けられ、アンカープレート71は、ローラ保持部65に固定されたストッパ73によって軸方向の移動が規制されている。アンカープレート71とリングローラ素子67との対向面には、上記同様の第1カム溝53、第2カム溝55が形成され、各溝間に、玉51が配置されている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an essential part shown as a reference diagram of the loading cam mechanism provided on the
このローディングカム機構61の場合、大径部品(ストッパ73、アンカープレート71、バネ部69)の点数が多くなるため、装置全体の重量増加や、慣性力の増加が避けられない。
In the case of this
これに対し、本構成の摩擦ローラ式減速機100では、図2に示すように、予圧のためのバネ部(突起部48)が、リングローラ素子27の位置を規制する止め輪47に一体に設けられているので、バネ部69を省略して予圧機構を簡素化できる。また、第2カム溝55を連結部21に一体的に設けることで、アンカープレート71も不要にできる。このため、部品点数が削減されて、装置全体の重量を低減できる。また、大径部品の重量が減るために慣性力の低減効果も得られる。更に、止め輪47によるリングローラ17の固定及び予圧調整を同時に行うことができ、装置のコンパクト化が図れ、しかも、組立作業性を向上できる。
On the other hand, in the friction roller
本構成の摩擦ローラ式減速機100の入力軸11を車両駆動用電動モータの出力軸に接続し、出力軸13を電気自動車用の駆動装置に接続することで、静粛性、動力伝達効率が高く、加速レスポンスの良好な高品位な電気自動車を構築することができる。
By connecting the
<第2構成例>
次に、摩擦ローラ式減速機の第2構成例を説明する。
本構成例の摩擦ローラ式減速機110は、第1の構成例における止め輪47を、湾曲した突起部を有する止め輪に変更した点以外は前述の構成と同様である。
<Second configuration example>
Next, a second configuration example of the friction roller type speed reducer will be described.
The friction roller
図7は突起部77が湾曲した止め輪79を備えたローディングカム機構81の要部断面図、図8は図7に示した止め輪79の斜視図である。本構成の止め輪79は、外周部80と、外周部80から径方向内側に突出して形成された複数の突起部77とを有する。また、これら複数の突起部77は、基端側突起部85と、先端側傾斜部87とを有する。基端側突起部85は、止め輪79の外周部80から径方向内側に突出して形成され、先端側傾斜部87は、軸方向に傾斜して、外周部80の軸方向中心位置を超える位置まで延設されている。図7に示すように、止め輪79は、外周部80がリング溝45に嵌入され、先端側傾斜部87の先端部87aが、第1リングローラ素子27に当接して第1リングローラ素子27を軸方向に押圧するように配置されている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part of a loading cam mechanism 81 provided with a retaining
前述した図3に示す止め輪47の形状の場合、図4(A)に示す状態では突起部48の傾斜がなくなり、止め輪47は軸方向に対して平坦形状となる。この状態におけるバネ荷重の正確な設計は難しいが、本構成例の止め輪79では、先端側傾斜部87が軸方向に平坦とはならずに湾曲形状を常に維持している。そのため、図9に示すように、止め輪79が点線で示す変形前の状態から実線で示す変更後の状態になるまでの間は、略一定のバネ定数の弾性反発力(予圧力)を発生する。また、突起部77が実線で示す変形後の状態に至った後でも、第1リングローラ素子27を押圧する予圧力を、先端側傾斜部87の形状に応じた弾性反発力として正確に発生させることができる。つまり、突起部77は、先端側傾斜部87の湾曲が常に保たれるため、所望の予圧を正確に発生できるバネ部として機能し、しかもバネ荷重の設計が容易となる。
In the case of the shape of the retaining
したがって、本構成例の摩擦ローラ式減速機110によれば、第1の構成例の場合と同様に摩擦損失を小さく、且つ高い伝達効率を確保し易くできることに加え、リングローラ素子27への予圧力をより正確に付与できる。これにより、低負荷トルク時から高負荷トルク時までの動力伝達性能を安定して維持できる。
Therefore, according to the friction roller
以上説明したように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but can be modified by those skilled in the art based on combinations of the configurations of the embodiments, descriptions in the specification, and well-known techniques. Application is also within the scope of the present invention and is within the scope of protection.
11 入力軸
13 出力軸
15 サンローラ
17 リングローラ
19 中間ローラ
21 連結部
23,61 ローディングカム機構
24 対向側端面
27 第1リングローラ素子
29 第2リングローラ素子
30,34 外側端面
31 支持軸(自転軸)
37 基端部
39 ローラ保持部
47 止め輪
48,77 突起部(バネ部)
51 玉(転動体)
53 第1カム溝
55 第2カム溝
100,110 摩擦ローラ式減速機
δ 弾性変形代
DESCRIPTION OF
37
51 balls (rolling elements)
53
Claims (3)
前記リングローラは、前記入力軸の軸方向に並設された一対のリングローラ素子からなり、それぞれの内周面は、リングローラ素子同士が互いに対向する面である対向側端面から該対向側端面とは反対側の外側端面に向かうほど内径が小さくなる斜面で形成され、
前記連結部は、前記出力軸と接続される基端部と、前記基端部から延設され前記一対のリングローラ素子を保持するローラ保持部とを有し、
前記ローディングカム機構は、前記一対のリングローラ素子のいずれか一方の前記外側端面側にのみ配置され、当該外側端面を、入力された回転トルクに応じて軸方向へ押圧することで前記リングローラ素子同士を接近させるものであり、
前記ローラ保持部は、前記基端部とは反対の軸方向端部の内周面に形成されたリング溝に止め輪が嵌入され、
前記止め輪は、外周部と、外周部から径方向内側に突出し軸方向に傾斜して形成された複数のバネ部を備え、前記バネ部が軸方向に弾性変形して、前記一対のリングローラ素子の他方を軸方向に予圧し、且つ、前記他方のリングローラ素子の外側端面の全体が前記止め輪の側面に当接した場合に、前記他方のリングローラ素子を軸方向に位置規制することを特徴とする摩擦ローラ式減速機。 A sun roller disposed concentrically with the input shaft; a ring roller disposed concentrically with the sun roller on an outer peripheral side of the sun roller; and the input shaft between an outer peripheral surface of the sun roller and an inner peripheral surface of the ring roller. A plurality of intermediate rollers that are rotatably supported around a rotation axis parallel to the outer periphery of the sun roller and that are in rolling contact with the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller, and a connecting portion that connects the ring roller and the output shaft. A friction roller type speed reducer comprising a loading cam mechanism for changing the contact surface pressure of the rolling contact surface of each roller,
The ring roller is composed of a pair of ring roller elements arranged side by side in the axial direction of the input shaft, and the inner peripheral surface of each of the ring rollers is from the opposite end face where the ring roller elements face each other. It is formed with a slope whose inner diameter decreases toward the outer end surface on the opposite side,
The coupling portion includes a base end portion connected to the output shaft, and a roller holding portion that extends from the base end portion and holds the pair of ring roller elements,
The loading cam mechanism is disposed only on the outer end face side of one of the pair of ring roller elements, and presses the outer end face in the axial direction according to the input rotational torque, thereby the ring roller element. To bring them closer together,
The roller holding portion has a retaining ring fitted in a ring groove formed on an inner peripheral surface of an axial end opposite to the base end ,
The retaining ring includes an outer peripheral portion and a plurality of spring portions that protrude radially inward from the outer peripheral portion and are inclined in the axial direction. The spring portions are elastically deformed in the axial direction, and the pair of ring rollers Preload the other of the elements in the axial direction, and restrict the position of the other ring roller element in the axial direction when the entire outer end surface of the other ring roller element is in contact with the side surface of the retaining ring. Friction roller speed reducer characterized by
前記一方のリングローラ素子の前記外側端面に形成され、円周方向に沿った複数箇所に設けられた第1カム溝と、
前記第1カム溝に対面する前記連結部に形成され、前記第1カム溝に対応する複数箇所に設けられた第2カム溝と、
前記第1カム溝と前記第2カム溝との間にそれぞれ挟持される転動体と、を有し、
前記第1カム溝と前記第2カム溝は、それぞれ軸方向の深さが円周方向に沿って漸次変化して、カム溝の円周方向端部に向かうに従って浅くなる形状を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の摩擦ローラ式減速機。 The loading cam mechanism is
A first cam groove formed on the outer end face of the one ring roller element and provided at a plurality of locations along the circumferential direction;
A second cam groove formed at the plurality of locations corresponding to the first cam groove, formed in the connecting portion facing the first cam groove;
Rolling elements sandwiched between the first cam groove and the second cam groove,
Each of the first cam groove and the second cam groove has a shape in which an axial depth gradually changes along a circumferential direction and becomes shallower toward a circumferential end of the cam groove. The friction roller type speed reducer according to claim 1 or 2 .
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