JPS639143B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は相互に接触するローラの摩擦力により
動力を伝達する遊星ローラ式動力伝達装置に関す
る。

従来のこの種動力伝達装置を減速機として使用
した例が第１図及び第２図に示され、両図におい
て、１は回転駆動される入力軸８に直結された太
陽ローラ、３はケース１０に固定された内ロー
ラ、２はキヤリヤ６に固定された遊星ピン５に軸
受４を介して回転自在に支承された複数個（この
場合は３個）の遊星ローラである。１１，１２は
軸受である。

上記太陽ローラ１、複数個の遊星ローラ２及び
内ローラ３はこれらローラを半径方向に圧接力Ｐ
にて圧接することにより生ずる摩擦力Ｕにて動力
を伝達している。

即ちこの場合においては、第２図に示すように
内ローラ３の内径Diを太陽ローラ１の外径Dsと
遊星ローラ２の外径Dpの２倍の和（即ちDs＋
2Dp）よりもわずかに小さく形成して組付け、こ
れらローラを弾性変形させて圧接することにより
上記圧接力Ｐを生ぜしめている。この場合には次
のような問題点があつた。

(1) この種遊星ローラ式動力伝達装置では、常
時、圧接力Ｐが一定に設定されているため、動
力を伝達するための摩擦力Ｕもまた常に一定で
ある。従つて、上記動力伝達装置には動力の伝
達を接脱するクラツチ機能が無く、このため過
負荷が作用すると、遊星ローラ２と太陽ローラ
１および内ローラ３のそれぞれの圧接面では過
大なすべりに基づく焼付事故が発生し、運転が
不可能になることは必至である。

(2) また、この種遊星ローラ式動力伝達装置は、
一般に、単体で使用されることはなく、通常
種々の動力伝達回路の一要素として使用される
ことが殆んどである。この場合、機械全体の機
能、安全性、保守、点検等の面から、実用的に
は運転時または静止時に動力伝達回路中の上記
動力伝達装置の前後で、一時的な動力のしや断
および連結を要する機会が多い。この様な場合
は、上記動力伝達装置に動力のしや断および連
結機能即ちクラツチ機能がなく、かかる要求を
満足できない。

上記問題点を解消するものとして第３図及び第
４図に示すものが提供された。

第３図のものは入力軸８ａ，８ｂ間にクラツチ
１３を介設し、該クラツチ１３を嵌脱することに
より入力軸８ａから遊星ローラ式動力伝達装置側
への動力の伝達としや断を司どつている。

この場合は、クラツチ１３を設けたために装置
の軸方向取付スペースLhが大きくなると共に、
クラツチ１３の製造費用が附加されるため、装置
の製造コストが高騰する。

第４図のものは、内ローラ３とケース１０との
間にクラツチ１４を介設し、該クラツチ１４を嵌
脱することにより内ローラ３を固定あるいは自由
になるようにしている。

この場合は装置の半径方向寸法Lvが増大する
と共に、製造コストも高騰する。

尚、第３図及び第４図において、第１図及び第
２図のものと同一の部材は同一の符号にて示す。

本発明は上記に鑑みなされたもので、装置の構
成要素にクラツチ機能を持たせることにより、軽
量小型かつ製造コストの低廉な遊星ローラ式動力
伝達装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、遊星ローラ式動力伝達装置
において、内ローラまたは太陽ローラの何れか一
方、または双方を、これら各ローラの側面に附与
される軸線方向の押付力により相手ローラとの圧
接面の半径が変化せしめられるように形成された
弾性ローラとなし、油圧シリンダ等の加圧装置に
より弾性ローラの上記押付力を増減して該弾性ロ
ーラと相手ローラとの圧接面を着脱するように構
成したことを特徴としている。

本発明は、上記のように構成されているので、
下記の利点がある。

(1) 従来のこの種遊星ローラ式動力伝達装置にお
いては不可能であつた構成部材自体にクラツチ
機能を有する動力伝達装置を構成したので、ク
ラツチ装置を附設した従来のものに較べて軽量
かつ小型となり、装置の製造コストも著るしく
低減される。

(2) 弾性ローラの側面に作用する作動油の圧力を
調整するのみでクラツチの接、断ができるの
で、本発明の装置が組入れられた動力伝達系の
静止時、運転時の何れにおいても随時クラツチ
の接断が可能となり、クラツチを切り換えるた
めに装置を一時停止する必要はない。

(3) 本発明の装置と負荷トルク検出装置とを組合
わせ、動力伝達系の負荷トルクが限界値を超え
ると、作動油の圧力を低下させてクラツチ断と
するように構成すれば、過負荷時に装置を保護
することができる。

以下第５図ないし第７図を参照して本発明の１
実施例につき説明すると、１は入力軸８に固着さ
れた太陽ローラ、２は遊星ピン５に軸受４を介し
て支持された複数個（本実施例の場合は３個）の
遊星ローラ、６は出力軸２０に固着されたキヤリ
ヤである。上記遊星ピン５は、第６図に示すよう
に、その両端に設けられた切欠部５ａがキヤリヤ
６に形成された放射状溝６ａ内に嵌合されること
により、該キヤリヤ６にその半径方向に移動可能
に支持されている。

１１ａ，１１ｂは入力軸８の軸受、１２ａ，１
２ｂはキヤリヤ６及び出力軸２０の軸受である。

３０はＵ字状断面を有する環状の内ローラ即ち
弾性ローラである。

上記弾性ローラ３０は、耐摩耗性を有する鋼材
から成り、第７図ａ，ｂに示すように、その両側
面３０ｂに押付力を作用させて幅ＷをWoに縮小
させるとその内周面３０ａの半径が縮小するよう
な形状とされる。

２１ａは前部ケース、２１ｂは後部ケース、１
３は前後部ケース２１ａ，２１ｂを固定するため
のボルトである。

上記弾性ローラ３０は、第５図に示すようにそ
の一側端をピン１８により後部ケース２１ｂに固
着され、その他側面３０ｂが前部ケース２１ａと
環状の内スリーブ１４の外周面により区画形成さ
れた油室１６に臨むようになつている。

上記油室１６内には油導入口１９より加圧され
た作動油Ｓが導入され該作動油Ｓが弾性ローラ３
０の側面３０ｂに作用することにより軸線方向の
押付力Ｆが発生するようになつている。

１７は上記弾性ローラ内３０の内側面間に挿入
されたスペーサであり、その幅B₂は弾性ローラ
３０の幅B₁よりも若干小さく形成される。１５
ａ，１５ｂ，１５ｃは油室１６内の作動油をシー
ルするためのＯ−リングである。

上記弾性ローラ３０は、後述するように、作動
油Ｓの圧力が低くその側面３０ｂに作用する押付
力Ｆが一定値以下のときはこれの内周面３０ａと
遊星ローラ２の外周面２ａとの間に隙間Ｃが形成
され、（第７図ａ）また上記押付力Ｆが一定値を
超えると上記内周面３０ａと上記外周面２ａとが
圧着して圧接力Ｐが発生する様に組付けられる。

上記装置において、油室１６内に所定圧力に加
圧された作動油Ｓが導入されると該作動油Ｓの圧
力に比例した軸線方向の押付力Ｆが発生し、該押
付力Ｆが一定値を超えると弾性ローラ３０の幅Ｗ
が縮小されこれの内周面３０ａの半径が縮小され
て上記内周面３０ａと遊星ローラ２の外周面２ａ
とが圧接されて圧接力Ｐが発生する。

即ち第７図において、弾性ローラ３０の側面３
０ｂに押付力Ｆを与えると、軸方向の幅ＷがWo
に縮小する結果、弾性ローラ３０の遊星ローラ２
との圧接面３０ａは曲率半径γを有するクラウニ
ング変形Ｅを形成する（第７図ｂ） このクラウニング変形Ｅは、太陽ローラ１およ
び遊星ローラ２が組込まれている状態では、その
自由変形がｅだけ拘束される。この結果、該自由
変形量ｅに対応する圧接力Ｐが発生する。

上記クラウニング変形量Ｅは上記押付力Ｆにほ
ぼ比例して増大するため、弾性ローラ３０と遊星
ローラ２との間の組立間隙Ｃを上記クラウニング
Ｅに較べて十分小さく採ると、押付力Ｆと圧接力
Ｐとはほぼ比例するようになる。

上記のように、本発明に係る遊星ローラ式動力
伝達装置は弾性ローラ３０の側面３０ｂに作用さ
せる押付力Ｆを変化させることによりクラツチ作
用をせしめることができる。

以下上記クラツチ作用につき説明する。

(1) 押付力Ｆが一定値以下のとき（押付力Ｆを作
用させない場合も含む。第７図ａ参照） 作動油Ｓの圧力が低く押付力Ｆが一定値以下
の場合は、弾性ローラ３０と遊星ローラ２との
間に組立間隙Ｃが形成されているので、入力軸
８を回転せしめても遊星ローラ２は単に空転す
るのみであり、キヤリヤ６も静止したままとな
り、入力軸８から出力軸２０への動力の伝達は
遮断される。即ちクラツチ断の状態となる。

(2) 押付力Ｆが一定値を超えるとき（第７図ｂ参
照）作動油Ｓの圧力が上昇し、押付力Ｆが一定
値を超えると該押付力Ｆにより弾性ローラ３０
の幅ＷがWoに縮小されると共に弾性ローラ３
０の内周面３０ａの半径γが縮小されて組立間
隙Ｃが消滅し遊星ローラ２と弾性ローラ３０及
び太陽ローラ１との間に圧接力Ｐが発生する。
この圧接力Ｐにより遊星ローラ２、太陽ローラ
１及び弾性ローラ３０は互いに圧接される。

この状態で入力軸８が回転せしめられると太
陽ローラ１が回転し、遊星ローラ２は太陽ロー
ラ１と弾性ローラ３０との間を自転しながら公
転する。この結果キヤリヤ６及びこれに直結さ
れた出力軸２０は入力軸８と同一方向に回転せ
しめられる。即ち太陽ローラ１と遊星ローラ２
及び遊星ローラ２と弾性ローラ３０との間の圧
接面２２，２３には上記圧接力Ｐによる摩擦力
Ｕ＝Ct・Ｐ（Ctは転がり摩擦係数）が発生し、
入力軸８と出力軸２０との間には上記摩擦力Ｕ
に対応する動力が伝達される。即ちクラツチ挿
入の状態となる。尚、油室１６内の作動油Ｓの
圧力が過大になつた場合は、弾性ローラ３０の
内側面がスペーサ１７の側面と接触して（第５
図においてB₁＝B₂となる）圧接力Ｐが過大に
なるのを阻止するようになつている。

以上のように、上記装置においては、 (1) 油室１６内の作動油Ｓの圧力を変化せしめる
ことにより装置の静止中、運転中の何れにおい
てもクラツチの嵌脱ができる。

(2) 作動油Ｓの圧力を徐々に増加させることによ
り、出力軸に連結される被駆動体を加速させる
ことができる。

(3) 上記装置と負荷トルク検出装置とを組合せる
と、該負荷トルクの検出装置の作用によつて過
負荷時にクラツチ脱とすることにより、装置を
保護することができる。

等の利点がある。

第８図は本発明の他の実施例の要部を示し、こ
の場合は遊星ローラ及び内ローラ（弾性ローラ）
を複数例（この場合は２列）としている。即ち同
図において、４１は太陽ローラ、４２ａ，４２ｂ
は遊星ローラ、４３ａ，４３ｂは弾性ローラとさ
れた内ローラ、４４ａ，４４ｂは軸受、４５は遊
星ピン、４１７ａ，４１７ｂはスペーサである。

第８図のものにおいては、第５図ないし第７図
に示す第１実施例のものと同一の押付力Ｆによ
り、遊星ローラ４２ａ，４２ｂと弾性ローラ４３
ａ，４３ｂとの圧接面４３０ａ，４３０ｂには、
上記第１実施例のものと同一の圧接力Ｐがそれぞ
れ個別に発生するので、上記第１実施例のものの
２倍の動力を伝達することができる。

この動力伝達装置に連結される被駆動機械の慣
性負荷が極めて大きく該被駆動機械を加速すべき
回転速度が極めて高い場合には、加速時にこれら
の連結仕事量が過大になり圧接面４３０ａ，４３
０ｂの焼付事故が発生することが多々あるが、こ
の実施例のように遊星ローラ４２ａ，４２ｂ、内
ローラ４３ａ，４３ｂ等を複数列とすれば動力伝
達容量が増大することによりかかる事故の発生を
未然に防止することができる。

第９図は本発明の更に他の実施例を示し、この
場合は太陽ローラを弾性ローラ５１となし、該弾
性ローラ５１の側面に押付力Ｆを作用させること
により圧接力Ｐを発生させている。即ち第９図に
おいて、５１はＵ字状断面に形成された太陽ロー
ラ即ち弾性ローラ、５３はケース１０に固定され
た内ローラ、５８は入力軸、５４はキヤリヤ６に
固着された複数個（この場合は３個）の遊星ピ
ン、２は遊星ローラ、４は遊星ローラ２の軸受、
２０は出力軸、１２ｂ，５１１，５１２は軸受で
ある。上記弾性ローラ５１はその一端５１Ｃが入
力軸８にスプライン結合され、他端５１ｄが入力
軸８の軸線方向に移動可能に嵌合されている。上
記入力軸５８には油通路６１が穿設され、該油通
路６１内にはケース１０の油導入口１０ａからシ
ール金物６２を経て作動油Ｓが導入されている。
６３は入力軸５８の端部に固着されたリテーナ６
４の内部に形成された油室であり、該油室６３は
油通路６１と連通されて作動油Ｓが導入されるよ
うになつている。また上記油室６３内には上記弾
性ローラ５１の側面５１ｂが臨み、油室６３内の
作動油Ｓの圧力を受けるようになつている。５１
７は弾性ローラ５１の入力軸５８の軸線方向への
変位を規制するための環状のスペーサである。６
５ａ，６５ｂは作動油Ｓをシールするためのシー
ルリング、６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂはＯ
−リングである。

尚、上記弾性ローラ５１は、上記油室６３内に
作動油Ｓが導入されないかまたは該作動油Ｓによ
る押付力Ｆが一定値以下のときは該弾性ローラ５
１の外周面５１ａと遊星ローラ２の外周面２ａと
の間に一定量の組立間隙が形成され、また上記押
付力Ｆが一定値を超えると相互の外周面５１ａ，
２ａが圧接されて圧接力Ｐが発生するように組付
けられる。

上記装置の作用は第５図ないし第７図に示す第
１実施例のものと同様である。即ち、油室６３内
に作動油Ｓが導入されないかまたは該作動油Ｓに
より発生する押付力Ｆが一定値以下のときには、
弾性ローラ５１の外周面５１ａと遊星ローラ２の
外周面２ａの間に組立間隙が形成されているので
入力軸８の回転は出力軸２０側に伝達されず、ク
ラツチ遮断の状態となる。

油室６３内に加圧された作動油Ｓが導入され該
作動油Ｓにより発生する押付力Ｆが一定値を超え
ると、該押付力Ｆにより弾性ローラ５１が入力軸
５８の軸線方向に圧縮されその全幅が縮小される
と共に外周面５１ａの半径が増加し上記組立間隙
が消滅して両外周面５１ａ，２ａが圧接される。
この結果、弾性ローラ（太陽ローラ）５１、遊星
ローラ２、及び内ローラ５３は圧接力Ｐにて圧接
される。この状態で入力軸５８が回転せしめられ
ると遊星ローラ２は太陽ローラ５１と内ローラ５
３との間を自転しながら公転し、入力軸５８の回
転はキヤリヤ６を経て出力軸２０に伝達される。
即ちクラツチ嵌入の状態となる。

上記第９図のものは、上記のような機能を有す
るので第５図ないし第７図に示す第１実施例のも
のと同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の遊星ローラ式動力
伝達装置の１例を示し、第１図は入力軸の軸線に
沿う断面図、第２図は第１図の−線に沿う断
面図、第３図及び第４図はそれぞれ従来の遊星ロ
ーラ式動力伝達装置を用いた動力系統図である。
第５図ないし第７図は本発明の１実施例を示し、
第５図は入力軸の軸線に沿う部分的断面図、第６
図は第５図の−線に沿つて視たる図、第７図
は弾性ローラの弾面図である。第８図は本発明の
他の実施例を示す要部断面図、第９図は本発明の
更に他の実施例を示す第５図に応答する図であ
る。 １，４１……太陽ローラ、５１……太陽ローラ
（弾性ローラ）、２，４２ａ，４２ｂ……遊星ロー
ラ、３０，４３ａ，４３ｂ……内ローラ（弾性ロ
ーラ）、５３……内ローラ、８，５８……入力軸、
６……キヤリヤ、２０……出力軸、１６，６３…
…油室、２２，２３，４３０ａ，４３０ｂ……圧
接面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方の回転軸にこれの円周方向に移動不能に
   連結された太陽ローラの外周及び静止部材に上記
   回転軸の円周方向に移動不能に装着された内ロー
   ラの内周にそれぞれ当接される複数個の遊星ロー
   ラを、他方の回転軸に連結されたキヤリヤにて軸
   支することにより、上記２本の回転軸間に動力を
   伝達するものにおいて、上記内ローラまたは太陽
   ローラの何れか一方または双方を、これら各ロー
   ラの側面に附与される上記回転軸の軸線方向の押
   付力によりその幅が縮少されると共に、相手ロー
   ラとの圧接面をクラウニング変形せしめ相手ロー
   ラとの圧接面の半径が変化せしめられ、且つ前記
   押付力が附与される側面部は厚肉とし、圧接面を
   有する部分は薄肉としたＵ字状断面の弾性ローラ
   となし、上記弾性ローラの側面に押付力を附与す
   ると共に該押付力を増減することにより上記弾性
   ローラと相手ローラの圧接面を着脱せしめる、流
   体圧力で作動される加圧装置を設けたことを特徴
   とする遊星ローラ式動力伝達装置。