JP6589531B2 - 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.
入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機として摩擦ローラ式減速機が知られている(例えば、特許文献1参照)この摩擦ローラ式減速機は、サンローラと、サンローラと同心に配置されるリングローラと、サンローラの外周面とリングローラとの内周面との間で回転自在に支持される複数の中間ローラと、を備える。サンローラは、一対のサンローラ素子からなり、伝達トルクに応じて一方のサンローラ素子を他方のサンローラ素子に軸方向へ接近又は離反させて、各ローラのトラクション面における押圧力を変更する。 A friction roller type speed reducer is known as a speed reducer that decelerates the rotation of the input shaft and transmits it to the output shaft (see, for example, Patent Document 1). The friction roller type speed reducer is disposed concentrically with the sun roller. And a plurality of intermediate rollers rotatably supported between the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller. The sun roller is composed of a pair of sun roller elements, and changes the pressing force on the traction surface of each roller by causing one sun roller element to approach or separate from the other sun roller element in the axial direction according to the transmission torque.
上記従来の摩擦ローラ式減速機においては、図17に各ローラの配置を模式的に示すように、揺動ホルダ319の揺動軸317と中間ローラ315の支持軸321とを結ぶ直線L0が、サンローラ311と中間ローラ315との接触点Paにおける接線Laから傾斜する。そのため、減速機でトルクを伝達する際、中間ローラ315の支持軸321に、接触点Paにおける接線力F1又はF2が作用し、その接線力F1,F2の分力が中間ローラ315のトラクション面に作用する。すると、サンローラ311との接触点Paとリングローラ313との接触点Pbにおいて接触面圧の不均衡が生じる。この接触面圧の不均衡は、減速機の耐久寿命の低下やスリップの発生を招くことが知られている。接触面圧が不均衡になることを防ぐためには、上記の直線L0と接線Laとを平行にする必要がある。しかしながら、そのような配置は、各ローラのサイズによっては、揺動ホルダ319の腕部とリングローラ313とが干渉し、ローラのレイアウトが成立しないという問題がある。
In the conventional friction roller type reduction gear, the straight line L 0 connecting the
そこで、図18に示すように、中間ローラ315を支持する一対の軸受保持部322,322に、ローラ回転軸線323から偏芯させた位置に揺動軸線325を配置することが考えられる。つまり、軸断面が円形の軸受保持部322,322の外周面をフレーム331,333に形成した各軸穴330に回転自在に挿入し、各軸受保持部322,322を、中間ローラ315の支持軸329が揺動軸線325から偏芯した位置で支持される支持構造とする。その場合、軸受保持部322の外周面の中心軸が揺動軸線325となる。この支持構造によれば、揺動軸線325を中間ローラ315の側面315a領域内にレイアウトできるため、前述の直線L0と接線Laとを平行にすることができる。
Therefore, as shown in FIG. 18, it is conceivable to arrange the
ところが、図18に示す中間ローラ315の支持構造においては、中間ローラ315の軸方向両脇の軸受保持部322,322に、それぞれ揺動が生じるため、軸受保持部322,322に相対ねじれが生じる虞がある。相対ねじれが生じた場合、中間ローラ315がサンローラ回転軸に対して傾斜するチルトが生じ、トラクション面における接触楕円内の滑りが増加して、動力伝達効率が低下することになる。
However, in the support structure of the
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、中間ローラにチルトを生じさせることなく、サンローラ及びリングローラと中間ローラとの接触点における面圧に不均衡が生じることを防止できる摩擦ローラ式減速機を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described matters, and the object of the present invention is to create an imbalance in the surface pressure at the contact point between the sun roller, the ring roller, and the intermediate roller without causing the intermediate roller to tilt. It is an object of the present invention to provide a friction roller type reduction gear that can be prevented.
本発明は下記構成からなる。
(1) 入力軸に接続されるサンローラと、前記サンローラの外周側で前記サンローラと同芯に配置され、出力軸に接続されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触し、回転自在に支持される複数の中間ローラと、前記複数の中間ローラのそれぞれに設けられ、前記中間ローラの自転軸を支持する複数の揺動ホルダと、前記複数の揺動ホルダを支持するキャリアと、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記揺動ホルダは、前記自転軸の両端部に設けられ、それぞれ前記自転軸の端部を支持する支持孔が形成された一対の軸受保持部と、前記一対の軸受保持部を前記中間ローラの外周を跨いで連結する架橋部と、を備え、
前記軸受保持部は、前記自転軸から前記中間ローラの半径以下の長さだけ偏芯した位置を揺動軸中心とする揺動軸外周面を有し、
前記キャリアは、前記揺動軸外周面を回転自在に支持するホルダ支持部を有し、
前記架橋部は、前記自転軸を挟んで一対が配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
(2) 前記サンローラと前記中間ローラとの間の押圧力を、伝達トルクの大きさに応じて付与するローディングカム機構を備えることを特徴とする(1)に記載の摩擦ローラ式減速機。
The present invention has the following configuration.
(1) A sun roller connected to the input shaft, a ring roller arranged concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller, connected to the output shaft, an outer peripheral surface of the sun roller, and an inner peripheral surface of the ring roller A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with each other, are rotatably supported, a plurality of swing holders that are provided on each of the plurality of intermediate rollers, and support the rotation shaft of the intermediate rollers, and the plurality of swing holders A friction roller type speed reducer comprising:
The swing holder is provided at both end portions of the rotation shaft, each of which has a pair of bearing holding portions formed with support holes for supporting the end portions of the rotation shaft, and the pair of bearing holding portions. A bridging portion that is connected across the outer periphery,
The bearing holding portion has an oscillating shaft outer peripheral surface centered on the oscillating shaft at a position eccentric from the rotation shaft by a length equal to or less than the radius of the intermediate roller,
The carrier has a holder support portion that rotatably supports the outer peripheral surface of the swing shaft,
A pair of the bridging portions are disposed with the rotation shaft interposed therebetween, and a friction roller type reduction gear.
(2) The friction roller type reduction gear according to (1), further comprising a loading cam mechanism that applies a pressing force between the sun roller and the intermediate roller in accordance with a magnitude of a transmission torque.
本発明によれば、中間ローラにチルトを生じさせることなく、サンローラ及びリングローラと中間ローラとの接触点における面圧に不均衡が生じることを防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent imbalance in the surface pressure at the contact point between the sun roller, the ring roller, and the intermediate roller without causing the intermediate roller to tilt.
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。
<摩擦ローラ式減速機の基本構成>
図1は摩擦ローラ式減速機の一部断面斜視図である。図1に示すように、摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11と出力軸13とが同芯に配置され、入力軸11から入力される回転力を出力軸13に伝達する。この摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11に接続されるサンローラ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を出力軸13に連結する連結部21と、ローディングカム機構23と、を備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<Basic configuration of friction roller reducer>
FIG. 1 is a partial sectional perspective view of a friction roller type speed reducer. As shown in FIG. 1, in the friction roller
また、摩擦ローラ式減速機100は、複数の中間ローラ19のそれぞれに設けられ、中間ローラ19の一対の支持軸19B,19B(自転軸)を回転自在に支持する揺動ホルダ25と、複数の揺動ホルダ25を支持するキャリア27と、を備える。揺動ホルダ25は、支持軸19B,19Bをそれぞれ支持する一対の軸受保持部28を有する。この軸受保持部28は、支持軸19B,19Bから偏芯した位置を中心とする外周面を有し、この外周面がキャリア27に形成される軸孔に挿入される。
The friction roller
上記構成の摩擦ローラ式減速機100は、入力軸11からの回転がサンローラ15を介して複数の中間ローラ19に伝達され、複数の中間ローラ19を回転させる。各中間ローラ19は、揺動ホルダ25を介してキャリア27に支持されており、サンローラ15の回りを周回することなく、揺動ホルダ25に支持された状態で自転する。中間ローラ19の回転は、リングローラ17に伝達され、リングローラ17が連結部21を介して出力軸13を回転させる。これにより、入力軸11からの回転が、出力軸13に減速して伝達される。また、ローディングカム機構23により、入力軸11からの回転トルクに応じて、各ローラのトラクション面における押圧力が変更される。これにより、摩擦ローラ式減速機100の動力伝達効率が向上する。
In the friction roller
揺動ホルダ25は、支持軸19Bから偏芯した位置を揺動中心として、キャリアに対して揺動変位可能に支持される。本構成においては、揺動ホルダ25の揺動中心が、軸受保持部28の外径内の領域に配置され、各軸受保持部28,28が、後述する架橋部75A,75Bによって連結され、一体化される。これにより、軸受保持部28,28の相対ねじれが抑制され、ローラ間のチルトの発生が防止される。
The
以下、摩擦ローラ式減速機100における各部の構成を順次説明する。
図2は摩擦ローラ式減速機100の要部拡大断面図である。
サンローラ15は、入力軸11と一体に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の一端部に入力軸11と同芯に配置される。サンローラ15の外周面15aは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凹曲線となる凹曲面に形成される。
Hereinafter, the structure of each part in the friction roller
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the friction roller
The
リングローラ17は、入力軸11及び出力軸13の軸方向(以降は、単に軸方向と称する)に並設された一対のリングローラ素子であって、固定リングローラ素子29と、軸方向に移動自在な可動リングローラ素子31とを有する。これら各リングローラ素子29,31は、有底円筒状に形成された連結部21内において、サンローラ15の外周側でサンローラ15と同芯に配置される。
The
固定リングローラ素子29及び可動リングローラ素子31の内周面29a,31aは、軸断面の外縁形状が直線状となる環状の傾斜面である。これら傾斜面は、各リングローラ素子29,31同士の互いに対向する対向側端面33,35から軸方向反対側の外側端面37,39に向かうに従って中間ローラ19の自転軸中心までの距離が短くなる傾斜面である。なお、内周面29a,31a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。
The inner
複数の中間ローラ19は、サンローラ15の外周面15aとリングローラ17の内周面17aとの間の環状空間に配置される。中間ローラ19の外周面19aは、軸断面の外縁形状が単一円弧状の凸曲線となる凸曲面である。
The plurality of
サンローラ15の外周面15a、リングローラ17の内周面17a、及び中間ローラ19の外周面19aは、それぞれ互いに転がり接触するトラクション面となる。
The outer
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41と、基端部41の外周縁から軸方向に延設され、内周側にリングローラ17等が保持される円筒状のローラ保持部43と、を有する。基端部41にローラ保持部43が接続されることで、連結部21は基端部41を底部とする前述した有底円筒状(カップ状)とされる。
The connecting
基端部41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43は、プレス成形等の塑性加工により形成される。これにより、基端部41とローラ保持部43の軸心が、低コストで且つ高精度に一致する。
The
ローラ保持部43の内周側には、軸方向に沿って基端部41側から順に、波板状の予圧スプリング45、カムリング49、転動体である玉51、可動リングローラ素子31、固定リングローラ素子29、止め輪53が配置される。
On the inner peripheral side of the
ローラ保持部43の内周面には、軸方向に沿って凹溝55が形成される。凹溝55は、ローラ保持部43の内周面の円周方向に沿った複数箇所に形成される。固定リングローラ素子29の外周部には、径方向外側に突出する突起57が周方向に沿った複数箇所に形成される。カムリング49の外周部には、径方向外側に突出する突起59が周方向に沿った複数箇所に形成される。そして、ローラ保持部43の凹溝55に、固定リングローラ素子29の突起57とカムリング49の突起59が収容され、各突起57,59は、それぞれ回転方向のがたつきがない状態で凹溝55に係合する。これにより、ローラ保持部43と、リングローラ17及びカムリング49との間で、回転トルクの伝達が可能となる。
A
また、カムリング49は、出力軸13側の外側端面に、外径側の一部を環状に切欠いた切欠き部61が形成される。この切欠き部61に、カムリング49を入力軸11側へ押圧する予圧スプリング45が装着される。
Further, the
ローラ保持部43の基端部41と反対の先端部における内周面には、円周方向に沿ってリング溝63(図1参照)が形成される。このリング溝63には、止め輪53が嵌入される。止め輪53は、固定リングローラ素子29を、軸方向位置を規制した状態でローラ保持部43に固定する。
A ring groove 63 (see FIG. 1) is formed along the circumferential direction on the inner peripheral surface of the tip end portion of the
<ローディングカム機構>
次に、ローディングカム機構23について説明する。
図2に示す可動リングローラ素子31と、カムリング49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、サンローラ15、リングローラ17、及び中間ローラ19のトラクション面に、伝達トルクの大きさに比例した押圧力を付与する。
<Loading cam mechanism>
Next, the
The movable
図3はローディングカム機構23のカム溝を示す可動リングローラ素子31の平面図である。なお、図3に示すカム溝の形状や配置は、カムリング49についても同様である。
FIG. 3 is a plan view of the movable
可動リングローラ素子31の外側端面39には、円周方向に沿って複数(図示例では3箇所)の第1カム溝65が形成される。図2にも示すように、カムリング49の可動リングローラ素子31に対面する端面に対しても同様に、第2カム溝67が形成される。すなわち、第2カム溝67は、可動リングローラ素子31の第1カム溝65に対応するカムリング49の円周方向位置に、第1カム溝65に対面して複数(図示例では3箇所)形成される。これら第1カム溝65と第2カム溝67との間には、それぞれ玉51が挟持される。
A plurality of (three in the illustrated example)
第1カム溝65及び第2カム溝67の軸方向の溝深さは、円周方向に関して中央部で最も深く、円周方向に沿って漸次変化して、各カム溝65,67の円周方向端部に向かうに従って浅くなる。
The axial groove depths of the
図4は図3のA−A断面図であって、ローディングカム機構23が軸方向推力を発生していない状態(A)と、軸方向推力を発生した状態(B)とをそれぞれ示す断面図である。入力軸11にトルクが負荷されていない状態では、図4(A)に示すように、各玉51は各カム溝65,67の最も深くなった部分に配置される。この状態では、カムリング49は、予圧スプリング45(図2参照)の弾性力によって可動リングローラ素子31側に向けて押圧される。
4 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 3, showing a state (A) where the
入力軸11にトルクが負荷されると、図4(B)に示すように、各玉51が各カム溝65,67の浅くなった部分に移動する。これにより、可動リングローラ素子31を固定リングローラ素子29に向けて押圧する軸方向推力が発生する。
When torque is applied to the
ローディングカム機構23が軸方向推力を発生すると、図2に示す可動リングローラ素子31が固定リングローラ素子29側に移動して、固定リングローラ素子29と可動リングローラ素子31との間隔が縮まる。すると、リングローラ17の内周面29a,31aの傾斜面と、中間ローラ19の凸曲面の外周面19aとの接触位置が変化して、リングローラ17,中間ローラ19、及びサンローラ15のトラクション面における押圧力がそれぞれ上昇する。その結果、入力軸11と出力軸13との間の伝達トルクが大きくなるほど、入力軸11と出力軸13との間に存在する複数のトラクション面の押圧力が上昇する。
When the
上記のように、ローディングカム機構23が軸方向推力を発生すると、各トラクション面の押圧力が上昇して、各ローラが弾性変形する。また、中間ローラ19は、可動リングローラ素子31の軸方向変位に伴って、固定リングローラ素子29側へ変位する。
As described above, when the
<中間ローラのキャリアへの支持形態>
次に、中間ローラ19の支持形態について説明する。
図5は揺動ホルダ25とキャリアの分解斜視図、図6は中間ローラ19を支持する揺動ホルダの斜視図、図7は揺動ホルダ25とキャリア27の一部を切り欠いた中間ローラ19の支持構造を示す部分断面斜視図である。以下の説明では、前述した部材と同一の部材又は対応する部材に対しては、同一の符号を付与することで、その説明を簡略化、又は省略する。
<Supporting form of intermediate roller to carrier>
Next, the support form of the
5 is an exploded perspective view of the
図5に示すように、中間ローラ19が組み付けられた揺動ホルダ25を支持するキャリア27は、第1キャリア部材27Aと、第2キャリア部材27Bとを有する。第1キャリア部材27Aと第2キャリア部材27Bは、円輪状の底部85と、底部85の円周方向に等間隔となる複数箇所(図示例では3箇所)に立設された柱部87とを有する。
As shown in FIG. 5, the
第1キャリア部材27Aの柱部87と、第2キャリア部材27Bの柱部87は、軸方向に沿って挿通孔89が形成される。図示はしないが、各挿通孔89にはボルトが挿通され、このボルトによって、各柱部87,97の対応する先端部同士が互いに突き当てられた状態で、キャリア27が図示しないモータ本体等に固定される。
The
円周方向に並ぶ柱部87同士の間には、中間ローラ19を回転自在に支持する前述の揺動ホルダ25がそれぞれ配置される。揺動ホルダ25は、第1キャリア部材27Aと第2キャリア部材27Bによって軸方向に挟持された状態に組み立てられる。揺動ホルダ25は、図6に示すように、中間ローラ19の自転軸の両端部に一対の軸受保持部28が設けられる。これら軸受保持部28は、図7に示すように、第1キャリア部材27A、第2キャリア部材27Bに形成されたホルダ支持部69に挿入され、揺動ホルダ25を軸受保持部28の外周面中心線を回転軸中心として第1キャリア部材27Aと第2キャリア部材27Bに揺動可能に支持される。
Between the
中間ローラ19は、トラクション面となる外周面19aを有するローラ本体19Aと、ローラ本体19Aの両端面から軸方向外側に延設される一対の支持軸19B,19Bと、を有する。中間ローラ19は、ローラ本体19Aと一対の支持軸19B,19Bとが一体に形成された中実体である。
The
一対の支持軸19B,19Bは、それぞれ揺動ホルダ25に回転自在に支持される。揺動ホルダ25は、複数の中間ローラ19に対して、それぞれ独立して設けられ、各揺動ホルダ25に一つの中間ローラ19が支持される。また、揺動ホルダ25は、一対の支持軸19B,19Bが入力軸11と平行にキャリア27(図1参照)へ取り付けられる。
The pair of
揺動ホルダ25は、支持軸19B,19Bの軸方向外側の両端部に設けられた一対の軸受保持部28,28を有する。軸受保持部28には、支持軸19Bが挿入される支持孔71と、キャリア27のホルダ支持部69に支持される揺動軸外周面73とを有する。図6に示すように、揺動軸外周面73は、軸断面が円形に形成され、この軸断面の円中心(回転中心軸)が揺動ホルダ25の揺動中心(揺動軸AXO)となる。この揺動軸AXOは、支持軸19Bの回転軸AXRから所定距離だけ偏芯した位置に配置される。
The
揺動ホルダ25は、一対の軸受保持部28,28を中間ローラ19の外周を跨いで連結して支持軸19Bを挟んで配置される、一対の架橋部75A,75Bを有する。
The
架橋部75Aは、アーム部77A1,77A2と、連結柱79A1,79A2とを有し、架橋部75Bは、アーム部77B1,77B2と、連結柱79B1,79B2とを有する。
The bridging
架橋部75Aのアーム部77A1は、一方の軸受保持部28における中間ローラ19の端面に対面する軸受保持部内側から、中間ローラ19の径方向外側に向けて延設される。連結柱79A1は、アーム部77A1の軸受保持部28と反対側の先端部から、アーム部75A1の延設方向と直交して延設される。
The arm portion 77A1 of the bridging
また、アーム部77A2は、他方の軸受保持部28における中間ローラ19の端面に対面する軸受保持部内側から、アーム部77A1の延設方向と平行に中間ローラ19の径方向外側に向けて延設される。連結柱79A2は、アーム部77A2の軸受保持部28と反対側の先端部から、アーム部75A2の延設方向と直交して延設される。これら連結柱79A1,79A2は、先端同士が突き合わされた状態で、図7に示す連結柱79A1,79A2に形成された固定用孔81に固定用ボルト84が挿入され、固定用ボルト84により締結される。
The arm portion 77A2 extends from the inside of the bearing holding portion facing the end surface of the
架橋部75Bも同様に、アーム部77B1,77B2と連結柱79B1,79B2が、軸受保持部28からアーム部77B1,77B2が延設され、アーム部77B1,77B2の先端部から連結柱79B1,79B2が延出される。これら連結柱79B1,79B2は、先端同士が突き合わされた状態で固定用ボルトにより締結される。
Similarly, the bridging
つまり、架橋部75Aと架橋部75Bは、支持軸19Bを挟んで対向して配置され、一対の軸受保持部83,83と剛接合される。架橋部75A,75Bは、支持軸19Bの軸方向断面において、長方形状の枠体となるラーメン構造を形成して一対の軸受保持部83,83を支持する。このラーメン構造により、一対の軸受保持部83,83は、強い剛性を有した状態で相互に接合され、変形しにくい構造体となる。そのため、揺動ホルダ25と支持軸19Bとの間に軸ズレを生じさせる荷重が働いても、軸受保持部83,83の相対ねじれが抑制され、支持軸19Bに軸方向(入力軸、出力軸の軸方向)からの傾きが生じにくくなる。その結果、中間ローラ19がサンローラ15やリングローラ17の回転軸に対して傾斜(チルト)して、相互摩擦により回転トルクが増加する等の不具合を生じさせることがない。
That is, the bridging
次に、中間ローラ19を軸受保持部28に回転自在に支持させる構造について説明する。
図7に示すように、第1キャリア部材27Aに形成されたホルダ支持部69は、揺動ホルダ25の一方の軸受保持部83が挿入され、一方の軸受保持部83を回転自在に支持する。第2キャリア部材27Bに形成されたホルダ支持部69は、揺動ホルダ25の他方の軸受保持部83が挿入され、他方の軸受保持部83を回転自在に支持する。一対のホルダ支持部69は、いずれも一端部が閉口した止まり穴であり、それぞれが同軸上に形成される。
Next, a structure in which the
As shown in FIG. 7, in the
軸受保持部83は、ホルダ支持部69の内径と略同じ外径の揺動軸外周面73を有し、ホルダ支持部69にすきまばめで挿入される。そして、揺動軸外周面73とホルダ支持部69の内周面とが周方向に摺動することで、軸受保持部83はホルダ支持部69内で回転する。これにより、揺動ホルダ25は、キャリア27に回転自在に支持される。
The
中間ローラ19の支持軸19Bは、軸受保持部83の支持孔71にニードル軸受91を介して支持される。ニードル軸受91は、針状ころ93と保持器95と外輪96とを有するシェル型ニードル軸受、又はソリッド型ニードル軸受である。ニードル軸受91は、中間ローラ19を回転自在に、且つ軸方向へ移動自在に支持する。なお、ニードル軸受91に代えて玉軸受を用いてもよい。
The
<揺動ホルダの揺動軸AXOと支持軸の回転軸AXRとの関係>
次に、揺動ホルダ25の揺動軸AXOと支持軸19Bの回転軸AXRとの関係について説明する。
図8はキャリア27の側面図である。図示例では、揺動ホルダ25の軸受保持部83が、第2キャリア部材27Bのホルダ支持部69に挿入され、中間ローラ19がサンローラ15に当接した状態を示す。
<Relationship between swing axis A XO of swing holder and rotation axis A XR of support shaft>
Next, the relationship between the swing axis A XO of the
FIG. 8 is a side view of the
ここで、サンローラ15と中間ローラ19との接触点Paにおける接線を仮想線Laとし、法線を仮想線Lbとする。揺動ホルダ25の揺動前の基準状態においては、支持軸19Bの中心OR(回転軸AXR)は、仮想線Lbの線上にある。ホルダ支持部69の軸孔の中心である揺動中心OOS(揺動軸AXO)は、上記基準状態における支持軸19Bの中心ORから、接線Laと平行な線LC上にある。
Here, the tangent at the contact point P a of the
図9は揺動ホルダ25と中間ローラ19の基準状態と揺動後の状態を示す側面図である。点線で示す基準状態における揺動ホルダ25は、支持軸19Bの中心ORが直線LC上にあり、これら直線LC上の中心ORと揺動中心OOSとの軸間距離が偏芯量rOSとなる。
FIG. 9 is a side view showing the reference state of the
揺動ホルダ25が揺動中心OOSの周りに揺動角φだけ回転すると、支持軸19Bの中心ORは、直線LCから離間した位置に移動する。つまり、支持軸19Bの中心ORは、仮想線Lb方向に移動し、これにより、中間ローラ19は、外周面19aの位置が距離ΔHだけサンローラ15から離間して、キャリア27の径方向へ突出する。
When the
上記のように、キャリア27のホルダ支持部69内で揺動ホルダ25の軸受保持部83が摺動して、揺動ホルダ25の揺動角φが変化すると、中間ローラ19に距離ΔHの径方向への変位が生じる。また、揺動ホルダ25が図示例とは逆向の傾斜角度に変化した場合は、中間ローラ19には図示例とは逆方向の変位が生じる。これにより、減速機の伝達トルクに応じて、中間ローラ19がキャリア27の径方向へ出没自在となる。
As described above, when the
また、軸受保持部83の揺動中心OOSと、支持軸19Bの中心ORとの偏芯量rOSは、中間ローラ19の半径(軸断面形状が外側に向けて凸となる曲面形状においては、その最大半径)以下の距離にする。これにより、軸受保持部28が、サンローラ15やリングローラ等の他の部材と干渉することなく、スペース効率を高めた配置にできる。
Further, the swing center O OS of the bearing
本構成の摩擦ローラ式減速機100の組み立て工程においては、サンローラ15が、キャリア27の軸方向一端側からキャリア27の中心軸に沿って挿入される。サンローラ15をキャリア27内に挿入する際、サンローラ15は軸方向断面の外縁形状が凹曲面であるため、キャリア27に組み込まれた中間ローラ19を、一時、外径側に退避させる必要がある。
In the assembly process of the friction roller
中間ローラ19を外径側に退避させる場合、中間ローラ19を支持する揺動ホルダ25を、揺動中心OOSを中心として回転させることになる。その際に、揺動ホルダ25や中間ローラ19がキャリア27と干渉することを防ぐには、キャリア27に設けられる柱部87の径方向断面を小さくしておく必要がある。また、偏芯量ROSが短いほど、中間ローラ19を退避させるために必要な揺動角φが大きくなり、柱部97の径方向断面をより小さくする必要がある。しかし、柱部87の径方向断面を小さくすると、キャリア27の剛性が低下し、柱部内部の潤滑用油路等の設計自由度が低下することになる。
When retracting the
そこで、次に示す摩擦ローラ式減速機の第2構成例においては、柱部87の径方向断面の大きさが大きく損なわれることなく、減速機の組み立てが行える構成とした。
Therefore, in the second configuration example of the friction roller type speed reducer shown below, the speed reducer can be assembled without greatly reducing the size of the radial section of the
<第2構成例>
図10は第2構成例の摩擦ローラ式減速機のキャリアと中間ローラを示す分割斜視図、図11はキャリアの組み立て状態を一部断面で示す正面図である。
<Second configuration example>
FIG. 10 is a divided perspective view showing the carrier and the intermediate roller of the friction roller type speed reducer of the second configuration example, and FIG. 11 is a front view showing a partially assembled state of the carrier.
図10及び図11に示すように、本構成のキャリア27は、キャリア本体111と、キャリアカバー113とを備える。キャリア本体111は、筒状ホルダ115と、フランジ部117とを有する。筒状ホルダ115は、サンローラ15が接続された入力軸11を、転がり軸受119を介して回転自在に支持する。また、筒状ホルダ115は、キャリアカバー113側の端部に、径方向外側に向けて延設される環状のフランジ部117が一体に形成される。このフランジ部117には、前述したホルダ支持部69と、挿通孔89とが形成される。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
キャリアカバー113は、円輪状の底部85と、底部85の円周方向に等間隔となる複数箇所(図示例では3箇所)に立設された柱部87とを有する。また、底部85には挿通孔89が形成され、図示しないボルトが挿通孔89に挿通されることによって、キャリア27がモータ本体等に固定される。
The
本構成のキャリア27においては、まず、図12に示すように、フランジ部117に、中間ローラ19を組み込んだ揺動ホルダ25が組み付けられる。その後、キャリアカバー113がキャリア本体111に揺動ホルダ25を挟んで組み付けられる。したがって、揺動ホルダ25をフランジ部117に組み付ける際、フランジ部117に柱部が設けられていないため、揺動ホルダ25を揺動させても干渉が問題にならない。
In the
一方、キャリアカバー113には柱部87が設けられるが、キャリアカバー113は、キャリア本体111に組み付けられた中間ローラ19がサンローラ15に当接された状態で、キャリア本体111に軸方向に沿って挿入される。そのため、柱部87と揺動ホルダ25との配置関係は、揺動ホルダ25が図9に二点鎖線で示す基準位置の状態となり、柱部87と揺動ホルダ25との間の距離が長くなって、双方の隙間が広くなる。よって、柱部87は、干渉の生じにくい状態でキャリア本体111に挿入されて、キャリアカバー113がキャリア本体111に組み付けられる。これにより、キャリア27のアッセンブリが完成する。
On the other hand, the
本構成によれば、柱部87をキャリアカバー113側にのみ設けることで、揺動ホルダ25をキャリア本体111に組み付ける際、揺動ホルダ25が柱部87との干渉を生じることがない。よって、揺動ホルダ25や柱部87を損傷させることなく、円滑に揺動ホルダ25のキャリア27への組み付け作業が行える。
According to this configuration, by providing the
なお、減速機の運転中においては、揺動ホルダ25が自律的に揺動するが、その揺動範囲(揺動ホルダ25の揺動角φの変動範囲)は、各ローラの弾性変形によるローラ位置の変化に伴うものであって、組立工程における揺動範囲と比較して極めて小さい。そのため、柱部87の径方向断面における断面積を大きく損なうことはない。
During the operation of the speed reducer, the
<第3構成例>
図13は第3構成例の摩擦ローラ式減速機のキャリアと中間ローラを示す分割斜視図である。
本構成のキャリア27においては、第3構成例の複数の柱部87が、キャリアカバー113A側に設けられた柱部基部87Aと、キャリア本体111A側に設けられた柱部先端片87Bに分割される。これら柱部基部87Aと柱部先端片87Bとを互いに組み合わせると、前述した第3構成例の柱部87の外形形状となる。
<Third configuration example>
FIG. 13 is a divided perspective view showing the carrier and the intermediate roller of the friction roller type speed reducer of the third configuration example.
In the
図14はキャリアの分解斜視図である。柱部基部87Aは、内径側先端部に切欠き部121が形成される。切欠き部121は、柱部基部87Aの軸方向中間部に形成される段部端面123と、段部端面123から先端側に向けて形成される内周面125とを有する。柱部先端片87Bは、キャリア本体111Aの一端面からキャリアカバー113Aに向けて軸方向に立設され、上記の内周面125と径方向に対面配置される外周面127と、上記の段部端面123と軸方向に対面配置される先端面129とを有する。
FIG. 14 is an exploded perspective view of the carrier. The
図15は柱部先端片87Bの拡大斜視図である。柱部先端片87Bは、柱部先端片87Bの立設方向に沿って穿設された軸方向油路131を有し、先端面129に軸方向油路131の開口部131aが設けられる。また、先端面129には、開口部131aからサンローラ15と中間ローラ19との接触点に向かう一対の油溝133A,133Bが形成される。
FIG. 15 is an enlarged perspective view of the
図16はキャリアの組み立て状態を一部断面で示すキャリアの部分正面図である。
柱部先端片87Bの一対の油溝133A,133Bは、柱部基部87Aの段部端面123に突き当てられると、油溝133A,133Bと段部端面123によって径方向油路がそれぞれ画成される。各径方向油路には軸方向油路131から潤滑油が供給され、供給された潤滑油が、油溝133A,133Bに沿った径方向油路を通じて内径側に吐出される。吐出された潤滑油は、サンローラ15と中間ローラ19との接触点に供給され、各ローラのトラクション面を潤滑させる。また、吐出された潤滑油は、リングローラ17に供給されてリングローラ17との潤滑にも供される。
FIG. 16 is a partial front view of the carrier showing a partially assembled cross-sectional view of the carrier.
When the pair of
上記した径方向油路は、柱部が分割されることで、柱部を一体とされた場合と比較して、油路形成のための加工を簡単化でき、油路内に切り屑等の残存が生じにくくなる。また、油溝133A,133Bの溝断面積を容易に小さくできるため、潤滑油の吐出速度の調整幅が広くなり、目的の部位へ潤滑油を確実に供給できる。
Compared to the case where the column portion is integrated, the above-described radial oil passage can simplify the processing for forming the oil passage, and chips and the like can be formed in the oil passage. Residuals are less likely to occur. Further, since the groove cross-sectional areas of the
また、本構成においても、第2構成例と同様に、揺動ホルダ25と柱部との干渉が問題とならない。また、柱部の径方向断面を特に小さくする必要がないため、設計自由度が高められる。例えば、複数の油路を設ける場合に、油路同士の間隔を広くでき、加工性を向上できる。
Also in this configuration, as in the second configuration example, the interference between the
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the configurations of the embodiments may be combined with each other, or may be modified or applied by those skilled in the art based on the description of the specification and well-known techniques. The invention is intended and is within the scope of seeking protection.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 入力軸に接続されるサンローラと、前記サンローラの外周側で前記サンローラと同芯に配置され、出力軸に接続されるリングローラと、前記サンローラの外周面と前記リングローラの内周面に転がり接触し、回転自在に支持される複数の中間ローラと、前記複数の中間ローラのそれぞれに設けられ、前記中間ローラの自転軸を支持する複数の揺動ホルダと、前記複数の揺動ホルダを支持するキャリアと、を備える摩擦ローラ式減速機であって、
前記揺動ホルダは、前記自転軸の両端部に設けられ、それぞれ前記自転軸の端部を支持する支持孔が形成された一対の軸受保持部と、前記一対の軸受保持部を前記中間ローラの外周を跨いで連結する架橋部と、を備え、
前記軸受保持部は、前記自転軸から前記中間ローラの半径以下の長さだけ偏芯した位置を揺動軸中心とする揺動軸外周面を有し、
前記キャリアは、前記揺動軸外周面を回転自在に支持するホルダ支持部を有し、
前記架橋部は、前記自転軸を挟んで一対が配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。
本構成の摩擦ローラ式減速機によれば、一対の軸受保持部が一対の架橋部によって連結されることで、軸受保持部の相対ねじれが抑制され、支持軸に傾きが生じにくくなる。その結果、中間ローラがサンローラやリングローラの回転軸に対して傾斜して、相互摩擦により回転トルクが増加する等の不具合を生じさせることがない。よって、中間ローラにチルトを生じさせず、サンローラ及びリングローラと中間ローラとの接触点における面圧に不均衡が生じることを防止できる。
(2) 前記サンローラと前記中間ローラとの間の押圧力を、伝達トルクの大きさに応じて付与するローディングカム機構を備えることを特徴とする(1)に記載の摩擦ローラ式減速機。
本構成の摩擦ローラ式減速機によれば、ローディングカム機構により、各ローラ間の押圧力が伝達トルクに応じた適正な圧力となり、動力伝達効率が向上する。
As described above, the following items are disclosed in this specification.
(1) A sun roller connected to the input shaft, a ring roller arranged concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller, connected to the output shaft, an outer peripheral surface of the sun roller, and an inner peripheral surface of the ring roller A plurality of intermediate rollers that are in rolling contact with each other, are rotatably supported, a plurality of swing holders that are provided on each of the plurality of intermediate rollers, and support the rotation shaft of the intermediate rollers, and the plurality of swing holders A friction roller type speed reducer comprising:
The swing holder is provided at both end portions of the rotation shaft, each of which has a pair of bearing holding portions formed with support holes for supporting the end portions of the rotation shaft, and the pair of bearing holding portions. A bridging portion that is connected across the outer periphery,
The bearing holding portion has an oscillating shaft outer peripheral surface centered on the oscillating shaft at a position eccentric from the rotation shaft by a length equal to or less than the radius of the intermediate roller,
The carrier has a holder support portion that rotatably supports the outer peripheral surface of the swing shaft,
A pair of the bridging portions are disposed with the rotation shaft interposed therebetween, and a friction roller type reduction gear.
According to the friction roller type speed reducer of this configuration, the pair of bearing holding portions are connected by the pair of bridging portions, so that the relative torsion of the bearing holding portion is suppressed and the support shaft is less likely to be inclined. As a result, the intermediate roller is not inclined with respect to the rotation shaft of the sun roller or the ring roller, and a problem such as an increase in rotational torque due to mutual friction does not occur. Therefore, the intermediate roller can be prevented from being tilted, and an imbalance in the surface pressure at the contact point between the sun roller, the ring roller and the intermediate roller can be prevented.
(2) The friction roller type reduction gear according to (1), further comprising a loading cam mechanism that applies a pressing force between the sun roller and the intermediate roller in accordance with a magnitude of a transmission torque.
According to the friction roller type speed reducer having this configuration, the pressing force between the rollers becomes an appropriate pressure corresponding to the transmission torque by the loading cam mechanism, and the power transmission efficiency is improved.
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
19B 支持軸
21 連結部
23 ローディングカム機構
25 揺動ホルダ
27 キャリア
27A 第1キャリア部材
27B 第2キャリア部材
28 軸受保持部
69 ホルダ支持部
71 支持孔
73 揺動軸外周面
75A,75B 架橋部
100 摩擦ローラ式減速機
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記揺動ホルダは、前記自転軸の両端部に設けられ、それぞれ前記自転軸の端部を支持する支持孔が形成された一対の軸受保持部と、前記一対の軸受保持部を前記中間ローラの外周を跨いで連結する架橋部と、を備え、
前記軸受保持部は、前記自転軸から前記中間ローラの半径以下の長さだけ偏芯した位置を揺動軸中心とする揺動軸外周面を有し、
前記キャリアは、前記揺動軸外周面を回転自在に支持するホルダ支持部を有し、
前記架橋部は、前記自転軸を挟んで一対が配置されていることを特徴とする摩擦ローラ式減速機。 Rolling contact with the sun roller connected to the input shaft, the ring roller arranged concentrically with the sun roller on the outer peripheral side of the sun roller, and connected to the output shaft, the outer peripheral surface of the sun roller and the inner peripheral surface of the ring roller And a plurality of intermediate rollers rotatably supported, a plurality of swing holders provided on each of the plurality of intermediate rollers and supporting the rotation shaft of the intermediate rollers, and the plurality of swing holders. A friction roller type speed reducer comprising a carrier,
The swing holder is provided at both end portions of the rotation shaft, each of which has a pair of bearing holding portions formed with support holes for supporting the end portions of the rotation shaft, and the pair of bearing holding portions. A bridging portion that is connected across the outer periphery,
The bearing holding portion has an oscillating shaft outer peripheral surface centered on the oscillating shaft at a position eccentric from the rotation shaft by a length equal to or less than the radius of the intermediate roller,
The carrier has a holder support portion that rotatably supports the outer peripheral surface of the swing shaft,
A pair of the bridging portions are disposed with the rotation shaft interposed therebetween, and a friction roller type reduction gear.
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