(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原動機と、太陽軸と複数の遊星ローラとキャリア軸とを有する遊星ローラ式減速機とを軸方向隣り合わせに配置し、
原動機の出力軸の一方軸端に遊星ローラ式減速機の太陽軸を形成している原動機付き遊星ローラ式減速機であって、
原動機の出力軸の前記一方軸端が、遊星ローラ式減速機の遊星ローラで支持され、前記出力軸の他方軸端が、転がり軸受で支持され、
前記太陽軸の端面と前記キャリア軸の端面との間にスラスト軸受としてのセラミックス材の玉が介装されていることを特徴とする原動機付き遊星ローラ式減速機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、原動機と遊星ローラ式減速機とを軸方向隣り合わせに配置してなる原動機付き遊星ローラ式減速機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、遊星ローラ式減速機とステッピングモータなどの原動機とを連結するには、図５に示すカップリングや図６に示すベルトおよびプーリを用いて間接的に行う。図５および図６において、５０は遊星ローラ式減速機、５１はステッピングモータなどの原動機、５２はカップリング、５３はベルト、５４，５５はプーリである。
【０００３】
このような従来例の場合、いずれも、装置全体の外形寸法が軸方向または径方向に大きくなってしまうため、大きな設置スペースが必要になる。また、図５の場合、遊星ローラ式減速機と原動機との回転軸心がずれやすくて、角速度変動が大きくなって動力伝達効率が悪くなりやすいことも指摘される。
【０００４】
これに対して、原動機の出力軸を遊星ローラ式減速機の太陽軸として直接利用したものがある（実開昭５７−９３０７３号公報、実開昭５７−８３９３８号公報参照）。この場合、前述のような連結手段が不要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報例のものは、せっかく原動機の出力軸を遊星ローラ式減速機の太陽軸として直接利用しているにもかかわらず、原動機の出力軸の両軸端を転がり軸受を介してハウジングに支持させている。このような構造では、特に遊星ローラ式減速機の軸心と遊星ローラ式減速機側の転がり軸受の軸心との同軸度を高精度に管理するのがきわめて困難となることが指摘される。つまり、前述の同軸度は、ハウジングに対する前記転がり軸受の取り付け精度や、遊星ローラ式減速機のハウジングに対する取り付け精度などとの相対関係により決まるが、これらについての管理がきわめて困難となるだけでなく、高コスト化を余儀なくされる。
【０００６】
また、高速回転での使用を考慮すると、前記原動機出力軸支持用の転がり軸受の存在が回転抵抗を増す要因となるなど、不利なことが指摘される。
【０００７】
さらに、装置全体の軸方向寸法が大きいことも指摘される。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、原動機付き遊星ローラ式減速機において、高精度な組み立てが簡易に実現できるようにして、高速回転特性の向上、装置全体の軸方向寸法の縮小化を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の原動機付き遊星ローラ式減速機は、原動機と、太陽軸と複数の遊星ローラとキャリア軸とを有する遊星ローラ式減速機とを軸方向隣り合わせに配置し、原動機の出力軸の一方軸端に遊星ローラ式減速機の太陽軸を形成している原動機付き遊星ローラ式減速機であって、原動機の出力軸の前記一方軸端が、遊星ローラ式減速機の遊星ローラで支持され、前記出力軸の他方軸端が、転がり軸受で支持され、前記太陽軸の端面と前記キャリア軸の端面との間にスラスト軸受としてのセラミックス材の玉が介装されている。
【００１０】
【作用】
本発明では、要するに、原動機の出力軸を遊星ローラ式減速機の太陽軸として利用しながら、前記出力軸において遊星ローラ式減速機側の軸端を転がり軸受で支持させずに、遊星ローラ式減速機そのもので支持させるようにしている。
【００１１】
つまり、従来例において出力軸の遊星ローラ式減速機側を支持する転がり軸受を省略しているから、出力軸と遊星ローラ式減速機の両軸心の同軸度を高精度に管理するための要素が減るとともに、回転抵抗の要素が少なくなる他、軸方向寸法が削減されるようになる。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の詳細を図１ないし図４に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図３は本発明の一実施例にかかり、図１は、原動機付き遊星ローラ式減速機の縦断面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図、図３は、図１のシールの拡大断面図である。
【００１３】
図中、１は原動機、２は遊星ローラ式減速機であり、原動機１と遊星ローラ式減速機２とが軸方向に直接的に連結されている。
【００１４】
原動機１は、ステッピングモータなどからなり、ケース３Ａの内周に固定されるステータ１１と、図中右側の軸端がケース３Ａの底壁部に深溝型玉軸受などの転がり軸受４を介して支持された出力軸１２と、出力軸１２の中央大径部分に取り付けられたロータ１３とを備えている。
【００１５】
遊星ローラ式減速機２は、ケース３Ｂの内周に所要隙間を介して嵌入され複数のボルトを介してケース３Ｂの径方向内向きのフランジ３Ｂ１に位置決め固定される固定輪２１と、固定輪２１に同心状に挿通される太陽軸２２と、固定輪２１と太陽軸２２との間に両者に圧接するようそれぞれ介装された複数個（例えば四個）の遊星ローラ２３と、遊星ローラ２３の中心孔にケージアンドローラと呼ばれる転がり軸受５を介して挿通される複数本のキャリアピン２４と、ケース３Ｃに深溝型玉軸受などの転がり軸受６，７を介して支持されかつキャリアピン２４が植設されるキャリアプレート２５と、キャリアプレート２５の中心に結合（スプライン結合または圧入嵌合）されるキャリア軸２６と、固定輪２１の両側に配設されて遊星ローラ２３を軸方向で位置決めする一対の環状板２７，２８とを備えている。なお、キャリア軸２６は、減速動力を出力するものであり、この減速動力を受ける相手装置の入力軸そのものを直接利用することもできる。
【００１６】
そして、遊星ローラ式減速機２の太陽軸２２は、原動機１の出力軸１２の図中左側の軸端に一体に形成されている。なお、原動機１の出力軸１２としては、非磁性であることが必要とされることがあり、また、太陽軸２２としては、遊星ローラ２３の公転動作を安定化するために高硬度（例えばＨＲＣ６０以上）とすることが必要とされるので、これらのことを考慮して、出力軸１２をセラミックス材で形成することも考えられる。セラミックス材としては、焼結助剤として、イットリア（Ｙ２Ｏ３）およびアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、その他、適宜、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いた窒化けい素（Ｓｉ３Ｎ４）を主体とするものの他、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）や炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化アルミ（ＡｌＮ）などがある。但し、硬質材（前記セラミックス、炭素鋼材など）と非磁性材（例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０３、アルミニウム、黄銅や合成樹脂など）とを組み合わせた複合構造としてもよい。複合構造としては、出力軸１２を非磁性材料とし、この出力軸１２の一方軸端の太陽軸となる部位に硬質リング（窒化けい素を主成分とするセラミックス、炭素鋼材など）を圧入する構造や、これとは逆に、出力軸１２を硬質材料とし、この出力軸１２のロータ側外周に非磁性材からなるスリーブを圧入する構造が考えられる。
【００１７】
このように、本実施例では、従来例において出力軸１２の遊星ローラ式減速機２側を支持する転がり軸受を省略しているから、出力軸１２と遊星ローラ式減速機２の両軸心の同軸度について、遊星ローラ式減速機２のケース３Ｂに対する取り付け位置と、ケース３Ａに対するケース３Ｂの取り付け位置と、出力軸１２の図中右側の転がり軸受４のケース３Ａに対する取り付け位置との３つの要素を管理すればよくなるなど、管理要素が減って簡単かつ低コストでの組み立てが実現できるとともに、回転抵抗の要素が少なくなって高速回転特性が向上する他、軸方向寸法および総重量が削減されてコンパクト化を達成できるようになる。
【００１８】
また、太陽軸２２の端面とキャリア軸２６の端面に設けられる円錐形の凹部２６ａとの間には、それらの位置決めとスラスト荷重を受けるためのスラスト軸受としての玉２９が介装されている。この玉２９は、窒化けい素を主体とするセラミックス材などとされるが、セラミックスとすることによって、自身の摩耗がほとんどなくなり、凝着摩耗を低減する他、摩耗粉の発生量を低減するなどのメリットがある。凝着摩耗を低減できると、駆動トルクの軽減に貢献でき、一方、摩耗粉を低減できると、遊星ローラ２３の転動部位へのかみ込みに伴う変速作用の安定化に貢献できるようになる。
【００１９】
さらに、遊星ローラ式減速機２側のケース３Ｂに設けられている径方向内向きのフランジ３Ｂ１には、図３に示すようなシール８が装着されており、このフランジ３Ｂ１とシール８とで、原動機１側と遊星ローラ式減速機２側とを分離・遮断しているから、遊星ローラ式減速機２に存在するトラクションオイルが原動機１側へ流入せずに済むとともに、原動機１側の塵埃が遊星ローラ式減速機２側へ混入せずに済むようになっている。なお、シール８およびケース３Ｂのフランジ３Ｂ１の代わりに、図４に示すようなシール９を用いることもできる。このシール９は、遊星ローラ式減速機２の固定輪２１の図中右側に取り付けられる比較的薄肉の環状板からなり、内周部が原動機１の出力軸１２の外周面および段壁面に対して微小隙間を介して対向配置されることによりラビリンス密封部を形成している。また、図示しないが、このシール９の内周部に、出力軸１２の外周面または段壁面に対して接触する弾性リップを設けてもよい。
【００２０】
以上説明した原動機付き遊星ローラ式減速機の動作を説明する。原動機１を駆動すると、出力軸１２およびこの出力軸１２と一体の太陽軸２２が回転し、それに伴い遊星ローラ２３が自転および公転することになって、この遊星ローラ２３の公転動力がキャリアピン２４、キャリアプレート２５およびキャリア軸２６に伝達される。これにより、出力軸１２からキャリア軸２６へと動力が減速して伝達される。
【００２１】
なお、上記実施例では、全体のケースとして三分割構造のものを利用しているが、ケース３Ａと３Ｂは一体としてもよい。この場合には、出力軸と遊星ローラ式減速機の両軸心の同軸度を高精度に管理するための要素をさらに減らせるようになる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明では、従来例において出力軸の遊星ローラ式減速機側を支持する転がり軸受を省略しているから、出力軸と遊星ローラ式減速機の両軸心の同軸度を高精度に管理するための要素が減って簡単かつ低コストでの組み立てが実現できるとともに、回転抵抗の要素が少なくなって高速回転特性が向上する他、軸方向寸法および総重量が削減されてコンパクト化を達成できるようになる。
【００２３】
このように、安価で高性能な原動機付き遊星ローラ式減速機を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の原動機付き遊星ローラ式減速機の縦断面図。
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図。
【図３】図１のシールの拡大断面図。
【図４】本発明の他の実施例の原動機付き遊星ローラ式減速機の縦断面図。
【図５】第１の従来例を示す模式図。
【図６】第２の従来例を示す模式図。
【符号の説明】
１      原動機
１１      ステータ
１２      原動機の出力軸
１３      ロータ
２      遊星ローラ式減速機
２１      固定輪
２２      太陽軸
２３      遊星ローラ
２４      キャリアピン
２５      キャリアプレート
２６      キャリア軸
４      出力軸の軸端支持用の転がり軸受
【図１】
0003564184.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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