JP4301712B2 - 差動摩擦ローラ減速装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的な減速装置に関し、特に小形軽量で静粛な大減速比の差動摩擦ローラ減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンパクトな機械的な減速装置として歯車を使用した差動歯車減速機が用いられているが、歯車減速機は騒音を発するので、静かな環境を求められる場所での使用は制約されていた。
【０００３】
その条件に合う減速装置として、入力軸に太陽ローラを直結し、その外周に複数の遊星ローラを配置し、遊星ローラの外側を固定内輪で締め付ける、遊星ローラ減速装置が提供されてきたが、遊星ローラ減速装置は減速比と伝達トルクに限界があって、１段での高減速比は望めず、高減速比と然るべき伝達トルクを得るには、２段、３段の減速機構を必要とし、コスト面等に難点があった。
【０００４】
差動摩擦ローラ減速装置は１段で高減速比が得られるものであり、従来のものの例として、特開昭５３−７２９６１号に示されるものがある。この差動摩擦ローラ減速装置は、入力軸に設けられた偏心軸に、転がり軸受を介して出力遊星ローラ（摩擦ローラ）が回転自由に嵌装され、出力遊星ローラの外周面がケーシングに焼嵌めされた外側輪（摩擦内ローラ）の内周面と与圧を与えられた状態で接触し、その摩擦力と偏心軸より遊星ローラへ伝えられた回転力を合成し、出力トルクとして出力軸から動力を取り出す構成となっている。
【０００５】
その減速比１／Ｒは、１／Ｒ＝（Ｄｏ−Ｄｒ）／Ｄｒ（Ｄｏ：外側輪の軌道径、Ｄｒ：出力遊星ローラ径）となり、出力遊星ローラ径が外側輪の軌道径に近づくほど、大きな減速比が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、太陽ローラに複数の遊星ローラを等分角配置した遊星ローラ減速装置は、単段では減速比を大きくとることが困難であり、高減速比を得るためには２段、３段の減速機構の設置が必要となり、装置が大きくなって、部品数が増え、高コストとなる。
【０００７】
また、特開昭５３−７２９６１号で開示されたような、大径の出力遊星ローラと、この出力遊星ローラより少し内径が大きな外側輪を用いた従来の差動摩擦ローラ減速装置は、入力軸に設けられた偏心軸に転がり軸受を介して出力遊星ローラが嵌装され、出力遊星ローラの外周面がケーシングに固定の外側輪の内周面と圧接し、その摩擦力で動力を伝える構成となっており、しかも、焼き嵌め等で組み立てることによって、剛性の高い部材同士を機械的に拘束して接触させてその圧接力を得ている。
【０００８】
しかし、転がり軸受は、高速回転する偏心軸に回されると同時に外側輪と圧接する出力遊星ローラの圧接力が負荷されるので、転がり軸受の転動体（コロまたはボール）は次第に摩耗する。
【０００９】
上記の従来の差動摩擦ローラ減速装置の摩擦伝動機構は、剛性の高い部材同士の機械的な拘束と接触とで成り立っており、剛性の高い部材の僅かな変形を出力遊星ローラ（摩擦ローラ）と外側輪（摩擦内ローラ）の圧接力に利用しているので、上記のように、転がり軸受の転動体等に僅かな摩耗でも生じると圧接力が減少し、動力伝達能力が失われる結果となり、耐久性、実用性に問題があった。
【００１０】
本発明は、高速回転する偏心軸に回され、出力遊星ローラ（摩擦ローラ）の負荷を受ける転がり軸受が、摩耗しても動力伝達能力を失うことのない範囲の大きい静粛でコンパクトな高減速比の差動摩擦ローラ減速装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その第１の手段として、ケーシングに軸受を介して回転自由に支持され、回転中心軸に平行で偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より小さい偏心軸を設けた前記入力軸と、外周に摩擦ローラ面が形成され側面の同一ピッチ円上の等角度の位置に前記入力軸方向の複数の通し孔が開けられ中心部に貫通孔を有する円板状の摩擦ローラと、同摩擦ローラの貫通孔に圧嵌し前記偏心軸との間に設けられた転がり軸受と、前記ケーシング内に前記入力軸と同心に且つ前記摩擦ローラを囲む位置に固設された摩擦内ローラと、前記偏心軸と前記転がり軸受との間に設けられ同転がり軸受を介して前記摩擦ローラを偏心方向へ圧し出して摩擦内ローラに圧接させる圧し出し手段と、前記複数の通し孔のそれぞれと係合して摩擦ローラからトルクを伝達する複数の伝動軸を前記通し孔と同一半径のピッチ円上の等角度の位置に固設した円板と、同円板と一体構造でケーシングに軸受を介して回転自由に前記入力軸と同心に支えられる前記出力軸とを有してなる差動摩擦ローラ減速装置であって、前記偏心軸は偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を有し、前記平行平面と摺動可能で且つ同偏心軸の偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間を形成する角孔を有する角孔筒を外嵌し、同角孔筒は前記転がり軸受の内側に圧嵌されたものであり、前記圧し出し手段は前記角孔筒内面と前記偏心軸の張出し側の側面との隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばねであることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置を提供する。
【００１２】
第１の手段によれば、入力軸の回転によって転がり軸受を介して入力軸の偏心軸に転がり軸受を介して外嵌する摩擦ローラが偏心回転するとき、前記圧し出し手段の作用により摩擦ローラ面が前記ケーシング内に固設された摩擦内ローラの内面と確実に圧接して転動し、騒音を発生すること無く静粛に、摩擦ローラと摩擦内ローラの間の摩擦力と、入力軸のトルクにより偏心軸の軸心に働く力とにより生じた摩擦ローラの高減速比の差動減速回転とトルクを、前記伝動軸を介して出力軸へ伝えるとともに、圧し出し手段により転がり軸受の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ、摩擦内ローラ間の面圧を維持でき、長期間の動力伝達性能を維持する。
そして、入力軸の回転によって前記摩擦ローラが偏心回転するとき、角孔筒内面と偏心軸の側面との隙間の与圧された板ばねの圧力が摩擦ローラが摩擦内ローラを圧す力となり、転がり軸受等の磨耗が生じても、ローラ間の摩擦力が確実に働く範囲が大きく、高減速比における差動減速回転と高い伝達トルクと保持できる。
【００１９】
（２）また、第２の手段として、第１の手段の差動摩擦ローラ減速装置において、前記入力軸の偏心軸は、同じ偏心寸法で同入力軸の軸方向に順に１８０度ずつ偏心位相角度を換え、軸方向長さを１対２対１の比で連接して設けられた３組の偏心軸であり、前記摩擦ローラ、転がり軸受および圧し出し手段は、前記３組の偏心軸のそれぞれに組合わされ且つその幅と伝達する圧し出し力を前記順に１対２対１の比とした側接する３組の同じ外径の摩擦ローラ、側接する３組の転がり軸受および側接する３組の圧し出し手段であって、前記摩擦内ローラは、前記側接する３組の同じ外径の摩擦ローラに共通に外接する幅広の摩擦内ローラであり、前記出力軸は前記側接する３組の摩擦ローラから共通の前記伝動軸を介して差動減速回転を取り出すように構成してなることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置を提供する。
【００２０】
第２の手段によれば、第１の手段の作用に加え、動力伝達能力が倍増し、また、摩擦ローラへの圧接力が対向して働くので、入力軸の曲げモーメントが入力軸内でバランスし入力軸の軸受の負荷が著しく軽減すると同時に、偏心回転重量がバランスし、回転性能が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１から図４に基づき、本発明に係り本発明者が検討した検討例１の差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図１は本検討例の摩擦ローラ減速装置の側面断面図、図２は図１中Ａ−Ａ矢視による正面断面図、図３は図２の中央部の詳細図、図４は図３の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【００２２】
図において、ケーシング１にはケーシング蓋２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸３と出力軸４を同心に回転自由に支えている。ケーシング１の内側には、入力軸３と同心に摩擦内ローラ８が圧嵌され、ケーシング蓋２により締め付けられており、その回転方向はケーシング１に対して固定される。
【００２３】
出力軸４には、軸受１８、１８が軸受ナット２１により取付けられ、出力軸４はケーシング蓋２に軸受１８、１８を介して支持される。軸受１８、１８は軸受カバー２２によりケーシング蓋２に軸方向を固定される。
【００２４】
入力軸３は、ケーシング１に軸受１３，隔筒１５を介し支持され、また、出力軸４の中心穴において軸受１６，隔筒１７を介して支持される。軸受１３は軸受カバー１４によりケーシング１に軸方向を固定される。
【００２５】
入力軸３には、隔筒１５と隔筒１７の間において、その回転中心軸に平行で距離ｅだけ偏心した偏心軸３ａが形成されている。偏心軸３ａは偏心による張出し側と引込み側において外嵌される転がり軸受５の内面との間に一定の隙間ｓ1 を置けるように、偏心方向の軸幅を、偏心方向に直角の軸幅より若干減らした楕円断面に形成されている。
【００２６】
このため、偏心軸３ａの外周に転がり軸受５を外嵌した状態で、転がり軸受５は隙間ｓ1 だけ偏心方向へ移動することが可能となっている。
【００２７】
また、偏心軸３ａの偏心による張出し側の側面には４角形の凹穴３ｂを設けてあり、この凹穴３ｂの中に複数の曲げた鋼板からなる板ばね６が嵌め込まれている。
【００２８】
転がり軸受５の外周には、円板状の摩擦ローラ７がその中心部に設けられた貫通孔において圧嵌めで固定され、摩擦ローラ７の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ７は摩擦内ローラ８内に組み込まれるが、図４に、摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態を示す。この状態では、偏心軸３ａの偏心による引込み側の側面３ｃは転がり軸受５に当接している。
【００２９】
しかし、ケーシング１内に摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされているときは、図３に示すように、偏心軸３ａの偏心による引込み側の側面３ｃと、転がり軸受５の内周面の間には隙間ｓ1 ができ、板ばね６は押されて変形し、偏心方向の大きな弾性力が転がり軸受５に負荷されている状態となっている。
【００３０】
転がり軸受５は、円板状の摩擦ローラ７の中央の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ７の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ７の円板状の側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸３の軸方向の複数の通し孔７ａが開けられている。
【００３１】
摩擦内ローラ８内に摩擦ローラ７が組み込まれた状態で、入力軸３の偏心軸３ａの回転によって摩擦ローラ７が偏心回転するとき、摩擦ローラ７には偏心軸３ａの凹穴３ｂ内に与圧されて嵌め込まれた板ばね６が摩擦ローラ７を摩擦内ローラに圧接する圧し出し手段として働き、その圧力が、転がり軸受５を介して摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８を圧す力となる。
【００３２】
その圧接力のため、摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸３のトルクによる偏心軸３ａの軸心に働く力とが合成されて、摩擦ローラ７に回転トルクを発生する。
【００３３】
このときの、入力軸３の回転数に対する摩擦ローラ７の回転比（減速比）を１／Ｒとすれば、１／Ｒ＝（Ｄｏ−Ｄｒ）／Ｄｒ（Ｄｏ：摩擦内ローラ８の内径、Ｄｒ：摩擦ローラ７の径、Ｄｒ＝Ｄｏ−２ｅ）となり、摩擦ローラ７の径Ｄｒが摩擦内ローラ８の内径Ｄｏに近づくほど（偏心距離ｅが小さくなるほど）、大きな回転比が得られる。
【００３４】
また、摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８との面圧Ｐ1 は、Ｐ1 ＝Ｔ／μ・Ｄｒ（Ｔ：出力トルク、μ：摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８との間の摩擦係数）であり、この面圧Ｐ1 は板ばね６のばね力で与えられる。
【００３５】
出力軸４には円板４ａが一体構造で設けられ、この円板４ａには、摩擦ローラ７の複数の通し孔７ａと被駆動ローラ１２を介して係合し摩擦ローラ７よりトルクを出力軸４に伝達する複数の伝動軸１１が、円板４ａ上の同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に固設されている。
【００３６】
また、複数の伝動軸１１のピッチ円半径とピッチ（または、角度）は、摩擦ローラ７の複数の通し孔７ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）とそれぞれ同一となっている。
【００３７】
被駆動ローラ１２は、回転自在に各伝動軸１１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止されている。
【００３８】
摩擦ローラ７は出力軸４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ７の通し孔７ａの直径は、伝動軸１１に装着された被駆動ローラ１２の直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００３９】
以上の構成により、本検討例の差動摩擦ローラ減速装置においては、高減速比で減速された摩擦ローラ７の回転とトルクが、そのまま高減速比の出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸１１を介して出力軸４へ伝えられる。
【００４０】
一方、このような差動摩擦ローラ減速装置では、転がり軸受５は、高速回転する偏心軸３ａに回され、同時に摩擦内ローラ８と圧接する摩擦ローラ７の圧接力が負荷されているので、転がり軸受５の転動体（コロまたはボール）は次第に摩耗する。
【００４１】
摩擦ローラ７、摩擦内ローラ８、転がり軸受５、偏心軸３ａは、いずれも剛性が大きく耐摩耗性も高いので、良い潤滑環境であれば摩耗は少ないが、前述の従来の差動摩擦ローラ減速装置のように偏心軸３ａと転がり軸受５が直接嵌合し、高剛性の部品の僅かな変形による弾性によって摩擦力を保っているような構造の場合は、稼働後いくばくも無く、転がり軸受５の転動体が摩耗すると高剛性の部品の僅かな変形による弾性が失われ、この弾性で支えられていた摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８間の面圧が減少して摩擦力が失われ、動力伝達トルクが低下してしまう。
【００４２】
しかし、上記本検討例の差動摩擦ローラ減速装置では、偏心軸３ａと転がり軸受５との間に板ばね６のような弾性体を挟み込んで、摩擦ローラ７の周面を摩擦内ローラ８の内面に圧接させる圧し出し手段とし、転がり軸受５の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ７、摩擦内ローラ８間の面圧を維持できる範囲が大きい構成としたため、長期間の動力伝達性能を確保することができるものとなった。
【００４３】
本発明の実施の第１形態に係る差動摩擦ローラ減速装置を図５から図７に基づいて説明する。図５は本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図、図６は図５中Ｂ−Ｂ矢視による正面断面図，図７は図６の中央部の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【００４４】
なお、本実施の形態の図５から図７において、前述の検討例１の図１から図４におけると同じ部分には同一の符番を付して説明を省略し、異なる部分を主に説明を行い理解を容易とする。また、このことは後述の他の実施の形態において同様とする。
【００４５】
実施の第１形態の差動摩擦ローラ減速装置において、検討例１の差動摩擦ローラ減速装置と異なる部分は、入力軸２３の偏心軸２３ａを、楕円断面軸に代えて、矩形断面軸として偏心方向を明確にしたことである。
【００４６】
また、偏心軸２３ａを矩形断面軸としたため、偏心軸２３ａに直接転がり軸受２５を取付けることができないので、偏心軸２３ａに外嵌し且つ転がり軸受２５に内嵌する角孔筒２７を設け、偏心軸２３ａと角孔筒２７の間に板ばね２６を挟み込んだことで、他の構成部分は検討例１と同様である。
【００４７】
図において、ケーシング１にはケーシング蓋２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸２３と出力軸２４を同心に回転自由に支えている。ケーシング１の内側には、入力軸２３と同心に摩擦内ローラ８が圧嵌され、回転方向を固定される。
【００４８】
出力軸２４は、ケーシング蓋２に軸受１８、１８を介して回転可能に、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定して支持される。入力軸２３は、ケーシング１に軸受１３を介し支持され、出力軸２４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４によって軸方向を固定される。
【００４９】
入力軸２３には、その回転中心軸に平行で距離ｅだけ偏心した偏心軸２３ａが形成されている。偏心軸２３ａは偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を形成し、偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より若干小さい。
【００５０】
入力軸２３には、角孔筒２７が外嵌しており、角孔筒２７は、偏心軸２３ａの偏心方向に沿う平行平面に従って摺動可能であり、偏心軸２３ａの偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間ｓ2 ができるような角孔を有している。
【００５１】
また、角孔筒２７は、転がり軸受２５の内側に圧嵌し、角孔筒２７内面と偏心軸２３ａの偏心による張出し側の側面２３ｂとの隙間には、与圧された板ばね２６が挟み込まれている。角孔筒２７は偏心軸２３ａの平行平面にガイドされて隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【００５２】
角孔筒２７を内側に圧嵌した転がり軸受２５は、円板状の摩擦ローラ２８の中央の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ２８は摩擦内ローラ８内に組み込まれるが、図７は、摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８と組合わされていないフリーなときの角孔筒２７に、偏心軸２３ａと与圧された板ばね２６が嵌め込まれた状態を示しており、偏心軸２３ａの偏心による引込み側の側面２３ｃが角孔筒２７に当接している。
【００５３】
ケーシング１内で摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８と組合わされているときは、図７に２点鎖線で示すように、偏心軸２３ａの偏心による引込み側の面２３ｃと角孔筒２７と間に隙間ｓ2 ができ、板ばね２６は押されて変形し、大きな弾性力が角孔筒２７を介して転がり軸受２５に負荷されるようになっている。
【００５４】
転がり軸受２５は円板状の摩擦ローラ２８の中心部の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ２８の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ２８の円板状の側面には、同一半径（ピッチ円半径）上で等角度となる位置に入力軸２３の軸方向の複数の通し孔２８ａが開けられている。
【００５５】
摩擦内ローラ８内に摩擦ローラ２８が組み込まれて、入力軸２３の偏心軸２３ａの回転によって摩擦ローラ２８が偏心回転するとき、偏心軸２３ａの偏心による張出し側の面２３ｂと角孔筒２７の隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばね２６が摩擦ローラ２８を摩擦内ローラに圧接する圧し出し手段として働き、その圧力が、転がり軸受２５を介して摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８を圧す力となる。
【００５６】
この圧接力のため、摩擦ローラ２８と摩擦内ローラ８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸２３のトルクによる偏心軸２３ａの軸心に働く力とが合成されて、摩擦ローラ２８に回転トルクが発生する。
【００５７】
本実施の形態の入力軸２３の回転数に対する摩擦ローラ２８の回転比（減速比）、摩擦ローラ２８と摩擦内ローラ８との面圧の計算式は、検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね２６のばね力で与えられる。
【００５８】
出力軸２４には円板２４ａが一体構造で設けられ、円板２４ａには、摩擦ローラ２８の複数の通し孔２８ａのそれぞれと被駆動ローラ１２を介して係合して摩擦ローラ２８よりトルクを出力軸２４に伝達する複数の伝動軸１１が、円板２４ａ上の同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に固設されている。
【００５９】
また、複数の伝動軸１１のピッチ円半径とピッチ（または、角度）は、摩擦ローラ２８の複数の通し孔２８ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）とそれぞれ同一となっている。
【００６０】
被駆動ローラ１２は、回転自在に各伝動軸１１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止されている。
【００６１】
摩擦ローラ２８は出力軸２４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ２８の通し孔２８ａの直径は、伝動軸１１に装着された被駆動ローラ１２の直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００６２】
以上の構成により、本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置においては、高減速比で減速された摩擦ローラ２８の回転とトルクが、そのまま高減速比の出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸１１を介して出力軸２４へ伝えられる。
【００６３】
本実施の形態においても、前述の検討例１で説明したと同様に、偏心軸２３ａと角孔筒２７との隙間に板ばね２６のような弾性体を挟み込んで、摩擦ローラ２８の周面を摩擦内ローラ８の内面に圧接させる圧し出し手段とし、転がり軸受２５の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ２８、摩擦内ローラ８間の面圧を維持できる範囲が大きい構成としたため、長期間の動力伝達性能を確保することができるものとなった。
【００６４】
図８に基づいて本発明に係り本発明者が検討した検討例２の差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図８は、本検討例の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【００６５】
本検討例２の差動摩擦ローラ減速装置は、前述の検討例１の差動摩擦ローラ減速装置の入力軸３に形成されている偏心軸３ａと同様の楕円断面形状の３組の偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃを、同じ偏心寸法ｅで入力軸３３の軸方向に順に１８０度づつ変移位相角度を換え、且つそれらの軸方向長さを１対２対１の比にして連接して設けている。
【００６６】
更にそれぞれの偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃに組合わされる転がり軸受３５、５、３５、同じ外径の摩擦ローラ３７、７、３７、各摩擦ローラ３７、７、３７を摩擦内ローラ３８へ圧接する圧し出し手段である与圧された板ばね３６、６、３６も、その幅（すなわち、入力軸方向長さ）と圧し出し力をそれぞれ１対２対１の比にして側接して３組設け、摩擦ローラ３７、７、３７を共通の幅広の摩擦内ローラ３８に内接し、共通の伝動軸４１を介して出力軸４より減速回転を取り出すように構成したものである。
【００６７】
図において、ケーシング３１にはケーシング蓋３２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸３３と出力軸４を同心に回転自由に支えている。ケーシング３１の内側には、入力軸３３と同心に摩擦内ローラ３８が固定して圧嵌され、ケーシング蓋３２により締め付けらており、その回転方向はケーシング３１に対して固定される。
【００６８】
出力軸４は、軸受１８、１８を介してケーシング蓋３２に回転可能に支持され、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定される。
【００６９】
入力軸３３は軸受１３を介してケーシング３１に支持され、また、出力軸４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４により軸方向を固定される。
【００７０】
入力軸３３には、その回転中心軸に平行で同じ距離ｅだけ偏心した偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃが入力軸の軸方向に順番に形成されている。偏心軸３３ｂと偏心軸３３ｃの軸方向長さは偏心軸３３ａの軸方向長さの半分にしてある。また、偏心軸３３ｂと偏心軸３３ｃの偏心位相角度は偏心軸３３ａに対して１８０度回した角度位置である。
【００７１】
各偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃは偏心による張出し側または引込み側において、それぞれに外嵌する転がり軸受３５、５、３５の内面と一定の隙間ｓ1 が置けるように、偏心方向の軸幅が、偏心方向に直角の軸幅より若干小さい楕円断面に形成されている。
【００７２】
各偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの張出し側の外側面には、４角形の凹穴が設けてあり、偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴は偏心軸３３ａの凹穴の半分の幅（すなわち、軸方向長さ）となっている。
【００７３】
偏心軸３３ａの凹穴の中には複数の曲げた鋼板からなる板ばね６が、偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴の中には板ばね６の半分の幅の板ばね３６が嵌め込まれている。
【００７４】
偏心軸３３ａの外周には転がり軸受５が外嵌し、偏心軸３３ｂ、３３ｃの外周にはそれぞれ転がり軸受３５、３５が外嵌しているが、転がり軸受５および転がり軸受３５、３５はそれぞれが外嵌している偏心軸に対して隙間ｓ1 だけ偏心方向へ移動することが可能である。
【００７５】
図４は、検討例１において摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態を示すものであるが、この図４の状態は、本実施の形態において摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態も示すものとすることができる。
【００７６】
そしてさらに、摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８と組合わされていないときの転がり軸受３５、３５にそれぞれ偏心軸３３ｂ、３３ｃと与圧された板ばね３６、３６とを嵌め込んだ状態も同様に示すものとすることができる。
【００７７】
しかし、ケーシング３１内に摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８と組合わされているときは、偏心軸３３ａの偏心による引込み側の側面と転がり軸受５の内周面との間には隙間ｓ1 ができ、板ばね６が押されて変形し、大きな弾性力が転がり軸受５に負荷される。
【００７８】
また、摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８と組合わされているときは、偏心軸３３ｂ、３３ｃの偏心方向の引込み側の側面と転がり軸受３５、３５の内周面との間に隙間ｓ1 ができ、板ばね３６、３６は押されて変形し、大きな弾性力が各転がり軸受３５、３５に負荷される。これらの状態は、検討例１に関し示した図２、図３に示される状態と同様となる。
【００７９】
隔筒３４、１７と隔板４７、４７は、転がり軸受３５、５、３５が偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃ上で軸方向にずれないようにするために設置されている。
【００８０】
転がり軸受５の外周には、円板状の摩擦ローラ７がその中心部の貫通孔において圧嵌めで固定され、転がり軸受３５、３５の外周には円板状の摩擦ローラ３７、３７がその中心部の貫通孔において圧嵌めで固定され、摩擦ローラ３７、７、３７の外周は摩擦ローラ面を形成し、各摩擦ローラ共、側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸３３の軸方向の複数の３７ａ、７ａ、３７ａが開けられている。
【００８１】
摩擦内ローラ３８の内側に各摩擦ローラ３７、７、３７が組み込まれて、入力軸３３の偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの回転によって偏心回転するとき、摩擦ローラ７においては偏心軸３３ａの凹穴内に与圧されて嵌め込まれた板ばね６の圧力が転がり軸受５を介して摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８を圧す力となり、摩擦ローラ３７、３７においては偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴内に与圧されて嵌め込まれた板ばね３６、３６の圧力が転がり軸受３５、３５を介して摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８を圧す力となる。
【００８２】
この圧接力のため、各摩擦ローラ３７、７、３７と摩擦内ローラ３８の間には摩擦力が生じ、この摩擦力と入力軸３３のトルクによる偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの軸心に働く力とが合成されて、各摩擦ローラ３７、７、３７に回転トルクを発生する。
【００８３】
このときの、入力軸３３の回転数に対する摩擦ローラ３７、７、３７の回転比（減速比）、摩擦ローラ３７、７，３７と摩擦内ローラ３８との面圧の計算式は検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね３６、６、３６のばね力で与えられる。
【００８４】
出力軸４と一体の円板４ａには、摩擦ローラ３７、７、３７それぞれの複数の通し孔３７ａ、７ａ、３７ａと被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａを介して係合して摩擦ローラ３７、７、３７よりトルクを伝達する複数の伝動軸４１が設けられている。
【００８５】
伝動軸４１は、そのピッチ円半径とピッチ（または、角度）が、摩擦ローラ３７、７、３７のそれぞれの複数の通し孔３７ａ、７ａ、３７ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）と同一となるように固設されている。
【００８６】
被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａは、同一外径を有し回転自在に各伝動軸４１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止され、それぞれ通し孔３７ａ、７ａ、３７ａ内に位置している。
【００８７】
摩擦ローラ３７、７、３７は出力軸４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ３７、７、３７の各通し孔３７ａ、７ａ、３７ａの直径は、伝動軸４１の被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａの直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００８８】
このようにして、減速された摩擦ローラ３７、７、３７の回転とトルクが、そのまま出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸４１を介して出力軸４へ伝えられる。
【００８９】
各伝動軸４１に設けられた座環４２、４２、４２は摩擦ローラ３７、７、３７の位置がずれないようにするために置かれている。
【００９０】
本検討例の場合、摩擦ローラ３７、７、３７の摩擦力伝達幅（入力軸方向長さ）が合わせて検討例１の２倍となっているので、動力伝達能力は倍増する。
【００９１】
また、摩擦内ローラ３８への圧接力は、摩擦ローラ７に対して、摩擦ローラ３７、３７を１８０°回転し対向させているので、偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃにおいて負荷される入力軸３３の曲げモーメントを入力軸３３内でバランスさせることができ、入力軸３３の軸受１３、１６の負荷を著しく軽減させると同時に、摩擦ローラ３７、７、３７、および軸受３５、５、３５等の偏心回転重量をバランスさせることができる。
【００９２】
図９に基づいて本発明の実施の第２形態に係る差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図９は、本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【００９３】
本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置は、図５から図７に示す前述の実施の第１形態の差動摩擦ローラ減速装置の入力軸２３に形成されている偏心軸２３ａと同様の矩形断面の３組の偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃを、同じ偏心寸法ｅで入力軸４３の軸方向に順に１８０度づつ位相を換え、且つそれらの入力軸方向長さを１対２対１の比にして連接して設けている。
【００９４】
更にそれぞれの偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃに組合わされる角孔筒４４、２７、４４、転がり軸受４５、２５、４５、同じ外径の摩擦ローラ４８、２８、４８、各摩擦ローラ４８、２８、４８を摩擦内ローラ３８へ圧接する圧し出し手段である与圧された板ばね４６、２６、４６も、その幅（すなわち、入力軸方向長さ）と圧し出し力をそれぞれ１対２対１の比にして側接して３組設け、摩擦ローラ４８、２８、４８を共通の幅広の摩擦内ローラ３８に内接し、共通の伝動軸４１を介して出力軸２４より減速回転を取り出すように構成したものである。
【００９５】
図において、ケーシング３１にはケーシング蓋３２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸４３と出力軸２４を同心に回転自由に支えている。ケーシング３１の内側には、入力軸４３と同心に摩擦内ローラ３８が固定して圧嵌され、ケーシング蓋３２により締め付けらており、その回転方向はケーシング３１に対して固定される。
【００９６】
出力軸２４は、軸受１８、１８を介してケーシング蓋３２に回転可能に支持され、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定される。
【００９７】
入力軸４３は軸受１３を介してケーシング３１に支持され、また、出力軸２４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４により軸方向を固定される。
【００９８】
入力軸４３には、その回転中心軸に平行で同じ距離ｅだけ偏心した偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃが入力軸４３の軸方向に順番に形成されている。偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃの軸方向長さは偏心軸４３ａの軸方向長さの半分にしてある。また、偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃの偏心位相角度は偏心軸４３ａに対して１８０度回した角度位置となっている。
【００９９】
各偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃは偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を形成し、偏心軸４３ａには角孔筒２７が外嵌している。角孔筒２７は偏心軸４３ａの偏心方向の平行平面に沿って摺動可能であり、偏心軸４３ａの偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間ｓ2 ができるような角孔を有している。
【０１００】
角孔筒２７は転がり軸受２５の内側に圧嵌され、角孔筒２７内面と偏心軸４３ａの偏心による張出し側の側面との隙間には、与圧された板ばね２６が挟み込まれている。角孔筒２７は偏心軸４３ａにガイドされて、隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【０１０１】
摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ３８と組合わされていないフリーなときの角孔筒２７に、偏心軸４３ａと与圧された板ばね２６とが嵌め込まれた状態の正面図は、図７の偏心軸２３ａを偏心軸４３ａに置き換えればよい。
【０１０２】
偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃは、偏心軸４３ａの両側に連接し、偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃ周りの各部分、角孔筒４４、４４、転がり軸受４５、４５、板ばね４６、４６、摩擦ローラ４８、４８の正面の形状は図７に示した偏心軸４３ａ周りの部分の形状と同じ形状をなしている。
【０１０３】
側面から見た偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃ周りの各部分、角孔筒４４、４４、転がり軸受４５、４５、板ばね４６、４６、摩擦ローラ４８、４８の幅（すなわち、入力軸方向長さ）は、全て偏心軸４３ａ周りの部分、角孔筒２７、転がり軸受２５、板ばね２６、摩擦ローラ２８の半分の幅（入力軸方向長さ）となっている。角孔筒４４、４４は偏心軸４３ｂ、４３ｃにガイドされて隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【０１０４】
隔筒３４、１７と隔板４７、４７は，転がり軸受４５、２５、４５が偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃ上で軸方向にずれないようにするために設置されている。
【０１０５】
転がり軸受２５の外周には円板状の摩擦ローラ２８が圧嵌めで固定され、転がり軸受４５、４５の外周にはそれぞれ円板状の摩擦ローラ４８、４８が圧嵌めで固定され、摩擦ローラ４８、２８、４８の外周は摩擦ローラ面を形成し、各摩擦ローラ共、側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸４３の軸方向の複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａが開けられている。
【０１０６】
摩擦内ローラ３８内に各摩擦ローラ４８、２８、４８が組み込まれて、それぞれ入力軸４３の偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃの回転によって偏心回転するとき、摩擦ローラ２８においては偏心軸４３ａに与圧されて嵌め込まれた板ばね２６の圧力が転がり軸受２５を介して摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ３８を圧す力となり、摩擦ローラ４８、４８においては偏心軸４３ｂ、４３ｃに与圧されて嵌め込まれた板ばね４６、４６の圧力が転がり軸受４５、４５を介して摩擦ローラ４８、４８が摩擦内ローラ３８を圧す力となる。
【０１０７】
この圧接力のため、各摩擦ローラ４８、２８、４８と摩擦内ローラ３８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸４３のトルクによる偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃの軸心に働く力とが合成されて、各摩擦ローラ４８、２８、４８に回転トルクが発生する。
【０１０８】
このときの、入力軸４３の回転数に対する摩擦ローラ４８、２８、４８の回転比（減速比）、摩擦ローラ４８、２８、４８と摩擦内ローラ３８との面圧の計算式は検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね４６、２６、４６のばね力で与えられる。
【０１０９】
出力軸２４と一体の円板２４ａには、摩擦ローラ４８、２８、４８のそれぞれの複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａと被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａを介して係合して摩擦ローラ２８、４８、４８からトルクを伝達する複数の伝動軸４１が設けられている。
【０１１０】
伝動軸４１は、そのピッチ円半径とピッチ（または、角度）が、摩擦ローラ４８、２８、４８のそれぞれの複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）と同一となるように固設されている。
【０１１１】
被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａは、同一外径を有し回転自在に各伝動軸４１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止され、それぞれ通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａ内に位置している。
【０１１２】
摩擦ローラ４８、２８、４８は出力軸２４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ４８、２８、４８の各通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａの直径は、伝動軸４１の被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａの直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【０１１３】
このようにして、減速された摩擦ローラ２８、４８、４８の回転とトルクが、そのまま出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸４１を介して出力軸２４へ伝えられる。
【０１１４】
各伝動軸４１に設けられた座環４２、４２、４２は摩擦ローラ４８、２８、４８の位置がずれないようにするために置かれている。
【０１１５】
本実施の形態の場合、摩擦ローラ４８、２８、４８の摩擦力伝達幅（入力軸方向長さ）が合わせて検討例１、実施の第１形態の２倍となっているので、動力伝達能力は倍増する。
【０１１６】
また、摩擦内ローラ３８への圧接力は、摩擦ローラ２８に対して、摩擦ローラ４８、４８を１８０°回転し対向させているので、偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃにおいて負荷される入力軸４３の曲げモーメントを入力軸４３内でバランスさせることができ、入力軸４３の軸受１３、１６の負荷を著しく軽減させると同時に、摩擦ローラ４８、２８、４８、および転がり軸受４５、２５、４５等の偏心回転重量をバランスさせることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、差動摩擦ローラ減速装置を、ケーシングに軸受を介して回転自由に支持され、回転中心軸に平行で偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より小さい偏心軸を設けた入力軸と、外周に摩擦ローラ面が形成され側面の同一ピッチ円上の等角度の位置に前記入力軸方向の複数の通し孔が開けられ中心部に貫通孔を有する円板状の摩擦ローラと、同摩擦ローラの貫通孔に圧嵌し前記偏心軸との間に設けられた転がり軸受と、前記ケーシング内に前記入力軸と同心に且つ前記摩擦ローラを囲む位置に固設された摩擦内ローラと、前記偏心軸と前記転がり軸受との間に設けられ同転がり軸受を介して前記摩擦ローラを偏心方向へ圧し出して摩擦内ローラに圧接させる圧し出し手段と、前記複数の通し孔のそれぞれと係合して摩擦ローラからトルクを伝達する複数の伝動軸を前記通し孔と同一半径のピッチ円上の等角度の位置に固設した円板と、同円板と一体構造でケーシングに軸受を介して回転自由に前記入力軸と同心に支えられる出力軸とを有してなる差動摩擦ローラ減速装置であって、前記偏心軸は偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を有し、前記平行平面と摺動可能で且つ同偏心軸の偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間を形成する角孔を有する角孔筒を外嵌し、同角孔筒は前記転がり軸受の内側に圧嵌されたものであり、前記圧し出し手段は前記角孔筒内面と前記偏心軸の張出し側の側面との隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばねであるように構成したので、入力軸の回転によって転がり軸受を介して入力軸の偏心軸に転がり軸受を介して外嵌する摩擦ローラが偏心回転するとき、前記圧し出し手段の作用により摩擦ローラ面が前記ケーシング内に固設された摩擦内ローラの内面と確実に圧接して転動し、騒音を発生すること無く静粛に、摩擦ローラと摩擦内ローラの間の摩擦力と、入力軸のトルクにより偏心軸の軸心に働く力とにより生じた摩擦ローラの高減速比の差動減速回転とトルクを、伝動軸を介して出力軸へ伝えることができるとともに、転がり軸受の転動体が摩耗しても、圧し出し手段により摩擦ローラと摩擦内ローラ間の面圧を維持できるため、長期間の動力伝達性能を確保することができる。
そして、偏心軸を矩形断面の角軸に形成し、角孔筒を介して転がり軸受を外嵌したため、摩擦ローラの偏心方向が確実となり、また、入力軸の回転によって前記摩擦ローラが偏心回転するとき、角孔筒内面と偏心軸の側面との隙間の与圧された板ばねの圧力が摩擦ローラが摩擦内ローラを圧す力となり、転がり軸受等の磨耗が生じても、ローラ間の摩擦力が確実に働き、高減速比における差動減速回転と高い伝達トルクと保持できる範囲が大きく、より長期間の動力伝達性能を確保することができる。
【０１２１】
（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載の差動摩擦ローラ減速装置において、前記入力軸の偏心軸は、同じ偏心寸法で同入力軸の軸方向に順に１８０度ずつ偏心位相角度を換え、軸方向長さを１対２対１の比で連接して設けられた３組の偏心軸であり、前記摩擦ローラ、転がり軸受および圧し出し手段は、前記３組の偏心軸のそれぞれに組合わされ且つその幅と伝達する圧し出し力を前記順に１対２対１の比とした側接する３組の同じ外径の摩擦ローラ、側接する３組の転がり軸受および側接する３組の圧し出し手段であって、前記摩擦内ローラは、前記側接する３組の同じ外径の摩擦ローラに共通に外接する幅広の摩擦内ローラであり、前記出力軸は前記側接する３組の摩擦ローラから共通の前記伝動軸を介して差動減速回転を取り出すように構成してなるようにしたので、請求項１の発明の効果に加え、動力伝達能力が倍増し、また、摩擦ローラへの圧接力が対向して働くため、入力軸の曲げモーメントが入力軸内でバランスし入力軸の軸受の負荷が著しく軽減すると同時に、偏心回転重量がバランスし、回転性能が向上して振動、騒音の少ない減速装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係り本発明者が検討した検討例１の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図２】 図１中Ａ−Ａ矢視による正面断面図である。
【図３】 図２中央部の詳細図である。
【図４】 図３の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【図５】 本発明の実施の第１形態に係る差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図６】 図５中Ｂ−Ｂ矢視による正面断面図である。
【図７】 図６の中央部の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【図８】 本発明に係り本発明者が検討した検討例２の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図９】 本発明の実施の第２形態に係る差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ ケーシング蓋
３ 入力軸
３ａ 偏心軸
４ 出力軸
５ 転がり軸受
６ 板ばね
７ 摩擦ローラ
７ａ 通し孔
８ 摩擦内ローラ
１１ 伝動軸
１２、１２ａ 被駆動ローラ
２３ 入力軸
２３ａ 偏心軸
２４ 出力軸
２５ 転がり軸受
２６ 板ばね
２７ 角孔筒
２８ 摩擦ローラ
２８ａ 通し孔
３１ ケーシング
３２ ケーシング蓋
３３ 入力軸
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 偏心軸
３５ 転がり軸受
３６ 板ばね
３７ 摩擦ローラ
３８ 摩擦内ローラ
３８ａ 通し孔
４１ 伝動軸
４３ 入力軸
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 偏心軸
４５ 転がり軸受
４６ 板ばね
４８ 摩擦ローラ
４８ａ 通し孔
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械的な減速装置に関し、特に小形軽量で静粛な大減速比の差動摩擦ローラ減速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、コンパクトな機械的な減速装置として歯車を使用した差動歯車減速機が用いられているが、歯車減速機は騒音を発するので、静かな環境を求められる場所での使用は制約されていた。
【０００３】
その条件に合う減速装置として、入力軸に太陽ローラを直結し、その外周に複数の遊星ローラを配置し、遊星ローラの外側を固定内輪で締め付ける、遊星ローラ減速装置が提供されてきたが、遊星ローラ減速装置は減速比と伝達トルクに限界があって、１段での高減速比は望めず、高減速比と然るべき伝達トルクを得るには、２段、３段の減速機構を必要とし、コスト面等に難点があった。
【０００４】
差動摩擦ローラ減速装置は１段で高減速比が得られるものであり、従来のものの例として、特開昭５３−７２９６１号に示されるものがある。この差動摩擦ローラ減速装置は、入力軸に設けられた偏心軸に、転がり軸受を介して出力遊星ローラ（摩擦ローラ）が回転自由に嵌装され、出力遊星ローラの外周面がケーシングに焼嵌めされた外側輪（摩擦内ローラ）の内周面と与圧を与えられた状態で接触し、その摩擦力と偏心軸より遊星ローラへ伝えられた回転力を合成し、出力トルクとして出力軸から動力を取り出す構成となっている。
【０００５】
その減速比１／Ｒは、１／Ｒ＝（Ｄｏ−Ｄｒ）／Ｄｒ（Ｄｏ：外側輪の軌道径、Ｄｒ：出力遊星ローラ径）となり、出力遊星ローラ径が外側輪の軌道径に近づくほど、大きな減速比が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、太陽ローラに複数の遊星ローラを等分角配置した遊星ローラ減速装置は、単段では減速比を大きくとることが困難であり、高減速比を得るためには２段、３段の減速機構の設置が必要となり、装置が大きくなって、部品数が増え、高コストとなる。
【０００７】
また、特開昭５３−７２９６１号で開示されたような、大径の出力遊星ローラと、この出力遊星ローラより少し内径が大きな外側輪を用いた従来の差動摩擦ローラ減速装置は、入力軸に設けられた偏心軸に転がり軸受を介して出力遊星ローラが嵌装され、出力遊星ローラの外周面がケーシングに固定の外側輪の内周面と圧接し、その摩擦力で動力を伝える構成となっており、しかも、焼き嵌め等で組み立てることによって、剛性の高い部材同士を機械的に拘束して接触させてその圧接力を得ている。
【０００８】
しかし、転がり軸受は、高速回転する偏心軸に回されると同時に外側輪と圧接する出力遊星ローラの圧接力が負荷されるので、転がり軸受の転動体（コロまたはボール）は次第に摩耗する。
【０００９】
上記の従来の差動摩擦ローラ減速装置の摩擦伝動機構は、剛性の高い部材同士の機械的な拘束と接触とで成り立っており、剛性の高い部材の僅かな変形を出力遊星ローラ（摩擦ローラ）と外側輪（摩擦内ローラ）の圧接力に利用しているので、上記のように、転がり軸受の転動体等に僅かな摩耗でも生じると圧接力が減少し、動力伝達能力が失われる結果となり、耐久性、実用性に問題があった。
【００１０】
本発明は、高速回転する偏心軸に回され、出力遊星ローラ（摩擦ローラ）の負荷を受ける転がり軸受が、摩耗しても動力伝達能力を失うことのない範囲の大きい静粛でコンパクトな高減速比の差動摩擦ローラ減速装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、その第１の手段として、ケーシングに軸受を介して回転自由に支持され、回転中心軸に平行で偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より小さい偏心軸を設けた前記入力軸と、外周に摩擦ローラ面が形成され側面の同一ピッチ円上の等角度の位置に前記入力軸方向の複数の通し孔が開けられ中心部に貫通孔を有する円板状の摩擦ローラと、同摩擦ローラの貫通孔に圧嵌し前記偏心軸との間に設けられた転がり軸受と、前記ケーシング内に前記入力軸と同心に且つ前記摩擦ローラを囲む位置に固設された摩擦内ローラと、前記偏心軸と前記転がり軸受との間に設けられ同転がり軸受を介して前記摩擦ローラを偏心方向へ圧し出して摩擦内ローラに圧接させる圧し出し手段と、前記複数の通し孔のそれぞれと係合して摩擦ローラからトルクを伝達する複数の伝動軸を前記通し孔と同一半径のピッチ円上の等角度の位置に固設した円板と、同円板と一体構造でケーシングに軸受を介して回転自由に前記入力軸と同心に支えられる前記出力軸とを有してなる差動摩擦ローラ減速装置であって、前記偏心軸は偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を有し、前記平行平面と摺動可能で且つ同偏心軸の偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間を形成する角孔を有する角孔筒を外嵌し、同角孔筒は前記転がり軸受の内側に圧嵌されたものであり、前記圧し出し手段は前記角孔筒内面と前記偏心軸の張出し側の側面との隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばねであることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置を提供する。
【００１２】
第１の手段によれば、入力軸の回転によって転がり軸受を介して入力軸の偏心軸に転がり軸受を介して外嵌する摩擦ローラが偏心回転するとき、前記圧し出し手段の作用により摩擦ローラ面が前記ケーシング内に固設された摩擦内ローラの内面と確実に圧接して転動し、騒音を発生すること無く静粛に、摩擦ローラと摩擦内ローラの間の摩擦力と、入力軸のトルクにより偏心軸の軸心に働く力とにより生じた摩擦ローラの高減速比の差動減速回転とトルクを、前記伝動軸を介して出力軸へ伝えるとともに、圧し出し手段により転がり軸受の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ、摩擦内ローラ間の面圧を維持でき、長期間の動力伝達性能を維持する。
そして、入力軸の回転によって前記摩擦ローラが偏心回転するとき、角孔筒内面と偏心軸の側面との隙間の与圧された板ばねの圧力が摩擦ローラが摩擦内ローラを圧す力となり、転がり軸受等の磨耗が生じても、ローラ間の摩擦力が確実に働く範囲が大きく、高減速比における差動減速回転と高い伝達トルクと保持できる。
【００１９】
（２）また、第２の手段として、第１の手段の差動摩擦ローラ減速装置において、前記入力軸の偏心軸は、同じ偏心寸法で同入力軸の軸方向に順に１８０度ずつ偏心位相角度を換え、軸方向長さを１対２対１の比で連接して設けられた３組の偏心軸であり、前記摩擦ローラ、転がり軸受および圧し出し手段は、前記３組の偏心軸のそれぞれに組合わされ且つその幅と伝達する圧し出し力を前記順に１対２対１の比とした側接する３組の同じ外径の摩擦ローラ、側接する３組の転がり軸受および側接する３組の圧し出し手段であって、前記摩擦内ローラは、前記側接する３組の同じ外径の摩擦ローラに共通に外接する幅広の摩擦内ローラであり、前記出力軸は前記側接する３組の摩擦ローラから共通の前記伝動軸を介して差動減速回転を取り出すように構成してなることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置を提供する。
【００２０】
第２の手段によれば、第１の手段の作用に加え、動力伝達能力が倍増し、また、摩擦ローラへの圧接力が対向して働くので、入力軸の曲げモーメントが入力軸内でバランスし入力軸の軸受の負荷が著しく軽減すると同時に、偏心回転重量がバランスし、回転性能が向上する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１から図４に基づき、本発明に係り本発明者が検討した検討例１の差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図１は本検討例の摩擦ローラ減速装置の側面断面図、図２は図１中Ａ−Ａ矢視による正面断面図、図３は図２の中央部の詳細図、図４は図３の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【００２２】
図において、ケーシング１にはケーシング蓋２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸３と出力軸４を同心に回転自由に支えている。ケーシング１の内側には、入力軸３と同心に摩擦内ローラ８が圧嵌され、ケーシング蓋２により締め付けられており、その回転方向はケーシング１に対して固定される。
【００２３】
出力軸４には、軸受１８、１８が軸受ナット２１により取付けられ、出力軸４はケーシング蓋２に軸受１８、１８を介して支持される。軸受１８、１８は軸受カバー２２によりケーシング蓋２に軸方向を固定される。
【００２４】
入力軸３は、ケーシング１に軸受１３，隔筒１５を介し支持され、また、出力軸４の中心穴において軸受１６，隔筒１７を介して支持される。軸受１３は軸受カバー１４によりケーシング１に軸方向を固定される。
【００２５】
入力軸３には、隔筒１５と隔筒１７の間において、その回転中心軸に平行で距離ｅだけ偏心した偏心軸３ａが形成されている。偏心軸３ａは偏心による張出し側と引込み側において外嵌される転がり軸受５の内面との間に一定の隙間ｓ1 を置けるように、偏心方向の軸幅を、偏心方向に直角の軸幅より若干減らした楕円断面に形成されている。
【００２６】
このため、偏心軸３ａの外周に転がり軸受５を外嵌した状態で、転がり軸受５は隙間ｓ1 だけ偏心方向へ移動することが可能となっている。
【００２７】
また、偏心軸３ａの偏心による張出し側の側面には４角形の凹穴３ｂを設けてあり、この凹穴３ｂの中に複数の曲げた鋼板からなる板ばね６が嵌め込まれている。
【００２８】
転がり軸受５の外周には、円板状の摩擦ローラ７がその中心部に設けられた貫通孔において圧嵌めで固定され、摩擦ローラ７の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ７は摩擦内ローラ８内に組み込まれるが、図４に、摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態を示す。この状態では、偏心軸３ａの偏心による引込み側の側面３ｃは転がり軸受５に当接している。
【００２９】
しかし、ケーシング１内に摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされているときは、図３に示すように、偏心軸３ａの偏心による引込み側の側面３ｃと、転がり軸受５の内周面の間には隙間ｓ1 ができ、板ばね６は押されて変形し、偏心方向の大きな弾性力が転がり軸受５に負荷されている状態となっている。
【００３０】
転がり軸受５は、円板状の摩擦ローラ７の中央の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ７の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ７の円板状の側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸３の軸方向の複数の通し孔７ａが開けられている。
【００３１】
摩擦内ローラ８内に摩擦ローラ７が組み込まれた状態で、入力軸３の偏心軸３ａの回転によって摩擦ローラ７が偏心回転するとき、摩擦ローラ７には偏心軸３ａの凹穴３ｂ内に与圧されて嵌め込まれた板ばね６が摩擦ローラ７を摩擦内ローラに圧接する圧し出し手段として働き、その圧力が、転がり軸受５を介して摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８を圧す力となる。
【００３２】
その圧接力のため、摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸３のトルクによる偏心軸３ａの軸心に働く力とが合成されて、摩擦ローラ７に回転トルクを発生する。
【００３３】
このときの、入力軸３の回転数に対する摩擦ローラ７の回転比（減速比）を１／Ｒとすれば、１／Ｒ＝（Ｄｏ−Ｄｒ）／Ｄｒ（Ｄｏ：摩擦内ローラ８の内径、Ｄｒ：摩擦ローラ７の径、Ｄｒ＝Ｄｏ−２ｅ）となり、摩擦ローラ７の径Ｄｒが摩擦内ローラ８の内径Ｄｏに近づくほど（偏心距離ｅが小さくなるほど）、大きな回転比が得られる。
【００３４】
また、摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８との面圧Ｐ1 は、Ｐ1 ＝Ｔ／μ・Ｄｒ（Ｔ：出力トルク、μ：摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８との間の摩擦係数）であり、この面圧Ｐ1 は板ばね６のばね力で与えられる。
【００３５】
出力軸４には円板４ａが一体構造で設けられ、この円板４ａには、摩擦ローラ７の複数の通し孔７ａと被駆動ローラ１２を介して係合し摩擦ローラ７よりトルクを出力軸４に伝達する複数の伝動軸１１が、円板４ａ上の同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に固設されている。
【００３６】
また、複数の伝動軸１１のピッチ円半径とピッチ（または、角度）は、摩擦ローラ７の複数の通し孔７ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）とそれぞれ同一となっている。
【００３７】
被駆動ローラ１２は、回転自在に各伝動軸１１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止されている。
【００３８】
摩擦ローラ７は出力軸４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ７の通し孔７ａの直径は、伝動軸１１に装着された被駆動ローラ１２の直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００３９】
以上の構成により、本検討例の差動摩擦ローラ減速装置においては、高減速比で減速された摩擦ローラ７の回転とトルクが、そのまま高減速比の出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸１１を介して出力軸４へ伝えられる。
【００４０】
一方、このような差動摩擦ローラ減速装置では、転がり軸受５は、高速回転する偏心軸３ａに回され、同時に摩擦内ローラ８と圧接する摩擦ローラ７の圧接力が負荷されているので、転がり軸受５の転動体（コロまたはボール）は次第に摩耗する。
【００４１】
摩擦ローラ７、摩擦内ローラ８、転がり軸受５、偏心軸３ａは、いずれも剛性が大きく耐摩耗性も高いので、良い潤滑環境であれば摩耗は少ないが、前述の従来の差動摩擦ローラ減速装置のように偏心軸３ａと転がり軸受５が直接嵌合し、高剛性の部品の僅かな変形による弾性によって摩擦力を保っているような構造の場合は、稼働後いくばくも無く、転がり軸受５の転動体が摩耗すると高剛性の部品の僅かな変形による弾性が失われ、この弾性で支えられていた摩擦ローラ７と摩擦内ローラ８間の面圧が減少して摩擦力が失われ、動力伝達トルクが低下してしまう。
【００４２】
しかし、上記本検討例の差動摩擦ローラ減速装置では、偏心軸３ａと転がり軸受５との間に板ばね６のような弾性体を挟み込んで、摩擦ローラ７の周面を摩擦内ローラ８の内面に圧接させる圧し出し手段とし、転がり軸受５の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ７、摩擦内ローラ８間の面圧を維持できる範囲が大きい構成としたため、長期間の動力伝達性能を確保することができるものとなった。
【００４３】
本発明の実施の第１形態に係る差動摩擦ローラ減速装置を図５から図７に基づいて説明する。図５は本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図、図６は図５中Ｂ−Ｂ矢視による正面断面図，図７は図６の中央部の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【００４４】
なお、本実施の形態の図５から図７において、前述の検討例１の図１から図４におけると同じ部分には同一の符番を付して説明を省略し、異なる部分を主に説明を行い理解を容易とする。また、このことは後述の他の実施の形態において同様とする。
【００４５】
実施の第１形態の差動摩擦ローラ減速装置において、検討例１の差動摩擦ローラ減速装置と異なる部分は、入力軸２３の偏心軸２３ａを、楕円断面軸に代えて、矩形断面軸として偏心方向を明確にしたことである。
【００４６】
また、偏心軸２３ａを矩形断面軸としたため、偏心軸２３ａに直接転がり軸受２５を取付けることができないので、偏心軸２３ａに外嵌し且つ転がり軸受２５に内嵌する角孔筒２７を設け、偏心軸２３ａと角孔筒２７の間に板ばね２６を挟み込んだことで、他の構成部分は検討例１と同様である。
【００４７】
図において、ケーシング１にはケーシング蓋２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸２３と出力軸２４を同心に回転自由に支えている。ケーシング１の内側には、入力軸２３と同心に摩擦内ローラ８が圧嵌され、回転方向を固定される。
【００４８】
出力軸２４は、ケーシング蓋２に軸受１８、１８を介して回転可能に、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定して支持される。入力軸２３は、ケーシング１に軸受１３を介し支持され、出力軸２４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４によって軸方向を固定される。
【００４９】
入力軸２３には、その回転中心軸に平行で距離ｅだけ偏心した偏心軸２３ａが形成されている。偏心軸２３ａは偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を形成し、偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より若干小さい。
【００５０】
入力軸２３には、角孔筒２７が外嵌しており、角孔筒２７は、偏心軸２３ａの偏心方向に沿う平行平面に従って摺動可能であり、偏心軸２３ａの偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間ｓ2 ができるような角孔を有している。
【００５１】
また、角孔筒２７は、転がり軸受２５の内側に圧嵌し、角孔筒２７内面と偏心軸２３ａの偏心による張出し側の側面２３ｂとの隙間には、与圧された板ばね２６が挟み込まれている。角孔筒２７は偏心軸２３ａの平行平面にガイドされて隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【００５２】
角孔筒２７を内側に圧嵌した転がり軸受２５は、円板状の摩擦ローラ２８の中央の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ２８は摩擦内ローラ８内に組み込まれるが、図７は、摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８と組合わされていないフリーなときの角孔筒２７に、偏心軸２３ａと与圧された板ばね２６が嵌め込まれた状態を示しており、偏心軸２３ａの偏心による引込み側の側面２３ｃが角孔筒２７に当接している。
【００５３】
ケーシング１内で摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８と組合わされているときは、図７に２点鎖線で示すように、偏心軸２３ａの偏心による引込み側の面２３ｃと角孔筒２７と間に隙間ｓ2 ができ、板ばね２６は押されて変形し、大きな弾性力が角孔筒２７を介して転がり軸受２５に負荷されるようになっている。
【００５４】
転がり軸受２５は円板状の摩擦ローラ２８の中心部の貫通孔に圧嵌めで固定され、摩擦ローラ２８の外周は摩擦ローラ面を形成し、摩擦ローラ２８の円板状の側面には、同一半径（ピッチ円半径）上で等角度となる位置に入力軸２３の軸方向の複数の通し孔２８ａが開けられている。
【００５５】
摩擦内ローラ８内に摩擦ローラ２８が組み込まれて、入力軸２３の偏心軸２３ａの回転によって摩擦ローラ２８が偏心回転するとき、偏心軸２３ａの偏心による張出し側の面２３ｂと角孔筒２７の隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばね２６が摩擦ローラ２８を摩擦内ローラに圧接する圧し出し手段として働き、その圧力が、転がり軸受２５を介して摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ８を圧す力となる。
【００５６】
この圧接力のため、摩擦ローラ２８と摩擦内ローラ８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸２３のトルクによる偏心軸２３ａの軸心に働く力とが合成されて、摩擦ローラ２８に回転トルクが発生する。
【００５７】
本実施の形態の入力軸２３の回転数に対する摩擦ローラ２８の回転比（減速比）、摩擦ローラ２８と摩擦内ローラ８との面圧の計算式は、検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね２６のばね力で与えられる。
【００５８】
出力軸２４には円板２４ａが一体構造で設けられ、円板２４ａには、摩擦ローラ２８の複数の通し孔２８ａのそれぞれと被駆動ローラ１２を介して係合して摩擦ローラ２８よりトルクを出力軸２４に伝達する複数の伝動軸１１が、円板２４ａ上の同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に固設されている。
【００５９】
また、複数の伝動軸１１のピッチ円半径とピッチ（または、角度）は、摩擦ローラ２８の複数の通し孔２８ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）とそれぞれ同一となっている。
【００６０】
被駆動ローラ１２は、回転自在に各伝動軸１１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止されている。
【００６１】
摩擦ローラ２８は出力軸２４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ２８の通し孔２８ａの直径は、伝動軸１１に装着された被駆動ローラ１２の直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００６２】
以上の構成により、本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置においては、高減速比で減速された摩擦ローラ２８の回転とトルクが、そのまま高減速比の出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸１１を介して出力軸２４へ伝えられる。
【００６３】
本実施の形態においても、前述の検討例１で説明したと同様に、偏心軸２３ａと角孔筒２７との隙間に板ばね２６のような弾性体を挟み込んで、摩擦ローラ２８の周面を摩擦内ローラ８の内面に圧接させる圧し出し手段とし、転がり軸受２５の転動体が摩耗しても、摩擦ローラ２８、摩擦内ローラ８間の面圧を維持できる範囲が大きい構成としたため、長期間の動力伝達性能を確保することができるものとなった。
【００６４】
図８に基づいて本発明に係り本発明者が検討した検討例２の差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図８は、本検討例の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【００６５】
本検討例２の差動摩擦ローラ減速装置は、前述の検討例１の差動摩擦ローラ減速装置の入力軸３に形成されている偏心軸３ａと同様の楕円断面形状の３組の偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃを、同じ偏心寸法ｅで入力軸３３の軸方向に順に１８０度づつ変移位相角度を換え、且つそれらの軸方向長さを１対２対１の比にして連接して設けている。
【００６６】
更にそれぞれの偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃに組合わされる転がり軸受３５、５、３５、同じ外径の摩擦ローラ３７、７、３７、各摩擦ローラ３７、７、３７を摩擦内ローラ３８へ圧接する圧し出し手段である与圧された板ばね３６、６、３６も、その幅（すなわち、入力軸方向長さ）と圧し出し力をそれぞれ１対２対１の比にして側接して３組設け、摩擦ローラ３７、７、３７を共通の幅広の摩擦内ローラ３８に内接し、共通の伝動軸４１を介して出力軸４より減速回転を取り出すように構成したものである。
【００６７】
図において、ケーシング３１にはケーシング蓋３２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸３３と出力軸４を同心に回転自由に支えている。ケーシング３１の内側には、入力軸３３と同心に摩擦内ローラ３８が固定して圧嵌され、ケーシング蓋３２により締め付けらており、その回転方向はケーシング３１に対して固定される。
【００６８】
出力軸４は、軸受１８、１８を介してケーシング蓋３２に回転可能に支持され、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定される。
【００６９】
入力軸３３は軸受１３を介してケーシング３１に支持され、また、出力軸４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４により軸方向を固定される。
【００７０】
入力軸３３には、その回転中心軸に平行で同じ距離ｅだけ偏心した偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃが入力軸の軸方向に順番に形成されている。偏心軸３３ｂと偏心軸３３ｃの軸方向長さは偏心軸３３ａの軸方向長さの半分にしてある。また、偏心軸３３ｂと偏心軸３３ｃの偏心位相角度は偏心軸３３ａに対して１８０度回した角度位置である。
【００７１】
各偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃは偏心による張出し側または引込み側において、それぞれに外嵌する転がり軸受３５、５、３５の内面と一定の隙間ｓ1 が置けるように、偏心方向の軸幅が、偏心方向に直角の軸幅より若干小さい楕円断面に形成されている。
【００７２】
各偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの張出し側の外側面には、４角形の凹穴が設けてあり、偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴は偏心軸３３ａの凹穴の半分の幅（すなわち、軸方向長さ）となっている。
【００７３】
偏心軸３３ａの凹穴の中には複数の曲げた鋼板からなる板ばね６が、偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴の中には板ばね６の半分の幅の板ばね３６が嵌め込まれている。
【００７４】
偏心軸３３ａの外周には転がり軸受５が外嵌し、偏心軸３３ｂ、３３ｃの外周にはそれぞれ転がり軸受３５、３５が外嵌しているが、転がり軸受５および転がり軸受３５、３５はそれぞれが外嵌している偏心軸に対して隙間ｓ1 だけ偏心方向へ移動することが可能である。
【００７５】
図４は、検討例１において摩擦ローラ７が摩擦内ローラ８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態を示すものであるが、この図４の状態は、本実施の形態において摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８と組合わされていないときの転がり軸受５に偏心軸３３ａと与圧された板ばね６とを嵌め込んだ状態も示すものとすることができる。
【００７６】
そしてさらに、摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８と組合わされていないときの転がり軸受３５、３５にそれぞれ偏心軸３３ｂ、３３ｃと与圧された板ばね３６、３６とを嵌め込んだ状態も同様に示すものとすることができる。
【００７７】
しかし、ケーシング３１内に摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８と組合わされているときは、偏心軸３３ａの偏心による引込み側の側面と転がり軸受５の内周面との間には隙間ｓ1 ができ、板ばね６が押されて変形し、大きな弾性力が転がり軸受５に負荷される。
【００７８】
また、摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８と組合わされているときは、偏心軸３３ｂ、３３ｃの偏心方向の引込み側の側面と転がり軸受３５、３５の内周面との間に隙間ｓ1 ができ、板ばね３６、３６は押されて変形し、大きな弾性力が各転がり軸受３５、３５に負荷される。これらの状態は、検討例１に関し示した図２、図３に示される状態と同様となる。
【００７９】
隔筒３４、１７と隔板４７、４７は、転がり軸受３５、５、３５が偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃ上で軸方向にずれないようにするために設置されている。
【００８０】
転がり軸受５の外周には、円板状の摩擦ローラ７がその中心部の貫通孔において圧嵌めで固定され、転がり軸受３５、３５の外周には円板状の摩擦ローラ３７、３７がその中心部の貫通孔において圧嵌めで固定され、摩擦ローラ３７、７、３７の外周は摩擦ローラ面を形成し、各摩擦ローラ共、側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸３３の軸方向の複数の３７ａ、７ａ、３７ａが開けられている。
【００８１】
摩擦内ローラ３８の内側に各摩擦ローラ３７、７、３７が組み込まれて、入力軸３３の偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの回転によって偏心回転するとき、摩擦ローラ７においては偏心軸３３ａの凹穴内に与圧されて嵌め込まれた板ばね６の圧力が転がり軸受５を介して摩擦ローラ７が摩擦内ローラ３８を圧す力となり、摩擦ローラ３７、３７においては偏心軸３３ｂ、３３ｃの凹穴内に与圧されて嵌め込まれた板ばね３６、３６の圧力が転がり軸受３５、３５を介して摩擦ローラ３７、３７が摩擦内ローラ３８を圧す力となる。
【００８２】
この圧接力のため、各摩擦ローラ３７、７、３７と摩擦内ローラ３８の間には摩擦力が生じ、この摩擦力と入力軸３３のトルクによる偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃの軸心に働く力とが合成されて、各摩擦ローラ３７、７、３７に回転トルクを発生する。
【００８３】
このときの、入力軸３３の回転数に対する摩擦ローラ３７、７、３７の回転比（減速比）、摩擦ローラ３７、７，３７と摩擦内ローラ３８との面圧の計算式は検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね３６、６、３６のばね力で与えられる。
【００８４】
出力軸４と一体の円板４ａには、摩擦ローラ３７、７、３７それぞれの複数の通し孔３７ａ、７ａ、３７ａと被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａを介して係合して摩擦ローラ３７、７、３７よりトルクを伝達する複数の伝動軸４１が設けられている。
【００８５】
伝動軸４１は、そのピッチ円半径とピッチ（または、角度）が、摩擦ローラ３７、７、３７のそれぞれの複数の通し孔３７ａ、７ａ、３７ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）と同一となるように固設されている。
【００８６】
被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａは、同一外径を有し回転自在に各伝動軸４１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止され、それぞれ通し孔３７ａ、７ａ、３７ａ内に位置している。
【００８７】
摩擦ローラ３７、７、３７は出力軸４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ３７、７、３７の各通し孔３７ａ、７ａ、３７ａの直径は、伝動軸４１の被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａの直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【００８８】
このようにして、減速された摩擦ローラ３７、７、３７の回転とトルクが、そのまま出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸４１を介して出力軸４へ伝えられる。
【００８９】
各伝動軸４１に設けられた座環４２、４２、４２は摩擦ローラ３７、７、３７の位置がずれないようにするために置かれている。
【００９０】
本検討例の場合、摩擦ローラ３７、７、３７の摩擦力伝達幅（入力軸方向長さ）が合わせて検討例１の２倍となっているので、動力伝達能力は倍増する。
【００９１】
また、摩擦内ローラ３８への圧接力は、摩擦ローラ７に対して、摩擦ローラ３７、３７を１８０°回転し対向させているので、偏心軸３３ｂ、３３ａ、３３ｃにおいて負荷される入力軸３３の曲げモーメントを入力軸３３内でバランスさせることができ、入力軸３３の軸受１３、１６の負荷を著しく軽減させると同時に、摩擦ローラ３７、７、３７、および軸受３５、５、３５等の偏心回転重量をバランスさせることができる。
【００９２】
図９に基づいて本発明の実施の第２形態に係る差動摩擦ローラ減速装置を説明する。図９は、本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【００９３】
本実施の形態の差動摩擦ローラ減速装置は、図５から図７に示す前述の実施の第１形態の差動摩擦ローラ減速装置の入力軸２３に形成されている偏心軸２３ａと同様の矩形断面の３組の偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃを、同じ偏心寸法ｅで入力軸４３の軸方向に順に１８０度づつ位相を換え、且つそれらの入力軸方向長さを１対２対１の比にして連接して設けている。
【００９４】
更にそれぞれの偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃに組合わされる角孔筒４４、２７、４４、転がり軸受４５、２５、４５、同じ外径の摩擦ローラ４８、２８、４８、各摩擦ローラ４８、２８、４８を摩擦内ローラ３８へ圧接する圧し出し手段である与圧された板ばね４６、２６、４６も、その幅（すなわち、入力軸方向長さ）と圧し出し力をそれぞれ１対２対１の比にして側接して３組設け、摩擦ローラ４８、２８、４８を共通の幅広の摩擦内ローラ３８に内接し、共通の伝動軸４１を介して出力軸２４より減速回転を取り出すように構成したものである。
【００９５】
図において、ケーシング３１にはケーシング蓋３２が取り付けられ、その組合わせた状態で入力軸４３と出力軸２４を同心に回転自由に支えている。ケーシング３１の内側には、入力軸４３と同心に摩擦内ローラ３８が固定して圧嵌され、ケーシング蓋３２により締め付けらており、その回転方向はケーシング３１に対して固定される。
【００９６】
出力軸２４は、軸受１８、１８を介してケーシング蓋３２に回転可能に支持され、軸方向を軸受カバー２２、軸受ナット２１により固定される。
【００９７】
入力軸４３は軸受１３を介してケーシング３１に支持され、また、出力軸２４の中心穴において軸受１６を介して支持される。軸受１３はケーシング３１に軸受カバー１４により軸方向を固定される。
【００９８】
入力軸４３には、その回転中心軸に平行で同じ距離ｅだけ偏心した偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃが入力軸４３の軸方向に順番に形成されている。偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃの軸方向長さは偏心軸４３ａの軸方向長さの半分にしてある。また、偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃの偏心位相角度は偏心軸４３ａに対して１８０度回した角度位置となっている。
【００９９】
各偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃは偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を形成し、偏心軸４３ａには角孔筒２７が外嵌している。角孔筒２７は偏心軸４３ａの偏心方向の平行平面に沿って摺動可能であり、偏心軸４３ａの偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間ｓ2 ができるような角孔を有している。
【０１００】
角孔筒２７は転がり軸受２５の内側に圧嵌され、角孔筒２７内面と偏心軸４３ａの偏心による張出し側の側面との隙間には、与圧された板ばね２６が挟み込まれている。角孔筒２７は偏心軸４３ａにガイドされて、隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【０１０１】
摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ３８と組合わされていないフリーなときの角孔筒２７に、偏心軸４３ａと与圧された板ばね２６とが嵌め込まれた状態の正面図は、図７の偏心軸２３ａを偏心軸４３ａに置き換えればよい。
【０１０２】
偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃは、偏心軸４３ａの両側に連接し、偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃ周りの各部分、角孔筒４４、４４、転がり軸受４５、４５、板ばね４６、４６、摩擦ローラ４８、４８の正面の形状は図７に示した偏心軸４３ａ周りの部分の形状と同じ形状をなしている。
【０１０３】
側面から見た偏心軸４３ｂと偏心軸４３ｃ周りの各部分、角孔筒４４、４４、転がり軸受４５、４５、板ばね４６、４６、摩擦ローラ４８、４８の幅（すなわち、入力軸方向長さ）は、全て偏心軸４３ａ周りの部分、角孔筒２７、転がり軸受２５、板ばね２６、摩擦ローラ２８の半分の幅（入力軸方向長さ）となっている。角孔筒４４、４４は偏心軸４３ｂ、４３ｃにガイドされて隙間ｓ2 だけ偏心方向へ摺動することが可能である。
【０１０４】
隔筒３４、１７と隔板４７、４７は，転がり軸受４５、２５、４５が偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃ上で軸方向にずれないようにするために設置されている。
【０１０５】
転がり軸受２５の外周には円板状の摩擦ローラ２８が圧嵌めで固定され、転がり軸受４５、４５の外周にはそれぞれ円板状の摩擦ローラ４８、４８が圧嵌めで固定され、摩擦ローラ４８、２８、４８の外周は摩擦ローラ面を形成し、各摩擦ローラ共、側面には同一半径（ピッチ円半径）上の等角度となる位置に入力軸４３の軸方向の複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａが開けられている。
【０１０６】
摩擦内ローラ３８内に各摩擦ローラ４８、２８、４８が組み込まれて、それぞれ入力軸４３の偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃの回転によって偏心回転するとき、摩擦ローラ２８においては偏心軸４３ａに与圧されて嵌め込まれた板ばね２６の圧力が転がり軸受２５を介して摩擦ローラ２８が摩擦内ローラ３８を圧す力となり、摩擦ローラ４８、４８においては偏心軸４３ｂ、４３ｃに与圧されて嵌め込まれた板ばね４６、４６の圧力が転がり軸受４５、４５を介して摩擦ローラ４８、４８が摩擦内ローラ３８を圧す力となる。
【０１０７】
この圧接力のため、各摩擦ローラ４８、２８、４８と摩擦内ローラ３８の間に摩擦力を生じ、この摩擦力と入力軸４３のトルクによる偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃの軸心に働く力とが合成されて、各摩擦ローラ４８、２８、４８に回転トルクが発生する。
【０１０８】
このときの、入力軸４３の回転数に対する摩擦ローラ４８、２８、４８の回転比（減速比）、摩擦ローラ４８、２８、４８と摩擦内ローラ３８との面圧の計算式は検討例１の場合と同様であり、この面圧は板ばね４６、２６、４６のばね力で与えられる。
【０１０９】
出力軸２４と一体の円板２４ａには、摩擦ローラ４８、２８、４８のそれぞれの複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａと被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａを介して係合して摩擦ローラ２８、４８、４８からトルクを伝達する複数の伝動軸４１が設けられている。
【０１１０】
伝動軸４１は、そのピッチ円半径とピッチ（または、角度）が、摩擦ローラ４８、２８、４８のそれぞれの複数の通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａのピッチ円半径とピッチ（または、角度）と同一となるように固設されている。
【０１１１】
被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａは、同一外径を有し回転自在に各伝動軸４１に装着され、止め輪９によって抜け出さないように係止され、それぞれ通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａ内に位置している。
【０１１２】
摩擦ローラ４８、２８、４８は出力軸２４に対してｅの偏心距離を有しているので、摩擦ローラ４８、２８、４８の各通し孔４８ａ、２８ａ、４８ａの直径は、伝動軸４１の被駆動ローラ１２ａ、１２、１２ａの直径より２ｅだけ大きくして、組合わせ時に干渉がないようにしている。
【０１１３】
このようにして、減速された摩擦ローラ２８、４８、４８の回転とトルクが、そのまま出力回転および出力トルクとして、複数の伝動軸４１を介して出力軸２４へ伝えられる。
【０１１４】
各伝動軸４１に設けられた座環４２、４２、４２は摩擦ローラ４８、２８、４８の位置がずれないようにするために置かれている。
【０１１５】
本実施の形態の場合、摩擦ローラ４８、２８、４８の摩擦力伝達幅（入力軸方向長さ）が合わせて検討例１、実施の第１形態の２倍となっているので、動力伝達能力は倍増する。
【０１１６】
また、摩擦内ローラ３８への圧接力は、摩擦ローラ２８に対して、摩擦ローラ４８、４８を１８０°回転し対向させているので、偏心軸４３ｂ、４３ａ、４３ｃにおいて負荷される入力軸４３の曲げモーメントを入力軸４３内でバランスさせることができ、入力軸４３の軸受１３、１６の負荷を著しく軽減させると同時に、摩擦ローラ４８、２８、４８、および転がり軸受４５、２５、４５等の偏心回転重量をバランスさせることができる。
【０１１７】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、差動摩擦ローラ減速装置を、ケーシングに軸受を介して回転自由に支持され、回転中心軸に平行で偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より小さい偏心軸を設けた入力軸と、外周に摩擦ローラ面が形成され側面の同一ピッチ円上の等角度の位置に前記入力軸方向の複数の通し孔が開けられ中心部に貫通孔を有する円板状の摩擦ローラと、同摩擦ローラの貫通孔に圧嵌し前記偏心軸との間に設けられた転がり軸受と、前記ケーシング内に前記入力軸と同心に且つ前記摩擦ローラを囲む位置に固設された摩擦内ローラと、前記偏心軸と前記転がり軸受との間に設けられ同転がり軸受を介して前記摩擦ローラを偏心方向へ圧し出して摩擦内ローラに圧接させる圧し出し手段と、前記複数の通し孔のそれぞれと係合して摩擦ローラからトルクを伝達する複数の伝動軸を前記通し孔と同一半径のピッチ円上の等角度の位置に固設した円板と、同円板と一体構造でケーシングに軸受を介して回転自由に前記入力軸と同心に支えられる出力軸とを有してなる差動摩擦ローラ減速装置であって、前記偏心軸は偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を有し、前記平行平面と摺動可能で且つ同偏心軸の偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間を形成する角孔を有する角孔筒を外嵌し、同角孔筒は前記転がり軸受の内側に圧嵌されたものであり、前記圧し出し手段は前記角孔筒内面と前記偏心軸の張出し側の側面との隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばねであるように構成したので、入力軸の回転によって転がり軸受を介して入力軸の偏心軸に転がり軸受を介して外嵌する摩擦ローラが偏心回転するとき、前記圧し出し手段の作用により摩擦ローラ面が前記ケーシング内に固設された摩擦内ローラの内面と確実に圧接して転動し、騒音を発生すること無く静粛に、摩擦ローラと摩擦内ローラの間の摩擦力と、入力軸のトルクにより偏心軸の軸心に働く力とにより生じた摩擦ローラの高減速比の差動減速回転とトルクを、伝動軸を介して出力軸へ伝えることができるとともに、転がり軸受の転動体が摩耗しても、圧し出し手段により摩擦ローラと摩擦内ローラ間の面圧を維持できるため、長期間の動力伝達性能を確保することができる。
そして、偏心軸を矩形断面の角軸に形成し、角孔筒を介して転がり軸受を外嵌したため、摩擦ローラの偏心方向が確実となり、また、入力軸の回転によって前記摩擦ローラが偏心回転するとき、角孔筒内面と偏心軸の側面との隙間の与圧された板ばねの圧力が摩擦ローラが摩擦内ローラを圧す力となり、転がり軸受等の磨耗が生じても、ローラ間の摩擦力が確実に働き、高減速比における差動減速回転と高い伝達トルクと保持できる範囲が大きく、より長期間の動力伝達性能を確保することができる。
【０１２１】
（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載の差動摩擦ローラ減速装置において、前記入力軸の偏心軸は、同じ偏心寸法で同入力軸の軸方向に順に１８０度ずつ偏心位相角度を換え、軸方向長さを１対２対１の比で連接して設けられた３組の偏心軸であり、前記摩擦ローラ、転がり軸受および圧し出し手段は、前記３組の偏心軸のそれぞれに組合わされ且つその幅と伝達する圧し出し力を前記順に１対２対１の比とした側接する３組の同じ外径の摩擦ローラ、側接する３組の転がり軸受および側接する３組の圧し出し手段であって、前記摩擦内ローラは、前記側接する３組の同じ外径の摩擦ローラに共通に外接する幅広の摩擦内ローラであり、前記出力軸は前記側接する３組の摩擦ローラから共通の前記伝動軸を介して差動減速回転を取り出すように構成してなるようにしたので、請求項１の発明の効果に加え、動力伝達能力が倍増し、また、摩擦ローラへの圧接力が対向して働くため、入力軸の曲げモーメントが入力軸内でバランスし入力軸の軸受の負荷が著しく軽減すると同時に、偏心回転重量がバランスし、回転性能が向上して振動、騒音の少ない減速装置とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係り本発明者が検討した検討例１の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図２】 図１中Ａ−Ａ矢視による正面断面図である。
【図３】 図２中央部の詳細図である。
【図４】 図３の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【図５】 本発明の実施の第１形態に係る差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図６】 図５中Ｂ−Ｂ矢視による正面断面図である。
【図７】 図６の中央部の偏心軸と板ばねの係合状態の説明図である。
【図８】 本発明に係り本発明者が検討した検討例２の差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【図９】 本発明の実施の第２形態に係る差動摩擦ローラ減速装置の側面断面図である。
【符号の説明】
１ ケーシング
２ ケーシング蓋
３ 入力軸
３ａ 偏心軸
４ 出力軸
５ 転がり軸受
６ 板ばね
７ 摩擦ローラ
７ａ 通し孔
８ 摩擦内ローラ
１１ 伝動軸
１２、１２ａ 被駆動ローラ
２３ 入力軸
２３ａ 偏心軸
２４ 出力軸
２５ 転がり軸受
２６ 板ばね
２７ 角孔筒
２８ 摩擦ローラ
２８ａ 通し孔
３１ ケーシング
３２ ケーシング蓋
３３ 入力軸
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ 偏心軸
３５ 転がり軸受
３６ 板ばね
３７ 摩擦ローラ
３８ 摩擦内ローラ
３８ａ 通し孔
４１ 伝動軸
４３ 入力軸
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ 偏心軸
４５ 転がり軸受
４６ 板ばね
４８ 摩擦ローラ
４８ａ 通し孔
Claims (2)
- ケーシングに軸受を介して回転自由に支持され、回転中心軸に平行で偏心方向の軸幅が偏心方向に直角の軸幅より小さい偏心軸を設けた入力軸と、外周に摩擦ローラ面が形成され側面の同一ピッチ円上の等角度の位置に前記入力軸方向の複数の通し孔が開けられ中心部に貫通孔を有する円板状の摩擦ローラと、同摩擦ローラの貫通孔に圧嵌し前記偏心軸との間に設けられた転がり軸受と、前記ケーシング内に前記入力軸と同心に且つ前記摩擦ローラを囲む位置に固設された摩擦内ローラと、前記偏心軸と前記転がり軸受との間に設けられ同転がり軸受を介して前記摩擦ローラを偏心方向へ圧し出して摩擦内ローラに圧接させる圧し出し手段と、前記複数の通し孔のそれぞれと係合して摩擦ローラからトルクを伝達する複数の伝動軸を前記通し孔と同一半径のピッチ円上の等角度の位置に固設した円板と、同円板と一体構造でケーシングに軸受を介して回転自由に前記入力軸と同心に支えられる出力軸とを有してなる差動摩擦ローラ減速装置であって、前記偏心軸は偏心方向に沿う平行平面を有する矩形断面を有し、前記平行平面と摺動可能で且つ同偏心軸の偏心による張出し側の側面または引込み側の側面との間に隙間を形成する角孔を有する角孔筒を外嵌し、同角孔筒は前記転がり軸受の内側に圧嵌されたものであり、前記圧し出し手段は前記角孔筒内面と前記偏心軸の張出し側の側面との隙間に与圧されて嵌め込まれた板ばねであることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置。
- 請求項１に記載された差動摩擦ローラ減速装置において、前記入力軸の偏心軸は同じ偏心寸法で同入力軸の軸方向に順に１８０度ずつ偏心位相角度を換え、軸方向長さを１対２対１の比で連接して設けられた３組の偏心軸であり、前記摩擦ローラ、転がり軸受、角孔筒および圧し出し手段は、前記３組の偏心軸のそれぞれに組合わされ且つその幅と伝達する圧し出し力を前記順に１対２対１の比とした側接する３組の同じ外径の摩擦ローラ、側接する３組の転がり軸受、側接する３組の角孔筒および側接する３組の圧し出し手段であって、前記摩擦内ローラは、前記側接する３組の同じ外径の摩擦ローラに共通に外接する幅広の摩擦内ローラであり、前記出力軸は同側接する３組の摩擦ローラから共通の前記伝動軸を介して差動減速回転を取り出すように構成してなることを特徴とする差動摩擦ローラ減速装置。
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