| 【発明の名称】 |
遊星ローラ式動力伝達装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】川瀬 達夫
【氏名】福島 茂明
【氏名】牧野 智昭
【氏名】阪東 広道
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| 【要約】 |
【課題】組み立て性が容易であると共に、軸方向力の作用に基づく干渉により部材が摩耗したり、摩擦による動力損失が増加することを防止することにある。
【解決手段】固定輪１２と、その内側に同軸上に配置された太陽ローラ１３と、この太陽ローラ１３と前記固定輪１２の間に介装された複数の遊星ローラ１４と、この遊星ローラ１４を円周等配間隔に回転自在に保持するキャリア１７とを備えた遊星ローラ式動力伝達装置において、前記太陽ローラ１３及びキャリア１７の一端部にスプライン１８，１９が設けられると共に、その太陽ローラ１３及びキャリア１７が軸方向に移動するのを深溝玉軸受２２，２３，２４で規制し、遊星ローラ１４が軸方向に移動するのを側板２０，２１で規制する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 固定輪と、その内側に同軸上に配置された太陽ローラと、この太陽ローラと前記固定輪の間に介装された複数の遊星ローラと、この遊星ローラを円周等配間隔に回転自在に保持するキャリアとを備えたものにおいて、少なくとも前記太陽ローラの一端部に動力伝達手段が設けられると共に、その太陽ローラが軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項２】 前記移動規制手段は、前記太陽ローラを玉軸受で支持した構造を有することを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項３】 前記移動規制手段は、前記太陽ローラの端面をキャリアに当接させた構造を有することを特徴とする請求項２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項４】 前記移動規制手段は、前記太陽ローラの端面を、キャリアに同軸結合された低速軸の端面に当接させた構造を有することを特徴とする請求項２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項５】 前記移動規制手段は、前記キャリアに貫挿された部材の両端面を、太陽ローラと低速軸の端面にそれぞれ当接させた構造を有することを特徴とする請求項４に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項６】 前記移動規制手段は、前記遊星ローラの両端面のそれぞれに滑り接触する２つの鍔部を太陽ローラに設けると共に、遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設けた構造を有することを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項７】 前記移動規制手段は、前記遊星ローラの一方の端面に滑り接触する１つの鍔部を太陽ローラに設けると共に、遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設けた構造を有することを特徴とする請求項２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項８】 請求項１記載の太陽ローラの動力伝達手段及び移動規制手段に加えて、前記キャリアの一端部に動力伝達手段が設けられると共に、そのキャリアが軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項９】 前記移動規制手段は、前記キャリアを玉軸受で支持した構造を有することを特徴とする請求項８に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１０】 前記移動規制手段は、前記キャリアの支持軸先端部にワッシャを固設すると共に、遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設け、前記ワッシャを側板に当接させた構造を有することを特徴とする請求項８に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１１】 前記移動規制手段は、前記遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設け、その側板と軸方向に係合する係合部をキャリアに設けた構造であることを特徴とする請求項８に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１２】 前記動力伝達手段は、凹凸噛合構造であることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１３】 前記凹凸噛合構造は、スプライン、セレーション及びキーのうちから選択されるいずれかであることを特徴とする請求項１２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１４】 前記太陽ローラとキャリアの一端部に動力伝達手段を設け、その遊星ローラの減速比に対応したトルク容量に設定したことを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１５】 前記遊星ローラは、前記キャリアに植設された複数の支持軸に軸受を介して回転自在に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項１６】 前記遊星ローラは、前記キャリアに円周等配間隔に形成された円筒状ポケット内に回転自在に保持されていることを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は遊星ローラ式動力伝達装置に関し、例えば摩擦ローラ式変速機などに利用される遊星ローラ式動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から知られている遊星ローラ式動力伝達装置の例としては、特開平１０−３３１９３２号公報に開示されたものがある。この遊星ローラ式動力伝達装置は、図１１に示すように第１の回転伝達軸である入力軸１の他端部を電動モータ等の駆動源により回転駆動される駆動軸（図示せず）の端部に結合し、第２の回転伝達軸である出力軸２の他端部を回転駆動すべき他の機器の入力軸（図示せず）の端部に結合する構造のものであり、入力軸１と出力軸２との間で回転速度の変換を自在とする摩擦ローラ式変速機である。
【０００３】この遊星ローラ式動力伝達装置は、入力軸１と、入力軸１と軸心を一致させて配置された太陽ローラ３及び固定輪４と、キャリア５に植設した複数本の支持軸６に回転自在に軸受支持され、太陽ローラ３と固定輪４間の空間に配置された複数個の遊星ローラ７と、キャリア５に結合固定した出力軸２とを備え、固定輪４の円周方向の回転を規制することにより、入力軸１と出力軸２との間で動力伝達が行われる。この装置において、太陽ローラ３と遊星ローラ７と固定輪４の軸心は、相互に平行な位置関係にある。
【０００４】従来の動力伝達装置では、入力軸１と出力軸２の端部外周面にスプライン８，９を設け、他の回転伝達軸の端部に形成したスプライン孔に嵌合させることにより、入力軸１及び出力軸２と他の回転伝達軸とをそれぞれ結合する。このように入力軸１及び出力軸２と他の回転伝達軸とを別体にすることにより、組み立て性を容易にしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の遊星ローラ式動力伝達装置では、前述したように太陽ローラ３、遊星ローラ７及び固定輪４の軸心が相互に平行な位置関係にあるが、各部品の製作精度及び軸受すきま等の影響などのために、太陽ローラ３、遊星ローラ７及び固定輪４の軸心の平行度がずれて（スキュー）運転されることがある。この場合、太陽ローラ３や遊星ローラ７には軸方向力が作用する。
【０００６】特開平１０−３３１９３２号公報に開示された遊星ローラ式動力伝達装置のように、太陽ローラ３に結合した入力軸１と他の回転伝達軸（電動モータ等の駆動源により回転駆動される駆動軸）とをスプライン８で結合する場合、太陽ローラ３に作用する軸方向力を受けることができない。そのため、太陽ローラ３は他部材と干渉するまで軸方向に移動し、太陽ローラ３もしくは太陽ローラ３と干渉する他部材の摩耗や摩擦による動力損失の増加を招来する。
【０００７】また、出力軸２に結合固定されたキャリア５は、支持軸６を介して複数個の遊星ローラ７を回転自在に保持し、遊星ローラ７の公転を出力軸２を介して他の回転伝達軸（回転駆動すべき他の機器の入力軸）に伝達させる機能を有する。このキャリア５に固定された出力軸２と他の回転伝達軸（回転駆動すべき他の機器の入力軸）とをスプライン９で結合する場合、キャリア５に作用する軸方向力を受けることができない。そのため、キャリア５は他部材と干渉するまで軸方向に移動し、キャリア５もしくはキャリア５と干渉する他部材の摩耗や摩擦による動力損失の増加を招来する。
【０００８】そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、組み立て性が容易であると共に、軸方向力の作用に基づく干渉により部材が摩耗したり、摩擦による動力損失が増加することを防止し得る遊星ローラ式動力伝達装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、固定輪と、その内側に同軸上に配置された太陽ローラと、この太陽ローラと固定輪の間に介装された複数の遊星ローラと、この遊星ローラを円周等配間隔に回転自在に保持するキャリアとを備えた遊星ローラ式動力伝達装置において、少なくとも前記太陽ローラの一端部に動力伝達手段が設けられると共に、その太陽ローラが軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置では、太陽ローラの動力伝達手段及び移動規制手段に加えて、前記キャリアの一端部に動力伝達手段が設けられると共に、そのキャリアが軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことも特徴とする。
【００１１】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置では、太陽ローラ（キャリア）の一端部に動力伝達手段を設けたことにより、その動力伝達手段を介して他の回転軸を別体で軸方向移動可能に結合させることができるので、組み立て性が容易である。
【００１２】太陽ローラ（キャリア）が軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことにより、その太陽ローラ（キャリア）に結合される回転伝達軸が他部材と干渉して回転伝達軸もしくは回転伝達軸と干渉する他部材が過大に摩耗したり、摩擦による動力損失が増加するのを防止できる。
【００１３】具体的に、太陽ローラの移動規制手段としては、■太陽ローラを玉軸受で支持した構造（図１参照）、■太陽ローラの端面をキャリアに当接させた構造（図３参照）、■太陽ローラの端面を、キャリアに同軸結合された低速軸の端面に当接させた構造（図４参照）、■キャリアに貫挿された部材の両端面を、太陽ローラと低速軸の端面にそれぞれ当接させた構造（図５参照）、■遊星ローラの端面に滑り接触する鍔部を太陽ローラに設けると共に、遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設けた構造（図６、図７参照）を有し、上記■〜■のうちから選択されたもの或いはそれらの組み合わせが可能である。
【００１４】また、キャリアの移動規制手段としては、■キャリアを玉軸受で支持した構造（図１参照）、■キャリアの支持軸先端部にワッシャを固設すると共に、遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設け、前記ワッシャを側板に当接させた構造（図８参照）、■遊星ローラを軸方向両側から挟持する側板を固定輪の両端面に設け、その側板と軸方向に係合する係合部をキャリアに設けた構造（図９、図１０参照）を有し、上記■〜■のうちから選択されたもの或いはそれらの組み合わせが可能である。
【００１５】本発明の遊星ローラ式動力伝達装置における動力伝達手段としては、凹凸噛合構造であることが望ましく、例えばスプライン、セレーション及びキーのうちから選択されるいずれかであることが好ましい（図１、図３乃至図６参照）。
【００１６】前述した遊星ローラ式動力伝達装置において、太陽ローラとキャリアの一端部に動力伝達手段を設け、その遊星ローラの減速比に対応したトルク容量に設定することが望ましい。すなわち、太陽ローラはキャリアよりも高速に回転し、その結果、キャリアの伝達トルクは太陽ローラの伝達トルクよりも大きい。そのため、太陽ローラとキャリアの両方に動力伝達手段を設ける場合、キャリアに設けられた動力伝達手段の許容伝達トルク容量は太陽ローラのよりも大きいことが必要である。
【００１７】本発明は、前述した遊星ローラ式動力伝達装置において、遊星ローラが、前記キャリアに植設された複数の支持軸に軸受を介して回転自在に保持された構造のもの〔図２（ａ）参照〕、あるいは、遊星ローラが、キャリアに円周等配間隔で形成された円筒状ポケット内に回転自在に保持された構造のもの〔図２（ｂ）参照〕のいずれにも適用可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明に係る遊星ローラ式動力伝達装置の実施形態を以下に詳述する。
【００１９】図１に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、ハウジング１１に固定された固定輪１２と、固定輪１２の内側に同軸上に配置された太陽ローラ１３と、その太陽ローラ１３の外周面と固定輪１２の内周面の間に圧接状態で介装された複数の遊星ローラ１４と、これら遊星ローラ１４を、植設された支持軸１５により軸受１６（例えばニードル軸受）を介して円周等配間隔に回転自在に保持するキャリア１７とを主要構成要素とする。
【００２０】太陽ローラ１３及びキャリア１７の各一端部には動力伝達手段であるスプライン（又はセレーション）１８，１９がそれぞれ形成され、このスプライン（又はセレーション）１８，１９により、電動モータ等の駆動源により回転駆動される駆動軸などの高速軸が太陽ローラ１３に同軸結合され、回転駆動すべき他の機器の入力軸などの低速軸がキャリア１７に同軸結合される。このように太陽ローラ１３及びキャリア１７を、高速軸及び低速軸である回転伝達軸と別体にすることにより、組み立て性を容易にしている。
【００２１】太陽ローラ１３とキャリア１７の一端部に設けた動力伝達手段は、遊星ローラ１４の減速比に対応したトルク容量に設定することが望ましい。すなわち、太陽ローラ１３はキャリア１７よりも高速に回転し、その結果、キャリア１７の伝達トルクは太陽ローラ１３の伝達トルクよりも大きい。そのため、太陽ローラ１３とキャリア１７の両方に動力伝達手段を設ける場合、キャリア１７に設けられた動力伝達手段の許容伝達トルク容量は太陽ローラ１３のよりも大きいことが必要である。動力伝達手段が前述したスプライン（又はセレーション）１８，１９の場合には、キャリア１７の方のモジュール、ピッチ円径、スプライン（又はセレーション）１８，１９の有効長さの少なくとも一つが太陽ローラ１３のよりも大きければよい。なお、動力伝達手段がキー方式の場合には、キャリア１７の方の軸径、キーの幅、キーの有効長さの少なくとも一つが太陽ローラ１３のよりも大きければよい。
【００２２】各部品の製作精度及び軸受すきま等の影響などのために、太陽ローラ１３、遊星ローラ１４及び固定輪１２の軸心の平行度がずれて（スキュー）運転され、太陽ローラ１３、遊星ローラ１４やキャリア１７に軸方向力が作用する場合でも、太陽ローラ１３、遊星ローラ１４及びキャリア１７は、以下の構造を持つ移動規制手段により軸方向移動が規制される。
【００２３】遊星ローラ１４は、固定輪１２の左右両側に設けられた二枚の側板２０，２１によってその軸方向移動が規制されている。太陽ローラ１３は、玉軸受、例えば深溝玉軸受２２，２３を介してハウジング１１及びキャリア１７に回転自在に保持され、キャリア１７も、玉軸受、例えば深溝玉軸受２４を介してハウジング１１に回転自在に保持されている。このように太陽ローラ１３及びキャリア１７は深溝玉軸受２２，２３，２４により軸方向の移動が規制されている。なお、太陽ローラ１３及びキャリア１７の軸方向移動規制は、前述した深溝玉軸受２２，２３，２４に限らず、軸方向力が支持できる転がり軸受や滑り軸受であってもよい。
【００２４】図１に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、図２（ａ）に示すようにキャリア１７に別体（又は一体でも可）に植設された支持軸１５に軸受１６を介して遊星ローラ１４が回転自在に支持されたタイプである。これに対して、図２（ｂ）に示すように遊星ローラ１４の外周面とキャリア１７' とが滑り接触することにより、遊星ローラ１４が円筒状ポケット内で円周等配間隔に回転自在に保持されたタイプもあり、本発明は、図２（ｂ）に示すタイプの遊星ローラ式動力伝達装置にも適用可能である。
【００２５】図１に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、太陽ローラ１３及びキャリア１７の一端部にスプライン（雄）１８，１９をそれぞれ設け、さらに、太陽ローラ１３及びキャリア１７が軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたものであるが、これ以外の構造を有する他の実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置を以下に説明する。なお、図１と同一又は相当部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００２６】図３に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、スプライン（雄）１８が一端部に形成された太陽ローラ１３がキャリア側に移動するのを、太陽ローラ１３の端面をキャリア１７に当接させることにより規制する構造を具備する。すなわち、太陽ローラ１３の端面に凸部２５を設け、太陽ローラ１３の端面がキャリア１７に当接する面積を小さくすることにより動力損失を小さくしている。太陽ローラ１３がキャリア１７の反対側へ軸方向移動するのは、図１の実施形態の場合と同様、深溝玉軸受２２により規制される。
【００２７】図４に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、キャリア１７の中空内周面にスプライン（雌）１９' を形成し、そのスプライン１９' によりキャリア１７にその回転が伝達される低速軸２６を結合し、その低速軸２６の端面に太陽ローラ１３の端部を当接させることで、太陽ローラ１３の軸方向移動を規制する。太陽ローラ１３の端部には、図３の実施形態の場合と同様、突起部２７を設け、太陽ローラ１３が低速軸２６に当接する面積を小さくすることにより動力損失を小さくしている。図４の実施形態では、内周面にスプライン（雌）１８' が形成されたスリーブ２８を太陽ローラ１３の一端部に圧入することで一体化させているが、太陽ローラ１３の中空内周面にスプライン（雌）を一体的に形成するようにしてもよい。
【００２８】図５に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、キャリア１７の太陽ローラ１３と対向する端部にピン（部材）２９を圧入し、そのピン２９の端部を低速軸２６及び太陽ローラ１３の端面にそれぞれ当接させることで、太陽ローラ１３に作用する軸方向力がピン２９を介して低速軸２６に支持されることになり、太陽ローラ１３の軸方向移動が規制される。なお、図示のピン２９とキャリア１７とは別体であるが、両者を一体物で形成することも可能である。
【００２９】図６及び図７に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、固定輪１２の左右両側に設けられた側板２０，２１によって遊星ローラ１４について軸方向移動が規制されており、太陽ローラ１３に設けた鍔部３０の端面と遊星ローラ１４の端面とが当接することにより、太陽ローラ１３の軸方向移動を規制している。図６の実施形態では、１つの鍔部３０と１つの深溝玉軸受２２とにより、また、図７の実施形態では、太陽ローラ１３に設けられた２つの鍔部３０，３１により、太陽ローラ１３の軸方向移動が規制されている。なお、図７の実施形態では、太陽ローラ１３と結合する他の回転伝達軸は、キー溝３２により軸方向移動が可能となっている。
【００３０】図８乃至図１０はキャリア１７の軸方向移動を規制する実施形態を示し、図８に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、キャリア１７に植設された支持軸１５に軸受１６を介して遊星ローラ１４が回転自在に保持されたタイプ〔図２（ａ）参照〕のものであり、支持軸１５の先端に止め輪３３を設け、その止め輪３３と側板２０との間にワッシャ３４を設けることで、キャリア１７の軸方向移動を規制する。
【００３１】図９（ａ）（ｂ）に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、遊星ローラ１４の外周面とキャリア１７' が滑り接触するタイプ〔図２（ｂ）参照〕のものであり、キャリア１７' の最大外径部３５の外径を側板２０，２１の内径より大きくなるように形成し、キャリア１７' の最大外径部３５が、固定輪１２の左右両側に設けられた側板２０，２１間に嵌まり込んだ構造としたことによりキャリア１７' の軸方向移動を規制する。
【００３２】図１０（ａ）（ｂ）に示す実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置は、キャリア１７に植設された支持軸１５に軸受１６を介して遊星ローラ１４が回転自在に保持されたタイプ〔図２（ａ）参照〕のものであるが、固定輪１２の左右に設けられた側板２０，２１のいずれかの側面と当接するような柱状部３６（キャリア軸方向規制部材）を遊星ローラ１４間に配置されるようにキャリア１７に設けることで、キャリア１７の軸方向移動を規制する。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、固定輪と、その内側に同軸上に配置された太陽ローラと、この太陽ローラと前記固定輪の間に介装された複数の遊星ローラと、この遊星ローラを円周等配間隔に回転自在に保持するキャリアとを備えた遊星ローラ式動力伝達装置において、太陽ローラ（キャリア）の一端部に動力伝達手段を設けたことにより、その動力伝達手段を介して他の回転伝達軸を別体で軸方向移動可能に結合させることができるので、組み立て性が容易である。また、太陽ローラ（キャリア）が軸方向に移動するのを規制する移動規制手段を設けたことにより、その太陽ローラ（キャリア）に結合される回転伝達軸が他部材と干渉して回転伝達軸もしくは回転伝達軸と干渉する他部材が過大に摩耗したり、摩擦による動力損失が増加するのを防止できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２６９２
【氏名又は名称】エヌティエヌ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年７月７日（１９９９．７．７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４５８４
【弁理士】
【氏名又は名称】江原 省吾 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２１０１７（Ｐ２００１−２１０１７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月２６日（２００１．１．２６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１９３１８１ |
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