JP2007113720A - 遊星歯車付針状ころ軸受および遊星歯車機構 - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向への移動を規制し、かつ、針状ころの円滑な回転を維持可能な遊星歯車支持用の針状ころ軸受を提供する。
【解決手段】針状ころ軸受４１は、針状ころ４４と、外径面に針状ころ４４が転動する軌道面を有する内輪４２と、針状ころ４４の間隔を保持する保持器４５とを備える。そして、内輪４２は、針状ころ４４の軸方向への移動を規制するために、軸方向の一方側端部に顎部４２ａを有し、他方側端部には位置決め部材４６を配置する。
【選択図】図１

Description

この発明は、遊星歯車を支持する針状ころ軸受および遊星歯車機構に関するものである。

従来の遊星歯車機構１は、例えば図３に示すように、遊星キャリア軸２ａを有する第１回転軸２と、第２回転軸３と、遊星キャリア軸２ａに針状ころ軸受１１を介して嵌合する遊星歯車４と、第２回転軸３に嵌合する太陽歯車５と、太陽歯車５と同軸上に配置される内歯車６とを備え、太陽歯車５および内歯車６の間に複数の遊星歯車４が配置されている。

上記構成の遊星歯車機構１は、入力部と出力部と固定部とを選択することにより、増速機、減速機、後退装置として機能する。

例えば、増速機として使用する場合には、内歯車６を固定して、第１回転軸２を入力軸、第２回転軸３を出力軸とする。減速機として使用する場合には、内歯車６を固定して、第２回転軸３を入力軸、第１回転軸２を出力軸とする。この場合、太陽歯車５と内歯車６との歯数の差が大きいほど、増速率および減速率が高い。

一方、遊星キャリア軸２ａを固定することにより、太陽歯車５と内歯車６とが逆回転するので、第２回転軸３または内歯車６のいずれか一方を入力軸、他方を出力軸とすることにより、後退装置として機能する。

上記構成のような遊星歯車機構１の遊星歯車４を支持する針状ころ軸受１１が、例えば特開平６−１７８３２号公報（特許文献１）に記載されている。同公報に記載されている針状ころ軸受１１は、図４に示すように、針状ころ１３と、針状ころ１３の間隔を保持する保持器１４とを備えるケージ＆ローラタイプの軸受である。また、針状ころ軸受１１と遊星歯車４との間には、内径面に針状ころ１３が転動する軌道面を有するリング１２が配置される。

この針状ころ軸受１１は、変荷重の影響によりスラスト荷重を受けるので、軸方向への移動を規制するために、リング１２の両端面と位置決め部材１５との間にスラストワッシャ１６を設ける。また、針状ころ１３は、リング１２の内径面と遊星キャリア軸２ａの表面とを軌道面として転動する。

また、遊星歯車４を支持する他の例として、図５に示すような針状ころ軸受２１が使用されることもある。針状ころ軸受２１は、複列に配置される針状ころ２３と、軸方向に隣接する針状ころ軸受２３の間に配置されるスペーサ２４とを備えるケージ＆ローラタイプの軸受であって、針状ころ軸受２１と遊星歯車４との間にリング２２と、針状ころ軸受２１と位置決め部材２５との間にスラストワッシャ２６が配置されている。また、この針状ころ軸受２１は、保持器を有さず、円周方向に隣接する針状ころ２３が互いに接触する総ころ形式の軸受であるので負荷容量が高く、高負荷環境下で使用するのに適している。
特開平６−１７８３２号公報

上記構成の遊星歯車機構１において、通常、スラストワッシャ１６，２６の材質は銅合金であり熱処理が施されていないので、軸受鋼と比較すると強度が低い。このため、針状ころ軸受１１，２１の軸方向への移動を完全に規制することができない恐れがある。

また、保持器１４や針状ころ２３の端面が粗面である場合には、摺動部分での摩耗が大きくなり、針状ころ軸受１１，２１の軸方向への移動量が大きくなったり、摩耗粉の混入による潤滑剤の劣化等が問題となる。

さらに、針状ころ１３，２３は、遊星キャリア軸２ａの表面を軌道面として転動するので、針状ころ１３，２３の円滑な回転を維持するためには、遊星キャリア軸２ａに熱処理や研削加工等を施す必要が生じる。これにより、製造工数や製造コストが増大し、結果として製品コストの上昇を招く。

そこで、この発明の目的は、より低コストで、軸方向への移動を規制し、かつ、針状ころの円滑な回転を維持可能な遊星歯車支持用の針状ころ軸受を提供することである。また、このような針状ころ軸受を使用した低コストで信頼性の高い遊星歯車機構を提供することを目的とする。

この発明に係る針状ころ軸受は、複数の針状ころと、外径面に複数の針状ころが転動する軌道面、および一方側端部に径方向外側に延びる顎部を有する内輪と、内輪の他方側端部に当接し、針状ころの軸方向への移動を規制する位置決め部材とを備える。また、この針状ころ軸受は、隣接する針状ころが接触する総ころ形式であってもよいし、隣接する針状ころの間隔を保持する保持器をさらに備えるものであってもよい。

上記構成の針状ころ軸受において、内輪の顎部と位置決め部材とが針状ころの軸方向への移動を規制するので、スラストワッシャを設けなくとも軸受を正確に位置決めすることができる。また、針状ころは内輪の外径面として転動することになるので、遊星キャリア軸の表面に熱処理や研削加工を施す必要がなくなる。これにより、製造工数および製造コストを低減することができる。

この発明に係る遊星歯車は、上記構成の針状ころ軸受と、内径面に複数の針状ころが転動する軌道面、および外径面に遊星歯車を構成する複数の歯を有する外輪と、内輪および位置決め部材が嵌合する遊星キャリア軸とを備える。

上記構成の遊星歯車は、内輪の顎部と位置決め部材とにより軸方向の移動を規制できると共に、外輪と歯車を一体として構成することにより、部品点数を削減することが可能となる。

この発明に係る遊星歯車機構は、太陽歯車と、太陽歯車と同軸上に配置される内歯車と、太陽歯車および内歯車と噛み合う上記構成の遊星歯車と、太陽歯車と同軸上に配置され、遊星キャリア軸と連結する遊星キャリアとを備える。

上記構成のような、低コストで、軸方向への移動を防止でき、かつ、針状ころの円滑な回転を維持可能な針状ころ軸受を使用することにより、低コストで信頼性の高い遊星歯車機構を得ることができる。

遊星キャリア軸上に一方側端部に顎部を有する内輪と、内輪の他方側端部に位置決め部材とを設けることにより、針状ころ軸受の軸方向への移動を確実に規制することができる。

また、遊星キャリア軸上に嵌められる内輪の外径面を軌道面とすることにより、製造工数および製造コストを低減した遊星歯車付針状ころ軸受を得ることができる。さらに、このような針状ころ軸受を使用することにより、低コストで信頼性の高い遊星歯車機構を得ることができる。

図１および図２を参照して、この発明の一実施形態に係る遊星歯車機構３１および遊星歯車付針状ころ軸受４１を説明する。

遊星歯車機構３１は、図２に示すように、遊星キャリア軸３２ａを有し、遊星キャリアとして機能する第１回転軸３２と、第２回転軸３３と、第２回転軸３３に嵌合する太陽歯車３４と、太陽歯車３４と同軸上に配置される内歯車３５と、太陽歯車３４および内歯車３５と噛み合う複数の遊星歯車４３ａとを備える。

そして、遊星歯車４３ａを支持する針状ころ軸受４１は、図１に示すように、針状ころ４４と、外径面に針状ころ４４が転動する軌道面を有する内輪４２と、針状ころ４４の間隔を保持する保持器４５とを備える。また、外径面に遊星歯車４３ａを構成する複数の歯と、内径面に針状ころ４４が転動する軌道面と、軸方向の両端部に顎部４３ｂとを有し、針状ころ軸受４１の外輪として機能するリング４３をさらに備える。

内輪４２は、針状ころ４４の軸方向への移動を規制するために、軸方向の一方側端部に径方向外側に延びる顎部４２ａを有し、他方側端部には位置決め部材４６を配置する。製造方法としては、金属材料を所定の形状にプレス加工した後、熱処理を施して完成となる。

また、内輪４２および位置決め部材４６は、遊星キャリア軸３２ａの軸方向から圧入して組み込まれ、嵌め合いによって固定される。一方、針状ころ４４は、内輪４２の外径面およびリング４３の内径面を軌道面として、歯車の噛み合いによって自転運動および公転運動を行う。

上記構成の針状ころ軸受４１は、また、顎部４２ａ，４３ｂおよび位置決め部材４６を設けることによって、軸方向への移動が規制される。その結果、軸受両端部にスラストワッシャを設ける必要が無くなるので、製品コストの低減が可能となる。

このとき、針状ころ４４の端面と摺動する顎部４２ａ，４３ｂや位置決め部材４６を高硬度にすれば、摺動部分の摩耗量を比較的少なくすることができる。その結果、針状ころ４４の軸方向への移動を確実に規制できると共に、摩耗粉の混入による潤滑剤の劣化を抑制することができる。

また、針状ころ４４は、内輪４２の外径面を軌道面として転動するので、遊星キャリア軸３２ａの表面には熱処理や研削加工を施す必要がない。その結果、製造工数や製造コストを低減することが可能となるので、低コストで信頼性の高い遊星歯車機構３１を得ることができる。

さらに、針状ころ軸受４１の外輪として機能するリング４３と遊星歯車４３ａとを一体化することによって、部品点数の削減を図ることができるので、製造コストの低減効果が期待できる。

なお、上記の実施形態においては、単列の針状ころ軸受４１の例を示したが、これに限ることなく、軸方向に複数の針状ころを配置した複列の針状ころ軸受であってもよい。また、高負荷環境下で使用する場合には、保持器を用いず、円周方向に隣接する針状ころが接触する総ころ形式の針状ころ軸受としてもよい。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

この発明は、遊星歯車を支持する針状ころ軸受に有利に利用される。

この発明の一実施形態に係る遊星歯車付針状ころ軸受を示す図である。 この発明の一実施形態に係る遊星歯車機構を示す図である。 従来の遊星歯車機構を示す図である。 図３の遊星歯車を支持する針状ころ軸受の一例を示す図である。 図３の遊星歯車を支持する針状ころ軸受の他の例を示す図である。

符号の説明

１，３１ 遊星歯車機構、２，３２ 第１回転軸、２ａ，３２ａ 遊星キャリア軸、３，３３ 第２回転軸、４，４３ａ 遊星歯車、５，３４ 太陽歯車、６，３５ 内歯車、１１，２１，４１ 針状ころ軸受、４２ 内輪、４２ａ，４３ｂ 顎部、１２，２２，４３ リング、１３，２３，４４ 針状ころ、１４，４５ 保持器、２４ セパレータ、１５，２５，４６ 位置決め部材、１６，２６ スラストワッシャ。

Claims (4)

1. 複数の針状ころと、
   外径面に前記複数の針状ころが転動する軌道面、および一方側端部に径方向外側に延びる顎部を有する内輪と、
   前記内輪の他方側端部に当接し、前記針状ころの軸方向への移動を規制する位置決め部材とを備える、針状ころ軸受。
2. 前記針状ころ軸受は、隣接する前記針状ころの間隔を保持する保持器をさらに備える、請求項１に記載の針状ころ軸受。
3. 請求項１または２に記載の前記針状ころ軸受と、
   内径面に前記複数の針状ころが転動する軌道面、および外径面に遊星歯車を構成する複数の歯を有する外輪と、
   前記内輪および前記位置決め部材が嵌合する遊星キャリア軸とを備える、遊星歯車。
4. 太陽歯車と、
   前記太陽歯車と同軸上に配置される内歯車と、
   前記太陽歯車および前記内歯車と噛み合う請求項３に記載の遊星歯車と、
   前記太陽歯車と同軸上に配置され、前記遊星キャリア軸と連結する遊星キャリアとを備える遊星歯車機構。
   

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