JP2014015975A - 遊星ロ−ラ型動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝達トルクの大きさおよび装置の軸方向長さを変えることなく、外部に流出するグリース量を削減し、グリース寿命を向上することができる遊星ローラ型動力伝達装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１内に装着固定した固定輪２と、固定輪２の内側に同軸に配置した太陽軸３と、固定輪２と太陽軸３との間に圧接状態で介在させた複数の遊星ローラ４と、遊星ローラ４を回転自在に支持するキャリア５と、遊星ローラ４の両端側で固定輪２の端面２ａ，２ｂに支持させ遊星ローラ４の軸方向移動を規制する一対の鍔輪８，９と、固定輪２の軸方向両端に設けたグリース溜め用溝２ｃ，２ｄとを備えた遊星ローラ型動力伝達装置において、遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂに溝を設けた第１溝部４１ａ，４１ｂと、端面４ａ，４ｂと対向する鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂに溝を設けた第２溝部８１ｂ，９１ｂとを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星ロ−ラ型動力伝達装置に関する。

遊星ローラ型動力伝達装置は、トラクションドライブを動力伝達機構としており、工作機械や産業機械の分野において、低騒音かつ低振動で動力伝達が可能な減速機または増速機として使用されている。遊星ロ−ラ型動力伝達装置は、例えば、ハウジング内に装着固定された固定輪と、固定輪の内側に同軸に配置された太陽軸と、固定輪と太陽軸との間に圧接状態で介在させられた複数の遊星ローラと、遊星ローラが回転自在に支持されるキャリアと、遊星ローラの両端側で前記固定輪の端面に支持させ前記遊星ローラの軸方向移動を規制する一対の鍔輪を備えた構成となっている。キャリアは入出力部材であり、入出力軸が連結される軸体と、この軸体の一端に円周上の数箇所にピンが突設された環状フランジとから形成され、ピンにより遊星ローラは針状ころ軸受を介して回転自在に支持されている。この太陽軸を入力軸とした場合には、キャリアから減速出力を得ることができ、また、キャリアを入力軸とした場合には、太陽軸から増速出力を得ることができる。

トラクションドライブは摩擦伝動機構の一種であり、相互に押し付けられた滑らかな表面を有する転がり要素の間に形成される油膜を介して動力が伝達される。すなわち、遊星ローラ型動力伝達装置では、遊星ローラと太陽軸および固定輪との間に形成される油膜を介して動力が伝達される。このトラクションドライブによって所定の伝達能力（伝達トルク）を発揮するためには、各転がり要素間に十分な摩擦力を発生させる必要がある。例えば、遊星ローラ型動力伝達装置の場合、固定輪の内径を遊星ローラの直径の２倍と太陽軸の直径との和より小さくして所定の締め代を付与し、固定輪を弾性変形させて、所定の押力を付与することによりなされている。

ところで、このようなトラクションドライブによる遊星ローラ型動力伝達装置を減速機として使用する場合、取扱性の良さからグリース潤滑が採用されることが多い。この場合の装置寿命は、構成部品の疲労寿命ではなく、グリース寿命により決定されることとなる。このグリース寿命を向上するため、トラクションドライブの固定輪の軌道面の両脇にグリース溜め用溝を設けている。そして、この溝にグリースを充填することで装置内のグリース量を維持しているが、遊星ローラが固定輪の軌道面上を転がる際において、グリースが押し出され、遊星ローラと鍔輪の間からグリースが流出する場合がある。例えば、特許文献１では、固定輪の軌道面の両脇のそれぞれに、半径方向外方へ凹入するグリース溜め用周溝を設けるとともに、グリース溜め用周溝にグリースの流動を軌道面側に向けさせる傾斜案内部を形成した構成が開示されている。上記の構成によれば、遊星ローラの回転にともない、その両脇へ押しやられるグリースをグリース溜め用周溝で受け、軸方向内側に案内させることにより、遊星ローラの軌道部分でグリース不足が起こるのを防止することができる。

実開平４−１０１０５８号公報

しかしながら、上記の構成において、伝達トルクの大きさを従来と同等にするには、遊星ローラと太陽軸および固定輪との摩擦力、すなわち接触面圧を従来と同じにする必要がある。このため遊星ローラと固定輪との接触面積を同じにすると、軌道面の両側に設けたグリース溜め用周溝の幅分、装置が軸方向に長くなるという問題がある。また、最近では地球環境保護の動きもあり、外部にグリースを放出しないグリース潤滑によるトラクションドライブを使用した遊星ローラ型動力伝達装置の要求が高まってきている。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、伝達トルクの大きさおよび装置の軸方向長さを変えることなく、外部に流出するグリース量を削減し、グリース寿命を向上することができる遊星ローラ型動力伝達装置を提供することにある。

請求項１に係わる発明は、ハウジング内に装着固定した固定輪と、固定輪の内側に同軸に配置した太陽軸と、前記固定輪と前記太陽軸との間に圧接状態で介在させた複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを回転自在に支持するキャリアと、前記遊星ローラの両端側で前記固定輪の端面に支持させ前記遊星ローラの軸方向移動を規制する一対の鍔輪と、前記固定輪の軸方向両端に設けたグリース溜め用溝とを備えた遊星ローラ型動力伝達装置において、前記遊星ローラの端面に溝を設けた第１溝部と、前記端面と対向する前記鍔輪の側面に溝を設けた第２溝部とを備えることを特徴とする。

上記のように構成した請求項１の発明によれば、遊星ローラ型動力伝達装置は、遊星ローラの端面および鍔輪の側面には、それぞれ溝を設けた第１溝部および第２溝部を備えている。また、固定輪の軸方向両端にグリース溜め用溝を設け、グリースを充填している。そして、遊星ローラが固定輪の軌道面上を転がる際において、グリース溜り用溝から供給されるグリースが軌道面を潤滑するとともに、一部のグリースが軌道面から押し出され、遊星ローラと鍔輪との間から外部へ流出しようとする。遊星ローラの端面および鍔輪の側面には、第１溝部および第２溝部が設けられているので、この流出しようとするグリースは、第１溝部および第２溝部の溝に保持される。この遊星ローラの端面と鍔輪の側面はすべり接触しており、遊星ローラの回転により、第１溝部および第２溝部の互いの溝が摺接されるので、第１溝部および第２溝部の溝に保持されたグリースを固定輪側へ押し戻すことができる。固定輪側へ押し戻されたグリ−スは、再度グリース溜め用溝にグリースを充填することができる。このように、本発明の遊星ローラ型動力伝達装置は、グリースが外部に流出することを阻止しているので、装置内のグリース量を維持して、グリース寿命を向上させることができる。また、遊星ローラと太陽軸および固定輪との焼き付きを防止して、長寿命化を図ることができる。さらに、遊星ローラの端面および鍔輪の側面に溝を設けた構成であるので、装置の軸方向長さを変えることなく、従来と同じ遊星ローラと太陽軸および固定輪との摩擦力が得られ、伝達トルクの大きさを従来と同等にすることができる。

請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の遊星ローラ型動力伝達装置であって、前記第１溝部は、前記遊星ローラが自転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成し、前記第２溝部は、前記遊星ローラが公転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成したことを特徴とする。

上記のように構成した請求項２の発明によれば、遊星ローラの端面と鍔輪の側面とがすべり接触することにより、第１溝部の凹溝と第２溝部の凹溝とが互いに交差して摺動されるので、第１溝部および第２溝部の凹溝に保持されたグリースを効率的に固定輪側へ押し戻すことができる。

請求項３に係わる発明は、請求項１に記載の遊星ローラ型動力伝達装置であって、前記第１溝部は、前記遊星ローラの端面の径方向中央より外側と内側とに分かれ、前記第１溝部外側に、前記遊星ローラの回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成し、前記第１溝部内側に、前記第１溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成し、前記第２溝部は、前記鍔輪の側面の径方向中央より外側と内側とに分かれ、前記第２溝部外側に、前記第１溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成し、前記第２溝部内側に、前記第２溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成したことを特徴とする。

上記のように構成した請求項３の発明によれば、遊星ローラが自転および公転する回転方向が正転、逆転する場合であっても、第１溝部と第２溝部の外側の凹溝、または第１溝部と第２溝部の内側の凹溝のどちらかの凹溝どうしが互いに交差して摺動されるので、グリースを効率的に固定輪側へ押し戻すことができる。

本発明によれば、伝達トルクの大きさおよび装置の軸方向長さを変えることなく、外部に流出するグリース量を削減し、グリース寿命を向上することができる遊星ローラ型動力伝達装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る遊星ロ−ラ型動力伝達装置を示す図２のＢ−Ｂ矢視図である。 本発明の図１のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第２の実施形態に係る遊星ロ−ラ型動力伝達装置のＡ−Ａ矢視図である。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態の遊星ロ−ラ型動力伝達装置を図面に従って説明する。
図１に示されるように、遊星ロ−ラ型動力伝達装置は、ハウジング１内に装着固定された固定輪２と、固定輪２の内側に同軸に配置された太陽軸３と、固定輪１と太陽軸３との間に圧接状態で介在させられた複数の遊星ローラ４と、遊星ローラ４が回転自在に支持されるキャリア５と、遊星ローラ４の両端４ａ，４ｂ側で固定輪２の端面２ａ，２ｂに支持される一対の鍔輪８，９とを備える構成になっている。

キャリア５は、入出力部材であり、入出力軸が連結される軸体６と、この軸体６の一端に、円周上の数箇所にピン１０が突設された環状フランジ７とから形成され、ピン１０により遊星ローラ４は針状ころ軸受１１を介して回転自在に支持されている。

鍔輪８，９は、固定輪２の端面２ａ，２ｂに固定され、側面８ｂ，９ｂは遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂに平行に延びて、この端面４ａ，４ｂにすべり接触している。この一対の鍔輪８，９により、遊星ローラ４の軸方向移動が規制されている。

固定輪２の軸方向両端の鍔輪８，９との間の角部には、径方向外方に凹設されたグリース溜め用溝２ｃ，２ｄが設けられている。このグリース溜め用溝２ｃ，２ｄには、グリースが充填されている。

図２に示すように、固定輪２の内側に同軸に太陽軸３が配置され、固定輪２と太陽軸３との間に３個の遊星ローラ４が圧接状態で介在している。この圧接状態は、固定輪２の内径を遊星ローラ４の直径の２倍と太陽軸３の直径との和より小さくして所定の締め代を付与し、固定輪２を弾性変形させて、所定の押力を付与することによりなされている。

３個の遊星ローラ４は周方向に等間隔に配置され、それぞれの遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂには、第１溝部４１ａ，４１ｂを備えている。第１溝部４１ａ，４１ｂには、遊星ローラ４が自転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝が形成されている。

各遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂと対向する鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂには、第２溝部８１ｂ，９１ｂを備えている。第２溝部８１ｂ，９１ｂには、遊星ローラ４が公転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝が形成されている。

この第１溝部４１ａ，４１ｂおよび第２溝部８１ｂ，９１ｂの凹溝は、それぞれ０．１ｍｍ以下の浅い凹溝に形成され、この凹溝によりグリースを保持することができる。

次に、上記のように構成された遊星ロ−ラ型動力伝達装置の動作を説明する。
太陽軸３を入力軸として、太陽軸３を回転させると、太陽軸３と圧接する３個の遊星ローラ４に回転力が伝達され、それぞれの遊星ローラ４が固定輪２の軌道面２ｅ上を自転するとともに、太陽軸３の周囲を公転する。公転する遊星ローラ４は、環状フランジ７に突設されたピン１０および針状ころ軸受１１を介してキャリア５を回転させ、キャリア５に連結された出力軸から減速出力を得ることができる。なお、本実施形態における遊星ローラ４の公転方向は図２において、矢印Ｘで示すとおりであり、遊星ローラ４の自転方向は、図１および図２において矢印Ｙで示すとおりである。

このとき、各遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂは、鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂにすべり接触している。そして、遊星ローラ４が固定輪２の軌道面２ｅを転がる際において、グリース溜り用溝２ｃ，２ｄから供給されるグリースが軌道面２ｅを潤滑する。そして、一部のグリースが軌道面２ｅから押し出され、遊星ローラ４と鍔輪８，９との間から外部へ流出しようとする。

ここで、遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂおよび鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂには、第１溝部４１ａ，４１ｂおよび第２溝部８１ｂ，９１ｂが設けられているので、この流出しようとするグリースは、第１溝部４１ａ，４１ｂおよび第２溝部８１ｂ，９１ｂの各凹溝に保持される。

この遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂと鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂはすべり接触しており、遊星ローラの回転により、第１溝部４１ａ，４１ｂおよび第２溝部８１ｂ，９１ｂの凹溝が互いに交差して摺動されるので、各凹溝に保持されたグリースを効率的に固定輪２側へ押し戻すことができる。固定輪２側へ押し戻されたグリ−スにより、再度グリース溜め用溝２ｃ，２ｄにグリースを充填することができる。

このように、本発明の遊星ローラ型動力伝達装置は、グリースが外部に流出することを阻止しているので、装置内のグリース量を維持して、グリース寿命を向上させることができる。また、遊星ローラ４と太陽軸３および固定輪２との焼き付きを防止して、長寿命化を図ることができる。

さらに、遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂおよび鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂに凹溝を設けた構成であるので、装置の軸方向長さは変わっていない。また、遊星ローラ４と太陽軸３および固定輪２との接触面積は、従来と同じであるので、伝達トルクの大きさを従来と同等にすることができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係わる遊星ロ−ラ型動力伝達装置を図面に従って説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態と全体の構成は同じであり、第１の実施形態とは、遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂおよび鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂに備えた第１溝部４１ａ，４１ｂおよび第２溝部８１ｂ，９１ｂの凹溝の形状が異なっている。以下、相違のある部分について説明し、その他の部分については説明を省略する。なお、本実施形態における遊星ローラ４の自転方向および公転方向は正転、逆転するものとする。

図３に示すように、固定輪２の内側に同軸に太陽軸３が配置され、固定輪２と太陽軸３との間に３個の遊星ローラ４が圧接状態で介在しており、遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂに第１溝部４１ａ，４１ｂ、鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂに第２溝部８１ｂ，９１ｂを備えている。

第１溝部４１ａ，４１ｂは、それぞれ遊星ローラ４の端面４ａ，４ｂの径方向中央より外側と内側とに分けられている。第１溝部４１ａ，４１ｂ外側には、遊星ローラ４の回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成し、第１溝部４１ａ，４１ｂ内側には、第１溝部４１ａ，４１ｂ外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成している。

第２溝部８１ｂ，９１ｂは、それぞれ鍔輪８，９の側面８ｂ，９ｂの径方向中央より外側と内側とに分けられている。第２溝部８１ｂ，９１ｂ外側には、第１溝部４１ａ，４１ｂ外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成し、第２溝部８１ｂ，９１ｂ内側には、第２溝部８１ｂ，９１ｂ外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成している。

上記のように構成された遊星ロ−ラ型動力伝達装置によれば、遊星ローラの回転方向が正転、逆転する場合であっても、第１溝部４１ａ，４１ｂと第２溝部８１ｂ，９１ｂの外側の凹溝、または第１溝部４１ａ，４１ｂと第２溝部８１ｂ，９１ｂの内側の凹溝のどちらかの凹溝どうしが互いに交差して摺動されるので、グリースを効率的に固定輪側へ押し戻すことができる。固定輪２側へ押し戻されたグリ−スにより、再度グリース溜め用溝２ｃ，２ｄにグリースを充填することができる。

このように、本発明の遊星ローラ型動力伝達装置は、グリースが外部に流出することを阻止しているので、装置内のグリース量を維持して、グリース寿命を向上させることができる。また、遊星ローラ４と太陽軸３および固定輪２との焼き付きを防止して、長寿命化を図ることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態の遊星ローラ型動力伝達装置は、太陽軸を入力軸として減速機として使用しているが、キャリアを入力軸として増速機として使用してもよい。

１：ハウジング、 ２：固定輪、 ２ａ，２ｂ：端面、 ２ｃ，２ｄ：グリース溜め用溝、
２ｅ：軌道面、 ３：太陽軸、 ４：遊星ローラ、 ４ａ，４ｂ：端面、
４１ａ，４１ｂ：第１溝部、 ５：キャリア、 ６：軸体、 ７：環状フランジ、
８，９：鍔輪、 ８ｂ，９ｂ：側面、 ８１ｂ，９１ｂ：第２溝部、 １０：ピン、
１１：針状ころ軸受、
Ｘ：遊星ローラ公転方向、 Ｙ：遊星ローラ自転方向

Claims (3)

1. ハウジング内に装着固定した固定輪と、
   固定輪の内側に同軸に配置した太陽軸と、
   前記固定輪と前記太陽軸との間に圧接状態で介在させた複数の遊星ローラと、
   前記遊星ローラを回転自在に支持するキャリアと、
   前記遊星ローラの両端側で前記固定輪の端面に支持させ前記遊星ローラの軸方向移動を規制する一対の鍔輪と、
   前記固定輪の軸方向両端に設けたグリース溜め用溝と
   を備えた遊星ローラ型動力伝達装置において、
   前記遊星ローラの端面に溝を設けた第１溝部と、
   前記端面と対向する前記鍔輪の側面に溝を設けた第２溝部と
   を備えることを特徴とする遊星ローラ型動力伝達装置。
2. 請求項１に記載の遊星ローラ型動力伝達装置であって、
   前記第１溝部は、前記遊星ローラが自転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成し、
   前記第２溝部は、前記遊星ローラが公転する回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成したことを特徴とする遊星ローラ型動力伝達装置。
3. 請求項１に記載の遊星ローラ型動力伝達装置であって、
   前記第１溝部は、前記遊星ローラの端面の径方向中央より外側と内側とに分かれ、
   前記第１溝部外側に、前記遊星ローラの回転方向に垂直な軸に対して回転方向前方に傾斜する複数の凹溝を形成し、
   前記第１溝部内側に、前記第１溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成し、
   前記第２溝部は、前記鍔輪の側面の径方向中央より外側と内側とに分かれ、
   前記第２溝部外側に、前記第１溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成し、
   前記第２溝部内側に、前記第２溝部外側の各凹溝とは逆方向に傾斜する複数の凹溝を形成したことを特徴とする遊星ローラ型動力伝達装置。

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