JP2016164431A - 遊星ローラ式の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インターナルリングの耐久性を向上させつつ、伝達損失の増大を抑制することができる遊星ローラ式の動力伝達装置を提供することを目的とする。
【解決手段】遊星ローラ式の動力伝達装置１は、ケーシング１３により主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラ１０１と、ケーシングに直接的又は間接的に連結される筒状のインターナルリング１１と、太陽ローラの外周面及びインターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラ１２と、ケーシングにより主軸Ｊ１を中心として回転可能に支持され、遊星ローラを回転可能に支持するキャリア１４１とを備える。遊星ローラは、中央部の外径が端部よりも大きい樽形状である。インターナルリングは、外周面に径方向外方に突出する環状の第１凸部を有する。第１凸部は、インターナルリングの内周面における遊星ローラとの接触領域と軸方向の位置を重複させて配置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星ローラ式の動力伝達装置に係り、更に詳しくは、径方向に弾性変形することによって遊星ローラを径方向内方に向けて付勢するインターナルリングを備える遊星ローラ式の動力伝達装置の改良に関する。

遊星ローラ式の動力伝達装置は、潤滑油を介在させた状態で遊星ローラを太陽ローラに押し付けることによって動力を伝達するトラクションドライブ装置であり、遊星歯車式の動力伝達装置に比べ、バックラッシュによる振動及び騒音が少ない。例えば、遊星ローラ式の動力伝達装置は、太陽ローラ、インターナルリング、遊星ローラ及びキャリアにより構成され、電動モータの回転出力を減速する減速機として用いられる。太陽ローラ及びキャリアは、同軸に配置される。また、遊星ローラは、太陽ローラの外周面とインターナルリングの内周面とに接触する転動体である。回転力が電動モータから太陽ローラに入力され、キャリアを介して出力する場合、遊星ローラが自転しながら太陽ローラの周りを公転することにより、回転力が出力される。

前述した遊星ローラ式の動力伝達装置では、太陽ローラ及び遊星ローラ間と遊星ローラ及びインターナルリング間とにおいて、油膜を介したトルク伝達が行われる。この種のトルク伝達では、転動部材同士を適切な力で押し当てる必要がある。例えば、特許文献１には、径方向に弾性変形することによって遊星ローラを径方向内方に向けて付勢する弾性部材によりインターナルリングを構成することにより、押圧力を発生させる技術が開示されている。特許文献１に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置では、複数の遊星ローラ６が太陽ローラ３と弾性筒体４との間に配置され、弾性筒体４が遊星ローラ６を太陽ローラ３に押し付ける。弾性筒体４が遊星ローラ６を径方向内方に向けて付勢するため、付勢用の部材を別途設けなくても、伝達トルクを増大させることができる。

実開昭５７−１６３０４４号公報

筒状のインターナルリングの厚さを薄くすれば、撓み易くなることから、遊星ローラとの接触領域の面積が拡大し、接触部位に作用する面圧が局所的に低くなる。このため、インターナルリングが疲労により破損するのを抑制することができる。しかしながら、前述した様な従来の遊星ローラ式の動力伝達装置では、インターナルリングを薄くすれば、遊星ローラがインターナルリングにめり込む現象が発生し、インターナルリングの接触部位付近が局所的に変形することが判った。このため、遊星ローラがインターナルリング内を転動する際の転がり抵抗が増加し、伝達損失が増大する虞があった。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、インターナルリングの耐久性を向上させつつ、伝達損失の増大を抑制することができる遊星ローラ式の動力伝達装置を提供することを目的とする。

本発明による遊星ローラ式の動力伝達装置は、ケーシングにより主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラと、前記ケーシングに直接的又は間接的に連結される筒状のインターナルリングと、前記太陽ローラの外周面及び前記インターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラと、前記ケーシングにより前記主軸を中心として回転可能に支持され、前記遊星ローラを回転可能に支持するキャリアとを備える。前記遊星ローラは、中央部の外径が端部よりも大きい樽形状である。前記インターナルリングは、外周面に径方向外方に突出する環状の第一凸部を有し、前記第一凸部が前記インターナルリングの内周面における前記遊星ローラとの接触領域と軸方向の位置を重複させて配置される。

前記動力伝達装置では、遊星ローラが樽形状を有するため、遊星ローラ及びインターナルリング間の面圧と遊星ローラ及び太陽ローラ間の面圧とを容易にコントロールすることができる。また、インターナルリングが遊星ローラを径方向内方に向けて付勢するため、付勢用の部材を別途設けなくても、伝達トルクを増大させることができる。

また、インターナルリングの外周面には、インターナルリングの内周面における遊星ローラとの接触領域と軸方向の位置を重複させて環状の第一凸部が設けられる。インターナルリングの厚さを薄くすれば、撓み易くなることから、遊星ローラとの接触領域の面積が拡大して局所的な面圧が低くなり、インターナルリングが疲労により破損するのを抑制することができる。

前記動力伝達装置では、第一凸部をインターナルリングの外周面に設けることにより、接触部位の剛性を上げることができる。このため、前記動力伝達装置では、厚さを薄くしてインターナルリングの耐久性を向上させた場合であっても、伝達損失が増大するのを抑制することができる。つまり、インターナルリングを薄くした場合であっても、遊星ローラがインターナルリングにめり込む現象が発生してインターナルリングの接触部位付近が局所的に変形するのを抑制し、遊星ローラがインターナルリング内を転動する際の転がり抵抗が増加するのを抑制することができる。

本発明による遊星ローラ式の動力伝達装置では、接触部位の剛性が上がるため、インターナルリングの耐久性を向上させつつ、伝達損失が増大するのを抑制することができる。

図１は、実施の形態による遊星ローラ式の動力伝達装置１の断面図である。 図２は、動力伝達装置１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。 図３は、動力伝達装置１をＢ−Ｂ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。 図４は、動力伝達装置１の一部を模式的に示した説明図である。 図５は、インターナルリング１１のローラ対向部１１１を比較例と比較して示した図である。 図６は、動力伝達装置１の転動機構を模式的に示した説明図である。 図７は、遊星ローラ１２がインターナルリング１１のローラ対向部１１１にめり込む現象を模式的に示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、主軸の方向を水平方向として説明するが、本発明による動力伝達装置の使用時における姿勢を限定するものではない。また、本明細書では、主軸の方向を単に「軸方向」と呼び、主軸を中心とする径方向及び周方向を単に「径方向」及び「周方向」と呼ぶ。

＜動力伝達装置１＞
図１は、本発明の実施の形態による遊星ローラ式の動力伝達装置１の一構成例を示した断面図であり、主軸Ｊ１を含む鉛直面により動力伝達装置１を切断した場合の切断面が示されている。図１では、紙面の右側を入力側とし、左側を出力側として、動力伝達装置１が描画されている。図２は、図１の動力伝達装置１をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。図３は、図１の動力伝達装置１をＢ−Ｂ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。

主軸Ｊ１は、太陽ローラ１０１及びキャリア１４１に共通の回転中心を示す直線である。この動力伝達装置１は、電動モータ（図示せず）から入力される回転運動を減速して出力する減速機であり、入力回転体１０、インターナルリング１１、遊星ローラ１２、ケーシング１３、出力回転体１４及び入力側支持部材１５と、軸受２〜５及びキー部材６とにより構成される。例えば、軸受２〜５は、２以上の球状転動体を外輪と内輪との間に配置した玉軸受である。

＜ケーシング１３＞
ケーシング１３は、後述する転動部材を収容する筐体であり、電動モータのハウジング等に固定される。このケーシング１３は、入力側に開口を有する有底円筒形状の本体部１３１と、本体部１３１の開口に配置される蓋部１３２とにより構成される。

本体部１３１は、軸方向に延びる円筒部１３１１と、出力回転体１４を配置するための貫通孔１３１３を有する底部１３１２とにより構成される。蓋部１３２は、入力回転体１０を配置するための貫通孔１３２２を有し、円筒部１３１１に取り付けられる。

＜入力回転体１０＞
入力回転体１０は、ケーシング１３により主軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される部材であり、電動モータから所定の回転力が入力される。この入力回転体１０は、電動モータのシャフトに連結される入力軸１００と、遊星ローラ１２を外接させる太陽ローラ１０１と、軸受４を介してキャリア１４１を回転可能に支持するキャリア支持部１０２とにより構成される。

入力軸１００、太陽ローラ１０１及びキャリア支持部１０２は、一体的に形成される。軸受４は、内輪にキャリア支持部１０２を挿入することにより、キャリア支持部１０２の外周面上に配置される。

＜太陽ローラ１０１＞
太陽ローラ１０１は、軸方向に延びる外周面を有する円柱状の転動部材である。この太陽ローラ１０１は、入力側の端部に入力軸１００が連結され、出力側の端部にキャリア支持部１０２が設けられている。つまり、太陽ローラ１０１は、入力軸１００及び軸受２を介してケーシング１３の蓋部１３２により回転可能に支持される。

例えば、軸受２は、蓋部１３２の貫通孔１３２２内に配置された後、内輪に太陽ローラ１０１が挿入されることにより、太陽ローラ１０１の外周面上に配置される。従って、入力回転体１０は、遊星ローラ１２との転動面を挟んで軸受２及び４により支持される。

＜インターナルリング１１＞
インターナルリング１１は、遊星ローラ１２を内接させる筒状の転動部材であり、端部がケーシング１３に固定される。このインターナルリング１１は、径方向に弾性変形することによって遊星ローラ１２を径方向内方に向けて付勢する弾性部材により構成される。例えば、インターナルリング１１は、可撓性を有する金属弾性体により形成される。

例えば、インターナルリング１１は、遊星ローラ１２に対向するローラ対向部１１１と、ケーシング１３に直接的に連結される円環形状のケーシング取付部１１２とにより構成される。ローラ対向部１１１及びケーシング取付部１１２は、一体的に形成される。

ローラ対向部１１１は、軸方向に延びる内周面を有する円筒形状の部材により構成され、入力側の端部にケーシング取付部１１２が設けられる。ケーシング取付部１１２は、主軸Ｊ１と同軸に配置される。このケーシング取付部１１２は、入力側の端面をケーシング１３の蓋部１３２に対向させて配置され、蓋部１３２を軸方向に貫通するピン状のキー部材６の先端部を収容するキー穴を有する。つまり、ケーシング取付部１１２は、キー部材６がキー穴内に挿入されることにより、周方向及び径方向の移動が制限される。インターナルリング１１は、２以上のキー部材６を用いて蓋部に１３２に固定される。

＜遊星ローラ１２＞
遊星ローラ１２は、太陽ローラ１０１の外周面とインターナルリング１１の内周面とに接触する転動部材であり、中央部の外径が端部よりも大きい樽形状である。この遊星ローラ１２は、キャリアピン１２２によりニードル軸受１２１を介して回転可能に支持される。

キャリアピン１２２は、遊星ローラ用の軸部材であり、キャリア１４１に保持される。このキャリアピン１２２は、出力側の端部がキャリア１４１内に収容され、入力側の端部を遊星ローラ１２の入力側端面から突出させ、入力側支持部材１５に当接させている。ニードル軸受１２１は、軸方向に延びる２以上の円柱状転動体により構成されるころ軸受であり、キャリアピン１２２の外周面と遊星ローラ１２の内周面との間に配置される。

＜出力回転体１４＞
出力回転体１４は、ケーシング１３により主軸Ｊ１を中心として回転可能に支持される部材であり、回転力を所定の負荷へ出力する。この出力回転体１４は、負荷に連結される出力軸１４０と、２以上の遊星ローラ１２を回転可能に支持するキャリア１４１とにより構成される。出力軸１４０及びキャリア１４１は、一体的に形成される。

出力軸１４０は、キャリア１４１の出力側端部に連結される軸部材である。この出力軸１４０は、外径が入力軸１００よりも太く、電動モータの回転力により、入力軸１００と比較すれば、ケーシング１３に対して相対的に低速回転する。

＜キャリア１４１＞
キャリア１４１は、キャリアピン１２２を介して遊星ローラ１２を支持する支持部材であり、太陽ローラ１０１と同軸に配置される。このキャリア１４１は、ケーシング１３の底部１３１２により軸受５を介して回転可能に支持され、かつ、入力回転体１０のキャリア支持部１０２により軸受４を介して回転可能に支持される。

例えば、軸受５は、底部１３１２の貫通孔１３１３内に配置された後、内輪にキャリア１４１の出力側端部が挿入されることにより、出力側端部の外周面上に配置される。軸受４は、キャリア１４１に設けられた軸受収容孔内に配置される。

入力側支持部材１５は、キャリアピン１２２を支持する円環形状の部材であり、太陽ローラ１０１と同軸に配置され、ケーシング１３の蓋部１３２により軸受３を介して回転可能に支持される。この入力側支持部材１５は、軸方向に延びる２以上の連結部材１５１によりキャリア１４１に連結される。例えば、軸受３は、入力側支持部材１５の内側に配置された後、内輪に蓋部１３２のボス部１３２１が挿入されることにより、ボス部１３２１の外周面上に配置される。

図示した動力伝達装置１では、３つの遊星ローラ１２が周方向に等間隔に配置される。各遊星ローラ１２は、太陽ローラ１０１に外接させた状態でインターナルリング１１のローラ対向部１１１内に収容される。また、インターナルリング１１、キャリア１４１及び入力側支持部材１５は、ケーシング１３の円筒部１３１１内に配置される。

図４は、図１の動力伝達装置１の一部を模式的に示した説明図であり、太陽ローラ１０１、インターナルリング１１のローラ対向部１１１及び遊星ローラ１２により構成される転動機構が示されている。この図では、遊星ローラ１２の形状とキャリアピン１２２の傾きとが誇張して描画されている。

図５は、図４のインターナルリング１１のローラ対向部１１１を比較例と比較して示した図であり、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３が示されている。図中の（ａ）には、本発明による動力伝達装置１の場合が示され、（ｂ）には、比較例が示されている。

遊星ローラ１２は、キャリアピン１２２により遊星回転軸Ｊ２を中心として回転可能に支持される。遊星回転軸Ｊ２は、遊星ローラ１２の回転中心を示す直線である。この遊星ローラ１２は、樽形状であるため、外周面における遊星回転軸Ｊ２に沿って延びる稜線が円弧状である。

また、キャリアピン１２２は、太陽ローラ１０１に対し傾斜させて配置される。このため、遊星ローラ１２とインターナルリング１１のローラ対向部１１１との接触領域Ｃ１と、遊星ローラ１２と太陽ローラ１０１との接触領域Ｃ２とは、軸方向の位置が所定の距離だけずれている。遊星回転軸Ｊ２の主軸Ｊ１に対する傾斜角θは、３つの遊星ローラ１２について共通である。

図示した動力伝達装置１では、太陽ローラ１０１からの径方向の距離に関し、キャリアピン１２２の入力側の端部が出力側の端部よりも遠くに配置されている。このため、接触領域Ｃ１は、接触領域Ｃ２よりも入力側に形成される。接触領域Ｃ１は、遊星ローラ１２における太陽ローラ１０１から最も遠い位置に形成される。

遊星ローラ１２が樽形状であるため、円筒形状である場合に比べ、接触部位Ｃ１及びＣ２の軸方向の位置と、接触部位Ｃ１及びＣ２に作用する面圧とを容易にコントロールすることができる。ここでいう面圧は、いわゆるヘルツ面圧であり、接触面に作用する法線方向の応力である。また、インターナルリング１１のローラ対向部１１１は、径方向に弾性変形することにより、遊星ローラ１２を径方向内方に向けて付勢する。このため、動力伝達装置１では、付勢用の部材を別途設けなくても、伝達トルクを増大させることができる。

この動力伝達装置１では、ローラ対向部１１１の内径が軸方向に概ね一定であり、ローラ対向部１１１の内周面が円筒面であるのに対し、ローラ対向部１１１の外周面に、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３が設けられる。例えば、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３は、いずれも軸方向の幅が遊星ローラ１２の軸方向の幅よりも狭い。この様な凸部をインターナルリング１１に設けることにより、遊星ローラ１２と径方向に対向する領域よりも狭い範囲でインターナルリング１１の剛性を局所的に上げることができる。

第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３は、いずれも径方向外方に突出する環状の突出部であり、軸方向の位置を異ならせて配置される。また、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３は、いずれもローラ対向部１１１の薄肉部位の外周面よりも径方向の外方に突出し、かつ、当該外周面に沿って周方向に延びる形状である。

第一凸部１１１１は、インターナルリング１１の内周面における遊星ローラ１２との接触領域Ｃ１と軸方向の位置を重複させて配置される。すなわち、第一凸部１１１１は、径方向の外側から見れば、接触領域Ｃ１の一部又は全部と重なる位置に配置される。

例えば、第一凸部１１１１は、軸方向の幅Ｗが接触領域Ｃ１よりも狭い。ここでいう幅Ｗは、例えば、薄肉部位に比べて厚さが厚い周方向の部位を厚肉部位とし、薄肉部位の外周面から厚肉部位の先端までの径方向の高さをＨとして、高さがＨ／２以上である厚肉部位の幅、すなわち、半値幅である。この様に構成すれば、第一凸部１１１１を接触領域Ｃ１内に配置することができるため、接触部位の剛性を上げるのに好適である。なお、第一凸部１１１１は、軸方向の幅Ｗが接触領域Ｃ１よりも広くても良い。

また、本発明による動力伝達装置１では、第一凸部１１１１付近の表面形状が滑らかな曲面により構成される。すなわち、第一凸部１１１１は、主軸Ｊ１を含む任意の平面により切断した場合の断面において、径方向外側の表面形状を示す曲線に対する接線の軸方向に関する傾きが連続的に変化する曲線により、径方向外側の表面形状が構成される。

一方、比較例では、ローラ対向部１１１における薄肉部位と厚肉部位との境界において、径方向外側の表面形状を示す曲線に対する接線の軸方向に関する傾きが不連続に変化する折れ線により、径方向外側の表面形状が構成される。この様にローラ対向部１１１の厚さが急激に変化する構成では、弾性変形時に応力の集中が生じ易い。これに対し、本実施の形態では、インターナルリング１１の弾性変形時に、応力が第一凸部１１１１付近に集中するのを抑制することができる。

なお、接触領域Ｃ１が接触領域Ｃ２よりも軸方向の入力側に形成されることから、第一凸部１１１１は、第二凸部１１１２と第二凸部１１１３との間において、軸方向の入力側に偏って配置されている。すなわち、第一凸部１１１１は、軸方向に関し、インターナルリング１１における遊星ローラ１２と径方向に対向する領域の中央よりも入力側に配置されている。

第二凸部１１１２及び１１１３は、遊星ローラ１２の両端部と対向する軸方向の位置にそれぞれ配置される。具体的に説明すれば、第二凸部１１１２は、遊星ローラ１２の出力側の端部と軸方向の位置を重複させて配置される。すなわち、第二凸部１１１２は、遊星ローラ１２の出力側端部と径方向に対向するインターナルリング１１の内周面上の領域に対して軸方向の位置を重複させて配置され、径方向の外側から見れば、位置が遊星ローラ１２の出力側端部と重なる。

一方、第二凸部１１１３は、遊星ローラ１２の入力側の端部と軸方向の位置を重複させて配置される。すなわち、第二凸部１１１３は、遊星ローラ１２の入力側端部と径方向に対向するインターナルリング１１の内周面上の領域に対して軸方向の位置を重複させて配置され、径方向の外側から見れば、位置が遊星ローラ１２の入力側端部と重なる。

本実施の形態による動力伝達装置１では、第二凸部１１１２及び１１１３付近の表面形状が滑らかな曲面により構成される。すなわち、第二凸部１１１２及び１１１３は、いずれも主軸Ｊ１を含む任意の平面により切断した場合の断面において、径方向外側の表面形状を示す曲線に対する接線の軸方向に関する傾きが連続的に変化する曲線により、径方向外側の表面形状が構成される。

インターナルリング１１のローラ対向部１１１は、遊星ローラ１２よりも径方向外方において、ケーシング１３の円筒部１３１１の内周面と第一凸部１１１１との間に空隙が生じる形状を有する。円筒部１３１１の内周面と第一凸部１１１１との距離Ｄは、遊星ローラ１２がローラ対向部１１１の直下を通過する際に最小になる。

第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３は、ローラ対向部１１１の薄肉部位と一体的に形成される。例えば、円筒体の外周面を切削加工により削り取ることにより、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３を有するローラ対向部１１１が形成される。なお、インターナルリング１１は、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２又は１１１３をローラ対向部１１１の薄肉部位とは別個の部材により形成し、薄肉部位の外周面に接合するような構成であっても良い。

この動力伝達装置１では、接触領域Ｃ１とＣ２とが軸方向にずれているため、インターナルリング１１のローラ対向部１１１から遊星ローラ１２に付加される押圧力Ｆ１と、太陽ローラ１０１から遊星ローラ１２に付加される押圧力Ｆ２とが偶力の関係にある。押圧力Ｆ１及びＦ２は、いずれも接触面に作用する圧接力である。遊星ローラ１２には、押圧力Ｆ１及びＦ２の大きさと、押圧力Ｆ１及びＦ２の作用線間の距離とに応じて、紙面に垂直な方向の力のモーメントが発生する。このため、キャリアピン１２２と遊星ローラ１２との間のがたつき又は遊びが相殺されることから、バックラッシュを低減させることができる。

図６は、図１の動力伝達装置１の転動機構を模式的に示した説明図であり、転動機構を主軸Ｊ１に垂直な鉛直面により切断した場合の切断面が示されている。図７は、図６の遊星ローラ１２がインターナルリング１１のローラ対向部１１１にめり込む現象を模式的に示した説明図である。

３つの遊星ローラ１２は、それぞれ太陽ローラ１０１に外接するとともに、インターナルリング１１のローラ対向部１１１に内接する。また、インターナルリング１１のローラ対向部１１１は、３つの遊星ローラ１２に外接する外接円に比べ、内周面の直径が小さい部材により構成される。

この様なローラ対向部１１１内に３つの遊星ローラ１２を配置した場合、ローラ対向部１１１は、径方向に弾性変形し、遊星ローラ１２との接触部位に内部張力が発生するため、内部張力の合力により遊星ローラ１２を径方向の内方へ付勢する。前述した押圧力Ｆ１は、内部張力の合力である。また、伝達可能なトルクの上限値は、押圧力Ｆ１及びＦ２の大きさに比例する。

例えば、太陽ローラ１０１が入力側から見て時計回りに回転する場合、各遊星ローラ１２は、時計回りと反対向きに自転しながら太陽ローラ１０１の周りを時計回りに公転する。ローラ対向部１１１の周方向の各部位は、内周面の直下を遊星ローラ１２が通過する際に径方向の最も外側に変位し、また、内周面の直下を遊星ローラ１２が通過してから次の遊星ローラ１２が通過するまでの期間の中央において、径方向の最も内側に変位する。

ローラ対向部１１１と遊星ローラ１２との転がり接触では、接触面に作用する接触応力により、接触部位が局所的に弾性変形する。ローラ対向部１１１における接触部位の弾性変形は、遊星ローラ１２が通過するごとに繰り返される。局所的な接触応力が低くなれば、弾性変形を繰り返すことによる接触部位の疲労を低減させることができる。

インターナルリング１１のローラ対向部１１１は、厚さを薄くすれば径方向に撓み易くなる。ローラ対向部１１１が径方向に撓むことにより、遊星ローラ１２との接触領域の面積は周方向に拡大するため、接触面に作用する局所的な面圧が低くなる。よって、ローラ対向部１１１を薄くすることにより、インターナルリング１１が疲労により破損するのを抑制することができる。

ところが、インターナルリング１１のローラ対向部１１１を薄くすれば、遊星ローラ１２がローラ対向部１１１にめり込む現象（図７を参照）が発生し、ローラ対向部１１１の接触部位付近が局所的に変形することが判った。このため、遊星ローラ１２がローラ対向部１１１内を転動する際の転がり抵抗が増加する。

そこで、本実施の形態による動力伝達装置１では、第一凸部１１１１をローラ対向部１１１の外周面に設けることにより、接触部位の剛性が上がるため、ローラ対向部１１１のめり込みが軽減される。このため、動力伝達装置１では、厚さを薄くしてインターナルリング１１の耐久性を向上させた場合であっても、伝達損失が増大するのを抑制することができる。

本実施の形態による動力伝達装置１を構成する各部品は、上述した通りである。以下では、これらの部品相互の関係や、それによって生じる作用効果について詳しく説明する。

（１）耐久性の向上と伝達損失の低減
本実施の形態による動力伝達装置１では、インターナルリング１１のローラ対向部１１１を薄くすることにより、遊星ローラ１２との接触領域Ｃ１の面積が拡大して局所的な面圧が低くなるため、インターナルリング１１が疲労により破損するのを抑制することができる。また、第一凸部１１１１をローラ対向部１１１の外周面に設けることにより、接触部位の剛性が上がるため、インターナルリング１１のめり込みが軽減される。このため、前記動力伝達装置１では、厚さを薄くしてインターナルリング１１の耐久性を向上させた場合であっても、伝達損失が増大するのを抑制することができる。

（２）エッジ当たりの回避
本実施の形態による動力伝達装置１では、第二凸部１１１２及び１１１３を遊星ローラ１２の両端部と対向する軸方向の位置にそれぞれ設けることにより、インターナルリング１１における遊星ローラ１２の両端部と対向する部位の剛性がそれぞれ向上するため、インターナルリング１１が遊星ローラ１２の端部に接触する現象、いわゆるエッジ当たりが生じるのを抑制することができる。

（３）応力の分散
本実施の形態による動力伝達装置１では、第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３付近の表面形状がそれぞれ滑らかな曲面により構成されるため、インターナルリング１１のローラ対向部１１１の弾性変形時に、応力がこれらの厚肉部位の周辺に局所的に集中するのを抑制することができる。

（４）衝突防止
本実施の形態による動力伝達装置１では、遊星ローラ１２よりも径方向外方において、ケーシング１３の円筒部１３１１の内周面とインターナルリング１１の第一凸部１１１１との間に空隙が形成される。このため、動力伝達装置１では、遊星ローラ１２が太陽ローラ１０１に対して公転するのに伴ってインターナルリング１１のローラ対向部１１１が径方向に振動する際に、インターナルリング１１がケーシング１３に衝突するのを防止することができる。

なお、本実施の形態では、軸方向の位置を異ならせて３つの凸部（第一凸部１１１１、第二凸部１１１２及び１１１３）がインターナルリング１１のローラ対向部１１１に設けられる場合の例について説明したが、本発明は、インターナルリング１１の構成をこれに限定するものではない。例えば、動力伝達装置１は、軸方向の位置が異なる４以上の凸部をローラ対向部１１１の外周面に設けるような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、インターナルリング１１がケーシング１３に直接的に連結される場合の例について説明したが、本発明は、インターナルリング１１がケーシング１３に間接的に連結される動力伝達装置１にも適用することができる。例えば、動力伝達装置１は、外輪がケーシング１３に固定された軸受を介してインターナルリング１１をケーシング１３に連結するような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、インターナルリング１１における軸方向の入力側の端部がケーシング１３に連結される場合の例について説明したが、本発明は、インターナルリング１１の固定端をケーシング１３に連結する方法をこれに限定するものではない。例えば、動力伝達装置１は、インターナルリング１１における軸方向の出力側の端部をケーシング１３に連結するような構成であっても良い。

また、本実施の形態では、インターナルリング１１のローラ対向部１１１が円筒形状である場合の例について説明したが、本発明は、ローラ対向部１１１の形状をこれに限定するものではない。例えば、ローラ対向部１１１は、主軸Ｊ１を含む任意の平面により切断した場合の断面において、遊星ローラ１２の外周面の稜線よりも曲率の小さい曲線により、径方向内側の表面形状が構成される。動力伝達装置１は、この様な構成であっても良い。

また、本実施の形態では、ケーシング１３が電動モータのハウジング等に固定され、電動モータの回転力が入力軸１００を介して太陽ローラ１０１に伝達され、キャリア１４１を介して出力軸１４０から回転力を出力する場合の例について説明したが、本発明は、動力伝達装置１の使用形態をこれに限定するものではない。

例えば、ケーシング１３、太陽ローラ１０１及びキャリア１４１の３つの部材のうち、任意の一つの部材を電動モータのハウジング等に固定し、他の部材の一方を入力とし、他方を出力とすることができる。つまり、本発明は、ケーシング１３に連結されるインターナルリング１１が電動モータのハウジング等に対して相対的に回転する動力伝達装置１にも適用することができる。

また、動力伝達装置１は、ケーシング１３が、電動モータのハウジング又は変速機、増速機等の他の動力伝達装置のケーシングと一体的に形成されるような構成であっても良い。或いは、動力伝達装置１は、電動モータ又は他の動力伝達装置と共通の筐体をケーシング１３として用いるような構成であっても良い。

１ 動力伝達装置
２〜５ 軸受
６ キー部材
１０ 入力回転体
１００ 入力軸
１０１ 太陽ローラ
１０２ キャリア支持部
１１ インターナルリング
１１１ ローラ対向部
１１１１ 第一凸部
１１１２，１１１３ 第二凸部
１１２ ケーシング取付部
１２ 遊星ローラ
１２１ ニードル軸受
１２２ キャリアピン
１３ ケーシング
１３１ 本体部
１３１１ 円筒部
１３１２ 底部
１３２ 蓋部
１４ 出力回転体
１４０ 出力軸
１４１ キャリア
１５ 入力側支持部材
１５１ 連結部材
Ｃ１，Ｃ２ 接触領域
Ｆ１，Ｆ２ 押圧力
Ｊ１ 主軸
Ｊ２ 遊星回転軸

Claims (7)

1. ケーシングにより主軸を中心として回転可能に支持される太陽ローラと、
   前記ケーシングに直接的又は間接的に連結される筒状のインターナルリングと、
   前記太陽ローラの外周面及び前記インターナルリングの内周面に接触する２以上の遊星ローラと、
   前記ケーシングにより前記主軸を中心として回転可能に支持され、前記遊星ローラを回転可能に支持するキャリアとを備え、
   前記遊星ローラは、中央部の外径が端部よりも大きい樽形状であり、
   前記インターナルリングは、外周面に径方向外方に突出する環状の第一凸部を有し、前記第一凸部が前記インターナルリングの内周面における前記遊星ローラとの接触領域と軸方向の位置を重複させて配置されることを特徴とする遊星ローラ式の動力伝達装置。
2. 前記第一凸部は、軸方向の幅が前記遊星ローラの軸方向の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
3. 前記第一凸部は、前記主軸を含む任意の平面により切断した場合の断面において、径方向外側の表面形状を示す曲線に対する接線の軸方向に関する傾きが連続的に変化する曲線により、前記表面形状が構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
4. 前記インターナルリングは、さらに、外周面に径方向外方に突出する環状の第二凸部を有し、前記第二凸部が前記遊星ローラの端部と軸方向の位置を重複させて配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
5. 前記第二凸部は、前記遊星ローラの両端部と対向する軸方向の位置にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項４に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
6. 前記第二凸部は、前記主軸を含む任意の平面により切断した場合の断面において、径方向外側の表面形状を示す曲線に対する接線の軸方向に関する傾きが連続的に変化する曲線により、前記表面形状が構成されることを特徴とする請求項４又は５に記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。
7. 前記インターナルリングは、前記遊星ローラよりも径方向外方において、前記ケーシングの内周面と前記第一凸部との間に空隙が生じる形状を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の遊星ローラ式の動力伝達装置。

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