JP2021173311A - 遊星ローラ式動力伝達装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】遊星ローラ式動力伝達装置において、遊星ローラのスキューを抑える。【解決手段】遊星ローラ式動力伝達装置1は、固定輪2、太陽軸(第一軸)3と、固定輪2と太陽軸3との間に設けられ固定輪2と太陽軸3とに接触する複数の遊星ローラ4と、遊星ローラ4を貫通し遊星ローラ4を回転可能に支持する駆動ピン17と、駆動ピン17の一方側の第一端部21を支持する支持プレート6と、駆動ピン17の他方側の第二端部22を支持するキャリアプレート5と、キャリアプレート5と一体回転する出力軸(第二軸)20とを備える。支持プレート6は、第一端部21を支持する第一支持部31を有し、キャリアプレート5は、第二端部22を支持すると共に第一支持部31よりも支持剛性が低い第二支持部32を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、遊星ローラ式動力伝達装置に関する。
特許文献1に、遊星ローラ式動力伝達装置が開示されている。遊星ローラ式動力伝達装置は、固定輪と、その固定輪の径方向内方に設けられている第一軸(太陽軸)と、固定輪と第一軸との間に設けられている複数の遊星ローラと、遊星ローラを回転可能に支持する駆動ピンを有するキャリアプレートと、そのキャリアプレートと一体回転する第二軸とを備える。
遊星ローラ式動力伝達装置が減速機として用いられる場合、第一軸に入力された回転動力により、遊星ローラは第一軸と固定輪との間の環状空間を自転しながら公転する。遊星ローラが公転する動力がキャリアプレートの回転力となり、この回転力によって第二軸が回転する。
図10は、遊星ローラ式動力伝達装置の断面図である。遊星ローラ93を支持する駆動ピン94は、キャリアプレート95に片持梁状となって取り付けられている。出力軸となる第二軸98に回転方向と反対方向の抵抗トルク(負荷)が作用すると、図11に示すように、駆動ピン94は撓む。なお、図11は、遊星ローラ93及び駆動ピン94を、キャリアプレート95の径方向外方からその中心に向かって見た場合の断面図である。
駆動ピン94が撓むと、遊星ローラ93は公転方向に対して傾く(傾き角度θ)。この現象は、遊星ローラ93のスキューと言われる。第二軸98に作用する抵抗トルクが大きくなると、駆動ピン94の撓みも大きくなり、その結果、遊星ローラ93のスキューも大きくなる。
駆動ピン94が撓むと、遊星ローラ93は公転方向に対して傾く(傾き角度θ)。この現象は、遊星ローラ93のスキューと言われる。第二軸98に作用する抵抗トルクが大きくなると、駆動ピン94の撓みも大きくなり、その結果、遊星ローラ93のスキューも大きくなる。
遊星ローラ93のスキューが大きくなると、第一軸92に大きなスラスト荷重(軸方向の荷重)が作用し、回転抵抗(トルク損失)が増加したり、第一軸92を支持する軸受97の負担が増して、軸受97の寿命が短くなったりする。また、遊星ローラ93のスキューが大きくなると、遊星ローラ93と駆動ピン94との間に設けられている軸受96(転がり軸受又は滑り軸受となるブッシュ)に偏荷重が作用し、その軸受96の寿命が短くなることも考えられる。
そこで、本開示は、遊星ローラのスキューを抑えることが可能となる遊星ローラ式動力伝達装置を提供することを目的とする。
本開示の遊星ローラ式動力伝達装置は、固定輪と、前記固定輪の径方向内方に当該固定輪と同心状に配置されている第一軸と、前記固定輪と前記第一軸との間に設けられ当該固定輪と当該第一軸とに接触する複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを貫通し当該遊星ローラを回転可能に支持する駆動ピンと、前記駆動ピンの一方側の第一端部を支持する支持プレートと、前記駆動ピンの他方側の第二端部を支持するキャリアプレートと、前記第一軸と同軸状に設けられ前記キャリアプレートと一体回転する第二軸と、を備え、前記支持プレートは、前記第一端部を支持する第一支持部を有し、前記キャリアプレートは、前記第二端部を支持すると共に前記第一支持部よりも支持剛性が低い第二支持部を有する。
前記ローラ式動力伝達装置によれば、駆動ピンは、その両端部で支持プレートとキャリアプレートとに支持されていて、その駆動ピンに遊星ローラが回転可能に支持される。第二軸に回転方向と反対方向の抵抗トルクが作用すると、キャリアプレートは、その抵抗トルクを受けて、支持プレートに対して遅れるようにして回転する。すると、キャリアプレートの第二支持部は支持剛性が低いため、そのキャリアプレートと駆動ピンの第二端部との間で相対的に変位が生じることが可能である。これに対して、支持プレート側では、駆動ピンの第一端部は支持剛性の高い第一支持部で支持されていて、複数の遊星ローラは平行の状態を保とうとする。このため、第二軸に抵抗トルクが作用しても、従来と比較して、遊星ローラはスキューし難い。
また、好ましくは、前記キャリアプレートと前記支持プレートとを連結する梁を有する。
この場合、第二軸からキャリアプレートに作用する抵抗トルクは、支持剛性の低い第二支持部及び駆動ピンを通じて支持プレートに伝わるよりも、キャリアプレートから梁を通じて支持プレートに伝わり易い。このため、キャリアプレートから受ける力によって駆動ピンが撓み難く、遊星ローラはより一層スキューし難い。
この場合、第二軸からキャリアプレートに作用する抵抗トルクは、支持剛性の低い第二支持部及び駆動ピンを通じて支持プレートに伝わるよりも、キャリアプレートから梁を通じて支持プレートに伝わり易い。このため、キャリアプレートから受ける力によって駆動ピンが撓み難く、遊星ローラはより一層スキューし難い。
または、前記支持プレートは、フローティング状態にあってもよい。この場合、第二軸からキャリアプレートに作用する抵抗トルクは、支持剛性の低い第二支持部及び駆動ピンを通じて支持プレートに伝わる。しかし、その第二支持部において、キャリアプレートと駆動ピンの第二端部との間で相対的に変位が生じる。これに対して、支持プレート側では、駆動ピンの第一端部は支持剛性の高い第一支持部で支持されている。このため、キャリアプレートと支持プレートとの間で位相差が生じることができ、遊星ローラはスキューし難い。
支持剛性を第一支持部よりも第二支持部で低くするための構成として、好ましくは、前記第一端部は、前記支持プレートに固定されていて、前記第二端部は、前記キャリアプレートに前記支持プレートよりも軟質のスペーサを介して取り付けられている。
この場合、スペーサが弾性変形することで、キャリアプレートと駆動ピンとの間で相対的に変位が生じることが可能となる。
この場合、スペーサが弾性変形することで、キャリアプレートと駆動ピンとの間で相対的に変位が生じることが可能となる。
支持剛性を第一支持部よりも第二支持部で低くするための構成として、好ましくは、前記キャリアプレートに、前記第二端部を取り付けるための凹部と、当該凹部とは別に設けられ前記第二端部からの荷重を受けて当該凹部との間の一部を弾性変形可能とさせるための欠損部と、が設けられている。
この場合、キャリアプレートの凹部と欠損部との間の一部が弾性変形することで、キャリアプレートと駆動ピンとの間で相対的に変位が生じることが可能となる。
この場合、キャリアプレートの凹部と欠損部との間の一部が弾性変形することで、キャリアプレートと駆動ピンとの間で相対的に変位が生じることが可能となる。
本開示によれば、遊星ローラ式動力伝達装置において、遊星ローラのスキューを抑えることが可能となる。
〔遊星ローラ式動力伝達装置1の全体構成〕
図1は、遊星ローラ式動力伝達装置1の縦断面図である。図2は、図1に示される遊星ローラ式動力伝達装置1のA−A矢視の断面図である。本開示では、遊星ローラ式動力伝達装置1は、例えばモータの回転を減速して出力する減速機である場合について説明する。以下、遊星ローラ式動力伝達装置1を「動力伝達装置1」と称することもある。
図1は、遊星ローラ式動力伝達装置1の縦断面図である。図2は、図1に示される遊星ローラ式動力伝達装置1のA−A矢視の断面図である。本開示では、遊星ローラ式動力伝達装置1は、例えばモータの回転を減速して出力する減速機である場合について説明する。以下、遊星ローラ式動力伝達装置1を「動力伝達装置1」と称することもある。
動力伝達装置1は、固定輪2、太陽軸(第一軸)3、複数の遊星ローラ4、駆動ピン17、支持プレート6、キャリアプレート5、及び、出力軸(第二軸)20を備える。太陽軸3は、モータの回転力が入力される入力軸となる。太陽軸3の中心線は、動力伝達装置1の中心線C(以下、この中心線Cを「装置中心線C」と称する)と一致する。
本開示では、装置中心線Cに沿った方向及び装置中心線Cに平行な方向が「軸方向」と定義される。また、太陽軸3において回転力が入力される側(図2において右側)が、軸方向一方側と定義され、出力軸20において回転力が出力される側(図2において左側)が、軸方向他方側と定義される。
装置中心線Cに直交する方向が「径方向」と定義される。装置中心線Cを中心とする円に沿った方向が「周方向」と定義される。
装置中心線Cに直交する方向が「径方向」と定義される。装置中心線Cを中心とする円に沿った方向が「周方向」と定義される。
動力伝達装置1は、ハウジング8を更に備える。固定輪2は、ハウジング8に固定されている。固定輪2は、装置中心線Cを中心とする円環状の部材であり、その内周側に遊星ローラ4が転がり接触する円筒面2aを有する。
太陽軸3は、固定輪2の径方向内方に固定輪2と同心状に配置されている。太陽軸3は、装置中心線Cを中心として回転可能に支持されている。太陽軸3は、その外周側に遊星ローラ4が転がり接触する円筒面3aを有する。
太陽軸3は、固定輪2の径方向内方に固定輪2と同心状に配置されている。太陽軸3は、装置中心線Cを中心として回転可能に支持されている。太陽軸3は、その外周側に遊星ローラ4が転がり接触する円筒面3aを有する。
出力軸20は、太陽軸3と同軸状に設けられている。つまり、出力軸20の中心線も装置中心線Cと一致する。本開示では、出力軸20とキャリアプレート5とは、一つの部材により構成されていて一体となっており、一体回転する。なお、出力軸20とキャリアプレート5とは別部材により構成されていて、これらが一体回転可能となるように結合されていてもよい。出力軸20は、太陽軸3の軸方向他方側に設けられている軸受11によって回転可能に支持されている。
キャリアプレート5は、装置中心線Cを中心とする円板形状を有する。支持プレート6は、装置中心線Cを中心とする円板形状を有する。支持プレート6の中央に貫通穴12が形成されていて、その貫通穴12を太陽軸3が貫通している。図3に示すように、キャリアプレート5と支持プレート6とは複数の梁13によって連結されている。図1に示すように、梁13は、周方向で隣り合う遊星ローラ4,4の間に配置されている。つまり、キャリアプレート5と支持プレート6との間に、複数(遊星ローラ4と同数)の梁13が設けられている。なお、後に説明するが梁13は省略可能である。
キャリアプレート5は出力軸20と共に軸受11により回転可能となって支持されている。支持プレート6は、駆動ピン17及び梁13を介してキャリアプレート5に支持されているが、フローティング状態にある。つまり、支持プレート6は、固定輪2及びハウジング8等の固定部材又は太陽軸3に、軸受等を介して、直接的に支持されておらず、フローティング状態にある。
駆動ピン17は、直線状の円柱部材である。駆動ピン17は、遊星ローラ4を貫通して設けられている。駆動ピン17の軸方向一方側の第一端部21は、支持プレート6により支持されている。駆動ピン17の軸方向他方側の第二端部22は、キャリアプレート5により支持されている。つまり、駆動ピン17は、その両端で支持されている。複数の駆動ピン17それぞれのピン中心線pが互いに平行となるようにして、これら駆動ピン17は支持プレート6に固定される。
駆動ピン17は、遊星ローラ4を回転可能に支持する。駆動ピン17と遊星ローラ4との間に軸受14が介在している。本開示の軸受14は、軸方向に複数並ぶ転がり軸受であるが、滑り軸受(ブッシュ)であってもよい。
遊星ローラ4は、固定輪2と太陽軸3との間に設けられている。本開示では、四つの遊星ローラ4が装置中心線Cを中心とする周方向に沿って等間隔で配置されている。このために、四つの駆動ピン17が、支持プレート6及びキャリアプレート5に周方向に沿って等間隔で配置されて支持されている。遊星ローラ4は、所定の締め代をもって太陽軸3に接触していて、所定の締め代をもって固定輪2に接触している。なお、遊星ローラ4の数は、他であってもよく、例えば三つである。
以上の構成を備える動力伝達装置1によれば、図外のモータの回転によって太陽軸3が回転すると、太陽軸3に接触(圧接)している複数の遊星ローラ4が摩擦により駆動ピン17のピン中心線pを中心として回転する。ピン中心線pを中心とする回転を遊星ローラ4の「自転」と称する。遊星ローラ4の自転により、固定輪2の円筒面2aに沿って遊星ローラ4は摩擦により装置中心線Cを中心として回転する。この装置中心線C回りの回転を遊星ローラ4の「公転」と称する。つまり、太陽軸3に入力された回転動力により、遊星ローラ4は太陽軸3と固定輪2との間の環状空間を自転しながら公転する。
キャリアプレート5及び支持プレート6は駆動ピン17を介して遊星ローラ4を支持している。このため、キャリアプレート5及び支持プレート6は、遊星ローラ4の公転に伴って装置中心線Cを中心として回転し、キャリアプレート5の回転が出力軸20から出力される。このようにして、太陽軸3の回転が減速されて出力軸20から出力される。
本開示では、固定輪2、太陽軸3、遊星ローラ4、駆動ピン17、支持プレート6、キャリアプレート5、及び、出力軸20は、鋼製である。梁13も鋼製である。各軸受を構成する部品も鋼製である。
〔駆動ピン17の支持構造(その1)〕
キャリアプレート5及び支持プレート6による駆動ピン17の支持構造について説明する。図3は、キャリアプレート5、支持プレート6、駆動ピン17、遊星ローラ4を含む回転ユニット25の分解斜視図である。図3は、遊星ローラ4を一つのみ示している。支持プレート6は、駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31を有する。キャリアプレートは、駆動ピン17の第二端部22を支持する第二支持部32を有する。第一支持部31及び第二支持部32の具体的構成を説明する。
キャリアプレート5及び支持プレート6による駆動ピン17の支持構造について説明する。図3は、キャリアプレート5、支持プレート6、駆動ピン17、遊星ローラ4を含む回転ユニット25の分解斜視図である。図3は、遊星ローラ4を一つのみ示している。支持プレート6は、駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31を有する。キャリアプレートは、駆動ピン17の第二端部22を支持する第二支持部32を有する。第一支持部31及び第二支持部32の具体的構成を説明する。
図2に示すように、駆動ピン17の第一端部21は、支持プレート6に直接的に取り付けられている。そのために、支持プレート6に取り付け用の凹部が形成されている。図2及び図3に示す形態では、前記凹部は、支持プレート6の径方向に沿って形成されている第一の溝35であり、その溝35は、支持プレート6の外周面6aで開口している。このため、遊星ローラ4及び駆動ピン17を一体としたローラユニット26を(図3参照)、梁13で連結されている支持プレート6とキャリアプレート5との間に組み込み易い。図2に示すように、溝35の奥部(溝35の径方向内側の端)に第一端部21が当接して支持される。
図3において、第一の溝35の幅W1は第一端部21の外径d1と略同じである。第一端部21は、溝35の奥部で支持された状態で、支持プレート6に対して周方向について変位不能となる。図2及び図3に示す形態では、溝35(前記凹部)が、駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31となる。第一端部21は溝35の奥部に密着した状態で取り付けられる。第一支持部31の第一端部21の支持剛性(装置中心線Cを中心とする周方向についての支持剛性)は高い。
図2に示すように、駆動ピン17の第二端部22は、キャリアプレート5にスペーサ18を介して取り付けられている。スペーサ18は、例えば樹脂製(又はゴム製)であり、鋼製である支持プレート6及びキャリアプレート5よりも軟質である。つまり、スペーサ18は、支持プレート6及びキャリアプレート5よりも、弾性係数が小さい。スペーサ18は筒形状を有し、第二端部22に外嵌して取り付けられた状態となる。
スペーサ18が外嵌する第二端部22をキャリアプレート5に取り付けるために、キャリアプレート5には取り付け用の凹部が形成されている。図2及び図3に示す形態では、前記凹部は、キャリアプレート5の径方向に沿って形成されている第二の溝36であり、その溝36は、キャリアプレート5の外周面5aで開口している。第二の溝36は、支持プレート6の第一の溝35と同じ周方向位置(同じ位相)で設けられている。このため、ローラユニット26を(図3参照)、梁13で連結されている支持プレート6とキャリアプレート5との間に組み込み易い。図2に示すように、溝36の奥部(溝36の径方向内側の端)にスペーサ18を介して第二端部22が支持される。スペーサ18は溝36の奥部に密着した状態で取り付けられる。
図3において、第二の溝36の幅W2はスペーサ18の外径d2と略同じである。第二端部22に外嵌するスペーサ18は溝36の奥部で支持された状態となる。スペーサ18は軟質であるため、キャリアプレート5と駆動ピン17との間に、装置中心線Cを中心とする周方向の荷重が作用すると、図4及び図5に示すように、スペーサ18はキャリアプレート5に対して周方向について変位不能であるが、スペーサ18の一部18aが弾性変形することで、第二端部22はキャリアプレート5に対して周方向について変位可能となる。図2及び図3に示す形態では、溝36(前記凹部)及びスペーサ18が、駆動ピン17の第二端部22を支持する第二支持部32となる。
図5において、第二端部22がキャリアプレート5に、支持プレート6側と同様、スペーサ18を介さずに高い支持剛性で取り付けられていると仮定した場合の駆動ピン17を二点鎖線で示している。キャリアプレート5と駆動ピン17との間に、装置中心線Cを中心とする周方向の荷重が作用すると、駆動ピン17の第二端部22はキャリアプレート5に対して変位不能となるため、二点鎖線で示すように、大きく撓んでしまう。
しかし、第二支持部32は弾性変形可能であるスペーサ18を有していて、第二支持部32の支持剛性が低いため、第二端部22は変位することができ、前記のように大きく撓むのを防ぐことが可能となる。
しかし、第二支持部32は弾性変形可能であるスペーサ18を有していて、第二支持部32の支持剛性が低いため、第二端部22は変位することができ、前記のように大きく撓むのを防ぐことが可能となる。
図2〜図4に示す形態では、支持プレート6及びキャリアプレート5に設けられている駆動ピン17の第一端部21及び第二端部22の取り付け用の凹部が、溝35,36である場合について説明したが、前記凹部は溝35,36以外であってもよく、図6に示す変形例のように、穴37,38であってもよい。
つまり、支持プレート6に、第一端部21を締め代を有して挿入状とする第一の穴37が形成されている。第一端部21が穴37に圧入により固定される。このため、穴37により構成される第一支持部31は、高い支持剛性を有する。
つまり、支持プレート6に、第一端部21を締め代を有して挿入状とする第一の穴37が形成されている。第一端部21が穴37に圧入により固定される。このため、穴37により構成される第一支持部31は、高い支持剛性を有する。
そして、キャリアプレート5に、第二端部22に外嵌状となるスペーサ18を(締め代を有して)挿入状とする第二の穴38が形成されている。穴38及びスペーサ18により構成される第二支持部32は、低い支持剛性を有する。
以上のとおり、図2〜図4に示す形態、及び、図6に示す形態それぞれにおいて、駆動ピン17は、支持プレート6の第一支持部31及びキャリアプレート5の第二支持部32によって支持されていて、第二支持部32は、第一支持部31よりも支持剛性が低くなっている。
具体的に説明すると、駆動ピン17の第一端部21は、硬質である支持プレート6に直接的に固定されている。これに対して、駆動ピン17の第二端部22は、キャリアプレート5に、支持プレート6よりも軟質のスペーサ18を介して取り付けられている。
具体的に説明すると、駆動ピン17の第一端部21は、硬質である支持プレート6に直接的に固定されている。これに対して、駆動ピン17の第二端部22は、キャリアプレート5に、支持プレート6よりも軟質のスペーサ18を介して取り付けられている。
支持プレート6と駆動ピン17との間に、装置中心線Cを中心とする周方向の荷重が作用した場合に、支持プレート6側の第一支持部31は、駆動ピン17に撓み角が生じさせない固定端となる取り付け構造を有する。つまり、第一支持部31は高い支持剛性を有する。
これに対して、前記荷重が作用した場合に、キャリアプレート5側の第二支持部32は、図4及び図5により説明したように、周方向について駆動ピン17の変位を許容する支持端となる取り付け構造を有する。
これに対して、前記荷重が作用した場合に、キャリアプレート5側の第二支持部32は、図4及び図5により説明したように、周方向について駆動ピン17の変位を許容する支持端となる取り付け構造を有する。
動力伝達装置1が減速機として回転している際に、出力軸20に回転方向と反対方向の抵抗トルクが作用すると、その抵抗トルクを受けるキャリアプレート5から駆動ピン17を撓ませようとする力(曲げようとする力)が作用する。支持構造(その1)では、前記のような駆動ピン17を撓ませようとする力を、スペーサ18が受けて、そのスペーサ18の一部18aが弾性圧縮変形する。その結果、その力がスペーサ18により吸収され、駆動ピン17の撓みが抑制される。
前記のとおり、キャリアプレート5側では、駆動ピン17の第二端部22は支持剛性の低い第二支持部32で支持されている。支持プレート6側では、駆動ピン17の第一端部21は支持剛性の高い第一支持部31で支持されていて、複数の遊星ローラ4は平行の状態を保とうとする。スペーサ18が硬すぎると、第二端部22は第二支持部32において変位し難い。そこで、スペーサ18の硬さ特性(弾性係数)は、複数の駆動ピン17が平行を維持することができるように設定される。
〔駆動ピン17の支持構造(その2)〕
駆動ピン17の支持構造の別の形態について説明する。支持プレート6が駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31の構成は、前記支持構造(その1)と同じである。図7は、支持構造(その2)の場合のキャリアプレート5を軸方向から見た説明図である。図7に示すように、キャリアプレート5には、第二端部22を挿入状とする穴(第二の穴)39が形成されている。更に、キャリアプレート5には、その穴39とは別に、欠損部40が形成されている。図7に示す欠損部40は、キャリアプレート5を貫通する穴である。周方向で隣り合う駆動ピン17の取り付け用の穴39,39の間に、欠損部40が設けられている。
駆動ピン17の支持構造の別の形態について説明する。支持プレート6が駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31の構成は、前記支持構造(その1)と同じである。図7は、支持構造(その2)の場合のキャリアプレート5を軸方向から見た説明図である。図7に示すように、キャリアプレート5には、第二端部22を挿入状とする穴(第二の穴)39が形成されている。更に、キャリアプレート5には、その穴39とは別に、欠損部40が形成されている。図7に示す欠損部40は、キャリアプレート5を貫通する穴である。周方向で隣り合う駆動ピン17の取り付け用の穴39,39の間に、欠損部40が設けられている。
キャリアプレート5のうち、穴39と欠損部40との間の一部5bは、周方向についての肉厚が薄くなっている。このため、キャリアプレート5と駆動ピン17の第二端部22との間に、装置中心線Cを中心とする周方向の荷重が作用すると、前記一部5bは、弾性変形が可能でかつ容易である。つまり、キャリアプレート5において、第二端部22を支持する第二支持部32の支持剛性は低い。なお、駆動ピン17の取り付け用の穴39は、支持構造(その1)と同様、溝36(図4参照)であってもよい。
支持構造(その2)では、キャリアプレート5に、第二端部22を取り付けるための凹部(穴39又は溝)と、その凹部とは別の欠損部40とが設けられている。欠損部40は、駆動ピン17の第二端部22からの荷重を受けて凹部(穴39又は溝)との間の一部5bを弾性変形可能とさせるために設けられている。
なお、図7に示す支持構造(その2)の場合においても、穴39に、支持構造(その1)と同様、スペーサ18を介して第二端部22が取り付けられていてもよい。
なお、図7に示す支持構造(その2)の場合においても、穴39に、支持構造(その1)と同様、スペーサ18を介して第二端部22が取り付けられていてもよい。
支持構造(その2)では、支持構造(その1)と同様、支持プレート6に設けられている溝35(図2)又は穴37(図6)からなる凹部が、駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31となる。キャリアプレート5に設けられている穴39(凹部)及び欠損部40が、駆動ピン17の第二端部22を支持する第二支持部32となる。
以上より、支持構造(その2)においても、第一支持部31よりも第二支持部32で支持剛性を低くすることができる。
以上より、支持構造(その2)においても、第一支持部31よりも第二支持部32で支持剛性を低くすることができる。
〔駆動ピン17の支持構造(その3)〕
駆動ピン17の支持構造の更に別の形態について説明する。図8は、支持構造(その3)の場合の支持プレート6の一部及びキャリアプレート5の一部の説明図である。支持プレート6が駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31の構成は、前記支持構造(その1)と同じである。
駆動ピン17の支持構造の更に別の形態について説明する。図8は、支持構造(その3)の場合の支持プレート6の一部及びキャリアプレート5の一部の説明図である。支持プレート6が駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31の構成は、前記支持構造(その1)と同じである。
図8の上側の図に示すように、支持プレート6には、駆動ピン17の第一端部21が嵌る凹部が形成されている。図8に示す形態では、前記凹部は、図2に示す形態と同様の溝35であるが、図6に示す形態のような穴37であってもよい。穴37により構成される第一支持部31は、周方向について高い支持剛性を有する。
図8の下側の図に示すように、キャリアプレート5には、駆動ピン17の第二端部22が嵌る凹部が形成されている。図8の形態では、前記凹部は、図2に示す形態と同様の溝36であるが、図6に示す形態のような穴38であってもよい。
図8の下側の図に示すように、キャリアプレート5には、駆動ピン17の第二端部22が嵌る凹部が形成されている。図8の形態では、前記凹部は、図2に示す形態と同様の溝36であるが、図6に示す形態のような穴38であってもよい。
動力伝達装置1が回転しれおらず無負荷の状態で、支持プレート6の第一の溝35の周方向の壁面35aに、駆動ピン17の第一端部21が接触した状態で、キャリアプレート5の第二の溝36の周方向の壁面36aに、その駆動ピン17の第二端部22は接触しない。このために、本開示では、次のように構成されている。第一端部21と第二端部22との外径は同じであり、第一端部21と第二端部22とは同一のピン中心線p上に位置している。図8では、キャリアプレート5の第二の溝36の幅W3は、支持プレート6の第一の溝35の幅W4よりも大きくなっている(W3>W4)。
つまり、支持プレート6の第一の溝35と第一端部21との間よりも、キャリアプレート5の第二の溝36と第二端部22との間の方が、装置中心線Cを中心とする周方向についての隙間に関して、大きく設定されている。
つまり、支持プレート6の第一の溝35と第一端部21との間よりも、キャリアプレート5の第二の溝36と第二端部22との間の方が、装置中心線Cを中心とする周方向についての隙間に関して、大きく設定されている。
以上のように、支持構造(その3)では、装置中心線Cを中心とする周方向に関して、第一端部21は支持プレート6に(キャリアプレート5よりも)タイトに取り付けられている。つまり、第一端部21の支持剛性は高い。
そして、第二端部22はキャリアプレート5に(支持プレート6よりも)比較的ルーズに取り付けられている。つまり、第二端部22の支持剛性は低い。なお、第二端部22がキャリアプレート5に(支持プレート6よりも)比較的ルーズに取り付けられていればよく、溝36の代わりに穴であってもよい。
そして、第二端部22はキャリアプレート5に(支持プレート6よりも)比較的ルーズに取り付けられている。つまり、第二端部22の支持剛性は低い。なお、第二端部22がキャリアプレート5に(支持プレート6よりも)比較的ルーズに取り付けられていればよく、溝36の代わりに穴であってもよい。
図8に示す支持構造(その3)の場合においても、支持構造(その1)と同様、キャリアプレート5の溝36に、スペーサ18を介して第二端部22が取り付けられていてもよい。この場合、第二端部22に外嵌するスペーサ18はキャリアプレート5に(支持プレート6よりも)比較的ルーズに取り付けられる。
以上のように、支持構造(その3)では、支持構造(その1)と同様、支持プレート6に設けられている溝35(図2)又は穴37(図6)からなる凹部が、駆動ピン17の第一端部21を支持する第一支持部31となる。キャリアプレート5に設けられている溝36又は穴(凹部)が、駆動ピン17の第二端部22を支持する第二支持部32となる。
支持構造(その3)においても、第一支持部31よりも第二支持部32で支持剛性を低くすることができる。
支持構造(その3)においても、第一支持部31よりも第二支持部32で支持剛性を低くすることができる。
〔本開示の動力伝達装置1について〕
以上より、前記各形態の動力伝達装置1は、固定輪2と、太陽軸(第一軸)3と、複数の遊星ローラ4と、複数の駆動ピン17と、支持プレート6と、キャリアプレート5と、出力軸(第二軸)20とを備える。駆動ピン17は、遊星ローラ4を貫通していて、遊星ローラ4を回転可能に支持する。支持プレート6は、駆動ピン17の一方側の第一端部21を支持する第一支持部31を有する。キャリアプレート5は、駆動ピン17の他方側の第二端部22を支持する第二支持部32を有する。第二支持部32は、第一支持部31よりも支持剛性が低くなるように構成されている。
以上より、前記各形態の動力伝達装置1は、固定輪2と、太陽軸(第一軸)3と、複数の遊星ローラ4と、複数の駆動ピン17と、支持プレート6と、キャリアプレート5と、出力軸(第二軸)20とを備える。駆動ピン17は、遊星ローラ4を貫通していて、遊星ローラ4を回転可能に支持する。支持プレート6は、駆動ピン17の一方側の第一端部21を支持する第一支持部31を有する。キャリアプレート5は、駆動ピン17の他方側の第二端部22を支持する第二支持部32を有する。第二支持部32は、第一支持部31よりも支持剛性が低くなるように構成されている。
このような構成を備える動力伝達装置1によれば、駆動ピン17は、その両端部で支持プレート6とキャリアプレート5とに支持されていて、その駆動ピン17に遊星ローラ4が回転可能に支持される。複数の遊星ローラ4は太陽軸3から回転トルクを受けて公転している。このため、出力軸20に回転方向と反対方向の抵抗トルク(負荷)が作用すると、キャリアプレート5は、その抵抗トルクを受けて、公転する複数の遊星ローラ4を支持する支持プレート6に対して、遅れるようにして回転する。
すると、キャリアプレート5の第二支持部32は支持剛性が低いため、図4及び図5に示すように、そのキャリアプレート5と駆動ピン17の第二端部22との間で相対的に変位が生じることが可能である。
これに対して、支持プレート6側では、駆動ピン17の第一端部21は支持剛性の高い第一支持部31で支持されていて、複数の遊星ローラ4は平行の状態を保とうとする。
このため、出力軸20に前記抵抗トルクが作用しても、遊星ローラ4はスキューし難い。
これに対して、支持プレート6側では、駆動ピン17の第一端部21は支持剛性の高い第一支持部31で支持されていて、複数の遊星ローラ4は平行の状態を保とうとする。
このため、出力軸20に前記抵抗トルクが作用しても、遊星ローラ4はスキューし難い。
図3に示すように、前記各形態では、回転ユニット25は、キャリアプレート5と支持プレート6とを連結する梁13を有する。この構成によれば、出力軸20からキャリアプレート5に作用する前記抵抗トルクは、支持剛性の低い第二支持部32及び駆動ピン17を通じて支持プレート6に伝わるよりも、キャリアプレート5から梁13を通じて支持プレート6に伝わり易い。このため、キャリアプレート5から受ける力によって駆動ピン17が撓み難く、遊星ローラ4はより一層スキューし難い。
回転ユニット25の変形例について説明する。図9に示すように、回転ユニット25は梁13(図3参照)を有していなくてもよい。この場合、支持プレート6は、駆動ピン17を介してキャリアプレート5に支持されるが、フローティング状態にある。つまり、支持プレート6は、固定輪2及びハウジング8等の固定部材又は太陽軸3に、軸受等を介して、直接的に支持されておらず、フローティング状態にある。
梁13が省略されている場合、出力軸20からキャリアプレート5に作用する抵抗トルクは、支持剛性の低い第二支持部32及び駆動ピン17を通じて支持プレート6に伝わる。しかし、その第二支持部32において、キャリアプレート5と駆動ピン17の第二端部22との間で相対的に変位が生じる。これに対して、支持プレート6側では、駆動ピン17の第一端部21は支持剛性の高い第一支持部31で支持されている。このため、キャリアプレート5と支持プレート6との間で位相差が生じることができ、遊星ローラ4はスキューし難い。
以上より、本開示の動力伝達装置1によれば、遊星ローラ4はスキューし難いことから、太陽軸3に大きなスラスト荷重(軸方向の荷重)が作用するのを防ぐことができ、回転抵抗(トルク損失)が増加するのを抑制することが可能となる。また、太陽軸を支持する軸受の負担も小さくなり、軸受の寿命が従来よりも長くなる。また、遊星ローラ4のスキューが生じ難いことから、遊星ローラ4と駆動ピン17との間に設けられている軸受14(転がり軸受又は滑り軸受となるブッシュ)に偏荷重が作用し難く、その軸受14の寿命が従来よりも長くなる。
今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の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構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
1:遊星ローラ式動力伝達装置 2:固定輪 3:太陽軸(第一軸)
4:遊星ローラ 5:キャリアプレート 6:支持プレート
13:梁 17:駆動ピン 18:スペーサ
18a:一部 20:出力軸(第二軸) 21:第一端部
22:第二端部 31:第一支持部 32:第二支持部
39:穴(凹部) 40:欠損部
4:遊星ローラ 5:キャリアプレート 6:支持プレート
13:梁 17:駆動ピン 18:スペーサ
18a:一部 20:出力軸(第二軸) 21:第一端部
22:第二端部 31:第一支持部 32:第二支持部
39:穴(凹部) 40:欠損部
Claims (5)
- 固定輪と、前記固定輪の径方向内方に当該固定輪と同心状に配置されている第一軸と、前記固定輪と前記第一軸との間に設けられ当該固定輪と当該第一軸とに接触する複数の遊星ローラと、前記遊星ローラを貫通し当該遊星ローラを回転可能に支持する駆動ピンと、前記駆動ピンの一方側の第一端部を支持する支持プレートと、前記駆動ピンの他方側の第二端部を支持するキャリアプレートと、前記第一軸と同軸状に設けられ前記キャリアプレートと一体回転する第二軸と、を備え、
前記支持プレートは、前記第一端部を支持する第一支持部を有し、
前記キャリアプレートは、前記第二端部を支持すると共に前記第一支持部よりも支持剛性が低い第二支持部を有する、
遊星ローラ式動力伝達装置。 - 前記キャリアプレートと前記支持プレートとを連結する梁を有する、請求項1に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
- 前記支持プレートは、フローティング状態にある、請求項1に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
- 前記第一端部は、前記支持プレートに固定されていて、
前記第二端部は、前記キャリアプレートに前記支持プレートよりも軟質のスペーサを介して取り付けられている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。 - 前記キャリアプレートに、前記第二端部を取り付けるための凹部と、当該凹部とは別に設けられ前記第二端部からの荷重を受けて当該凹部との間の一部を弾性変形可能とさせるための欠損部と、が設けられている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
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JP2020076324A JP2021173311A (ja) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 遊星ローラ式動力伝達装置 |
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2020
- 2020-04-22 JP JP2020076324A patent/JP2021173311A/ja active Pending
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