JP2022156322A - 遊星ローラ式動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置寿命の低下を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】動力伝達装置１は、第１固定輪８と、第１固定輪８の径方向内方側に中心線Ｃ上に配置された第１太陽軸１０と、第１固定輪８と第１太陽軸１０との間に介在する複数の第１遊星ローラ１２と、複数の第１遊星ローラ１２を回転自在に支持するとともに複数の第１遊星ローラ１２の公転に応じて回転する環状の第１キャリア１４と、中心線Ｃ上に配置され、第１太陽軸１０の軸方向一方側の端面１０ｂと、第１キャリア１４の中心孔１４ａに固定された第２太陽軸３０の端面３０ｂとの間に介在する第１ボール４２と、を備える。第１太陽軸１０の軸方向一方側の端面１０ｂは、基部５４と、基部５４から軸方向一方側に突出する突出部５６と、を有する。突出部５６の中心線Ｃに直交する断面は、第１ボール４２の直径よりも小さい、中心線Ｃを中心とする円形である。【選択図】 図３

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には、遊星ローラ式動力伝達装置が開示されている。この遊星ローラ式動力伝達装置は、二段減速遊星機構であり、第１遊星ローラ式トラクションドライブと、第２遊星ローラ式トラクションドライブとを備える。

第１遊星ローラ式トラクションドライブ（以下、第１減速機構ともいう）は、第１固定輪と、第１固定輪の中心軸上に配置されるとともにモータ軸に接続された第１太陽軸と、第１固定輪と第１太陽軸との間に介在する複数の第１遊星ローラと、複数の第１遊星ローラを回転可能に支持する環状の第１キャリアとを備える。
また、第２遊星ローラ式トラクションドライブ（以下、第２減速機構ともいう）は、第２固定輪と、第２固定輪の中心軸上に配置された第２太陽軸と、第２固定輪と第２太陽軸との間に介在する複数の第２遊星ローラと、複数の第２遊星ローラを回転可能に支持する環状の第２キャリアとを備える。
第２減速機構の第２太陽軸は、第１減速機構の第１キャリアの中心孔に固定されている。また、第２キャリアの中心孔には、出力軸が固定されている。

この遊星ローラ式動力伝達装置は、第１減速機構及び第２減速機構によって、モータ軸から伝達される回転を段階的に減速して出力軸から出力する。
よって、第１太陽軸の回転速度、第２太陽軸の回転速度、及び出力軸の回転速度は互いに異なる。
ここで、第１太陽軸、第２太陽軸、及び出力軸は、同一の中心軸上に並べて配置されている。また、各軸には、各遊星ローラのスキューによりスラスト力が作用することがある。
このため、第１太陽軸と第２太陽軸との間、及び第２太陽軸と出力軸との間には、それぞれボールが配置されている。
これらボールは、各軸間に介在することでスラスト力を負担しつつ、第１太陽軸と第２太陽軸との間、及び第２太陽軸と出力軸との間で軸端同士を離間させ、相互に回転力が伝達するのを防止している。

特開２０１６－３１１２０号公報

図６は、上記従来の遊星ローラ式動力伝達装置の第１太陽軸及び第２太陽軸の一部分を示す断面図であり、図６（ａ）は、使用初期の状態を示す断面図、図６（ｂ）は、長期間使用した後の状態の一例を示す断面図である。
第１太陽軸１００と第２太陽軸１０２との間に介在するボール１０４は、第２太陽軸１０２の端面１０２ａに設けられたセンタ穴１０３に保持される。センタ穴に保持されたボールは、端面１０２ａから突出しており、第１太陽軸１００の端面１００ａに摺接する。

図６（ａ）に示すように、遊星ローラ式動力伝達装置の使用初期においては、第１太陽軸１００の端面１００ａは摩耗が進んでおらず比較的平坦であるため、端面１００ａにおける摩耗面１０６の直径は、極めて小さい。

しかし、遊星ローラ式動力伝達装置を長期に亘って使用すると、図６（ｂ）に示すように、ボール１０４の摺接によって生じる端面１００ａの摩耗が進行し、摩耗面１０６の凹みが深くなるとともに摩耗面１０６の直径も大きくなる。すると、摩耗面１０６の径方向外側部分１０６ａと、ボール１０４との間の滑り速度が使用初期と比較して大きくなり、ボール１０４と第１太陽軸１００との間の摩耗が急激に進行することがある。
ボールと太陽軸との間の摩耗の急激な進行は、ボールを介在する両軸同士の接触を招くおそれがあり、装置寿命の低下に繋がる。

本開示に係る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側に前記固定輪の中心軸上に配置された太陽軸と、前記固定輪と前記太陽軸との間に介在する複数の遊星ローラと、前記複数の遊星ローラを回転自在に支持するとともに前記複数の遊星ローラの公転に応じて回転する環状のキャリアと、前記中心軸上に配置され、前記太陽軸の軸方向一方側の端面と、前記キャリアの中心孔に固定された回転軸の軸方向他方側の端面との間に介在するボールと、を備え、前記太陽軸の軸方向一方側の端面は、基部と、前記基部から軸方向一方側に突出する突出部と、を有し、前記突出部の前記中心軸に直交する断面が、前記ボールの直径よりも小さい、前記中心軸を中心とする円形である。

本開示によれば、装置寿命の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係る遊星ローラ式動力伝達装置の断面図である。 図２は、図１中、ＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。 図３は、図１中、第１太陽軸、第２太陽軸、及び出力軸の部分の要部拡大図である。 図４は、第１太陽軸の端面の一部を示す斜視図である。 図５は、本実施形態の動力伝達装置を用いて試験運転を行い、摩耗量を測定したときの試験結果の一例を示す図である。 図６は、従来の遊星ローラ式動力伝達装置の第１太陽軸及び第２太陽軸の一部分を示す断面図であり、図６（ａ）は、使用初期の状態を示す断面図、図６（ｂ）は、長期間使用した後の状態の一例を示す断面図である。

最初に実施形態の内容を列記して説明する。
［実施形態の概要］
（１）実施形態である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側に前記固定輪の中心軸上に配置された太陽軸と、前記固定輪と前記太陽軸との間に介在する複数の遊星ローラと、前記複数の遊星ローラを回転自在に支持するとともに前記複数の遊星ローラの公転に応じて回転する環状のキャリアと、前記中心軸上に配置され、前記太陽軸の軸方向一方側の端面と、前記キャリアの中心孔に固定された回転軸の軸方向他方側の端面との間に介在するボールと、を備え、前記太陽軸の軸方向一方側の端面は、基部と、前記基部から軸方向一方側に突出する突出部と、を有し、前記突出部の前記中心軸に直交する断面が、前記ボールの直径よりも小さい、前記中心軸を中心とする円形である。

上記構成によれば、ボールは、断面がボールの直径よりも小さい円形である突出部の先端に摺接する。よって、ボールが突出部の先端に摺接して突出部に摩耗が生じたとしても、突出部の径方向の断面が前記ボールの直径よりも小さく、突出部の摩耗が進行したとしても、突出部の摩耗面の直径が突出部の直径以上になることがない。これにより、突出部における摩耗面の径方向外側部分とボールとの間の滑り速度が一定以上に大きくなるのを抑制でき、ボールと太陽軸との間の摩耗の急激な進行を抑制することができる。
この結果、装置寿命の低下を抑制することができる。

（２）上記遊星ローラ式動力伝達装置において、前記突出部は円筒状であることが好ましい。
この場合、突出部の摩耗が進行したとしても、摩耗面の直径が一定に維持される。これにより、突出部における摩耗面の径方向外側部分とボールとの間の滑り速度が大きくなるのを効果的に抑制することができる。

（３）上記遊星ローラ式動力伝達装置において、前記端面は、前記基部の外周側に設けられ前記基部よりも軸方向一方側に突出する環状突起を有することが好ましい。
この場合、突出部と、環状突起との間の環状空間にグリース等の潤滑油を保持させることができ、ボールと突出部との接触部を環状空間に保持された潤滑油によって潤滑することができる上に、ボールと突出部との間の摩耗粉を環状空間内の潤滑油によって捕捉することができる。この結果、ボールと太陽軸との間の摩耗の進行をより効果的に抑制することができ、装置寿命の低下を効果的に抑制することができる。

（４）上記遊星ローラ式動力伝達装置において、前記固定輪の軸方向一方側に配置されるとともに、径方向内方側に前記回転軸が配置された他の固定輪と、前記他の固定輪と前記回転軸との間に介在する複数の他の遊星ローラと、前記複数の他の遊星ローラを回転自在に支持するとともに前記複数の他の遊星ローラの公転に応じて回転する環状の他のキャリアと、をさらに備え、前記中心軸上に配置され、前記回転軸の軸方向一方側の端面と、前記他のキャリアの中心孔に固定された他の回転軸の軸方向他方側の端面との間に介在する他のボールと、をさらに備え、前記回転軸の軸方向一方側の端面は、他の基部と、前記他の基部から軸方向一方側に突出する他の突出部と、を有し、前記他の突出部の前記中心軸に直交する断面が、前記他のボールの直径よりも小さい、前記中心軸を中心とする円形であってもよい。
この場合においても、ボールと太陽軸との間の摩耗の急激な進行を抑制することができ、装置寿命の低下を抑制することができる。

［実施形態の詳細］
以下、好ましい実施形態について図面を参照しつつ説明する。
〔全体構成について〕
図１は、本実施形態に係る遊星ローラ式動力伝達装置の断面図であり、図２は、図１中、ＩＩ－ＩＩ線矢視断面図である。
この遊星ローラ式動力伝達装置１は、モータ軸Ｍに取り付けられており、モータ軸Ｍにから伝達される回転を減速して出力する。以下、遊星ローラ式動力伝達装置１を単に動力伝達装置１ともいう。

動力伝達装置１は、ハウジング２と、第１減速機構４と、第２減速機構６とを備えている。
ハウジング２は、アルミニウム合金等の金属製であり、ハウジング本体２ａと、蓋体２ｂとを備えている。ハウジング本体２ａは一方が開口する有底円筒形状に形成されている。蓋体２ｂは、複数のボルト２ｃによってハウジング本体２ａに固定され、開口を塞いでいる。

第１減速機構４及び第２減速機構６は、ハウジング２内に収容されている。
本実施形態の動力伝達装置１は、モータ軸Ｍからの回転を第１減速機構４及び第２減速機構６によって２段階で減速するように構成されている。

〔第１減速機構について〕
第１減速機構４は、第１固定輪８と、第１太陽軸１０と、複数の第１遊星ローラ１２と、第１キャリア１４とを備える。
第１太陽軸１０は、モータ軸Ｍにカップリング１５を介して接続されている。つまり、第１太陽軸１０は、モータ軸Ｍからの回転が入力される入力軸である。
第１太陽軸１０の中心線は、動力伝達装置１の中心線Ｃと一致する。
本実施形態において、中心線Ｃに沿った方向及び中心線Ｃに平行な方向を「軸方向」と定義する。また、図１において、出力軸１６が設けられている側（図１中、紙面左側）を「軸方向一方側」と定義し、図１において第１太陽軸１０が設けられモータ軸Ｍが接続される側（図１中、紙面右側）を「軸方向他方側」と定義する。
さらに、中心線Ｃに直交する方向を「径方向」と定義し、中心線Ｃを中心とする円に沿う方向を「周方向」と定義する。

第１固定輪８は、ハウジング２の内周面２ｄに固定されている。第１固定輪８は円環状の部材であり、機械構造用鋼等を用いて形成される。第１固定輪８の中心軸は中心線Ｃと一致する。第１固定輪８は、複数の第１遊星ローラ１２が転がり接触する内周面８ａを有する。
第１太陽軸１０は、機械構造用鋼等を用いて形成された部材であり、中心線Ｃ上に配置される。
第１太陽軸１０は、その外周側に複数の第１遊星ローラ１２が転がり接触する円筒面１０ａを有する。

第１キャリア１４は、第１太陽軸１０の軸方向一方側に配置されている。
第１キャリア１４は、中心線Ｃを中心とする環状であり、機械構造用鋼等を用いて形成された部材である。第１キャリア１４の中心孔１４ａには、後に説明する第２減速機構６の第２太陽軸３０が圧入固定されている。これにより、第１キャリア１４と、第２太陽軸３０とは、一体回転可能である。

第１キャリア１４には複数の第１駆動ピン１８が設けられている。複数の第１駆動ピン１８は、第１キャリア１４の軸方向他方側の端面１４ｂから軸方向他方側へ突出している。本実施形態では、第１遊星ローラ１２を３つ備えており、第１駆動ピン１８は、第１遊星ローラ１２に対応して３つ設けられている。
３つの第１駆動ピン１８は、機械構造用鋼等を用いて形成された棒状の部材である。第１駆動ピン１８の軸方向一方側の端部１８ａは、第１キャリア１４に設けられた孔１４ｃに差し込まれて圧入固定されている。
第１駆動ピン１８の軸方向他方側の端部１８ｂには、第１遊星ローラ１２が設けられている。第１駆動ピン１８の端部１８ｂと第１遊星ローラ１２との間には、一対の転がり軸受２０が介在している。これにより、３つの第１駆動ピン１８は、３つの第１遊星ローラ１２を回転可能に支持する。

３つの第１遊星ローラ１２は、第１固定輪８と第１太陽軸１０との間に介在している。図２に示すように、３つの第１遊星ローラ１２は、周方向に沿って等間隔に配置されている。３つの第１駆動ピン１８は、３つの第１遊星ローラ１２の配置に対応して、周方向に沿って等間隔となるように第１キャリア１４に固定されている。

３つの第１遊星ローラ１２は、第１太陽軸１０の回りを周回する。つまり、３つの第１遊星ローラ１２は、自転しながら第１太陽軸１０の回りを公転する。
また、３つの第１遊星ローラ１２は、第１固定輪８の内周面８ａと、第１太陽軸１０の円筒面１０ａとの間に所定の締め代をもって挟まれている。よって、３つの第１遊星ローラ１２の外周面１２ａと内周面８ａとは圧接している。同様に、３つの第１遊星ローラ１２の外周面１２ａと、円筒面１０ａとは圧接している。

ここで、第１太陽軸１０が回転すると、第１太陽軸１０に接触（圧接）している３つの第１遊星ローラ１２が転走し第１駆動ピン１８を中心に回転する。３つの第１遊星ローラ１２が第１駆動ピン１８を中心に回転すると、３つの第１遊星ローラ１２は、第１固定輪８の内周面８ａを走行し、第１太陽軸１０の回りを公転する。

３つの第１遊星ローラ１２が第１太陽軸１０の回りを（中心線Ｃの回りを）公転すると、３つの第１遊星ローラ１２を支持する第１キャリア１４及び第２太陽軸３０は中心線Ｃを中心に回転する。これにより、第１減速機構４は、第１太陽軸１０に伝達された回転を減速し、第２太陽軸３０から出力する。

〔第２減速機構について〕
第２減速機構６は、第２固定輪２８と、第２太陽軸３０と、複数の第２遊星ローラ３２と、第２キャリア３４とを備える。第２減速機構６の構成は、第１減速機構４の構成と同様の構成を有している。
第２太陽軸３０は、上述のように、第１減速機構４の第１キャリア１４の中心孔１４ａに圧入固定されている。よって、第２太陽軸３０には、第１減速機構４からの回転が伝達される。

第２固定輪２８は、ハウジング２の内周面２ｄに固定されている。第２固定輪２８は円環状の部材であり、機械構造用鋼等を用いて形成される。第２固定輪２８の中心軸は中心線Ｃと一致する。第２固定輪２８は、複数の第２遊星ローラ３２が転がり接触する内周面２８ａを有する。
第２太陽軸３０は、機械構造用鋼等を用いて形成された部材であり、第１太陽軸１０の軸方向一方側に配置されている。第２太陽軸３０の中心線は中心線Ｃと一致する。
第２太陽軸３０は、その外周側に複数の第２遊星ローラ３２が転がり接触する円筒面３０ａを有する。

第２キャリア３４は、第２太陽軸３０の軸方向一方側に配置されている。
第２キャリア３４は、中心線Ｃを中心とする環状であり、機械構造用鋼等を用いて形成された部材である。第２キャリア３４の中心孔３４ａには、出力軸１６が圧入固定されている。これにより、第２キャリア３４と、出力軸１６とは、一体回転可能である。

出力軸１６は、機械構造用鋼等を用いて形成された部材であり、第２太陽軸３０の軸方向一方側に配置されている。出力軸１６の中心線は中心線Ｃと一致する。つまり、第１太陽軸１０、第２太陽軸３０、及び出力軸１６は、中心線Ｃ上に並べて配置されている。
出力軸１６は、ハウジング２の開口２ａ１を通過するように設けられている。

出力軸１６の軸方向一方側の端部１６ａは、ハウジング２の外部に位置し、出力軸１６の軸方向他方側の端部１６ｂは、ハウジング２の内部に位置する。出力軸１６は、開口２ａ１に設けられた転がり軸受３６によりハウジング２に対して回転自在に支持されている。

第２キャリア３４には複数の第２駆動ピン３８が設けられている。複数の第２駆動ピン３８は、第２キャリア３４の軸方向他方側の端面３４ｂから軸方向他方側へ突出している。本実施形態では、第２遊星ローラ３２を３つ備えており、第２駆動ピン３８は、第２遊星ローラ３２に対応して３つ設けられている。
３つの第２駆動ピン３８は、機械構造用鋼等を用いて形成された棒状の部材である。第２駆動ピン３８の軸方向一方側の端部３８ａは、第２キャリア３４に設けられた孔３４ｃに差し込まれて圧入固定されている。
第２駆動ピン３８の軸方向他方側の端部３８ｂには、第２遊星ローラ３２が設けられている。第２駆動ピン３８の端部３８ｂと第２遊星ローラ３２との間には、一対の転がり軸受４０が介在している。これにより、３つの第２駆動ピン３８は、３つの第２遊星ローラ３２を回転可能に支持する。

３つの第２遊星ローラ３２は、第２固定輪２８と第２太陽軸３０との間に介在している。３つの第２遊星ローラ３２は、周方向に沿って等間隔に配置されている。３つの第２駆動ピン３８は、３つの第２遊星ローラ３２の配置に対応して、周方向に沿って等間隔となるように第２キャリア３４に固定されている。

３つの第２遊星ローラ３２は、第２太陽軸３０の回りを周回する。つまり、３つの第２遊星ローラ３２は、自転しながら第２太陽軸３０の回りを公転する。
また、３つの第２遊星ローラ３２は、第２固定輪２８の内周面２８ａと、第２太陽軸３０の円筒面３０ａとの間に所定の締め代をもって挟まれている。よって、３つの第２遊星ローラ３２の外周面３２ａと内周面２８ａとは圧接している。同様に、３つの第２遊星ローラ３２の外周面３２ａと、円筒面３０ａとは圧接している。

ここで、第２太陽軸３０が回転すると、第２太陽軸３０に接触（圧接）している３つの第２遊星ローラ３２が転走し第２駆動ピン３８を中心に回転する。３つの第２遊星ローラ３２が第２駆動ピン３８を中心に回転すると、３つの第２遊星ローラ３２は、第２固定輪２８の内周面２８ａを走行し、第２太陽軸３０の回りを公転する。

３つの第２遊星ローラ３２が第２太陽軸３０の回りを（中心線Ｃの回りを）公転すると、３つの第２遊星ローラ３２を支持する第２キャリア３４及び出力軸１６は中心線Ｃを中心に回転する。これにより、第２減速機構６は、第２太陽軸３０に伝達された回転を減速し、出力軸１６から出力する。
以上のように、本実施形態の動力伝達装置１は、モータ軸Ｍから伝達される回転を第１減速機構４及び第２減速機構６によって２段階で減速し、出力軸１６から出力する。

ここで、互いに回転速度が異なる第１太陽軸１０、第２太陽軸３０、及び出力軸１６は、中心線Ｃ上に並べて配置されている。
第１太陽軸１０と、第２太陽軸３０との間には、第１ボール４２が配置されている。
また、第２太陽軸３０と、出力軸１６との間には、第２ボール４４が配置されている。

〔第１ボール４２及び第２ボール４４について〕
図３は、図１中、第１太陽軸１０、第２太陽軸３０、及び出力軸１６の部分の要部拡大図である。
図３に示すように、第１ボール４２は、第１太陽軸１０の軸方向一方側の端面１０ｂと、第２太陽軸３０の軸方向他方側の端面３０ｂとの間に介在している。
第２太陽軸３０の端面３０ｂは、外縁部５０と、センタ孔５２とを有する。センタ孔５２は、中心線Ｃ上に設けられており、内周面５２ａが軸方向一方に向かうにつれて小径となるテーパ面である。
第１ボール４２は、セラミックスや軸受鋼等により形成された球状の部材である。第１ボール４２は、内周面５２ａに接触した状態でセンタ孔５２内に配置されている。よって、第１ボール４２は、中心線Ｃ上に配置される。

第１ボール４２は、センタ孔５２内に配置された状態で、外縁部５０よりも軸方向他方側へ突出している。また、第１ボール４２は、第１太陽軸１０の端面１０ｂに接触している。よって、第１太陽軸１０の端面１０ｂと、第２太陽軸３０の端面３０ｂとは、第１ボール４２を介して離間している。
これにより、第１ボール４２は、第１太陽軸１０と、第２太陽軸３０との間のスラスト力を負担しつつ、第１太陽軸１０と、第２太陽軸３０との間で回転力が伝達するのを防止している。

端面３０ｂに対向する第１太陽軸１０の端面１０ｂは、基部５４と、基部５４から軸方向一方側に突出する突出部５６とを有する。
図４は、第１太陽軸１０の端面１０ｂの一部を示す斜視図である。
図３及び図４に示すように、突出部５６は、中心線Ｃを中心とする円筒状に設けられている。よって、第１ボール４２は、突出部５６の先端面５６ａに接触している。
基部５４は、環状平面であり、先端面５６ａよりも軸方向他方側へ凹んでいる。
突出部５６の直径は、第１ボール４２の直径よりも小さい。

例えば、第１ボール４２の直径が３ｍｍである場合、突出部５６の直径を０．５ｍｍとすることができる。また、突出部５６の基部５４に対する突出長さは、未摩耗の突出部５６と第１ボール４２とが接触したときの第２太陽軸３０の端面３０ｂと、第１太陽軸１０の端面１０ｂとの間の隙間寸法以上の寸法に設定される。

また、第１太陽軸１０の端面１０ｂは、基部５４の外周側に設けられた環状突起５８をさらに有する。環状突起５８は、突出部５６と同じ寸法で基部５４から突出している。よって、環状突起５８の先端面５８ａの軸方向の位置と、突出部５６の先端面５６ａの軸方向の位置とは、ほぼ同じである。

突出部５６、環状突起５８及び基部５４は、突出部５６を中心とした環状空間Ｓ１を画定している。この環状空間Ｓ１には、グリース等の潤滑油を保持させることができる。これにより、第１ボール４２と突出部５６との接触部を環状空間Ｓ１に保持された潤滑油によって潤滑することができる。さらに、第１ボール４２と突出部５６との間の摩耗粉を環状空間Ｓ１内の潤滑油によって捕捉することもできる。

上記構成によれば、第１ボール４２は、径方向の断面が第１ボール４２の直径よりも小さい円形である円筒状の突出部５６の先端面５６ａに摺接する。よって、第１ボール４２が突出部５６の先端面５６ａに摺接して突出部５６に摩耗が生じたとしても、突出部５６の径方向の断面が第１ボール４２の直径よりも小さく、突出部５６の摩耗が進行したとしても、突出部５６の摩耗面の直径が突出部５６の直径以上になることがない。これにより、突出部５６における摩耗面の径方向外側部分とボールとの間の滑り速度が一定以上に大きくなるのを抑制でき、第１ボール４２と第１太陽軸１０との間の摩耗の急激な進行を抑制することができる。この結果、第１太陽軸１０の端面１０ｂと第２太陽軸３０の端面３０ｂとが早期に接触してしまうのを抑制でき、装置寿命の低下を抑制することができる。

また、例えば、第１ボール４２に代えて、第１太陽軸１０及び第２太陽軸３０のスラスト力を負担する転がり軸受を設けることが考えられるが、装置サイズの大型化を招くことになり、好ましくない。
この点、本実施形態の動力伝達装置１では、第１太陽軸１０及び第２太陽軸３０のスラスト力を負担する転がり軸受を設ける必要がなく、装置サイズの大型化を抑制しつつ、装置寿命の低下を抑制することができる。

図５は、本実施形態の動力伝達装置１を用いて試験運転を行い、摩耗量を測定したときの試験結果の一例を示す図である。
図５中、横軸は運転時間、縦軸は摩耗量であり、第１太陽軸１０の端面１０ｂと、第２太陽軸３０の端面３０ｂとの間隔の減少量（減少長さ）を摩耗量として示している。
また、図５中、実線が実施例品である本実施形態の動力伝達装置１の摩耗量を示す。破線は、比較例品である動力伝達装置の摩耗量を示す。比較例品としては、本実施形態の動力伝達装置１の第１太陽軸１０の端面１０ｂを平面とし、基部５４及び突出部５６を有さない動力伝達装置を用いた。

比較例品の場合、運転時間Ｔまでは、運転時間にほぼ比例して摩耗量が増えていくが、運転時間Ｔを超えると、グラフの傾きが大きく変化し、摩耗が急激に進行しているのが判る。
滑り摩耗においては、摩耗面の面圧に加えて滑り速度が摩耗の度合いに影響を与えることが知られている。摩耗面の直径が大きくなれば、摩耗面の径方向外側部分と、第１ボールとの間の滑り速度が使用初期と比較して大きくなる。運転時間Ｔを超えると、第１太陽軸の端面の摩耗面と、第１ボールとの間の滑り速度が大きく増加し、この滑り速度の増加が、摩耗の急激な進行の一因になっていることが考えられる。

これに対して、実施例品では、運転時間Ｔを超えた後もグラフの傾きに大きな変化は現れない。
実施例品では、上述のように、突出部５６の摩耗が進行したとしても、突出部５６の摩耗面の直径が突出部５６の直径以上になることがない。これにより、突出部５６における摩耗面の径方向外側部分と第１ボール４２との間の滑り速度が一定以上に大きくなるのが抑制され、第１ボール４２と第１太陽軸１０との間の摩耗の急激な進行が抑制されている。
このように、本実施形態によれば、第１ボール４２と第１太陽軸１０との間の摩耗の急激な進行を抑制でき、装置寿命の低下を抑制することができることが明らかである。

また、本実施形態では、突出部５６を円筒状としたので、突出部５６の摩耗が進行したとしても、摩耗面の直径が一定に維持される。これにより、突出部５６における摩耗面の径方向外側部分と第１ボール４２との間の滑り速度が大きくなるのを効果的に抑制することができる。

図３に示すように、第２ボール４４は、第２太陽軸３０の軸方向一方側の端面３０ｃと、出力軸１６の軸方向他方側の端面１６ｃとの間に介在している。
出力軸１６の端面１６ｃは、外縁部６０と、センタ孔６２とを有する。センタ孔６２は、中心線Ｃ上に設けられており、内周面６２ａが軸方向一方に向かうにつれて小径となるテーパ面である。
第２ボール４４は、軸受鋼やセラミックス等により形成された球状の部材である。第２ボール４４は、内周面６２ａに接触した状態でセンタ孔６２内に配置されている。よって、第２ボール４４は、中心線Ｃ上に配置される。

第２ボール４４は、センタ孔６２内に配置された状態で、外縁部６０よりも軸方向他方側へ突出している。また、第２ボール４４は、第２太陽軸３０の端面３０ｃに接触している。よって、第２太陽軸３０の端面３０ｃと、出力軸１６の端面１６ｃとは、第２ボール４４を介して離間している。
これにより、第２ボール４４は、、第２太陽軸３０と、出力軸１６の間のスラスト力を負担しつつ、第２太陽軸３０と、出力軸１６との間で回転力が伝達するのを防止している。

出力軸１６の端面１６ｃに対向する第２太陽軸３０の端面３０ｃは、基部６４と、基部６４から軸方向一方側に突出する突出部６６とを有する。
突出部６６は、中心線Ｃを中心とする円筒状に設けられている。よって、第２ボール４４は、突出部６６の先端面６６ａに接触している。
突出部６６の直径は、第２ボール４４の直径よりも小さい。

基部６４は、環状平面であり、先端面６６ａよりも軸方向他方側へ凹んでいる。
また、第２太陽軸３０の端面３０ｃは、基部６４の外周側に設けられた環状突起６８をさらに有する。環状突起６８は、突出部６６と同じ寸法で基部６４から突出している。よって、環状突起６８の先端面６８ａの軸方向の位置と、突出部６６の先端面６６ａの軸方向の位置とは、ほぼ同じである。

突出部６６、環状突起６８及び基部６４は、突出部６６を中心とした環状空間Ｓ２を画定している。この環状空間Ｓ２には、環状空間Ｓ１と同様、グリース等の潤滑油を保持させることができる。これにより、第２ボール４４と突出部６６との接触部を環状空間Ｓ２に保持された潤滑油によって潤滑することができる。さらに、第２ボール４４と突出部６６との間の摩耗粉を環状空間Ｓ２内の潤滑油によって捕捉することもできる。

本実施形態では、第２太陽軸３０の端面３０ｃも、第１太陽軸１０の基部５４及び突出部５６と同様の構成である、基部６４及び突出部６６を有するので、突出部６６における摩耗面の径方向外側部分と第２ボール４４との間の滑り速度が大きくなるのを抑制でき、第２ボール４４と第２太陽軸３０との間の摩耗の急激な進行を抑制することができる。

〔その他〕
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。
例えば、上記実施形態では、突出部５６、６６が円筒状である場合を例示したが、突出部５６、６６は、中心線Ｃに直交する断面が、ボール４２、４４の直径よりも小さい、中心線Ｃを中心とする円形であればよく、例えば、中心線Ｃを中心としかつボール４２、４４の直径よりも小さい円錐台形状であってもよい。
また、上記実施では、第１太陽軸１０の端面１０ｂ及び第２太陽軸３０の端面３０ｃが環状突起５８、６８を有する場合を例示したが、第１太陽軸１０の端面１０ｂ及び第２太陽軸３０の端面３０ｃは、基部５４、６４及び突出部５６、６６を有していれば、環状突起５８、６８を有していなくてもよい。

また、上記実施形態では、２つの減速機構４、６を備えた動力伝達装置１を例示したが、減速機構が一つである動力伝達装置であっても、上記実施形態の太陽軸と同様の構成とすることができる。

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 ハウジング
２ａ ハウジング本体
２ａ１ 開口
２ｂ 蓋体
２ｃ ボルト
２ｄ 内周面
４ 第１減速機構
６ 第２減速機構
８ 第１固定輪
８ａ 内周面
１０ 第１太陽軸
１０ａ 円筒面
１０ｂ 端面
１２ 第１遊星ローラ
１２ａ 外周面
１４ 第１キャリア
１４ａ 中心孔
１４ｂ 端面
１４ｃ 孔
１５ カップリング
１６ 出力軸
１６ａ 端部
１６ｂ 端部
１６ｃ 端面
１８ 第１駆動ピン
１８ａ 端部
１８ｂ 端部
２０ 転がり軸受
２８ 第２固定輪
２８ａ 内周面
３０ 第２太陽軸
３０ａ 円筒面
３０ｂ 端面
３０ｃ 端面
３２ 第２遊星ローラ
３２ａ 外周面
３４ 第２キャリア
３４ａ 中心孔
３４ｂ 端面
３４ｃ 孔
３６ 転がり軸受
３８ 第２駆動ピン
３８ａ 端部
３８ｂ 端部
４０ 転がり軸受
４２ 第１ボール
４４ 第２ボール
５０ 外縁部
５２ センタ孔
５２ａ 内周面
５４ 基部
５６ 突出部
５６ａ 先端面
５８ 環状突起
５８ａ 先端面
６０ 外縁部
６２ センタ孔
６２ａ 内周面
６４ 基部
６６ 突出部
６６ａ 先端面
６８ 環状突起
６８ａ 先端面
１００ 第２太陽軸
１００ａ 端面
１０２ 出力軸
１０２ａ 端面
１０３ センタ穴
１０４ ボール
１０６ 摩耗面
１０６ａ 径方向外側部分
Ｃ 中心線
Ｍ モータ軸
Ｓ 環状空間
Ｓ１ 環状空間
Ｓ２ 環状空間
Ｔ 運転時間

Claims (4)

1. 固定輪と、
   前記固定輪の径方向内方側に前記固定輪の中心軸上に配置された太陽軸と、
   前記固定輪と前記太陽軸との間に介在する複数の遊星ローラと、
   前記複数の遊星ローラを回転自在に支持するとともに前記複数の遊星ローラの公転に応じて回転する環状のキャリアと、
   前記中心軸上に配置され、前記太陽軸の軸方向一方側の端面と、前記キャリアの中心孔に固定された回転軸の軸方向他方側の端面との間に介在するボールと、を備え、
   前記太陽軸の軸方向一方側の端面は、基部と、前記基部から軸方向一方側に突出する突出部と、を有し、
   前記突出部の前記中心軸に直交する断面が、前記ボールの直径よりも小さい、前記中心軸を中心とする円形である
   遊星ローラ式動力伝達装置。
2. 前記突出部は円筒状である
   請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
3. 前記端面は、前記基部の外周側に設けられ前記基部よりも軸方向一方側に突出する環状突起を有する
   請求項１又は請求項２に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
4. 前記固定輪の軸方向一方側に配置されるとともに、径方向内方側に前記回転軸が配置された他の固定輪と、
   前記他の固定輪と前記回転軸との間に介在する複数の他の遊星ローラと、
   前記複数の他の遊星ローラを回転自在に支持するとともに前記複数の他の遊星ローラの公転に応じて回転する環状の他のキャリアと、をさらに備え、
   前記中心軸上に配置され、前記回転軸の軸方向一方側の端面と、前記他のキャリアの中心孔に固定された他の回転軸の軸方向他方側の端面との間に介在する他のボールと、をさらに備え、
   前記回転軸の軸方向一方側の端面は、他の基部と、前記他の基部から軸方向一方側に突出する他の突出部と、を有し、
   前記他の突出部の前記中心軸に直交する断面が、前記他のボールの直径よりも小さい、前記中心軸を中心とする円形である
   請求項１から請求項３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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