JP4013015B2

JP4013015B2 - 遊星ローラ式動力伝達装置

Info

Publication number: JP4013015B2
Application number: JP13018999A
Authority: JP
Inventors: 昌弘井上; 孝爾嶋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 1999-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2007-11-28
Anticipated expiration: 2019-05-11
Also published as: JP2000320633A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遊星ローラ機構を用いて動力を伝達する遊星ローラ式動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の遊星ローラ式動力伝達装置として、図３に示すものがある。この遊星ローラ式動力伝達装置は、太陽軸１０１と、この太陽軸１０１に外接する複数の遊星ローラ１０２と、これら遊星ローラ１０２に外接する外輪１０３と、遊星ローラ１０３それぞれに針状ころ軸受装置１０４を介して回転可能に支持された軸体１０５と、軸体１０５それぞれの先端に連結されることで遊星ローラ１０２それぞれに対してその公転時に一体に回転するように設けられた連結体１０６と、連結体１０６に同軸に取り付けられた入力軸１０７とを有している。軸体１０５は、その先端を連結体１０６の端部に圧入させることで、連結体１０６に一体に取り付けられている。一方、外輪１０３は、ハウジング１０８内部に回転不能に装着されており、ハウジング１０８内に圧入等により内嵌されるリング体１０９と、ハウジング１０８内部の段部１０８ａとの間に外輪１０３を挟み込むことで、外輪１０３を、ハウジング１０８に位置決め固定している。
【０００３】
このように構成された従来の遊星ローラ式動力伝達装置では、遊星ローラ１０２の軸方向両端それぞれにキャリアプレート１１０が設けられており、このキャリアプレート１１０を配置することで、遊星ローラ１０２がスキュー等によりその軸方向に遊動して連結体１０６等に接触することを防止している。
【０００４】
キャリアプレート１１０は、その内径が外輪１０３の内径よりやや小径の環体から構成されており、外輪１０３と、段部１０８ａとの間、および外輪１０３とリング体１０９との間に挟み込まれており、このように配置されたキャリアプレート１１０により、遊星ローラ１０２はその軸方向位置決めが行われている。
【０００５】
なお、図中、符号１１１は、太陽軸１０１とハウジング１０８との間に設けられた軸受であり、符号１１２は、入力軸１０７と、入力軸固定用のハウジング１１３との間に設けられた軸受である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように構成された従来の遊星ローラ式動力伝達装置においては、キャリアプレート１１０により、遊星ローラ１０２の軸方向の位置決めはできるものの、そのためにキャリアプレート１１０が遊星ローラ１０２の端面と接触してその摩擦熱が発生してエネルギーロスを引き起こしたり、摩擦熱により潤滑剤が劣化して寿命を低下させたりしていた。
【０００７】
したがって、本発明においては、エネルギーロスや寿命低下を引き起こすことなく遊星ローラの位置決めを行うことができるようにすることを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次のような手段によって、上述した課題の解決を達成している。
【０００９】
本発明の請求項１に記載の発明は、太陽軸と、この太陽軸に外接する複数の遊星ローラと、これら遊星ローラに外接する外輪と、前記遊星ローラに相対回転可能に支持された軸体と、この軸体を介して前記遊星ローラそれぞれに連結された連結体とを有する遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記軸体を玉軸受装置を介して相対回転可能に前記遊星ローラで支持する一方、前記軸体と前記連結体とを軸方向相対移動不能に一体化する固定手段を設けるとともに、前記玉軸受装置は、前記軸体の周面に軌道溝を形成することで、該軸体を内輪とする一方、前記遊星ローラを軸受装置の外輪としており、前記固定手段は、前記軸体の軸端に設けられた連結体装着用の小径部と、前記小径部の軸方向内端に設けられた段部が前記連結体に当接するまで、前記小径部を前記連結体の装着孔に挿通された状態で、前記連結体から突出する小径部先端に装着される止輪とを備えており、前記軸体の小径部の軸方向内端に設けられた段部は軸方向で遊星ローラ寄りほど拡径するテーパ面をなしており、この段部のテーパ面に対応して同傾斜となるテーパ面が前記連結体の装着孔の遊星ローラ側端部の周縁に形成されるとともに、前記軸体の小径部の前記連結体から突出する部分には、環状溝を形成しており、前記止め輪をこの環状溝に嵌め込み状態で装着させて前記軸体の前記段部と該止め輪とで前記連結体を挟み込むことにより前記軸体を前記連結体に対して軸方向で移動不能に連結していることに特徴を有しており、これにより次のような作用を有する。すなわち、軸体を玉軸受装置を介して回転可能に遊星ローラに支持するため、遊星ローラは軸体に対して相対回転が可能であるものの、その軸方向には軸体に相対移動不能に一体化される。ここで、軸体は、固定手段により連結体と軸方向相対移動不能に一体化されているので、遊星ローラは軸体を介して連結体に軸方向相対移動不能に一体化されることになる。そのため、遊星ローラが連結体に対して相対移動して遊星ローラと連結体とが接触することは起きなくなる。
【００１０】
また、このような遊星ローラの位置決めを行うに際して、従来用いていたキャリアプレートといったように、遊星ローラを当接させて位置決めする部材を用いないので、キャリアプレートとの摩擦熱によりエネルギーロスを発生させたり、摩擦熱により潤滑剤を劣化させることも生じない。
【００１１】
さらには、このような遊星ローラの位置決めを行うに際して、キャリアプレートといった専用の部材を用いることなく行えるので、その分、部品点数の削減が図れる。
【００１２】
さらにまた、遊星ローラと軸体と連結体とを一体化してユニットにしているので、遊星ローラ式動力伝達装置の組み立て作業が容易になる。また、玉軸受装置として、軸体周面に軌道溝を設けた内輪軌道型の玉軸受装置を用いることにより、遊星ローラ式動力伝達装置全体の径方向寸法を小さくすることができる。また、固定手段が、前記軸体の軸端に設けられた連結体装着用の小径部と、前記小径部の軸方向内端に設けられた段部が前記連結体に当接するまで、前記小径部を前記連結体に挿通された状態で、前記連結体から突出する小径部先端に装着される止輪とを備えているから、固定手段を構成する部品としては新たに止輪だけを用意すればよいので、その分、部品点数の増加を必要最小限に抑えることができる。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記玉軸受装置を複列配置することに特徴を有しており、これにより次のような作用を有する。すなわち、玉軸受装置を複列配置することで、遊星ローラ軸方向位置決め精度がさらに高まることになるうえ、軸体の軸ぶれが起こりにくくなる。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記連結体を、この遊星ローラ式動力伝達装置の入力軸に回転一体に連結することに特徴を有しており、これにより次のような作用を有する。すなわち、遊星ローラは、連結体を介して入力軸に軸方向移動不能に連結されることになる。そのため、入力軸を外部の軸受装置等により軸方向に移動不能に支持すれば、遊星ローラは、入力軸により確実に軸方向に位置決めされることになる。通常、入力軸は、外部に引き出されて他の機器に連結される際に、玉軸受装置等により支持されることが多いため、それに伴って遊星ローラも軸方向に確実に位置決めされることになる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに係る遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記連結体を、この遊星ローラ式動力伝達装置の入力軸に回転一体に連結することに特徴を有しており、これにより次のような作用を有する。すなわち、遊星ローラは、連結体を介して入力軸に軸方向移動不能に連結されることになる。そのため、入力軸を外部の軸受装置等により軸方向に移動不能に支持すれば、遊星ローラは、入力軸により確実に軸方向に位置決めされることになる。通常、入力軸は、外部に引き出されて他の機器に連結される際に、玉軸受装置等により支持されることが多いため、それに伴って遊星ローラも軸方向に確実に位置決めされることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態の遊星ローラ式動力伝達装置に構成を示す断面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【００１９】
この遊星ローラ式動力伝達装置は、太陽軸１と、この太陽軸１に外接する複数の遊星ローラ２と、これら遊星ローラ２に外接する外輪３と、遊星ローラ３それぞれに複列に配置される玉軸受装置４を介して相対回転可能に支持された軸体５と、軸体５それぞれの先端に連結されることで遊星ローラ２それぞれに対してその公転時一体に回転するように設けられた連結体６と、連結体６と同軸に取り付けられた入力軸７とを有している。
【００２０】
玉軸受装置４は、軸体５の周面に軌道溝５ａを形成することで、軸体５を内輪とする一方、遊星ローラ２を外輪として構成されており、これにより玉軸受装置４は内輪軌道型のインテグラル軸受の構成となっている。本実施の形態では、内輪軌道型とすることで玉軸受装置４の径方向寸法を小型化（内輪省略）しているうえに、インテグラル軸受の構成とすることでさらに径方向寸法を小型化している（外輪省略）。また、玉軸受装置４は、複列（この実施の形態では２列）配置されている。
【００２１】
遊星ローラ２から突出する軸体５の先端には、小径部８が形成されている。小径部８は、軸体５の先端を基端より若干径方向寸法を小さくすることで構成されており、軸体５の基端と小径部８との間には段部９が形成されている。段部９は若干の傾斜を有する順テーパ形状となっている。小径部８の先端には、止輪装着用の環状細溝１０が形成されている。
【００２２】
連結体６は、遊星ローラ２の公転直径より若干大きい大きさを備えた形状（例えば、円板形状）をしており、その厚みｔは、軸体５の小径部８（段部９を含む）の軸方向寸法ｈより小さく、かつ、段部９と環状細溝１０との間の離間距離ｉとほぼ同寸法に設定されている。
【００２３】
連結体６には遊星ローラ１１の数だけ装着孔１１が形成されている。装着孔１１は連結体６上において、遊星ローラ２の軸心の公転軌跡と対向する位置上に設けられており、さらには、装着孔１１は、前記公転軌跡上において周方向に均等に離間配置されている。このように配置された装着孔１１は、軸体５の小径部８と同径に設定されており、また、装着孔１１の遊星ローラ側端部の周縁には、テーパ面１２が形成されている。テーパ面１２は、軸体５の段部９と同じ傾斜となっている。
【００２４】
このように形成された装着孔１１に軸体５の小径部８が挿入されている。小径部８は、その段部９が挿通孔１１のテーパ面１２に当接して位置決めされるまで挿入されており、このようにして小径部８を挿入した状態で連結体６の表面に露出する環状細溝１０に止輪（スナップリング）１３を装着して、止輪１３と段部９との間（その離間距離ｉは連結体６の厚みｔと同等）に連結体６を挟み込むことで、軸体５を軸方向相対移動不能に連結体６に連結している。
【００２５】
連結体６には、突出軸端１４が設けられている。突出軸端１４は連結体６と同軸にその回転中心から、太陽軸側に突出している。一方、太陽軸１には、連結凹部１５が設けられている。連結凹部１５は、太陽軸１に連結体６側端面の回転中心に設けられており、その直径は突出軸体１４より若干大きく設定されている。そして、太陽軸１の連結凹部１５に、連結体６の突出軸体１４が挿入配置されており、さらには、突出軸端１４の周面と連結凹部１５の内周面との間には、一方向クラッチ１６が挿入配置されている。また、突出軸端１４の端面と連結凹部１５の底面との間には、ピポット軸受装置１７が挿入配置されている。
【００２６】
外輪３は、ハウジング１８内部に回転不能に装着されている。また、太陽軸１は、玉軸受装置１９によりハウジング１８内で支持されている。一方、連結体６と同軸に配置された入力軸７は、玉軸受装置２０により外部のハウジング２１に支持されている。
【００２７】
以上説明した本実施の形態の構成では、段部９と止輪１３とから固定手段が構成されている。
【００２８】
この遊星ローラ式動力伝達装置では、入力軸７の主方向の回転駆動は、連結体６および遊星ローラ２を介して変速したうえで太陽軸１に伝達される。このとき、一方向クラッチ１６は、フリーの状態となり、入力軸７の回転駆動を直接太陽軸１に伝達しない。一方、入力軸７が反対方向に回転駆動する際には、一方向クラッチがロック状態となり、入力軸７の回転駆動を、遊星ローラ２を介することなく、直接太陽軸１に伝達する。
【００２９】
このような動力伝達が行われる本実施の形態の遊星ローラ式動力伝達装置では、軸体５を玉軸受装置４を介して回転可能に遊星ローラ２に支持しているために、遊星ローラ２は軸体５に対して相対回転が可能であるものの、その軸方向には軸体５に相対移動不能に一体化されている。ここで、軸体５は、その段部９と止輪１３とにより連結体６を挟持することで、連結体６に対して軸方向相対移動不能に一体化されているので、遊星ローラ２は軸体５を介して連結体６に軸方向相対移動不能に一体化されている。そのため、この遊星ローラ式動力伝達装置では、従来、遊星ローラ２の軸方向両端に設けられていたキャリアプレートを取り除いたにもかかわらず、遊星ローラ２が連結体６に対して相対移動して遊星ローラ２と連結体６とが接触することは起きない。
【００３０】
また、キャリアプレートを用いないため、キャリアプレートと遊星ローラ２との摩擦熱によりエネルギーロスを発生させたり、摩擦熱により潤滑剤を劣化させることも生じない。さらには、キャリアプレートといった専用の部材を用いることなく遊星ローラ２の軸方向位置決めを行えるので、その分、部品点数の削減が達成されている。さらにまた、遊星ローラ２と軸体５と連結体６とを一体化してユニットにしているので、この遊星ローラ式動力伝達装置では、その組み立て作業（特に、連結体６と遊星ローラ２や太陽軸１との間の隙間設定作業）を比較的簡単に行うことができる。
【００３１】
玉軸受装置４を複列に配置しているので、遊星ローラ軸方向位置決め精度がさらに高まることになるうえ、軸体５の軸ぶれが起こりにくくなっている。
【００３２】
また、この遊星ローラ式動力伝達装置では、突出軸端１５と連結凹部１５との間にピポット軸受装置１７を配置することで、連結体６と太陽軸１との間の離間距離が一定以上に短縮されることなく維持できるようになっている。そのため、連結体６の軸方向位置精度が高くなり、その分、遊星ローラ２の軸方向位置決め精度がより高まっている。さらには、連結体６に一体化された入力軸７は、玉軸受装置２０という軸方向位置決め精度の高い支持装置を介して外部のハウジング２１に支持されている。そのため、連結体６の軸方向位置精度はより高いものとなっており、その分、さらに遊星ローラ２の軸方向位置決め精度は高まっている。
【００３３】
また、この遊星ローラ式動力伝達装置では、軸体５を軸方向に固定する固定手段を、軸体５に形成した段部９と、止輪１３とからだけで構成しているので、その分、部品点数の増加を必要最小限に抑えることができる。
【００３４】
上述した実施の形態では、外輪固定型の遊星ローラ式動力伝達装置において、本発明を実施していたが、外輪から動力を出力する遊星ローラ式動力伝達装置においても、本発明を同様に実施できるのはいうまでもない。また、上述した実施の形態では、軸体５を支持する玉軸受装置４として、インテグラル軸受構造のものを用いることで、径方向の小型化を図っていたが、参考例として、例えば、内外輪を備えた玉軸受装置を用いれば、多少径方向寸法が大きくなるものの同様に実施することができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、次のような効果を奏する。
【００３６】
請求項１によれば、キャリアプレートといった別部材が遊星ローラの端面と接触してその摩擦熱が発生してエネルギーロスを引き起こしたり、摩擦熱により潤滑剤が劣化して寿命を低下させたりすることがなくなった。さらには、このような遊星ローラの位置決めを行うに際して、キャリアプレートといった専用の部材を用いることなく行えるので、その分、部品点数の削減が図れ手、コストダウンにつながる。また、遊星ローラと軸体と連結体とを一体化してユニットにしているので、遊星ローラ式動力伝達装置の組み立て作業が容易になり、その分でもコストダウンにつながる。
【００３７】
また、軸受装置として、軸体周面に軌道溝を設けた内輪軌道型の玉軸受を用いることにより、遊星ローラ式動力伝達装置全体の径方向寸法を小さくすることができる。また、固定手段を構成する部品としては新たに止輪だけを用意すればよいので、その分、部品点数の増加を必要最小限に抑えることができ、さらにコストダウンにつながる。
【００３８】
請求項２によれば、玉軸受装置を複列配置することで、遊星ローラ軸方向位置決め精度がさらに高まることになるうえ、軸体の軸ぶれが起こりにくくすることができる。
【００４０】
請求項３によれば、入力軸を外部の軸受装置等により軸方向に移動不能に支持することにより、遊星ローラを、入力軸により確実に軸方向に位置決めすることが可能となる。通常、入力軸は、外部に引き出されて他の機器に連結される際に、玉軸受装置等により支持されることが多いため、それに伴って遊星ローラも軸方向に確実に位置決めされることになり、さらに遊星ローラの軸方向位置決めが確実になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る遊星ローラ式動力伝達装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
４玉軸受装置５軸体６連結体
７入力軸８小径部９段部
１０環状細溝１１装着孔１２テーパ面
１３止輪１４突出軸端１５連結凹部

Claims

太陽軸と、この太陽軸に外接する複数の遊星ローラと、これら遊星ローラに外接する外輪と、前記遊星ローラに相対回転可能に支持された軸体と、この軸体を介して前記遊星ローラそれぞれに連結された連結体とを有する遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記軸体を玉軸受装置を介して相対回転可能に前記遊星ローラで支持する一方、前記軸体と前記連結体とを軸方向相対移動不能に一体化する固定手段を設けるとともに、
前記玉軸受装置は、前記軸体の周面に軌道溝を形成することで、該軸体を内輪とする一方、前記遊星ローラを軸受装置の外輪としており、
前記固定手段は、前記軸体の軸端に設けられた連結体装着用の小径部と、前記小径部の軸方向内端に設けられた段部が前記連結体に当接するまで、前記小径部を前記連結体の装着孔に挿通された状態で、前記連結体から突出する小径部先端に装着される止輪とを備えており、
前記軸体の小径部の軸方向内端に設けられた段部は軸方向で遊星ローラ寄りほど拡径するテーパ面をなしており、この段部のテーパ面に対応して同傾斜となるテーパ面が前記連結体の装着孔の遊星ローラ側端部の周縁に形成されるとともに、
前記軸体の小径部の前記連結体から突出する部分には、環状溝を形成しており、前記止め輪をこの環状溝に嵌め込み状態で装着させて前記軸体の前記段部と該止め輪とで前記連結体を挟み込むことにより前記軸体を前記連結体に対して軸方向で移動不能に連結していることを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
請求項１記載の遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記玉軸受装置を複列配置することを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。
請求項１または２記載の遊星ローラ式動力伝達装置であって、前記連結体を、この遊星ローラ式動力伝達装置の入力軸に回転一体に連結することを特徴とする遊星ローラ式動力伝達装置。