JP5603661B2 - 歯車と軸の摺動構造およびころ軸受のリテーナ - Google Patents

Description

本発明は、歯車と軸の摺動構造、特に、負荷容量の増大とコンパクト性の向上とを図った歯車と軸の摺動構造、およびころ軸受のリテーナに関する。

例えば、特許文献１に、偏心揺動内接噛合型の歯車装置が開示されている。この歯車装置は、揺動軸を回転させることにより、該揺動軸上に配置された偏心体を介して外歯歯車を偏心揺動させている。外歯歯車は偏心揺動しながら内歯歯車に内接噛合し、外歯歯車と内歯歯車との相対回転が歯車装置の出力回転として取り出されるようになっている。

揺動軸上の偏心体と外歯歯車との間には、「ころ」が複数配置されている。即ち、外歯歯車と偏心体（軸）は、ころを介して互いに回転自在に摺動している。各ころは、内外輪を有しておらず、リテーナによって支持されている。例えば、図１８に示されるように、リテーナ１は、各ころ２の円周方向の位置を規制する複数の支柱部４と、各ころ２の軸方向両端に配置されると共に該複数の支柱部４のそれぞれの端部を連結する一対の円環部６（図１８ではその片側のみ図示）と、から主に構成されている。

特開２００７−１８２９８７号公報

特許文献１において開示されているリテーナを含め、従来、歯車と軸（先の従来例の場合は偏心体）との間に介在されるころを支持するためのリテーナは、複数の支柱部の端部を円環部によって連結していた。円環部はころの両端に位置していたため、例えば、軸受として確保できる空間が同一の場合、該円環部の分だけ、当然にころの軸方向長は短くなっていた。しかし、リテーナは、「基本的に、歯車の内周の転動面と軸の外周の転動面との間において、ころを支持する必要がある。」ことから、従来このことが「課題」であるという認識は特に無かった。そのため、より大きな伝達容量が要請される場合には当然にころ自体の径、あるいは軸長を大きくすることで対応していた。そのため、結果としてその分装置全体の大きさが大きくなってしまっていた。

本発明は、歯車と軸とを（内外輪を有していない）ころによって回転自在に摺動させる構造を抜本的に見直すことにより、設計の自由度を確保しながら、装置の小型化を維持しつつ、より負荷容量の大きなころの組み込みを可能とすることをその課題としている。

本発明は、歯車と軸とを回転自在に摺動させる歯車と軸の摺動構造であって、前記歯車の内周の転動面と前記軸の外周の転動面との間に配置される複数のころと、該複数のころを支持するリテーナと、を備え、前記歯車の内周の転動面に前記リテーナの一部を収容する溝が形成され、前記リテーナは、前記複数のころと平行に延在されると共に、該複数のころ同士の円周方向の位置を規制する複数の支柱部と、該複数の支柱部を連結する連結部と、を備え、該連結部が、前記歯車の内周に形成された溝に収容され、前記支柱部が、前記連結部の内周側に配置され、前記連結部の内周には、ころを収容する凹部が形成されない構成とすることにより、上記課題を解決したものである。

本発明は、「歯車の内周の転動面と軸の外周の転動面との間においてころを支持する。」という、従来のリテーナに関して当然のように考えられていた思想から脱却し、リテーナの形状を、その一部が歯車の内周の転動面より半径方向外側に突出する形状に敢えて設定している。一方で、歯車の内周の転動面に「溝」を形成し、この溝内に当該リテーナの一部を収容する。

この構成により、リテーナはその全体が該溝によって歯車に対して軸方向に位置決めされ、しかも、リテーナの一部が歯車の内周の転動面から半径方向外側に突出していても、ころは溝以外の転動面を使って転動できる。この結果、ころの軸方向端部からリテーナが突出するのを回避する設計が可能となると共に、各ころをリテーナによって「ころの半径方向外側」から支持することが可能となるため、軸方向にも円周方向にもスペース的余裕を確保でき、より全長が長く、より径が大きいころ（負荷容量の大きなころ）を、より数多く組み込むことが可能となる。逆の視点で見るならば、ころの大きさが同一である場合には、よりコンパクトな設計が可能となる。

本発明によれば、ころ軸受の設計の自由度を高く維持しながら装置の小型化を維持しつつ、より負荷容量の大きなころをより多く組み込むことができるようになる。

本発明の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の全体断面図 図１の要部拡大断面図 図１の矢示III−III線に沿う断面図 図１の矢示IV−IV線に沿う断面図 リテーナ単体の（Ａ）断面図、及び（Ｂ）側面図 外歯歯車単体の（Ａ）断面図、及び（Ｂ）側面図 外歯歯車にリテーナが組み込まれた状態の（Ａ）断面図、及び（Ｂ）側面図 本発明の他の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の全体断面図 図８の要部拡大断面図 図８及び図９の実施形態におけるリテーナ単体の（Ａ）断面図、及び（Ｂ）側面図 本発明の更に他の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の要部拡大断面図 本発明の更に他の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の全体断面図 図１２の矢示ＸIII−ＸIII線に沿う断面図 図１２の要部拡大断面図 図１２〜図１４におけるリテーナの（Ａ）正面図、及び（Ｂ）側面図 本発明の更に他の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の全体断面図 図１６の要部拡大断面図 従来の歯車と軸の摺動構造におけるリテーナの付近を示す要部拡大斜視図

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例に係る歯車と軸の摺動構造が適用されている減速機の全体断面図、図２はその要部拡大断面図、図３は図１の矢示III−III線に沿う断面図、図４は図１の矢示IV−IV線に沿う断面図である。

減速機１０の入力軸１２は、第１、第２軸受１４、１６によって支持されている。入力軸１２にはキー１８を介して偏心体２０が一体回転可能に組み込まれている。偏心体２０は、２つの偏心部２２Ａ、２２Ｂを備える。偏心部２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ入力軸１２の軸芯Ｏ１に対してΔｅずつ互いに逆方向に偏心している。各偏心部２２Ａ、２２Ｂの外周にはころ２６Ａ、２６Ｂを介して外歯歯車２４Ａ、２４Ｂが摺動・回転可能にそれぞれ組み込まれている。

この実施形態では、偏心体２０の偏心部２２Ａ、２２Ｂが本発明における「軸」、外歯歯車２４Ａ、２４Ｂが「歯車」にそれぞれ相当している。具体的には、外歯歯車（歯車）２４Ａと偏心部（軸）２２Ａとを回転自在に摺動させる第１の歯車と軸の摺動構造２８Ａに本発明が適用されている。全く同様に、外歯歯車（歯車）２４Ｂと偏心部（軸）２２Ｂとを回転自在に摺動させる第２の歯車と軸の摺動構造２８Ｂにも本発明が適用されている。第１、第２の歯車と軸の摺動構造２８Ａ、２８Ｂの構成については、後に詳述する。

外歯歯車２４Ａ、２４Ｂは、それぞれケーシング３０と一体化された内歯歯車３２に内接噛合している。内歯歯車３２の内歯は、この実施形態では外ピン３４及び該外ピン３４に被せられた外ローラ３６によって構成されている。外歯歯車２４Ａ、２４Ｂには、それぞれ内ピン孔３８Ａ、３８Ｂが形成されている。この内ピン孔３８Ａ、３８Ｂには内ローラ４０の被せられた内ピン４２が遊嵌している。内ピン４２は出力軸４４と一体化されたフランジ体４６に固定（圧入）されている。出力軸４４は、第３、第４軸受４８、５０によって支持されている。なお、図の符号５２は冷却ファン、５４はファンカバーである。

ここで、図５〜図７を合わせて参照しながら第１及び第２の歯車と軸の摺動構造２８Ａ、２８Ｂの構成を詳細に説明する。なお、第１の歯車と軸の摺動構造２８Ａと第２の歯車と軸の摺動構造２８Ｂは、偏心位相が１８０°ずれているほかは同一の構成を有している。従って、以降の説明では、便宜上、第１の歯車と軸の摺動構造２８Ａの側に着目して説明することとし、第２の歯車と軸の摺動構造２８Ｂの側については、図中で末尾に「Ｂ」の付された符号を付すに止め重複説明は行わない。

図６（Ａ）（Ｂ）は、外歯歯車２４Ａ単体の断面図及び側面図である。特に図２及び図６（Ａ）（Ｂ）に示されるように、外歯歯車２４Ａの半径方向中央には軸受孔５６Ａが形成されている。該軸受孔５６Ａ（即ち外歯歯車２４Ａの内周の転動面）と偏心部（軸）２２Ａの外周の転動面との間にはころ２６Ａが配置されている。ころ２６Ａは、図３、図４に示されるように、この実施形態では１３個配置されている。外歯歯車２４Ａの軸受孔５６Ａの内周の軸方向中央にはリング状の溝（スロット）５８Ａが円周方向に形成されている。

一方、本実施形態における（ころ２６Ａを支持するための）リテーナ２１Ａは、図５（Ａ）（Ｂ）にその単体形状が示されるように、一部に切り欠き６０Ａの存在するリング状の部材で構成されている。この切り欠き６０Ａは、組立時にリテーナ２１Ａの外周径ｄｒｉ１を弾性変形によって小さくするためのものである。なお、リテーナの弾性変形度が高く、外歯歯車２４Ａの溝５８Ａ内に捩じりながら入れ込むことができる場合には、この切り欠き６０Ａは無くても良い。

リテーナ２１Ａの内周には、複数のころ２６Ａを回転自在に支持する「支持部」として機能する凹部６４Ａが、該ころ２６Ａの数に合わせて（この実施形態では１３個）形成されている。この実施形態では、該凹部６４Ａは、複数のころ２６Ａの半径方向外側からそれぞれのころ２６Ａの外周の一部を回転自在に支持するべく、ころ２６Ａの外径ｄｒ１に一致した円弧径Ｄｒｉ１を有した凹形状とされている。但し、この「支持部」は、要は、複数のころ２６Ａを回転自在に支持できるものであれば良く、必ずしも当該凹部６４Ａのような構成である必要はない。例えば、隣接するころ２６Ａ、２６Ａの双方の外周の一部に接触するような凸部を、該隣接するころ２６Ａ、２６Ａの間に有するような構成であってもよい。

図７（Ａ）（Ｂ）は、リテーナ２１Ａを外歯歯車２４Ａの溝５８Ａに嵌め込んだ状態を示している。図７（Ａ）（Ｂ）を主に参照して、各部材の寸法関係を説明すると、この実施形態では、溝５８Ａの軸方向幅はＷｓ１で、ころ２６Ａの全長Ｌｒ１の約１／３であり、深さはＤｓ１である。リテーナ２１Ａの外周径ｄｒｉ１は、外歯歯車２４Ａの軸受孔５６Ａの内周径Ｄｇ１(即ち、各ころ２６Ａの外接円）よりも大きい（ｄｒｉ１−Ｄｇ１＞０）。よって、この差δ１（＝ｄｒｉ１−Ｄｇ１）に相当するリテーナ２１Ａの一部が、結果として各ころ２６Ａの外接円よりも半径方向外側に突出しており、前記外歯歯車２４Ａの溝５８Ａ内に収容されていることになる。リテーナ２１Ａの軸方向幅Ｗｒｉ１は、外歯歯車２４Ａの溝５８Ａの軸方向幅Ｗｓ１よりも僅かに小さい（Ｗｒｉ１＜Ｗｓ１）。また、前記差δ１は溝５８Ａの深さＤｓ１より小さい（δ１＜Ｄｓ１）。これらの設定により、リテーナ２１Ａは外歯歯車２４Ａの溝５８Ａ内から抜けることはなく、且つ該溝５８Ａ内において外歯歯車２４Ａに対して自由に摺動できる。また、リテーナ２１Ａの凹部６４Ａの外接円径Ｄｒ２（図５参照）は、外歯歯車２４Ａの軸受孔５６Ａの内周径Ｄｇ１と同一か、該内周径Ｄｇ１より小さく設定されている。なお、リテーナ２１Ａの凹部６４Ａ以外の部分の内径Ｄｒ３は、当然に軸受孔５６Ａの内周径Ｄｇ１よりも小さい。

図２を再び参照して、偏心体２０の軸方向両側には一対のドーナツ状の押え板６６、６８が配置されている。偏心体２０及び押え板６６、６８は、スペーサ７０、７２を介して第１、第２軸受１４、１６の間にそれぞれ位置決めされている。より広い視点で見るならば、第１軸受１４、スペーサ７０、押え板（位置決め手段）６６、偏心体２０、押え板（位置決め手段）６８、スペーサ７２、及び第２軸受１６が、入力軸１２上に固定されたブッシュ７４と止め輪７６との間に挟まれることによって、偏心体２０及び一対の押え板６６、６８を含む各部材の軸方向の位置決めがなされている（後述）。そして偏心体２０の軸方向中央部に形成された凸部８０と一対の押え板６６、６８とによってころ２６Ａ（及び２６Ｂ）の偏心部（軸）２２Ａ（及び２２Ｂ）に対する軸方向の位置決め及びスキュー回転の防止（捩れ回転の防止）がなされる。

次にこの減速機１０の作用を説明する。

入力軸１２が１回回転すると偏心体２０の各偏心部２２Ａ、２２Ｂ及びころ２６Ａ、２６Ｂを介して外歯歯車２４Ａ、２４Ｂが１回揺動する。この実施形態では、内歯歯車３２がケーシング３０と一体化されて固定状態にあるため、外歯歯車２４Ａ、２４Ｂと内歯歯車３２との噛合位置がそれぞれ１歯だけ（歯数差分だけ）ずれ、外歯歯車２４Ａ、２４Ｂは、該内歯歯車３２に対して１歯分の角度だけ相対回転する（入力軸１２の回転と逆方向に自転する）。

この内歯歯車３２に対する外歯歯車２４Ａ、２４Ｂの相対回転（自転）が、内ピン孔３８Ａ、３８Ｂと内ピン４２（及び内ローラ４０）の遊嵌を介してフランジ体４６から取り出される。フランジ体４６の回転は、該フランジ体４６と一体化されている出力軸４４へと伝達される。

ここで、この実施形態におけるリテーナ２１Ａは、基本的に支柱部や円環部を有しておらず、該リテーナ２１Ａの存在によって装置全体の軸方向スペースが増大してしまうのを防止できている。又、リテーナ２１Ａの一部が外歯歯車２４Ａの内周に形成された溝５８Ａの内部に収容されると共に、凹部６４Ａによって半径方向外側から各ころ２６Ａを支持する構成が採用されている。このため、各図面の描写から明らかなように、各ころ２６Ａは互いに接触し合うほど偏心部２２Ａの周りに（円周方向に）密に配置することができている。この結果、リテーナ２１Ａの存在によって軸受全体のスペースが増大するのを防止しながら、より長い長さ及びより大きな径を有するころ２６Ａをより数多く配置することができ、負荷容量の大きな歯車と軸の摺動構造２８Ａを構成することができる。しかも、構造が簡単で組付けも容易であり低コストである。

また、この実施形態では、リテーナ２１Ａの一部を収容するための溝５８Ａは、ころ２６Ａよりも半径方向内側にある偏心部２２Ａの側、即ち「軸」の側に形成するのではなく、ころ２６Ａよりも半径方向外側にある外歯歯車２４Ａの側、即ち「歯車」の側に形成するようにしている。もし仮に、溝を偏心部２２Ａの側に形成した場合には、偏心部２２Ａの外周面（転動面）は、その半径ｒ１が小さく、且つ、該偏心部２２Ａところ２６Ａとの接触状態を入力軸１２に沿って観察したときに（図３、図４の方向から観察したときに）、偏心部２２Ａの外周面ところ２６Ａの外周面は、「凸面と凸面の接触」となっているため、転動面における接触面圧が高くなってしまう。しかし、この実施形態では、溝５８Ａを外歯歯車２４Ａの側に形成している。外歯歯車２４Ａの内周面（ころ２６Ａとの転動面）は、その半径ｒ２が大きく、且つ、該外歯歯車２４Ａところ２６Ａとの接触状態を入力軸１２に沿って観察したときに（図３、図４の方向から観察したときに）、外歯歯車２４Ａの内周面ところ２６Ａの外周面は「凹面と凸面の接触」となっている。このため、転動面における接触面圧を低く維持することができ、該転動面にリテーナ２１Ａの一部を収容するための溝５８Ａを形成しても、必要な強度を十分に維持することができる。

また、この実施形態では、第１軸受１４、スペーサ７０、押え板６６、偏心体２０、押え板６８、スペーサ７２、及び第２軸受１６の軸方向の位置決めは、これらの部材が入力軸１２上に固定されたブッシュ７４と止め輪７６との間に挟まれることによってなされている。この一連の部材の位置決めにより、結果として偏心体２０及び一対の押え板６６、６８の位置決めがなされる。ころ２６Ａ、２６Ｂの軸方向の位置決めは、該一対の押え板（位置決め手段）６６、６８がころ２６Ａ、２６Ｂの軸方向端部に当接し、結果として該ころ２６Ａ、２６Ｂが偏心体２０の軸方向中央の凸部８０と該一対の押え板６６、６８との間に挟まれることによって行なわれる。又、ころ２６Ａ、２６Ｂの円周方向の位置決め（支持）は、リテーナ２１Ａ、２１Ｂの凹部６４Ａ、６４Ｂによって各ころ２６Ａ、２６Ｂの外周の一部が半径方向外側から支持されることによって行なわれる。

なお、従来のリテーナ（１）の円環部（６）は、複数の支柱部（４）を連結する機能及び各ころ（２）同士の相対的な軸方向の位置決めを行なう機能は有していたが、「リテーナ（１）によって支持されたころ（２）の集まり」の全体を減速機内の所定の軸方向位置に位置決めするには「別途の位置決め手段」を必要とした。そのため、この別途の位置決め手段と円環部（６）とが互いに干渉しないように設計するためには、特別な工夫をする必要があった。特別な工夫とは、例えば、「円環部の内周側に位置決め部材を配置する」というような工夫である。しかし、この場合、円環部の径方向寸法を小さくする必要が生じ、強度上問題となる恐れが生じる。そして強度不足を補うために円環部を軸方向に長くすると、それだけ装置全体も軸方向に大型化してしまう。一方、円環部の径方向寸法を小さくしない場合には、今度は位置決め手段の方の径方向寸法を小さくせざるを得ず、ころの位置決めを十分にできない恐れが生じる。いずれにしても、このような特別な工夫をしない場合（あるいはできない場合）には、当該別途の位置決め手段自体を円環部の軸方向端部に当接させることになるため、該別途の位置決め手段と円環部との双方が軸方向にスペースを占有してしまうことになる。これに対し、この実施形態では、もともところの軸方向両側にはリテーナが全く存在しないため、何等特別の工夫をすることなく、前記一対の押え板６６、６８をころ２６Ａ、２６Ｂの両端に単に配置するだけで各ころ２６Ａ、２６Ｂの軸方向の位置決めを「直接」且つ「確実」に行なわせることができる。このため設計の自由度を格段に高く確保することができる。そして、後述するように、必要に応じて一対の押え板の機能を例えば軸受の端部に持たせる等の工夫（例えば図１２参照）を施すならば、ころの全長そのもののスペースのみで、ころのあらゆる方向の位置決めを行なうことも可能となる。

図８〜図１０に、本発明の他の実施形態の一例を示す。

図８は、図１相当の減速機の全体断面図、図９は図２相当の要部拡大断面図、図１０（Ａ）（Ｂ）はこの実施形態において採用されているリテーナ単体の形状を示す図７相当の断面図及び側面図である。

この実施形態における歯車と軸の摺動構造８８Ａでは、外歯歯車９０Ａが軸方向において分割された２つの外歯歯車体９０Ａ１、９０Ａ２によって構成されている。同様に、歯車と軸の摺動構造８８Ｂにおいても、外歯歯車９０Ｂが軸方向において分割された２つの外歯歯車体９０Ｂ１、９０Ｂ２によって構成されている。便宜上摺動構造８８Ａの側に着目して説明すると、外歯歯車９０Ａの内周９２Ａの転動面におけるリテーナ９４Ａを収容する溝９６Ａは、外歯歯車９０Ａの外歯歯車体９０Ａ１、９０Ａ２の内周側にそれぞれ形成した段部９８Ａ１、９８Ａ２が互いに向かい合うことによって形成されている。このため、溝９６Ａの付近で外歯歯車体９０Ａ１、９０Ａ２を軸方向に分離できることから、リテーナ９４Ａを変形させることなく外歯歯車９０Ａの溝９６Ａ内に組み込むことが可能である。

リテーナ９４Ａは、（変形させなくても組み込むことができることから）図１０に示されるように、凹部９５Ａを有すると共に切り欠きの無い完全なリング形状に形成されている。

この実施形態によれば、リテーナ９４Ａの素材として、先の実施形態より剛性の高い素材を用いることができ、また形状的にも（切り欠きの無い分）先の実施形態におけるリテーナ２１Ａ、２１Ｂよりも更に剛性を高めることができる。このため、先の実施形態と比べてころ２６Ａ、２６Ｂの支持剛性が高く、特にスキューの発生し難い支持が可能である。

なお、外歯歯車９０Ａは、軸方向に２分割されていたとしても、又、該２分割された外歯歯車体９０Ａ１、９０Ａ２同士が特に一体化されていなくても、該外歯歯車９０Ａの全体の強度や運動性能には特に影響は無い。

その他の構成については、先の実施形態と同様であり、同様の効果が得られる。そのため、図中で先の実施形態と同一又は機能的に類似する部分に同一の符号を付すに止め、重複説明を省略する。

なお、先の実施形態においては、ころ２６Ａに対して１個のリテーナ２１Ａ、或いは９４Ａをころ２６Ａの軸方向中央にのみ配置するようにしていた。しかし、先の実施形態の変形例として、図１１に示されるように、例えばリテーナ９４Ａ（或いは２１Ａ）を、複数（図１１の場合２個）間隔をあけて配置するようにしてもよい。

なお、このように複数のリテーナを配置する場合（特にリテーナ９４Ａのように高剛性の素材のリテーナを配置する場合）、先の図８〜図１０の実施形態のように、各溝９６Ａ１、９６Ａ２の付近で外歯歯車９８Ａを軸方向に３枚（以上）に分割された外歯歯車体９８Ａ１、９８Ａ２、９８Ａ３で構成するようにすると、リテーナ９４Ａの組み付けがより容易となる（外歯歯車９８Ｂ側も同じ）。

これにより、各ころ２６Ａをより高い剛性で支持することができるようになる。

図１２〜図１５に、本発明の更に他の実施形態の一例を示す。

この実施形態は、２段の揺動内接式遊星歯車機構１００、１０２を備えた（風力発電機のヨー駆動、またはピッチ駆動用の）減速機１０４に本発明を適用したものである。

前段に備えられた歯車機構１００は、図１〜図７の実施形態と同様の構成を有する（中央入力タイプの）揺動内接式遊星歯車機構であるが、この実施形態では、前段の歯車機構１００には特に本発明は適用されていない。但し、前段の歯車機構１００にも適用してもよい。

一方、後段の歯車機構１０２は、前段の歯車機構１００の出力を４本の揺動軸１１１〜１１４（図１３参照、図１２では揺動軸１１１のみ図示）に振り分けた上で入力するいわゆる振り分けタイプと称される揺動内接式遊星歯車機構である。

以下、概略を説明する。

後段の歯車機構１０２の入力軸１２０が回転すると、伝動歯車１２２、１２４を介して４本の揺動軸１１１〜１１４が同時に減速回転する。各揺動軸１１１〜１１４には、それぞれ偏心部（軸）１２３Ａ、１２３Ｂが形成されており、それぞれの揺動軸１１１〜１１４の回転によって各揺動軸１１１〜１１４の偏心部１２３Ａ、１２３Ｂが同位相で回転する。すると、ころ１２５Ａ、１２５Ｂを介して外歯歯車１２６Ａ、１２６Ｂが内歯歯車１２８に内接しながら揺動回転する。内歯歯車１２８はケーシング１３０と一体化され、固定された状態にあるため、外歯歯車１２６Ａ、１２６Ｂが揺動回転すると、該外歯歯車１２６Ａ、１２６Ｂと内歯歯車１２８の内歯である外ピン１３２との噛合位置が順次移動していく現象が発生する。この噛合位置の移動により、固定状態にある内歯歯車１２８に対して歯数差に相当する分だけ外歯歯車１２６Ａ、１２６Ｂの位相がずれる（自転する）。そのため、揺動軸１１１〜１１４が該自転成分に相当する速度で減速機１０４の軸心周りで公転し、該揺動軸１１１〜１１４を支持しているキャリヤ１３４、１３６が一体となって当該公転速度に相当する速度で回転する。この構成でも、先の実施形態と同様な外歯歯車１２６Ａ、１２６Ｂと内歯歯車１２８の相対運動が得られる。

なお、揺動軸１１１〜１１４はキャリヤ１３４、１３６に第１、第２軸受１５６、１５８を介して回転自在に支持されている。キャリヤ１３４、１３６は、出力軸１５３とスプライン１３９、１４１を介して一体回転可能とされ、キャリヤピン１４７及びボルト１４９を介して連結されている。このキャリヤ１３４、１３６は、外ピン１３２と同軸、同径とされたころ軸受１５１及び自動調心ころ軸受１５３によって、出力軸１３８及び出力ピニオン１５５ごと巨大な出力ブロックとしてケーシング１３０に支持されている。

本発明に係る歯車と軸の摺動構造１１０Ａ（１１０Ｂ側も同じであるため図中で符号Ｂ系を付すに止める）は、外歯歯車１２６Ａと４本の揺動軸１１１〜１１４のそれぞれの偏心部（軸）１２３Ａとの間の摺動に適用されている。

図１４は、減速機１０４の要部拡大断面図、図１５はリテーナ単体の正面図及び側面図である。図１４、図１５に示されるように、歯車と軸の摺動構造１１０Ａは、この実施形態では、リテーナ１４０Ａが、複数の支柱部１４２Ａを備えている。支柱部１４２Ａは、ころ１２５Ａと平行に延在されており、該複数のころ１２５Ａ同士の円周方向の位置を規制している。また、支柱部１４２Ａは、複数（この実施形態では２本）の連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２によって連結されている。一方、外歯歯車１２６Ａには、溝１５０Ａ１、１５０Ａ２が２本形成されている。そして、前記連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２がこの溝１５０Ａ１、１５０Ａ２にそれぞれ収容されている。

この実施形態でのリテーナ１４０Ａの連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２には、一部に切り欠き１５２Ａが形成されている。この切り欠き１５２Ａは、組立時にリテーナ１４０Ａの連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２を弾性変形によって変形させ易くするためのものである。

この実施形態に係る構成によれば、ころ１２５Ａは、リテーナ１４０Ａの支柱部１４２Ａによって円周方向の位置規制がなされ、且つ２本の連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２によって各支柱部１４２Ａが連結された上で、該連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２が外歯歯車１２６Ａの溝１５０Ａ１、１５０Ａ２に収容されている。このため、ころ１２５Ａを極めて高い剛性にて回転・支持することができる。

この実施形態では、揺動軸１１１〜１１４をキャリヤ１３４、１３６に支持している第１、第２軸受１５６、１５８の内輪１５９、１６１の端部を利用してころ１２５Ａの軸方向の位置決めを行っている。また、リテーナ１４０Ａは、外歯歯車１２６Ａの溝１５０Ａ１、１５０Ａ２に連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２が収容されることによって軸方向に位置決めされているため、結局、この実施形態では、何らの（押さえ板等の）別途の位置決め手段を有することなく、ころ１２５Ａ及びリテーナ１４０Ａの軸方向の位置決めができている。このため、軸受スペースとしての軸方向長さＬｒ２（図１４）は、ころ１２５Ａの軸方向長さＬｒ２と一致しており、同一のスペースで最大限長いころ１２５Ａを組み込むことができている。また、この実施形態でも、リテーナ１４０Ａがころ１２５Ａを半径方向外側から支持しており、且つ連結部１５６Ａ１、１５６Ａ２が外歯歯車１２６Ａの溝１５０Ａ１、１５０Ａ２内に収容されている。このため、図１３の描写から明らかなように、各ころ１２５Ａを互いに接触し合うほど偏心部１２３Ａの周りに密に配置することができている。したがって、ころ１２５Ａの軸方向長さＬｒ２を長く確保できることと相まって、負荷容量の大きな摺動構造１１０Ａを得ることができる。

図１６に更に他の実施形態の一例を示す。

図１６には、４段の単純遊星歯車機構２０１〜２０４を連結した減速機２０６が示されている。この減速機２０６も風力発電機のヨー駆動、またはピッチ駆動用として用いられる。図１７に要部を拡大図示するように、この実施形態においては、最終段の単純遊星歯車機構２０４の遊星歯車２０５を遊星ピン（軸）２０８によって回転自在に支持する「歯車と軸の摺動構造２０９」として本発明が適用されている。遊星ピン２０８は一対の遊星キャリヤ２１０、２１２と一体化されている。遊星歯車２０５に減速機２０６の内周と遊星ピン２０８の外周との間には複数のころ２１４が配置されている。複数のころ２１４はリテーナ２１６によって支持されると共に、薄い押さえ板（例えば、スラスト針状ころ軸受の鋼板軌道輪のような板）２１７、２１９が、前記一対の遊星キャリヤ２１０、２１２によって軸方向に位置決めされている。

リテーナ２１６の構成は、基本的に先の図１２〜図１５のリテーナ１４０Ａと同様である。即ち、リテーナ２１６は、複数のころ２１４と平行に延在されると共に該複数のころ２１４同士の円周方向の位置を規制する複数の支柱部２１８を備えている。また、リテーナ２１６は、該複数の支柱部２１８を連結すると共に自身の一部が遊星歯車２０５の溝２２０、２２２にそれぞれ収容される複数の連結部２２４、２２６を備えている。

この実施形態においても、押さえ板等の別途の位置決め手段を要することなく、最大限に大きな径及び長さのころ２１４を最小限のスペースに位置決め・支持することができる。

なお、本発明では、上記実施形態のほかにさまざまな変形例が考えられる。例えば、図１１以降の実施形態におけるリテーナは、支柱部を２本の連結体で連結するようにしていたが、支柱部を連結する連結体は、１本でもよく、また、３本以上でも良い。減速機構も実施形態の例に限定されず、歯車の内周の転動面と軸の外周の転動面との間に複数のころが配置される構造であれば本発明を適用できる。

２０…偏心体
２１Ａ、２１Ｂ…リテーナ
２２Ａ、２２Ｂ…偏心部（軸）
２４Ａ、２４Ｂ…外歯歯車（歯車）
２６Ａ、２６Ｂ…ころ
２８Ａ、２８Ｂ…歯車と軸の摺動構造
５８Ａ、５８Ｂ…溝
６０Ａ、６０Ｂ…切り欠き
６４Ａ、６４Ｂ…凹部

Claims (8)

1. 歯車と軸とを回転自在に摺動させる歯車と軸の摺動構造であって、
   前記歯車の内周の転動面と前記軸の外周の転動面との間に配置される複数のころと、
   該複数のころを支持するリテーナと、を備え、
   前記歯車の内周の転動面に前記リテーナの一部を収容する溝が形成され、
   前記リテーナは、前記複数のころと平行に延在されると共に、該複数のころ同士の円周方向の位置を規制する複数の支柱部と、該複数の支柱部を連結する連結部と、を備え、
   該連結部が、前記歯車の内周に形成された溝に収容され、
   前記支柱部が、前記連結部の内周側に配置され、前記連結部の内周には、ころを収容する凹部が形成されない
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
2. 請求項１において、
   前記歯車が、軸方向において分割された複数の歯車体で構成され、各歯車体に形成された段部が合わさることで前記溝が構成される
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
3. 請求項１または２において、
   前記リテーナが、リング状の部材で構成され、且つその円周方向の一部に切り欠きを有している
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、
   前記歯車が前記溝を複数備え、且つ、
   前記リテーナが、前記複数の溝にそれぞれ収容される複数の連結部を備えた
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、更に、
   前記複数のころの軸方向端面に当接して各ころの軸方向移動を規制する位置決め手段を備えた
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
6. 請求項５において、
   前記位置決め手段は、前記軸を支持する軸受の内輪である
   ことを特徴とする歯車と軸の摺動構造。
7. 内輪及び外輪を有しないころ軸受における複数のころを支持するころ軸受のリテーナにおいて、
   前記複数のころと平行に延在されると共に、該複数のころ同士の円周方向の位置を規制する複数の支柱部と、該複数の支柱部を連結する連結部と、を備え、
   前記支柱部が、前記連結部の内周側に配置され、前記連結部が、前記複数のころの外接円よりも半径方向外側に突出し、かつ前記連結部の内周には、ころを収容する凹部が形成されない
   ことを特徴とするころ軸受のリテーナ。
8. 請求項７において、
   前記複数のころの軸方向端面に当接して各ころの軸方向移動を規制する位置決め手段を備え、
   前記位置決め手段は、前記軸を支持する軸受の内輪である
   ことを特徴とするころ軸受のリテーナ。

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