JP6139810B1 - ピンローラ形ピニオン装置 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂材料の摺動特性と形状成形の柔軟性とに着目し、第１シェル型保持器１５（第２シェル型保持器２４）の機能形状を有効利用するピンローラ形ピニオン装置７を提供する。【解決手段】ピンローラ８の一端面部（他端面部）から第１窪み部１７ｂ（第２窪み部２６ｂ）の外周縁部１７ｅ（２６ｅ）に伝わるトルクが、第１突状盤部１７ａ、（第２突状盤部２６ａ）から第１閉塞面部１４ａ（第２閉塞面部２３ａ）に伝わるトルクよりも大となる。このため、第１シェル型保持器１５（第２シェル型保持器２４）が円筒状第１ハウジング１４（円筒状第２ハウジング２３）内で積極的に回転する。これにより、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）に加わる横方向の滑りを逃がし、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）に生じるスキュー現象を簡素な構成で効果的に抑制可能となる。【選択図】図５

Description

本発明は、複数のピンローラがラックに噛合するピニオンを設けたピンローラ形ピニオン装置に係り、とりわけ、ハウジングに対してピンローラを回転可能に支持する支持構造を改良したピンローラ形ピニオン装置に関する。

ラックとピニオンとを組合せた種々の作動機構のうち、動力伝達装置として知られたものがある（例えば、特許文献１−３参照）。特許文献２、３では、内輪と外輪から成るラジアルニードル軸受を開示しているが、特許文献１のピンローラ型ピニオン装置は、第１円型板部と第２円型板部との間に複数のピンを掛け渡すことによりピニオンを構成している。
このピンローラ型ピニオン装置では、ピニオンのピンはラックに噛合し、ピニオンの回転に伴ってラックが長手方向に往復移動する。これにより、低騒音かつ低振動で、伝達抵抗が小さく、がたつきがなく、剛性の高いラック・ピニオンの構造体を実現している。

この種の動力伝達装置は、ラック・ピニオンの構造体を工作機械、精密装置、ロボットの走行、ストッカー搬送や洗浄ライン搬送などに組込むことにより、生産現場で有効に活用されている。
なかでも、大規模な生産工場では、パーソナル・コンピュータなどの液晶表示部に設けられる極薄の硝子板を多数束ねて長尺なラックに沿って走行させている。この場合、ラックに対するピニオンの円滑な噛み合わせにより、迅速で騒音の少ない走行を確保する必要がある。

このため、ピンの一端部と第１円型板部との間、およびピンの他端部と第２円型板部との間には、ピン支持ベアリングを設けている。
ピン支持ベアリングは、第１円型板部に等角度間隔で形成された円孔に設けられ、筒状の外輪内に配列された多数のニードルローラを有している。外輪の端部は、環状の縁部を形成し、ニードルローラに対するとして機能している。外輪内には、ピニオンのピンを挿入している。

２０１３−３６４８８号公報 ２００６−１９４１３９号公報 ２００５−１６６３７号公報

一般に、ピン支持ベアリングを第１円型板部に取り付ける際、外輪を円孔に圧入して外輪を円孔内に固定する。
この際、ニードルローラは、径寸法に対して軸方向に長いため、回転時に負荷を受けた場合、回転軸に対してローラが傾斜し、スキュー現象として回転に対する軸方向の荷重が発生する。ローラの保持器は、スキュー現象を防止する機能を有しており、ローラ間の接触を抑制するとともに、軸受に組み込んだ際のローラの脱落防止を図っている。しかしながら、保持器の機構上、ローラ間のクリアランスが比較的大きくなり、ローラの傾斜を十分規制することができない（第一課題）。

また、ローラ間にクリアランスが生じる限りは、ローラの傾斜は不可避であってローラと保持器とが滑り接触で摺動する。保持器の金属製の場合、保持器が摩耗で金属粉を発生し、高温により酸化し、保持器とローラ間の潤滑性能を失い、最悪の場合、「かじり」を発生して回転機能を損なう不具合を伴うことがある。スキュー現象の発生時、保持器で軸方向の移動変位を規制されたローラは、この軸力をシャフトに対する軸移動力として伝達する（第二課題）。
クローズタイプのベアリングの場合、クローズ内面の金属壁部とシャフト端面とが接触摺動し、上記と同様な不具合を生じる。これを防ぐため、クローズ内面の金属壁部に合成樹脂製スペーサを接触配置し、金属壁部とシャフト端面とが直に接触摺動しないように構成する必要がある（第三課題）。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、合成樹脂材料の摺動特性と形状成形の柔軟性とに着目することで、シェル型保持器の機能形状を最大限に有効利用することにある。すなわち、使用に伴うスキュー減少の発生を簡素な構造で防ぐとともに、シャフトの端部が円筒状ハウジング閉塞面部に極度に摩擦摺動することを緩和するピンローラ形ピニオン装置を提供することにある。

具体的な解決策として、第一課題に対しては、シェル型保持器におけるニードルローラ外周を摺動性に優れた合成樹脂で成形した滑り軸受けで支持する構成とし、微小なニードルローラ間のクリアランスでニードルローラの傾斜移動（スキュー現象）を規制することができる。保持器両端の支持部以外は、隙間を極力有するように構成し、十分な潤滑油量（グリス量）を確保する。
第二課題に対しては、これの防止のため、シェル型保持器を合成樹脂製とするとともに、シェル型保持器にニードルローラの断面積と同等の受け面を保有させる。
第三課題に対しては、合成樹脂製スペーサを摺動板として、シェル型保持器と一体成形により一体化することで部品点数の削減して低コスト化を実現することができる。また、シェル型保持器はシャフトに対してニードルローラと共に回転するため、シャフトとの回転接触面での回転速度が低下し、回転接触面での摩耗の低減化が図られて長寿命化に資することができる。

（請求項１について）
ピンローラ形ピニオン装置において、第１円盤は、ピッチ円上に等角度間隔で形成された複数の第１円孔を有している。第２円盤は、第１円盤に対面するように配置され、複数の第１円孔に対応する複数の第２円孔を有している。
ピン型ピニオンは複数のピンローラから成り、ピンローラの一端部が第１軸受を介して第１円孔内で回転可能に支持され、他端部が第２軸受を介して第２円孔内で回転可能に支持されている。ピン型ピニオンは、ピンローラをラックの歯部に係合して、ラックに対して動力伝達可能に構成されている。
第１軸受は、一端面閉塞型の円筒状第１ハウジング、合成樹脂製の第１シェル型保持器、複数の第１ニードルローラおよび第１摺接板から構成されている。
円筒状第１ハウジングは、一端面が閉塞された第１閉塞面部を有し、第１円孔の内周壁とピンローラの一端部との間で軸方向に沿って挿入配列されている。
第１シェル型保持器は、円筒状第１ハウジング内に回転可能に配置され、所定の距離を隔てた両端に位置する第１環状リング間に複数の第１細梁部を架橋して周方向に間欠配置して成る。

複数の第１ニードルローラは、第１細梁部の隣接相互間で長手方向に沿って設けられた第１スリットに、転動可能に嵌合されて円筒状第１ハウジングの内周壁およびピンローラの一端部の外周にそれぞれ摺接する。
第１摺接板は、スラスト板として両端の第１環状リングのうち一方に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂で一体化され、円筒状第１ハウジングの第１閉塞面部に近接対向状態に配置されている。
第１摺接板の外側面中央部に第１閉塞面部と面対面で摺接する状態に形成された第１突状盤部を設けるとともに、第１摺接板の内側面に第１突状盤部と同芯状態に第１窪み部を設けている。
ピンローラの一端面部を第１窪み部の外周縁部に摺接可能に配し、第１窪み部の内径を第１突状盤部の外径よりも径大とし、ピンローラの回転時にピンローラの一端面部から第１窪み部の外周縁部に与える伝達モーメントが第１突状盤部から第１閉塞面部に与える伝達モーメントよりも大となるように設定している。

第２軸受は、一端面閉塞型の円筒状第２ハウジング、合成樹脂製の第２シェル型保持器、複数の第２ニードルローラおよび第２摺接板から構成されている。
円筒状第２ハウジングは、一端面が閉塞された第２閉塞面部を有し、第２円孔の内周壁とピンローラの他端部との間で軸方向に沿って挿入配列されている。
第２シェル型保持器は、円筒状第２ハウジング内に回転可能に配置され、所定の距離を隔てた両端に位置する第２環状リング間に複数の第２細梁部を架橋して周方向に間欠並列して成る。
複数の第２ニードルローラは、第２細梁部の隣接相互間で長手方向に沿って設けられた第２スリットに、転動可能に嵌合されて円筒状第２ハウジングの内周壁およびピンローラの他端部の外周にそれぞれ摺接している。
第２摺接板は、スラスト板として両端の第２環状リングのうち一方に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂で一体化され、円筒状第２ハウジングの第２閉塞面部に近接対向状態に配置されている。

第２摺接板の外側面中央部に第２閉塞面部と面対面で摺接する状態に形成された第２突状盤部を設けるとともに、第２摺接板の内側面に第２突状盤部と同芯状態に第２窪み部を設けている。
ピンローラの他端面部を第２窪み部の外周縁部に摺接可能に配し、第２窪み部の内径を第２突状盤部の外径よりも径大とし、ピンローラの回転時にピンローラの他端面部から第２窪み部の外周縁部にトルクとして与える伝達モーメントが、第２突状盤部から第２閉塞面部にトルクとして与える伝達モーメントよりも大となるように設定している。

請求項１では、合成樹脂材料の摺動特性と形状成形の柔軟性とに着目し、第１および第２シェル型保持器の機能形状を最大限に有効利用している。
とりわけ、ピンローラの一端面部（他端面部）から第１窪み部（第２窪み部）の外周縁部に与える伝達モーメントが、第１突状盤部（第２突状盤部）から第１閉塞面部（第２閉塞面部）に与える伝達モーメントよりも大となるように設定している。
このため、ピンローラ形ピニオン装置の稼動時、第１シェル型保持器（第２シェル型保持器）が円筒状第１ハウジング（円筒状第２ハウジング）内で積極的に回転するようになり、第１ニードルローラ（第２ニードルローラ）に加わる横方向の滑りを逃がし、第１ニードルローラ（第２ニードルローラ）に生じるスキュー現象を簡素な構成で効果的に緩和することができる。

第１および第２シェル型保持器では、第１および第２ニードルローラの外周を摺動性に優れた合成樹脂で成形した滑り軸受けで支持する構成とすることができ、第１および第２ニードルローラ間の微小なクリアランスで第１および第２ニードルローラの傾斜移動（スキュー現象）を規制することができる。第１および第２シェル型保持器における両端の支持部以外は、隙間を極力有するように構成し、十分な潤滑油量（グリス量）の確保が可能となる。
また、第１および第２シェル型保持器を合成樹脂製とするとともに、これらシェル型保持器に第１および第２ニードルローラの断面積と同等の受け面を保有させることができる。

さらに、合成樹脂製スペーサを第１および第２摺動板として、第１および第２シェル型保持器と一体化することで、部品点数の削減して低コスト化を実現することができる。また、第１シェル型保持器（第２シェル型保持器）は、円筒状第１ハウジング（円筒状第２ハウジング）内で第１ニードルローラ（第２ニードルローラ）を介しても回転するため、第１シェル型保持器（第２シェル型保持器）は、ピンローラとの回転接触面での回転速度が低下し、回転接触面での低摩耗化が可能となって製品の長寿命化が図られる。

（請求項２について）
第１スリットの対向内側面部は、第１ニードルローラの外周部に対応する弧状に形成された第１弧状部を有し、第１弧状部は、弾性変形により第１ニードルローラを着脱可能に嵌合する。第２スリットの対向内側面部は、第２ニードルローラの外周部に対応する弧状に形成された第２弧状部を有し、第２弧状部は、弾性変形により第２ニードルローラを着脱可能に嵌合する。

請求項２では、第１スリットの第１弧状部が弾性変形により第１ニードルローラを着脱可能に嵌合し、第２スリットの第２弧状部が弾性変形により第２ニードルローラを着脱可能に嵌合する。これにより、第１および第２ニードルローラが第１および第２弧状部に強固に取り付けられ、第１および第２ニードルローラの傾斜移動を規制し、スキュー現象の発生の抑制に寄与することができる。

（請求項３について）
第１スリットに対する第１ニードルローラの嵌合に伴い、第１ニードルローラの一端面部は、両端の第１環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、第１ニードルローラの他端面部は両端の第１環状リングうち他方の外縁面に強固に当接する。
第２スリットに対する第２ニードルローラの嵌合に伴い、第２ニードルローラの一端面部は、両端の第２環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、第２ニードルローラの他端面部は、両端の第２環状リングうち他方の外縁面に強固に当接する。

請求項３では、第１ニードルローラの一端面部が両端の第１環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、他端面部は両端の第１環状リングうち他方の外縁面に強固に当接する。第２ニードルローラの一端面部が両端の第２環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、他端面部は、両端の第２環状リングうち他方の外縁面に強固に当接する。
これにより、第１および第２ニードルローラが両端の第１環状リング間（両端の第２環状リング間）に強固に挟持されて、第１ニードルローラ（第２ニードルローラ）の傾斜移動を規制し、スキュー現象の抑制に寄与することができる。

（請求項４について）
第１摺接板の第１突状盤部には、第１窪み部に連通し、内周面が第１シェル型保持器の内方に向かって拡開するテーパを有する油溜用の第１導油孔が設けられている。第２摺接板の第２突状盤部には、第１窪み部に連通し、内周面が第２シェル型保持器の内方に向かって拡開するテーパを有する油溜用の第２導油孔が設けられている。

請求項４では、第１導油孔に供給された潤滑油は、第１および第２シェル型保持器の回転に伴う遠心力により、テーパに沿って第１環状リングの放射方向で外周縁側に飛散して第１細梁部に送られて第１ニードルローラへの給油が行われる。
また、第２導油孔に供給された潤滑油は、第１および第２シェル型保持器の回転に伴う遠心力により、テーパに沿って第２環状リングの放射方向で外周縁側に飛散して第２細梁部に送られて第２ニードルローラへの給油が行われる。この結果、第１および第２シェル型保持器の回転に伴い、第１および第２ニードルローラに対する自動給油が実現する。

（請求項５について）
第１摺接板および第２摺接板のそれぞれは、高靱性で耐熱性および耐摩耗性の双方に優れたポリヘキサメチレンアジバミド（ポリアミド系繊維）により形成され、第１摺接板は両端の第１環状リングのうち一方とモールド成形により一体化され、第２摺接板は両端の第２環状リングのうち一方とモールド成形により一体化されている。
請求項５では、ピンローラの端面部が摺動する第１および第２摺接板の耐久性が向上して製品の長寿命化を図ることができる。

ピンローラ形ピニオン装置を組み込んだラック・ピニオン伝動装置の斜視図である（実施例１）。 ピンローラ形ピニオン装置の分解斜視図である（実施例１）。 第１軸受および第２軸受をピンローラとともに示す分解斜視図である（実施例１）。 （ａ）は第１シェル型保持器および第１ニードルローラを示す分解斜視図、（ｂ）は第１ニードルローラを嵌着した第１シェル型保持器を示す斜視図である（実施例１）。 （ａ）は第１軸受の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＪ−Ｊ線に沿う横断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である（実施例１）。 （ａ）は第２シェル型保持器および第２ニードルローラを示す分解斜視図、（ｂ）は第２ニードルローラを嵌着した第２シェル型保持器を示す斜視図である（実施例１）。 （ａ）は第２軸受の縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＴ−Ｔ線に沿う横断面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である（実施例１）。 （ａ）は第１ニードルローラを嵌着した第１シェル型保持器の斜視図、（ｂ）は第１軸受の縦断面図である（実施例２）。 （ａ）は第２ニードルローラを嵌着した第２シェル型保持器の斜視図、（ｂ）は第２軸受の縦断面図である（実施例２）。

本発明に係るピンローラ形ピニオン装置では、ピンローラを第１ニードルローラおよび第２ニードルローラを用いて第１軸受および第２軸受で回転駆動可能に支持する構成を各実施例により具体化する。

図１ないし図７に基づいて本発明の実施例１を説明する。以後の説明では、特にことわらない限り、各部材の位置および方向の特定は、各実施例を通して対応する図面の左右および上下方向に従う。
図１に示すラック・ピニオン伝動装置１において、組立生産工場などの設置面に固定した基盤２は、左右両側に断面Ｔ字形の搬送レール３、４を形成し、中央にラック５を長手方向Ｍに沿って形成している。ラック５は、使用対象に応じて決められた長さを有し、その上面にサイクロイド系プロフィールに沿った歯部５ａをピッチ線Ｐに沿って形成している。

ピン型ピニオン６はピンローラ形ピニオン装置７を構成するもので、ラック５の歯部５ａに噛合する複数のピンローラ８をシャフトとして有している。ピン型ピニオン６は、例えば１０本のピンローラ８を有し、ピンローラ８は互いに対面する二枚の第１、第２円盤９、１０の間に掛け渡され、ピッチ円Ｅに沿って、例えば３６°の等角度間隔で環状に配されている。
ハウジング１１は、天井部１１ａと両側の外壁部１１ｂ、１１ｃとから門型に形成されている。ハウジング１１の外壁部１１ｂ、１１ｃは、ラック５の両側に位置し、天井部１１ａはピン型ピニオン６を覆うように配されている。

外壁部１１ｂ、１１ｃの基端部には、長手方向Ｍを中心にして左右対称となるアングル状の擁壁部１１ｄ、１１ｅがラック５を挟むように形成されている。一方の擁壁部１１ｄは、搬送レール３に対して摺動可能に嵌合し、他方の擁壁部１１ｅは、搬送レール４に対して摺動可能に嵌合している。
駆動軸１２はピン型ピニオン６の中心部に固定状態に取り付けられている。駆動軸１２の一端部１２ａは、一方の外壁部１１ｂに回転可能となるように支持され、他端部１２ｂは他方の外壁部１１ｃに回転可能となるように支持されている。

駆動軸１２には、例えばハウジング１１側に設けられた電動機の回転軸（いずれも図示せず）が連結されている。
このため、電動機の通電時には、ピン型ピニオン６が図１に示す時計回り方向Ｆの回転力を受ける。これにより、ピン型ピニオン６がピンローラ８をラック５の歯部５ａに噛合係合させながら同方向Ｆに回転し、ピンローラ８とラック５との間で動力伝達可能な構造となっている。
この結果、ハウジング１１の擁壁部１１ｄ、１１ｅが搬送レール３、４に沿って長手方向Ｍへ摺動し、ラック・ピニオン伝動装置１に積荷した運搬物を組付け工程間などで移動させることができる。

ピンローラ形ピニオン装置７における第１円盤９は、図２に示すように、外周縁部９ｅに接近するピッチ円Ｅ上に等角度間隔で形成され、ピンローラ８に応じた個数の第１円孔９ａを有している。

第２円盤１０は、外周縁部１０ｅに接近する位置で、第１円盤９に対面するように配置され、第１円孔９ａに対応する第２円孔１０ａを有している。ピンローラ８の一端部８ａは、第１軸受１３を介して第１円孔９ａ内で回転可能に支持されている。ピンローラ８のの他端部８ｂは、第２軸受１３ａを介して第２円孔１０ａ内で回転可能に支持されている。第１円孔９ａの内周壁９Ａおよび第２円孔１０ａの内周壁１０Ａには、機械的特性を高めるため、外表面への肌焼きによる熱処理（焼入れ）が施されて表面硬化されている。

第１軸受１３は、図３の左方に示すように、一端面閉塞型の円筒状第１ハウジング１４、合成樹脂製の第１シェル型保持器１５、複数の第１ニードルローラ１６および第１摺接板１７から構成されている。
円筒状第１ハウジング１４は、左外側の一端面が閉塞された第１閉塞面部１４ａを有し、第１円孔９ａ内に強固に嵌着されている。この状の円筒状第１ハウジング１４は、第１円孔９ａの内周壁９Ａとピンローラ８の一端部８ａとの間で軸方向に沿って挿入配列された構造となっている。

第１シェル型保持器１５は、ラジアルベアリングの内輪籠として円筒状第１ハウジング１４内に回転可能に配置されている。斯かる第１シェル型保持器１５は、所定の距離Ｌを隔てた両端に位置する第１環状リング１８、１９間に複数の第１細梁部２０を架橋して周方向に間欠配置して成る。
複数の第１ニードルローラ１６は、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第１細梁部２０の隣接相互間で長手方向に沿って嵌合細孔として設けられた第１スリット２１に転動可能に嵌合されている。この状態の第１ニードルローラ１６は、円筒状第１ハウジング１４の内周壁１４ｂおよびピンローラ８の一端部８ａの外周にそれぞれ摺接するようになっている。

第１摺接板１７は、両端の第１環状リング１８、１９のうち一方１８に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂で一体形成されている。一体化された第１摺接板１７は、円筒状第１ハウジング１４における第１閉塞面部１４ａの内面に対向接触状態にスラスト板として配置されている。

第１摺接板１７の外側面中央部には、図５（ａ）に示すように、所定の厚みｔを有する第１突状盤部１７ａを設けている。第１突状盤部１７ａは、第１閉塞面部１４ａの内面と面対面で摺接する状態に形成されている。第１摺接板１７の内側面には、第１突状盤部１７ａと同芯となる円形の第１窪み部１７ｂを設けている。
直径をｄとするピンローラ８の一端面部を第１窪み部１７ｂの外周縁部１７ｅに摺接可能に配し、第１窪み部１７ｂの内径Ｄ２を第１突状盤部１７ａの外径Ｄ１よりも径大としている（ｄ＞Ｄ２＞Ｄ１）。
これにより、ピンローラ８の回転時に、ピンローラ８の一端面部から第１窪み部１７ｂの外周縁部１７ｅにトルクとして与える伝達モーメントＴｍが、第１突状盤部１７ａから第１閉塞面部１４ａの内面にトルクとして与える伝達モーメントＴｎよりも大となるように設定することができる（Ｔｍ＞Ｔｎ）。

第２軸受１３ａは、図３の右方に示すように、一端面閉塞型の円筒状第２ハウジング２３、合成樹脂製の第２シェル型保持器２４、複数の第２ニードルローラ２５および第２摺接板２６から構成されている。
円筒状第２ハウジング２３は、右外側の一端面が閉塞された第２閉塞面部２３ａを有し、第２円孔１０ａ内に強固に嵌着されている。この状態の円筒状第２ハウジング２３は、第２円孔１０ａの内周壁１０Ａとピンローラ８の他端部８ｂとの間で軸方向に沿って挿入配列された構造となっている。

第２シェル型保持器２４は、ラジアルベアリングの内輪籠として円筒状第２ハウジング２３内に回転可能に配置されている。斯かる第２シェル型保持器２４は、所定の距離Ｌを隔てた両端に位置する第２環状リング２７、２８間に複数の第２細梁部２９を架橋して周方向に間７欠並列して成る。

複数の第２ニードルローラ２５は、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、第２細梁部２９の隣接相互間で長手方向に沿って嵌合細孔として設けられた第２スリット３０に転動可能に嵌合されている。この状態の第２ニードルローラ２５は、円筒状第２ハウジング２３の内周壁２３ｂおよびピンローラ８の他端部８ｂの外周にそれぞれ摺接するようになっている。

第２摺接板２６は、両端の第２環状リング２７、２８のうち一方２８に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂のモールド形成により一体化されている。一体化された第２摺接板２６は、円筒状第２ハウジング２３における第２閉塞面部２３ａの内面に対向接触状態にスラスト板として配置されている。

第２摺接板２６の外側面中央部には、図７（ａ）に示すように、所定の厚みｔを有する第２突状盤部２６ａを設けている。第２突状盤部２６ａは、第２閉塞面部２３ａの内面と面対面で摺接する状態に形成されている。第２摺接板２６の内側面には、第２突状盤部２６ａと同芯となる円形の第２窪み部２６ｂを設けている。
ピンローラ８の他端面部を第２窪み部２６ｂの外周縁部２６ｅに摺接可能に配し、第２窪み部２６ｂの内径Ｄ２を第２突状盤部２６ａの外径Ｄ１よりも径大としている。
これにより、ピンローラ８の回転時にピンローラ８の他端面部から第２窪み部２６ｂの外周縁部２６ｅにトルクとして与える伝達モーメントＴｍが、第２突状盤部２６ａから第２閉塞面部２３ａの内面にトルクとして与える伝達モーメントＴｎよりも大となるように設定することができる（Ｔｍ＞Ｔｎ）。

第１スリット２１の対向内側面部は、図５（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１ニードルローラ１６の外周部に対応する弧状に形成された第１弧状部３１を有し、第１弧状部３１は、弾性変形により第１ニードルローラ１６を着脱可能に嵌合する。
第２スリット３０の対向内側面部は、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２ニードルローラ２５の外周部に対応する弧状に形成された第２弧状部３２を有し、第２弧状部３２は、弾性変形により第２ニードルローラ２５を着脱可能に嵌合する。

第１スリット２１に対する第１ニードルローラ１６の嵌合に伴い、第１ニードルローラ１６の一端面部１６ａは、図５（ａ）に示すように、両端の第１環状リング１８、１９うち一方の外縁面１８ａ（受け面）に強固に当接する。第１ニードルローラ１６の他端面部１６ｂは、両端の第１環状リング１８、１９うち他方の外縁面１９ａ（受け面）に強固に当接する。

第２スリット３０に対する第２ニードルローラ２５の嵌合に伴い、第２ニードルローラ２５の一端面部２５ａは、図７（ａ）に示すように、両端の第２環状リング２７、２８うち一方の外縁面２７ａ（受け面）に強固に当接し、第２ニードルローラ２５の他端面部２５ｂは、両端の第２環状リング２７、２８うち他方の外縁面２８ａ（受け面）に強固に当接する。
なお、円筒状第１ハウジング１４の開口部付近の内面には、第１シェル型保持器１５に対するオイルシールをＳｐを嵌着している（図５（ａ）参照）。円筒状第２ハウジング２３の開口部付近の内面には、第２シェル型保持器２４に対するオイルシールをＳｋを嵌着している（図７（ａ）参照）。

上記構成では、ラック・ピニオン伝動装置１の稼動時、ピンローラ形ピニオン装置７では、円筒状第１ハウジング１４内において、ピンローラ８の回転に伴い、ピンローラ８の一端面がスラスト板としての第１摺接板１７の内側に当たって摩擦摺動する。
また、ピンローラ８の回転に伴い、ピンローラ８の他端面が円筒状第２ハウジング２３内において、スラスト板としての第２摺接板２６の内側に当たって摩擦摺動する。

この際、ピンローラ８が軸方向に移動し、その各端末面がスラスト板としての第１摺接板１７および第２摺接板２６に衝突するが、この時の衝撃は、弾性を有する第１摺接板１７および第２摺接板２６により効果的に緩和される（衝撃減衰効果）。これにより、円筒状第１ハウジング１４（円筒状第２ハウジング２３）の内側に対して、ピンローラ８の端面が直に金属接触することがなく、衝撃音が十分に抑制されて低振動で低騒音運転が可能となる。

〔実施例１の効果〕
実施例１では、合成樹脂材料の摺動特性と形状成形の柔軟性とに着目し、第１および第２シェル型保持器（１５、２４）の機能形状を最大限に有効利用している。
とりわけ、ラック・ピニオン伝動装置１の稼動時、ピンローラ８の一端面部（他端面部）から第１窪み部１７ｂの外周縁部１７ｅ（第２窪み部２６ｂの外周縁部２６ｅ）に与える伝達モーメントＴｍが、第１突状盤部１７ａ（第２突状盤部２６ａ）から第１閉塞面部１４ａの内面（第２閉塞面部２３ａの内面）に与える伝達モーメントＴｎよりも大となるようにしている。

これにより、第１シェル型保持器１５（第２シェル型保持器２４）が円筒状第１ハウジング１４（円筒状第２ハウジング２３）内で積極的に回転するようになる。
この結果、ピンローラ８の回転時、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）に加わる横方向の滑りを逃がし、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）に生じるスキュー現象を簡素な構成で効果的に緩和することができる。

第１および第２シェル型保持器（１５、２４）では、第１および第２ニードルローラ（１６、２５）の外周を摺動性に優れた合成樹脂で成形した滑り軸受けで支持する構成が実現可能となる。これにより、第１および第２ニードルローラ（１６、２５）間の微小なクリアランスで第１および第２ニードルローラ（１６、２５）の傾斜移動（スキュー現象）を規制することができる。

すなわち、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）の相互間を密に並列し、隣接間の距離を詰めることができ、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）同士が干渉し合って横移動を牽制するため、傾斜移動（スキュー現象）の発生を効果的に抑制することができる。
第１シェル型保持器１５および第２シェル型保持器２４における両端の支持部以外は、隙間を極力有するように構成可能となり、十分な潤滑油量（グリス量）を確保することができる。

第１および第２シェル型保持器（１５、２４）を合成樹脂製とするとともに、これらシェル型保持器１５、２４に第１および第２ニードルローラ（１６、２５）の断面積と同等の受け面を保有させることができる。
合成樹脂製スペーサを第１および第２摺動板（１７、２６）として、第１および第２シェル型保持器（１５、２４）と一体成形により一体化することで、部品点数の削減して低コスト化を実現することができる。

また、第１シェル型保持器１５（第２シェル型保持器２４）は、円筒状第１ハウジング１５（円筒状第２ハウジング２３）内で第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）を介しても回転する。このため、第１シェル型保持器１５（第２シェル型保持器２４）は、ピンローラ８との回転接触面での回転速度が相対的に低下し、回転接触面での低摩耗化が可能となって製品の長寿命化に寄与する。

また、第１スリット２１の第１弧状部３１が弾性変形により第１ニードルローラ１６を着脱可能に嵌合し、第２スリット３０の第２弧状部３２が弾性変形により第２ニードルローラ２５を着脱可能に嵌合する。
これにより、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）が第１弧状部３１（第２弧状部３２）に強固に取り付けられ、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）の傾斜移動を規制し、スキュー現象の抑制に資することができる。

第１ニードルローラ１６の一端面部１６ａが両端の第１環状リング１８、１９うち一方の外縁面１８ａに強固に当接し、他端面部１６ｂが両端の第１環状リング１８、１９うち他方の外縁面１９ａに強固に当接する。
また、第２ニードルローラ２５の一端面部２５ａが両端の第２環状リング２７、２８うち一方の外縁面２７ａに強固に当接し、他端面部２５ｂは、両端の第２環状リング２７、２８うち他方の外縁面２８ａに強固に当接する。
これにより、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）が第１環状リング１８、１９間（第２環状リング２７、２８間）に強固に挟持されて、第１ニードルローラ１６（第２ニードルローラ２５）の傾斜移動を規制し、スキュー現象の抑制に寄与することができる。

図８および図９は本発明の実施例２を示す。
実施例２における第１摺接板１７の第１突状盤部１７ａには、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、第１窪み部１７ｂに連通する油溜用の第１導油孔１７ｃが設けられている。
また、第２摺接板２６の第２突状盤部２６ａには、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、第２窪み部２６ｂに連通する油溜用の第２導油孔２６ｃが設けられている。
第１導油孔１７ｃの内周面には、第１シェル型保持器１５の内方に向かって次第に拡開するテーパ１７ｄが設けられている。また、第２導油孔２６ｃの内周面には、第２シェル型保持器２４の内方に向かって次第に拡開するテーパ２６ｄが設けられている。

〔実施例２の効果〕
実施例２では、第１導油孔１７ｃに供給された潤滑油（図示せず）は、第１シェル型保持器１５の回転に伴う遠心力により、テーパ１７ｄに沿って第１環状リング１８の放射方向で外周縁側に飛散して第１細梁部２０に送られて第１ニードルローラ１６への給油が行われる。

第２導油孔２６ｃに供給された潤滑油（図示せず）は、第２シェル型保持器２４の回転に伴う遠心力により、テーパ２６ｄに沿って第２環状リング２８の放射方向で外周縁側に飛散して第２細梁部２９に送られて第２ニードルローラ２５への給油が行われる。これにより、第１および第２シェル型保持器（１５、２４）の回転に伴い、第１および第２ニードルローラ（１６、２５）に対する自動給油を実現させることができる。

本発明の実施例３においては、第１および第２摺接板（１７、２６）のそれぞれが、高靱性で耐熱性および耐摩耗性の双方に優れたポリヘキサメチレンアジバミド（ポリアミド系繊維）により形成されている。
この場合、第１摺接板１７は第１環状リング１８とモールド成形（モールド射出成形）により一体化され、第２摺接板２６は第２環状リング２８とモールド成形（モールド射出成形）により一体化されている。

〔実施例３の効果〕
これにより、ピンローラ８の端面部が摺動する第１および第２摺接板（１７、２６）の耐久性が向上して製品の長寿命化に寄与することができる。なお、合成樹脂材料としては、ポリアミドに代わって、エンジニアリングプラスチック材料から選択した一つの合成樹脂材を用いてもよい。

〔変形例〕
（ａ）実施例１では、ピン型ピニオン６をラック５に沿って走行させたが、基盤２を設置面に長手方向Ｍに沿って摺動可能に設け、ハウジング１１をピン型ピニオン６の駆動軸１２とともに設置面側に固定してもよい。この場合、ラック・ピニオン伝動装置１の駆動に伴い、ピン型ピニオン６の回転により、ラック５を基盤２とともに長手方向Ｍに移動させることができる。

（ｂ）実施例１、２においては、第１円孔９ａおよび第２円孔１０ａを１０個ずつ設けたが、１０個に限らず、取付け状況や使用状況などに応じて５−９個あるいは１１−１５個など所望の個数に増減自由に設定してもよい。
（ｃ）図４（ａ）および図５（ａ）に示す実施例１において、第１突状盤部１７ａおよび第２突状盤部２６ａの中央部には、径小な貯留孔をそれぞれ油溜め用として貫通状態に形成してもよい。

（ｄ）第１および第２軸受（１３、１３ａ）をそれぞれ構成する第１および第２ニードルローラ（１６、２５）は、１５本に限らず、適用対象や使用環境などに応じて増減し、所望の個数（例えば、１８−２０個）に設定してもよい。
（ｅ）第１および第２軸受（１３、１３ａ）については、単独の完成品として取り扱って各自単体の製品として製造販売などの実施をしてもよい。

本発明に係るピンローラ形ピニオン装置では、合成樹脂製スペーサを第１および第２摺動板として、第１および第２シェル型保持器と一体化することで、部品点数の削減して低コスト化を実現することができる。また、第１および第２シェル型保持器はシャフトとしてのピンローラに対して第１および第２ニードルローラを介しても回転するため、これらピンローラとの回転接触面での回転速度が低下し、回転接触面での低摩耗化が可能となって製品の長寿命化が図られる。長寿命化が実現する有益性が業者の需要を喚起し、関連部品の流通を介して化学産業および機械産業に利用することができる。

１ ラック・ピニオン伝動装置
３、４ 搬送レール
５ ラック
５ａ ラックの歯部
６ ピン型ピニオン
７ ピンローラ形ピニオン装置
８ ピンローラ
８ａ ピンローラの一端部
８ｂ ピンローラの他端部
９ 第１円盤
９ａ 第１円孔
９Ａ 第１円孔の内周壁
９ｅ 第１円盤の外周縁部
１０ 第２円盤
１０ａ 第２円孔
１０Ａ 第２円孔の内周壁
１０ｅ 第２円盤の外周縁部
１２ 駆動軸
１３ 第１軸受
１３ａ 第２軸受
１４ 円筒状第１ハウジング
１４ａ 第１閉塞面部
１５ 第１シェル型保持器
１６ 第１ニードルローラ
１７ 第１摺接板
１７ａ 第１突状盤
１７ｂ 第１窪み部
１７ｃ 第１導油孔
２３ 円筒状第２ハウジング
２３ａ 第２閉塞面部
２４ 第２シェル型保持器
２５ 第２ニードルローラ
２６ 第２摺接板
２６ａ 第２突状盤
２６ｂ 第２窪み部
２６ｃ 第２導油孔

Claims (5)

1. ピッチ円上に等角度間隔で形成された複数の第１円孔を有する第１円盤と、
   この第１円盤に対面するように配置され、前記複数の第１円孔に対応する複数の第２円孔を有する第２円盤と、
   一端部が第１軸受を介して前記第１円孔内で回転可能に支持され、他端部が第２軸受を介して前記第２円孔内で回転可能に支持された複数のピンローラから成るピン型ピニオンを有し、前記ピンローラをラックの歯部に係合させて、前記ピン型ピニオンを前記ラックに対して動力伝達可能に構成するピンローラ形ピニオン装置において、
   前記第１軸受は、前記第１円孔の内周壁と前記ピンローラの前記一端部との間で軸方向に沿って挿入配列され、一端面が閉塞された第１閉塞面部を有する円筒状第１ハウジングと、
   前記円筒状第１ハウジング内に回転可能に配置され、所定の距離を隔てた両端に位置する第１環状リング間に複数の第１細梁部を架橋して周方向に間欠並列して成る合成樹脂製の第１シェル型保持器と、
   前記第１細梁部の隣接相互間で長手方向に沿って設けられた第１スリットに、転動可能に嵌合されて前記円筒状第１ハウジングの内周壁および前記ピンローラの前記一端部の外周にそれぞれ摺接する複数の第１ニードルローラと、
   前記両端の第１環状リングのうち一方に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂で一体化され、前記円筒状第１ハウジングの前記第１閉塞面部に近接対向状態にスラスト板として配置された第１摺接板とから構成され、
   前記第１摺接板の外側面中央部に前記第１閉塞面部と面対面で摺接する状態に形成された第１突状盤部を設けるとともに、前記第１摺接板の内側面に前記第１突状盤部と同芯状態に第１窪み部を設け、
   前記ピンローラの一端面部を前記第１窪み部の外周縁部に摺接可能に配し、前記第１窪み部の内径を前記第１突状盤部の外径よりも径大とし、前記ピンローラの回転時に前記ピンローラの前記一端面部から前記第１窪み部の前記外周縁部にトルクとして与える伝達モーメントが前記第１突状盤部から前記第１閉塞面部にトルクとして与える伝達モーメントよりも大となるように設定しており、
   前記第２軸受は、前記第２円孔の内周壁と前記ピンローラの前記他端部との間で軸方向に沿って挿入配列され、一端面が閉塞された第２閉塞面部を有する円筒状第２ハウジングと、
   前記円筒状第２ハウジング内に回転可能に配置され、所定の距離を隔てた両端に位置する第２環状リング間に複数の第２細梁部を架橋して周方向に間欠並列して成る合成樹脂製の第２シェル型保持器と、
   前記第２細梁部の隣接相互間で長手方向に沿って設けられた第２スリットに、転動可能に嵌合されて前記円筒状第２ハウジングの内周壁および前記ピンローラの前記他端部の外周にそれぞれ摺接する複数の第２ニードルローラと、
   前記両端の第２環状リングのうち一方に該一方の開口面を閉鎖する状態に合成樹脂で一体化され、前記円筒状第２ハウジングの前記第２閉塞面部に近接対向状態にスラスト板として配置された第２摺接板とから構成され、
   前記第２摺接板の外側面中央部に前記第２閉塞面部と面対面で摺接する状態に形成された第２突状盤部を設けるとともに、前記第２摺接板の内側面に前記第２突状盤部と同芯状態に第２窪み部を設け、
   前記ピンローラの他端面部を前記第２窪み部の外周縁部に摺接可能に配し、前記第２窪み部の内径を前記第２突状盤部の外径よりも径大とし、前記ピンローラの回転時に前記ピンローラの前記他端面部から前記第２窪み部の前記外周縁部にトルクとして与える伝達モーメントが前記第２突状盤部から前記第２閉塞面部にトルクとして与える伝達モーメントよりも大となるように設定したことを特徴とするピンローラ形ピニオン装置。
2. 前記第１スリットの対向内側面部は、前記第１ニードルローラの外周部に対応する弧状に形成された第１弧状部を有し、前記第１弧状部は、弾性変形により前記第１ニードルローラを着脱可能に嵌合し、
   前記第２スリットの対向内側面部は、前記第２ニードルローラの外周部に対応する弧状に形成された第２弧状部を有し、前記第２弧状部は、弾性変形により前記第２ニードルローラを着脱可能に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のピンローラ形ピニオン装置。
3. 前記第１スリットに対する前記第１ニードルローラの嵌合に伴い、前記第１ニードルローラの一端面部は、前記両端の第１環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、前記第１ニードルローラの他端面部は前記両端の第１環状リングうち他方の外縁面に強固に当接し、
   前記第２スリットに対する前記第２ニードルローラの嵌合に伴い、前記第２ニードルローラの一端面部は、前記両端の第２環状リングうち一方の外縁面に強固に当接し、前記第２ニードルローラの他端面部は、前記両端の第２環状リングうち他方の外縁面に強固に当接することを特徴とする請求項１に記載のピンローラ形ピニオン装置。
4. 前記第１摺接板の前記第１突状盤部には、前記第１窪み部に連通し、内周面が前記第１シェル型保持器の内方に向かって拡開するテーパを有する油溜用の第１導油孔が設けられ、前記第２摺接板の前記第２突状盤部には、前記第２窪み部に連通し、内周面が前記第２シェル型保持器の内方に向かって拡開するテーパを有する油溜用の第２導油孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のピンローラ形ピニオン装置。
5. 前記第１摺接板および前記第２摺接板のそれぞれは、高靱性で耐熱性および耐摩耗性の双方に優れたポリヘキサメチレンアジバミドにより形成され、前記第１摺接板は前記両端の第１環状リングのうち一方と一体化され、前記第２摺接板は前記両端の第２環状リングのうち一方と一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のピンローラ形ピニオン装置。