JP6727058B2 - 変速機および駆動ユニット - Google Patents

Description

本発明は、変速機および駆動ユニットに関する。

従来、電動機の回転軸の回転を増速または減速して出力する変速機が知られている。例えば、特許文献１には、軸状本体の回転を増速してスピンドル主軸に伝達することができるスピンドルが開示されている。

特許文献１のスピンドルでは、軸状本体の一端部は、略筒形状を有する。軸状本体の前記一端部には、軸状本体の径方向に貫通するように、３つの貫通孔が形成されている。前記３つの貫通孔は、軸状本体の周方向に一定間隔で形成されている。

スピンドル主軸は、軸受によって回転可能に支持されている。スピンドル主軸の一端部は、軸状本体の前記一端部の内側に位置付けられている。前記３つの貫通孔にそれぞれ嵌るように、スピンドル主軸の一端部の周囲に、３つのスチールボールが設けられている。スピンドル主軸の径方向外側から３つのスチールボールに接触するように、一対のボール受け輪体が設けられている。

特許文献１のスピンドルでは、軸状本体が回転することによって、スチールボールは、自転しつつスピンドル主軸を中心として公転する。スチールボールの自転は、摩擦力によってスピンドル主軸に伝達される。これにより、軸状本体の回転が増速してスピンドル主軸に伝達される。

実公昭５１−２９４１８号公報

ところで、特許文献１のスピンドルでは、上述のように、軸受によってスピンドル主軸が支持されている。このため、軸受が回転抵抗となり、軸状本体からスピンドル主軸への動力の伝達効率が低下する。

一方、特許文献１のスピンドルにおいて軸受を取り除いた場合、軸受による回転抵抗は無くなる。しかしながら、この場合には、スピンドル主軸の軸心が定まらず、スピンドルとしての機能を発揮することができない。

本発明の目的は、変速機において効率よく動力を伝達できる構成を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る変速機は、中心軸を中心として回転する太陽ローラと、前記太陽ローラの周囲に配置された複数の遊星転動体と、前記複数の遊星転動体を、相互に離れた状態に維持しつつ、自転可能かつ前記中心軸に対して公転可能に支持するキャリアと、前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸に対して、前記遊星転動体の中心よりも外側に位置するインタナルリングと、前記インタナルリングを保持するケーシングと、前記中心軸を中心として前記キャリアとともに回転する軸体と、を有する。

前記複数の遊星転動体は、前記太陽ローラの軸方向における一方側に位置する複数の第１の遊星転動体と、前記軸方向において前記複数の第１の遊星転動体よりも他方側に位置する複数の第２の遊星転動体と、を有する。前記キャリアは、前記複数の遊星転動体の公転とともに前記中心軸を中心として回転する。前記インタナルリングは、前記軸方向において前記複数の第１の遊星転動体と前記複数の第２の遊星転動体との間に位置し、かつ前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体に接触する中間リングと、前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体と前記太陽ローラとを互いに押圧させ、かつ前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体と前記中間リングとを互いに押圧させる押圧部と、を有する。前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体は、一つながりのキャリアで支持されている。

本発明の一実施形態に係る変速機によれば、効率よく動力を伝達することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る変速機を備えた駆動ユニットの概略構成を示す図である。 図２は、図１のII-II線断面図である。 図３は、複数の第１の遊星転動体および複数の第２の遊星転動体を、軸方向における一方側から他方側に見た図である。 図４は複数の第１の遊星転動体および複数の第２の遊星転動体を、軸方向における一方側から他方側に見た場合の他の例を示す図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係る変速機を備えた駆動ユニットの概略構成を示す図である。 図６は、遊星転動体の他の例を示す図である。 図７は、遊星転動体のその他の例を示す図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法及び各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。なお、以下の説明において、単に「軸方向」と記載した場合は、太陽ローラの「軸方向」を意味し、単に「径方向」と記載した場合は、太陽ローラの「径方向」を意味し、単に「周方向」と記載した場合は、太陽ローラの「周方向」を意味する。また、単に「一方側」と記載した場合は、中間リングを基準として、太陽ローラの軸方向における複数の第１の遊星転動体側を意味し、単に「他方側」と記載した場合は、中間リングを基準として、太陽ローラの軸方向における複数の第２の遊星転動体側を意味する。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る変速機１０を備えた駆動ユニット１００の概略構成を示す図である。図２は、図１のII−II線断面図である。

図１を参照して、駆動ユニット１００は、変速機１０とモータ５０とを備える。まず、モータ５０について説明する。なお、本実施形態に係る変速機１０は、公知の種々のモータと組み合せて利用することができる。したがって、モータ５０については簡単に説明する。

モータ５０は、アウターロータ型のモータである。本実施形態では、モータ５０は、コアレスモータである。なお、図１においては、モータ５０を簡略化して示している。モータ５０は、ロータ５１、整流子５２、マグネット５３、支持部材５４、フレーム５５、および蓋体５６を備えている。

詳細な説明は省略するが、ロータ５１は、円筒状のコイルと、該コイルを保持するホルダとを含む。本実施形態では、変速機１０の後述する太陽ローラ１が、ロータ５１のホルダに固定される。すなわち、本実施形態では、太陽ローラ１が、モータ５０の出力軸として用いられる。整流子５２は、円筒形状を有する。本実施形態では、太陽ローラ１は、整流子５２の内側を通って、ロータ５１に固定されている。太陽ローラ１、ロータ５１および整流子５２は一体回転する。

フレーム５５は、軸方向に延びる筒状の収容部５５ａと、中空円板状の底部５５ｂと、円筒状の突出部５５ｃと、中空円板状の底部５５ｄとを有する。底部５５ｂは、収容部５５ａの軸方向における一端部から径方向内側に延びている。底部５５ｂの直径は、変速機１０の後述する支持部３ｃの直径よりも大きい。底部５５ｂは、変速機１０の後述する押圧部４５の移動を規制する規制部として機能する。突出部５５ｃは、底部５５ｂの内周部から軸方向における一方側に向かって突出する。突出部５５ｃは、変速機１０の後述する支持部３ｃに挿入される。円筒部５５ｃは、変速機１０の後述する回転部材３を回転可能に支持する支持部として機能する。底部５５ｄは、突出部５５ｃの軸方向における一端部から径方向内側に延びている。本実施形態では、太陽ローラ１は、底部５５ｄを貫通する。

マグネット５３は、ロータ５１の内側において、支持部材５４に固定されている。支持部材５４は、蓋体５６に固定されている。蓋体５６は、フレーム５５の軸方向における他端部に固定されている。これにより、マグネット５３がフレーム５５に固定されている。なお、図示は省略するが、モータ５０に電流を供給するための導線等も、フレーム５５内に適宜設けられている。

次に、変速機１０について説明する。変速機１０は、太陽ローラ１、複数の第１の遊星転動体２ａ、複数の第２の遊星転動体２ｂ、回転部材３、インタナルリング４、およびケーシング５を備えている。

太陽ローラ１は、中心軸Ｃを中心として回転する。本実施形態では、太陽ローラ１は、モータ５０の出力軸である。太陽ローラ１の外周面は、凹部１ａおよび凹部１ｂを有する。図１および図２を参照して、凹部１ａは、太陽ローラ１の外周面の全周に亘って延びている。図１を参照して、同様に、凹部１ｂは、太陽ローラ１の外周面の全周に亘って延びている。凹部１ａと凹部１ｂとは、太陽ローラ１の軸方向において互いに離れている。本実施形態では、凹部１ａは、軸方向において太陽ローラ１の一方側に位置する。太陽ローラ１の径方向から見た場合に、凹部１ａ，１ｂはそれぞれ、中心軸Ｃに向かって凹むように円弧状に湾曲する。言い換えると、中心軸Ｃを通りかつ軸方向に延びる太陽ローラ１の断面において、凹部１ａ，１ｂはそれぞれ、中心軸Ｃに向かって凹むように円弧状に湾曲する。

図１および図２を参照して、複数の第１の遊星転動体２ａは、太陽ローラ１の周囲に配置されている。図２を参照して、本実施形態では、３個の第１の遊星転動体２ａが太陽ローラ１の周囲に配置されている。図１を参照して、複数の第２の遊星転動体２ｂは、太陽ローラ１の周囲に配置されている。本実施形態では、第１の遊星転動体２ａと同様に、３個の第２の遊星転動体２ｂが太陽ローラ１の周囲に配置されている。

複数の第１の遊星転動体２ａはそれぞれ、中心軸Ｃに対して平行な第１自転軸Ｒ１を中心として自転可能である。また、複数の第２の遊星転動体２ｂはそれぞれ、中心軸Ｃに対して平行な第２自転軸Ｒ２を中心として自転可能である。複数の第１の遊星転動体２ａはそれぞれ、第１自転軸Ｒ１に垂直な断面において円形状を有する。同様に、複数の第２の遊星転動体２ｂはそれぞれ、第２自転軸Ｒ２に垂直な断面において円形状を有する。本実施形態では、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂはそれぞれ、球体である。複数の第１の遊星転動体２ａの直径および複数の第２の遊星転動体２ｂの直径は互いに等しい。

本実施形態では、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとのうち、複数の第１の遊星転動体２ａが軸方向において一方側に位置し、複数の第２の遊星転動体２ｂが軸方向において他方側に位置する。軸方向における複数の第１の遊星転動体２ａの位置は互いに等しく、軸方向における複数の第２の遊星転動体２ｂの位置は互いに等しい。複数の第１の遊星転動体２ａは、凹部１ａにおいて太陽ローラ１に接触し、複数の第２の遊星転動体２ｂは、凹部１ｂにおいて太陽ローラ１に接触する。本実施形態では、複数の第１の遊星転動体２ａはそれぞれ、第１自転軸Ｒ１に垂直な断面の直径が最大となる部分（以下、第１の遊星転動体２ａの最大径部という。）において凹部１ａに接触する。また、複数の第２の遊星転動体２ｂはそれぞれ、第２自転軸Ｒ２に垂直な断面の直径が最大となる部分（以下、第２の遊星転動体２ｂの最大径部という。）において凹部１ｂに接触する。図１に示した第１の遊星転動体２ａでは、軸方向における中央部が最大径部である。また、図１に示した第２の遊星転動体２ｂでは、軸方向における中央部が最大径部である。

回転部材３は、中空状のキャリア３ａと、中実状の軸体３ｂと、円筒状の支持部３ｃとを有する。軸方向において、軸体３ｂはキャリア３ａの一方側に位置し、支持部３ｃはキャリア３ａの他方側に位置する。

キャリア３ａ、軸体３ｂおよび支持部３ｃはそれぞれ、中心軸Ｃを中心として回転可能である。本実施形態では、キャリア３ａ、軸体３ｂおよび支持部３ｃは一体である。したがって、軸体３ｂおよび支持部３ｃは、中心軸Ｃを中心として、キャリア３ａとともに回転する。

キャリア３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂを、相互に離れた状態に維持して支持する。また、キャリア３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂを、自転可能かつ中心軸Ｃに対して公転可能に支持する。本実施形態では、第１の遊星転動体２ａは、第１自転軸Ｒ１を中心として自転しつつ、中心軸Ｃに対して公転する。また、第２の遊星転動体２ｂは、第２自転軸Ｒ２を中心として自転しつつ、中心軸Ｃに対して公転する。以下、キャリア３ａについて具体的に説明する。

図１および図２を参照して、キャリア３ａは、その軸心上に、挿入穴３１を有する。挿入穴３１には、太陽ローラ１が回転可能に挿入されている。

図１を参照して、キャリア３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａを収容する複数の収容部３２ａ、および複数の第２の遊星転動体２ｂを収容する複数の収容部３２ｂを有する。複数の収容部３２ａと複数の収容部３２ｂとのうち、複数の収容部３２ａが軸方向において一方側に位置し、複数の収容部３２ｂが軸方向において他方側に位置する。

図１および図２を参照して、収容部３２ａは、キャリア３ａを径方向に貫通し、キャリア３ａの内周面および外周面にそれぞれ開口部を有する。収容部３２ａに収容された第１の遊星転動体２ａは、前記内周面側の開口部から径方向内側に突出し、かつ前記外周面側の開口部から径方向外側に突出する。第１の遊星転動体２ａのうち、前記径方向内側に突出した部分が太陽ローラ１に接触し、前記径方向外側に突出した部分がインタナルリング４に接触する。本実施形態では、上述したように、第１の遊星転動体２ａのうち前記径方向内側に突出した部分は、太陽ローラ１の凹部１ａに接触する。第１の遊星転動体２ａとインタナルリング４との接触については後述する。

図２を参照して、複数の収容部３２ａは、周方向において一定間隔で配置されている。これにより、複数の第１の遊星転動体２ａは、周方向において一定間隔でキャリア３ａに支持されている。本実施形態では、３つの収容部３２ａが、周方向に１２０°間隔で配置されている。これにより、３つの第１の遊星転動体２ａが、周方向に１２０°間隔でキャリア３ａに支持されている。

図１を参照して、収容部３２ａと同様に、収容部３２ｂは、キャリア３ａを径方向に貫通し、キャリア３ａの内周面および外周面にそれぞれ開口部を有する。収容部３２ｂに収容された第２の遊星転動体２ｂは、前記内周面側の開口部から径方向内側に突出し、かつ前記外周面側の開口部から径方向外側に突出する。第２の遊星転動体２ｂのうち、前記径方向内側に突出した部分が太陽ローラ１に接触し、前記径方向外側に突出した部分がインタナルリング４に接触する。本実施形態では、上述したように、第２の遊星転動体２ｂのうち前記径方向内側に突出した部分は、太陽ローラ１の凹部１ｂに接触する。第２の遊星転動体２ｂとインタナルリング４との接触については後述する。

図示は省略するが、複数の収容部３２ａと同様に、複数の収容部３２ｂは、周方向において一定間隔で配置されている。これにより、複数の第２の遊星転動体２ｂも、周方向において一定間隔でキャリア３ａに支持されている。本実施形態では、３つの収容部３２ｂが、周方向に１２０°間隔で配置されている。これにより、３つの第２の遊星転動体２ｂが、周方向に１２０°間隔でキャリア３ａに支持されている。

本実施形態では、複数の第１の遊星転動体２ａは、キャリア３ａに対して周方向に移動することを規制された状態（すなわち、周方向において第１の遊星転動体２ａとキャリア３ａとが相対的に移動することが規制された状態）で、キャリア３ａに支持されている。同様に、複数の第２の遊星転動体２ｂは、キャリア３ａに対して周方向に移動することを規制された状態（すなわち、周方向において第２の遊星転動体２ｂとキャリア３ａとが相対的に移動することが規制された状態）で、キャリア３ａに支持されている。したがって、キャリア３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂの公転とともに、中心軸Ｃを中心として回転する。本実施形態では、キャリア３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂの公転に従って、中心軸Ｃを中心として回転する。

なお、キャリア３ａは、一つながりの部材である。言い換えると、キャリア３ａのうち、複数の第１の遊星転動体２ａを支持する部分と、複数の第２の遊星転動体２ｂを支持する部分とは、一体である。したがって、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとは、同時に公転する。

図３は、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂを、軸方向における一方側から他方側に見た図である。なお、図３においては、中心軸Ｃの位置を一点鎖線で示している。さらに、図３においては、第１の遊星転動体２ａが公転する際の、該第１の遊星転動体２ａの中心（第１自転軸Ｒ１）の軌道Ｏを二点鎖線で示している。なお、図示は省略するが、第２の遊星転動体２ｂが公転する際の、該第２の遊星転動体２ｂの中心（第２自転軸Ｒ２）の軌道は、前記一方側から前記他方側に見た場合に、軌道Ｏに一致する。

図３を参照して、本実施形態では、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、第１の遊星転動体２ａの中心位置と第２の遊星転動体２ｂの中心位置とが重なる。言い換えると、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、周方向において、複数の第１の遊星転動体２ａの位置と複数の第２の遊星転動体２ｂの位置とが一致する。

径方向において、中心軸Ｃと各第１の遊星転動体２ａの中心（第１自転軸Ｒ１）との距離および中心軸Ｃと各第２の遊星転動体２ｂの中心（第２自転軸Ｒ２）との距離は、互いに等しい。言い換えると、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂが公転する際に、該第１の遊星転動体２ａの中心（第１自転軸Ｒ１）の軌道Ｏの直径と、第２の遊星転動体２ｂの中心（第２自転軸Ｒ２）の軌道の直径とは、等しい。

なお、図４に示すように、軸方向における一方側から他方側を見た場合に、複数の第１の遊星転動体２ａの位置と複数の第２の遊星転動体２ｂとが、周方向にずれていてもよい。具体的には、例えば、複数の第１の遊星転動体２ａの位置と、複数の第２の遊星転動体２ｂの位置とが、周方向に６０°ずれていてもよい。

図１を参照して、軸体３ｂは、キャリア３ａから軸方向における一方側に向かって延びている。円筒状の支持部３ｃは、キャリア３ａから軸方向における他方側に向かって延びている。支持部３ｃの内周面の直径は、挿入穴３１の直径よりも大きい。支持部３ｃ内に、モータ５０のフレーム５５の突出部５５ｃが挿入されている。本実施形態では、支持部３ｃは、突出部５５ｃによって回転可能に支持されている。

インタナルリング４は、径方向において、中心軸Ｃに対して、第１の遊星転動体２ａの中心および第２の遊星転動体２ｂの中心よりも外側に位置する。インタナルリング４は、ケーシング５に保持されている。インタナルリング４は、中間リング４０、第１リング部４１、第２リング部４２、および押圧部４５を有する。中間リング４０および第１リング部４１は、複数の第１の遊星転動体２ａに接触し、中間リング４０および第２リング部４２は、複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。

図１および図２を参照して、第１リング部４１は、軸方向において複数の第１の遊星転動体２ａの一方側に位置する。第１リング部４１は、太陽ローラ１と同軸状に配置されている。第１リング部４１は、該第１リング部４１の全周に亘って環状に延びる傾斜面４１ａを有する。傾斜面４１ａは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。図１を参照して、前記垂直な断面における傾斜面４１ａの直径は、軸方向における一方側から他方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面４１ａは、軸方向における他方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面４１ａは、第１の遊星転動体２ａとの接触点において、第１の遊星転動体２ａの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面４１ａは、複数の第１の遊星転動体２ａに対向する。傾斜面４１ａは、複数の第１の遊星転動体２ａに接触する。本実施形態では、傾斜面４１ａは、中心軸Ｃを通りかつ軸方向に延びる断面（図１に示す断面）において直線状に延びている。なお、傾斜面４１ａは、図１に示す断面において湾曲していてもよい。例えば、傾斜面４１ａは、後述する図７の傾斜面４６ａと同様に、円弧状に湾曲した曲面であってもよい。

図１を参照して、第２リング部４２は、軸方向において複数の第２の遊星転動体２ｂの他方側に位置する。第２リング部４２は、太陽ローラ１と同軸状に配置されている。第２リング部４２は、該第２リング部４２の全周に亘って環状に延びる傾斜面４２ａを有する。傾斜面４２ａは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面４２ａの直径は、軸方向における他方側から一方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面４２ａは、軸方向における一方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面４２ａは、第２の遊星転動体２ｂとの接触点において、第２の遊星転動体２ｂの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面４２ａは、複数の第２の遊星転動体２ｂに対向する。傾斜面４２ａは、複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。本実施形態では、傾斜面４２ａは、図１に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面４２ａも傾斜面４１ａと同様に、図１に示す断面において湾曲していてもよい。

中間リング４０は、軸方向において、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとの間に位置し、かつ複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。本実施形態では、中間リング４０は、第３リング部４３および第４リング部４４を有する。中間リング４０（第３リング部４３および第４リング部４４）は、太陽ローラ１と同軸状に配置されている。

第３リング部４３は、軸方向において、複数の第１の遊星転動体２ａの他方側に位置し、かつ第４リング部４４の一方側に位置する。第３リング部４３は、該第３リング部４３の全周に亘って環状に延びる傾斜面４３ａを有する。傾斜面４３ａは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面４３ａの直径は、軸方向における他方側から一方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面４３ａは、軸方向における一方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面４３ａは、第１の遊星転動体２ａとの接触点において、第１の遊星転動体２ａの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面４３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａに対向する。傾斜面４３ａは、複数の第１の遊星転動体２ａに接触する。本実施形態では、傾斜面４３ａは、図１に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面４３ａも傾斜面４１ａと同様に、図１に示す断面において湾曲していてもよい。

第４リング部４４は、軸方向において、複数の第２の遊星転動体２ｂの一方側に位置し、かつ第３リング部４３の他方側に位置する。第４リング部４４は、該第４リング部４４の全周に亘って環状に延びる傾斜面４４ａを有する。傾斜面４４ａは、軸方向に対して垂直な断面において、円形状を有する。前記垂直な断面における傾斜面４４ａの直径は、軸方向における一方側から他方側に向かって漸次拡大する。言い換えると、傾斜面４４ａは、軸方向における他方側に傾いている。本実施形態では、傾斜面４４ａは、第２の遊星転動体２ｂとの接触点において、第２の遊星転動体２ｂの接線方向に延びる母線を有する円錐台の一部である。傾斜面４４ａは、複数の第２の遊星転動体２ｂに対向する。傾斜面４４ａは、複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。本実施形態では、傾斜面４４ａは、図１に示す断面において直線状に延びている。なお、傾斜面４４ａも傾斜面４１ａと同様に、図１に示す断面において湾曲していてもよい。

なお、本実施形態では、第３リング部４３と第４リング部４４とは別個の部材である。しかしながら、第３リング部４３と第４リング部４４とが一つながりの部材であってもよい。すなわち、第３リング部４３と第４リング部４４とは、一体成形された一つの部材であってもよい。

押圧部４５は、軸方向において、第２リング部４２の他方側に位置する。押圧部４５として、例えば、弾性部材を用いることができる。本実施形態では、押圧部４５として、コイルスプリングが用いられる。押圧部４５は、太陽ローラ１およびキャリア３ａと同軸状に配置されている。

押圧部４５は、軸方向における他方側から第２リング部４２に接触して、該第２リング部４２を軸方向における一方側に押圧する。本実施形態では、モータ５０のフレーム５５の底部５５ｂは、軸方向において押圧部４５の他方側に位置する。具体的には、底部５５ｂは、押圧部４５の軸方向における他方側の端部を支持する。これにより、押圧部４５の軸方向における他方側への移動が規制されている。

押圧部４５は、複数の第１の遊星転動体２ａと中間リング４０とを互いに押圧させ、かつ複数の第２の遊星転動体２ｂと中間リング４０とを互いに押圧させる。また、押圧部４５は、複数の第１の遊星転動体２ａと太陽ローラ１とを互いに押圧させ、かつ複数の第２の遊星転動体２ｂと太陽ローラ１とを互いに押圧させる。さらに、押圧部４５は、複数の第１の遊星転動体２ａと第１リング部４１とを互いに押圧させ、複数の第２の遊星転動体２ｂと第２リング部４２とを互いに押圧させる。以下、太陽ローラ１、複数の第１の遊星転動体２ａ、複数の第２の遊星転動体２ｂ、およびインタナルリング４の関係について具体的に説明する。

本実施形態では、押圧部４５によって第２リング部４２が軸方向における一方側に押圧されることによって、複数の第２の遊星転動体２ｂが前記一方側および径方向内側に押圧される。複数の第２の遊星転動体２ｂが前記一方側に押圧されることによって、中間リング４０が前記一方側に押圧される。中間リング４０が前記一方側に押圧されることによって、複数の第１の遊星転動体２ａが前記一方側および径方向内側に押圧される。複数の第１の遊星転動体２ａが前記一方側に押圧されることによって、第１リング部４１が前記一方側に押圧される。なお、第１リング部４１の前記一方側への移動は、ケーシング５の後述する規制部５ｂによって規制されている。

上述したように、第２リング部４２は、傾斜面４２ａにおいて複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。これにより、傾斜面４２ａから各第２の遊星転動体２ｂに対して法線力が作用する。また、中間リング４０は、傾斜面４４ａにおいて複数の第２の遊星転動体２ｂに接触する。これにより、傾斜面４４ａから各第２の遊星転動体２ｂに対して法線力が作用する。これらの結果、複数の第２の遊星転動体２ｂを太陽ローラ１に向かって十分な力で押圧することができる。これにより、太陽ローラ１と複数の第２の遊星転動体２ｂとの間で、効率よく動力を伝達することができる。

また、中間リング４０は、傾斜面４３ａにおいて複数の第１の遊星転動体２ａに接触する。これにより、傾斜面４３ａから各第１の遊星転動体２ａに対して法線力が作用する。また、第１リング部４１は、傾斜面４１ａにおいて複数の第１の遊星転動体２ａに接触する。これにより、傾斜面４１ａから各第１の遊星転動体２ａに対して法線力が作用する。これらの結果、複数の第１の遊星転動体２ａを太陽ローラ１に向かって十分な力で押圧することができる。これにより、太陽ローラ１と複数の第１の遊星転動体２ａとの間で、効率よく動力を伝達することができる。

ケーシング５は、軸方向に延びる筒状部５ａと、筒状部５ａの軸方向における一端部から径方向内側に延びる中空略円板状の規制部５ｂと、規制部５ｂの内周部から軸方向における一方側に向かって突出する円筒状の支持部５ｃとを有する。

筒状部５ａ内には、太陽ローラ１、複数の第１の遊星転動体２ａ、複数の第２の遊星転動体２ｂ、回転部材３のキャリア３ａ、およびインタナルリング４が収容されている。なお、本実施形態では、太陽ローラ１の一部は、筒状部５ａから軸方向における他方側へ突出する。筒状部５ａの軸方向における他方側は、モータ５０のフレーム５５に固定されている。

筒状部５ａの内周面には、中間リング４０、第１リング部４１、および第２リング部４２が取り付けられている。本実施形態では、中間リング４０、第１リング部４１、および第２リング部４２は、軸方向への移動が可能で、かつ筒状部５ａに対して該筒状部５ａの周方向への移動が規制された状態で、筒状部５ａに取り付けられている。

上述したように、本実施形態では、中間リング４０、第１リング部４１、および第２リング部４２の前記周方向への移動が規制されている。これにより、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂを、中心軸Ｃに対して円滑に公転させることができる。

規制部５ｂは、上述したように、第１リング部４１の軸方向の一方側への移動を規制する。支持部５ｃは、軸体３ｂを回転可能に支持する。なお、図示は省略するが、軸体３ｂと支持部５ｃとの間には、例えば、Ｏリングを設けてもよい。この場合、Ｏリングの摩擦抵抗によって、回転部材３が停止したとき、または回転部材３に外部から力が作用したときに、バックラッシを抑制することができる。

上記の駆動ユニット１００では、モータ５０の駆動力によって太陽ローラ１が回転すると、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂは、自転しつつ、中心軸Ｃに対して公転する。複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂが公転することによって、キャリア３ａが中心軸Ｃを中心として回転する。これにより、軸体３ｂが中心軸Ｃを中心として回転する。このようにして、太陽ローラ１の回転が減速して軸体３ｂに伝達される。

ここで、変速機１０において、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂは、インタナルリング４の押圧部４５によって太陽ローラ１に向けて押圧されている。また、変速機１０は、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとの間に中間リング４０を有する。この中間リング４０によって、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂの軸方向における位置が規制されている。これにより、太陽ローラ１が回転する際に、複数の第１の遊星転動体２ａと太陽ローラ１との接触状態および複数の第２の遊星転動体２ｂと太陽ローラ１との接触状態を維持することができる。これにより、太陽ローラ１から軸体３ｂへ効率よく動力（回転）を伝達することができる。

また、変速機１０では、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとが軸方向において異なる位置に配置されている。この場合、動力を伝達するために設けられた複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂを、太陽ローラ１を回転可能に支持するための軸受として利用することができる。これにより、太陽ローラ１を支持するための軸受を、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂとは別に設ける場合に比べて、軸受が省略できるので、太陽ローラ１と軸体３ｂとの間で伝達される動力の損失を低減することができる。その結果、太陽ローラ１と軸体３ｂとの間で、効率よく動力を伝達することが可能になる。また、軸受を別に設ける必要がないので、変速機１０を小型に構成できる。特に、本実施形態では、複数の第１の遊星転動体２ａは、凹部１ａにおいて太陽ローラ１に接触し、複数の第２の遊星転動体２ｂは、凹部１ｂにおいて太陽ローラ１に接触している。これにより、軸方向にも径方向にも、太陽ローラ１を位置決めすることができる。

また、変速機１０では、複数の第１の遊星転動体２ａと複数の第２の遊星転動体２ｂとによって、太陽ローラ１から軸体３ｂへ動力を伝達できる。この場合、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂのうちのいずれか一方のみによって動力を伝達する場合に比べて、太陽ローラ１から軸体３ｂへの動力の伝達能力を倍増できる。これにより、駆動ユニット１００の容量を十分に向上させることができる。

また、変速機１０では、第１の遊星転動体２ａは、凹部１ａにおいて太陽ローラ１に接触し、第２の遊星転動体２ｂは、凹部１ｂにおいて太陽ローラ１に接触する。この場合、第１の遊星転動体２ａと太陽ローラ１との接触面積および第２の遊星転動体２ｂと太陽ローラ１との接触面積を大きくすることができる。これにより、第１の遊星転動体２ａと太陽ローラ１との接触部および第２の遊星転動体２ｂと太陽ローラ１との接触部において、局所的に大きな応力が発生することを抑制できる。その結果、太陽ローラ１、第１の遊星転動体２ａおよび第２の遊星転動体２ｂの損傷を抑制できる。

また、変速機１０では、中間リング４０、第１リング部４１および第２リング部４２の軸方向における位置は、規制部５ｂによって規制されている。これにより、複数の第１の遊星転動体２ａおよび複数の第２の遊星転動体２ｂが位置決めされる。その結果、太陽ローラ１の軸方向への移動が規制される。これにより、太陽ローラ１の位置決めが容易になる。

また、変速機１０では、複数の第１の遊星転動体２ａはそれぞれ、最大径部において、凹部１ａに接触している。これにより、複数の第１の遊星転動体２ａを、太陽ローラ１に向かってより適切に押し付けることができる。その結果、太陽ローラ１と複数の第１の遊星転動体２ａとの間で、効率よく動力を伝達することができる。複数の第２の遊星転動体２ｂと凹部１ｂとの関係についても同様である。

（他の実施形態）
図５は、本発明の他の実施形態に係る変速機１０ａを備えた駆動ユニット１００ａの概略構成を示す図である。駆動ユニット１００ａが上述の駆動ユニット１００と異なるのは、変速機１０の代わりに変速機１０ａを備えている点、およびモータ５０の代わりにモータ６０を備えている点である。

変速機１０ａが上述の変速機１０と異なるのは、上述の太陽ローラ１の代わりに太陽ローラ１１を有する点および上述のケーシング５の代わりにケーシング１５を有する点である。太陽ローラ１１は、軸方向における長さが太陽ローラ１よりも短い点を除いて、太陽ローラ１と同様の構成を有する。なお、ケーシングの形状は、モータの構成に応じて適宜変更できるので、ケーシング１５の詳細な説明は省略する。

モータ６０の構成としては、公知の種々のモータの構成を利用することができるので詳細な説明は省略するが、モータ６０は、ステータ６０ａおよびロータ６０ｂを備えている。ステータ６０ａは、ケーシング１５の外周面に固定されている。ロータ６０ｂは、有底円筒状のヨーク６０ｃと、ヨーク６０ｃの内周面に固定された円筒状のマグネット６０ｄとを有する。ロータ６０ｂは、ステータ６０ａの外周を覆うように配置されている。太陽ローラ１１は、ヨーク６０ｃに固定されている。したがって、太陽ローラ１１は、ロータ６０ｂと一体回転する。

本実施形態に係る駆動ユニット１００ａでは、モータ６０の駆動力によって太陽ローラ１１が回転すると、上述の駆動ユニット１００と同様に、太陽ローラ１１の回転が減速して軸体３ｂに伝達される。ここで、本実施形態では、ステータ６０ａがケーシング１５の外周面に設けられているので、駆動ユニット１００ａの径方向における寸法は、駆動ユニット１００の径方向における寸法よりも大きい。しかし、駆動ユニット１００ａの軸方向における寸法を、駆動ユニット１００の軸方向における寸法よりも小さくすることができる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、太陽ローラがモータの出力軸として用いられる場合について説明したが、太陽ローラとモータの出力軸とは、一体でもよく、別体でもよい。すなわち、太陽ローラとは別に、モータが出力軸を有していてもよい。この場合、太陽ローラとモータの出力軸とが固定され、太陽ローラは、モータの出力軸と一体回転する。

上述の実施形態では、モータが太陽ローラを回転駆動する場合について説明したが、モータが軸体３ｂを回転駆動してもよい。この場合、軸体３ｂの回転は、増速して、太陽ローラ１または太陽ローラ１１に伝達される。すなわち、変速機は、増速機として機能する。なお、変速機を増速機として利用する場合、軸体３ｂとモータの出力軸とは、一体でもよく、別体でもよい。すなわち、軸体３ｂがモータの出力軸として用いられてもよく、軸体３ｂとは別に、モータが出力軸を有していてもよい。軸体３ｂとモータの出力軸とが別体の場合、軸体３ｂとモータの出力軸とが固定され、軸体３ｂは、モータの出力軸と一体回転する。

また、上述の実施形態では、第１の遊星転動体２ａおよび第２の遊星転動体２ｂがそれぞれ球体である場合について説明したが、遊星転動体の形状は上述の例に限定されない。具体的には、遊星転動体は、中心軸Ｃの周囲において自転でき、かつ中心軸Ｃに対して公転できる形状であればよい。したがって、例えば、第１の遊星転動体２ａの代わりに、図６に示すような、円柱状の遊星転動体２ｃを用いてもよい。なお、詳細な説明は省略するが、傾斜面４１ａ，４３ａによって、遊星転動体２ｃを太陽ローラ１２の軸方向および径方向内側に向かって押圧できるように、遊星転動体２ｃの外形（より具体的には、軸方向における両端部の形状）、第１リング部材４１の寸法・位置、および第３リング部材４３の寸法・位置等は適宜調整される。また、詳細な説明は省略するが、太陽ローラ１２の外周面は、太陽ローラ１の外周面と同様に、遊星転動体２ｃが嵌まる凹部を有している。図示は省略するが、同様に、第２の遊星転動体２ｂの代わりに、遊星転動体２ｃを用いてもよい。

なお、円柱状の遊星転動体には、軸方向における中央部の直径が両端部の直径よりも大きい、いわゆる樽型の遊星転動体が含まれる。したがって、例えば、第１の遊星転動体２ａの代わりに、図７に示すような遊星転動体２ｄを用いてもよい。なお、詳細な説明は省略するが、遊星転動体２ｄを太陽ローラ１３の軸方向および径方向内側に向かって押圧できるように、第１リング部材４６の寸法・位置、傾斜面４６ａの形状、第３リング部材４７の寸法・位置、および傾斜面４７ａの形状等は適宜調整される。また、詳細な説明は省略するが、太陽ローラ１３の外周面は、太陽ローラ１の外周面と同様に、遊星転動体２ｄが嵌まる凹部を有している。図示は省略するが、同様に、第２の遊星転動体２ｂの代わりに、遊星転動体２ｄを用いてもよい。

上述の実施形態では、複数の遊星転動体を軸方向において２列に並べた場合について説明したが、複数の遊星転動体が軸方向において３列以上に並べられてもよい。また、上述の実施形態では、上記の各列において、中心軸Ｃの周囲に３個の遊星転動体を配置する場合について説明したが、４個以上の遊星転動体を配置してもよい。

本発明は、変速機およびそれを備えた駆動ユニットに利用可能である。

１，１１，１２，１３ 太陽ローラ
２ａ 第１の遊星転動体
２ｂ 第２の遊星転動体
３ 回転部材
３ａ キャリア
３ｂ 軸体
４ インタナルリング
４１ 第１リング部
４２ 第２リング部
４３ 第３リング部
４４ 第４リング部
５ ケーシング
１０，１０ａ 変速機
５０，６０ モータ
１００，１００ａ 駆動ユニット
Ｃ 中心軸
Ｒ１ 第１自転軸
Ｒ２ 第２自転軸

Claims (9)

1. 中心軸を中心として回転する太陽ローラと、
   前記太陽ローラの周囲に配置された複数の遊星転動体と、
   前記複数の遊星転動体を、相互に離れた状態に維持しつつ、自転可能かつ前記中心軸に対して公転可能に支持するキャリアと、
   前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸に対して、前記遊星転動体の中心よりも外側に位置するインタナルリングと、
   前記インタナルリングを保持するケーシングと、
   前記中心軸を中心として前記キャリアとともに回転する軸体と、
   を有し、
   前記複数の遊星転動体は、
   前記太陽ローラの軸方向における一方側に位置する複数の第１の遊星転動体と、
   前記軸方向において前記複数の第１の遊星転動体よりも他方側に位置する複数の第２の遊星転動体と、
   を有し、
   前記キャリアは、前記複数の遊星転動体の公転とともに前記中心軸を中心として回転し、
   前記インタナルリングは、
   前記軸方向において前記複数の第１の遊星転動体と前記複数の第２の遊星転動体との間に位置し、かつ前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体に接触する中間リングと、
   前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体と前記太陽ローラとを互いに押圧させ、かつ前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体と前記中間リングとを互いに押圧させる押圧部と、
   を有し、
   前記複数の第１の遊星転動体および前記複数の第２の遊星転動体は、一つながりのキャリアで支持される、変速機。
2. 前記太陽ローラの外周面は、全周に亘って延びる第１凹部および第２凹部を有し、
   前記第１凹部および前記第２凹部は、前記軸方向において互いに離れており、
   前記中心軸を通りかつ前記軸方向に延びる前記太陽ローラの断面において、前記第１凹部および前記第２凹部はそれぞれ、前記中心軸に向かって凹み、
   前記複数の第１の遊星転動体はそれぞれ、前記第１凹部において前記太陽ローラに接触し、
   前記複数の第２の遊星転動体はそれぞれ、前記第２凹部において前記太陽ローラに接触する、
   請求項１に記載の変速機。
3. 前記複数の第１の遊星転動体はそれぞれ、前記中心軸に対して平行な第１自転軸を中心として自転し、かつ前記第１自転軸に垂直な断面において円形状を有し、
   前記複数の第２の遊星転動体はそれぞれ、前記中心軸に対して平行な第２自転軸を中心として自転し、かつ前記第２自転軸に垂直な断面において円形状を有し、
   前記複数の第１遊星転動体はそれぞれ、前記第１自転軸に垂直な断面の直径が最大となる部分において前記第１凹部に接触し、
   前記複数の第２遊星転動体はそれぞれ、前記第２自転軸に垂直な断面の直径が最大となる部分において前記第２凹部に接触する、
   請求項２に記載の変速機。
4. 前記複数の遊星転動体はそれぞれ、球体であり、
   前記複数の遊星転動体の直径は互いに等しく、
   前記太陽ローラの径方向において、前記中心軸から前記複数の遊星転動体それぞれの中心までの距離は互いに等しい、
   請求項２または３に記載の変速機。
5. 前記インタナルリングは、
   前記軸方向において、前記複数の第１の遊星転動体の一方側に位置する第１リング部と、
   前記軸方向において、前記複数の第２の遊星転動体の他方側に位置する第２リング部と、
   をさらに有し、
   前記中間リングは、
   前記軸方向において、前記複数の第１の遊星転動体の他方側に位置する第３リング部と、
   前記軸方向において、前記第３リングと前記複数の第２の遊星転動体との間に位置する第４リング部と、
   を有し、
   前記第１リング部は、該第１リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第１の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に他方側に傾く傾斜面を有し、
   前記第２リング部は、該第２リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第２の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に一方側に傾く傾斜面を有し、
   前記第３リング部は、該第３リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第１の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に一方側に傾く傾斜面を有し、
   前記第４リング部は、該第４リング部の全周に亘って環状に延び、前記複数の第２の遊星転動体と接触し、かつ前記軸方向に他方側に傾く傾斜面を有する、
   請求項１から４のいずれかに記載の変速機。
6. 前記ケーシングは、前記軸方向に延びる筒状部を有し、
   前記第１リング部、前記第２リング部、および前記中間リングは、前記軸方向への移動が可能で、かつ前記筒状部に対して前記筒状部の周方向への移動が規制された状態で前記筒状部の内周面に取り付けられている、
   請求項５に記載の変速機。
7. 前記押圧部は、前記軸方向における他方側から前記第２リング部に接触して、前記第２リング部を一方側に押圧する、
   請求項５または６に記載の変速機。
8. 前記軸方向において前記第２リング部よりも他方側に位置し、かつ前記押圧部の他方側への移動を規制する規制部材をさらに備え、
   前記ケーシングは、前記軸方向において前記第１リング部の一方側に位置し、かつ前記第１リング部の一方側への移動を規制する規制部を有する、
   請求項７に記載の変速機。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の変速機と、前記太陽ローラおよび前記軸体のいずれか一方を回転駆動するモータと、
   を備える、駆動ユニット。

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