JPH0792127B2 - 多段式変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、遊星ローラを用いた多
段式変速機に係り、特に自動車や、機械等の減速機や増
速機として用いられるものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の多段式の減速機を図６に
示す。図例の多段式減速機は、同軸状に対向配置される
入力軸１及び出力軸１７と、入力軸１の端部に同体的に
設けられた第１太陽ローラ２と、ハウジング２４内に嵌
合固定される大小二つの外輪３、１２と、第１太陽ロー
ラ２の外周と小径の外輪３の内周との間に転動可能に配
置される複数個の第１遊星ローラ４と、第１遊星ローラ
４を円周方向等間隔にピン７により回転可能に軸支する
第１環状ローラキャリア８と、第１環状ローラキャリア
８と同体的に形成されかつ第１太陽ローラ２と出力軸１
７の対峙する両端面間に介装される第２太陽ローラ１１
と、第２太陽ローラ１１の外周と大径の外輪１２の内周
との間に転動可能に配置されかつ出力軸１７の端部に設
けられる第２環状ローラキャリア１５により回転可能に
軸支される第２遊星ローラ１３と、出力軸１７をハウジ
ング１９に回転可能に支持する二つの転がり軸受１８
ａ，１８ｂとを具備した構造（例えば、実開昭５６−１
７１４５７号公報の第１図に記載のもの）である。

【０００３】そして、入力軸１の動力を第１太陽ローラ
２、第１遊星ローラ４、及び外輪３からなる第１減速機
構１０により減速し、減速された動力をピン７により第
１環状ローラキャリア８、第２遊星ローラ及び外輪１２
とからなる第２減速機構２０に伝達してさらに減速し、
ピン１５により出力軸１７に伝達する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例には、次の
ような不都合がある。すなわち、第１減速機構１０の外
輪３と第２減速機構２０の外輪１２とが外径を異にして
いるため、それを装着するハウジング２４の内周面に同
心の二つの軸受座（外輪装着用円筒面）を形成する必要
があって、両軸受座の同心度を高精度に保証せねばなら
ないなど製作が複雑となり高くつく。

【０００５】これに対しては、特開昭５０−２２９７０
号公報の第５図に示すように、多段式変速機において一
つの外輪を用いるようにしたものが考えられている。こ
れについては、外輪に対して二つの遊星ローラが軸方向
に移動するのを制限するようになっていないために、減
速機の運転中、各遊星ローラがスキューを起こしやすい
ことが指摘される。このスキューが起こると、過大なス
ラスト荷重を発生するため、転動面で焼付を生じたり振
動及び騒音を生じたりすることになる。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
に創案されたもので、一つの外輪を用いた簡易な構成と
するとともに、軸方向に並ぶ遊星ローラそれぞれがスキ
ューを起こさないようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、ハウジングに嵌合固定される一つ
の外輪と、外輪の中心孔に同軸状に対向配置するように
挿入される一対の回転軸と、一方の回転軸に設けられる
第１太陽輪と、第１太陽輪の外周と外輪の内周との間に
転動可能に配置される複数個の第１遊星ローラと、第１
遊星ローラを円周方向等間隔に回転可能に軸支する第１
環状ローラキャリアと、第１環状ローラキャリアと同体
的に形成される第２太陽輪と、第２太陽輪の外周と前記
外輪の内周との間に転動可能に配置される複数個の第２
遊星ローラと、該第２遊星ローラを円周方向等間隔に回
転可能に軸支しかつ前記他方の回転軸に動力伝達可能に
設けられる第２環状ローラキャリアとを具備する多段式
変速機において、次のような構成をとる。

【０００８】本発明の多段式変速機では、前記外輪の内
周に、第１遊星ローラおよび第２遊星ローラに対する同
一直径の軌道面を形成し、第１遊星ローラと第２遊星ロ
ーラとの軸方向で対向する両内端面間に前記外輪に対し
浮動状にスペーサリングを挟むとともに、外輪の軸方向
両端部に前記両遊星ローラの各外端面にそれぞれ当接す
るようにスラストリングを設けることによって前記両遊
星ローラの軸方向移動を制限していることに特徴を有す
る。

【０００９】

【作用】一つの外輪を用いるようにしていて、それの内
周に形成する第１，第２の遊星ローラの各軌道面を同一
直径に設定しているから、外輪の製作が簡単になりコス
ト的に有利となる。しかも、外輪に対する第１，第２の
遊星ローラの軸方向移動を制限しているから、第１，第
２遊星ローラがスキューを起こしにくくなり、動力伝達
が安定的に行われるようになる。また、スペーサリング
は外輪に対し浮動状とされることで、遊星ローラとの相
対速度が軽減し、スペーサリングの摩耗が減少される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１ないし図３に本発明の一実施例を示し
ている。

【００１１】図例の多段式変速機は、ハウジング３４に
嵌合固定される一つの外輪３５と、外輪３５の中心孔に
同軸状に対向配置するように挿入される一対の回転軸３
０、３１と、一方の回転軸３０にスプライン３２嵌合し
て設けられる第１太陽輪３３と、第１太陽輪３３の外周
面３６と外輪３５の内周面３７との間に転動可能にかつ
半径方向に圧接された状態で配置される複数個の第１遊
星ローラ３８と、第１遊星ローラ３８を円周方向等間隔
に回転可能に軸支する第１環状ローラキャリア３９と、
第１環状ローラキャリア３９と同体的に形成されかつ一
対の回転軸３０、３１の対峙する両端部４０、４１にま
たがってそれぞれニードルローラ４２、４３を介して回
転可能に嵌合される第２太陽輪４４と、第２太陽輪４４
の外周面４５と前記外輪３５の内周面３７との間に転動
可能にかつ半径方向に圧接された状態で配置される複数
個の第２遊星ローラ４７と、第２遊星ローラ４７を円周
方向等間隔に回転可能に軸支しかつ他方の回転軸３１に
動力伝達可能にスプライン４８を介して嵌合固定される
第２環状ローラキャリア４９とを具備している。

【００１２】そして、外輪３５、第１太陽輪３３、第１
遊星ローラ３８および第１環状ローラキャリア３９によ
り第１減速機構を、また、外輪３５、第２太陽輪４４、
第２遊星ローラ４７および第２環状ローラキャリア４９
により第２減速機構をそれぞれ構成しており、一対の回
転軸３０，３１間において動力が二段に変速されて伝達
されるようになっている。

【００１３】各部を具体的に説明する。

【００１４】第１環状ローラキャリア３９は、それの円
周等間隔に設けられた複数の孔５６それぞれにピン５５
が圧入嵌合されており、このピン５５が第１遊星ローラ
３８の軸孔５７にニードルローラ５８を介して挿入され
ている。また、第２環状ローラキャリア４９は、それの
円周等間隔に設けられた複数の孔６０それぞれにピン５
６が圧入嵌合されており、このピン５６が第２遊星ロー
ラ４７の軸孔６１にブッシュ６２を介して挿入されてい
る。

【００１５】第１遊星ローラ３８と第２遊星ローラ４７
とは、第２遊星ローラ４７の伝達トルクが第１遊星ロー
ラ３８よりも大きくなることや、第２太陽輪４４の厚み
を比較的大きくしてその強度を確保することを考慮し
て、外径および幅寸法が異なるように設定されている。
すなわち、第２遊星ローラ４７の外周直径ｄ’が第１遊
星ローラ３８の外周直径ｄよりも小さく設定されている
とともに幅寸法ｗが第１遊星ローラ３８の幅寸法ｗ’よ
りも大きく設定されている。

【００１６】一つの外輪３５は、その内周面３７に第１
遊星ローラ３８と第２遊星ローラ４７の軌道面が形成さ
れており、この両遊星ローラ３８，４７の各軌道面は同
一直径に設定されていて軸方向に面一になっている。

【００１７】そして、一つの外輪３５と一対の回転軸３
０、３１との間で回転する第１太陽輪３３、第１遊星ロ
ーラ３８、第１環状ローラキャリア３９、第２太陽輪４
４、第２遊星ローラ４７および第２環状ローラキャリア
５９は、下記するように軸方向に移動しないように規制
されている。外輪３５に対する第１，第２遊星ローラ３
８，４９の軸方向移動は、スペーサリング５０と、スラ
ストリング５１、５２および止め輪５３とによって制限
されている。スペーサリング５０は、第１遊星ローラ３
８と第２遊星ローラ４７との間に介装されていて、外輪
３５に対しては浮動的（または圧入状態）に嵌合されて
いる。一方のスラストリング５１は、外輪３５の軸方向
一端面とハウジング３４の径方向に沿う面との間に挟ま
れた状態で固定されていて、このスラストリング５１の
内周縁は外輪３５の内周面よりも内径側に突出してい
る。他方のスラストリング５２は、第２遊星ローラ４７
の外端面と、外輪３５の軸方向他端の周溝５４に嵌着さ
れる止め輪５３との間に介装されている。

【００１８】このように外輪３５に軸方向位置決めして
ある第２遊星ローラ４７に第２太陽輪４４の軌道溝４６
がはめ入れられることにより外輪３５に対して第１環状
ローラキャリア３９および第２太陽輪４４の軸方向移動
が制限され、また、外輪３５に軸方向位置決めしてある
第１遊星ローラ３８に第１太陽輪３３およびスラストリ
ング６３，６４、止め輪６５で形成する軌道溝３６がは
め入れられることにより外輪３５に対して第１太陽輪３
３および一方の回転軸３０の軸方向移動が制限されてい
る。さらに、第２環状ローラキャリア４９はスプライン
結合される他方の回転軸３１に対して止め輪６６により
軸方向移動が制限されており、この他方の回転軸３１
は、一つのころがり軸受６８を介してハウジング６７に
回転自在に支持されている。なお、６９は一対の回転軸
３０，３１の回転軸心である。

【００１９】次に、動作を説明する。

【００２０】一方の回転軸３０を入力軸とし、他方の回
転軸３１を出力軸として多段式減速機を構成する場合を
例に挙げる。この場合、一方の回転軸３０の動力は、外
輪３５、第１太陽輪３３、第１遊星ローラ３８および第
１環状ローラキャリア３９からなる第１減速機構により
減速され、この減速された動力は、ピン５５および第１
環状ローラキャリア３９を介して第２太陽輪４４へと伝
達され、外輪３５、第２太陽輪４４、第２遊星ローラ４
７および第２環状ローラキャリア４９からなる第２減速
機構によりさらに減速されて他方の回転軸３１に伝達さ
れる。

【００２１】

【数１】

【００２２】

【数２】

【００２３】但し、ｒ１は第１太陽輪３３の外径、ｒ２
は外輪３５の内径、Ｒ１は第２太陽輪４４の外径であ
る。

【００２４】従って、他方の回転軸３１はｉ＝ｉ１×ｉ
２の減速比で減速された回転数で一方の回転軸３０と同
一方向に回転させられる。

【００２５】この運転中は、外輪３５に対して第１，第
２遊星ローラ３８，４７および第２太陽輪４４の軸方向
移動を制限しているから、各遊星ローラ３８，４７及び
第２太陽輪４４がスキューを起こすことを防ぐことがで
きる。したがって、外輪３５と二つの遊星ローラ３８，
４７との間で焼付を生じたり振動及び騒音を生じたりす
ることがなくなり、変速機の性能及び耐久性が向上する
ようになる。

【００２６】図４は本発明の他の実施例である。この実
施例では、第１太陽輪３３が一方の回転軸３０の端部に
同体的に形成され、第２太陽輪４４が他方の回転輪３１
の端部４１にニードルローラ４３を介して回転可能に嵌
合され、第２環状ローラキャリア４９が他方の回転軸３
１にフランジとして同体的に形成されている。第２環状
ローラキャリア４９は、他方の回転軸３１を支承する図
示しない軸受により軸方向の移動を制限されている。そ
の他の構成は図１の構造と同様である。

【００２７】図５は本発明のさらに他の実施例である。
この実施例では、第２遊星ローラ４７の外径ｄ′を第１
遊星ローラ３８の外径ｄと同一に設定するとともに、第
２遊星ローラ４７の幅ｗを第１遊星ローラ３８の幅ｗ′
より大きく形成して伝達トルクに適した強度を付与して
いる。この他、上記実施例と異なる構成は、第２太陽輪
４４の外周に形成する軌道溝４６である。この実施例で
は、軌道溝４６を、第２太陽輪４４の立ち上がり部すな
わち第１環状ローラキャリア３９の端面と、第２太陽輪
４４の外周端部に設けたスラスワツシャ７０および該ス
ラストワツシャ７０を軸方向に固定する止め輪７１とで
形成している。なお、止め輪７１は第２太陽輪４４の外
周に形成されている周溝７２に嵌着されている。

【００２８】なお、上記実施例では、第１太陽輪３３の
設けられる一方の回転軸３０を入力軸とし、第２環状ロ
ーラキャリア４９の設けられる他方の回転軸３１を出力
軸として多段式減速機を構成した場合を例に挙げている
が、一方の回転軸３０を出力軸とし、他方の回転軸３１
を入力軸として多段式増速機を構成してもよい。この多
段式増速機を構成する場合は、前記の多段式減速機にお
ける第２減速機構が第１増速機構として機能し、同じく
第１減速機構が第２増速機構として機能することにな
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記の効果を奏する。

【００３０】（１）一つの外輪の内周に第１，第２遊星
ローラの軌道面を同一直径に設定しているから、外輪が
嵌合されるハウジングの軸受座（外輪装着用円筒面）の
加工が従来に比べて簡単かつ高精度に行えるようにな
り、低コスト化が図れるとともに回転精度が向上するよ
うになる。

【００３１】（２）一つの外輪に対する第１，第２遊星
ローラの軸方向移動を制限しているから、両遊星ローラ
がスキューを起こしにくくなって、焼付、振動及び騒音
の発生を防止できて、変速機の性能及び耐久性が向上す
るようになる。（３）スペーサリングが外輪に対し浮動状とされること
で、遊星ローラとの相対速度が軽減してスペーサリング
の摩耗が減少され、これによりスペーサリングの機能が
長期に渡り維持できて遊星ローラのスキュー防止効果が
安定的に果たされる。くわえて、スペーサリングが外輪
に遊嵌して設けられるので組立性も向上される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多段式変速機の一実施例の上半分の縦
断面図。

【図２】図１のイーイ線の断面図。

【図３】図１のローロ線の断面図。

【図４】本発明の多段式変速機の他の実施例の上半分の
縦断面図。

【図５】本発明の多段式変速機のさらに他の実施例の上
半分の縦断面図。

【図６】従来の多段式変速機の上半分の縦断面図。

【符号の説明】

３０ 一方の回転軸 ３１ 他方の回転軸 ３３ 第１太陽輪 ３５ 外輪 ３８ 第１遊星ローラ ３９ 第１環状ローラキャリア ４４ 第２太陽輪 ４７ 第２遊星ローラ ４９ 第２環状ローラキャリア ５０ スペーサリング ５１，５２ スラストリング

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに嵌合固定される一つの外輪
   と、外輪の中心孔に同軸状に対向配置するように挿入さ
   れる一対の回転軸と、一方の回転軸に設けられる第１太
   陽輪と、第１太陽輪の外周と外輪の内周との間に転動可
   能に配置される複数個の第１遊星ローラと、第１遊星ロ
   ーラを円周方向等間隔に回転可能に軸支する第１環状ロ
   ーラキャリアと、第１環状ローラキャリアと同体的に形
   成される第２太陽輪と、第２太陽輪の外周と前記外輪の
   内周との間に転動可能に配置される複数個の第２遊星ロ
   ーラと、該第２遊星ローラを円周方向等間隔に回転可能
   に軸支しかつ前記他方の回転軸に動力伝達可能に設けら
   れる第２環状ローラキャリアとを具備する多段式変速機
   であって、 前記外輪の内周に、第１遊星ローラおよび第２遊星ロー
   ラに対する同一直径の軌道面を形成し、 第１遊星ローラと第２遊星ローラとの軸方向で対向する
   両内端面間に前記外輪に対し浮動状にスペーサリングを
   挟むとともに、外輪の軸方向両端部に前記両遊星ローラ
   の各外端面にそれぞれ当接するようにスラストリングを
   設けることによって前記両遊星ローラの軸方向移動を制
   限している、ことを特徴とする多段式変速機。