JPS6316918Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は入力軸とこの入力軸と同心に配置され
た出力リングとの間に遊星ローラを転動自在に配
設したころがり遊星型の変速機、殊に差動出力を
とり出せるようにした変速機に関する。

〔背景技術〕

従来より提供されている差動式ころがり変速機
は、遊星体としてボールを使用したタイプが多い
が、これはボールの許容接触面圧力の点から出力
トルクを大きくとることができないという欠点が
ある。これに対して遊星体として遊星ローラを用
いたものでは出力トルクを大きくとれるものの、
この遊星ローラは本来スキユーイング（かたが
り）するという性質をもつているために、これを
防止する構造が必要となる。この構造としては従
来実開昭53−136480号公報に示されたもののよう
に、遊星ローラをスラストベアリングを介して遊
星キヤリアで支持するのがあるが、これでは部品
点数が多く、スラストベアリングにおけるボール
の径は加工上ばらつきを発生するものであつて、
これがためにスムーズな回転が得られない上に、
さほど減速比が大きくない部分で遊星ローラの位
置決めを行なうのであるからトルクロスが大きく
なる。

〔考案の目的〕

本考案はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは遊星ローラのスキユ
ーイングの防止が簡単に且つ大きいトルクロスを
招くことなく行なうことができる変速機を提供す
ることにある。

〔考案の開示〕

本考案は入力軸と出力リングとの間に遊星ロー
ラを配したものにおいて、軸方向両端に一対のハ
ウジングを配設してこれらハウジングに出力リン
グの回転を摺接ガイドする回転ガイド面を設ける
とともに出力リングの内周が嵌合する環状の凹所
を遊星ローラの外周面に形成したことを要旨と
し、この構成によつて一対のハウジングの回転ガ
イド面が出力リングを介して遊星ローラのスキユ
ーイングを防ぐようにしたものであつて、図示の
差動式とは実施例により本考案を詳述すると、図
中１は太陽ローラとなる入力軸、２は遊星キヤリ
ア、３は遊星ローラ、４，５は共に出力リングで
ある。入力軸１とキヤリア２と両出力リング４，
５は同心軸に配置され、遊星ローラ３は両端の軸
部３１がキヤリア２の軸孔２１で回動自在に支持
されて、入力軸１と出力リング４，５との間に複
数個が軸まわりに等間隔で配設されている。この
各遊星ローラ３はその外周面に環状の凹溝を形成
することによつて、両端部が同径の遊星ローラ３
２，３４、これらの間が凹溝の底部であるところ
の遊星ローラ３３となつており、入力軸１には遊
星ローラ３２，３４が接触するとともに出力リン
グ４の内周面には遊星ローラ３２が接触し、出力
リング５の内周面には遊星ローラ３３が接触す
る。つまり出力リング４よりも出力リング５の方
が内径が小さく、また遊星ローラ３２よりも遊星
ローラ３３の方が外径が小さくなつているもので
ある。そして遊星ローラ３における凹所の開口縁
であるところの遊星ローラ３２，３４の肩部は全
周にわたりテーパ面３５となつており、出力リン
グ５の両側縁もこのテーパ面３５に対応するテー
パ面１５となつている。

各出力リング４，５の外周には夫々外周面が歯
車とされた出力接続リング６，７が配置されてい
る。これら出力接続リング６，７は、いずれも出
力リング４，５と夫々一体的に回動するものであ
り、その一体化は出力リング４，５の外周面に
夫々座ぐり１７を形成するとともに出力接続リン
グ６，７の内周面に夫々凹部１８を設けて、ここ
に鋼球１６を配設し、凹部１８の周辺をめたり
鋼球１６を接着固定することによつて行なつてい
る。１１は軸方向に並ぶ両出力リング４，５間に
配設されるワツシヤであり、摩擦係数の小さい合
成樹脂成形品で形成されている。また１９は入力
軸１における遊星ローラ３の配設部の両端に取付
けられたＣ字型止め輪、２０はころがり軸受であ
る。キヤリア２は同形の２つ割りのものを位置決
めピン２２で位置決めするとともにめピン２３
でめることで形成してある。

このような機構ブロツクは、更に第１図に示す
ように一対のハウジング８，９内に収められるこ
とで実使用に供される形態となる。ここでハウジ
ング８は一方のころがり軸受２０を保持するとと
もに出力リング４の回転をガイドする回転ガイド
面となるワツシヤ１０を固定したものであり、ハ
ウジング９は他方のころがり軸受２０を保持する
とともに出力リング５の回転をガイドする回転ガ
イド面となるワツシヤ１２を固定したものであ
る。これらワツシヤ１０，１２は共に摩擦係数の
小さい合成樹脂成形品として形成されたものであ
つて、夫々出力リング４，５の軸方向端面に摺接
することで出力リング４，５のスライド方向を受
ける。尚両ハウジング８，９はねじ止め等によつ
てスラスト方向が完全に固定されている。

以上のように構成したこの遊星変速機において
は、出力リング４，５が焼嵌めにより取付けられ
ることによつて、各出力リング４，５は遊星ロー
ラ３と入力軸１及び遊星ローラ３と出力リング
４，５との間に夫々圧接力を与えて各接触部にお
けるすべりを防止し、またトルクの伝達を潤滑油
を介して行なえるようにしているものであり、そ
して入力軸１からの回転入力は、いずれか一方の
出力リング４，５を回転できないように固定して
おくことで他方の出力リング５，４から差動出力
であるところの大減速比の回転出力をとりだすこ
とができるものである。この点について第４図に
基いて説明すると、入力軸１の直径をD₁、遊星
ローラ３２の直径をD₂、遊星ローラ３３の直径
をD₃、出力リング４の内径をD₄、出力リング５
の内径をD₅とし、入力軸１の中心Ｏを通るある
線Ｘを絶対軸としてこの絶対軸Ｘ上に、ある遊星
ローラ３が中心O₃を位置させるとともに遊星ロ
ーラ３２の外周の１点Ａが入力軸１と接触してお
り、入力軸１の角度θ₁の回転によつて遊星ローラ
３が図中想像線で示す位置まで移動、つまり図中
O′₃の位置に中心O₃が移動するとともに前記Ａ点
がA′点まで移動する場合の∠O₃OO′₃を遊星ロー
ラ３の公転角Θ、∠OO′₃A′を遊星ローラ３の自
転角θ₂とし、更に出力リング４，５が遊星ローラ
３との接触で絶対軸Ｘから夫々角度θ₄，θ₅だけ回
転するとした場合、各々の接触がすべりのないこ
ろがり伝動と考えれば、入力軸１における遊星ロ
ーラ３２とのころがり接触距離が、遊星ローラ３
２における入力軸１とのころがり接触距離に等し
いわけであるから （θ₁−Θ）D₁／２＝θ₂D₂／２ （θ₁−Θ）D₁＝θ₂D₂ ∴ Θ＝θ₁−θ₂D₂／D₁ …(i) 一方、遊星ローラ３２，３３と出力リング４，
５との各関係は、遊星ローラ３２，３３の公転角
Θだけ引きずられて出力リング４，５が遊星ロー
ラ３の公転と同方向に回転するとともに遊星ロー
ラ３２，３３の自転角θ₂に応じた分だけ逆方向に
各出力リング４，５が夫々送られて回転すると考
えられるわけであり、従つて θ₄D₄／２＝−ΘD₄／２＋θ₂D₂／２ θ₅D₅／２＝−ΘD₅／２＋θ₂D₃／２ ∴ θ₄＝−Θ＋θ₂D₂／D₄ …(ii) ∴ θ₅＝−Θ＋θ₂D₃／D₅ …(iii) (ii)式から(iii)式を引けば θ₄−θ₅＝θ₂（D₂／D₄−D₃／D₅） ∴ θ₂＝θ₄−θ₅／D₂／D₄−D₃／D₅ …(iv) (i)式を(ii)式に代入すると、 θ₄＝−（θ₁−θ₂D₂／D₁）＋θ₂D₂／D₄ ＝−θ₁＋（D₂／D₁＋D₂／D₄）θ₂ これに(iv)式を代入すると、 θ₄＝−θ₁ ＋（D₂／D₁＋D₂／D₄）（θ₄−θ₅）／D₂／D₄−D₃／
D₅…(v) ここにおいて、出力リング４を回転しないよう
に固定した場合にはθ₄＝０であるから、 ０＝−θ₁−（D₂／D₁＋D₂／D₄）θ₅／D₂／D₄−D₃／D₅ ∴ θ₅＝−D₂／D₄−D₃／D₅／D₂／D₁＋D₂／D₄θ₁…(v
i) 逆に出力リング５を回転しないように固定した場
合にはθ₅＝０であるから上記(v)式は θ₄＝−θ₁＋D₂／D₁＋D₂／D₄／D₂／D₄−D₃／D₅θ₄ θ₁＝（D₂／D₁＋D₂／D₄／D₂／D₄−D₃／D₅−１）θ₄ ＝D₂／D₁＋D₃／D₅／D₂／D₄−D₃／D₅θ₄ ∴ θ₄＝D₂／D₄−D₃／D₅／D₂／D₁＋D₃／D₅θ₁…(vi) ところで、これら回転角θ₁，θ₄，θ₅は入力軸１
の回転が等速であるといずれも単位時間あるたり
の回転角を、つまりは角速度を示しているわけで
あるから、上記(vi)，(vii)の両式は、夫々入力軸１に
対する出力リング５，４の速比をあらわすもので
ある。そして両式から明らかなように、出力リン
グ４あるいは出力リング５にあらわれる回転は、
遊星ローラ３２，３３の各直径D₂，D₃の差及び
出力リング４，５の各内径D₄，D₅の差から生じ
る差動回転であり、減速比はきわめて大きい。ま
たいずれの出力リング４，５から出力をとりだす
かによつて、異なる大減速比の２つの出力を選択
的にとりだせるものである。

一方、入力軸１と遊星ローラ３２，３４との接
触は実際には凹凸の円筒接触であり、出力リング
４，５から圧接力を受けていることから、しかも
本減速機はいずれか一方の出力リング４，５から
出力トルクをとりだすものであるから、スキユー
イングの発生が必然的なものとなつている。もつ
ともこのスキユーイングは、出力リング４，５の
いずれからトルクを出力しても、入力軸１の回転
を逆にしても、遊星ローラ３を第１図中の矢印方
向に移動させるように働らく。ここにおいて、ハ
ウジング８における回転ガイド面としてのワツシ
ヤ１０は、出力リング４とワツシヤ１１とを通じ
て出力リング５の位置を設定し、出力リング５の
テーパ面１５が遊星ローラ３の凹所の開口縁のテ
ーパ面３５を通じて遊星ローラ３の矢印方向の移
動を防止する。この反力として生ずる入力軸１の
逆方向移動はころがり軸受２０と止め輪１９によ
つて防ぐことができる。

そして回転する出力リング４若しくは出力リン
グ５の軸方向表面にワツシヤ１０，１１，１２が
摺接することによる摩擦でのトルクロスは、ワツ
シヤ１０，１１，１２の摩擦係数が小さいことも
さることながら、出力リング４，５の回転は入力
軸１から見て大減速がなされた回転であることか
ら、入力軸１で考えるトルクロスは非常に小さ
い。また上記の点から明らかなように、遊星キヤ
リア２はスラスト力を全く受けないものであり、
さらに出力リング５と遊星ローラ３の凹所とに
夫々テーパ面１５，３５があることから、この部
分で差動すべりを発生して突つかりを防止するた
めに出力リング５と遊星ローラ３との間の摩擦ロ
スも小さく、遊星ローラ３の回転がスムーズなも
のである。

出力リング４，５のいずれかから出力されるト
ルクは出力接続リング６，７を通じて他の機構に
伝えられるのであるが、ここで出力リング４，５
と出力接続リング６，７との間のトルク伝達は、
座ぐり１７と凹所１８とにわたり配設された鋼球
１６を介して行なわれる。出力リング４，５と出
力接続リング６，７とを固着した場合にはこの固
着力で伝達し得るトルクが制限を受けるが、この
ような固着力に依存することなく非常に大きなト
ルクを伝達できるようにしているわけである。

上記実施例においてはワツシヤ１０，１２を用
いたものを示したが、ハウジング８，９の端面で
直接出力リング４，５をガイドしてもよい。大き
く減速された出力リング４，５をガイドすること
で遊星ローラ３のスキユーイングを防止するので
あるから、ころがり摩擦となるようにしなくとも
よいことはもちろん、すべり摩擦を小さくする部
材がなくとも、回転はスムーズである。また差動
式とする場合、互いに径の異なる遊星ローラを出
力リングに内接させていずれかの出力リングを固
定すれば、他の複数の出力リングに夫々異なる減
速比の出力をとりだすこともできる。いずれにし
てもフリクシヨン若しくはトラクシヨンドライブ
であるころがり伝達でトルクを伝えるものである
から、動力伝達効率はスキユーイング防止のため
の構成によるトルクロスが小さいこともあつてき
わめて良好なものとなる。

〔考案の効果〕

本考案は大きく減速されていてトルクが大きい
出力リングをハウジングでガイドすることによつ
てこの出力リングの内周が嵌合する環状の凹溝を
備えた遊星ローラのスキユーイングを防止してい
るものであり、ハウジングがガイドを兼用するた
めに部品数が少なくなるとともにトルクロスも小
さいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の縦断面図、第２図
は同上のハウジングを除いた状態の右側面図、第
３図は同上のハウジングを除いた状態の破断斜視
図、第４図は同上の動作説明図であり、１は入力
軸、３は遊星ローラ、４，５は出力リング、８，
９はハウジング、１０，１１，１２はワツシヤ、
１５，３５はテーパ面を示す。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 入力軸とこの入力軸と同心に配置された出力
   リングとの間に遊星ローラを転動自在に配設し
   た変速機において、軸方向両端に一対のハウジ
   ングを配設してこれらハウジングに出力リング
   の回転を摺接ガイドする回転ガイド面を設ける
   とともに、出力リングの内周が嵌合する環状の
   凹所を遊星ローラの外周面に形成して成る変速
   機。 (2) ハウジングの回転ガイド面は摩擦抵抗の小な
   る部材からなるワツシヤで形成されている実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の変速機。 (3) 遊星ローラの凹所の開口縁と、出力リングに
   おける凹所との嵌合部の両側縁とが、夫々テー
   パ面とされている実用新案登録請求の範囲第１
   項記載の変速機。