WO2013157397A2

WO2013157397A2 - 歯車伝動装置

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Publication number: WO2013157397A2
Application number: PCT/JP2013/060299
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Inventors: 真哉廣瀬
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Filing date: 2013-04-04
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Description

歯車伝動装置

　本出願は、２０１２年４月２０日に出願された日本国特許出願第２０１２－０９７０８０号に基づく優先権を主張する。その出願の全ての内容は、この明細書中に参照により援用されている。本明細書は、歯車伝動装置に関する。特に、キャリアとケースの間に円錐ころ軸受を備える歯車伝動装置に関する。

　ケース内に歯車群が収容されており、キャリアが軸受を介してケースに支持されている歯車伝動装置が知られている。特開２００８－２４０８５２号公報には、ケースとキャリアの間に円錐ころ軸受が配置された歯車伝動装置が開示されている。以下の説明では、特開２００８－２４０８５２号公報を特許文献１と称する。円錐ころ軸受の場合、円錐ころがその軸方向に移動することを規制するために、円錐ころの大径側の端面を拘束することが必要である。特許文献１の技術では、インナーレースの外周面にリブを形成し、そのリブを円錐ころの大径側の端面に接触させている。なお、本明細書では、簡単のため、以下では「円錐ころ」を単に「ローラ」と称する場合がある。

　特許文献１のようにインナーレースの外周面に形成したリブをローラに接触させると、ローラの端面が磨耗することがある。それにより、円錐ころ軸受の劣化が促進され、歯車伝動装置の耐久性が低下することがある。本明細書は、ケースとキャリアの間に配置する円錐ころ軸受の劣化を抑制する技術を提供する。なお、歯車伝動装置では、キャリアが出力軸として回転するタイプと、ケースが出力軸として回転するタイプがある。以下では、説明を簡単にするために、ケースが静止しており、キャリアが出力軸として回転するタイプの歯車伝動装置について説明する。

　本明細書が開示する技術は、キャリアが円錐ころ軸受を介してケースに支持されている歯車伝動装置に関する。その歯車伝動装置では、円錐ころ軸受は、キャリアに取り付けられているインナーレースと、ケースに取り付けられているアウターレースと、インナーレースとアウターレースの間に配置されている複数の円錐ころと、インナーレースとアウターレースの間に配置されており、隣接する円錐ころの間隔を維持するリング状のリテーナを備えている。この歯車伝動装置では、円錐ころの小径部が、円錐ころの大径部よりも軸受中心軸側に位置している。より正確には、円錐ころの小径部の中心が、円錐ころの大径部の中心よりも軸受中心軸側に位置している。インナーレースの外周面及びアウターレースの内周面には、円錐ころが軸受中心軸から離れる方向に移動することを規制するリブが設けられていない。より具体的には、円錐ころの大径部と当接するリブが、インナ―レースとアウターレースのどちらにも設けられていない。また、リテーナは、キャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されている。さらに、リテーナには、直径の大きい方の端部に、キャリア接触面とケース接触面が設けられている。キャリア接触面は、軸受中心軸方向でキャリアに接触する。ケース接触面は、軸受中心軸に直交する方向でケースに接触する。

　上記の歯車伝動装置によると、リテーナが、ケースとキャリアの双方に接触することにより、円錐ころ（ローラ）の外側（軸受中心軸から離れる方向）への移動を規制する。ローラの端面が他の部品（リブ）に接触しないので、ローラの端面の磨耗を抑制することができる。その結果、円錐ころ軸受の劣化を抑制することができる。なお、リテーナは、常時ケースとキャリアの双方に接触している必要はない。歯車伝動装置の静止中は、リテーナ（ケース接触面とキャリア接触面）がケースとキャリアから離れていてもよい。歯車伝動装置の駆動中にローラを外側へ移動させようとする力がローラに作用したときに、リテーナがケースとキャリアの双方に接触すればよい。また、上記の歯車伝動装置は、ローラの端面の磨耗を抑制するという利点の他に、種々の利点を備えている。それらの利点の幾つかを以下に記す。

　第１の利点として、リテーナの回転速度を、リテーナがケースとキャリアのどちらにも接触しないときの回転速度に近づけることができる。例えば、リテーナがキャリアのみに接触する場合、リテーナとキャリアの間に摩擦が生じるので、リテーナの回転速度が遅くなり、ローラの移動速度が遅くなる。ローラの摺動が大きくなるので、ローラの周面が磨耗しやすくなる。リテーナがキャリア及びケースの双方に接触すれば、ローラの摺動を小さくすることができるので、ローラの周面の磨耗を抑制することができる。

　第２の利点として、リテーナがキャリア及びケースの双方に接触するので、歯車伝動装置の駆動中に、歯車伝動装置の外部から歯車伝動装置の内部に異物が混入することが抑制される。円錐ころ軸受の内部に異物が混入することが抑制されるので、ローラの磨耗が進行することが抑制される。

　第３の利点として、リテーナがキャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されているので、周方向において、リテーナがキャリア及びケースに均一に接触する。リテーナの材料の一例として、樹脂が挙げられる。

　第４の利点として、インナーレース及び／又はアウターレースの加工を容易にすることができる。インナーレースの外周面及び／又はアウターレースの内周面にリブを設けると、リブの表面（ローラとの接触面）を研磨することが必要である。上記の歯車伝動装置は、ローラの軸方向への移動を規制するリブが存在しないので、インナーレース及び／又はアウターレースの加工コストを低減することができる。

　第５の利点として、上記リブを形成しない分だけ、ローラの軸方向長さを長くすることができる。これにより、円錐ころ軸受の容量（負荷荷重）を向上させることができる。

第１実施例の歯車伝動装置の断面図を示す。図１の範囲IIの拡大断面図を示す。リテーナの外観の概略図を示す。リテーナを軸受中心軸方向から見た図（平面図）を示す。リテーナを軸受中心軸に直交する方向から見た図（正面図）を示す。ローラの動作を説明するための図を示す。第２実施例の歯車伝動装置で用いるリテーナの平面図を示す。第２実施例の歯車伝動装置で用いるリテーナの正面図を示す。第３実施例の歯車伝動装置で用いるリテーナの平面図を示す。第３実施例の歯車伝動装置で用いるリテーナの正面図を示す。第４実施例の歯車伝動装置の断面図を示す。

　以下の実施例では、キャリア接触面とケース接触面の双方に溝が形成されているリテーナを用いた歯車伝動装置について説明する。しかしながら、本明細書で開示する技術は、キャリア接触面とケース接触面の一方に溝が形成されているリテーナを用いた歯車伝動装置、及び、キャリア接触面とケース接触面のいずれにも溝が形成されていないリテーナを用いた歯車伝動装置にも適用することができる。

　キャリア接触面とケース接触面の少なくとも一方に溝が形成されていると、以下の利点が得られる。リテーナがケースとキャリアに接触したときに、円錐ころ軸受の外部から内部への潤滑剤の通路が確保される。すなわち、リテーナがキャリアとケースに接触しても、潤滑剤が、上記溝を通って、円錐ころ軸受の内部に移動することができる。その結果、ローラの磨耗が進行することが一層抑制される。なお、キャリア接触面とケース接触面の少なくとも一方に溝を形成する技術は、単独で技術的な有用性を有している。

　実施例では、外歯歯車が内歯歯車と噛み合いながら偏心回転するタイプの歯車伝動装置について説明する。本明細書が開示する技術は、他のタイプの歯車伝動装置、例えば、内歯歯車が外歯歯車と噛み合いながら偏心回転するタイプの歯車伝動装置にも適用することができることに留意されたい。

（第１実施例）
　図１は、歯車伝動装置１００の断面図を示す。歯車伝動装置１００は、外歯歯車２２が内歯歯車２４と噛み合いながら偏心回転するタイプの減速装置である。歯車伝動装置１００では、外歯歯車２２の歯数と内歯歯車２４の歯数差を利用し、キャリア１０を回転させる。歯車伝動装置１００は、上記した歯数差を利用し、クランクシャフト１６に伝達されたトルクを増大して（回転を減速して）、キャリア１０から出力する。なお、キャリア１０は、歯車伝動装置１００の出力軸に相当する。軸線３０は、キャリア１０の回転軸線に相当する。軸線３０は、歯車伝動装置１００の軸線にも相当する。さらに、軸線３０は、後述する円錐ころ軸受２の軸受中心軸にも相当する。

　歯車伝動装置１００は、内歯歯車２４とキャリア１０と外歯歯車２２とクランクシャフト１６を備えている。内歯歯車２４は、ケース４と複数の内歯ピン５で構成されている。ケース４は、小径部４ａと大径部４ｂを有する。小径部４ａは、大径部４ｂの両端から軸線３０に沿って延びている。内歯歯車２４は、ケース４の大径部４ｂに形成されている。小径部４ａには、一対の円錐ころ軸受２が配置されている。一対の円錐ころ軸受２は、キャリア１０がアキシャル方向及びラジアル方向に移動することを規制している。円錐ころ軸受２は、歯車伝動装置１００の主軸受ということができる。円錐ころ軸受２の詳細については後述する。

　キャリア１０は、一対の円錐ころ軸受２によって、ケース４に支持されている。キャリア１０は、第１プレート１０ａと第２プレート１０ｃで構成されている。第１プレート１０ａから第２プレート１０ｃに向けて柱状部１０ｂが延びており、柱状部１０ｂと第２プレート１０ｃが固定されている。第１プレート１０ａの端部に、径方向（軸線３０に直交する方向）に延びる第１フランジ１０ｄが形成されている。また、第２プレート１０ｃの端部に、径方向に延びる第２フランジ１０ｅが設けられている。一対の円錐ころ軸受２は、第１フランジ１０ｄ及び第２フラン１０ｅに配置されている。第１フランジ１０ｄ及び第２フランジ１０ｅは、夫々第１プレート１０ａと第２プレート１０ｃの突出部ということもできる。なお、キャリア１０とケース４は金属製である。

　クランクシャフト１６は、一対の円錐ころ軸受１９によって、キャリア１０に支持されている。一対の円錐ころ軸受１９は、クランクシャフト１６がアキシャル方向及びラジアル方向に移動することを規制している。クランクシャフト１６は、軸線３０からオフセットした位置で、軸線３０に平行に延びている。クランクシャフト１６は、入力歯車２８と偏心体１８を備えている。入力歯車２８は、一対の円錐ころ軸受１９の外側でクランクシャフト１６に固定されている。偏心体１８は、一対の円錐ころ軸受１９の間に位置している。外歯歯車２２には貫通孔１４が形成されている。偏心体１８は、円筒ころ軸受２０を介して貫通孔１４に係合している。外歯歯車２２は、クランクシャフト１６を介してキャリア１０に支持されている。

　モータ（図示省略）のトルクが入力歯車２８に伝達されると、クランクシャフト１６が回転する。クランクシャフト１６の回転に伴って、偏心体１８が偏心回転する。偏心体１８は、クランクシャフト１６の軸線（図示省略）の周りを偏心回転する。偏心体１８の偏心回転に伴って、外歯歯車２２が、内歯歯車２４と噛み合いながら偏心回転する。外歯歯車２２は、軸線３０の周りを偏心回転する。外歯歯車２２の歯数と内歯歯車２４の歯数（内歯ピン５の数）は異なる。そのため、外歯歯車２２が偏心回転すると、外歯歯車２２と内歯歯車２４の歯数差に応じて、外歯歯車２２を支持しているキャリア１０が、内歯歯車２４（ケース４）に対して回転する。

　図２を参照し、円錐ころ軸受２について詳細に説明する。円錐ころ軸受２は、インナーレース４６と、アウターレース４０と、ローラ４２（円錐ころ）と、リテーナ４４を備える。リング状のインナーレース４６は、テーパー状の外周面４６ｂを有している。すなわち、インナーレース４６の外周面４６ｂは、軸線３０（図１を参照）に対して傾斜している。インナーレース４６は、キャリア１０の第２プレート１０ｃの外側に圧入されている。インナーレース４６の内周面４６ａは、第２プレート１０ｃの外周面に接触している。インナーレース４６の軸線３０方向の端面４６ｃは、第２フランジ１０ｅに接触している。インナーレース４６は、キャリア１０に取り付けられており、キャリア１０に対して軸線３０方向にも径方向にも不動である。インナーレース４６は、キャリア１０と一体化しているともいえる。

　リング状のアウターレース４０は、テーパー状の内周面４０ｂを有している。アウターレース４０の内周面４０ｂは、インナーレース４６の外周面４６ｂに対向している。アウターレース４０は、ケース４の小径部４ａの内側に圧入されている。アウターレース４０の外周面４０ａは、ケース４（小径部４ａ）の内周面に接触している。アウターレース４０の軸線３０方向の端面４０ｃは、ケース４の大径部４ｂに接触している。アウターレース４０は、ケース４に取り付けられており、ケース４に対して軸線３０方向にも径方向にも不動である。アウターレース４０は、ケース４と一体化しているともいえる。

　アウターレース４０の内周面４０ｂとインナーレース４６の外周面４６ｂとの隙間（ローラ４２が配置される隙間）は、外側（軸受中心軸３０から離れる方向）に向かうに従って広くなっている。別言すると、軸線３０に対する内周面４０ｂの傾斜角は、軸線３０に対する外周面４６ｂの傾斜角よりも大きい。

　ローラ（円錐ころ）４２は、インナーレース４６とアウターレース４０の間に配置されている。ローラ４２の径は、外側（軸受中心軸３０から離れる方向）に向かうに従って大きくなっている。ローラ４２の大径部側の第１端面４２ａの径は、ローラ４２の小径部側の第２端面４２ｂの径よりも大きい。ローラ４２の回転軸は、軸線３０（図１を参照）に対して傾斜している。ローラ４２の小径部の中心は、大径部の中心よりも軸受中心軸３０の近くに位置している。複数のローラ４２が、インナーレース４６とアウターレース４０の間で等間隔に並んでいる。すなわち、複数のローラ４２が、軸線３０の周りに等間隔に並んでいる。ローラ４２の回転軸方向の長さは、インナーレース４６の外周面４６ｂ及びアウターレース４０の内周面４０ｂの長さよりも短い。ローラ４２の外周面が、インナーレース４６の外周面４６ｂ及びアウターレース４０の内周面４０ｂに接している。第１端面４２ａ及び第２端面４２ｂは、インナーレース４６及びアウターレース４０に接していない。

　リテーナ４４は、インナーレース４６とアウターレース４０の間に配置されている。リテーナ４４の材料は樹脂である。図３に示すように、リテーナ４４はリング状であり、直径の大きな第１端部４４ａと、第１端部４４ａよりも直径の小さな第２端部４４ｂを有する。リテーナ４４は、周方向に並ぶ複数のポケット４４ｃを有する。ポケット４４ｃ内には、ローラ４２が挿入される。リテーナ４４は、隣接するローラ４２の間隔を維持する。また、ローラ４２はポケット４４ｃ内に挿入されるので、ローラ４２の第１端面４２ａ及び第２端面４２ｂは、リテーナ４４によって拘束される。すなわち、リテーナ４４は、ローラ４２の回転軸方向への移動を規制する。なお、図３は、リテーナ４４の全体形状を簡単に説明するための図であり、リテーナ４４の形状を正確に示すものではない。リテーナ４４の詳細な形状については後述する。

　図２に示すように、リテーナ４４の第１端部４４ａには、ケース４に接触するケース接触面４４ｄと、キャリア１０に接触するキャリア接触面４４ｅが形成されている。ケース接触面４４ｄは、軸線３０に直交する方向に形成されている（図１も参照）。ケース接触面４４ｄは、リテーナ４４の外周面であり、ケース４（小径部４ａ）の内周面に接触する。リテーナ４４とケース４の接触面（ケース接触面４４ｄの一部）は、軸線３０と同心の円筒状である。キャリア接触面４４ｅは、軸線３０方向に形成されている。キャリア接触面４４ｅは、リテーナ４４の軸受中心軸（軸線３０）方向の端面である。キャリア接触面４４ｅは、軸受中心軸３０方向でキャリア１０（第２プレート１０ｃ）の第２フランジ１０ｅに接触する。リテーナ４４とキャリア１０の接触面（キャリア接触面４４ｅの一部）は軸線３０に直交する。

　ここで、図４，５を参照し、リテーナ４４について詳細に説明する。ケース接触面４４ｄは、軸受中心軸３０と同心の円周上（リテーナ４４の外周面）に形成されている。ケース接触面４４ｄには、複数の外周溝４４ｆが形成されている。外周溝４４ｆは、軸受中心軸３０に沿って延びており、軸受中心軸３０の周りに等間隔に形成されている。ケース接触面４４ｄが、隣接する外周溝４４ｆの間に形成されていると表現することもできる。ケース接触面４４ｄがケース４に接触しても、外周溝４４ｆはケース４に接触しない。

　キャリア接触面４４ｅは、軸受中心軸３０に直交する平面上に形成されている。キャリア接触面４４ｅには、複数の端面溝４４ｇが形成されている。端面溝４４ｇは、リテーナ４４の径方向に沿って延びており、軸受中心軸３０の周りに等間隔に設けられている。キャリア接触面４４ｅが、隣接する端面溝４４ｇの間に形成されていると表現することもできる。端面溝４４ｇは、リテーナ４４の内側と外側を連通している。キャリア接触面４４ｅがキャリア１０に接触しても、端面溝４４ｇはキャリア１０に接触しない。

　外周溝４４ｆと端面溝４４ｇは、リテーナ４４の周方向に交互に配置されている。別言すると、リテーナ４４の周方向において、外周溝４４ｆが隣り合う端面溝４４ｇの間に形成されており、端面溝４４ｇが隣り合う外周溝４４ｆの間に形成されている。外周溝４４ｆと端面溝４４ｇの数は等しい。なお、ケース接触面４４ｄの面積は、キャリア接触面４４ｅの面積とほぼ等しい。すなわち、図２に示すリテーナ４４とケース４の接触面の面積Ｗ１は、リテーナ４４とキャリア１０の接触面の面積Ｗ２にほぼ等しい。

　なお、図２では、ケース接触面４４ｄとキャリア接触面４４ｅが、夫々ケース４とキャリア１０に接触している状態を示している。すなわち、リテーナ４４の第１端部４４ａが、軸受中心軸３０に直交する方向（リテーナ４４の径方向）でケース４に接触し、軸受中心軸３０方向でキャリア１０に接触している状態を示している。歯車伝動装置１００を駆動していないときは、ケース接触面４４ｄとキャリア接触面４４ｅは、ケース４とキャリア１０に接触していなくてもよい。重要なことは、ローラ４２に外側に移動する力が加わったときは、ケース接触面４４ｄとキャリア接触面４４ｅが夫々ケース４とキャリア１０に接触することである。

　歯車伝動装置１００の利点を説明する。歯車伝動装置１００の駆動中は、ローラ４２に対して、ローラ４２を外側（軸受中心軸３０から離れる方向）へ移動させようとする力が作用する。上記したように、ローラ４２が外側に移動しようとすると、リテーナ４４の第１端部４４ａが、ケース４とキャリア１０に接触する。そのため、ローラ４２の回転軸方向への移動が規制される。

　また、上記したように、インナーレース４６の外周面４６ｂは、直線的なテーパー状であり、リブを有していない。同様に、アウターレース４０の内周面４０ｂも、直線的なテーパー状であり、リブを有していない。別言すると、インナーレース４６の外周面４６ｂ及びアウターレース４０の内周面４０ｂには、ローラ４２が外側に移動することを規制するリブが設けられていない。より具体的には、外周面４６ｂ及び内周面４０ｂには、ローラ４２の第１端部４４ａを覆うような突出部（リブ）が設けられていない。

　上記の特徴は、次のように表現することもできる。インナーレース４６の外周面４６ｂは、ローラ４２の外周面が接触しない第１領域４６ｄと第２領域４６ｅを有する。第１領域４６ｄにおけるインナーレース４６の径は、第２領域４６ｅにおけるインナーレース４６の径よりも大きい。すなわち、第１領域４６ｄにおけるインナーレース４６の厚みは、第２領域４６ｅにおけるインナーレース４６厚みよりも大きい。また、アウターレース４０の内周面４０ｂは、ローラ４２の外周面が接触しない第３領域４０ｄと第４領域４０ｅを有する。第３領域４０ｄにおけるアウターレース４０の径は、第４領域４０ｅにおけるアウターレースの径よりも大きい。すなわち、第３領域４０ｄにおけるアウターレース４０の厚みは、第４領域４０ｅにおけるアウターレース４０の厚みよりも小さい。第１領域４６ｄと第３領域４０ｄの隙間は、ローラ４２の第１端部４４ａの径以上である。

　上記の特徴を有することにより、ローラ４２に対してローラ４２を外側へ移動させようとする力が作用しても、ローラ４２の第１端面４２ａが、インナーレース４６及びアウターレース４０に接触しない。その結果、ローラ４２の磨耗が抑制され、円錐ころ軸受２の劣化を抑制することができる。

　なお、円錐ころ軸受２では、インナーレース４６の第２領域４６ｅ、及びアウターレース４０の第４領域４０ｅにもリブが設けられていない。しかしながら、第２領域４６ｅ及び／又は第４領域４０ｅには、リブが設けられていてもよい。第２領域４６ｅ及び／又は第４領域４０ｅにリブが設けられていると、円錐ころ軸受２を組み立てるときに、ローラ４２を支えることができる。歯車伝動装置１００の組み立てを容易にすることができる。

　なお、第２領域４６ｅ及び／又は第４領域４０ｅにリブが設けられていても、ローラ４２の第２端面４２ｂは、ほとんど磨耗しない。上記したように、インナーレース４６の外周面４６ｂとアウターレース４０の内周面４０ｂの隙間は、外側（軸受中心軸３０から離れる方向）に向かうに従って広くなっている。また、ローラ４２の径は、外側に向かうに従って大きくなっている。そのため、ローラ４２は、内側（軸受中心軸３０側）に移動することが規制されている。すなわち、第２領域４６ｅ及び／又は第４領域４０ｅにリブが設けられていても、そのリブと第２端面４２ｂとの間に大きな摩擦が生じることはない。

　歯車伝動装置１００の他の利点を説明する。上記したように、円錐ころ軸受２には、インナーレース４６の第１領域４６ｄ及びアウターレース４０の第３領域４０ｄにリブが設けられていない。すなわち、円錐ころ軸受２は、従来の円錐ころ軸受ではローラの移動を規制するために必須であったリブを有しない。従来の技術では、リブとローラの端面との摩擦を低減するために、リブの表面を研磨しなくてはならない。そのため、リブの表面を研磨する加工が必要であった。歯車伝動装置１００は、従来よりもインナーレースとアウターレースの加工コストを低減することができる。

　また、リブを有しない分だけ、ローラ４２の軸方向長さを長くすることができ、ローラ４２の転動面を広くすることができる。その結果、円錐ころ軸受２の容量（負荷荷重）を大きくすることができる。すなわち、歯車伝動装置１００は、主軸受（円錐ころ軸受２）のサイズを大きくすることなく、従来よりも主軸受の容量を大きくすることができる。

　図６を参照し、さらに歯車伝動装置１００の他の利点を説明する。図６は、静止しているケース４に対してキャリア１０が回転するときの、ローラ４２及びリテーナ４４の動作を説明するための図である。なお、図６は、ローラ４２及びリテーナ４４の動作の概念を説明するための図であり、歯車伝動装置１００の構造を正確に現しているものではない。また、上記したように、円錐ころ軸受２のインナーレース４６は、キャリア１０と一体化しているといえる。同様に、アウターレース４０は、ケース４と一体化しているといえる。そのため、図６では、インナーレース４６とキャリア１０を一つの部品として示し、アウターレース４０とケース４を一つの部品として示している。また、図６に示すローラ４２は、回転軸方向に直交する断面を現している。

　キャリア１０が矢印Ａ１方向に回転すると、ローラ４２は、矢印Ａ２方向に回転しながら、矢印Ａ３方向に移動する。すなわち、ローラ４２は、キャリア１０の外周面とケース４の内周面を転がりながら、矢印Ａ３方向に移動する。リテーナ４４は、ローラ４２の移動とともに、矢印Ａ３方向に回転する。この場合、ローラ４２のキャリア１０及びケース４に対する摩擦が小さければ、リテーナ４４は、キャリア１０の回転速度Ｖのおよそ半分（回転速度０．５Ｖ）で回転する。ローラ４２とキャリア１０の間の摩擦が大きくなると、ローラ４２の速度はキャリア１０の速度に近づく。反対に、ローラ４２とケース４の間の摩擦が大きくなると、ローラ４２の速度はケース４の速度（ゼロ）に近づく。

　上記したように、リテーナ４４の第１端部４４ａは、ケース４とキャリア１０の双方に接触する（図２も参照）。リテーナ４４がケース４とキャリア１０の双方に接触すると、リテーナ４４とケース４の間には、矢印Ａ４方向に摩擦力Ｆ１が生じる。また、リテーナ４４とキャリア１０の間には、矢印Ａ５方向に摩擦力Ｆ２が生じる。リテーナ４４とケース４の接触面積Ｗ１がリテーナ４４とキャリア１０の接触面積Ｗ２とほぼ等しいので、摩擦力Ｆ１と摩擦力Ｆ２がほぼ等しい。摩擦力Ｆ１と摩擦力Ｆ２が打ち消しあい、リテーナ４４は、回転速度０．５Ｖに近い速度で矢印Ａ３方向に回転する。ローラ４２も、回転速度０．５Ｖに近い速度で矢印Ａ３方向に移動する。

　上記したように、ローラ４２が回転速度０．５Ｖに近い速度で移動するということは、ローラ４２のキャリア１０及びケース４に対する摩擦が小さいことを意味する。別言すると、ローラ４２のキャリア１０及びケース４に対する摺動が小さい。そのため、ローラ４２の外周面（転動面）の磨耗が抑制される。なお、例えばリテーナ４４をケース４のみに接触させると、図６の摩擦力Ｆ１に相当する摩擦力のみが生じ、摩擦力Ｆ２に相当する摩擦力が得られない。そのため、リテーナ４４の回転速度が遅くなり、ケース４に対するローラ４２の摩擦が大きくなる。ローラ４２の磨耗が促進され、歯車伝動装置の耐久性が低下する。本実施例に示す歯車伝動装置１００は、キャリア１０とケース４の双方にリテーナ４４を接触させることにより、ローラ４２の軸方向への移動を規制しながら、ローラ４２の磨耗を抑制することができる。

　なお、ケース４と第１プレート１０ａの間に配置されている円錐ころ軸受２は、ケース４と第２プレート１０ｃの間に配置されている円錐ころ軸受２と同じ特徴を有している。そのため、ケース４と第１プレート１０ａの間に配置されている円錐ころ軸受２についての説明は省略する。

　歯車伝動装置１００の利点をさらに説明する。上記したように、リテーナ４４とケース４の接触面は軸線３０と同心の円筒面である。また、リテーナ４４とキャリア１０の接触面は軸線３０に直交する。このような特徴を有することにより、リテーナ４４の移動が、直交する２つの方向（アキシャル方向とラジアル方向）で拘束される。リテーナ４４（ローラ４２）が歯車伝動装置１００の外側に外れることを、確実に防止することができる。

　リテーナ４４は、ケース４とキャリア１０の両方に接触する。そのため、リテーナ４４によって、歯車伝動装置１００の外部からケース４内への異物の混入を抑制することができる。さらに、ケース４とリテーナ４４の接触面（ケース接触面４４ｄ）に外周溝４４ｆが形成されており、キャリア１０とリテーナ４４の接触面（キャリア接触面４４ｅ）に端面溝４４ｇが形成されている。そのため、リテーナ４４がケース４とキャリア１０の両方に接触しても、円錐ころ軸受２の外部に存在する潤滑剤が、円錐ころ軸受２の内部に導入され得る。円錐ころ軸受２内の潤滑剤が枯渇（オイル切れ）することを抑制することができる。

　ローラ４２に対してローラ４２を外側へ移動させようとする力が作用すると、リテーナ４４が、ケース４とキャリア１０に押し付けられる。上記したように、リテーナ４４は樹脂製であり、ケース４とキャリア１０は金属製である。すなわち、リテーナ４４の剛性は、ケース４とキャリア１０の剛性よりも低い。そのため、リテーナ４４がケース４とキャリア１０に押し付けられると、リテーナ４４が変形し、リテーナ４４の周方向の全体が、ケース４とキャリア１０に均一に接触する。すなわち、ケース接触面４４ｄとケース４の間、及びキャリア接触面４４ｅとキャリア１０の間に隙間が形成されにくい。

　ケース４と第１プレート１０ａの間にオイルシール６が配置されており、ケース４の第２プレート１０ｃに対向する位置に溝２６が設けられている（図１を参照）。溝２６には、他の部品（例えばモータ）を取り付けるときにＯリング（図示省略）が配置される。オイルシール６と図示しないＯリングにより、歯車伝動装置１００内に封止された潤滑剤が、歯車伝動装置１００外に漏れることを防止することができる。オイルシール６の近傍に存在する潤滑剤が、外周溝４４ｆと端面溝４４ｇを通って、円錐ころ軸受２の内部に導入され得る。

（第２実施例）
　図７，８を参照し、第２実施例の歯車伝動装置について説明する。本実施例の歯車伝動装置は、リテーナの形状が歯車伝動装置１００と異なるだけである。具体的には、本実施例のリテーナ１４４は、ケース接触面に形成されている外周溝とキャリア接触面に形成されている端面溝との位置関係がリテーナ４４と異なる。リテーナ１４４とリテーナ４４で共通する特徴は、同一の番号を付すことにより、説明を省略することがある。

　リテーナ１４４の周方向において、外周溝４４ｆと端面溝４４ｇは、同じ位置に形成されている。そのため、外周溝４４ｆと端面溝４４ｇが連続している。円錐ころ軸受２の外部に存在する潤滑剤は、外周溝４４ｆと端面溝４４ｇを通って、円錐ころ軸受２の内部に導入される。リテーナ１４４を用いることにより、円錐ころ軸受２の内部に潤滑剤が一層導入されやすくなる。

（第３実施例）
　図９，１０を参照し、第３実施例の歯車伝動装置について説明する。本実施例の歯車伝動装置は、リテーナの形状が歯車伝動装置１００と異なるだけである。具体的には、本実施例のリテーナ２４４は、ケース接触面に形成されている外周溝の形状とキャリア接触面に形成されている端面溝の形状がリテーナ４４と異なる。リテーナ２４４とリテーナ４４で共通する特徴は、同一又は下二桁が同じ番号を付すことにより、説明を省略することがある。

　図９に示すように、キャリア接触面２４４ｅには、複数の端面溝２４４ｇが形成されている。端面溝２４４ｇを軸受中心軸３０方向から見ると、端面溝２４４ｇが延びる向きは、リテーナ２４４の外周面（ケース接触面２４４ｄ）と軸受中心軸３０を結ぶ直線に対して角度を有している（図４を比較して参照）。複数の端面溝２４４ｇは、夫々同じ方向に傾いている。また、図１０に示すように、ケース接触面２４４ｄには、複数の外周溝２４４ｆが形成されている。外周溝２４４ｆを軸受中心軸３０に直交する方向から見ると、周溝２４４ｆが延びる向きは、軸受中心軸３０に対して角度を有している（図５を比較して参照）。複数の外周溝２４４ｆは、夫々同じ方向に傾いている。なお、端面溝２４４ｇと外周溝２４４ｆは、リテーナ４４の周方向に交互に形成されている。すなわち、端面溝２４４ｇが隣接する外周溝２４４ｆの間に形成されており、外周溝２４４ｆが隣接する端面溝２４４ｇの間に形成されている。

　歯車伝動装置１００が駆動すると、リテーナ２４４は、キャリア１０及びケース４に対して回転する。端面溝２４４ｇが傾いていると、リテーナ２４４の回転に伴って、潤滑剤が、端面溝２４４ｇに沿って端面溝２４４ｇ内をスムーズに移動することができる。同様に、外周溝２４４ｆが傾いていると、リテーナ２４４の回転に伴って、潤滑剤が、外周溝２４４ｆに沿って外周溝２４４ｆ内をスムーズに移動することができる。なお、リテーナ１４４のように、端面溝２４４ｇと外周溝２４４ｆは、連続していてもよい。

（第４実施例）
　図１１を参照し、歯車伝動装置３００について説明する。歯車伝動装置３００は歯車伝動装置１００の変形例であり、歯車伝動装置１００と同じ部品には、同じ符号又は下二桁が同じ符号を付すことにより説明を省略することがある。

　歯車伝動装置３００では、第１プレート３１０ａ及び第２プレート３１０ｃの径方向端部に、傾斜部３４６が設けられている。傾斜部３４６が、円錐ころ軸受３０２のインナーレースを兼ねている。すなわち、円錐ころ軸受３０２のインナーレースが、キャリア３１０と一体化している。このような形態も、インナーレースが、キャリア３１０に取り付けられているといえる。第１プレート３１０ａの傾斜部３４６の外側に、フランジ３１０ｄが形成されている。第２プレート３１０ｃの傾斜部３４６の外側に、フランジ３１０ｅが形成されている。リテーナ４４は、歯車伝動装置１００で用いるリテーナと同一である。そのため、リテーナ４４は、軸線３０方向でフランジ３１０ｄ及びフランジ３１０ｅに接触し、軸線３０に直交する方向でケース４に接触する。なお、リテーナ４４に代えて、リテーナ１４４又はリテーナ２４４を用いることもできる。

　上記実施例では、リテーナとケースの接触面積と、リテーナとキャリアの接触面積が等しい例について説明した。しかしながら、例えば、リテーナとケースの接触面積が、リテーナとキャリアの接触面積より大きくてもよい。反対に、リテーナとキャリアの接触面積が、リテーナとケースの接触面積より大きくてもよい。このような形態であっても、リテーナがケース又はキャリアにのみ接触する場合に比べ、ローラの外周面の摩擦を小さくすることができる。

　上記実施例では、ケースが静止しており、キャリアがケースに対して回転する例について説明した。本明細書に開示する技術は、キャリアが静止しており、ケースがキャリアに対して回転する歯車伝動装置にも適用することができる。また、本明細書が開示する技術は、クランクシャフトがキャリアの軸線と同軸に配置されている歯車伝動装置にも適用することができる。さらに、本明細書が開示する技術は、偏心揺動型とは異なる歯車伝動装置に適用することも可能である。

　第４実施例では、キャリアがインナーレースを兼ねている例について説明した。ケースがアウターレースを兼ねていてもよい。また、キャリアがインナーレースを兼ねているとともに、ケースがアウターレースを兼ねていてもよい。重要なことは、ケースとキャリアの間に円錐ころ軸受が設けられており、円錐ころ軸受のローラの回転軸がキャリアの軸線に対して傾いており、インナーレース及びアウターレースにローラの外側への移動を規制するリブが形成されていないことである。

　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims

　キャリアが円錐ころ軸受を介してケースに支持されている歯車伝動装置であり、
　前記円錐ころ軸受は、
　キャリアに取り付けられているインナーレースと、
　ケースに取り付けられているアウターレースと、
　インナーレースとアウターレースの間に配置されている複数の円錐ころと、
　インナーレースとアウターレースの間に配置されており、隣接する円錐ころの間隔を維持するリング状のリテーナと、を備えており、
　円錐ころの小径部が大径部よりも軸受中心軸側に位置しており、
　インナーレースの外周面及びアウターレースの内周面には、円錐ころが軸受中心軸から離れる方向に移動することを規制するリブが設けられておらず、
　リテーナは、キャリア及びケースよりも剛性が低い材料で形成されており、直径の大きい方の端部に、軸受中心軸方向でキャリアに接触するキャリア接触面が設けられているとともに、軸受中心軸に直交する方向でケースに接触するケース接触面が設けられている歯車伝動装置。
　前記キャリア接触面と前記ケース接触面の少なくとも一方に溝が形成されている請求項１に記載の歯車伝動装置。
　前記キャリア接触面と前記ケース接触面の双方に溝が形成されている請求項２に記載の歯車伝動装置。
　前記キャリア接触面に設けられている第１溝と前記ケース接触面に設けられている第２溝とが、前記リテーナの周方向に交互に配置されている請求項３に記載の歯車伝動装置。
　前記キャリア接触面に設けられている第１溝と前記ケース接触面に設けられている第２溝とが、前記リテーナの周方向の同じ位置に配置されており、
　第１溝と第２溝が連続している請求項３に記載の歯車伝動装置。
　軸受中心軸方向から観察したときに、第１溝が、軸受中心軸とリテーナを結ぶ直線に対して角度を有しており、
　軸受中心軸に直交する方向から観察したときに、第２溝が、軸受中心軸に対して角度を有している請求項３から５のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。
　リテーナの材料が樹脂であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。