(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024142184
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】遊星ローラ式動力伝達装置
(51)【国際特許分類】
F16H 13/08 20060101AFI20241003BHJP
【FI】
F16H13/08 E
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023054232
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】000139023
【氏名又は名称】株式会社リケン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100165696
【弁理士】
【氏名又は名称】川原 敬祐
(74)【代理人】
【識別番号】100173794
【弁理士】
【氏名又は名称】色部 暁義
(72)【発明者】
【氏名】白澤 友樹
(72)【発明者】
【氏名】宮山 学
(72)【発明者】
【氏名】石塚 一男
(72)【発明者】
【氏名】吉元 明男
【テーマコード(参考)】
3J051
【Fターム(参考)】
3J051AA01
3J051BA03
3J051BB06
3J051BD02
3J051BE04
3J051ED07
(57)【要約】
【課題】遊星ローラの反力のバランスを容易に確保できる、遊星ローラ式動力伝達装置を提供することを目的とする。
【解決手段】遊星ローラ式動力伝達装置1であり、太陽ローラと、太陽ローラの外周側に配置されているリングローラ120と、太陽ローラ110及びリングローラ120に圧接する遊星ローラ130と、遊星ローラ130を回転可能に支持するとともに第1孔140hを含む遊星ローラ支軸140と、第2孔150hを含むとともに、第1孔140h及び第2孔150hを貫通するボルト180で挟持することで、遊星ローラ130を回転自在に位置決めするキャリア150と、を備え、ボルト180の軸部180sの軸心180aと遊星ローラ支軸140の軸心とが一致している状態において、軸部180sの軸線方向に沿って、軸部180sと第1孔140hとの間に、ボルト180の径方向において、0.01~0.25mmの隙間s1が形成されている。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
遊星ローラ式動力伝達装置であり、
太陽ローラと、
前記太陽ローラの外周側に配置されているリングローラと、
前記遊星ローラ式動力伝達装置の径方向で前記太陽ローラと前記リングローラとの間に配置され、前記太陽ローラ及び前記リングローラに圧接する遊星ローラと、
前記遊星ローラを回転可能に支持するとともに第1孔を含む遊星ローラ支軸と、
第2孔を含むとともに、前記遊星ローラ支軸の前記第1孔及び前記第2孔を貫通するボルトで挟持することで、前記遊星ローラを回転自在に位置決めするキャリアと、
を備え、
前記ボルトの軸部の軸心と前記遊星ローラ支軸の軸心とが一致している状態において、前記ボルトの軸部の軸線方向に沿って、前記ボルトの軸部と前記遊星ローラ支軸の前記第1孔との間に、前記ボルトの径方向において、0.01~0.25mmの隙間が形成されている、遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項2】
前記遊星ローラ式動力伝達装置がケーシングを更に備え、
前記ケーシングに、前記ケーシングの外側から前記ボルトを締緩するためのサービスホールが形成されている、
請求項1に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項3】
前記サービスホールを封止可能である、
請求項2に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の遊星ローラ式動力伝達装置を得るための、遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法であって、
前記ボルトを、前記遊星ローラ支軸の前記第1孔、及び前記キャリアの前記第2孔に貫通させ締め付けて、前記ボルトと前記キャリアとで前記遊星ローラ支軸を挟持する、ボルト締付けステップと、
前記遊星ローラを前記太陽ローラ及び前記リングローラに圧接させる、圧接ステップと、
前記ボルト締付けステップ及び前記圧接ステップの後に、前記ボルトを緩めて、前記遊星ローラ支軸の軸心を前記遊星ローラ式動力伝達装置の径方向に移動させる、軸心調整ステップと、
前記軸心調整ステップの後に、前記ボルトを再度締め付けて、前記ボルトと前記キャリアとで前記遊星ローラ支軸を挟持する、ボルト再締付けステップと、
を含む、
遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遊星ローラ式動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【0002】
遊星ローラ式動力伝達装置は、入力軸の回転を、遊星ローラ機構を介して出力軸へ変速して伝達するものである。具体的には、遊星ローラ式動力伝達装置は、一般に、駆動源から回転伝達される入力軸と、出力軸との間に、リングローラ内で公転運動する遊星ローラと、遊星ローラを保持するキャリアプレートと、遊星ローラの中心に位置する太陽ローラと、を設けてなる遊星ローラ機構を有する(例えば、特許文献1~2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】実開平4-60638号公報
【特許文献2】実開昭53-8473号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
各部品の加工誤差により、例えば、遊星ローラの軸心位置に対して、キャリア側に圧入される遊星ローラ支軸の軸心が、遊星ローラ式動力伝達装置の径方向で内側に誤差が生じた状態で組付けられることがある。この場合に、遊星ローラは、剛性の高い遊星ローラ支軸側に引き寄せられる。そのため、遊星ローラに対して、太陽ローラ側から受ける反力ひいては面圧が高まり、リングローラ側から受ける反力が低下する。リングローラ側から受ける面圧が低下することで、伝達性能の低下、出力トルクの変動、振動等を招くおそれがあった。また、軸受け系に径方向の外側に押し上げられる過大な負荷が発生し、製品寿命に影響を及ぼすことがあった。
【0005】
一方で、誤差が、遊星ローラ式動力伝達装置の径方向で外側に誤差が生じた状態で組付けられることもある。この場合、前記事例とは逆の作用が現れる。
【0006】
このように、各部品の加工誤差により、遊星ローラの反力のバランスが損なわれ、遊星ローラ式動力伝達装置の性能及び信頼性に影響を与えるおそれがあった。
【0007】
一方で、遊星ローラの反力のバランスを確保するために、部品の寸法及び精度を向上させると、製造コストが増加するおそれがあった。
【0008】
そこで、本発明は、遊星ローラの反力のバランスを容易に確保できる、遊星ローラ式動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)遊星ローラ式動力伝達装置であり、
太陽ローラと、
前記太陽ローラの外周側に配置されているリングローラと、
前記遊星ローラ式動力伝達装置の径方向で前記太陽ローラと前記リングローラとの間に配置され、前記太陽ローラ及び前記リングローラに圧接する遊星ローラと、
前記遊星ローラを回転可能に支持するとともに第1孔を含む遊星ローラ支軸と、
第2孔を含むとともに、前記遊星ローラ支軸の前記第1孔及び前記第2孔を貫通するボルトで挟持することで、前記遊星ローラを回転自在に位置決めするキャリアと、
を備え、
前記ボルトの軸部の軸心と前記遊星ローラ支軸の軸心とが一致している状態において、前記ボルトの軸部の軸線方向に沿って、前記ボルトの軸部と前記遊星ローラ支軸の前記第1孔との間に、前記ボルトの径方向において、0.01~0.25mmの隙間が形成されている、遊星ローラ式動力伝達装置。
【0010】
(2)前記遊星ローラ式動力伝達装置がケーシングを更に備え、
前記ケーシングに、前記ケーシングの外側から前記ボルトを締緩するためのサービスホールが形成されている、
(1)に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【0011】
(3)前記サービスホールを封止可能である、
(2)に記載の遊星ローラ式動力伝達装置。
【0012】
(4)(1)~(3)のいずれか1つに記載の遊星ローラ式動力伝達装置を得るための、遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法であって、
前記ボルトを、前記遊星ローラ支軸の前記第1孔、及び前記キャリアの前記第2孔に貫通させ締め付けて、前記ボルトと前記キャリアとで前記遊星ローラ支軸を挟持する、ボルト締付けステップと、
前記遊星ローラを前記太陽ローラ及び前記リングローラに圧接させる、圧接ステップと、
前記ボルト締付けステップ及び前記圧接ステップの後に、前記ボルトを緩めて、前記遊星ローラ支軸の軸心を前記遊星ローラ式動力伝達装置の径方向に移動させる、軸心調整ステップと、
前記軸心調整ステップの後に、前記ボルトを再度締め付けて、前記ボルトと前記キャリアとで前記遊星ローラ支軸を挟持する、ボルト再締付けステップと、
を含む、
遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、遊星ローラの反力のバランスを容易に確保できる、遊星ローラ式動力伝達装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【
図1】本発明の一実施形態に係る、遊星ローラ式動力伝達装置を、六角レンチがボルトを締緩している状態で示す、縦断面図である。
【
図2】
図1の遊星ローラ式動力伝達装置の部分拡大図である。
【
図3】
図1の遊星ローラ式動力伝達装置のA-A断面の部分拡大図である。
【
図4】本発明の一実施形態に係る、遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に例示説明する。
【0016】
図1は、本発明の一実施形態に係る、遊星ローラ式動力伝達装置1を、後述する六角レンチ400がボルト180、280を締緩している状態で示す、縦断面図である。
図2は、遊星ローラ式動力伝達装置1の部分拡大図である。
図3は、
図1の遊星ローラ式動力伝達装置1のA-A断面の部分拡大図である。
【0017】
図1に示すように、この遊星ローラ式動力伝達装置1は、この例で二段の減速機ユニット100、200で構成されている。減速機ユニット100及び200、並びにケーシング160、260は、複数本のボルト300で締結されている。なお、本発明の遊星ローラ式動力伝達装置は、二段の構成に限定されるものではなく、一段又は三段以上であってもよい。また、遊星ローラ式動力伝達装置の一部の減速機ユニットは、減速機ユニット100又は200と同様の構成を有してもよく、これらから適宜変更されてもよい。さらに、本発明の遊星ローラ式動力伝達装置は減速機ユニットを備える構成に限定するものでもなく、後述する入力軸6と出力軸7とを入れ替えて遊星ローラ式動力伝達装置が増速機ユニットで構成されてもよい。以下、記載を簡略化するため、遊星ローラ式動力伝達装置が増速機ユニットとして構成される場合の説明は省略する。入力軸6側の前段の減速機ユニット200は、減速機ユニット100に類似する構成を有する。そのため、以下、減速機ユニット200の説明を省略する。
【0018】
出力軸7側の後段の減速機ユニット100、ひいては、本実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置1は、太陽ローラ110と、リングローラ120と、遊星ローラ130と、遊星ローラ支軸140と、キャリア150と、を備えている。遊星ローラ式動力伝達装置1は、ローラブッシュ170を備えてもよい。
【0019】
リングローラ120は、太陽ローラ110の外周側に配置されている。
【0020】
遊星ローラ130は、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向で太陽ローラ110とリングローラ120との間に配置されるとともに、太陽ローラ110及びリングローラ120に圧接する。遊星ローラ130は、太陽ローラ110の周方向に沿って複数(例えば、5つ)配列されていてよい。
【0021】
図1及び
図2を参照して、遊星ローラ支軸140は、遊星ローラ130を回転可能に支持する。遊星ローラ支軸140は円筒形状である。遊星ローラ支軸140は、第1孔140hを含む。第1孔140hは、遊星ローラ支軸140の径方向中央において、遊星ローラ支軸140の軸線方向に沿って延びていてよい。
【0022】
本実施形態では、キャリア150は、第1キャリア151と第2キャリア152とを有する。キャリア150は、第2孔150hを含む。より具体的に、第1キャリア151及び第2キャリア152はそれぞれ、径方向中央において、軸線方向に沿って延びる第2孔151h、152hを含んでよい。
【0023】
キャリア150の第1キャリア151は、遊星ローラ130の軸線方向外側(出力軸7側)に配置される。第2キャリア152は、遊星ローラ130の入力軸6側に配置される。キャリア150は、遊星ローラ支軸140の第1孔140h、及びキャリア150の第2孔151h、152hを貫通するボルト180により挟持することで、遊星ローラ130を回転自在に位置決めする。
【0024】
より具体的には、第2キャリア152の第2孔152hには、雌ネジが形成されている。一方、遊星ローラ支軸140の第1孔140h、及び第1キャリア151の第2孔151hには、ネジは形成されていない。言い換えれば、第1孔140h及び第2孔151hの内面は平坦である。
【0025】
ボルト180の頭部180hが、第1キャリア151の出力軸7側に配置されている。ボルト180は、第1キャリア151の第2孔151h、遊星ローラ支軸140の第1孔140h、及び第2キャリア152の第2孔152hに挿入されている。ボルト180の先端部は、第2キャリア152の第2孔152hに形成された雌ネジに螺合している。ボルト180には軸力が作用する。ボルト180の頭部180hは、当該軸力によって第1キャリア151を押圧する。ボルト180(より具体的には、ボルト180の頭部180h)ひいては第1キャリア151と第2キャリア152とは、遊星ローラ支軸140の側面を固定し、ローラブッシュ170の側面全体、並びに遊星ローラ130の側面の一部を適度な隙間により挟持する。換言すれば、本実施形態において、ボルト180(より具体的に、ボルト180の頭部180h)とキャリア150(より具体的に、第2キャリア152)とは、遊星ローラ130を軸方向に挟持し、それにより、遊星ローラ130を回転自在に位置決めしている。遊星ローラ130と、遊星ローラ支軸140と、ローラブッシュ170とは、互いに固着はされていない。遊星ローラ支軸140がボルト180とキャリア150によって軸方向に固定されている状態において、遊星ローラ130及びローラブッシュ170は、遊星ローラ支軸140の周りを自由に回転する。前段の減速機ユニット200も同様であり、遊星ローラ230がボルト280とキャリア250によって軸方向に挟持されている状態において、遊星ローラ230及びローラブッシュ270は、側面を固定された遊星ローラ支軸240の周りを自由に回転できる。
【0026】
図1及び
図2を参照して、第1キャリア151は、径方向外端部が出力軸7側に向けて延びていてよい。第1キャリア151は、遊星ローラ式動力伝達装置1の出力軸7と一体である。
【0027】
図2を参照して、ボルト180の軸部180sの軸心180aと遊星ローラ支軸140の軸心とが一致している状態において、ボルト180の軸部180sの軸線方向に沿って、ボルト180の軸部180s(より具体的に、軸部180sの外表面)と遊星ローラ支軸140の第1孔140h(より具体的に、第1孔140hの内表面)との間に、ボルト180の径方向において、0.01~0.25mmの隙間s1が形成されている。本実施形態では、ボルト180の軸部180s(より具体的に、軸部180sの外表面)と第1キャリア151の第2孔151h(より具体的に、第2孔151hの内表面)との間にも、隙間s1が連続している。
【0028】
各部品の加工誤差により、
図3の二点鎖線に示されるように、遊星ローラ130の軸心130a(
図3参照)に対して、遊星ローラ支軸140の軸心140a0(
図3参照)が、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向(
図3では太陽ローラ110側)にδだけずれている場合がある。この場合に、遊星ローラ130に対して、太陽ローラ110側から受ける反力F2ひいては面圧が増加または減少し(
図3では増加し)、リングローラ120側から受ける反力F1が減少又は増加する(
図3では減少する)。このような場合に、本実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置1では、例えば次のようにして、軸心を調心することができる。具体的には、まず、六角レンチ400等によってボルト180を緩めることによって、遊星ローラ支軸140がキャリア150に挟持されなくなる。このとき、遊星ローラ支軸140は、
図3の実線に示されるように、ボルト180の軸部180sと遊星ローラ支軸140の第1孔140hとの間に隙間s1が形成されているので、例えば遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向に移動する。その結果、遊星ローラ130における、リングローラ120からの反力F1と、太陽ローラ110からの反力F2とのバランスが容易に確保され得る。その後、ボルト180を六角レンチ400等によって再び締め、遊星ローラ支軸140を固定することにより、当該反力のバランスが確保されつつ、上記軸心を調心することができる。
【0029】
前段の減速機ユニット200の遊星ローラ支軸240でも同様に、六角レンチ400等によってボルト280を締緩することによって、遊星ローラ230における、リングローラ220からの反力F1と、太陽ローラ210からの反力F2とのバランスが容易に確保され得る。
【0030】
以上のように、本実施形態の遊星ローラ式動力伝達装置1によれば、各遊星ローラ130、230の面圧不足又は面圧過多の問題が回避される。また、遊星ローラ式動力伝達装置1では、出力トルク及び回転の変動が抑制され得る。以上のように、遊星ローラ式動力伝達装置1では、性能及び信頼性が向上している。
【0031】
ボルト180、280の径方向における隙間s1、s2(図示せず)が0.01m以上であることにより、遊星ローラ式動力伝達装置1は、各部品の加工誤差の影響を十分に抑えることができる。また、ボルト180、280の径方向における隙間s1、s2が0.25m以下であることにより、キャリア150(間接的には、ボルト180)、250は、遊星ローラ130、230を確実に挟持することができる。
【0032】
図1を参照して、遊星ローラ式動力伝達装置1は、ケーシング160、260を更に備える。ケーシング160は、後段の減速機ユニット100の出力軸7側、かつ減速機ユニット100及び200の径方向外側に配置されている。ケーシング260は、前段の減速機ユニット200の入力軸6側に配置されている。
【0033】
ケーシング160に、ケーシング160の外側(本実施形態では、出力軸7側)からボルト180を締緩するためのサービスホール160hが形成されている。ケーシング260に、ケーシング260の外側(本実施形態では、入力軸6側)からボルト280を締緩するためのサービスホール260hが形成されている。サービスホール160h、260hはそれぞれ、ボルト180、280の軸心180a、280a周りに延びる、貫通孔であってよい。サービスホール160h、260hの数はそれぞれ、遊星ローラ支軸140、240の数と一致してよい。
【0034】
図1を参照して、製造者等は、例えば六角レンチ400によって、サービスホール160h、260hを通して、ボルト180、280を締緩することができる。
【0035】
ボルト180の締緩前及び/又は締緩後に、サービスホール160hに、プラグ160pが挿入されていてよい。プラグ160pによって、サービスホール160hを封止可能であってもよい。サービスホール160hを封止することで、ケーシング160内部の潤滑材(例えばオイルやグリース)をシールし、また湿気等の侵入が低減され得る。
【0036】
ボルト280の締緩前及び/又は締緩後に、サービスホール260h上に、フランジ260fがボルト260b等によって設置されてもよい。本実施形態では、フランジ260fによって、サービスホール260h、及びサービスホール260hの入力軸6側に形成されている空洞260vを、封止可能である。
【0037】
次に、上述のような遊星ローラ式動力伝達装置1を得るための、遊星ローラ式動力伝達装置の製造方法の一実施形態が、
図4のフローチャートを参照して説明される。なお、遊星ローラ式動力伝達装置1は上述したように二段の減速機ユニット100、200(
図1参照)で構成されている。遊星ローラ式動力伝達装置が複数の減速機ユニットで構成されている場合、少なくとも1つの減速機ユニットに対して、以下説明する方法が実施されてよい。以下の説明では、減速機ユニット100(及びその構成要素)に関して説明を行うが、以下説明する方法が減速機ユニット100に対して実施されず代わりに減速機ユニット200に対して実施されてもよく、減速機ユニット100及び200の両方に対して実施されてもよい。
【0038】
ステップS100(ボルト締付けステップ)において、
図2を参照して、ボルト180を、遊星ローラ支軸140の第1孔140h、及びキャリア150の第2孔150h(より具体的には、第1キャリア151の第2孔151h及び第2キャリア152の第2孔152h)に貫通させ締め付けて、ボルト180とキャリア150とで遊星ローラ支軸140を固定する。ステップS100の完了時に、各部品の加工誤差により、
図3を参照して、遊星ローラ130の軸心130aの位置に対して、遊星ローラ支軸140の軸心140a0が、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向で例えば太陽ローラ110側sに誤差δが生じた状態で組付けられることがある。
【0039】
ステップS110(圧接ステップ)において、
図1を参照して、遊星ローラ130を太陽ローラ110及びリングローラ120に圧接させる。ステップS110の完了時に、遊星ローラ130における、リングローラ120からの反力F1と、太陽ローラ110からの反力F2とが釣り合っていないことがある。例えば、
図3に示す例では、遊星ローラ支軸140の軸心140a0が、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向において太陽ローラ110側にδだけずれている。これにより、リングローラ120からの反力F1が小さくなり、太陽ローラ110からの反力F2が大きくなる。
【0040】
ステップS100及びS110の後に、ステップS120(軸心調整ステップ)において、ボルト180を緩めて、遊星ローラ支軸140の軸心140a0を、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向(
図3の例では、リングローラ120側)に移動させる。具体的には、
図1を参照して、六角レンチ400等によって、サービスホール160hを通じて、ボルト180を緩める。これにより、遊星ローラ支軸140がキャリア150から解放される。そのため、
図2及び3を参照して、遊星ローラ支軸140が、ボルト180の軸部180sと遊星ローラ支軸140の第1孔140hとの間に形成されている、隙間s1の間を、遊星ローラ式動力伝達装置1の径方向(
図3ではリングローラ側)に移動する。このように、遊星ローラ支軸140の軸心が調整される。
【0041】
ステップS120の後に、ステップS130(ボルト再締付けステップ)において、ボルト180を再度締め付けて、ボルト180とキャリア150とで遊星ローラ支軸140を固定する。これにより、遊星ローラ式動力伝達装置1が反力バランスの取れた状態で動作可能になる。
【0042】
上述したところは、本発明の例示的な実施形態を説明したものであり、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で様々な変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0043】
1:遊星ローラ式動力伝達装置
100、200:減速機ユニット
110、210:太陽ローラ
120、220:リングローラ
130、230:遊星ローラ
130a:遊星ローラの軸心
140、240:遊星ローラ支軸
140a0:調心前の遊星ローラ支軸の軸心
140h:遊星ローラ支軸の第1孔
150、250:キャリア
151:第1キャリア
152:第2キャリア
150h、151h、152h:キャリアの第2孔
160、260:ケーシング
160h、260h:サービスホール
160p:プラグ
170、270:ローラブッシュ
180、260b、280、300:ボルト
180a、280a:ボルトの軸心
180h:ボルトの頭部
180s:ボルトの軸部
260f:フランジ
260v:空洞
400:六角レンチ
6:入力軸
7:出力軸
F1、F2:反力
s1、s2:隙間