JP6039478B2 - 歯車伝動装置 - Google Patents

Description

本明細書は、歯車伝動装置に関する技術を開示する。特に、キャリアとケースの間に円筒ころ軸受を備える歯車伝動装置に関する技術を開示する。

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。特許文献１には、ケースとキャリアの間に円筒ころ軸受が配置されている歯車伝動装置が開示されている。特許文献１の円筒ころ軸受では、円柱状のローラ（転動体）が、キャリアの軸線に対して傾いている。ローラがキャリアの軸線に対して傾いているので、キャリアの回転に伴って、ローラを外側へ移動させようとする力がローラに加わる。

特開２０１０−１５９７７４号公報

特許文献１の技術では、リテーナに、ローラの軸方向への移動を規制する機能を持たせている。すなわち、リテーナが、ローラが軸方向へ移動することを規制している。具体的には、リング状のリテーナの大径側の端部がケースに接触する。リテーナは、ローラを保持している。リテーナがケースに接触することによって、リテーナの移動が規制される。その結果、リテーナに保持されているローラの軸方向への移動が規制される。

歯車伝動装置には、キャリアが出力部として回転するタイプと、ケースが出力部として回転するタイプがある。以下の説明では、ケースが静止しており、キャリアが出力部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。キャリアが回転すると、円筒ころ軸受のローラは、回転しながらキャリアの軸線の周りを移動する。すなわち、ローラは、ケースの内周面を転がるとともに、キャリアの外周面を転がる。換言すると、ローラはアウターレースの内周面を転がるとともに、インナーレースの外周面を転がる。リテーナは、ローラの移動に伴って、ケースに対して回転する。

特許文献１のようにリテーナをケースに接触させると、リテーナとケースの間に摩擦が生じる。その結果、ケースに対する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。ローラが、ケース及びキャリアに対して滑りやすくなる。ケース及びキャリアに対するローラの摺動が大きくなり、ローラに磨耗が生じやすくなる。それにより、円筒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筒ころ軸受の劣化を抑制する技術を提供する。

本明細書が開示する技術は、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に関する。その軸受は、インナーレースと、アウターレースと、複数の円柱状のローラと、リング状のリテーナと、ケースに固定されている第１部材と、キャリアに固定されている第２部材を備えている。インナーレースは、ケースとキャリアの一方に取り付けられている。アウターレースは、ケースとキャリアの他方に取り付けられている。複数の円柱状のローラは、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。リテーナは、隣り合うローラ同士の間隔を維持する。インナーレースは、テーパー状の外周面を有している。アウターレースは、テーパー状の内周面を有している。アウターレースの内周面は、インナーレースの外周面に対向している。リテーナは、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、隣り合うローラ何の間隔を維持する。第１部材は、ケースとリテーナの間でケースに固定されている。第２部材は、キャリアとリテーナの間でキャリアに固定されている。本明細書が開示する歯車伝動装置では、リテーナの直径の大きい方の端部が、第１部材を介してケースに接触するとともに、第２部材を介してキャリアに接触する。第１部材とリテーナの間に生じる摩擦は、リテーナが第１部材を介することなくケースに接触するときに生じる摩擦より小さい。また、第２部材とリテーナの間に生じる摩擦は、リテーナが第２部材を介することなくキャリアに接触するときに生じる摩擦より小さい。すなわち、第１部材は、第１部材とリテーナの間に生じる摩擦を、リテーナが第１部材を介することなくケースに接触するときに生じる摩擦より小さくするように構成されている。第２部材は、第２部材とリテーナの間に生じる摩擦を、リテーナが第２部材を介することなくキャリアに接触するときに生じる摩擦より小さくするように構成されている。

上記の歯車伝動装置によると、リテーナは、ケース（第１部材）とキャリア（第２部材）の双方に接触することにより、ケースに対して摺動するだけでなく、キャリアに対しても摺動する。上述したように、従来の歯車伝動装置では、リテーナをケースにのみ接触させる。本明細書で開示する歯車伝動装置では、従来の歯車伝動装置と比較して、リテーナとキャリア（第２部材）の間に生じる摩擦の分だけケースに対するリテーナの回転速度が速くなる。別言すると、本明細書で開示する歯車伝動装置は、ケースに対するリテーナの回転速度を、ケースに対するキャリアの回転速度のほぼ半分に近づけることができる。すなわち、ケースに対する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。ケース及びキャリアに対するローラの摺動が抑制され、ローラの磨耗が抑制される。円筒ころ軸受の劣化が抑制され、歯車伝動装置の耐久性が向上する。

また、上記歯車装置によると、ケースとリテーナの間に第１部材が配置され、キャリアとリテーナの間に第２部材が配置される。その結果、リテーナが、ケース及びキャリアと直接接触することが防止される。リテーナとケースの間、及びリテーナとキャリアの間に生じる摩擦を小さくすることができるので、キャリアの回転トルクが増大することを抑制することができる。

なお、上記の歯車伝動装置では、リテーナは、常に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（第１部材と第２部材）の双方に接触すればよい。

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、本明細書で開示する実施例の技術的特徴の幾つかを記す。なお、以下に記す事項は、各々単独で技術的な有用性を有している。

第１部材は、ケースと着脱可能なリング状であってよい。また、第２部材が、キャリアと着脱可能なリング状であってよい。第１部材又は第２部材として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ），全芳香族ポリイミド（ＡＰＩ），黄銅，焼結金属，セラミックス等をリング状に加工したものを用いることができる。あるいは、第１部材又は第２部材として、リング状の鋼板を窒化処理，硬質クロムめっき処理等したもの、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等を表面処理したものを用いることができる。鋼板として、ＪＩＳ Ｇ ３１４１で規定されているＳＰＣＣ等を用いることができる。

第１部材は、ケースの一部をコーティング処理したものでもよい。また、第２部材は、ケースの一部をコーティング処理したものでもよい。コーティング材料として、ＰＴＦＥ，ＡＰＩ，硬質クロム等を用いることができる。

ケース及び／又はキャリアの材料として、ＪＩＳ Ｇ ５５０１で規定されているＦＣ又はＪＩＳ Ｇ ５５０２で規定されているＦＣＤ等の鋳鉄、ＪＩＳ Ｇ ４０５１で規定されているＳＣ等の機械構造用炭素鋼、ＪＩＳ Ｇ ４０５３で規定されているＳＮＣＭ,ＳＣＭ,ＳＣｒ等の機械構造用合金鋼、アルミニウム、プラスチック等を用いることができる。

本明細書で開示する歯車伝動装置では、リテーナと第１部材の接触面積と、リテーナと第２部材の接触面積が等しくてもよい。これにより、第１部材に対するリテーナの摺動と、第２部材に対するリテーナの摺動とを均等にすることができる。ケースに対するリテーナの回転速度を、ケースに対するキャリアの回転速度のほぼ半分にさらに近づけることができる。

本明細書で開示する歯車伝動装置では、リテーナと第１部材の接触面がキャリアの軸線に直交しており、リテーナと第２部材の接触面がキャリアの軸線と同心の円筒面であってもよい。あるいは、リテーナと第２部材の接触面がキャリアの軸線に直交しており、リテーナと第１部材の接触面がキャリアの軸線と同心の円筒面であってもよい。これにより、リテーナを、キャリアの軸線方向とキャリアの径方向の２方向で支えることができる。リテーナがローラの軸方向に移動することを、確実に防止することができる。なお、「接触面がキャリアの軸線に直交している」とは、キャリアの軸線が接触面に垂直であることを意味する。

本明細書で開示する歯車伝動装置では、リテーナの第２部材（キャリア）と接触する面（キャリア接触面）に、溝が形成されていてもよい。また、リテーナの第１部材（ケース）と接触する面（ケース接触面）に、溝が形成されていてもよい。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、リテーナが第１部材と第２部材に接触したときに、円筒ころ軸受の外部から内部に潤滑剤が導入されやすくなる。すなわち、円筒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。その結果、リテーナが第１部材と第２部材に接触しても、潤滑剤が、上記溝を通って、円筒ころ軸受の内部に移動することができる。ローラの油膜切れが抑制され、ローラの磨耗が進行することが抑制される。

（第１実施例）
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適用することもできる。なお、以下の説明では、リテーナが第１部材を介してケースに接触することを単に「リテーナがケースに接触する」と表現し、リテーナが第２部材を介してキャリアに接触することを単に「リテーナがキャリアに接触する」と表現することがある。

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、偏心揺動型の減速装置である。外歯歯車２２は、内歯歯車２４と噛み合いながら偏心回転する。外歯歯車２２の歯数は、内歯歯車２４の歯数と異なる。歯車伝動装置１００は、外歯歯車２２の歯数と内歯歯車２４の歯数との差を利用し、キャリア１０を回転させる。すなわち、歯車伝動装置１００は、外歯歯車２２と内歯歯車２４の歯数差を利用し、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の出力部に相当する。軸線３０は、キャリア１０の回転軸線に相当する。軸線３０は、内歯歯車２４の中心軸にも相当する。また、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、後述する円筒ころ軸受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を備えている。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、一対の円筒ころ軸受２が配置されている。小径部４ａの一部に、リング状の第１部材５２が取り付けられている。第１部材５２の詳細については後述する。

軸線３０方向において、内歯歯車２４は、一対の円筒ころ軸受２の間に配置されている。上記したように、外歯歯車２２は、内歯歯車２４と噛み合っている。そのため、軸線３０方向において、外歯歯車２２が、一対の円筒ころ軸受２の間に配置されているということもできる。一対の円筒ころ軸受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。一対の円筒ころ軸受２は、歯車伝動装置１００の主軸受ということができる。円筒ころ軸受２の詳細については後述する。

キャリア１０は、一対の円筒ころ軸受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を備えている。第１プレート１０ａは、柱状部１０ｂを備えている。柱状部１０ｂは、第１プレート１０ａから第２プレート１０ｃに向けて延びており、第２プレート１０ｃに固定されている。第１フランジ１０ｄが、第１プレート１０ａの端部に形成されている。第１フランジ１０ｄは、径方向（軸線３０に直交する方向）に延びている。第２フランジ１０ｅが、第２プレート１０ｃの端部に形成されている。第２フランジ１０ｅは、径方向に延びている。円筒ころ軸受２は、第１フランジ１０ｄ及び第２フランジ１０ｅに配置されている。第１フランジ１０ｄは、第１プレート１０ａの突出部ということもできる。また、第２フランジ１０ｅは、第２プレート１０ｃの突出部ということもできる。第１フランジ１０ｄの一部、及び第２フランジ１０ｅの一部に、リング状の第２部材５０が取り付けられている。第２部材５０の詳細については後述する。なお、キャリア１０とケース４は金属製である。具体的には、キャリア１０の材料はＪＩＳ Ｇ ５５０２で規定されているＦＣＤ４５０又はＪＩＳ Ｇ ４０５１で規定されているＳ５５Ｃであり、ケース４の材料はＦＣＤ４５０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。軸線３０方向において、外歯歯車２２は、一対の円錐ころ軸受１９の間に配置されている。

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、円筒ころ軸受２について詳細に説明する。円筒ころ軸受２は、インナーレース４６と、アウターレース４０と、ローラ４２（円筒ころ）と、リテーナ４４を備えている。インナーレース４６は、リング形状である。インナーレース４６の外周面４６ｂは、テーパー状である。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。軸線３０方向において、外周面４６ｂの径は、歯車伝動装置１００の内部に向かうに従って小さくなっている。インナーレース４６の外周面４６ｂには、ローラ４２の移動を規制するリブが設けられていない。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の軸線３０方向の端面４６ｃは、第２部材５０に接触していない。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いうこともできる。

アウターレース４０は、リング形状である。アウターレース４０の内周面４０ｂは、テーパー状である。アウターレース４０の内周面４０ｂは、軸線３０に対して傾斜している。軸線３０方向において、内周面４０ｂの径は、歯車伝動装置１００の内部に向かうに従って大きくなっている。アウターレース４０の内周面４０ｂには、ローラ４２の移動を規制するリブが設けられていない。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。軸線３０に対する内周面４０ｂの傾斜角と、軸線３０に対する外周面４６ｂの傾斜角は等しい。すなわち、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、ローラ４２の回転軸方向において一定である。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の外周面４０ａは、第２部材５０に接触していない。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いうこともできる。

ローラ（円筒ころ）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の回転軸は、軸線３０（図１を参照）に対して傾斜している。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の形状は円柱状である。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。なお、上記したように、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にはリブが設けられていない。そのため、ローラ４２の回転軸方向の端面４２ａは、インナーレース４６及びアウターレース４０に接しない。

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はリング形状であり、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、隣り合うローラ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の回転軸方向の両端４２ａは、リテーナ４４によって拘束される（図２も参照）。すなわち、ローラ４２は、リテーナ４４に対して、軸方向に移動することが規制されている。別言すると、リテーナ４４が、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を参照）。ケース接触面４４ｄは、リテーナ４４の外周面であり、第１部材５２を介してケース４（小径部４ａ）の内周面に接触する。リテーナ４４とケース４との接触面は、軸受中心軸３０と同心の円筒状である。キャリア接触面４４ｅは、軸線３０方向の端部に形成されている。キャリア接触面４４ｅは、リテーナ４４の軸受中心軸３０方向の端面である。キャリア接触面４４ｅは、第２部材５０を介してキャリア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との接触面は軸線３０に直交する。

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、隣り合う外周溝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（第１部材５２）に接触しても、外周溝４４ｆはケース４に接触しない。すなわち、ケース接触面４４ｄがケース４に接触しても、リテーナ４４とケース４との間に隙間が確保される。

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の周りに等間隔に形成されている。キャリア接触面４４ｅが、隣り合う端面溝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（第２部材５０）に接触しても、端面溝４４ｇはキャリア１０に接触しない。すなわち、キャリア接触面４４ｅがキャリア１０に接触しても、リテーナ４４とキャリア１０との間に隙間が確保される。

外周溝４４ｆと端面溝４４ｇは、リテーナ４４の周方向に交互に形成されている。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とほぼ等しい。

なお、図２では、ケース接触面４４ｄがケース４に接触しており、キャリア接触面４４ｅがキャリア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。しかしながら、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。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、円筒ころ軸受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とキャリア１０の間、及び、ローラ４２とケース４の間の摩擦が小さければ、リテーナ４４は、キャリア１０の回転速度Ｖのおよそ半分の速度（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。上記したように、リテーナ４４とケース４の接触面積Ｗ１は、リテーナ４４とキャリア１０の接触面積Ｗ２とほぼ等しい。そのため、摩擦力Ｆ１は、摩擦力Ｆ２とほぼ等しい。摩擦力Ｆ１と摩擦力Ｆ２が打ち消し合うので、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。

ローラ４２が回転速度０．５Ｖに近い速度で矢印Ａ３方向に移動するということは、ローラ４２とキャリア１０の間、及び、ローラ４２とケース４の間の摩擦が小さいことを意味する。別言すると、キャリア１０及びケース４に対するローラ４２の摺動が小さい。そのため、ローラ４２の磨耗（円筒ころ軸受２の劣化）が抑制される。なお、上述した特許文献１のようにリテーナをケースのみに接触させると、図６の摩擦力Ｆ１方向の摩擦力のみが生じ、摩擦力Ｆ２方向の摩擦力が得られない。そのため、リテーナの回転速度が遅くなり、ローラとキャリアの間、及び、ローラとケースの間の摩擦が大きくなる。ローラの磨耗が促進され、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拘束しながら、ローラ４２の磨耗を抑制することができる。

上記したように、リテーナ４４は、第１部材５２を介してケース４に接触する。すなわち、リテーナ４４は、ケース４に直接接触しない。第１部材５２は、第１部材５２とリテーナ４４の間に生じる摩擦を、仮にリテーナ４４が第１部材５２を介することなくケース４に接触するときに生じる摩擦よりも小さくする。また、リテーナ４４は、第２部材５０を介してキャリア１０に接触し、キャリア１０に直接接触しない。第２部材５０は、第２部材５０とリテーナ４４の間に生じる摩擦を、仮にリテーナ４４が第２部材５０を介することなくキャリア１０に接触するときに生じる摩擦よりも小さくする。

第１部材５２と第２部材５０は、リンク状に加工したＰＴＦＥ樹脂であり、各々ケース４とキャリア１０に嵌め込まれている。軸線３０方向において、第１部材５２の長さは、ケース接触面４４ｄの長さよりも長い。リテーナ４４が、ケース４と直接接触することを規制することができる。第１部材５２の軸線３０方向の長さは、径方向（軸線３０に直交する方向）の長さよりも長い。径方向において、第２部材５０の長さが、キャリア接触面４４の長さよりも長い。リテーナ４４が、キャリア１０と直接接触することを規制することができる。第２部材５０の径方向の長さは、軸線３０方向の長さよりも長い。なお、第１部材５２の表面粗さは、第１部材５２が配置される位置のケース４の表面粗さよりも小さい。第２部材５０の表面粗さは、第２部材５０が配置される位置のキャリア１０の表面粗さよりも小さい。

上記したように、ケース４の材料の材料はＦＣＤ４５０であり、キャリア１０の材料はＦＣＤ４５０またはＳ５５Ｃである。リテーナ４４とケース４が接触するときに両者の間に生じる摩擦よりも、リテーナ４４と第１部材（ＰＴＦＥ樹脂）５２が接触するときに両者の間に生じる摩擦の方が小さい。また、リテーナ４４とキャリア１０が接触するときに両者の間に生じる摩擦よりも、リテーナ４４と第２部材（ＰＴＦＥ樹脂）５０が接触するときに両者の間に生じる摩擦の方が小さい。なお、ケース４及びキャリア１０の材料として、ＦＣ，ＦＣＤ等の鋳鉄、ＳＣ等の機械構造用炭素鋼、ＳＮＣＭ,ＳＣＭ,ＳＣｒ等の機械構造用合金鋼、アルミニウム、プラスチック等を用いることができる。また、第１部材５２及び／又は第２部材５０として、リング状に加工したＰＴＦＥ，ＡＰＩ，黄銅，焼結金属，セラミックス等を用いることができる。あるいは、第１部材５２及び／又は第２部材５０を、ＰＴＦＥ，ＡＰＩ，硬質クロムをケース４及び／又はキャリア１０の一部にコーティングして形成することもできる。

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筒ころ軸受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筒ころ軸受２と同じ特徴を有している（図１を参照）。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筒ころ軸受２についての説明は省略する。

歯車伝動装置１００の他の利点を説明する。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と同心の円筒状である。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（歯車伝動装置１００の軸方向と径方向）で規制される。リテーナ４４（ローラ４２）が歯車伝動装置１００から外れることを、確実に防止することができる。

上記したように、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内に異物が混入することを抑制できる。なお、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は、小径部４ａの外周を一巡している。歯車伝動装置１００に他の部品（例えばモータ）を取り付けるときに、Ｏリング（図示省略）が溝２６に配置される。

オイルシール６と溝２６に配置されるＯリングとによって、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。さらに、リテーナ４４のケース接触面４４ｄに外周溝４４ｆが形成されており、リテーナ４４のキャリア接触面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、円筒ころ軸受２の外部に存在する潤滑剤が、円筒ころ軸受２の内部に導入され得る。円筒ころ軸受２内の潤滑剤が枯渇（オイル切れ）することを抑制できる。より具体的には、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、円筒ころ軸受２の内部に導入され得る。

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。リテーナ４４の剛性がケース４とキャリア１０の剛性よりも低いので、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が変形し得る。その結果、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。

歯車伝動装置１００の中央に、軸線３０方向に沿った中心貫通孔１２が形成されている。中心貫通孔１２を利用し、配線，配管等を、歯車伝動装置１００内を通過させることができる。

（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。

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。円筒ころ軸受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、円筒ころ軸受２の内部に導入される。リテーナ１４４を用いることにより、円筒ころ軸受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とがリテーナ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、保持器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傾いている（図４を比較して参照）。複数の端面溝２４４ｇの夫々は、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、外周溝２４４ｆが延びる向きは、軸受中心軸３０に対して傾いている（図５を比較して参照）。複数の外周溝２４４ｆの夫々は、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が隣り合う外周溝２４４ｆの間に形成されており、外周溝２４４ｆが隣り合う端面溝２４４ｇの間に形成されている。

歯車伝動装置が駆動すると、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、潤滑剤は、リテーナ２４４の回転に伴って、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、潤滑剤は、リテーナ２４４の回転に伴って、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。

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、円筒ころ軸受３０２のインナーレースを兼ねている。すなわち、円筒ころ軸受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。軸線３０方向において、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。軸線３０方向において、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で用いているリテーナ４４と同一である。そのため、リテーナ４４は、フランジ２１０ｄ及びフランジ２１０ｅの双方に接触する。

上記実施例では、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した。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、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。

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、リテーナがケースにのみ接触する従来の歯車伝動装置よりもローラの摩擦を小さくすることができる。リテーナが、ケースとキャリアの双方に接していれば、従来の歯車伝動装置よりもローラの磨耗を抑制することができる。

上記実施例では、ケースにアウターレースが取り付けられており、キャリアにインナーレースが取り付けられている例について説明した。ケースにインナーレースを取り付け、キャリアにアウターレースを取り付けてもよい。

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筒ころ軸受が設けられており、円筒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、ローラを保持するリテーナがケースとキャリアの双方に接触することである。

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。

２：軸受（主軸受）
４：ケース
１０：キャリア
４０：アウターレース
４２：ローラ
４４：リテーナ
４６：インナーレース
５０：第２部材
５２：第１部材
１００：歯車伝動装置

Claims (4)

1. 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であり、
   前記軸受は、
   テーパー状の外周面を有し、ケースとキャリアの一方に取り付けられているインナーレースと、
   インナーレースの外周面に対向するテーパー状の内周面を有し、ケースとキャリアの他方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柱状のローラと、
   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、隣り合うローラ間の間隔を維持するリング状のリテーナと、
   ケースとリテーナの間でケースに固定されている第１部材と、
   キャリアとリテーナの間でキャリアに固定されている第２部材と、を備えており、
   前記リテーナの直径の大きい方の端部は、第１部材を介してケースに接触するとともに、第２部材を介してキャリアに接触し、
   第１部材と前記リテーナの間に生じる摩擦は、前記リテーナが第１部材を介することなくケースに接触するときに生じる摩擦より小さく、
   第２部材と前記リテーナの間に生じる摩擦は、前記リテーナが第２部材を介することなくキャリアに接触するときに生じる摩擦より小さく、
   リテーナと第１部材の接触面と、リテーナと第２部材の接触面のうちの一方が、キャリアの軸線に直交し、
   リテーナと第１部材の接触面と、リテーナと第２部材の接触面のうちの他方が、キャリアの軸線と同心の円筒面である歯車伝動装置。
2. 第１部材が、ケースと着脱可能なリング状である請求項１に記載の歯車伝動装置。
3. 第２部材が、キャリアと着脱可能なリング状である請求項１又は２に記載の歯車伝動装置。
4. リテーナと第１部材の接触面積と、リテーナと第２部材の接触面積が等しい請求項１から３のいずれか一項に記載の歯車伝動装置。

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