JPH0821502A - 遊星ローラ方式トラクションドライブユニット及びユニットケースの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般産業用小形動力伝達システムとして使用
される遊星ローラ方式のトラクションドライブユニット
及びそのユニットケースの製造方法に関するもので、ユ
ニットの小型化、簡単化を図ると共に、ユニットケース
の加工及びユニットの組み立ての容易化を図ることを目
的としている。 【構成】 １次品として内周面及び両側面をほぼ最終形
状に、また外周面は最終の外径寸法をもつ円筒形状に加
工したユニットケース１１０（図示していない）を熱処
理して硬化し、内周面を研磨した後、外周面に対して圧
縮加工を加えて表面近傍に残留応力を発生させるためシ
ョットピーニング加工等を行なう。次いで図２に示すよ
うに外周面中央位置でユニットケース内に挿入する遊星
ローラよりも若干広い巾の周溝部１１０ａの肉を除去加
工して取り除くことにより、薄肉部１１０ｂ及びその両
端近傍を含んだ範囲を、内側に凸形に弾性変形させ内径
寸法を縮小する。そして従来と同様にユニットケース１
１０内に太陽軸、遊星ローラ等を挿入してユニットを組
立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般産業用小形動力伝達
システムとして使用される遊星ローラ方式のトラクショ
ンドライブユニット及びそのユニットケースの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラクションドライブユニットの
例を図４〜図７によって説明する。

【０００３】図４は従来例の１つとしてのトラクション
ドライブユニットの軸心に沿って一部を切り欠いた縦断
面図、図５は図４のII−II断面図である。

【０００４】また図６は別の従来例の固定輪の構造を示
す縦断面図、図７はさらに別の従来例の固定輪の構造を
示す縦断面図である。

【０００５】まず図４，図５に示す従来例（従来例１）
について説明すると、これらの図においてトラクション
ドライブユニット１は、固定輪が一体形成された円筒状
のユニットケース１０と、太陽軸が一体形成された高速
軸２０と、キャリヤが一体形成された低速軸３０と、複
数個（図では３個）の中空状の遊星ローラ４０とを備え
た構成である。

【０００６】ユニットケース１０の貫通孔内周面には、
径方向中心に向けて突出する所定巾の輪状凸部１１が形
成されており、この輪状凸部１１の内周面が遊星ローラ
４０の摩擦転動面となり、この輪状凸部１１の存在部位
が固定輪に対応する領域となる。

【０００７】この輪状凸部１１の軸心方向中央位置に
は、周方向に連続する凹溝１２が形成されており、この
凹溝１２の存在は遊星ローラ４０との面圧を高めて高速
軸２０から低速軸３０への動力伝達損失を減少させるた
めのものである。

【０００８】また、ユニットケース１０の輪状凸部１１
の内周面（なし地で表す部位）が高周波焼入れなどによ
り、Ｈ_R Ｃ６０〜６５程度の硬さに硬化されており、そ
れ以外の部分は硬化されていない。

【０００９】さらに、ユニットケース１０の外周面にお
いて輪状凸部１１と対応する部分には、遊星ローラ４０
の軸心方向寸法よりも若干大きな幅の周溝１３が形成さ
れている。この周溝１３の溝深さは、例えばユニットケ
ース１０の肉厚を６ｍｍとする場合に１ｍｍに設定され
る。

【００１０】高速軸２０は、その外端が転がり軸受２を
介してユニットケース１０の貫通孔の一方開口端に支持
されており、内端には太陽軸としての小径の凸軸２１が
突設されている。

【００１１】この高速軸外端には軸心方向外方に開口す
る凹入部２２が形成されており、この凹入部２２の内周
面にはスプライン溝２３が形成されている。つまり、こ
の凹入部２２に図示しない駆動源の回転軸などが例えば
スプライン嵌合されるようになっている。そして、凸軸
２１には遊星ローラ４０の摩擦転動を案内する案内溝２
４が形成されている。

【００１２】低速軸３０は、その外端が転がり軸受３を
介してユニットケース１０の貫通孔の他方開口端に支持
されており、内端には遊星ローラ４０を保持するための
キャリアとしての複数本（図では３本）の突片３１が形
成されているとともに、軸心には軸心方向に沿って貫通
する貫通孔３２が穿設されている。

【００１３】この貫通孔３２には、スプライン溝３３が
形成されており、ここに図示しない穿孔用ドリルやナッ
ト締付け用工具などが例えばスプライン嵌合されるよう
になっている。

【００１４】そして、貫通孔３２の内方開口端には内部
に塵埃などの異物が混入するのを防ぐため円形板５０が
嵌着され、前記内方開口端を閉塞している。

【００１５】この低速軸３０の突片３１それぞれの内径
部分に、高速軸２０の凸軸２１が所定間隔を介して配置
されており、高速軸２０の凸軸２１内端面中心部に設け
てある断面Ｖ字形状の凹部２５に前記円形板５０と当接
するボール５１が収納されている。これらの円形板５０
とボール５１とで高速軸２０と低速軸３０とが互いに近
接する側に変位するのを阻止させている。

【００１６】遊星ローラ４０は、キャリアとしての各突
片３１間に回動自在に保持されて、ユニットケース１０
の輪状凸部１１の内周面と高速軸２０の凸軸２１の案内
溝２４との間に摩擦転動を可能に圧入されている。

【００１７】前記遊星ローラ４０は、適切なしめしろを
与えるため、および圧接時の応力集中を緩和するため、
中空状に形成されている。

【００１８】また、中空部内周面側の応力集中を防ぐた
め、遊星ローラ４０の中空部内周面側を除いて硬化処理
を施し、中空部内周面および内部に軟質部分を選択的に
残している。

【００１９】そして、ユニットケース１０の両端面それ
ぞれの円周４箇所が、高速軸支持用軸受２、低速軸支持
用軸受３の外輪に対しそれぞれかしめられており、ユニ
ットケース１０の右側端面のかしめ部Ａと輪状凸部１１
の右側端面とにより高速軸支持用軸受２が、また、ユニ
ットケース１０の左側端面のかしめ部Ｂと輪状凸部１１
の左側端面とにより低速軸支持用軸受３が、それぞれユ
ニットケース１０に対して位置決め保持されている。

【００２０】また、低速軸３０の外端面の円周４箇所
が、低速軸支持用軸受３の内輪に対してかしめられてお
り、このかしめ部Ｃと低速軸３０の突片３１の外端面３
４により当該低速軸３０が低速軸支持用軸受３に固定さ
れている。

【００２１】高速軸２０は高速軸支持用軸受２に対して
焼き嵌めによって圧入固定させており、低速軸３０側へ
の変位は高速軸２０と低速軸３０との間に設けた円形板
５０とボール５１とによって阻止させている。

【００２２】また、ユニットケース１０の外周面の周溝
１３は、遊星ローラ４０の圧入によって生ずる膨らみを
ここで吸収し、ユニットケース１０の外径寸法が変化す
るのを防ぐためのものである。

【００２３】高速軸２０を入力軸とした場合、その回転
により遊星ローラが自転しながら公転し、この公転によ
り突片３１を通じて低速軸が回転させられる。つまり、
低速軸３０には高速軸２０の回転数が所定の比率で減速
されて取り出されるので、この場合には減速機となる。
一方、低速軸３０を入力軸とした場合には、高速軸２０
には低速軸３０の回転数が所定の比率で増速されて取り
出されるので、この場合には増速機となる。

【００２４】なお、太陽軸、遊星ローラ、及び固定輪間
の接触圧力を得るための手段としては各種の提案があ
る。

【００２５】上記従来例の１例として例えば実公平４−
５２５０９号公報を参照されたい。

【００２６】つぎに図６に示す別の従来例（従来例２）
について説明すると、図６は、円筒状ケース６０内に嵌
装された固定輪６１を２分割して錘面状とし、軸方向に
力Ｐを加えて一方の固定輪６１を押し込むことにより接
触圧力を調整するものである。図中、６２及び６３は遊
星ローラ及び太陽ローラ（前例太陽軸に相当）である。

【００２７】また図７に示すさらに別の従来例（従来例
３）について説明すると、図７は、円筒状ケース６０′
内に嵌装された固定輪６１′を断面Ｕ字状の弾性体と
し、軸方向に力Ｐを加えることにより、半径方向に破線
で示すように弾性変形させ、接触圧力を調整するもので
ある。なお６２′及び６３′は遊星ローラ及び太陽ロー
ラである。（類似部品には前例と同一番号を流用）

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで前述の従来例
２及び従来例３に示すような、ケース６０，６０′の中
に固定輪６１，６１′を嵌装させ、この固定輪６１，６
１′に軸方向の力を与えて内径を縮小させて押圧力を得
る方式では、ユニットの外形が大きくなり、また部品点
数が多くなって、コストが高くなる不具合がある。

【００２９】また従来例１は、外形を小さくするために
ケースと固定輪とをユニットケース１０として一体に形
成した例であるが、外形を加工した後に、内径寸法を越
す軸２１と遊星ローラ４０が挿入されるので、外形寸法
に変化が生ずるのは避けられない。

【００３０】本発明は、従来例１と同様に、ケースと固
定輪が一体に形成された方式であるが、前記従来技術の
もつ各不具合点を解消し、外径が小さく、外形寸法の変
化が少なく、かつ加工が容易で、コストの低廉な新たな
トラクションドライブユニット及びユニットケースの製
造方法を提供することを目的としている。

【００３１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の構成として本発明の遊星ローラ方式トラクションドラ
イブユニットは、低速軸に回転自在に支承または保持さ
れる遊星ローラを、高速軸に外接させるとともにユニッ
トケース（固定輪）に内接させた、遊星ローラ方式のト
ラクションドライブユニットにおいて、前記ユニットケ
ースの外周面にショットピーニング加工等を行なって残
留応力を発生させた後、該ユニットケースの軸心方向中
央部外周面を周溝状に除去して薄肉としたとき、該薄肉
部に生ずる内側に膨らむ弾性変形によってユニットケー
ス軸心方向中央部内周面に内側に膨らむ凸部を形成し、
該ユニットケース内に圧入される遊星ローラに対して、
該凸部が与える弾性的反発力によって遊星ローラの接触
圧力を得るようにしたことを特徴とするものである。

【００３２】また前記トラクションドライブユニットの
ユニットケースを製造する方法としては、同ユニットケ
ースの内周面及び両側面はほぼ最終形状に、外周面は最
終径寸法をもつ円筒形状に夫々加工したユニットケース
の１次品を作り、次にこの１次品を熱処理して硬化さ
せ、内周面を研磨した後、外周面にショットピーニング
等によって圧縮加工を加え、表面近傍に残留応力を発生
させ、次いで外周面の中央部を、遊星ローラより若干広
い巾の周溝状に肉を除去して薄肉として、この薄肉部を
内側に向けて凸形に弾性変形させ内径寸法を縮小して最
終製品とすることが効果的である。

【００３３】

【作用】上記構成よりなる本発明の遊星ローラ方式トラ
クションドライブユニットは、ユニットケースの貫通孔
に側端より遊星ローラ及び太陽軸を挿入してユニットを
組み立てるが、ユニットケースの内径寸法は所定のしめ
代が得られるように作られているので、所定の接触圧力
が得られる。

【００３４】また、凸形の形状は滑らかな曲線となって
いるので、遊星ローラの挿入は容易である。

【００３５】さらに、内側に向けて凸形に変形した薄肉
部は挿入された遊星ローラに押されて内径寸法は広が
り、変形前に近い形状に戻るので、外形寸法の変化は最
小限に抑えることができる。

【００３６】なお、薄肉部の凸形の変形量はユニットケ
ースの肉厚、除去加工の巾、深さ等に影響されるが、あ
らかじめ実験により、所定の接触圧力が得られるように
条件を求めておく。

【００３７】

【実施例】以下本発明の実施例のトラクションドライブ
ユニットを図１〜図３によって説明する。

【００３８】このトラクションドライブユニットの基本
的構成は図４及び図５に示す前述の従来例１の構成とほ
ぼ同様であり、全体の構成については説明を省略する。

【００３９】本発明の特徴はユニットケースにあるが、
理解を容易にするために従来例の構造のものに適用した
場合で説明し、従来例と同じまたは類似の部品には同一
番号を流用する。

【００４０】図１は、本発明に係わるユニットケース１
１０の１次品の縦断面図で、内周面及び両側面はほぼ最
終形状に、外周面は最終の外径寸法をもつ円筒形状に加
工されている。

【００４１】この１次品を熱処理して硬化し、内周面を
研磨した後、外周面に対して圧縮加工を加えて表面近傍
に残留応力を発生させるためショットピーニング加工等
を行なう。この結果外周面は塑性変形して軸心方向に伸
びようとする応力を残留する状態となる。

【００４２】次いで図２に示すように、外周面中央位置
で遊星ローラより若干広い巾の周溝部１１０ａの肉を除
去加工して取り除く。

【００４３】残留応力状態にある材料が取り除かれるの
で、薄肉部１１０ｂ及びその両端近傍を含んだ範囲は、
図２に示すように内側に凸に弾性変形し、内径寸法は縮
小する。

【００４４】次いで、図３に示すように従来例と同様に
ユニットケース１１０内に太陽軸、遊星ローラを挿入し
てユニットを組み立てる。薄肉部１１０ｂの凸形の形状
は滑らかな曲線となっているので、遊星ローラの挿入は
容易である。なお２は高速軸支持用軸受、３は低速軸支
持用軸受、２０は高速軸、２１は高速軸の凸軸、４０は
遊星ローラを示す。

【００４５】凸形の変形量は予め実験で求められた条件
で加工して、所定のしめ代が得られるようにしてあるの
で、ローラが挿入されると所定の接触圧力が得られる。

【００４６】また、凸形に変形した薄肉部１１０ｂは遊
星ローラ４０に押されて内径寸法は広がり、変形前に近
い形状に戻るので、外形寸法の変化は最小限に抑えるこ
とができる。

【００４７】トラクションドライブユニットとしての作
用は従来例で説明した通りである。

【００４８】本実施例では残留応力を生ずる方法とし
て、ショットピーニングを行なったが、他にロール成形
加工、転造加工、スピニング等の方法がある。しかしコ
ストの面からはショットピーニングがもっとも経済的で
ある。

【００４９】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものでなく、本発明技
術思想の範囲内において変更が可能でありそれらは何れ
も本発明の技術的範囲に属する。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明のユニットケー
ス製造方法及びこれを用いて組み立てるトラクションド
ライブユニットによれば次に示す効果を奏する。

【００５１】（１）ケースと固定輪とが一体に形成され
ユニットケースとなっているので、ユニットは小型とな
り、また部品点数が少なく、コスト低減に寄与する。

【００５２】（２）ユニットケースの加工及びユニット
の組み立てが容易で、コスト低減に寄与する。

【００５３】（３）遊星ローラを挿入した組み立て状態
では、ユニットケースは変形前に近い形状に戻るので、
外形寸法を管理し易い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るユニットケースの１次加
工後の状態を示す縦断面図である。

【図２】ユニットケースの最終状態を示す縦断面図であ
る。

【図３】ユニットケースの組立後の状態を示す概略縦断
面図である。

【図４】従来例１のトラクションドライブユニットを示
す縦断面図である。

【図５】図４のII−II断面図である。

【図６】従来例２の固定輪の構造を示す縦断面図であ
る。

【図７】従来例３の固定輪の構造を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

２ 高速軸支持用軸受 ３ 低速軸支持用軸受 ２０ 高速軸 ３０ 低速軸 ４０ 遊星ローラ １１０ ユニットケース １１０ａ 周溝部 １１０ｂ 薄肉部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 低速軸に回転自在に支承または保持され
   る遊星ローラを、高速軸に外接させるとともにユニット
   ケース（固定輪）に内接させた、遊星ローラ方式のトラ
   クションドライブユニットにおいて、前記ユニットケー
   スの外周面にショットピーニング加工等を行なって残留
   応力を発生させた後、該ユニットケースの軸心方向中央
   部外周面を周溝状に除去して薄肉としたとき、該薄肉部
   に生ずる内側に膨らむ弾性変形によってユニットケース
   軸心方向中央部内周面に内側に膨らむ凸部を形成し、該
   ユニットケース内に圧入される遊星ローラに対して、該
   凸部が与える弾性的反発力によって遊星ローラの接触圧
   力を得るようにしたことを特徴とする遊星ローラ方式ト
   ラクションドライブユニット。
2. 【請求項２】 低速軸に回転自在に支承または保持され
   る遊星ローラを、高速軸に外接させるとともにユニット
   ケース（固定輪）に内接させた、遊星ローラ方式のトラ
   クションドライブユニットにおけるユニットケースの製
   造方法において、同ユニットケースの内周面及び両側面
   はほぼ最終形状に、外周面は最終径寸法をもつ円筒形状
   に夫々加工したユニットケースの１次品を作り、次にこ
   の１次品を熱処理して硬化させ、内周面を研磨した後、
   外周面にショットピーニング等によって圧縮加工を加
   え、表面近傍に残留応力を発生させ、次いで外周面の中
   央部を、遊星ローラより若干広い巾の周溝状に肉を除去
   して薄肉として、この薄肉部を内側に向けて凸形に弾性
   変形させ内径寸法を縮小して最終製品としたことを特徴
   とするユニットケースの製造方法。