CN103906946A - 行星齿轮组的齿轮架构造 - Google Patents

Abstract

构成齿轮架主体(1)的相对的板件(2、3)之中的一个板件(2)与轴部(5)的轴端附近的外周直接结合，另一个板件(3)借助从板件(2)和轴端附近(轴部5)之间的相互结合部处的轴端(5a)延伸的支柱(4)与轴部(5)结合。支柱(4)以4个为一组在板件(3)的外周部沿圆周方向等间隔配置，并与板件(3)一体结合。使各支柱(4)以朝向轴端(5a)收敛的倾斜状态延伸，并最终汇合于共用的环状体(4a)而实现一体化。环状体(4a)嵌在轴端(5a)并与轴端(5a)结合。在插入设置于板件(2、3)的透孔(2a、3a)内的小齿轮轴(未图示)上支承有行星小齿轮(未图示)。

Description

行星齿轮组的齿轮架构造

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮组的齿轮架构造，尤其是涉及与行星齿轮组的齿轮噪声、振动、还有耐久性等有关的齿轮架构造的改进方案。

背景技术

行星齿轮组的齿轮架构造通常由齿轮架主体和行星小齿轮构成，该齿轮架主体是将一对相对的板件直接或者间接地与共用的轴部结合起来而一体化形成的，行星小齿轮以可绕着自上述轴部偏心设置的轴线旋转的方式桥接在上述相对的板件之间并支承在上述相对的板件之间。

而且，行星齿轮组是使上述齿轮架构造的行星小齿轮与齿轮架构造的中心部的太阳轮和齿轮架构造的外周部的齿圈啮合而构成。

在实际使用行星齿轮组时，常规的做法是：将太阳轮、齿圈以及齿轮架构造(齿轮架主体)之中的一个作为输入要件而对该输入要件输入旋转，将另一个作为反作用力要件而将其固定(或者使其任意旋转)，从而使剩下的一个作为输出要件发挥功能，自该输出要件获得旋转并加以利用。

但是，以往，齿轮架主体在将一对相对的板件直接或者间接地与共用的轴部结合起来而一体化时，进行的是例如专利文献1所记载的这样的一体化。

即，相对的板件中的一个板件与共用的轴部直接结合，另一个板件借助桥接在该板件与上述一个板件之间而架设的支柱与该一个板件结合在一起，其结果，上述另一个板件隔着上述一个板件与共用的轴部间接结合起来。

专利文献1：日本特开平07-208585号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，像以往的齿轮架构造那样，使构成齿轮架主体的一个板件与共用的轴部直接结合，另一个板件借助在相对的板件之间架设的支柱隔着上述一个板件与共用的轴部间接地结合起来，会产生以下的问题。

即，在行星齿轮组的传动中，在齿轮架主体的相对的板件上分别作用有由行星小齿轮的驱动反作用力引起的齿轮架主体旋转方向上的载荷。作用于该相对的板件的输入载荷会使这些板件位移与各自的旋转方向支承刚性相对应的角度。

此时，因为使上述一个板件与轴部直接结合，所以上述一个板件只位移与该板件的比较大的扭转刚性相对应的量，与此相对，因为使另一个板件借助架设于相对的板件间的支柱隔着上述一个板件间接地结合于轴部，所以上述另一个板件位移相当于与上述一个板件的扭转刚性相对应的位移和与支柱的刚性相对应的位移的和的较大角度。

即，上述另一个板件相比于上述一个板件，至少位移比与该一个板件的刚性相对应的位移的量大的角度。

因此，相对的板件彼此相对位移至少与上述一个板件的刚性相对应的位移角度的量，使在这些板件间进行桥接并以旋转自如的方式支承的行星小齿轮的旋转轴线(为了支承行星小齿轮而架设在板件之间的小齿轮轴)向相应的方向倾斜与上述的相对位移相对应的角度。

该行星小齿轮旋转轴线(小齿轮轴)的倾斜使在该行星小齿轮和与该行星小齿轮啮合的太阳轮以及齿圈之间产生齿轮的啮合不良。

因此，行星齿轮组有可能产生较大的齿轮噪声、振动或由啮合不良引起的传动效率、耐久性降低这样的问题。

此外，为了缓和或者解决上述问题，考虑提高上述支柱的刚性来抵消相对的板件间的相对位移的量(上述一个板件的刚性引起的位移量)。

但是，为了将相对的板件间的相对位移处于允许范围内，上述支柱为了充分满足对行星小齿轮的支承强度的必要条件，而产生必须要超出该必要条件的高刚性，随之产生相当大的重量增加。

该支柱的重量增加不仅在成本上不利，还会产生由大型化引起的、关于确保收纳空间的设计上的困难，并且因为支柱是旋转体，难免在传动效率(能量消耗)方面也不利。

本发明的目的在于提出一种改进后的行星齿轮组的齿轮架构造：通过以使借助支柱而结合于轴部的板件的上述位移不受对方侧的板件的位移的影响而只由与支柱的刚性相对应的位移来决定的方式在支柱的轴部侧的配置上下功夫，而逐个解决上述的问题。

用于解决问题的方案

为了实现该目的，本发明的行星齿轮组的齿轮架构造如以下那样构成。

首先，说明作为本发明的前提的行星齿轮组的齿轮架构造，其由齿轮架主体和行星小齿轮构成，该齿轮架主体是将轴部和一对相对的板件一体化而成的，该行星小齿轮以可绕着自上述轴部偏心设置的轴线旋转的方式桥接在上述相对的板件之间并支承在上述相对的板件之间。

本发明在具有该齿轮架构造的行星齿轮组中，尤其是在以下结构上具有特征：

上述相对的板件中的一个板件与上述轴部结合，另一个板件借助从上述一个板件和轴部之间的相互结合部延伸的支柱与上述轴部结合起来。

发明的效果

在本发明的行星齿轮组的齿轮架构造中，因为相对的板件中的一个板件与轴部结合，另一个板件借助从该一个板件和轴部之间的相互结合部延伸的支柱与轴部结合起来，因此，在行星齿轮组的传动中，借助支柱与轴部结合起来的另一个板件丝毫不受一个板件的位移的影响，只位移与支柱的刚性相对应的角度的量。

由此，在行星齿轮组的传动中的相对的板件间的相对位移是相当于上述一个板件与其扭转刚性相对应地进行位移的位移量和上述另一个板件与上述支柱的刚性相对应地进行位移的位移量的差值的位移量。

因此，这些位移量的差值(相对的板件间的相对位移)不受上述一个板件的位移影响，因此，不增大支柱的刚性就能够减小该位移量间的差值(相对的板件间的相对位移)。

于是，能够抑制桥接在上述相对的板件之间并以旋转自如的方式支承的行星小齿轮的旋转轴线向与在行星齿轮组的传动中的上述相对的板件间的相对位移相对应的对应方向倾斜。而且，能够达成使该效果几乎不依赖于支柱的刚性增大，从而没有伴随由支柱的刚性增大引起的重量增加和成本上扬、传动效率的降低(能量损耗的增大)就能够起到上述的效果。

通过如以上那样行星小齿轮旋转轴线的倾斜变小，在本发明中，不会在行星小齿轮和与行星小齿轮啮合的齿轮(通常是太阳轮和齿圈)之间产生齿轮的啮合不良，从而能够消除行星齿轮组产生较大的齿轮噪声、振动，或者由啮合不良引起的传动效率、耐久性降低这样的上述问题。

而且，因为能够实现该问题的解决几乎不依赖于上述支柱的刚性增大，不仅该支柱需要满足行星小齿轮的支承强度必要条件，而且无需超出该必要条件的高刚性。

于是，在可避免由支柱的刚性增大引起的重量增加、成本上扬的同时，可防止由支柱的大型化带来的设计上的困难，除此之外还能够避免由作为旋转体的支柱的重量增加引起的传动效率的降低(能量损耗的增大)。

附图说明

图1是整体表示本发明的第1实施例的行星齿轮组的齿轮架构造的侧视图。

图2表示图1的齿轮架构造的概略图，图2的(a)是该齿轮架构造的概略侧视图，图2的(b)是表示沿图2的(a)的B-B线剖切该齿轮架构造而形成剖面，并从箭头方向观察到的概略纵剖主视图。

图3是表示本发明的第2实施例的行星齿轮组的齿轮架构造的一个行星小齿轮支承板件的主视图。

图4是整体表示本发明的第3实施例的行星齿轮组的齿轮架构造的、与图1相同的侧视图。

图5是整体表示本发明的第4实施例的行星齿轮组的齿轮架构造的、与图1相同的侧视图。

图6是以方块图的方式表示图5的齿轮架构造的、与图2的(a)相同的概略侧视图。

附图标记说明

1   齿轮架主体

2   一个板件

2a  行星小齿轮支承透孔

2b  扇形切口

3   另一个板件

3a  行星小齿轮支承透孔

4   支柱

4a  环状体

5   轴部

5a  轴端

6   行星小齿轮

7   大径小齿轮部

8   小径小齿轮部

9   撑条

具体实施方式

以下，基于添加的附图说明该发明的实施例。

实施例1

(结构)

图1、图2表示本发明的第1实施例的行星齿轮组的齿轮架构造，图1是表示该齿轮架构造的整体侧视图，图2是表示该齿轮架构造的概略情况的说明用的附图。

在图1、图2中，附图标记1表示齿轮架主体，该齿轮架主体1由一对同轴地相对配置的板件2、3和支柱4构成，该支柱4如后述那样用于支承这些相对的一个板件2和另一个板件3之中的另一个板件3。

相对的板件2、3之中的一个板件2直接结合于两个相对的板件2、3共用的轴部5的轴端附近、即图1、图2的(a)的左侧的轴端附近的外周。

但是，另一个板件3借助支柱4结合于轴部5，该支柱4是自一个板件2与上述轴部5的轴端附近之间的相互结合部的、图2的(b)中附图标记“5a”所示的轴端延伸。

上述的支柱4以多根(在图1、图2中是4个)为一组在板件3的外周部沿圆周方向等间隔地配置，该支柱4与该板件3一体成形或者一体结合。

而且，使各支柱4以朝向上述轴部5的轴端5a收敛的方式如图2的(a)所明示的那样倾斜地延伸，并最终使各支柱4的距板件3较远的自由端汇合于共用的环状体4a，从而与共用的环状体4a一体化。

通过将该环状体4a嵌在上述的轴端5a，而能够借助自该轴端5a延伸的支柱4将板件3结合于轴部5。

如上述那样，齿轮架主体1形成为同轴地相对的板件2、3不分别隔着对方侧的板件3、4而分别与共用的轴部5结合起来并一体化的结构。

上述那样的齿轮架主体1形成为如下的齿轮架构造：使像图1例示那样行星小齿轮6以可绕着自轴部5偏心设置的轴线旋转的方式旋转自如地支承于相对的板件2、3之间。

在这里，行星小齿轮6形成为具有使大径小齿轮部7和小径小齿轮部8一体的台阶式小齿轮。

该行星小齿轮6虽然在图1中只示出了1个，但实际上是多个(图1的情况是4个)为一组在板件2、3的圆周方向等间隔地配置，使各行星小齿轮6在相对的板件2、3的周缘部之间沿轴线方向延伸，并旋转自如地支承于这些相对的板件2、3的周缘部间。

因此，在相对的板件2、3上分别贯穿设置有与行星小齿轮6数量相同的透孔2a、3a，使成对的透孔2a和透孔3a彼此沿轴线方向排列，同时配置于在板件2、3的圆周方向上相邻的支柱4之间。

在沿轴线方向彼此排列的各对透孔2a、3a内，贯穿设置有未图示的小齿轮轴，在这些小齿轮轴上分别以使上述行星小齿轮6自由旋转的方式支承行星小齿轮6，并进行行星小齿轮6相对于齿轮架主体1(相对的板件2、3)的支承。

在将由上述的齿轮架主体1和行星小齿轮6构成的齿轮架构造用于行星齿轮组时，例如：使行星小齿轮6的大径小齿轮部7与齿轮架构造的中心的太阳轮(未图示)啮合，此外，使小径小齿轮部8与齿轮架构造的外周的齿圈(未图示)的内周齿啮合，由此构成行星齿轮组。

在实际使用该行星齿轮组时，太阳轮、齿圈以及齿轮架构造(齿轮架主体1)之中的一个作为输入要件而对该输入要件输入旋转，将另一个作为反作用力要件而将其固定(或者使其任意旋转)，从而使剩下的一个作为输出要件发挥功能，自该输出要件获得旋转并加以利用。

(效果)

在上述的本实施例的行星齿轮组的齿轮架构造中，因为相对的板件2、3中的一个板件2与轴部5直接结合，另一个板件3借助支柱4与轴部5结合，因此，在行星齿轮组的传动中，借助支柱4与轴部5结合起来的另一个板件3丝毫不受一个板件2的位移的影响，只位移与支柱4的刚性相对应的角度的量，该支柱4自轴部5上的处于一个板件2和轴部5之间的相互结合部的部位延伸。

由此，行星齿轮组的传动中的相对的板件2、3之间的相对位移为相当于一个板件2与其扭转刚性相对应地进行位移的位移量和另一个板件3与支柱4的刚性相对应地进行位移的位移量之差的位移量。

于是，这些位移量的差值(相对的板件2、3之间的相对位移)不受一个板件2的位移的影响，因此，不增大支柱4的刚性就能够减小该位移量之间的差值(相对的板件2、3之间的相对位移)。

于是，能够抑制桥接在这些相对的板件2、3之间而以旋转自如的方式支承的行星小齿轮6的旋转轴线向与在行星齿轮组的传动中的相对的板件2、3之间的相对位移相对应的对应方向倾斜。

而且，能够达成使该效果几乎不依赖于支柱4的刚性增大，从而没有伴随由支柱4的刚性增大引起的重量增加和成本上扬、传动效率的降低(能量损耗的增大)就能够起到上述的效果。

通过如以上那样由相对的板件2、3之间的相对位移引起的行星小齿轮6的倾斜变小，在本实施例中，不会在行星小齿轮6和与行星小齿轮6啮合的齿轮(通常是上述那样的太阳轮和齿圈)之间产生齿轮的啮合不良，从而能够消除行星齿轮组产生较大的齿轮噪声、振动，或者由啮合的不良引起的传动效率、耐久性降低这样的上述问题。

而且，因为能够实现该问题的解决几乎不依赖于支柱4的刚性增大，不仅该支柱4需要满足行星小齿轮6的支承强度必要条件，而且无需超出该必要条件的高刚性。

于是，在可避免由支柱4的刚性增大引起的重量增加、成本上扬的同时，可防止由支柱4的大型化带来的设计上的困难，除此之外还能够避免由作为旋转体的支柱4的重量增加引起的传动效率的降低(能量损耗的增大)。

进一步而言，在本实施例中，因为支柱4的靠轴部5侧的端部集中于一个板件2和轴部5之间的相互结合部，能够在较小的直径范围内进行该支柱端部的处理，从而能够实现齿轮架主体(齿轮架构造)的制造所需的时间的缩短和成本的降低。

此外，在本实施例中，因为一个板件2直接结合在轴部5的轴端5a附近，另一个板件3借助支柱4与轴部5结合，该支柱4自一个板件2和轴端5a附近之间的相互结合部处的轴端5a延伸，如图2的(a)所示那样，虽然形成为轴部5在齿轮架主体1内几乎不延伸的结构，但也可以与以往的结构相同。

因此，收容在齿轮架主体1内的齿轮的设置空间与以往一样不发生变化而能够容易地确保，因此能够容易进行齿轮架构造的设计，而且不使组装作业性变差，从而达成上述诸多作用和效果。

而且，在本实施例中，因为支柱4设置为与另一个板件3一体化，并使距该另一个板件3较远的自由端与轴部5的处于上述一个板件2和轴部5之间的相互结合部的部位结合，此外，辅以使支柱4的自由端汇合于环状体4a并与环状体4a一体化，从而不增加齿轮架主体1(齿轮架构造)的组装零件个数就能够起到上述效果，在成本上和生产率方面都相当有利。

除此之外，因为使支柱4的靠近另一个板件3的端部在该另一个板件3的外周部与该另一个板件3结合或者一体化，因此，提高支柱4相对于另一个板件3的结合刚性，而能够使上述的作用、效果进一步显著。

实施例2

(结构)

图3表示本发明的第2实施例的齿轮架构造。

在本实施例中，虽然基本上是像图1、图2那样与上述第1实施例相同的结构，但与轴部5直接结合的板件2形成为将在行星小齿轮6的支承透孔2a之间的圆周区域2b切成了扇形的形状。

还有，切口2b并不限于上述的扇形和上述的大小，如果能够支承行星小齿轮6，就能够任意选定。

(效果)

该切口2b通过使板件2的扭转刚性、即形成有行星小齿轮支承透孔2a的板件部分2c的圆周方向刚性降低，从而起到以下的效果。

行星齿轮组的传动中的相对的板件2、3的相对位移(行星小齿轮6的倾斜)如第1实施例所述那样，由板件2与其扭转刚性相对应地进行位移的位移量同板件3与支柱4的刚性相对应地进行位移的位移量之差来决定。

然而，板件2的扭转刚性通常比支柱4的刚性高，如果不在设计方面进行努力，即使能够将与这些刚性的差值相对应的相对的板件2、3的相对位移(行星小齿轮6的倾斜)抑制在允许范围内，也难以使之成为近似于0的极小值或者成为0。

但是，在本实施例中，板件2通过设定切口2b而降低了扭转刚性，从而能够使板件2的扭转刚性接近支柱4的刚性或者与支柱4的刚性相同。

于是，能够使板件2与其扭转刚性相对应地进行位移的位移量同板件3与支柱4的刚性相对应地进行位移的位移量之差无限接近于0，从而获得几乎未发生相对的板件2、3的相对位移(行星小齿轮6的倾斜)的效果。

因此，在本实施例中，能够更可靠地实现不产生齿轮啮合不良这样的第1实施例的效果，从而能够几乎完全避免行星齿轮组发生较大的齿轮噪声、振动，或者由啮合的不良引起的传动效率、耐久性降低这样的问题。

实施例3

(结构)

图4表示本发明的第3实施例的齿轮架构造。

在本实施例中，虽然基本上是像图1、图2那样与上述第1实施例相同的结构，但将与轴部5直接结合的板件2也可以利用撑条9结合在轴部5上的处于板件2和轴部5之间的相互结合部的部位，该撑条9在共用的环状体4a和板件2的外周部之间延伸，该共用的环状体4a汇合有各支柱4的距板件3较远的自由端。

撑条9与支柱4的数量相同，并在圆周方向上配置在与这些支柱4相同的位置。

而且，使各撑条9的距板件2较远的自由端朝向支柱4的位于圆周方向相同的位置的自由端延伸并与该支柱4的自由端对接，从而结合在这些支柱4的自由端的共用的环状体4a，撑条9的自由端分别结合于轴部5上的处于板件2和轴部5之间的相互结合部的部位。

此外，撑条9的靠近板件2的端部分别与板件2的外周部结合或者一体化。

(效果)

采用图4所示的本实施例的齿轮架构造，因为与轴部5直接结合的板件5也借助自板件2和轴部5之间的相互结合部(环状体4a)延伸的撑条9与轴部5结合，因此，能够使行星齿轮组的传动中的相对的板件2、3的扭转刚性比第1实施例更接近，从而进一步减小相对的板件2、3之间的相对位移。

于是，能够更有效地抑制桥接在相对的板件2、3之间并以旋转自如的方式支承的行星小齿轮6的旋转轴线的倾斜，使得第1实施例的上述作用效果更加显著。

而且，在本实施例中，因为使撑条9的靠板件2侧的端部与板件2的外周部结合或者一体化，此外，使各撑条9的自由端朝向支柱4的自由端延伸并与支柱4的自由端对接，从而与这些支柱4的自由端的共用的环状体4a结合，因此，撑条9的配置与支柱4的配置相同，撑条9对于在行星齿轮组的传动中受到的扭转反作用力的刚性与支柱4的刚性相同，从而能够使上述的作用效果进一步显著。

实施例4

(结构)

图5、图6表示本发明的第4实施例的齿轮架构造。

在本实施例中，虽然基本上是像图4那样与上述第3实施例相同的结构，但是构成为使撑条9的自由端与支柱4的自由端在板件2、3之间的中间位置结合，并由此撑条9的长度与支柱4的长度大致相同。

(效果)

采用本实施例的齿轮架构造，通过使撑条9的长度与支柱4的长度大致相同，撑条9对于在行星齿轮组的传动中受到的扭转反作用力的刚性与支柱4的刚性相同。

于是，能够比第3实施例更有效地抑制桥接在相对的板件2、3之间并以旋转自如的方式支承的行星小齿轮6的旋转轴线的倾斜，从而使上述作用效果更加显著。

其他的实施例

此外，在上述第1实施例中，虽然另一个板件3借助从轴部5上的处于一个板件2和轴部5之间的相互结合部的部位延伸的支柱4结合于轴部5，但自不待言，也可以是另一个板件3借助从板件2上的处于一个板件2和轴部5之间的相互结合部的部位延伸的支柱4结合于轴部5，该情况当然也能达成相同的效果。

Claims (10)

1.一种行星齿轮组的齿轮架构造，该行星齿轮组具有由齿轮架主体和行星小齿轮构成的齿轮架构造，该齿轮架主体是将轴部和一对相对的板件一体化而形成的，该行星小齿轮以可绕着自上述轴部偏心设置的轴线旋转的方式桥接在上述相对的板件之间并支承在上述相对的板件之间，该行星齿轮组的齿轮架构造的特征在于，

上述相对的板件中的一个板件与上述轴部结合，另一个板件借助从上述一个板件和轴部之间的相互结合部延伸的支柱与上述轴部结合起来。

2.根据权利要求1所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述支柱在上述轴部上的处于上述相互结合部的部位与上述另一个板件之间延伸。

3.根据权利要求2所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述一个板件结合于上述轴部的一个轴端附近，

上述支柱在上述一个板件与上述轴端附近之间的相互结合部处的上述轴端和上述另一个板件之间延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述行星小齿轮以多个为一组沿圆周方向配置，

上述一个板件是将支承上述行星小齿轮以使上述行星小齿轮旋转自如的小齿轮支承部之间的圆周区域切除而形成的。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述支柱与上述另一个板件一体化设置，上述支柱的距该另一个板件较远的自由端与上述一个板件和轴部之间的相互结合部结合。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述支柱使其靠近上述另一个板件的端部在该另一个板件的外周部与上述另一个板件结合或者一体化。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述一个板件也借助从上述相互结合部延伸的撑条与上述轴部结合。

8.根据权利要求7所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

从上述相互结合部延伸的撑条在外周部将上述一个板件结合于上述轴部。

9.根据权利要求7或8所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述撑条从上述一个板件向接近上述支柱的方向延伸，并与该支柱的距上述另一个板件较远的端部结合。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的行星齿轮组的齿轮架构造，其特征在于，

上述撑条和支柱构成为这些撑条和支柱的长度大致相等。

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