JP2002242999A - 遊星歯車減速機の軸方向規制構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャリアピン及び該キャリアピンに支持され
ている（複数の）遊星歯車について、部品点数が少な
く、簡易な方法で、しかも新たな不具合を何ら発生させ
たりすることなく、その軸方向の位置規制を行う。 【解決手段】 ケーシングの、前段の遊星歯車機構Ｓｐ
のキャリアピン８４の端面付近に、リング状のアキシャ
ルプレート９４を組み込み、且つ、遊星歯車７４のベア
リング９２の一部がこのアキシャルプレート９４から露
出するようにする。又、キャリアピン８４の端面と、こ
のアキシャルプレート９４のキャリアピン側の対向面と
の間に、オイルの流入を許容するわずかな隙間ΔＳ１を
維持させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、遊星歯車機構をケ
ーシング中に多段に備えた遊星歯車減速機の軸方向規制
構造にかかる。

【０００２】

【従来の技術】遊星歯車機構は、太陽歯車と、（キャリ
ヤから突出された）キャリヤピンによって支持され、該
太陽歯車と外接する遊星歯車と、該遊星歯車が内接する
内歯歯車とを備える。この遊星歯車機構は、コンパクト
であること、及び各要素の固定、入力、出力を変更する
ことで減速比（あるいは増速比）を容易に変更できるこ
と等から様々な用途に広く利用されている。

【０００３】更に、この遊星歯車機構を２組以上備え、
多段構成とすることによってコンパクトで大きな減速比
を実現するようにした減速機も広く利用されている。

【０００４】又、最近の工場の生産ラインは、多品目を
同時に製造するために複雑化しており、従来のように単
一の動力でライン全体を動かすのではなく、個々の部分
にそれ専用の減速機付モータを配置して多様化に対応す
ると共に、より効率の高い生産が行われるように配慮さ
れており、この意味でも、モータに連結する減速機のタ
イプとして、コンパクト化が可能な遊星歯車機構が注目
されている。

【０００５】ところで、遊星歯車機構には、一般に遊星
歯車が複数（例えば３個、あるいは４個）設けられてお
り、各遊星歯車はキャリヤ（の本体）から突出されたキ
ャリアピンによって回転自在に支持されている。

【０００６】キャリヤを遊星歯車を挟んで軸方向に一対
配置し、キャリアピンを該一対のキャリヤによって両持
ち支持するタイプの遊星歯車機構においては、一般に、
この一対のキャリヤ自体が比較的大きなベアリングを介
してケーシングにその軸方向移動が規制された状態で回
転自在に組み込まれ、遊星歯車は当該一対のキャリアに
よってその軸方向位置が規制される。

【０００７】これに対し、キャリヤが遊星歯車の片側に
のみ存在し、キャリアピンが片持ち状態で突出形成され
ているタイプにあっては、各遊星歯車の軸方向の位置規
制（即ちキャリアピンからの抜け防止）を何らかの方法
で行う必要があり、これをどのような方法で行うかにつ
いて、種々の方法が提案されている。

【０００８】一般的には、キャリアピンの端部にワッシ
ャタイプの抜け防止用のプレートをねじによって取り付
けたり、いわゆる止め輪と称されるリングをキャリアピ
ンの外周に形成した溝にはめ込んだりする手法が採用さ
れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法は、いずれも複数ある遊星歯車のそれぞれについ
て一個一個対処するものであったため、組立て工数が増
大し、また部品点数も増大するという問題があった。

【００１０】又、特に多段構成とされた遊星歯車減速機
の場合、最終段以外の遊星歯車機構においては、キャリ
アピンが片持ちタイプとされることが多いが、この場合
キャリヤピンを支持しているキャリヤ自体が１個しかな
い（１対存在しない）ため、該キャリア自体の軸方向の
移動規制が（一対ある場合に比べて）行いにくく、これ
をどのようにして行うかということも、ときに問題とな
る。

【００１１】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、キャリアピン及び該キャリアピ
ンに支持されている（複数の）遊星歯車について、部品
点数が少なく、簡易な方法で、しかも新たな不具合を何
ら発生させたりすることなく、その軸方向の位置規制を
一度に行うことのできる遊星歯車減速機の軸方向規制構
造を提供することその課題としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽歯車と、
キャリアピンに支持され該太陽歯車と噛合する遊星歯車
と、該遊星歯車が内接する内歯歯車とを有する遊星歯車
機構を、ケーシング中に多段に備えた遊星歯車減速機の
軸方向規制構造において、前記ケーシングの、前記多段
の遊星歯車機構のうち最終段以外の少なくとも１つの遊
星歯車機構のキャリアピンの端面付近に、リング状のア
キシャルプレートを組み込んだことにより、上記課題を
解決したものである。

【００１３】本発明によれば、ケーシングのキャリアピ
ンの端面付近において、リング状のアキシャルプレート
が組み込まれる。そのため、各遊星歯車をベアリングを
介して各々のキャリアピンに装着するだけで、キャリア
ピン及び全遊星歯車とも、その軸方向の少なくとも一方
側に対する位置規制がこのアキシャルプレートによって
実現される。

【００１４】遊星歯車の他方側の位置規制については、
一般にキャリアによって実現できるため、これにより遊
星歯車の軸方向両側の位置規制を行うことができる。

【００１５】一方、キャリアピンの他方側の位置規制に
ついては、本発明ではとくに限定しないが、例えばキャ
リアピンと一体化されているキャリヤをベアリングを介
してケーシングに支持する場合には、その「他方側」の
みの位置規制を行うだけで済むようになる。また、後述
するように、最終段側の太陽歯車の支持に一定の工夫を
加えたりすることにより、ベアリングを用いることな
く、該他方側の位置規制を行うことも可能である。

【００１６】ここで、本発明は、この位置規制がリング
状のアキシャルプレートを配置することによって行われ
ることに大きな特徴がある。

【００１７】即ち、アキシャルプレートは（ケーシング
とは異なる）単独の部品であるため、耐摩耗性があり、
且つ摺動抵抗の小さな素材を容易に選択することができ
る。

【００１８】なお、このアキシャルプレートは、キャリ
アピンに遊星歯車を回転自在に支持しているベアリング
の少なくとも一部が、キャリアピン側の対向面に対して
露出しているような態様で組み込まれるようにするとよ
い。これにより、ベアリングにオイルを容易に供給する
ことが可能となり、良好な回転状態を長期にわたって維
持することができるようになる。

【００１９】ここで、最終段の遊星歯車機構の太陽歯車
が、該最終段の遊星歯車機構のキャリヤに組み込まれた
最終段アキシャルプレートによって、その軸方向の移動
が規制されるようにした場合には、最終段以外の遊星歯
車機構のキャリヤや太陽歯車等の軸方向規制（特に前記
他方側の位置規制）を実現することもでき、後述するよ
うに、設計によっては当該最終段以外のアキシャルプレ
ートとの連携により、減速機内の主要部品の軸方向の位
置決めを一度に行うことも可能となる。

【００２０】また、もし、前記最終段の遊星歯車機構の
太陽歯車が、前記最終段アキシャルプレートに回転自在
に係合する突出部を有し、該アキシャルプレートによっ
て、該太陽歯車の軸方向の移動が規制されると共に、半
径方向の回転の支持がなされるようにした場合には、減
速機全体の軸受の数を低減することも可能となる。

【００２１】実際の減速機の設計においては、後述する
ように、初めから多段専用に構成するのではなく、既に
ある減速機構の一部を改良してその前段あるいは後段に
もう一段減速機構を追加することがしばしば行われる。

【００２２】このような追加タイプの多段型減速機の場
合、とりわけその追加分のキャリヤや遊星歯車等の回転
部材の支持や軸方向の位置規制をどのようにして実現す
るかが問題となるが、本発明は、正に、このような場合
に適用すると、最良の効果を得ることができる。

【００２３】なお、本発明は、その趣旨より、太陽歯車
と、キャリアピンに支持され該太陽歯車と噛合する遊星
歯車と、該遊星歯車が内接する内歯歯車とを有する遊星
歯車機構を、ケーシング中に多段に備えた遊星歯車減速
機の軸方向規制構造において、前記ケーシングの、前記
多段の遊星歯車機構のうち最終段以外の少なくとも１つ
の遊星歯車機構のキャリアピンの端面付近に、リング状
のアキシャルプレートを組み込み、且つ、該キャリアピ
ンの端面と、このアキシャルプレートのキャリアピン側
の対向面との間に、オイルの流入を許容するわずかな隙
間を設けたような構造とすることも可能である。

【００２４】このような隙間を設けた場合には、ベアリ
ングへの潤滑が十分可能となるため、該ベアリングは必
ずしもその一部を露出する必要はない。

【００２５】なお、この隙間は、この目的から、組み付
け誤差を吸収するためだけの寸法に対し、明らかに大き
な寸法に設定され、オイルの粘度や流入位置から潤滑位
置までの距離に応じて適宜の値に決定される。

【００２６】但し、その一方で、オイルの流入が許容さ
れればよい大きさであるため、不必要に大きな寸法は必
要なく、軸方向規制の役割は、十分果たすことができ
る。むしろ、各部材のより円滑な回転に寄与することも
確認されており、その意味で、この構成は、（より良好
な潤滑性能を確保したい場合には）ベアリングの一部を
露出させる構成と併用するのも有効であり、相応の相乗
効果が得られる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００２８】図１は、本発明に係る遊星歯車減速機の軸
方向規制構造が適用された単純遊星歯車減速機の概略縦
断面図である。

【００２９】この単純遊星歯車減速機Ｒ１は、太陽歯車
１２と、該太陽歯車１２と外接する３個の遊星歯車１４
と、該遊星歯車１４が内接する内歯歯車１６と、を備え
た単純遊星歯車機構Ｓｅを本来の減速機構として備え、
更に、その前段側に、太陽歯車７２と、該太陽歯車７２
と外接する３個の遊星歯車７４と、該遊星歯車７４が内
接する内歯歯車７６と、を備えた単純遊星歯車機構Ｓｐ
が付設された構成とされている。

【００３０】即ち、この単純遊星歯車減速機Ｒ１におい
ては、単純遊星歯車機構Ｓｅが「最終段」の遊星歯車機
構に相当しており、また単純遊星歯車機構Ｓｐが「最終
段以外」の遊星歯車機構に相当していることになる。

【００３１】前述したように、実際の減速機において
は、このように、初めから多段専用に構成するのではな
く、既にある減速機構の一部を改良してその前段あるい
は後段にもう一段減速機構を追加することが非常にしば
しば行われる。このような追加タイプの多段型減速機の
場合、とりわけキャリヤや遊星歯車等の回転部材の支持
や軸方向の位置規制をどのようにして実現するかが問題
となる。

【００３２】以下、動力の流れの順に従い、前段側の単
純遊星歯車機構Ｓｐの構成から順に説明する。

【００３３】単純遊星歯車機構Ｓｐの太陽歯車７２は、
その入力軸７８に直接歯切りされている。この入力軸７
８は、モータの出力軸（共に図示略）が挿入される凹部
７８Ａを有し、ねじ部７８Ｂに螺合する締めボルト（図
示略）を介して該出力軸と連結されている。

【００３４】なお、モータは連結用のボルト穴８０Ａを
介して（ケーシングの一部である）継カバー８０に連結
されており、該継カバー８０はボルト８０Ｂを介して継
ケーシング８２及び本体ケーシング２２に連結されてい
る。

【００３５】前記内歯歯車７６は、この継ケーシング８
２と一体化されている。

【００３６】前記遊星歯車７４は、全周で３個配置さ
れ、それぞれキャリヤ８４の遊星ピン孔８４Ｄに圧入さ
れたキャリアピン（遊星ピン）９０によって、ベアリン
グ９２を介して回転自在に支持されている。

【００３７】キャリアピン９０の端面付近には、リング
状のアキシャルプレート９４が組み込まれている。この
構成については後述する。

【００３８】キャリヤ８４は単純遊星歯車機構Ｓｐの出
力軸を兼ねており、後段の単純遊星歯車機構Ｓｅの入力
軸１８が該キャリヤ８４に直接圧入されている。

【００３９】後段の単純遊星歯車機構Ｓｅの太陽歯車１
２は、その入力軸１８に直接歯切りされており、（最終
段）アキシャルプレート９６によって回転自在に支持さ
れている。この構成についても後に詳述する。

【００４０】又、キャリヤ２４は厚い円板状の本体プレ
ート２４Ａと、この本体プレート２４Ａに立設され３個
の遊星歯車２４の間に位置決めされた３本の支柱２４Ｂ
と、この支柱２４Ｂの端面にボルト２８を介して連結さ
れるカバープレート２４Ｃと、から主に構成されてい
る。

【００４１】遊星歯車１４は、このキャリヤ２４の本体
プレート２４Ａに形成された遊星ピン穴２４Ｄとカバー
プレート２４Ｃに形成された支持孔２４Ｅに自身の両端
が挿入されたキャリヤピン（遊星ピン）３０を介して、
回転自在に両持ち支持されている。

【００４２】内歯歯車１６は、本体ケーシング２２と一
体的に形成されている。本体ケーシング２２は連結穴２
４Ｆ或いは連結孔２２Ａを介して図示せぬ相手機械の取
付穴に連結・固定される。

【００４３】従って、この減速機Ｒ１は、太陽歯車入
力、内歯歯車固定、キャリヤ出力の単純遊星歯車機構を
２段備えていることになる。

【００４４】なお、図の符号５０はオイルシールであ
る。

【００４５】ここで、前記アキシャルプレート９４、９
６に関係した構成について詳しく説明する。

【００４６】図２、図３に示されるように、前段の単純
遊星歯車機構Ｓｐのキャリアピン９０の端面９０Ａ付近
には、（ケーシングの一部である）継カバー８０の段差
部８０Ｃに圧入されるようにしてアキシャルプレート９
４が組み込まれている。具体的には、このアキシャルプ
レート９４は、全体がリング状とされ、耐摩耗性があ
り、且つ摺動抵抗の小さな（表面が滑らかな）素材で形
成されている。継カバー８０の段差部８０Ｃに圧入状態
で組み込まれることから、該圧入の反力に対抗し得るだ
けの強度（軸方向の厚さｄ及び半径方向の長さｒ１）を
有しており、組み込まれることによってこの付近の強度
補強にも寄与している。この半径方向の長さｒ１は、ベ
アリング９２の外径ｒ２より小さく、従ってベアリング
９２の一部は、アキシャルプレート９４から露出した状
態とされている。

【００４７】アキシャルプレート９４はリング形状をし
ているため、図２に示されるように、遊星歯車７４は該
アキシャルプレート９４による位置規制を受ける。

【００４８】この結果、遊星歯車７４は結局、キャリヤ
８４とこのアキシャルプレート９４とによりその軸方向
の位置規制が行われる。

【００４９】図３に拡大して示されるように、キャリア
ピン９０の端面９０Ａと、このアキシャルプレート９４
のキャリアピン側の対向面９４Ａとの間には、隙間ΔＳ
１が維持されている。この隙間ΔＳ１は、ベアリング９
２を潤滑するためのオイルの流入を許容するためのもの
で、従って、組み付け誤差を吸収するためだけの寸法に
対し、明らかに大きな寸法に設定され、オイルの粘度や
流入位置から潤滑位置までの距離（キャリアピン９０の
半径）に応じて適宜の値に決定される。

【００５０】この隙間ΔＳ１の具体的な確保は次のよう
な構成によって実現される。

【００５１】即ち、再び図１を参照して、単純遊星歯車
機構ＳＰのキャリアピン９０はキャリア８４に圧入状態
で挿入されているため、キャリアピン９０とキャリア８
４は軸方向に一体である。また、キャリヤ８４と単純遊
星歯車機構Ｓｅの入力軸１８も圧入状態で連結されてい
るため、軸方向に一体である。更に、この入力軸１８に
は太陽歯車が一体的に形成されているため、該入力軸１
８と太陽歯車１２も軸方向に一体である。太陽歯車１２
はキャリヤ２４の段差部２４Ｇに組み込まれた最終段ア
キシャルプレート９６に対峙・接触し、その軸方向の移
動が規制されている。従って、結局２つのアキシャルプ
レート９４、９６の間にキャリアピン９０、キャリヤ８
４、入力軸１８、太陽歯車１２からなる中間要素群Ｇが
軸方向に一体的に配置されることになり、この中間要素
群Ｇの軸方向の合計寸法Ｌ１よりも２つのアキシャルプ
レート９４、９６の間隔Ｌ２をわずかに大きく設定する
ことにより、その差（Ｌ２−Ｌ１）により結果として隙
間ΔＳ１が確保される。

【００５２】なお、この構成のままでは、当該隙間ΔＳ
１は必ずしも常にキャリアピン９０とアキシャルプレー
ト９４との間に形成されるとは限らないが、ベアリング
９２の一部がアキシャルプレート９４から露出している
ことと相俟って、実用上はほとんど問題とならない。し
かしながら、もし、構成上常に前段のアキシャルプレー
ト側に隙間が存在するように維持させたいならば、例え
ば単純遊星歯車機構Ｓｐの太陽歯車７２と遊星歯車７
４、或いは単純遊星歯車機構Ｓｅの太陽歯車１２と遊星
歯車１４の何れか一方または双方を、「斜歯」歯車と
し、該斜歯の噛合によって発生する軸方向の力により、
全体がアキシャルプレート９６側に積極的に移動するよ
うな構成とすることも可能である。

【００５３】最終段側のアキシャルプレート９６につい
ては、（大型のキャリヤ２４とは別体の部材であるた
め）素材として耐摩耗性のある材料を選択することがで
き、しかも回転速度が既にかなり遅くなっているため、
太陽歯車１２と隙間のない状態であっても、特に問題は
発生しない。

【００５４】図１から明らかなように、この太陽歯車１
２にはアキシャルプレート９６の貫通孔９６Ａに回転自
在に係合する突出部１２Ａが形成されており、該アキシ
ャルプレート９６によって、軸方向の移動が規制される
と共に、半径方向の回転の支持がなされている。一方、
前記中間要素群Ｇは、軸方向に一体であると同時に、半
径方向にも一体である。そこで、この実施形態では、単
純遊星歯車機構Ｓｐの太陽歯車７２、遊星歯車７４、及
び内歯歯車７６が一種の大きな軸受としての機能を果た
すことを利用して、中間要素群Ｇ全体をこの最終段のア
キシャルプレート９６と前段側の単純遊星歯車機構Ｓｐ
そのものとにおいて両持ち支持するようにし、この部分
での軸受を一切省略するようにしている。

【００５５】このため、特に比較的高速回転する前段側
の遊星歯車７４付近は、この軸受としての重要な機能を
兼ねることになるが、この実施形態ではこの部分へのオ
イルの供給が良好に行われるため、特に問題は発生しな
い。

【００５６】なお、この実施形態の場合は、ベアリング
９２の一部を露出させた上で、隙間も有していたが、ベ
アリングの一部を露出させる場合は、オイルを供給する
ための「隙間」は敢えて設ける必要はなく、その分位置
規制の精度を高めるようにすることもできる。

【００５７】図４は、本発明の他の実施形態を示す、図
３相当の要部拡大図である。

【００５８】この実施形態は、キャリアピンに遊星歯車
を回転自在に支持しているベアリング９２が、アキシャ
ルプレート１９４により完全に覆われている。

【００５９】しかしながら、アキシャルプレート１９４
とキャリアピン１９０の端面９０Ａとの間には隙間ΔＳ
２が設けられているため、ベアリング９２には十分なオ
イルが供給される。

【００６０】この実施形態では位置決めの精度は先の実
施形態より若干低下するが、アキシャルプレート１９４
による一層の強度増強が図れる。

【００６１】その他の構成は先の実施形態と同様である
ため、同一部位に同一の符号を付すにとどめ、重複説明
は省略する。

【００６２】なお、上記実施形態の説明においては、２
段型の遊星歯車構造が例として示されていたが、本発明
は、３段以上の多段型の遊星歯車構造にも適用できる。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、キャリアピン及び該キ
ャリアピンに支持されている（複数の）遊星歯車につい
て、部品点数が少なく、簡易な方法で、しかも新たな不
具合を何ら発生させたりすることなく、その軸方向の位
置規制を一度に行うことができるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る軸方向規制構造が適用された遊星
歯車減速機の概略縦断面図

【図２】上記減速機におけるアキシャルプレートとキャ
リヤピン及びベアリングとの配置関係を示す、図１の矢
示II方向からみた配置図

【図３】上記減速機のアキシャルプレート付近を示す、
要部拡大断面図

【図４】本発明の他の実施形態を示す図３相当の要部拡
大断面図

【符号の説明】

Ｒ１…減速機 Ｓｐ…前段（最終段以外の）単純遊星歯車機構 Ｓｅ…後段（最終段の）単純遊星歯車機構 １２、７２…太陽歯車 １４、７４…遊星歯車 １６、７６…内歯歯車 １８、７８…入力軸 ８０…継カバー ８２…継ケーシング ２２…本体ケーシング ２４、８４…キャリヤ ２４Ａ…本体プレート（フランジ） ３０、９０…遊星ピン ９４、９６…アキシャルプレート ΔＳ１、ΔＳ２…隙間

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J027 FA19 FB40 GA01 GB06 GC13 GD04 GD08 GD12 GE26 3J063 AA40 AB12 BA11 BB46 CA01 CD61

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽歯車と、キャリアピンに支持され該太
   陽歯車と噛合する遊星歯車と、該遊星歯車が内接する内
   歯歯車とを有する遊星歯車機構を、ケーシング中に多段
   に備えた遊星歯車減速機の軸方向規制構造において、 前記ケーシングの、前記多段の遊星歯車機構のうち最終
   段以外の少なくとも１つの遊星歯車機構のキャリアピン
   の端面付近に、リング状のアキシャルプレートを組み込
   んだことを特徴とする遊星歯車機構の軸方向規制構造。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記キャリアピンに前記遊星歯車を回転自在に支持して
   いるベアリングの少なくとも一部を、前記アキシャルプ
   レートのキャリアピン側の対向面に対して露出させたこ
   とを特徴とする遊星歯車機構の軸方向規制構造。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、 前記多段の遊星歯車機構のうち、最終段の遊星歯車機構
   の太陽歯車が、該最終段の遊星歯車機構のキャリヤに組
   み込まれた最終段アキシャルプレートによって、その軸
   方向の移動が規制されていることを特徴とする遊星歯車
   機構の軸方向規制構造。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記最終段の遊星歯車機構の太陽歯車が、前記最終段ア
   キシャルプレートに回転自在に係合する突出部を有し、
   該最終段アキシャルプレートによって、該太陽歯車の軸
   方向の移動が規制されると共に、半径方向の回転の支持
   がなされていることを特徴とする遊星歯車機構の軸方向
   規制構造。
5. 【請求項５】太陽歯車と、キャリアピンに支持され該太
   陽歯車と噛合する遊星歯車と、該遊星歯車が内接する内
   歯歯車とを有する遊星歯車機構を、ケーシング中に多段
   に備えた遊星歯車減速機の軸方向規制構造において、 前記ケーシングの、前記多段の遊星歯車機構のうち最終
   段以外の少なくとも１つの遊星歯車機構のキャリアピン
   の端面付近に、リング状のアキシャルプレートを組み込
   み、且つ、 該キャリアピンの端面と、このアキシャルプレートのキ
   ャリアピン側の対向面との間に、オイルの流入を許容す
   るわずかな隙間を設けたことを特徴とする遊星歯車機構
   の軸方向規制構造。