JP2007078035A - 遊星歯車装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 内歯歯車の嵌め合い構造を改良し、モータフランジおよびケースハウジングの切削加工時の精度低下や、破れ、バリを防止することができる遊星歯車装置を提供する。
【解決手段】 外形を円形に形成した内歯歯車３２と噛み合うとともに太陽歯車３１に噛み合う遊星歯車３５を、出力軸３３と一体に回転するキャリヤ３３ａによって太陽歯車３１のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車３２を、外形が略四角形状のモータフランジ２０およびケースハウジング４０相互間に固定した遊星歯車装置であって、モータフランジ２０およびケースハウジング４０には、それぞれ対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入するための内周面が円形の凹部２１，４１を形成し、該凹部２１，４１の周面を、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の四辺の部分で切り欠いて形成した遊星歯車装置。
【選択図】 図１
【解決手段】 外形を円形に形成した内歯歯車３２と噛み合うとともに太陽歯車３１に噛み合う遊星歯車３５を、出力軸３３と一体に回転するキャリヤ３３ａによって太陽歯車３１のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車３２を、外形が略四角形状のモータフランジ２０およびケースハウジング４０相互間に固定した遊星歯車装置であって、モータフランジ２０およびケースハウジング４０には、それぞれ対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入するための内周面が円形の凹部２１，４１を形成し、該凹部２１，４１の周面を、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の四辺の部分で切り欠いて形成した遊星歯車装置。
【選択図】 図１
Description
本発明はモータで駆動する遊星歯車装置における、内歯歯車の嵌め合い構造を改良した遊星歯車装置に関する。
従来、モータの回転数を必要な回転数に減速するために歯車を用いた減速機が用いられている。このような減速機に減速効率を上げるために遊星歯車装置が用いられることがある。この種の遊星歯車装置としては、例えば、図６および、図７に示すような遊星歯車装置がある。
図６の遊星歯車装置１０１では、太陽歯車１０２と、内歯歯車１０３と、キャリヤ１０４に遊星歯車１０５を回転自在かつ一体に組み込んだ遊星キャリヤ体１０６とからなる１段以上の遊星変速段Ｕをケースハウジング１０７に組み込んでいる。内歯歯車１０３はケースハウジング１０７に取り付けられている。
ケースハウジング１０７と内歯歯車１０３の嵌め合いは、内歯歯車１０３の外径とケースハウジング１０７の内径で行ない、遊星歯車装置１０１とモータとの嵌め合いは減速機部のケースハウジング１０７の内径とモータ部の凸形状の外径で行なっていた。
図６の遊星歯車装置１０１では、太陽歯車１０２と、内歯歯車１０３と、キャリヤ１０４に遊星歯車１０５を回転自在かつ一体に組み込んだ遊星キャリヤ体１０６とからなる１段以上の遊星変速段Ｕをケースハウジング１０７に組み込んでいる。内歯歯車１０３はケースハウジング１０７に取り付けられている。
ケースハウジング１０７と内歯歯車１０３の嵌め合いは、内歯歯車１０３の外径とケースハウジング１０７の内径で行ない、遊星歯車装置１０１とモータとの嵌め合いは減速機部のケースハウジング１０７の内径とモータ部の凸形状の外径で行なっていた。
図７の遊星歯車装置２０１では、入力軸２０２に接続される第１の歯車ユニット２０３と、この第１の歯車ユニット２０３と出力軸２０４とに接続される第２の歯車ユニット２０５とを備えている。第１の歯車ユニット２０３および第２の歯車ユニット２０５がケースハウジング２０６の内部に収容されるようになっている。
この場合、外形が四角形のケースハウジング２０６の内周面に内歯歯車２０６ａが形成されて、ケースハウジング２０６と内歯歯車２０６ａが一体構造になっている。
入力軸２０２には太陽歯車２０７が設けられ、この太陽歯車２０７に噛み合う遊星歯車２０８が内歯歯車２０６ａに噛み合いながら太陽歯車２０７の周囲を公転するものである。この遊星歯車２０８はキャリヤ２１０に設けられた支持軸２１１に支持されている。キャリヤ２１０には、第２の太陽歯車２１６が一体に形成されており、この第２の太陽歯車２１６に噛合する第２の遊星歯車２１７が内歯歯車２０６ａに噛合しながら第２の太陽歯車２１６の周囲を公転するものである。第２の遊星歯車２１７は第２のキャリヤ２１８の支持軸２２１に支持されている。第２のキャリヤ２１８は出力軸２１０に支持されており、入力軸２０２の回転を減速して出力するものである。
このような遊星歯車装置２０１では、ケースハウジング２０６とモータの嵌め合いは、モータ部の凸形状の外径で行なっていた。
特開平８−７４９４７号公報
特開２００２−２４２９９７号公報
この場合、外形が四角形のケースハウジング２０６の内周面に内歯歯車２０６ａが形成されて、ケースハウジング２０６と内歯歯車２０６ａが一体構造になっている。
入力軸２０２には太陽歯車２０７が設けられ、この太陽歯車２０７に噛み合う遊星歯車２０８が内歯歯車２０６ａに噛み合いながら太陽歯車２０７の周囲を公転するものである。この遊星歯車２０８はキャリヤ２１０に設けられた支持軸２１１に支持されている。キャリヤ２１０には、第２の太陽歯車２１６が一体に形成されており、この第２の太陽歯車２１６に噛合する第２の遊星歯車２１７が内歯歯車２０６ａに噛合しながら第２の太陽歯車２１６の周囲を公転するものである。第２の遊星歯車２１７は第２のキャリヤ２１８の支持軸２２１に支持されている。第２のキャリヤ２１８は出力軸２１０に支持されており、入力軸２０２の回転を減速して出力するものである。
このような遊星歯車装置２０１では、ケースハウジング２０６とモータの嵌め合いは、モータ部の凸形状の外径で行なっていた。
しかしながら、このような従来の内歯歯車嵌め合い構造では、次の課題があった。
内歯歯車の外径とケースハウジングの内径で嵌め合いを行なうと、内歯歯車のピッチ円直径が小さくなり、遊星歯車装置の強度が低くなる。
内歯歯車とケースハグジングを一体構造にすると、外形を四角形に加工するのにコストがかかる。また外形が四角形のため、内歯歯車の精度が悪くなる。
内歯歯車の外径とケースハウジングの内径で嵌め合いを行なうと、内歯歯車のピッチ円直径が小さくなり、遊星歯車装置の強度が低くなる。
内歯歯車とケースハグジングを一体構造にすると、外形を四角形に加工するのにコストがかかる。また外形が四角形のため、内歯歯車の精度が悪くなる。
本発明は、上記課題を解決し、内歯歯車の嵌め合い構造を改良し、モータフランジおよびケースハウジングの切削加工時の精度低下や、破れ、バリを防止することができる遊星歯車装置を提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、外形を円形に形成した内歯歯車と噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星歯車を、出力軸と一体に回転するキャリヤによって太陽歯車のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車を、外形が略四角形状のモータフランジおよびケースハウジング相互間に固定した遊星歯車装置であって、
前記モータフランジおよびケースハウジングには、それぞれ対向面に、前記内歯歯車を嵌入するための内周面が円形の凹部を形成し、該凹部の周面を、前記モータフランジおよびケースハウジングの四辺の部分で切り欠いて形成したことにある。
また、本発明は、前記内歯歯車と対向する前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車嵌入用凹部の端面の、前記モータフランジおよびケースハウジングのそれぞれ対角線上から同一角度ずつ周方向にずれた位置に、前記内歯歯車を固定する固定用ネジ穴を設けたことにある。
さらに、本発明は、前記モータフランジおよびケースハウジングの角寸法と、前記内歯歯車の外径寸法が同一寸法であることにある。
またさらに、本発明は、前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車の端面との接触面で、内歯歯車の歯部接触部が軸方向に凹形状の段差部になっていることにある。
前記モータフランジおよびケースハウジングには、それぞれ対向面に、前記内歯歯車を嵌入するための内周面が円形の凹部を形成し、該凹部の周面を、前記モータフランジおよびケースハウジングの四辺の部分で切り欠いて形成したことにある。
また、本発明は、前記内歯歯車と対向する前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車嵌入用凹部の端面の、前記モータフランジおよびケースハウジングのそれぞれ対角線上から同一角度ずつ周方向にずれた位置に、前記内歯歯車を固定する固定用ネジ穴を設けたことにある。
さらに、本発明は、前記モータフランジおよびケースハウジングの角寸法と、前記内歯歯車の外径寸法が同一寸法であることにある。
またさらに、本発明は、前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車の端面との接触面で、内歯歯車の歯部接触部が軸方向に凹形状の段差部になっていることにある。
本発明の遊星歯車装置によれば、以下のような効果を奏する。
外形を円形に形成した内歯歯車と噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星歯車を、出力軸と一体に回転するキャリヤによって太陽歯車のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車を、外形が略四角形状のモータフランジおよびケースハウジング相互間に固定した遊星歯車装置であって、前記モータフランジおよびケースハウジングには、それぞれ対向面に、前記内歯歯車を嵌入するための内周面が円形の凹部を形成し、該凹部の周面を、前記モータフランジおよびケースハウジングの四辺の部分で切り欠いて形成したので、フランジ部の内径インロー形状で、肉薄になる部分を切欠き、切削加工時の精度低下や、破れ、バリを防止することができると共に、可能な限り外径の大きい内歯歯車を使用することにより、強度のある遊星歯車装置を提供できる。また、内歯歯車の外形を円形状にすることにより、精度の高い内歯歯車ができ、遊星歯車装置として低騒音、高強度、高い伝達精度を実現できる。さらに、内歯歯車の外形を円形状にすることにより、低コストで遊星歯車装置を提供できる。
外形を円形に形成した内歯歯車と噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星歯車を、出力軸と一体に回転するキャリヤによって太陽歯車のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車を、外形が略四角形状のモータフランジおよびケースハウジング相互間に固定した遊星歯車装置であって、前記モータフランジおよびケースハウジングには、それぞれ対向面に、前記内歯歯車を嵌入するための内周面が円形の凹部を形成し、該凹部の周面を、前記モータフランジおよびケースハウジングの四辺の部分で切り欠いて形成したので、フランジ部の内径インロー形状で、肉薄になる部分を切欠き、切削加工時の精度低下や、破れ、バリを防止することができると共に、可能な限り外径の大きい内歯歯車を使用することにより、強度のある遊星歯車装置を提供できる。また、内歯歯車の外形を円形状にすることにより、精度の高い内歯歯車ができ、遊星歯車装置として低騒音、高強度、高い伝達精度を実現できる。さらに、内歯歯車の外形を円形状にすることにより、低コストで遊星歯車装置を提供できる。
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳細に説明する。
図１はモータに組み付けられた遊星歯車装置を示す断面図、図２は図１の内歯歯車とケースハウジングを分解して示す斜視図である。
図１において、１０はモータで、モータ１０のモータフランジ２０には、開口穴２０ａからモータの回転軸、すなわち入力軸３０が、導出され、この入力軸３０の先端には、遊星歯車装置を構成する太陽歯車３１が設けられている。３２は遊星歯車装置を構成する環状の内歯歯車で、この内歯歯車３２は、上記太陽歯車３１の外側に同心状に配置され、上記モータフランジ２０と、モータフランジ２０に対向して配置されたケースハウジング４０との間に挟持されている。上記モータフランジ２０とケースハウジング４０は外形が略四角形に形成されており、これらモータフランジ２０とケースハウジング４０には互いの対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入して支持するための環状の凹部２１，４１がそれぞれ形成されている。これら凹部２１，４１の周面には、モータフランジ２０とケースハウジング４０の四辺に対応する部分にそれぞれ切り欠き２２，４２が形成されている。
図１はモータに組み付けられた遊星歯車装置を示す断面図、図２は図１の内歯歯車とケースハウジングを分解して示す斜視図である。
図１において、１０はモータで、モータ１０のモータフランジ２０には、開口穴２０ａからモータの回転軸、すなわち入力軸３０が、導出され、この入力軸３０の先端には、遊星歯車装置を構成する太陽歯車３１が設けられている。３２は遊星歯車装置を構成する環状の内歯歯車で、この内歯歯車３２は、上記太陽歯車３１の外側に同心状に配置され、上記モータフランジ２０と、モータフランジ２０に対向して配置されたケースハウジング４０との間に挟持されている。上記モータフランジ２０とケースハウジング４０は外形が略四角形に形成されており、これらモータフランジ２０とケースハウジング４０には互いの対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入して支持するための環状の凹部２１，４１がそれぞれ形成されている。これら凹部２１，４１の周面には、モータフランジ２０とケースハウジング４０の四辺に対応する部分にそれぞれ切り欠き２２，４２が形成されている。
前記内歯歯車３２の外径と、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の外形の角寸法は略同じ寸法に形成されており、前記凹部２１，４１の周面と、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の四辺とが略一致する部分に前記切り欠き２２，４２が形成されている。
前記内歯歯車３２の両面には、軸方向に、ねじ孔３２ａ，３２ｂが一定間隔で４箇所に形成されており、このねじ孔３２ａ，３２ｂに対応する取付孔２３，４３がモータフランジ２０およびケースハウジング４０の対向面にそれぞれ形成されている。取付孔２３，４３はモータフランジ２０およびケースハウジング４０の対角線から円周方向に所定角度ずらしてそれぞれ形成されている。前記内歯歯車３２はモータフランジ２０およびケースハウジング４０の取付孔２３，４３を通してねじ５０，５１をねじ孔３２ａ，３２ｂに螺合して固定されている。
前記内歯歯車３２の両面には、軸方向に、ねじ孔３２ａ，３２ｂが一定間隔で４箇所に形成されており、このねじ孔３２ａ，３２ｂに対応する取付孔２３，４３がモータフランジ２０およびケースハウジング４０の対向面にそれぞれ形成されている。取付孔２３，４３はモータフランジ２０およびケースハウジング４０の対角線から円周方向に所定角度ずらしてそれぞれ形成されている。前記内歯歯車３２はモータフランジ２０およびケースハウジング４０の取付孔２３，４３を通してねじ５０，５１をねじ孔３２ａ，３２ｂに螺合して固定されている。
前記ケースハウジング４０の軸線上には、遊星歯車装置を構成する出力軸３３が軸受け６０を介して支持されている。この出力軸３３には円板状のキャリヤ３３ａが設けられ、このキャリヤ３３ａに軸方向に沿って遊星軸３４が装着されている。この遊星軸３４には遊星軸受け３５ａを介して遊星歯車３５が軸支されている。この遊星歯車３５は前記太陽歯車３１に噛み合いながら内歯歯車３２に噛合しており、前記太陽歯車３１に噛み合って回転しながら、前記太陽歯車３１の周囲を公転するものである。遊星歯車３５の公転運動はキャリヤ３３ａを通して減速運動として出力される。
モータフランジ２０とケースハウジング４０の対向面に形成された凹部２１，４１の内面には、内歯歯車３２の歯部３２ｃとの干渉を避けるため内歯歯車３２の端面との接触面で、歯部３２ｃの内径Ｌ１よりも径Ｌ２，Ｌ３の大きい凹形状の段差部２４，４４が形成されている。
上記構成によると、モータ１０の駆動によって入力軸３０が回転すると、太陽歯車３１に噛合する遊星歯車３５が内歯歯車３２に噛み合いながら内歯歯車３２の内周に沿って回転を始める。遊星歯車３５は回転運動をしながら、太陽歯車３１の周囲を公転し、この公転運動を遊星軸３４を介してキャリヤ３３ａに伝達し、キャリヤ３３ａを介して出力軸３３から減速して取り出される。こうして、入力軸３０の回転運動を遊星歯車機構によって、一定の比率に減速して出力軸３３から出力される。
内歯歯車３２の外形を、入力軸側フランジであるモータフランジ２０の環状の凹部２１と、出力軸側フランジであるケースハウジング４０の環状の凹部４１と合致する同寸法の環状の丸形状にして、組み合わせるとともに、環状の凹部２１，４１の周面で、薄肉となるモータフランジ２０とケースハウジング４０の四辺に対応する部分を切削加工前に切り欠き形状に形成する。こうして、環状の凹部２１，４１の周面にそれぞれ切り欠き２２，４２を形成することにより、切削加工時の精度低下や破れ、バリを防止することができる。
上記実施の形態によると、外形を円形に形成した内歯歯車３２と噛み合うとともに太陽歯車３１に噛み合う遊星歯車３５を、出力軸３３と一体に回転するキャリヤ３３ａによって太陽歯車３１のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車３２を、外形が略四角形状のモータフランジ２０およびケースハウジング４０相互間に固定した遊星歯車装置であって、モータフランジ２０およびケースハウジング４０には、それぞれ対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入するための内周面が円形の凹部２１，４１を形成し、該凹部２１，４１の周面を、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の四辺の部分で切り欠いて形成したので、フランジ部の内径インロー形状で、薄肉になる部分を切欠き、内歯歯車の嵌め合い構造を改良して、切削加工時の精度低下や、破れ、バリを防止することができる。そして、可能な限り外径の大きい内歯歯車３２を使用することにより、強度のある遊星歯車装置を提供できる。また、内歯歯車３２の外形を円形状にすることにより、精度の高い内歯歯車３２ができ、遊星歯車装置として低騒音、高強度、高い伝達精度を実現できる。さらに、内歯歯車３２の外形を円形状にすることにより、低コストで遊星歯車装置を提供できる。モータフランジ２０およびケースハウジング４０の対向面に、前記内歯歯車３２を嵌入するための内周面が円形の凹部２１，４１を形成し、該凹部２１，４１の周面を、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の四辺の部分で切り欠いて形成して、凹部２１，４１によって内歯歯車３２の外周面の両側の一部だけを保持するので、内歯歯車３２の外周面に必要以上の拘束力を与えないことから、内歯歯車３２の精度を低下させることがない。フランジ部の内径インロー形状で、薄肉になる部分を切欠くので、モータフランジ２０およびケースハウジング４０の縦横の寸法と内歯歯車３２の直径を同一にすることができ、内歯歯車３２の径を極力大きくすることができるとともに、内歯歯車３２の外形をそのまま遊星歯車装置の外形に利用することができる。
なお、上記実施の形態では、１段遊星歯車装置構を取り上げたが、遊星歯車装置を多段にした場合でも同様の構造を用いることができる。また、前段に平行軸減速機構を適用することもできる。その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で適宜変更して実施し得ることは言うまでもない。
１０ モータ
２０ モータフランジ
２１，４１ 凹部
２２，４２ 切り欠き
３０ 入力軸
３１ 太陽歯車
３２ 内歯歯車
３３ 出力軸
３４ 遊星軸
３５ 遊星歯車
４０ ケースハウジング
２０ モータフランジ
２１，４１ 凹部
２２，４２ 切り欠き
３０ 入力軸
３１ 太陽歯車
３２ 内歯歯車
３３ 出力軸
３４ 遊星軸
３５ 遊星歯車
４０ ケースハウジング
Claims (4)
- 外形を円形に形成した内歯歯車と噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星歯車を、出力軸と一体に回転するキャリヤによって太陽歯車のまわりに公転できるように支持し、前記内歯歯車を、外形が略四角形状のモータフランジおよびケースハウジング相互間に固定した遊星歯車装置であって、
前記モータフランジおよびケースハウジングには、それぞれ対向面に、前記内歯歯車を嵌入するための内周面が円形の凹部を形成し、該凹部の周面を、前記モータフランジおよびケースハウジングの四辺の部分で切り欠いて形成したことを特徴とする遊星歯車装置。 - 前記内歯歯車と対向する前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車嵌入用凹部の端面の、前記モータフランジおよびケースハウジングのそれぞれ対角線上から同一角度ずつ周方向にずれた位置に、前記内歯歯車を固定する固定用ネジ穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
- 前記モータフランジおよびケースハウジングの角寸法と、前記内歯歯車の外径寸法が同一寸法であることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
- 前記モータフランジおよびケースハウジングの内歯歯車の端面との接触面で、内歯歯車の歯部接触部が軸方向に凹形状の段差部になっていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
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