JP2009281429A - 減速機および減速機の組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化が可能な減速機を提供する。
【解決手段】キャリア８にあって遊星歯車１０に対して軸方向から対向する部分である、遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃの厚さ寸法を、遊星軸１１を支持する軸受１２の軸方向寸法よりも小さく形成し、遊星歯車１０にあって軸受１２と対応する軸方向の両端部に、それぞれ軸方向に窪んで軸受１２を収容する凹部１４を形成した。凹部１４で軸受１２を収容した高さ分、軸受１２の軸方向寸法を吸収できるようになり、その分キャリア８の軸方向の厚さ寸法を小さくできるようになる。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車を備えた減速機、およびその減速機の製造方法に関する。

遊星歯車を備えた小型の減速機は、例えば特許文献１に開示されている。このものでは、太陽歯車の周りに複数の遊星歯車を備えているが、遊星歯車を保持するキャリアが無い構成である。しかしながら、減速機における減速効率を向上させるためには、遊星歯車を保持するキャリアがあった方が有利であり、またキャリアの形状も、遊星歯車を軸方向の両側から保持する構成の方が有利である。

そこで、この種の構成を備えた減速機における遊星歯車付近の従来の構成について、図６〜図８を参照して説明する。キャリア１０１には、遊星歯車収容部１０２が３箇所に形成されていて、各遊星歯車収容部１０２に遊星歯車１０３が配設されている。各遊星歯車１０３の中心部には遊星軸１０４が固着されていて、各遊星軸１０４の軸方向の両端部が、軸受１０５を介してキャリア１０１に保持されている。キャリア１０１には、軸受１０５を嵌合する保持孔１０６が３箇所に形成され、中心部に太陽歯車１０７を挿入するための中央孔１０８が形成されている。太陽歯車１０７に、各遊星歯車１０３が噛み合っている。この場合、キャリア１０１にあって、遊星歯車１０３に対して軸方向から対向する部分である、遊星歯車収容部１０２の上面部１０２ａおよび下面部１０２ｂの厚さ寸法は、軸受１０５の軸方向寸法と同じに設定されている。なお、図示はしないが、キャリア１０１の周りには、円環状をなす固定内歯車が固定状態に設けられ、この固定内歯車に、前記遊星歯車１０３が噛み合う構成となる。
特開平８−３０３５３１号公報

上記したような構成の減速機においては次のような問題がある。図８において、キャリア１０１の軸方向の厚さ寸法Ｔ１は、遊星歯車１０３の軸方向の厚さ寸法Ｔ２と、軸受１０５の軸方向寸法Ｔ３の２個分と、遊星歯車１０３とキャリア１０１との間の軸方向のギャップＴ４の２倍分との和となる（Ｔ１＝Ｔ２＋２×Ｔ３＋２×Ｔ４）。このような構成では、キャリア１０１の軸方向の厚さ寸法Ｔ１を薄型化することが難しく、ひいては減速機全体を薄型化することが難しいという問題があった。

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、薄型化が可能な減速機を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、そのような減速機の組立て性の向上を図ることができる減速機の組立方法を提供することにある。

上記した第１の目的を達成するために、請求項１の減速機は、入力軸と、この入力軸に当該入力軸と一体に回転するように設けられ外周部に歯を有する太陽歯車と、この太陽歯車を囲む形態で固定状態に配置され、内周部に歯を有する固定内歯車と、前記太陽歯車と前記固定内歯車との間に位置させてこれら太陽歯車の歯および固定内歯車の歯にそれぞれ噛み合うように配設され、前記太陽歯車の回転に伴い自転しながら前記太陽歯車の周りを公転する複数個の遊星歯車と、これら各遊星歯車の回転中心に設けられた遊星軸と、これら各遊星軸の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた軸受と、これら軸受を介して前記遊星軸の軸方向両端部を回転可能に支持するように設けられ、前記遊星歯車の公転に伴い前記太陽歯車を中心に回転するキャリアと、前記複数個の遊星歯車を囲む形態で回転可能に配置され、内周部に前記遊星歯車と噛み合う歯を有する可動内歯車と、この可動内歯車に当該可動内歯車と一体に回転するように設けられた出力軸とを備え、前記キャリアにあって前記遊星歯車に対して軸方向から対向する部分の厚さ寸法を、前記軸受の軸方向寸法よりも小さく形成し、前記遊星歯車にあって前記軸受と対応する軸方向の両端部に、それぞれ軸方向に窪んで前記軸受を収容する凹部を形成したことを特徴とする。

請求項１の減速機においては、遊星歯車の軸方向の両端部に形成した凹部で軸受を収容した高さ分、軸受の軸方向寸法を吸収できるようになり、その分キャリアの軸方向の厚さ寸法を小さくできるようになる。そして、キャリアの軸方向の厚さ寸法を小さくできる分、減速機全体の軸方向の厚さ寸法も小さくすることが可能となり、減速機全体の薄型化が可能となる。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
まず、図１において、減速機１のケース２は、それぞれ浅底の円筒容器状をなす第１のケース部３と第２のケース部４とを組み合わせて、中空状に構成されている。ケース２内の中心部には、太陽歯車５が回転可能に配設されている。この太陽歯車５は、外周部に歯５ａを有していて、入力軸６の一端部の外周部に当該入力軸６と一体回転するように取着されている。入力軸６の他端部である図１の下端部は、第１のケース部３に形成された孔７を通して外方に突出している。この入力軸６は、駆動源である図示はしないモータにより回転駆動される。

ケース２内において太陽歯車５の周りには、キャリア８が回転可能に配設されている。このキャリア８には、図３および図４に示すように、遊星歯車収容部９が、周方向の複数箇所、この場合３箇所に形成されていて、各遊星歯車収容部９に、遊星歯車１０が回転可能に配設されている。各遊星歯車１０は外周部に歯１０ａを有していて、その歯１０ａが太陽歯車５の歯５ａに噛み合っている。各遊星歯車１０の径方向の中心である回転中心に形成された軸挿入孔１０ｂには、それぞれ遊星軸１１が遊星歯車１０と一体回転するように挿入されている。各遊星軸１１の軸方向の両端部が、それぞれ軸受１２を介してキャリア８に回転可能に支持されている。軸受１２としては、この場合玉軸受が使用されるが、すべり軸受を使用することもできる。３個（複数個）の遊星歯車１０は、太陽歯車５の周りに等間隔で配置されている。各遊星歯車収容部９の外周部には開口部９ａが形成されていて、当該遊星歯車収容部９に配設された遊星歯車１０の外周部の一部がその開口部９ａから外方へ突出している。

上記各軸受１２は、キャリア８において各遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃに形成された保持孔１３に嵌合保持されている。キャリア８において、遊星歯車１０に対して軸方向から対向する部分である、遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃの厚さ寸法ｔ１（図２参照）は、軸受１２の軸方向寸法ｔ２よりも小さく設定している（ｔ１＜ｔ２）。各遊星歯車１０において、軸受１２と対応する軸方向の両端部には、それぞれ軸方向に窪んで軸受１２を収容する凹部１４が形成されている。凹部１４の深さ寸法ｔ３は、上面部９ｂまたは下面部９ｃから突出した軸受１２の突出分を収容できる寸法としている。遊星軸１１の軸方向の両端部には、軸受１２を受ける段部１１ａが形成されている。

また、キャリア８における遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃには、図４に示すように、前記保持孔１３と、当該保持孔１３をキャリア８の外周部の外側に連通させるスリット１５が形成されている。各スリット１５は、保持孔１３から径方向に延びている。各スリット１５の幅寸法ｗ１（図４参照）は、遊星軸１１の軸方向の端部の直径寸法ｗ２（図２参照）より若干大きく形成されていて、遊星軸１１の軸方向の端部を挿入することが可能な寸法に設定されている。キャリア８における径方向の中心部には、太陽歯車５を挿入することが可能な大きさの円形の中央孔１６が形成されている。

ここで、遊星歯車１０をキャリア８に組み付ける場合の組立方法について、図５を参照して説明する。まず、遊星歯車１０をキャリア８に組み付ける前に、（ａ）に示すように、遊星歯車１０の軸挿入孔１０ｂに遊星軸１１を挿入し、遊星歯車１０に対する遊星軸１１の軸方向の位置を決め、接着等により遊星歯車１０と遊星軸１１を固着する。この後、遊星歯車１０を、キャリア８における遊星歯車収容部９に開口部９ａから挿入する（（ｂ）参照）。換言すれば、遊星歯車１０を、キャリア８における遊星歯車収容部９に径方向の外側から挿入する。そして、遊星軸１１の軸方向の両端部をスリット１５に挿入して保持孔１３まで移動させる（（ｃ）参照）。

この後、（ｄ）に示すように、軸受１２を、軸方向の外側から保持孔１３に嵌合させるとともに、軸受１２の軸穴を遊星軸１１の軸方向の端部に嵌合させ、各軸受１２をキャリア８に固着する（（ｅ）参照）。このとき、各軸受１２の一部は、遊星歯車１０の凹部１４に収容されることになる。各遊星歯車１０は、このようにしてキャリア８に組み付けられる。

図１に戻って、第１のケース部３の内部には、円環状をなす固定内歯車１７が固定状態に設けられている。この固定内歯車１７は、太陽歯車５、各遊星歯車１０、およびキャリア８を囲む形態で太陽歯車５と同心状に配置され、内周部に歯１７ａを有している。前記遊星歯車１０において、開口部９ａから外方へ突出した外周部の歯１０ａの下部が、固定内歯車１７の歯１７ａに噛み合っている。したがって、各遊星歯車１０は、太陽歯車５と固定内歯車１７との間に位置させて、外周部の歯１０ａがそれら太陽歯車５の歯５ａと固定内歯車１７の歯１７ａに噛み合っている。

ケース２内の上部には、回転部材１８が回転可能に配設されている。この回転部材１８は、円板部１８ａと、この円板部１８ａの外周部から垂下するように設けられた円筒部１８ｂとを一体に有している。円筒部１８ｂの内周部には、円環状をなす可動内歯車１９が固着されている。可動内歯車１９は、太陽歯車５、各遊星歯車１０、およびキャリア８を囲む形態で太陽歯車５と同心状に配置され、内周部に歯１９ａを有している。前記遊星歯車１０において、開口部９ａから外方へ突出した外周部の歯１０ａの上部が、可動内歯車１９の歯１９ａに噛み合っている。したがって、各遊星歯車１０は、太陽歯車５と可動内歯車１９との間に位置させて、外周部の歯１０ａがそれら太陽歯車５の歯５ａと可動内歯車１９の歯１９ａにも噛み合っている。円板部１８ａの径方向の中心部には、図１の上方へ突出する出力軸２０が一体に設けられていて、この出力軸２０の上端部が、第２のケース部４に形成された孔２１から上方へ突出している。

上記した構成の減速機１の大きさとしては、この場合、ケース２の直径寸法が約２４ｍｍ、入力軸６の下端から出力軸２０の上端までの厚さ寸法が約１０ｍｍであって、小型のものである。

次に上記構成の作用を説明する。
入力軸６が図示しないモータにより回転駆動されると、太陽歯車５が入力軸６と一体に回転する。すると、太陽歯車５の歯５ａと固定内歯車１７の歯１７ａに噛み合った３個の各遊星歯車１０が、遊星軸１１を中心に自転しながら太陽歯車５の周りを公転する。これに伴い、遊星歯車１０を支持するキャリア８も太陽歯車５を中心に回転する。また、遊星歯車１０の歯１０ａに噛み合った可動内歯車１９が、太陽歯車５を中心に回転し、これに伴い回転部材１８を介して出力軸２０が可動内歯車１９と一体に回転する。

上記した実施形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。
遊星歯車１０を支持するキャリア８にあって、遊星歯車１０に対して軸方向から対向する部分である、遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃの厚さ寸法ｔ１を、遊星軸１１の軸方向の端部を支持する軸受１２の軸方向寸法ｔ２より小さく形成し、各遊星歯車１０にあって前記軸受１２と対応する軸方向の両端部に、それぞれ軸方向に窪んで軸受１２を収容する凹部１４を形成した。このため、遊星歯車１０の軸方向の両端部に形成した凹部１４で軸受１２を収容した高さ分、軸受１２の軸方向寸法を吸収できるようになり、その分キャリア８の軸方向の厚さ寸法ｔ５を、従来例に比べて小さくできるようになる。そして、キャリア８の軸方向の厚さ寸法ｔ５を小さくできる分、減速機１全体の軸方向の厚さ寸法も小さくすることが可能となり、減速機１全体の薄型化が可能となる。

この場合、遊星歯車１０において強度を必要とする外周部部分の厚さ寸法は、従来と同寸法を確保でき、また、軸受１２の軸方向寸法も、従来の軸受１０５と同寸法を確保できる。

キャリア８における遊星歯車収容部９の上面部９ｂおよび下面部９ｃには、軸受１２を嵌合保持する保持孔１３と、当該保持孔１３をキャリア８の外周部の外側に連通させるスリット１５を形成し、このスリット１５の幅寸法ｗ１は、遊星軸１１の軸方向の端部を挿入することが可能な寸法に設定している。このため、図５に示したように、遊星歯車１０をキャリア８に組み付ける前に、遊星歯車１０の軸挿入孔１０ｂに遊星軸１１を挿入して軸方向の位置決めを行うことにより、遊星歯車１０と遊星軸１１の軸方向の位置決めを容易に行うことができる。そして、遊星歯車１０をキャリア８における遊星歯車収容部９に径方向の外側から挿入するとともに、遊星軸１１の軸方向の両端部を前記スリット１５に挿入して保持孔１３まで移動させた後、軸受１２を保持孔１３と遊星軸１１の端部に軸方向から嵌合して組み付けることで、遊星歯車１０をキャリア８に組み付けることができる。

ここで、キャリアに本実施形態のスリット１５を形成しない場合の従来の組立方法について、図９を参照して説明する。まず、（ａ）〜（ｂ）に示すように、遊星歯車１０３を、キャリア１０１における遊星歯車収容部１０２に径方向の外側から挿入する。そして、遊星軸１０４を、キャリア１０１の保持孔１０６を通して遊星歯車１０３の軸挿入孔に軸方向から挿入し（（ｃ）参照）、遊星軸１０４を遊星歯車１０３に接着等により固着する（（ｄ）参照）。このとき、遊星歯車１０３と遊星軸１０４の軸方向の位置決めをする必要があるが、それらの位置関係が外側からは見え難いため、その位置決めが困難である。この後、（ｅ）に示すように、軸受１０５を、軸方向の外側から保持孔１０６に嵌合させるとともに、軸受１０５の軸穴を遊星軸１０４の軸方向の端部に嵌合させ、各軸受１０５をキャリア１０１に固着する（（ｆ）参照）。

従来では、このようにして遊星歯車１０３をキャリア１０１に組み付けるようにしていたため、上述したように、特に遊星歯車１０３と遊星軸１０４の軸方向の位置決めが難しく、組み立て難いという問題があった。これに対して、本実施形態においては、上述したように、遊星歯車１０と遊星軸１１の組み付けは、遊星歯車１０をキャリア８に組み付ける前に、外部において行うことができるため、遊星歯車１０のキャリア８への組付けを容易に行うことができる。

本発明の一実施形態を示す減速機全体の縦断面図 遊星歯車付近の拡大縦断面図 （ａ）は遊星歯車および太陽歯車をキャリアに組み込んだ状態での斜視図、（ｂ）は遊星歯車および太陽歯車をキャリアに組み込んだ状態を透視的に示した斜視図 キャリア単体の斜視図 遊星歯車をキャリアに組み付ける手順を説明するための図 従来例を示す図３（ｂ）相当図 図４相当図 図２相当図 図５相当図

符号の説明

図面中、１は減速機、２はケース、５は太陽歯車、５ａは歯、６は入力軸、８はキャリア、９は遊星歯車収容部、９ｂは上面部（遊星歯車に対して軸方向から対向する部分）、９ｃは下面部（遊星歯車に対して軸方向から対向する部分）、１０は遊星歯車、１０ａは歯、１０ｂは軸挿入孔、１１は遊星軸、１２は軸受、１３は保持孔、１４は凹部、１５はスリット、１７は固定内歯車、１７ａは歯、１９は可動内歯車、１９ａは歯、２０は出力軸を示す。

Claims (3)

1. 入力軸と、
   この入力軸に当該入力軸と一体に回転するように設けられ外周部に歯を有する太陽歯車と、
   この太陽歯車を囲む形態で固定状態に配置され、内周部に歯を有する固定内歯車と、
   前記太陽歯車と前記固定内歯車との間に位置させてこれら太陽歯車の歯および固定内歯車の歯にそれぞれ噛み合うように配設され、前記太陽歯車の回転に伴い自転しながら前記太陽歯車の周りを公転する複数個の遊星歯車と、
   これら各遊星歯車の回転中心に設けられた遊星軸と、
   これら各遊星軸の軸方向の両端部にそれぞれ設けられた軸受と、
   これら軸受を介して前記遊星軸の軸方向両端部を回転可能に支持するように設けられ、前記遊星歯車の公転に伴い前記太陽歯車を中心に回転するキャリアと、
   前記複数個の遊星歯車を囲む形態で回転可能に配置され、内周部に前記遊星歯車と噛み合う歯を有する可動内歯車と、
   この可動内歯車に当該可動内歯車と一体に回転するように設けられた出力軸とを備え、
   前記キャリアにあって前記遊星歯車に対して軸方向から対向する部分の厚さ寸法を、前記軸受の軸方向寸法よりも小さく形成し、前記遊星歯車にあって前記軸受と対応する軸方向の両端部に、それぞれ軸方向に窪んで前記軸受を収容する凹部を形成したことを特徴とする減速機。
2. 前記キャリアにあって前記遊星歯車に対して軸方向から対向する部分に、前記軸受を保持する保持孔と、当該保持孔を前記キャリアの外周部の外側に連通させるように形成されたスリットとを有し、前記スリットの幅寸法を、前記遊星軸の軸方向の端部を挿入可能な寸法に設定したことを特徴とする請求項１記載の減速機。
3. 請求項２記載の減速機を組み立てる方法であって、
   各遊星歯車の回転中心の軸挿入孔に前記遊星軸を挿入して組み付ける工程と、
   前記遊星歯車を前記キャリアに径方向の外側から挿入するとともに、前記遊星軸の軸方向の両端部を前記スリットに挿入して前記保持孔まで移動させる工程と、
   前記軸受を前記保持孔と前記遊星軸の端部に軸方向から嵌合して組み付ける工程とを行うことを特徴とする減速機の組立方法。

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