JP2010506105A - 多段の減速ギア装置 - Google Patents

Abstract

駆動可能な第１の太陽歯車（２２）と、回転可能に軸受された第１の遊星ギア（２０）で、回転可能に軸受された軸受された遊星キャリア（１０）とを備え、前記遊星キャリア（１０）は、第１の太陽歯車（２２）と回転可能に軸受されている中空歯車（１６）と、ギア接続しており、第２の減速段で、少なくとも２つのピニオン（４、６）を備え、前記２つのピニオン（４、６）は、異なった箇所で、大型ギア（２）とギア接続しており、かつ、第１のピニオン（４）は、回転可能に、第１の遊星キャリア（１０）と接続しており、かつ、少なくとも第２のピニオン（６）は、回転方向と逆向きの歯車段（１２、１４）を介して、第１の中空歯車（１６）と駆動可能に接続している、遊星ギア装置（８）として第１の減速段で構成される多段の減速ギア装置において、固定子として大型ギア（２）は備えられ、かつ、被駆動部は、ピニオン（４、６）も軸受される構造群によって形成され、その結果、駆動中に、ピニオンは、遊星ギアの方式で、大型ギアの中心軸の周りを回ることを特徴とする減速ギア装置。

Description

本発明は、請求項１の上位概念における多段の減速ギア装置に関する。

独国特許出願公開第2420232号明細書から、２段の減速ギア装置が公知であり、２段の減速ギア装置で遊星ギア装置として第１の減速ギア装置が構成されており、かつ、減速ギア装置で３つのピニオンは第２の減速ギア装置を備えている。この３つのピニオンは、いつも異なった位置で大型ギアとギア接続しており、かつ、その異なった位置で、第１のピニオンは、第１のピニオンは、回転可能に遊星ギア装置の遊星キャリアと接続しており、かつ、２つの更なるピニオンは、平歯車段を介して、駆動可能に遊星ギア装置の中空歯車と接続している。

相対的にコンパクトな構成で、このようなギア装置では、とても高いトルクの高変換効率で伝達する。

独国特許出願公開第2420232号明細書

本発明は、本分野に関する減速ギア装置を更に改良するという課題を基礎としている。

これらの課題は、請求項１に記載の特徴によって解決される。更なる本発明の形態及び利点は、従属請求項から明らかである。

それによれば、遊星ギア装置として第１の減速段で構成される多段の減速ギア装置において、駆動可能な第１の太陽歯車と、第１の回転可能に軸受された遊星ギアで、回転可能に軸受された軸受された遊星キャリアとを備え、前記遊星キャリアは、第１の太陽歯車と回転可能に軸受されている中空歯車と、ギア接続しており、第２の減速段で、少なくとも２つのピニオンを備え、前記２つのピニオンは、異なった位置で、大型ギアとギア接続しており、かつ、第１のピニオンは、回転可能に、第１の遊星キャリアと接続しており、かつ、少なくとも第２のピニオンは、回転方向と逆向きの歯車段を介して、第１の中空歯車と駆動可能に接続している。

本発明によれば、固定子として大型ギアは備えられ、かつ、被駆動部は、ピニオン（４、６）も軸受される構造群によって形成され、その結果、駆動中に、ピニオンは、遊星ギアの方式で、大型ギアの中心軸の周りを回っている。電気の駆動モータのような機能要素と接続しているギア装置は、駆動中に大型ギアの中心軸を中心に動く。より好ましい方法では、これらの機能要素は一部分に収納され、その他の場合では、使用されていない構造部分に存在している。その結果、全体として、好ましい構造部分の関係が達成可能である。

本発明の好ましい形態では、大型ギアは、中心通路を備え、この中心通路では、供給線や制御線の実施のために利用することが可能である。

本発明の更なる好ましい形態では、少なくとも１つの更なる同種の減速ギア装置を備え、
少なくとも２つの減速ギア装置が、共通の大型ギアを備えている。これは、第１の減速段が、大型ギアの軸手段に対して外側のラジアル方向に、大型ギアの領域部で置換可能なように構成されているため、可能である。大型ギアの領域の大きさや、対応するトルク要求に応じて、大型ギアの領域の周りを、２つ、３つ、又は、いくつかの第１の減速段が分配して構成されている。いずれの第１の減速段に、それぞれの電気の駆動モータは、配分されている。その結果、第１の減速段の全体数に応じて、構成されている駆動システムの全体の性能も上昇する。これらのシステムは、記述されているようにできるが、いくつかの動力装置の性質をもつものが、少なくとも２つのピニオンを介して、共通の大型ギアで支えられている。いずれのこれらの「動力装置の性質をもつもの」は、遊星ギア装置、ピニオン、回転方向と逆向きの歯車段を備えている。

多くの応用の場合、必要とする駆動性能を提供するために、いくつかの同じように構成され、かつ、このように経済的な「動力装置の性質を持つもの」の使用の下、より大きな大型ギアが備えられ、例えば、戦車の砲塔のための回転動力やクレーンの荷重のための回転動力に使用可能である。追加の利点は、過剰な量に基づいて、高い運転性能をもつことである。

ロボットギア装置として精密に適用するために、遊び自由で柔軟な引き込み線の案内により、それは、その精密適用に受け入れられ、ピニオン及び大型ギアは、円錐形に形成され、かつ、調節シムは、大型ギアに対していずれのピニオンの軸位置の調節のための調節手段として形成可能となっている。

より高い変換効率が要求されるのであれば、遊星段として構成される更なる減速ギア段は、第１の減速ギア段の前方（上流）に設けられており、第２の遊星キャリアは、回転可能に第１の太陽歯車と接続しており、第２の遊星ギアは、第２の遊星キャリアで回転可能に軸受され、かつ、回転駆動可能な第２の太陽歯車と、第１の中空歯車と回転可能に接続されている第２の中空歯車とがギア接続されることで可能となる。

これらの前方（上流）に設けられた段は、第１及び第２の中空歯車は、１つの中空歯車部として形成され、前記第１及び第２の遊星ギアは、それらの有歯部と、前記中空歯車部の異なる軸領域でかみ合っている、又は、前記中空歯車部は、連続した有歯部を供えているのであれば、特に、経済的に製造可能である。

大型ギアとピニオンは、特別の取り付け状況の計算において、平行していない回転軸を持った円錐歯車としても構成されている。

特に好ましい状況が、被駆動部段のピニオンは、同一の歯数が備えられ、かつ、逆向きの平歯車段、又は、円錐歯車段は、ゆっくりと比率(u/(u+1))になり、この場合、uは、前方（上流）に設けられた遊星歯車組での、太陽歯車の歯数に対する中空歯車の歯数に一致する場合に生じる。

本発明を以下に、添付した図面に基づいてより詳しく説明する。

本発明によるギアの縦方向断面の図である。 本発明によるギアの平面図である。 本発明によるギアの３次元の図である。 本発明によるギアの平面図である。

図１は、多段の減速ギア装置１を示している。第１の減速段は、遊星ギア装置８から構成され、第２の減速段は、２つのピニオン（小歯車）４、６を含み、その２つのピニオンは、大型ギア２の領域の異なった箇所で、大型ギア２とかみ合っている。その際に、第１のピニオン４は、遊星ギア装置８の遊星キャリア１０と堅く接続しており、かつ、第２のピニオンは、平歯車１２、１４から構成される平歯車段を介して、遊星歯車装置８の中空歯車１６とギア接続している。図１の中央線の上方及び下方では、異なる断面が示される。

図２及び図３から、平歯車１２、１４の位置が互いに明らかであり、この平歯車１２、１４は、相互にかみ合っている。

遊星ギア装置８は、ディファレンシャルギア装置として働き、遊星キャリア１０及び中空歯車１６の近くで平歯車１２、１４を介して、ピニオン４と大型ギア２は相互にギア接続されている。

遊星キャリア１０において、遊星ボルト１８上で、遊星ギア２０が回転式に軸受されており、
同時にギア接続で、遊星ギア２０は、中空歯車１６と太陽歯車２２と接続されている。

図示された本発明によるギア装置では、固定子として大型ギアは固定形成され、構造群４２の間で、大型ギアを中心に回転可能である。そして、それは、いわゆる「軸１」のためのロボットで好ましく利用可能であり、この場合、大型ギアは、基礎部と接続している。

太陽歯車２２、遊星ギア、及び、中空歯車とから構成される遊星ギア装置８は、遊星段より構成される更なる減速段に切り替える。これは、遊星キャリア２４上で軸受される遊星ギア２６を含み、この遊星ギア２６は、同時に、図示されていない電気モータによって駆動可能な太陽歯車２８と中空歯車１６とギア接続している。

そして、２つの遊星段の中空歯車は、相互に回転式に接続されている。図示された実施例においては、中空歯車は、中空歯車部１６に集められており、連続したかみ合わせ部を備えている。遊星ギア２０及び２６は、このように異なった軸の領域で、同じ中空歯車１６と接続している。

運転の間、中空歯車が止まらないという事実は、切り替えられた遊星段の歯車比により、好ましい方法で作用する。

ピニオン４、６も、大型ギアも円錐形に形成されている。スプリングリンス３２とピニオン軸受３４の軸受内側リングとの間に配置されている調節シム３０は、大型ギアに対していずれのピニオンの軸位置の調節のための調節手段として使用されている。ピニオンと大型ギアとの間の噛み合わせの遊びは、ギア装置の全体の遊び上で、強く作用し、調節され、又は、除去されることが可能であり、その結果、ロボット軸受装置のために必要な精密さが実現される。ピニオン４、６のため、かみ合わせ面の一方の側上で第２の軸受３６が配置され、ピニオンと平歯車１２、１４のかみ合わせ面との間に軸受３６の軸が配置されている。

大型ギアは、中心通路４０を備え、中心通路４０はロボットギア装置で、制御や供給線を実施するために役に立っている。

大型ギア２と、大型ギアに対して相対的に回転可能でピニオンに軸受されもする構造群４２との間で、２つの軸のために働く軸受４４、４６が、Ｏ型配置で存在している。軸受のこれらの技術は、精密であり、大きな軸方向力と横方向力を支えることができる。

同様の位置関係が、更なる図面で、同様の参照符号で示されている。

図４は、上面図で、本発明によるギア装置を示したものである。これによると、２つの同種の減速ギア装置が、共通の大型ギアを共有し、その結果、２つだけでなく、４つのピニオンが大型ギアとかみ合っている。これらの方法では、転用可能なトルクの倍増や転用可能な出力を達成できる。図４で記載されたギア装置において、固定子としての大型ギアを構成している。この領域で配置されたボーリングは、ギア装置を基礎部で固定するために使われている。

１ 減速ギア装置
２ 大型ギア
４ ピニオン
６ ピニオン
８ 遊星ギア装置
１０ 遊星キャリア
１２ 平歯車
１４ 平歯車
１６ 中空歯車
１８ 遊星ボルト
２０ 遊星ギア
２２ 太陽歯車
２４ 遊星キャリア
２６ 遊星ギア
２８ 太陽歯車
３０ 調節シム
３２ スプリングリング
３４ 軸受
３６ 軸受
４０ 中心通路
４２ 構造群
４４ 軸受
４６ 軸受

Claims (9)

1. 駆動可能な第１の太陽歯車（２２）と、
   第１の回転可能に軸受された遊星ギアで、回転可能に軸受された軸受された遊星キャリア（１０）とを備え、
   前記遊星キャリア（１０）は、第１の太陽歯車（２２）と回転可能に軸受されている中空歯車（１６）と、ギア接続しており、
   第２の減速段で、少なくとも２つのピニオン（４、６）を備え、
   前記２つのピニオン（４、６）は、異なった位置で、大型ギア（２）とギア接続しており、かつ、
   第１のピニオン（４）は、回転可能に、第１の遊星キャリア（１０）と接続しており、かつ、
   少なくとも第２のピニオン（６）は、回転方向と逆向きの歯車段（１２、１４）を介して、第１の中空歯車（１６）と駆動可能に接続している、
   遊星ギア装置として第１の減速段で構成される多段の減速ギア装置において、
   固定子として大型ギア（２）は備えられ、かつ、
   被駆動部は、ピニオン（４、６）も軸受される構造群によって形成され、
   その結果、駆動中に、ピニオンは、遊星ギアの方式で、大型ギアの中心軸の周りを回ることを特徴とする減速ギア装置。
2. 請求項１に記載の減速ギア装置において、
   大型ギア（２）は、中心通路（４０）を備えることを特徴とする減速ギア装置。
3. 請求項１又は２に記載の減速ギア装置において、
   少なくとも１つの更なる同種の減速ギア装置を備え、
   少なくとも２つの減速ギア装置が、共通の大型ギア（２）を備えることを特徴とする減速ギア装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の減速ギア装置において、
   ピニオン（４、６）及び大型ギア（２）は、円錐形に形成され、かつ、
   調節シム（３０）は、大型ギア（２）に対していずれのピニオン（４、６）の軸位置の調節のための調節手段として形成されていることを特徴とする減速ギア装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の減速ギア装置において、
   遊星段として構成される更なる減速ギア段は、第１の減速ギア段の前方（上流）に設けられており、
   第２の遊星キャリア（２４）は、回転可能に第１の太陽歯車（２２）と接続しており、
   第２の遊星ギア（２６）は、第２の遊星キャリア（２４）で回転可能に軸受され、かつ、
   回転駆動可能な第２の太陽歯車（２８）と、第１の中空歯車（１６）と回転可能に接続されている第２の中空歯車（１６）とがギア接続されていることを特徴とする減速ギア装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の減速ギア装置において、
   第１及び第２の中空歯車は、１つの中空歯車部（１６）として形成され、
   前記第１及び第２の遊星ギアは、それらの有歯部と、前記中空歯車部の異なる軸領域でかみ合っていることを特徴とする減速ギア装置。
7. 請求項６に記載の減速ギア装置において、
   前記中空歯車部（１６）は、連続した有歯部を供えることを特徴とする減速ギア装置。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の減速ギア装置において、
   大型ギア（３）とピニオンは、平行していない回転軸を持った円錐歯車として構成されていることを特徴とする減速ギア装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の減速ギア装置において、
   被駆動部段のピニオン（４、６）は、同一の歯数が備えられ、かつ、
   逆向きの平歯車段、又は、円錐歯車段（１２、１４）は、ゆっくりと比率(u/(u+1))になることを特徴とする減速ギア装置。（uは、前方（上流）に設けられた遊星歯車組での、太陽歯車の歯数に対する中空歯車の歯数に一致する。）

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