JP2012247007A - 遊星歯車機構 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化に適した遊星歯車機構を提供することを課題とする。
【解決手段】遊星歯車機構は、第１及び第２太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、前記第２太陽歯車に噛合う複数の第２遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車が噛合う第１内歯車と、前記複数の第２遊星歯車が噛合う第２内歯車と、前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、前記複数の第２遊星歯車が回転可能に連結した第２キャリアと、前記第１キャリア及び前記第２太陽歯車と一体に回転する回転軸と、前記第１及び第２内歯車の間に保持され前記第１及び第２内歯車を位置決めし前記回転軸を回転可能に保持する軸受と、を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、遊星歯車機構に関する。

複数の遊星歯車機構を軸方向に連結する場合がある。複数の遊星歯車機構を軸方向に連結することにより、単一の遊星歯車を用いた場合と比較して減速比を大きく変更させることができる。特許文献１には、このような遊星歯車機構に関する技術が開示されている。

特開２００３−２９９３１０号公報

複数の遊星歯車機構を連結する場合、遊星歯車機構同士の軸周りの周方向の位置ずれと、軸に直交する直交方向での位置ずれを防止するために、遊星歯車機構同士に位置決め部を設けることが考えられる。

このような機能を有した位置決め部は、複雑な形状になるおそれがある。遊星歯車機構が小型である場合、このような位置決め部の成形は困難になるおそれがある。また、位置決め部が複雑な形状であると、耐久性が低下するおそれもある。

本発明は、小型化に適した遊星歯車機構を提供することを目的とする。

上記目的は、第１及び第２太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、前記第２太陽歯車に噛合う複数の第２遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車が噛合う第１内歯車と、前記複数の第２遊星歯車が噛合う第２内歯車と、前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、前記複数の第２遊星歯車が回転可能に連結した第２キャリアと、前記第１キャリア及び前記第２太陽歯車と一体に回転する回転軸と、前記第１及び第２内歯車の間に保持され前記第１及び第２内歯車を位置決めし前記回転軸を回転可能に保持する軸受と、を備えた遊星歯車機構によって達成できる。

軸受により第１及び第２内歯車が位置決めされるので、第１及び第２内歯車のそれぞれに複雑な形状の位置決め部を設ける必要がない。このような遊星歯車機構は小型化に適している。

本発明によれば、小型化に適した遊星歯車機構を提供できる。

図１（Ａ）は、遊星歯車機構の斜視図であり、図１（Ｂ）は、遊星歯車機構の正面図である。 図２は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 図３は、内歯車、軸受を示した分解斜視図である。 図４は、内歯車、軸受をそれぞれ切り欠いて示した図である。 図５は、内歯車の断面図である。 図６は、内歯車、軸受が組み合わされた状態でこれらを切り欠いて示した図である。 図７は、単一の内歯車を用いた遊星歯車機構の断面図である。

図１（Ａ）は、遊星歯車機構Ａの斜視図であり、Ｂ図１（Ｂ）は、遊星歯車機構Ａの正面図である。図１（Ａ）に示すように、遊星歯車機構Ａは、軸方向に連結された内歯車４０、８０、内歯車８０の前方側に固定されたカバーＦＣ、内歯車４０の後方側に固定されたカバーＲＣ、カバーＦＣから突出したキャリア７０の出力軸部７８、を含む。カバーＲＣには、径方向に突出した突出部ＲＣ２、突出部ＲＣ２に設けられモータ等に固定するためのネジ用の孔ＲＣ３や、モータ等に対する位置決め用の凹部ＲＣ５、を含む。内歯車４０、８０、カバーＦＣ、ＲＣは、２つのネジＳにより固定されている。

図２は、図１（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。カバーＲＣは、ほぼ円形の板状であり、その中心部には開口部が設けられている。開口部から露出するように、回転部材１０が配置されている。カバーＲＣの包囲部ＲＣ１は、回転部材１０の周囲を囲っている。回転部材１０の基端側には、モータの出力軸が嵌合する嵌合孔１１が形成されている。回転部材１０の先端側には太陽歯車部１６が形成されている。回転部材１０と対向するようにキャリア２０が配置されている。キャリア２０は、略円板状の円板部２２、円板部２２から基端側に突出した複数の支軸部２４、複数の支軸部２４にそれぞれ回転可能に連結された複数の遊星歯車２５、円板部２２の先端側に設けられた太陽歯車部２６を含む。複数の遊星歯車２５は、回転部材１０の太陽歯車部１６と噛合っている。

内歯車４０には内歯部４５が形成されており、複数の遊星歯車２５は内歯部４５とも噛合っている。回転部材１０の太陽歯車部１６は複数の遊星歯車２５とも噛合っているため、回転部材１０が回転することにより複数の遊星歯車２５が回転し、複数の遊星歯車２５は内歯車４０内で自転しながら公転する。複数の遊星歯車２５が公転することによりキャリア２０が回転する。

尚、回転部材１０の太陽歯車部１６の先端側にはキャリア２０に向けて突出した凸部１７が形成され、キャリア２０の円板部２２の基端側には回転部材１０の凸部１７が係合する凹部２３が形成されている。凸部１７は回転部材１０の中心に形成されている。凹部２３は、キャリア２０の中心に形成されている。凸部１７と凹部２３とは摺接する。凸部１７と凹部２３とが係合することにより、回転部材１０の中心軸とキャリア２０の中心軸とのずれが抑制される。

キャリア２０の先端側にはキャリア３０が配置されている。キャリア３０は、略円板状の円板部３２、円板部３２から基端側に突出した複数の支軸部３４、複数の支軸部３４にそれぞれ回転可能に連結された複数の遊星歯車３５、円板部３２から先端側に延びた回転軸部３８、回転軸部３８の先端側に設けられた太陽歯車部３６を含む。遊星歯車３５は、キャリア２０の太陽歯車部２６及び内歯車４０の内歯部４５と噛合う。キャリア２０が回転することにより、遊星歯車３５が内歯車４０内を自転しながら公転し、キャリア３０の回転軸部３８が回転する。内歯車４０と内歯車８０との間には軸受５０が配置されている。軸受５０には中心に孔５８が形成されている。回転軸部３８は、軸受５０の孔５８を貫通し、軸受５０に回転可能に保持されている。キャリア３０の太陽歯車部３６は内歯車８０内に位置している。

尚、キャリア２０の太陽歯車部２６の先端側にはキャリア３０に向けて突出した凸部２７が形成され、キャリア３０の円板部３２の基端側には凸部２７が係合する凹部３３が形成されている。凸部２７と凹部３３とにより、キャリア２０の中心軸とキャリア３０の中心軸とのずれが抑制される。

内歯車８０内にはキャリア６０が配置されている。キャリア６０は、円板部６２、支軸部６４、遊星歯車６５、太陽歯車部６６を含む。キャリア６０の形状は、キャリア２０の形状と略同じである。キャリア３０が回転することにより、遊星歯車６５が内歯車８０内で自転しながら公転し、キャリア６０の太陽歯車部６６が回転する。尚、キャリア３０の太陽歯車部３６の先端側にはキャリア６０に向けて突出した凸部３７が形成され、キャリア６０の円板部６２の基端側には凸部３７が係合する凹部６３が形成されている。

キャリア６０の先端側にはキャリア７０が配置されている。キャリア７０は、円板部７２、支軸部７４、遊星歯車７５、出力軸部７８を含む。出力軸部７８は、カバーＦＣに設けられた孔を貫通して内歯車８０の外側に延びている。尚、カバーＦＣには出力軸部７８を回転可能に保持する軸受ＦＢが固定されている。キャリア６０が回転することにより、遊星歯車７５が自転しながら公転し、これによりキャリア７０の出力軸部７８も回転する。尚、キャリア６０の太陽歯車部６６の先端側にはキャリア７０に向けて突出した凸部６７が形成され、キャリア７０の円板部７２の基端側には凸部６７が係合する凹部７３が形成されている。

以上のようにして、回転部材１０が回転することにより、回転速度が減速されてキャリア７０の出力軸部７８が回転する。遊星歯車機構Ａは、プラネタリー型の遊星歯車機構である。

図３は、内歯車４０、８０、軸受５０を示した分解斜視図である。内歯車４０、８０は、形状、大きさ、材料は同一ある。図４は、内歯車４０、８０、軸受５０をそれぞれ切り欠いて示した図である。図５は、内歯車４０、８０の断面図である。図６は、内歯車４０、８０、軸受５０が組み合わされた状態でこれらを切り欠いて示した図である。

図３〜５に示すように、内歯車４０の先端側には係合部４３ａ、４３ｂが形成されている。内歯車４０の基端側には係合部４４ａ、４４ｂが形成されている。係合部４３ａ、４３ｂは、内歯車４０の先端側の端面から突出した凸状である。係合部４４ａ、４４ｂは、内歯車４０の基端側の端面に凹状に形成されている。係合部４３ａ、４３ｂは、内歯車４０の中心軸を挟む位置に形成されている。同様に、係合部４４ａ、４４ｂは、内歯車４０の中心軸を挟む位置に形成されている。内歯車４０には、周方向に複数の孔４８、４９が設けられている。孔４８、４９は、孔４８は、ネジＳが嵌合可能なネジ孔である。孔４９は、遊星歯車機構を設置する装置と結合させるための図示しないネジと嵌合可能なネジ孔である。

同様に、内歯車８０の先端側には係合部８３ａ、８３ｂが形成され、内歯車８０の基端側には係合部８４ａ、８４ｂが形成されている。係合部４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ、８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂは、内歯車４０、８０の相対的な位置のずれを抑制する。

図６に示すように、内歯車４０の係合部４３ａ、４３ｂは、それぞれ、内歯車８０の係合部８３ａ、８３ｂに係合する。ここで、係合部４３ａ、４３ｂは、軸方向に突出しつつ、内歯車４０の軸方向と直交した方向、即ち径方向に延びた形状である。係合部８３ａ、８３ｂも同様に、軸方向に窪んでおり、内歯車８０の径方向に延びた形状である。係合部４３ａ、４３ｂと、係合部８４ａ、８４ｂとが係合することにより、内歯車４０、８０の中心軸周りの周方向での位置ずれが抑制される。

内歯車４０の内歯部４５の先端側には嵌合部４１、内歯部４５の基端側に嵌合部４２が形成されている。嵌合部４１、４２は、内歯車４０の内側に設けられ、歯が形成されていない円形面である。嵌合部４１、４２の径の大きさは同じである。嵌合部４１、４２の径は、内歯部４５のピッチ円径よりも大きいがこれに限定されない。同様に、内歯車８０の内歯部８５の先端側にも嵌合部８１が形成され、内歯車８０の内歯部８５の基端側にも嵌合部８２が形成されている。嵌合部４１、４２、８１、８２の径は同じ大きさである。

図６に示すように、軸受５０は、内歯車４０、８０の間に配置される。具体的には、軸受５０は内歯車４０の嵌合部４１と内歯車８０の嵌合部８２とに嵌合する。従って、嵌合部４１、８２の面は、軸受５０の外周面と当接する。これにより、軸受５０に対して内歯車４０は、軸に直交する径方向の位置ずれが抑制される。同様に、軸受５０に対して内歯車８０の径方向の位置ずれが抑制される。このように、内歯車４０、８０は、軸受５０により径方向での位置が規定される。尚、軸受５０は、内歯車４０の嵌合部４１、内歯車８０の嵌合部８２に圧入されていてもよいし、圧入されていなくてもよい。

以上のように、係合部４３ａ、４３ｂ、８４ａ、８４ｂは、周方向での内歯車４０、８０の位置を規定する機能を有し、軸受５０は、径方向での内歯車４０、８０の位置を規定する機能を有している。

ここで、係合部４３ａ、４３ｂ、８４ａ、８４ｂが、周方向のみならず、径方向でも内歯車４０、８０の位置を規定するような形状を想定する。このような機能を係合部４３ａ等に付加すると、これらの形状が複雑化する。係合部４３ａ等の形状が複雑化すると、成形が困難になる場合や、係合部４３ａの耐久性が低下するおそれがある。特に、内歯車４０、８０が小型の場合には、係合部４３ａ等も小型でありかつ形状が複雑化するため、耐久性がさらに低下するおそれがある。係合部４３ａ等の耐久性が低下すると、遊星歯車機構Ａの組み立て途中において、係合部４３ａ等が破損するおそれがある。例えば、組み立て途中において内歯車４０又は８０が落下した場合や、ネジＳにより内歯車４０、８０を固定する前に内歯車４０、８０に何らかの外力が加わった場合、係合部４３ａ等が破損する恐れがある。

本実施例の遊星歯車機構Ａでは、係合部４３ａ、４３ｂの形状を単純な凸状とし、内歯車８０の係合部８４ａ、８４ｂを単純な凹状である。これにより、係合部４３ａ等の耐久性が向上し、破損が防止される。従って、係合部４３ａ等が小型の場合であっても係合部４３ａ等の耐久性を確保でき、遊星歯車機構Ａは小型化に適している。しかしながら、このような単純な係合部４３ａ等の形状では、内歯車４０、８０を軸と直交する直交方向の位置ずれを抑制できない。具体的には、係合部４３ａ等は、内歯車４０の軸と直交する一方向に延在しているが、この一方向に内歯車４０、８０は相対的に位置がずれることが可能となる。本実施例では、内歯車４０の嵌合部４１、内歯車８０の嵌合部８２が、共通の部材である軸受５０に位置決めされる。軸受５０は、図３に示したように円板状である。このため、内歯車４０の嵌合部４１、内歯車８０の嵌合部８２に軸受５０が嵌合することにより、内歯車４０、８０の径方向での位置ずれが抑制される。

以上のように、内歯車４０、８０の相対位置のずれを、内歯車４０の係合部４３ａ、４３ｂと内歯車８０の係合部８４ａ、８４ｂのみならず、軸受５０によっても規制している。このため、内歯車４０、８０に外力が作用した場合であっても、係合部４３ａ、４３ｂ、８４ａ、８４ｂのみに力が集中することが防止される。これによって、係合部４３ａ、４３ｂ、８４ａ、８４ｂの破損が防止される。従って、係合部４３ａ等が小型の場合であっても係合部４３ａ等に外力が集中することを防止できるので、遊星歯車機構Ａは小型化に適している。

上述したように軸受５０の中心には孔５８が形成され、孔５８にはキャリア３０の回転軸部３８が回転可能に貫通している。このため、軸受５０はキャリア３０の回転軸部３８の位置ずれも抑制している。

尚、図２に示すように、内歯車８０の先端側の嵌合部８１には、円板状の部材９０が嵌合している。部材９０には、出力軸部７８が貫通する孔が形成されている。内歯車４０の基端側の嵌合部４２には、カバーＲＣが嵌合している。また、図１に示すように、内歯車４０の基端側の係合部４４ａ、４４ｂには、それぞれカバーＲＣに設けられ先端側に突出した係合部ＲＣ４が係合する。また、図１に示すように、内歯車８０の先端側の係合部８３ａ、８３ｂには、それぞれカバーＦＣに設けられた凹状の係合部ＦＣ４が係合する。

図７は、単一の内歯車４０を用いた遊星歯車機構Ａ１の断面図である。内歯車４０の基端側にはカバーＲＣがネジＳ１により固定され、内歯車４０の先端側にはカバーＦＣがネジＳ１により固定されている。このように、上述した遊星歯車機構Ａに用いられた部材の大部分を利用して、軸方向に短い遊星歯車機構Ａ１を組み立てることができる。このため、このような軸方向に大きさが相違する複数の遊星歯車機構の間で、部品の大部分を共通化することができる。これにより、製造コストを低減することができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

上記実施例においてプラネタリー型の遊星歯車機構を一例として説明したが、太陽歯車が固定され内歯車が駆動しキャリアが従動するソーラ型の遊星歯車機構であってもよいし、又は、キャリアが固定され太陽歯車が駆動し内歯車が従動するスター型の遊星歯車機構であってもよい。

上記実施例においては、内歯車４０内にはキャリア２０、３０が配置されているが、一つのみ又は３つ以上のキャリアが配置されていてもよい。同様に、内歯車８０内にも、一つのみ又は３つ以上のキャリアが配置されていてもよい。

３つ以上の内歯車を連結し、それぞれの内歯車の間に軸受を配置して、内歯車同士を位置決めしてもよい。

上述した遊星歯車機構Ａ、Ａ１において、キャリア２０には太陽歯車部２６が一体に形成されている。しかしながら、このような構成に限定されず、キャリアと太陽歯車とはそれぞれ別体に形成され一体的に回転可能に連結されたものであってもよい。その他のキャリア３０、６０、７０についても同様である。例えば、キャリア３０は、回転軸部３８、太陽歯車部３６と別体であってもよい。キャリア７０は、出力軸部７８と別体であってもよい。

Ａ、Ａ１ 遊星歯車機構
２０、３０、６０、７０ キャリア
２５、３５、６５、７５ 遊星歯車
２６、３６、６６ 太陽歯車部
４０、８０ 内歯車
４１、４２、８１、８２ 嵌合部
４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ、８３ａ、８３ｂ、８４ａ、８４ｂ 係合部
５０ 軸受

Claims (4)

1. 第１及び第２太陽歯車と、
   前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、
   前記第２太陽歯車に噛合う複数の第２遊星歯車と、
   前記複数の第１遊星歯車が噛合う第１内歯車と、
   前記複数の第２遊星歯車が噛合う第２内歯車と、
   前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、
   前記複数の第２遊星歯車が回転可能に連結した第２キャリアと、
   前記第１キャリア及び前記第２太陽歯車と一体に回転する回転軸と、
   前記第１及び第２内歯車の間に保持され前記第１及び第２内歯車を位置決めし前記回転軸を回転可能に保持する軸受と、を備えた遊星歯車機構。
2. 前記第１内歯車は、前記軸受が嵌合する第１嵌合部を含み、
   前記第２内歯車は、前記軸受が嵌合する第２嵌合部を含み、
   前記軸受が前記第１及び第２嵌合部に嵌合することにより、前記第１及び第２内歯車の径方向での位置ずれが規制される、請求項１の遊星歯車機構。
3. 前記第１内歯車は、前記第２内歯車と係合する第１係合部を含み、
   前記第２内歯車は、前記第１係合部と係合する第２係合部を含み、
   前記第１及び第２係合部が係合することにより、前記第１及び第２内歯車の軸周りの周方向での位置ずれが規制される、請求項１又は２の遊星歯車機構。
4. 前記第１及び第２内歯車は同一形状である、請求項１乃至３の何れかの遊星歯車機構。

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