JP2013155800A - Gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤ装置に関するものである。 The present invention relates to a gear device.
従来、ギヤ装置には、フェースギヤに遊星歯車を組み合わせたものがある。
例えば、特許文献１に記載のギヤ装置は、同心状に形成された二列のギヤ歯を有する二つのフェースギヤと、噛合状態で両者の内側ギヤ歯列間に配置された遊星歯車と、同じく噛合状態で両者の外側ギヤ歯列間に噛合されたピニオンギヤとを備えている。そして、両者の外側ギヤ歯列に異なる歯数を設定することにより、その歯数差に基づく両フェースギヤの回転差を利用して高い変速比を実現することが可能となっている。
Conventionally, there is a gear device in which a planetary gear is combined with a face gear.
For example, the gear device described in Patent Document 1 includes two face gears having two rows of gear teeth formed concentrically, and a planetary gear disposed between both inner gear teeth in an engaged state. And a pinion gear meshed between the outer gear teeth of both the gears. Then, by setting different numbers of teeth in the outer gear teeth rows of both, it is possible to realize a high gear ratio by utilizing the rotation difference of both face gears based on the difference in the number of teeth.
また、特許文献２に記載のギヤ装置は、対向配置された第１及び第２のフェースギヤと、噛合状態でこれらの各フェースギヤ間に配置された遊星歯車とを備えている。そして、その遊星歯車に対し、回転不能に固定された第３のフェースギヤを噛合させる構成となっている。 In addition, the gear device described in Patent Document 2 includes first and second face gears arranged to face each other and planetary gears arranged between the face gears in a meshed state. And it is the structure which meshes | combines the 3rd face gear fixed to the planetary gear so that rotation was impossible.
しかしながら、上記特許文献１に開示された従来技術では、その構成が複雑化・大型化する一方、特許文献２に開示された従来技術では、高い変速比を確保することが困難になる。このように、従来、フェースギヤと遊星歯車とを組み合わせたギヤ装置には、その変速比の高さと搭載性との両立が難しいという問題があり、この点において、なお改善の余地を残すものとなっていた。 However, in the conventional technique disclosed in Patent Document 1, the configuration is complicated and large, while in the conventional technique disclosed in Patent Document 2, it is difficult to ensure a high gear ratio. As described above, the conventional gear device combining the face gear and the planetary gear has a problem that it is difficult to achieve both the high gear ratio and the mountability. In this respect, there is still room for improvement. It was.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、高い変速比を有し且つ搭載性に優れたギヤ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gear device having a high gear ratio and excellent mountability.
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、入力軸に設けられた入力ギヤと、前記入力ギヤに噛合されるフェースギヤと、前記フェースギヤに対して一体に設けられた入力要素を有する遊星歯車機構とを備え、前記遊星歯車機構は、固定要素となるリングギヤを有するとともに、前記リングギヤは、前記フェースギヤの歯部側において該歯部の径方向内側に配置され、且つ前記リングギヤには、前記入力軸の先端を支承する軸受部が形成されたギヤ装置であること、を要旨とする。 In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is provided integrally with an input gear provided on an input shaft, a face gear meshed with the input gear, and the face gear. A planetary gear mechanism having an input element, wherein the planetary gear mechanism has a ring gear serving as a fixed element, and the ring gear is disposed radially inward of the tooth portion on the tooth portion side of the face gear, and The gist is that the ring gear is a gear device in which a bearing portion for supporting the tip of the input shaft is formed.
即ち、入力軸の回転は、当該入力軸に設けられた入力ギヤとフェースギヤとの歯数差に基づいて変速される。更に、そのフェースギヤの回転は、遊星歯車機構に設定された変速比に基づいて変速される。その結果、極めて高い変速比を実現することができる。そして、遊星歯車機構の入力要素をフェースギヤと一体に設け、環状をなす当該フェースギヤの歯部の内側に遊星歯車機構を配置することにより、その外形の小型化及び扁平化を図ることができる。 That is, the rotation of the input shaft is changed based on the difference in the number of teeth between the input gear and the face gear provided on the input shaft. Further, the rotation of the face gear is changed based on the transmission ratio set in the planetary gear mechanism. As a result, an extremely high gear ratio can be realized. Then, by providing the input element of the planetary gear mechanism integrally with the face gear and disposing the planetary gear mechanism inside the tooth portion of the face gear that forms an annular shape, the outer shape can be reduced in size and flattened. .
また、リングギヤに設けられた軸受部により入力軸の先端を支承することで、当該入力軸は、その駆動回転が入力される基端と併せ、所謂両持ち状態で支持される。そして、これにより、高い支持剛性を確保することができる。その結果、入力軸の傾動等により入力ギヤとフェースギヤとの間の噛み合いが不安定となることを防止して、その作動音の低減を図ることができる。更に、その変速機としての基本構成（入力ギヤ及びフェースギヤ、並びに遊星歯車機構）のみでギヤ装置が完結することにより、例えば、ハウジング等、当該ギヤ装置が配置される他の構造体について、その入力軸の支持構造を考慮する必要がなくなる。その結果、より一層の小型化が可能になるとともに、併せて高い設計自由度を確保することができる。そして、これにより、優れた搭載性を実現することができる。 Further, by supporting the distal end of the input shaft by a bearing portion provided on the ring gear, the input shaft is supported in a so-called both-end supported state together with the base end to which the driving rotation is input. And thereby, high support rigidity can be ensured. As a result, it is possible to prevent the meshing between the input gear and the face gear from becoming unstable due to tilting of the input shaft or the like, and to reduce the operating noise. Furthermore, when the gear device is completed with only the basic configuration (input gear, face gear, and planetary gear mechanism) as the transmission, for example, other structures such as a housing in which the gear device is disposed. There is no need to consider the support structure of the input shaft. As a result, it is possible to further reduce the size and secure a high degree of design freedom. Thereby, excellent mountability can be realized.
請求項２に記載の発明は、前記遊星歯車機構は、前記フェースギヤと一体に設けられて前記入力要素を構成するサンギヤと、該サンギヤ及び前記リングギヤに噛合されるプラネタリギヤと、該プラネタリギヤを自転自在且つ公転自在に支承することにより出力要素を構成するプラネタリキャリヤと、を備えてなること、を要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, the planetary gear mechanism includes a sun gear that is provided integrally with the face gear and constitutes the input element, a planetary gear that meshes with the sun gear and the ring gear, and the planetary gear that is freely rotatable. And a planetary carrier that constitutes an output element by being supported so as to be freely revolved.
上記構成によれば、高い減速比を有し且つ搭載性に優れた減速機を形成することができる。
請求項３に記載の発明は、前記入力ギヤは、螺子状の捩れを有したヘリカルギヤであること、を要旨とする。
According to the above configuration, a reduction gear having a high reduction ratio and excellent mountability can be formed.
The gist of the invention described in claim 3 is that the input gear is a helical gear having a screw-like twist.
上記構成によれば、その歯数を少なくして、より高い減速比を実現することができる。また、このようなヘリカルギヤを用いる場合には、その噛合状態を安定させることが望まれる。従って、このようなものに上記請求項１の発明を適用することにより、特に作動音の低減という点で、より顕著な効果を得ることができる。 According to the said structure, the number of teeth can be decreased and a higher reduction ratio can be implement | achieved. Moreover, when using such a helical gear, it is desired to stabilize the meshing state. Therefore, by applying the invention of claim 1 to such a thing, a more remarkable effect can be obtained particularly in terms of reduction of operating noise.
請求項４に記載の発明は、前記リングギヤにおける前記フェースギヤと反対側の軸方向端部には、ギヤ歯のない無歯部が形成されるとともに、前記軸受部は、前記無歯部に形成されること、を要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a toothless portion without gear teeth is formed at an axial end portion of the ring gear opposite to the face gear, and the bearing portion is formed at the toothless portion. This is the gist.
上記構成によれば、その軸受部がギヤ歯に干渉しない。従って、軸受部の形成によりリングギヤの外形（外径）が拡大することを回避することができる。そして、これより更なる小型化を図ることができる。 According to the said structure, the bearing part does not interfere with a gear tooth. Therefore, it is possible to avoid an increase in the outer shape (outer diameter) of the ring gear due to the formation of the bearing portion. And further miniaturization can be achieved.
請求項５に記載の発明は、前記フェースギヤの円盤部には、前記リングギヤの軸方向端部に遊嵌して、前記フェースギヤの相対回転を許容しつつ、前記リングギヤを前記フェースギヤと同軸位置に案内するガイド部が形成されること、を要旨とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the ring gear is coaxially connected to the face gear while allowing the disk gear of the face gear to be loosely fitted to the axial end of the ring gear to allow relative rotation of the face gear. The gist is that a guide portion for guiding the position is formed.
上記構成によれば、簡素な構成にて、フェースギヤとリングギヤとの間の軸ずれを抑制することができる。そして、これによりフェースギヤの回転を円滑化することができる。その結果、作動音の低減を図ることができる。 According to the above configuration, the shaft misalignment between the face gear and the ring gear can be suppressed with a simple configuration. As a result, the rotation of the face gear can be smoothed. As a result, it is possible to reduce the operating noise.
請求項６に記載の発明は、前記フェースギヤの円盤部には、前記リングギヤの軸方向端部が配置される凹部が形成されること、を要旨とする。
上記構成によれば、フェースギヤの回転軸方向の寸法を短縮して、更なる小型化及び扁平化を図ることができる。そして、その凹部によって上記請求項５のガイド部を構成することにより、簡素な構成にて、フェースギヤの回転を円滑化することができる。
The gist of the invention described in claim 6 is that the disk portion of the face gear is formed with a recess in which the axial end of the ring gear is disposed.
According to the above configuration, the size of the face gear in the direction of the rotation axis can be shortened to achieve further miniaturization and flattening. By forming the guide portion of the fifth aspect by the concave portion, the rotation of the face gear can be smoothed with a simple configuration.
本発明によれば、高い変速比を有し且つ搭載性に優れたギヤ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gear device having a high gear ratio and excellent mountability.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、ギヤ装置１は、入力軸２に設けられた入力ギヤ３と、この入力ギヤ３に噛合されたフェースギヤ４とを備えている。本実施形態の入力軸２は、モータ５に駆動されることにより回転する。また、フェースギヤ４は、その回転軸が入力軸２に対して食い違いの位置関係となるように配置されている。そして、入力ギヤ３は、フェースギヤ４よりも小径のピニオンギヤとして構成されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the gear device 1 includes an input gear 3 provided on the input shaft 2 and a face gear 4 meshed with the input gear 3. The input shaft 2 of the present embodiment is rotated by being driven by a motor 5. Further, the face gear 4 is arranged so that its rotational axis is in a misaligned positional relationship with the input shaft 2. The input gear 3 is configured as a pinion gear having a smaller diameter than the face gear 4.
具体的には、入力ギヤ３には、螺子状の捩れをもって形成された二条のギヤ歯３ａを有する小歯数ヘリカルギヤが採用されている。そして、フェースギヤ４の歯部６は、その入力ギヤ３のギヤ歯３ａに対して転がり接触で噛合するように捩れをもったギヤ歯６ａを備えている。 Specifically, the input gear 3 employs a helical gear having a small number of teeth having two gear teeth 3a formed with a screw-like twist. The tooth portion 6 of the face gear 4 includes gear teeth 6 a that are twisted so as to mesh with the gear teeth 3 a of the input gear 3 by rolling contact.
また、図２及び図３に示すように、ギヤ装置１は、同心位置に配置されたサンギヤ１１及びリングギヤ１２、並びにこれらの各ギヤ間に噛合状態で配置されたプラネタリギヤ１３により構成される遊星歯車機構１５を備えている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the gear device 1 includes a planetary gear configured by a sun gear 11 and a ring gear 12 that are disposed concentrically, and a planetary gear 13 that is disposed in mesh between these gears. A mechanism 15 is provided.
詳述すると、本実施形態のギヤ装置１において、リングギヤ１２は、その軸方向端部１２ａ（図３中、上側の端部）を閉塞する略円板状の底部１６を有したカップ型に形成されている。そして、リングギヤ１２は、フェースギヤ４の歯部６側において、その開口端１２ｂをフェースギヤ４側に向けた状態で歯部６の径方向内側に配置されている。 More specifically, in the gear device 1 of the present embodiment, the ring gear 12 is formed in a cup shape having a substantially disc-shaped bottom portion 16 that closes the axial end portion 12a (the upper end portion in FIG. 3). Has been. The ring gear 12 is disposed on the radially inner side of the tooth portion 6 with the opening end 12b facing the face gear 4 side on the tooth portion 6 side of the face gear 4.
一方、サンギヤ１１は、フェースギヤ４の円盤部１７と一体に設けられることにより、リングギヤ１２の径方向内側に配置されている。尚、本実施形態のフェースギヤ４は、歯部６側に突出する固定軸１９を有するとともに、サンギヤ１１には、この固定軸１９に対応する嵌合孔２０が形成されている。そして、サンギヤ１１は、その嵌合孔２０がフェースギヤ４側の固定軸１９に嵌め合わされることにより、フェースギヤ４に対して相対回転不能に固定されている。 On the other hand, the sun gear 11 is disposed on the radially inner side of the ring gear 12 by being provided integrally with the disk portion 17 of the face gear 4. The face gear 4 of the present embodiment has a fixed shaft 19 that protrudes toward the tooth portion 6, and the sun gear 11 is formed with a fitting hole 20 corresponding to the fixed shaft 19. The sun gear 11 is fixed so as not to rotate relative to the face gear 4 by fitting the fitting hole 20 to the fixed shaft 19 on the face gear 4 side.
また、本実施形態の遊星歯車機構１５は、サンギヤ１１の周方向回りに略均等間隔で配置された３つのプラネタリギヤ１３を備えている。そして、リングギヤ１２の底部１６とサンギヤ１１との間には、これらの各プラネタリギヤ１３を回転自在且つ公転自在に支承するプラネタリキャリヤ１８が設けられている。 Further, the planetary gear mechanism 15 of the present embodiment includes three planetary gears 13 that are arranged at substantially equal intervals around the circumferential direction of the sun gear 11. A planetary carrier 18 is provided between the bottom 16 of the ring gear 12 and the sun gear 11 to support each planetary gear 13 so as to be rotatable and revolved.
具体的には、本実施形態のプラネタリキャリヤ１８は、略円板状に形成されてサンギヤ１１と同軸に並置される円盤部２１を有している。また、この円盤部２１には、フェースギヤ４側（図３中、下側）に向かって突出する複数（３本）の支持軸２２が形成されている。そして、各プラネタリギヤ１３は、これらの各支持軸２２に支承されることにより、その対応する各支持軸２２周りに自転することが可能となっている。 Specifically, the planetary carrier 18 of the present embodiment has a disk portion 21 that is formed in a substantially disk shape and is arranged in parallel with the sun gear 11. The disk portion 21 is formed with a plurality (three) of support shafts 22 protruding toward the face gear 4 side (the lower side in FIG. 3). Each planetary gear 13 can be rotated around each of the corresponding support shafts 22 by being supported by each of the support shafts 22.
また、プラネタリキャリヤ１８の円盤部２１には、その中心部から反フェースギヤ側（図３中、上側）、即ちフェースギヤ４と反対側に向かって突出する回転軸２３が形成されている。そして、各プラネタリギヤ１３は、この回転軸２３を中心としてプラネタリキャリヤ１８が回転することにより、それぞれ、自転しつつ、サンギヤ１１の周りを公転することが可能となっている。 Further, the disk portion 21 of the planetary carrier 18 is formed with a rotating shaft 23 that protrudes from the center portion toward the opposite face gear side (the upper side in FIG. 3), that is, the opposite side to the face gear 4. The planetary gears 13 can revolve around the sun gear 11 while rotating, respectively, as the planetary carrier 18 rotates about the rotation shaft 23.
さらに、本実施形態では、リングギヤ１２の底部１６には、その中心部に挿通孔２４が形成されており、プラネタリキャリヤ１８の回転軸２３は、この挿通孔２４に挿通されることにより、リングギヤ１２の外部に突出するようになっている。そして、回転軸２３の先端には、そのフェースギヤ４及び遊星歯車機構１５において減速した入力軸２の回転を出力するための出力部２５が形成されている。 Further, in the present embodiment, an insertion hole 24 is formed at the center of the bottom portion 16 of the ring gear 12, and the rotation shaft 23 of the planetary carrier 18 is inserted into the insertion hole 24, whereby the ring gear 12. It protrudes to the outside. An output portion 25 for outputting the rotation of the input shaft 2 decelerated in the face gear 4 and the planetary gear mechanism 15 is formed at the tip of the rotation shaft 23.
このように、本実施形態の遊星歯車機構１５は、フェースギヤ４の円盤部１７と一体に設けられたサンギヤ１１が入力要素を構成する。また、各プラネタリギヤ１３を支承するプラネタリキャリヤ１８が出力要素を構成する。そして、これらサンギヤ１１及びプラネタリキャリヤ１８、並びに各プラネタリギヤ１３を内包するリングギヤ１２が固定要素を構成する。 As described above, in the planetary gear mechanism 15 of the present embodiment, the sun gear 11 provided integrally with the disk portion 17 of the face gear 4 constitutes an input element. Further, the planetary carrier 18 that supports each planetary gear 13 constitutes an output element. The sun gear 11, the planetary carrier 18, and the ring gear 12 containing each planetary gear 13 constitute a fixed element.
即ち、本実施形態のギヤ装置１において、入力軸２の回転は、当該入力軸２に設けられた入力ギヤ３（小歯数ヘリカルギヤ）とフェースギヤ４との歯数差に基づいて減速される。更に、そのフェースギヤ４の回転は、遊星歯車機構１５に設定された変速比（減速比）に基づいて減速される。そして、本実施形態では、これにより、簡素な構成にて、高い減速比を実現することが可能となっている。 That is, in the gear device 1 of the present embodiment, the rotation of the input shaft 2 is decelerated based on the difference in the number of teeth between the input gear 3 (small number of teeth helical gear) provided on the input shaft 2 and the face gear 4. . Further, the rotation of the face gear 4 is decelerated based on the gear ratio (reduction ratio) set in the planetary gear mechanism 15. In the present embodiment, a high reduction ratio can be realized with a simple configuration.
さらに詳述すると、リングギヤ１２の開口端１２ｂには、フェースギヤ４側（図３中、下側）に向かって突出する環状突部２６が形成されている。また、円盤部１７には、この環状突部２６に対応する環状溝２７が凹設されている。そして、本実施形態のギヤ装置１では、この環状溝２７内にフェースギヤ４の環状溝２７を配置し、同環状溝２７をリングギヤ１２の軸方向端部が遊嵌するガイド部３０とすることにより、フェースギヤ４の相対回転を許容しつつ、リングギヤ１２をフェースギヤ４と同軸位置に案内する構成となっている。 More specifically, an annular protrusion 26 that protrudes toward the face gear 4 side (the lower side in FIG. 3) is formed at the opening end 12 b of the ring gear 12. The disk portion 17 is provided with an annular groove 27 corresponding to the annular protrusion 26. In the gear device 1 of the present embodiment, the annular groove 27 of the face gear 4 is disposed in the annular groove 27, and the annular groove 27 is used as a guide portion 30 in which the axial end of the ring gear 12 is loosely fitted. Thus, the ring gear 12 is guided to a position coaxial with the face gear 4 while allowing relative rotation of the face gear 4.
また、図４に示すように、リングギヤ１２には、入力軸２の先端２ａを支承する軸受部３１が形成されている。具体的には、この軸受部３１は、ギヤ歯３２のない無歯部として構成されたリングギヤ１２の底部１６に、当該リングギヤ１２の外周面３３に開口する穴３４を穿設することにより形成されている。 As shown in FIG. 4, the ring gear 12 is formed with a bearing portion 31 that supports the tip 2 a of the input shaft 2. Specifically, the bearing portion 31 is formed by drilling a hole 34 opening in the outer peripheral surface 33 of the ring gear 12 in the bottom portion 16 of the ring gear 12 configured as a toothless portion without the gear teeth 32. ing.
即ち、本実施形態のギヤ装置１は、フェースギヤ４と遊星歯車機構１５とが組み付けられた状態において、その入力軸２の先端２ａがリングギヤ１２の底部１６に対応する位置に配置されるように、フェースギヤ４の円盤部１７から突出する歯部６の軸方向長さＨ（図３参照）が設定されている。また、軸受部３１を構成する穴３４の内径は、入力軸２（の先端２ａ）の直径と略等しく（僅かに大きく）設定されている。そして、入力軸２は、その先端２ａが穴３４内に挿入され、基端２ｂが図示しないモータ回転軸に連結されることにより、所謂両持ち状態で回転自在に支承されるようになっている。 That is, the gear device 1 of the present embodiment is arranged such that the tip 2a of the input shaft 2 is disposed at a position corresponding to the bottom 16 of the ring gear 12 in a state where the face gear 4 and the planetary gear mechanism 15 are assembled. The axial length H (see FIG. 3) of the tooth portion 6 protruding from the disk portion 17 of the face gear 4 is set. Further, the inner diameter of the hole 34 constituting the bearing portion 31 is set to be approximately equal to (slightly larger than) the diameter of the input shaft 2 (the tip 2a thereof). The input shaft 2 has its distal end 2a inserted into the hole 34, and the base end 2b is connected to a motor rotation shaft (not shown), so that the input shaft 2 is rotatably supported in a so-called both-end supported state. .
以上、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ギヤ装置１は、入力軸２に設けられた入力ギヤ３と、入力ギヤ３に噛合されるフェースギヤ４と、その入力要素となるサンギヤ１１がフェースギヤ４に対して一体に設けられた遊星歯車機構１５とを備える。また、遊星歯車機構１５の固定要素となるリングギヤ１２は、フェースギヤ４の歯部６側において当該歯部６の径方向内側に配置される。そして、リングギヤ１２には、入力軸２の先端２ａを支承する軸受部３１が形成される。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the gear device 1, an input gear 3 provided on the input shaft 2, a face gear 4 meshed with the input gear 3, and a sun gear 11 serving as an input element thereof are provided integrally with the face gear 4. Planetary gear mechanism 15. Further, the ring gear 12 serving as a fixed element of the planetary gear mechanism 15 is disposed on the radially inner side of the tooth portion 6 on the tooth portion 6 side of the face gear 4. The ring gear 12 is formed with a bearing portion 31 that supports the tip 2 a of the input shaft 2.
上記構成によれば、各プラネタリギヤ１３を支承するプラネタリキャリヤ１８を出力要素として、高い減速比を有し且つ搭載性に優れた減速機を形成することができる。即ち、入力軸２の回転は、当該入力軸２に設けられた入力ギヤ３とフェースギヤ４との歯数差に基づいて減速される。更に、そのフェースギヤ４の回転は、遊星歯車機構１５に設定された変速比（減速比）に基づいて減速される。その結果、極めて高い減速比を実現することができる。そして、サンギヤ１１をフェースギヤ４と一体に設け、その環状をなす当該フェースギヤ４の歯部６の内側に遊星歯車機構１５を配置することにより、その外形の小型化及び扁平化を図ることができる。 According to the above configuration, a reduction gear having a high reduction ratio and excellent mountability can be formed using the planetary carrier 18 that supports each planetary gear 13 as an output element. That is, the rotation of the input shaft 2 is decelerated based on the number of teeth difference between the input gear 3 and the face gear 4 provided on the input shaft 2. Further, the rotation of the face gear 4 is decelerated based on the gear ratio (reduction ratio) set in the planetary gear mechanism 15. As a result, an extremely high reduction ratio can be realized. The sun gear 11 is provided integrally with the face gear 4, and the planetary gear mechanism 15 is disposed inside the tooth portion 6 of the face gear 4 that forms an annular shape, thereby reducing the size and flattening of the outer shape. it can.
また、リングギヤ１２に設けられた軸受部３１により入力軸２の先端２ａを支承することで、当該入力軸２は、そのモータ回転軸等に連結される基端２ｂと併せ、所謂両持ち状態で支持される。そして、これにより、高い支持剛性を確保することができる。その結果、入力軸２の傾動等により入力ギヤ３とフェースギヤ４との間の噛み合いが不安定となることを防止して、その作動音の低減を図ることができる。更に、その変速機としての基本構成（入力ギヤ３及びフェースギヤ４、並びに遊星歯車機構１５）のみでギヤ装置１が完結することにより、例えば、ハウジング等、当該ギヤ装置１が配置される他の構造体について、その入力軸２の支持構造を考慮する必要がなくなる。その結果、より一層の小型化が可能になるとともに、併せて高い設計自由度を確保することができる。そして、これにり優れた搭載性を実現することができる。 Further, by supporting the distal end 2a of the input shaft 2 by the bearing portion 31 provided on the ring gear 12, the input shaft 2 is combined with the base end 2b connected to the motor rotation shaft and the like in a so-called both-end supported state. Supported. And thereby, high support rigidity can be ensured. As a result, it is possible to prevent the meshing between the input gear 3 and the face gear 4 from becoming unstable due to the tilting of the input shaft 2, and to reduce the operating noise. Furthermore, when the gear device 1 is completed only by the basic configuration (input gear 3 and face gear 4 and planetary gear mechanism 15) as the transmission, for example, a housing or the like is disposed in the other gear device 1. With respect to the structure, it is not necessary to consider the support structure of the input shaft 2. As a result, it is possible to further reduce the size and secure a high degree of design freedom. In addition, excellent mountability can be realized.
（２）入力ギヤ３には、螺子状の捩れをもって形成された二条のギヤ歯３ａを有する小歯数ヘリカルギヤが採用される。このような構成とすることで、より高い減速比を実現することができる。また、小歯数ヘリカルギヤを用いる場合には、その噛合状態を安定させることが望まれる。従って、このようなものに上記（１）の構成を適用することにより、特に作動音の低減という点で、より顕著な効果を得ることができる。 (2) The input gear 3 employs a helical gear having a small number of teeth having two gear teeth 3a formed with a screw-like twist. With such a configuration, a higher reduction ratio can be realized. Further, when using a small gear helical gear, it is desirable to stabilize the meshing state. Therefore, by applying the configuration of the above (1) to such a thing, a more remarkable effect can be obtained particularly in terms of reducing the operating noise.
（３）リングギヤ１２は、略円板状の底部１６を有したカップ型に形成されるとともに、その開口端１２ｂをフェースギヤ４側に向けた状態でフェースギヤ４の歯部６側に配置される。そして、軸受部３１は、ギヤ歯３２のない無歯部として構成されたリングギヤ１２の底部１６に形成される。 (3) The ring gear 12 is formed in a cup shape having a substantially disk-shaped bottom portion 16 and is disposed on the tooth portion 6 side of the face gear 4 with its open end 12b facing the face gear 4 side. The And the bearing part 31 is formed in the bottom part 16 of the ring gear 12 comprised as a toothless part without the gear teeth 32. FIG.
このような構成とすれば、その軸受部３１がギヤ歯３２に干渉しない。従って、軸受部３１の形成によりリングギヤ１２の外形（外径）が拡大することを回避することができる。そして、これより更なる小型化を図ることができる。 With such a configuration, the bearing 31 does not interfere with the gear teeth 32. Therefore, it is possible to avoid an increase in the outer shape (outer diameter) of the ring gear 12 due to the formation of the bearing portion 31. And further miniaturization can be achieved.
（４）プラネタリキャリヤ１８は、サンギヤ１１と同軸に並置される円盤部２１を有してリングギヤ１２の底部１６とサンギヤ１１との間に配置される。また、その円盤部２１の中心部には、反フェースギヤ側に向かって突出する回転軸２３が設けられる。そして、リングギヤ１２の底部１６には、この回転軸２３が挿通される挿通孔２４が形成される。 (4) The planetary carrier 18 has a disk portion 21 arranged coaxially with the sun gear 11 and is disposed between the bottom portion 16 of the ring gear 12 and the sun gear 11. A rotating shaft 23 that protrudes toward the anti-face gear side is provided at the center of the disk portion 21. An insertion hole 24 through which the rotating shaft 23 is inserted is formed in the bottom portion 16 of the ring gear 12.
上記構成によれば、簡素な構成にて、回転自在にプラネタリキャリヤ１８を支承することができる。そして、その回転軸２３の先端に出力部２５を形成することができる。その結果、より一層の小型化を図ることができる。 According to the above configuration, the planetary carrier 18 can be supported rotatably with a simple configuration. And the output part 25 can be formed in the front-end | tip of the rotating shaft 23. FIG. As a result, further miniaturization can be achieved.
（５）軸受部３１は、リングギヤ１２の外周面３３に開口する穴３４を穿設することにより形成される。これにより、簡素な構成にて、回転自在に入力軸２の先端２ａを支承することができる。 (5) The bearing portion 31 is formed by drilling a hole 34 opened in the outer peripheral surface 33 of the ring gear 12. Thereby, the front-end | tip 2a of the input shaft 2 can be supported rotatably by simple structure.
（６）リングギヤ１２の開口端１２ｂには、フェースギヤ４側に向かって突出する環状突部２６が形成される。また、フェースギヤ４の円盤部１７には、この環状突部２６に対応する環状溝２７が凹設される。そして、この環状溝２７内に環状突部２６を配置することにより、リングギヤ１２の軸方向端部に遊嵌して、フェースギヤ４の相対回転を許容しつつ、リングギヤ１２をフェースギヤ４と同軸位置に案内するガイド部３０が形成される。 (6) An annular protrusion 26 that protrudes toward the face gear 4 side is formed at the opening end 12 b of the ring gear 12. In addition, an annular groove 27 corresponding to the annular protrusion 26 is recessed in the disk portion 17 of the face gear 4. By disposing the annular protrusion 26 in the annular groove 27, the ring gear 12 is coaxially fitted with the face gear 4 while being loosely fitted to the axial end of the ring gear 12 and allowing the relative rotation of the face gear 4. A guide portion 30 for guiding the position is formed.
上記構成によれば、簡素な構成にて、フェースギヤ４とリングギヤ１２との間の軸ずれを抑制することができる。そして、これによりフェースギヤ４の回転を円滑化することができる。その結果、作動音の低減を図ることができる。 According to the above configuration, it is possible to suppress the axial deviation between the face gear 4 and the ring gear 12 with a simple configuration. As a result, the rotation of the face gear 4 can be smoothed. As a result, it is possible to reduce the operating noise.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、入力ギヤ３には、螺子状の捩れをもって形成された二条のギヤ歯３ａを有する小歯数ヘリカルギヤが採用されることとした。しかし、これに限らず、その歯数は、三条以上であってもよい。そして、可能であれば、一条であってもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the input gear 3 is a small gear helical gear having two gear teeth 3a formed with a screw-like twist. However, the number of teeth is not limited to this, and may be three or more. And if possible, it may be one.
・また、入力ギヤ３の形式についても、必ずしもヘリカルギヤでなくともよく、例えば、平歯車等を用いる構成としてもよい。尚、この場合、その入力ギヤ３側のギヤ歯３ａの形状に合わせて、フェースギヤ４のギヤ歯６ａを形成することが望ましい。 -Also, the type of the input gear 3 is not necessarily a helical gear. For example, a configuration using a spur gear or the like may be used. In this case, it is desirable to form the gear teeth 6a of the face gear 4 in accordance with the shape of the gear teeth 3a on the input gear 3 side.
・上記実施形態では、ギヤ装置１は、減速機として構成されることとしたが、増速機に具体化してもよい。即ち、プラネタリキャリヤを入力要素とし、フェースギヤと一体に設ける。これにより、フェースギヤの回転は、遊星歯車機構に設定された変速比に基づいて増速される。そして、サンギヤを出力要素として、その増速された回転を出力する構成としてもよい。尚、この場合には、併せて、その入力ギヤ３及びフェースギヤ４によっても増速可能な構成とすることが望ましい。 In the above embodiment, the gear device 1 is configured as a speed reducer, but may be embodied as a speed increaser. That is, the planetary carrier is used as an input element and is provided integrally with the face gear. Thereby, the rotation of the face gear is increased based on the gear ratio set in the planetary gear mechanism. The sun gear may be used as an output element to output the increased rotation. In this case, it is desirable that the input gear 3 and the face gear 4 also increase the speed.
・上記実施形態では、遊星歯車機構１５は、３つのプラネタリギヤ１３を備えることとした。しかし、これに限らず、プラネタリギヤ１３の数は、２つでも４つ以上であってもよい。そして、プラネタリキャリヤによる各プラネタリギヤの支承構造もまた、どのようなものであってもよい。 In the above embodiment, the planetary gear mechanism 15 includes the three planetary gears 13. However, the number is not limited to this, and the number of planetary gears 13 may be two or four or more. The planetary gear support structure for each planetary gear may be any type.
・上記実施形態では、軸受部３１は、リングギヤ１２の底部１６に対し、その外周面３３に開口する穴３４を穿設することにより形成されることとした。しかし、これに限らず、フェースギヤ４の外径寸法に余裕がある場合、又は、フェースギヤ４の回転軸方向の寸法（図３、上下方向）に制約のある場合等には、図５に示すように、リングギヤ３５のギヤ歯形成部３６に軸受部３１を形成する構成としてもよい。これにより、フェースギヤ４の回転軸方向の寸法（同図中、上下方向）を短縮して、更なる小型化及び扁平化を図ることが可能になる。 In the above embodiment, the bearing portion 31 is formed by drilling the hole 34 opened in the outer peripheral surface 33 of the bottom portion 16 of the ring gear 12. However, the present invention is not limited to this, and when there is a margin in the outer diameter of the face gear 4 or when the dimension of the face gear 4 in the rotation axis direction (FIG. 3, vertical direction) is restricted, FIG. As shown, the bearing 31 may be formed in the gear tooth forming portion 36 of the ring gear 35. As a result, the size of the face gear 4 in the rotation axis direction (vertical direction in the figure) can be shortened, and further miniaturization and flattening can be achieved.
・また、図６に示すように、その反フェースギヤ側（同図中、上側）の軸方向端部１２ａが開放端となったリングギヤ３７を用いてもよい。尚、この場合、その反フェースギヤ側の軸方向端部１２ａをギヤ歯３２のない無歯部３８とする。そして、この無歯部３８に貫通孔３９を穿設する等により軸受部３１を形成するとよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 As shown in FIG. 6, a ring gear 37 in which the axial end 12a on the opposite face gear side (the upper side in the figure) is an open end may be used. In this case, the end 12a in the axial direction on the opposite face gear side is a toothless portion 38 without the gear teeth 32. And it is good to form the bearing part 31 by drilling the through-hole 39 in this toothless part 38, etc. Even with this configuration, it is possible to obtain the same effects as in the above embodiment.
・さらに、軸受部３１は、穴や孔に限らず、図７に示されるような深さの浅い凹部４０のような構成としてもよい。また、穴や孔の内部にブッシュ等の緩衝部材を配置する構成であってもよい、このような構成としても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 Furthermore, the bearing portion 31 is not limited to a hole or hole, and may be configured as a shallow concave portion 40 as shown in FIG. Moreover, the structure which arrange | positions buffer members, such as a bush, inside a hole or a hole may be sufficient, and also as such a structure, the effect similar to the said embodiment can be acquired.
尚、図７に示す例においては、凹部４０は、略球面状に湾曲して形成されるとともに、この凹部４０に当接する入力軸２の先端２ａには、当該凹部４０の形状に対応する半球部４１が形成されている。これにより、入力軸２の先端２ａが凹部４０から脱落することを抑制することができる。そして、その外形（外径）寸法の拡大を招くことなく、更なる小型化及び扁平化を図ることができる。 In the example shown in FIG. 7, the recess 40 is formed to be curved in a substantially spherical shape, and the tip 2 a of the input shaft 2 that contacts the recess 40 has a hemisphere corresponding to the shape of the recess 40. A portion 41 is formed. Thereby, it can suppress that the front-end | tip 2a of the input shaft 2 falls from the recessed part 40. FIG. Further, further downsizing and flattening can be achieved without causing an increase in the outer dimension (outer diameter).
・上記実施形態では、リングギヤ１２の開口端１２ｂに環状突部２６を形成し、フェースギヤ４の円盤部１７に環状溝２７を凹設することとした。
しかし、これに限らず、その開口端１２ｂに環状突部２６が形成されない構成に適用してもよい。また、リングギヤ１２の軸方向端部に遊嵌して、フェースギヤ４の相対回転を許容しつつ、リングギヤ１２をフェースギヤ４と同軸位置に案内可能な構成であれば、ガイド部３０の形状は、必ずしも溝状でなくともよい。
In the above embodiment, the annular protrusion 26 is formed at the opening end 12 b of the ring gear 12, and the annular groove 27 is recessed in the disk portion 17 of the face gear 4.
However, the present invention is not limited to this, and the present invention may be applied to a configuration in which the annular protrusion 26 is not formed at the opening end 12b. If the ring gear 12 is loosely fitted to the axial end portion of the ring gear 12 to allow relative rotation of the face gear 4 and the ring gear 12 can be guided coaxially with the face gear 4, the shape of the guide portion 30 is However, it is not always necessary to have a groove shape.
例えば、図８に示すように、フェースギヤ４の円盤部１７に円形（円板状又は円環状）の突部４３を突設する。そして、この突部４３に対して、リングギヤ１２の軸方向端部（環状突部２６）を外嵌する構成としてもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。 For example, as shown in FIG. 8, a circular (disk-shaped or annular) protruding portion 43 is provided on the disk portion 17 of the face gear 4. And it is good also as a structure which externally fits the axial direction edge part (annular protrusion 26) of the ring gear 12 with respect to this protrusion 43. FIG. Even with this configuration, it is possible to obtain the same effects as in the above embodiment.
また、図９に示すように、フェースギヤ４の円盤部１７に円形凹部４４を凹設する。そして、この円形凹部４４内にリングギヤ１２の軸方向端部（開口端１２ｂ）を配置する構成としてもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、フェースギヤ４の回転軸方向の寸法（同図中、上下方向）を短縮して、更なる小型化及び扁平化を図ることができるという利点がある。尚、このような扁平化の観点を重視する場合には、その開口端１２ｂの環状突部２６は廃することが望ましい。 Further, as shown in FIG. 9, a circular recess 44 is provided in the disk portion 17 of the face gear 4. And it is good also as a structure which arrange | positions the axial direction edge part (opening end 12b) of the ring gear 12 in this circular recessed part 44. FIG. Even with this configuration, it is possible to obtain the same effects as in the above embodiment. In addition, there is an advantage that the size of the face gear 4 in the direction of the rotation axis (vertical direction in the figure) can be shortened to achieve further miniaturization and flattening. If importance is attached to the flattening viewpoint, it is desirable to eliminate the annular protrusion 26 at the opening end 12b.
次に、以上の実施形態から把握することのできる技術的思想を効果とともに記載する。
（イ）前記リングギヤにおける前記フェースギヤと反対側の軸方向端部には、底部が形成されること、を特徴とするギヤ装置。即ち、底部を設けることにより、その設置が容易になる。また、底部が補強材となることでリングギヤの剛性が高くなる。その結果、その作動音を低減することができる。更に、リングギヤの外周面に開口する穴を底部に穿設することにより、簡素な構成にて、外形（外径）の拡大を招くことなく、リングギヤに軸受部を形成することができる。また、底部に挿通孔を形成し当該挿通孔にプラネタリキャリヤの回転軸を挿通することにより、簡素な構成にて、回転自在にプラネタリキャリヤを支承することができる。そして、この回転軸の先端に出力部を形成することができる。その結果、より一層の小型化を図ることができる。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments will be described together with effects.
(A) A gear device characterized in that a bottom portion is formed at an axial end portion of the ring gear opposite to the face gear. That is, the installation becomes easy by providing the bottom portion. Moreover, the rigidity of the ring gear is increased by the bottom portion being a reinforcing material. As a result, the operating noise can be reduced. Furthermore, by drilling a hole that opens in the outer peripheral surface of the ring gear in the bottom portion, the bearing portion can be formed in the ring gear with a simple configuration and without causing an increase in outer shape (outer diameter). Further, the planetary carrier can be rotatably supported with a simple configuration by forming an insertion hole in the bottom and inserting the rotation shaft of the planetary carrier into the insertion hole. And an output part can be formed in the tip of this axis of rotation. As a result, further miniaturization can be achieved.
１…ギヤ装置、２…入力軸、２ａ…先端、２ｂ…基端、３…入力ギヤ、３ａ…ギヤ歯、４…フェースギア、５…モータ、６…歯部、６ａ…ギヤ歯、１１…サンギヤ（入力要素）、１２…リングギヤ（固定要素）、１２ａ…軸方向端部、１２ｂ…開口端（軸方向端部）、１３…プラネタリギヤ、１５…遊星歯車機構、１６…底部（無歯部）、１７…円盤部、１８…プラネタリキャリヤ、２３…回転軸、２５…出力部、２６…環状凸部（軸方向端部）、２７…環状溝、３０…ガイド部、３１…軸受部、３２…ギヤ歯、３３…外周面、３４…穴、３５…リングギヤ、３６…ギヤ歯形成部、３７…リングギヤ、３８…無歯部、３９…貫通孔、４０…凹部、４３…凸部、４４…円形凹部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gear apparatus, 2 ... Input shaft, 2a ... Tip, 2b ... Base end, 3 ... Input gear, 3a ... Gear tooth, 4 ... Face gear, 5 ... Motor, 6 ... Tooth part, 6a ... Gear tooth, 11 ... Sun gear (input element), 12 ... Ring gear (fixed element), 12a ... Axial end, 12b ... Open end (axial end), 13 ... Planetary gear, 15 ... Planetary gear mechanism, 16 ... Bottom (toothless part) , 17 ... Disk part, 18 ... Planetary carrier, 23 ... Rotating shaft, 25 ... Output part, 26 ... Annular convex part (axial direction end part), 27 ... Annular groove, 30 ... Guide part, 31 ... Bearing part, 32 ... Gear teeth, 33 ... outer peripheral surface, 34 ... hole, 35 ... ring gear, 36 ... gear tooth forming portion, 37 ... ring gear, 38 ... toothless portion, 39 ... through hole, 40 ... concave portion, 43 ... convex portion, 44 ... circular Recess.
Claims (6)
前記入力ギヤに噛合されるフェースギヤと、
前記フェースギヤに対して一体に設けられた入力要素を有する遊星歯車機構とを備え、
前記遊星歯車機構は、固定要素となるリングギヤを有するとともに、前記リングギヤは、前記フェースギヤの歯部側において該歯部の径方向内側に配置され、且つ前記リングギヤには、前記入力軸の先端を支承する軸受部が形成されたギヤ装置。 An input gear provided on the input shaft;
A face gear meshed with the input gear;
A planetary gear mechanism having an input element provided integrally with the face gear;
The planetary gear mechanism includes a ring gear serving as a fixed element, the ring gear is disposed radially inside the tooth portion on the tooth portion side of the face gear, and the ring gear includes a tip of the input shaft. A gear device in which a bearing portion to be supported is formed.
前記遊星歯車機構は、前記フェースギヤと一体に設けられて前記入力要素を構成するサンギヤと、該サンギヤ及び前記リングギヤに噛合されるプラネタリギヤと、該プラネタリギヤを自転自在且つ公転自在に支承することにより出力要素を構成するプラネタリキャリヤと、を備えてなること、を特徴とするギヤ装置。 The gear device according to claim 1, wherein
The planetary gear mechanism is provided with a sun gear which is provided integrally with the face gear and constitutes the input element, a planetary gear meshed with the sun gear and the ring gear, and an output by supporting the planetary gear in a freely rotating and revolving manner. And a planetary carrier constituting the element.
前記入力ギヤは、螺子状の捩れを有したヘリカルギヤであること、
を特徴とするギヤ装置。 The gear device according to claim 2,
The input gear is a helical gear having a screw-like twist;
A gear device characterized by.
前記リングギヤにおける前記フェースギヤと反対側の軸方向端部には、ギヤ歯のない無歯部が形成されるとともに、前記軸受部は、前記無歯部に形成されること、
を特徴とするギヤ装置。 In the gear apparatus as described in any one of Claims 1-3,
A toothless portion without gear teeth is formed at an axial end of the ring gear opposite to the face gear, and the bearing portion is formed at the toothless portion,
A gear device characterized by.
前記フェースギヤの円盤部には、前記リングギヤの軸方向端部に遊嵌して、前記フェースギヤの相対回転を許容しつつ、前記リングギヤを前記フェースギヤと同軸位置に案内するガイド部が形成されること、を特徴とするギヤ装置。 In the gear apparatus as described in any one of Claims 1-4,
The disk portion of the face gear is formed with a guide portion that is loosely fitted to an axial end portion of the ring gear and guides the ring gear to a position coaxial with the face gear while allowing relative rotation of the face gear. A gear device characterized by that.
前記フェースギヤの円盤部には、前記リングギヤの軸方向端部が配置される凹部が形成されること、を特徴とするギヤ装置。 In the gear apparatus as described in any one of Claims 1-5,
A gear device, wherein a concave portion in which an axial end portion of the ring gear is disposed is formed in a disk portion of the face gear.
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