JP2015194187A

JP2015194187A - Planetary gear device

Info

Publication number: JP2015194187A
Application number: JP2014071696A
Authority: JP
Inventors: 康人石原; Yasuto Ishihara
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2015-11-05

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a planetary gear device in which backlash can be adjusted to a desired value with a simple configuration.SOLUTION: In a planetary gear device 100 in which an internal gear 4 in which internal teeth 4b are formed is screwed to a body 1 with a screw, and which includes a planetary gear 5 comprising a large diameter gear 5a meshed with a sun gear 3a provided coaxially with the internal gear 4 and a small diameter gear 5b meshed with the internal gear 4, the internal teeth 4b and the small diameter gear 5b are made to be a taper gear. By adjusting a rotational position of the internal gear 4 with respect to the body 1, a relative position in an axial direction of the internal gear 4 and the small diameter gear 5b is adjusted, and backlash between the internal teeth 4b and the small diameter gear 5b is adjusted. After adjusting the rotational position of the internal gear 4, by plastically deforming the body 1, the internal gear 4 is fixed to the body 1.

Description

本発明は、２段の段付歯車を備えたプラネタリギヤを持つ遊星歯車装置に関し、特にバックラッシ調整に関するものである。 The present invention relates to a planetary gear device having a planetary gear provided with two stepped gears, and more particularly to backlash adjustment.

特許文献１に示されるように、遊星歯車装置のサンギヤまたはインターナルギヤと噛合するプラネタリギヤの歯を、歯筋方向で歯厚が連続して増加するテーパ歯車として、プラネタリギヤを歯筋方向に皿ばねにより付勢することで、噛合部におけるバックラッシを低減する遊星歯車装置がある。（特許文献１） As shown in Patent Document 1, the planetary gear teeth meshing with the sun gear or the internal gear of the planetary gear device are tapered gears whose tooth thickness continuously increases in the tooth trace direction, and the planetary gear is disc spring in the tooth trace direction. There is a planetary gear device that reduces backlash at the meshing portion by being urged by. (Patent Document 1)

特開平６−２７２７４０号公報JP-A-6-272740

特許文献１に記載の従来の遊星歯車装置では、皿ばねの弾性変形によりプラネタリギヤを移動させることが可能で、この移動の距離に対応するテーパ歯車の歯厚の増加によりバックラッシを０に設定することができる。バックラッシが０ということは、噛合部において歯の両面が接触しており、皿ばねの付勢力に起因する接触面圧が発生する。過大な接触面圧による悪影響を防止するために、プラネタリギヤを半径方向に変位させる弾性変形機構を備えている。すなわち、従来の遊星歯車装置では、バックラッシは０に設定されるが、過大な接触面圧を防止するため特別な機構が必要である。 In the conventional planetary gear device described in Patent Document 1, it is possible to move the planetary gear by elastic deformation of the disc spring, and the backlash is set to 0 by increasing the tooth thickness of the tapered gear corresponding to the distance of this movement. Can do. When the backlash is zero, both surfaces of the teeth are in contact with each other at the meshing portion, and a contact surface pressure is generated due to the biasing force of the disc spring. In order to prevent an adverse effect due to an excessive contact surface pressure, an elastic deformation mechanism for displacing the planetary gear in the radial direction is provided. That is, in the conventional planetary gear device, the backlash is set to 0, but a special mechanism is required to prevent excessive contact surface pressure.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構造でバックラッシを所望の値に調整可能な遊星歯車装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a planetary gear device capable of adjusting the backlash to a desired value with a simple structure.

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、内周にねじが形成された本体と、内周に内歯が形成され、外周に前記内歯と同軸の前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成され、前記本体にねじ結合されたインターナルギヤと、前記インターナルギヤと同軸に設けられたサンギヤと、前記サンギヤに噛合する大径歯車と前記インターナルギヤに噛合する小径歯車から成るプラネタリギヤを備えた遊星歯車装置において、前記内歯と前記小径歯車の少なくも一方をテーパ歯車とし、前記インターナルギヤの前記本体に対する回転位置を調整することで、前記インターナルギヤと前記小径歯車の軸方向の相対位置を調整して、前記内歯と前記小径歯車の間のバックラッシを調整することである。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized in that a main body having a screw formed on the inner periphery, an inner tooth formed on the inner periphery, and a screw on the female screw coaxial with the inner tooth on the outer periphery. An internal gear screwed to the main body, a sun gear provided coaxially with the internal gear, a large-diameter gear meshing with the sun gear, and a small-diameter gear meshing with the internal gear In the planetary gear device including the planetary gear, the internal gear and the small diameter can be obtained by adjusting at least one of the internal gear and the small diameter gear as a tapered gear and adjusting the rotational position of the internal gear with respect to the main body. The backlash between the internal teeth and the small diameter gear is adjusted by adjusting the relative position in the axial direction of the gear.

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１に係る発明において、前記インターナルギヤの前記本体に対する回転位置を調整した後に、前記本体を塑性変形させて、前記インターナルギヤを前記本体に固定することである。 The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, after adjusting the rotational position of the internal gear with respect to the main body, the main body is plastically deformed to fix the internal gear to the main body. It is to be.

請求項１に係る発明によれば、インターナルギヤを回転させることで、インターナルギヤと小径歯車の軸方向の相対位置をねじ送りで調整して、内歯と小径歯車の間のバックラッシを調整することができる。ねじ送りで調整するので微小な相対位置の調整ができ、バックラッシを精密に調整できる遊星歯車装置を提供することができる。 According to the first aspect of the invention, by rotating the internal gear, the axial relative position of the internal gear and the small-diameter gear is adjusted by screw feed, and the backlash between the internal gear and the small-diameter gear is adjusted. can do. Since the adjustment is performed by screw feeding, a minute relative position can be adjusted, and a planetary gear device capable of precisely adjusting the backlash can be provided.

請求項２に係る発明によれば、遊星歯車装置を組立てた後に、インターナルギヤを回転してバックラッシを調整し、本体を塑性変形させてインターナルギヤを本体に固定できるので、組立て後に所望のバックラッシを備え、短時間で確実にインターナルギヤの固定が可能な遊星歯車装置を提供することができる。 According to the second aspect of the invention, after the planetary gear device is assembled, the internal gear can be rotated to adjust the backlash and the main body can be plastically deformed to fix the internal gear to the main body. It is possible to provide a planetary gear device that includes a backlash and can securely fix the internal gear in a short time.

本発明によれば、簡易な構造でバックラッシを所望の値に調整可能な遊星歯車装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a planetary gear device that can adjust the backlash to a desired value with a simple structure.

本実施形態の断面（図２のＢ−Ｂ断面）を示す概略図である。It is the schematic which shows the cross section (BB cross section of FIG. 2) of this embodiment. 図１のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本実施形態の遊星歯車装置の仮組付け状態を示す図である。It is a figure which shows the temporary assembly | attachment state of the planetary gear apparatus of this embodiment.

以下、本発明の実施形態の遊星歯車装置１００の構造について図面を参照して説明する。なお、図１において紙面右側を遊星歯車装置１００の前方とし、紙面左側を遊星歯車装置１００の後方とする。
図１に示すように、第一キャリア６は、本体１の前方内側に取り付けられた第一ベアリング１０により回転可能に支持されている。第二キャリア７は、本体１の後方内側に取り付けられた第二ベアリング１１により回転可能に支持されている。第一キャリア６と第二キャリア７は、連結棒９により結合されており、一体に回転する。第一キャリア６には、図示しない出力部材が取り付けられている。 Hereinafter, the structure of the planetary gear device 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, the right side of the drawing is the front of the planetary gear device 100, and the left side of the drawing is the rear of the planetary gear device 100.
As shown in FIG. 1, the first carrier 6 is rotatably supported by a first bearing 10 attached to the front inner side of the main body 1. The second carrier 7 is rotatably supported by a second bearing 11 attached to the rear inner side of the main body 1. The first carrier 6 and the second carrier 7 are coupled by a connecting rod 9 and rotate integrally. An output member (not shown) is attached to the first carrier 6.

インターナルギヤ４は、第一キャリア６と第二キャリア７の間の本体１の内周面に形成された雌ねじ１ａに、インターナルギヤ４の外周面に形成された雄ねじ４ａがねじ込まれて支持されている。インターナルギヤ４は、回転されて軸方向の所望の位置に位置決めされた後に、外周から本体１が塑性変形されることで固定されている。インターナルギヤ４の内周部には内歯４ｂが形成されており、この内歯はインボリュート歯のテーパ歯車であり、歯筋の方向で転移係数が連続して変化することで、同一半径における歯厚が歯筋方向で連続して変化している。本実施形態では、前方に向かって歯厚が厚くなるように形成されている。 The internal gear 4 is supported by a male screw 4 a formed on the outer peripheral surface of the internal gear 4 being screwed into a female screw 1 a formed on the inner peripheral surface of the main body 1 between the first carrier 6 and the second carrier 7. Has been. The internal gear 4 is fixed by being plastically deformed from the outer periphery after being rotated and positioned at a desired position in the axial direction. Inner teeth 4b are formed on the inner peripheral portion of the internal gear 4, and the inner teeth are involute taper gears, and the transition coefficient continuously changes in the direction of the tooth trace, so that the same radius is obtained. The tooth thickness changes continuously in the direction of the tooth trace. In the present embodiment, the tooth thickness is increased toward the front.

入力軸３は、中央部にサンギヤ３ａを備えており、第一キャリア６の中心に取り付けられた第三ベアリング１２および第二キャリア７の中心に取り付けられた第四ベアリング１３により回転可能に支持されている。このような構成によって、入力軸３はインターナルギヤ４と同軸に、本体１に、回転可能に支持されている。本実施形態では、入力軸３はモータ等の動力源に連結されている。 The input shaft 3 includes a sun gear 3a at the center, and is rotatably supported by a third bearing 12 attached to the center of the first carrier 6 and a fourth bearing 13 attached to the center of the second carrier 7. ing. With such a configuration, the input shaft 3 is rotatably supported by the main body 1 coaxially with the internal gear 4. In the present embodiment, the input shaft 3 is connected to a power source such as a motor.

入力軸３の外周囲において、複数のシャフト８が第一キャリア６と第二キャリア７に固定されている。各シャフト８には、プラネタリギヤ５とスラストカラー１５、１６が回転可能で、かつ、軸方向には移動できないように取り付けられている。プラネタリギヤ５は、サンギヤ３ａと噛合う大径歯車５ａと、インターナルギヤ４の内歯４ｂと噛合う小径歯車５ｂを備え、大径歯車５ａのピッチ円径は小径歯車５ｂのピッチ円径の２倍より大きい。小径歯車５ｂは、テーパ歯車であり、前方に向かって歯厚が薄くなるように形成されている。歯は平歯車でもはすば歯車でもよい。 A plurality of shafts 8 are fixed to the first carrier 6 and the second carrier 7 around the outer periphery of the input shaft 3. A planetary gear 5 and thrust collars 15 and 16 are attached to each shaft 8 so that they can rotate and cannot move in the axial direction. The planetary gear 5 includes a large-diameter gear 5a that meshes with the sun gear 3a and a small-diameter gear 5b that meshes with the internal teeth 4b of the internal gear 4. Greater than twice. The small-diameter gear 5b is a tapered gear and is formed so that the tooth thickness decreases toward the front. The teeth may be spur gears or helical gears.

（遊星歯車装置のバックラッシ）
以下に、遊星歯車装置１００のバックラッシについて説明する。遊星歯車装置１００のバックラッシ量を、入力軸３を固定した状態で第一キャリア６の自由に回転できる回転角度とし、バックラッシΦと称する。バックラッシΦは、サンギヤ３ａと大径歯車５ａの噛合部におけるピッチ円周上の隙間であるバックラッシＢ_１と、インターナルギヤ４の内歯４ｂと小径歯車５ｂの噛合部におけるピッチ円周上の隙間であるバックラッシＢ_２により生じる。ここで、大径歯車５ａのピッチ円半径をＲ_１とし、小径歯車５ｂのピッチ円半径をＲ_２とし、インターナルギヤ４の内歯４ｂのピッチ円半径をＲｕとする。 (Backlash of planetary gear unit)
The backlash of the planetary gear device 100 will be described below. The backlash amount of the planetary gear device 100 is defined as a rotation angle at which the first carrier 6 can freely rotate with the input shaft 3 fixed, and is referred to as backlash Φ. Backlash Φ is the backlash B ₁ is a gap on the pitch circle in the meshing portion of the sun gear 3a and the large diameter gear 5a, the gap on the pitch circle in the meshing portion of the internal 4b and the small diameter gear 5b of the internal gear 4 caused by backlash _{B 2} is. Here, the pitch circle radius of the large-diameter gear 5a and R _1, the pitch circle radius of the small diameter gear 5b and R _2, the pitch circle radius of the internal 4b of the internal gear 4 and Ru.

バックラッシＢ_１に起因する第一キャリア６の自由に回転できる回転角度をバックラッシΦ_１とし、バックラッシＢ_２に起因する第一キャリア６の自由に回転できる回転角度をバックラッシΦ_２とすると、バックラッシΦ＝Φ_１＋Φ_２となる。バックラッシＢ_１よるプラネタリギヤ５の自由に回転できる量はＢ_１／Ｒ_１（ｒａｄ）であり、これによるバックラッシΦ_１はΦ_１＝（Ｂ_１／Ｒ_１）・（Ｒ_２／Ｒｕ）（ｒａｄ）となる。バックラッシＢ_２によるプラネタリギヤ５の自由に回転できる量はＢ_２／Ｒ_２（ｒａｄ）であり、これによるバックラッシΦ_２はΦ_２＝（Ｂ_２／Ｒ_２）・（Ｒ_２／Ｒｕ）（ｒａｄ）となる。 Assuming that the rotation angle at which the first carrier 6 can freely rotate due to the backlash B ₁ is the backlash Φ ₁ and the rotation angle at which the first carrier 6 can be freely rotated due to the backlash B ₂ is the backlash Φ ₂ , the backlash Φ = Φ ₁ + Φ ₂ The amount by which the planetary gear 5 can be freely rotated by the backlash B ₁ is B ₁ / R ₁ (rad), and the backlash Φ ₁ by this is Φ ₁ = (B ₁ / R ₁ ) · (R ₂ / Ru) (rad) It becomes. The amount by which the planetary gear 5 can freely rotate by the backlash B ₂ is B ₂ / R ₂ (rad), and the backlash Φ ₂ by this is Φ ₂ = (B ₂ / R ₂ ) · (R ₂ / Ru) (rad) It becomes.

本実施形態では、Ｒ_１＝２・Ｒ_２であるため、バックラッシＢ_１、Ｂ_２が等しい場合は２・Φ_１＝Φ_２である。バックラッシΦに対して、内歯４ｂと小径歯車５ｂの噛合部のバックラッシＢ_２の寄与が大きい。よって、内歯４ｂと小径歯車５ｂの噛合部のバックラッシＢ_２を調整することでバックラッシΦを効果的に調整できる。 In this embodiment, since R ₁ = 2 · R ₂ , 2 · Φ ₁ = Φ ₂ when the backlashes B ₁ and B ₂ are equal. Against backlash [Phi, a large contribution of backlash B ₂ of the engagement portion of the internal 4b and the small diameter gear 5b. Therefore, it is possible to effectively adjust the backlash Φ by adjusting the backlash B ₂ of the engagement portion of the internal 4b and the small diameter gear 5b.

（バックラッシの調整方法）
以下に、バックラッシの調整方法について説明する。
図３に示すように遊星歯車装置１００を仮組付けする。このとき、インターナルギヤ４の軸方向の位置は、内歯４ｂと小径歯車５ｂの噛合部におけるバックラッシＢ_２が所定の量になるように想定される位置である。
次に、入力軸３を固定した状態で第一キャリア６を回転させバックラッシΦを測定する。このとき、インターナルギヤ４がつれ回りしないためには、本体１とインターナルギヤ４間の摩擦力がある程度大きいことが都合がよい。このため、プラネタリギヤ５を軸方向に付勢する弾性部材１７を備えている。 (Backlash adjustment method)
The backlash adjustment method will be described below.
As shown in FIG. 3, the planetary gear device 100 is temporarily assembled. At this time, the position of the axial direction of the internal gear 4 is a position where the backlash B ₂ in the meshing portion of the internal 4b and the small diameter gear 5b is assumed to be a predetermined amount.
Next, the backlash Φ is measured by rotating the first carrier 6 with the input shaft 3 fixed. At this time, in order for the internal gear 4 not to rotate, it is convenient that the frictional force between the main body 1 and the internal gear 4 is large to some extent. For this purpose, an elastic member 17 that urges the planetary gear 5 in the axial direction is provided.

次に、第一キャリア６を本体１に連結して相対回転できないようにする。その状態で入力軸３を回転させると、プラネタリギヤ５を介してインターナルギヤ４を所望の方向へ回転させることができる。バックラッシΦを小さくする場合は、インターナルギヤ４が後方へ移動する方向へ回転させ、バックラッシΦを大きくする場合は、インターナルギヤ４が前方へ移動する方向へ回転させる。
所望のバックラッシΦに設定できたら、図１に示すように、本体１のインターナルギヤ４がねじ込まれている位置の外周をポンチで加圧して塑性変形部１ｃを成形させて、インターナルギヤ４を本体１に固定する。 Next, the first carrier 6 is connected to the main body 1 to prevent relative rotation. When the input shaft 3 is rotated in this state, the internal gear 4 can be rotated in a desired direction via the planetary gear 5. When reducing the backlash Φ, the internal gear 4 is rotated in the direction of moving backward, and when increasing the backlash Φ, the internal gear 4 is rotated in the direction of moving forward.
When the desired backlash Φ can be set, as shown in FIG. 1, the outer periphery of the position where the internal gear 4 of the main body 1 is screwed is pressed with a punch to form the plastic deformation portion 1c, and the internal gear 4 Is fixed to the main body 1.

以上の説明から明らかなように、遊星歯車装置１００を仮組付けした後に、バックラッシに対する寄与が大きい部位を調整することで、遊星歯車装置１００全体としてのバックラッシを所望の量に調整できる。 As apparent from the above description, after the planetary gear device 100 is temporarily assembled, the backlash of the planetary gear device 100 as a whole can be adjusted to a desired amount by adjusting a portion that greatly contributes to the backlash.

本実施形態では、内歯４ｂと小径歯車５ｂの両方をテーパ歯車としたが、伝達トルクが小さい場合は、内歯と小径歯車のいずれか一方のみをテーパ歯車とし、他方にクラウニングを設けてもよい。
また、歯車を鍛造や鋳造で成形する場合は抜き勾配をテーパとしてもよい。 In the present embodiment, both the internal teeth 4b and the small-diameter gear 5b are tapered gears. However, when the transmission torque is small, only one of the internal teeth and the small-diameter gear may be a tapered gear and the other may be provided with a crowning. Good.
Further, when the gear is formed by forging or casting, the draft may be tapered.

１：本体１ａ：雌ねじ１ｃ：塑性変形部３：入力軸３ａ：サンギヤ４：インターナルギヤ４ａ：雄ねじ４ｂ：内歯５：プラネタリギヤ５ａ：大径歯車５ｂ：小径歯車６:第一キャリア７：第二キャリア８：シャフト９：連結棒１０：第一ベアリング、１１：第二ベアリング、１２：第三ベアリング、１３：第四ベアリング１５、１６: スラストカラー１７：弾性部材 1: Main body 1a: Female screw 1c: Plastic deformation part 3: Input shaft 3a: Sun gear 4: Internal gear 4a: Male screw 4b: Internal tooth 5: Planetary gear 5a: Large diameter gear 5b: Small gear 6: First carrier 7: First Two carrier 8: Shaft 9: Connecting rod 10: First bearing 11: Second bearing 12: Third bearing 13: Fourth bearing 15, 16: Thrust collar 17: Elastic member

Claims

A main body with an internal thread formed on the inner periphery;
An internal gear formed on the inner circumference, and formed on the outer circumference a male screw that is screwed to the female screw coaxial with the inner tooth, and is screwed to the main body;
A sun gear provided coaxially with the internal gear;
In a planetary gear device including a planetary gear composed of a large-diameter gear meshing with the sun gear and a small-diameter gear meshing with the internal gear,
At least one of the internal teeth and the small diameter gear is a tapered gear,
By adjusting the rotational position of the internal gear with respect to the main body, the relative position in the axial direction of the internal gear and the small-diameter gear is adjusted, and a planetary gear that adjusts the backlash between the internal teeth and the small-diameter gear. Gear device.

2. The planetary gear device according to claim 1, wherein after the rotational position of the internal gear with respect to the main body is adjusted, the main body is plastically deformed to fix the internal gear to the main body.