JP2015218804A - Transmission device utilizing planetary gear mechanism - Google Patents

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俊男 飯山
Toshio Iiyama
俊男 飯山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact transmission device configured by combining two planetary gear mechanisms, reduced in change of rotating speeds between an input shaft and an output shaft, and capable of easily obtaining rotary output in a reverse direction.SOLUTION: A first planetary gear mechanism is configured by disposing a first planetary gear PG1 journaled to a carrier 4A between a first ring gear RG1 fixed to an input shaft of a transmission device and a first sun gear SG1 fixed to an output shaft 3 of the transmission device. The carrier 4A is combined to rotate integrally with a cup-shaped carrier 4A, and a second planetary gear PG2 journaled to a carrier 4B configures a second planetary gear mechanism with a second ring gear RG2 fixed to a housing 1 and a second sun gear SG2 fixed to the input shaft 2. In the transmission device, by properly setting the number of teeth of each gear, the output shaft 3 can be rotated in a reverse direction at a rotating speed closer to a rotating speed of the input shaft 2, and the input in the reverse direction from the output shaft can be easily cut off.

Description

本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達状態を変更する伝動装置、特に、太陽歯車とリング歯車との間に遊星歯車を配置する遊星歯車機構を利用して変速等を行う伝動装置に関するものである。   The present invention relates to a transmission that changes a power transmission state between an input shaft and an output shaft, and in particular, transmission that performs a shift using a planetary gear mechanism in which a planetary gear is disposed between a sun gear and a ring gear. It relates to the device.

機械部品あるいは作業機器等を回転駆動する動力伝達系では、駆動する機器の特性に合わせるよう、回転速度やトルクを変更するための増減速機が常套的に使用される。複写機等のOA機器においては、非常に小型のモーターを駆動源として各種の機器を駆動することが多いけれども、小さいモーターは高速回転、低トルクであるため、そのときには、回転速度等を調整する小型の減速機がしばしば動力伝達系に介在される。一方向のみに回転するモーターを駆動源として逆方向の回転を可能とするため、逆転可能な変速機を介在することもある。   In a power transmission system that rotationally drives mechanical parts, work equipment, or the like, an increase / decrease device for changing the rotational speed or torque is conventionally used to match the characteristics of the driven equipment. In OA equipment such as a copying machine, various devices are driven by using a very small motor as a drive source. However, since a small motor has high speed rotation and low torque, the rotation speed is adjusted at that time. A small speed reducer is often interposed in the power transmission system. In order to enable rotation in the reverse direction using a motor that rotates only in one direction as a drive source, a reversible transmission may be interposed.

また、モーターにより物品を上下に移送する昇降装置では、物品が所定の位置となったとき、モーターを停止すると物品が自動的にその位置を保持するような作動が求められる場合がある。こうした作動を行うよう、入力軸(モーター側)からの正・逆回転の動力を伝達するとともに、出力軸(上下する物品側)からの動力伝達は、出力軸を回転不能として遮断する伝動装置があり、ロックタイプ双方向クラッチと呼ばれている。ロックタイプ双方向クラッチでは、モーターを停止したときは、電気的ブレーキ等の操作を加えることなく物品の落下を防止することができ、省エネルギに繋がることとなる。このようなロックタイプ双方向クラッチは、例えば、特許第4850653号公報に開示されている。   Further, in a lifting device that moves an article up and down by a motor, when the article reaches a predetermined position, an operation may be required in which the article automatically holds the position when the motor is stopped. In order to perform such an operation, the transmission device that transmits normal / reverse rotation power from the input shaft (motor side) and the power transmission from the output shaft (up-and-down article side) Yes, it is called a lock-type bidirectional clutch. With the lock-type bidirectional clutch, when the motor is stopped, the article can be prevented from falling without applying an operation such as an electric brake, leading to energy saving. Such a lock type bidirectional clutch is disclosed in, for example, Japanese Patent No. 4850653.

ところで、増減速機の中には、遊星歯車機構を利用する遊星歯車式のものがある。遊星歯車機構は、中心に太陽歯車(サンギヤ)を設けるとともに、その周りに内歯歯車であるリング歯車(リングギヤ)を設け、太陽歯車とリング歯車との間に、両方の歯車と噛み合う複数の遊星歯車(プラネタリギヤ)を配置したもので、複数の遊星歯車は、これを担持するキャリア(リテーナとも呼ばれる)に取り付けられて軸支される。遊星歯車式増減速機は、各歯車やキャリアを入出力要素として自由に選択できるとともに、入力軸と出力軸が同心状に配置されるので、動力伝達装置の配置設計が容易であるという特徴がある。   By the way, among the speed reducers, there is a planetary gear type using a planetary gear mechanism. The planetary gear mechanism has a sun gear (sun gear) at the center and a ring gear (ring gear) that is an internal gear around the sun gear, and a plurality of planetary gears that mesh with both gears between the sun gear and the ring gear. A gear (planetary gear) is arranged, and a plurality of planetary gears are attached to and supported by a carrier (also called a retainer) that carries the planetary gear. The planetary gear type speed reducer has features that each gear and carrier can be freely selected as input / output elements, and the input shaft and output shaft are concentrically arranged, so that the layout design of the power transmission device is easy. is there.

遊星歯車機構を用いた減速機として、固定のリング歯車と回転するリング歯車とをそれぞれ有する2個の遊星歯車機構を組み合わせる減速機(以下「差動型遊星歯車減速機」という。)が知られている。
差動型遊星歯車減速機では、図9に示すように、入力軸ISに固着された太陽歯車SGの周囲に、これと噛み合う複数の遊星歯車PGを配置する。図9(a)の断面図に示すとおり、遊星歯車PGは軸方向に比較的長い歯車であって、その外周に配置された固定リング歯車RGfと回転リング歯車RGrの両方に噛み合う。回転リング歯車RGrは出力軸OSに固定されて回転可能であり、また、両方のリング歯車の歯数にはわずかな歯数差が設定してある。
As a speed reducer using a planetary gear mechanism, a speed reducer combining two planetary gear mechanisms each having a fixed ring gear and a rotating ring gear (hereinafter referred to as “differential planetary gear speed reducer”) is known. ing.
In the differential planetary gear reducer, as shown in FIG. 9, a plurality of planetary gears PG meshing with the sun gear SG fixed to the input shaft IS are arranged. As shown in the sectional view of FIG. 9A, the planetary gear PG is a gear that is relatively long in the axial direction, and meshes with both the fixed ring gear RGf and the rotating ring gear RGr arranged on the outer periphery thereof. The rotating ring gear RGr is fixed to the output shaft OS and can rotate, and a slight difference in the number of teeth is set between the number of teeth of both ring gears.

入力軸ISの太陽歯車SGが回転すると、遊星歯車PGと固定リング歯車RGfとの噛み合わせに基づき、太陽歯車SGと同一方向に回転する。遊星歯車PGは、出力軸OSの回転リング歯車RGrとも噛み合っていて、両方のリング歯車にはわずかな歯数差が存在するので、遊星歯車PGが太陽歯車SGの周りを1回公転(キャリアCRが1回転)すると、回転リング歯車RGrが歯数の差だけ回転駆動されることとなる。そして、差動型遊星歯車減速機における変速比、つまり、入力軸ISの回転数nISと出力軸OSの回転数nOSとの比は、次式で表される。
nIS/nOS=(1+(ZRGf/ZSG))/(1−(ZRGf/ZRGr))
ZSG:太陽歯車SGの歯数
ZRGf:固定リング歯車RGfの歯数
ZRGr:回転リング歯車RGrの歯数
この式から明らかなように、両リング歯車の歯数差がわずかである場合には変速比が大きな値となり、減速比が大きく、それに対応して出力軸のトルクが増大する減速機を構成することができる。このような差動型遊星歯車減速機は、一例として特開昭55−100455公報に開示されている。
When the sun gear SG of the input shaft IS rotates, it rotates in the same direction as the sun gear SG based on the meshing of the planetary gear PG and the fixed ring gear RGf. The planetary gear PG is also meshed with the rotating ring gear RGr of the output shaft OS, and there is a slight difference in the number of teeth between both ring gears, so that the planetary gear PG revolves around the sun gear SG once (carrier CR ), The rotating ring gear RGr is rotated by the difference in the number of teeth. The gear ratio in the differential planetary gear reducer, that is, the ratio between the rotational speed nIS of the input shaft IS and the rotational speed nOS of the output shaft OS is expressed by the following equation.
nIS / nOS = (1+ (ZRGf / ZSG)) / (1- (ZRGf / ZRGr))
ZSG: Number of teeth of sun gear SG ZRGf: Number of teeth of fixed ring gear RGf ZRGr: Number of teeth of rotating ring gear RGr As is apparent from this equation, the gear ratio is small when the difference in the number of teeth of both ring gears is small. Thus, a reduction gear with a large reduction ratio and a corresponding increase in torque of the output shaft can be configured. Such a differential planetary gear reducer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-1000045 as an example.

特許第4850653号公報Japanese Patent No. 4850653 特開昭55−100455公報JP-A-55-100455

前述の差動型遊星歯車減速機では、比較的簡素な構造により変速比が非常に大きな減速機を実現することができる。しかし、固定リング歯車と回転リング歯車の径がほぼ同じであって、歯数差がわずかであるので、入出力軸間の回転数変化が少ない伝動装置を構成することが困難である。そして、歯数が異なる固定リング歯車と回転リング歯車の両方に対して同一の遊星歯車を噛み合わせる関係上、次の問題点が生じる。
固定リング歯車と回転リング歯車とのピッチ円直径を同一とした場合には、両歯車の歯数が異なるため、歯車のモジュールの値を同一とすることができず、遊星歯車のモジュールの値に両方のリング歯車のモジュールをそのまま一致させるのは不可能である。その結果、転位歯車の使用が必要となる等、差動型遊星歯車減速機に採用できる固定リング歯車や回転リング歯車等の自由度が制限される。
また、固定リング歯車と回転リング歯車の各々の歯は、円周方向に少しずつずれて配置されることとなり、ずれによる各歯の位相差は、両方のリング歯車の歯数の差を固定リング歯車の歯数で除した値となる。そのため、共通の遊星歯車を両方のリング歯車に噛み合わせるように構成するときは、円周方向に配置する遊星歯車の個数について、その個数の整数倍を両方のリング歯車の歯数の差と等しくするという制限を受け、減速機の動力伝達損失の増大や回転バランスの悪化などの問題を招く。
In the above-described differential planetary gear speed reducer, a speed reducer with a very large speed ratio can be realized with a relatively simple structure. However, since the diameters of the fixed ring gear and the rotating ring gear are substantially the same and the difference in the number of teeth is small, it is difficult to configure a transmission device in which the rotational speed change between the input and output shafts is small. And the following problem arises on the relationship which meshes | combines the same planetary gear with respect to both the fixed ring gear and rotation ring gears from which the number of teeth differs.
If the pitch ring diameters of the fixed ring gear and the rotating ring gear are the same, the gear module value cannot be made the same because the number of teeth of the two gears is different. It is impossible to match the modules of both ring gears as they are. As a result, the degree of freedom of fixed ring gears, rotating ring gears, and the like that can be employed in the differential planetary gear reducer is limited, such as the need for a shift gear.
In addition, the teeth of the fixed ring gear and the rotating ring gear are arranged slightly shifted in the circumferential direction, and the phase difference of each tooth due to the shift indicates the difference in the number of teeth of both ring gears. The value is divided by the number of gear teeth. Therefore, when a common planetary gear is configured to mesh with both ring gears, the integer multiple of the number of planetary gears arranged in the circumferential direction is equal to the difference in the number of teeth of both ring gears. This causes a problem such as an increase in power transmission loss of the speed reducer and a deterioration in rotational balance.

本発明の課題は、2個の遊星歯車機構を組み合わせて、動力伝達損失の少ない減速機等の伝動装置を構成すること、ことに、入出力軸間の回転数変化が少なく、逆方向の回転出力を得ることが容易な伝動装置を構成することにある。本発明の伝動装置は、入力軸及び出力軸が同心であって、入出力軸間の回転数変化を小さく設定できるため、ロックタイプ双方向クラッチとして好適に使用することができる。   An object of the present invention is to configure a transmission device such as a speed reducer with low power transmission loss by combining two planetary gear mechanisms. In particular, there is little change in the rotational speed between input and output shafts and rotation in the reverse direction. It is to constitute a transmission device that can easily obtain an output. The transmission device of the present invention can be suitably used as a lock-type bidirectional clutch because the input shaft and the output shaft are concentric and the change in rotational speed between the input and output shafts can be set small.

上記の課題に鑑み、本発明の伝動装置は、入力軸に固着したリング歯車と出力軸に固着した太陽歯車との間に第1遊星歯車を配して第1遊星歯車機構を構成し、第1遊星歯車のキャリアの回転数を、第2遊星歯車機構の第2遊星歯車を支持するキャリアにより決定するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「固定されたハウジングの中心に対向して設置される入力軸及び出力軸と、前記ハウジング内に軸方向に並列して設置される第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構とを有する伝動装置であって、
前記第1遊星歯車機構は、前記入力軸に固着される第1リング歯車、前記出力軸に固着される第1太陽歯車、及び前記第1リング歯車と前記第1太陽歯車との間に介在される複数の第1遊星歯車を備え、
前記第2遊星歯車機構は、前記ハウジングに固定される第2リング歯車、前記第1リング歯車と共に前記入力軸に固着される第2太陽歯車、及び前記第2リング歯車と前記第2太陽歯車との間に介在される複数の第2遊星歯車を備えており、
前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とが共通のキャリアに軸支される」
ことを特徴とする伝動装置となっている。
In view of the above problems, the transmission device of the present invention configures the first planetary gear mechanism by arranging the first planetary gear between the ring gear fixed to the input shaft and the sun gear fixed to the output shaft. The rotational speed of the carrier of one planetary gear is determined by the carrier that supports the second planetary gear of the second planetary gear mechanism. That is, the present invention
“A transmission device having an input shaft and an output shaft that are installed opposite to the center of a fixed housing, and a first planetary gear mechanism and a second planetary gear mechanism that are installed in the housing in parallel in the axial direction. Because
The first planetary gear mechanism is interposed between a first ring gear fixed to the input shaft, a first sun gear fixed to the output shaft, and between the first ring gear and the first sun gear. A plurality of first planetary gears,
The second planetary gear mechanism includes a second ring gear fixed to the housing, a second sun gear fixed to the input shaft together with the first ring gear, and the second ring gear and the second sun gear. A plurality of second planetary gears interposed between the two,
The first planetary gear and the second planetary gear are supported on a common carrier.
It is a transmission device characterized by this.

請求項2に記載のように、前記キャリアには、円板部分及び円周壁部分を有するカップ状部材と、前記カップ状部材に嵌め合わされる円板状部材とを設け、前記第1遊星歯車機構を前記キャリアのカップ状部材の内部に配置するとともに、前記第2遊星歯車機構を、前記キャリアのカップ状部材と前記ハウジングの前記入力軸側の端面との間に配置することができる。
この場合には、請求項3に記載のように、前記第1リング歯車を、円板の周囲に設けられた周壁に形成し、前記第1リング歯車の円板が前記キャリアのカップ状部材の円板部分に当接してスラスト方向に軸受されるよう構成することが好ましい。また、請求項4に記載のように、前記ハウジングの内部に軸方向に垂直な端面を形成するとともに、前記端面と対向する端部には円板状の蓋体を嵌め込み、前記キャリアは、その両面が前記端面及び前記蓋体にそれぞれ当接してスラスト方向に軸受されるよう構成することが好ましい。
According to a second aspect of the present invention, the carrier is provided with a cup-shaped member having a disk portion and a circumferential wall portion, and a disk-shaped member fitted to the cup-shaped member, and the first planetary gear mechanism. In the cup-shaped member of the carrier, and the second planetary gear mechanism can be disposed between the cup-shaped member of the carrier and the end surface on the input shaft side of the housing.
In this case, as described in claim 3, the first ring gear is formed on a peripheral wall provided around the disc, and the disc of the first ring gear is the cup-shaped member of the carrier. It is preferable to be configured so as to be in contact with the disc portion and to be supported in the thrust direction. According to a fourth aspect of the present invention, an end surface perpendicular to the axial direction is formed inside the housing, and a disc-shaped lid is fitted into an end facing the end surface. It is preferable that both surfaces are in contact with the end surface and the lid body and are supported in the thrust direction.

ところで、請求項1においては、第2遊星歯車機構の第2リング歯車をハウジングに固定し、第1遊星歯車機構のキャリア(第2遊星歯車機構のキャリアと共通)の回転数を決定しているが、第2遊星歯車機構の第2太陽歯車をハウジングに固定して、キャリアの回転数を決定することもできる。このときは、請求項5に記載のように、
「固定されたハウジングの中心に対向して設置される入力軸及び出力軸と、前記ハウジング内に軸方向に並列して設置される第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構とを有する伝動装置であって、
前記第1遊星歯車機構は、前記入力軸に固着される第1リング歯車、前記出力軸に固着される第1太陽歯車、及び前記第1リング歯車と前記第1太陽歯車との間に介在される複数の第1遊星歯車を備え、
前記第2遊星歯車機構は、前記ハウジングに固定される第2太陽歯車、前記第1リング歯車と共に前記入力軸に固着される第2リング歯車、及び前記第2リング歯車と前記第2太陽歯車との間に介在される複数の第2遊星歯車を備えており、
前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とが共通のキャリアに軸支される」
ことを特徴とする伝動装置となる。
By the way, in claim 1, the second ring gear of the second planetary gear mechanism is fixed to the housing, and the rotation speed of the carrier of the first planetary gear mechanism (common with the carrier of the second planetary gear mechanism) is determined. However, the second sun gear of the second planetary gear mechanism can be fixed to the housing to determine the rotation speed of the carrier. At this time, as described in claim 5,
“A transmission device having an input shaft and an output shaft that are installed opposite to the center of a fixed housing, and a first planetary gear mechanism and a second planetary gear mechanism that are installed in the housing in parallel in the axial direction. Because
The first planetary gear mechanism is interposed between a first ring gear fixed to the input shaft, a first sun gear fixed to the output shaft, and between the first ring gear and the first sun gear. A plurality of first planetary gears,
The second planetary gear mechanism includes a second sun gear fixed to the housing, a second ring gear fixed to the input shaft together with the first ring gear, and the second ring gear and the second sun gear. A plurality of second planetary gears interposed between the two,
The first planetary gear and the second planetary gear are supported on a common carrier.
It becomes a transmission device characterized by this.

請求項5の伝動装置においては、請求項6に記載のように、前記第2リング歯車を前記第1リング歯車に嵌め合わされたリング状部材の内周に形成することが好ましい。   According to a fifth aspect of the present invention, as in the sixth aspect, the second ring gear is preferably formed on the inner periphery of a ring-shaped member fitted to the first ring gear.

本発明の請求項1の伝動装置は、固定されたハウジングの中心に対向して設置される入力軸及び出力軸と、ハウジング内に軸方向に並列して設置される第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構とを備えており、伝動装置の入力軸が第1遊星歯車機構のリング歯車(第1リング歯車)に、出力軸が第1遊星歯車機構の太陽歯車(第1太陽歯車)にそれぞれ固着されている。第1遊星歯車機構の複数の遊星歯車(第1遊星歯車)は、回転可能にキャリアに軸支されるが、このキャリアは、第2遊星歯車機構の遊星歯車(第2遊星歯車)を軸支するキャリアと共通のものとなっている。そして、第2遊星歯車機構においては、リング歯車(第2リング歯車)がハウジングに固定されて回転不能であり、太陽歯車(第2太陽歯車)は、伝動装置の入力軸に、第1遊星歯車機構のリング歯車(第1リング歯車)とともに固着される。
本発明の伝動装置では、キャリアに支持される第1遊星歯車と第2遊星歯車とが別々の歯車であって、異なる回転数で回転可能であるとともに、第1遊星歯車と第2遊星歯車として、歯数やピッチ円直径の異なる歯車を採用することが可能である。そのため、各遊星歯車機構を構成する太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車のモジュールを同一として各歯車の噛み合い状態を円滑なものとし、動力伝達損失を低減することができる。
The transmission device according to claim 1 of the present invention includes an input shaft and an output shaft that are installed to face the center of a fixed housing, a first planetary gear mechanism that is installed in the housing in parallel in the axial direction, and a first planetary gear mechanism. 2 planetary gear mechanisms, and the input shaft of the transmission device is a ring gear (first ring gear) of the first planetary gear mechanism, and the output shaft is a sun gear (first sun gear) of the first planetary gear mechanism. Each is fixed. A plurality of planetary gears (first planetary gears) of the first planetary gear mechanism are rotatably supported by a carrier, and this carrier supports a planetary gear (second planetary gear) of the second planetary gear mechanism. It is common with careers. In the second planetary gear mechanism, the ring gear (second ring gear) is fixed to the housing and cannot rotate, and the sun gear (second sun gear) is connected to the first planetary gear on the input shaft of the transmission. It is fixed together with the ring gear (first ring gear) of the mechanism.
In the transmission device of the present invention, the first planetary gear and the second planetary gear supported by the carrier are separate gears that can be rotated at different rotational speeds, and as the first planetary gear and the second planetary gear. It is possible to employ gears having different numbers of teeth and pitch circle diameters. Therefore, the sun gear, ring gear, and planetary gear modules constituting each planetary gear mechanism can be made the same so that the meshing state of each gear is smooth, and power transmission loss can be reduced.

本発明の請求項1の伝動装置において、入力軸の回転数と出力軸の回転数の比である変速比は、以下のように計算することができる。
一般に遊星歯車機構においては、リング歯車の歯数と太陽歯車の歯数との歯数比をγとすると、太陽歯車の回転数nSG、リング歯車の回転数nRG及びキャリアの回転数nCRの間に次の関係がある。
nRG+γ・nSG=(1+γ)nCR
γ=ZSG/ZRG ZSG:太陽歯車の歯数、ZRG:リング歯車の歯数
本発明の伝動装置の変速比は、第1遊星歯車機構における回転リング歯車の回転数nRG1と太陽歯車の回転数nSG1との比であり、第1、第2遊星歯車機構に共通のキャリアの回転数nCRは、回転不能のリング歯車RG2を備えた第2遊星歯車機構により決定されるので、次式のとおりとなる。
nSG1/nRG1=(γ2−(1/γ1))/(γ2+1) :式<1>
γ1:第1遊星歯車機構の歯数比、γ2:第2遊星歯車機構の歯数比
ここで、γ1とγ2は共に1より小さい数であるので上式の分子は負の値となり、本発明の伝動装置では、出力軸の回転方向が入力軸の回転方向と逆になる。この変速比は、γ1、γ2を変更すると自由な設定が可能であり、回転数の変化が少ない状態(変速比の絶対値が1に近い)で、回転方向を逆転させることが容易にできる。例えば、
γ1=3/5、γ2=1/3
とすると、回転数が同一(等速)で回転方向が逆転する伝動装置となる。また、
γ1=1/3、γ2=3/5
とした場合には、回転数が3/2で回転方向が逆転する伝動装置を構成できる。
In the transmission device according to the first aspect of the present invention, the transmission gear ratio, which is the ratio between the rotational speed of the input shaft and the rotational speed of the output shaft, can be calculated as follows.
In general, in a planetary gear mechanism, if the gear ratio between the number of teeth of the ring gear and the number of teeth of the sun gear is γ, the rotation speed between the sun gear rotation speed nSG, the ring gear rotation speed nRG, and the carrier rotation speed nCR There is the following relationship.
nRG + γ · nSG = (1 + γ) nCR
γ = ZSG / ZRG ZSG: number of teeth of sun gear, ZRG: number of teeth of ring gear The transmission gear ratio of the present invention is determined by the rotational speed nRG1 of the rotating ring gear and the rotational speed nSG1 of the sun gear in the first planetary gear mechanism. Since the carrier rotation speed nCR common to the first and second planetary gear mechanisms is determined by the second planetary gear mechanism having the non-rotatable ring gear RG2, the following equation is obtained. .
nSG1 / nRG1 = (γ2- (1 / γ1)) / (γ2 + 1): Formula <1>
γ1: Tooth ratio of the first planetary gear mechanism, γ2: Tooth ratio of the second planetary gear mechanism Here, since γ1 and γ2 are both smaller than 1, the numerator of the above formula is a negative value, and the present invention In this transmission device, the rotation direction of the output shaft is opposite to the rotation direction of the input shaft. The speed ratio can be freely set by changing γ1 and γ2, and the rotation direction can be easily reversed in a state where the change in the rotational speed is small (the absolute value of the speed ratio is close to 1). For example,
γ1 = 3/5, γ2 = 1/3
Then, the transmission device has the same rotation speed (constant speed) and the rotation direction is reversed. Also,
γ1 = 1/3, γ2 = 3/5
In this case, a transmission device can be configured in which the rotational speed is 3/2 and the rotational direction is reversed.

このように、本発明の伝動装置は、入力軸及び出力軸の回転中心軸が同心であり、回転方向を逆転させるものとなる。逆転用歯車を出力軸に設けるような通常の逆転装置では、入力軸と出力軸がずれることとなるが、本発明の伝動装置は同心であって、小型でコンパクトに構成されるので、動力伝達系での使い勝手が優れている。例えば、一方向回転のみが可能な安価なモーターを駆動源として、逆方向の回転出力を得ようとする場合などにおいて、本発明の伝動装置を好適に使用することができる。また、本発明の伝動装置では、出力軸側から駆動するとロック状態となって入力軸への動力伝達が不能となるため、ロックタイプ双方向クラッチとして使用することが可能である。   Thus, in the transmission device of the present invention, the rotation center axes of the input shaft and the output shaft are concentric, and the rotation direction is reversed. In a normal reversing device in which a reverse gear is provided on the output shaft, the input shaft and the output shaft are displaced. However, the transmission device of the present invention is concentric, and is small and compact, so that power transmission Convenience in the system is excellent. For example, the transmission device of the present invention can be suitably used when an inexpensive motor capable of only rotating in one direction is used as a drive source to obtain a rotational output in the reverse direction. Further, in the transmission device of the present invention, when driven from the output shaft side, it becomes locked and power transmission to the input shaft becomes impossible, so that it can be used as a lock type bidirectional clutch.

請求項2の発明は、第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構の遊星歯車を軸支するキャリアに関するものであり、キャリアを、カップ状部材とこれに嵌め合わされる円板状部材とを組み立てた構造とする。そして、第1遊星歯車機構をキャリアのカップ状部材の内部に配置するとともに、第2遊星歯車機構を、カップ状部材とハウジングの入力軸側の端面との間に配置する。これにより、第1遊星歯車機構がキャリアのカップ状部材の内部に配置されるとともに、第2遊星歯車機構が軸方向に並列して設置され、伝動装置全体の構造がコンパクト化される。   The invention of claim 2 relates to a carrier that pivotally supports the planetary gears of the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, and the carrier is assembled with a cup-shaped member and a disk-shaped member fitted thereto. Structure. The first planetary gear mechanism is disposed inside the cup-shaped member of the carrier, and the second planetary gear mechanism is disposed between the cup-shaped member and the end surface on the input shaft side of the housing. As a result, the first planetary gear mechanism is arranged inside the cup-shaped member of the carrier, and the second planetary gear mechanism is installed in parallel in the axial direction, so that the structure of the entire transmission device is made compact.

請求項3の発明は、第1遊星歯車機構における第1リング歯車を、円板の周囲に設けられた周壁に形成し、第1リング歯車の円板を、請求項2のキャリアのカップ状部材の円板部分に当接してスラスト方向に軸受するものである。これにより、第1リング歯車を固着した入力軸が、回転中に傾きあるいは振動を起こすなどの事態が防止され、伝動装置の安定した回転が達成される。また、請求項4の発明のように、ハウジングの端部に円板状の蓋体を嵌め込み、キャリアの軸方向の両端面を、ハウジングの垂直な端面と蓋体とに当接してスラスト方向に軸受した場合には、入力軸の第1リング歯車と出力軸の太陽歯車ばかりでなく、キャリア自体もスラスト方向に軸受され、伝動装置の回転体全部が安定して回転することとなる。   According to a third aspect of the present invention, the first ring gear in the first planetary gear mechanism is formed on a peripheral wall provided around the disk, and the disk of the first ring gear is used as the cup-shaped member of the carrier of the second aspect. Bearing in the thrust direction by abutting against the disc portion. As a result, the input shaft to which the first ring gear is fixed is prevented from tilting or vibrating during rotation, and stable rotation of the transmission is achieved. Further, as in the invention of claim 4, a disc-shaped lid is fitted into the end portion of the housing, and both end surfaces in the axial direction of the carrier are brought into contact with the vertical end surface of the housing and the lid body in the thrust direction. In the case of bearings, not only the first ring gear of the input shaft and the sun gear of the output shaft, but also the carrier itself is supported in the thrust direction, and the entire rotating body of the transmission device rotates stably.

請求項5に記載の本発明の伝動装置は、入力軸に固着される第1リング歯車、出力軸に固着される第1太陽歯車、及びキャリアに軸支される遊星歯車により第1遊星歯車機構を構成する点は、請求項1の伝動装置と同様であるが、キャリアの回転数を決定する第2遊星歯車機構において、太陽歯車(第2太陽歯車)を回転不能にハウジングに固定する。この構成を備えた請求項5の伝動装置では、変速比は次式のとおりとなる。
nSG1/nRG1=(1−(γ2/γ1))/(γ2+1) :式<2>
γ1:第1遊星歯車機構の歯数比、γ2:第2遊星歯車機構の歯数比
上式から分かるとおり、本発明の請求項5の伝動装置では、γ1とγ2の大小により出力軸の正転・逆転が決定され、γ2>γ1であると逆転することとなる。例えば、
γ1=1/5、γ2=1/2
とすると、回転数が同一で回転方向が逆転する伝動装置となる。
According to a fifth aspect of the present invention, the first planetary gear mechanism includes a first ring gear fixed to the input shaft, a first sun gear fixed to the output shaft, and a planetary gear supported by the carrier. However, in the second planetary gear mechanism that determines the rotation speed of the carrier, the sun gear (second sun gear) is fixed to the housing in a non-rotatable manner. In the transmission device according to the fifth aspect having this configuration, the gear ratio is as follows.
nSG1 / nRG1 = (1- (γ2 / γ1)) / (γ2 + 1): Formula <2>
γ1: Tooth ratio of the first planetary gear mechanism, γ2: Tooth ratio of the second planetary gear mechanism As can be seen from the above equation, in the transmission device according to the fifth aspect of the present invention, the output shaft is positive or negative depending on the magnitude of γ1 and γ2. The rotation / reversal is determined, and if γ2> γ1, the rotation is reversed. For example,
γ1 = 1/5, γ2 = 1/2
Then, the transmission device has the same rotation speed and reverse rotation direction.

請求項5の伝動装置において出力軸を逆転させる場合には、第2遊星歯車機構の歯数比を第1遊星歯車機構より大きくする必要があるので、第2遊星歯車機構のリング歯車(第2リング歯車)の径を第1遊星歯車機構のものよりも小さくすることが望ましい。請求項6の発明のように、第2リング歯車を第1遊星歯車機構のリング歯車(第1リング歯車)に嵌め合わされたリング状部材の内周に形成したときは、請求項5の伝動装置を、全体的な構造が簡素化され、かつ、製造組み立てが容易なものとすることができる。   In the transmission device according to claim 5, when the output shaft is reversely rotated, it is necessary to make the gear ratio of the second planetary gear mechanism larger than that of the first planetary gear mechanism. Therefore, the ring gear (second gear of the second planetary gear mechanism). It is desirable to make the diameter of the ring gear smaller than that of the first planetary gear mechanism. When the second ring gear is formed on the inner periphery of the ring-shaped member fitted to the ring gear (first ring gear) of the first planetary gear mechanism as in the invention of claim 6, the transmission device of claim 5 The overall structure can be simplified, and the manufacturing and assembly can be facilitated.

本発明の伝動装置の第1実施例の全体的な構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of 1st Example of the transmission of this invention. 図1の伝動装置におけるハウジング等の静止部品を単品で示す図である。It is a figure which shows stationary components, such as a housing, in the transmission of FIG. 図1の伝動装置における入出力部材を単品で示す図である。It is a figure which shows the input / output member in the transmission of FIG. 図1の伝動装置における遊星歯車及びキャリアを単品で示す図である。It is a figure which shows the planetary gear and the carrier in the transmission of FIG. 本発明の伝動装置の第2実施例の全体的な構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of 2nd Example of the transmission device of this invention. 図5の伝動装置におけるハウジング等の静止部品を単品で示す図である。It is a figure which shows stationary components, such as a housing, in the transmission of FIG. 図5の伝動装置における入出力部材を単品で示す図である。It is a figure which shows the input-output member in the transmission of FIG. 図5の伝動装置における遊星歯車及びキャリアを単品で示す図である。It is a figure which shows the planetary gear and carrier in the transmission of FIG. 従来の差動型遊星歯車減速機の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional differential type planetary gear reducer.

以下、図面に基づいて本発明の伝動装置について説明する。まず、図1に本発明の伝動装置の第1実施例(請求項1の発明に対応)の全体的な構造を示し、図2乃至図4には、伝動装置を構成する部品を単体で示す。
図1の中央の縦断面図に示すように、第1実施例の伝動装置は、固定されたハウジング1内において左方に配置される第1遊星歯車機構(断面A−A)と、右方に配置される第2遊星歯車機構(断面B−B)とを並列して組み合わせたものである。ハウジング1の中心には、入力軸2(断面にハッチングが施されている)及び出力軸3が対向して設置されており、両方の軸の回転中心は同心となっている。入力軸2は、ハウジング1の一端部の中心孔に軸受され、出力軸3は、シールドのためハウジング1の他端部に嵌め込まれた蓋体1Cを貫通し、これに軸受される。
The transmission device of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows the overall structure of a first embodiment of the transmission device according to the present invention (corresponding to the invention of claim 1), and FIGS. 2 to 4 show the components constituting the transmission device alone. .
As shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. 1, the transmission device of the first embodiment includes a first planetary gear mechanism (cross section AA) disposed on the left side in a fixed housing 1, and a right side. And a second planetary gear mechanism (cross section BB) arranged in parallel. At the center of the housing 1, an input shaft 2 (having a hatched cross section) and an output shaft 3 are installed facing each other, and the rotation centers of both shafts are concentric. The input shaft 2 is supported by a central hole at one end of the housing 1, and the output shaft 3 passes through a lid 1 </ b> C fitted to the other end of the housing 1 for shielding and is supported by this.

入力軸2には、出力軸3側の端部に、周囲に周壁を有する円板が取り付けられており、その周壁に第1遊星歯車機構の第1リング歯車RG1が固着される(図3も参照)。また、出力軸3には、入力軸2側の軸方向端部に第1遊星歯車機構の第1太陽歯車SG1が固着される。断面A−Aに示すとおり、第1遊星歯車機構では、第1太陽歯車SG1の周りに3個の第1遊星歯車PG1が配置されており、第1遊星歯車PG1は、第1太陽歯車SG1と入力軸2の第1リング歯車RG1とに噛み合う。この第1遊星歯車PG1は、円板状部材であるキャリア4Aに回転可能に軸支されている。各々の歯車は、サイクロイドを基本とした歯型曲線を有するサイクロイド歯車となっている。   The input shaft 2 is attached with a disk having a peripheral wall at the end on the output shaft 3 side, and the first ring gear RG1 of the first planetary gear mechanism is fixed to the peripheral wall (also in FIG. 3). reference). Further, the first sun gear SG1 of the first planetary gear mechanism is fixed to the output shaft 3 at the axial end of the input shaft 2 side. As shown in the section AA, in the first planetary gear mechanism, three first planetary gears PG1 are arranged around the first sun gear SG1, and the first planetary gear PG1 is connected to the first sun gear SG1. It meshes with the first ring gear RG1 of the input shaft 2. The first planetary gear PG1 is rotatably supported by a carrier 4A that is a disk-shaped member. Each gear is a cycloid gear having a tooth profile curve based on cycloid.

入力軸2には、円板を挟んでリング歯車RG1と反対側に、第2遊星歯車機構の第2太陽歯車SG2も固着される。そして、この部分のハウジング1の内面には、第2遊星歯車機構の第2リング歯車RG2が固着されている。断面B−Bに示すとおり、第2遊星歯車機構では、第2太陽歯車SG2の周りに3個の第2遊星歯車PG2が配置される。
第2太陽歯車SG2は、キャリア4Bに回転可能に軸支されている。このキャリア4Bは、円板部分及び円周壁部分を有するカップ状部材であり、第2太陽歯車SG2は、カップ状部材のいわば裏側に立設された軸に嵌め込まれる(図4も参照)。キャリア4Bの円周壁部分は、第1リング歯車RG1が固着される入力軸2の周壁を取り巻いており、軸方向の先端部には、第1遊星歯車PG1を軸支する円板状部材のキャリア4Aが嵌め込まれている。つまり、第1遊星歯車機構のキャリア4Aと第1遊星歯車機構のキャリア4Bとは一体となって回転するキャリア4を構成しており、第1遊星歯車機構は、キャリア4の内部に収容されている。
A second sun gear SG2 of the second planetary gear mechanism is also fixed to the input shaft 2 on the opposite side of the ring gear RG1 across the disc. The second ring gear RG2 of the second planetary gear mechanism is fixed to the inner surface of the housing 1 at this portion. As shown in the section BB, in the second planetary gear mechanism, three second planetary gears PG2 are arranged around the second sun gear SG2.
The second sun gear SG2 is rotatably supported on the carrier 4B. The carrier 4B is a cup-shaped member having a disk portion and a circumferential wall portion, and the second sun gear SG2 is fitted on a shaft standing on the back side of the cup-shaped member (see also FIG. 4). The circumferential wall portion of the carrier 4B surrounds the circumferential wall of the input shaft 2 to which the first ring gear RG1 is fixed, and the carrier of a disk-like member that pivotally supports the first planetary gear PG1 at the tip in the axial direction. 4A is fitted. That is, the carrier 4A of the first planetary gear mechanism and the carrier 4B of the first planetary gear mechanism constitute a carrier 4 that rotates integrally, and the first planetary gear mechanism is housed inside the carrier 4. Yes.

本発明の伝動装置では、キャリア4に支持される第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2とが別々の歯車であり、歯数やピッチ円直径の異なる歯車を採用することが可能である。そのため、各遊星歯車機構を構成する太陽歯車、リング歯車及び遊星歯車のモジュールを同一として各歯車の噛み合い状態を円滑なものとすることができる。   In the transmission device of the present invention, the first planetary gear PG1 and the second planetary gear PG2 supported by the carrier 4 are separate gears, and gears having different numbers of teeth and pitch circle diameters can be employed. Therefore, the sun gear, ring gear, and planetary gear modules constituting each planetary gear mechanism can be made the same so that the meshing state of each gear can be made smooth.

次いで、本発明の第1実施例の伝動装置の使用態様について説明する。
この伝動装置を動力伝達系で使用するときは、駆動源であるモーター等を入力軸2に連結し、従動側の機器等を出力軸3に連結する。入力軸2の中央孔及び出力軸3には、図示しない連結軸との回り止めを図るため、それぞれ平面部が形成されている。モーター等により入力軸2を回転すると、入力軸2の第2太陽歯車SG2、ハウジング1に固着された回転不能の第2リング歯車RG2等からなる第2遊星歯車機構により、キャリア4が減速されて回転する。第1遊星歯車機構では、入力軸2の第1リング歯車RG1の回転数とキャリア4の回転数により、出力軸3に固着の第1太陽歯車SG1の回転数が決定され、出力軸3と入力軸2との回転数比である変速比は、式<1>のとおりとなる。
第1実施例においては、遊星歯車機構を構成する各歯車の歯数は、第1リング歯車RG1:45、第1太陽歯車SG1:27(γ1=3/5)、そして、第2リング歯車RG2:45、第2太陽歯車SG2:15(γ2=1/3)に設定されている。そのため、変速比は−1であって、第1実施例の伝動装置は、回転数が同一(等速)で回転方向が逆転する逆転装置として作動する。図示はしないが、第1実施例の第1、第2遊星歯車機構の歯数を入れ換え、γ1=1/3、γ2=3/5に設定すると、回転数が3/2で回転方向が逆転する伝動装置を得ることができる。
Next, a usage mode of the transmission device according to the first embodiment of the present invention will be described.
When this transmission device is used in a power transmission system, a motor or the like as a drive source is connected to the input shaft 2, and a driven device or the like is connected to the output shaft 3. The central hole of the input shaft 2 and the output shaft 3 are each formed with a flat portion for preventing rotation with a connecting shaft (not shown). When the input shaft 2 is rotated by a motor or the like, the carrier 4 is decelerated by the second planetary gear mechanism including the second sun gear SG2 of the input shaft 2 and the non-rotatable second ring gear RG2 fixed to the housing 1. Rotate. In the first planetary gear mechanism, the rotational speed of the first sun gear SG1 fixed to the output shaft 3 is determined by the rotational speed of the first ring gear RG1 of the input shaft 2 and the rotational speed of the carrier 4, and the output shaft 3 and the input The transmission ratio that is the rotation speed ratio with the shaft 2 is expressed by the formula <1>.
In the first embodiment, the number of teeth of each gear constituting the planetary gear mechanism includes the first ring gear RG1: 45, the first sun gear SG1: 27 (γ1 = 3/5), and the second ring gear RG2. : 45, second sun gear SG2: 15 (γ2 = 1/3). Therefore, the gear ratio is −1, and the transmission device of the first embodiment operates as a reversing device whose rotational speed is the same (constant speed) and whose rotational direction is reversed. Although not shown, if the number of teeth of the first and second planetary gear mechanisms of the first embodiment is changed and γ1 = 1/3 and γ2 = 3/5 are set, the rotation speed is 3/2 and the rotation direction is reversed. A transmission device can be obtained.

第1実施例の伝動装置は、入力軸2及び出力軸3の回転中心軸が同心であって、回転方向が逆転されるものとなり、その変速比は、遊星歯車機構を構成する各歯車の歯数を変更することにより自由に設定できる。また、入力軸2側から駆動するときは、第1遊星歯車PG1及び第2遊星歯車PG2を入力軸2により同時に回転させるが、逆に入力軸2側から駆動しようとすると、まず第1遊星歯車PG1のみに駆動力が伝達されるため、入力軸2への動力伝達が困難となる。こうしたことから、第1実施例の伝動装置は、ロックタイプ双方向クラッチとしても好適に使用することが可能である。   In the transmission device of the first embodiment, the rotation shafts of the input shaft 2 and the output shaft 3 are concentric and the rotation direction is reversed, and the gear ratio is determined by the gear teeth of the planetary gear mechanism. It can be set freely by changing the number. Further, when driving from the input shaft 2 side, the first planetary gear PG1 and the second planetary gear PG2 are simultaneously rotated by the input shaft 2, but conversely when driving from the input shaft 2 side, first the first planetary gear PG2 is driven. Since the driving force is transmitted only to PG1, power transmission to the input shaft 2 becomes difficult. For these reasons, the transmission of the first embodiment can be suitably used as a lock-type bidirectional clutch.

図2の静止部品の単品図に示されるように、ハウジング1は、円周壁11と端板12とを備えるカップ状の固定部材であって、その内部には、軸方向に垂直な端面13を形成する段差部が設けられるとともに、小径となった部分には、第2遊星歯車機構の第2リング歯車RG2が設けられている。端面13と対向するハウジング1の端部には、蓋体1Cが嵌め込まれており、ハウジング1の端板12及び蓋体1Cには、入力軸2及び出力軸3がそれぞれ貫通する中央孔が設けられる。また、図1の中央の縦断面図に示されるように、キャリア4は、軸方向の両端面がハウジング1の端面13及び蓋体1Cにそれぞれ当接してスラスト方向に軸受され、軸方向の位置決めが行われている。   2, the housing 1 is a cup-shaped fixing member that includes a circumferential wall 11 and an end plate 12, and an end face 13 that is perpendicular to the axial direction is formed inside the housing 1. A step portion to be formed is provided, and a second ring gear RG2 of the second planetary gear mechanism is provided in a portion having a small diameter. A lid 1C is fitted into the end of the housing 1 facing the end face 13, and the end plate 12 and the lid 1C of the housing 1 are provided with central holes through which the input shaft 2 and the output shaft 3 respectively penetrate. It is done. Further, as shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. 1, the carrier 4 is axially positioned with both axial end faces coming into contact with the end face 13 of the housing 1 and the lid 1 </ b> C in the thrust direction. Has been done.

図3の入出力部品の単品図に示されるように、入力軸2は、出力軸3側の端部に円板21を備えており、円板21の半径方向外端部には、第1リング歯車RG1を形成した周壁22が設けられる。円板21の第1リング歯車RG1と反対側には、第2太陽歯車SG2が固着されている。
出力軸3には第1太陽歯車SG1が固着されており、図1の中央の縦断面図に示されるように、第1太陽歯車SG1は、その軸方向両端面が入力軸2の円板21と円板状部材であるキャリア4Aとに当接し、これらに挟まれる形でスラスト方向に軸受される。入力軸2の円板21の端面は、キャリア4Bの円板状の面に当接してスラスト方向の軸受けが行われている。その結果、伝動装置の回転部材である入力軸2、出力軸3及びキャリア4の全てが、固定部材であるハウジング1に軸受されることとなり、回転中に傾きあるいは振動を起こすなどの事態が防止され、伝動装置の安定した回転が達成される。
As shown in the single view of the input / output component in FIG. 3, the input shaft 2 is provided with a disk 21 at the end on the output shaft 3 side, and a first end is disposed at the radially outer end of the disk 21. A peripheral wall 22 in which the ring gear RG1 is formed is provided. A second sun gear SG2 is fixed to the opposite side of the disc 21 from the first ring gear RG1.
A first sun gear SG1 is fixed to the output shaft 3, and the first sun gear SG1 has a disc 21 whose both ends in the axial direction are the input shaft 2 as shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. And a carrier 4A, which is a disk-shaped member, and is supported in the thrust direction in a form sandwiched between them. The end surface of the disk 21 of the input shaft 2 is in contact with the disk-shaped surface of the carrier 4B, and a thrust bearing is performed. As a result, the input shaft 2, the output shaft 3, and the carrier 4 that are rotating members of the transmission device are all supported by the housing 1 that is a fixed member, and a situation such as tilting or vibration during rotation is prevented. And a stable rotation of the transmission is achieved.

次に、本発明の伝動装置の第2実施例(請求項5の発明に対応)について、図5乃至8に基づき説明する。図5には、第2実施例の伝動装置の全体的な構造を示し、図6乃至図8には、伝動装置を構成する部品を単体で示す。
図5の中央の縦断面図に示すように、第2実施例の伝動装置は、固定されたハウジング1´内において右方に配置される第1遊星歯車機構(断面A−A)と、左方に配置される第2遊星歯車機構(断面B−B)とを並列して組み合わせたものである。ハウジング1´の中心には、入力軸2´(断面にハッチングが施されている)及び出力軸3´が対向して設置されており、両方の軸の回転中心は同心となっている。入力軸2´は、ハウジング1´の一端部の中心孔に軸受され、出力軸3´は、シールドのためハウジング1´の他端部に嵌め込まれた蓋体1´Cを貫通し、これに軸受される。
Next, a second embodiment (corresponding to the invention of claim 5) of the transmission device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the overall structure of the transmission device according to the second embodiment, and FIGS. 6 to 8 show components constituting the transmission device alone.
As shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. 5, the transmission of the second embodiment includes a first planetary gear mechanism (cross section AA) disposed on the right side in a fixed housing 1 ′, and a left side. And a second planetary gear mechanism (cross-section BB) arranged in parallel to each other. At the center of the housing 1 ', an input shaft 2' (having a hatched cross section) and an output shaft 3 'are installed facing each other, and the rotation centers of both shafts are concentric. The input shaft 2 'is supported by a central hole at one end of the housing 1', and the output shaft 3 'passes through a lid 1'C fitted to the other end of the housing 1' for shielding. Bearing.

入力軸2´には、図7に示すように、周囲に周壁22´を有する円板21´が取り付けられており、その周壁22´には、第1遊星歯車機構のリング歯車となる第1リング歯車RG1が固着される。第1リング歯車RG1は、周壁22´の軸方向の全長に亘って形成された歯車であって、円板21´の反対側の端部には、リング状部材2´Rが嵌め込まれて一体的に装着されている。リング状部材2´Rは、第1リング歯車RG1と嵌り合う、いわばスプライン軸の凸部のような外歯2´RTを外周に形成し、内周には、第2遊星歯車機構のリング歯車となる第2リング歯車RG2を形成して固着したものである。出力軸3´には、第1遊星歯車機構の第1太陽歯車SG1が固着される。   As shown in FIG. 7, a disk 21 ′ having a peripheral wall 22 ′ is attached to the input shaft 2 ′, and the peripheral wall 22 ′ has a first ring gear of the first planetary gear mechanism. Ring gear RG1 is fixed. The first ring gear RG1 is a gear formed over the entire length in the axial direction of the peripheral wall 22 '. The ring-shaped member 2'R is fitted into the opposite end of the disc 21' so as to be integrated. Is installed. The ring-shaped member 2′R is formed with an outer tooth 2′RT that fits with the first ring gear RG1, like a projection of a spline shaft, on the outer periphery, and on the inner periphery, the ring gear of the second planetary gear mechanism. The second ring gear RG2 is formed and fixed. The first sun gear SG1 of the first planetary gear mechanism is fixed to the output shaft 3 ′.

図5の断面A−Aに示すとおり、第2実施例における第1遊星歯車機構では、出力軸3´の第1太陽歯車SG1の周りに3個の第1遊星歯車PG1が配置されている。第1遊星歯車PG1は、出力軸3´の第1太陽歯車SG1と入力軸2´に固着された第1リング歯車RG1とに噛み合い、この点では、第1実施例の第1遊星歯車機構と変わりはない。第1遊星歯車PG1は、円板状部材であるキャリア4´の片側(入力軸2´側)に立設された軸に、回転可能に軸支されている(図8も参照)。   As shown in section AA of FIG. 5, in the first planetary gear mechanism in the second embodiment, three first planetary gears PG1 are arranged around the first sun gear SG1 of the output shaft 3 ′. The first planetary gear PG1 meshes with the first sun gear SG1 of the output shaft 3 ′ and the first ring gear RG1 fixed to the input shaft 2 ′. In this respect, the first planetary gear mechanism PG1 is the same as the first planetary gear mechanism of the first embodiment. There is no change. The first planetary gear PG1 is rotatably supported on a shaft erected on one side (input shaft 2 ′ side) of the carrier 4 ′ that is a disk-shaped member (see also FIG. 8).

第2実施例における第2遊星歯車機構では、第2太陽歯車SG2は回転不能の歯車であって、これは、ハウジング1´に嵌め込まれた蓋体1´Cに固着される(図6も参照)。図5の断面B−Bに示すとおり、入力軸2´に固着した第2リング歯車RG2と第2太陽歯車SG2との間には、3個の第2遊星歯車PG2が配置され、第2遊星歯車PG2は、円板状部材であるキャリア4´において第1遊星歯車PG1と反対側に、回転可能に軸支されている(図8も参照)。   In the second planetary gear mechanism in the second embodiment, the second sun gear SG2 is a non-rotatable gear, and is fixed to a lid 1′C fitted in the housing 1 ′ (see also FIG. 6). ). As shown in the cross section BB of FIG. 5, three second planetary gears PG2 are arranged between the second ring gear RG2 and the second sun gear SG2 fixed to the input shaft 2 ', and the second planetary gears PG2 are arranged. The gear PG <b> 2 is rotatably supported on the opposite side of the first planetary gear PG <b> 1 in the carrier 4 ′ that is a disk-shaped member (see also FIG. 8).

つまり、本発明の第2実施例の伝動装置は、キャリアの回転数を決定する第2遊星歯車機構において、第1実施例の伝動装置がリング歯車を回転不能にハウジングに固定するのに対し、太陽歯車を回転不能に固定したものに相当する。第1実施例では、キャリア4がカップ状部材と円板状部材とを組み合わせた複雑な構造をなしているが、第2実施例の伝動装置のキャリア4´は単に円板状部材であって、構造が簡素化されている。
第2実施例の伝動装置における変速比は上述の<式2>で計算されるが、第2実施例の遊星歯車機構を構成する各歯車の歯数は、第1リング歯車RG1:60、第1太陽歯車SG1:12(γ1=1/5)、また、第2リング歯車RG2:48、第2太陽歯車SG2:24(γ2=1/2)に設定されている。したがって、変速比は−1であって、第2実施例の伝動装置は、第1実施例のものと同様に、回転数が同一で回転方向が逆転する逆転装置として作動する。
That is, in the transmission device of the second embodiment of the present invention, in the second planetary gear mechanism that determines the rotation speed of the carrier, the transmission device of the first embodiment fixes the ring gear to the housing in a non-rotatable manner. This corresponds to a sun gear fixed so as not to rotate. In the first embodiment, the carrier 4 has a complicated structure in which a cup-shaped member and a disk-shaped member are combined. However, the carrier 4 'of the transmission device of the second embodiment is simply a disk-shaped member. The structure has been simplified.
The gear ratio in the transmission of the second embodiment is calculated by the above-described <Equation 2>, but the number of teeth of each gear constituting the planetary gear mechanism of the second embodiment is the first ring gear RG1: 60, 1 sun gear SG1: 12 (γ1 = 1/5), second ring gear RG2: 48, and second sun gear SG2: 24 (γ2 = 1/2). Therefore, the gear ratio is −1, and the transmission device of the second embodiment operates as a reversing device in which the rotation speed is the same and the rotation direction is reversed, as in the first embodiment.

図7の入出力部品の単品図に示されるように、入力軸2´の周壁22´には、軸方向の全長に亘り第1リング歯車RG1が形成され、その一部の歯形を利用して、リング状部材2´Rが装着されるので、第2実施例の伝動装置においては、入力軸2´の製造や伝動装置の組み立てが容易となる。また、図5の中央の縦断面図に示されるように、入力軸2´の円板21´はハウジング1´の内面と当接し、出力軸3´は円板21´と当接してスラスト方向の軸受けが行われている。そのため、回転部材が回転中に傾きあるいは振動を起こすなどの事態を防止することができる。   As shown in the single view of the input / output component in FIG. 7, the first ring gear RG1 is formed on the peripheral wall 22 ′ of the input shaft 2 ′ over the entire length in the axial direction. Since the ring-shaped member 2′R is attached, in the transmission device of the second embodiment, the manufacture of the input shaft 2 ′ and the assembly of the transmission device are facilitated. Further, as shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. 5, the disc 21 ′ of the input shaft 2 ′ contacts the inner surface of the housing 1 ′, and the output shaft 3 ′ contacts the disc 21 ′ and thrust direction. Bearings are being made. For this reason, it is possible to prevent a situation in which the rotating member is tilted or vibrated during rotation.

以上詳述したように、本発明の伝動装置は、入力軸に固着したリング歯車と出力軸に固着した太陽歯車との間に第1遊星歯車を配して第1遊星歯車機構を構成し、第1遊星歯車のキャリアの回転数を、第2遊星歯車機構の第2遊星歯車を支持するキャリアにより決定するようにしたものである。上記の実施例では伝動装置の変速比を−1とし、回転数が同一で回転方向が逆転する逆転装置として作動させているが、各歯車の歯数を調整することにより、回転数が増大または減少するような伝動装置を構成できるのは言うまでもない。また、入力軸等に直接歯車を形成する代わりに歯車部分を別体で製作して部品に組み付ける、各歯車の歯型曲線としてインボリュート歯形その他特殊形状歯型を採用するなど、上記実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。   As described in detail above, the transmission device of the present invention configures the first planetary gear mechanism by arranging the first planetary gear between the ring gear fixed to the input shaft and the sun gear fixed to the output shaft, The number of rotations of the carrier of the first planetary gear is determined by the carrier that supports the second planetary gear of the second planetary gear mechanism. In the above-described embodiment, the transmission gear ratio is set to −1, and it is operated as a reversing device in which the rotation speed is the same and the rotation direction is reversed. However, by adjusting the number of teeth of each gear, the rotation speed increases or Needless to say, it is possible to construct a transmission device that decreases. Also, instead of forming the gear directly on the input shaft, etc., the gear part is manufactured separately and assembled to the parts, and the involute tooth profile and other special shape tooth profile are adopted as the tooth profile curve of each gear. Obviously, various modifications are possible.

1、1´ ハウジング
1C、1´C 蓋板
2、2´ 入力軸
3、3´ 出力軸
4、4´ キャリア
SG1、SG2 (第1、第2遊星歯車機構の)太陽歯車
PG1、PG2 (第1、第2遊星歯車機構の)遊星歯車
RG1、RG2 (第1、第2遊星歯車機構の)リング歯車
1, 1 'housing 1C, 1'C cover plate 2, 2' input shaft 3, 3 'output shaft 4, 4' carrier SG1, SG2 (first and second planetary gear mechanism) sun gear PG1, PG2 (first 1, planetary gears RG1, RG2 (of the first planetary gear mechanism) ring gears (of the first, second planetary gear mechanism)

Claims (6)

固定されたハウジングの中心に対向して設置される入力軸及び出力軸と、前記ハウジング内に軸方向に並列して設置される第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構とを有する伝動装置であって、
前記第1遊星歯車機構は、前記入力軸に固着される第1リング歯車、前記出力軸に固着される第1太陽歯車、及び前記第1リング歯車と前記第1太陽歯車との間に介在される複数の第1遊星歯車を備え、
前記第2遊星歯車機構は、前記ハウジングに固定される第2リング歯車、前記第1リング歯車と共に前記入力軸に固着される第2太陽歯車、及び前記第2リング歯車と前記第2太陽歯車との間に介在される複数の第2遊星歯車を備えており、
前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とが共通のキャリアに軸支されることを特徴とする伝動装置。
A transmission device having an input shaft and an output shaft installed opposite to the center of a fixed housing, and a first planetary gear mechanism and a second planetary gear mechanism installed in parallel in the axial direction in the housing. There,
The first planetary gear mechanism is interposed between a first ring gear fixed to the input shaft, a first sun gear fixed to the output shaft, and between the first ring gear and the first sun gear. A plurality of first planetary gears,
The second planetary gear mechanism includes a second ring gear fixed to the housing, a second sun gear fixed to the input shaft together with the first ring gear, and the second ring gear and the second sun gear. A plurality of second planetary gears interposed between the two,
The transmission apparatus, wherein the first planetary gear and the second planetary gear are pivotally supported by a common carrier.
前記キャリアが円板部分及び円周壁部分を有するカップ状部材と、前記カップ状部材に嵌め合わされる円板状部材とを備えており、前記第1遊星歯車機構が前記キャリアのカップ状部材の内部に配置されるとともに、前記第2遊星歯車機構が、前記キャリアのカップ状部材と前記ハウジングの前記入力軸側の端面との間に配置される請求項1に記載の伝動装置。 The carrier includes a cup-shaped member having a disk portion and a circumferential wall portion, and a disk-shaped member fitted to the cup-shaped member, and the first planetary gear mechanism is disposed inside the cup-shaped member of the carrier. The transmission apparatus according to claim 1, wherein the second planetary gear mechanism is disposed between the cup-shaped member of the carrier and an end surface of the housing on the input shaft side. 前記第1リング歯車が円板の周囲に設けられた周壁に形成されており、前記第1リング歯車の円板が前記キャリアのカップ状部材の円板部分に当接してスラスト方向に軸受される請求項2に記載の伝動装置。 The first ring gear is formed on a peripheral wall provided around the disc, and the disc of the first ring gear abuts on the disc portion of the cup-shaped member of the carrier and is supported in the thrust direction. The transmission device according to claim 2. 前記ハウジングの内部には軸方向に垂直な端面が形成されるとともに、前記端面と対向する端部には円板状の蓋体が嵌め込まれており、前記キャリアは、その両面が前記端面及び前記蓋体にそれぞれ当接して、スラスト方向に軸受される請求項2又は請求項3に記載の伝動装置。 An end surface perpendicular to the axial direction is formed inside the housing, and a disc-shaped lid is fitted to an end portion facing the end surface, and both sides of the carrier are the end surface and the carrier. The transmission device according to claim 2 or 3, wherein the transmission device is in contact with the lid body and is bearing in the thrust direction. 固定されたハウジングの中心に対向して設置される入力軸及び出力軸と、前記ハウジング内に軸方向に並列して設置される第1遊星歯車機構及び第2遊星歯車機構とを有する伝動装置であって、
前記第1遊星歯車機構は、前記入力軸に固着される第1リング歯車、前記出力軸に固着される第1太陽歯車、及び前記第1リング歯車と前記第1太陽歯車との間に介在される複数の第1遊星歯車を備え、
前記第2遊星歯車機構は、前記ハウジングに固定される第2太陽歯車、前記第1リング歯車と共に前記入力軸に固着される第2リング歯車、及び前記第2リング歯車と前記第2太陽歯車との間に介在される複数の第2遊星歯車を備えており、
前記第1遊星歯車と前記第2遊星歯車とが共通のキャリアに軸支されることを特徴とする伝動装置。
A transmission device having an input shaft and an output shaft installed opposite to the center of a fixed housing, and a first planetary gear mechanism and a second planetary gear mechanism installed in parallel in the axial direction in the housing. There,
The first planetary gear mechanism is interposed between a first ring gear fixed to the input shaft, a first sun gear fixed to the output shaft, and between the first ring gear and the first sun gear. A plurality of first planetary gears,
The second planetary gear mechanism includes a second sun gear fixed to the housing, a second ring gear fixed to the input shaft together with the first ring gear, and the second ring gear and the second sun gear. A plurality of second planetary gears interposed between the two,
The transmission apparatus, wherein the first planetary gear and the second planetary gear are pivotally supported by a common carrier.
前記第2リング歯車は、前記第1リング歯車に嵌め合わされたリング状部材の内周に形成される請求項5に記載の伝動装置。 The transmission device according to claim 5, wherein the second ring gear is formed on an inner periphery of a ring-shaped member fitted to the first ring gear.
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