JP2017048904A

JP2017048904A - 減速機

Info

Publication number: JP2017048904A
Application number: JP2015175029A
Authority: JP
Inventors: 康人石原; Yasuto Ishihara
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2015-09-04
Filing date: 2015-09-04
Publication date: 2017-03-09

Abstract

【課題】２つの遊星歯車機構を有する減速機において、小型化を図ることができる減速機を提供する。
【解決手段】減速機１は、第一太陽歯車１０と、第一太陽歯車１０に噛合する外歯車である大遊星歯車２１、及び、大遊星歯車２１よりも歯数の少ない外歯車であって大遊星歯車２１と一体的に回転する小遊星歯車２２、を有する第一遊星歯車セット２０と、小遊星歯車２２に噛合する第二太陽歯車と、第二太陽歯車に噛合する外歯車であって第一遊星歯車セット２０に対して相対回転可能な第二遊星歯車４０と、第二遊星歯車４０に噛合する第三太陽歯車５０と、第一遊星歯車セット２０を支持する第一キャリヤ軸部材と、第二遊星歯車４０を支持する第二キャリヤ軸部材と、第一キャリヤ軸部材及び第二キャリヤ軸部材の両端を支持する一対のキャリヤ部材７０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、減速機に関するものである。

２つの遊星歯車機構を備えた減速機として、特許文献１には、第一の遊星歯車機構の出力部材としてのキャリヤ部材と、第二の遊星歯車機構の入力部材としての太陽歯車とを一体化した駆動装置が開示されている。

実開昭５２−９２１８２号公報

しかし、上述した従来の駆動装置は、２つの遊星歯車機構を軸方向に並設し、対向配置される第一の遊星歯車機構におけるキャリヤ部材と第二の遊星歯車機構における太陽歯車とを単に連結し、一体化したに過ぎない。この構造においては、第一の遊星歯車機構における遊星歯車と、第二の遊星歯車機構における遊星歯車との間に、円盤状のキャリヤ部材が介在している。そのため、駆動装置は、キャリヤ部材を介在させる分、軸方向における長さ寸法が大きくなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、２つの遊星歯車機構を有する減速機において、小型化を図ることができる減速機を提供することを目的とする。

本発明の減速機は、外歯車及び内歯車の一方である第一太陽歯車と、前記第一太陽歯車に噛合する外歯車である大遊星歯車、及び、前記大遊星歯車よりも歯数の少ない外歯車であって前記大遊星歯車と一体的に回転する小遊星歯車、を有する第一遊星歯車セットと、前記小遊星歯車に噛合する外歯車及び内歯車の前記一方である第二太陽歯車と、前記第二太陽歯車に噛合する外歯車であって前記第一遊星歯車セットに対して相対回転可能な第二遊星歯車と、前記第二遊星歯車に噛合する外歯車及び内歯車の他方である第三太陽歯車と、前記第一遊星歯車セットを支持する第一キャリヤ軸部材と、前記第二遊星歯車を支持する第二キャリヤ軸部材と、前記第一キャリヤ軸部材及び前記第二キャリヤ軸部材の両端を支持する一対のキャリヤ部材と、を備える。

本発明の減速機は、２つの遊星歯車機構から構成される。即ち、第一太陽歯車と、第一遊星歯車セットと、第一キャリヤ軸部材と、一対のキャリヤ部材と、第二太陽歯車とが、第一太陽歯車を入力部材、第二太陽歯車を出力部材とする第一の遊星歯車機構を構成する。第二太陽歯車と、第二遊星歯車と、第三太陽歯車と、第二キャリヤ軸部材と、一対のキャリヤ部材とが、第二太陽歯車を入力部材、第三太陽歯車又は一対のキャリヤ部材を出力部材とする第二の遊星歯車機構を構成する。

本発明の減速機によれば、第一の遊星歯車機構における出力部材と第二の遊星歯車機構における入力部材とが第二太陽歯車として一体化され、第一の遊星歯車機構におけるキャリヤと第二の遊星歯車機構におけるキャリヤとが一対のキャリヤ部材に共通化される。これにより、第一遊星歯車セットと第二遊星歯車との間には、従来のような円盤状のキャリヤ部材は存在せず、第一遊星歯車セットと第二遊星歯車とが軸方向に近い位置に配置される。従って、減速機の軸方向における長さ寸法を小さくすることができるので、減速機の小型化を図ることができる。

本発明の実施形態における減速機の断面図であり、図２から図４におけるＩ−Ｉ線における断面を示す図である。図１のＩＩ−ＩＩ線における減速機の断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線における減速機の断面図である。図１のＩＶ−ＩＶ線における減速機の断面図である。

以下、本発明に係る減速機を適用した実施形態について、図１から図４を参照して説明する。なお、図２から図４では、ハウジング３の図示を省略して図示し、図３及び図４では、軸受の断面を模式的に図示する。

（１．減速機１の各構成）
図１に示すように、減速機１は、第一太陽歯車１０と、３つの第一遊星歯車セット２０と、第二太陽歯車セット３０と、３つの第二遊星歯車４０と、第三太陽歯車５０と、３つのキャリヤ軸部材６０と、一対のキャリヤ部材７０と、を備える。

図１から図３に示すように、第一太陽歯車１０は、入力軸部材２に固定された外歯車であり、入力軸部材２と一体的に回転する。第一遊星歯車セット２０は、第一太陽歯車１０に噛合する外歯車である大遊星歯車２１と、大遊星歯車２１よりも歯数の少ない外歯車である小遊星歯車２２とを備える。大遊星歯車２１及び小遊星歯車２２は、キャリヤ軸部材６０に対して一体回転可能に構成されており、第一遊星歯車セット２０には略正六角形状の軸孔２０ａが貫通形成される。

図１、図３及び図４に示すように、第二太陽歯車セット３０は、小遊星歯車２２に噛合する外歯車である大太陽歯車３１と、大太陽歯車３１よりも歯数の少ない外歯車である小太陽歯車３２と、を備え、大太陽歯車３１と小太陽歯車３２とは一体回転可能に構成される。第二太陽歯車セット３０は、軸受を介して入力軸部材２に相対回転可能に支持され、大太陽歯車３１及び小太陽歯車３２は、第一太陽歯車１０に対して相対回転可能に構成される。

第二遊星歯車４０は、小太陽歯車３２に噛合する外歯車である。第二遊星歯車４０は、キャリヤ軸部材６０に対して相対回転可能に支持され、第一遊星歯車セット２０の大遊星歯車２１及び小遊星歯車２２に対して相対回転可能に構成される。

第三太陽歯車５０は、入力軸部材２と軸線を同一とする内歯車であり、第二遊星歯車４０に噛合する。第三太陽歯車５０は、ハウジング３に相対回転不能に固定され、第三太陽歯車５０に噛合する第二遊星歯車４０は、キャリヤ軸部材６０回りの自転に伴い、入力軸部材２回りを公転する。

図１に戻り、キャリヤ軸部材６０及び一対のキャリヤ部材７０について説明する。キャリヤ軸部材６０は、入力軸部材２を中心として周方向等間隔に配置された軸部材であり（図２参照）、軸方向に垂直な断面が略正六角形状の角柱部６１と、軸方向に垂直な断面が円形状の円柱部６２とを備え、円柱部６２が角柱部６１から軸方向両側（図１左右方向）へ延設される。

角柱部６１は、第一遊星歯車セット２０の軸孔２０ａに内嵌される部位であり、第一遊星歯車セット２０は角柱部６１に相対回転不能に固定される。円柱部６２は、軸受を介して第二遊星歯車４０を相対回転可能に支持すると共に、一対のキャリヤ部材７０に軸受を介して回転可能に支持される部位である。

一対のキャリヤ部材７０は、軸受を介して入力軸部材２及びハウジング３に相対回転可能に支持される。また、一対のキャリヤ部材７０は、軸受を介して３つのキャリヤ軸部材６０の両端を回転可能に支持し、第一太陽歯車１０、第一遊星歯車セット２０、第二太陽歯車セット３０、第二遊星歯車４０及び第三太陽歯車５０が、対向する一対のキャリヤ部材７０の間に配置される。キャリヤ軸部材６０は、その軸方向両端が一対のキャリヤ部材７０に支持されているので、キャリヤ軸部材６０の軸方向両端のうち一端のみがキャリヤ部材７０に支持される場合と比べて、キャリヤ軸部材６０と入力軸部材２との軸間距離を一定に保持しやすくすることができる。

（２．第一の遊星歯車機構及び第二の遊星歯車機構）
減速機１は、２つの遊星歯車機構から構成されている。即ち、第一太陽歯車１０と、第一遊星歯車セット２０と、キャリヤ軸部材６０と、一対のキャリヤ部材７０と、第二太陽歯車セット３０の大太陽歯車３１とが、第一太陽歯車１０を入力部材、大太陽歯車３１を出力部材とする第一の遊星歯車機構を構成し、第二太陽歯車セット３０の小太陽歯車３２と、第二遊星歯車４０と、第三太陽歯車５０と、キャリヤ軸部材６０と、一対のキャリヤ部材７０とが、小太陽歯車３２を入力部材、一対のキャリヤ部材７０を出力部材とする第二の遊星歯車機構を構成する。

減速機１では、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０との双方が、一部材であるキャリヤ軸部材６０に支持され、そのキャリヤ軸部材６０の両端が一対のキャリヤ部材７０に支持されている。つまり、減速機１において、一対のキャリヤ部材７０は、第一の遊星歯車機構におけるキャリヤとしての機能と、第二の遊星歯車機構におけるキャリヤとしての機能とを有する。また、第二太陽歯車セット３０は、第一の遊星歯車機構における出力部材としての機能と、第二の遊星歯車機構における入力部材としての機能とを有する。

このように、減速機１は、第一の遊星歯車機構における出力部材と第二の遊星歯車機構における入力部材とが第二太陽歯車セット３０として一体化され、第一の遊星歯車機構におけるキャリヤと第二の遊星歯車機構におけるキャリヤとが一対のキャリヤ部材７０に共通化される。これにより、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０との間には、従来のような円盤状のキャリヤ部材が存在せず、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０とが軸方向に近い位置に配置される。従って、減速機１の軸方向における長さ寸法を小さくすることができるので、減速機１の小型化を図ることができる。

また、減速機１では、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０とがキャリヤ軸部材６０に支持されている。この場合、第一遊星歯車セット２０を支持する軸部材と第二遊星歯車４０を支持する軸部材とが異なり、それら異なる２つの軸部材が異なる位相に配置される場合と比べて、減速機１の設計自由度を高めることができる。

即ち、第一遊星歯車セット２０を支持する軸部材と第二遊星歯車４０を支持する軸部材とが異なる位相に配置される場合、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０を支持する軸部材との干渉、及び、第一遊星歯車セット２０を支持する軸部材と第二遊星歯車４０との干渉を回避する必要があるので、第一遊星歯車セット２０及び第二遊星歯車４０の配置や外径を設定するにあたり、制約を受ける。これに対し、減速機１は、上記した制約を受けないので、第一遊星歯車セット２０及び第二遊星歯車４０の配置や外径の設定に関する自由度を高めることができる。

また、第二太陽歯車セット３０は、第一の遊星歯車機構における出力部材として機能する大太陽歯車３１と、第二の遊星歯車機構における入力部材として機能する小太陽歯車３２とを備え、小太陽歯車３２が大太陽歯車３１よりも歯数が少ない。これにより、減速機１は高い減速比を得ることができる。

（３．減速機１の動作）
次に、図１を参照し、減速機１の動作について説明する。図１に示すように、入力軸部材２に回転動力が入力されると、第一太陽歯車１０が入力軸部材２と一体的に回転する。第一遊星歯車セット２０は、第一太陽歯車１０に噛合する大遊星歯車２１が、第一太陽歯車１０の回転に伴って回転し、小遊星歯車２２が大遊星歯車２１と一体的に回転する。第二太陽歯車セット３０は、小遊星歯車２２に噛合する大太陽歯車３１が、小遊星歯車２２の回転に伴って入力軸部材２回りを回転し、小太陽歯車３２が大太陽歯車３１と一体的に回転する。第二遊星歯車４０は、小太陽歯車３２から回転動力が伝達される一方、第三太陽歯車５０がハウジング３に固定されているので、キャリヤ軸部材６０回りを自転しつつ、入力軸部材２回りを公転する。これにより、第二遊星歯車４０の公転成分が、キャリヤ軸部材６０を介して一対のキャリヤ部材７０に出力される。

（４．変形例）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。

例えば、上記実施の形態では、第三太陽歯車５０がハウジング３に固定されると共に、一対のキャリヤ部材７０がハウジング３に対して相対回転可能に支持され、一対のキャリヤ部材７０が第二の遊星歯車機構における出力部材として機能する場合について説明したが、第三太陽歯車５０を入力軸部材２及びハウジングに対して相対回転可能に支持すると共に、一対のキャリヤ部材７０をハウジング３に固定し、第三太陽歯車５０を第二の遊星歯車機構における出力部材として機能させてもよい。

上記実施の形態では、第一太陽歯車１０及び第二太陽歯車セット３０が外歯車、第三太陽歯車５０が内歯車である場合について説明したが、第一太陽歯車１０及び第二太陽歯車セット３０を内歯車、第三太陽歯車５０を外歯車にしてもよい。

上記実施の形態では、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０とが、共通の部材であるキャリヤ軸部材６０に支持される場合について説明したが、キャリヤ軸部材が、第一遊星歯車セット２０を支持する第一キャリヤ軸部材と、第二遊星歯車４０を支持する第二キャリヤ軸部材との２つの異なる軸部材から構成され、第一キャリヤ軸部材と第二キャリヤ軸部材とが異なる位相に配置されてもよい。この場合、第二キャリヤ軸部材と入力軸部材２との軸間距離を、第一キャリヤ軸部材と入力軸部材２との軸間距離に拘束されることなく決められるので、減速比の設定に関する自由度を高めることができる。

上記実施の形態では、第一遊星歯車セット２０が軸孔２０ａを備えると共に、キャリヤ軸部材６０が角柱部６１を備え、角柱部６１と軸孔２０ａとを嵌合させることにより、第一遊星歯車セット２０とキャリヤ軸部材６０とが一体回転可能に構成されているが、第一遊星歯車セット２０をキャリヤ軸部材６０に固着することにより、第一遊星歯車セット２０とキャリヤ軸部材６０とを一体回転可能に構成してもよい。

上記実施の形態では、第二太陽歯車セット３０が歯数の異なる二種類の外歯車から構成される場合について説明したが、第二太陽歯車セット３０の代わりに、歯数が一種類（軸方向において歯数が同一）である歯車を、第二太陽歯車として用いてもよい。

なお、上記実施の形態において、第一遊星歯車セット２０及び第二遊星歯車４０は、キャリヤ軸部材６０を介して一対のキャリヤ部材７０に回転可能に支持されていればよい。即ち、上記実施の形態では、キャリヤ軸部材６０の両端が一対のキャリヤ部材７０に回転可能に支持されており、キャリヤ軸部材６０に第一遊星歯車セット２０が一体回転可能に支持され、キャリヤ軸部材６０に第二遊星歯車４０が相対回転可能に支持されているが、例えば、第二遊星歯車４０がキャリヤ軸部材６０に一体回転可能に支持され、第一遊星歯車セット２０がキャリヤ軸部材６０に相対回転可能に支持されてもよい。

（５．効果）
減速機１は、外歯車及び内歯車の一方である第一太陽歯車１０と、第一太陽歯車１０に噛合する外歯車である大遊星歯車２１、及び、大遊星歯車２１よりも歯数の少ない外歯車であって大遊星歯車２１と一体的に回転する小遊星歯車２２、を有する第一遊星歯車セット２０と、小遊星歯車２２に噛合する外歯車及び内歯車の一方である第二太陽歯車と、第二太陽歯車に噛合する外歯車であって第一遊星歯車セット２０に対して相対回転可能な第二遊星歯車４０と、第二遊星歯車４０に噛合する外歯車及び内歯車の他方である第三太陽歯車５０と、第一遊星歯車セット２０を支持する第一キャリヤ軸部材と、第二遊星歯車４０を支持する第二キャリヤ軸部材と、第一キャリヤ軸部材及び第二キャリヤ軸部材の両端を支持する一対のキャリヤ部材７０と、を備える。

減速機１は、２つの遊星歯車機構から構成される。即ち、第一太陽歯車１０と、第一遊星歯車セット２０と、第一キャリヤ軸部材と、一対のキャリヤ部材７０と、第二太陽歯車とが、第一太陽歯車１０を入力部材、第二太陽歯車を出力部材とする第一の遊星歯車機構を構成する。第二太陽歯車と、第二遊星歯車４０と、第三太陽歯車５０と、第二キャリヤ軸部材と、一対のキャリヤ部材７０とが、第二太陽歯車を入力部材、第三太陽歯車５０又は一対のキャリヤ部材７０を出力部材とする第二の遊星歯車機構を構成する。

さらに、上記した減速機１において、第二太陽歯車は、小遊星歯車２２に噛合する外歯車及び内歯車の一方である大太陽歯車３１と、大太陽歯車３１よりも歯数の少ない外歯車及び内歯車の一方であって大太陽歯車３１と一体的に回転する小太陽歯車３２と、を備えた第二太陽歯車セット３０であり、小遊星歯車２２は大太陽歯車３１に噛合し、第二遊星歯車４０は小太陽歯車３２に噛合する。

この場合、減速機１は、大太陽歯車３１が小遊星歯車２２に噛合し、大太陽歯車３１よりも歯数の少ない小太陽歯車３２が、大太陽歯車３１と一体的に回転しつつ第二遊星歯車４０に噛合するので、大きな減速比を得ることができる。

さらに、上記した減速機１において、第一キャリヤ軸部材と第二キャリヤ軸部材とが同一であり、第一遊星歯車セット２０と第二遊星歯車４０とが互いに相対回転可能に構成される。この場合、以下の効果を奏する。

即ち、第一キャリヤ軸部材と第二キャリヤ軸部材とが異なる２つの軸部材から構成される場合では、第一遊星歯車セット２０と第二キャリヤ軸部材との干渉、及び、第一キャリヤ軸部材と第二遊星歯車４０との干渉を回避することを考慮に入れる必要があり、第一遊星歯車セット２０及び第二遊星歯車４０の配置及び外径を設定するにあたり、制約を受ける。これに対し、第一キャリヤ軸部材と第二キャリヤ軸部材とを同一にしたことにより、減速機１は、上記した制約を受けずに第一遊星歯車セット２０及び第二遊星歯車４０の配置及び外径を設定することができる。

また、上記した減速機１において、第一キャリヤ軸部材と第二キャリヤ軸部材とは、異なる部材であり、異なる位相に配置される。この場合、第二太陽歯車及び第三太陽歯車５０と第二キャリヤ軸部材との軸間距離を、第一太陽歯車１０及び第二太陽歯車と第一キャリヤ軸部材との軸間距離に拘束されることなく決められるので、減速機１の減速比の設定に関する自由度を高めることができる。

１：減速機、１０：第一太陽歯車、２０：第一遊星歯車セット、２１：大遊星歯車、２２：小遊星歯車、３０：第二太陽歯車セット（第二太陽歯車）、３１：大太陽歯車、３２：小太陽歯車、４０：第二遊星歯車、５０：第三太陽歯車、６０：キャリヤ軸部材、７０：キャリヤ部材

Claims

外歯車及び内歯車の一方である第一太陽歯車と、
前記第一太陽歯車に噛合する外歯車である大遊星歯車、及び、前記大遊星歯車よりも歯数の少ない外歯車であって前記大遊星歯車と一体的に回転する小遊星歯車、を有する第一遊星歯車セットと、
前記小遊星歯車に噛合する外歯車及び内歯車の前記一方である第二太陽歯車と、
前記第二太陽歯車に噛合する外歯車であって前記第一遊星歯車セットに対して相対回転可能な第二遊星歯車と、
前記第二遊星歯車に噛合する外歯車及び内歯車の他方である第三太陽歯車と、
前記第一遊星歯車を支持する第一キャリヤ軸部材と、
前記第二遊星歯車を支持する第二キャリヤ軸部材と、
前記第一キャリヤ軸部材及び前記第二キャリヤ軸部材の両端を支持する一対のキャリヤ部材と、を備える、減速機。
前記第二太陽歯車は、前記小遊星歯車に噛合する外歯車及び内歯車の前記一方である大太陽歯車と、前記大太陽歯車よりも歯数の少ない外歯車及び内歯車の前記一方であって前記大太陽歯車と一体的に回転する小太陽歯車と、を備えた第二太陽歯車セットであり、
前記小遊星歯車は前記大太陽歯車に噛合し、前記第二遊星歯車は前記小太陽歯車に噛合する、請求項１に記載の減速機。
前記第一キャリヤ軸部材と前記第二キャリヤ軸部材とが同一であり、前記第一遊星歯車セットと前記第二遊星歯車とが互いに相対回転可能に構成される、請求項１又は２に記載の減速機。
前記第一キャリヤ軸部材と前記第二キャリヤ軸部材とは、異なる部材であり、異なる位相に配置される、請求項１又は２に記載の減速機。