JP2022100300A - モジュール化された同軸ギアユニットの減速機構 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、構成部品の大部分をモジュール化させることで、減速機構の組み立て、交換・修理、及び、在庫管理をしやすくし、誤差の蓄積を減らすことで同心性を向上させ、構造全体を安定させ且つ噛合度を高めることで、耐用年数を延ばすことのできるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構を提供する。【解決手段】筺体と、筺体の軸心に設けられる伝動軸と、筺体の内縁に設けられる内部ギア環状レールと、伝動軸と内部ギア環状レールの間に設けられる同軸ギアユニットとからなる。同軸ギアユニットは、太陽歯車と、遊星ギアユニットと、出力部品を備える。前記遊星ギアユニットにおける太陽歯車の両端には、相対する第１車輪台と第２車輪台がそれぞれ枢設され、第１車輪台と第２車輪台の間の太陽歯車の外周には複数の遊星ギアが枢設され、各遊星ギアは出力部品と噛み合う。【選択図】図４

Description

本発明は、モジュール化された同軸ギアユニットの減速機構に関し、特に、構成部品の大部分をモジュール化させることで、減速機構の組み立て、交換・修理、及び、在庫管理をしやすくすることができるとともに、誤差の蓄積を減らすことで同心性を向上させ、構造全体を安定させ且つ噛合度を高めることで、耐用年数を延ばすことのできるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構に関する。

従来の遊星歯車を使用した減速機構は、入力軸に太陽歯車、車輪台、遊星ギア、及び、出力部品等を１つずつ取り付けることによって構成される。図１に示す通り、前記遊星歯車の減速機構は、遊星ギア台座８５と、太陽歯車８０と、複数の遊星ギア８６と、内部ギア環体９０と、筺体９５とからなり、そのうち、前記内部ギア環体９０と前記筺体９５は、相互に連結される。また、前記遊星ギア台座８５、前記太陽歯車８０、及び、前記複数の遊星ギア８６は、前記内部ギア環体９０と前記筺体９５の内部に収容されるとともに、前記太陽歯車８０は、伝動軸８１を備え、また、各前記遊星ギア８６と、前記太陽歯車８０の外縁及び前記内部ギア環体９０の内縁は、相互に噛合され、前記複数の遊星ギア８６は、前記遊星ギア台座８５に設けられる。

しかしながら、上述の従来の減速機構には、組み立てが複雜である、精度が不十分である、及び、同心性が変化する等の問題点が存在する。従来の減速機構における組み立てが複雑であるとともに手順が多いことにより、交換・修理及び在庫管理がしにくいという問題とともに、組み立て後の同心性の欠如の問題を解決するためには、各構成部品の加工精度を向上させる必要がある。しかしながら、各構成部品の加工精度を向上させると、加工と組み立ての難易度が高まり、製造コスト全体が増加することで、反対に加工精度が低くなり、それにより、組み立てが不安定であったり噛み合いが悪いといった状況が生じることで、減速機構が作動する際に、ノイズが生じたり伝動效率が悪くなるといった問題が生じる。

本発明は、主に、構成部品の大部分をモジュール化させることで、減速機構の組み立て、交換・修理、及び、在庫管理をしやすくすることのできるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構を提供することを目的とする。

本発明は、さらに、組み立てられた減速機構の同心性を高めることができるとともに、加工と組み立てを簡易化することでその難易度を低くし、さらに、製造コスト全体を低減することのできるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構を提供することを目的とする。

本発明は、さらに、組み立てられた減速機構の同心性を高めるとともに、減速機構の組み立て構造全体をより安定させるとともに、噛み合い度を向上させることで、減速機構が作動する際の震動及びノイズを低減し、その耐用年数を延ばすことができるとともに、伝動效率を高めることのできるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構を提供することを目的とする。

筺体と、前記筺体の軸心に設けられる伝動軸と、前記筺体の内縁に設けられる内部ギア環状レールと、前記伝動軸と前記内部ギア環状レールの間に設けられる同軸ギアユニットとからなる。前記同軸ギアユニットは、太陽歯車と、遊星ギアユニットと、出力部品を備える。そのうち、前記遊星ギアユニットにおける前記太陽歯車の両端には、相対する第１車輪台と第２車輪台がそれぞれ枢設され、さらに、前記第１車輪台と前記第２車輪台の間における前記太陽歯車の外周には、前記複数の遊星ギアが枢設され、各前記遊星ギアは、前記出力部品と噛み合う。従って、モジュール化された前記同軸ギアユニットによって選択的に組み立てることができ、組み立てやすく、交換・修理がしやすいという効果を備えると同時に、誤差の蓄積を減らすことができることで、減速機構を組み立てた後の同心性を向上させることができ、前記減速機構全体の組み立て構造をより安定させるとともに、噛合度を高めることで、その耐用年数を延ばすことができる。

従来の減速機構の部分斜視断面図である。 従来の減速機構の側面断面図である。 本発明の斜視外観図である。 本発明の大部分を示した分解図である。 本発明を組み立てた場合の側面断面図である。 本発明における同軸ギアユニットの斜視分解図である。 本発明における同軸ギアユニットの側面断面図である。 本発明の図７における８－８の断面図である。 本発明の図７における９－９の断面図である。

図３、図４に示す通り、本発明の構成は、筺体１０と、筺体１０の軸心に設けられる伝動軸１５と、筺体１０の内縁に設けられる内部ギア環状レール１８と、伝動軸１５と内部ギア環状レール１８の間に設けられる同軸ギアユニット２０とからなる。これにより、本発明を取り付けた際、前記完成されたモジュール化された同軸ギアユニット２０は、前記伝動軸１５に設けられることで、組み立てやすくなるとともに、同軸度が高まる。

本発明における好ましい実施例の詳細な構成については、図４、図５を参照する。前記筺体１０は、第１取付室１１と、第２取付室１２を備え、そのうち、前記第１取付室１１は、伝動軸１５及び同軸ギアユニット２０を設置するのに用いられ、第２取付室１２は、前記同軸ギアユニット２０と噛み合い伝動する受動ユニット（未図示）を設置するのに用いられる。さらに、前記筺体１０の前端と後端は、第１蓋体１３及び第２蓋体１４にそれぞれ螺合嵌合されることで、内部の構成部品が保護される。また、前記伝動軸１５の両端は、軸受によって筺体１０と第１蓋体１３の間にそれぞれ枢設されるとともに、伝動軸１５は、筺体１０の一端を貫通するとともに、取付段差１６と、カップリング部１７を備えることで、上述の同軸ギアユニット２０を取り付けることができるとともに連動関係を形成することができる。前記内部ギア環状レール１８は、前記筺体１０の第１取付室１１の内縁における伝動軸１５に対応する貫通部に螺合される。

上述の同軸ギアユニット２０の詳細な構成については、図６、図７を参照する。前記同軸ギアユニット２０は、太陽歯車２１と、遊星ギアユニット３０と、出力部品４０のモジュール化構造を備える。そのうち、前記太陽歯車２１は、上述の伝動軸１５の取付段差１６を貫通且つ嵌合するカップリング孔２２を備え、さらに、カップリング孔２２の内部には、伝動軸１５のカップリング部１７と同時に噛み合うカップリングブロック２３が嵌設されるとともに、螺合固定部品２４がカップリングブロック２３を貫通し且つ押しつけることで前記伝動軸１５上（図５に図示）に螺合係止され、それにより、前記同軸ギアユニット２０は、太陽歯車２１によって前記伝動軸１５の取付段差１６に選択的に取り付けられる。また、前記太陽歯車２１の両端は、第１軸受２５及び第２軸受２７によって前記遊星ギアユニット３０にそれぞれ枢設され、前記遊星ギアユニット３０は、第１車輪台３１と、第２車輪台３５と、太陽歯車２１を取り囲み且つ噛合する複数の遊星ギア３３を備える。そのうち、第１車輪台３１は、前記第１軸受２５によって前記太陽歯車２１の一端に設けられ、第２車輪台３５の軸心は、出力部品４０を取り付けるための軸管３６を備えるとともに、軸管３６の自由端は、軸受により第２蓋体１４に枢設される。また、前記第２車輪台３５における軸管３６の中心は、取付軸３６１の端部が貫通し且つ押さえつけられる段差取付穴３６０を備えるとともに、前記取付軸３６１の一端は、前記第２軸受２７によって前記太陽歯車２１の他端に設けられる。そのうち、前記取付軸３６１は、穿孔３６２を備えることで、道具を貫通させて上述の太陽歯車２１におけるカップリングブロック２３の螺合固定部品２４を操作することができる。第１車輪台３１と第２車輪台３５の相対する表面には、相対して当接される複数の柱状ザグリ穴３１０と柱状ザグリ穴３５０が形成されるとともに、相対して螺合固定される螺合部品３１１と、螺合部品３５１がそれぞれ穿設され、それにより、前記太陽歯車２１の第１車輪台３１と第２車輪台３５は、相互に嵌合されて一体化される。また、第１車輪台３１と第２車輪台３５の間には、遊星ギア３３を取り付けるための複数の軸棒３２が設けられるとともに、各前記軸棒３２には、相対する遊星ギア３３が少なくとも１つの軸受３２１によりそれぞれ枢設され、各前記遊星ギア３３は、太陽歯車２１及び内部ギア環状レール１８と同時に噛み合う第１車輪部３３１（図８に図示）をそれぞれ備える。さらに、各前記遊星ギア３３における第１車輪部３３１の一側には、出力部品４０と噛み合う第２車輪部３３２（図９に図示）が一体連結されることで、前記同軸ギアユニット２０の太陽歯車２１は、遊星ギア３３の第１車輪部３３１を同時に動かすことができるとともに、内部ギア環状レール１８によって制限されることで、前記遊星ギア３３は自己回転すると同時に、各前記遊星ギア３３の第２車輪部３３２も前記出力部品４０を同時に駆動させる。前記出力部品４０は、第３軸受４１によって遊星ギアユニット３０における第２車輪台３５の軸管３６に枢設されるとともに、前記出力部品４０の内縁は、遊星ギアユニット３０における遊星ギア３３の第２車輪部３３２と噛み合う内部ギア縁部４２を備える。さらに、前記出力部品４０の外縁は、受動部品（未図示）と噛み合う駆動輪部４５を備え、前記駆動輪部４５は、外歯車面または摩擦車面であることができる。本発明の出力部品４０の駆動輪部４５は、外歯車面を実施例とする。

これにより、前記同軸ギアユニット２０を事前に組み立てることができるとともに、前記筺体１０の伝動軸１５に選択的に組み立てることができ、さらに、前記同軸ギアユニット２０は、内部ギア環状レール１８と同時に噛み合うことで、モジュール化された同軸ギアユニットの減速機構が構成される。

本発明の実際の動作については、図３、図４、及び、図５を参照する。前記同軸ギアユニット２０の太陽歯車２１には、遊星ギアユニット３０と出力部品４０が取り付けられるため、前記同軸ギアユニット２０は、モジュール化された一体構造を工場で事前に組み立てることができ、それにより、作業者は組み立て時に、前記同軸ギアユニット２０を太陽歯車２１とともに伝動軸１５上に組み立てることができるとともに、前記同軸ギアユニット２０の遊星ギアユニット３０における遊星ギア３３の第１車輪部３３１を、筺体１０の内部ギア環状レール１８と噛み合わせることができ、さらに、第１車輪部３３１は、太陽歯車２１内のカップリングブロック２３における螺合固定部品２４によって前記伝動軸１５上に螺合係止される。同時に、前記伝動軸１５を駆動させる際、前記同軸ギアユニット２０の太陽歯車２１を同時に動かすことができ、それにより、前記太陽歯車２１は、遊星ギア３３を同時に動かすことができるとともに、前記遊星ギア３３によって制限される第１車輪部３３１と内部ギア環状レール１８が噛み合う（図８に図示）。それにより、前記遊星ギア３３が自転することにより、相対する前記太陽歯車２１も公転する。さらに、各前記遊星ギア３３の第２車輪部３３２と第１車輪部３３１は、一体構造であるとともに、各前記遊星ギア３３の第２車輪部３３２と出力部品４０は、相互に噛み合うことで（図９に図示）、各前記遊星ギア３３は、前記出力部品４０を同時に駆動させることができ、それにより、受動部品（未図示）を駆動させることができる。

上述の設計と説明から分かる通り、本発明は、モジュール化された同軸ギアユニット２０によって前記筺体１０の伝動軸１５に選択的に組み立てられることによって、組み立てやすく、交換・修理がしやすいという効果を備えることができるとともに、本発明により在庫管理がしやすく、保存スペースを減少させることができることで、組み立ての難易度及びコストを低減することができる。同時に、前記太陽歯車２１、前記遊星ギア３３、及び、前記出力部品４０は、モジュール化された前記同軸ギアユニット２０によって前記伝動軸１５に取り付けられるため、誤差の蓄積を減らすことができることで、減速機構を組み立てた後の同心性を向上させることができ、減速機構全体の組み立て構造をより安定させるとともに、噛合度を高めることで、作動時の震動及びノイズを低減し、その耐用年数を延ばすことができると同時に、伝動效率を高めることができる。

１０ 筺体
１１ 第１取付室
１２ 第２取付室
１３ 第１蓋体
１４ 第２蓋体
１５ 伝動軸
１６ 取付段差
１７ カップリング部
１８ 内部ギア環状レール
２０ 同軸ギアユニット
２１ 太陽歯車
２２ カップリング孔
２３ カップリングブロック
２４ 螺合固定部品
２５ 第１軸受
２７ 第２軸受
３０ 遊星ギアユニット
３１ 第１車輪台
３１０ 柱状ザグリ穴
３１１ 螺合部品
３２ 軸棒
３２１ 軸受
３３ 遊星ギア
３３１ 第１車輪部
３３２ 第２車輪部
３５ 第２車輪台
３５０ 柱状ザグリ穴
３５１ 螺合部品
３６ 軸管
３６０ 段差取付穴
３６１ 取付軸
３６２ 穿孔
４０ 出力部品
４１ 第３軸受
４２ 内部ギア縁部
４５ 駆動輪部
８０ 太陽歯車
８１ 伝動軸
８５ 遊星ギア台座
８６ 遊星ギア
９０ 内部ギア環体
９５ 筺体

Claims (11)

1. 筺体と、伝動軸と、内部ギア環状レールと、同軸ギアユニットとからなるモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構であって、
   前記伝動軸は、前記筺体に枢設され、
   前記内部ギア環状レールは、前記筺体に螺合され、
   前記同軸ギアユニットは、太陽歯車と、遊星ギアユニットと、出力部品を備え、そのうち、前記太陽歯車は、前記伝動軸に選択的に螺合連結されるとともに、同時に回転し、また、前記遊星ギアユニットは、前記太陽歯車の両端の間に枢設され、さらに、前記遊星ギアユニットは、前記太陽歯車及び前記内部ギア環状レールと同時に噛み合い、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットにおける前記内部ギア環状レールと反対の一側に設けられるとともに、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットによって駆動されることを特徴とする、モジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
2. 前記筺体は、前記伝動軸と前記同軸ギアユニットを取り付けるための少なくとも１つの第１取付室を備えるとともに、前記筺体の前端と後端は、第１蓋体及び第２蓋体によってそれぞれ螺合嵌合され、さらに、前記伝動軸の両端は、軸受によって前記筺体と前記第１蓋体の間にそれぞれ枢設されることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
3. 前記伝動軸の一端は、取付段差と、カップリング部を備え、前記同軸ギアユニットの前記太陽歯車の軸心は、前記取付段差に対応して貫通且つ嵌合するカップリング孔を備え、さらに、前記カップリング孔の内部には、前記伝動軸の前記カップリング部と同時に噛み合うカップリングブロックが嵌設されるとともに、螺合固定部品が前記カップリングブロックを貫通し且つ押しつけることで前記伝動軸に螺合係止されることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
4. 前記同軸ギアユニットの前記遊星ギアユニットにおける前記太陽歯車の両端には、相対する第１車輪台と第２車輪台がそれぞれに枢設され、さらに、前記第１車輪台と前記第２車輪台の間における前記太陽歯車の外周には、複数の前記遊星ギアが枢設され、各前記遊星ギアは、前記太陽歯車及び前記内部ギア環状レールと同時に噛み合う第１車輪部をそれぞれ備えるとともに、各前記遊星ギアは、前記出力部品と噛み合う第２車輪部を備え、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットの前記第２車輪台に枢設されることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
5. 前記太陽歯車の両端は、第１軸受及び第２軸受によって前記遊星ギアユニットの前記第１車輪台と前記第２車輪台にそれぞれ枢設されることを特徴とする、請求項４に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
6. 前記遊星ギアユニットの前記第２車輪台の軸心は、前記出力部品を取り付けるための軸管を備えるとともに、前記軸管には、第３軸受により前記出力部品が枢設されることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
7. 前記第２車輪台の前記軸管の中心は、取付軸が貫通するための段差取付穴を備えるとともに、前記取付軸の一端は、前記第２軸受によって前記太陽歯車の他端に設けられ、そのうち、前記取付軸は、穿孔を備えることを特徴とする、請求項６に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
8. 前記遊星ギアユニットにおける前記第１車輪台と前記第２車輪台の相対する表面には、相対して当接される複数の柱状ザグリ穴が形成されるとともに、相対して螺合固定される螺合部品がそれぞれ穿設され、それにより、前記太陽歯車における前記第１車輪台と前記第２車輪台が相互に嵌合されて一体化されることを特徴とする、請求項４に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
9. 前記第１車輪台と前記第２車輪台の間には、前記遊星ギアを取り付けるための複数の軸棒が設けられるとともに、各前記軸棒には、少なくとも１つの前記軸受によって相対する前記遊星ギアがそれぞれ枢設されることを特徴とする、請求項４に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
10. 前記出力部品の内縁は、各前記遊星ギアの前記第２車輪部と噛み合う内部ギア縁部を備え、さらに、前記出力部品の外縁は、伝動する駆動輪部を備えることを特徴とする、請求項４に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。
11. 前記出力部品の外縁の前記駆動輪部は、外歯車面または摩擦車面であることを特徴とする、請求項１０に記載のモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構。

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