JP2023167831A - 遊星減速機 - Google Patents

Abstract

【課題】組立容易で構成ギアどうしの歯合状態が良好な遊星減速機を得る。
【解決手段】筒状のハウジング３と、ハウジング３に取り付けられ出力軸を有するモータと、ハウジング３に内蔵され出力軸に接続されたサンギアと、サンギアに歯合するプラネタリギアＰＧと、プラネタリギアＰＧを軸支しつつハウジング３に回転支持されるキャリアＣと、プラネタリギアＰＧに歯合するリングギアＲＧと、を備え、リングギアＲＧのうち出力軸の回転軸心Ｘに沿ってモータに対向する部位とモータとの間に、リングギアＲＧに対する第１位置合せ部Ｐ１およびモータに対する第２位置合せ部Ｐ２を有する板状のセット部材Ｐが設けられている遊星減速機Ｕ。
【選択図】図２

Description

本発明は、サンギアとしてのモータの出力軸を遊星歯車機構のプラネタリギアに歯合させつつ組付ける構成の遊星減速機に関する。

従来、このような遊星減速機としては、例えば特許文献１に示すものがある（図１参照）。

この装置は、遊星歯車機構３とねじ機構４を用いたブレーキ用ピストンポンプである。図１によれば、取付基部となる油圧ブロック２１にシリンダ７が挿入固定され、シリンダ７の内部にピストン５が往復移動可能に設けられている。ピストン５の内部には雄ねじ状のスピンドル９が挿入され、ピストン５の天井部にスピンドル９の先端が係入することで両者は一体化している。ピストン５の壁部とスピンドル９の外面との隙間には雌ねじ部を有する筒状のナット８が、スピンドル９の雄ねじ部と螺合する状態に挿入されている。このナット８を回転することによりスピンドル９およびピストン５が直線移動する。

ナット８は遊星歯車機構３のキャリアであり、ベアリングを介してシリンダ７に軸支されている。キャリアには、複数のプラネタリギアが軸支されており、このプラネタリギアはその外方に設けられたリングギアと歯合している。また、プラネタリギアの中央にはサンギアが歯合しており、このサンギアにはモータ２の出力軸が係合している。

モータ２のカップ状のハウジングは取付ネジによって油圧ブロック２１に固定されている。固定に際してはモータハウジングの位置決めを行うべく、モータハウジングの開口部近傍において、モータハウジングの内面とシリンダ７の外面との間に環状プレートが配置されている。この環状プレートは、その内縁はシリンダ７の外面に溶着されており、外縁はモータハウジングの開口部と当接する。これにより、環状プレートはモータハウジングとシリンダ７との芯出し機能を有するとも推測される。また、モータを油圧ブロック２１に固定する際には、外縁がモータハウジングの開口端部に押され、幾分変形して所定の弾性力を発揮する。これにより固定ネジの緩み止め効果が発揮されるとも推測される。

米国特許第10,941,764B2号公報

上記従来の遊星減速機にあっては、シリンダ７の一方端に遊星歯車機構３が設けてあり、この遊星歯車機構３に対してモータ２が取り付けられる。モータの駆動部はモータハウジングの奥側に位置しており、出力軸もモータハウジングの開口部から所定距離だけ奥の位置となる。一方、モータハウジングの芯出しを行う環状プレートはモータハウジングの開口部にある。

図１から明らかなように、モータおよびモータハウジングの構造上、モータの出力軸を遊星歯車機構３に係合させ、モータハウジングを油圧ブロック２１に取り付けるには、まず、出力軸をサンギアの中央にある係止孔に係合させ、その後にモータハウジングの開口部を環状プレートに外挿させつつ油圧ブロック２１に固定する必要がある。

ただし、この取付作業においては、出力軸とサンギアとの係合部を見ることができず、作業者は手探りでモータの取付作業を行う必要がある。この場合に、環状プレートの中心とモータハウジングの開口部の中心とを心合わせするが、出力軸とサンギアとの係合部は環状プレートから回転軸心に沿って離れた場所にある。よって、当該係合作業が煩雑なものとなる。

また、モータと遊星歯車機構との位置合わせ精度が悪いと、遊星歯車機構での異音や振動の発生原因となり、各回転部材の異常摩耗の原因ともなる。さらに、サンギアから出力軸が抜け出ないように、サンギアに対して出力軸を打ち込む必要がある場合には、圧入固定時にバリや粉塵が発生する可能性もある。

このように、上記従来の遊星減速機においては、種々の解決すべき課題を有しており、組み立てが容易で構成ギアどうしの適切な歯合状態を得ることができる遊星減速機が求められていた。

（特徴構成）
本発明に係る遊星減速機の特徴構成は、
筒状のハウジングと、
前記ハウジングに取り付けられ出力軸を有するモータと、
前記ハウジングに内蔵され前記出力軸に接続されたサンギアと、
前記サンギアに歯合するプラネタリギアと、
前記プラネタリギアを軸支しつつ前記ハウジングに回転支持されるキャリアと、
前記プラネタリギアに歯合するリングギアと、を備え、
前記リングギアのうち前記出力軸の回転軸心に沿って前記モータに対向する部位と前記モータとの間に、前記リングギアに対する第１位置合せ部および前記モータに対する第２位置合せ部を有する板状のセット部材が設けられている点にある。

（効果）
このようなセット部材を設けることで、ハウジングに取り付けられたリングギアに対するモータの位置合わせが容易となる。例えば、モータの出力軸とリングギアとを正確に同軸心状に配置することができる。よって、遊星減速機のギアどうしの歯合状態が最適化され、過度の摩擦やバックラッシュの発生を抑えることができる。

また、セット部材が板状であるため、プラネタリギアの側面に位置することとなり、プラネタリギアを支持するピン部材がキャリアから抜け出すのを防止することができる。

さらに、板状構造のため遊星歯車機構に塗布されているグリス等がモータの側に飛散するのを防止することができる。

（特徴構成）
本発明に係る遊星減速機にあっては、前記セット部材が円盤状の部材であり、前記第１位置合せ部が、前記セット部材と前記リングギアに対して振り分け形成され、前記回転軸心と同軸心状に形成され互いに嵌合する環状の芯出し凸部および芯出し凹部と、前記セット部材と前記リングギアのうち前記回転軸心から径方向に離間した位置に振り分け形成された互いに係合する第１凸部および第１凹部とを備えており、前記第２位置合せ部が、前記セット部材と前記モータのうち前記回転軸心から径方向に離間した位置に振り分け形成され、互いに係合する第２凸部および第２凹部を少なくとも二組備えた構成とすることができる。

(効果)
本構成であれば、セット部材をリングギアに取り付ける際に、環状の芯出し凸部および芯出し凹部を用いて両者を回転軸心に対して同軸心状に容易に配置することができる。同時に、第１凸部と第１凹部を係合させることで、リングギアに対するセット部材の相対回転位相を固定することができる。
また、セット部材とモータとの間では、少なくとも二組の第２凸部および第２凹部によって両者の相対位置および相互回転を規制することができる。これらにより、モータの取付作業性を高めることができる。

（特徴構成）
本発明に係る遊星減速機にあっては、前記第１凸部および前記第１凹部のうち前記セット部材に設けられたものに対し、前記第２凸部および前記第２凹部のうち前記セット部材に設けられたものが、前記回転軸心に直交する方向視において前記モータの近くに設けられていると好都合である。

(効果)
本構成の遊星減速機は、ハウジングに取り付けられたリングギアに対してセット部材を取り付け、更にモータを取り付ける。この場合、本構成の如くセット部材におけるリングギアあるいはモータに対する位置合せ部の位置が夫々リングギアやモータに近いことで、順次行う係合作業が容易となる。このように、セット部材およびモータを順次取り付けるだけで、これら部材の位置合わせが同時に行われるから、遊星減速機の組立工数削減が可能となる。

（特徴構成）
本発明に係る遊星減速機にあっては、前記第２凸部が、前記セット部材に二つ設けられ、前記モータに向けて突出形成された円柱状の部位であり、前記第２凹部が、前記モータに二つ設けられ、一方の開口形状が円形であり、他方の開口形状が、当該二つの前記第２孔部を結ぶ仮想線に沿った長径を持つトラック形状であると好都合である。

(効果)
本構成であれば、モータの装着時に、先ず第２凸部の一方に第２凹部のうち円形の孔部を係合させ、次に、この第２凹部を中心にモータを回転させることで他方の第２凸部にトラック形状の第２凹部を簡単に係合させることができる。トラック形状としたのは、円形の第２凹部の係合位置を中心にモータを回転させる際に当該回転の軌跡を固定したうえで、トラック形状の第２凹部について特に当該回転方向のガタ付きを無くすためである。本構成であれば、モータの取付作業を極めて容易にしつつ正確な位置への取付けが可能となる。

第１実施形態に係る遊星減速機の構成を示す断面図 第１実施形態に係るセット部材の構成を示す分解斜視図 第１実施形態に係るセット部材の構成を示す分解斜視図 第１実施形態に係るセット部材の構成を示す説明図 第２実施形態に係るセット部材を示す斜視図

〔第１実施形態〕
（概要）
本発明に係る遊星減速機Ｕは、内部機構に遊星歯車機構を備え、モータＭなど他の装置から入力された駆動回転を減速しつつ他の装置に出力するものである。本発明に係る第１実施形態に係る遊星減速機Ｕを図１乃至図４に示す。

図１に示す遊星減速機Ｕは、例えば直動アクチュエータＡに用いられ、ここでは、ねじ機構１によって往復移動可能なピストン２に回転駆動を与えるべく、ハウジング３の内部に配置されている。ハウジング３には、出力軸４を有するモータＭが接続されている。出力軸４には遊星減速機ＵのサンギアＳＧが接続されている。サンギアＳＧには複数のプラネタリギアＰＧが歯合し、これらプラネタリギアＰＧはキャリアＣに軸支されつつハウジング３に回転支持されている。また、プラネタリギアＰＧの外周ではリングギアＲＧが歯合している。

本構成の遊星減速機Ｕでは、ハウジング３の一方の開口から、ピストン２が挿入され、それに続けて遊星減速機Ｕが取り付けられる。ピストン２の端部には凸状の係合部２１が形成され、この係合部２１に対してキャリアＣのボス部Ｃａが外挿係合される。また、ボス部Ｃａには、キャリアＣの外周部に設けたベアリングＢの側面に当接してキャリアＣの押し込み位置を規定する環状板５が外挿してある。

キャリアＣに続けてリングギアＲＧを挿入する。リングギアＲＧの外周面をハウジング３の内面に位置合わせし、複数のプラネタリギアＰＧにリングギアＲＧを歯合させつつ押し込む。リングギアＲＧのうち、挿入方向に沿った手前側にはフランジＲＧｆが一体形成してあり、このフランジＲＧｆのうち遊星減速機Ｕの回転軸心Ｘと直交する面がハウジング３の開口部近傍の環状面３ａに当接する。フランジＲＧｆは環状面３ａに対して複数のボルト６によって固定される。

リングギアＲＧの固定に続けてモータＭを取り付ける。モータＭの出力軸４には複数のプラネタリギアＰＧの間に挿入され、各プラネタリギアＰＧと歯合するサンギアＳＧが取り付けられている。モータＭにはモータフランジＭｆが形成してあり、モータＭのサンギアＳＧをプラネタリギアＰＧに位置合わせしつつモータＭをハウジング３に当接させた後、ハウジングフランジ３ｆとモータフランジＭｆとを第２ボルト７を用いて締結する。

（セット部材）
図１乃至図３に示すように、本発明にあっては、リングギアＲＧとモータＭとの間に円盤状のセット部材Ｐを設けてある。セット部材Ｐは、リングギアＲＧのうち回転軸心Ｘに沿ってモータＭに対向する部位とモータＭとの間に置かれ、リングギアＲＧに対する第１位置合せ部Ｐ１と、モータＭに対する第２位置合せ部Ｐ２とを備えている。

このうち第１位置合せ部Ｐ１は、リングギアＲＧに設けた環状の芯出し凸部ＲＧａと、この芯出し凸部ＲＧａと嵌合するようにセット部材Ｐの周縁に設けられた芯出し凹部Ｐａとを備えている。芯出し凸部ＲＧａはモータＭのサンギアＳＧが挿入される開口部の周囲に沿って例えば３～５ｍｍ程度突出している。芯出し凹部Ｐａは芯出し凸部ＲＧａと嵌合できるだけの深さを備えていればよいが、本実施形態では、芯出し凸部ＲＧａの突出長さよりも深く形成してあり、芯出し凹部Ｐａの先端がリングギアＲＧのフランジＲＧｆに当接するように構成してある。この芯出し凸部ＲＧａおよび芯出し凹部Ｐａを設けることで、セット部材ＰをリングギアＲＧに取り付ける際に、両者を回転軸心Ｘに対して同軸心状に容易に配置することができる。

第１位置合せ部Ｐ１は、さらに、セット部材ＰとリングギアＲＧとの相対回転を規制するよう回転軸心Ｘから径方向に離間した位置に振り分け形成された互いに係合する第１凸部ＲＧｂおよび第１凹部Ｐｂとを備えている。第１凸部ＲＧｂはリングギアＲＧのフランジＲＧｆに設けた円柱状の突起であり、第１凹部Ｐｂは、セット部材Ｐの周縁部に設けた略円形の切欠きである。これら第１凸部ＲＧｂと第１凹部Ｐｂを係合させることで、リングギアＲＧに対するセット部材Ｐの相対回転位相を固定することができる。

尚、上記芯出し凸部ＲＧａと芯出し凹部Ｐａ、および、第１凸部ＲＧｂと第１凹部Ｐｂは、セット部材ＰとリングギアＲＧとに振り分けて形成されていればよく、形成されるべき部材の組み合わせは任意である。

一方、セット部材ＰとモータＭとの間には、互いの位置合わせを行い、相対回転を規制する第２位置合せ部Ｐ２が形成してある。例えば、セット部材Ｐの周縁部の二箇所に円柱状の第２凸部Ｐｃが設けられ、モータＭのうち回転軸心Ｘから径方向に離間した位置に、二箇所の第２凹部Ｍｃが設けられている。

図３に示すように、二つの第２凸部Ｐｃは同じ円柱状の部材であるが、第２凹部Ｍｃは、一方が円形の開口を有するもの（Ｍｃ１）であり、他方がトラック形状の開口を有するもの（Ｍｃ２）である。トラック形状の第２凹部Ｍｃ２は、図４に示すように、二つの第２凹部Ｍｃを結ぶ仮想線Ｌに沿った長径を持つように形成されている。

本構成であれば、モータＭの装着時に、先ず第２凸部Ｐｃの一方に円形の第２凹部Ｍｃ１を係合させ、次に、この第２凹部Ｍｃ１を中心にモータＭを回転させることで他方の第２凸部Ｐｃにトラック形状の第２凹部Ｍｃ２を簡単に係合させることができる。トラック形状としたのは、円形の第２凹部Ｍｃ１の係合位置を中心にモータＭを回転させる際に当該回転の軌跡を固定したうえで、トラック形状の第２凹部Ｍｃ２について特に当該回転方向のガタ付きを無くすためである。本構成であれば、セット部材ＰとモータＭとの相対位置および相互回転を規制しつつモータＭの取付作業を極めて容易にし、正確な位置への取付けが可能となる。

尚、セット部材Ｐは、リングギアＲＧおよびモータＭに対して位置決め配置されるものの、リングギアＲＧやモータＭと分離しないように強固に固定されるものではない。図１に示すように、モータＭが遊星減速機Ｕのハウジング３に取り付けられた状態では、セット部材Ｐは第１位置合せ部Ｐ１および第２位置合せ部Ｐ２によってリングギアＲＧおよびモータＭの間で位置固定される。モータＭが遊星減速機Ｕのハウジング３に固定された状態では、モータＭの出力軸４はキャリアＣの回転軸心Ｘと同心状となるから、その後、セット部材Ｐが特段の機能を発揮するものではない。

尚、第１凹部Ｐｂおよび二つの第２凸部Ｐｃは、共にセット部材Ｐの周縁部に設けられているが、第１凹部Ｐｂはセット部材ＰのうちリングギアＲＧの側に偏位し、第２凸部Ｐｃはセット部材ＰのうちモータＭの側に偏位している。つまり、回転軸心Ｘに直交する方向視において第１凹部Ｐｂと第２凸部Ｐｃは、回転軸心Ｘの延出方向に沿って異なる位置にある。このようにすることで、リングギアＲＧに対するセット部材Ｐの係合、および、これに続くセット部材Ｐに対するモータＭの順次係合が容易となり、遊星減速機Ｕの組立工数削減が可能となる。

以上の如く、第１位置合せ部Ｐ１および第２位置合せ部Ｐ２を設けることで、ハウジング３に取り付けられたリングギアＲＧに対するモータＭの位置合わせが容易となる。つまり、モータＭに接続されたサンギアＳＧとリングギアＲＧとを正確に同軸心状に配置することができ、遊星減速機Ｕのギアどうしの歯合状態が最適化され、過度の摩擦やバックラッシュの発生を抑えることができる。

また、セット部材Ｐが板状であるため、プラネタリギアＰＧの側面に位置することとなり、プラネタリギアＰＧを支持するピン部材ＣｐがキャリアＣから抜け出すのを防止することができる。

さらに、板状構造のため遊星歯車機構に塗布されているグリス等がモータＭの側に飛散するのを防止することができる。

〔第２実施形態〕
図５には、別形状のセット部材Ｐを用いた遊星減速機Ｕの例を示す。
ここでのセット部材Ｐは、図２、図３のセット部材Ｐにおける第１凸部ＲＧｂおよび第１凹部Ｐｂとは異なる構成を備えている。

本実施形態では、セット部材Ｐの周縁に沿った三箇所に第１凹部Ｐｂとしての長円状の切欠きＰｂ１が形成してある。切欠きＰｂ１は、セット部材Ｐの周囲に設けられた芯出し凹部Ｐａの一部を切り欠くものである。切欠きＰｂ１にはリングギアＲＧをハウジング３に固定している二本のボルト６が第１凸部ＲＧｂとして係合する。図５に示すように、このボルト６には六角形の頭部と一体に円形の鍔部６ａが設けられており、鍔部６ａが切欠きＰｂ１とガタ付きなく係合する。

尚、セット部材Ｐには、リングギアＲＧに対する芯出し凹部Ｐａが形成されているが、切欠きＰｂ１の三つをセット部材Ｐの周縁部に正確に配置し、また、リングギアＲＧに対するボルト６の締結位置が正確であれば、各ボルト６と切欠きＰｂ１とを係合させることでリングギアＲＧに対するセット部材Ｐの芯出しが可能である。よって、その場合には芯出し凸部ＲＧａおよび芯出し凹部Ｐａを省略することができる。

また、セット部材ＰとモータＭとに設ける第２位置合せ部Ｐ２は、第１実施形態に示すものを少し変形し、二つの第２凸部Ｐｃをセット部材ＰのうちモータＭに対向する面上に形成する。これにより、セット部材Ｐの形状をさらに簡略化することができる。尚、モータＭに設ける第２凹部Ｍｃは図３に示したものと同様に構成することができる。

本発明の遊星減速機は、例えばモータの出力軸に接続したサンギアを、遊星歯車機構のプラネタリギアに歯合させつつモータを組付ける構成のものに広く用いることができる。

３ ハウジング
４ 出力軸
Ｃ キャリア
Ｌ 仮想線
Ｍ モータ
Ｍｃ 第２凹部
Ｐ セット部材
Ｐ１ 第１位置合せ部
Ｐ２ 第２位置合せ部
Ｐａ 芯出し凹部
Ｐｂ 第１凹部
Ｐｃ 第２凸部
ＰＧ プラネタリギア
ＲＧ リングギア
ＲＧａ 芯出し凸部
ＲＧｂ 第１凸部
ＳＧ サンギア
Ｕ 遊星減速機
Ｘ 回転軸心

Claims (4)

1. 筒状のハウジングと、
   前記ハウジングに取り付けられ出力軸を有するモータと、
   前記ハウジングに内蔵され前記出力軸に接続されたサンギアと、
   前記サンギアに歯合するプラネタリギアと、
   前記プラネタリギアを軸支しつつ前記ハウジングに回転支持されるキャリアと、
   前記プラネタリギアに歯合するリングギアと、を備え、
   前記リングギアのうち前記出力軸の回転軸心に沿って前記モータに対向する部位と前記モータとの間に、前記リングギアに対する第１位置合せ部および前記モータに対する第２位置合せ部を有する板状のセット部材が設けられている遊星減速機。
2. 前記セット部材が円盤状の部材であり、
   前記第１位置合せ部が、前記セット部材と前記リングギアに対して振り分け形成され、前記回転軸心と同軸心状に形成され互いに嵌合する環状の芯出し凸部および芯出し凹部と、
   前記セット部材と前記リングギアのうち前記回転軸心から径方向に離間した位置に振り分け形成された、互いに係合する第１凸部および第１凹部とを備えており、
   前記第２位置合せ部が、前記セット部材と前記モータのうち前記回転軸心から径方向に離間した位置に振り分け形成され、互いに係合する第２凸部および第２凹部を少なくとも二組備えている請求項１に記載の遊星減速機。
3. 前記第１凸部および前記第１凹部のうち前記セット部材に設けられたものに対し、前記第２凸部および前記第２凹部のうち前記セット部材に設けられたものが、前記回転軸心に直交する方向視において前記モータの近くに設けられている請求項２に記載の遊星減速機。
4. 前記第２凸部が、前記セット部材に二つ設けられ、前記モータに向けて突出形成された円柱状の部位であり、
   前記第２凹部が、前記モータに二つ設けられ、一方の開口形状が円形であり、他方の開口形状が、当該二つの前記第２凹部を結ぶ仮想線に沿った長径を持つトラック形状である請求項２または３に記載の遊星減速機。

Images