JP2024013353A - Planetary gear device - Google Patents

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全弘 斎藤
Masahiro Saito
武志 古川
Takeshi Furukawa
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Abstract

To provide a planetary gear device capable of suppressing backlash even in a small size.SOLUTION: A planetary gear device comprises: a tapered sun gear; a tapered planetary gear that meshes with the sun gear; an internal gear that meshes with the planetary gear; and a carrier including a carrier pin that rotatably supports the planetary gear. The carrier pin is made of a flexible material and constitutes the planetary gear device. With this configuration, it is possible to maintain a state in which tooth surfaces of the sun gear and tooth surfaces of the planetary gear are in contact with each other by a preload by the carrier pin without providing a separate preload mechanism.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、遊星歯車装置に関する。 The present invention relates to a planetary gear system.

従来、歯車にバネなどによって予圧をかけることで、バックラッシの低減を図った構造の遊星歯車装置が知られている。例えば特許文献1には、互いにかみ合う太陽歯車と遊星歯車と内歯車とをテーパ形状にして、遊星歯車にバネで軸線方向に予圧をかけることでバックラッシを除去するようにした遊星歯車装置が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a planetary gear device is known that has a structure in which backlash is reduced by applying preload to a gear using a spring or the like. For example, Patent Document 1 discloses a planetary gear device in which a sun gear, a planetary gear, and an internal gear that mesh with each other are made into a tapered shape, and backlash is removed by applying preload to the planetary gear in the axial direction with a spring. ing.

特開平5-39824号公報Japanese Patent Application Publication No. 5-39824

例えば、外径φ20mm以下の小型の遊星歯車装置になると、特許文献1に開示されているような予圧機構を適用することは困難である。
このような小型サイズの遊星歯車装置に、バクラッシを低減するための予圧機構を組み込むためには工夫が必要となる。
そこで本発明は、小型サイズであってもバックラッシの低減を可能にした遊星歯車装置を提供することを目的としている。
For example, when it comes to a small planetary gear device with an outer diameter of φ20 mm or less, it is difficult to apply a preload mechanism as disclosed in Patent Document 1.
In order to incorporate a preload mechanism for reducing backlash into such a small-sized planetary gear device, some ingenuity is required.
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a planetary gear device that can reduce backlash even if it is small in size.

上記課題を解決するための一手段は、遊星歯車装置を、テーパ状の太陽歯車と、太陽歯車に噛み合うテーパ状の遊星歯車と、遊星歯車に噛み合う内歯車と、遊星歯車を回転自在に支持するキャリアピンを含むキャリアを備え、キャリアピンを可撓性材で形成した構成としたものである。 One means for solving the above problem is to provide a planetary gear device with a tapered sun gear, a tapered planetary gear that meshes with the sun gear, an internal gear that meshes with the planetary gear, and a planetary gear that is rotatably supported. The device includes a carrier including a carrier pin, and the carrier pin is made of a flexible material.

本発明によれば、小型サイズでもバックラッシを抑制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 suppress backlash even in a small size.

本発明に係る遊星歯車装置の一例を示す縦断面図である。1 is a longitudinal cross-sectional view showing an example of a planetary gear device according to the present invention. 図1の(A)-(A)線断面図である。2 is a sectional view taken along the line (A)-(A) in FIG. 1. FIG. 同遊星歯車装置の構造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the planetary gear device. 同遊星歯車装置において各歯車を噛み合わせる前の状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the state before each gear meshes in the same planetary gear apparatus. 同遊星歯車装置において各歯車が噛み合っているときの状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the state when each gear meshes in the same planetary gear apparatus. 本発明に係る遊星歯車装置の他例を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view showing another example of the planetary gear device according to the present invention. 図6の(B)-(B)線断面図である。7 is a sectional view taken along the line (B)-(B) in FIG. 6. FIG.

本実施の形態の特徴の一つは、遊星歯車装置を、テーパ状の太陽歯車と、太陽歯車に噛み合うテーパ状の遊星歯車と、遊星歯車に噛み合う内歯車と、遊星歯車を回転自在に支持するキャリアピンを含むキャリアを備え、キャリアピンを可撓性材で形成した構成としたことにある。
この構成によれば、予圧機構を別に設けることなく、キャリアピン自体が予圧機構の主要部位となるので太陽歯車の歯面と遊星歯車の歯面とが接触している状態を維持できる。したがって、バックラッシを低減することが困難であったほどの小型サイズの遊星歯車装置においてもバックラッシを抑制することができる。
One of the features of this embodiment is that the planetary gear device includes a tapered sun gear, a tapered planetary gear that meshes with the sun gear, an internal gear that meshes with the planetary gear, and a planetary gear that is rotatably supported. The present invention includes a carrier including a carrier pin, and the carrier pin is made of a flexible material.
According to this configuration, since the carrier pin itself becomes a main part of the preload mechanism without providing a separate preload mechanism, it is possible to maintain a state in which the tooth surface of the sun gear and the tooth surface of the planetary gear are in contact with each other. Therefore, backlash can be suppressed even in a planetary gear device of such a small size that it has been difficult to reduce backlash.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、太陽歯車のテーパは、軸方向の一方に向かって広がっているのに対して、遊星歯車のテーパが太陽歯車のテーパとは略反対方向に向かって広がるように、遊星歯車を配置したことにある。
この構成によれば、太陽歯車を軸方向の所定の位置に配置する際に、太陽歯車と遊星歯車の歯面を合わせながら太陽歯車を軸方向に動かすことができるので、その位置調整が容易になる。
In addition to the above characteristics, the taper of the sun gear widens in one direction in the axial direction, while the taper of the planetary gear extends in the opposite direction to the taper of the sun gear. This is because the planetary gears are arranged so that they spread out.
According to this configuration, when placing the sun gear at a predetermined position in the axial direction, the sun gear can be moved in the axial direction while aligning the tooth surfaces of the sun gear and the planetary gear, making it easy to adjust the position. Become.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、より具体的な態様として、太陽歯車、遊星歯車及び内歯車のモジュールの値を0.04~0.3としたことにある。本実施の形態の遊星歯車装置によれば、バクラッシを低減するための予圧機構を組み込むことが困難であった外径φ20mm以下の小型サイズの遊星歯車装置にも適用することができる。この適用可能なサイズの範囲を各歯車のモジュールで示した場合に、概ね0.04~0.3の範囲が相当する。
この構成によれば、超小型サイズでありながら遊星歯車装置がバクラッシを抑制できるので、バクラッシを抑制とするユニット装置全体の小型化を図ることが可能となる。
Another feature, in addition to the above features, is that, as a more specific aspect, the module values of the sun gear, planetary gear, and internal gear are set to 0.04 to 0.3. The planetary gear device of this embodiment can also be applied to a small planetary gear device with an outer diameter of φ20 mm or less, in which it is difficult to incorporate a preload mechanism for reducing backlash. When this applicable size range is expressed by each gear module, it corresponds to a range of approximately 0.04 to 0.3.
According to this configuration, the planetary gear device can suppress backlash even though it is ultra-small in size, so it is possible to downsize the entire unit device that suppresses backlash.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、遊星歯車装置を次のように構成したことにある。それはまず、上述の太陽歯車と遊星歯車と内歯車とキャリアピンを含むキャリアとで構成される第一遊星歯車機構と、出力側にある第一遊星歯車機構に対して同軸上で入力側に配置される第二遊星歯車機構とを備える。そして、第二遊星歯車機構は、第二太陽歯車と、第二遊星歯車と、第二内歯車と、第二キャリアピンを含む第二キャリアとで構成する。そして、1つの第二内歯車に対して、第二太陽歯車と第二遊星歯車と第二キャリアとは複数あって、第二キャリアの数による複数段で構成したものである。
この構成によれば、出力側の第一遊星歯車機構でバックラッシを抑制する一方、第二遊星歯車機構で入力回転を大きく減速させる2分割構造としているので、バックラッシの抑制のために生じるスラスト荷重が入力側に伝達されて機構効率の低下を招くことを防止し易くなる。
In addition to the above features, other features include the following configuration of the planetary gear device. First, the first planetary gear mechanism consists of the above-mentioned sun gear, planetary gears, internal gears, and a carrier including a carrier pin, and the first planetary gear mechanism is located on the input side coaxially with the first planetary gear mechanism located on the output side. and a second planetary gear mechanism. The second planetary gear mechanism includes a second sun gear, a second planetary gear, a second internal gear, and a second carrier including a second carrier pin. For one second internal gear, there are a plurality of second sun gears, second planetary gears, and second carriers, and the number of stages is determined by the number of second carriers.
According to this configuration, the first planetary gear mechanism on the output side suppresses backlash, while the second planetary gear mechanism significantly decelerates the input rotation, so the thrust load generated to suppress backlash is reduced. It becomes easier to prevent the signal from being transmitted to the input side and causing a decrease in mechanism efficiency.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、第一遊星歯車機構と第二遊星歯車機構を連結部材によって接続し、この連結部材によって第一遊星歯車機構の太陽歯車の軸方向の位置を定めるようにしたことにある。
この構成によれば、第一遊星歯車機構における太陽歯車と遊星歯車とのバックラッシが“ゼロ”となる位置で太陽歯車の軸方向の位置を固定し、その状態を維持することができる。
Other features include, in addition to the above features, the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are connected by a connecting member, and the axial position of the sun gear of the first planetary gear mechanism is determined by this connecting member. It's because I did it.
According to this configuration, the axial position of the sun gear can be fixed at a position where the backlash between the sun gear and the planetary gears in the first planetary gear mechanism is "zero", and this state can be maintained.

他の特徴としては、上記の特徴に加え、第二遊星歯車機構の複数段ある第二キャリアの内、出力側最終段にある第二キャリアに第一遊星歯車機構の太陽歯車を一体に固定し、更に第一遊星歯車機構と第二遊星歯車機構とを連結部材によって同軸上に接続したことにある。
この構成によれば、部品点数の増加を抑えながら小型且つ細身でバックラッシを抑制できる遊星歯車装置とすることができる。
Other features include, in addition to the above features, the sun gear of the first planetary gear mechanism is integrally fixed to the second carrier at the final stage on the output side among the multiple stages of the second carrier of the second planetary gear mechanism. Furthermore, the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are coaxially connected by a connecting member.
According to this configuration, it is possible to provide a planetary gear device that is small and slender and can suppress backlash while suppressing an increase in the number of parts.

以下、上記形態の特に好ましい実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明の中で、「軸方向」は、遊星歯車装置における出力軸、キャリア等が回転する際に回転運動の中心線となる方向(例えば、図1では上下方向)のことを示している。 Hereinafter, particularly preferred embodiments of the above embodiment will be described in detail based on the drawings. In the following explanation, "axial direction" refers to the direction that is the center line of rotational movement when the output shaft, carrier, etc. in the planetary gear device rotates (for example, the vertical direction in FIG. 1). ing.

まず、図1~3を用いて本実施例における遊星歯車装置1の基本構造を説明する。
図1~3は、本実施例における遊星歯車装置1の内部構造を示している。
図1は、遊星歯車装置1の縦断面図である。
図2は、図1 の(A)-(A)線断面図である。
図3は、遊星歯車装置1の斜視図であって、内部構造を説明するために部分的に断面にするとともに、複数ある部品の一部を省略して表した図である。
First, the basic structure of the planetary gear device 1 in this embodiment will be explained using FIGS. 1 to 3.
1 to 3 show the internal structure of the planetary gear device 1 in this embodiment.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the planetary gear device 1. FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line (A)-(A) in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of the planetary gear device 1, partially in section in order to explain the internal structure, and with some of the plurality of parts omitted.

遊星歯車装置1の外観は、ギアハウジング30、フランジ50、出力軸42aなどが表れている。そして、ギアハウジング30の内側に、太陽歯車10、遊星歯車20、内歯車31、キャリア40などによって構成される遊星歯車機構100を備えている。 The outer appearance of the planetary gear device 1 shows the gear housing 30, flange 50, output shaft 42a, etc. A planetary gear mechanism 100 including a sun gear 10, a planetary gear 20, an internal gear 31, a carrier 40, etc. is provided inside the gear housing 30.

太陽歯車10は、遊星歯車装置1に対する入力装置3の回転軸3aに取り付けられている。また、太陽歯車10の歯部10aは、軸方向に向かって傾斜するテーパ状をしている。尚、入力装置3は、例えば電動モータ等が適用できる。 The sun gear 10 is attached to the rotation shaft 3a of the input device 3 for the planetary gear system 1. Further, the tooth portion 10a of the sun gear 10 has a tapered shape that is inclined toward the axial direction. Note that the input device 3 can be, for example, an electric motor.

遊星歯車20は、5個あって太陽歯車10を均等間隔で囲むように配置されている(図2参照)。遊星歯車20の歯部20aは、軸方向に向かって太陽歯車10とは逆向きに傾斜するテーパ状をしている。すなわち、遊星歯車20は、太陽歯車10のテーパによる広がりとは略反対方向に向かって広がる向きに配置されている。そして、各遊星歯車20と太陽歯車10とは噛み合っている。 There are five planetary gears 20, and they are arranged so as to surround the sun gear 10 at equal intervals (see FIG. 2). The tooth portion 20a of the planetary gear 20 has a tapered shape that is inclined in the opposite direction to the sun gear 10 toward the axial direction. That is, the planetary gear 20 is disposed in such a direction that it expands in a direction substantially opposite to the taper expansion of the sun gear 10 . Each planetary gear 20 and the sun gear 10 mesh with each other.

内歯車31は、円筒状のギアハウジング30の内側に一体に形成されている。内歯車31の内側では、5個の遊星歯車20が均等間隔で位置している(図2参照)。そして、各遊星歯車20と内歯車31とが噛み合っている。 The internal gear 31 is integrally formed inside the cylindrical gear housing 30. Five planetary gears 20 are positioned at equal intervals inside the internal gear 31 (see FIG. 2). Each of the planetary gears 20 and the internal gear 31 are in mesh with each other.

キャリア40は、キャリアピン41と出力キャリア42とを一体に備える。出力キャリア42は、出力軸42aと円板部42cが形成されている。円板部42cには複数の固定穴42hがある。この固定穴42hにキャリアピン41が挿通され固定されている。円板部42cを挟むかたちでキャリアピン41と出力軸部42aとが互いに軸方向で反対に突出している状態となっている。 The carrier 40 integrally includes a carrier pin 41 and an output carrier 42. The output carrier 42 is formed with an output shaft 42a and a disk portion 42c. The disc portion 42c has a plurality of fixing holes 42h. A carrier pin 41 is inserted and fixed into this fixing hole 42h. The carrier pin 41 and the output shaft portion 42a are in a state in which they protrude in opposite directions in the axial direction with the disk portion 42c sandwiched therebetween.

キャリアピン41は、遊星歯車20と同数ある。そして、各キャリアピン41は、スリーブ43を介して各遊星歯車20を回転自在に支持している。キャリアピン41における遊星歯車20の軸方向の位置は、スリーブ43のツバ部43aにより決まっている。また、キャリアピン41は、可撓性材で形成されている。ここで可撓性は弾性、超弾性を含み、その特性を持つ各種合金を適用することができる。尚、キャリアピン41を段付きの形状にするなどして、スリーブ43を省略することもできる。 The number of carrier pins 41 is the same as that of the planetary gears 20. Each carrier pin 41 rotatably supports each planetary gear 20 via a sleeve 43. The axial position of the planetary gear 20 on the carrier pin 41 is determined by the collar portion 43a of the sleeve 43. Further, the carrier pin 41 is made of a flexible material. Here, flexibility includes elasticity and superelasticity, and various alloys having these characteristics can be applied. Note that the sleeve 43 may be omitted by forming the carrier pin 41 into a stepped shape.

フランジ50は、ギアハウジング30と一体に固定されている。また、フランジ50は、ベアリング51とベアリング52を保持している。そして、ベアリング51とベアリング52とによって出力軸42aを回転可能に支持している。 The flange 50 is fixed integrally with the gear housing 30. Further, the flange 50 holds a bearing 51 and a bearing 52. The output shaft 42a is rotatably supported by the bearings 51 and 52.

以上説明した構造によって、入力装置3より回転入力があると、回転が太陽歯車10を介して各遊星歯車20に伝達される。そして、遊星歯車20は太陽歯車10と内歯車31に噛み合いながら自転公転する。最終的に遊星歯車20の公転がキャリア40を介して出力軸42aの回転となる。 With the structure described above, when a rotation input is received from the input device 3, the rotation is transmitted to each planetary gear 20 via the sun gear 10. The planetary gear 20 rotates and revolves while meshing with the sun gear 10 and the internal gear 31. Finally, the revolution of the planetary gear 20 becomes the rotation of the output shaft 42a via the carrier 40.

次に、図1~3に加えて、図4と図5を用いて本実施例における太陽歯車10と遊星歯車20と内歯車31の噛み合いの状態を詳細に説明する。
図4は、各歯車を噛み合わせる前の状態を説明する模式図である。
図5は、各歯車が噛み合っているときの状態を説明する模式図である。
Next, the meshing state of the sun gear 10, planet gear 20, and internal gear 31 in this embodiment will be explained in detail using FIGS. 4 and 5 in addition to FIGS. 1 to 3.
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a state before each gear is engaged.
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state when each gear is meshed.

図4は、太陽歯車10が軸方向の所定の位置に配置されていない状態を示している。すなわち、遊星歯車装置1に対して入力装置3を接続していない状態にある。このとき、太陽歯車10と遊星歯車20が噛み合っていないのはもちろん、遊星歯車20と内歯車31も歯車として噛み合っていない。 FIG. 4 shows a state in which the sun gear 10 is not placed at a predetermined position in the axial direction. That is, the input device 3 is not connected to the planetary gear device 1. At this time, not only the sun gear 10 and the planetary gear 20 are not meshed with each other, but also the planetary gear 20 and the internal gear 31 are not meshed as gears.

テーパ状の遊星歯車20のテーパ部の勾配角度をαとすると、同じくテーパ状の太陽歯車10のテーパ部の勾配角度は倍の2αとなっている。また、軸方向に沿って外側に広がる又は内側に狭まるテーパの向きは太陽歯車10と遊星歯車20とでは逆向きになっている。
一方、内歯車31はテーパ状にはなっていない。そのため、図4に示す互いに噛み合っていない状態における内歯車31の軸方向の歯と遊星歯車20のテーパ部の勾配との角度はαとなっている。
If the slope angle of the tapered portion of the tapered planetary gear 20 is α, then the slope angle of the taper portion of the similarly tapered sun gear 10 is doubled to 2α. Further, the direction of the taper, which widens outward or narrows inward along the axial direction, is opposite between the sun gear 10 and the planetary gear 20.
On the other hand, the internal gear 31 is not tapered. Therefore, the angle between the axial teeth of the internal gear 31 and the slope of the tapered portion of the planetary gear 20 in the non-meshing state shown in FIG. 4 is α.

図5は、太陽歯車10が軸方向の所定の位置に配置されている状態を示している。すなわち、遊星歯車装置1に対して入力装置3を接続している状態にある。このとき、太陽歯車10と遊星歯車20、遊星歯車20と内歯車31とが歯車として噛み合っている。 FIG. 5 shows a state in which the sun gear 10 is arranged at a predetermined position in the axial direction. That is, the input device 3 is connected to the planetary gear device 1. At this time, the sun gear 10 and the planetary gear 20, and the planetary gear 20 and the internal gear 31 mesh as gears.

太陽歯車10が軸方向の所定の位置に配置された状態では、遊星歯車20を支持しているキャリアピン41が可撓性材で形成されていることによって、遊星歯車20の勾配は内歯車31に向かって、角度αたおれた状態となる。したがって、図5に示すように、太陽歯車10が所定の位置にあって、各歯車が互いに噛み合っている状態における内歯車31の軸方向の歯と遊星歯車20のテーパ部の勾配との角度は0°となっている。 When the sun gear 10 is placed at a predetermined position in the axial direction, the slope of the planet gear 20 is equal to that of the internal gear 31 because the carrier pin 41 supporting the planet gear 20 is made of a flexible material. It is in a state where it is tilted down at an angle α. Therefore, as shown in FIG. 5, when the sun gear 10 is in a predetermined position and the gears are in mesh with each other, the angle between the axial teeth of the internal gear 31 and the slope of the tapered portion of the planetary gear 20 is It is 0°.

また、この所定の位置で各歯車が互いに噛み合っている状態では、キャリアピン41が可撓性であることにより太陽歯車10と遊星歯車20に予圧をかけることができる。その結果として、太陽歯車10と遊星歯車20のバックラッシを“ゼロ”の状態に維持できる。 Further, when the gears are in mesh with each other at this predetermined position, a preload can be applied to the sun gear 10 and the planet gear 20 because the carrier pin 41 is flexible. As a result, the backlash between the sun gear 10 and the planetary gears 20 can be maintained at "zero".

可撓性のキャリアピン41の材質は、高許容トルク、低バックラッシの観点から、高強度、低ヤング率のものが適している。具体例としては、引張強度:1,000MPa以上、ヤング率:80GPa以下のTi-Ni(チタンニッケル)合金、ゴムメタル(登録商標)などが挙げられる。 The flexible carrier pin 41 is preferably made of a material with high strength and low Young's modulus from the viewpoint of high allowable torque and low backlash. Specific examples include a Ti-Ni (titanium nickel) alloy with a tensile strength of 1,000 MPa or more and a Young's modulus of 80 GPa or less, Rubber Metal (registered trademark), and the like.

太陽歯車10の配置は、遊星歯車20と内歯車31の噛み合いピッチ円直径が一致する位置に調整されている。尚、遊星歯車20は自身が寸法公差を個別に有している為、複数の遊星歯車20と内歯車31の噛み合いピッチ円直径が全て一致する事は無い。依って、ここでの遊星歯車20と内歯車31の噛み合いピッチ円直径の一致は、最低1個以上の遊星歯車20と一致するという条件となる。 The arrangement of the sun gear 10 is adjusted to a position where the meshing pitch circle diameters of the planetary gear 20 and the internal gear 31 match. Note that since the planetary gears 20 each have their own dimensional tolerances, the meshing pitch circle diameters of the plurality of planetary gears 20 and the internal gear 31 do not all match. Therefore, the matching of the meshing pitch circle diameters of the planetary gear 20 and the internal gear 31 here is a condition that they match with at least one or more planetary gears 20.

遊星歯車機構100では、従来のようにバックラッシ抑制のために別の予圧機構を設ける必要が無い。部品点数を増やすことなく、キャリアピン41による予圧で太陽歯車10と遊星歯車20とのバックラッシを抑制できる。したがって、従来、バクラッシを低減するための予圧機構を組み込むことが出来なかったサイズの遊星歯車装置にも適用することができる。具体的には、従来は、遊星歯車装置の外径でφ20mm程度になると、バックラッシを抑制するのは困難であった。しかし、本実施例の遊星歯車装置1は、例えば外径φ2mmの超小型サイズであっても適用できる。尚、外径φ2mm~φ20mmの遊星歯車装置を、対応する各歯車のモジュールで示した場合に、概ね0.04~0.3の範囲が相当する。 In the planetary gear mechanism 100, there is no need to provide a separate preload mechanism to suppress backlash as in the conventional case. Backlash between the sun gear 10 and the planetary gears 20 can be suppressed by the preload provided by the carrier pin 41 without increasing the number of parts. Therefore, the present invention can be applied to planetary gear devices of sizes in which conventionally it was not possible to incorporate a preload mechanism for reducing backlash. Specifically, in the past, it was difficult to suppress backlash when the outer diameter of the planetary gear device was approximately φ20 mm. However, the planetary gear device 1 of this embodiment can be applied even if it has an extremely small size, for example, an outer diameter of φ2 mm. In addition, when a planetary gear device with an outer diameter of φ2 mm to φ20 mm is represented by a module of each corresponding gear, the range corresponds to approximately 0.04 to 0.3.

本実施例では、遊星歯車機構100のみをギアハウジング30の内側に構成した。しかし、ギアハウジング30の内側に他の機構を追加することも考えられる。例えば減速比をより大きくするために、ギアハウジング30の内側で、遊星歯車機構100に加えて、別の複数段で構成される遊星歯車減速機構(図示しない)を同軸上に組み込んでもよい。この場合、バックラッシを抑制する遊星歯車機構100は、出力軸側最終段に配置する。また、太陽歯車10は、別の遊星歯車減速機構の最終段キャリアと一体に取り付けられる。 In this embodiment, only the planetary gear mechanism 100 is configured inside the gear housing 30. However, it is also conceivable to add other mechanisms inside the gear housing 30. For example, in order to further increase the reduction ratio, in addition to the planetary gear mechanism 100, another planetary gear reduction mechanism (not shown) composed of multiple stages may be coaxially installed inside the gear housing 30. In this case, the planetary gear mechanism 100 that suppresses backlash is arranged at the final stage on the output shaft side. Further, the sun gear 10 is integrally attached to a final stage carrier of another planetary gear reduction mechanism.

次に、主に図6と図7を用いて本発明における他の実施例である遊星歯車装置2について説明する。図6は、遊星歯車装置2の縦断面図である。図7は、図6 の(B)-(B)線断面図である。尚、上記実施例1の遊星歯車装置1と同一の構成部位については同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略する。 Next, a planetary gear device 2, which is another embodiment of the present invention, will be described mainly using FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of the planetary gear device 2. As shown in FIG. FIG. 7 is a sectional view taken along the line (B)-(B) in FIG. Note that the same components as those of the planetary gear device 1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant explanations will be omitted as appropriate.

遊星歯車装置2は、遊星歯車機構100と第二遊星歯車機構200を備えている。遊星歯車機構100と第二遊星歯車機構200とは、連結部材60によって同軸上に接続されている。 The planetary gear mechanism 2 includes a planetary gear mechanism 100 and a second planetary gear mechanism 200. The planetary gear mechanism 100 and the second planetary gear mechanism 200 are coaxially connected by a connecting member 60.

遊星歯車機構100は、上記実施例1におけるものと同一の構成によるものである。キャリアピン41による予圧で太陽歯車10の歯面と遊星歯車20の歯面とが接触している状態を維持してバックラッシを抑制できる。 The planetary gear mechanism 100 has the same configuration as that in the first embodiment. Backlash can be suppressed by maintaining the state in which the tooth surfaces of the sun gear 10 and the planet gears 20 are in contact with each other by preloading by the carrier pin 41.

第二遊星歯車機構200は、第二ギアハウジング70の内側に構成されている多段の遊星歯車減速機構である。本実施例では、3個の第二キャリア81,82,83を軸方向に連接した3段の構成としている。第二太陽歯車80S,81S,82S、複数の第二遊星歯車91,92,93、第二ギアハウジング70の内側で一体に形成されている第二内歯車71、第二キャリア81,82,83などによって構成される。 The second planetary gear mechanism 200 is a multi-stage planetary gear reduction mechanism configured inside the second gear housing 70. In this embodiment, three second carriers 81, 82, 83 are connected in the axial direction to form a three-stage structure. Second sun gears 80S, 81S, 82S, a plurality of second planetary gears 91, 92, 93, a second internal gear 71 integrally formed inside the second gear housing 70, second carriers 81, 82, 83 It is composed of etc.

3個の第二キャリアの内、入力側の初段にあたる第二キャリア81には第二太陽歯車81Sが一体に固定されている。中段にあたる第二キャリア82には第二太陽歯車82Sが一体に固定されている。第二遊星歯車機構200の中での出力側最終段にあたる第二キャリア83は、軸方向出力側に向かって回転軸部83aが突出している。回転軸部83aには、遊星歯車機構100の太陽歯車10が取り付けられている。 A second sun gear 81S is integrally fixed to the second carrier 81, which is the first stage on the input side among the three second carriers. A second sun gear 82S is integrally fixed to the second carrier 82, which is the middle stage. The second carrier 83, which is the final stage on the output side in the second planetary gear mechanism 200, has a rotating shaft portion 83a protruding toward the output side in the axial direction. The sun gear 10 of the planetary gear mechanism 100 is attached to the rotating shaft portion 83a.

各第二キャリア81,82,83には、各々の円板部81c,82c,83cに複数の固定穴81h,82h,83hが各々ある。この固定穴81h,82h,83hに第二キャリアピン81p,82p,83pが挿通され固定されている。第二キャリアピン81p,82p,83pは、軸方向入力側に向かって突出している状態となっている。 Each second carrier 81, 82, 83 has a plurality of fixing holes 81h, 82h, 83h in each disc portion 81c, 82c, 83c, respectively. Second carrier pins 81p, 82p, 83p are inserted and fixed into the fixing holes 81h, 82h, 83h. The second carrier pins 81p, 82p, and 83p are in a state of protruding toward the axial input side.

第二キャリアピン81p,82p,83pの各々には、第二遊星歯車91,92,93が回転可能に支持されている。第二遊星歯車は、各第二キャリアに対して3個あって均等間隔で配置されている。例えば、図7に示すように、第二遊星歯車93は3個あって、第二キャリア83に3本ある第二キャリアピン83pの各々に回転可能に支持されて、第二太陽歯車82Sを均等間隔で囲むように配置されている。 Second planetary gears 91, 92, 93 are rotatably supported on each of the second carrier pins 81p, 82p, 83p. There are three second planetary gears for each second carrier, and they are arranged at equal intervals. For example, as shown in FIG. 7, there are three second planetary gears 93, which are rotatably supported by each of the three second carrier pins 83p on the second carrier 83, and evenly rotate the second sun gear 82S. They are arranged at intervals.

尚、第二太陽歯車80S,81S,82S、及び第二遊星歯車91,92,93はテーパの無い平歯車である。また、第二キャリアピンに81p,82p,83pに可撓性の材質は使用していない。すなわち、第二遊星歯車機構200は、積極的にバックラッシを抑制する機能を備えていない。 The second sun gears 80S, 81S, 82S and the second planetary gears 91, 92, 93 are non-tapered spur gears. Furthermore, no flexible material is used for the second carrier pins 81p, 82p, and 83p. That is, the second planetary gear mechanism 200 does not have a function of actively suppressing backlash.

第二ギアハウジング70の軸方向入力側には、エンドキャップ76が一体に固定されている。エンドキャップ76には、遊星歯車装置2に対する回転入力装置(図示しない)が取り付けられる。この回転入力装置の回転軸と一体に第二太陽歯車80Sが取り付けられることになる。 An end cap 76 is integrally fixed to the axial input side of the second gear housing 70. A rotation input device (not shown) for the planetary gear device 2 is attached to the end cap 76 . A second sun gear 80S is attached integrally to the rotation shaft of this rotation input device.

連結部材60は略円筒形状をしている。連結部材60の円筒内周側でベアリング61とベアリング62を保持している。そして、ベアリング61とベアリング62とによって第二キャリア83の回転軸部83aを回転可能に支持している。 The connecting member 60 has a substantially cylindrical shape. A bearing 61 and a bearing 62 are held on the cylindrical inner peripheral side of the connecting member 60. The rotating shaft portion 83a of the second carrier 83 is rotatably supported by the bearing 61 and the bearing 62.

回転軸部83aには、リング状のブッシュ84が一体に取り付けられる。第二キャリア83の円板部83cの一部とブッシュ84がベアリング61とベアリング62の内輪を軸方向で挟み込むことで、第二キャリア83を軸方向で保持している。 A ring-shaped bush 84 is integrally attached to the rotating shaft portion 83a. The second carrier 83 is held in the axial direction by axially sandwiching the inner rings of the bearings 61 and 62 between a part of the disk portion 83c of the second carrier 83 and the bush 84.

連結部材60の円筒外周面とギアハウジング30の円筒内周面、第二ギアハウジング70の円筒内周面を嵌め合わせて、遊星歯車機構100と第二遊星歯車機構200を同軸上に接続している。 The cylindrical outer circumferential surface of the connecting member 60, the cylindrical inner circumferential surface of the gear housing 30, and the cylindrical inner circumferential surface of the second gear housing 70 are fitted to connect the planetary gear mechanism 100 and the second planetary gear mechanism 200 coaxially. There is.

連結部材60に対する第二ギアハウジング70の軸方向での接続位置は、連結部材60のツバ部60aによって定まっている。所定の位置で連結部材60と第二ギアハウジング70は互いに圧入固定されている。 The connecting position of the second gear housing 70 in the axial direction with respect to the connecting member 60 is determined by the collar portion 60a of the connecting member 60. The connecting member 60 and the second gear housing 70 are press-fitted and fixed to each other at a predetermined position.

連結部材60に対するギアハウジング30の軸方向での接続位置は、太陽歯車10の配置により、太陽歯車10と遊星歯車20内歯車31とが確実に噛み合い、遊星歯車20と内歯車31の噛み合いピッチ円直径が一致する位置になるように合わせている。所定の位置になるように調整したギアハウジング30と連結部材60とはYAGレーザーなどによって溶着されている。 The connection position of the gear housing 30 to the connecting member 60 in the axial direction is determined by the arrangement of the sun gear 10, so that the sun gear 10 and the planetary gear 20 and the internal gear 31 are securely meshed, and the meshing pitch circle of the planetary gear 20 and the internal gear 31 is adjusted. Align it so that the diameters match. The gear housing 30 and the connecting member 60, which have been adjusted to be in a predetermined position, are welded together using a YAG laser or the like.

以上説明した構造によって、第二遊星歯車機構200に対して回転入力があると、回転が第二太陽歯車80Sを介して各第二遊星歯車91に伝達される。そして、第二遊星歯車91は第二太陽歯車80Sと内歯車31に噛み合いながら自転公転する。そして、第二キャリア81と一体の第二太陽歯車81Sが回転することで、軸方向に連接された各キャリアと各歯車に入力回転を伝達する。このとき伝達される回転は第二遊星歯車機構200で大きく減速される。そして最終的に遊星歯車機構100の遊星歯車20の公転がキャリア40を介して出力軸42aの回転として出力される。 With the structure described above, when there is a rotational input to the second planetary gear mechanism 200, the rotation is transmitted to each second planetary gear 91 via the second sun gear 80S. The second planetary gear 91 rotates and revolves while meshing with the second sun gear 80S and the internal gear 31. The rotation of the second sun gear 81S, which is integral with the second carrier 81, transmits the input rotation to each carrier and each gear connected in the axial direction. The rotation transmitted at this time is largely decelerated by the second planetary gear mechanism 200. Finally, the revolution of the planetary gear 20 of the planetary gear mechanism 100 is output via the carrier 40 as rotation of the output shaft 42a.

本実施例の遊星歯車装置2は、遊星歯車機構100を出力軸側最終段に配置しているので、当然実施例1の遊星歯車装置1と同様にバックラッシを抑制することができる。また、連接した減速機としての遊星歯車機構200を備えることで、入力回転の減速比をより大きくして出力することができる。 In the planetary gear device 2 of this embodiment, since the planetary gear mechanism 100 is disposed at the final stage on the output shaft side, backlash can naturally be suppressed similarly to the planetary gear device 1 of the first embodiment. Further, by providing the planetary gear mechanism 200 as a connected speed reducer, it is possible to output the input rotation with a larger reduction ratio.

更に、本実施例の遊星歯車装置2は、次の作用効果を有する。
一般的にも、バックラッシを抑制するための予圧の影響などにより生じる軸方向のスラスト荷重が、下段の減速機部分や回転入力装置(電磁モータなど)に伝達される事は、機構効率の低下を招く。したがって、バックラッシ軽減機構(遊星歯車機構100)のみでスラスト荷重を完結させることが望ましい。このことに対して遊星歯車装置2では、連結部材60にあるベアリング61,62によって、太陽歯車10に掛かるスラスト荷重を負担することができる。
Furthermore, the planetary gear device 2 of this embodiment has the following effects.
In general, the axial thrust load generated by the influence of preload to suppress backlash is transmitted to the lower gear reducer and rotational input device (electromagnetic motor, etc.), which reduces mechanical efficiency. invite Therefore, it is desirable to complete the thrust load only with the backlash reduction mechanism (planetary gear mechanism 100). In contrast, in the planetary gear system 2, the thrust load applied to the sun gear 10 can be borne by the bearings 61 and 62 in the connecting member 60.

また、連結部材60を介して遊星歯車機構100と第二遊星歯車機構200を接続することにより、ギアハウジング30の内部における太陽歯車10の軸方向の位置を合わせることを容易にしている。すなわち、バックラッシ軽減機構である遊星歯車機構100における遊星歯車20と内歯車31の噛み合いピッチ円直径が一致する位置に調整する上で有効な手段となっている。 Further, by connecting the planetary gear mechanism 100 and the second planetary gear mechanism 200 via the connecting member 60, it is easy to align the position of the sun gear 10 in the axial direction inside the gear housing 30. That is, this is an effective means for adjusting the meshing pitch circle diameters of the planetary gear 20 and the internal gear 31 in the planetary gear mechanism 100, which is a backlash reduction mechanism, to match.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified as appropriate without changing the gist of the present invention.

1,2:遊星歯車装置
3:入力装置
3a:回転軸
10:太陽歯車
20:遊星歯車
30:ギアハウジング
31:内歯車
40:キャリア
41:キャリアピン
42:出力キャリア
42a:出力軸
42c:円板部
42h:固定穴
43:スリーブ
43a:ツバ部
50:フランジ
51,52:ベアリング
60:連結部材
60a:ツバ部
61,62:ベアリング
70:第二ギアハウジング
71:第二内歯車
76:エンドキャップ
80S,81S,82S:第二太陽歯車
81,82,83:第二キャリア
81c,82c,83c:円板部
81h,82h,83h:固定穴
81p,82p,83p:第二キャリアピン
83a:回転軸部
84:ブッシュ
91,92,93:第二遊星歯車
100:遊星歯車機構
200:第二遊星歯車機構


1, 2: Planetary gear device 3: Input device 3a: Rotating shaft 10: Sun gear 20: Planetary gear 30: Gear housing 31: Internal gear 40: Carrier 41: Carrier pin 42: Output carrier 42a: Output shaft 42c: Disc Part 42h: Fixing hole 43: Sleeve 43a: Flange portion 50: Flanges 51, 52: Bearing 60: Connection member 60a: Flange portions 61, 62: Bearing 70: Second gear housing 71: Second internal gear 76: End cap 80S , 81S, 82S: Second sun gears 81, 82, 83: Second carriers 81c, 82c, 83c: Disc parts 81h, 82h, 83h: Fixing holes 81p, 82p, 83p: Second carrier pin 83a: Rotating shaft part 84: Bushes 91, 92, 93: Second planetary gear 100: Planetary gear mechanism 200: Second planetary gear mechanism


Claims (6)

テーパ状の太陽歯車と、
前記太陽歯車に噛み合うテーパ状の遊星歯車と、
前記遊星歯車に噛み合う内歯車と、
前記遊星歯車を回転自在に支持するキャリアピンを含むキャリアを備え、
前記キャリアピンは可撓性材で形成されている遊星歯車装置。
A tapered sun gear,
a tapered planetary gear that meshes with the sun gear;
an internal gear that meshes with the planetary gear;
A carrier including a carrier pin that rotatably supports the planetary gear,
In the planetary gear device, the carrier pin is made of a flexible material.
前記太陽歯車のテーパは、前記太陽歯車の軸方向の一方に向かって広がっており、
前記遊星歯車は、前記遊星歯車のテーパが、前記太陽歯車のテーパとは略反対方向に向かって広がるように配置されている請求項1記載の遊星歯車装置。
The taper of the sun gear widens toward one axial direction of the sun gear,
2. The planetary gear apparatus according to claim 1, wherein the planetary gear is arranged such that a taper of the planetary gear widens in a direction substantially opposite to a taper of the sun gear.
前記太陽歯車、前記遊星歯車及び前記内歯車は、モジュールの値が0.04~0.3である請求項1記載の遊星歯車装置。
The planetary gear device according to claim 1, wherein the sun gear, the planetary gear, and the internal gear have a module value of 0.04 to 0.3.
前記太陽歯車と、前記遊星歯車と、前記内歯車と、前記キャリアピンを含む前記キャリアとで構成される第一遊星歯車機構と、
出力側にある前記第一遊星歯車機構に対して同軸上で入力側に配置される第二遊星歯車機構と、を備え、
前記第二遊星歯車機構は、第二太陽歯車と、第二遊星歯車と、第二内歯車と、第二キャリアピンを含む第二キャリアとで構成され、
1つの前記第二内歯車に対して、前記第二太陽歯車と前記第二遊星歯車と前記第二キャリアとは複数あって、
前記第二キャリアの数による複数段で構成されている請求項1~3いずれか1項記載の遊星歯車装置。
a first planetary gear mechanism including the sun gear, the planetary gear, the internal gear, and the carrier including the carrier pin;
a second planetary gear mechanism coaxially disposed on the input side with respect to the first planetary gear mechanism on the output side,
The second planetary gear mechanism includes a second sun gear, a second planetary gear, a second internal gear, and a second carrier including a second carrier pin,
For one second internal gear, there are a plurality of the second sun gears, the second planetary gears, and the second carriers,
The planetary gear device according to any one of claims 1 to 3, comprising a plurality of stages depending on the number of the second carriers.
前記第一遊星歯車機構と前記第二遊星歯車機構とは、連結部材によって接続されており、
前記連結部材によって、前記第一遊星歯車機構の前記太陽歯車の軸方向の位置を定めている請求項4記載の遊星歯車装置。
The first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are connected by a connecting member,
5. The planetary gear apparatus according to claim 4, wherein the connecting member determines the axial position of the sun gear of the first planetary gear mechanism.
前記第一遊星歯車機構と前記第二遊星歯車機構とは、前記連結部材によって同軸上に接続されており、
前記第二遊星歯車機構の前記複数段ある前記第二キャリアの内、出力側最終段にある前記第二キャリアに前記第一遊星歯車機構の前記太陽歯車が一体に固定されている請求項5記載の遊星歯車装置。
The first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are coaxially connected by the connecting member,
6. The sun gear of the first planetary gear mechanism is integrally fixed to the second carrier at the last stage on the output side among the second carriers in the plurality of stages of the second planetary gear mechanism. planetary gear system.
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