JP2646270B2 - 遊星歯車装置 - Google Patents
遊星歯車装置Info
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- JP2646270B2 JP2646270B2 JP1306654A JP30665489A JP2646270B2 JP 2646270 B2 JP2646270 B2 JP 2646270B2 JP 1306654 A JP1306654 A JP 1306654A JP 30665489 A JP30665489 A JP 30665489A JP 2646270 B2 JP2646270 B2 JP 2646270B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、差動機構を利用した遊星歯車装置に関し、
特に軽量，簡易構造をより展開可能とする改良技術に関
する。
特に軽量，簡易構造をより展開可能とする改良技術に関
する。
［従来の技術］ この種の遊星歯車装置は、同一変速条件で軽量かつ小
型化できること、入出力軸を一直線にできることなどの
特徴を有する。特に差動機構を利用した遊星歯車装置に
あっては、小型で大減速比を得るための手段として広く
利用されている。
型化できること、入出力軸を一直線にできることなどの
特徴を有する。特に差動機構を利用した遊星歯車装置に
あっては、小型で大減速比を得るための手段として広く
利用されている。
第５図はその差動機構を利用した遊星歯車装置の一従
来例を示している。
来例を示している。
同図の遊星歯車装置は、駆動軸により回転する太陽歯
車１と、太陽歯車１と噛合して自転すると共に太陽歯車
１の軸位置を中心として公転する第１遊星歯車２と、第
１遊星歯車２と噛合し、かつ回転を規制された第１内歯
車３と、第１遊星歯車２と同軸心上に設けられた第２遊
星歯車４と、第1,第２遊星歯車2,4同士を連結する遊星
歯車軸５と、第２遊星歯車４と噛合して太陽歯車１と同
一軸心上を回転する第２内歯車６とを備え、第２内歯車
６から出力するようにしたものである。また、符号７は
遊星腕であり、各遊星歯車2,4が太陽歯車１に駆動され
て自転と公転を行うようにしている。符号９は軸受けで
ある。
車１と、太陽歯車１と噛合して自転すると共に太陽歯車
１の軸位置を中心として公転する第１遊星歯車２と、第
１遊星歯車２と噛合し、かつ回転を規制された第１内歯
車３と、第１遊星歯車２と同軸心上に設けられた第２遊
星歯車４と、第1,第２遊星歯車2,4同士を連結する遊星
歯車軸５と、第２遊星歯車４と噛合して太陽歯車１と同
一軸心上を回転する第２内歯車６とを備え、第２内歯車
６から出力するようにしたものである。また、符号７は
遊星腕であり、各遊星歯車2,4が太陽歯車１に駆動され
て自転と公転を行うようにしている。符号９は軸受けで
ある。
ところで、歯車同士の噛合点においては歯面に垂直な
力Ｆが作用し、その力Ｆは動力伝達に有効な接線力F
tと、歯車を半径方向へ押し付けようとする力Frに分解
される。即ち、歯車は常に力Frで軸心方向（半径方向）
へ押し付けられていることとなる。
力Ｆが作用し、その力Ｆは動力伝達に有効な接線力F
tと、歯車を半径方向へ押し付けようとする力Frに分解
される。即ち、歯車は常に力Frで軸心方向（半径方向）
へ押し付けられていることとなる。
したがって、前記遊星歯車装置の場合、第６図に示す
如く第１遊星歯車２は Fr3＋Fr6−Fr1 なる力によって太陽歯車１の方向へ押し付けられてお
り、その力が遊星歯車軸５および遊星腕７によって支承
されている。
如く第１遊星歯車２は Fr3＋Fr6−Fr1 なる力によって太陽歯車１の方向へ押し付けられてお
り、その力が遊星歯車軸５および遊星腕７によって支承
されている。
なお、Fr1は太陽歯車１から伝達される力、 Fr3は第１内歯車３による反力、Fr6は第２内歯車６によ
る反力である。
る反力である。
［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の差動機構を利用した遊星歯車装置
では、遊星腕７や遊星歯車軸５が不可欠な構成と考えら
れていたので、設計時にそれらの設置域を考慮しなけれ
ばならず、全体として軽量化と簡易化を図る上での大き
な制約となっている。
では、遊星腕７や遊星歯車軸５が不可欠な構成と考えら
れていたので、設計時にそれらの設置域を考慮しなけれ
ばならず、全体として軽量化と簡易化を図る上での大き
な制約となっている。
本発明者は、この種の遊星歯車装置において歯形設計
を通じて歯面荷重、軸受け荷重、伝達動力等を検討して
きた結果、歯形設計を工夫することにより遊星腕や遊星
歯車軸を省略できることが判明し、本発明に至った。
を通じて歯面荷重、軸受け荷重、伝達動力等を検討して
きた結果、歯形設計を工夫することにより遊星腕や遊星
歯車軸を省略できることが判明し、本発明に至った。
本発明の目的は、一層の軽量および簡易化を展開でき
る遊星歯車装置を提供することにある。
る遊星歯車装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の遊星歯車装置
は、駆動軸により回転する太陽歯車と、前記太陽歯車と
噛合して自転すると共に太陽歯車の軸位置を中心として
公転する第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車と噛合し、
かつ外部手段により回転を規制された第１内歯車と、前
記第１遊星歯車と同軸心上に固定され第１遊星歯車と一
緒に回転する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車と噛合
して前記太陽歯車と同一軸心上を回転する第２内歯車と
を備えてなる遊星歯車装置において、 前記太陽歯車および前記第１遊星歯車の一方または両
方を、少なくとも１ピッチ噛合区間内において歯先と相
手歯車の歯底とを当接するように歯形設定することによ
り、歯車半径方向に加わる力を相手歯底に支承させて、
前記遊星歯車を支承する遊星腕や遊星歯車軸を廃止した
ことを特徴とする また、前記歯先と前記相手歯車の歯底とが当接する歯
形としては、特にサイクロイド曲線を用いることが好ま
しい。
は、駆動軸により回転する太陽歯車と、前記太陽歯車と
噛合して自転すると共に太陽歯車の軸位置を中心として
公転する第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車と噛合し、
かつ外部手段により回転を規制された第１内歯車と、前
記第１遊星歯車と同軸心上に固定され第１遊星歯車と一
緒に回転する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車と噛合
して前記太陽歯車と同一軸心上を回転する第２内歯車と
を備えてなる遊星歯車装置において、 前記太陽歯車および前記第１遊星歯車の一方または両
方を、少なくとも１ピッチ噛合区間内において歯先と相
手歯車の歯底とを当接するように歯形設定することによ
り、歯車半径方向に加わる力を相手歯底に支承させて、
前記遊星歯車を支承する遊星腕や遊星歯車軸を廃止した
ことを特徴とする また、前記歯先と前記相手歯車の歯底とが当接する歯
形としては、特にサイクロイド曲線を用いることが好ま
しい。
［作用］ 上記構成の遊星歯車装置によれば、遊星歯車と太陽歯
車の噛合点において一方の歯が相手歯溝へ食い込んで歯
先と相手歯車の歯底とを当接した状態となる。
車の噛合点において一方の歯が相手歯溝へ食い込んで歯
先と相手歯車の歯底とを当接した状態となる。
つまり、一般的に歯車には所定の頂隙を設けるので、
半径方向の力は噛合歯面で受けることになり、歯面の面
圧が非常に大きくなる。しかし、本発明の如く遊星歯車
または太陽歯車の歯先と相手歯車の歯底とを当接して噛
合状態を形成することで、半径方向に加わる力を相手歯
底に支承させることができると共に、遊星歯車が太陽歯
車に駆動されて自転と公転するときにその軸心を支承す
る遊星腕等の部材を廃止することも可能となるのであ
る。
半径方向の力は噛合歯面で受けることになり、歯面の面
圧が非常に大きくなる。しかし、本発明の如く遊星歯車
または太陽歯車の歯先と相手歯車の歯底とを当接して噛
合状態を形成することで、半径方向に加わる力を相手歯
底に支承させることができると共に、遊星歯車が太陽歯
車に駆動されて自転と公転するときにその軸心を支承す
る遊星腕等の部材を廃止することも可能となるのであ
る。
ここで、このような噛合状態を形成する歯形として
は、例えばサイクロイド曲線を用いることで、歯形設計
や歯切を容易に行うことができる。
は、例えばサイクロイド曲線を用いることで、歯形設計
や歯切を容易に行うことができる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明す
る。
る。
第１図（イ），（ロ）は本発明を適用した遊星歯車装
置を示す図である。
置を示す図である。
同図の遊星歯車装置10は、駆動軸11に固定された太陽
歯車12と、太陽歯車12と噛合して自転および公転する３
個の第１遊星歯車13と、第１遊星歯車13と噛合し、かつ
回転を規制された第１内歯車14と、各第１遊星歯車13と
一体形成された３個の第２遊星歯車15と、第２遊星歯車
15と噛合して太陽歯車12と同一軸心上を回転する第２内
歯車16とを備え、第２内歯車16の軸心に設けられた出力
軸17を通じて出力される。
歯車12と、太陽歯車12と噛合して自転および公転する３
個の第１遊星歯車13と、第１遊星歯車13と噛合し、かつ
回転を規制された第１内歯車14と、各第１遊星歯車13と
一体形成された３個の第２遊星歯車15と、第２遊星歯車
15と噛合して太陽歯車12と同一軸心上を回転する第２内
歯車16とを備え、第２内歯車16の軸心に設けられた出力
軸17を通じて出力される。
ここで、第１遊星歯車13と第２遊星歯車15は、同軸心
上に一体形成したが、従来同様に遊星歯車軸を介在して
連結する構造であってもよい。
上に一体形成したが、従来同様に遊星歯車軸を介在して
連結する構造であってもよい。
太陽歯車12および第１遊星歯車13の歯形は、第２図の
如くサイクロイド曲線が用いられ、ピッチ円から歯先迄
をエピサイクロイド曲線ｂで、ピッチ円から歯底迄をハ
イポサイクロイド曲線ｃで形成され、互いに噛合してい
る。
如くサイクロイド曲線が用いられ、ピッチ円から歯先迄
をエピサイクロイド曲線ｂで、ピッチ円から歯底迄をハ
イポサイクロイド曲線ｃで形成され、互いに噛合してい
る。
このような歯形は、歯先と相手歯車の歯底とが当接し
噛合状態を形成する。この噛合状態を得ることによっ
て、第１遊星歯車13の半径方向に加わる力は太陽歯車12
の歯底が支承する。この結果、歯面に加わる面圧は過大
になることがなく相手歯車との一体化が形成され、第１
遊星歯車13が太陽歯車12に駆動されて自転と公転する遊
星腕を廃止することも可能となるのである。
噛合状態を形成する。この噛合状態を得ることによっ
て、第１遊星歯車13の半径方向に加わる力は太陽歯車12
の歯底が支承する。この結果、歯面に加わる面圧は過大
になることがなく相手歯車との一体化が形成され、第１
遊星歯車13が太陽歯車12に駆動されて自転と公転する遊
星腕を廃止することも可能となるのである。
第３図（イ），（ロ）は本発明の前記歯形例の他の例
を示している。
を示している。
なお、この変形例は、前述のサイクロイド曲線を使用
した場合、各歯車が同一モジュール（ｍ）のとき歯の高
さはインボリュート歯形の1/2mになり、比較的小さな歯
車を作成し難いこと、歯数の少ないときは噛合圧力角が
大きい箇所が発生し、歯車面圧負荷および半径方向荷重
が大きくなり易いという不具合を解決したものである。
した場合、各歯車が同一モジュール（ｍ）のとき歯の高
さはインボリュート歯形の1/2mになり、比較的小さな歯
車を作成し難いこと、歯数の少ないときは噛合圧力角が
大きい箇所が発生し、歯車面圧負荷および半径方向荷重
が大きくなり易いという不具合を解決したものである。
太陽歯車12および第１遊星歯車13の歯形において、第
３図（イ）の場合には、各歯車を動力伝達歯面18aと半
径方向の力を支承する歯面に分け、これらを複合して設
定したものである。
３図（イ）の場合には、各歯車を動力伝達歯面18aと半
径方向の力を支承する歯面に分け、これらを複合して設
定したものである。
即ち、各歯車の動力伝達歯面18aは既知のサイクロイ
ドやインボリュート曲線ａ等の歯形からなる。そして、
歯先歯面18bは転円の直径を歯先の高さとしたエピサイ
クロイド曲線ｂからなり、歯底歯面18cは相手歯車の歯
先曲線（エピサイクロイド曲線）により創成された曲線
である。このような歯形は、全歯面が噛合って噛合状態
を形成する。
ドやインボリュート曲線ａ等の歯形からなる。そして、
歯先歯面18bは転円の直径を歯先の高さとしたエピサイ
クロイド曲線ｂからなり、歯底歯面18cは相手歯車の歯
先曲線（エピサイクロイド曲線）により創成された曲線
である。このような歯形は、全歯面が噛合って噛合状態
を形成する。
また、第３図（ロ）の場合には、動力伝達歯面と半径
方向（軸心方向）の力を支承する歯面に分け、動力伝達
歯面19aを既知のサイクロイドやインボリュート曲線ａ
などの歯形を用いる点、歯先歯面19bは転円の直径を歯
先の高さとしたエピサイクロイド曲線ｂを用いる点で前
述と同様であるが、歯底歯面19cは転円の直径を相手歯
車の歯先の高さとしたハイポサイクロイド曲線ｃを用い
たも のである。こうすることで、相手歯数が変わっても干渉
を起こすという虞がなくなる。
方向（軸心方向）の力を支承する歯面に分け、動力伝達
歯面19aを既知のサイクロイドやインボリュート曲線ａ
などの歯形を用いる点、歯先歯面19bは転円の直径を歯
先の高さとしたエピサイクロイド曲線ｂを用いる点で前
述と同様であるが、歯底歯面19cは転円の直径を相手歯
車の歯先の高さとしたハイポサイクロイド曲線ｃを用い
たも のである。こうすることで、相手歯数が変わっても干渉
を起こすという虞がなくなる。
以上のような歯形設定を行うことにより、歯先の丈お
よび歯元の丈をそれぞれ1/2mより大きくすることができ
るので、歯の高さを適正値とすることができ、噛合圧力
角が過大になる箇所をなくすることができるのである。
よび歯元の丈をそれぞれ1/2mより大きくすることができ
るので、歯の高さを適正値とすることができ、噛合圧力
角が過大になる箇所をなくすることができるのである。
第４図（イ），（ロ）は本発明の遊星歯車装置の構成
を変えた一例を示している。
を変えた一例を示している。
同図の遊星歯車装置20は、駆動軸21に固定された太陽
歯車22と、太陽歯車22と噛合して自転および公転する３
個の第１遊星歯車23と、第１遊星歯車23と噛合し、かつ
回転を規制された第１内歯車24と、各第１遊星歯車23と
一体形成された３個の第２遊星歯車25と、第２遊星歯車
25と噛合して太陽歯車22と同一軸心上を回転する第２内
歯車26と、太陽歯車22と同一軸心上に設けられて第２遊
星歯車25と噛合う遊び歯車28とを備え、第２内歯車26の
軸心に設けられた出力軸27を通じて出力する。
歯車22と、太陽歯車22と噛合して自転および公転する３
個の第１遊星歯車23と、第１遊星歯車23と噛合し、かつ
回転を規制された第１内歯車24と、各第１遊星歯車23と
一体形成された３個の第２遊星歯車25と、第２遊星歯車
25と噛合して太陽歯車22と同一軸心上を回転する第２内
歯車26と、太陽歯車22と同一軸心上に設けられて第２遊
星歯車25と噛合う遊び歯車28とを備え、第２内歯車26の
軸心に設けられた出力軸27を通じて出力する。
そして、太陽歯車22および第１遊星歯車23の歯形に加
えて、遊び歯車28および第２遊星歯車25の歯形も第１実
施例と同様に一方または両方が少なくとも１ピッチ噛合
区間内において歯先と相手歯車の歯底とを当接するよう
に設定したものである。
えて、遊び歯車28および第２遊星歯車25の歯形も第１実
施例と同様に一方または両方が少なくとも１ピッチ噛合
区間内において歯先と相手歯車の歯底とを当接するよう
に設定したものである。
この場合は、第1,第２遊星歯車23,25の半径方向に加
わる力が太陽歯車22と遊び歯車28の各歯底で支承するこ
とになり、本発明の利点をより確実に展開することがで
きる。
わる力が太陽歯車22と遊び歯車28の各歯底で支承するこ
とになり、本発明の利点をより確実に展開することがで
きる。
このように、本発明はその要旨の範囲内で種々変形す
ることができるものである。
ることができるものである。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る遊星歯車装置にあ
っては、遊星歯車または太陽歯車の歯先と相手歯車の歯
底とを当接する歯形としたことによって、半径方向に加
わる力を相手歯底に支承させることができると共に、従
来の遊星歯車装置における遊星腕等を廃止することも可
能となり、力の伝達効率を低下したり、歯面の摩耗を生
じることなく、品質を維持して一層の計量および簡素化
を達成できる。
っては、遊星歯車または太陽歯車の歯先と相手歯車の歯
底とを当接する歯形としたことによって、半径方向に加
わる力を相手歯底に支承させることができると共に、従
来の遊星歯車装置における遊星腕等を廃止することも可
能となり、力の伝達効率を低下したり、歯面の摩耗を生
じることなく、品質を維持して一層の計量および簡素化
を達成できる。
第１図（イ），（ロ）は本発明の第１実施例として示す
遊星歯車装置の図、第２図は前記遊星歯車装置の太陽歯
車と第１遊星歯車の歯形を示す模式図、第３図（イ），
（ロ）は前記歯形の変形例をそれぞれ示す模式図、第４
図（イ），（ロ）は本発明の第２実施例として示す遊星
歯車装置の構成を変えた図、第５図は従来の差動機構を
利用した遊星歯車装置を示す概略断面図、第６図は同遊
星歯車に作用する力を示す模式図である。 10,20……遊星歯車装置 11,21……駆動軸 12,22……太陽歯車 13,23……第１遊星歯車 14,24……第１内歯車 15,25……第２遊星歯車 16,26……第２内歯車 17,27……出力軸 ａ……インボリュート曲線 ｂ……エピサイクロイド曲線 ｃ……ハイポサイクロイド曲線
遊星歯車装置の図、第２図は前記遊星歯車装置の太陽歯
車と第１遊星歯車の歯形を示す模式図、第３図（イ），
（ロ）は前記歯形の変形例をそれぞれ示す模式図、第４
図（イ），（ロ）は本発明の第２実施例として示す遊星
歯車装置の構成を変えた図、第５図は従来の差動機構を
利用した遊星歯車装置を示す概略断面図、第６図は同遊
星歯車に作用する力を示す模式図である。 10,20……遊星歯車装置 11,21……駆動軸 12,22……太陽歯車 13,23……第１遊星歯車 14,24……第１内歯車 15,25……第２遊星歯車 16,26……第２内歯車 17,27……出力軸 ａ……インボリュート曲線 ｂ……エピサイクロイド曲線 ｃ……ハイポサイクロイド曲線
Claims (2)
- 【請求項１】駆動軸により回転する太陽歯車と、前記太
陽歯車と噛合して自転すると共に太陽歯車の軸位置を中
心として公転する第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車と
噛合し、かつ外部手段により回転を規制された第１内歯
車と、前記第１遊星歯車と同軸心上に固定され第１遊星
歯車と一緒に回転する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯
車と噛合して前記太陽歯車と同一軸心上を回転する第２
内歯車とを備えてなる遊星歯車装置において、 前記太陽歯車および前記第１遊星歯車の一方または両方
を、少なくとも１ピッチ噛合区間内において歯先と相手
歯車の歯底とを当接するように歯形設定することによ
り、 歯車半径方向に加わる力を相手歯底に支承させて、前記
遊星歯車を支承する遊星腕や遊星歯車軸を廃止したこと
を特徴とする遊星歯車装置。 - 【請求項２】前記歯先と前記相手歯車の歯底とが当接す
る歯形としてサイクロイド曲線を用いることを特徴とす
る請求項第１項に記載の遊星歯車装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306654A JP2646270B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 遊星歯車装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306654A JP2646270B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 遊星歯車装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168448A JPH03168448A (ja) | 1991-07-22 |
| JP2646270B2 true JP2646270B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17959713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306654A Expired - Lifetime JP2646270B2 (ja) | 1989-11-28 | 1989-11-28 | 遊星歯車装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2646270B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4140267B2 (ja) * | 2002-04-22 | 2008-08-27 | 株式会社ジェイテクト | 車両用差動歯車装置 |
| IL161601A0 (en) * | 2004-04-25 | 2004-09-27 | Josef Gurevich | Transmission mechanism |
| JP6170764B2 (ja) * | 2013-07-05 | 2017-07-26 | 桂川電機株式会社 | ベルト寄り調整機構 |
| JP6194436B1 (ja) * | 2015-12-25 | 2017-09-06 | オリジン電気株式会社 | 遊星歯車機構を組み合わせた回転伝達装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5292062A (en) * | 1976-01-28 | 1977-08-03 | Hirokazu Oshimi | Speed change gear |
| JPS535362A (en) * | 1976-07-02 | 1978-01-18 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | Planetary gear mechanism with internally and outernally contacted cycloid gears |
| JPS639803U (ja) * | 1986-06-30 | 1988-01-22 |
-
1989
- 1989-11-28 JP JP1306654A patent/JP2646270B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03168448A (ja) | 1991-07-22 |
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