JP2896080B2 - ギヤドモータのシリーズに用いられる変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギヤドモータのシリー
ズに用いられる変速機（減速機、あるいは入出力系を逆
にした場合は増速機）に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種モータ及び減速機を組合せて
成る複数のギヤドモータから構成され、複数の変速比を
選択可能としたギヤドモータのシリーズが広く市場に提
供されている。

【０００３】この種のギヤドモータのシリーズにおいて
は、相手機械に合せて用意した、一般に「枠番」と称さ
れる何種類かの大きさ別に前記複数の変速比が用意され
ている。ユーザは目的に応じたトルク（容量）、大き
さ、あるいは回転速度のギヤドモータを、このようにき
め細かく分類化されたギヤドモータのシリーズの中から
選べばよいことになる。

【０００４】従来、この種のギヤドモータの変速機の減
速部（増速機として用いるときは増速部、以下同じ）の
構造として、太陽歯車と、該太陽歯車と外接噛合する遊
星歯車と、該遊星歯車を保持する遊星枠と、前記遊星歯
車が内接噛合する内歯歯車とを備えたいわゆる単純遊星
歯車構造を採用した変速機が広く実用化されている。

【０００５】図７にその一例を示す。

【０００６】この減速機には第１、第２減速部Ａ、Ｂが
組込まれており、いずれも単純遊星歯車構造が採用され
ている。

【０００７】第１、第２減速部Ａ、Ｂとも、荷重等配を
実現するためにフロート構造とされた太陽歯車６０２、
７０２と、該太陽歯車６０２、７０２と外接噛合する遊
星歯車６０４、７０４と、該遊星歯車６０４、７０４が
内接噛合する内歯歯車６０６、７０６とを備える。遊星
歯車６０４、７０４は遊星枠（ディスク、あるいは出力
軸フランジ）６０８、７０８に保持されている。

【０００８】この減速機の他の構成の説明を兼ねなが
ら、作用を簡単に説明する。

【０００９】入力軸６１０が回転するとカップリング６
１１を介して太陽歯車６０２が回転する。太陽歯車６０
２が回転すると遊星歯車６０４がケーシング６１２に固
定された内歯歯車６０６に内接しながら該太陽歯車６０
２の外周を公転する。

【００１０】遊星歯車６０４は支持ピン６１４により軸
受６１６を介して支持されており、この支持ピン６１４
の太陽歯車６０２に対する公転がディスク（遊星枠）６
０８に伝達される。ディスク６０８が回転すると、該デ
ィスク６０８に連結された第２減速部Ｂの太陽歯車７０
２が回転する。太陽歯車７０２が回転すると遊星歯車７
０４がケーシング６１２に固定された内歯歯車７０６に
内接しながら該太陽歯車７０２の外周を公転する。

【００１１】遊星歯車７０４は支持ピン７１４に軸受７
１６を介して支持されており、該支持ピン７１４の太陽
歯車７０２に対する公転が出力軸フランジ（遊星枠）７
０８に伝達される。出力軸フランジ７０８は出力軸６２
０とスプライン結合しており、該出力軸フランジ７０８
の回転により出力軸６２０が回転する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述したようなギヤド
モータのシリーズにおいては、従来当該シリーズ中に用
意すべきギヤドモータの各部品をできるだけ共用化し、
シリーズ全体としての部品の種類を減らすことが管理費
や加工費等を低減する上で重要とされている。

【００１３】しかしながら、遊星歯車を保持するための
遊星枠に関しては、これを変速比が異なる毎に制作しな
ければならないという問題があった。

【００１４】それは、変速比を変更するためには遊星枠
に保持すべき遊星歯車の歯数（直径）を異ならせる必要
があるため、該遊星枠に形成される遊星歯車の支持ピン
の保持孔の軸中心からの距離が、各変速比毎に異なって
しまうためである。そのため変速比毎に、この保持孔の
形成位置の異なる遊星枠を制作しなければならないとい
う不具合があったものである。

【００１５】更に、一般に遊星枠は出力軸と一体的に制
作されることが多いため、変速機の部品の中でもかなり
の重量物である出力軸を含めた遊星枠を多種類揃えるの
は在庫管理の面でも好ましくなかった。

【００１６】これを避けるためには、図７に示されるよ
うに、遊星枠（出力軸フランジ７０８）と出力軸６２０
とを分離し、出力軸６２０についてはこれを共用すると
いう方法が採用し得るがそれでも出力軸フランジ７０８
自体についてはやはり変速比の数だけ異なる部品を用意
する必要があり、又、出力軸フランジ７０８と出力軸６
２０とが別部品とされていることから組立工数が増加す
る上に、部品点数もあまり低減できないという問題があ
った。

【００１７】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、異なる変速比のギヤドモータに
対して共通に使える遊星枠を提供し、もって部品点数の
大幅削減を図ると共に、遊星枠と出力軸との一体化も不
具合を発生することなく実現することのできるギヤドモ
ータのシリーズに用いられる変速機を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、各種モータ及
び変速機を組合せて成る複数のギヤドモータから構成さ
れ、相手機械に対する取合寸法が同一という条件下で複
数の変速比を選択可能としたギヤドモータのシリーズに
用いられる前記変速機であって、太陽歯車、該太陽歯車
と外接噛合する遊星歯車、該遊星歯車を保持する遊星
枠、及び前記遊星歯車と内接噛合する内歯歯車を備えた
単純遊星歯車変速部を備えた、ギヤドモータのシリーズ
に用いられる変速機において、前記遊星枠に、前記複数
の変速比を実現するために選択的に組込む可能性のある
複数種の前記遊星歯車に対応して、それぞれの遊星歯車
を支持する支持ピンを保持するための保持孔を複数形成
したことにより、上記課題を解決したものである。

【００１９】

【作用】本発明においては、遊星歯車を保持する遊星枠
に、従来のように只１つの変速比に対応する遊星歯車を
保持するための（支持ピンの）保持孔を形成するのでは
なく、複数の変速比を実現するために選択的に組込む可
能性のある複数種の遊星歯車に対応して、それぞれの遊
星歯車を支持する支持ピンを保持するための保持孔を複
数形成するようにした。

【００２０】これによって、変速比の異なる遊星歯車を
同一の遊星枠に（只それに対応する支持ピン保持孔を選
択するという作業を行うだけで）共用して取付けること
ができるようになった。

【００２１】遊星枠の部品点数自体を低減できるため、
これと出力軸を一体的に制作することも支障なくできる
ようになり、一層の部品点数の低減化を図れるようにな
った。

【００２２】なお、本発明は、遊星枠の共用化が図れる
ことに鑑み、後述する実施例のように、遊星枠を遊星歯
車の軸方向両側に一対配置し、遊星歯車の支持ピンを両
持ち支持すると共に、該一対の遊星枠をそれぞれ独立し
てケーシングに回転自在に支持させるような構造を取る
ことが部品点数の増大を生じることなく実現できるよう
になる。

【００２３】この構造は、遊星歯車を共にケーシングに
直接的に支持された遊星枠によって保持することから、
遊星歯車を極めて精度良く組付けることができるもので
あり、実施例で説明するように、優れた耐久性を確保す
ると共に、従来は必須であった支持ピンと遊星歯車との
間の軸受をも省略できるようになるという付加効果も得
られるものである。

【００２４】なお、このように遊星枠を一対備える場合
には、遊星歯車の支持ピンに接線方向の力がかからない
ように該一対の遊星枠を相対回転不能に互いに固定・連
結するのが望ましいが、この場合に複数設けられている
支持ピン保持孔のうち、当該変速比においては使用しな
い保持孔を利用して、ここにキャリアピンを貫通するこ
とによって両者を連結するようにすると非常に容易に連
結できるようになる。

【００２５】即ち、複数開けた支持ピン保持孔の一部を
一対の遊星枠を連結するための貫通孔として利用するこ
とができるようになるものである。

【００２６】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００２７】図１は本発明が適用された減速機の一部破
断の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図であ
る。

【００２８】この減速機はモータと連結されることによ
り、いわゆるギヤドモータ用の減速機として用いられて
いる。

【００２９】この減速機は、太陽歯車４０２と、該太陽
歯車４０２と外接噛合する遊星歯車４０４と、該遊星歯
車４０４が内接噛合する内歯歯車４０６とを備えた単純
遊星歯車構造をその減速部Ｃの構造として採用してい
る。

【００３０】前記太陽歯車４０２は、入力軸４１０とス
プライン結合されており、特に荷重等配を実現するため
のフロート構造は採用されていない。入力軸４１０は、
カップリング４１１を介してモータ軸４３０と連結され
ている。

【００３１】前記遊星歯車４０４は、太陽歯車４０２と
外接噛合すると共に、内歯歯車４０６と内接噛合してい
る。

【００３２】この遊星歯車４０４は、支持ピン４１４に
より滑り回転自在に支持されている。支持ピン４１４
は、一対の遊星枠に滑り回転自在に両持ち支持されてい
る。具体的にはこの実施例では入力軸側（図１中の右
側）に配置されたキャリア４０８Ａと出力軸４２０に一
体的に成形された出力軸フランジ４０８Ｂが一対の遊星
枠を構成している。キャリア４０８Ａ、出力軸フランジ
４０８Ｂには支持ピン保持孔４５０、４５２が形成され
ており、支持ピン４１４はこの支持ピン保持孔４５０、
４５２に滑り回転自在に両持ち支持されている。

【００３３】両遊星枠、即ちキャリア４０８Ａ、出力軸
フランジ４０８Ｂは、共にそれぞれ独立してケーシング
４１２に軸受４１６Ａ、４１６Ｂを介して（太陽歯車４
０２と同軸に）回転自在に支持されている。

【００３４】なお、この軸受４１６Ａ、４１６Ｂは、支
持ピン４１４が軸方向に抜けるのを防止するためのスト
ッパの機能をも果している。

【００３５】前記内歯歯車４０６はケーシング４１２に
固定されており、前記入力軸４１０は前記一対の遊星
枠、即ちキャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ４０８Ｂ
に玉軸受４３６Ａ、４３６Ｂを介して支持されている。

【００３６】前記キャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ
４０８Ｂ（一対の遊星枠）は、（支持ピン４１４とは別
の部材である）キャリアピン４４０によって強固に固定
・連結されている。具体的には、キャリアピン４４０の
一端側にはスナップリング４４２が嵌め込まれている。
又、キャリアピン４４０の他端側には雌ねじ４４０Ａが
形成されている。更にキャリア４０８Ａ及び出力軸フラ
ンジ４０８Ｂにはキャリアピン孔４４１Ａ、４４１Ｂが
形成されている。キャリアピン４４０は、スペーサ４４
４を介在させた状態でこのキャリアピン孔４４１Ａ、４
４１Ｂに貫通される。そして該キャリアピン４４０の雌
ねじにナット４４６を螺合・締付けることによりキャリ
ア４０８Ａ、出力軸フランジ４０８Ｂが連結される。

【００３７】このキャリアピン４４０によるキャリア４
０８Ａ及び出力軸フランジ４０８Ｂの連結は、必ずしも
必須のものではないが、キャリアピン４４０が存在する
ことにより、両遊星枠は必ず同速度で一体回転するた
め、支持ピン４１４に公転軌道接線方向の偏加重が発生
するのを効果的に防止することができ、支持ピン４１４
を常に良好に支持することができるようになる。

【００３８】ここで、図４〜図６に減速比１／３、１／
４、１／５の３種類の変速比を実現する際に必要となる
遊星歯車４０４（１／３）、４０４（１／４）、４０４
（１／５）の支持ピン保持孔４５２（１／３）、４５２
（１／４）、４５２（１／５）、太陽歯車４０２（１／
３）、４０２（１／４）、４０２（１／５）、及びキャ
リアピン４４０の（出力軸フランジ４０８Ｂ側の）位置
関係を示す。

【００３９】又、図３にはこれらの支持ピン保持孔４５
２が干渉せずに形成された様子を示す。図３から明らか
なように、各支持ピン保持孔４５２はそれぞれの孔に対
応する遊星歯車４０４が組込まれた時に当該遊星歯車４
０４とキャリアピン４４０のキャリアピン孔４４１Ｂが
干渉しないような位置に形成されている。

【００４０】なお、全く同様な支持ピン保持孔４５２が
キャリア４０８Ａ側にも形成されている。

【００４１】次にこの減速機の作用を説明する。

【００４２】モータ軸４３０が回転するとカップリング
４１１を介して入力軸４１０が回転し、これとスプライ
ン結合されている太陽歯車４０２が同速回転する。太陽
歯車４０２が回転すると、遊星歯車４０４がケーシング
４１２に固定された内歯歯車４０６に内接しながら太陽
歯車４０２の外周に沿って公転する。

【００４３】この公転は、支持ピン４１４を介して一対
の遊星枠、即ちキャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ４
０８Ｂに伝達される。出力軸フランジ４２０側に伝達さ
れた公転の動力は直接、キャリア４０８Ａ側に伝達され
た公転の動力はキャリアピン４４０、出力軸フランジ４
０８Ｂを介してそれぞれ出力軸４２０に伝達される。

【００４４】この際、キャリア４０８Ａ及び出力軸フラ
ンジ４０８Ｂは共にそれぞれ独立してケーシングに玉軸
受４１６Ａ、４１６Ｂを介して支持されているため、支
持ピン４１４の組付け及び回転精度を極めて高く維持す
ることができる。又出力軸４２０側からのラジアル方向
の負荷に対しても減速機全体として高い剛性を確保で
き、従って入力軸４１０やその他の部材も精度よく支持
することができる。そのため太陽歯車４０２をフロート
させる必要がなくなり、それだけ低騒音化できる。

【００４５】更に、このキャリア４０８Ａ及び出力軸フ
ランジ４０８Ｂはキャリアピン４４０を介して強固に固
定・連結されているため、両者は必ず同速で回転し、そ
の分支持ピン４１４に公転軌道接線方向の偏荷重がかか
るのが防止される。

【００４６】又支持ピン４１４は遊星歯車４０４に対し
て滑り回転自在とされると共に、キャリア４０８Ａ、出
力軸フランジ４０８Ｂに対しても（固定ではなく）滑り
回転自在とされいるため、その分該支持ピン４１４と遊
星歯車４０４との相対滑り速度が低減される。従って、
支持ピン４１４自体の高い組付け精度と相俟って（軸受
けがなくても）遊星歯車４０４を長期に亘って円滑に回
転支持することができる。そのため軸受騒音がなくなり
一層の低騒音化が実現できる上に、部品点数もそれだけ
低減できる。

【００４７】ここで、例えば本減速機を減速比１／３の
減速機として組付ける場合には、図３、図４に示される
ように小さめの遊星歯車４０４（１／３）を支持ピン保
持孔４５２（１／３）を用いて組付けることにより実現
できる。又、減速比１／４の減速機を製作する場合に
は、図３及び図５に示されるように、前述した遊星歯車
４０４（１／３）より若干大きめの遊星歯車４０４（１
／４）を支持ピン保持孔４５２（１／４）を利用して組
付けるようにする。更に、減速比１／５の減速機を得る
には、より大きな遊星歯車４０４（１／５）を支持ピン
保持孔４５２（１／５）を利用して組付けるようにす
る。

【００４８】いずれの場合も出力軸フランジ４０８Ｂは
同一のものを使用でき、又、いずれの場合でも遊星歯車
４０４とキャリアピン４４０とが干渉することがない。
なお、全く同様な作用がキャリア４０８Ａ側にも得られ
る。

【００４９】ところで、この実施例では、一対の遊星枠
を結合するためのキャリアピンを貫通するためのキャリ
アピン孔を支持ピン保持孔とは別に形成するようにして
いたが、本発明では、もともと複数の変速比用に支持ピ
ン保持孔が多数形成されていることから、この一対の遊
星枠を結合する際に当該変速比においては使用しない支
持ピン保持孔の一部をキャリアピンを貫通させるための
キャリアピン孔として使用することもできるようにな
る。図３の例で言えば、例えば減速比１／３を得るため
に支持ピン保持孔４５２（１／３）を使用するときは、
支持ピン保持孔４５２（１／４）が全く支障なくキャリ
アピン孔として使用できる。

【００５０】この場合は、専用の（固定された）キャリ
アピン孔を設けるのに比べ遊星歯車との干渉の問題もよ
り容易に解消できるため、より多くの変速比に対応する
支持ピン保持孔を形成することも可能となる。多くの種
類の変速比に対応させる支持ピン保持孔を（多数）形成
した場合には、当該変速比に対応する遊星歯車に対する
支持ピン保持孔と干渉しない保持孔も多数存在するよう
になるため、この干渉しない支持ピン保持孔を複数キャ
リアピン用の孔として利用するようにすれば、強度上も
特に問題は生じない。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
従来各変速比毎に制作するのが必須とされていた遊星枠
を複数の変速比において共通化して用いることができる
ようになり、その結果部品点数の削減、管理費の低減等
の優れた効果が得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されたギヤドモータの変速機部分
の一部破断の正面図

【図２】図１の矢示II−II線に沿う断面図

【図３】出力軸フランジに形成される支持ピン保持孔及
びキャリアピン孔等の位置関係を示した正面図

【図４】減速比１／３を実現する際の各要素の噛合状態
を示した正面図

【図５】減速比１／４を実現する際の各要素の噛合状態
を示した正面図

【図６】減速比１／５を実現する際の各要素の噛合状態
を示した正面図

【図７】従来の単純遊星歯車構造を採用した、ギヤドモ
ータに用いられる変速機の図１相当の正面図

【符号の説明】

Ｃ…減速部 ４０２…太陽歯車 ４０４…遊星歯車 ４０６…内歯歯車 ４０８Ａ…キャリア（遊星枠） ４０８Ｂ…出力軸フランジ（遊星枠） ４１０…入力軸 ４１１…カップリング ４１２…ケーシング ４１４…支持ピン ４２０…出力軸 ４３０…モータ軸 ４１６Ａ、４１６Ｂ、４３６Ａ、４３６Ｂ…玉軸受 ４４０…キャリアピン ４４１…キャリアピン孔 ４４４…スペーサ ４５０、４５２…支持ピン保持孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−22706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭47−35561（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184255（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−73244（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−29950（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭43−29233（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭37−5349（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭49−34214（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭45−23619（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭40−14983（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 1/32

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各種モータ及び変速機を組合せて成る複数
   のギヤドモータから構成され、相手機械に対する取合寸
   法が同一という条件下で複数の変速比を選択可能とした
   ギヤドモータのシリーズに用いられる前記変速機であっ
   て、 太陽歯車、該太陽歯車と外接噛合する遊星歯車、該遊星
   歯車を保持する遊星枠、及び前記遊星歯車と内接噛合す
   る内歯歯車を備えた単純遊星歯車変速部を備えた、ギヤ
   ドモータのシリーズに用いられる変速機において、 前記遊星枠に、前記複数の変速比を実現するために選択
   的に組込む可能性のある複数種の前記遊星歯車に対応し
   て、それぞれの遊星歯車を支持する支持ピンを保持する
   ための保持孔を複数形成したことを特徴とするギヤドモ
   ータのシリーズに用いられる変速機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記遊星枠を前記遊星歯車の軸方向両側に一対配置し、
   前記遊星歯車の支持ピンを両持ち支持すると共に、該一
   対の遊星枠をそれぞれ独立してケーシングに回転自在に
   支持したことを特徴とするギヤドモータのシリーズに用
   いられる変速機。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記一対の遊星枠を前記支持ピンと別の部材によって互
   いに固定・連結したことを特徴とするギヤドモータのシ
   リーズに用いられる変速機。
4. 【請求項４】請求項３において、 前記一対の遊星枠を互いに固定・連結するための手段
   が、各遊星枠に複数設けられている前記保持孔のうち、
   当該変速比においては使用しない保持孔にキャリアピン
   を貫通させるものであるギヤドモータのシリーズに用い
   られる変速機。