JP3799950B2 - 遊星歯車装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は各種減速機として用いられる遊星歯車装置に関し、更に詳しくは、内歯車を出力ハウジング内に相対回転不能に収容し、その出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出す構造の遊星歯車装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
遊星歯車装置においては、一般に、太陽歯車と内歯車を同軸上に設け、これらの間に、これら両歯車に噛み合い、かつ、保持板に対して回転自在に支持された1個もしくは複数個の遊星歯車を配置した構造をとり、太陽歯車、保持板および内歯車のうち一つを固定し、他の二つを入・出力軸として、減速もしくは増速などの機能を担わせる。
【0003】
このような遊星歯車装置とトラクションドライブ(摩擦ローラ式変速装置)とを組み合わせた減速機が知られている。その構成例を図4に縦断面図で示す。この種の減速機においては、入力側に太陽ローラ11、遊星ローラ12および外輪13等からなるトラクションドライブ1を設け、そのトラクションドライブ1の回転出力を遊星歯車装置2により更に減速して、出力ハウジング5を介して外部に伝達する。
【0004】
すなわち、トラクションドライブ1の太陽ローラ11は入力軸3に固定されて回転が与えられ、また、外輪13はその内周面と太陽ローラ11の外周面との間に楔状の環状空間を形成すべく、太陽ローラ11の回転中心軸から僅かに偏った位置において固定部材4に固定されており、その間に複数の遊星ローラ12が配置されている。この構成により、太陽ローラ11の回転時に遊星ローラ12は自転しつつ太陽ローラ11の回りを公転する。遊星ローラ12は支持板14によって自転自在に支持されており、従って支持板14は遊星ローラ12の公転により自転する。支持板14は遊星歯車装置2の太陽歯車21に対して圧入等の手法により固定されており、従って、入力軸3から入力された回転動力はトラクションドライブ1を介して遊星歯車装置2の太陽歯車21に伝達される。
【0005】
太陽歯車21の回転は、当該太陽歯車21および内歯車23の双方に噛み合う遊星歯車22を介して内歯車23に伝達される。すなわち、遊星歯車22はピン24に回転自在に支持されており、そのピン24は、ギアキャリアプレート25aとバックアッププレート25bとからなる2枚一組の保持板25に支持されており、この保持板25は装置ケーシング等の固定部材4に固定され、従って、太陽歯車21が回転することにより、遊星歯車22を自転させると同時に内歯車23を回転させる。そして、この内歯車23は出力ハウジング4内に相対回転不能に収容されているとともに、この出力ハウジング5は固定軸6に対して軸受7を介して回転自在に支持されており、この出力ハウジング5を介して内歯車23の回転が外部に取り出される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の遊星歯車装置を用いた減速機によると、歯車機構の噛み合い音(振動)が内歯車を介して直接出力ハウジング5に伝わるため、振動・騒音が発生しやすいという問題がある。
【0007】
また、固定軸6と出力ハウジング5との芯ずれがあると、遊星歯車22が内歯車23に対して無理に噛み合った状態となるため、良好な歯当たりが得られず、このことも振動・騒音の原因となり、また、歯車寿命の低下にも繋がる。
【0008】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来の装置に比して駆動時における騒音や振動の発生を大幅に抑制することのできる遊星歯車装置の提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の遊星歯車装置は、太陽歯車と内歯車の間に、これら両者に噛み合い、かつ、保持板に回転自在に支持された遊星歯車が設けられ、上記内歯車は出力ハウジング内に相対回転不能に収容され、この出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出すよう構成された遊星歯車装置において、上記内歯車の外周は円筒部とその一端側に形成されたフランジ部とからなり、そのフランジ部は互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成され、かつ、上記出力ハウジングには、その内歯車の円筒部およびフランジ部を収容する凹部が形成され、その凹部は、互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成されているとともに、上記内歯車の円筒部と上記出力ハウジングの凹部との間、および、上記内歯車のフランジ部側端面と上記出力ハウジングの凹部の底部との間に、それぞれ緩衝部材が介在し、上記内歯車は、上記フランジ部の二面幅の部分のみが上記出力ハウジングに対して直接接触して回転動力を伝達するように構成されていることによって特徴づけられる(請求項1)。
【0010】
ここで、本発明においては、緩衝部材としてゴム等の弾性材料を上記した各間に挿入した構成(請求項2)を好適に採用することができる。
【0011】
本発明の構成によれば、内歯車の外周を円筒部と二面幅を備えたフランジ部とによって構成し、その内歯車を収容する出力ハウジングの凹部は二面幅を備えた形状として、内歯車の円筒部と凹部の間、および、内歯車のフランジ部側の端面と凹部底面との間に、それぞれ緩衝部材を介在させることにより、内歯車はそのフランジ部の二面幅の部分のみが出力ハウジングに直接接触してその回転を伝達するように構成しているので、内歯車は出力ハウジングに対して必要最小限の領域で直接接触して回転を伝達し、遊星歯車装置の各歯車の噛み合い音は径方向および軸方向において各緩衝部材によってその多くが吸収される結果、その噛み合い音が出力ハウジングに伝わることを遮断もしくは低減させることができ、振動・騒音の発生を抑制することができる。
【0012】
また、請求項2に係る発明のように、緩衝部材として弾性材料を用いて、これを内歯車と出力ハウジングの径方向への間を含めて介在させると、上記の作用に加えて、出力ハウジングと固定軸との間に芯ずれがあっても弾性材料が適宜に弾性変形して内歯車の出力ハウジング内での位置を自動的に調整することができ、歯車機構の無理な噛み合い状態を回避することができ、芯ずれに伴う振動・騒音の発生の抑制並びに歯車寿命の低下を抑制を達成することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図である。この実施の形態は、先に示した図4に示した減速機に本発明を適用した例を示すものであり、図1においては、図4に示したものと同等の部材については同一の符号を付して示している。
【0014】
図4に示した減速機と同様に、トラクションドライブ1の太陽ローラ11は入力軸3に対して固定され、その入力軸3の回転により太陽ローラ11が回転し、支持板14に回転自在に支持された遊星ローラ12を自転および公転させ、これに伴う支持板14の回転が、その支持板14に対して固定された遊星歯車装置2の太陽歯車21に伝達される。
【0015】
遊星歯車装置2は図4の装置と同様に太陽歯車21、遊星歯車22、内歯車23、遊星歯車22を回転自在に支持するピン24、そのピン24を両端部において支持するギアキャリアプレート25aとバックアッププレート25bとからなる2枚一組の保持板25を主体として構成されている。
【0016】
遊星歯車装置2の各構成部材についてより詳細に説明すると、ギアキャリアプレート25aはその外周側の端部がトラクションドライブ1の外輪13とともに固定部材4に固定され、内周側の端部は固定軸6に対して溶接により固定されている。
【0017】
バックアッププレート25bは、その外周側の端部がギアキャリアプレート25aと同様に固定部材4に固定されており、遊星歯車22を回転自在に支持するピン24は、その両端部がこれらのギアキャリアプレート25aとバックアッププレート25bに固定されている。また、内歯車23は、後述する構成のもとに出力ハウジング5内に相対回転不能に収容されており、この出力ハウジング5は軸受7によって固定軸6の回りを回転自在に支持されている。
【0018】
このような構成により、図4の装置と同様に、入力軸3の回転がトラクションドライブ1を介して太陽歯車21に伝達され、その太陽歯車21が回転することにより、遊星歯車22は自転して内歯車23を回転させ、出力ハウジング5に回転動力を伝達する。
【0019】
さて、以下に詳述するように、内歯車23は出力ハウジング5内に2つのラバーマウント8a,8bを介して収容され、しかも両者は互いに相対回転不能となっている。
【0020】
すなわち、図2に本発明の実施の形態の内歯車23と出力ハウジング5とを抽出して示す分解斜視図を示すように、出力ハウジング5は、内歯車23を挿入すべくトラクションドライブ1側の一端に開口部5aを持つ凹部5bが形成され、その底部には内歯車23の挿入端を規制するための当たり部5cが形成されている。また、この出力ハウジング5の凹部5bの内周面の形状は、互いに平行な二つの面5d,5eを有する、つまり二面幅を有する異形形状となっている。
一方、内歯車23の外周面は、円筒部23aとその一端側に外方に突出するフランジ部23bを有しており、そのフランジ部23bの外形形状についても、互いに平行な二つの面23c,23dからなる二面幅を備えた異形形状となっている。このフランジ部23bの外径寸法は、出力ハウジング5の凹部5bの内径寸法に比して全体として小さく、これら両者間には所定の隙間が形成されるようになっている。そして、内歯車23の円筒部23aと凹部5bの間にリング状のラバーマウント8aが挿入されている。
【0021】
また、内歯車23と出力ハウジング5の凹部5b内の当たり部5cとの間にもリング状のラバーマウント8bが挿入されている。内歯車23および各ラバーマウント8a,8bの出力ハウジング5内での軸方向への固定は、出力ハウジング5の開口部5aにかしめ爪9を設けることによって行われている。また、各ラバーマウント8a,8bの材質は、例えばブタジエン・アクリロニトリルゴムやブタジエンゴム等の耐油性に富んだゴム等を用いることができる。
【0022】
以上の本発明の実施の形態によると、内歯車23が回転したとき、その二面幅の部分が出力ハウジング5の凹部5bの二面幅の部分に接触することによって、その回転動力が出力ハウジング5に伝達される。そして、内歯車23と出力ハウジング5とは、ラバーマウント8bの存在によって軸方向には全く接触せず、また、ラバーマウント8aの存在によって径方向には二面幅の部分のみの必要最小限の領域しか接触しないため、遊星歯車装置2の各歯車の噛み合い音は各ラバーマウント8a,8bによってその多くが吸収され、出力ハウジング5にまで伝わることを従来に比して大幅に抑制することができる。
【0023】
また、出力ハウジング5と固定軸6との芯ずれがあっても、内歯車23の外周は出力ハウジング5の凹部5b内にラバーマウント8aを介して径方向に位置決めされることになるため、このラバーマウント8aの弾性変形により、内歯車23が遊星歯車22に対して適正な噛み合い状態となるように自動的に位置調整され、無理な噛み合い状態を回避することができ、振動・騒音の発生を防止することができると同時に、歯車寿命を低下させることもない。
【0024】
ここで、以上のような減速機においては、回転方向を規制するため、内歯車23の外周部に一方向クラッチを配置する場合がある。このような減速機に対しても本発明を等しく適用することができる。図3にその例を縦断面図で示す。
【0025】
この例において、一方向クラッチ10はスプラグタイプであって、複数のスプラグ101と、外輪102、および各スプラグ101を周方向一定の向きに付勢する付勢部材(図示せず)によって構成され、各スプラグ101は外輪102と内歯車23′の間に形成される環状空間内に配置され、これら両者に対して接触する。
【0026】
この例における内歯車23′は、その外周面が一様な円筒面であり、一方向クラッチ10の外輪102の外周面が、図1,図2に示した実施の形態における内歯車23の外周面と同様、円筒部102aとその一端部に突出するフランジ部102bを有し、そのフランジ部102bの外形形状が二面幅を有する異形形状とされている。また、出力ハウジング5の凹部5bの内周面の形状も、先の実施の形態における出力ハウジング5の凹部5bと同様に二面幅を有する異形形状とされ、この一方向クラッチ10の外輪102が出力ハウジング5内に相対回転不能に収容されている。内歯車23′は、一方向クラッチ10の回転伝達方向には外輪10bに対して相対回転不能となるが、その逆向きの相対回転は許容され、従って、内歯車23′が一定の向きに回転するときにのみ、一方向クラッチ10を介して出力ハウジング5が回転する。
【0027】
そして、この例においては、先の例におけるラバーマウント8aと同等のものが一方向クラッチ10の円筒部102aの外周面と出力ハウジング5の凹部5bの内周面の間に挿入されており、同じくラバーマウント8bが出力ハウジング5の凹部bの底部に形成された当たり部5cと、一方向クラッチ10および内歯車23′の間に挿入されている。
【0028】
このような構成においても、内歯車23′から出力ハウジング5に伝わる歯車機構の噛み合い音、および、内歯車23′から一方向クラッチ10を介して出力ハウジング5に伝わる歯車機構の噛み合い音は、ラバーマウント8a,8bに吸収され、先の例と同様にして出力ハウジング5に伝わることを抑制することができる。
【0029】
また、内歯車23′の出力ハウジング5内での径方向への位置は、先の例と同様にしてラバーマウント8aの弾性変形により移動することができるため、出力ハウジング5と固定軸6との間に芯ずれがあっても、内歯車23′が自動的に適宜の位置に移動し、遊星歯車22に対する無理な噛み合い状態を回避することができ、それに伴う振動・騒音の発生並びに歯車寿命の低下を防止することができる。
【0030】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内歯車の外周を円筒部と二面幅形状有するフランジ部とからなるものとし、その内歯車を相対回転不能に収容するハウジングの凹部は二面幅形状を有するものとして、その凹部と内歯車の円筒部の間、および、その凹部底面と内歯車のフランジ部側の端面の間にそれぞれ緩衝部材を介在させているので、内歯車はそのフランジ部に形成している二面幅の部分のみがハウジング凹部の二面幅部分にのみ直接接触してその回転を伝達し、他の部分はハウジングに対して直接接触せずに緩衝部材が介在することになり、内歯車を含む遊星歯車機構の噛み合い音が緩衝部材により吸収されて出力ハウジングに伝わることを抑制することができ、振動・騒音の少ない遊星歯車装置が得られる。
【0031】
また、緩衝部材としてゴム等の弾性材料を用い、これを内歯車と出力ハウジングの径方向並びに軸方向への間に挿入すると、出力ハウジングの固定軸に対する芯ずれがあっても、その弾性材料の変形によって出力ハウジング内で内歯車が適宜に移動し、遊星歯車に対する無理な噛み合い状態を回避することができ、芯ずれに起因する振動・騒音を抑制することができるとともに、歯車寿命の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図2】図1の実施の形態の内歯車23と出力ハウジング5の関係を示す分解斜視図である。
【図3】本発明の他の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図4】遊星歯車装置とトラクションドライブとを組み合わせた従来の減速機の構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 トラクションドライブ
11 太陽ローラ
12 遊星ローラ
13 外輪
14 支持板
2 遊星歯車装置
21 太陽歯車
22 遊星歯車
23,23′ 内歯車
23a 円筒部
23b フランジ部
24 ピン
25 保持板
25a ギアキャリアプレート
25b バックアッププレート
3 入力軸
4 固定部材
5 出力ハウジング
5a 開口部
5b 凹部
5c 当たり部
6 固定軸
7 軸受
8a,8b ラバーマウント
10 一方向クラッチ
101 スプラグ
102 外輪
102a 円筒部
102b フランジ部
Claims (2)
- 太陽歯車と内歯車の間に、これら両者に噛み合い、かつ、保持板に回転自在に支持された遊星歯車が設けられ、上記内歯車は出力ハウジング内に相対回転不能に収容され、この出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出すよう構成された遊星歯車装置において、
上記内歯車の外周は円筒部とその一端側に形成されたフランジ部とからなり、そのフランジ部は互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成され、かつ、上記出力ハウジングには、その内歯車の円筒部およびフランジ部を収容する凹部が形成され、その凹部は、互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成されているとともに、上記内歯車の円筒部と上記出力ハウジングの凹部との間、および、上記内歯車のフランジ部側端面と上記出力ハウジングの凹部の底部との間に、それぞれ緩衝部材が介在し、上記内歯車は、上記フランジ部の二面幅の部分のみが上記出力ハウジングに対して直接接触して回転動力を伝達するように構成されていることを特徴とする遊星歯車装置。 - 上記緩衝部材が弾性材料からなることを特徴とする請求項1に記載の遊星歯車装置。
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