JP4590299B2

JP4590299B2 - 遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造

Info

Publication number: JP4590299B2
Application number: JP2005128779A
Authority: JP
Inventors: 好一上山
Original assignee: Nidec Shimpo Corp
Current assignee: Nidec Drive Technology Corp
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2025-04-27
Also published as: JP2006307910A

Description

本発明は、遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造に関する。

従来、駆動源の駆動力を受けて回動する回転軸に接続されこの回転軸とともに回動する太陽歯車と、太陽歯車に空隙を介して同軸状に配設された内歯車と、空隙に配設され太陽歯車及び内歯車に螺合する複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持すると共に太陽歯車と同軸状に回転自在に支持されたキャリアと、を備え、内歯車を固定し、太陽歯車の回転速度をキャリアを介して減速する遊星歯車減速機が知られている。また、歯車同士が噛み合って回動する際に発生する騒音を低減するために、前記の各歯車にはすば歯車が用いられている遊星歯車減速機がある。

ところで、はすば歯車を用いた遊星歯車減速機は、はすば歯車の歯筋が回転軸に対して傾斜しているので、太陽歯車の回動に伴って、太陽歯車と遊星歯車との間に回転軸に沿って荷重（以下、スラスト力という）が発現し、キャリアがスラスト方向に遊びをもって支持されている場合、遊星歯車と太陽歯車との間にスラスト方向に変位が生じ、このスラスト方向の変位による回転角の増減が生じ、回転精度を損なう虞がある。

そこで、キャリアのスラスト方向の両側にケーシングに支持されたガイド板を配設し、この一対のガイド板によってキャリアの両端をスライド自在に挟着することにより、キャリア及び遊星歯車のスラスト方向の変位を防止するように構成された遊星歯車減速機がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１７３７３３

しかしながら、特許文献１に記載された遊星歯車減速機の構成によれば、当該遊星歯車減速機の駆動に伴って、キャリアとガイド板との間に摺動による摩擦が生じて摺動抵抗が発現し、回転駆動力を損なう虞がある。

そこで、本発明は、遊星歯車減速機において、キャリアをスラスト方向に変位することがないように位置規制できると共に回動力を抑制することがないように支持でき、優れた回転精度と効率の良い動力伝達を得ることができるキャリアの回動支持構造を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、太陽歯車の回動に伴って該太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車と、前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、軸受を介してケーシング部材に回動自在に支持された第一キャリアと、を備え、前記軸受は、転動体を介して外輪と内輪が回動自在に係合して構成され、前記内輪が前記第一キャリアの外周に固定され、且つ、前記外輪が前記ケーシングに径方向にスライド自在に軸方向に挟持され、前記外輪の外周と前記ケーシングの内壁との間に間隙が構成され、該間隙に該外輪を内径方向に付勢する弾性部材が装着されている、ことを特徴とする。

請求項１に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造によれば、第一キャリアが軸受を介してケーシングに回動自在に支持され、軸受の内輪が第一キャリアの外周に固定されると共に軸受の外輪がケーシングに径方向にスライド自在に軸方向に挟持され、且つ、外輪の外周とケーシングの内壁との間に間隙が構成され、この間隙に外輪を内径方向に付勢する弾性部材が装着されているので、第一キャリアの回転中心のバラツキを抑制できると共に第一キャリアのスラスト方向の変位を抑制でき、優れた回転精度と効率の良い動力伝達を得ることができる。

次に、請求項１に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造は、請求項２に記載の発明のように、前記第一キャリアに同軸状に接続され該キャリアと共に回動する第二太陽歯車と、前記第二太陽歯車の外周に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車と、前記空隙に配設され前記第二太陽歯車及び第二内歯車に噛合し、該第二太陽歯車の回動に伴って該第二太陽歯車の周囲を公転する第二遊星歯車と、第二遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシング部材に回転自在に支持された第二キャリアと、を備えている際には、第二太陽歯車が第二遊星歯車と噛合することによって発現するスラスト力が第一キャリアに伝達しても、第一キャリアがスラスト方向に変位することがないように軸受を介して位置規制でき、優れた回転精度と効率の良い動力伝達を得ることができる。

次に、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造において、前記第一キャリアが、一端側が前記軸受を介して前記ケーシングに支持されると共に、他端側が前記第二太陽歯車と第二遊星歯車との噛合を介して前記第二キャリアに支持されていることを特徴とする。

請求項３に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造によれば、第一キャリアが、一端側が軸受を介してケーシングに支持されると共に、他端側が第二太陽歯車、第二遊星歯車を介して第二キャリアに支持されているので、第一キャリアが径方向にフレキシブルに支持され、延いては、各歯車間の滑らかな噛合を得ることができる。つまり、第一キャリアは、各歯車間の噛合が円滑に行われるように、径方向には他端側が各歯車の噛合によってフレキシブルに支持されている。そして、本発明の遊星歯車減速機は第一キャリアの一端側が軸受及び弾性部材を介してケーシングに支持されるように構成されているので、そのフレキシブル性を十分に発現できる。

次に、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造において、前記間隙が、前記ケーシング２４の内壁に、周方向に沿って環状に形成され、前記弾性部材が、円形断面を有する環状のＯリングであって、該Ｏリングが軸方向に複数並設されていることを特徴とする。

請求項４に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造によれば、弾性部材が、円形断面を有する環状のＯリングであって、該Ｏリングが軸方向に複数並設されているので、外輪を、傾きなく径方向に安定して付勢できる。

本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造は、第一キャリアが軸受を介してケーシングに回動自在に支持され、軸受の内輪が第一キャリアの外周に固定されると共に軸受の外輪がケーシングに径方向にスライド自在に軸方向に挟持され、且つ、外輪の外周とケーシングの内壁との間に間隙が構成され、この間隙に外輪を内径方向に付勢する弾性部材が装着されているので、第一キャリアの回転中心のバラツキを抑制できると共に第一キャリアのスラスト方向の変位を抑制でき、優れた回転精度と効率の良い動力伝達を得ることができる。また、本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造は、弾性体を介して、第一キャリアをフレキシブルに支持でき、延いては、太陽歯車及び遊星歯車の噛合を滑らかに維持できる。

また、本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造は、第一キャリアの他端が、第二太陽歯車と第二遊星歯車との噛合を介して第二キャリアに支持されているので、太陽歯車、遊星歯車、内歯車、第二太陽歯車、第二遊星歯車、第二内歯車等、各歯車間の滑らかな噛合を得ることができる。また、本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造によれば、弾性部材が、円形断面を有する環状のＯリングであって、該Ｏリングが軸方向に複数並設されているので、外輪を径方向に安定して付勢できる。

次に、本発明の一実施例の、遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造を、図面にもとづいて説明する。図１は、本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造が適用された遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図、図２は、図１中におけるキャリアの支持部の詳細を表す図である。

図１に表したように、遊星歯車減速機１は、図示されない駆動モータ（所謂、駆動源である。）の駆動力を受けて回動する回転軸２、回転軸２に接続され回転軸２と共に回動する太陽歯車３、太陽歯車３に空隙を介して同軸状に配設された内歯車６、前記空隙に配設され太陽歯車３及び内歯車６に噛合する遊星歯車５、遊星歯車５を連結ピン２１を介して回転自在に支持すると共に太陽歯車３と同軸状に回転自在に支持された第一キャリア７、第一キャリア７に接合された第二太陽歯車８、第二太陽歯車８に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車９、前記空隙に配設され第二太陽歯車８及び第二内歯車９に噛合する第ニ遊星歯車１０、第ニ遊星歯車１０を第ニ連結ピン２２を介して回転自在に支持すると共に第ニ太陽歯車８と同軸状に回転自在に支持された第ニキャリア１１、ケーシング２３、２４、歯車機構の潤滑剤をシールするためのシーリング部材２５等を備えている。また、太陽歯車３、内歯車６、遊星歯車５、第二太陽歯車８、第二内歯車９、第ニ遊星歯車１０等は、はすば歯車によって形成されている。

回転軸２は、一端がケーシング２４に形成された開口穴２４ａに突出し、その突出部に中空部２６とネジ孔２ａを備え、中空部２６に駆動モータの回転軸（図示せず）が挿入され、ネジ孔２ａを介して駆動モータの回転軸に固定される。

ケーシング２３、２４、内歯車６、第ニ内歯車９等は、ボルト２７によって一体に固定されている。内歯車６、第二内歯車９は、夫々、遊星歯車５、第二遊星歯車１０に噛合する歯車としての機能と、ケーシングとしての機能とを備えている。

次に、遊星歯車５は、太陽歯車３の周方向に沿って複数備えられ、夫々ベアリング１２を介して連結ピン２１が回動自在に係合し、連結ピン２１及びベアリング１２を介してキャリア７に回動自在に支持されている。また、連結ピン１２は、両端がキャリア７に支持されている。

次に、キャリア７は、太陽歯車３及び遊星歯車５を収納する開口穴７ａを有すると共に、一端側が遊星歯車５を介して回転軸２側に延出し、その延出部の外周が軸受１８を介してケーシング２４に回動自在に支持されている。一方、キャリア７の他端側は、第二太陽歯車８と第二遊星歯車１０の噛合を介して第二キャリア１１に支持されている。

図２に表したように、軸受１８は、球状の転動体１８ｃを介して外輪１８ａと内輪１８ｂが回動自在に係合して構成され、内輪１８ｂが第一キャリア７の一端側の外周に例えば接着等で固定され、外輪１８ａが、ケーシング２４と内歯車６とにより、径方向にスライド自在に、軸方向に挟持されている。

また、外輪１８ａの外周側に位置するケーシング２４の内壁には、周方向に沿って環状の間隙２４ｂが形成され、間隙２４ｂに、外輪１８ａを内径方向に付勢するように弾性体からなる環状のＯリング３０、３１が装着されている。詳しくは、Ｏリング３０、３１の内径が外輪１８ａの外径よりも小さく形成されており、Ｏリング３０、３１が径を広げて外輪１８ａに装着され、このＯリング３０、３１の弾性力により、外輪１８ａが内径方向に付勢されている。また、Ｏリング３０、３１は、軸方向に並べて装着され、外輪１８ａを径方向に安定して付勢するように構成されている。

次に、図１に表したように、キャリア７のボス部７ｃには第二太陽歯車８の軸部が圧入されて接合され、第二太陽歯車８には第二遊星歯車１０が噛合している。

第二遊星歯車１０は、第二太陽歯車３の周方向に沿って複数備えられ、夫々ベアリング１３を介して連結ピン２２が回動自在に係合し、第二連結ピン２２及びベアリング１３を介してキャリア７に回動自在に支持されている。また、第二連結ピン２２は、両端がキャリア１１と環状部材２９に支持されている。

また、環状部材２９は、内周が第一キャリア７のボス部７ｃの外周に間隙を介して配設され、周方向に沿って連結ピン２１と交互に配設された支柱２０を介して、ボルト３０により第二キャリア１１に固定されている。

次に、第ニキャリア１１は、クロスローラ軸受１５を介して、ケーシング２３に回動自在に支持されている。詳しくは、ケーシング２３の内周と第二キャリア１１の外周に沿って、相対向するＶ溝状の軌道面が形成され、Ｖ溝状の軌道面に沿って、複数の円筒状ころを互いに直交させて配設し、クロスローラ軸受１５が構成されている。また、第二キャリア１１の端部には、被駆動体に連結するための出力軸３５がボルト２８によって固定されている。

前述のように構成された遊星歯車減速機１は、回転軸２を介して駆動モータの回転駆動力が伝達されると以下のように動作する。

まず、回転軸２と一体に太陽歯車３が回動すると、遊星歯車５が、太陽歯車３の周囲に沿って公転すると共に連結ピン２１を回転軸として自転し、遊星歯車５の公転に伴って第一キャリア７が回動する。

次いで、第一キャリア７と一体に第ニ太陽歯車８が回転し、第ニ遊星歯車１０が、第ニ太陽歯車８の周囲に沿って公転すると共に第ニ連結ピン２２を回転軸として自転し、第ニ遊星歯車１０の公転に伴って第ニキャリア１１が回転する。

この際、第二太陽歯車８が第ニ遊星歯車１０と噛合して回動することによって第一キャリア７にスラスト力が加えられるが、軸受１８を介してスラスト方向に変位しないように支持される。

以下に、前記の構成を有する実施例の、遊星歯車減速機１におけるキャリアの回動支持構造の作用効果を記載する。

本実施例の遊星歯車減速機１におけるキャリアの回動支持構造によれば、第一キャリア７が軸受１８を介してケーシング２４に回動自在に支持され、軸受１８が、転動体１８ｃを介して外輪１８ａと内輪１８ｂとが回動自在に係合して構成されて、内輪１８ｂが第一キャリア７の外周に固定され、外輪１８ａが、ケーシング２４と内歯車６とによって軸方向に挟持され、且つ、外輪１８ａの外周とケーシング２４の内壁との間に間隙が構成され、この間隙に外輪を内径方向に付勢するＯリング３０、３１が装着されているので、第一キャリア７の回転中心のバラツキを抑制できると共に第一キャリア７のスラスト方向の変位を抑制でき、優れた回転精度と効率の良い動力伝達を得ることができる。

また、本実施例の遊星歯車減速機１におけるキャリアの回動支持構造によれば、第一キャリア７が、一端側が軸受１８及びＯリング３０、３１を介してケーシング２４に支持されると共に、他端側が第二太陽歯車８、第二遊星歯車１０を介して第二キャリア１１に支持されているので、第一キャリア７が径方向にフレキシブルに支持され、延いては、各歯車間の滑らかな噛合を得ることができる。

以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の態様をとることができる。

本発明の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造が適用された遊星歯車減速機の全体構成を表す断面図である。図１中におけるキャリアの支持部の詳細を表す図である。

符号の説明

１…遊星歯車減速機、２…回転軸、２ａ…ネジ孔、３…太陽歯車、５…遊星歯車、６…内歯車、７…第一キャリア、７ｃ…ボス部、８…第二太陽歯車、９…第二内歯車、１０…第ニ遊星歯車、１１…第ニキャリア、１２，１３…ベアリング、１８…軸受、１８ａ…外輪、１８ｂ…内輪、１８ｃ…転動体、１５…クロスベアリング、２０…支柱、２１…連結ピン、２２…第ニ連結ピン、２３，２４…ケーシング、７ａ，２４ａ…開口穴、２４ｂ…間隙、２５…シーリング部材、２６…中空部、２７，２８，３２…ボルト、２９…環状部材、３０，３１…Ｏリング。

Claims

太陽歯車の回動に伴って該太陽歯車の周囲を公転する遊星歯車と、
前記遊星歯車を回動自在に支持すると共に、軸受を介してケーシング部材に回動自在に支持された第一キャリアと、
を備え、
前記軸受は、
転動体を介して外輪と内輪が回動自在に係合して構成され、
前記内輪が前記第一キャリアの外周に固定され、且つ、前記外輪が前記ケーシングに径方向にスライド自在に軸方向に挟持され、
前記外輪の外周と前記ケーシングの内壁との間に間隙が構成され、該間隙に該外輪を内径方向に付勢する弾性部材が装着されている、
ことを特徴とする遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造。
前記第一キャリアに同軸状に接続され該キャリアと共に回動する第二太陽歯車と、
前記第二太陽歯車の外周に空隙を介して同軸状に配設された第二内歯車と、
前記空隙に配設され前記第二太陽歯車及び第二内歯車に噛合し、該第二太陽歯車の回動に伴って該第二太陽歯車の周囲を公転する第二遊星歯車と、
第二遊星歯車を回動自在に支持すると共に、ケーシング部材に回転自在に支持された第二キャリアと、
を備え、
ていることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造。
前記第一キャリアは、一端側が、前記軸受を介して前記ケーシングに支持されると共に、他端側が前記第二太陽歯車と第二遊星歯車との噛合を介して前記第二キャリアに支持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造。
前記間隙は、前記ケーシング２４の内壁に周方向に沿って環状に形成され、
前記弾性部材は、円形断面を有する環状のＯリングであって、該Ｏリングが軸方向に複数並設されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の遊星歯車減速機におけるキャリアの回動支持構造。