JP6650724B2 - 変速機 - Google Patents

Description

本発明は、変速機に関する。

従来より、減速機または増速機として、例えば、特開２０１２−４７３２５号公報に示される遊星変速機が利用されている。特開２０１２−４７３２５号公報の変速機は、第１太陽ギア３４と、第１遊星ギア３２と、第１内歯ギア３３と、第１キャリア３１と、を備える。第１キャリア３１の前端部および後端部は、２つのベアリングを介して筐体４に回転自在に支持される。第１キャリア３１の後端部を支持する中間ベアリング７は、第１内歯ギア３３の軸方向端面に接する。
特開２０１２−４７３２５号公報

ところで、特開２０１２−４７３２５号公報の変速機では、中間ベアリング７は第１内歯ギア３３と径方向には接していないため、変速機の組み立ての際に、第１内歯ギア３３と第１キャリア３１との同軸度を向上することは容易ではない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、インターナルギアと遊星キャリアとの同軸度を向上することを目的としている。

本発明の例示的な変速機は、ケーシングと、中心軸を中心として前記ケーシングにより回転可能に支持される第１回転組立体と、前記中心軸を中心として前記ケーシングによりベアリングを介して回転可能に支持され、前記第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングに固定される環状のインターナルギアと、を備え、前記第１回転組立体は、前記中心軸が中心に位置する第１回転軸部材と、 前記ケーシング内において前記第１回転軸部材と共に回転する太陽ギアと、を備え、前記第２回転組立体は、遊星キャリアと、前記ケーシング内において前記太陽ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く遊星軸を中心として前記遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記太陽ギアの外周歯および前記インターナルギアの内周歯に係合する複数の遊星ギアと、前記遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第２回転軸部材と、を備え、前記ベアリングが、前記遊星キャリアの外周面および前記インターナルギアの内周面と径方向にて接し、前記インターナルギアと前記ケーシングとの接触部にて軸方向を向く凹部および凸部であり、互いに係合する回転防止部をさらに備え、前記回転防止部が、前記ベアリングよりも径方向外側に位置する。

本発明では、インターナルギアと遊星キャリアとの同軸度を向上することができる。

図１は、一の実施形態に係る変速機の縦断面図である。 図２は、変速機の縦断面図である。 図３は、第２ケーシングおよびインターナルギアの平面図である。 図４は、インターナルギアの平面図である。

図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る変速機１の構成を示す縦断面図である。図１では、変速機１の中心軸Ｊ１を含む面による断面を示す。また、図２は、変速機１の他の断面を示す縦断面図である。図２中の中心軸Ｊ１の右側は、中心軸Ｊ１とボルト２３の中心軸とを通る断面を示し、中心軸Ｊ１の左側は、中心軸Ｊ１とピン５２７の中心軸とを通る断面を示す。図３は、第１ケーシング２１およびインターナルギア５を示す平面図である。図４は、インターナルギア５を示す平面図である。変速機１は、例えば、精密加工機または３Ｄ測定装置等において減速機または増速機として利用される。

変速機１は、ケーシング２と、第１回転組立体３と、第２回転組立体４と、インターナルギア５と、を含む。ケーシング２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１回転組立体３、第２回転組立体４の一部、および、インターナルギア５は、ケーシング２の内部に収容される。第１回転組立体３は、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回転可能に支持される。第２回転組立体４も、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回転可能に支持される。インターナルギア５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。インターナルギア５は、中心軸Ｊ１を中心とする径方向において、第２回転組立体４の外側に位置する。以下の説明では、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、単に「径方向」という。インターナルギア５は、ケーシング２に固定される。

ケーシング２は、第１ケーシング２１と、第２ケーシング２２と、を含む。第１ケーシング２１は、図１中における上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第２ケーシング２２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。以下の説明では、便宜上、中心軸Ｊ１に沿って第１ケーシング２１側を上側、第２ケーシング２２側を下側として説明するが、中心軸Ｊ１の向きは必ずしも重力方向と一致する必要はない。また、以下の説明では、中心軸Ｊ１が向く方向である上下方向を、「軸方向」とも呼ぶ。

第２ケーシング２２は、第１ケーシング２１の下側に位置し、第１ケーシング２１と軸方向に対向する。第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とは、複数のボルト２３により接続される。複数のボルト２３は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に、略等角度間隔にて配置される。各ボルト２３は、軸方向に略平行に延びる。各ボルト２３は、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とを接続する軸方向を向く接続部材である。なお、図２では、複数のボルト２３のうち、１つのボルト２３のみを図示する。また、以下の説明では、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を、単に「周方向」という。

第１ケーシング２１は、第１回転組立体３を内部に収容して回転可能に支持する。第２ケーシング２２は、第２回転組立体４を内部に収容して回転可能に支持する。第２ケーシング２２は、また、インターナルギア５を内部に収容する。

インターナルギア５は、歯車部５１と、ベアリング支持部５２と、を含む。歯車部５１は、中心軸Ｊ１を中心とする略環状である。ベアリング支持部５２も、中心軸Ｊ１を中心とする略環状である。歯車部５１は、ベアリング支持部５２の下側に位置する。歯車部５１とベアリング支持部５２とは一繋がりの部材である。ベアリング支持部５２は、必ずしも環状である必要はなく、例えば、複数の切り欠き部が周方向に断続的に設けられた周方向に不連続な部位であってもよい。換言すれば、ベアリング支持部５２は、周方向に断続的に配置された複数の支持要素部の集合であってもよい。

歯車部５１の外周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。歯車部５１の外周面は、ケーシング２の第２ケーシング２２の内周面に接する。これにより、インターナルギア５が第２ケーシング２２に固定される。インターナルギア５の第２ケーシング２２への固定は、例えば、中間嵌めにより行われる。換言すれば、インターナルギア５が第２ケーシング２２に固定される前の状態において、インターナルギア５と第２ケーシング２２とが接する予定の部位では、インターナルギア５の外周面の直径が、第２ケーシング２２の内周面の直径と略同じである。

歯車部５１の内周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。歯車部５１の内周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、歯車部５１の内周面の複数の歯を「内周歯」という。ベアリング支持部５２の内周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。インターナルギア５の軸方向端面であるベアリング支持部５２の上端面は、第２ケーシング２２の軸方向端面である上端面よりも僅かに下側に位置する。例えば、ベアリング支持部５２の上端面は、第２ケーシング２２の上端面よりも０．５ｍｍ〜１ｍｍ程度下側に位置する。

ベアリング支持部５２の外周面は、円筒面部５２１と、凸面部５２２と、平面部５２３と、を含む。円筒面部５２１は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面の一部である。凸面部５２２は、円筒面部５２１よりも径方向外方に突出する。図４に示す例では、ベアリング支持部５２の外周面は、４つの円筒面部５２１と、４つの凸面部５２２と、４つの平面部５２３と、を含む。ベアリング支持部５２の外周面では、円筒面部５２１、凸面部５２２および平面部５２３が、この順に図４中における時計回り方向に並ぶ。

ベアリング支持部５２の各円筒面部５２１の径方向内側の部位は、歯車部５１の外周面よりも径方向外方へと突出する支持凸部５２５である。支持凸部５２５は、第２ケーシング２２と軸方向にて接する。支持凸部５２５と第２ケーシング２２との接触部には、軸方向を向く凹部および凸部であり、互いに係合する回転防止部５２６が設けられる。換言すれば、回転防止部５２６は、凸面部５２２の径方向内側に位置する。図４に示す例では、４つの支持凸部５２５、および、４つの回転防止部５２６が、周方向に略等角度間隔にて配置される。各回転防止部５２６の周方向の位置は、上述の各ボルト２３の周方向の位置と異なる。図３に示すように、各ボルト２３は、ベアリング支持部５２の円筒面部５２１の径方向外側に位置する。

回転防止部５２６の凸部は、例えば、第２ケーシング２２の軸方向に略垂直な面から上向きに突出するピン５２７である。ピン５２７として、例えば、横断面が略Ｃ字状のスプリングピンが利用される。回転防止部５２６の凹部は、例えば、インターナルギア５の支持凸部５２５の下面に設けられた穴である。また、回転防止部５２６の凸部は、例えば、インターナルギア５の支持凸部５２５の下面から下向きに突出するピン５２７であってもよい。この場合、回転防止部５２６の凹部は、例えば、第２ケーシング２２の軸方向に略垂直な面に設けられた穴である。上述の穴にピン５２７が挿入されることにより、インターナルギア５のケーシング２に対する周方向の相対移動、すなわち、インターナルギア５の周方向のずれが防止される。

第１回転組立体３は、第１回転軸部材３１と、太陽ギア３３と、を含む。第１回転軸部材３１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。太陽ギア３３は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。換言すれば、第１回転軸部材３１および太陽ギア３３は同軸上に位置する。太陽ギア３３の外周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、太陽ギア３３の外周面の複数の歯を「外周歯」という。

第１回転軸部材３１は、第１ケーシング２１の内部に位置する。太陽ギア３３は、第１ケーシング２１から下方へと突出する第１回転軸部材３１の下端部に接続される。太陽ギア３３は、第２ケーシング２２の内部に位置する。太陽ギア３３は、ケーシング２内において第１回転軸部材３１と共に回転する。なお、太陽ギア３３は、他の部材を介して第１回転軸部材３１に間接的に接続されてもよく、第１回転軸部材３１と一繋がりの部材であってもよい。

第１回転軸部材３１の外周面と第１ケーシング２１の内周面との間には、第１ベアリング２４が設けられる。第１ベアリング２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１ベアリング２４は、第１回転軸部材３１の径方向の外側に位置する。第１回転組立体３は、第１ベアリング２４を介して、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２の第１ケーシング２１により回転可能に支持される。第１ベアリング２４は、例えば、ボールベアリングである。第１ベアリング２４として、ボールベアリング以外の様々なベアリングが利用されてよい。

第２回転組立体４は、第２回転軸部材４１と、遊星キャリア４２と、複数の遊星軸部材４３と、複数の遊星ギア４４と、を含む。第２回転軸部材４１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。第２回転軸部材４１は、第２ケーシング２２の下面から下方に向かってケーシング２の外側へと突出する。遊星キャリア４２、複数の遊星軸部材４３、および、複数の遊星ギア４４は、第２ケーシング２２内に位置する。

遊星キャリア４２は、キャリア軸部４２１と、遊星支持部４２２と、を含む。キャリア軸部４２１は、遊星支持部４２２の下側に位置する。キャリア軸部４２１と遊星支持部４２２とは、一繋がりの部材である。キャリア軸部４２１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。遊星支持部４２２は、中心軸Ｊ１が中心に位置する有底および有蓋略円筒状である。キャリア軸部４２１の下端部には、第２回転軸部材４１が接続される。第２回転軸部材４１および遊星キャリア４２は、中心軸Ｊ１を中心として同軸上に位置する。

遊星支持部４２２は、支持下面部４２３と、支持側面部４２４と、支持上面部４２５と、を含む。支持下面部４２３は、中心軸Ｊ１を中心とする略円板状である。支持側面部４２４は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。支持上面部４２５は中心軸Ｊ１を中心とする略円環板状である。支持側面部４２４は、支持下面部４２３の外周部から上方に広がる。支持上面部４２５は、支持側面部４２４の上端部から径方向内方に広がる。支持上面部４２５は、インターナルギア５のベアリング支持部５２と軸方向のおよそ同じ位置に位置する。支持上面部４２５の中央開口内には、第１回転軸部材３１の下端部が位置する。太陽ギア３３は、遊星支持部４２２の内部に位置する。換言すれば、太陽ギア３３は、支持下面部４２３と支持上面部４２５との間において、支持側面部４２４の径方向内側に位置する。

複数の遊星軸部材４３はそれぞれ、中心軸Ｊ１に沿う方向を向く略円柱状である。複数の遊星軸部材４３は、互いに同様の形状を有し、同じ大きさである。以下の説明では、各遊星軸部材４３の中心軸を「遊星軸Ｊ２」と呼ぶ。上述の「中心軸Ｊ１に沿う方向」とは、中心軸Ｊ１が向く軸方向におよそ平行な方向を意味しており、軸方向に厳密に平行である必要はない。すなわち、各遊星軸部材４３の遊星軸Ｊ２は、中心軸Ｊ１に平行であってもよく、中心軸Ｊ１に対して小さい角度だけ傾斜してもよい。

各遊星軸部材４３の下端部および上端部は、支持下面部４２３および支持上面部４２５にそれぞれ固定される。これにより、各遊星軸部材４３は、遊星支持部４２２に回転不能に固定される。複数の遊星軸部材４３は、太陽ギア３３の径方向外側にて、周方向に略等角度間隔に位置する。図１に示す例では、３つの遊星軸部材４３が、周方向に１２０°間隔にて配列される。図１では、複数の遊星軸部材４３のうち、１つの遊星軸部材４３のみを図示する。遊星ギア４４についても同様である。

複数の遊星ギア４４はそれぞれ、ケーシング２内において複数の遊星軸部材４３を介して、遊星キャリア４２の遊星支持部４２２により支持される。すなわち、複数の遊星ギア４４は、ケーシング２内において太陽ギア３３の径方向外側にて周方向に配置される。図１に示す例では、３つの遊星ギア４４が、３つの遊星軸部材４３を介して遊星キャリア４２により支持される。複数の遊星ギア４４は、太陽ギア３３およびインターナルギア５の歯車部５１と軸方向のおよそ同じ位置に位置する。なお、遊星ギア４４および遊星軸部材４３の数および配置は、適宜変更されてよい。

各遊星ギア４４は、遊星軸部材４３の周囲に位置する略円筒状である。各遊星ギア４４の外周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、遊星ギア４４の外周面の複数の歯を「外周歯」という。複数の遊星ギア４４は、互いに同様の形状を有し、同じ大きさである。各遊星ギア４４の外周歯の一部は、支持側面部４２４に設けられた側部開口から径方向外方に突出する。換言すれば、各遊星ギア４４の外周歯の一部は、遊星支持部４２２の径方向外側に位置する。複数の遊星ギア４４のそれぞれの外周歯は、太陽ギア３３の外周歯、および、インターナルギア５の内周歯に係合する。

各遊星ギア４４の内周面と遊星軸部材４３の外周面との間には、遊星ベアリング４５が設けられる。遊星ベアリング４５は、例えば、ニードルベアリングである。遊星ベアリング４５として、ニードルベアリング以外の様々なベアリングが利用されてよい。各遊星ギア４４は、遊星ベアリング４５を介して、遊星軸部材４３を中心として遊星軸部材４３により回転可能に支持される。換言すれば、複数の遊星ギア４４はそれぞれ、中心軸Ｊ１に沿う方向を向く遊星軸Ｊ２を中心として、遊星キャリア４２により回転可能に支持される。

キャリア軸部４２１の外周面と第２ケーシング２２の内周面との間には、第２下ベアリング２５１が設けられる。第２下ベアリング２５１は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第２下ベアリング２５１は、キャリア軸部４２１の径方向外側に位置する。第２下ベアリング２５１の内周面は、キャリア軸部４２１の外周面と径方向にて接する。第２下ベアリング２５１の外周面は、第２ケーシング２２の内周面と径方向にて接する。これにより、遊星キャリア４２が、第２下ベアリング２５１を介して第２ケーシング２２により回転可能に支持される。第２下ベアリング２５１の下端面は、第２ケーシング２２の中心軸Ｊ１に略垂直な面と軸方向にて接する。これにより、軸方向において、遊星キャリア４２が第２ケーシング２２に対して位置決めされる。

遊星支持部４２２の支持上面部４２５の外周面とインターナルギア５のベアリング支持部５２の内周面との間には、第２上ベアリング２５２が設けられる。第２上ベアリング２５２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第２上ベアリング２５２は、支持上面部４２５の径方向外側に位置する。第２上ベアリング２５２の内周面は、遊星キャリア４２の支持上面部４２５の外周面と径方向にて接する。第２上ベアリング２５２の外周面は、インターナルギア５のベアリング支持部５２の内周面と径方向にて接する。これにより、遊星キャリア４２が、第２上ベアリング２５２を介してインターナルギア５により回転可能に支持される。上述のように、インターナルギア５は第２ケーシング２２に固定されているため、遊星キャリア４２は、第２上ベアリング２５２を介して第２ケーシング２２により回転可能に支持される。

すなわち、第２回転組立体４は、第２上ベアリング２５２および第２下ベアリング２５１を介して、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回転可能に支持される。第２上ベアリング２５２および第２下ベアリング２５１は、例えば、ボールベアリングである。第２上ベアリング２５２および第２下ベアリング２５１として、ボールベアリング以外の様々なベアリングが利用されてよい。

図１に示す例では、第２上ベアリング２５２の上部は、遊星キャリア４２の上端面およびインターナルギア５の上端面から上方に突出する。第２上ベアリング２５２の上部の外周面は、第１ケーシング２１の内周面と径方向にて接する。第１ケーシング２１の軸方向端面である下端面と、第２ケーシング２２の上端面とは、第２上ベアリング２５２の径方向外側において軸方向にて接する。以下の説明では、第１ケーシング２１の下端面と第２ケーシング２２の上端面との接触部を「ケーシング境界部２６」という。ケーシング境界部２６では、第１ケーシング２１の下端面と第２ケーシング２２の上端面とが、嵌め合い構造にて密着する。

ケーシング境界部２６は、径方向において第２上ベアリング２５２と重なる。ケーシング境界部２６の軸方向の位置は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と異なる。なお、ケーシング境界部２６では、径方向内端縁が径方向において第２上ベアリング２５２と重なり、当該径方向内端縁の軸方向の位置が、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と異なっていればよい。例えば、ケーシング境界部２６の径方向外端縁は、必ずしも第２上ベアリング２５２と径方向に重なる必要はない。

第２上ベアリング２５２の軸方向の長さに対する、第２上ベアリング２５２の下端面とケーシング境界部２６の径方向内端縁との間の軸方向の距離の割合は、例えば、２０％以上８０％以下である。図１に示す例では、ケーシング境界部２６は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部よりも上側に位置する。第２上ベアリング２５２の軸方向の長さに対する、第２上ベアリング２５２の下端面とケーシング境界部２６の径方向内端縁との間の軸方向の距離の割合は、約７０％である。

第２上ベアリング２５２は、また、遊星キャリア４２の軸方向端面である上端面と径方向に重なる。遊星キャリア４２の上端面の軸方向の位置は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と異なる。なお、上述の遊星キャリア４２の軸方向端面とは、遊星キャリア４２のうち第２上ベアリング２５２の外周面と径方向に接する部位の軸方向端面であり、例えば、遊星キャリア４２のうち当該部位よりも径方向内側の部位の上端面は、必ずしも第２上ベアリング２５２と径方向に重なる必要はない。

第２上ベアリング２５２の軸方向の長さに対する、第２上ベアリング２５２の下端面と遊星キャリア４２の上記軸方向端面との間の軸方向の距離の割合は、例えば、２０％以上８０％以下である。図１に示す例では、遊星キャリア４２の当該軸方向端面は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部よりも上側に位置する。第２上ベアリング２５２の軸方向の長さに対する、第２上ベアリング２５２の下端面と遊星キャリア４２の当該軸方向端面との間の軸方向の距離の割合は、約５５％である。

第２上ベアリング２５２の下端面は、例えば、第２ケーシング２２の中心軸Ｊ１に略垂直な面と軸方向にて接する。また、第２上ベアリング２５２の下端面は、インターナルギア５の中心軸Ｊ１に略垂直な面と軸方向にて接する。なお、第２上ベアリング２５２の下端面と、第２ケーシング２２の上記面およびインターナルギア５の上記面との間には、公差等による僅かな隙間が存在してもよい。第２上ベアリング２５２の上端面は、例えば、第１ケーシング２１の中心軸Ｊ１に略垂直な面と軸方向にて接する。なお、第２上ベアリング２５２の上端面と第１ケーシング２１の上記面との間には、公差等による僅かな隙間が存在してもよい。

上述の回転防止部５２６は、第２上ベアリング２５２よりも径方向外側に位置する。また、回転防止部５２６は、第２上ベアリング２５２と径方向に重なる。図２に示す例では、回転防止部５２６の軸方向の一部が、第２上ベアリング２５２と径方向に重なる。換言すれば、回転防止部５２６の一部が、第２上ベアリング２５２と軸方向に関して同じ位置に位置する。例えば、回転防止部５２６の上部、すなわち、ピン５２７の上部およびインターナルギア５の穴の上部が、第２上ベアリング２５２と径方向に重なる。

変速機１が減速機として利用される場合、高速軸である第１回転軸部材３１と共に、太陽ギア３３が中心軸Ｊ１を中心として回転する。換言すれば、第１回転組立体３が、中心軸Ｊ１を中心として回転する。太陽ギア３３の回転により、太陽ギア３３と係合する各遊星ギア４４が、遊星軸Ｊ２を中心として回転する。上述のように、各遊星ギア４４は、ケーシング２に固定されたインターナルギア５とも係合しているため、複数の遊星ギア４４が中心軸Ｊ１を中心として回転する。

以下の説明では、各遊星ギア４４の遊星軸Ｊ２を中心とする回転を「自転」と呼び、複数の遊星ギア４４の中心軸Ｊ１を中心とする回転を「公転」と呼ぶ。上述のように、遊星キャリア４２は、複数の遊星軸部材４３を介して複数の遊星ギア４４に接続され、低速軸である第２回転軸部材４１は遊星キャリア４２に接続される。このため、複数の遊星ギア４４の公転に伴い、遊星キャリア４２および第２回転軸部材４１も、中心軸Ｊ１を中心として回転する。すなわち、第２回転組立体４が中心軸Ｊ１を中心として回転する。

変速機１が増速機として利用される場合は、減速機として利用される場合とは反対に、第２回転組立体４の第２回転軸部材４１、遊星キャリア４２および複数の遊星ギア４４が中心軸Ｊ１を中心として回転する。各遊星ギア４４は、上述のように、インターナルギア５と係合しているため、遊星軸Ｊ２を中心として自転する。各遊星ギア４４の自転により、各遊星ギア４４と係合する太陽ギア３３が、第１回転軸部材３１と共に中心軸Ｊ１を中心として回転する。

このように、変速機１が減速機として利用される場合も、増速機として利用される場合も、第１回転組立体３と第２回転組立体４との間で、回転力の伝達が行われる。

変速機１の組み立てが行われる際には、まず、第２ケーシング２２にインターナルギア５が取り付けられる。第２ケーシング２２に対するインターナルギア５の取り付けは、例えば、上述のように中間嵌めにて行われる。また、複数の遊星ギア４４が、複数の遊星軸部材４３により遊星キャリア４２に取り付けられる。さらに、第２回転軸部材４１が遊星キャリア４２に接続される。これにより、第２回転組立体４が形成される。

続いて、遊星キャリア４２の上部および下部に、第２上ベアリング２５２および第２下ベアリング２５１が取り付けられる。遊星キャリア４２に対する第２上ベアリング２５２の取り付けは、例えば、第２上ベアリング２５２を支持上面部４２５に対して圧入することにより行われる。遊星キャリア４２に対する第２下ベアリング２５１の取り付けは、例えば、第２下ベアリング２５１をキャリア軸部４２１に対して圧入することにより行われる。

次に、第２上ベアリング２５２および第２下ベアリング２５１が固定された第２回転組立体４が、インターナルギア５が固定された第２ケーシング２２内に挿入されて取り付けられる。このとき、第２下ベアリング２５１の外周面が第２ケーシング２２の内周面に接することにより、第２下ベアリング２５１が第２ケーシング２２に固定される。第２ケーシング２２に対する第２下ベアリング２５１の固定は、例えば、焼き嵌めにて行われる。

また、第２上ベアリング２５２の外周面がインターナルギア５のベアリング支持部５２の内周面に接することにより、第２上ベアリング２５２がインターナルギア５に固定される。インターナルギア５に対する第２上ベアリング２５２の固定は、例えば、中間嵌めにて行われる。換言すれば、第２上ベアリング２５２がインターナルギア５に固定される前の状態において、インターナルギア５の内周面と第２上ベアリング２５２の外周面とが接する予定の部位では、第２上ベアリング２５２の外周面の直径が、インターナルギア５の内周面の直径と略同じである。

第２ケーシング２２に対する第２回転組立体４の上記取り付けと並行して、太陽ギア３３が第１回転軸部材３１に取り付けられることにより、第１回転組立体３が形成される。また、第１回転組立体３に第１ベアリング２４が取り付けられる。第１回転組立体３に対する第１ベアリング２４の取り付けは、例えば、第１ベアリング２４を第１回転軸部材３１に対して圧入することにより行われる。

続いて、第１ベアリング２４が固定された第１回転組立体３が、第１ケーシング２１内に挿入されて取り付けられる。このとき、第１ベアリング２４の外周面が第１ケーシング２１の内周面に接することにより、第１ベアリング２４が第１ケーシング２１に固定される。第１ケーシング２１に対する第１ベアリング２４の固定は、例えば、焼き嵌めにて行われる。

その後、第１ケーシング２１が第２ケーシング２２に取り付けられる。第１ケーシング２１を第２ケーシング２２に取り付ける際には、第１ケーシング２１から下方に突出する太陽ギア３３が、遊星キャリア４２の支持上面部４２５の中央開口から遊星支持部４２２の内部に挿入される。また、第１ケーシング２１の下端部の内周面が第２上ベアリング２５２の外周面に接することにより、第１ケーシング２１が第２上ベアリング２５２に固定される。第２上ベアリング２５２に対する第１ケーシング２１の固定は、例えば、中間嵌めにて行われる。第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とは、第２上ベアリング２５２を介する嵌め合い構造により、互いに取り付けられる。その後、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とがボルト２３により互いに固定されることにより、変速機１が形成される。

以上に説明したように、変速機１は、ケーシング２と、第１回転組立体３と、第２回転組立体４と、環状のインターナルギア５と、を含む。第１回転組立体３は、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回転可能に支持される。第２回転組立体４は、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により第２上ベアリング２５２を介して回転可能に支持され、第１回転組立体３との間で回転力の伝達を行う。インターナルギア５は、第２回転組立体４の径方向外側にてケーシング２に固定される。第１回転組立体３は、第１回転軸部材３１と、太陽ギア３３と、を含む。第１回転軸部材３１では、中心軸Ｊ１が中心に位置する。太陽ギア３３は、ケーシング２内において第１回転軸部材３１と共に回転する。

第２回転組立体４は、遊星キャリア４２と、複数の遊星ギア４４と、第２回転軸部材４１と、を含む。複数の遊星ギア４４は、ケーシング２内において太陽ギア３３の径方向外側にて周方向に配置される。複数の遊星ギア４４は、それぞれが中心軸Ｊ１に沿う方向を向く遊星軸Ｊ２を中心として遊星キャリア４２により回転可能に支持される。複数の遊星ギア４４のそれぞれの外周歯は、太陽ギア３３の外周歯およびインターナルギア５の内周歯に係合する。第２回転軸部材４１では、中心軸Ｊ１が中心に位置する。第２回転軸部材４１は、遊星キャリア４２に接続される。第２上ベアリング２５２は、遊星キャリア４２の外周面およびインターナルギア５の内周面と径方向にて接する。これにより、変速機１の組み立ての際に、遊星キャリア４２とインターナルギア５との同軸度を容易に向上することができる。

また、第２上ベアリング２５２は、遊星キャリア４２およびインターナルギア５と軸方向にて接する。これにより、遊星キャリア４２およびインターナルギア５に対する第２上ベアリング２５２の軸方向の位置を、精度良く決定することができる。

上述のように、ケーシング２は、第１ケーシング２１と、第２ケーシング２２と、を含む。第１ケーシング２１は、第１回転組立体３を内部に収容して支持する。第２ケーシング２２は、第１ケーシング２１と軸方向に対向する。第２ケーシング２２は、第２回転組立体４を内部に収容して第２上ベアリング２５２を介して支持する。第１ケーシング２１の軸方向端面と第２ケーシング２２の軸方向端面とが接するケーシング境界部２６は、径方向において第２上ベアリング２５２と重なる。ケーシング境界部２６の軸方向の位置は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と異なる。これにより、ケーシング２に生じる応力によって第２上ベアリング２５２が変形または破損することを抑制することができる。その結果、第２上ベアリング２５２の寿命を延ばすことができる。

また、ケーシング２は、軸方向を向く接続部材であるボルト２３をさらに含む。ボルト２３は、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とを接続する。これにより、低コストかつ簡易的な方法により、第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とを強固に固定することができる。

上述のように、遊星キャリア４２の軸方向端面は、径方向において第２上ベアリング２５２と重なる。遊星キャリア４２の軸方向端面の軸方向の位置は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と異なる。これにより、遊星キャリア４２からの荷重によって第２上ベアリング２５２が変形または破損することを抑制することができる。その結果、第２上ベアリング２５２の寿命を延ばすことができる。

上述のように、変速機１は、回転防止部５２６をさらに含む。回転防止部５２６は、インターナルギア５とケーシング２との接触部にて軸方向を向く凹部および凸部であり、互いに係合する。回転防止部５２６は、第２上ベアリング２５２よりも径方向外側に位置する。これにより、回転防止部５２６を中心軸Ｊ１から離れた位置に配置することができる。その結果、インターナルギア５のケーシング２に対する相対的な回転を防止することができる。

また、回転防止部５２６は、第２上ベアリング２５２と径方向に重なる。これにより、ケーシング２を軸方向に小型化することができる。あるいは、ケーシング２の回転防止部５２６近傍の部位における設計の自由度を向上させることができる。上述のように、回転防止部５２６の周方向の位置は、上述の接続部材であるボルト２３の周方向の位置と異なる。これにより、変速機１を径方向に小型化することができる。

インターナルギア５の外周面は、円筒面部５２１と、凸面部５２２と、を含む。円筒面部５２１は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面の一部である。凸面部５２２は、円筒面部５２１よりも径方向外方に突出する。回転防止部５２６は、凸面部５２２の径方向内側に位置する。上述の接続部材であるボルト２３は、円筒面部５２１の径方向外側に位置する。これにより、変速機１を径方向に小型化することができる。

上述のように、第２上ベアリング２５２の外周面は、インターナルギア５の内周面に接する。また、第２上ベアリング２５２がインターナルギア５に固定される前の状態において、第２上ベアリング２５２の外周面の直径は、インターナルギア５の内周面の直径と同じである。これにより、インターナルギア５と第２上ベアリング２５２との固定時の荷重が第２上ベアリング２５２に悪影響を及ぼすこと抑制しつつ、インターナルギア５と第２上ベアリング２５２とを互いに好適に固定することができる。

上述の変速機１では、様々な変更が可能である。

例えば、ケーシング境界部２６の軸方向の位置は、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と同じであってもよい。また、遊星キャリア４２の軸方向端面の軸方向の位置も、第２上ベアリング２５２の軸方向中央部の軸方向の位置と同じであってもよい。

第１ケーシング２１と第２ケーシング２２とは、ボルト２３以外の様々な接続部材により接続されてもよい。また、ケーシング２は、必ずしも、第１ケーシング２１および第２ケーシング２２の２つの部材を接続することにより形成される必要はなく、例えば、一繋がりの部材であってもよい。

回転防止部５２６は、例えば、第２上ベアリング２５２と径方向に関して略同じ位置に位置してもよい。また、回転防止部５２６は、例えば、上述の接続部材と周方向に関して略同じ位置に位置してもよい。

変速機１では、第２下ベアリング２５１は省略されてもよい。この場合、第２上ベアリング２５２として、例えば、クロスギアベアリングが利用される。第２上ベアリング２５２は、必ずしも、ケーシング境界部２６と径方向に重なる必要はない。第２上ベアリング２５２は、例えば、インターナルギア５の歯車部５１および遊星ギア４４よりも下方において、遊星キャリア４２の外周面およびインターナルギア５の内周面と径方向にて接していてもよい。

変速機１では、インターナルギア５や遊星キャリア４２等の各構成の形状は、様々に変更されてよい。変速機１の各構成の取り付けは、上記以外の様々な方法にて行われてもよい。また、各構成の取り付けは、直接的に行われてもよく、他の部材を介して行われてもよい。

図１に示す変速機１では、軸方向の同じ位置にて周方向に配置された複数の遊星ギア４４の集合である遊星ギア群を１つのみ含んでいるが、変速機１は、軸方向に配列された複数の遊星ギア群を含んでいてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

本発明に係る変速機は、精密加工機や３Ｄ測定装置等の様々な装置において減速機または増速機として利用可能である。本発明に係る変速機は、また、他の用途に利用することもできる。

１ 変速機
２ ケーシング
３ 第１回転組立体
４ 第２回転組立体
５ インターナルギア
２１ 第１ケーシング
２２ 第２ケーシング
２３ ボルト
２６ ケーシング境界部
３１ 第１回転軸部材
３３ 太陽ギア
４１ 第２回転軸部材
４２ 遊星キャリア
４４ 遊星ギア
２５２ 第２上ベアリング
５２１ 円筒面部
５２２ 凸面部
５２６ 回転防止部
Ｊ１ 中心軸
Ｊ２ 遊星軸

Claims (10)

1. ケーシングと、 中心軸を中心として前記ケーシングにより回転可能に支持される第１回転組立体と、 前記中心軸を中心として前記ケーシングによりベアリングを介して回転可能に支持され、前記第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、 前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングに固定される環状のインターナルギアと、を備え、 前記第１回転組立体は、 前記中心軸が中心に位置する第１回転軸部材と、 前記ケーシング内において前記第１回転軸部材と共に回転する太陽ギアと、を備え、 前記第２回転組立体は、 遊星キャリアと、 前記ケーシング内において前記太陽ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く遊星軸を中心として前記遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記太陽ギアの外周歯および前記インターナルギアの内周歯に係合する複数の遊星ギアと、 前記遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第２回転軸部材と、を備え、 前記ベアリングが、前記遊星キャリアの外周面および前記インターナルギアの内周面と径方向にて接し、前記インターナルギアと前記ケーシングとの接触部にて軸方向を向く凹部および凸部であり、互いに係合する回転防止部をさらに備え、 前記回転防止部が、前記ベアリングよりも径方向外側に位置する、変速機。
2. 前記ベアリングが、前記遊星キャリアおよび前記インターナルギアと軸方向にて接する、請求項１に記載の変速機。
3. 前記ケーシングが、 前記第１回転組立体を内部に収容して支持する第１ケーシングと、 前記第１ケーシングと軸方向に対向し、前記第２回転組立体を内部に収容して前記ベアリングを介して支持する第２ケーシングと、を備え、 前記第１ケーシングの軸方向端面と前記第２ケーシングの軸方向端面とが接するケーシング境界部が、径方向において前記ベアリングと重なり、前記ケーシング境界部の軸方向の位置が、前記ベアリングの軸方向中央部の軸方向の位置と異なる、請求項１または２に記載の変速機。
4. 前記ケーシングが、 前記第１回転組立体を内部に収容して支持する第１ケーシングと、 前記第１ケーシングと軸方向に対向し、前記第２回転組立体を内部に収容して前記ベアリングを介して支持する第２ケーシングと、 前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを接続する軸方向を向く接続部材と、を備える、請求項１または２に記載の変速機。
5. 前記遊星キャリアの軸方向端面が、径方向において前記ベアリングと重なり、前記遊星キャリアの前記軸方向端面の軸方向の位置が、前記ベアリングの軸方向中央部の軸方向の位置と異なる、請求項１ないし４のいずれかに記載の変速機。
6. 前記回転防止部が、前記ベアリングと径方向に重なる、請求項５に記載の変速機。
7. ケーシングと、 中心軸を中心として前記ケーシングにより回転可能に支持される第１回転組立体と、 前記中心軸を中心として前記ケーシングによりベアリングを介して回転可能に支持され、前記第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、 前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングに固定される環状のインターナルギアと、を備え、 前記第１回転組立体は、 前記中心軸が中心に位置する第１回転軸部材と、 前記ケーシング内において前記第１回転軸部材と共に回転する太陽ギアと、を備え、 前記第２回転組立体は、 遊星キャリアと、 前記ケーシング内において前記太陽ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く遊星軸を中心として前記遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記太陽ギアの外周歯および前記インターナルギアの内周歯に係合する複数の遊星ギアと、 前記遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第２回転軸部材と、を備え、 前記ベアリングが、前記遊星キャリアの外周面および前記インターナルギアの内周面と径方向にて接し、前記インターナルギアと前記ケーシングとの接触部にて軸方向を向く凹部および凸部であり、互いに係合する回転防止部をさらに備え、 前記ケーシングが、 前記第１回転組立体を内部に収容して支持する第１ケーシングと、 前記第１ケーシングと軸方向に対向し、前記第２回転組立体を内部に収容して前記ベアリングを介して支持する第２ケーシングと、 前記第１ケーシングと前記第２ケーシングとを接続する軸方向を向く接続部材と、を備え、 前記回転防止部の周方向の位置が、前記接続部材の周方向の位置と異なる、変速機。
8. 前記ベアリングが、前記遊星キャリアおよび前記インターナルギアと軸方向にて接する、請求項７に記載の変速機。
9. 前記インターナルギアの外周面が、 前記中心軸を中心とする円筒面の一部である円筒面部と、 前記円筒面部よりも径方向外方に突出する凸面部と、を備え、 前記回転防止部が、前記凸面部の径方向内側に位置し、 前記接続部材が、前記円筒面部の径方向外側に位置する、請求項７または８に記載の変速機。
10. 前記ベアリングの外周面が前記インターナルギアの前記内周面に接し、 前記ベアリングが前記インターナルギアに固定される前の状態において、前記ベアリングの前記外周面の直径が、前記インターナルギアの前記内周面の直径と同じである、請求項１ないし９のいずれかに記載の変速機。
    

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