JP7402682B2 - Separation structure between internal gear and housing, planetary gear device, actuator - Google Patents
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Description
本発明は、内歯車とハウジングとの分離構造体、当該分離構造体を備えた遊星歯車装置、当該遊星歯車装置を備えたアクチュエータに関する。 The present invention relates to a separation structure between an internal gear and a housing, a planetary gear device including the separation structure, and an actuator including the planetary gear device.
遊星歯車装置は、自動車、ロボットなどの様々な技術に用いられている。遊星歯車装置は複数の歯車が組み合わされて構成されているために、作動時に騒音及び振動が発生する。このような遊星歯車装置の作動時の騒音及び振動の発生を抑制するための技術が提案されている。 Planetary gear systems are used in various technologies such as automobiles and robots. Since a planetary gear device is constructed by combining a plurality of gears, noise and vibration are generated during operation. Techniques have been proposed to suppress the generation of noise and vibration during the operation of such planetary gear devices.
このような技術を提案するものとして、特許文献1は、内歯車とハウジングとを分離した構造とし、両者の間に隙間を設けた遊星歯車装置を開示している。内歯車とハウジングとを分離した構造とすることで、内歯車からハウジングに振動が伝達しにくくなり、振動に起因する騒音が発生しにくくなる。
As a proposal for such a technique,
特許文献1の遊星歯車装置では、内歯車の外周面とハウジングの内周面とが、互いに嵌まり合う形状に形成されている。そのため、遊星歯車装置の作動中に内歯車が移動すると、内歯車の外周面とハウジングの内周面とはある程度の広がりをもった範囲で接触することになる。これにより、内歯車とハウジングとが接触している状態では、内歯車まで伝わった遊星歯車機構の振動がハウジングに伝達しやすくなり、それに伴う遊星歯車装置の騒音も発生しやすいという問題がある。
In the planetary gear device of
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、遊星歯車機構からの振動の伝達及び遊星歯車装置から発生する騒音を抑制することができる内歯車とハウジングとの分離構造体、当該分離構造体を備えた遊星歯車装置、当該遊星歯車装置を備えたアクチュエータを提供することを目的としている。 The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to separate the internal gear and the housing, which can suppress the transmission of vibration from the planetary gear mechanism and the noise generated from the planetary gear mechanism. The present invention aims to provide a structure, a planetary gear device including the separation structure, and an actuator including the planetary gear device.
本発明に係る内歯車とハウジングとの分離構造体は、軸線方向の一方側から他方側に向かって延在する第1凸部が外周面に形成された内歯車と、前記軸線方向の一方側から他方側に向かって延在する第2凸部が内周面に形成されており、前記内周面との間で隙間を設けた状態で前記内歯車を収容するハウジングと、を備え、前記内歯車は、前記第1凸部と前記第2凸部とが線接触することで前記ハウジングの内部での移動が制限される。 A separation structure for separating an internal gear and a housing according to the present invention includes an internal gear in which a first convex portion extending from one side in the axial direction to the other side is formed on the outer circumferential surface thereof, and one side in the axial direction a housing for accommodating the internal gear with a gap provided between the housing and the internal gear; Movement of the internal gear inside the housing is restricted by line contact between the first convex portion and the second convex portion.
前記第1凸部と前記第2凸部のうち、一方の凸部は間隔をあけて対で形成されており、他方の凸部は対で形成された前記一方の凸部の間に差し込まれるように配置され、線接触する前記一方の凸部における接触箇所と前記他方の凸部における接触箇所のうち、少なくとも一方は曲面で形成されていてもよい。 Among the first convex portion and the second convex portion, one convex portion is formed in a pair with an interval, and the other convex portion is inserted between the one convex portion formed in the pair. At least one of the contact location on the one convex portion and the contact location on the other convex portion that make line contact may be formed as a curved surface.
前記一方の凸部は、前記第2凸部であり、前記他方の凸部は、前記第1凸部であり、前記第1凸部は、前記軸線方向と直交する面で切断すると三角形状の断面を有し、平面状に形成された斜面で前記第2凸部と接触するようにしてもよい。 The one protrusion is the second protrusion, the other protrusion is the first protrusion, and the first protrusion has a triangular shape when cut along a plane perpendicular to the axial direction. The second convex portion may be brought into contact with a slope having a cross section and formed in a planar shape.
前記線接触する前記第1凸部の接触箇所と前記第2凸部の接触箇所のうち、一方は凸状の曲面であり他方は平面であるようにしてもよい。 Of the contact point of the first convex portion and the contact point of the second convex portion that make line contact, one may be a convex curved surface and the other may be a flat surface.
前記線接触する前記第1凸部の接触箇所と前記第2凸部の接触箇所とは、凸状の曲面であるようにしてもよい。 The contact location of the first convex portion and the contact location of the second convex portion that are in line contact may be convex curved surfaces.
前記線接触する前記第1凸部の接触箇所と前記第2凸部の接触箇所のうち、一方は凸状の曲面であり他方は凹状の曲面であるようにしてもよい。 Of the contact point of the first convex portion and the contact point of the second convex portion that make line contact, one may be a convex curved surface and the other may be a concave curved surface.
前記内歯車と前記ハウジングとは合成樹脂製であり、前記内歯車は、前記ハウジングを形成する合成樹脂よりも低硬度の合成樹脂から形成されていてもよい。 The internal gear and the housing may be made of synthetic resin, and the internal gear may be made of a synthetic resin having a lower hardness than the synthetic resin forming the housing.
本発明に係る内歯車とハウジングとの分離構造体は、内歯部が形成された内周面と、軸線方向の一方側から他方側に向かう方向の少なくとも一部に凸部が形成された外周面と、前記他方側の端部で前記内周面と前記外周面との間に延在する開口端面と、を有する内歯車と、前記内歯車を収容し、前記内歯車の凸部と接触することで、前記ハウジングの内部での前記内歯車の周方向の移動を制限する筒状のハウジングと、を有し、前記ハウジングは、前記内歯車における前記他方側の前記開口端面に対向して設けられた接触面部を有し、前記他方側の前記開口端面は、前記接触面部側に向かって突設された接触部を有し、前記接触部が前記接触面部と前記軸線方向で接触することで、前記接触面部側への前記内歯車の移動を規制する。 The separation structure between an internal gear and a housing according to the present invention has an inner circumferential surface on which an internal gear is formed, and an outer circumferential surface on which a convex portion is formed on at least a part of the direction from one side to the other side in the axial direction. and an open end face extending between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface at the other end, the internal gear is housed in the internal gear, and the internal gear is in contact with the convex part of the internal gear. and a cylindrical housing that limits circumferential movement of the internal gear inside the housing, the housing facing the open end surface on the other side of the internal gear. The opening end face on the other side has a contact portion protruding toward the contact surface portion, and the contact portion contacts the contact surface portion in the axial direction. This restricts movement of the internal gear toward the contact surface portion.
本発明に係る遊星歯車装置は、上記した内歯車とハウジングとの分離構造体と、前記内歯車と噛み合う1又は複数の遊星歯車と、前記1又は複数の遊星歯車の中央に位置し、該1又は複数の遊星歯車と噛み合う太陽歯車と、前記1又は複数の遊星歯車を回転可能に支持ずるキャリアと、を備える。 The planetary gear device according to the present invention includes the above-described separation structure between the internal gear and the housing, one or more planetary gears that mesh with the internal gear, and a planetary gear located at the center of the one or more planetary gears. Alternatively, it includes a sun gear that meshes with a plurality of planetary gears, and a carrier that rotatably supports the one or more planetary gears.
前記キャリアの回転に伴い、前記キャリアの回転と同じように回転する第2の太陽歯車と、前記第2の太陽歯車の周囲に配され、該第2の太陽歯車と噛み合う1又は複数の第2の遊星歯車と、前記1又は複数の第2の遊星歯車を回転可能に支持する第2のキャリアと、前記1又は複数の第2の遊星歯車と噛み合う内歯が内周面に形成された第2のハウジングと、をさらに備え、前記ハウジングと前記第2のハウジングとは一体で成形されていてもよい。 a second sun gear that rotates in the same manner as the carrier rotates as the carrier rotates; and one or more second sun gears that are arranged around the second sun gear and mesh with the second sun gear. a second carrier rotatably supporting the one or more second planetary gears, and a second carrier having internal teeth formed on the inner peripheral surface to mesh with the one or more second planetary gears. 2 housing, and the housing and the second housing may be integrally molded.
本発明に係る遊星歯車装置は、太陽歯車と、前記太陽歯車の周囲に配され、該太陽歯車と噛み合う1又は複数の遊星歯車と、前記1又は複数の遊星歯車を回転可能に支持するキャリアと、を有する遊星歯車機構を少なくとも2段備える遊星歯車装置において、少なくとも2段の前記遊星歯車機構のうちの、最も高速で動作する遊星歯車機構は、上記の内歯車とハウジングとの分離構造体を備え、該遊星歯車機構の前記1又は複数の遊星歯車と該内歯車とが噛み合っており、少なくとも2段の前記遊星歯車機構のうちの、最も低速で動作する遊星歯車機構は、該遊星歯車機構が有する前記1又は複数の遊星歯車と噛み合う内歯が内周面に形成されたハウジングを備える。 The planetary gear device according to the present invention includes a sun gear, one or more planet gears arranged around the sun gear and meshing with the sun gear, and a carrier rotatably supporting the one or more planet gears. In a planetary gear device comprising at least two stages of a planetary gear mechanism, of the at least two stages of planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism that operates at the highest speed has a separation structure between the internal gear and the housing. The one or more planetary gears of the planetary gear mechanism are in mesh with the internal gear, and of the at least two stages of the planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism that operates at the lowest speed is the planetary gear mechanism. The housing includes internal teeth formed on the inner peripheral surface to mesh with the one or more planetary gears.
本発明に係るアクチュエータは、上記の遊星歯車装置と、前記遊星歯車装置に接続され該遊星歯車装置を駆動するモータと、を備える。 An actuator according to the present invention includes the above planetary gear device and a motor connected to the planetary gear device and driving the planetary gear device.
本発明によれば、内歯車とハウジングとの接触範囲が従来技術よりも狭く、遊星歯車機構に起因する振動がハウジングに伝達しにくくなる。これにより、遊星歯車機構からの振動の伝達及び遊星歯車機構の振動に伴う遊星歯車装置から発生する騒音を抑制することができる。 According to the present invention, the contact range between the internal gear and the housing is narrower than in the prior art, making it difficult for vibrations caused by the planetary gear mechanism to be transmitted to the housing. This makes it possible to suppress the transmission of vibrations from the planetary gear mechanism and the noise generated from the planetary gear apparatus due to the vibrations of the planetary gear mechanism.
以下、この発明の好適な実施の形態に係る内歯車とハウジングとの分離構造体、遊星歯車装置、アクチュエータについて、図面を参照しながら説明する。なお、図面の理解を容易にするため、各図において、本発明の実施の形態に係るアクチュエータ1の軸線方向に平行なX軸と、X軸に直交するY軸及びZ軸とを有する直交座標系を図示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a separation structure for separating an internal gear and a housing, a planetary gear device, and an actuator according to preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in order to facilitate understanding of the drawings, in each figure, orthogonal coordinates having an X axis parallel to the axial direction of the
(アクチュエータ1の構成)
図1及び図2に示すように、アクチュエータ1は、例えば、モータ10と、モータ10に接続された遊星歯車装置20とを備えている。
(Configuration of actuator 1)
As shown in FIGS. 1 and 2, the
モータ10は、例えば、図3及び図4に示すように、モータ本体11と、回転軸12とを有している。モータ10は、図示しない制御部の制御下で、回転軸12を回転させて遊星歯車装置20を駆動する。
The
遊星歯車装置20は、図1に示すモータ10によって入力された回転を、所定の減速比で減速して出力歯車86aから出力する。遊星歯車装置20は、例えば、図3及び図4に示すように、第1ハウジング30及び第2ハウジング40を有するハウジング50と、ハウジング50の内部に収容された遊星歯車機構60とを備えている。
The
第1ハウジング30は、例えば、モータ10を遊星歯車装置20に取り付けるための部材である。また、第1ハウジング30は、第2ハウジング40と組み合わされて内部に遊星歯車機構60を収容するための図5に示す収容空間Sを形成する。第1ハウジング30の中央には、図4に示すように、モータ10の回転軸12を通すための開口30aが形成されている。開口30aに通された回転軸12は、遊星歯車機構60の後述する太陽歯車71に固定される(接続される)。第1ハウジング30は、例えば合成樹脂製で射出成形により成形される。
The
第2ハウジング40は、例えば、図5及び図6に示すように、第1ハウジング30が取り付けられる側(一方側)が開放されており、この開放された部分から図4に示す遊星歯車機構60を収容することができる。遊星歯車機構60は、例えば、図4に示すように、軸方向に沿って配置された第1遊星歯車機構70と、第2遊星歯車機構80と、出力歯車86aとを有している。遊星歯車機構60は、モータ10によってもたらされた(入力された)回転を2段階で減速して出力歯車86aから出力する。第2ハウジング40は、例えば、図5に示すように、第1遊星歯車機構70が収容される第1部位41と、第2遊星歯車機構80が収容される第2部位42と、第2遊星歯車機構80の出力歯車86aを外部へ突出させるための第3部位43とを有している。
For example, as shown in FIGS. 5 and 6, the
第2ハウジング40の第1部位41は、例えば、図5及び図6に示すように、円筒体44と、軸線方向に沿って(軸線方向の一方側から他方側に向かって)延在するストッパ(第2凸部)45とを有している。ストッパ45は軸線方向に直交する断面で切断すると山形状の断面を有し、その形状および大きさは軸線方向に一定である。ストッパ45は、第1部位41の軸線方向における一部の範囲に形成されているが、全範囲にわたって形成されていてもよい。ストッパ45は、例えば、図9に示すように、円筒体44の内壁44aに周方向に対をなして配置されている。対のストッパ45は、例えば、円筒体44の内壁44aに等間隔に6箇所設けられている。各ストッパ45の断面形状は、例えば、図10に示すように、円筒体44の内壁44aから弧をなして徐々に立ち上がる立ち上がり部45aと、丸みを帯びた頂部45cと、立ち上がり部45aと頂部45cとを膨らみながら接続する接続部45bとを有している。なお、ストッパ45の断面の形状及び大きさは軸線方向に一定である。そのため、例えば図6から理解できるように、立ち上がり部45a、接続部45b、及び頂部45cは、軸線に平行な方向には曲りを有しない曲面である。対のストッパ45間には、後述する図9に示す内歯車74の移動制限凸部75が差し込まれることで、第2ハウジング40内における内歯車74の移動が制限される。
For example, as shown in FIGS. 5 and 6, the
第2ハウジング40の第2部位42は、例えば、図5及び図6に示すように、円筒体46と、円筒体46の内壁に形成された内歯部47とを有している。内歯部47は、例えば、軸線方向に対して角度をもって斜めに刻まれている。すなわち、内歯部47を有する第2部位42は、例えば、はすば歯車を構成している。
The
第2ハウジング40の第3部位43は、例えば、円筒状をなし、図4に示す遊星歯車機構60の出力歯車86aを通すための開口43aを有している。これにより、出力歯車86aから出力するトルクを外部の機構に伝達することができる。第2ハウジング40は、例えば合成樹脂製で、射出成形により成形される。
The
また、本明細書では、便宜上、図4~6における、第2ハウジング40の第1ハウジング30が取り付けられるように開放されている側を一方側(-X方向側)と呼び、その反対側である、第2ハウジング40の第3部位43の開口43aを有する側を他方側(+X方向側)と呼ぶ。しかしながら、本発明はこれに限定されず、第2ハウジング40の第3部位43の開口43aを有する側を一方側とし、第2ハウジング40の第1ハウジング30が取り付けられるように開放されている側を他方側とするように読み直して解釈してもよい。
In this specification, for convenience, the side of the
遊星歯車機構60は、例えば、図4に示すように、ハウジング50内に収容され、モータ10から伝達された回転を減速して出力歯車86aから出力する。遊星歯車機構60は、例えば、軸線方向に沿って配置された第1遊星歯車機構70と第2遊星歯車機構80とを有している。
For example, as shown in FIG. 4, the
第1遊星歯車機構70は、例えば、図7に示すように、太陽歯車71と、太陽歯車71を中央にしてその周囲に配された3つ(複数)の遊星歯車72と、3つ(複数)の遊星歯車72を回転可能に支持するキャリア73と、内歯車74とを備えている。なお、図7において、斜視図の都合上2つの遊星歯車72しか図示していないが、キャリア73に隠れた奥側の位置にもう1つの遊星歯車72が設けられている。
For example, as shown in FIG. 7, the first
太陽歯車71は、外周面に太陽歯部71aが形成された外歯車であって、図4に示すモータ10の回転軸12が固定される(接続される)。これにより、モータ10が作動することにより、太陽歯車71は回転する。太陽歯部71aは、例えば、太陽歯車71の軸に対して斜めに切られた螺旋状の歯を有している。すなわち、太陽歯車71は、例えば、はすば歯車である。
The
遊星歯車72は、例えば、外周面に遊星歯部72aが形成された外歯車である。遊星歯部72aは、例えば、遊星歯車72の軸に対して斜めに切られた螺旋状の歯を有している。すなわち、遊星歯車72は、例えば、はすば歯車である。3つ遊星歯車72は、第1遊星歯車機構70の軸を中心とした同一の円上に等間隔で配置されている。3つの遊星歯車72の間に太陽歯車71が位置しており、太陽歯部71aは、3つの遊星歯車72の遊星歯部72aのそれぞれと噛み合わされる。
The
キャリア73は、例えば、円筒状に形成されており、その外周面には遊星歯車72を収容するための3つの収容開口73aが形成されている。遊星歯車72のそれぞれは、図3に示すように、収容開口73a内で軸線方向に向けられたピン76により回転可能に支持されている。遊星歯車72は、例えば、遊星歯部72aの一部をキャリア73の外周面から突出させた状態で取り付けられている。これにより、遊星歯部72aを、後述する内歯車74の内歯部74aと噛み合わせることができる。
The
内歯車74には、例えば、図3及び図7に示すように、内周面に内歯部74aが形成されている。内歯部74aは、例えば、内歯車74の軸に対して斜めに切られた螺旋状の歯を有するはすば歯車である。内歯車74の歯先円の直径は、円筒状のキャリア73の直径よりも大きい。そのため、内歯車74の内部に、遊星歯車72を保持したキャリア73が収容される。キャリア73の外周面から突出した遊星歯部72aは、内歯車74の内歯部74aと噛み合わせられる。
For example, as shown in FIGS. 3 and 7, the
また、内歯車74の外周面には、例えば、図9に示すように、第2ハウジング40の内壁44aに形成された対のストッパ45の間に入り込む移動制限凸部(第1凸部)75が形成されている。移動制限凸部75は、例えば、対のストッパ45に対応して設けられており、対のストッパ45と同様に6箇所形成されている。移動制限凸部75は、軸線方向に直交する平面で切断すると概ね三角形状の断面を有している。また移動制限凸部75は、図11に示すように、例えば、内歯車74の外周面74bから立ち上がった直線状の斜辺部75aと、両サイドから立ちあがった斜辺部75aが交差する箇所に位置する丸みを帯びた頂部75bとを有している。なお、移動制限凸部75の断面の形状及び大きさは、図7に示すように、軸線方向に一定である(軸線方向の一方側から他方側に向かって一定に延びている)ことから、移動制限凸部75の斜辺部75aは平面領域を構成している。なお、移動制限凸部75は、内歯車74の全幅にわたって形成されているが、一部の範囲のみに形成されていてもよい。内歯車74は、例えば合成樹脂製である。なお、後述するように、内歯車74は、図9に示す第2ハウジング40を形成する合成樹脂よりも低い硬度の合成樹脂から形成されている。
Further, on the outer circumferential surface of the
内歯車74は、軸線方向の他方側の端面740に軸線方向で突出する接触凸部(接触部)742を有する。他方側の端面740は、軸線方向の他方側の端部で内周面と外周面との間に延在する開口端面である。接触凸部742は、第2ハウジング40に軸線方向で当接している。第2ハウジング40において、接触凸部742が当接する当接部分は、第2ハウジング40内において内歯車74が、軸線方向の他方側の端部に当接して、内歯車74の軸線方向の他方側への移動を規制する接触面部411である。接触面部411は、内歯車における他方側の端面740に対向して設けられている。なお、接触面部411は、第1部位41の他方側に設けられているが、本実施の形態では、第2部位42の一方側の端面を兼ねている。
内歯車74は、第2ハウジング40内で、軸線方向で、接触凸部742を介して、第2ハウジング40の接触面部411に接触して収容された状態となっている。
The
The
接触凸部742は、接触面部411側に向かって突設されている。接触凸部742は、本実施の形態では、端面740において周方向に複数設けられている。接触凸部742の数は、内歯車74が、第2ハウジング40内で接触面部411に安定して当接する構成、例えば、軸線方向を中心に軸が傾くこと無く接触面部411に当接する構成であればいくつ設けられてもよい。端面740には、接触面部411に点接触する少なくとも3つの接触凸部742が設けられている。
また、接触凸部742は、端面(開口端面)740に周方向に等間隔を空けて複数突設されてもよく、端面740に周方向に不等間隔を空けて複数突設されてもよい。また、接触凸部742の数は、特に限定されず、少なくとも1つ設けられていればよい。さらに、接触凸部742は、軸線方向と直交する断面積が他方側の開口端面である端面740から離れるにつれて小さくなるよう構成されてもよい。また、接触凸部742は、内歯車74において、第1ハウジング30が取り付けられる一方側の開口端面に、端面740と同様に設けられてもよい。これにより、第1ハウジング30に対しても振動の伝達、或いは、第1ハウジング30からの振動の伝達を抑制できる。
The contact
Further, a plurality of contact
接触凸部742は、内歯車74の軸線方向の他方側において第2ハウジング40に接触して、内歯車74側で生じる振動の第2ハウジング40への振動経路となる。接触凸部742は、内歯車74において、第2ハウジング40と軸線方向で接触する部分の軸線方向に垂直な断面積を、端面740が軸線方向で第2ハウジング40に当接する場合の断面積よりも小さくしている。
The contact
接触凸部742は、軸線方向の他方側、つまり、接触面部411に向かって、軸線方向と直交する断面積が漸次小さくなるように構成されてもよい。接触凸部742により、内歯車74内で生じる振動、つまり、第1遊星歯車機構70の駆動による振動の第2ハウジング40への伝達は抑制される。
The contact
本実施の形態では、接触凸部742は、図3及図7に示すように、半球状に形成されており、軸線方向の他方側で第2ハウジング40の接触面部411に点接触で当接する。これにより、内歯車74側から第2ハウジング40への軸線方向の振動の伝達は、より効果的に抑制されている。
In this embodiment, the contact
本実施の形態の接触凸部742は、半球状に形成された構成としたが、軸線方向の他端側への振動の伝搬面積を小さくするものであれば、どのような形状で構成されてもよい。例えば、接触凸部742は、接触面部411側の先端部を頭頂点とした錐体に形成されてもよい。上述したような接触凸部を備える内歯車は、本実施の形態の分離構造体、遊星歯車装置、アクチュエータに用いられる内歯車の変形例1~11として後述する。
Although the contact
図9に示すように、第2ハウジング40と、内歯車74とは物理的に分離しており、アクチュエータ1が作動していない場合、両者の間には隙間が形成されている。そのため、内歯車74は、第2ハウジング40内でフローティング状態にあり、内歯車74と第2ハウジング40との間に設けられた隙間の分だけ第2ハウジング40内における軸線方向回りの回転や、軸線方向に直交する方向への移動が許容される。そして、内歯車74に形成された移動制限凸部75が対のストッパ45に当接することで、内歯車74のそれ以上の移動が制限される。
As shown in FIG. 9, the
もう1つの遊星歯車機構である第2遊星歯車機構80は、例えば、図8に示すように、太陽歯車81と、3つの遊星歯車82と、3つの遊星歯車82を回転可能に支持するキャリア83と、出力軸86とを備えている。なお、図8においては、斜視図の都合上2つの遊星歯車82しか図示していないが、キャリア83に隠れた奥側の位置にもう1つの遊星歯車82が設けられている。
The second
太陽歯車81は、例えば、外周面に太陽歯部81aが形成された外歯車であって、図7に示す第1遊星歯車機構70のキャリア73に互いの軸線を一致させた状態で固定されている(接続されている)。これにより、第1遊星歯車機構70のキャリア73の回転に伴い、太陽歯車81は第1遊星歯車機構70のキャリア73の回転と同じように(同期するように、連動するように)回転する。すなわち、太陽歯車81は、第1遊星歯車機構70のキャリア73の回転に伴い、第1遊星歯車機構70のキャリア73と同じ回転方向に、第1遊星歯車機構70のキャリア73と同じ回転速度で回転する。太陽歯部81aは、例えば、太陽歯車81の軸に対して斜めに切られた螺旋状の歯を有している。すなわち、太陽歯車81は、例えば、はすば歯車である。
The
遊星歯車82は、例えば、外周面に遊星歯部82aが形成された外歯車である。遊星歯部82aは、例えば、遊星歯車82の軸に対して斜めに切られた螺旋状の歯を有している。すなわち、遊星歯車82は、例えば、はすば歯車である。3つ遊星歯車82は、例えば、第2遊星歯車機構80の軸を中心とした同一の円上に等間隔で配置されている。3つの遊星歯車82の間に太陽歯車81が位置しており、太陽歯部81aが、3つの遊星歯車82の遊星歯部82aのそれぞれと噛み合わされる。また、遊星歯車82は、図5及び図6に示す第2ハウジング40に形成された内歯部47と噛み合わされる。
The
キャリア83は、例えば、遊星歯車82を保持する歯車保持部84と、出力軸86を保持する出力軸保持部85とを有している。歯車保持部84は、例えば、円筒状に形成されており、その外周面には遊星歯車82を収容するための3つの収容開口84aが形成されている。遊星歯車82のそれぞれは、図3に示すように、収容開口84a内で軸線方向に向けられたピン87により回転可能に取り付けられている。遊星歯車82は、遊星歯部82aの一部をキャリア83の外周面から突出させた状態で取り付けられている。これにより、遊星歯部82aを、第2ハウジング40に形成された内歯部47と噛み合わせることができる。また、出力軸保持部85は、図8に示すように、歯車保持部84よりも小径の円筒状に形成されており、出力軸保持部85の中央部には、出力軸86を保持するための嵌合孔85aが形成されている。
The
出力軸86は、例えば、キャリア83に保持され、キャリア83とともに回転する。出力軸86は、軸にローレット形状の歯を有した出力歯車86aを有している。すなわち、出力軸86は、例えば、ローレット形状の歯を有した歯車を構成する。
For example, the
(アクチュエータ1の動作)
次に、アクチュエータ1の動作の一例について説明する。まず、図4に示すモータ10が作動すると、回転軸12が、第1方向又は第2方向に回転する。以下、回転軸12が第1方向に回転した場合について説明する。
(Operation of actuator 1)
Next, an example of the operation of the
なお、各部材の回転方向に関する第1方向とは、各部材を図1に示す矢印AIIが示す方向からみた場合に時計回りの方向である。一方、各部材の回転方向に関する第2方向とは、各部材を図1に示す矢印AIIが示す方向からみた見た場合に反時計回りの方向である。 Note that the first direction regarding the rotational direction of each member is a clockwise direction when each member is viewed from the direction indicated by arrow AII shown in FIG. On the other hand, the second direction regarding the rotational direction of each member is a counterclockwise direction when each member is viewed from the direction indicated by arrow AII shown in FIG.
回転軸12が第1方向に回転すると、回転軸12の回転に伴い、図3及び図7に示す太陽歯車71が第1方向に回転する。太陽歯車71が第1方向に回転するのに伴い、太陽歯車71と噛み合った3つの遊星歯車72がそれぞれ第2方向に回転(自転)する。また、遊星歯車72は、内歯車74と噛み合っていることから、第2方向に回転(自転)することによって、第1遊星歯車機構70の軸の周りを第1方向に回転(公転)する。遊星歯車72の回転(公転)に伴い、キャリア73は、自身の中心軸を中心に第1方向に回転(自転)する。
When the
このように、キャリア73が第1方向に回転すると、キャリア73に固定された図3及び図8に示す太陽歯車81が第1方向に回転する。太陽歯車81が第1方向に回転するのに伴い、太陽歯車81と噛み合った3つの遊星歯車82がそれぞれ第2方向に回転(自転)する。また、遊星歯車82は、図5及び図6に示す内歯部47と噛み合っていることから第2方向に回転(自転)することにより、第2遊星歯車機構80の中心軸の周りを第1方向に回転(公転)する。遊星歯車82の第1方向への回転(公転)に伴い、キャリア83は、自身の中心軸を中心に第1方向に回転(自転)する。そして、キャリア83の回転は、キャリア83に保持された出力軸86に伝達される。
In this way, when the
上記では、回転軸12が第1方向に回転した場合について説明したが、回転軸12を第2方向に回転させた場合には、各歯車の回転方向が反対になるだけで同様にアクチュエータ1の動作を説明することができる。
In the above, a case has been described in which the
上述したように、第2ハウジング40と、内歯車74とは物理的に分離されている。そして、アクチュエータ1が作動していない場合、第2ハウジング40と内歯車74との間には隙間が形成されている。そして、アクチュエータ1が作動すると、内歯車74は、設けられた隙間の分だけ第2ハウジング40内で軸線回りの回転や軸線に直交する方向への移動が許容される。例えば、内歯車74が図9に示す状態から第1方向(時計回り)に回転したとすると、やがて図12に示すように、内歯車74に形成された複数の移動制限凸部75のそれぞれが、第2ハウジング40に形成された対応するストッパ45に線接触する。これにより、内歯車74はこれ以上時計回りに回転することができなくなる。ストッパ45は対で形成されていることから、内歯車74が第2方向(反時計回り)に回転した場合であっても同様に線接触し、内歯車74の軸線回りの回転が制限される。
As described above, the
また、内歯車74が、図9に示す状態から軸線に直交する方向である、例えば図中上方に移動したとする。すると、図13に示すように、内歯車74に形成された図中上部の移動制限凸部75は、第2ハウジング40に形成された対のストッパ45に線接触する。これにより、内歯車74は、これ以上上方に移動することができずに、軸線に直交する方向への移動が制限される。また、このとき内歯車74の頂部75b(より具体的には、移動制限凸部75の頂部75b)は、第2ハウジング40(より具体的には、円筒体44の内壁44a)に当接(接触)していない。なお、内歯車74の軸線に直交する方向への移動の制限は、内歯車74が上方へ移動する場合に限定されるものではない。周方向に6つの移動制限凸部75と対のストッパ45とを等間隔で配置していることから、内歯車74の上下方向、左右方向、及び斜め方向といった様々な方向への移動を制限することができる。
Further, suppose that the
(効果)
上記の実施の形態によれば、分離した内歯車74と第2ハウジング40との構造体において、アクチュエータ1の作動中に内歯車74が移動したとしても、ストッパ45と移動制限凸部75とが線接触することで内歯車74の移動を制限することができる。図12は、内歯車74が軸回りに回転したことによって、内歯車74と第2ハウジング40とが線接触した状態を示している。このとき、対のストッパ45と移動制限凸部75とは6箇所全てで接触するが、その接触態様は同様である。そのため、図中上部で接触した1つの接触箇所について、図12の拡大図を参照しながら説明する。図に示すように、膨らんだ凸状の曲線によって図示されるストッパ45の接続部45bと、直線によって図示される移動制限凸部75の斜辺部75aとの接触箇所は、接触点P1で示すことができる。すなわち、極めて限られた範囲での接触となる。なお、第2ハウジング40の断面と内歯車74の断面とは、軸線方向に形状と大きさとが一定である。そのため、接続部45bと斜辺部75aとの接触は、軸線に平行な方向に曲りを有しない凸状の曲面と軸線に平行な平面との接触となる。これにより、図14に示す接触領域90のように、内歯車74と第2ハウジング40との接触は、X軸に平行な軸線方向に沿った線接触になる。
(effect)
According to the above embodiment, in the structure of the separated
また、図13は、内歯車74が軸線に直交する方向、例えば図中上方向に移動したことによって、第2ハウジング40と内歯車74とが接触した状態を示している。図13に示すように、第2ハウジング40と内歯車74との接触箇所は、接触点P2からP5で示す4箇所である。図13の拡大図に示すように、接触点P2及びP3は、膨らんだ凸状の曲線によって図示されるストッパ45の接続部45bと、直線によって図示される移動制限凸部75の斜辺部75aとの接触箇所である。上記と同様に、このような接触箇所は、軸線に平行な方向に曲りを有しない凸状の曲面と軸線に平行な平面との接触となるため、両者は線接触する。また、接触点P4及びP5におけるストッパ45と移動制限凸部75との接触も、凸状の曲面と平面との接触となることから、線接触になる。
Further, FIG. 13 shows a state in which the
このように、表面に凸状の曲面を有する山形状のストッパ45を対で配置し、その間に平面状の斜面を有する三角形状の移動制限凸部75を差し込む構成とすることで、内歯車74が軸線回りに回転した場合であっても、軸線に直交する方向に移動した場合であっても、内歯車74と第2ハウジング40との接触を線接触にとどめることができる。このように線接触で接触した内歯車74と第2ハウジング40との接触面積は小さいため、動作する内歯車74からの振動は第2ハウジング40へは伝達しにくくなる。これにより、第1遊星歯車機構70から伝達されて発生する第2ハウジング40の振動が抑制されるため、第1遊星歯車機構70に起因する振動に伴う遊星歯車装置20から発生する騒音を抑制することができる。
In this way, by arranging the chevron-shaped
なお、本明細書中で記載した「線接触」とは、接触部分が線形状をなしている接触状態のことであり、単に、各々の断面において接触点となる一点または複数点で示されてしまうような接触状態(点接触)だけを表すのではなく、図14に示すような、接触領域90における幅Wが長さLに対して十分に小さいと認められる態様の接触状態も含まれるものとする。また、本明細書中で記載した「線接触」とは、さらに、接触領域90における幅Wが軸線方向に沿って仮想線を引いたときに線形状をなすように散在して接触する(まばらに接触する)接触状態も含むものとする。また、本明細書中で記載した「線接触」とは、さらに、接触領域90における幅Wが、軸線方向ではなく、斜線を描くように線形状をなしている接触状態も含むものとする。また、本明細書中で記載した「線接触」とは、さらに、接触領域90における幅Wが、軸線方向ではなく、斜線を描く方向に沿って仮想線を引いたときに線形状をなすように散在して接触する(まばらに接触する)接触状態も含むものとする。 In addition, the "line contact" described in this specification refers to a contact state in which the contact portion has a linear shape, and is simply indicated by one or more points serving as contact points in each cross section. It does not only refer to a contact state where the contact area is closed (point contact), but also includes a contact state in which the width W in the contact area 90 is sufficiently smaller than the length L, as shown in FIG. shall be. In addition, "line contact" described in this specification further refers to contact in a scattered manner so that the width W in the contact area 90 forms a line shape when an imaginary line is drawn along the axial direction (sparse contact). (contact) shall also be included. Moreover, the term "line contact" described in this specification further includes a contact state in which the width W in the contact area 90 is not in the axial direction but in a linear shape so as to draw a diagonal line. Furthermore, the term "line contact" described herein means that the width W in the contact area 90 forms a line shape when an imaginary line is drawn not in the axial direction but in the diagonal direction. It also includes a contact state in which contact is made in a scattered manner (contact is sparse).
前述の実施の形態では、第1凸部と第2凸部とが線接触する態様を示して説明したが、本発明はこれに限定されず、態様によって接触方法を適宜選択することができ、例えば、第1凸部と第2凸部とが点接触する態様でもよく、面接触する態様でもよい。 In the above-described embodiment, a mode in which the first convex portion and the second convex portion are in line contact is shown and described, but the present invention is not limited to this, and the contact method can be appropriately selected depending on the mode. For example, the first convex portion and the second convex portion may be in point contact or may be in surface contact.
また、図11に示すように、軸線に直交する平面で切断した移動制限凸部75の断面を三角形状とし、先細となった頂部75bを外側に向ける構成とすることにより、射出成形時の内歯車74の型抜けを良好なものとすることができる。これにより、歩留りを向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 11, the cross section of the movement limiting
また、図15に示すように、移動制限凸部75を軸線方向に直交する平面で切断した断面の両サイドには直線状の斜辺部75aが形成されている。また図15には、移動制限凸部75の比較例として、両サイドが膨らんだ形状の移動制限凸部100を二点鎖線で図示している。両者を比較すると、移動制限凸部75の断面積は、ハッチングが施された領域の面積分だけ移動制限凸部100の断面積よりも小さい。これにより、本実施の形態では内歯車74を軽量化することができるためモータ10にかかる負荷を軽減することができるとともに、製造コストの低減を図ることができる。また、動作する内歯車74を軽量化できるため、本実施の形態では内歯車74が第2ハウジング40に接触した際の衝撃を小さくする(抑制する)ことができ、そのため第2ハウジングの振動も小さくする(抑制する)ことができる。
Further, as shown in FIG. 15,
また、内歯車74は、第2ハウジング40を形成する合成樹脂よりも低硬度の合成樹脂から形成されている。内歯車74及び第2ハウジング40を形成する合成樹脂としては、機械的強度、耐摩耗性、耐熱性等の観点から、エンジニアリングプラスチック、スーパーエンジニアリングプラスチックを使用すること好ましい。これらの合成樹脂としては、例えば、超高分子ポリエチレン(UHPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルスルホン(PE
S)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などが挙げられる。
Further, the
S), polyetheretherketone (PEEK), and the like.
内歯車74及び第2ハウジング40を形成する合成樹脂は、同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。本発明の効果を奏する範囲において適宜選択することができる。
The synthetic resins forming the
上記合成樹脂のなかで、内歯車74を形成するのに適した比較的柔らかい合成樹脂としては、例えば、超高分子ポリエチレン(UHPE)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリアリレート(PAR)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)を使用することが望ましい。また、第2ハウジング40を形成するのに適した比較的硬い合成樹脂としては、例えば、ポリカーボネート(PC)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)を使用することが望ましい。また、内歯車74及び第2ハウジング40を形成する合成樹脂材料(材料)に関して主成分が同じ合成樹脂材料を用いる場合には、合成樹脂の密度等を変えて、第2ハウジング40を形成する合成樹脂の方が硬くなるようにすることが望ましい。
Among the above synthetic resins, examples of relatively soft synthetic resins suitable for forming the
このように、内歯車74を第2ハウジング40よりも低硬度の合成樹脂から形成することで、本実施の形態では、内歯車74が第2ハウジング40に接触した際の衝撃を和らげることができ、第2ハウジング40に生じる振動をより小さくする(抑制する)ことができる。それにより本実施の形態では、第2ハウジング40の振動に起因する騒音をより小さくする(抑制する)ことができ、さらに内歯車74と第2ハウジング40とが衝突した際の音も小さくする(抑制する)ことができる。ひいては、第1遊星歯車機構70に起因する振動に伴う遊星歯車装置20から発生する騒音を抑制することができる。
In this embodiment, by forming the
また、本実施の形態では、ハウジングと内歯車とを分離させた構成を、低速で回転する2段目の遊星歯車機構には適用せずに、高速で回転する1段目の遊星歯車機構のみに適用している。つまり、本実施の形態では、振動や騒音が大きくなりやすい高速で回転する機構には、内歯車をフローティングさせた構成を採用し、比較的振動や騒音が大きくなりにくい低速で回転する機構には、内歯が形成されたハウジング構造を採用している。これにより、本実施の形態では、遊星歯車機構に起因する遊星歯車装置の振動及び騒音を抑制するとともに、遊星歯車装置の必要以上の部品点数の増大や、組み立て作業や組み立てコストの増大を防ぐことができる。ひいては、遊星歯車装置の製造コストの低減を図ることができる。このように、遊星歯車機構の回転態様に応じて、適宜、構成の異なる2つの機構を採用でき、両機構を併存させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the configuration in which the housing and the internal gear are separated is not applied to the second stage planetary gear mechanism that rotates at low speed, but only to the first stage planetary gear mechanism that rotates at high speed. It is applied to In other words, in this embodiment, a structure in which the internal gear is floating is adopted for a mechanism that rotates at high speed where vibration and noise are likely to become large, and a structure in which the internal gear is floating is adopted for a mechanism that rotates at low speed where vibration and noise are relatively less likely to become large. , adopts a housing structure with internal teeth. As a result, in this embodiment, it is possible to suppress the vibration and noise of the planetary gear set caused by the planetary gear set, and also to prevent an unnecessary increase in the number of parts of the planetary gear set, and an increase in assembly work and assembly cost. Can be done. As a result, the manufacturing cost of the planetary gear device can be reduced. In this way, depending on the rotational mode of the planetary gear mechanism, two mechanisms with different configurations can be employed as appropriate, and both mechanisms can coexist.
(変形例)
この発明は、上記実施の形態に限定されず、様々な変形及び応用が可能である。上記の実施形態では、第2ハウジング40に対のストッパ45を設け、内歯車74に対のストッパ45の間に差し込む移動制限凸部75を設けた。しかしながら、本発明はこれに限定されず、対のストッパ45と移動制限凸部75との設置箇所を入れ替え、第2ハウジング40の内周面に移動制限凸部75を設け、内歯車74の外周面に対のストッパ45を設ける構成を採用してもよい。
(Modified example)
This invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and applications are possible. In the above embodiment, the
また、対のストッパ45の断面を山形の形状とし、移動制限凸部75の断面を三角形状としたが、対のストッパの断面を三角形状とし、対のストッパの間に差し込まれる移動制限凸部の断面を山形の形状として、断面形状を入れ替えてもよい。
Further, the cross section of the pair of
また、対のストッパ45及び対応する移動制限凸部75の設置箇所の数は特に限定されるものではなく、上記実施の形態で示した6箇所よりも多い設置数としてもよいし、少ない設置数としてもよい。
Further, the number of locations where the pair of
また、対のストッパ45の凸状の曲面と移動制限凸部75の平面とを接触させることで、両者を線接触させていたが、他の形状のものを接触させることにより線接触を実現することもできる。次に、線接触を実現する他の実施例を、図16を参照しながら説明する。図9の拡大図で示す構成と異なる点は、移動制限凸部(第1凸部)175の断面が三角形状ではなく丸みを帯びた山形状であることである。なお、第2ハウジング40の構成は、図9の拡大図で示す構成と同様である。図16において、アクチュエータが作動していない時の内歯車174を実線で図示している。また、二点鎖線で示した内歯車174は、アクチュエータが作動することにより上方へ移動し第2ハウジング40と接触した状態にある。図16に示すように、対のストッパ45と移動制限凸部175との接触は、互いに凸状の曲面同士の接触であり、対のストッパ45と移動制限凸部175との接触点P6,P7で線接触となる。このように、本実施例では、膨らみを有する凸状の曲面同士を接触させることで、線接触を実現している。
Furthermore, by bringing the convex curved surface of the pair of
また、これに限定されず、第2ハウジング40が局所的に曲率の大きな凹状部を有し、内歯車74がより小さな曲率の凸状の曲面を有し、曲率の大きな凹状の曲面と、膨らみを有する凸状の曲面とを接触させることで、線接触を実現することも可能である。その他、線接触を実現するための構成自体は任意である。
In addition, the present invention is not limited to this, and the
なお、上記の線接触を実現する他の実施例において、線接触する箇所の内歯車の構成と第2ハウジングの構成とを入れ替えることもできる。 In addition, in other embodiments that realize the above-mentioned line contact, the configuration of the internal gear and the configuration of the second housing at the location where the line contact is made can be replaced.
また、アクチュエータ1は、モータ10の回転を減速する減速機として、第1遊星歯車機構70と第2遊星歯車機構80との2段の遊星歯車機構を設けたが、その段数は任意に設定することができる。例えば、遊星歯車機構を3段以上設けてより減速比を高めるようにしてもよいし、1段の遊星歯車機構のみの構成としてもよい。
Further, the
また、上記実施の形態では、ハウジングと内歯車とを分離させた構成を、高速で回転する1段目の機構である第1遊星歯車機構70のみに適用し、低速で回転する2段目の機構である第2遊星歯車機構80には内周面に内歯が形成されたハウジングを備える構成を採用した。しかしながら、2段目の機構である第2遊星歯車機構80にも、ハウジングと内歯車とを分離する構成を採用して、振動及び騒音の低減を図ってもよい。
Further, in the above embodiment, the configuration in which the housing and the internal gear are separated is applied only to the first
また、上記実施の形態では、モータ10の回転を減速して出力歯車86aから出力する減速機として用いられる場合について説明したが、用途については限定されるものではない。例えば、図8に示す出力軸86が設けられている部分を入力側としてモータの回転軸を接続し、図7に示す太陽歯車71が設けられている部分を出力側として出力軸を接続してもよい。これにより、モータの回転を増速して出力する増速機として用いることができる。この場合も、図7に示す第1遊星歯車機構70がより高速で動作することから、内歯車とハウジングとを分離させた構造を採用するのが好ましい。また、図8に示す第2遊星歯車機構80にはモータの回転が直接伝達することから、内歯車とハウジングとを分離させた構造を必要に応じて採用するのが好ましい。また、ロボットや工作機械等の産業用機械、所謂コーヒーカップといった遊具に本発明を用いてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, a case has been described in which the present invention is used as a speed reducer that decelerates the rotation of the
また、種々の用途に本発明を用いるにあたり、3段以上の遊星歯車機構を設ける場合には、最も高速で動作する遊星歯車機構に内歯車とハウジングとの分離構造体を適用する。これにより、振動及び騒音の発生を効果的に低減することができる。また、最も低速で動作する遊星歯車機構は、発生させる振動及び騒音が小さいことから、内周面に内歯が形成されたハウジングを備える構成を適用する。これにより、内歯車とハウジングとを必要以上に分離構造にする必要がなくなるため、部品点数の増大や、組み立て作業や組み立てコストの増大を防ぐことができ、ひいては、生産コストを抑制することができる。 Further, when using the present invention in various applications, when a planetary gear mechanism with three or more stages is provided, the separation structure of the internal gear and the housing is applied to the planetary gear mechanism that operates at the highest speed. Thereby, generation of vibration and noise can be effectively reduced. Furthermore, since the planetary gear mechanism that operates at the lowest speed generates less vibration and noise, a configuration is applied that includes a housing having internal teeth formed on the inner circumferential surface. This eliminates the need for an unnecessarily separate structure between the internal gear and the housing, which prevents an increase in the number of parts, assembly work, and assembly costs, and ultimately reduces production costs. .
また、上記実施の形態において、モータ10の動力を出力軸86まで伝達するために用いられる各歯車は、はすば歯車であると説明したが、他の歯車を用いてもよい。例えば平歯車を採用してもよい。これにより、はすば歯車を採用する場合と比べて、かみあわせ箇所でのがたつきが生じやすくなるが、そのような場合でも本発明の構成を採用することで遊星歯車装置の振動及び騒音を小さくする(抑制する)ことができる。
Further, in the above embodiment, each gear used to transmit the power of the
(内歯車の変形例)
<内歯車の変形例1>
図17は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例1の説明に供する図であり、図17Aは、変形例1としての内歯車74Aの背面図であり、図17Bは同内歯車74Aの右側面図である。図17A、図17Bに示すように、内歯車74Aは、内歯車74と比較して、接触凸部742Aの形状のみが異なる。
(Modified example of internal gear)
<Modification example 1 of internal gear>
FIG. 17 is a diagram for explaining
接触凸部742Aは、内歯車74Aの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Aにおいて、接触面部411側に突出し、接触面部411側の先端部を頭頂点とした四角錐状に形成されている。
接触凸部742Aは、図18Aに示すように、接触面部411に当接する先端(頂点)7424Aが尖るように尖鋭形状に構成されている。これにより、図18Bに示すように先端7424が丸い接触凸部742と比較して、接触凸部が変形した場合においても接触面との接触面積を小さくすることができる。これにより、接触凸部742Aは、内歯車74A側、つまり、軸線方向の一方側で発生する振動が、軸線方向の他方側へ伝達する際に、接触凸部742と比較して、振動をより抑制した状態で伝達させることができる。
The contact
As shown in FIG. 18A, the contact
<内歯車の変形例2>
図19は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例2の説明に供する図であり、図19Aは、変形例2としての内歯車74Bの背面図であり、図19Bは同内歯車74Bの右側面図である。内歯車74Bは、内歯車74と比較して、接触凸部742Bの形状のみが異なり、接触凸部742Bは、内歯車74Bの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Bにおいて、接触面部411側に突出し、接触面部411側の先端部を頭頂点とした三角錐状に形成されている。これにより、変形例1と同様の作用効果を得ることができる。
<Modification example 2 of internal gear>
FIG. 19 is a diagram for explaining a second modification of the
<内歯車の変形例3>
図20は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例3の説明に供する図であり、図20Aは、変形例3としての内歯車74Cの背面図であり、図20Bは同内歯車74Cの右側面図である。内歯車74Cは、内歯車74と比較して、接触凸部742Cの形状のみが異なる。接触凸部742Cは、内歯車74Cの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Cにおいて、接触面部411側に突出し、接触面部411側の先端部を頭頂点とした円錐形状に形成されている。これにより、変形例1と同様の作用効果を得ることができる。
<Modification 3 of internal gear>
FIG. 20 is a diagram for explaining a third modification of the
<内歯車の変形例4>
図21は、本発明の実施の形態に係る内歯車の変形例4の説明に供する図であり、図21Aは、変形例4としての内歯車74Dの背面図であり、図20Bは同内歯車74Dの右側面図である。内歯車74Dは、内歯車74と比較して、接触凸部742Dの形状のみが異なる。
<Modification example 4 of internal gear>
FIG. 21 is a diagram for explaining a modification 4 of the internal gear according to the embodiment of the present invention, FIG. 21A is a rear view of an
接触凸部742Dは、内歯車74Dの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Dから接触面部411側に突出し、且つ先端が丸く球面状である棒状体として形成されている。具体的には、接触凸部742Dは、棒状の延出部と、延出部の先端に設けられた半球面部とを有する。この場合、先端は半球面状であるので接触面部411とは点接触する。よって、内歯車74D側から第2ハウジング40への振動の伝達を一層抑制することができる。
The contact
<内歯車の変形例5>
図22は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例5の説明に供する図であり、図22Aは、変形例5としての内歯車74Eの背面図であり、図22Bは同内歯車74Eの右側面図である。内歯車74Eは、内歯車74と比較して、接触凸部742Eの形状のみが異なる。接触凸部742Eは、内歯車74Eの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Eにおいて、接触面部411側に突出し、背面視して十字状に形成されている。接触凸部742Eの先端部は、尖鋭形状をなしており、接触面部411に点接触する。
<Modification example 5 of internal gear>
FIG. 22 is a diagram for explaining a fifth modification of the
このように、接触凸部742Eは、錐形状の接触凸部742A~742C、棒状の接触凸部742Dと比較して、軸線方向と直交する断面積、つまり、軸線方向に沿う振動の伝搬面積が小さくなっている。これにより、軸線方向の一方側から他方側への振動の伝達を一層抑制することができる。
In this way, the
<内歯車の変形例6>
図23は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例6の説明に供する図であり、図23Aは、変形例6としての内歯車74Fの背面図であり、図22Bは内歯車74Fの右側面図である。図23で示す内歯車74Fは、内歯車74と比較して、接触凸部742Fの形状のみが異なる。
<Modification example 6 of internal gear>
FIG. 23 is a diagram for explaining a sixth modification of the
接触凸部742Fは、内歯車74Fの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Fにおいて、接触面部411側に突出して設けられ、軸線方向と直交する断面が十字状に形成されている。接触凸部742Fの外形は先端に向かって突出するように湾曲し、湾曲する先端部で接触面部411に点接触する。
The contact
このように、接触凸部742Fは、錐体である接触凸部742A~742C、棒状の接触凸部742Dと比較して、軸線方向と直交する断面積、つまり、軸線方向に沿う振動の伝搬面積が小さくなっている。これにより、軸線方向の一方側から他方側への振動の伝達を一層抑制することができる。
In this way, the
<内歯車の変形例7>
図24は、本発明の実施の形態に係る内歯車74の変形例7の説明に供する図であり、図24Aは、変形例7としての内歯車74Gの背面図であり、図24Bは同歯車74Gの右側面図である。内歯車74Gは、内歯車74と比較して、接触凸部742Gの形状のみが異なる。接触凸部742Gは、内歯車74Gの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Gにおいて、接触面部411側に突出する。
<Modification example 7 of internal gear>
FIG. 24 is a diagram for explaining a seventh modification of the
接触凸部742Gは、他方側に突出し、先端面の中心が頂点となるように湾曲した円弧板状体である。つまり、接触凸部742Gの先端部は、球面状に形成されている。接触凸部742Gは、端面740Gにおいて周方向に所定間隔を空けて、互いに平行になるように設けられている。
The contact
接触凸部742Gは、錐形状の接触凸部742A~742C、棒状の接触凸部742Dと比較して、軸線方向と直交する断面積、つまり、軸線方向に沿う振動の伝搬面積が小さくなっている。これにより、軸線方向の一方側から他方側への振動の伝達を一層抑制することができる。
The
<内歯車の変形例8>
図25は、本発明の実施の形態に係る内歯車の変形例8の説明に供する図であり、図25Aは、変形例8としての内歯車74Hの背面図であり、図24Bは同内歯車74Hの右側面図である。内歯車74Hは、内歯車74Gの構成において接触凸部742Gの向きを変えたものである。
<Modification example 8 of internal gear>
FIG. 25 is a diagram for explaining Modification 8 of the internal gear according to the embodiment of the present invention, FIG. 25A is a rear view of an
具体的には、内歯車74Hは、接触凸部742Gと同形状の接触凸部742Hを有し、内歯車74Hの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Hにおいて、接触面部411側に突出する。
Specifically, the
接触凸部742Hは、他方側に突出する円弧板状体であり、端面740Hにおいて周方向に所定間隔を空けて、それぞれの面部(例えば、裏面)を第2ハウジング40の中心軸に向けて設けられている。これにより、内歯車74Hから第2ハウジング40側への振動の伝達を一層抑制することができる。
The contact
また、接触凸部742Hは、端面740Hにおいてそれぞれの面部(特に中心軸側の内面7421)が周方向に沿うように配置された状態となる。
内歯車74Hは、第2ハウジング40内で周方向にフローティング移動可能に設けられており、第2ハウジング40内には内歯車74Hとの摺動部分にグリス等の潤滑剤が塗布される。内歯車74Hでは、潤滑剤が塗布される場合、第2ハウジング40内で、内歯車74Hが周方向に移動しても、周方向に沿う内面7421に潤滑剤が残留しやすくなり、第2ハウジング40内で内歯車74Hを好適にフローティング状態で保持させることができる。
Further, the contact
The
<内歯車の変形例9>
図26は、本発明の実施の形態に係る内歯車の変形例9の説明に供する図であり、図26Aは、変形例9としての内歯車74Iの背面図であり、図26Bは同内歯車74Iの右側面図である。内歯車74Iは、内歯車74Gの構成において接触凸部742Gの向きを変えたものである。
<Modification example 9 of internal gear>
FIG. 26 is a diagram for explaining Modification 9 of the internal gear according to the embodiment of the present invention, FIG. 26A is a rear view of an internal gear 74I as Modification 9, and FIG. 26B is a diagram showing the internal gear 74I as Modification 9. 74I is a right side view. The internal gear 74I has a configuration in which the contact
具体的には、内歯車74Iは、接触凸部742Gと同形状の接触凸部742Iを有し、内歯車74Iの、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Iにおいて、接触面部411側に突出する。
Specifically, the internal gear 74I has a contact convex portion 742I having the same shape as the contact
接触凸部742Iは、他方側に突出する円弧板状体であり、端面740Iにおいて周方向に所定間隔を空けて、それぞれの面部(例えば、裏面)が、第2ハウジング40の半径方向に沿うように、放射状に配置されている。これにより、内歯車74Iから第2ハウジング40側への振動の伝達を一層抑制することができる。
The contact convex portion 742I is an arcuate plate-like body that protrudes to the other side, and is spaced at a predetermined interval in the circumferential direction on the end surface 740I so that each surface portion (for example, the back surface) extends along the radial direction of the
<内歯車の変形例10>
上述した実施の形態及び各変形例1~8における接触凸部742、742A~742Iは、それぞれの端面(開口端面)740、740A~740Iに周方向で等間隔を空けて6つずつ設けられた構成としたが、いくつ設けられてもよい。例えば、図27に示す内歯車74Jに示すように、接触凸部740Jは、第2ハウジング40の接触面部411に当接する側(軸線方向で他方側)の端面(開口端面)740Jにおいて、周方向に間隔を空けて3つ突出するように設けられてもよい。接触凸部740Jは、図27に示すように接触凸部740と同形状に構成しているがこれに限らず、接触凸部742A~742Iのそれぞれと同様の形状に設けられてもよい。
<Modification example 10 of internal gear>
The contact
内歯車74Jに示すように、端面740Jに設けられる接触凸部740が少ない程、接触面部411への振動の伝搬経路を少なくすることができ、第2ハウジング40への内歯車74J側からの振動の伝達を抑制することができる。また、内歯車74、74A~74Jにおける接触凸部742、742A~742Jはそれぞれ、端面740、740A~740Jに周方向で等間隔を空けて配置された構成としたが、これに限らない。
As shown in the
<内歯車の変形例11>
図28に示す内歯車74の変形例10としての内歯車74Kは、接触凸部742Kを端面(開口端面)740Kに周方向で、不等間隔を空けて、他方側に突設されている。なお、変形例10における内歯車74Kでは、接触凸部742Kは、接触凸部740と同様の半球状に形成されたものとしたが、これに限らず、各内歯車74A~74Iの接触凸部742A~742Iと同形状としてもよい。
<Modification example 11 of internal gear>
An
<内歯車の変形例12>
図29に示す内歯車74の変形例11としての内歯車74Lは、内歯車74と比較して、他方側の端面740とともに、他方側の端面740とは反対側の端面(開口端面)741Lにも、接触凸部742Lを備える。接触凸部742Lは、端面740L、741Lの両面において、周方向で所定間隔(本実施の形態では等間隔)を空けて複数突設されている。すなわち、内歯車74Lは、一方側の端面(開口端面)741Lには、接触凸部742Lと同様に突出する接触凸部(一方側の接触部)が設けられている。
<Modification example 12 of internal gear>
In comparison with the
内歯車74Lは、他方側の端面740L側で、接触凸部742Lは、を介して第2ハウジング40の接触面部411に点接触するとともに、一方側の端面741L側で、接触凸部742Lを介して第1ハウジング30に点接触する。
The
これにより、内歯車74Lは、モータ側にも点接触で接続されることになり、アクチュエータおいて、ハウジング及びモータへの振動の伝達を抑制できる。なお、内歯車74の軸方向で離間する両開口端面のそれぞれに接触凸部を設ける構成は、各変形例1~10の内歯車74A~74Kのいずれにも適用でき、上述した各効果に加えて、内歯車74Lと同様の作用効果を得ることができる。
Thereby, the
本実施の形態及び変形例1~11に示す内歯車74、74A~74C、74E~74Lでは、接触凸部742、742A~742C、742E~742Lは、突出方向に向かって軸線方向と直交する断面積が小さくなるように形成されている。すなわち、接触凸部742、742A~742C、742E~742Lは、軸線方向と直交する断面積が他方側の端面(開口端面)740、740A~740C、740E~740Lから離れるにつれて小さくなるよう構成されている、加えて、それぞれの接触凸部742、742A~742C、742E~742Lが接触面部411に点接触した状態で、内歯車74、74A~74C、74E~74Lは、第1ハウジング30及び第2ハウジング40内で保持されている。これにより、内歯車74、74A~74C、74E~74Lから、接触面部411を介した第1ハウジング30及び第2ハウジング40への振動の伝達を抑制できる。
In the
また、内歯車とハウジングとの分離構造体は、遊星歯車装置の一部として用いられる場合について説明したが、その用途は限定されず他の歯車機構の一部として用いてもよい。 Moreover, although the case where the separation structure of the internal gear and the housing is used as part of a planetary gear mechanism has been described, its use is not limited and it may be used as part of other gear mechanisms.
また、上記実施の形態では、3つの遊星歯車を用いて遊星歯車装置の遊星歯車機構を実現したが、本発明はこれに限らない。本発明では、例えば、1つ、または、3つ以外の複数の遊星歯車を用いた遊星歯車機構を採用して遊星歯車装置を実現してもよい。 Further, in the above embodiment, the planetary gear mechanism of the planetary gear device is realized using three planetary gears, but the present invention is not limited to this. In the present invention, for example, a planetary gear mechanism using one or a plurality of planetary gears other than three may be employed to realize a planetary gear device.
また、本発明を適用した遊星歯車装置は、自動車、ロボット、産業用機械、遊具など、減速機や増速機を使用する様々な機械や装置等に適用することができる。 Further, the planetary gear device to which the present invention is applied can be applied to various machines and devices that use reduction gears and speed increasers, such as automobiles, robots, industrial machines, and play equipment.
また、上記実施の形態における移動規制凸部(第1凸部)と対のストッパ(第2凸部)とが軸線方向に沿って線接触することでハウジングの内部での移動が制限される構造に変えて、移動規制凸部(第1凸部)と対のストッパ(第2凸部)とが点接触することでハウジングの内部での移動が制限される構造としてもよい。より具体的には、図5における対のストッパ(第2凸部)45が、軸線方向において、間欠的に存在する形状であってもよく、図7における移動制限凸部(第1凸部)75が、軸線方向において、間欠的に存在する形状であってもよい。 Further, in the above embodiment, the movement regulating convex part (first convex part) and the pair of stoppers (second convex part) are in line contact along the axial direction, so that movement inside the housing is restricted. Alternatively, a structure may be adopted in which the movement within the housing is restricted by point contact between the movement regulating convex portion (first convex portion) and the pair of stoppers (second convex portion). More specifically, the pair of stoppers (second convex portions) 45 in FIG. 5 may have a shape that exists intermittently in the axial direction, and the movement limiting convex portions (first convex portions) in FIG. 75 may exist intermittently in the axial direction.
1 アクチュエータ
10 モータ
11 モータ本体
12 回転軸
20 遊星歯車装置
30 第1ハウジング
30a 開口
40 第2ハウジング
41 第1部位
42 第2部位
43 第3部位
43a 開口
44 円筒体
44a 内壁
45 ストッパ(第2凸部)
45a 立ち上がり部
45b 接続部
45c 頂部
46 円筒体
47 内歯部
50 ハウジング
60 遊星歯車機構
70 第1遊星歯車機構
71 太陽歯車
71a 太陽歯部
72 遊星歯車
72a 遊星歯部
73 キャリア
73a 収容開口
74、74A、74B、74C、74D、74E、74F、74G、74H、74I、74J、74K、74L 内歯車
74a 内歯部
74b 外周面
75 移動制限凸部(第1凸部)
75a 斜辺部
75b 頂部
75c 切欠き部
76 ピン
80 第2遊星歯車機構
81 太陽歯車
81a 太陽歯部
82 遊星歯車
82a 遊星歯部
83 キャリア
84 歯車保持部
84a 収容開口
85 出力軸保持部
85a 嵌合孔
86 出力軸
86a 出力歯車
87 ピン
90 接触領域
140 第2ハウジング
141 凹状部
174 内歯車
175 移動制限凸部(第1凸部)
411 接触面部
740、740A、740B、740C、740D、740E、740F、740G、740H、740I、740J、740K、741L 開口端面
742、742A、742B、742C、742D、742E、742F、742G、742H、742I、742J、742K,742L 接触凸部
7421 内面
1
75a
Claims (15)
前記内歯車を収容し、前記内歯車の凸部と接触することで、前記ハウジングの内部での前記内歯車の周方向の移動を制限する筒状のハウジングと、
を有し、
前記ハウジングは、前記内歯車における前記他方側の前記開口端面に対向して設けられた接触面部を有し、
前記他方側の前記開口端面は、前記接触面部側に向かって突設された接触部を有し、
前記接触部が前記接触面部と前記軸線方向で接触することで、前記接触面部側への前記内歯車の移動を規制する、
内歯車とハウジングとの分離構造体。 an inner circumferential surface on which internal teeth are formed; an outer circumferential surface on which a convex portion is formed in at least a portion of the direction from one side to the other in the axial direction; and the inner circumferential surface at the other end. an internal gear having an open end surface extending between the outer circumferential surface and the outer peripheral surface;
a cylindrical housing that accommodates the internal gear and limits circumferential movement of the internal gear inside the housing by contacting a convex portion of the internal gear;
has
The housing has a contact surface portion provided opposite to the open end surface on the other side of the internal gear,
The opening end surface on the other side has a contact portion protruding toward the contact surface portion side,
The contact portion contacts the contact surface portion in the axial direction, thereby restricting movement of the internal gear toward the contact surface portion.
Separation structure between internal gear and housing.
請求項1記載の内歯車とハウジングとの分離構造体。 The contact portion includes at least three contact convex portions that make point contact with the contact surface portion.
A separation structure between an internal gear and a housing according to claim 1.
請求項2記載の内歯車とハウジングの分離構造体。 A plurality of the contact portions protrude from the opening end surface at equal intervals in the circumferential direction,
The internal gear and housing separation structure according to claim 2.
請求項2記載の内歯車とハウジングの分離構造体。 A plurality of the contact portions protrude from the opening end surface at unequal intervals in the circumferential direction,
The internal gear and housing separation structure according to claim 2.
請求項1から4のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングの分離構造体。 The contact portion is configured such that a cross-sectional area perpendicular to the axial direction becomes smaller as the distance from the opening end surface on the other side increases.
The internal gear and housing separation structure according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングとの分離構造体。 The contact portion is a cone whose apex is the tip on the side of the contact surface portion.
A separation structure between an internal gear and a housing according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から5のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングとの分離構造体。 The contact portion has a tip portion of the contact surface portion having a spherical shape.
A separation structure between an internal gear and a housing according to any one of claims 1 to 5.
前記延出部の先端に設けられた半球面部とを有する、
請求項1から4のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングとの分離構造体。 The contact portion includes a rod-shaped extension portion extending from the opening end surface toward the contact surface portion;
and a hemispherical part provided at the tip of the extending part,
A separation structure between an internal gear and a housing according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれか一項に記載の内歯車とハウジングの分離構造体。 The contact portion has a cross-shaped cross section perpendicular to the axial direction.
The internal gear and housing separation structure according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から9のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングの分離構造体。 The opening end surface on the one side of the internal gear is provided with a contact portion on one side that protrudes similarly to the contact portion.
The internal gear and housing separation structure according to any one of claims 1 to 9.
前記内歯車は、前記ハウジングを形成する合成樹脂よりも低硬度の合成樹脂から形成されている、
請求項1から10のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングとの分離構造体。 The internal gear and the housing are made of synthetic resin,
The internal gear is made of a synthetic resin having a lower hardness than the synthetic resin forming the housing.
A separation structure between an internal gear and a housing according to any one of claims 1 to 10.
前記内歯車と噛み合う1又は複数の遊星歯車と、
前記1又は複数の遊星歯車の中央に位置し、該1又は複数の遊星歯車と噛み合う太陽歯車と、
前記1又は複数の遊星歯車を回転可能に支持ずるキャリアと、を備える、
遊星歯車装置。 A separation structure between an internal gear and a housing according to any one of claims 1 to 11,
one or more planetary gears meshing with the internal gear;
a sun gear located at the center of the one or more planetary gears and meshing with the one or more planetary gears;
a carrier rotatably supporting the one or more planetary gears;
Planetary gear system.
前記第2の太陽歯車の周囲に配され、該第2の太陽歯車と噛み合う1又は複数の第2の遊星歯車と、
前記1又は複数の第2の遊星歯車を回転可能に支持する第2のキャリアと、
前記1又は複数の第2の遊星歯車と噛み合う内歯が内周面に形成された第2のハウジングと、をさらに備え、
前記ハウジングと前記第2のハウジングとは一体で成形されている、
請求項12に記載の遊星歯車装置。 a second sun gear that rotates in the same manner as the carrier rotates as the carrier rotates;
one or more second planetary gears disposed around the second sun gear and meshing with the second sun gear;
a second carrier rotatably supporting the one or more second planetary gears;
further comprising a second housing having internal teeth formed on the inner circumferential surface that mesh with the one or more second planetary gears,
the housing and the second housing are integrally molded;
The planetary gear system according to claim 12.
前記太陽歯車の周囲に配され、該太陽歯車と噛み合う1又は複数の遊星歯車と、
前記1又は複数の遊星歯車を回転可能に支持するキャリアと、を有する遊星歯車機構を少なくとも2段備える遊星歯車装置において、
少なくとも2段の前記遊星歯車機構のうちの、最も高速で動作する遊星歯車機構は、請求項1から11のいずれか1項に記載の内歯車とハウジングとの分離構造体を備え、該遊星歯車機構の前記1又は複数の遊星歯車と該内歯車とが噛み合っており、
少なくとも2段の前記遊星歯車機構のうちの、最も低速で動作する遊星歯車機構は、該遊星歯車機構が有する前記1又は複数の遊星歯車と噛み合う内歯が内周面に形成されたハウジングを備える、
遊星歯車装置。 sun gear and
one or more planetary gears arranged around the sun gear and meshing with the sun gear;
A planetary gear device comprising at least two stages of a planetary gear mechanism including a carrier rotatably supporting the one or more planetary gears,
Of the at least two stages of the planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism that operates at the highest speed is provided with the separation structure between the internal gear and the housing according to any one of claims 1 to 11, and the planetary gear mechanism operates at the highest speed. The one or more planetary gears of the mechanism and the internal gear are in mesh with each other,
Of the at least two-stage planetary gear mechanism, the planetary gear mechanism that operates at the lowest speed includes a housing in which internal teeth are formed on the inner peripheral surface to mesh with the one or more planetary gears of the planetary gear mechanism. ,
Planetary gear system.
前記遊星歯車装置に接続され該遊星歯車装置を駆動するモータと、を備える、
アクチュエータ。 The planetary gear device according to any one of claims 12 to 14,
a motor connected to the planetary gear device and driving the planetary gear device;
actuator.
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