JPH03168448A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、差ｖ１機構を利用した遊星歯車装置に間し、
特に軽量，ｉｌＪ易構造をより展開可能とする改良技所
に関する。

［従来の技術］ この種の遊星歯車装置は、同一変速条件で軽量かつ小型
化できること、人出力軸を一直線にてきることなどの特
長を有する。特に差動機構を利用した遊星歯車装置にあ
っては、小型で大減速比を得るための手段として広く利
用されている。

第５図はその差動機構を１１用した遊星歯車装置の一従
来例を示している。

同図の遊星歯車装置は、駆動軸により回転する太陽歯車
１と、太陽歯車１と噛合して自転すると共に太陽歯車ｌ
の軸位置を中心として公転する第１遊星歯車２と、第１
遊星歯車２と噛合し、かつ回転を規制された第ｌ内歯車
３と、第１遊星歯車３と同軸心上に設けられた第２遊星
歯車４と、第１．第２遊星歯車３．４同士を連結する遊
星歯車軸５と、第２遊星歯車４と噛合して太陽歯車Ｉと
同一軸心上を回転する第２内歯車６とを備え、第２内歯
車６から出力するようにしたものである。

また、符号７は遊星腕であり、各遊星爾車３，４が太陽
歯車１に駆動ざれて自転と公転を行うようにしている。

符号９は軸受けである。

ところで、歯車同士の噛合点においては歯面に乗直な力
Ｆが作用し、その力Ｆは動力伝達に有効な接線力Ｆｔと
、歯車を半径方向へ押し付けようとする力Ｆ，に分解さ
れる。即ち、歯車は常に力Ｆｒで軸心方向く半径方向冫
へ押し付けられていることとなる。

したがって、前記遊星歯車装置の場合、第６図に示す如
く第１遊星歯車２は Ｆｒ３＋Ｆｒ６　Ｆｒ＋ なる力によって太陽歯車１の方向へ押し付けられており
、その力が遊星歯車軸５および遊星腕７によって支承さ
れている。

なお、Ｆｒｌは太陽歯車１から伝達される力、Ｆ　ｒ３
は第ｌ内歯車３による反力、Ｆｒｅは第２内歯車６によ
る反力である。

［発明が解決しようとする課題］ このように、従来の差動機構を利用した遊星歯車装置で
は、遊星腕７や遊星歯車軸５が不可欠な構成と考えられ
ていたので、設計時にそれらの設置域を考慮しなければ
ならず、全体として軽量化と簡易化を図る上での大きな
制約となっている。

本発明者は、この種の遊星歯車装置において歯形設計を
通じて歯面荷重、軸受け荷重、伝達動力等を検討してき
た結果、歯形設計を工夫することにより遊星腕や遊星歯
車軸を省略できることが判明し、本発明に至った。

本発明の目的は、一層の軽量および簡易化を展開できる
遊星歯車装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段コ 上記目的を達成するために、本発明の遊星歯車装置は、
駆動軸により回転する太陽歯車と、前記太陽歯車と噛合
して自転すると共に太陽歯車の軸位置を中心として公転
する第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車と噛合し、かつ
外部手段により回転を規制された第１内歯車と、前記第
１遊星歯車と同軸心上に固定され第ＩＭ星歯車と一緒に
回転する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車と晴合して
前記太陽歯車と同一軸心上を回転する第２内歯車とを備
えてなる遊星歯車装置において、前記太陽歯車および前
記第１遊星虜車の一方または両方が、少なくとも１ビッ
チ噛合区間内において歯先と相手歯車の歯底とを当接す
るように歯形設定していることを特徴とする また、前記歯先と前記相手歯車の歯底とが当接する歯形
としては、特にサイクロイド曲線を用いることが好まし
い。

Ｃ１乍用コ 上記構成の遊星歯車装置によれば、遊星歯車と太陽歯車
の噛合点において一方の歯が相手歯溝へくさび作用によ
り食い込んだ状態となる。

つまり、一般的に歯車には所定の頂隙を設けるので、半
径方向の力は噴合歯面で受けることになり、歯面の而圧
が非常に大きくなる。しかし、本発明の如く遊星歯車ま
たは太陽歯車の歯先ど相手歯車の歯底とを当接して噛合
状態を形成することで、半径方向に加わる力を相手歯底
に支承させることができると共に、遊星歯車が太陽歯車
に駆動されて自転と公転するときにその軸心を支承する
遊星腕を廃止するこども可能となるのである。

ここで、このような噴合状態を形成する歯形としては、
例えばサイクロイド曲線を用いることで、歯形設計や歯
切を容易に行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。

第１図（イ），（口）は本発明を適用した遊星歯車Ｈ置
を示す図である。

同図の遊星歯車装置ｌＯは、駆動軸１１に固定された太
陽歯車１２と、太陽歯車１２と噛合して自転および公転
する３個の第１遊星歯車ｌ３と、第１遊星歯車１３と噛
合し、かつ回転を規制された第ｌ内歯車１４と、各第１
遊星歯車ｌ３と一体形成された３個の第２遊星歯車ｌ５
と、第２遊星歯車１５と噴合して太陽爾車１２と同一軸
心上を回転する第２内歯車１６とを備え、第２内歯車Ｉ
６の軸心に設けられた出力軸１７を通じて出力される。

ここで、第１′１！ｉ星歯車ｌ３と第２遊星歯車Ｉ５は
、同軸心上に一体形成したが、従来同様に遊星歯車軸を
介在して連結する構造であってもよい。

太陽歯車１２および第１遊星歯車１３の歯形は、第２図
の如くサイクロイド曲線が用いられ、ピッチ円から歯先
迄をエビサイクロイド曲ｇ￥ｂで、ピッチ円から歯底迄
をハイボサイクロイド曲線Ｃで形成され、互いに噛合し
ている。

このような歯形は、歯先と相手歯車の歯底とが当接し噛
合状態を形成する。この噛合状態を得ることによって、
第１遊星歯車１３０半径方向に加わる力は太陽歯車１２
の歯底が支承する。この結果、歯而に加わる面圧は過大
になることがなく相手歯車との一体化が形成され、第１
遊星歯車ｌ３が太陽画車１２に駆動されて自転と公転を
する遊星腕を廃止することも可能となるのである。

第３図（イ），（口）は本発明の前記歯形例の他の例を
示している。

なお、この変形例は、前述のサイクロイド曲線を使用し
た場合、各歯車が同一モジュール（ｍ）のとき歯の高さ
はインボリュート歯形の１　／　２　ｍになり、比較的
小さな歯車を作成し難いこと、歯数の少ないときは噛合
圧力角が大きい箇所が発生し、歯車面圧負荷および半径
方向荷重が大きくなり易いという不具合を解決したもの
である。

太陽歯車ｌ２および第ｌ遊星歯車ｌ３の歯形において、
第３図（イ）の場合には、各歯車を動力伝達歯面１８ａ
と半径方向の力を支承する歯面に分け、これらを複合し
て設定したものである。

即ち、各歯車の動力伝達歯面１８ａは既知のサイクロイ
ドやインボリュート曲線ａ等の歯形からなる。そして、
歯先歯面１８ｂは転円の直径を歯先の高さとしたエビサ
イクロイド曲線ｂからなり、歯底歯面１８ｃは相手歯車
の歯先曲線（エビサイクロイド曲線）により創成された
曲線である。このような歯形は、全歯面が噛合って噛合
状態を形成する。

また、第３図（０）の場合には、動力伝達歯面と半径方
向（軸心方向）の力を支承する歯面に分け、動力伝達歯
面１９ａを既知のサイクロイドやインボリュート曲線ａ
などの歯形を用いる点、歯先歯面１９ｂは転円の直径を
歯先の高さとしたエビサイクロイド曲線ｂを用いる点で
前述と同様であるが、歯底歯面１９ｃは転円の直径を相
手歯車の歯先の高さとしたハイボサイクロイド曲線Ｃを
用いたものである。こうすることで、相手歯数が変わっ
ても干渉を起こすという虞がなくなる。

以上のような歯形設定を行うことにより、歯先の丈およ
び歯元の丈をそれぞれ１／２ｍより大きくすることがで
きるので、虜の高さを適正値とすることができ、噛合圧
力角が過大になる箇所をなくすることができるのである
。

第４図（イ），（口）は本発明の遊星歯車装置の構成を
変えた一例を示している。

同図の遊星歯車装置２０は、駆動軸２１に固定された太
陽１賃車２２と、太陽歯車２２と噛合して自転および公
転する３個の第１遊星歯車２３と、第１遊星歯車２３と
噛合し、かつ回転を規制された第１内歯車２４と、各第
１遊星歯車２３と一体形成された３個の第２遊星歯車２
５と、第２遊星歯車２５と噛合して太陽歯車２２と同一
軸心上を回転する第２内歯車２６と、太陽歯車２２と同
一軸心上に設けられて第２遊星歯車２５と噛合う遊び歯
車２８とを備え、第２内歯車２６の軸心に設けられた出
力軸２７を通じて出力する。

そして、太陽歯車２２および第１遊星歯車２３の歯形に
加えて、遊び歯車２８および第２遊星歯車２５の歯形も
第１実施例と同様に一方または両方が少なくとも１ビッ
チ噛合区間内において歯先と相手歯車の歯底とを当接す
るように設定したものである。

この場合は、第１，第２遊星歯車２３．２５の半径方向
に加わる力が太陽歯車２２と遊び歯車２８の各歯底で支
承することとなり、本発明の利点をより確実に展開する
ことができる。

このように、本発明はその要旨の範囲内で種々変形する
ことができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係る遊星歯車装置にあっ
ては、遊星歯車または太陽歯車の歯先と相手歯車の歯底
とを当接する歯形としたことによって、半径方向に加わ
る力を相手歯底に支承させることができると共に、従来
の遊星歯車装置における遊星腕専を廃止することも可能
となり、一層の軽量および簡素化を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ），（口）は本発明の第１実施例として示す
遊星歯車装置の図、第２図は前記遊星歯車装置の太陽歯
車と第１遊星歯車の歯形を示す模式図、第３図（イ），
（口）は前記歯形の変形例をそれぞれ示す模式図、第４
図（イ），（口）は木発明の第２実施例として示す遊星
歯車装置の構成を変えた図、第５図は従来の差動機構を
利用した遊星歯車装置を示す概略断面図、第６図は同遊
星歯車に作用する力を示す模式図である。 １０，２０・・・・・遊星歯車装置 １１．２１・・・・・駆動軸 １２．２２・・・・・太陽歯車 １３．２３・・・・・第１遊星歯車 １４．２４・・・・・第！内歯車 １５．２５・・・・・第２遊星歯車 １１３，２６・・・・・第２内歯ｑ １７．２７・・・・・出力軸

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）駆動軸により回転する太陽歯車と、前記太陽歯車
   と噛合して自転すると共に太陽歯車の軸位置を中心とし
   て公転する第１遊星歯車と、前記第１遊星歯車と噛合し
   、かつ外部手段により回転を規制された第１内歯車と、
   前記第１遊星歯車と同軸心上に固定され第１遊星歯車と
   一緒に回転する第２遊星歯車と、前記第２遊星歯車と噛
   合して前記太陽歯車と同一軸心上を回転する第２内歯車
   とを備えてなる遊星歯車装置において、 前記太陽歯車および前記第１遊星歯車の一方または両方
   が、少なくとも１ピッチ噛合区間内において歯先と相手
   歯車の歯底とを当接するように歯形設定していることを
   特徴とする遊星歯車装置。
2. （２）前記歯先と前記相手歯車の歯底とが当接する歯形
   としてサイクロイド曲線を用いることを特徴とする請求
   項第１項に記載の遊星歯車装置。