JPH06272740A - Epicyclic gear type speed changer - Google Patents

Epicyclic gear type speed changer

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JPH06272740A
JPH06272740A JP8563693A JP8563693A JPH06272740A JP H06272740 A JPH06272740 A JP H06272740A JP 8563693 A JP8563693 A JP 8563693A JP 8563693 A JP8563693 A JP 8563693A JP H06272740 A JPH06272740 A JP H06272740A
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JP
Japan
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gear
planetary gear
gears
end side
diameter end
Prior art date
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Application number
JP8563693A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Osawa
良久 大沢
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Takahiro Kogyo KK
Original Assignee
Takahiro Kogyo KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate backlash by using tapered gears as an inner gear, a sun gear and an epicyclic gear, forming the epicyclic gear movable in the axial direction, energizing to the small-diameter end side from the large-diameter end side, and increasing elastic deformation ability in the radial direction with rigidity degradation in the circumferential direction avoided for the epicyclic gear. CONSTITUTION:Tapered parts corresponding to an epicyclic gear 36 is given to a sun gear 30 and an internal gear 50. Three epicyclic gears 36 are mounted in a housing part 46 to fit the internal gear 50 onto its outside. When a predetermined fixed axial load is given to it, a carrier 34 equipped with the three epicyclic gears 36 and the internal gear 50 are positioned coaxially to each other, preset load is given by 1/3 of the axial load to a belleville spring 90, and an engaging part with the internal gear 50 of the epicyclic gear 36 is elastically- deformed by the amount which meets the preset load in the radial direction. If the respective gears 30, 36, 50 are worn, the epicyclic gear 36 is moved to the small-diameter end side from the large-diameter end side, so it is possible to prevent backlash from being generated and increased by the wear.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は遊星歯車式の変速機に関
し、特にそのバックラッシの低減に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a planetary gear type transmission, and more particularly to reduction of its backlash.

【0002】[0002]

【従来の技術】遊星歯車式の変速機は、入力軸と出力軸
とが同軸であって使用上好都合であり、小形で大きな減
速比が得られ、伝達効率も高いため、広く使用されてい
る。しかし、他の歯車式変速機と同様に、バックラッシ
を無くすることができないという問題がある。バックラ
ッシとは一対の歯車を噛み合わせたときの歯面間の遊び
のことで、一対の歯車が円滑に回転するためには不可欠
なものであると考えられている。
2. Description of the Related Art A planetary gear type transmission is widely used because its input shaft and output shaft are coaxial, which is convenient for use, and it is compact and has a large reduction ratio and high transmission efficiency. . However, as with other gear type transmissions, there is a problem that backlash cannot be eliminated. Backlash is a play between tooth surfaces when a pair of gears are engaged with each other, and is considered to be indispensable for smooth rotation of the pair of gears.

【0003】しかし、バックラッシは、機械装置運転時
における騒音,振動発生の原因になるばかりではなく、
変速機を含む系全体に計算値以上の負荷トルクを発生さ
せて各構成要素に悪影響を及ぼす。例えば、サーボモー
タの制御精度を低下させる。サーボモータは、高頻度の
移動,停止を伴う部材の位置決めに広く使用されている
が、一般に高速,低トルクのものであり、また、負荷の
外乱のサーボモータに対する影響は減速比の2乗に比例
して小さくなるため、サーボモータと被駆動装置との間
に減速機が設けられることが多い。そして、この減速機
として遊星歯車式減速機が使用されるのであるが、これ
のバックラッシがサーボモータによる制御精度を低下さ
せるのである。近年のパワーエレクトロニクスとその制
御技術との進歩により、サーボモータ自体の制御精度は
著しく高められたにもかかわらず、それに連結されてい
る遊星歯車式変速機のバックラッシにより機械装置全体
の制御精度の向上が妨げられているのが実情なのであ
る。
However, backlash not only causes noise and vibration during operation of machinery, but also
A load torque exceeding the calculated value is generated in the entire system including the transmission, which adversely affects each component. For example, the control accuracy of the servo motor is reduced. Servo motors are widely used for positioning members that frequently move and stop, but generally have high speed and low torque, and the influence of load disturbance on the servo motor is the square of the reduction ratio. Since the size is reduced in proportion, a speed reducer is often provided between the servo motor and the driven device. A planetary gear type speed reducer is used as the speed reducer, and the backlash of the speed reducer reduces the control accuracy of the servomotor. Although the control accuracy of the servo motor itself has been significantly improved by the recent advances in power electronics and its control technology, the backlash of the planetary gear type transmission connected to the servo motor improves the control accuracy of the entire mechanical device. The fact is that is being hindered.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、遊星
歯車式変速機のバックラッシを低減させ、あるいは実質
上無くすことを課題としてなされたものである。
Therefore, the present invention has been made to reduce the backlash of a planetary gear type transmission, or to eliminate it substantially.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】そして本発明の要旨は、
太陽歯車,遊星歯車および内歯歯車を備えた遊星歯車式
変速機において、遊星歯車をテーパギヤとするとともに
内歯歯車および太陽歯車を遊星歯車に対応するテーパギ
ヤとし、遊星歯車を軸方向に移動可能とするとともに付
勢手段により大径端側から小径端側に向かって付勢し、
かつ、遊星歯車にそれの周方向の剛性低下を回避しつつ
半径方向の弾性変形能力を増大させる選択的変形能力増
大部を設けたことにある。選択的変形能力増大部は、例
えば、遊星歯車の両側の各端面から反対側の端面には達
しない環状の溝を同心的に形成することにより設けるこ
とができる。
The summary of the present invention is as follows.
In a planetary gear type transmission including a sun gear, a planetary gear and an internal gear, the planetary gear is a taper gear and the internal gear and the sun gear are taper gears corresponding to the planetary gear, and the planetary gear is movable in the axial direction. And urges from the large diameter end side toward the small diameter end side by the urging means,
In addition, the planetary gear is provided with a selective deformation capacity increasing portion that increases the elastic deformation capacity in the radial direction while avoiding a decrease in the circumferential rigidity of the planetary gear. The selective deformation capability increasing portion can be provided, for example, by concentrically forming an annular groove that does not reach the opposite end surface from each end surface on both sides of the planetary gear.

【0006】[0006]

【作用】従来の遊星歯車式変速機において、太陽歯車,
遊星歯車および内歯歯車を互いに対応するテーパギヤと
し、遊星歯車を大径端側から小径端側に向かって移動さ
せれば、遊星歯車と太陽歯車との間、および遊星歯車と
内歯歯車との間のバックラッシを小さくすることができ
る。しかし、バックラッシを完全に無くすることはでき
ない。太陽歯車,遊星歯車および内歯歯車、ならびにそ
れらを保持する部材には加工誤差が存在し、また熱膨張
が存在するからである。
In the conventional planetary gear type transmission, the sun gear,
If the planetary gears and the internal gears are taper gears corresponding to each other and the planetary gears are moved from the large diameter end side toward the small diameter end side, the planetary gears and the sun gears, and the planetary gears and the internal gears The backlash between them can be reduced. However, backlash cannot be completely eliminated. This is because the sun gear, the planetary gear, the internal gear, and the members that hold them have processing errors and thermal expansion.

【0007】遊星歯車は太陽歯車と噛み合うとともに、
内歯歯車とも噛み合うため、テーパギヤである遊星歯車
を小径端側へ移動させた場合に、遊星歯車と太陽歯車と
の間のバックラッシが消滅すれば、遊星歯車をそれ以上
小径端側に移動させることはできず、遊星歯車と内歯歯
車との間のバックラッシは残ってしまう。逆の場合も同
様である。また、バックラッシを完全に無くするために
は、各構成要素の熱膨張状態がバックラッシが最も大き
くなる状態で、加工誤差に基づくバックラッシが最も大
きい箇所において、太陽歯車あるいは内歯歯車との間の
バックラッシが実質上なくなるまで遊星歯車を小径端側
に移動させることが必要であるが、そのようにすれば、
各歯車がバックラッシがもともと小さかった位置へ回転
したとき、あるいは各歯車の熱膨張状態が変化したとき
には、歯面同士が極めて大きな力で押付けられ、回転不
能に陥ってしまう。遊星歯車のテーパは比較的小さく、
歯面同士が強く押し付けられたとき、斜面の効果により
遊星歯車を大径端側へ押し戻す力より歯面間の摩擦力の
方が大きくなるからである。
The planetary gear meshes with the sun gear,
Since it also meshes with the internal gear, if the backlash between the planetary gear and the sun gear disappears when the planetary gear, which is a taper gear, is moved to the smaller diameter end side, move the planetary gear further toward the smaller diameter end. However, backlash between the planetary gear and the internal gear remains. The same applies to the opposite case. In order to completely eliminate the backlash, the thermal expansion state of each component is the largest backlash, and the backlash between the sun gear and the internal gear is the largest in the backlash due to machining error. It is necessary to move the planetary gear to the small diameter end side until
When each gear rotates to a position where the backlash is originally small, or when the thermal expansion state of each gear changes, the tooth flanks are pressed against each other with an extremely large force, and it becomes impossible to rotate. The taper of the planetary gear is relatively small,
This is because when the tooth flanks are strongly pressed against each other, the frictional force between the tooth flanks becomes larger than the force to push the planetary gear back to the large diameter end side due to the effect of the slope.

【0008】そこで、本発明においては、遊星歯車の弾
性変形能力を通常の遊星歯車に比較して大きくし、歯面
同士が過大な力で押付けられることを回避することにし
た。しかし、単純に遊星歯車の弾性変形能力を大きくす
れば、遊星歯車の弾性変形により伝達可能な回転トルク
が制限され、あるいは回転速度ムラが発生するため、周
方向の剛性低下を回避しつつ半径方向の弾性変形能力を
増大させる選択的変形能力増大部を設けることとした。
このようにすれば、周方向の弾性変形の増大は回避しつ
つ半径方向には弾性変形し易くできるため、伝達可能な
回転トルクの制限や回転速度ムラの発生の問題を回避し
つつ遊星歯車の弾性変形能力を増大させることができ
る。
Therefore, in the present invention, the elastic deformation capacity of the planetary gear is made larger than that of a normal planetary gear, and the tooth surfaces are prevented from being pressed by an excessive force. However, if the elastic deformation capacity of the planetary gears is simply increased, the rotational torque that can be transmitted is limited due to the elastic deformation of the planetary gears, or the rotational speed becomes uneven. It was decided to provide a selective deformation capacity increasing part that increases the elastic deformation capacity of.
In this way, since it is possible to easily elastically deform in the radial direction while avoiding an increase in the elastic deformation in the circumferential direction, it is possible to avoid the problems of the limitation of the transmittable rotational torque and the occurrence of the rotational speed unevenness of the planetary gear. The elastic deformation ability can be increased.

【0009】そして、この遊星歯車の半径方向の弾性変
形によって、遊星歯車と太陽歯車、遊星歯車と内歯歯車
との両方において同時にバックラッシを消滅させること
が困難であるという前述の問題も同時に解決できる。例
えば、遊星歯車と太陽歯車との間のバックラッシが先に
消滅した場合には、遊星歯車の半径方向の弾性変形を伴
ってさらに小径端側へ移動させ、遊星歯車と内歯歯車と
の間のバックラッシをも消滅させることができるのであ
る。
By the elastic deformation of the planetary gear in the radial direction, it is possible to simultaneously solve the above-mentioned problem that it is difficult to eliminate the backlash in both the planetary gear and the sun gear, and in both the planetary gear and the internal gear. . For example, when the backlash between the planetary gear and the sun gear disappears first, the planetary gear is moved to the smaller diameter end side with the elastic deformation in the radial direction, and the planetary gear and the internal gear are separated. Backlash can also be eliminated.

【0010】このように説明して来ると、遊星歯車の半
径方向の弾性変形能力を増大させるのみで、遊星歯車式
変速機のバックラッシを十分低減させ得るように考えら
れ勝ちであるが、そうではない。確かに遊星歯車の半径
方向の弾性変形能力を増大させることによって、バック
ラッシを低減させることは可能である。しかし、環状溝
の形成によって遊星歯車の半径方向の弾性変形能力を高
めれば、周方向の剛性低下を防止し得ると言っても限度
がある。遊星歯車の大きさが決まれば、作動に悪影響が
でない範囲で遊星歯車を半径方向に弾性変形させ得る量
も自ずから決まって来るのである。
From the above explanation, it is easy to think that the backlash of the planetary gear type transmission can be sufficiently reduced only by increasing the elastic deformation capacity of the planetary gear in the radial direction. Absent. Certainly, it is possible to reduce the backlash by increasing the elastic deformation capacity of the planetary gear in the radial direction. However, there is a limit in that it is possible to prevent a decrease in rigidity in the circumferential direction by increasing the elastic deformation capability of the planetary gear in the radial direction by forming the annular groove. If the size of the planetary gear is determined, the amount by which the planetary gear can be elastically deformed in the radial direction is naturally determined within a range that does not adversely affect the operation.

【0011】遊星歯車式変速機においては、前述のよう
に、遊星歯車と太陽歯車との間および遊星歯車と内歯歯
車との間の両方のバックラッシを低減させることが必要
であるため、その両方を遊星歯車の弾性変形のみで消滅
させることは困難である。また、歯車はピッチ点以外に
おいては必ずすべり接触するものであり、摩耗を無くす
ことはできないため、この摩耗によるバックラッシの増
大を防止するためにも遊星歯車の弾性変形能力を大きく
しなければならず、これは実際上困難である。
In the planetary gear type transmission, as described above, it is necessary to reduce the backlash between both the planetary gear and the sun gear and between the planetary gear and the internal gear. It is difficult to eliminate by only the elastic deformation of the planetary gears. In addition, the gears always make sliding contact at points other than the pitch point, and wear cannot be eliminated.Therefore, in order to prevent an increase in backlash due to this wear, the elastic deformation capacity of the planetary gears must be increased. , This is practically difficult.

【0012】したがって、遊星歯車,太陽歯車および内
歯歯車をテーパギヤとし、遊星歯車を付勢手段により小
径端側へ付勢することと、遊星歯車の半径方向の弾性変
形能力を増大させることとを併せて採用することが特に
有効なのである。
Therefore, the planetary gear, the sun gear, and the internal gear are tapered gears, and the planetary gear is urged toward the small diameter end side by the urging means and the radial elastic deformation capability of the planetary gear is increased. It is especially effective to use them together.

【0013】[0013]

【発明の効果】このように、本発明は、入力軸と出力軸
とが同軸であって使用上好都合であり、小形で大きな減
速比が得られ、伝達効率も高いという優れた特徴を有す
る遊星歯車式変速機において、バックラッシを著しく低
減させ、場合によっては実質的に無くすることに成功し
たものである。しかも、そのための手段が極めて簡単で
あり、装置サイズや製造コストの増大を殆ど招くことな
く目的を達成し得るものであって、工作機械,産業用ロ
ボット,コンベヤ,FA(フレキシブルマニュファクチ
ャリング)関連機器,印刷機械,包装機械,繊維機械,
半導体製造装置,医療装置,組立機械,製紙機械,一般
産業用機械等極めて広範囲の機械装置の性能を高める効
果を奏するものである。
As described above, according to the present invention, the input shaft and the output shaft are coaxial, which is convenient for use, and the planetary gear is excellent in that it has a small size, a large reduction ratio, and a high transmission efficiency. In the gear type transmission, the backlash is remarkably reduced and, in some cases, substantially eliminated. Moreover, the means therefor is extremely simple, and the object can be achieved with almost no increase in device size or manufacturing cost. Machine tools, industrial robots, conveyors, FA (flexible manufacturing) related Equipment, printing machines, packaging machines, textile machines,
It has the effect of enhancing the performance of an extremely wide range of mechanical equipment such as semiconductor manufacturing equipment, medical equipment, assembly machines, paper making machines, and general industrial machines.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明をサーボモータの回転を減速す
る遊星歯車式減速機に適用した場合を例として、図に基
づいて詳細に説明する。図1において、10はサーボモ
ータである。サーボモータ10の回転は遊星歯車式減速
機(以下、減速機と略称する)12によって減速され
る。サーボモータ10の回転軸14の回転が減速されて
減速機12の出力軸16に伝達されるのである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings by taking as an example the case where the present invention is applied to a planetary gear type speed reducer for reducing the rotation of a servo motor. In FIG. 1, 10 is a servo motor. The rotation of the servomotor 10 is reduced by a planetary gear type speed reducer (hereinafter, abbreviated as a speed reducer) 12. The rotation of the rotary shaft 14 of the servo motor 10 is decelerated and transmitted to the output shaft 16 of the speed reducer 12.

【0015】サーボモータ10のケーシング20には減
速機12のハウジング22がボルト23によって固定さ
れている。ハウジング22には入力軸24が軸受26に
より回転可能に支持されており、この入力軸24は連結
装置28によってサーボモータ10の回転軸14に連結
されている。入力軸24のサーボモータ10側とは反対
側の端部に太陽歯車30が一体に設けられている。
A housing 22 of the speed reducer 12 is fixed to a casing 20 of the servomotor 10 with bolts 23. An input shaft 24 is rotatably supported by a housing 26 in the housing 22, and the input shaft 24 is connected to the rotary shaft 14 of the servomotor 10 by a connecting device 28. A sun gear 30 is integrally provided at an end of the input shaft 24 opposite to the servo motor 10 side.

【0016】一方、出力軸16の太陽歯車30に近接し
た端部にはキャリヤ34が一体に設けられており、この
キャリヤ34に図3に示すように3個の遊星歯車36が
等角度間隔に保持されている。キャリヤ34には3本の
支持軸38が、出力軸16と平行にかつ回転不能に固定
されており、各支持軸38に遊星歯車36がラジアル軸
受40を介して回転可能に支持されているのである。
On the other hand, a carrier 34 is integrally provided at an end portion of the output shaft 16 near the sun gear 30, and three planet gears 36 are equiangularly spaced on the carrier 34 as shown in FIG. Is held. Three support shafts 38 are fixed to the carrier 34 in parallel with the output shaft 16 and non-rotatably. The planetary gears 36 are rotatably supported by the support shafts 38 via radial bearings 40. is there.

【0017】減速機12のハウジング22は、サーボモ
ータ10に近い側の第一ハウジング部44と遠い側の第
二ハウジング部46とを備えており、これら両ハウジン
グ部44,46間に内歯歯車50が挟まれている。内歯
歯車50が第一ハウジング部44にスペーサ52を介し
て複数本のボルト54により固定されるとともに、第二
ハウジング部46にスペーサ56を介して複数本のボル
ト58により固定されることによって、第一ハウジング
部44,内歯歯車50および第二ハウジング部46が互
いに固定され、一体的なハウジング22を構成している
のである。したがって、内歯歯車50はハウジング22
の一構成要素でもある。
The housing 22 of the speed reducer 12 is provided with a first housing part 44 on the side closer to the servomotor 10 and a second housing part 46 on the far side. 50 are sandwiched. By fixing the internal gear 50 to the first housing portion 44 with the plurality of bolts 54 via the spacer 52 and the second housing portion 46 with the plurality of bolts 58 via the spacer 56, The first housing portion 44, the internal gear 50, and the second housing portion 46 are fixed to each other to form the integral housing 22. Therefore, the internal gear 50 has the housing 22
It is also a component of.

【0018】ハウジング22には、図2に示すように、
潤滑油供給ポート62と潤滑油排出ポート64とが設け
られており、ハウジング22内の潤滑および冷却が行わ
れる。潤滑油供給ポート62から供給された潤滑油が潤
滑油排出ポート64から排出され、太陽歯車30,遊星
歯車36および内歯歯車50の噛合い部および出力軸1
6の軸受66を潤滑するとともに、各歯車30,36,
50,キャリヤ34,出力軸16,軸受66等を冷却す
るのである。ただし、減速機12の回転数や負荷が小さ
く、発熱量がそれほど多くない場合には、強制潤滑に代
えてグリース封入式潤滑等を採用することも可能であ
る。
In the housing 22, as shown in FIG.
A lubricating oil supply port 62 and a lubricating oil discharge port 64 are provided to lubricate and cool the inside of the housing 22. The lubricating oil supplied from the lubricating oil supply port 62 is discharged from the lubricating oil discharge port 64, the meshing portion of the sun gear 30, the planetary gear 36, and the internal gear 50 and the output shaft 1
The bearing 66 of No. 6 is lubricated, and each gear 30, 36,
50, the carrier 34, the output shaft 16, the bearing 66, etc. are cooled. However, when the rotation speed and load of the speed reducer 12 are small and the amount of heat generation is not so large, it is possible to employ grease-filled lubrication instead of forced lubrication.

【0019】各遊星歯車36は、図4および図5に拡大
して示すように、歯部にテーパが付けられてテーパギヤ
とされており、かつ両側の端面から1個ずつの環状溝7
0,72が形成されている。環状溝70は遊星歯車36
の大径端側の端面から小径端側の端面に向かって形成さ
れており、環状溝72は環状溝70より内周側におい
て、小径端側の端面から大径端側の端面に向かって形成
されている。両環状溝70,72はそれぞれ一方の端面
から他方の端面に向かって切り込まれているが、深さは
遊星歯車36の厚さより小さくされており、他方の端面
には到達していない。しかし、両環状溝70,72は遊
星歯車36の軸方向の中間部において重なり合ってお
り、遊星歯車36に矢印Fで示す半径方向内向きの力が
加えられれば、両環状溝70,72の周辺の部分の曲げ
を主とする弾性変形に基づく環状溝70,72の幅の減
少を伴って、遊星歯車36が半径方向に弾性変形するこ
とを許容する。
As shown in the enlarged view of FIGS. 4 and 5, each planetary gear 36 has a tapered toothed portion to form a tapered gear, and one annular groove 7 is provided from each end face on both sides.
0, 72 are formed. The annular groove 70 is the planetary gear 36.
Is formed from the end surface on the large diameter end side toward the end surface on the small diameter end side, and the annular groove 72 is formed on the inner peripheral side of the annular groove 70 from the end surface on the small diameter end side to the end surface on the large diameter end side. Has been done. Both of the annular grooves 70, 72 are cut from one end face toward the other end face, but their depth is smaller than the thickness of the planetary gear 36 and does not reach the other end face. However, the two annular grooves 70, 72 are overlapped with each other in the intermediate portion in the axial direction of the planetary gear 36, and if a radially inward force indicated by the arrow F is applied to the planetary gear 36, the periphery of the both annular grooves 70, 72 is increased. The planetary gear 36 is allowed to elastically deform in the radial direction with a decrease in the width of the annular grooves 70, 72 due to elastic deformation mainly due to bending of the portion.

【0020】環状溝70,72の形成によって、遊星歯
車36の周方向の力に対する剛性も低下するが、これは
環状溝70,72が形成された部分が環状溝70,72
が形成される前より剪断による弾性変形を起こし易くな
るためである。しかし、環状溝70,72の幅が小さく
されているため、この部分の剪断による弾性変形量の増
大は微々たるものであり、無視することができる。ただ
し、遊星歯車36を、半径方向には十分な変形能力を有
し、円周方向の弾性変形能力は無視し得るものとするた
めに、環状溝70,72の寸法を適正に決定することが
必要であり、特に、環状溝70,72の幅をできる限り
小さくし、環状溝70,72の底面と遊星歯車36の端
面との間の部分の肉厚を確保することが必要である。
The formation of the annular grooves 70, 72 also reduces the rigidity of the planetary gear 36 against the circumferential force. This is because the portions where the annular grooves 70, 72 are formed are annular grooves 70, 72.
This is because elastic deformation due to shearing is more likely to occur than before the formation of. However, since the widths of the annular grooves 70 and 72 are made small, the increase in the elastic deformation amount due to the shearing of this portion is insignificant and can be ignored. However, in order to make the planetary gear 36 have sufficient deformability in the radial direction and negligible elastic deformability in the circumferential direction, the dimensions of the annular grooves 70, 72 can be appropriately determined. In particular, it is necessary to make the width of the annular grooves 70, 72 as small as possible and secure the wall thickness of the portion between the bottom surface of the annular grooves 70, 72 and the end surface of the planetary gear 36.

【0021】遊星歯車36が上記のようにテーパギヤと
されることに伴って、太陽歯車30および内歯歯車50
の歯部にも遊星歯車36のテーパに対応するテーパが付
けられ、これらもテーパギヤとされている。図1に示す
ように、太陽歯車30と内歯歯車50との間に形成され
る概して円環状の隙間に遊星歯車36が嵌まり込むこと
になるが、遊星歯車36の歯部の直径がサーボモータ1
0に近い部分ほど小さくされているため、太陽歯車30
と内歯歯車50との間に形成される円環状の隙間もサー
ボモータ10に近い部分ほど狭くなるように太陽歯車3
0および内歯歯車50の歯部にテーパが付けられるので
ある。
As the planetary gear 36 is tapered as described above, the sun gear 30 and the internal gear 50
A tooth corresponding to the taper of the planetary gear 36 is also attached to the tooth portion of these, and these are also tapered gears. As shown in FIG. 1, the planetary gear 36 is fitted in a generally annular gap formed between the sun gear 30 and the internal gear 50, but the diameter of the tooth portion of the planetary gear 36 is a servo. Motor 1
Since the portion closer to 0 is made smaller, the sun gear 30
The annular gear gap formed between the sun gear 3 and the internal gear 50 is narrower toward the portion closer to the servomotor 10.
0 and the teeth of the internal gear 50 are tapered.

【0022】そして、各遊星歯車36は各支持軸38の
軸方向に移動可能とされている。図6に示すように、遊
星歯車36と支持軸38との間に設けられたラジアル軸
受40はニードルベアリングであり、それのリテーナ7
8は、支持軸38に取り付けられた止め輪80と、スラ
スト軸受82のリテーナ84との間には挟まれて、軸方
向の移動を一定範囲内に規制されている。しかし、遊星
歯車36の軸受40に対する軸方向の移動は規制されて
おらず、軸方向の移動を許容されているのである。
Each planetary gear 36 is movable in the axial direction of each support shaft 38. As shown in FIG. 6, the radial bearing 40 provided between the planetary gear 36 and the support shaft 38 is a needle bearing, and the retainer 7 thereof is provided.
8 is sandwiched between a retaining ring 80 attached to the support shaft 38 and a retainer 84 of the thrust bearing 82, and its axial movement is restricted within a certain range. However, the movement of the planetary gear 36 in the axial direction with respect to the bearing 40 is not restricted, and the movement in the axial direction is allowed.

【0023】遊星歯車36は上記スラスト軸受82を介
して皿ばね90によりサーボモータ10側へ付勢されて
いる。この皿ばね90は比較的弾性力の小さいものであ
り、この弾性力により遊星歯車36が太陽歯車30と内
歯歯車50との間の上記テーパ状の隙間内に弾性的に押
し込まれているのである。なお、遊星歯車36の内周面
はラジアル軸受40のニードルと直接接触し、スラスト
軸受82側の端面はスラスト軸受82のニードルと直接
接触しているのであり、そのため、これら内周面および
端面は熱処理により硬化させられている。
The planetary gear 36 is biased toward the servomotor 10 by a disc spring 90 via the thrust bearing 82. The disc spring 90 has a relatively small elastic force, and the planetary gear 36 is elastically pushed into the tapered gap between the sun gear 30 and the internal gear 50 by this elastic force. is there. The inner peripheral surface of the planetary gear 36 is in direct contact with the needle of the radial bearing 40, and the end surface on the thrust bearing 82 side is in direct contact with the needle of the thrust bearing 82. Therefore, these inner peripheral surface and end surface are It is hardened by heat treatment.

【0024】図2において、94はハウジング22のサ
ーボモータ取付面であり、雌ねじ穴96は前記ボルト2
3用である。また、98は前記軸受26の軸受押さえで
あり、ボルト穴100はハウジング22を対象装置に固
定するためのものである。図3において、雌ねじ穴10
2は第一ハウジング部44を内歯歯車50に固定するた
めのボルト54用であり、内歯歯車50を第二ハウジン
グ部46に固定するためのボルト58の間に設けられて
いる。
In FIG. 2, reference numeral 94 denotes a servo motor mounting surface of the housing 22, and female screw hole 96 denotes the bolt 2 described above.
It is for 3. Further, 98 is a bearing retainer of the bearing 26, and the bolt hole 100 is for fixing the housing 22 to the target device. In FIG. 3, the female screw hole 10
Reference numeral 2 denotes a bolt 54 for fixing the first housing portion 44 to the internal gear 50, and is provided between bolts 58 for fixing the internal gear 50 to the second housing portion 46.

【0025】図1から明らかなように、第一ハウジング
部44と第二ハウジング部46とには、内歯歯車50の
座ぐり穴110,112に嵌合する円環状の嵌合突部1
14,116が形成されているが、これらは概略の位置
決めのために設けられたものである。すなわち、座ぐり
穴110,112の内径は嵌合突部114,116の外
径より一定寸法だけ大きくされており、第一および第二
ハウジング部44,46と内歯歯車50とは半径方向に
一定量だけ相対移動可能なのである。
As is apparent from FIG. 1, the first housing portion 44 and the second housing portion 46 have annular fitting projections 1 which fit into the counterbore holes 110 and 112 of the internal gear 50.
14 and 116 are formed, but these are provided for rough positioning. That is, the inner diameters of the counterbore holes 110, 112 are made larger than the outer diameters of the fitting protrusions 114, 116 by a certain dimension, and the first and second housing parts 44, 46 and the internal gear 50 are radially arranged. It is possible to move relative to a certain amount.

【0026】次に本実施例の減速装置12の組立方法を
説明する。まず、第二ハウジング部46に出力軸16,
遊星歯車36等を組み付け、3個の遊星歯車36の外側
に内歯歯車50を嵌合する。内歯歯車50に予め定めら
れた一定の軸方向荷重を加えれば、3個の遊星歯車36
を備えたキャリヤ34と内歯歯車50とが同心的に位置
決めされるとともに、各皿ばね90に上記軸方向荷重の
1/3ずつの設定荷重が与えられ、かつ、遊星歯車36
の内歯歯車50との噛合い部がそれら設定荷重に見合う
量ずつ半径方向に弾性変形させられる。
Next, a method of assembling the speed reducer 12 of this embodiment will be described. First, in the second housing portion 46, the output shaft 16,
The planetary gears 36 and the like are assembled, and the internal gear 50 is fitted to the outside of the three planetary gears 36. If a predetermined constant axial load is applied to the internal gear 50, the three planetary gears 36
And the internal gear 50 are concentrically positioned, each disc spring 90 is given a set load of 1/3 of the axial load, and the planetary gear 36 is
The meshing portion with the internal gear 50 is elastically deformed in the radial direction by an amount corresponding to the set load.

【0027】この状態における第二ハウジング部46と
内歯歯車50との間の隙間をシックネスゲージあるいは
デップスマイクロメータにより測定し、スペーサ56の
厚さをその隙間と同じ寸法に仕上げる。内歯歯車50を
一旦取り外し、仕上げ後のスペーサ56を第二ハウジン
グ部46の上に載置した後、再び内歯歯車50を3個の
遊星歯車36の外側に嵌合して内歯歯車50とキャリア
34とを同心とした上、ボルト58によって内歯歯車5
0を第二ハウジング部46に固定する。
The gap between the second housing portion 46 and the internal gear 50 in this state is measured by a thickness gauge or a depth micrometer, and the thickness of the spacer 56 is finished to the same dimension as the gap. The internal gear 50 is once removed, the finished spacer 56 is placed on the second housing portion 46, and then the internal gear 50 is fitted again to the outer sides of the three planetary gears 36 and the internal gear 50. And the carrier 34 are concentric, and the internal gear 5 is
0 is fixed to the second housing part 46.

【0028】この第二ハウジング部46と内歯歯車50
との組立体の上に、入力軸24を組み付けた第一ハウジ
ング部44を載置し、太陽歯車30を3個の遊星歯車3
6の内側に嵌合させ、予め定められた一定の軸方向荷重
を加える。これにより、3個の遊星歯車36を備えたキ
ャリヤ34と太陽歯車30とが同心的に位置決めされる
とともに、各遊星歯車36の太陽歯車30との噛合部が
適正量ずつ半径方向に弾性変形させられる。
The second housing portion 46 and the internal gear 50
The first housing portion 44 with the input shaft 24 assembled thereon is placed on the assembly of the above, and the sun gear 30 is attached to the three planetary gears 3.
Fit inside 6 and apply a constant predetermined axial load. As a result, the carrier 34 having the three planetary gears 36 and the sun gear 30 are positioned concentrically, and the meshing portion of each planetary gear 36 with the sun gear 30 is elastically deformed by an appropriate amount in the radial direction. To be

【0029】この状態における第一ハウジング部44と
内歯歯車50との間の隙間を測定し、スペーサ52の厚
さをその隙間と同じ寸法に仕上げる。そして、仕上げ後
のスペーサ52を第一ハウジング部44と内歯歯車50
との間に挟み、ボルト54によって固定する。
In this state, the gap between the first housing portion 44 and the internal gear 50 is measured, and the thickness of the spacer 52 is finished to the same dimension as the gap. Then, the finished spacer 52 is used as the first housing portion 44 and the internal gear 50.
It is sandwiched between and and fixed by bolts 54.

【0030】以上によって、減速機12の組立が完了
し、太陽歯車30,遊星歯車36および内歯歯車50は
バックラッシのない噛合状態となる。しかし、この状態
から減速機12が回転させられれば、歯車30,36,
50が組み付けられたときとは異なる位置において噛み
合い、これら歯車30,36,50の加工誤差によって
噛合いの状態が変わる。この噛合い状態の変化が遊星歯
車36の半径方向の弾性変形によって吸収できるもので
ある場合には、減速機12は実質的にバックラッシ無し
の状態で作動する。万一、吸収し得ない場合でも、減速
機12には吸収し得ない分のバックラッシが生じるのみ
であって、従来の遊星歯車式減速機のそれに比較して著
しく小さくなる。
As described above, the assembly of the speed reducer 12 is completed, and the sun gear 30, the planetary gear 36 and the internal gear 50 are brought into the meshing state without backlash. However, if the speed reducer 12 is rotated from this state, the gears 30, 36,
The gear 50 meshes at a position different from that when it is assembled, and the meshing state changes due to a machining error of these gears 30, 36, 50. When the change in the meshing state can be absorbed by the elastic deformation of the planetary gear 36 in the radial direction, the speed reducer 12 operates substantially without backlash. Even if it cannot be absorbed, backlash is generated in the reduction gear 12 to the extent that it cannot be absorbed, which is significantly smaller than that of a conventional planetary gear type reduction gear.

【0031】また、作動に伴う発熱により、太陽歯車3
0,遊星歯車36,内歯歯車50等の熱膨張量が変わ
り、従来はこの熱膨張量も考慮してバックラッシの大き
さを決定せざるを得なかったため、一層バックラッシが
大きくなっていたのであるが、本実施例の減速機12に
おいては熱膨張量の変化が遊星歯車36の半径方向の弾
性変形によって吸収されるため、この点からも有利であ
る。
Further, due to the heat generated by the operation, the sun gear 3
0, the planetary gear 36, the internal gear 50, and the like have different amounts of thermal expansion, and conventionally, the amount of backlash had to be determined in consideration of the amount of thermal expansion as well, so the backlash was further increased. However, in the speed reducer 12 of the present embodiment, the change in the thermal expansion amount is absorbed by the elastic deformation of the planetary gear 36 in the radial direction, which is also advantageous from this point.

【0032】さらに、使用に伴って、太陽歯車30,遊
星歯車36および内歯歯車50が摩耗すれば、皿ばね9
0の付勢力により遊星歯車36が大径端側から小径端側
へ向かって移動させられ、摩耗によるバックラッシの発
生あるいは増大が防止される。
Further, if the sun gear 30, the planetary gear 36 and the internal gear 50 wear due to use, the disc spring 9
The planetary gear 36 is moved from the large-diameter end side toward the small-diameter end side by the biasing force of 0, and the occurrence or increase of backlash due to wear is prevented.

【0033】したがって、サーボモータ10の回転が精
度良く出力軸16に伝達され、出力軸に連結される被駆
動部材の位置決めが精度良く行われる。従来の遊星歯車
式減速機においては、バックラッシの存在によって減速
機の実質的な剛性が低下し、サーボモータの起動,停止
が繰り返されるときの被駆動部材の位置決め精度が悪
く、場合によっては振動が発生して位置決め不能に陥る
こともあったのであるが、本実施例の減速機12によれ
ば、被駆動部材を精度良く位置決めし得、振動発生など
の事態はまず生じなくなる。
Therefore, the rotation of the servo motor 10 is accurately transmitted to the output shaft 16, and the driven member connected to the output shaft is accurately positioned. In the conventional planetary gear type speed reducer, the substantial rigidity of the speed reducer is reduced due to the presence of backlash, the positioning accuracy of the driven member is poor when the servo motor is repeatedly started and stopped, and in some cases, vibration is generated. Although it sometimes occurred that the positioning could not be performed, the speed reducer 12 of the present embodiment can position the driven member with high precision, and the occurrence of vibration or the like hardly occurs.

【0034】以上の説明から明らかなように、本実施例
においては、遊星歯車36の環状溝70,72が形成さ
れた部分が選択的変形能力増大部を構成し、皿ばね90
が付勢手段を構成している。
As is clear from the above description, in this embodiment, the portion of the planetary gear 36 in which the annular grooves 70 and 72 are formed constitutes the selective deformation capacity increasing portion, and the disc spring 90 is provided.
Constitutes the biasing means.

【0035】なお、本実施例においては、減速機12が
高速,低トルクのサーボモータ10に取り付けられて、
それの回転を減速するものであったが、低速,高トルク
のDDモータ(ダイレイクトドライブモータ)の回転を
減速し、あるいは逆に増速する遊星歯車式変速機に本発
明を適用することも可能である。さらに、位置決め用で
はなく、一般的な駆動モータの変速機に適用しても効果
が得られる。例えば負荷変動が大きい場合には、変速機
のバックラッシが系全体の振動の要因になることがある
のであり、そのような場合に、本発明に係る遊星歯車式
変速機を使用すれば、振動を低減させ、あるいは防止す
ることができるのである。
In this embodiment, the speed reducer 12 is attached to the high speed, low torque servomotor 10,
Although the rotation thereof is decelerated, the present invention may be applied to a planetary gear type transmission that decelerates the rotation of a low-speed, high-torque DD motor (direct drive motor), or vice versa. It is possible. Further, the effect can be obtained even when applied to a transmission of a general drive motor, not for positioning. For example, when the load fluctuation is large, the backlash of the transmission may cause the vibration of the entire system. In such a case, if the planetary gear type transmission according to the present invention is used, the vibration will be reduced. It can be reduced or prevented.

【0036】また、本実施例においては、内歯歯車が回
転不能とされていたが、遊星歯車式変速機の目的によっ
ては、キャリヤあるいは太陽歯車を回転不能とすること
も可能である。遊星歯車の環状溝の形成本数を増加さ
せ、あるいは選択的変形増大部の構造を変更することも
可能である。さらに、遊星歯車を支持軸に回転可能かつ
軸方向に移動不能に保持させ、支持軸をキャリヤに回転
不能かつ軸方向に移動可能に保持させ、あるいは逆にキ
ャリヤに回転可能に保持させた支持軸に遊星歯車を軸方
向に移動可能に保持させるなど、遊星歯車の保持機構を
変更することも可能である。その他、遊星歯車を軸方向
に付勢する付勢手段等に変更を加えるなど、当業者の知
識に基づいて種々の変形,改良を施した態様で本発明を
実施することができる。
Further, in the present embodiment, the internal gear is made non-rotatable, but the carrier or the sun gear may be made non-rotatable depending on the purpose of the planetary gear type transmission. It is also possible to increase the number of annular grooves formed in the planetary gear or change the structure of the selective deformation increasing portion. Further, the planetary gear is held by the support shaft so as to be rotatable and immovable in the axial direction, and the support shaft is held by the carrier so as not to be rotatable and movable in the axial direction, or vice versa. It is also possible to change the holding mechanism of the planetary gear, for example, by holding the planetary gear so as to be movable in the axial direction. In addition, the present invention can be implemented in various modified and improved modes based on the knowledge of those skilled in the art, such as changing the urging means for urging the planetary gear in the axial direction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例である遊星歯車式減速機をサ
ーボモータに取り付けた状態を示す正面断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view showing a state in which a planetary gear type speed reducer according to an embodiment of the present invention is attached to a servo motor.

【図2】図1におけるA−A断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG.

【図3】図1におけるB−B断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG.

【図4】上記減速機に使用される遊星歯車の正面断面図
である。
FIG. 4 is a front sectional view of a planetary gear used in the speed reducer.

【図5】上記遊星歯車の左側面図である。FIG. 5 is a left side view of the planetary gear.

【図6】図1の遊星歯車周辺を拡大して示す図である。6 is an enlarged view showing the periphery of the planetary gear of FIG. 1. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 出力軸 22 ハウジング 24 入力軸 30 太陽歯車 34 キャリヤ 36 遊星歯車 38 支持軸 40 ラジアル軸受 44 第一ハウジング部 46 第二ハウジング部 50 内歯歯車 52,56 スペーサ 70,72 環状溝 82 スラスト軸受 90 皿ばね 16 Output shaft 22 Housing 24 Input shaft 30 Sun gear 34 Carrier 36 Planetary gear 38 Support shaft 40 Radial bearing 44 First housing part 46 Second housing part 50 Internal gear 52,56 Spacer 70,72 Annular groove 82 Thrust bearing 90 Disc Spring

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】太陽歯車,遊星歯車および内歯歯車を備え
た遊星歯車式変速機において、遊星歯車をテーパギヤと
するとともに内歯歯車および太陽歯車を遊星歯車に対応
するテーパギヤとし、遊星歯車を軸方向に移動可能とす
るとともに付勢手段により大径端側から小径端側に向か
って付勢し、かつ、遊星歯車にそれの周方向の剛性低下
を回避しつつ半径方向の弾性変形能力を増大させる選択
的変形能力増大部を設けたことを特徴とする遊星歯車式
変速機。
1. A planetary gear type transmission comprising a sun gear, a planetary gear and an internal gear, wherein the planetary gear is a tapered gear, the internal gear and the sun gear are tapered gears corresponding to the planetary gear, and the planetary gear is a shaft. Direction and the biasing means urges from the large diameter end side to the small diameter end side, and increases the elastic deformation capacity in the radial direction while avoiding a decrease in the circumferential rigidity of the planetary gear. A planetary gear type transmission characterized in that a selective deformation capacity increasing portion is provided.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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