JPH0670454B2 - 遊星歯車伝導装置の太陽ピニオン軸保持機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、インナーギャの軸芯に太陽ピニオン軸受を
配位し、かつインナーギャの外周にスプラインを設けて
ハウジング内に収納するユニットを構成した遊星歯車伝
導装置の太陽ピニオン軸保持機構に関する。

（従来の技術） 従来のこの種の装置の一例として、例えば特開昭61-317
40号公報に記載された［遊星歯車式減速機］がある。

この装置は「１個のリングギャと、複数個のプラネット
ギャと、１組のプラネットキャリャと、１個のサンギャ
とを備えた遊星歯車１段減速機を１ユニットとし、複数
個のユニットの軸芯を揃えて筒状のケース内に収納し、
かつ、前記ユニットの外周に突起を設けるとともに、前
記筒状ケースの内面に該突起と係合する溝を設けて、ユ
ニットのケースに対する軸芯方向の摺動を妨げることな
く軸芯まわりの回動を係止したことを特徴とする多段の
遊星歯車式減速機」である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の遊星歯車１段減速機を
１ユニットとし複数個のユニットの軸芯を揃え筒状ケー
ス内に収納した回転機構の装置において、１段目ユニッ
トのサンギャは筒状ケースの底部で支持されたモータ駆
動軸の上端部に設けられ、その回転により自転する複雑
個のプラネットギャで公転するプラネットキャリャは上
下２枚の板がプラネットシャフトで連続され、２段目ユ
ニットのサンギャはその一端が該プラネットキャリヤの
１枚の板に固着されているのみで、他端のプラネットギ
ャが噛合する部分はフリーとなっている。このように一
端のみが固定された状態では１段目ユニットのサンギャ
以降の２、３…ｎ段目ユニットのサンギャは軸芯が不安
定になることは明白である。そのため振動、騒音等を発
生し使用箇所が限定されるばかりでなく、機器の寿命が
短縮される等の欠点が指摘されていた。

本発明は、このような問題点を排除する為に、サンギャ
（以下、太陽ピニオンと言う）のシャフト（以下、太陽
ピニオン軸と言う）が嵌通して保持される太陽ピニオン
軸受をインナーギャの軸芯に配位した太陽ピニオン軸保
持機構であり、かつインナーギャの外周にスプラインを
設けてユニット化したものである。この太陽ピニオン軸
保持機構付きユニットの単体、又は複数個のユニットを
スプラインに係合させてハウジング内に収納することに
よって、太陽ピニオン軸を中心とする回転機構部のダイ
ナミック・アンバランス補正が計られて、入出力の軸芯
が揃い、各歯車間の噛合が安定化して、振動、騒音を減
少して装置の寿命延長が企図されるために騒音、ノイズ
を嫌う音響機器、OA機器等にも広範囲に使用が可能な遊
星歯車伝導装置の太陽ピニオン軸保持機構を提供するこ
とを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために、本発明の遊星歯車伝導
装置の太陽ピニオン軸保持機構は、軸芯で回転駆動する
太陽ピニオンに外接し、ハウジング内に係止されたイン
ナーギャに内接して自転する複数個の遊星ピニオンと、
当該遊星ピニオンの自転を遊星的公転運動に変換伝達す
る遊星軸を等配しその軸芯に太陽ピニオン軸固定部を設
けた伝導円盤とからなる１つのユニットを所定段数ハウ
ジング内に収納した遊星歯車伝導装置において、 上記ユニットのインナーギャの軸芯に、一端を上記伝導
円盤に固定し他端にピニオンを有する太陽ピニオン軸が
嵌通して保持される太陽ピニオン軸受を設け、かつイン
ナーギャの外周に上記ハウジングに係合するスプライン
を配設して太陽ピニオン軸保持機構付きユニットを形成
したものであって、これにより太陽ピニオン軸を中心と
する回転機構部のダイナミック・アンバランス補正手段
を構成したものである。

（作用） 以上の如く構成された本発明の遊星歯車伝導装置の太陽
ピニオン軸保持機構は、太陽ピニオンが例えば右方向に
回転すると、これに外接し、ハウジングに固定されたユ
ニットのインナーギャに内接する遊星ピニオンは左に回
転しながら、太陽ピニオンの外周を右方向に遊星的公転
運動をして伝導円盤が右方向に回転する。その回転は伝
導円盤に固定された次段の太陽ピニオン軸か、又は出力
軸に伝達される。この動作は、太陽ピニオン軸受で保持
された次段の太陽ピニオン軸とインナーギャとはユニッ
トで連結され、同軸であるので軸間距離は一定で太陽ピ
ニオンに外接しインナーギャに内接して回転する遊星ピ
ニオンは、次段ユニットの太陽ピニオン軸に固定された
伝導円盤も軸芯で支持されるので公転中心が安定し、各
歯車はその軸間距離が維持されて噛合する。従って、ユ
ニット単体でも多段のユニット構成でも太陽ピニオン
軸、および伝導円盤は軸振れすることなく安定に作用す
る。

（実施例） 以下、本発明の好適な一実施例として遊星歯車式３段減
速機を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明はその
要旨を超えない限り下記例に限定されるものではない。

第１図は本発明の一実施例の組立断面図、第２図は第１
図の分解斜視図である。

以下、アルファベットの大文字はその記号の名称を表示
し、それに続く数字はユニットの段数を示す。但し、Ｕ
のみの場合は減速機ユニット全般を示し、Ｕ−３は３段
目の減速機ユニット、Ｅ−１は１段目ユニットの太陽ピ
ニオンである。

Ｕは減速機ユニットで、本実施例では１段目の減速機ユ
ニットＵ−１、２段目の減速機ユニットＵ−２、およ
び、３段目の減速機ユニットＵ−３からなる３段ユニッ
ト減速機であり、その外形寸法は直径16mm、モータを除
外したハウジングの全長が23mmと、かなり小形化されて
いる。

Ｅは太陽ピニオン、Ｄは太陽ピニオン軸である。

１は駆動モータで、そのモータシャフトを１段目ユニッ
ト（入力段ユニットと言うことがある）の太陽ピニオン
軸Ｄ−１としたその先端に１段目ユニットの太陽ピニオ
ンＥ−１を設け、２、３段目ユニットの太陽ピニオンＥ
−２、Ｅ−３は２、３段目ユニットの太陽ピニオン軸Ｄ
−２、Ｄ−３の先端に設けている。また、太陽ピニオン
軸Ｄ−２〜３の先端には伝導円盤Ｐ−１〜２の開口部５
に固定する固定用のローレット２が刻まれている。

Ａはインナーギャで、その内側面の内歯３はインボリュ
ート歯形、外周の外歯４は台形歯形が形成されている。
そのインナーギャＡの内歯３には、太陽ピニオンＥに外
接する遊星ピニオンＢが内接している。

Ｓは太陽ピニオン軸受で、１段目ユニットの太陽ピニオ
ン軸受Ｓ−１は１段目ユニットのインナーギャＡ−１の
軸芯に、２段目ユニットの太陽ピニオン軸受Ｓ−２は２
段目ユニットのインナーギャＡ−２の軸芯に設けられ、
太陽ピニオン軸Ｄ−２、Ｄ−３がそれぞれ嵌通、軸支さ
れてなる太陽ピニオン軸保持機構が形成されている。

本実施例において、本発明に係る太陽ピニオン軸保持機
構の太陽ピニオン軸受Ｓ−1,2、及びインナーギャＡ−
1,2の外歯４は、インナーギャＡ−1,2と一体成型され品
質管理されている。

Ｂは遊星ピニオンである。本実施例ではユニット毎に３
個づつ設けられているが、その個数で本発明の要旨が制
限されるものでない。

Ｐは伝導円盤で、下面に３個の遊星ピニオンＢを軸支す
る遊星軸Ｃが、３箇所に中心から等角度で円周上に等配
され、その上面、軸芯に設けられた開口部５に次段ユニ
ットの太陽ピニオン軸Ｄ−２またはＤ−３のローレット
部２が固定されている。ただし本実施例の３段減速機で
は、３段目の伝導円盤Ｐ−３の上面軸芯に出力軸６が固
定されている。

Ａ−３は３段目減速機ユニットＵ−３のインナーギャ
で、前記Ａ−２〜３と同じ歯形が内外周に設けられてい
るが、太陽ピニオン軸受Ｓは無く中空で形成されてい
る。

７はスラスト受板で中空リング状をなし、その外歯はイ
ンナーギャＡの外歯４と同様のスプライン歯形を形成し
ている。

このスラスト受板７は、３段目減速機ユニットのインナ
ーギャＡ−３と伝導円盤Ｐ−３との間に挟持されてい
て、出力軸６が軸芯に固定された伝導円盤Ｐ−３の下面
外縁を回動自在に支持し、軸芯方向の摺動を制限してい
る。

８はハウジングで、上部軸芯に出力軸６が嵌通する出力
軸受９および、下部外周にオスネジ部10aとインロー部1
0bが設けられている。

このオスネジ部10aとインロー部10bとは、モータ１の駆
動軸Ｄ−１側の内側面に設けられたメスネジ部12aとイ
ンロー部12bとがネジ込み締結されたライナー構成であ
り、この両者をネジ込み結合することにより入出力の軸
芯が一直線上に容易に正確に得られる作業性とともに、
太陽ピニオン軸保持機構の完璧化がなされている。

更にハウジング８はその内側にスプライン11を設け、前
記インナーギャＡ−１〜３とスラスト受板７の外歯４の
スプラインが軸芯方向に摺動自在に挿入され、かつ、こ
のスプラインが軸芯まわりの回動を係止する止転楔とな
っている。

尚、本実施例でユニットのインナーギャ外周の歯形、及
びユニットに係合するハウジング内側面の歯形はスプラ
インとしたが、ユニットがハウジング軸方向に摺動自在
で軸芯まわりの回動が係止され入出力の軸芯が揃えばよ
く、その歯形によって本発明の趣旨が妨げられるもので
はない。

１はモータで、そのモータシャフトと太陽ピニオン軸Ｄ
−１とした先端に太陽ピニオンＥ−１が設けられてい
る。

13はエンドプレートで、ハウジング８内の下部に装填さ
れ該ハウジング８内ユニットＵの軸方向の移動は制限さ
れる。

本実施例の遊星歯車３段減速機ユニットの総合組立を下
記に説明する。

先ず、ハウジング８の出力軸受９に出力軸６を嵌通させ
て３段目減速機ユニットＵ−３を挿入、次に、２段目減
速機ユニットＵ−２を挿入、最後に、１段目減速機ユニ
ットＵ−１を挿入し、エンドプレート13を差込んで駆動
モータ１のメスネジ部12aに、上記ハウジング８のオス
ネジ部10aを締結すれば遊星歯車３段減速機の組立は完
成する。

ユニットＵをハウジング８に挿入する際、ユニットＵの
外歯４をハウジング８の内側面軸方向に形成されたスプ
ライン11に係合させれば、各ユニットの入出力軸が一直
線上に合致する。また、ユニットの段数を増減する場合
は２段目の減速機ユニットＵ−２を増減して所定のハウ
ジングに組込めばよい。

次に、この遊星歯車３段減速機の動作を第１図の組立断
面図で説明する。

１段目減速機ユニットＵ−１は、モータシャフトを太陽
ピニオン軸Ｄ−１とする先端の太陽ピニオンＥ−１が右
回転すると、それに外接し、固定されたインナーギャＡ
−１に内接する複数個の遊星ピニオンＢ−１は複数個の
遊星軸Ｃ−１を軸に左回りに自転しながら、遊星軸Ｃ−
１を軸芯に対し等角でその外周に等配した伝導円盤Ｐ−
１は右回りとなり、複数個の遊星ピニオンＢ−１の自転
が遊星的公転運動に変換伝達されるのである。

２段目減速機ユニットＵ−２は、１段目減速機ユニット
Ｕ−１の伝導円盤Ｐ−１の開口部５にローレット２が固
定された２段目減速機ユニットＵ−２の太陽ピニオン軸
Ｄ−２先端の太陽ピニオンＢ−１が、１段目減速機ユニ
ットＵ−１の遊星的公転運動を継承して右回転して２段
目減速機ユニットが動作する。

３段目減速機ユニットＵ−３の動作も２段目減速機ユニ
ットＵ−２と同様であるが、伝導円盤Ｐ−３の開口部５
に固定されている出力軸６には減速された回転数が高ト
ルクで出力される。

次に、これらのユニットＵ−１〜３のインナーギャＡ−
1,2は一体成型品、その他入出力軸等の多少の違いはあ
るが共通部品が多く、部品点数が少ないので作業性とと
もに製品の生産管理に適している。

本実施例において、この遊星歯車式３段減速機は、１段
当たりの減速比を１／4.6に設定したので、総減速比は
(1/4.6)³=１／97.336の減速比が得られたが、太陽ピニ
オン歯数、インナーギャ歯数を適当に設定しその組み合
わせで総減速比を設定すればよい。

本発明の太陽ピニオン軸保持機構を有する遊星歯車式３
段減速機と、従来の遊星歯車式３段減速機とを各々数台
づつ被試験台とし、各台から発生する騒音の周波数範囲
25〜20,000Hzを連続測定した結果、従来品は暗騒音50dB
であったものが、通電開始約100時間前後から異常騒音
が発生し始め、約300時間経過後MAX.57.3dBが記録され
た。それに比較して本発明品は、暗騒音45dBであったも
のが約100時間経過後MAX.47.1dBが記録され、他の数台
は急激な変化はみられなかった。また、本発明品の寿命
は従来品のそれより数倍の時間延長が記録された。尚、
本試験にはリオン株式会社製のUC−27型計測用コンデン
サ・マイクロホン、およびAS-25型１／３オクターブ実
時間バンドパス形周波数分析器を使用して測定した。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の遊星歯車伝導装置の太陽
ピニオン軸保持機構は、太陽ピニオン軸をインナーギャ
の軸芯に設けた軸受で支持し、インナーギャの外周に設
けた歯形をハウジング内側面スプラインに係合して挿入
すれば入出力の軸芯が合致するという太陽ピニオン軸保
持機構付きユニットを構成したことで、ハウジング内に
ユニットを多段に重設しても軸芯が振れることなく各歯
車の軸間距離が一定している為に各歯車の噛み合いが安
定し、長時間の運転にも振動、騒音が増加することなく
長寿命が保証される効果と、OA機器、医療機器、ビデオ
・オーディオ機器等の特に静寂を要求される箇所に用い
ても振動、騒音が少なく性能が向上する広範囲の汎用性
を有し、機器の小形化と軽量化ならびに低コスト化に貢
献できる効果は更に顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる遊星歯車伝導装置の一実施例で
ある遊星歯車式３段減速機の組立断面図、第２図は第１
図の分解斜視図である。 実施例中の主な符号を下記する。 Ｕ…減速機ユニット、Ａ…インナーギャ、Ｂ…遊星ピニ
オン、Ｃ…遊星軸、Ｄ…太陽ピニオン軸、Ｅ…太陽ピニ
オン、Ｐ…伝導円盤、Ｓ…太陽ピニオン軸受、１…モー
タ、２…ローレット、３…内歯、４…外歯、５…開口
部、６…出力軸、７…スラスト受板、８…ハウジング、
９…出力軸受、10a…オスネジ部、11…スプライン、12a
…メスネジ部、13…エンドプレートである。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸芯で回転駆動する太陽ピニオンに外接
   し、ハウジング内に係止されたインナーギャに内接して
   自転する複数個の遊星ピニオンと、当該遊星ピニオンの
   自転を遊星的公転運動に変換伝達する遊星軸を等配しそ
   の軸芯に太陽ピニオン軸固定部を設けた伝導円盤とから
   なる１つのユニットを所定段数ハウジング内に収納した
   遊星歯車伝導装置において、 上記ユニットのインナーギャの軸芯に、一端を上記伝導
   円盤に固定し他端にピニオンを有する太陽ピニオン軸が
   嵌通して保持される太陽ピニオン軸受を設け、かつイン
   ナーギャの外周に上記ハウジングに係合するスプライン
   を配設した太陽ピニオン軸保持機構付きユニットを形成
   したことを特徴とする遊星歯車伝導装置の太陽ピニオン
   軸保持機構。
2. 【請求項２】１段目ユニットの太陽ピニオンは、モータ
   駆動軸を太陽ピニオン軸とする軸の先端に設けた特許請
   求の範囲第１項記載の遊星歯車伝導装置の太陽ピニオン
   軸保持機構。
3. 【請求項３】ハウジングは、上部に出力軸が嵌通する出
   力軸受、下部外周にモータを装着するネジ止め部を設
   け、その内面にスプラインを設けたものである特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の遊星歯車伝導装置の太陽
   ピニオン軸保持機構。
4. 【請求項４】インナーギャは、内面に設けたインボリュ
   ート歯形に複数個の遊星ピニオンが内接して噛み合い、
   外面に設けたスプラインにハウジングのスプラインが係
   合して軸芯まわりの回動を係止するスプライン構成とし
   たものである特許請求の範囲第１、２又は３のうちいず
   れか１項記載の遊星歯車伝導装置の太陽ピニオン軸保持
   機構。
5. 【請求項５】ハウジングの出力軸受に一端部が嵌通する
   出力軸の他端部を軸芯に固定し、その裏面に複数個の遊
   星ピニオンを軸支する複数個の遊星軸を等配してなる伝
   導円盤を有し、その下部外縁にスラスト受板を配設して
   なり、当該伝導円盤の軸芯まわりの回転を妨げることな
   く軸芯方向の摺動を制限したものである特許請求の範囲
   第１、２、３又は４のうちいずれか１項記載の遊星歯車
   伝導装置の太陽ピニオン軸保持機構。