WO2020045478A1 - 減速機 - Google Patents

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WO2020045478A1
WO2020045478A1 PCT/JP2019/033650 JP2019033650W WO2020045478A1 WO 2020045478 A1 WO2020045478 A1 WO 2020045478A1 JP 2019033650 W JP2019033650 W JP 2019033650W WO 2020045478 A1 WO2020045478 A1 WO 2020045478A1
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WO
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gear
planetary
casing
rotating assembly
central axis
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/033650
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English (en)
French (fr)
Inventor
小川　隆雄
清水　猛
樹哉 岸野
Original Assignee
日本電産株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties

Definitions

  • the present invention relates to a speed reducer.
  • Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 4-366046 discloses a small speed reducer which includes a process internal gear 10, a movable internal gear 20, a fixed internal gear 10 and a movable internal gear 20, and a holder body 15 and a holder retainer 19.
  • a small reduction gear composed of a planetary gear 12 held by the above and a sun gear 4 directly connected to a motor shaft 3 meshing with the planetary gear 12, a support beam 18, a fixed internal gear 10 and a movable internal gear provided on a holder body 15 are provided. It is constituted by a guide portion provided at a contact portion of the gear 20.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a speed reducer that satisfies mechanical characteristics required on an input side and an output side.
  • An exemplary speed reducer of the present invention transmits torque between a casing, an input unit rotatably supported on the casing about a central axis, and the input unit.
  • An input gear that rotates with the input shaft in the casing wherein the first rotating assembly is disposed circumferentially on a first planetary carrier and radially outside the input gear in the casing.
  • the first planetary carrier is rotatably supported about a first planetary axis oriented in a direction along a central axis, and its outer peripheral teeth engage with the outer peripheral teeth of the input gear and the inner peripheral teeth of the first internal gear.
  • the second rotating assembly includes a second planetary carrier and a second planetary carrier arranged in the casing in a circumferential direction radially outward of the first sun gear, each of which is oriented in a direction along the central axis.
  • the second planetary carrier is rotatably supported by the second planetary carrier, and its outer teeth engage with the outer teeth of the first sun gear and the inner teeth of the second internal gear.
  • the present invention it is possible to improve the dimensional accuracy of the first rotating assembly, improve the strength of the second rotating assembly, and provide a speed reducer that satisfies the mechanical characteristics required on the input side and the output side. .
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a small speed reducer according to one embodiment.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a speed reducer 1 according to one exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross section of a plane including the central axis J1 of the speed reducer 1.
  • the reduction gear 1 includes a casing 2, an input unit 3, a first rotating assembly 4, a second rotating assembly 6, a first internal gear 5, a second internal gear 7, a motor 8, an output shaft 9 inclusive.
  • the speed reducer 1 has a diameter of about 5 to 10 mm.
  • the casing 2 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the input unit 3, the first rotating assembly 4, a part of the second rotating assembly 6, the first internal gear 5, and the second internal gear are housed inside the casing 2.
  • the input unit 3 is rotatably supported by the casing 2 about the center axis J1.
  • the first rotating assembly 4 is also supported by the casing 2 so as to be rotatable about the central axis J1.
  • the second rotating assembly 6 is also rotatably supported by the casing 2 about the central axis J1.
  • the first internal gear 5 has an annular shape centered on the central axis J1.
  • the first internal gear 5 is located on the outside ⁇ ⁇ of the first rotating assembly 4 in a radial direction about the center axis J1.
  • the second internal gear 7 has an annular shape centered on the central axis J1.
  • the second internal gear 7 is located outside the second rotating assembly 6 in a radial direction about the center axis J1.
  • the radial direction about the central axis J1 is simply referred to as “radial direction”.
  • the first internal gear 5 and the second internal gear are located on the inner surface of the casing 2.
  • the casing 2 has a substantially cylindrical shape with the center axis J1 pointing in the vertical direction in FIG. 1 as a center.
  • the second rotating assembly side is positioned upward along the center axis J1 and the third rotating assembly side is aligned. Is described below, but the direction of the central axis J1 does not necessarily need to coincide with the direction of gravity.
  • a vertical direction in which the central axis J1 is directed is also referred to as an “axial direction”.
  • the circumferential direction around the center axis J1 will be simply referred to as “circumferential direction”.
  • the casing 2 accommodates the input unit 3 therein and rotatably supports it.
  • the casing 2 accommodates the first rotating assembly 4 and the second rotating assembly 6 therein and rotatably supports them.
  • the casing 2 also houses the first internal gear 5 and the second internal gear 7 therein.
  • the outer peripheral surface of the first internal gear 5 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the outer peripheral surface ⁇ of the first internal gear 5 contacts the inner peripheral surface of the casing 2.
  • the first internal gear 5 is fixed to the casing 2.
  • the first internal gear 5 is fixed to the casing 2 by, for example, an intermediate fitting.
  • the diameter of the outer peripheral surface of the first internal gear 5 It is almost the same as the diameter of the inner peripheral surface of No. 2.
  • the first internal gear 5 may be indirectly fixed to the casing 2 via another member, or may be a member connected to the casing 2.
  • the inner peripheral surface of the first internal gear 5 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • a plurality of teeth arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface ⁇ of the first internal gear 5.
  • the plurality of teeth on the inner peripheral surface of the first internal gear 5 will be referred to as “inner peripheral teeth”.
  • the outer peripheral surface of the second internal gear 7 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • the outer peripheral surface ⁇ of the second internal gear 7 contacts the inner peripheral surface of the casing 2.
  • the second internal gear 7 is fixed to the casing 2.
  • the second internal gear 7 is fixed to the casing 2 by, for example, an intermediate fitting.
  • the diameter of the outer peripheral surface of the second internal gear 7 is It is substantially the same as the diameter of the inner peripheral surface of the casing 2.
  • the second internal gear 7 may be indirectly fixed to the casing 2 via another member, or may be a member connected to the casing 2.
  • the inner peripheral surface of the second internal gear 7 has a substantially cylindrical shape centered on the central axis J1.
  • a plurality of teeth arranged in the circumferential direction are provided on the inner peripheral surface ⁇ of the second internal gear 7.
  • the plurality of teeth on the inner peripheral surface of the first internal gear 5 will be referred to as “inner peripheral teeth”.
  • the input unit 3 includes an input shaft 31 and an input gear 33.
  • the input shaft 31 has a substantially cylindrical shape or a substantially columnar shape centered on the center axis J1.
  • the input gear 33 has a substantially cylindrical shape or a substantially columnar shape centered on the central axis J1. In other words, the input shaft 31 and the input gear 33 are located coaxially.
  • the outer peripheral surface of the input gear 33 is provided with a plurality of teeth arranged in the circumferential direction. In the following description, the plurality of teeth on the outer peripheral surface of the input gear 33 will be referred to as “outer peripheral teeth”.
  • the input shaft 31 is located inside the casing 2.
  • the input gear 33 is connected to the upper end of the input shaft 31 that projects upward from the lower surface of the casing 2.
  • the input gear 33 is located inside the casing 2.
  • the input gear 33 rotates together with the input shaft 31 inside the casing 2.
  • the input gear 33 may be indirectly connected to the input shaft 31 via another member, or may be a member connected to the input shaft 31.
  • the first rotating assembly 4 includes a first rotating shaft member 41, a first planetary carrier 42, a plurality of first planetary shaft members # 43, a plurality of first planetary gears 44, and a first sun gear 45.
  • the first rotation shaft member 41 has a substantially cylindrical shape or a substantially columnar shape centered on the center axis J1.
  • the first rotating shaft member, the first planetary carrier 42, the plurality of first planetary shaft members 43, and the plurality of first planetary gears 44 are located inside the casing 2.
  • the first planetary carrier 42 has a bottomed bottom and a substantially cylindrical shape with a bottom centered on the center axis J1.
  • the first rotating shaft member 41 is connected to the upper end of the first planet carrier 42.
  • the first rotation shaft member 41 and the first planet carrier 42 are coaxially located about the center axis J1.
  • the first rotating shaft member 41 may be indirectly connected to the first planet carrier 42 via another member, or may be a member connected to the first planet carrier 42.
  • Each of the plurality of first planetary shaft members 43 has a substantially columnar shape oriented in a direction along the central axis J1.
  • the plurality of first planetary shaft members 43 have the same shape and the same size as each other.
  • the central axis of each of the first planetary shaft members 43 will be referred to as “first planetary shaft J2”.
  • the “direction along the central axis J1” described above refers to a direction substantially parallel to the axial direction of the central axis J1, and does not need to be strictly parallel to the axial direction. That is, the first planetary axis J2 of each first planetary shaft member 43 may be parallel to the central axis J1 and may be inclined at a small angle with respect to the central axis J1.
  • each first planetary shaft member 43 is fixed to the first planetary carrier 42, respectively. Thereby, each first planetary shaft member 43 is non-rotatably fixed to the first planetary carrier 42.
  • the plurality of first planetary shaft members 43 are positioned at substantially equal angular intervals in the circumferential direction on the radially outer side of the input gear 33. In the example shown in FIG. 1, three first planetary shaft members 43 are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction.
  • the first planetary shaft member 43 may be indirectly fixed to the first planetary carrier 42 via another member, or may be a member connected to the first planetary carrier 42.
  • Each of the plurality of first planetary gears 44 is supported by the first planetary carrier 42 via the plurality of first planetary shaft members 43 in the casing 2. That is, the plurality of first planetary gears # 44 are arranged in the casing 2 in the circumferential direction outside the input gear 33 in the radial direction. In the example shown in FIG. 1, three first planetary gears 44 are supported by the first planetary carriers 4 # 2 via the three first planetary shaft members 43. The plurality of first planetary gears 44 are located at approximately the same axial position as the input gear 33 and the inner peripheral teeth of the first internal gear 5. Note that the number and arrangement of the first planetary gears 44 and the first planetary shaft members # 43 may be changed as appropriate.
  • Each of the first planetary gears 44 has a substantially cylindrical shape located around the first planetary shaft member 43.
  • a plurality of teeth arranged in the circumferential direction are provided on the outer peripheral surface of each first planetary gear 44 #.
  • the plurality of teeth on the outer periphery of the first planetary gear 44 will be referred to as “outer teeth”.
  • the plurality of first planetary gears 44 have the same shape as each other, and have the same size.
  • the outer teeth of each of the plurality of first planetary gears 44 engage the outer teeth of the input gear 33 and the inner teeth of the first internal gear 5.
  • Each of the first planetary gears 44 is rotatably supported by the first planetary shaft member 43 about the first planetary shaft member 43.
  • each of the plurality of first planetary gears 44 is rotatably supported by the first planetary carrier 42 about the first planetary axis J2 oriented in the direction along the central axis J1.
  • the first planet carrier 42 is rotatably supported by the first internal gear 5. As described above, since the first internal gear 5 is fixed to the casing 2, the first planet carrier 42 is rotatably supported by the casing 2.
  • the first sun gear 45 is connected to the upper end of the first rotating shaft member 41.
  • the first sun gear 45 rotates together with the first rotating shaft member 41 in the casing 2.
  • the first sun gear 45 may be indirectly connected to the first rotation shaft member 41 via another member, or may be a member connected to the first rotation shaft member 41.
  • the second rotating assembly 6 includes a second rotating shaft member 61, a second planetary carrier 62, a plurality of second planetary shaft members 63, and a plurality of second planetary gears 64.
  • the second rotating shaft member 61 has a substantially cylindrical shape or a substantially columnar shape centered on the center axis J1.
  • the second rotation shaft member 61 protrudes upward from the upper surface of the casing 2 to the outside of the casing 2.
  • the second planet carrier 62, the plurality of second planet shaft members 63, and the plurality of second planet gears 64 are located inside the casing 2.
  • the second planetary carrier 62 has a bottomed bottom and a substantially cylindrical shape with a center located at the center axis J1.
  • the second rotating shaft member 61 is connected to the upper end of the second planet carrier 62.
  • the second rotation shaft member 61 and the second planet carrier 62 are coaxially located about the center axis J1.
  • the second rotating shaft member 61 may be indirectly connected to the second planetary carrier 62 via another member, or may be a member connected to the second planetary carrier 62.
  • Each of the plurality of second planetary shaft members 63 has a substantially columnar shape oriented in a direction along the central axis J1.
  • the plurality of second planetary shaft members 63 have the same shape and the same size.
  • the central axis of each second planetary shaft member 63 will be referred to as “second planetary shaft J3”.
  • the “direction along the central axis J1” described above refers to a direction substantially parallel to the axial direction of the central axis J1, and does not need to be strictly parallel to the axial direction. That is, the second planetary axis J3 of each second planetary shaft member 63 may be parallel to the central axis J1 or may be inclined at a small angle with respect to the central axis J1.
  • each second planetary shaft member 63 is fixed to the second planetary carrier 62, respectively. Thereby, each second planetary shaft member 63 is non-rotatably fixed to the second planetary carrier 62.
  • the plurality of second planetary shaft members 63 are located radially outside the first sun gear 45 at substantially equal angular intervals in the circumferential direction. In the example shown in FIG. 1, three second planetary shaft members 63 are arranged at intervals of 120 ° in the circumferential direction. Note that the second planetary shaft member 63 may be indirectly fixed to the second planetary carrier 62 via another member, or may be a member connected to the second planetary carrier 62.
  • Each of the plurality of second planetary gears 64 is supported by the second planetary carrier 62 via the plurality of second planetary shaft members 63 in the casing 2. That is, the plurality of second planetary gears # 64 are arranged in the casing 2 in the radial direction outside the first sun gear 45 in the radial direction. In the example shown in FIG. 1, three second planetary gears 64 are supported by the second planetary carrier 62 via three second planetary shaft members 63. The plurality of second planetary gears 64 are located at approximately the same axial position as the inner peripheral teeth of the first sun gear 45 and the second internal gear 7. In addition, the number and arrangement of the second planetary gears 64 and the second planetary shaft members 63 may be appropriately changed.
  • Each of the second planetary gears 64 is substantially cylindrical and located around the second planetary shaft member 63.
  • a plurality of teeth arranged in a circumferential direction are provided on an outer peripheral surface of each second planetary gear 64.
  • the plurality of teeth on the outer peripheral surface of the second planetary gear 64 will be referred to as “outer peripheral teeth”.
  • the plurality of second planetary gears 64 have the same shape as each other, and have the same size.
  • the outer teeth of each of the plurality of second planetary gears 64 engage the outer teeth of the first sun gear 45 and the inner teeth of the second internal gear 7.
  • Each second planetary gear 64 is rotatably supported by the second planetary shaft member 63 around the second planetary shaft member 63.
  • each of the plurality of second planetary gears 64 is rotatably supported by the second planetary carrier 62 around the second planetary axis J3 oriented along the central axis J1.
  • the second planet carrier 62 is rotatably supported by the second internal gear 7. As described above, since the second internal gear 7 is fixed to the casing 2, the second planet carrier 62 is rotatably supported by the casing 2.
  • the output shaft 9 is connected to an upper end of the second rotation shaft member 61.
  • the output shaft 9 rotates together with the second rotation shaft member 61 outside the casing 2.
  • the output shaft 9 may be indirectly connected to the second rotating shaft member 61 via another member, or may be a member connected to the second rotating shaft member 61.
  • various methods such as a connection using a key groove, a connection using a D cut, and a connection using a gear component can be used.
  • the input gear 33 rotates about the central axis J1 together with the input shaft 31 that is a high-speed axis.
  • the input unit 3 rotates around the central axis J1.
  • each first planetary gear 44 engaged with the input gear 33 rotates around the first planetary axis J2.
  • the plurality of first planetary gears 44 # rotate around the center axis J1.
  • the rotation of each of the first planetary gears 44 about the first planetary axis J2 is referred to as “rotation”, and the rotation of the plurality of first planetary gears 44 about the central axis J1 is referred to as “revolution”.
  • the first planet carrier 42 is connected to the plurality of first planetary gears 44 via the plurality of first planetary shaft members 43, and the first rotating shaft member 41, which is a low-speed shaft, is connected to the first planetary carrier 42. Connected to. Therefore, the first planetary carrier 42, the first rotating shaft member 41, and the first sun gear 45 rotate around the central axis J1 as the plurality of first planetary gears 44 revolve. That is, the first rotating assembly 4 rotates about the central axis J1.
  • each second planetary gear 64 engaged with the first sun gear 45 rotates about the second planetary axis J3.
  • the plurality of second planetary gears 64 rotate about the central axis J1.
  • the second planetary carrier 62 is connected to the plurality of second planetary gears 64 via the plurality of second planetary shaft members 63, and the second rotating shaft member 61, which is the low-speed shaft, is connected to the second planetary carrier 62. Connected to. For this reason, the second planetary carrier 62 and the second rotating shaft member 61 rotate around the central axis J1 as the plurality of second planetary gears 64 revolve. That is, the second rotating assembly 6 rotates about the central axis J1.
  • the first planetary gear 44 of the first rotating assembly 4 and the second planetary gear 64 of the second rotating assembly have a module of 0.2 to 0.05 mm.
  • Part of the gear of the first rotating assembly 4 is formed of a synthetic resin containing whiskers in a polyamide resin.
  • the first planetary gear 44 or the first sun gear 45 may be formed of a synthetic resin containing whiskers, or all gears may be formed of a synthetic resin containing whiskers.
  • it can be molded by a method such as injection molding. Synthetic resins containing whiskers in a polyamide resin have excellent strength and dimensional accuracy, and are therefore suitable for small precision gears.
  • the second internal gear and the second planetary gear of the second rotating assembly 6 are a sintered body of metal, and are formed by a sintered body by powder compaction or a metal injection molding (Metal Injection Molding: MIM). You. Note that the first sun gear 45 of the first rotating assembly may also be a metal sintered body.
  • the reduction gear 1 transmits the rotational force between the casing 2, the input unit 3 supported rotatably with respect to the casing 2 around the central axis J ⁇ b> 1, and the input unit 3.
  • the first rotating assembly 4 performs the rotation
  • the second rotating assembly 6 transmits the rotational force between the first rotating assembly 4, and the inner surface of the casing 2 on the radial outside of the first rotating assembly 4.
  • An annular first internal gear 5 is provided, and an annular second internal gear 7 located on the inner surface of the casing 2 radially outside the second rotary assembly 6. Is provided at the center, and an input gear 33 rotating together with the input shaft 31 in the casing 2.
  • the first rotating assembly 4 includes a first planetary carrier 42 and an input gear 33 within the casing 2.
  • Each is rotatably supported by a first planetary carrier 42 about a first planetary shaft 43 which faces in a direction along the central axis J1, and each outer peripheral tooth of the outer peripheral teeth of the input gear 33 and the first internal gear 5.
  • a plurality of first planetary gears 44 engaged with the peripheral teeth, a first rotary shaft 41 connected to the planet carrier 42 and centered on the central axis J1, and the first rotary shaft 41 in the casing 2 together with the first planetary gears 44
  • a rotating first sun gear 45, wherein the second rotating assembly 6 is circumferentially arranged inside the casing 2 radially outside the first sun gear 45 in the second planetary carrier 62 and the casing 2.
  • the second planetary carrier 62 is rotatably supported about a second planetary shaft 63 oriented in a direction along the center axis J1, and the respective outer teeth are the outer teeth of the first sun gear 45 and the second internal gear.
  • the three-dimensional body 4 includes a gear formed of a synthetic resin containing whiskers, and includes a gear formed of a metal sintered body of the second rotating assembly 6.
  • the dimensional accuracy of the first rotary assembly 4 can be improved, the strength of the second rotary assembly 6 can be improved, and a speed reducer that satisfies the mechanical characteristics required on the input side and the output side can be provided. it can.
  • the first planetary gear 44 of the first rotating assembly 4 and the second planetary gear 64 of the second rotating assembly have a module of 0.2 to 0.05 mm. Thereby, a smaller and more precise reduction gear can be obtained.
  • the second internal gear 6 is formed of a metal sintered body. Thereby, the strength of the second assembly can be further increased.
  • the first sun gear 45 and the second planetary gear 64 are formed of a sintered metal body. Thereby, the strength of the second assembly can be further increased.
  • the first planetary gear 44 is formed of a synthetic resin containing whiskers. Thereby, the dimensional accuracy of the first assembly can be further improved.
  • the speed reducer according to the present invention can be used in various devices such as a camera and a robot.
  • the speed reducer according to the present invention can also be used for other purposes.

Abstract

ケーシングと、中心軸を中心として、前記ケーシングに対して相対的に回転可能に支持される入力部と、前記入力部との間で回転力の伝達を行う第１回転組立体と、前記第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、前記第１回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングの内面に位置する環状の第１インターナルギアと、前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングの内面に位置する環状の第２インターナルギアと、を備え、前記第１回転組立体はウィスカを含有した合成樹脂で形成されたギアを含み、前記第２回転組立体の金属の焼結体で形成されたギアを含むことを特徴とする減速機。

Description

減速機
本発明は、減速機に関する。
従来より、減速機として、例えば、日本国公開公報特開平４－３６６０４６号公報に示される小型減速機が利用されている。日本国公開公報特開平４－３６６０４６号公報小型減速機は、工程内歯歯車１０と、可動内歯歯車２０と、固定内歯歯車１０及び可動内歯歯車２０に噛み合いホルダー体１５及びホルダー押え１９により保持された遊星歯車１２と、遊星歯車１２に噛み合うモータ軸３に直結する太陽歯車４からなる小型減速機において、ホルダー体１５に設けられた支柱はり１８、固定内歯歯車１０と可動内歯歯車２０の接触部に設けられたガイド部で構成される。　　
日本国公開公報：特開平４－３６６０４６号公報
日本国公開公報特開平４－３６６０４６号公報の減速機では、入力側と出力側で異なる機械特性が求められた際、不十分な場合があった。　
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、入力側と出力側に求められる機械特性を満たす減速機を提供することを目的としている。
本発明の例示的な減速機は、ケーシングと、中心軸を中心として、前記ケーシングに対して相対的に回転可能に支持される入力部と、前記入力部との間で回転力の伝達を行う第１回転組立体と、第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、前記第１回転組立体の径方向外側にて前記ケーシング内面に位置する環状の第１インターナルギアと、前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシング内面に位置する環状の第２インターナルギアと、を備え、前記入力部は、前記中心軸が中心に位置する入力軸と、前記ケーシング内において前記入力軸と共に回転する入力ギアと、を備え、前記第１回転組立体は、第１遊星キャリアと、前記ケーシング内において前記入力ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く第１遊星軸を中心として前記第１遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記入力ギアの外周歯および前記第１インターナルギアの内周歯に係合する複数の第１遊星ギアと、前記遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第１回転軸部と、前記ケーシング内において前記第１回転軸部と共に回転する第１太陽ギアと、を備え、前記第２回転組立体は、第２遊星キャリアと、前記ケーシング内において前記第１太陽ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く第２遊星軸を中心として前記第２遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記第１太陽ギアの外周歯および前記第２インターナルギアの内周歯に係合する複数の第２遊星ギアと、前記遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第２回転軸部と、を備え、前記第１回転組立体はウィスカを含有した合成樹脂で形成されたギアを含み、前記第２回転組立体の金属の焼結体で形成されたギアを含むことを特徴とする小型減速機。
本発明では、第１回転組立体の寸法精度を向上し、第２回転組立体の強度を向上することができ、入力側と出力側に求められる機械特性を満たす減速機を提供することができる。
図１は、一の実施形態に係る小型減速機の縦断面図である。
図１は、本発明の例示的な一の実施形態に係る減速機１の構成を示す縦断面図である。 図１では、減速機１の中心軸Ｊ１を含む面による断面を示す。　
減速機１は、ケーシング２と、入力部３と、第１回転組立体４と、第２回転組立体６と、第１インターナルギア５と、第２インターナルギア７と、モータ８と、出力軸９を含む。また、減速機１は直径５～１０ｍｍ程度で構成されている。　
ケーシング２は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。入力部３、第１回転組立体４、第２回転組立体６の一部、および、第１インターナルギア５、第２インターナルギアは、ケーシング２の 内部に収容される。入力部３は、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回 転可能に支持される。第１回転組立体４も、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により 回転可能に支持される。第２回転組立体６も、中心軸Ｊ１を中心としてケーシング２により回転可能に支持される。第１インターナルギア５は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。第１インターナルギア５は、中心軸Ｊ１を中心とする径方向において、第１回転組立体４の外側 に位置する。第２インターナルギア７は、中心軸Ｊ１を中心とする環状である。第２インターナルギア７は、中心軸Ｊ１を中心とする径方向において、第２回転組立体６の外側に位置する。以下の説明では、中心軸Ｊ１を中心とする径方向を、単に「径方向」という 。第１インターナルギア５および第２インターナルギアは、ケーシング２の内面に位置する。　
ケーシング２は、図１中における上下方向を向く中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である以下の説明では、便宜上 、中心軸Ｊ１に沿って第２回転組立体側を上側、第３回転組立体側を下側として 説明するが、中心軸Ｊ１の向きは必ずしも重力方向と一致する必要はない。また、以下の 説明では、中心軸Ｊ１が向く方向である上下方向を、「軸方向」とも呼ぶ。また、以下の説明では 、中心軸Ｊ１を中心とする周方向を、単に「周方向」という。 　
ケーシング２は、入力部３を内部に収容して回転可能に支持する。ケーシング２は、第１回転組立体４、第２回転組立体６を内部に収容して回転可能に支持する。ケーシ ング２は、また、第１インターナルギア５、第２インターナルギア７を内部に収容する。　
第１インターナルギア５の外周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１インターナルギア５の外周面 は、ケーシング２の内周面に接する。これにより、第１インターナルギア５がケーシング２に固定される。第１インターナルギア５のケーシング２への固定は、例えば、中間嵌めにより行われる。換言すれば、第１インターナルギア５がケーシング２に固定される前の状態において、第１インターナルギア５とケーシング２と が接する予定の部位では、第１インターナルギア５の外周面の直径が、ケーシング２の 内周面の直径と略同じである。 なお、第１インターナルギア５は、他の部材を介してケーシング２に間接的に固定されても良く、ケーシング２と一繋がりの部材であってもよい。　
第１インターナルギア５の内周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第１インターナルギア５の内周面 には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、第１インターナルギア５の内周面の複数の歯を「内周歯」という。　
第２インターナルギア７の外周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第２インターナルギア７の外周面 は、ケーシング２の内周面に接する。これにより、第２インターナルギア７がケーシング２に固定される。第２インターナルギア７のケーシング２への固定は、例えば、中間嵌めにより行われる。換言すれば、第２インターナルギア７が２ケーシング２に固定される前の状態において、第２インターナルギア７とケーシング２と が接する予定の部位では、第２インターナルギア７の外周面の直径が、ケーシング２の 内周面の直径と略同じである。なお、第２インターナルギア７は、他の部材を介してケーシング２に間接的に固定されても良く、ケーシング２と一繋がりの部材であってもよい。　
第２インターナルギア７の内周面は、中心軸Ｊ１を中心とする略円筒状である。第２インターナルギア７の内周面 には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、第１インターナルギア５の内周面の複数の歯を「内周歯」という。　
入力部３は、入力軸３１と、入力ギア３３と、を含む。入力軸３１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。入力ギア３３は 、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。換言すれば、入力軸３１および入力ギア３３は同軸上に位置する。入力ギア３３の外周面には、周方向に 並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、入力ギア３３の外周面の複数の歯を「外周歯」という。　
入力軸３１は、ケーシング２の内部に位置する。入力ギア３３は、ケーシング２の下面側から上方へと突出する入力軸３１の上端部に接続される。入力ギア３３は、ケーシング２の内部に位置する。入力ギア３３は、ケーシング２内において入力軸３１と共に回転する。なお、入力ギア３３は、他の部材を介して入力軸３１に間接的に接続されてもよく、入力軸３１と一繋がりの部材であってもよい。　
第１回転組立体４は、第１回転軸部材４１と、第１遊星キャリア４２と、複数の第１遊星軸部材 ４３と、複数の第１遊星ギア４４と、第１太陽ギア４５を含む。第１回転軸部材４１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。第１回転軸部材、第１遊星キャリア４２、複数の第１遊星軸部材４３、および、複数の第１遊星ギア４４は、ケーシング２内に位置する。　
第１遊星キャリア４２は、中心軸Ｊ１が中心に位置する有底 および有蓋略円筒状である。第１遊星キャリア４２の上端部には、第１回転軸部材４１が接続される。第１回転軸部材４１および第１遊星キャリア４２は、中心軸Ｊ１を中心として同軸上に位置する。 なお、第１回転軸部材４１は、他の部材を介して第１遊星キャリア４２に間接的に接続されても良く、第１遊星キャリア４２と一繋がりの部材であってもよい。　
複数の第１遊星軸部材４３はそれぞれ、中心軸Ｊ１に沿う方向を向く略円柱状である。複数 の第１遊星軸部材４３は、互いに同様の形状を有し、同じ大きさである。以下の説明では、各 第１遊星軸部材４３の中心軸を「第１遊星軸Ｊ２」と呼ぶ。上述の「中心軸Ｊ１に沿う方向」とは 、中心軸Ｊ１が向く軸方向におよそ平行な方向を意味しており、軸方向に厳密に平行である必要はない。すなわち、各第１遊星軸部材４３の第１遊星軸Ｊ２は、中心軸Ｊ１に平行であって もよく、中心軸Ｊ１に対して小さい角度だけ傾斜してもよい。 　
各第１遊星軸部材４３の下端部は、第１遊星キャリア４２にそれぞれ固定される。これにより、各第１遊星軸部材４３は、第１遊星キャリア４２に回転不能に固定される。複数の第１遊星軸部材４３は、入力ギア３３の径方向外側にて、周方向に略等 角度間隔に位置する。図１に示す例では、３つの第１遊星軸部材４３が、周方向に１２０°間 隔にて配列される。なお、第１遊星軸部材４３は、他の部材を介して第１遊星キャリア４２に間接的に固定されても良く、第１遊星キャリア４２と一繋がりの部材であってもよい。　
複数の第１遊星ギア４４はそれぞれ、ケーシング２内において複数の第１遊星軸部材４３を介し て、第１遊星キャリア４２により支持される。すなわち、複数の第１遊星ギア ４４は、ケーシング２内において入力ギア３３の径方向外側にて周方向に配置される。図 １に示す例では、３つの第１遊星ギア４４が、３つの第１遊星軸部材４３を介して第１遊星キャリア４ ２により支持される。複数の第１遊星ギア４４は、入力ギア３３および第１インターナルギア５の内周歯と軸方向のおよそ同じ位置に位置する。なお、第１遊星ギア４４および第１遊星軸部材 ４３の数および配置は、適宜変更されてよい。
各第１遊星ギア４４は、第１遊星軸部材４３の周囲に位置する略円筒状である。各第１遊星ギア４４ の外周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、第１遊星ギア４４の外 周面の複数の歯を「外周歯」という。複数の第１遊星ギア４４は、互いに同様の形状を有し、 同じ大きさである。複数の第１遊星ギア４４のそれぞれの外周歯は、入力ギア３３の外周歯、および、第１インターナルギア５の内周歯に係合する。　
 各第１遊星ギア４４は、第１遊星軸部材４３を中心として第１遊星軸部材４３に より回転可能に支持される。換言すれば、複数の第１遊星ギア４４はそれぞれ、中心軸Ｊ１に 沿う方向を向く第１遊星軸Ｊ２を中心として、第１遊星キャリア４２により回転可能に支持される。第１遊星キャリア４２は、第１インターナルギア５により回転可能に支持される。上述のように、第１インターナルギア５はケーシング２に固定されているため、第１遊星キャリア４２は、ケーシング２により回転可能に支持される。　
第１太陽ギア４５は、第１回転軸部材４１の上端部に接続される。第１太陽ギア４５は、ケーシング２内において第１回転軸部材４１と共に回転する。なお、第１太陽ギア４５は、他の部材を介して第１回転軸部材４１に間接的に接続されてもよく、第１回転軸部材４１と一繋がりの部材であってもよい。　
第２回転組立体６は、第２回転軸部材６１と、第２遊星キャリア６２と、複数の第２遊星軸部材６３と、複数の第２遊星ギア６４を含む。第２回転軸部材６１は、中心軸Ｊ１が中心に位置する略円筒状または略円柱状である。第２回転軸部材６１は、ケーシング２の上面から上方に向かってケーシング２の外側へと突出する。第２遊星キャリア６２、複数の第２遊星軸部材６３、および、複数の第２遊星ギア６４は、ケーシング２内に位置する。　
第２遊星キャリア６２は、中心軸Ｊ１が中心に位置する有底 および有蓋略円筒状である。第２遊星キャリア６２の上端部には、第２回転軸部材６１が接続される。第２回転軸部材６１および第２遊星キャリア６２は、中心軸Ｊ１を中心として同軸上に位置する。 なお、第２回転軸部材６１は、他の部材を介して第２遊星キャリア６２に間接的に接続されても良く、第２遊星キャリア６２と一繋がりの部材であってもよい。　
複数の第２遊星軸部材６３はそれぞれ、中心軸Ｊ１に沿う方向を向く略円柱状である。複数の第２遊星軸部材６３は、互いに同様の形状を有し、同じ大きさである。以下の説明では、各第２遊星軸部材６３の中心軸を「第２遊星軸Ｊ３」と呼ぶ。上述の「中心軸Ｊ１に沿う方向」とは 、中心軸Ｊ１が向く軸方向におよそ平行な方向を意味しており、軸方向に厳密に平行である必要はない。すなわち、各第２遊星軸部材６３の第２遊星軸Ｊ３は、中心軸Ｊ１に平行であって もよく、中心軸Ｊ１に対して小さい角度だけ傾斜してもよい。 　
各第２遊星軸部材６３の下端部は、第２遊星キャリア６２にそれぞれ固定される。これにより、各第２遊星軸部材６３は、第２遊星キャリア６２に回転不能に固定される。複数の第２遊星軸部材６３は、第１太陽ギア４５の径方向外側にて、周方向に略等角度間隔に位置する。図１に示す例では、３つの第２遊星軸部材６３が、周方向に１２０°間 隔にて配列される。なお、第２遊星軸部材６３は、他の部材を介して第２遊星キャリア６２に間接的に固定されても良く、第２遊星キャリア６２と一繋がりの部材であってもよい。　
複数の第２遊星ギア６４はそれぞれ、ケーシング２内において複数の第２遊星軸部材６３を介して、第２遊星キャリア６２により支持される。すなわち、複数の第２遊星ギア ６４は、ケーシング２内において第１太陽ギア４５の径方向外側にて周方向に配置される。図１に示す例では、３つの第２遊星ギア６４が、３つの第２遊星軸部材６３を介して第２遊星キャリア６２により支持される。複数の第２遊星ギア６４は、第１太陽ギア４５および第２インターナルギア７の内周歯と軸方向のおよそ同じ位置に位置する。なお、第２遊星ギア６４および第２遊星軸部材６３の数および配置は、適宜変更されてよい。　
各第２遊星ギア６４は、第２遊星軸部材６３の周囲に位置する略円筒状である。各第２遊星ギア６４の外周面には、周方向に並ぶ複数の歯が設けられる。以下の説明では、第２遊星ギア６４の外周面の複数の歯を「外周歯」という。複数の第２遊星ギア６４は、互いに同様の形状を有し、 同じ大きさである。複数の第２遊星ギア６４のそれぞれの外周歯は、第１太陽ギア４５の外周歯、および、第２インターナルギア７の内周歯に係合する。　
各第２遊星ギア６４は、第２遊星軸部材６３を中心として第２遊星軸部材６３により回転可能に支持される。換言すれば、複数の第２遊星ギア６４はそれぞれ、中心軸Ｊ１に 沿う方向を向く第２遊星軸Ｊ３を中心として、第２遊星キャリア６２により回転可能に支持される。第２遊星キャリア６２は、第２インターナルギア７により回転可能に支持される。上述のように、第２インターナルギア７はケーシング２に固定されているため、第２遊星キャリア６２は、ケーシング２により回転可能に支持される。　
出力軸９は、第２回転軸部材６１の上端部に接続される。出力軸９は、ケーシング２外において第２回転軸部材６１と共に回転する。なお、出力軸９は、他の部材を介して第２回転軸部材６１に間接的に接続されてもよく、第２回転軸部材６１と一繋がりの部材であってもよい。なお、接続の方法としては、キー溝による接続、Ｄカットによる接続、ギア部品を用いての接続など種々の方法が利用可能である。　
小型減速機１は、高速軸である入力軸３１と共に、入力ギア３３が中心軸Ｊ１を中心として回転する。換言すれば、入力部３が、中心軸Ｊ１を中心として回転する。入力ギア３３の回転により、入力ギア３３と係合する各第１遊星ギア４４が、第１遊星軸Ｊ２を中心として回転する。上述のように、各第１遊星ギア４４は、ケーシング２に固定された第１インターナルギア５とも係合しているため、複数の第１遊星ギア４４ が中心軸Ｊ１を中心として回転する。 　
以下の説明では、各第１遊星ギア４４の第１遊星軸Ｊ２を中心とする回転を「自転」と呼び、複数の第１遊星ギア４４の中心軸Ｊ１を中心とする回転を「公転」と呼ぶ。上述のように、第１遊星キャリア４２は、複数の第１遊星軸部材４３を介して複数の第１遊星ギア４４に接続され、低速軸である第１回転軸部材４１は第１遊星キャリア４２に接続される。このため、複数の第１遊星ギア４４の公転に伴い、第１遊星キャリア４２、第１回転軸部材４１および第１太陽ギア４５が、中心軸Ｊ１を中心として回転する。すなわち、第１回転組立体４が中心軸Ｊ１を中心として回転する。　
第１回転組立体の回転により、第１回転軸部材４１と共に第１太陽ギア４５が中心軸Ｊ１を中心として回転する。第１太陽ギア４５の回転により、第１太陽ギア４５と係合する各第２遊星ギア６４が、第２遊星軸Ｊ３を中心として回転する。上述のように、各第２遊星ギア６４は、ケーシング２に固定された第２インターナルギア７とも係合しているため、複数の第２遊星ギア６４が中心軸Ｊ１を中心として回転する。　
上述のように、第２遊星キャリア６２は、複数の第２遊星軸部材６３を介して複数の第２遊星ギア６４に接続され、低速軸である第２回転軸部材６１は第２遊星キャリア６２に接続される。このため、複数の第２遊星ギア６４の公転に伴い、第２遊星キャリア６２および第２回転軸部材６１が、中心軸Ｊ１を中心として回転する。すなわち、第２回転組立体６が中心軸Ｊ１を中心として回転する。　
このように、入力部３と第１回転組立体４と第２回転組立体６の間で、回転力の伝達が行われる。 回転力の伝達が行われた結果、入力装置８の回転力が、出力軸９から取り出される。　
第１回転組立体４の第１遊星ギア４４、第２回転組立体の第２遊星ギア６４は、モジュールが０．２～０．０５ｍｍである。第１回転組立体４のギアの一部はポリアミド系樹脂にウィスカを含有した合成樹脂で形成される。例えば第１遊星ギア４４や第１太陽ギア４５のいずれかが、ウィスカを含有した合成樹脂で形成されても良いし、すべてのギアがウィスカを含有した合成樹脂で形成されても良い。ウィスカを含有した合成樹脂で形成する場合、射出成型などの方法を用いて成形することができる。ポリアミド系樹脂にウィスカを含有させた合成樹脂は強度や寸法精度に優れるため、小型精密ギアに適している。　
第２インターナルギア、および第２回転組立体６の第２遊星ギアは、金属の焼結体であり、圧粉成形による焼結体または、金属射出成型法（ＭｅｔａｌＩｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ：ＭＩＭ）にて形成される。なお、第１回転組立体の第１太陽ギア４５も金属の焼結体であってもよい。　
このように減速機１は、ケーシング２と、中心軸Ｊ１を中心として、ケーシング２に対して相対的に回転可能に支持される入力部３と、入力部３との間で回転力の伝達を行う第１回転組立体４と、第１回転組立体４との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体６と、第１回転組立体４の径方向外側にてケーシング２の内面に位置する環状の第１インターナルギア５と、第２回転組立体６の径方向外側にてケーシング２の内面に位置する環状の第２インターナルギア７と、を備え、入力部３は、中心軸Ｊ１が中心に位置する入力軸３１と、ケーシング２内において入力軸３１と共に回転する入力ギア３３と、を備え、第１回転組立体４は、第１遊星キャリア４２と、ケーシング２内において入力ギア３３の径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが中心軸Ｊ１に沿う方向を向く第１遊星軸４３を中心として第１遊星キャリア４２により回転可能に支持され、それぞれの外周歯が入力ギア３３の外周歯および第１インターナルギア５の内周歯に係合する複数の第１遊星ギア４４と、遊星キャリア４２に接続されるとともに中心軸Ｊ１が中心に位置する第１回転軸部４１と、ケーシング２内において第１回転軸部４１と共に回転する第１太陽ギア４５と、を備え、第２回転組立体６は、第２遊星キャリア６２と、ケーシング２内において第１太陽ギア４５の径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが中心軸Ｊ１に沿う方向を向く第２遊星軸６３を中心として第２遊星キャリア６２により回転可能に支持され、それぞれの外周歯が第１太陽ギア４５の外周歯および第２インターナルギア７の内周歯に係合する複数の第２遊星ギア６４と、遊星キャリア６２に接続されるとともに中心軸Ｊ１が中心に位置する第２回転軸部６１と、を備え、第１回転組立体４はウィスカを含有した合成樹脂で形成されたギアを含み、第２回転組立体６の金属の焼結体で形成されたギアを含んでいる。　
これにより、第１回転組立体４の寸法精度を向上し、第２回転組立体６の強度を向上することができ、入力側と出力側に求められる機械特性を満たす減速機を提供することができる。　
上述のように、第１回転組立体４の第１遊星ギア４４、第２回転組立体の第２遊星ギア６４は、モジュールが０．２～０．０５ｍｍである。これにより、より小型精密な減速機を得ることができる。　
また、第２インターナルギア６は、金属の焼結体で形成される。これにより第２組立体の強度をより高めることができる。　
第１太陽ギア４５と第２遊星ギア６４は、金属の焼結体で形成される。これにより第２組立体の強度をより高めることができる。　
第１遊星ギア４４はウィスカを含有した合成樹脂で形成される。これにより、第１組立体の寸法精度をより高めることができる。　
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わさ れてよい。 　
本発明に係る減速機は、カメラやロボット等の様々な装置において利用可能である。本発明に係る減速機は、また、他の用途に利用することもできる。
１　　減速機２　　ケーシング３　　入力部４　　第１回転組立体５　　第１インターナルギア６　　第２回転組立体７　　第２インターナルギア３１　　第２入力軸３３　　入力ギア４１　　第１回転軸部材４２　　第１遊星キャリア４３　　第１遊星軸部材４４　　第１遊星ギア４５　　第１太陽ギア　　６１　　第２回転部材　　６２　　第２遊星キャリア　　６３　　第２遊星軸部材　　６４　　第２遊星ギア　Ｊ１　　中心軸　Ｊ２　　第１遊星軸　
Ｊ３　　第２遊星軸

Claims (5)

  1. ケーシングと、　中心軸を中心として、前記ケーシングに対して相対的に回転可能に支持される入力部と、　前記入力部との間で回転力の伝達を行う第１回転組立体と、　前記第１回転組立体との間で回転力の伝達を行う第２回転組立体と、　前記第１回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングの内面に位置する環状の第１インターナルギアと、　前記第２回転組立体の径方向外側にて前記ケーシングの内面に位置する環状の第２インターナルギアと、を備え、　前記入力部は、　　前記中心軸が中心に位置する入力軸と、　　前記ケーシング内において前記入力軸と共に回転する入力ギアと、を備え、　前記第１回転組立体は、　　第１遊星キャリアと、　　前記ケーシング内において前記入力ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く第１遊星軸を中心として前記第１遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記入力ギアの外周歯および前記第１インターナルギアの内周歯に係合する複数の第１遊星ギアと、　　前記第１遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第１回転軸部と、　　前記ケーシング内において前記第１回転軸部と共に回転する第１太陽ギアと、を備え、　前記第２回転組立体は、　　第２遊星キャリアと、　　前記ケーシング内において前記第１太陽ギアの径方向外側にて周方向に配置され、それぞれが前記中心軸に沿う方向を向く第２遊星軸を中心として前記第２遊星キャリアにより回転可能に支持され、それぞれの外周歯が前記第１太陽ギアの外周歯および前記第２インターナルギアの内周歯に係合する複数の第２遊星ギアと、　　前記第２遊星キャリアに接続されるとともに前記中心軸が中心に位置する第２回転軸部と、を備え、　前記第１回転組立体はウィスカを含有した合成樹脂で形成されたギアを含み、　前記第２回転組立体の金属の焼結体で形成されたギアを含むことを特徴とする減速機。
  2. 請求項１に記載の減速機であって、　前記第１遊星ギア、前記第２遊星ギアのモジュールは０．２ｍｍ以下である。
  3. 請求項１から請求項２のいずれかに記載の減速機であって、　前記第２インターナルギアは金属の焼結体で形成される。
  4. 請求項１から請求項３に記載の減速機であって、　前記第１太陽ギアと、前記第２遊星ギアは金属の焼結体で形成される。
  5. 請求項１から請求項４に記載の減速機であって、　前記第１遊星ギアは、ウィスカを含有した合成樹脂で形成される。
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JPH04366046A (ja) * 1990-11-14 1992-12-17 Seiko Epson Corp 小型減速機
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