JP2012247010A

JP2012247010A - 遊星歯車機構

Info

Publication number: JP2012247010A
Application number: JP2011119491A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Koike; 貴晃小池
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2011-05-27
Filing date: 2011-05-27
Publication date: 2012-12-13

Abstract

【課題】回転効率の低下が抑制された遊星歯車機構を提供することを課題とする。
【解決手段】遊星歯車機構は、第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、を備え、前記第１太陽歯車は、該第１太陽歯車の回転の中心軸上に第１係合部を有し、前記第１キャリアは、該第１キャリアの回転の中心軸上に設けられ、前記第１係合部に対して相対回転可能に係合する第１被係合部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車機構に関する。

遊星歯車機構は、互いに対向し同軸上に配置された太陽歯車とキャリアとを備えているものがある。特許文献１には、このような遊星歯車機構に関する技術が開示されている。

特開２００３−２９９３１０号公報

太陽歯車の中心軸とキャリアの中心軸とのずれを抑制するために、従来から数々の方法が提案されている。例えば、太陽歯車とキャリアとをモータの回転軸に貫通させることにより、太陽歯車とキャリアとのそれぞれの中心軸のずれを抑制する。しかしながら、このような場合、太陽歯車と、太陽歯車を貫通するモータの回転軸とは、異なる回転速度で回転する。このため、太陽歯車とモータの回転軸との接触面積が大きいと、摺動抵抗が大きくなって回転効率が低下するおそれがある。

そこで本発明は、回転効率の低下が抑制されると同時に同軸度も改善される遊星歯車機構を提供することを目的とする。

上記目的は、第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、を備え、前記第１太陽歯車は、該第１太陽歯車の回転の中心軸上に第１係合部を有し、前記第１キャリアは、該第１キャリアの回転の中心軸上に設けられ、前記第１係合部に対して相対回転可能に係合する第１被係合部を有する、遊星歯車機構によって達成できる。

第１太陽歯車の中心軸上に設けられた第１係合部と第１キャリアの中心軸上に設けられた第１被係合部とが係合することにより、第１太陽歯車と第１キャリアとの中心軸の位置ずれを抑制できると共に、第１太陽歯車と第１キャリアとが摺接する部分の面積を小さくできる。これにより、回転効率の低下が抑制される。また、第１太陽歯車と第１キャリアとの同軸度も改善される。

本発明によれば、回転効率の低下が抑制された遊星歯車機構を提供できる。

図１は、遊星歯車機構の断面図である。図２（Ａ）、２（Ｂ）は、キャリアの説明図である。図３は、凸部と凹部との周囲の拡大図である。

図１は、遊星歯車機構Ａの断面図である。遊星歯車機構Ａは、内歯車４０、内歯車４０の前方側に固定されたカバーＦＣ、内歯車４０の後方側に固定されたカバーＲＣ、カバーＦＣから突出したキャリア７０の出力軸部７８、を含む。カバーＦＣ、ＲＣ、内歯車４０は、ネジＳ１により固定されている。カバーＦＣには出力軸部７８を回転可能に保持する軸受ＦＢが固定されている。

カバーＲＣは、ほぼ円形の板状であり、その中心部には開口部が設けられている。開口部から露出するように、回転部材１０が配置されている。カバーＲＣの包囲部ＲＣ１は、回転部材１０の周囲を囲っている。回転部材１０の基端側には、モータの出力軸が嵌合する嵌合孔１１が形成されている。回転部材１０の先端側には太陽歯車部１６が形成されている。太陽歯車部１６は、第１太陽歯車の一例である。回転部材１０と対向するようにキャリア２０が配置されている。キャリア２０は、第１キャリアの一例である。キャリア２０は、略円板状の円板部２２、円板部２２から基端側に突出した複数の支軸部２４、複数の支軸部２４にそれぞれ回転可能に連結された複数の遊星歯車２５、円板部２２の先端側に設けられた太陽歯車部２６を含む。複数の遊星歯車２５は、複数の第１遊星歯車の一例である。太陽歯車部２６は、第２太陽歯車の一例である。複数の遊星歯車２５は、回転部材１０の太陽歯車部１６と噛合っている。

内歯車４０には内歯部４５が形成されており、複数の遊星歯車２５は内歯部４５とも噛合っている。回転部材１０の太陽歯車部１６は複数の遊星歯車２５とも噛合っているため、回転部材１０が回転することにより複数の遊星歯車２５が回転し、複数の遊星歯車２５は内歯車４０内で自転しながら公転する。複数の遊星歯車２５が公転することによりキャリア２０が回転する。

キャリア２０の先端側にはキャリア７０が配置されている。キャリア７０は、第２キャリアの一例である。キャリア７０は、略円板状の円板部７２、円板部７２から基端側に突出した複数の支軸部７４、複数の支軸部７４にそれぞれ回転可能に連結された複数の遊星歯車７５、円板部７２から先端側に延びた回転軸部７８を含む。複数の遊星歯車７５は、キャリア２０の太陽歯車部２６及び内歯車４０の内歯部４５と噛合う。複数の遊星歯車７５は、複数の第２遊星歯車の一例である。キャリア２０が回転することにより、遊星歯車７５が内歯車４０内を自転しながら公転し、キャリア７０の回転軸部７８が回転する。

以上のようにして、回転部材１０が回転することにより、回転速度が減速されてキャリア７０の出力軸部７８が回転する。遊星歯車機構Ａは、プラネタリー型の遊星歯車機構である。

回転部材１０の太陽歯車部１６の先端側にはキャリア２０に向けて突出した凸部１７が形成されている。キャリア２０の円板部２２の基端側には凹部２３が形成されている。凸部１７は、回転部材１０の中心軸上に形成されている。凹部２３は、キャリア２０の中心軸上に形成されている。凸部１７と凹部２３とが係合している。これにより、回転部材１０の中心軸とキャリア２０の中心軸とのずれが抑制される。なお、回転部材１０の回転速度とキャリア２０との回転速度とは異なっているので、凸部１７と凹部２３とは互いに異なる回転速度で摺接する。凸部１７は、第１係合部の一例であり、凹部２３は第１係合部に対して相対回転可能に係合する第１被係合部の一例である。

キャリア２０の太陽歯車部２６の先端側にはキャリア７０に向けて突出した凸部２７が形成されている。キャリア７０の円板部７２の基端側には凹部７３が形成されている。凸部２７と凹部７３とが係合している。これにより、キャリア２０の中心軸とキャリア７０の中心軸とのずれが抑制される。凸部２７は、第２係合部の一例であり、凹部７３は第２係合部に対して相対回転可能に係合する第２被係合部の一例である。

このように、回転部材１０の凸部１７とキャリア２０の凹部２３とが係合し、キャリア２０の凸部２７とキャリア７０の凹部７３とが係合する。このため、回転部材１０、キャリア２０、７０のそれぞれの中心軸のずれが抑制される。ここで、回転部材１０、キャリア２０、７０は、それぞれ互いに異なる速さで回転している。このため、凸部１７と凹部２３とは相対的に回転しながら摺接し、凸部２７と凹部７３とも相対的に回転しながら摺接する。

このように異なる速度で回転する２種の部材の摺接する部分の面積が大きいと、摺動抵抗によって回転効率が低下するおそれがある。例えば、モータの出力軸がこれらキャリア２０、７０を貫通することによりキャリア２０、７０の中心軸の位置ずれを抑制する構成の場合、モータの出力軸とキャリア２０、７０との摺接する部分の面積が大きくなる。摺接する部分の面積が大きくなることにより、摺動抵抗も大きくなり、回転効率が低下するおそれがある。

本実施例の場合、回転部材１０の凸部１７はキャリア２０を貫通せず、キャリア２０の凸部２７もキャリア７０を貫通しておらず、凸部１７、凹部２３、凸部２７、凹部７３の係合により、回転部材１０、キャリア２０、７０のそれぞれの中心軸のずれが抑制される。これにより、回転部材１０とキャリア２０とが摺接する部分の面積、及びキャリア２０とキャリア７０とが摺接する部分の面積を小さくできる。よって、回転部材１０、キャリア２０、７０の回転効率の低下を抑制できる。また、モータの出力軸がキャリア２０、７０を貫通することによりこれらの中心軸の位置ずれを抑制する場合には、出力軸が比較的長いモータを採用しなければならず、高コストのモータを採用することが強いられるおそれがある。本実施例の場合には、出力軸の短いモータを採用でき、低コスト、低出力のモータを採用できる。

また、回転部材１０、キャリア２０、７０のそれぞれの中心軸のずれが抑制され、即ち、これら部材の同軸度が改善される。

また、回転部材１０の凸部１７はキャリア２０に向けて凸状であり、キャリア２０の凸部２７はキャリア３０に向けて凸状である。従って、遊星歯車機構Ａの組立作業において、回転部材１０の上にキャリア２０を配置し、キャリア２０の上にキャリア７０を配置することが容易である。これにより、遊星歯車機構Ａの組立作業性が向上する。

図２（Ａ）、２（Ｂ）は、キャリア２０の説明図である。キャリア２０の凸部２７は、凸部２７の先端側に従って径が小さくなっている円錐面２７１を含む。凸部２７の先端は、キャリア２０の中心軸に垂直な平坦面２７３が形成されている。尚、凸部２７の先端は平坦でなくてもよく、鋭角であってもよい。太陽歯車部２６は、凸部２７の周囲に位置している平坦な面２６５を有している。凸部２７は、面２６５から突出するように形成されている。

図３は、凸部２７と凹部７３との周囲の拡大図である。凸部２７の円錐面２７１と同様に、凹部７３も円錐面７３１を有している。円錐面７３１は、キャリア７０の先端側に従って径が小さくなっている。このように円錐面２７１、７３１同士が当接する。これにより、キャリア２０、７０の中心軸の位置ずれが抑制される。尚、凸部１７、凹部２３についても同様に構成されている。

凸部２７と凹部７３との間には、空間ＳＰが形成されている。具体的には、凸部２７の平坦面２７３と凹部７３との間に空間ＳＰが形成される。空間ＳＰ内には、グリースなどの潤滑剤Ｍが貯留されている。これにより、キャリア２０とキャリア７０との摺動抵抗を抑制できる。

また、図３に示すように、キャリア２０の太陽歯車部２６の先端側の面２６５は、キャリア７０の円板部７２の基端側の面７２５と対向しており摺接し得る。面７２５は、凹部７３の周囲に位置した平坦な面である。面２６５、７２５が摺接することにより、凸部２７に負荷が集中することを防止できる。

尚、凸部２７の長さを変更することにより、面２６５、７２５が摺接しないようにしてもよい。面２６５、７２５が摺接しない場合には、キャリア２０とキャリア７０との摺接する部分の面積を減らすことができ、摺動抵抗を抑制できる。

上記実施例においてプラネタリー型の遊星歯車機構を一例として説明したが、太陽歯車が固定され内歯車が駆動しキャリアが従動するソーラ型の遊星歯車機構であってもよいし、又は、キャリアが固定され太陽歯車が駆動し内歯車が従動するスター型の遊星歯車機構であってもよい。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。

回転部材１０の太陽歯車部１６に凹部を設け、キャリア２０の円板部２２に回転部材１０の凹部と係合する凸部を設けてもよい。同様に、キャリア２０の太陽歯車部２６に凹部を設け、キャリア７０の円板部７２に太陽歯車部２６の凹部と係合する凸部を設けてもよい。

Ａ遊星歯車機構
１０回転部材
１７、２７凸部
１６、２６太陽歯車部
２０、７０キャリア
２３、７３凹部
２５、７５遊星歯車
２７１、７３１円錐面
４０内歯車
ＳＰ空間

Claims

第１太陽歯車と、
前記第１太陽歯車に噛合う複数の第１遊星歯車と、
前記複数の第１遊星歯車が回転可能に連結した第１キャリアと、を備え、
前記第１太陽歯車は、該第１太陽歯車の回転の中心軸上に第１係合部を有し、
前記第１キャリアは、該第１キャリアの回転の中心軸上に設けられ、前記第１係合部に対して相対回転可能に係合する第１被係合部を有する、遊星歯車機構。
前記第１係合部は凸状であり前記第１被係合部は凹状である、又は、前記第１係合部は凹状であり前記第１被係合部は凸状である、請求項１の遊星歯車機構。
前記第１係合部及び第１被係合部は、互いに摺接する円錐面を有している、請求項１又は２の遊星歯車機構。
前記第１係合部及び第１被係合部が係合した状態で第１前記係合部と第１被係合部との間には、潤滑剤が貯留可能な空間が形成される、請求項１乃至３の何れかの遊星歯車機構。
前記第１キャリアに連結された第２太陽歯車と、
前記第２太陽歯車に噛合う複数の第２遊星歯車と、
前記複数の第２遊星歯車が回転可能に連結した第２キャリアと、を備え、
前記第２太陽歯車は、該第２太陽歯車の回転の中心軸上に第２係合部を有し、
前記第２キャリアは、該第２キャリアの回転の中心軸上に設けられ、前記第２係合部に対して相対回転可能に係合する第２被係合部を有する、請求項１乃至４の何れかの遊星歯車機構。
前記第１太陽歯車は、前記第１係合部の周囲に位置する第１面を有し、
前記第１キャリアは、前記第１被係合部の周囲に位置し前記第１面に対向した第２面を有し、
前記第１及び第２面は、当接し得る、請求項１乃至５の何れかの遊星歯車機構。
前記第１太陽歯車は、前記第１係合部の周囲に位置する第１面を有し、
前記第１キャリアは、前記第１被係合部の周囲に位置し前記第１面に対向した第２面を有し、
前記第１及び第２面は、当接しない、請求項１乃至５の何れかの遊星歯車機構。