JP2014029203A - Speed reducer of high change gear ratio using planetary gear mechanism - Google Patents

Speed reducer of high change gear ratio using planetary gear mechanism Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speed reducer of high change gear ratio using a planetary gear mechanism which permits efficient power transmission by making engagement of gears smooth, in the speed reducer in which two planetary gear mechanisms having a stationary ring gear and a rotating ring gear are combined.SOLUTION: A sun gear shaft 2 formed of a sun gear SG is installed on the center of a housing 1, and a speed reducer comprising the sun gear SG and a rotation ring gear RGr as input/output parts includes a first planetary gear mechanism composed of the sun gear SG and a stationary ring gear RGf and a second planetary gear mechanism composed of the sun gear SG and the rotation ring gear RGr. Ring gears in both ring gears are set to be different tooth number, and planetary gears PG1, PG2 engaged with respective ring gears are supported by surfaces of both sides of a carrier 4 as gears independent of each other. In accordance with two ring gears different in tooth number, the planetary gears independent of each other can be engaged, therefore, smooth engagement of gears is performed and power transmission loss in the speed reducer is minimized.

Description

本発明は、入力軸と出力軸との間の動力伝達状態を変更する変速装置、特に、太陽歯車及びリング歯車の間に遊星歯車を配置した遊星歯車機構を利用する、変速比が大きく、かつ、円滑な作動が可能な減速機に関するものである。   The present invention is a transmission that changes the power transmission state between an input shaft and an output shaft, and in particular, uses a planetary gear mechanism in which a planetary gear is disposed between a sun gear and a ring gear, and has a large gear ratio and The present invention relates to a reduction gear capable of smooth operation.

機械部品あるいは作業機器等を回転駆動する動力伝達系では、駆動する機器の特性に合わせるよう、回転速度やトルクを変更するための変速装置が常套的に使用される。最近は様々な分野で動力を用いた自動操作が進展し、複写機等のＯＡ機器においては、非常に小型のモーターを駆動源として各種の機器を駆動することが多い。小さいモーターは高速回転、低トルクであるため、こうした場合には、回転速度等を調整する小型の減速機がしばしば動力伝達系に介在される。また、部品組み立てロボット、半導体検査装置などでは、高精度の位置の割り出しを目的として、高減速比の減速機が使用されている。   In a power transmission system that rotationally drives mechanical parts or work equipment, a transmission for changing the rotational speed and torque is conventionally used so as to match the characteristics of the driven equipment. Recently, automatic operation using power has been developed in various fields, and in OA equipment such as a copying machine, various devices are often driven using a very small motor as a drive source. Since a small motor has high speed rotation and low torque, in such a case, a small speed reducer that adjusts the rotation speed and the like is often interposed in the power transmission system. Further, in parts assembly robots, semiconductor inspection devices, etc., a reduction gear with a high reduction ratio is used for the purpose of determining a highly accurate position.

変速装置としては、異なる径のプーリを用いるベルト伝動装置等の摩擦伝動式のものもあるが、一般的には歯車式変速装置が用いられ、その中には、遊星歯車機構を利用する遊星歯車式変速装置がある。遊星歯車機構は、中心に太陽歯車（サンギヤ）を設けるとともに、その周りに内歯歯車であるリング歯車（リングギヤ）を設け、太陽歯車とリング歯車との間に、両方の歯車と噛み合う複数の遊星歯車（プラネタリギヤ）を配置したものである。複数の遊星歯車は、これを担持するキャリア（リテーナとも呼ばれる）に取り付けられて軸支される。キャリアは、太陽歯車及びリング歯車と同心の回転軸を中心として回転可能に構成されており、キャリアが回転したときは、遊星歯車は、リング歯車の内側を公転しながら自転する遊星運動を行う。
この遊星歯車式変速装置は、各歯車やキャリアを入出力要素として自由に選択できるとともに、入力軸と出力軸が同心状に配置されるので、動力伝達装置の配置設計が容易であり、また、複数の遊星歯車機構を組み合わせて変速比を増大することも容易である。 As a transmission, there is a friction transmission type such as a belt transmission device using pulleys of different diameters, but generally a gear type transmission device is used, and among them, a planetary gear using a planetary gear mechanism is used. There is a type transmission. The planetary gear mechanism has a sun gear (sun gear) at the center and a ring gear (ring gear) that is an internal gear around the sun gear, and a plurality of planetary gears that mesh with both gears between the sun gear and the ring gear. A gear (planetary gear) is arranged. The plurality of planetary gears are attached to and supported by a carrier (also called a retainer) that carries the planetary gears. The carrier is configured to be rotatable about a rotation axis concentric with the sun gear and the ring gear. When the carrier rotates, the planetary gear performs a planetary motion that rotates while revolving inside the ring gear.
In this planetary gear type transmission, each gear and carrier can be freely selected as input / output elements, and the input shaft and the output shaft are arranged concentrically, so the layout design of the power transmission device is easy, It is also easy to increase the gear ratio by combining a plurality of planetary gear mechanisms.

遊星歯車機構を用いて非常に変速比の大きい減速機を構成するものとして、固定のリング歯車と回転するリング歯車とをそれぞれ有する２個の遊星歯車機構を組み合わせ、両方のリング歯車の歯数にわずかの差を持たせる減速機（以下「差動型遊星歯車減速機」という。）が知られており、一例として特開昭５５−１００４４５号公報に開示されている。この公報の差動型遊星歯車減速機では、図８に示すように、入力軸ＩＳに固着された太陽歯車ＳＧの周囲に、これと噛み合う複数の遊星歯車ＰＧを配置する。図８（ａ）の縦断面図に示すとおり、遊星歯車ＰＧは軸方向に比較的長い歯車であって、その外周に配置された固定リング歯車ＲＧｆと回転リング歯車ＲＧｒの両方に噛み合うことにより、固定リング歯車ＲＧｆを有する第１遊星歯車機構と回転リング歯車ＲＧｒを有する第２遊星歯車機構とを構成する。回転リング歯車ＲＧｒは出力軸ＯＳに固定されて回転可能であり、また、遊星歯車ＰＧは支持軸ＳＳに嵌め込まれ、この支持軸ＳＳの両端は、入出力軸に対して回転自在に支持された２個のキャリアＣＲにボールベアリングを介して嵌め込まれている。   Two planetary gear mechanisms each having a fixed ring gear and a rotating ring gear are combined to constitute a reduction gear having a very large gear ratio using the planetary gear mechanism, and the number of teeth of both ring gears is adjusted. A speed reducer having a slight difference (hereinafter referred to as “differential planetary gear speed reducer”) is known, and is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-100445 as an example. In the differential planetary gear speed reducer of this publication, as shown in FIG. 8, a plurality of planetary gears PG meshing with the sun gear SG fixed to the input shaft IS are arranged. As shown in the longitudinal sectional view of FIG. 8A, the planetary gear PG is a relatively long gear in the axial direction, and meshes with both the fixed ring gear RGf and the rotating ring gear RGr arranged on the outer periphery thereof. A first planetary gear mechanism having a fixed ring gear RGf and a second planetary gear mechanism having a rotating ring gear RGr are configured. The rotating ring gear RGr is fixed to the output shaft OS and is rotatable, and the planetary gear PG is fitted into the support shaft SS, and both ends of the support shaft SS are supported rotatably with respect to the input / output shaft. The two carriers CR are fitted through ball bearings.

入力軸ＩＳの太陽歯車ＳＧが回転すると、遊星歯車ＰＧは、反対方向に自転すると同時に、固定リング歯車ＲＧｆから反力を受けながら、その中心が固定リング歯車ＲＧｆに沿って公転する。遊星歯車ＰＧを軸支するキャリアＣＲは、これに連れ回る形で太陽歯車ＳＧと同一方向に回転する。差動型遊星歯車減速機の遊星歯車ＰＧは、出力軸ＯＳに固定された回転リング歯車ＲＧｒと噛み合っていて、両方のリング歯車の歯数にはわずかの差が存在するので、遊星歯車ＰＧが太陽歯車ＳＧの周りを１回公転（キャリアＣＲが１回転）すると、回転リング歯車ＲＧｒが歯数の差だけ回転駆動されることとなる。そして、差動型遊星歯車減速機における変速比、つまり、入力軸ＩＳの回転数ｎＩＳと出力軸ＯＳの回転数ｎＯＳとの比は、次式で表される。
ｎＩＳ／ｎＯＳ＝（１＋（ＺＲＧｆ／ＺＳＧ））／（１−（ＺＲＧｆ／ＺＲＧｒ））
ＺＳＧ：太陽歯車ＳＧの歯数
ＺＲＧｆ：固定リング歯車ＲＧｆの歯数
ＺＲＧｒ：回転リング歯車ＲＧｒの歯数 When the sun gear SG of the input shaft IS rotates, the planetary gear PG revolves along the fixed ring gear RGf while rotating in the opposite direction and receiving a reaction force from the fixed ring gear RGf. The carrier CR that pivotally supports the planetary gear PG rotates in the same direction as the sun gear SG while being rotated. The planetary gear PG of the differential type planetary gear reducer meshes with the rotating ring gear RGr fixed to the output shaft OS, and there is a slight difference in the number of teeth of both ring gears. When the revolution around the sun gear SG is performed once (the carrier CR rotates once), the rotating ring gear RGr is rotationally driven by the difference in the number of teeth. The gear ratio in the differential planetary gear reducer, that is, the ratio between the rotational speed nIS of the input shaft IS and the rotational speed nOS of the output shaft OS is expressed by the following equation.
nIS / nOS = (1+ (ZRGf / ZSG)) / (1- (ZRGf / ZRGr))
ZSG: Number of teeth of sun gear SG ZRGf: Number of teeth of fixed ring gear RGf ZRGr: Number of teeth of rotating ring gear RGr

この式から明らかなように、両リング歯車の歯数差がわずかである場合には変速比が非常に大きな値となり、減速比が大きく、それに対応して出力軸のトルクが増大する減速機を構成することが可能となる。前述の公報の差動型遊星歯車減速機では、遊星歯車が両方のリング歯車と噛み合う軸方向に長い一体の歯車であるけれども、特許第４３６５０７０号公報には、固定リング歯車及び回転リング歯車と噛み合う遊星歯車を別々の歯車（ただし、歯数は同じ）として、両方の遊星歯車を歯車の支持軸に固着する差動型遊星歯車減速機が開示されている。こうした差動型遊星歯車減速機は、太陽歯車と回転リング歯車とが動力伝達の入出力部となる変速装置を構成している。   As is apparent from this equation, when the difference in the number of teeth between the ring gears is slight, the reduction gear ratio becomes very large, the reduction ratio is large, and the output shaft torque is correspondingly increased. It can be configured. In the differential planetary gear speed reducer of the aforementioned publication, although the planetary gear is an integral gear that is long in the axial direction meshing with both ring gears, Japanese Patent No. 4365070 discloses meshing with a fixed ring gear and a rotating ring gear. There is disclosed a differential planetary gear reducer in which planetary gears are separate gears (however, the number of teeth is the same), and both planetary gears are fixed to a support shaft of the gears. In such a differential planetary gear speed reducer, a sun gear and a rotating ring gear constitute a transmission that serves as an input / output unit for power transmission.

特開昭５５−１００４４５号公報JP-A-55-100445 特許第４３６５０７０号公報Japanese Patent No. 4365070

前述のとおり、差動型遊星歯車減速機では、比較的簡素な構造により減速比が非常に大きな減速機を実現することができる。しかし、従来の差動型遊星歯車減速機においては、歯数が異なる固定リング歯車と回転リング歯車の両方に対して遊星歯車を噛み合わせる関係上、次の問題点が生じる。
固定リング歯車と回転リング歯車とのピッチ円直径を同一とした場合には、両歯車の歯数が異なるため、歯車のモジュールの値を同一とすることができない。したがって、遊星歯車のモジュールの値に両方のリング歯車のモジュールをそのまま一致させるのは不可能であって、転位歯車の使用が必要となる等、差動型遊星歯車減速機に採用できる固定リング歯車や回転リング歯車等の自由度が制限される。これに起因して、歯車の噛み合い部分の摩擦損失が増大し、減速機の動力伝達損失が増大する場合がある。 As described above, in the differential planetary gear speed reducer, a speed reducer with a very large reduction ratio can be realized with a relatively simple structure. However, in the conventional differential planetary gear speed reducer, the following problem arises because the planetary gear meshes with both the fixed ring gear and the rotating ring gear with different numbers of teeth.
When the pitch ring diameters of the fixed ring gear and the rotating ring gear are the same, the gear module values cannot be the same because the number of teeth of the two gears is different. Therefore, it is impossible to make both ring gear modules match the value of the planetary gear module as it is, and it is necessary to use a shift gear. And the degree of freedom of the rotating ring gear is limited. As a result, the friction loss of the meshing portion of the gear increases, and the power transmission loss of the reduction gear may increase.

また、固定リング歯車と回転リング歯車の各々の歯は、円周方向に少しずつずれて配置されることとなり、ずれによる各歯の位相差は、両方のリング歯車の歯数の差を固定リング歯車の歯数で除した値となる。そのため、共通の遊星歯車を両方のリング歯車に噛み合わせるように構成するときは、円周方向に配置する遊星歯車の個数について、その個数の整数倍を両方のリング歯車の歯数の差と等しくするという制限を受ける。例えば、減速比をできるだけ大きくするように歯数の差を１とすると、１個の遊星歯車しか配置することができず、減速機の動力伝達量の減少や動力伝達の際の回転バランスの悪化などの問題を招く（ちなみに、上記特許文献２に記載の発明は、特殊な構造の遊星歯車を用いて円周方向に配置できる遊星歯車の個数を増やす点をポイントとしている）。
本発明の課題は、遊星歯車機構を利用する高変速比の変速装置において、各歯車の採用の自由度を増加して噛み合いによる摩擦抵抗を低減し、かつ、前述の従来の差動型遊星歯車減速機の問題点を解決することにある。 In addition, the teeth of the fixed ring gear and the rotating ring gear are arranged slightly shifted in the circumferential direction, and the phase difference of each tooth due to the shift indicates the difference in the number of teeth of both ring gears. The value is divided by the number of gear teeth. Therefore, when a common planetary gear is configured to mesh with both ring gears, the integer multiple of the number of planetary gears arranged in the circumferential direction is equal to the difference in the number of teeth of both ring gears. Subject to restrictions. For example, if the difference in the number of teeth is set to 1 so as to make the reduction ratio as large as possible, only one planetary gear can be arranged, so that the reduction in the power transmission amount of the speed reducer and the deterioration of the rotational balance during power transmission. (Incidentally, the point of the invention described in Patent Document 2 is to increase the number of planetary gears that can be arranged in the circumferential direction using a planetary gear having a special structure).
It is an object of the present invention to increase the degree of freedom of adoption of each gear in a high gear ratio transmission using a planetary gear mechanism to reduce frictional resistance due to meshing, and to achieve the above-described conventional differential planetary gear. The problem is to solve the problem of the reducer.

上記の課題に鑑み、本発明は、固定リング歯車と回転リング歯車とをそれぞれ有する２個の遊星歯車機構を組み合わせた減速機において、遊星歯車を、固定リング歯車と噛み合う第１遊星歯車と回転リング歯車と噛み合う第２遊星歯車とに分けて、キャリアの反対側にそれぞれ軸支するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「固定されたハウジングの中心に設置され、太陽歯車が形成された太陽歯車軸と、前記太陽歯車軸の太陽歯車及びその周囲に設けられた回転不能の固定リング歯車を有する第１遊星歯車機構と、前記太陽歯車軸の太陽歯車及びその周囲に設けられた回転可能の回転リング歯車を有する第２遊星歯車機構とを備えており、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とにおいて、リング歯車及び太陽歯車の少なくとも一方の歯車に歯数差が設けられ、前記太陽歯車軸及び前記回転リング歯車が動力伝達の入出力部となる減速機であって、
前記第１遊星歯車機構の太陽歯車と前記固定リング歯車との間には、それらの歯車と噛み合う複数の第１遊星歯車が設置されるとともに、前記第２遊星歯車機構の太陽歯車と前記回転リング歯車との間には、それらの歯車と噛み合う複数の第２遊星歯車が設置されており、かつ、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間には、両側に支持軸を設けた円板状のキャリアが設置されて、前記第１遊星歯車が前記キャリアの一方側の支持軸に回転可能に嵌め込まれ、前記第２遊星歯車が前記キャリアの他方側の支持軸に回転可能に嵌め込まれている」
ことを特徴とする減速機となっている。 In view of the above problems, the present invention provides a reduction gear that combines two planetary gear mechanisms each having a fixed ring gear and a rotating ring gear, and the first planetary gear and the rotating ring that mesh the planetary gear with the fixed ring gear. It is divided into second planetary gears that mesh with the gears, and each is supported on the opposite side of the carrier. That is, the present invention
A first planetary gear mechanism having a sun gear shaft installed at the center of a fixed housing and formed with a sun gear, and a sun gear of the sun gear shaft and a non-rotatable fixed ring gear provided around the sun gear shaft; And a second planetary gear mechanism having a sun gear of the sun gear shaft and a rotatable rotating ring gear provided around the sun gear,
In the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, at least one of a ring gear and a sun gear is provided with a tooth number difference, and the sun gear shaft and the rotating ring gear are input / output units for power transmission. A reduction gear,
Between the sun gear of the first planetary gear mechanism and the fixed ring gear, a plurality of first planetary gears meshing with these gears are installed, and the sun gear of the second planetary gear mechanism and the rotating ring A plurality of second planetary gears that mesh with the gears are installed between the gears, and
Between the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, a disk-shaped carrier provided with support shafts on both sides is installed, and the first planetary gear is a support shaft on one side of the carrier. The second planetary gear is rotatably fitted on the support shaft on the other side of the carrier. "
It is a reduction gear characterized by this.

請求項２に記載のように、前記太陽歯車軸に単一の太陽歯車を形成し、前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車とがともにその太陽歯車と噛み合うようにすることができる。   According to a second aspect of the present invention, a single sun gear can be formed on the sun gear shaft so that both the first planetary gear and the second planetary gear mesh with the sun gear.

本発明の遊星歯車については、請求項３に記載のように、前記第１遊星歯車の歯数と前記第２遊星歯車の歯数とが異なるように設定することができる。また、請求項４に記載のように、前記第２遊星歯車の軸方向長さを前記第１遊星歯車の軸方向長さよりも長くすることが好ましい。請求項５に記載のように、前記第１遊星歯車及び第２遊星歯車を、転がりベアリングを介して前記キャリアの支持軸に嵌め込むようにすることもできる。   The planetary gear of the present invention can be set so that the number of teeth of the first planetary gear and the number of teeth of the second planetary gear are different. In addition, as described in claim 4, it is preferable that the axial length of the second planetary gear is longer than the axial length of the first planetary gear. According to a fifth aspect of the present invention, the first planetary gear and the second planetary gear can be fitted into the support shaft of the carrier via a rolling bearing.

請求項６に記載のように、前記回転リング歯車を、円周壁と端板とを備えるカップ状の回転部材の円周壁の内部に形成し、かつ、前記太陽歯車軸の端部に小径軸部を形成して、その小径軸部が前記回転部材の端板と当接するように構成することが好ましい。   The rotating ring gear is formed inside a circumferential wall of a cup-shaped rotating member having a circumferential wall and an end plate, and a small-diameter shaft portion is formed at an end of the sun gear shaft. Preferably, the small-diameter shaft portion is configured to abut against the end plate of the rotating member.

また、請求項７に記載のように、前記ハウジングは、円周壁と端板とを備えるカップ状の固定部材であって、その円周壁の内部には、前記固定リング歯車が形成される小径部と前記回転リング歯車を収容する大径部とが設けられる構成とすることが好ましい。   In addition, as described in claim 7, the housing is a cup-shaped fixing member having a circumferential wall and an end plate, and a small-diameter portion in which the fixing ring gear is formed inside the circumferential wall. And a large-diameter portion that accommodates the rotating ring gear.

本発明の減速機は、固定のハウジングの中心に、太陽歯車を形成した太陽歯車軸を設置し、太陽歯車及び回転不能の固定リング歯車からなる第１遊星歯車機構と、太陽歯車及び回転可能の回転リング歯車からなる第２遊星歯車機構とを組み合わせ、第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とにおいて、リング歯車及び太陽歯車の少なくとも一方の歯車に歯数差が設けられた基本的構造を備えており、この点では、リング歯車に歯数差を設ける図８に示す従来の差動型遊星歯車減速機と変わりはない。しかし、本発明の減速機においては、固定リング歯車と噛み合う第１遊星歯車機構の第１遊星歯車と、回転リング歯車と噛み合う第２遊星歯車機構の第２遊星歯車とが別々の歯車である。そして、固定リング歯車と回転リング歯車との間には円板状のキャリアが設置されており、第１遊星歯車がキャリアの一方側の面の支持軸に、第２遊星歯車がキャリアの他方側の面の支持軸にそれぞれ回転可能に嵌め込まれている。   The reduction gear of the present invention has a sun gear shaft formed with a sun gear at the center of a fixed housing, a first planetary gear mechanism comprising a sun gear and a non-rotatable fixed ring gear, a sun gear and a rotatable gear. A basic structure in which a second planetary gear mechanism composed of a rotating ring gear is combined, and in the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, at least one of the ring gear and the sun gear has a difference in the number of teeth. In this respect, there is no difference from the conventional differential planetary gear reducer shown in FIG. However, in the reduction gear of the present invention, the first planetary gear of the first planetary gear mechanism that meshes with the fixed ring gear and the second planetary gear of the second planetary gear mechanism that meshes with the rotating ring gear are separate gears. A disk-shaped carrier is installed between the fixed ring gear and the rotating ring gear, the first planetary gear is on the support shaft on one side of the carrier, and the second planetary gear is on the other side of the carrier. Are respectively rotatably fitted to the support shafts of the surface.

本発明の減速機では、入出力軸間で高変速比の変速を行わせるよう、例えば、固定リング歯車の歯数と回転リング歯車の歯数とをわずかに異ならせている。このため、両方のリング歯車としてモジュールが同一の標準歯車を用いた場合には、ピッチ円直径が両方のリング歯車において少し異なる結果となる。
ここで、本発明の減速機の遊星歯車は、キャリアに支持される第１遊星歯車と第２遊星歯車とが別々の歯車であって、それぞれ異なる回転数で回転可能であるとともに、第１遊星歯車と第２遊星歯車として、歯数やピッチ円直径の異なる歯車を採用することが可能である。また、円板状のキャリアに設けられる支持軸の径方向位置を変更すると、第１遊星歯車と太陽歯車の中心間の距離を、第２遊星歯車と太陽歯車の中心間の距離と変えることもできる。したがって、固定リング歯車や回転リング歯車に噛み合う遊星歯車を選択する自由度が大幅に増大し、例えば、噛み合い部分の摩擦の少なく円滑な動力伝達が可能な歯車を採用すると、減速機における動力伝達損失が低減することとなる。固定リング歯車と回転リング歯車とのピッチ円直径を異ならせて、太陽歯車及び遊星歯車を含めた全ての歯車のモジュールを同一とすること、あるいは、第１遊星歯車の歯数と第２遊星歯車の歯数とを異なるように設定し（請求項３の発明）、遊星歯車とリング歯車とを円滑に噛み合わせることも容易にできる。 In the speed reducer according to the present invention, for example, the number of teeth of the fixed ring gear and the number of teeth of the rotating ring gear are slightly different from each other so that a high gear ratio is changed between the input and output shafts. Therefore, when standard gears having the same module are used as both ring gears, the pitch circle diameter is slightly different in both ring gears.
Here, in the planetary gear of the speed reducer according to the present invention, the first planetary gear and the second planetary gear supported by the carrier are separate gears that can rotate at different rotational speeds, and the first planetary gear. As the gear and the second planetary gear, it is possible to employ gears having different numbers of teeth and pitch circle diameters. Further, when the radial position of the support shaft provided on the disk-shaped carrier is changed, the distance between the centers of the first planetary gear and the sun gear can be changed to the distance between the center of the second planetary gear and the sun gear. it can. Therefore, the degree of freedom in selecting a planetary gear meshing with a fixed ring gear or a rotating ring gear is greatly increased.For example, when a gear capable of smooth power transmission with little friction at the meshing portion is adopted, the power transmission loss in the reduction gear is reduced. Will be reduced. The pitch ring diameters of the fixed ring gear and the rotating ring gear are made different to make the modules of all gears including the sun gear and the planetary gear the same, or the number of teeth of the first planetary gear and the second planetary gear The number of teeth can be set to be different (invention of claim 3), and the planetary gear and the ring gear can be smoothly meshed.

第１遊星歯車と第２遊星歯車を別々としていることから、本発明の減速機では、第１、第２遊星歯車機構におけるリング歯車に歯数差を設定する以外に、太陽歯車軸に２個の歯車を形成することにより、太陽歯車についても歯数差を設けること可能となる。このときには、太陽歯車のみに歯数差を設定して固定リング歯車と回転リング歯車の歯数を同数としてもよいし、太陽歯車とリング歯車との双方に歯数差を設定してもよい。このように、本発明の減速機においては、個々の遊星歯車機構における変速比設定の自由度がさらに拡大し、減速機全体の変速比を変更したり出力軸の回転方向を切り換えたりすることが容易となる。   Since the first planetary gear and the second planetary gear are separated from each other, in the reduction gear of the present invention, in addition to setting the tooth number difference in the ring gear in the first and second planetary gear mechanisms, there are two on the sun gear shaft. By forming this gear, a difference in the number of teeth can be provided for the sun gear. At this time, the difference in the number of teeth may be set only for the sun gear and the number of teeth in the fixed ring gear and the rotating ring gear may be the same, or the difference in the number of teeth may be set in both the sun gear and the ring gear. Thus, in the speed reducer of the present invention, the degree of freedom in setting the speed ratio in each planetary gear mechanism is further expanded, and the speed ratio of the entire speed reducer can be changed or the rotation direction of the output shaft can be switched. It becomes easy.

また、本発明の減速機では、第１遊星歯車と第２遊星歯車とが独立して固定リング歯車と回転リング歯車とに噛み合うため、円周方向に配置する遊星歯車の個数は、従来の差動型遊星歯車減速機のように、その個数の整数倍を両方のリング歯車の歯数の差と等しくするという制約を受けない。伝達する動力伝達量の大きさ、振動や騒音の防止のための回転バランスなどを考慮して、適切な数の遊星歯車を配置することが可能であって、各種のサイズの減速機を容易に構成することが可能となる。   In the speed reducer of the present invention, since the first planetary gear and the second planetary gear independently mesh with the fixed ring gear and the rotating ring gear, the number of planetary gears arranged in the circumferential direction is different from the conventional one. Unlike the dynamic planetary gear reducer, there is no restriction that the integral multiple of the number is equal to the difference in the number of teeth of both ring gears. It is possible to arrange an appropriate number of planetary gears in consideration of the amount of transmitted power, rotation balance to prevent vibration and noise, etc. It can be configured.

本発明の減速機の変速比は、以下のように計算することができる。
一般に遊星歯車機構においては、太陽歯車の回転数ｎＳＧ、リング歯車の回転数ｎＲＧ及びキャリアの回転数ｎＣＲの間に次の関係がある。
ｎＲＧ＋γ・ｎＳＧ＝（１＋γ）ｎＣＲ
γ＝ＺＳＧ／ＺＲＧ ＺＳＧ：太陽歯車の歯数、ＺＲＧ：リング歯車の歯数
変速比は、太陽歯車の回転数ｎＳＧと第２遊星歯車機構の回転リング歯車の回転数ｎＲＧｒとの比である。本発明の減速機の第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機構では、太陽歯車の歯数が異なる場合があり（ただし、回転数は同一）、共通のキャリアの回転数ｎＣＲは、固定リング歯車ＲＧｆを備えた第１遊星歯車機構により決定される。したがって、本発明の減速機の変速比は次式で表される。
ｎＳＧ／ｎＲＧｒ＝（１＋γ１）／（γ１−γ２）
γ１＝ＺＳＧ１／ＺＲＧｆ ＺＳＧ１：第１遊星歯車機構の太陽歯車の歯数
γ２＝ＺＳＧ２／ＺＲＧｒ ＺＳＧ２：第２遊星歯車機構の太陽歯車の歯数
つまり、（γ１−γ２）の値を小さくすると変速比が非常に大きな値となり、また、遊星歯車の歯数や回転数は、全体の変速比には影響しない。 The gear ratio of the speed reducer of the present invention can be calculated as follows.
Generally, in the planetary gear mechanism, the following relationship exists among the rotational speed nSG of the sun gear, the rotational speed nRG of the ring gear, and the rotational speed nCR of the carrier.
nRG + γ · nSG = (1 + γ) nCR
γ = ZSG / ZRG ZSG: number of teeth of sun gear, ZRG: number of teeth of ring gear The gear ratio is the ratio between the number of rotations nSG of the sun gear and the number of rotations nRGr of the rotating ring gear of the second planetary gear mechanism. In the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism of the speed reducer according to the present invention, the number of teeth of the sun gear may be different (however, the number of revolutions is the same), and the common carrier revolution number nCR is a fixed ring gear. It is determined by the first planetary gear mechanism provided with RGf. Therefore, the gear ratio of the speed reducer of the present invention is expressed by the following equation.
nSG / nRGr = (1 + γ1) / (γ1-γ2)
γ1 = ZSG1 / ZRGf ZSG1: Number of teeth of the sun gear of the first planetary gear mechanism γ2 = ZSG2 / ZRGr ZSG2: Number of teeth of the sun gear of the second planetary gear mechanism In other words, if the value of (γ1-γ2) is decreased, the gear ratio The number of teeth and the number of rotations of the planetary gear do not affect the overall gear ratio.

請求項２の発明は、太陽歯車軸に単一の太陽歯車を形成し、第１遊星歯車と第２遊星歯車とがともにその太陽歯車と噛み合うようにしたものであり、これによると、太陽歯車軸の製造が容易となる。このときは、両方の遊星歯車機構における太陽歯車の歯数が同一であって（ＺＳＧ１＝ＺＳＧ２）、この減速機の変速比は、前掲の差動型遊星歯車減速機の変速比と一致する。   According to a second aspect of the present invention, a single sun gear is formed on the sun gear shaft, and the first planetary gear and the second planetary gear are both engaged with the sun gear. Manufacture of the shaft is facilitated. At this time, the number of teeth of the sun gear in both planetary gear mechanisms is the same (ZSG1 = ZSG2), and the gear ratio of the reduction gear matches the gear ratio of the differential planetary gear reduction device described above.

請求項４の発明は、回転リング歯車と噛み合う第２遊星歯車の軸方向長さを、固定リング歯車と噛み合う第１遊星歯車の軸方向長さよりも長くしたものである。本発明の減速機では、太陽歯車軸が高回転数で、回転リング歯車が低回転数で回転するが、トルクは回転数に反比例するので回転リング歯車の方が非常に大きくなる。第２遊星歯車の軸方向長さを第１遊星歯車の軸方向長さよりも長くしたときは、それぞれの遊星歯車の噛み合い部に作用する面圧を均一化することができる。また、請求項５の発明は、第１遊星歯車及び第２遊星歯車を、転がりベアリングを介してキャリアの支持軸に嵌め込むもので、これにより、遊星歯車と支持軸との間の摩擦抵抗が大幅に低減する。   According to a fourth aspect of the present invention, the axial length of the second planetary gear meshing with the rotating ring gear is made longer than the axial length of the first planetary gear meshing with the fixed ring gear. In the speed reducer of the present invention, the sun gear shaft rotates at a high rotational speed and the rotating ring gear rotates at a low rotational speed. However, since the torque is inversely proportional to the rotational speed, the rotating ring gear is much larger. When the axial length of the second planetary gear is made longer than the axial length of the first planetary gear, the surface pressure acting on the meshing portion of each planetary gear can be made uniform. According to the invention of claim 5, the first planetary gear and the second planetary gear are fitted to the support shaft of the carrier via the rolling bearing, whereby the frictional resistance between the planetary gear and the support shaft is reduced. Reduce significantly.

請求項６の発明は、回転リング歯車を、円周壁と端板とを備えるカップ状の回転部材の円周壁の内部に形成し、かつ、太陽歯車軸の端部に小径軸部を形成して、その小径軸部と回転部材の端板とを当接するものである。回転リング歯車を形成した回転部材と太陽歯車軸とは、減速機の入出力部となる部分であり、これらを当接すると、中間に介在される遊星歯車やキャリアのための軸方向の空間が確保され、ハウジングとの圧接に起因する摩擦抵抗の増加が防止される。また、太陽歯車軸の小径軸部を回転部材の端板に当接しているので、太陽歯車軸と回転リング歯車との間に存在する大きな回転数差にかかわらず、当接部分の摩擦損失を極めて小量なものに抑えることが可能となる。   According to a sixth aspect of the present invention, a rotating ring gear is formed inside a circumferential wall of a cup-shaped rotating member having a circumferential wall and an end plate, and a small diameter shaft portion is formed at the end of the sun gear shaft. The small diameter shaft portion and the end plate of the rotating member are brought into contact with each other. The rotating member forming the rotating ring gear and the sun gear shaft are the input / output portion of the speed reducer, and when these abut, the space in the axial direction for the planetary gear or carrier interposed between them is provided. Thus, an increase in frictional resistance due to pressure contact with the housing is prevented. In addition, since the small-diameter shaft portion of the sun gear shaft is in contact with the end plate of the rotating member, the friction loss at the contact portion is reduced regardless of the large rotational speed difference existing between the sun gear shaft and the rotating ring gear. It becomes possible to suppress to a very small amount.

請求項７の発明のように、ハウジングを、円周壁と端板とを備えるカップ状の固定部材として、その円周壁の内部に、固定リング歯車が形成される小径部と回転リング歯車を収容する大径部とを設けたときは、本発明の減速機の全体的な構造を簡素化し、小型でコンパクトな減速機を得ることができる。   As in the invention of claim 7, the housing is used as a cup-shaped fixing member having a circumferential wall and an end plate, and the small-diameter portion where the stationary ring gear is formed and the rotating ring gear are accommodated inside the circumferential wall. When the large diameter portion is provided, the overall structure of the speed reducer of the present invention can be simplified, and a small and compact speed reducer can be obtained.

本発明の減速機の第１実施例の全体的な構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of 1st Example of the reduction gear of this invention. 図１の減速機の作動を説明する図である。It is a figure explaining the action | operation of the reduction gear of FIG. 図１の減速機におけるハウジング等の静止部品を単品で示す図である。It is a figure which shows stationary components, such as a housing in the reduction gear of FIG. 図１の減速機における入出力部材を単品で示す図である。It is a figure which shows the input / output member in the reduction gear of FIG. 図１の減速機における遊星歯車及びキャリアを単品で示す図である。It is a figure which shows the planetary gear and carrier in the reduction gear of FIG. 図１の減速機の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the reduction gear of FIG. 本発明の減速機の第２実施例の全体的な構造を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of 2nd Example of the reduction gear of this invention. 従来の差動型遊星歯車減速機の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional differential type planetary gear reducer.

以下、図面に基づいて、本発明の減速機について説明する。まず、第１及び第２遊星歯車機構の太陽歯車として同一歯数の歯車を用いる、第１実施例の減速機の全体的な構造を図１に示し、その作動の説明図を図２に示す。また、図３乃至図５は、第１実施例の減速機を構成する部品を単体で示すものである。
図１の中央の縦断面図に示すように、本発明の第１実施例の減速機は、固定されたハウジング１内において右方に配置される第１遊星歯車機構Ｍ１（断面矢視Ｂ−Ｂ）と、左方に配置される第２遊星歯車機構Ｍ２（断面矢視Ａ−Ａ）とを組み合わせたものである。ハウジング１の中心には太陽歯車軸２が設置してあり、それに形成された太陽歯車ＳＧは軸方向に長い単一の歯車であって、第１及び第２遊星歯車機構に共通（同一歯数）の太陽歯車となっている。 The speed reducer of the present invention will be described below based on the drawings. First, FIG. 1 shows the overall structure of the reduction gear of the first embodiment using gears having the same number of teeth as the sun gears of the first and second planetary gear mechanisms, and FIG. . 3 to 5 show components constituting the reduction gear of the first embodiment alone.
As shown in the longitudinal sectional view in the center of FIG. 1, the speed reducer according to the first embodiment of the present invention includes a first planetary gear mechanism M1 (section B--). B) is combined with the second planetary gear mechanism M2 (section AA) arranged on the left side. A sun gear shaft 2 is installed at the center of the housing 1, and the sun gear SG formed thereon is a single gear that is long in the axial direction and is common to the first and second planetary gear mechanisms (the same number of teeth). ) Sun gear.

断面矢視Ｂ−Ｂに示すとおり、第１遊星歯車機構Ｍ１では、太陽歯車ＳＧの周りに４個の第１遊星歯車ＰＧ１が配置され、第１遊星歯車ＰＧ１は、ハウジング１に形成された固定リング歯車ＲＧｆと噛み合う。また、断面矢視Ａ−Ａに示すとおり、第２遊星歯車機構Ｍ２においては、太陽歯車ＳＧの周りに３個の第２遊星歯車ＰＧ２が配置されており、この第２遊星歯車ＰＧ２は、ハウジング１に収容される回転部材３の内面に形成された回転リング歯車ＲＧｒと噛み合っている。回転部材３の中心部には、動力伝達用の軸である回転リング歯車連結軸３１が固着してあり、その連結軸３１は、シールドのためハウジング１の端部に嵌め込まれた蓋板５を貫通している。   As shown in the cross sectional view BB, in the first planetary gear mechanism M1, four first planetary gears PG1 are arranged around the sun gear SG, and the first planetary gears PG1 are fixed on the housing 1. Engages with ring gear RGf. Further, as shown in the sectional view AA, in the second planetary gear mechanism M2, three second planetary gears PG2 are arranged around the sun gear SG, and the second planetary gear PG2 has a housing. 1 is meshed with a rotating ring gear RGr formed on the inner surface of the rotating member 3 accommodated in 1. A rotating ring gear connecting shaft 31 that is a shaft for power transmission is fixed to the central portion of the rotating member 3, and the connecting shaft 31 is provided with a cover plate 5 fitted to the end of the housing 1 for shielding. It penetrates.

固定リング歯車ＲＧｆと回転リング歯車ＲＧｒとの間には、両側の面に遊星歯車の支持軸を立設した円板状のキャリア４が配置される。図５に示すように、キャリア４の中央には太陽歯車軸２の貫通する中央孔４１が設けられ、そして、第１遊星歯車ＰＧ１がキャリア４の一方側の面に立設した４本の支持軸４Ｐ１に回転可能に嵌め込まれ、第２遊星歯車ＰＧ２がキャリア４の他方側の面に立設した３本の支持軸４Ｐ２に回転可能に嵌め込まれている。回転リング歯車ＲＧｒと噛み合う第２遊星歯車ＰＧ２の軸方向の長さは、固定リング歯車ＲＧｆと噛み合う第１遊星歯車ＰＧ１のそれよりも長い。各々の歯車は、サイクロイドを基本とした歯型曲線を有するサイクロイド歯車となっている。   Between the fixed ring gear RGf and the rotating ring gear RGr, a disk-shaped carrier 4 in which the support shafts of the planetary gears are erected on both sides is disposed. As shown in FIG. 5, a center hole 41 through which the sun gear shaft 2 passes is provided in the center of the carrier 4, and four supports in which the first planetary gear PG <b> 1 is erected on one surface of the carrier 4. The second planetary gear PG <b> 2 is rotatably fitted on the three support shafts 4 </ b> P <b> 2 erected on the other surface of the carrier 4. The axial length of the second planetary gear PG2 meshing with the rotating ring gear RGr is longer than that of the first planetary gear PG1 meshing with the fixed ring gear RGf. Each gear is a cycloid gear having a tooth profile curve based on cycloid.

第１実施例の減速機を動力伝達系において作動させるときは、図２に示すように、太陽歯車軸２を入力軸として、例えばモーター等で矢印方向に回転する。太陽歯車ＳＧは、まず、第１遊星歯車ＰＧ１を反対方向に自転させて固定リング歯車ＲＧｆに沿って遊星運動を行わせ（断面矢視Ｂ−Ｂ）、キャリア４を太陽歯車ＳＧの周りに公転させる。太陽歯車ＳＧは第２遊星歯車機構の第２遊星歯車ＰＧ２とも噛み合っており、第２遊星歯車機構Ｍ２においては、太陽歯車ＳＧの回転がキャリア４の公転によりいわば相殺される形となるが（断面矢視Ａ−Ａ）、回転リング歯車ＲＧｒの歯数が固定リング歯車ＲＧｆの歯数とわずかに異なっているので、歯数の差に基づいて回転リング歯車ＲＧｒが低速で回転する。この低速の回転が回転リング歯車連結軸３１により出力され、従動側の機器等を駆動する。   When the speed reducer of the first embodiment is operated in the power transmission system, as shown in FIG. 2, the sun gear shaft 2 is rotated in the direction of the arrow by, for example, a motor or the like using the sun gear shaft 2 as an input shaft. The sun gear SG first rotates the first planetary gear PG1 in the opposite direction to cause planetary movement along the fixed ring gear RGf (cross-sectional arrow BB), and the carrier 4 revolves around the sun gear SG. Let The sun gear SG is also meshed with the second planetary gear PG2 of the second planetary gear mechanism. In the second planetary gear mechanism M2, the rotation of the sun gear SG is canceled by the revolution of the carrier 4 (cross section). (A-A), the number of teeth of the rotating ring gear RGr is slightly different from the number of teeth of the fixed ring gear RGf, so that the rotating ring gear RGr rotates at a low speed based on the difference in the number of teeth. This low-speed rotation is output by the rotating ring gear connecting shaft 31 to drive the driven device and the like.

遊星歯車機構を構成する各歯車の歯数は、図２（図１）の第１実施例においては、太陽歯車ＳＧが１２、固定リング歯車ＲＧｆと回転リング歯車ＲＧｒとがそれぞれ４４、４２であり、両リング歯車の歯数の差が２に設定されている。太陽歯車ＳＧの回転数と回転リング歯車ＲＧｒの回転数との比である変速比は、前述の式により−９８となる。つまり、この歯数を有する減速機では、回転リング歯車ＲＧｒ及びその連結軸３１が、太陽歯車ＳＧの回転数の１／９８に減速されて反対方向に回転し（図２の断面矢視Ａ−Ａの白抜き矢印参照）、これに反比例してトルクが増大する。   In the first embodiment of FIG. 2 (FIG. 1), the number of teeth of each gear constituting the planetary gear mechanism is 12 for the sun gear SG, 44 and 42 for the fixed ring gear RGf and the rotating ring gear RGr, respectively. The difference in the number of teeth of both ring gears is set to 2. The transmission ratio, which is the ratio between the rotational speed of the sun gear SG and the rotational speed of the rotating ring gear RGr, is −98 according to the above-described equation. That is, in the speed reducer having this number of teeth, the rotating ring gear RGr and its connecting shaft 31 are decelerated to 1/98 of the rotational speed of the sun gear SG and rotate in the opposite direction (cross-sectional arrow A- in FIG. 2). The torque increases in inverse proportion to this (see the white arrow A).

図１の第１実施例における減速機では、固定リング歯車ＲＧｆの歯数が回転リング歯車ＲＧｒよりも２だけ大きいことに伴い、固定リング歯車ＲＧｆのピッチ円直径の寸法が回転リング歯車ＲＧｒのそれよりも少しばかり大きく設定されている。そして、固定リング歯車ＲＧｆと噛み合う第１遊星歯車ＰＧ１の歯数を１６、回転リング歯車ＲＧｒと噛み合う第２遊星歯車ＰＧ２の歯数を１５とし、両方の遊星歯車のピッチ円直径、及び両方の遊星歯車における太陽歯車との中心間距離（支持軸４Ｐ１の径方向位置と支持軸４Ｐ２の径方向位置）をわずかに異ならせている。これによって、太陽歯車、遊星歯車及び両方のリング歯車の全ての歯車におけるモジュールの値を同一とすることが可能となり、各歯車の噛み合いを均一として円滑な動力伝達を行わせることができる。
なお、第１実施例のものでは、第１遊星歯車ＰＧ１と第２遊星歯車ＰＧ２のモジュールを同一としているが、転位歯車を採用して各歯車間のピッチ円中心間の距離を調整することもできる。 In the speed reducer in the first embodiment of FIG. 1, the dimension of the pitch circle diameter of the fixed ring gear RGf is that of the rotary ring gear RGr as the number of teeth of the fixed ring gear RGf is 2 larger than that of the rotary ring gear RGr. It is set a little larger than. The number of teeth of the first planetary gear PG1 meshing with the fixed ring gear RGf is 16, the number of teeth of the second planetary gear PG2 meshing with the rotating ring gear RGr is 15, and the pitch circle diameters of both planetary gears and both planetary gears are set. The distance between the centers of the gears and the sun gear (the radial position of the support shaft 4P1 and the radial position of the support shaft 4P2) is slightly different. As a result, the module values in all the gears of the sun gear, the planetary gear, and both ring gears can be made the same, and the meshing of the gears can be made uniform and smooth power transmission can be performed.
In the first embodiment, the modules of the first planetary gear PG1 and the second planetary gear PG2 are the same. However, a shift gear may be used to adjust the distance between the pitch circle centers between the gears. it can.

そして、第１遊星歯車ＰＧ１と第２遊星歯車ＰＧ２とは別々の歯車であって、キャリア４に対しても独立に回転する。そのため、固定リング歯車ＲＧｆと回転リング歯車ＲＧｒの歯数の間に相違が存在しても、円周方向に配置する遊星歯車の個数については、図８の従来の差動型遊星歯車減速機のような制約を受けることがない。図１の第１実施例では、第１遊星歯車ＰＧ１として４個、第２遊星歯車ＰＧ２として３個の歯車を円周方向に配置しているけれども、この個数は、減速機の大きさやトルク伝達量あるいは回転バランス等を考慮して適宜定めることが可能である。また、回転数が減速される回転リング歯車ＲＧｒ側ではトルクが増大することとなるので、回転リング歯車ＲＧｒと噛み合う第２遊星歯車ＰＧ２の軸方向長さを第１遊星歯車ＰＧ１よりも長くし、それぞれの遊星歯車の噛み合い部における面圧の均一化を図っている。   The first planetary gear PG <b> 1 and the second planetary gear PG <b> 2 are separate gears and rotate independently with respect to the carrier 4. Therefore, even if there is a difference between the number of teeth of the fixed ring gear RGf and the rotating ring gear RGr, the number of planetary gears arranged in the circumferential direction is the same as that of the conventional differential planetary gear reducer shown in FIG. There is no such restriction. In the first embodiment of FIG. 1, four gears as the first planetary gear PG1 and three gears as the second planetary gear PG2 are arranged in the circumferential direction, but this number depends on the size of the speed reducer and torque transmission. It is possible to appropriately determine the amount or rotational balance. Further, since the torque increases on the rotating ring gear RGr side where the rotational speed is reduced, the axial length of the second planetary gear PG2 meshing with the rotating ring gear RGr is made longer than that of the first planetary gear PG1, The surface pressure at the meshing portion of each planetary gear is made uniform.

図３の静止部品の単品図に示されるように、ハウジング１は、円周壁１１と端板１２とを備えるカップ状の固定部材であって、その円周壁１１の内部には、固定リング歯車ＲＧｆが形成される小径部１１Ａと回転リング歯車ＲＧｒを収容する大径部１１Ｂとが設けられる。また、端板１２には、これを貫通する太陽歯車軸２を軸受するように中央孔が形成されるとともに、端板１２の内面には、太陽歯車軸２の段差部２１（図４）が当接して軸方向の位置決めが行われている。   3, the housing 1 is a cup-shaped fixing member that includes a circumferential wall 11 and an end plate 12, and a fixed ring gear RGf is disposed inside the circumferential wall 11. And a large diameter portion 11B that accommodates the rotating ring gear RGr. Further, the end plate 12 is formed with a central hole so as to support the sun gear shaft 2 penetrating the end plate 12, and a step portion 21 (FIG. 4) of the sun gear shaft 2 is formed on the inner surface of the end plate 12. Axial positioning is performed by contact.

図４の入出力部品の単品図に示されるように、回転部材３は、回転リング歯車連結軸３１を取り付けた端板３２と回転リング歯車ＲＧｒを形成した円周壁３３とを備えるカップ状の部材となっている。また、太陽歯車軸２の先端には小径軸部２２が設けられており、図１の縦断面図に示すとおり、小径軸部２２が端板３２の内面に当接している。
太陽歯車軸２は、段差部２１がハウジング１と当接して軸方向に位置決めされているので、太陽歯車軸２の先端を回転部材３に当接させると、回転部材３のハウジング１に対する位置決めが行われる。その結果、中間に介在される第１、第２遊星歯車やキャリア４のための軸方向の空間が確保され、回転する歯車等とハウジング１とが圧接されることによる摩擦抵抗の増加が防止される。 4, the rotating member 3 includes a cup-shaped member including an end plate 32 to which the rotating ring gear connecting shaft 31 is attached and a circumferential wall 33 in which the rotating ring gear RGr is formed. It has become. A small-diameter shaft portion 22 is provided at the tip of the sun gear shaft 2, and the small-diameter shaft portion 22 is in contact with the inner surface of the end plate 32 as shown in the longitudinal sectional view of FIG.
Since the sun gear shaft 2 is positioned in the axial direction with the stepped portion 21 in contact with the housing 1, when the tip of the sun gear shaft 2 is brought into contact with the rotating member 3, the positioning of the rotating member 3 with respect to the housing 1 is performed. Done. As a result, an axial space for the first and second planetary gears and the carrier 4 interposed in the middle is secured, and an increase in frictional resistance due to pressure contact between the rotating gear and the housing 1 is prevented. The

また、回転部材３と太陽歯車軸２とは、太陽歯車軸２の先端に設けた断面積の小さい小径軸部２２により互いに当接するので、太陽歯車ＳＧと回転リング歯車ＲＧｒとの間に存在する大きな回転数差にかかわらず、当接部分の摩擦抵抗を極めて小量なものに抑えることができる。ちなみに、図５に示すとおり、第１遊星歯車ＰＧ１及び第２遊星歯車ＰＧ２の両端にも円環状の突出部が形成されており、断面積の小さいこの突出部をキャリア４等に当接するようにして、遊星歯車の接触面における摩擦抵抗の低減が図っている。   Further, the rotating member 3 and the sun gear shaft 2 are in contact with each other by the small diameter shaft portion 22 having a small cross-sectional area provided at the tip of the sun gear shaft 2, and therefore exist between the sun gear SG and the rotating ring gear RGr. Regardless of a large rotational speed difference, the frictional resistance of the contact portion can be suppressed to an extremely small amount. Incidentally, as shown in FIG. 5, annular projecting portions are formed at both ends of the first planetary gear PG1 and the second planetary gear PG2, and the projecting portions having a small cross-sectional area are brought into contact with the carrier 4 or the like. Thus, the frictional resistance on the contact surface of the planetary gear is reduced.

第１及び第２遊星歯車と、それらが嵌め込まれるキャリア４の支持軸との間の摩擦抵抗を減少するため、図６の変形例に示すように、遊星歯車と支持軸との間に転がりベアリングを介在させることができる。転がりベアリングとしては、図に示すボールベアリングＢＲの外に、軸方向に長い円柱状のころを使用するニードルベアリングを配置してもよい。転がりベアリングを介在させると、減速機の作動中に発生するキャリア４の支持軸の傾きや搖動が、転がりベアリングにより吸収され、この面からも遊星歯車と太陽歯車及びリング歯車との間の摩擦抵抗の増大が防止できる。   In order to reduce the frictional resistance between the first and second planetary gears and the support shaft of the carrier 4 in which they are fitted, a rolling bearing is provided between the planetary gear and the support shaft as shown in the modification of FIG. Can be interposed. As the rolling bearing, a needle bearing using a cylindrical roller long in the axial direction may be arranged outside the ball bearing BR shown in the drawing. When the rolling bearing is interposed, the inclination and swinging of the support shaft of the carrier 4 generated during the operation of the speed reducer are absorbed by the rolling bearing, and the frictional resistance between the planetary gear, the sun gear, and the ring gear also from this surface. Can be prevented from increasing.

次いで、第１及び第２遊星歯車機構の太陽歯車として異なる歯数の歯車を用いる、第２実施例の減速機について図７により説明する。
図７の第２実施例の減速機は、ハウジング１に形成された固定リング歯車ＲＧｆと噛み合う４個の第１遊星歯車ＰＧ１が配置された第１遊星歯車機構Ｍ１（断面矢視Ｂ−Ｂ）と、回転部材３の内面に形成された回転リング歯車ＲＧｒと噛み合う３個の第２遊星歯車ＰＧ２が配置された第２遊星歯車機構Ｍ２（断面矢視Ａ−Ａ）とを組み合わせたものである点においては、図１の第１実施例の減速機と同様である。しかし、太陽歯車軸２の太陽歯車として、歯数の相違する第１太陽歯車ＳＧ１と第２太陽歯車ＳＧ２とが形成されており、それぞれが第１遊星歯車機構及び第２遊星歯車機構の太陽歯車となっている。図７では、第１太陽歯車ＳＧ１と第２太陽歯車ＳＧ２を同一の軸に形成しているけれども、別々の軸に設けた太陽歯車を結合して太陽歯車軸２を形成してもよい。 Next, a reduction gear according to a second embodiment in which gears having different numbers of teeth are used as sun gears of the first and second planetary gear mechanisms will be described with reference to FIG.
The speed reducer according to the second embodiment of FIG. 7 includes a first planetary gear mechanism M1 (section BB) having four first planetary gears PG1 meshing with a fixed ring gear RGf formed in the housing 1. And a second planetary gear mechanism M2 (a cross-sectional arrow AA) in which three second planetary gears PG2 meshing with a rotating ring gear RGr formed on the inner surface of the rotating member 3 are arranged. This is the same as the reduction gear of the first embodiment of FIG. However, the first sun gear SG1 and the second sun gear SG2 having different numbers of teeth are formed as the sun gear of the sun gear shaft 2, and the sun gears of the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism are respectively formed. It has become. In FIG. 7, although the first sun gear SG1 and the second sun gear SG2 are formed on the same shaft, the sun gear shaft 2 may be formed by combining sun gears provided on different shafts.

第２実施例の減速機における各歯車の歯数は、第１遊星歯車機構の第１太陽歯車ＳＧ１が１４、固定リング歯車ＲＧｆが４６、第１遊星歯車ＰＧ１が１６であり、第２遊星歯車機構の第２太陽歯車ＳＧ２が１２、回転リング歯車ＲＧｒが４２、第２遊星歯車ＰＧ２が１５である。そして、本発明の減速機の変速比を示す前述の式により、第２実施例の減速機の変速比は７０となるが、（γ１−γ２）の値が正であるので、第１実施例の減速機とは異なり、動力伝達の入出力部材である太陽歯車軸２と回転リング歯車ＲＧｒとの回転方向は同一となる。   In the reduction gear according to the second embodiment, the number of teeth of each gear is 14 for the first sun gear SG1 of the first planetary gear mechanism, 46 for the fixed ring gear RGf, and 16 for the first planetary gear PG1. The second sun gear SG2 of the mechanism is 12, the rotary ring gear RGr is 42, and the second planetary gear PG2 is 15. Then, according to the above-described formula showing the speed ratio of the speed reducer of the present invention, the speed ratio of the speed reducer of the second embodiment is 70, but the value of (γ1−γ2) is positive. Unlike the speed reducer, the rotational direction of the sun gear shaft 2 which is an input / output member for power transmission and the rotating ring gear RGr is the same.

以上詳述したように、本発明は、歯数の異なる固定リング歯車と回転リング歯車とをそれぞれ有する２個の遊星歯車機構を組み合わせた減速機において、各々の遊星歯車機構の遊星歯車を分けて、キャリアの反対側に軸支するようにし、変速装置として円滑な作動を可能としたものである。上記の実施例では、回転リング歯車のピッチ円直径を固定リング歯車よりも小さくしているが、逆に大きくして回転リング歯車の歯数のほうを多くしてもよく、回転リング歯車と固定リング歯車との歯数を同一として太陽歯車の歯数を異ならせてもよい。また、固定リング歯車や回転リング歯車の歯車部分を別体で製作して部品に組み付ける、各歯車の歯型曲線としてインボリュート歯形その他特殊形状歯型を採用するなど、上記実施例に対し各種の変形が可能であるのは明らかである。   As described above in detail, the present invention relates to a planetary gear mechanism in which two planetary gear mechanisms each having a fixed ring gear and a rotating ring gear having different numbers of teeth are combined. Further, it is supported on the opposite side of the carrier so that the transmission can operate smoothly. In the above embodiment, the pitch circle diameter of the rotating ring gear is made smaller than that of the fixed ring gear, but conversely, it may be increased to increase the number of teeth of the rotating ring gear. The number of teeth of the sun gear may be varied with the same number of teeth as that of the ring gear. In addition, various modifications to the above-mentioned embodiment, such as making the gear part of the fixed ring gear and the rotating ring gear separately and assembling to the parts, adopting involute tooth profile and other special shape tooth profile as the tooth profile curve of each gear, etc. It is clear that this is possible.

１ ハウジング
１１ 円周壁
１２ 端板
２ 太陽歯車軸
３ 回転部材
３１ 回転リング歯車連結軸
３２ 端板
３３ 円周壁
４ キャリア
４Ｐ１、４Ｐ２ 支持軸（遊星歯車の）
ＳＧ 太陽歯車
ＰＧ１、ＰＧ２ 第１遊星歯車、第２遊星歯車
ＲＧｆ 固定リング歯車
ＲＧｒ 回転リング歯車 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 11 Circumferential wall 12 End plate 2 Sun gear shaft 3 Rotating member 31 Rotating ring gear connecting shaft 32 End plate 33 Circumferential wall 4 Carrier 4P1, 4P2 Support shaft (of planetary gear)
SG Sun gear PG1, PG2 First planetary gear, Second planetary gear RGf Fixed ring gear RGr Rotating ring gear

Claims (7)

固定されたハウジングの中心に設置され、太陽歯車が形成された太陽歯車軸と、前記太陽歯車軸の太陽歯車及びその周囲に設けられた回転不能の固定リング歯車を有する第１遊星歯車機構と、前記太陽歯車軸の太陽歯車及びその周囲に設けられた回転可能の回転リング歯車を有する第２遊星歯車機構とを備えており、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構とにおいて、リング歯車及び太陽歯車の少なくとも一方の歯車に歯数差が設けられ、前記太陽歯車軸及び前記回転リング歯車が動力伝達の入出力部となる減速機であって、
前記第１遊星歯車機構の太陽歯車と前記固定リング歯車との間には、それらの歯車と噛み合う複数の第１遊星歯車が設置されるとともに、前記第２遊星歯車機構の太陽歯車と前記回転リング歯車との間には、それらの歯車と噛み合う複数の第２遊星歯車が設置されており、かつ、
前記第１遊星歯車機構と前記第２遊星歯車機構との間には、両側に支持軸を設けた円板状のキャリアが設置されて、前記第１遊星歯車が前記キャリアの一方側の支持軸に回転可能に嵌め込まれ、前記第２遊星歯車が前記キャリアの他方側の支持軸に回転可能に嵌め込まれていることを特徴とする減速機。 A first planetary gear mechanism having a sun gear shaft installed at the center of a fixed housing and formed with a sun gear; a sun gear of the sun gear shaft; and a non-rotatable fixed ring gear provided around the sun gear shaft; A second planetary gear mechanism having a sun gear of the sun gear shaft and a rotatable rotating ring gear provided around the sun gear;
In the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, at least one of a ring gear and a sun gear is provided with a tooth number difference, and the sun gear shaft and the rotating ring gear are input / output units for power transmission. A reduction gear,
Between the sun gear of the first planetary gear mechanism and the fixed ring gear, a plurality of first planetary gears meshing with these gears are installed, and the sun gear of the second planetary gear mechanism and the rotating ring A plurality of second planetary gears that mesh with the gears are installed between the gears, and
Between the first planetary gear mechanism and the second planetary gear mechanism, a disk-shaped carrier provided with support shafts on both sides is installed, and the first planetary gear is a support shaft on one side of the carrier. A speed reducer, wherein the second planetary gear is rotatably fitted to a support shaft on the other side of the carrier. 前記太陽歯車軸には単一の太陽歯車が形成されており、前記第１遊星歯車と前記第２遊星歯車とがともにその太陽歯車と噛み合う請求項１に記載の減速機。 The speed reducer according to claim 1, wherein a single sun gear is formed on the sun gear shaft, and both the first planetary gear and the second planetary gear mesh with the sun gear. 前記第１遊星歯車の歯数と前記第２遊星歯車の歯数とが異なるように設定された請求項１又は請求項２に記載の減速機。 The speed reducer according to claim 1 or 2, wherein the number of teeth of the first planetary gear and the number of teeth of the second planetary gear are set to be different. 前記第２遊星歯車の軸方向長さが前記第１遊星歯車の軸方向長さよりも長い請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の減速機。 The reduction gear according to any one of claims 1 to 3, wherein an axial length of the second planetary gear is longer than an axial length of the first planetary gear. 前記第１遊星歯車及び第２遊星歯車は、転がりベアリングを介して前記キャリアの支持軸に嵌め込まれている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の減速機。 The speed reducer according to any one of claims 1 to 4, wherein the first planetary gear and the second planetary gear are fitted to a support shaft of the carrier via a rolling bearing. 前記回転リング歯車は、円周壁と端板とを備えるカップ状の回転部材の円周壁の内部に形成され、かつ、前記太陽歯車軸の端部に小径軸部が形成されており、その小径軸部が前記回転部材の端板と当接する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の減速機。 The rotating ring gear is formed inside a circumferential wall of a cup-shaped rotating member having a circumferential wall and an end plate, and a small diameter shaft portion is formed at an end of the sun gear shaft, and the small diameter shaft The speed reducer according to claim 1, wherein the portion abuts against an end plate of the rotating member. 前記ハウジングは、円周壁と端板とを備えるカップ状の固定部材であって、その円周壁の内部には、前記固定リング歯車が形成される小径部と前記回転リング歯車を収容する大径部とが設けられる請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の減速機。 The housing is a cup-shaped fixing member including a circumferential wall and an end plate, and a small-diameter portion in which the fixing ring gear is formed and a large-diameter portion that accommodates the rotating ring gear inside the circumferential wall. The speed reducer according to any one of claims 1 to 6, wherein:
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