JP2017009044A - Backlash-less mechanism for planetary gear mechanism - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove backlash in an engagement part between a sun gear and a planet gear and an engagement part between a ring gear and the planet gear, in a planetary gear mechanism.SOLUTION: A backlash-less mechanism 1 for a planetary gear mechanism 10 includes three rotary elements of a sun gear 11, a ring gear 12 and a carrier 14 for holding a planet gear 13 so that the planet gear can rotate and revolve, and each gear 11, 12 13 is constituted by a taper gear. The mechanism also includes a first elastic body 3 and a second elastic body 4 for imparting a load in an axial direction and in the opposite directions to the two rotary elements out of the three rotary elements. The carrier 14 is constituted so as to be movable in the axial direction integrally with the planet gear 13 by an elastic force receiving from the first elastic body 3, and the ring gear 12 is constituted so as to be movable in the axial direction by the elastic force receiving from the second elastic body 4.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、遊星歯車機構のバックラッシレス機構に関する。   The present invention relates to a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism.

従来、複数の回転要素が差動作用をなす差動機構として、遊星歯車機構が知られている。遊星歯車機構は、外歯歯車であるサンギヤと、サンギヤに対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、それらサンギヤとリングギヤとに噛み合っているプラネットギヤと、そのプラネットギヤを自転可能かつ公転可能に保持しているキャリアとを備えている。   Conventionally, a planetary gear mechanism is known as a differential mechanism in which a plurality of rotating elements perform a differential action. The planetary gear mechanism is a sun gear that is an external gear, a ring gear that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear, a planet gear that meshes with the sun gear and the ring gear, and the planet gear that can rotate. And a carrier that is held so that it can revolve.

特許文献１には、遊星歯車機構の各ギヤが、テーパ歯車により構成されることが記載されている。また、テーパ歯車同士の噛合い部で生じるバックラッシを除去するために、バネの弾性力によってプラネットギヤを軸線方向に移動させることが記載されている。   Patent Document 1 describes that each gear of the planetary gear mechanism is constituted by a tapered gear. Further, it is described that the planet gear is moved in the axial direction by the elastic force of a spring in order to remove backlash generated at the meshing portion between the tapered gears.

特開平５−３９８２４号公報JP-A-5-39824

しかしながら、特許文献１の構成では、サンギヤとリングギヤの軸線方向位置が適切でない場合に、いずれか一方のギヤとプラネットギヤとの噛合いではバックラッシがなくなるが、もう一方のギヤとプラネットギヤとの噛合いではバックラッシが残ってしまう可能性がある。   However, in the configuration of Patent Document 1, when the axial positions of the sun gear and the ring gear are not appropriate, the meshing between one of the gears and the planet gear eliminates the backlash, but the meshing between the other gear and the planet gears. In some cases, backlash may remain.

例えば、図１０（ａ）に示すように、サンギヤＳの基準位置とリングギヤＲの基準位置とが軸線方向で異なる場合、バネに押されたプラネットギヤＰとリングギヤＲとの噛合いで互いの基準位置が一致するためバックラッシがなくなる。この場合、プラネットギヤＰはそれ以上軸線方向に移動しなくなるので、プラネットギヤＰの基準位置はサンギヤＳの基準位置と一致せず、バックラッシが残る。また、図１０（ｂ）に示すように、サンギヤＳの基準位置とリングギヤＲの基準位置とが軸線方向で異なる場合、バネに押されたプラネットギヤＰがサンギヤＳとの噛合いで互いの基準位置が一致するためバックラッシがなくなる。この場合、プラネットギヤＰはそれ以上軸線方向に移動しなくなるので、プラネットギヤＰの基準位置はリングギヤＲの基準位置と一致せず、バックラッシが残る。   For example, as shown in FIG. 10A, when the reference position of the sun gear S and the reference position of the ring gear R are different in the axial direction, the reference position of the planet gear P pressed by the spring and the ring gear R is engaged with each other. Since there is a match, there is no backlash. In this case, the planet gear P no longer moves in the axial direction, so the reference position of the planet gear P does not coincide with the reference position of the sun gear S, and backlash remains. Further, as shown in FIG. 10B, when the reference position of the sun gear S and the reference position of the ring gear R are different in the axial direction, the planet gear P pushed by the spring is engaged with the sun gear S and the mutual reference position. Since there is a match, there is no backlash. In this case, the planet gear P no longer moves in the axial direction, so the reference position of the planet gear P does not coincide with the reference position of the ring gear R, and backlash remains.

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、サンギヤとプラネットギヤとの噛合い部と、リングギヤとプラネットギヤとの噛合い部とにおけるバックラッシを除去することができる遊星歯車機構のバックラッシレス機構を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a planetary gear mechanism capable of removing backlash at a meshing portion between a sun gear and a planet gear and a meshing portion between a ring gear and a planet gear. An object is to provide a backlashless mechanism.

上記目的を達成するため、本発明に係る遊星歯車機構のバックラッシレス機構は、外歯歯車であるサンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合うプラネットギヤを自転可能かつ公転可能に保持するキャリアとの三つの回転要素を有し、かつ前記サンギヤと前記リングギヤと前記プラネットギヤとがいずれもテーパ歯車により構成された遊星歯車機構のバックラッシレス機構において、前記三つの回転要素のうちいずれか二つの回転要素に、回転中心軸線方向で反対方向の荷重をそれぞれに与える第１弾性体と第２弾性体とを備え、前記第１弾性体は、前記キャリアに回転中心軸線方向の弾性力を作用し、前記第２弾性体は、前記リングギヤと前記サンギヤとのうち一方のギヤに回転中心軸線方向の弾性力を作用し、前記キャリアは、前記第１弾性体から受ける弾性力によって、前記プラネットギヤと一体的に回転中心軸線方向へ移動可能に構成され、前記一方のギヤは、前記第２弾性体から受ける弾性力によって、回転中心軸線方向へ移動可能に構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism according to the present invention includes a sun gear that is an external gear, a ring gear that is an internal gear disposed concentrically with the sun gear, the sun gear, and the ring gear. A planetary gear mechanism in which the sun gear, the ring gear, and the planet gear are all formed by taper gears. In the backlash-less mechanism, the first elastic body includes a first elastic body and a second elastic body that respectively apply loads in opposite directions in the rotation center axis direction to any two of the three rotating elements. The body acts on the carrier with an elastic force in the direction of the central axis of rotation, and the second elastic body includes the ring gear and the sun gear. An elastic force in the direction of the rotation center axis acts on the other gear, and the carrier is configured to be movable in the direction of the rotation center axis along with the planet gear by the elastic force received from the first elastic body. The gear is configured to be movable in the direction of the rotation center axis by the elastic force received from the second elastic body.

本発明に係る遊星歯車機構のバックラッシレス機構は、上記発明において、前記プラネットギヤは、回転中心軸線方向の一方端側から他方端側へ向けて、歯先円が縮径されたテーパ形状に形成され、前記第１弾性体は、回転中心軸線方向で前記一方端側から前記他方端側へ向けて作用する弾性力を前記キャリアに与え、前記第２弾性体は、回転中心軸線方向で前記他方端側から前記一方端側へ向けて作用する弾性力を前記一方のギヤに与えることを特徴とする。   The backlashless mechanism of the planetary gear mechanism according to the present invention is the above-described invention, wherein the planet gear is formed in a tapered shape in which a tip circle is reduced from one end side to the other end side in the rotation center axis direction. The first elastic body applies an elastic force acting on the carrier from the one end side toward the other end side in the direction of the rotation center axis, and the second elastic body moves the other side in the direction of the rotation center axis. An elastic force acting from the end side toward the one end side is applied to the one gear.

上記目的を達成するため、本発明に係る遊星歯車機構のバックラッシレス機構は、外歯歯車であるサンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合うプラネットギヤと、前記プラネットギヤを自転可能かつ公転可能に保持するキャリアとを有する遊星歯車機構のバックラッシレス機構において、前記キャリアは、回転方向に弾性力を作用する弾性体によって互いに相対回転可能に連結された第１キャリアと第２キャリアとを含み、前記プラネットギヤは、前記第１キャリアに自転可能に保持された第１プラネットギヤと、前記第２キャリアに自転可能に保持された第２プラネットギヤとを含み、前記サンギヤと前記リングギヤとは、前記第１プラネットギヤと噛み合う第１歯面が前記第２プラネットギヤとは噛み合わず、かつ前記第２プラネットギヤと噛み合う第２歯面が前記第１プラネットギヤとは噛み合わないように構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism according to the present invention includes a sun gear that is an external gear, a ring gear that is an internal gear disposed concentrically with the sun gear, the sun gear, and the ring gear. In a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism having a planet gear that meshes with each other and a carrier that holds the planet gear so as to be capable of rotating and revolving, the carriers are mutually relative to each other by an elastic body that exerts an elastic force in a rotating direction. The planet gear includes a first planet gear rotatably connected to the first carrier and a second carrier that is rotatably connected to the second carrier. A second planet gear, and the sun gear and the ring gear mesh with the first planet gear. 1 tooth surface is not engaged and the second planet gears, and wherein the second tooth surface meshing with the second planet gear is configured not engage the first planet gears.

本発明に係る遊星歯車機構のバックラッシレス機構は、上記発明において、前記第１キャリアは、円形状に形成された第１本体部と、前記第１本体部から回転中心軸線方向に突出し前記第１プラネットギヤを保持する第１爪部と、前記第１本体部から回転中心軸線方向に凹む凹部とを有し、前記第２キャリアは、径方向に延びる板状の第２本体部と、前記第２本体部から回転中心軸線方向に突出し前記第２プラネットギヤを保持する第２爪部とを有し、前記第２キャリアは、前記第１キャリアの前記凹部内に配置されていることを特徴とする。   In the backlashless mechanism of the planetary gear mechanism according to the present invention, in the above invention, the first carrier has a first main body portion formed in a circular shape, and protrudes from the first main body portion in the rotation center axis direction. A first claw portion for holding a planet gear; and a concave portion recessed from the first main body portion in the rotation center axis direction; the second carrier having a plate-like second main body portion extending in a radial direction; A second claw portion that protrudes from the main body portion in the direction of the rotation center axis and holds the second planet gear, and the second carrier is disposed in the recess of the first carrier. To do.

本発明によれば、遊星歯車機構のギヤ同士の噛合い部に弾性体の弾性力を作用させているので、入力要素の回転方向が逆転する場合であってもバックラッシを予め詰めておくことが可能である。そのため、入力要素の回転方向を問わずバックラッシが除去されていることになり、高精度なトルク伝達が可能となるとともに、応答性低下を抑制することができる。   According to the present invention, since the elastic force of the elastic body is applied to the meshing portion of the planetary gear mechanism, even when the rotation direction of the input element is reversed, the backlash can be preliminarily packed. Is possible. For this reason, the backlash is removed regardless of the rotation direction of the input element, which enables highly accurate torque transmission and suppresses a decrease in responsiveness.

図１は、第１実施形態の遊星歯車機構のバックラッシレス機構を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a backlashless mechanism of the planetary gear mechanism of the first embodiment. 図２（ａ）は、テーパ歯車に構成されたプラネットギヤを模式的に示す説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢視Ａをから見たプラネットギヤの歯形状を示す説明図である。Fig.2 (a) is explanatory drawing which shows typically the planet gear comprised by the taper gear. FIG. 2B is an explanatory diagram showing the tooth shape of the planet gear as viewed from the direction of arrow A in FIG. 図３は、各ギヤの基準位置が一致する状態を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which the reference positions of the gears match. 図４は、第２実施形態の遊星歯車機構が備えるキャリアを模式的に示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view schematically showing a carrier provided in the planetary gear mechanism of the second embodiment. 図５（ａ）は、遊星歯車機構を軸線方向から見た場合を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＢ−Ｂ断面を模式的に示す断面図である。Fig.5 (a) is a top view which shows the case where the planetary gear mechanism is seen from an axial direction. FIG.5 (b) is sectional drawing which shows typically the BB cross section shown to Fig.5 (a). 図６は、図５（ａ）に示すＣ−Ｃ断面を模式的に示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the CC cross section shown in FIG. 図７は、遊星歯車機構の各ギヤ同士の噛合い部を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory view showing a meshing portion between the gears of the planetary gear mechanism. 図８は、サンギヤが時計回りに回転する場合の噛合い状態を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory view showing a meshing state when the sun gear rotates clockwise. 図９は、サンギヤが反時計回りに回転する場合の噛合い状態を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a meshing state when the sun gear rotates counterclockwise. 図１０（ａ）は、従来構成の遊星歯車機構の基準位置を示す説明図である。図１０（ｂ）は、従来構成の遊星歯車機構の基準位置を示す説明図である。Fig.10 (a) is explanatory drawing which shows the reference position of the planetary gear mechanism of a conventional structure. FIG.10 (b) is explanatory drawing which shows the reference position of the planetary gear mechanism of a conventional structure.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における遊星歯車機構のバックラッシレス機構について具体的に説明する。   Hereinafter, the backlashless mechanism of the planetary gear mechanism in the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

［１．第１実施形態］
図１は、第１実施形態における遊星歯車機構のバックラッシレス機構を模式的に示す説明図である。第１実施形態のバックラッシレス機構１は、各ギヤがテーパ歯車により構成された遊星歯車機構１０を対象とするものである。入力軸２のトルクが遊星歯車機構１０を介して伝達されるように構成されている。 [1. First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a backlashless mechanism of the planetary gear mechanism in the first embodiment. The backlashless mechanism 1 of the first embodiment is intended for a planetary gear mechanism 10 in which each gear is configured by a tapered gear. The torque of the input shaft 2 is configured to be transmitted via the planetary gear mechanism 10.

遊星歯車機構１０は、外歯歯車であるサンギヤ１１と、サンギヤ１１に対して同心円上に配置されたリングギヤ１２と、それらサンギヤ１１とリングギヤ１２とに噛み合っているプラネットギヤ１３と、そのプラネットギヤ１３を自転可能かつ公転可能に保持しているキャリア１４とを備えている。各ギヤ１１，１２，１３はいずれもテーパ歯車により構成されている。また、遊星歯車機構１０は、サンギヤ１１が入力要素、キャリア１４が出力要素、リングギヤ１２が反力要素となり、減速機として機能する。   The planetary gear mechanism 10 includes a sun gear 11 that is an external gear, a ring gear 12 that is arranged concentrically with the sun gear 11, a planet gear 13 that meshes with the sun gear 11 and the ring gear 12, and the planet gear 13. And a carrier 14 that is capable of rotating and revolving. Each of the gears 11, 12, and 13 is configured by a tapered gear. The planetary gear mechanism 10 functions as a speed reducer, with the sun gear 11 serving as an input element, the carrier 14 serving as an output element, and the ring gear 12 serving as a reaction force element.

具体的には、サンギヤ１１は入力軸２と一体化されている。リングギヤ１２は、回転不能かつ入力軸２の軸線方向へ移動可能に構成されている。ケースなどの固定部材（図示せず）によってリングギヤ１２の回転が規制されている。キャリア１４は、入力軸２の軸線方向へ移動可能に構成されている。各プラネットギヤ１３は、キャリア１４と一体的に軸線方向に移動するように構成されている。また、キャリア１４は出力ギヤ１５と一体回転するように構成されている。なお、プラネットギヤ１３が自転する際の回転中心軸線は入力軸２と平行である。また、キャリア１４と入力軸２との回転中心軸線は一致する。そのため、回転中心軸線方向を単に軸線方向と記載する。   Specifically, the sun gear 11 is integrated with the input shaft 2. The ring gear 12 is configured to be non-rotatable and movable in the axial direction of the input shaft 2. The rotation of the ring gear 12 is restricted by a fixing member (not shown) such as a case. The carrier 14 is configured to be movable in the axial direction of the input shaft 2. Each planet gear 13 is configured to move in the axial direction integrally with the carrier 14. The carrier 14 is configured to rotate integrally with the output gear 15. The rotation center axis when the planet gear 13 rotates is parallel to the input shaft 2. Further, the rotation center axes of the carrier 14 and the input shaft 2 coincide with each other. Therefore, the rotation center axial direction is simply referred to as the axial direction.

バックラッシレス機構１は、プラネットギヤ１３およびキャリア１４に予圧（軸線方向の荷重）を与える第１弾性体３と、リングギヤ１２に予圧を与える第２弾性体４とを備えている。プラネットギヤ１３およびキャリア１４に作用する第１弾性体３の予圧の方向は、リングギヤ１２に作用する第２弾性体４の予圧の方向とは反対方向である。各弾性体３，４は、コイルスプリングなどのバネであって、軸線方向に伸縮する。なお、予圧は、軸線方向に作用する荷重（弾性力）であるため、スラスト荷重やアキシャル荷重と称することができる。   The backlashless mechanism 1 includes a first elastic body 3 that applies a preload (load in the axial direction) to the planet gear 13 and the carrier 14, and a second elastic body 4 that applies a preload to the ring gear 12. The preload direction of the first elastic body 3 acting on the planet gear 13 and the carrier 14 is opposite to the preload direction of the second elastic body 4 acting on the ring gear 12. Each elastic body 3, 4 is a spring such as a coil spring, and expands and contracts in the axial direction. Since the preload is a load (elastic force) acting in the axial direction, it can be called a thrust load or an axial load.

第１弾性体３は、キャリア１４の円筒部１４ａを軸線方向に押すように配置されている。その円筒部１４ａの外周面に出力ギヤ１５が設けられている。第２弾性体４は、リングギヤ１２を軸線方向に押すように配置されている。キャリア１４およびプラネットギヤ１３は、第１弾性体３から付与される推力によって軸線方向で一方（図１では下側）に移動する。リングギヤ１２は、第２弾性体４から付与される推力によって軸線方向で他方（図１では上側）に移動する。   The 1st elastic body 3 is arrange | positioned so that the cylindrical part 14a of the carrier 14 may be pushed to an axial direction. An output gear 15 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 14a. The second elastic body 4 is arranged to push the ring gear 12 in the axial direction. The carrier 14 and the planet gear 13 move to one side (lower side in FIG. 1) in the axial direction by the thrust applied from the first elastic body 3. The ring gear 12 moves to the other (upper side in FIG. 1) in the axial direction by the thrust applied from the second elastic body 4.

図２は、テーパ歯車の形状を説明するための模式図である。図２（ａ）は、プラネットギヤ１３を模式的に示す説明図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢視Ａから見た時の歯形状を示す説明図である。   FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the shape of the tapered gear. FIG. 2A is an explanatory diagram schematically showing the planet gear 13. FIG.2 (b) is explanatory drawing which shows a tooth | gear shape when it sees from the arrow A of Fig.2 (a).

図２（ａ）に示すように、プラネットギヤ１３は、軸線方向で後端側（一方端側）から先端側（他方端側）へ向けて、歯先円が縮径するテーパ形状に形成されている。プラネットギヤ１３の歯先面は回転中心軸線に対して傾斜している。   As shown in FIG. 2A, the planet gear 13 is formed in a taper shape in which the tooth tip circle decreases in diameter from the rear end side (one end side) to the front end side (the other end side) in the axial direction. ing. The tooth tip surface of the planet gear 13 is inclined with respect to the rotation center axis.

図２（ｂ）に示すように、プラネットギヤ１３の歯部１３ａは、先端側から後端側へ向けて、歯幅が広がる形状に形成されている。つまり、プラネットギヤ１３の歯溝は、先端側から後端側へ向けて、溝幅が狭くなる形状に形成されている。歯部１３ａの歯面は、プラネットギヤ１３では、歯部１３ａのたけが一定であり、軸線方向で後端側から先端側へ向けて歯底円が縮径している。すなわち、プラネットギヤ１３のピッチ円は軸線方向で後端側から先端側へ向けて縮径することになる。遊星歯車機構１０では、サンギヤ１１とリングギヤ１２とがプラネットギヤ１３のテーパ形状に対応する歯形状となるように形成されている。サンギヤ１１は、外歯歯車であるため、図２に示すプラネットギヤ１３のテーパ形状に形成されている。つまり、サンギヤ１１とプラネットギヤ１３との噛合い部では、サンギヤ１１の先端側とプラネットギヤ１３の先端側とが軸線方向で反対方向を向くように配置されているため、各ギヤ１１，１３の歯部が軸線方向でクサビのようなかたちでプラネットギヤ１３と噛合うことになる。なお、プラネットギヤ１３に対応するテーパ歯車とは、軸線方向に対する歯先面の傾斜が一致する場合が含まれる。   As shown in FIG. 2B, the tooth portion 13a of the planet gear 13 is formed in a shape in which the tooth width increases from the front end side toward the rear end side. That is, the tooth groove of the planet gear 13 is formed in a shape in which the groove width becomes narrower from the front end side to the rear end side. In the planet gear 13, the tooth surface of the tooth portion 13a has a constant warp of the tooth portion 13a, and the root circle decreases in diameter from the rear end side toward the front end side in the axial direction. That is, the diameter of the pitch circle of the planet gear 13 is reduced from the rear end side toward the front end side in the axial direction. In the planetary gear mechanism 10, the sun gear 11 and the ring gear 12 are formed to have a tooth shape corresponding to the tapered shape of the planet gear 13. Since the sun gear 11 is an external gear, it is formed in a tapered shape of the planet gear 13 shown in FIG. That is, in the meshing portion between the sun gear 11 and the planet gear 13, the tip end side of the sun gear 11 and the tip end side of the planet gear 13 are disposed so as to face in opposite directions in the axial direction. The tooth portion meshes with the planet gear 13 in a wedge-like shape in the axial direction. The tapered gear corresponding to the planet gear 13 includes a case where the inclination of the tooth tip surface with respect to the axial direction coincides.

図３は、遊星歯車機構１０の各ギヤの軸線方向位置を説明するための説明図である。バックラッシレス機構１では、第１弾性体３がプラネットギヤ１３を先端側に押し、かつ第２弾性体４がリングギヤ１２をプラネットギヤ１３の後端側へ向けて押しているので、各ギヤ１１，１２，１３の基準位置が軸線方向で一致する状態となる。   FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the axial position of each gear of the planetary gear mechanism 10. In the backlashless mechanism 1, the first elastic body 3 pushes the planet gear 13 toward the front end side, and the second elastic body 4 pushes the ring gear 12 toward the rear end side of the planet gear 13. , 13 coincide with each other in the axial direction.

第１弾性体３が伸縮することにより、キャリア１４およびプラネットギヤ１３を軸線方向に移動させる推力を生じる。第２弾性体４が伸縮することにより、リングギヤ１２を軸線方向に移動させる推力を生じる。   The first elastic body 3 expands and contracts to generate a thrust force that moves the carrier 14 and the planet gear 13 in the axial direction. When the second elastic body 4 expands and contracts, a thrust force that moves the ring gear 12 in the axial direction is generated.

バックラッシレス機構１では、第１弾性体３から付与される推力によってリングギヤ１２が軸線方向に移動し、かつ第２弾性体４から付与される推力によってキャリア１４およびプラネットギヤ１３が軸線方向に移動する。その結果、図３に示すように、各ギヤ１１，１２，１３の基準位置が一致する状態となる。これにより、サンギヤ１１とプラネットギヤ１３との噛合い部、およびリングギヤ１２とプラネットギヤ１３との噛合い部において、バックラッシが除去されることになる。   In the backlashless mechanism 1, the ring gear 12 moves in the axial direction by the thrust applied from the first elastic body 3, and the carrier 14 and the planet gear 13 move in the axial direction by the thrust applied from the second elastic body 4. . As a result, as shown in FIG. 3, the reference positions of the gears 11, 12, and 13 are in agreement. Thus, backlash is removed at the meshing portion between the sun gear 11 and the planet gear 13 and the meshing portion between the ring gear 12 and the planet gear 13.

以上説明した通り、第１実施形態によれば、テーパ歯車により構成された遊星歯車機構を対象とし、三つの回転要素のうち二つの回転要素に軸線方向の予圧を作用させることによって、各ギヤ同士の噛合い部でバックラッシを除去できる。   As described above, according to the first embodiment, the planetary gear mechanism configured by the tapered gear is the target, and by applying the preload in the axial direction to the two rotating elements among the three rotating elements, the gears are connected to each other. The backlash can be removed at the meshing portion.

なお、第１実施形態のバックラッシレス機構１は小型の遊星歯車機構１０に好適である。例えば、リングギヤ１２のピッチ円が直径数ｃｍであり、プラネットギヤ１３の歯先円は後端側の最も直径が大きい部分で直径数ｍｍ〜数ｃｍに構成されてよい。この場合、各ギヤ１１，１２，１３およびキャリア１４はいずれも樹脂製であってもよい。また、各弾性体３，４は軸線方向に弾性変形する部材であればよく、金属製のコイルスプリングに限定されない。   The backlashless mechanism 1 of the first embodiment is suitable for a small planetary gear mechanism 10. For example, the pitch circle of the ring gear 12 may be several centimeters in diameter, and the tooth tip circle of the planet gear 13 may be configured to have a diameter of several millimeters to several centimeters at the largest diameter portion on the rear end side. In this case, each of the gears 11, 12, 13 and the carrier 14 may be made of resin. Moreover, each elastic body 3 and 4 should just be a member elastically deformed to an axial direction, and is not limited to metal coil springs.

［２．第１実施形態の変形例］
次に、第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態では、入力要素がサンギヤ１１、反力要素がリングギヤ１２、出力要素がキャリア１４に構成された遊星歯車機構１０について説明したが、この発明が対象とする遊星歯車機構はこれに限定されない。 [2. Modification of First Embodiment]
Next, a modification of the first embodiment will be described. In the first embodiment, the planetary gear mechanism 10 is described in which the input element is the sun gear 11, the reaction element is the ring gear 12, and the output element is the carrier 14. However, the planetary gear mechanism to which the present invention is applied is limited to this. Not.

例えば、第１の変形例として、入力要素がキャリア１４、出力要素がサンギヤ１１、反力要素がリングギヤ１２に構成された遊星歯車機構１０であってもよい。第２の変形例として、入力要素がサンギヤ１１、出力要素がリングギヤ１２、反力要素がキャリア１４に構成された遊星歯車機構１０であってもよい。第３の変形例として、入力要素がリングギヤ１２、出力要素がサンギヤ１１、反力要素がキャリア１４に構成された遊星歯車機構１０であってもよい。第１の変形例では、遊星歯車機構１０は増速機として機能する。第２の変形例と第３の変形例では、遊星歯車機構１０は動力を伝達する際に入力要素と出力要素との回転方向が逆転する。   For example, as a first modification, the planetary gear mechanism 10 in which the input element is a carrier 14, the output element is a sun gear 11, and the reaction element is a ring gear 12 may be used. As a second modification, the planetary gear mechanism 10 in which the input element is a sun gear 11, the output element is a ring gear 12, and the reaction element is a carrier 14 may be used. As a third modification, the planetary gear mechanism 10 in which the input element is a ring gear 12, the output element is a sun gear 11, and the reaction element is a carrier 14 may be used. In the first modification, the planetary gear mechanism 10 functions as a speed increaser. In the second modification and the third modification, when the planetary gear mechanism 10 transmits power, the rotation directions of the input element and the output element are reversed.

また、第１実施形態では、第１弾性体３がキャリア１４を押すように弾性力を作用し、かつ第２弾性体４がリングギヤ１２を押すように弾性力を作用する構成について説明したが、この発明はこれに限定されない。つまり、第１弾性体３がキャリア１４を軸線方向に引っ張るように弾性力を作用する構成であってもよい。この場合、第２弾性体４がリングギヤ１２を軸線方向に引っ張るように弾性力を作用する。この変形例の説明では図１を参照する。   In the first embodiment, the configuration in which the first elastic body 3 applies an elastic force so as to press the carrier 14 and the second elastic body 4 applies the elastic force so as to press the ring gear 12 has been described. The present invention is not limited to this. That is, the first elastic body 3 may be configured to exert an elastic force so as to pull the carrier 14 in the axial direction. In this case, the second elastic body 4 exerts an elastic force so as to pull the ring gear 12 in the axial direction. Refer to FIG. 1 for description of this modification.

例えば、第４の変形例として、プラネットギヤ１３の先端側（歯先円が小さい側）が、図１の上側を向くように配置された遊星歯車機構１０であってもよい。その遊星歯車機構１０では、サンギヤ１１は、先端側が図１の下側、後端側が図１の上側を向くよう配置されている。また、リングギヤ１２は、内歯の歯先円が、図１の上側へ向けて縮径するように形成されている。第１弾性体３は、軸線方向でプラネットギヤ１３の後端側から先端側に向けて作用する弾性力を、キャリア１４に作用させる。つまり、プラネットギヤ１３は第１弾性体３によって、軸線方向で図１の上側へ向けて引っ張られる。また、第２弾性体４は、軸線方向でプラネットギヤ１３を先端側から後端側へ向けて作用する弾性力を、リングギヤ１２に作用させる。つまり、リングギヤ１２は第２弾性体４によって、軸線方向で、図１の下側へ向けて引っ張られる。このように、各弾性体３,４がプラネットギヤ１３とリングギヤ１２とを引っ張る場合には、第１弾性体３の端部とキャリア１４とが固着されているとともに、第２弾性体４の端部とリングギヤ１２とが固着されている。   For example, the planetary gear mechanism 10 arrange | positioned so that the front end side (side where an addendum circle is small) of the planet gear 13 may face the upper side of FIG. 1 may be sufficient as a 4th modification. In the planetary gear mechanism 10, the sun gear 11 is arranged such that the front end side faces the lower side in FIG. 1 and the rear end side faces the upper side in FIG. Further, the ring gear 12 is formed such that the tooth tip circle of the inner teeth is reduced in diameter toward the upper side in FIG. The first elastic body 3 acts on the carrier 14 with an elastic force that acts in the axial direction from the rear end side to the front end side of the planet gear 13. That is, the planet gear 13 is pulled toward the upper side in FIG. 1 in the axial direction by the first elastic body 3. Further, the second elastic body 4 causes the ring gear 12 to exert an elastic force that acts in the axial direction from the front end side to the rear end side of the planet gear 13. That is, the ring gear 12 is pulled toward the lower side in FIG. 1 in the axial direction by the second elastic body 4. Thus, when each elastic body 3 and 4 pulls the planet gear 13 and the ring gear 12, the end of the first elastic body 3 and the carrier 14 are fixed, and the end of the second elastic body 4 is fixed. The part and the ring gear 12 are fixed.

さらに、第１実施形態では、各弾性体３，４が、キャリア１４とリングギヤ１２とに弾性力を作用させる構成について説明したが、この発明はこれに限定されない。要は、バックラッシレス機構１では、遊星歯車機構１０の三つの回転要素のうち、少なくともキャリア１４を含む二つの回転要素に二つの弾性体が予圧（軸線方向の弾性力）を与えるように構成されればよい。なお、三つの回転要素とは、サンギヤ１１と、リングギヤ１２と、キャリア１４とのことである。   Further, in the first embodiment, the configuration in which each of the elastic bodies 3 and 4 applies an elastic force to the carrier 14 and the ring gear 12 has been described, but the present invention is not limited to this. In short, the backlashless mechanism 1 is configured such that two elastic bodies apply preload (elastic force in the axial direction) to at least two rotating elements including the carrier 14 among the three rotating elements of the planetary gear mechanism 10. Just do it. The three rotation elements are the sun gear 11, the ring gear 12, and the carrier 14.

例えば、第５の変形例として、キャリア１４とサンギヤ１１に、各弾性体３，４の弾性力が作用するように構成されてもよい。そのサンギヤ１１は、入力軸２の外周面にスプライン嵌合し、入力軸２に対して軸線方向に移動可能に構成されている。リングギヤ１２は、回転不能かつ軸線方向に固定されている。第１弾性体３は、上述した第１実施形態と同様に、図１に示すように配置されている。第２弾性体４は、入力軸２に形成されたボス部とサンギヤ１１とに挟まれるようにして配置される。これにより、サンギヤ１１には第２弾性体４からの弾性力が、軸線方向で図１の上側へ向けて作用する。つまり、サンギヤ１１は第２弾性体４によって軸線方向で図１の上側へ押されることになる。なお、第５の変形例の別の変形例として、プラネットギヤ１３の先端側が軸線方向で反対側（図１の上側）を向くように配置された場合には、キャリア１４が第１弾性体３によって図１の上側に引っ張られ、かつサンギヤ１１が第２弾性体４によって図１の下側に引っ張られるように構成されてもよい。この場合、第２弾性体４の一方の端部はサンギヤ１１に固着され、かつ第２弾性体４の他方の端部は入力軸２のボス部に固着される。   For example, as a fifth modification, the carrier 14 and the sun gear 11 may be configured so that the elastic force of each elastic body 3, 4 acts. The sun gear 11 is spline-fitted to the outer peripheral surface of the input shaft 2 and is configured to be movable in the axial direction with respect to the input shaft 2. The ring gear 12 is non-rotatable and fixed in the axial direction. The 1st elastic body 3 is arrange | positioned as shown in FIG. 1 similarly to 1st Embodiment mentioned above. The second elastic body 4 is disposed so as to be sandwiched between the boss formed on the input shaft 2 and the sun gear 11. Thereby, the elastic force from the second elastic body 4 acts on the sun gear 11 in the axial direction toward the upper side in FIG. That is, the sun gear 11 is pushed upward in FIG. 1 in the axial direction by the second elastic body 4. As another modification example of the fifth modification example, when the tip end side of the planet gear 13 is arranged so as to face the opposite side in the axial direction (upper side in FIG. 1), the carrier 14 has the first elastic body 3. 1, and the sun gear 11 may be pulled downward by FIG. 1 by the second elastic body 4. In this case, one end portion of the second elastic body 4 is fixed to the sun gear 11, and the other end portion of the second elastic body 4 is fixed to the boss portion of the input shaft 2.

［３．第２実施形態］
次に、図４〜図９を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態とは異なり、各ギヤが平歯車に形成された遊星歯車機構を対象とする。さらに、遊星歯車機構は、二つの部材に分割されたキャリアを備えている。図４は、第２実施形態のキャリアを示す斜視図である。図５（ａ）は、遊星歯車機構を軸線方向から見た時の平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。図６は、図５（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。なお、上述した第１実施形態と同様の構成については説明を省略し、その参照符号を引用する。 [3. Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Unlike the first embodiment, the second embodiment is directed to a planetary gear mechanism in which each gear is formed as a spur gear. Furthermore, the planetary gear mechanism includes a carrier divided into two members. FIG. 4 is a perspective view showing the carrier of the second embodiment. FIG. 5A is a plan view of the planetary gear mechanism as viewed from the axial direction. FIG.5 (b) is sectional drawing which shows the BB cross section of Fig.5 (a). FIG. 6 is a cross-sectional view showing the CC cross section of FIG. In addition, description is abbreviate | omitted about the structure similar to 1st Embodiment mentioned above, and the reference symbol is quoted.

第２実施形態の遊星歯車機構２０は、互いに相対回転可能に構成された第１キャリア２１と第２キャリア２２とを備えている。また、遊星歯車機構２０は、第１キャリア２１に保持されている第１プラネットギヤ２３と、第２キャリア２２に保持されている第２プラネットギヤ２４とを備えている。   The planetary gear mechanism 20 of the second embodiment includes a first carrier 21 and a second carrier 22 that are configured to be rotatable relative to each other. The planetary gear mechanism 20 includes a first planet gear 23 held by the first carrier 21 and a second planet gear 24 held by the second carrier 22.

遊星歯車機構２０は、外歯歯車であるサンギヤ２５と、サンギヤ２５に対して同心円上に配置されたリングギヤ２６と、それらサンギヤ２５とリングギヤ２６とに噛み合っている第１プラネットギヤ２３および第２プラネットギヤ２４と、第１プラネットギヤ２３を自転可能かつ公転可能に保持している第１キャリア２１と、第２プラネットギヤ２４を自転可能かつ公転可能に保持している第２キャリア２２とを備えている。各ギヤ２３，２４，２５，２６はいずれも平歯車により構成されている。遊星歯車機構２０は、サンギヤ２５が入力要素、第１キャリア２１および第２キャリア２２が出力要素、リングギヤ２６が反力要素となり、減速機として機能する。   The planetary gear mechanism 20 includes a sun gear 25 that is an external gear, a ring gear 26 that is arranged concentrically with the sun gear 25, and a first planet gear 23 and a second planet gear that mesh with the sun gear 25 and the ring gear 26. A gear 24, a first carrier 21 holding the first planet gear 23 so that it can rotate and revolve, and a second carrier 22 holding the second planet gear 24 so as to rotate and revolve. Yes. Each of the gears 23, 24, 25, and 26 is a spur gear. In the planetary gear mechanism 20, the sun gear 25 serves as an input element, the first carrier 21 and the second carrier 22 serve as an output element, and the ring gear 26 serves as a reaction force element, and functions as a speed reducer.

図４に示すように、第１キャリア２１は、円形状に形成された第１本体部２１ａと、第１本体部２１ａから軸線方向に突出する円柱状の第１爪部２１ｂと、第１本体部２１ａに形成された軸線方向の凹部２１ｃと、第１本体部２１ａから第１爪部２１ｂとは反対側に延びる円筒部２１ｄとを備えている。円筒部２１ｄの外周部分には出力ギヤ２７が設けられている。円筒部２１ｄは入力軸２の外周側に配置される。第１キャリア２１と入力軸２とは相対回転する。第１プラネットギヤ２３は第１爪部２１ｂに取り付けられて回転可能に保持されている。第１キャリア２１の凹部２１ｃ内に第２キャリア２２が配置されている。   As shown in FIG. 4, the first carrier 21 includes a first body portion 21a formed in a circular shape, a columnar first claw portion 21b protruding in the axial direction from the first body portion 21a, and a first body. An axial concave portion 21c formed in the portion 21a and a cylindrical portion 21d extending from the first main body portion 21a to the opposite side of the first claw portion 21b are provided. An output gear 27 is provided on the outer peripheral portion of the cylindrical portion 21d. The cylindrical portion 21 d is disposed on the outer peripheral side of the input shaft 2. The first carrier 21 and the input shaft 2 rotate relative to each other. The first planet gear 23 is attached to the first claw portion 21b and is rotatably held. The second carrier 22 is disposed in the recess 21 c of the first carrier 21.

第２キャリア２２は、径方向に延びる板状に形成された第２本体部２２ａと、第２本体部２２ａから軸線方向に突出する円柱状の第２爪部２２ｂとを備えている。第２キャリア２２は、第２爪部２２ｂが第１キャリア２１の第１爪部２１ｂと同一方向へ向けて突出するようにして、第２本体部２２ａが第１キャリア２１の凹部２１ｃ内に配置される。第２本体部２２ａは、第１キャリア２１の凹部２１ｃと軸線方向で対向し、かつ回転方向（円周方向）で対向する。要するに、第１キャリア２１の本体表面２１ｅと、第２キャリア２２の本体表面２２ｃとが、軸線方向で同じ位置となるように配置される。これにより、第１キャリア２１と第２キャリア２２とからなるキャリア構造を薄型にすることができる。また、第２プラネットギヤ２４は第２爪部２２ｂに取り付けられて回転可能に保持されている。   The second carrier 22 includes a second main body portion 22a formed in a plate shape extending in the radial direction, and a columnar second claw portion 22b protruding in the axial direction from the second main body portion 22a. The second carrier 22 is disposed in the recess 21c of the first carrier 21 so that the second claw portion 22b protrudes in the same direction as the first claw portion 21b of the first carrier 21. Is done. The 2nd main-body part 22a opposes the recessed part 21c of the 1st carrier 21 in an axial direction, and opposes it in a rotation direction (circumferential direction). In short, the main body surface 21e of the first carrier 21 and the main body surface 22c of the second carrier 22 are arranged at the same position in the axial direction. Thereby, the carrier structure consisting of the first carrier 21 and the second carrier 22 can be made thin. The second planet gear 24 is attached to the second claw portion 22b and is rotatably held.

図５（ｂ）に示すように、第２実施形態のバックラッシレス機構１は、第１キャリア２１および第２キャリア２２に回転方向の弾性力を作用する弾性体２８を備えている。第１キャリア２１と第２キャリア２２とは弾性体２８によって連結されている。弾性体２８が回転方向に伸縮することによって、第１キャリア２１と第２キャリア２２とが相対回転する。   As shown in FIG. 5B, the backlashless mechanism 1 of the second embodiment includes an elastic body 28 that acts on the first carrier 21 and the second carrier 22 in the rotational direction. The first carrier 21 and the second carrier 22 are connected by an elastic body 28. As the elastic body 28 expands and contracts in the rotation direction, the first carrier 21 and the second carrier 22 rotate relative to each other.

［３−１．噛合い部］
図７は、サンギヤ２５と各プラネットギヤ２３，２４との噛合い部と、各プラネットギヤ２３，２４とリングギヤ２６との噛合い部とを説明するための説明図である。 [3-1. Meshing part]
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a meshing portion between the sun gear 25 and each planet gear 23, 24 and a meshing portion between each planet gear 23, 24 and the ring gear 26.

遊星歯車機構２０には、第１キャリア２１に支持されている二つの第１プラネットギヤ２３と、第２キャリア２２に支持されている二つの第２プラネットギヤ２４との四つのプラネットギヤが設けられている。円周方向で、第１プラネットギヤ２３と第２プラネットギヤ２４とが交互に配置されている。図７に示す例では、第１キャリア２１には弾性体２８から反時計回り方向の弾性力が作用し、かつ第２キャリア２２には弾性体２８から時計回りの弾性力が作用している。   The planetary gear mechanism 20 is provided with four planet gears including two first planet gears 23 supported by the first carrier 21 and two second planet gears 24 supported by the second carrier 22. ing. In the circumferential direction, the first planet gears 23 and the second planet gears 24 are alternately arranged. In the example shown in FIG. 7, a counterclockwise elastic force is applied to the first carrier 21 from the elastic body 28, and a clockwise elastic force is applied to the second carrier 22 from the elastic body 28.

サンギヤ２５の歯部は、時計回り側を向いている第１歯面２５ａと、反時計回り側を向いている第２歯面２５ｂとを有する。リングギヤ２６の歯部は、時計回り側を向いている第１歯面２６ａと、反時計回り側を向いている第２歯面２６ｂとを有する。第１プラネットギヤ２３の歯部は、自転方向において、時計回り側を向いている第１歯面２３ａと、反時計回り側を向いている第２歯面２３ｂとを有する。第２プラネットギヤ２４の歯部は、自転方向において、時計回り側を向いている第１歯面２４ａと、反時計回り側を向いている第２歯面２４ｂとを有する。   The tooth portion of the sun gear 25 has a first tooth surface 25a facing the clockwise side and a second tooth surface 25b facing the counterclockwise side. The tooth portion of the ring gear 26 has a first tooth surface 26a facing the clockwise side and a second tooth surface 26b facing the counterclockwise side. The tooth portion of the first planet gear 23 has a first tooth surface 23a facing in the clockwise direction and a second tooth surface 23b facing in the counterclockwise direction in the rotation direction. The tooth portion of the second planet gear 24 has a first tooth surface 24a facing the clockwise direction and a second tooth surface 24b facing the counterclockwise direction in the rotation direction.

第１プラネットギヤ２３とサンギヤ２５との噛合い部Ｄでは、第１プラネットギヤ２３の第１歯面２３ａとサンギヤ２５の第１歯面２５ａとが接触している。噛合い部Ｄにおいて、第１プラネットギヤ２３の第２歯面２３ｂとサンギヤ２５の第２歯面２５ｂとの間にバックラッシがあってもよい。   At the meshing portion D between the first planet gear 23 and the sun gear 25, the first tooth surface 23a of the first planet gear 23 and the first tooth surface 25a of the sun gear 25 are in contact with each other. In the meshing portion D, there may be backlash between the second tooth surface 23 b of the first planet gear 23 and the second tooth surface 25 b of the sun gear 25.

第１プラネットギヤ２３とリングギヤ２６との噛合い部Ｅでは、第１プラネットギヤ２３の第２歯面２３ｂとリングギヤ２６の第１歯面２６ａとが接触している。噛合い部Ｅにおいて、第１プラネットギヤ２３の第１歯面２３ａとリングギヤ２６の第２歯面２６ｂとの間にバックラッシがあってもよい。   At the meshing portion E between the first planet gear 23 and the ring gear 26, the second tooth surface 23b of the first planet gear 23 and the first tooth surface 26a of the ring gear 26 are in contact with each other. In the meshing portion E, there may be backlash between the first tooth surface 23 a of the first planet gear 23 and the second tooth surface 26 b of the ring gear 26.

第２プラネットギヤ２４とサンギヤ２５との噛合い部Ｆでは、第２プラネットギヤ２４の第２歯面２４ｂとサンギヤ２５の第２歯面２５ｂとが接触している。噛合い部Ｆにおいて、第２プラネットギヤ２４の第１歯面２４ａとサンギヤ２５の第１歯面２５ａとの間にバックラッシがあってもよい。   At the meshing portion F between the second planet gear 24 and the sun gear 25, the second tooth surface 24b of the second planet gear 24 and the second tooth surface 25b of the sun gear 25 are in contact with each other. In the meshing portion F, there may be backlash between the first tooth surface 24 a of the second planet gear 24 and the first tooth surface 25 a of the sun gear 25.

第２プラネットギヤ２４とリングギヤ２６との噛合い部Ｇでは、第２プラネットギヤ２４の第１歯面２４ａとリングギヤ２６の第２歯面２６ｂとが接触している。噛合い部Ｇにおいて、第２プラネットギヤ２４の第２歯面２４ｂとリングギヤ２６の第１歯面２６ａとの間にバックラッシがあってもよい。   At the meshing portion G between the second planet gear 24 and the ring gear 26, the first tooth surface 24a of the second planet gear 24 and the second tooth surface 26b of the ring gear 26 are in contact with each other. In the meshing part G, there may be backlash between the second tooth surface 24 b of the second planet gear 24 and the first tooth surface 26 a of the ring gear 26.

このように、第１プラネットギヤ２３は、サンギヤ２５およびリングギヤ２６の時計回り側の歯面（第１歯面２５ａ，２６ａ）と接触している。第２プラネットギヤ２４は、サンギヤ２５およびリングギヤ２６の反時計回り側の歯面（第２歯面２５ｂ，２６ｂ）と接触している。つまり、バックラッシレス機構１では、第１プラネットギヤ２３の噛合い方向と、第２プラネットギヤ２４の噛合い方向とが逆転している。これは、弾性体２８から第１プラネットギヤ２３へ反時計回りに公転させられる弾性力が作用しているとともに、弾性体２８から第２プラネットギヤ２４へ時計回りに公転させられる弾性力が作用しているためである。   As described above, the first planet gear 23 is in contact with the clockwise tooth surfaces (the first tooth surfaces 25 a and 26 a) of the sun gear 25 and the ring gear 26. The second planet gear 24 is in contact with the counterclockwise tooth surfaces (second tooth surfaces 25b, 26b) of the sun gear 25 and the ring gear 26. That is, in the backlashless mechanism 1, the meshing direction of the first planet gear 23 and the meshing direction of the second planet gear 24 are reversed. This is because the elastic force revolved counterclockwise from the elastic body 28 to the first planet gear 23 acts, and the elastic force revolved clockwise from the elastic body 28 to the second planet gear 24 acts. This is because.

［３−２．動作］
図８は、遊星歯車機構２０の動作を説明するために、入力要素であるサンギヤ２５が時計回りに回転する場合を示す説明図である。図９は、サンギヤ２５が反時計回りに回転する場合を示す説明図である。 [3-2. Operation]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a case where the sun gear 25 as an input element rotates clockwise in order to explain the operation of the planetary gear mechanism 20. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a case where the sun gear 25 rotates counterclockwise.

図８に示すように、サンギヤ２５が時計回りに回転する場合、第１歯面２５ａが回転方向前方となる。その第１歯面２５ａは、噛合い部Ｄでは第１プラネットギヤ２３（第１歯面２３ａ）と接触しているが、噛合い部Ｆでは第２プラネットギヤ２４（第１歯面２４ａ）には接触していない。サンギヤ２５は、噛合い部Ｄにおいて第１歯面２５ａが第１プラネットギヤ２３の第１歯面２３ａを押すが、噛合い部Ｆでは第２プラネットギヤ２４を押さない。この場合、サンギヤ２５は駆動ギヤ、第１プラネットギヤ２３は従動ギヤとなり、第２プラネットギヤ２４は連れ回されることになる。   As shown in FIG. 8, when the sun gear 25 rotates clockwise, the first tooth surface 25a is forward in the rotational direction. The first tooth surface 25a is in contact with the first planet gear 23 (first tooth surface 23a) in the meshing portion D, but is in contact with the second planet gear 24 (first tooth surface 24a) in the meshing portion F. Are not touching. In the sun gear 25, the first tooth surface 25 a pushes the first tooth surface 23 a of the first planet gear 23 in the meshing portion D, but the second planet gear 24 is not pushed in the meshing portion F. In this case, the sun gear 25 is a drive gear, the first planet gear 23 is a driven gear, and the second planet gear 24 is rotated.

その第１プラネットギヤ２３は、噛合い部Ｅにおいて、第２歯面２３ｂがリングギヤ２６の第１歯面２６ａと接触している。つまり、第１プラネットギヤ２３が従動ギヤとして機能する場合に、サンギヤ２５と第１プラネットギヤ２３との間、および第１プラネットギヤ２３とリングギヤ２６との間で、バックラッシがない状態で回転を開始することができる。このように、サンギヤ２５が時計回りに回転する場合、サンギヤ２５から第１プラネットギヤ２３に伝達されたトルクによって、第１および第２キャリア２１，２２が時計回りに回転する。なお、第２プラネットギヤ２４は、第１および第２キャリア２１，２２が時計回りに回転することによって連れ回されて、時計回りに公転し、かつ反時計回りに自転する。   The first planet gear 23 has a second tooth surface 23 b in contact with the first tooth surface 26 a of the ring gear 26 at the meshing portion E. That is, when the first planet gear 23 functions as a driven gear, the rotation starts without backlash between the sun gear 25 and the first planet gear 23 and between the first planet gear 23 and the ring gear 26. can do. Thus, when the sun gear 25 rotates clockwise, the first and second carriers 21 and 22 rotate clockwise by the torque transmitted from the sun gear 25 to the first planet gear 23. The second planet gear 24 is rotated by the first and second carriers 21 and 22 rotating clockwise, revolves clockwise, and rotates counterclockwise.

図９に示すように、サンギヤ２５が反時計回りに回転する場合、第２歯面２５ｂが回転方向前方となる。その第２歯面２５ｂは、噛合い部Ｆでは第２プラネットギヤ２４（第２歯面２４ｂ）と接触しているが、噛合い部Ｄでは第１プラネットギヤ２３（第２歯面２３ｂ）には接触していない。サンギヤ２５は、噛合い部Ｆにおいて第２歯面２５ｂが第２プラネットギヤ２４の第２歯面２４ｂを押すが、噛合い部Ｄでは第１プラネットギヤ２３を押さない。この場合、サンギヤ２５は駆動ギヤ、第２プラネットギヤ２４は従動ギヤとなり、第１プラネットギヤ２３は連れ回されることになる。   As shown in FIG. 9, when the sun gear 25 rotates counterclockwise, the second tooth surface 25b is forward in the rotational direction. The second tooth surface 25b is in contact with the second planet gear 24 (second tooth surface 24b) in the meshing portion F, but is in contact with the first planet gear 23 (second tooth surface 23b) in the meshing portion D. Are not touching. In the sun gear 25, the second tooth surface 25 b pushes the second tooth surface 24 b of the second planet gear 24 in the meshing portion F, but the first planet gear 23 is not pushed in the meshing portion D. In this case, the sun gear 25 is a drive gear, the second planet gear 24 is a driven gear, and the first planet gear 23 is rotated.

その第２プラネットギヤ２４は、噛合い部Ｇにおいて、第１歯面２４ａがリングギヤ２６の第２歯面２６ｂと接触している。つまり、第２プラネットギヤ２４が従動ギヤとして機能する場合に、サンギヤ２５と第２プラネットギヤ２４との間、および第２プラネットギヤ２４とリングギヤ２６との間で、バックラッシがない状態で回転を開始することができる。このように、サンギヤ２５が反時計回りに回転する場合、サンギヤ２５から第２プラネットギヤ２４に伝達されたトルクによって、第１および第２キャリア２１，２２が反時計回りに回転する。なお、第１プラネットギヤ２３は、第１および第２キャリア２１，２２が反時計回りに回転することによって連れ回されて、反時計回りに公転し、かつ時計回りに自転する。   The second planet gear 24 has a first tooth surface 24 a in contact with a second tooth surface 26 b of the ring gear 26 at the meshing portion G. In other words, when the second planet gear 24 functions as a driven gear, the rotation starts without backlash between the sun gear 25 and the second planet gear 24 and between the second planet gear 24 and the ring gear 26. can do. Thus, when the sun gear 25 rotates counterclockwise, the first and second carriers 21 and 22 rotate counterclockwise by the torque transmitted from the sun gear 25 to the second planet gear 24. The first planet gear 23 is rotated by the first and second carriers 21 and 22 rotating counterclockwise, revolves counterclockwise, and rotates clockwise.

以上説明した通り、第２実施形態によれば、入力要素の回転方向が切り替わる場合であっても、バックラッシを除去することができる。   As described above, according to the second embodiment, backlash can be removed even when the rotation direction of the input element is switched.

なお、第２実施形態のバックラッシレス機構１は小型の遊星歯車機構２０に好適である。例えば、リングギヤ２６のピッチ円が直径数ｃｍであり、各プラネットギヤ２３，２４のピッチ円が直径数ｍｍに構成されてよい。この場合、各ギヤ２３，２４，２５，２６および各キャリア２１，２２はいずれも樹脂製であってもよい。また、弾性体２８は軸線方向に弾性変形する部材であればよく、金属製のコイルスプリングに限定されない。   The backlashless mechanism 1 according to the second embodiment is suitable for a small planetary gear mechanism 20. For example, the pitch circle of the ring gear 26 may have a diameter of several centimeters, and the pitch circles of the planet gears 23 and 24 may have a diameter of several millimeters. In this case, each of the gears 23, 24, 25, and 26 and the carriers 21 and 22 may be made of resin. Moreover, the elastic body 28 should just be a member elastically deformed to an axial direction, and is not limited to a metal coil spring.

［４．第２実施形態の変形例］
次に、第２実施形態の変形例について説明する。第２実施形態では、入力要素がサンギヤ２５、反力要素がリングギヤ２６、出力要素が第１および第２キャリア２１，２２に構成された遊星歯車機構２０について説明したが、この発明が対象とする遊星歯車機構はこれに限定されない。 [4. Modification of Second Embodiment]
Next, a modification of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the planetary gear mechanism 20 in which the input element is the sun gear 25, the reaction element is the ring gear 26, and the output element is the first and second carriers 21 and 22 has been described. The planetary gear mechanism is not limited to this.

例えば、第１の変形例として、入力要素が第１および第２キャリア２１，２２、出力要素がサンギヤ２５、反力要素がリングギヤ２６に構成された遊星歯車機構２０であってもよい。第２の変形例として、入力要素がサンギヤ２５、出力要素がリングギヤ２６、反力要素が第１および第２キャリア２１，２２に構成された遊星歯車機構２０であってもよい。第３の変形例として、入力要素がリングギヤ２６、出力要素がサンギヤ２５、反力要素が第１および第２キャリア２１，２２に構成された遊星歯車機構２０であってもよい。第１の変形例では、遊星歯車機構２０は増速機として機能する。第２の変形例と第３の変形例では、遊星歯車機構２０は動力を伝達する際に入力要素と出力要素との回転方向が逆転する。   For example, as a first modification, the planetary gear mechanism 20 in which the input elements are the first and second carriers 21 and 22, the output element is the sun gear 25, and the reaction element is the ring gear 26 may be used. As a second modification, the planetary gear mechanism 20 may be configured in which the input element is the sun gear 25, the output element is the ring gear 26, and the reaction force elements are the first and second carriers 21 and 22. As a third modification, the planetary gear mechanism 20 may be configured in which the input element is the ring gear 26, the output element is the sun gear 25, and the reaction force element is the first and second carriers 21 and 22. In the first modification, the planetary gear mechanism 20 functions as a speed increaser. In the second modification and the third modification, when the planetary gear mechanism 20 transmits power, the rotation directions of the input element and the output element are reversed.

また、第２実施形態では、弾性体２８が第１キャリア２１と第２キャリア２２とを押すように弾性力を作用する構成について説明したが、この発明はこれに限定されない。例えば、第４の変形例として、弾性体２８が第１キャリア２１と第２キャリア２２とを円周方向に引っ張るように弾性力を作用する構成であってもよい。この場合、弾性体２８の一方の端部が第１キャリア２１に固着され、かつ弾性体２８の他方の端部が第２キャリア２２に固着されている。   In the second embodiment, the configuration in which the elastic body 28 acts an elastic force so as to press the first carrier 21 and the second carrier 22 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, as a fourth modification, the elastic body 28 may be configured to apply an elastic force so as to pull the first carrier 21 and the second carrier 22 in the circumferential direction. In this case, one end of the elastic body 28 is fixed to the first carrier 21, and the other end of the elastic body 28 is fixed to the second carrier 22.

さらに、第２実施形態では、リングギヤ２６が一つの例について説明したが、二つのリングギヤを備える遊星歯車機構２０であってもよい。いわゆる不思議遊星歯車機構であってもよい。そこで、第５の変形例として、遊星歯車機構２０が不思議遊星歯車機構からなり、リングギヤ２６には、固定要素としての第１リングギヤと、出力要素としての第２リングギヤとが含まれる構成であってもよい。その遊星歯車機構２０では、サンギヤ２５が入力要素となり、第１および第２キャリア２１，２２は自由回転するように構成されている。また、第１リングギヤの歯数と、第２リングギヤの歯数とは、異なる数に設定されている。そして、第１リングギヤおよび第２リングギヤは各プラネットギヤ２３，２４と噛み合うように構成されている。例えば、第１リングギヤと第２リングギヤとが、各プラネットギヤ２３，２４の歯幅方向に並ぶようにして配置されている。この不思議遊星歯車機構からなる遊星歯車機構２０では、上述した第２実施形態よりも大きな減速比を設定することができる。   Furthermore, in the second embodiment, the ring gear 26 is described as an example, but the planetary gear mechanism 20 including two ring gears may be used. A so-called planetary gear mechanism may be used. Therefore, as a fifth modified example, the planetary gear mechanism 20 is a mysterious planetary gear mechanism, and the ring gear 26 includes a first ring gear as a fixed element and a second ring gear as an output element. Also good. In the planetary gear mechanism 20, the sun gear 25 serves as an input element, and the first and second carriers 21 and 22 are configured to freely rotate. Further, the number of teeth of the first ring gear and the number of teeth of the second ring gear are set to different numbers. The first ring gear and the second ring gear are configured to mesh with the planet gears 23 and 24. For example, the first ring gear and the second ring gear are arranged so as to be aligned in the tooth width direction of each planet gear 23, 24. In the planetary gear mechanism 20 including the mysterious planetary gear mechanism, it is possible to set a larger reduction ratio than in the second embodiment described above.

１ バックラッシレス機構
３ 第１弾性体
４ 第２弾性体
１０ 遊星歯車機構
１１ サンギヤ
１２ リングギヤ
１３ プラネットギヤ
１４ キャリア
２０ 遊星歯車機構
２１ 第１キャリア
２２ 第２キャリア
２３ 第１プラネットギヤ
２４ 第２プラネットギヤ
２５ サンギヤ
２６ リングギヤ
２８ 弾性体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Backlashless mechanism 3 1st elastic body 4 2nd elastic body 10 Planetary gear mechanism 11 Sun gear 12 Ring gear 13 Planet gear 14 Carrier 20 Planetary gear mechanism 21 1st carrier 22 2nd carrier 23 1st planet gear 24 2nd planet gear 25 Sun gear 26 Ring gear 28 Elastic body

Claims (4)

外歯歯車であるサンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合うプラネットギヤを自転可能かつ公転可能に保持するキャリアとの三つの回転要素を有し、かつ前記サンギヤと前記リングギヤと前記プラネットギヤとがいずれもテーパ歯車により構成された遊星歯車機構のバックラッシレス機構において、
前記三つの回転要素のうちいずれか二つの回転要素に、回転中心軸線方向で反対方向の荷重をそれぞれに与える第１弾性体と第２弾性体とを備え、
前記第１弾性体は、前記キャリアに回転中心軸線方向の弾性力を作用し、
前記第２弾性体は、前記リングギヤと前記サンギヤとのうち一方のギヤに回転中心軸線方向の弾性力を作用し、
前記キャリアは、前記第１弾性体から受ける弾性力によって、前記プラネットギヤと一体的に回転中心軸線方向へ移動可能に構成され、
前記一方のギヤは、前記第２弾性体から受ける弾性力によって、回転中心軸線方向へ移動可能に構成されている
ことを特徴とする遊星歯車機構のバックラッシレス機構。 Three gears, a sun gear that is an external gear, a ring gear that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear, and a carrier that holds a planet gear that meshes with the sun gear and the ring gear so as to rotate and revolve. In a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism that has a rotating element, and each of the sun gear, the ring gear, and the planet gear is configured by a tapered gear,
A first elastic body and a second elastic body, each of which applies a load in the opposite direction in the rotation center axis direction to any two of the three rotation elements;
The first elastic body acts on the carrier with an elastic force in a rotation center axis direction,
The second elastic body acts on one of the ring gear and the sun gear with an elastic force in the rotation center axis direction,
The carrier is configured to be movable in the direction of the rotation center axis integrally with the planet gear by an elastic force received from the first elastic body,
The backlashless mechanism of the planetary gear mechanism, wherein the one gear is configured to be movable in the axial direction of the rotation center by an elastic force received from the second elastic body. 前記プラネットギヤは、回転中心軸線方向の一方端側から他方端側へ向けて、歯先円が縮径されたテーパ形状に形成され、
前記第１弾性体は、回転中心軸線方向で前記一方端側から前記他方端側へ向けて作用する弾性力を前記キャリアに与え、
前記第２弾性体は、回転中心軸線方向で前記他方端側から前記一方端側へ向けて作用する弾性力を前記一方のギヤに与える
ことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車機構のバックラッシレス機構。 The planet gear is formed in a tapered shape in which a tooth tip circle is reduced in diameter from one end side to the other end side in the rotation center axis direction.
The first elastic body gives an elastic force acting on the carrier from the one end side toward the other end side in the rotation center axis direction;
2. The planetary gear mechanism according to claim 1, wherein the second elastic body imparts an elastic force acting on the one gear from the other end side toward the one end side in the rotation center axis direction. Backlashless mechanism. 外歯歯車であるサンギヤと、前記サンギヤと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤと、前記サンギヤと前記リングギヤとに噛合うプラネットギヤと、前記プラネットギヤを自転可能かつ公転可能に保持するキャリアとを有する遊星歯車機構のバックラッシレス機構において、
前記キャリアは、回転方向に弾性力を作用する弾性体によって互いに相対回転可能に連結された第１キャリアと第２キャリアとを含み、
前記プラネットギヤは、
前記第１キャリアに自転可能に保持された第１プラネットギヤと、
前記第２キャリアに自転可能に保持された第２プラネットギヤとを含み、
前記サンギヤと前記リングギヤとは、前記第１プラネットギヤと噛み合う第１歯面が前記第２プラネットギヤとは噛み合わず、かつ前記第２プラネットギヤと噛み合う第２歯面が前記第１プラネットギヤとは噛み合わないように構成されている
ことを特徴とする遊星歯車機構のバックラッシレス機構。 A sun gear that is an external gear, a ring gear that is an internal gear arranged concentrically with the sun gear, a planet gear that meshes with the sun gear and the ring gear, and the planet gear that is rotatable and revolved. In a backlashless mechanism of a planetary gear mechanism having a carrier,
The carrier includes a first carrier and a second carrier that are coupled to each other so as to be relatively rotatable by an elastic body that acts in the rotational direction.
The planet gear is
A first planet gear rotatably held on the first carrier;
A second planet gear held rotatably on the second carrier,
The sun gear and the ring gear have a first tooth surface meshing with the first planet gear not meshing with the second planet gear, and a second tooth surface meshing with the second planet gear is defined as the first planet gear. A backlash-less mechanism of a planetary gear mechanism, characterized in that it is configured not to mesh. 前記第１キャリアは、円形状に形成された第１本体部と、前記第１本体部から回転中心軸線方向に突出し前記第１プラネットギヤを保持する第１爪部と、前記第１本体部から回転中心軸線方向に凹む凹部とを有し、
前記第２キャリアは、径方向に延びる板状の第２本体部と、前記第２本体部から回転中心軸線方向に突出し前記第２プラネットギヤを保持する第２爪部とを有し、
前記第２キャリアは、前記第１キャリアの前記凹部内に配置されている
ことを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車機構のバックラッシレス機構。 The first carrier includes a first main body portion formed in a circular shape, a first claw portion that protrudes from the first main body portion in a rotation center axis direction direction and holds the first planet gear, and the first main body portion. A recess recessed in the direction of the rotation center axis,
The second carrier has a plate-like second main body portion extending in the radial direction, and a second claw portion that protrudes from the second main body portion in the rotation center axis direction direction and holds the second planet gear,
The backlashless mechanism of the planetary gear mechanism according to claim 3, wherein the second carrier is disposed in the recess of the first carrier.
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