JP2017201194A - 減速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遊星歯車の内周面とキャリヤ軸部材との間に配置されるニードル軸受の耐久性を向上させることができる減速装置を提供すること。
【解決手段】減速装置１は、潤滑油が充填されたハウジング１０と、第二太陽歯車４０と、太陽歯車に噛合する遊星歯車３０と、遊星歯車３０に挿入されるキャリヤ軸部材５０と、遊星歯車３０に対してキャリヤ軸部材５０を回転可能に支持するニードル軸受６０と、キャリヤ軸部材５０の軸方向両端を支持するキャリヤ支持部材７０と、を備える。遊星歯車３０は、軸方向一方側を向く端面に放射状に形成される第一溝部３４と、軸方向他方側を向く端面に放射状に形成される第二溝部３６と、を備え、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第一溝部３４の径方向外側端部までの距離ｒ１は、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第二溝部３６の径方向外側端部までの距離ｒ２よりも大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、減速装置に関する。

キャリヤ軸部材の外周面と遊星歯車の内周面との間にニードル軸受が配置された減速装置が知られている。特許文献１には、ケーシング内に潤滑油を充填した状態で使用する遊星歯車装置において、遊星歯車の軸方向を向く端面に案内溝を形成し、遊星ピン（キャリヤ軸部材）と円筒ころ（ニードル軸受）との接触面に潤滑油を案内する技術が開示されている。

特開２０１４−１０５７４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、遊星ピン（キャリヤ軸部材）と円筒ころ（ニードル軸受）との接触面に供給される潤滑油が循環しにくく、劣化した潤滑油が遊星ピンと円筒ころとの接触面に滞留しやすい。従って、潤滑油の供給によるニードル軸受の耐久性向上効果を十分に得ることができない。

本発明は、遊星歯車の内周面とキャリヤ軸部材との間に配置されるニードル軸受の耐久性を向上させることができる減速装置を提供することを目的とする。

本発明の減速装置は、潤滑油が充填されたハウジングと、前記ハウジングに収容される内歯車又は外歯車である太陽歯車と、前記太陽歯車に噛合する外歯車である遊星歯車と、前記遊星歯車に挿入されるキャリヤ軸部材と、前記遊星歯車の内周面に対し、前記キャリヤ軸部材の外周面を回転可能に支持するニードル軸受と、前記キャリヤ軸部材の軸方向両端を支持し、前記遊星歯車が軸方向へ変位することを規制するキャリヤ支持部材と、を備える。前記遊星歯車は、軸方向一方側を向く端面に放射状に形成される第一溝部と、軸方向他方側を向く端面に放射状に形成される第二溝部と、を備える。前記遊星歯車の回転軸線から前記第一溝部の径方向外側端部までの距離は、前記遊星歯車の回転軸線から前記第二溝部の径方向外側端部までの距離よりも大きい。

本発明の減速装置によれば、遊星歯車の回転軸線から第一溝部の径方向外側端部までの距離は、遊星歯車の回転軸線から第二溝部の径方向外側端部までの距離よりも大きい。従って、遊星歯車が遊星歯車の回転軸線まわりを自転するとき、第一溝部の径方向外側端部における圧力は、第二溝部の径方向外側端部における圧力よりも低くなる。よって、遊星歯車の内周面とキャリヤ軸部材の外周面との間に形成されたニードル軸受の配置領域に取り込まれた潤滑油は、第一溝部から強制的に排出され、それと同時にニードル軸受の配置領域には第一溝部から潤滑油が新たに取り込まれる。

このように、遊星歯車の回転により発生する第一溝部の径方向外側端部と第二溝部の径方向外側端部との圧力差を利用して、ニードル軸受の配置領域に供給される潤滑油の循環を促すことができる。即ち、ニードル軸受の配置領域に劣化した潤滑油が滞留することを回避できるので、ニードル軸受の耐久性を向上させることができる。

本発明の一実施形態における減速装置の軸方向断面図である。 図１のＩＩ部分を拡大した減速装置の部分拡大断面図である。 図２のＩＩＩａ方向から見た遊星歯車の側面図である。 図２のＩＩＩｂ方向から見た遊星歯車の側面図である。

以下、本発明に係る減速装置を適用した実施形態である減速装置１について、図面を参照しながら説明する。

（１．減速装置１の全体構成）
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態における減速装置１の全体構成について説明する。図１に示すように、減速装置１は、ハウジング１０と、第一太陽歯車２０と、遊星歯車３０と、第二太陽歯車４０と、キャリヤ軸部材５０と、ニードル軸受６０と、キャリヤ支持部材７０と、を主に備える。第一太陽歯車２０、遊星歯車３０、第二太陽歯車４０、キャリヤ軸部材５０、ニードル軸受６０及びキャリヤ支持部材７０は、潤滑油が充填されたハウジング１０の内部に収容される。

第一太陽歯車２０は、入力軸部材２に一体形成された外歯車である。遊星歯車３０は、入力軸部材２の中心軸線Ａ１に対して偏心した位置に配置される外歯車である。なお、遊星歯車３０の詳細な構成については後述する。第二太陽歯車４０は、入力軸部材２の中心軸線Ａ１と同軸に配置された内歯車であり、ハウジング１０に一体形成される。

キャリヤ軸部材５０は、遊星歯車３０に挿入された状態で、遊星歯車３０に対して相対回転可能に配置される。ニードル軸受６０は、遊星歯車３０の内周面とキャリヤ軸部材５０の外周面との間に配置され、遊星歯車３０は、ニードル軸受６０を介してキャリヤ軸部材５０に回転可能に支持される。ハウジング１０の内部には、３つの遊星歯車３０及び３つのキャリヤ軸部材５０が第一太陽歯車２０のまわりに周方向等間隔に配置される。

キャリヤ支持部材７０は、３つのキャリヤ軸部材５０の軸方向両端を固定支持し、遊星歯車３０が軸方向へ変位することを規制する。なお、遊星歯車３０の軸方向両側を向く端面とキャリヤ支持部材７０との間には、円環状に形成された一対のプレート７１が配置され、第一凸部３３及び第二凸部３５とキャリヤ支持部材７０とが一対のプレート７１に密接し、又は、微小隙間を空けて設けてあり、その微小隙間は、後述する第一溝部３４及び第二溝部３６（図２参照）の深さに対して十分に小さい。

また、キャリヤ支持部材７０は、第一太陽歯車２０を挟んだ軸方向両側に配置された玉軸受８１を介して、入力軸部材２を回転可能に支持する一方、遊星歯車３０の軸方向両側に配置された玉軸受８２を介して、ハウジング１０の内周面に回転可能に支持される。

（２．遊星歯車３０の構成）
次に、主として図２、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、遊星歯車３０の構成について具体的に説明する。遊星歯車３０は、第一太陽歯車２０に噛合する第一遊星歯車３１と、第二太陽歯車４０に噛合する第二遊星歯車３２とが一体回転可能に形成された段付歯車であって、第二遊星歯車３２の歯数は、第一遊星歯車３１の歯数よりも少ない。第二遊星歯車３２は、第一遊星歯車３１と同軸に配置され、第二遊星歯車３２の軸方向一方側（図１左側）を向く端面が、第一遊星歯車３１の軸方向他方側（図１右側）を向く端面に連結されている。

図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第一遊星歯車３１の軸方向一方側（図２左側）を向く端面には、第一遊星歯車３１の外歯よりも軸方向一方側へ突出する円環状の第一凸部３３が形成される。第一凸部３３には、放射状に延びる複数の第一溝部３４が形成される。また、第二遊星歯車３２の軸方向他方側を向く端面には、第二遊星歯車３２の外歯よりも軸方向他方側へ突出する円環状の第二凸部３５が形成される。第二凸部３５には、放射状に延びる複数の第二溝部３６が形成される。

第一凸部３３の外径は、第二凸部３５の外径よりも大きい。つまり、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第一溝部３４の径方向外側端部までの距離ｒ１は、回転軸線Ａ２から第二溝部３６の径方向外側端部までの距離ｒ２よりも大きい。なお、第一凸部３３及び第二凸部３５の内径は、遊星歯車３０の内径と同一である。

（３．減速装置１の動作）
次に、図１及び図２を参照して、減速装置１の動作について説明する。入力軸部材２に回転が入力されると、第一太陽歯車２０が入力軸部材２と一体的に回転する。第一太陽歯車２０に噛合する３つの遊星歯車３０は、第一太陽歯車２０の回転に伴い、回転軸線Ａ２まわりを自転する。これと同時に、３つの遊星歯車３０は、ハウジング１０に固定された第二太陽歯車４０に噛合しながら中心軸線Ａ１まわりを公転する。これにより、３つのキャリヤ軸部材５０が中心軸線Ａ１まわりを公転し、３つのキャリヤ軸部材５０を支持するキャリヤ支持部材７０が中心軸線Ａ１まわりを自転する。このように、減速装置１では、入力軸部材２に入力された回転が、減速されてキャリヤ支持部材７０から出力される。

ここで、遊星歯車３０の軸方向両側を向く端面には第一溝部３４及び第二溝部３６が形成され、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第一溝部３４の軸方向外側端部までの距離ｒ１は、回転軸線Ａ２から第二溝部３６の軸方向外側端部までの距離ｒ２よりも大きい。従って、遊星歯車３０が回転軸線Ａ２まわりを自転している状態では、第一溝部３４の径方向外側端部と第二溝部３６の径方向外側端部とで、潤滑油の流速に差が生じ、第一溝部３４の径方向外側端部における圧力は、第二溝部３６の径方向外側端部における圧力よりも低くなる。

よって、キャリヤ軸部材５０の外周面と遊星歯車３０の内周面との間に形成されたニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、図２の矢印Ｆ１で示すように、第一溝部３４から強制的に排出される。それと同時に、潤滑油は、図２の矢印Ｆ２で示すように、ニードル軸受６０の配置領域には第二溝部３６から潤滑油が新たに取り込まれる。

このように、遊星歯車３０の自転により発生する第一溝部３４の径方向外側端部と第二溝部３６の径方向外側端部との圧力差を利用して、ニードル軸受６０の配置領域に供給される潤滑油の循環を促すことができる。即ち、ニードル軸受６０の配置領域に劣化した潤滑油が滞留することを回避できるので、ニードル軸受６０の耐久性を向上させることができる。

また、第二遊星歯車３２は、第一遊星歯車３１と比べて外歯が少なく、第一遊星歯車３１よりも外径が小さい。そのため、第二太陽歯車４０との噛合により第二遊星歯車３２に加わる反力は、第一太陽歯車２０との噛合により第一遊星歯車３１に加わる反力よりも大きくなる。即ち、第二遊星歯車３２を支持するニードル軸受６０に加わる負荷は、第一遊星歯車３１を支持するニードル軸受６０に加わる負荷よりも大きく、第二遊星歯車３２を支持するニードル軸受６０には、第一遊星歯車３１を支持するニードル軸受６０よりも高い耐久性が要求される。

この点に関し、第二溝部３６は、第二遊星歯車３２の軸方向他方側を向く端面に、第一溝部３４は、第一遊星歯車３１の軸方向一方側を向く端面にそれぞれ形成される。これにより、第二溝部３６からニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、第二遊星歯車３２側から第一遊星歯車３１側へ循環する。即ち、ニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、先に第二遊星歯車３２を支持するニードル軸受６０に供給され、その後に第一遊星歯車３１を支持するニードル軸受６０へ供給される。第二遊星歯車３２の内周面を支持するニードル軸受６０には、第一遊星歯車３１の内周面を支持するニードル軸受６０と比べて、異物の含有量が少ない潤滑油が供給される。よって、第二遊星歯車３２の内周面を支持するニードル軸受６０に対する耐久性向上効果を高めることができる。

また、遊星歯車３０の軸方向両側を向く端面に形成される第一凸部３３及び第二凸部３５とキャリヤ支持部材７０との間にはプレート７１が配置され、そのプレート７１が第一凸部３３及び第二凸部３５とキャリヤ支持部材７０とに密接し、又は、微小隙間を空けて設けられている。これにより、ニードル軸受６０の配置領域に対して潤滑油が流出入可能な流路を第一溝部３４及び第二溝部３６に限定することができる。その結果、第一溝部３４の径方向外側端部と第二溝部３６の径方向外側端部とに圧力差が発生している状態を確実に作り出すことができるので、ニードル軸受６０に供給される潤滑油の循環を円滑に行うことができる。

さらに、第一遊星歯車３１の軸方向一方側を向く端面には第一凸部３３が、第二遊星歯車３２の軸方向他方側を向く端面には第二凸部３５がそれぞれ形成され、それら第一凸部３３及び第二凸部３５に対してプレート７１で塞がれている。よって、遊星歯車３０とプレート７１との接触面積を小さくすることができるので、キャリヤ支持部材７０に対して遊星歯車３０を相対回転させる際に必要となる力の低減を図ることができる。

また、第一凸部３３及び第二凸部３５は、第一遊星歯車３１又は第二遊星歯車３２の外歯よりも軸方向へ突出し、その突出する第一凸部３３及び第二凸部３５に第一溝部３４又は第二溝部３６を形成することにより、第一溝部３４及び第二溝部３６を容易に形成することができる。また、第一溝部３４及び第二溝部３６が外歯に形成されることを回避できるので、第一溝部３４及び第二溝部３６の形成により外歯の強度が低下することを防止できる。さらに、第一溝部３４及び第二溝部３６は直線状なので、容易に形成できる。

（４．その他）
以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変形改良が可能であることは容易に推察できるものである。また、上記各実施形態に挙げた数値は一例であり、他の数値を適用することは当然に可能である。例えば、ハウジング１０に収容される遊星歯車３０の数や遊星歯車３０の軸方向を向く端面に形成される第一溝部３４及び第二溝部３６の数は一例であり、必要に応じて数を増減させてもよい。

上記実施形態では、遊星歯車３０が第一遊星歯車３１及び第二遊星歯車３２を有する段付歯車である場合について説明したが、段付きでない遊星歯車であってもよい。また、上記実施形態では、第一太陽歯車２０が外歯車である場合について説明したが、第一太陽歯車２０が内歯車であってもよい。

（５．効果）
以上説明したように、本発明における減速装置１は、潤滑油が充填されたハウジング１０と、ハウジング１０に収容される内歯車としての第二太陽歯車４０又は外歯車としての第一太陽歯車２０である太陽歯車と、太陽歯車に噛合する外歯車である遊星歯車３０と、遊星歯車３０に挿入されるキャリヤ軸部材５０と、遊星歯車３０の内周面に対し、キャリヤ軸部材５０の外周面を回転可能に支持するニードル軸受６０と、キャリヤ軸部材５０の軸方向両端を支持し、遊星歯車３０が軸方向へ変位することを規制するキャリヤ支持部材７０と、を備える。これに加え、遊星歯車３０は、軸方向一方側を向く端面に放射状に形成される第一溝部３４と、軸方向他方側を向く端面に放射状に形成される第二溝部３６と、を備え、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第一溝部３４の径方向外側端部までの距離ｒ１は、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第二溝部３６の径方向外側端部までの距離ｒ２よりも大きい。

この減速装置１によれば、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第一溝部３４の径方向外側端部までの距離ｒ１は、遊星歯車３０の回転軸線Ａ２から第二溝部３６の径方向外側端部までの距離ｒ２よりも大きい。従って、遊星歯車３０が回転軸線Ａ２まわりを自転するとき、第一溝部３４の径方向外側端部における圧力は、第二溝部３６の径方向外側端部における圧力よりも低くなる。よって、遊星歯車３０の内周面とキャリヤ軸部材５０の外周面との間に形成されたニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、第一溝部３４から強制的に排出され、それと同時にニードル軸受６０の配置領域には第二溝部３６から潤滑油が新たに取り込まれる。

このように、遊星歯車３０の回転により発生する第一溝部３４の径方向外側端部と第二溝部３６の径方向外側端部との圧力差を利用して、ニードル軸受６０の配置領域に供給される潤滑油の循環を促すことができる。即ち、ニードル軸受６０の配置領域に劣化した潤滑油が滞留することを回避できるので、ニードル軸受６０の耐久性を向上させることができる。

上記した減速装置１において、遊星歯車３０の軸方向一方側を向く端面には、遊星歯車３０の外歯よりも軸方向一方側へ突出する第一凸部３３が形成され、遊星歯車３０の軸方向他方側を向く端面には、遊星歯車３０の外歯よりも軸方向他方側へ突出する第二凸部３５が形成され、第一溝部３４は、第一凸部３３に形成されると共に、第二溝部３６は、第二凸部３５に形成される。

この減速装置１によれば、遊星歯車３０の軸方向を向く端面に第一凸部３３及び第二凸部３５が形成され、第一凸部３３には第一溝部３４が、第二凸部３５には第二溝部３６がそれぞれ形成される。よって、第一溝部３４及び第二溝部３６を容易に形成することができる。また、第一溝部３４及び第二溝部３６が外歯に形成されることを回避できるので、第一溝部３４及び第二溝部３６の形成により外歯の強度が低下することを防止できる。

上記した減速装置１において、遊星歯車３０は、軸方向一方側を向く端面に第一溝部３４が形成された外歯車である第一遊星歯車３１と、第一遊星歯車３１よりも歯数の少ない外歯車であって、軸方向一方側を向く端面が第一遊星歯車３１の軸方向他方側を向く端面に連結される一方、軸方向他方側を向く端面に第二溝部３６が形成された第二遊星歯車３２と、を備える。これに加え、太陽歯車は、第一遊星歯車３１に噛合する内歯車又は外歯車である第一太陽歯車２０と、第二遊星歯車３２に噛合する内歯車である第二太陽歯車４０と、を備える。

この減速装置１によれば、第一溝部３４は、第一遊星歯車３１の軸方向一方側を向く端面に形成され、第二溝部３６は、第二遊星歯車３２の軸方向他方側を向く端面に形成される。よって、ニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、第二遊星歯車３２側から第一遊星歯車３１側へ循環する。

ここで、第二遊星歯車３２は、第一遊星歯車３１よりも歯数が少なく、第一遊星歯車３１よりも外径が小さくなるので、第二太陽歯車４０との噛合により第二遊星歯車３２に加わる反力は、第一太陽歯車２０との噛合により第一遊星歯車３１に加わる反力よりも大きい。従って、第二遊星歯車３２の内周面を支持するニードル軸受６０には、第一遊星歯車３１の内周面を支持するニードル軸受６０と比べて、高い耐久性が要求される。

この点に関し、上記したように、ニードル軸受６０の配置領域に取り込まれた潤滑油は、第二遊星歯車３２側から第一遊星歯車３１側へ循環するので、第二遊星歯車３２の内周面を支持するニードル軸受６０には、第一遊星歯車３１の内周面を支持するニードル軸受６０と比べて、異物の含有量が少ない潤滑油が供給される。よって、第二遊星歯車３２の内周面を支持するニードル軸受６０に対する耐久性向上効果を高めることができる。

１：減速装置、 １０：ハウジング、 ２０：第一太陽歯車（太陽歯車）、 ３０：遊星歯車、 ３１：第一遊星歯車、 ３２：第二遊星歯車、 ３３：第一凸部、 ３４：第一溝部、 ３５：第二凸部、 ３６：第二溝部、 ４０：第二太陽歯車（太陽歯車）、 ５０：キャリヤ軸部材、 ６０：ニードル軸受、 ７０：キャリヤ支持部材、 Ａ２：（遊星歯車の）回転軸線、 ｒ１：（遊星歯車の回転軸線から第一溝部の径方向外側端部までの）距離、 ｒ２：（遊星歯車の回転軸線から第二溝部の径方向外側端部までの）距離

Claims (3)

1. 潤滑油が充填されたハウジングと、
   前記ハウジングに収容される内歯車又は外歯車である太陽歯車と、
   前記太陽歯車に噛合する外歯車である遊星歯車と、
   前記遊星歯車に挿入されるキャリヤ軸部材と、
   前記遊星歯車の内周面に対し、前記キャリヤ軸部材の外周面を回転可能に支持するニードル軸受と、
   前記キャリヤ軸部材の軸方向両端を支持し、前記遊星歯車が軸方向へ変位することを規制するキャリヤ支持部材と、
   を備え、
   前記遊星歯車は、
   軸方向一方側を向く端面に放射状に形成される第一溝部と、
   軸方向他方側を向く端面に放射状に形成される第二溝部と、を備え、
   前記遊星歯車の回転軸線から前記第一溝部の径方向外側端部までの距離は、前記遊星歯車の回転軸線から前記第二溝部の径方向外側端部までの距離よりも大きい、減速装置。
2. 前記遊星歯車の軸方向一方側を向く端面には、前記遊星歯車の外歯よりも軸方向一方側へ突出する第一凸部が形成され、
   前記遊星歯車の軸方向他方側を向く端面には、前記遊星歯車の外歯よりも軸方向他方側へ突出する第二凸部が形成され、
   前記第一溝部は、前記第一凸部に形成されると共に、前記第二溝部は、前記第二凸部に形成される、請求項１に記載の減速装置。
3. 前記遊星歯車は、
   軸方向一方側を向く端面に前記第一溝部が形成された外歯車である第一遊星歯車と、
   前記第一遊星歯車よりも歯数の少ない外歯車であって、軸方向一方側を向く端面が前記第一遊星歯車の軸方向他方側を向く端面に連結される一方、軸方向他方側を向く他面に前記第二溝部が形成された第二遊星歯車と、を備え、
   前記太陽歯車は、
   前記第一遊星歯車に噛合する内歯車又は外歯車である第一太陽歯車と、
   前記第二遊星歯車に噛合する内歯車である第二太陽歯車と、を備える、請求項１又は２に記載の減速装置。

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