JP2018532966A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、遊星歯車装置（３００）と作業機械とを含むシステムの組立て方法に関し、遊星歯車装置（３００）は、第１のモジュールと第２のモジュールとを含み、第１のモジュールは、複数の遊星歯車（１０５）と、複数の遊星軸（３０１）と、少なくとも１つの遊星キャリア（３０２）とを含み、作業機械は、作業機械の軸（３０３）を含み、第１のモジュールを作業機械の軸に脱着可能に固定する工程と、その後、第１のモジュールを第２のモジュールに脱着可能に固定する工程とを含む。

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の作業機械に駆動力を伝達するための遊星歯車装置に関する。駆動力からは、特に、駆動モーメントと駆動出力とを得ることが可能である。

遊星歯車装置は 、モータ等の駆動手段から、プレス等の作業機械に駆動力を伝達するために従来から用いられている。遊星ギアボックスの利点は、特にコンパクトな構造様式と高い荷重能力であり、大きな駆動力でも伝達することが可能である。

公知の遊星歯車装置では、遊星歯車が太陽歯車の周りを回転する。各遊星歯車は、遊星軸上に回転可能に取り付けられている。遊星軸は、その両端部で遊星キャリアに結合されている。遊星キャリアは出力軸として機能し、したがって作業機械に直接結合される。

公知の遊星歯車装置は、作業機械上に完全に搭載準備が整ったシステムとして取り付けられる。これは、設置コストが比較的高いことを意味している。特に、個々の構成要素の分解は、既知の構造によって比較的複雑であるため、既知の遊星歯車装置のメンテナンスは複雑である。

これに対して、本発明は、簡略化された組立方法、より容易に搭載される遊星歯車装置、およびそのような遊星歯車装置とプレス部品とからなるシステムを提供することを課題とする。

この課題は、請求項１に従った方法、請求項２に従った遊星歯車装置、および請求項１３に従ったシステムによって解決される。本発明の実施形態は従属請求項に示されている。

発明に従った方法は、遊星歯車装置と作業機械とを含むシステムの組立てに関する。遊星歯車装置は、第１のモジュールおよび第２のモジュールを備える。第１のモジュールは、複数の遊星歯車と、複数の遊星軸と、少なくとも１つの遊星キャリアとを備える。第２のモジュールは、たとえば、遊星歯車装置の他の構成要素を含むことが可能である。残りの構成要素は、リング歯車、太陽歯車、駆動軸、クラッチ、ブレーキおよび／またはフライホイールであってもよい。

まず、第１のモジュールは、作業機械の軸に脱着可能に取り付けられる。遊星キャリアを作業機械の軸に脱着可能に固定することが特に可能である。脱着可能な固定とは、固定は、特に、破壊することなく開放することが可能であると理解される。これは、固定を開放した場合、機械の軸も第１のモジュールも損傷しておらず、および／またはその機能が損なわれていないことを意味する。脱着可能な固定としては、特に、力による結合または形状による結合が該当する。脱着可能な固定は、固定の安定性を損なうことなく、何度も行うことが可能であり、何度も開放することが可能ある。

第１のモジュールが作業機械の軸に脱着可能に固定された後、第１のモジュールは第２のモジュールに脱着可能に固定される。特に、第１のモジュールは、第２のモジュールのリング歯車に脱着可能に固定することが可能である。この固定は、特にインターロッキング結合とすることが可能である。たとえば、遊星歯車の外歯は、中空歯車の内歯に噛合可能である。このインターロッキング固定は、遊びがあってもよい。

第１のモジュールは、作業機械の軸に、遊星キャリアが作業機械の軸に遊びを設けて取り付けられるように固定することが可能である。特に、遊星キャリアは、単一アームに構成されてもよい。本明細書において、遊星軸はそれぞれ、それぞれの遊星軸の一端でのみ、遊星キャリアと結合されているという意味に理解される。

発明に従えば、遊星歯車装置は、複数の遊星歯車と、複数の遊星軸と、少なくとも１つの遊星キャリアとを備える。遊星歯車は、それぞれ遊星軸のうちの１つの遊星軸上に回転可能に配設されている。各遊星軸は、遊星キャリアに固定されている。

発明に従えば、遊星キャリアは、作業機械の軸と脱着可能に結合するように構成されてなる。脱着可能な結合においては、特に、結合は、破壊されることなく開放可能であると理解される。これは、結合が開放されるとき、作業機械軸も遊星キャリアも損傷したり、および／または機能が損なわれたりはしないことを意味する。脱着可能な結合としては、特に、力による結合または形状による結合が該当する。脱着可能な結合は、結合の安定性を損なうことなく、何度も行え、何度も結合可能である。

遊星キャリアの作業機械の軸との脱着可能な結合によって、遊星歯車装置の組立ては単純化される。組立てをするとき、まず、第１モジュールとして遊星軸と遊星歯車が固定された遊星キャリアを、作業機械の軸に固定することが可能である。好ましいことに、これは、脱着可能な結合であるために、組立てが特に容易であるので、作業機械を使用する場所で行うことが可能である。次いで、遊星歯車の残りの構成要素は、第２のモジュールとして、第１のモジュールに固定することが可能である。

本発明の一実施形態に従えば、遊星キャリアは、作業機械の軸との力による結合または形状による結合のための構成とすることが可能である。本明細書において、作業機械の軸とは、特に、力による結合または形状による結合で遊星キャリアに結合することが可能である作業機械の軸と理解される。作業機械の軸は、たとえば偏心軸であってもよい。これは、特に、作業機械がプレスである場合に当てはまる。

本発明の一実施形態に従えば、遊星軸は、それぞれ、一端でのみ遊星キャリアにそれぞれ固定されてもよい。この場合、遊星軸の一端とは、特に、遊星軸全体の３分の１または４分の１の長さであればよい、遊星軸の一方側の領域と解される。遊星キャリアが、遊星軸内に突出していてもよい。または、遊星軸が、遊星キャリア内に突出していてもよく、遊星キャリアを貫通していてもよい。

従って、遊星キャリアは、それぞれの遊星軸の一端にのみ取り付けられ、両端には取り付けないことが可能である。これによって、遊星軸の第２の端部に固定するためのスペースが必要ないので、よりコンパクトな構成とすることが可能になる。特に、たとえば、伝達比がｉ≧１０である多段遊星歯車装置を、特にコンパクトで安価に構成することが可能である。特に、遊星歯車装置の稼動時に回転する質量が減少し、したがって、遊星キャリアは、より低い慣性モーメントを有するだけであり、よって、遊星キャリアは、小さな力で、またはより短い時間で加速および減速することが可能である。遊星キャリアはそれぞれの遊星軸の一端にのみ取り付けられているので、組立および材料コストが節約される。また作業機械への遊星歯車装置の取付けが単純化される。加えて、修理の場合には、遊星歯車装置へのアクセスおよび遊星歯車装置の脱着が単純化される。

本発明の一実施形態に従えば、遊星キャリアは、内歯を有していてもよい。内歯車は、作業機械の軸の外歯内に係合するように構成してもよい。このように作業機械の軸に遊星キャリアを固定することは、特に、稼動中に遊星キャリアに生じる半径方向の変位を減少させるのに有利である。歯車は、わずかのギャップを有しており、これは、実際に歯車では、多くの場合避けられない。特に、外歯および内歯が潤滑剤（たとえばオイル）で潤滑されれば、生じる電圧スパイクは減少する。

本発明の一実施形態に従えば、遊星歯車装置は、防止手段を含んでもよい。遊星キャリアは、防止手段によって、作業機械の軸に対する軸方向変位を防止することが可能である。遊星軸の第２端部は、それぞれ、遊星キャリアとは結合されないので、このような防止装置がなければ、遊星キャリアは作業機の軸に対して軸方向に変位し、場合によっては、作業機械の軸から滑り落ちることがあり得る。このようなことは、防止手段を用いることで回避される。防止手段としては、安全リングを用いることが可能である。

遊星キャリアが、作業機械の軸に力による結合が可能か、または形状による結合が可能かに関係なく、遊星キャリアの軸受は、偏心軸上の浮動軸受と呼んでもよい。遊星キャリアは遊星軸の一端にのみ取り付けられているので、保管は作業機械の軸上で有利な方法で行われる。

本発明の一実施形態に従えば、遊星歯車装置は、締付け手段を備えていてもよい。締付け手段は、遊星キャリアの、作業機械の軸への固定のための構成としてもよい。この場合、締付け手段は、特に、駆動機械の軸に対する締付け力によって遊星キャリアを固定するように構成されているものとして理解される。これは、遊星キャリアの作業機械の軸に特に容易に固定されるタイプのものである。

本発明の一実施形態に従えば、締付け手段は締付け装置セットとして形成することが可能である。締付け装置セットの利用は、作業機械の軸への、遊星キャリアの格別に確実にかつ簡易に取付け可能な固定を可能にする。

本発明の一実施形態に従えば、遊星キャリアが固定される各遊星軸の端部は、遊星歯車装置が組込まれた状態においては、作業機械に向けられる。これは、特に、コンパクトな構造の遊星歯車装置にとって有利である。

本発明の一実施形態に従えば、作業機械はプレスとして実施することが可能である。遊星歯車装置のプレスのための使用は、コンパクト構造であるがゆえに特に有利である。

遊星歯車装置は、リング歯車と太陽歯車を含んでなることが可能である。リング歯車および遊星歯車は互いに噛合することが可能であり、太陽歯車および遊星歯車は互いに噛合することが可能である。

本発明の一実施形態に従えば、遊星歯車装置は、ハウジングを含んでもよい。遊星キャリアは、部分的にハウジングの外側に配設されてもよい。好ましいことに、遊星キャリアは、大部分をハウジングの外側に配設することが可能である。このことは、特に、遊星キャリアの質量または体積の５０％より多くが、または７５％より多くが、特に９０％より多くがハウジングの外側に配設されることを意味し得る。このような遊星キャリアの配設は、特に、遊星歯車装置の取付けおよびメンテナンスを容易にする。

本発明の一実施形態に従えば、遊星キャリアは、出力軸として形成されてもよく、出力軸を備えてもよい。出力軸は、駆動力を作業機械に伝達するように構成されてなる。

請求項１２に記載のシステムは、本発明の一実施形態に従った駆動手段、作業機械、たとえばプレス、および遊星歯車装置を含む。遊星歯車装置は、駆動手段によって供給される動力を作業機械に伝達するように構成されてなる。

本発明の一実施形態に従えば、作業機械は、作業機械の軸を含んでもよい。遊星キャリアは、作業機械の軸に取り付けられてもよい。特に、遊星キャリアは、作業機械の軸に回転可能に取り付けられることが可能である。

本発明の一実施形態に従えば、システムはクラッチおよびブレーキを含んでもよく、特にクラッチとブレーキとを組合わせたものを含んでもよい。

本発明の一実施形態に従えば、システムは、駆動手段によって駆動され、駆動手段によって供給された動力を遊星歯車装置に伝達するように構成されてなるフライホイールを含んでもよい。特に、動力はクラッチを介して伝達することが可能である。

本発明に従った遊星歯車装置は、力が遊星歯車装置の入力軸に直接作用する、たとえばサーボモータのようなモータと結合されてもよい。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の好ましい実施形態の説明から明らかになるであろう。同一または類似の構成要素および同一または同様の機能を有する構成要素については、同じ参照符号が使用される。

従来技術における遊星歯車装置の簡略化された概略断面図である。 従来技術における遊星歯車装置の概略断面図である。 本発明の一実施形態に従った遊星歯車装置の簡略化された断面略図である。 本発明の一実施形態に従った遊星歯車装置の概略断面図である。 図４の遊星歯車装置の部分的分解状態の概略断面図である。

従来技術（図１および図２参照）の遊星歯車装置１００は、たとえばプレス機などの作業機械１０１に駆動力を伝達するために使用される。遊星歯車装置１００は、太陽歯車１０３、リング歯車１０４、複数の遊星歯車１０５、複数の遊星軸１０６、および複数の遊星キャリア１０７を含む遊星軸１０６は、その両端（図１および図２の左右）で遊星キャリア１０７に取付けられる。

図示されない駆動手段からの駆動力は、駆動軸１０２を介して、遊星歯車１０５と噛合する太陽歯車１０３に伝達される。太陽歯車１０３と駆動軸１０２とは、一体的にまたは一体に形成されていてもよい。遊星歯車１０５は、リング歯車１０４とも噛合する。太陽歯車が回転すると、遊星歯車１０５は、それぞれの遊星軸１０６を中心に回転することになる。遊星歯車がリング歯車１０４と噛合し、遊星軸１０６が遊星キャリア１０７に固定されると、遊星キャリア１０７は、駆動軸１０２に対して同軸に、および太陽歯車１０３に対して同軸に回転する。遊星キャリア１０７は、遊星歯車装置１００の駆動軸として働き、駆動力を作業機械１０１に伝達する。

駆動軸１０２は、クラッチＫを介してフライホイール１０８に結合され、モータによって発生された駆動力がフライホイール１０８を介して駆動軸１０２に伝達されるようにしてもよい。モータは、特に、同期モータ（サーボモータ）または非同期モータとすることができる。

遊星歯車装置１００はまた、遊星キャリア１０７の軸受として働く軸受手段２００を含む。

図３および図４に示される本発明の実施形態を従来技術と比較するために、図３を図１と比較すること、および図４を図２と比較することが推奨される。

図３および図４に示される遊星歯車装置３００は、図１および図２遊星歯車装置１００と類似して構成されてなる。相違するのは、遊星歯車装置３００は、遊星軸１０６に代わって遊星軸３０１、および遊星キャリア１０７に代わって遊星キャリア部材３０２を含むことである。特別な特徴は、遊星軸３０１がそれぞれ、一方端部４００のみで遊星キャリア３０２に取り付けられていることである。遊星軸３０１の、端部４００とは反対側の端部は露出している。したがって、遊星歯車装置３００の場合、軸受手段２００はない。したがって、遊星キャリア３０２は、格納された作業機械の軸３０３上に自由に浮動可能に設けられる。

したがって、遊星キャリア３０２は、従来技術から知られる遊星キャリア１０７と比較して、わずかに軽量である。このことは、このような遊星キャリア１０７の場合、節約された重量は、回転する場合に非常に遠く離れて位置しているので、特に有利である。したがって、遊星キャリア３０２の慣性モーメントは、知られた遊星キャリア１０７の慣性モーメントよりもはるかに小さく、これは、好ましいことに、たとえば作業機械の軸３０３の制動角が減少するということにおいて現れている。加えて、遊星歯車装置３００の組立てが単純化され、製造コストが低減される。

遊星キャリア３０２は、内歯を含み、該内歯は、作業機１０１の機械の軸３０３の外歯と噛合する。その結果、確実な積極的固定が達成される。また、遊星キャリア３０２における半径方向の変位Ｓを、構成に依存する噛み合いの遊びを小さくすることによって、減少させることが可能である。

遊星キャリア３０２の、作業機械の軸３０３に対する軸方向の変位を防止するために、安全リング４０１が用いられる。遊星キャリア３０２は、このようにして、作業機械の軸３０３上に浮動可能に取付けられる。従来技術から知られる遊星キャリア１０７（図１および図２参照）と比較して、軸受手段２００を介する遊星キャリア３０２の軸受構成はない。

図４では、遊星キャリア３０２が遊星歯車装置３００のハウジングの外側に配設されており、したがって、遊星歯車装置３００の組立および保守が簡単になることも分かる。さらに、遊星歯車１０５、遊星軸３０１および遊星キャリア３０２は、リング歯車１０４によって囲まれた空間に挿入可能な第１のモジュールを形成する。挿入状態では、リング歯車１０４の内歯が遊星歯車１０５の外歯と互いに噛合し、これにより形状結合が達成される。

遊星キャリア３０２は、作業機械の軸３０３に脱着可能に取り付けられてもよい。これにより、遊星歯車装置の組立ても分解もその両方が簡単になる。第１ステップでは、遊星キャリア３０２は、そこに固定された遊星軸１０６および遊星歯車１０５と共に、第１のモジュールとして作業機械の軸に脱着可能に取り付けることが可能である。その後、遊星歯車装置３００の残りの構成要素を第１のモジュールに取り付けることが可能である。このモジュールタイプの構成は、特に遊星歯車装置３００のメンテナンスを容易にする。

作業機械軸３０３に固定された第１のモジュールは、簡単な方法で遊星歯車装置から取外すことができ、それは、遊星歯車１０５とリング歯車１０４との形状結合が解除可能であるからである。したがって、遊星歯車装置３００の組立て、メンテナンス、修理は、大幅に簡素化され、これは、第１のモジュールとリング歯車１０４との間のコネクタ結合は、多大な労力を要することなく解除することができるからである。

図５において、遊星歯車装置３００は、遊星歯車１０５、遊星軸３０１および遊星キャリア３０２を含む第１のモジュールとリング歯車１０４との間の結合が解除された状態で示されている。第１のモジュールは、リング歯車１０４で囲まれた空間から容易に取り外すことが可能である。第１のモジュールとリング歯車１０４との間の結合はコネクタであるので、その解除は特に実行が容易である。したがって、第１のモジュールのメンテナンス、修理、組立ておよび分解を多くの労力を要することなく行うことが可能である。

作業機械および遊星歯車装置のシステムは次のように組立てることができる。まず、遊星歯車１０５と遊星軸３０１と遊星キャリア３０２とを第１のモジュールとして組立てる。次いで、第１のモジュールは、脱着可能に作業機械の軸３０３に固定される。その後、第１のモジュールは、リング歯車１０４に脱着可能に固定される。この組立ては、特に容易に実行することができ、これは、第１のモジュールがリング歯車１０４によって囲まれた空間内に部分的に挿入することが可能であり、リング歯車１０４と形状結合を形成するからである。勿論、代わりに、リング歯車１０４は、遊星歯車装置３００のそこに固定された他の構成要素を第１のモジュールを介して挿入することも可能である。この場合も、遊星歯車装置１０５の外歯がリング歯車１０４の内歯と噛合することによって、第１のモジュールとリング歯車１０４との間の形状結合は形成することが可能である。

１００ 遊星歯車装置（従来技術）
１０１ 作業機械
１０２ 駆動軸
１０３ 太陽歯車
１０４ リング歯車
１０５ 遊星歯車
１０６ 遊星軸
１０７ 遊星キャリア
１０８ フライホイール
２００ 軸受手段
３００ 遊星歯車装置
３０１ 遊星軸
３０２ 遊星キャリア
３０３ 作業機械の軸
４００ 端部
４０１ 安全リング
Ｋ クラッチ
Ｂ ブレーキ

Claims (15)

1. 遊星歯車装置（３００）と作業機械とを含むシステムの組立て方法であって、遊星歯車装置（３００）は、第１のモジュールと第２のモジュールとを含み、第１のモジュールは、複数の遊星歯車（１０５）と、複数の遊星軸（３０１）と、少なくとも１つの遊星キャリア（３０２）とを含み、作業機械は、作業機械の軸（３０３）を含む、システムの組立て方法において、
   第１のモジュールを作業機械に脱着可能に固定する工程と、
   その後、第１のモジュールを第２のモジュールに脱着可能に固定する工程とを含むことを特徴とするシステムの組立て方法。
2. 作業機械（１０１）に駆動力を伝達するための遊星歯車装置（３００）であって、複数の遊星歯車（１０５）と、複数の遊星軸（３０１）と、少なくとも１つの遊星キャリア（３０２）とを含み、遊星歯車（１０５）はそれぞれ遊星軸（３０１）のうちの１つの遊星軸上に回転可能に配設され、各遊星軸（３０１）は遊星キャリア（３０２）に固定される、遊星歯車装置（３００）において、
   遊星キャリアは、１つの作業機械の軸（３０３）と脱着可能な結合のための構成とされることを特徴とする遊星歯車装置（３００）。
3. 遊星キャリアは、作業機械の軸（３０３）との形状による結合または力による結合のための構成とされることを特徴とする、請求項２に記載の遊星歯車装置。
4. 遊星軸（３０１）は、それぞれ、それぞれの遊星軸（３０１）の一端（４００）でのみ、遊星キャリア（３０２）に固定されることを特徴とする、請求項２または３に記載の遊星歯車装置。
5. 少なくとも１つの遊星キャリア（３０２）は、内歯を有し、内歯は、作業機械の軸（３０３）の外歯と噛合するように構成されてなることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
6. 遊星歯車装置（３００）は、防止手段（４０１）を含み、遊星キャリアは、防止手段（４０１）によって、作業機械の軸（３０３）に対する軸方向変位を防止することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
7. 遊星歯車装置（３００）は、締付け手段を含み、締付け手段は、遊星キャリア（３０２）の、作業機械の軸（３０３）への固定のための構成とすることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
8. 締付け手段は、締付け装置セットとして形成されることを特徴とする、請求項７に記載の遊星歯車装置（３００）。
9. 遊星キャリア（３０２）が固定される各遊星軸（３０１）の端部（４００）は、組み込まれた状態において、作業機械（１０１）に向けられることを特徴とする、請求項２〜８のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
10. 作業機械（１０１）は、プレスを含むことを特徴とする、請求項２〜９のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
11. 遊星歯車装置（３００）は、ハウジングを含み、遊星キャリアは、少なくとも部分的に、好ましくは大部分をハウジングの外側に配設されることを特徴とする、請求項２〜１０のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
12. 遊星キャリア（３０１）は、出力軸として形成され、または、出力軸を含み、出力軸は、駆動力を作業機械（１０１）に伝達するように構成されてなることを特徴とする、請求項２〜１１のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）。
13. 請求項２〜１２のいずれか１項に記載の遊星歯車装置（３００）を含み、遊星歯車装置（３００）は、駆動手段によって供給される動力を作業機械（１０１）に伝達するように構成されてなることを特徴とするシステム。
14. 作業機械（１０１）は、作業機械の軸（３０３）を含み、遊星キャリア（３０２）は、作業機械の軸（３０３）に脱着可能に固定されることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
15. システムは、フライホイール（１０８）と、クラッチ（Ｋ）と、ブレーキ（Ｂ）とを含み、システムは、駆動手段によって駆動され、駆動手段によって供給された動力を、好ましくはクラッチ（Ｋ）を介して、遊星歯車装置（３００）に伝達するように構成されてなることを特徴とする、請求項１３または１４に記載のシステム。

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