JP2022057875A

JP2022057875A - 減速装置

Info

Publication number: JP2022057875A
Application number: JP2020166341A
Authority: JP
Inventors: 裕小林; Yutaka Kobayashi; 知佳横川; Tomoyoshi Yokogawa; 武志大広; Takeshi Ohiro; 良輔高橋; Ryosuke Takahashi
Original assignee: Nidec Corp
Current assignee: Nidec Corp
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-04-11
Also published as: CN114321290A

Abstract

【課題】部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置を提供する。【解決手段】減速装置１は、太陽回転体１０と、環状体４０と、遊星回転体３０と、キャリア２０と、を備える。太陽回転体は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心として回転する。環状体は、太陽回転体の径方向外側に配置される。遊星回転体は、太陽回転体の外周面と環状体の内周面に接触し、中心軸を中心に公転する。キャリアは、中心軸を中心として回転する。キャリアは、キャリア本体２１と、キャリアピン２２と、を備える。キャリア本体は、太陽回転体の軸方向上側に配置される。キャリアピンは、遊星回転体を回転可能に支持し、上端部のみがキャリア本体に連結される。【選択図】図１

Description

本発明は、減速装置に関する。

従来の減速装置は、太陽歯車と、遊星歯車と、キャリア軸部材と、一対のキャリア支持部材と、を備える。太陽歯車は、中心軸を中心として回転する。遊星歯車は、中心軸を中心に太陽歯車の周りを公転する。キャリア軸部材は、遊星歯車を回転可能に支持する。一対のキャリア支持部材は、中心軸を中心に回転し、キャリア軸部材の上部と下部を固定する。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１８－００３９８５号公報

しかしながら、従来の減速装置では、部品点数が多く、製造コストが上がるとともに組立作業性が低下する可能性があった。

本発明は、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置を提供することを目的とする。

本発明の例示的な減速装置は、太陽回転体と、環状体と、遊星回転体と、キャリアと、を備える。太陽回転体は、上下方向に延びる中心軸を中心として回転する。環状体は、太陽回転体の径方向外側に配置される。遊星回転体は、太陽回転体の外周面と環状体の内周面に接触し、中心軸を中心に公転する。キャリアは、中心軸を中心として回転する。キャリアは、キャリア本体と、キャリアピンと、を備える。キャリア本体は、太陽回転体の軸方向上側に配置される。キャリアピンは、遊星回転体を回転可能に支持し、上端部のみがキャリア本体に連結される。

例示的な本発明によれば、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る減速装置の縦断面斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る減速装置のキャリア及び遊星回転体を示す斜視図である。図３は、本発明の第２実施形態に係る減速装置の一部を拡大して示す縦断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本明細書では、減速装置１において、太陽回転体１０の回転軸を「中心軸Ｊ」と呼び、中心軸Ｊと平行な方向を「軸方向」と呼ぶ。また、太陽回転体１０の中心軸Ｊに直交する方向を「径方向」、太陽回転体１０の中心軸Ｊを中心とする円弧に沿う方向を「周方向」、とそれぞれ呼ぶ。また、本願では、軸方向を上下方向とし、各部の形状や位置関係を説明する。なお、上下方向は単に説明のために用いられる呼称であり減速装置１における実際の位置関係及び方向を限定しない。

＜第１実施形態＞
＜１．減速装置の全体構成＞
本発明の例示的な実施形態の減速装置について以下説明する。図１は、本実施形態にかかる減速装置１の斜視図であり、図２は、キャリア２０及び遊星回転体３０を示す斜視図である。なお、図１、図２、図３において、太陽歯１０ａ、内歯４０ａ、第１遊星歯３１ａ及び第２遊星歯３２ａの歯形状は図示しない。

減速装置１は、第１回転数の回転運動を第１回転数よりも低い第２回転数の回転運動に変換する。減速装置１は、例えば、ロボット、工作機、電動アシスト自転車、電動車椅子などの駆動機構に、組み込まれて使用される。ただし、本発明の減速装置１は、他の用途に使用されるものであってもよい。

減速装置１は、太陽回転体１０と、環状体４０と、遊星回転体３０と、キャリア２０と、ハウジング５０と、出力回転体７０と、を有する。

ハウジング５０は、略円筒状の部材であり、太陽回転体１０と、キャリア２０と、遊星回転体３０と、環状体４０と、を内部に収容する。ハウジング５０は、軸受部６３を介して太陽回転体１０を回転可能に支持する。また、ハウジング５０は、軸受部６１を介してキャリア２０を回転可能に支持する。

太陽回転体１０は、上下方向に延びる中心軸Ｊを中心として回転する。太陽回転体１０は、入力シャフト（不図示）に連結される。入力シャフトは、モータ（不図示）に接続される。モータを駆動させると、中心軸Ｊを中心として、太陽回転体１０が、第１回転数で回転する。太陽回転体１０は、径方向外面から径方向外側に突出する太陽歯１０ａを有する。

環状体４０は、太陽回転体１０の径方向外側に配置された環状部材である。環状体４０は、ハウジング５０に固定され、内歯４０ａを有する。内歯４０ａは、環状体４０の径方向内面から径方向内側に突出する。

遊星回転体３０は、太陽回転体１０の外周面と環状体４０の内周面に接触し、中心軸Ｊを中心に公転する。

キャリア２０は、軸受部６２を介して太陽回転体１０の上端部と連結する。これにより、キャリア２０は、太陽回転体１０及びハウジング５０に対して、相対的に回転可能に支持される。また、キャリア２０は、遊星回転体３０を回転可能に支持する。軸受部６１、６２、６３は、例えば、ボールベアリングが用いられる。

太陽回転体１０が、第１回転数で回転すると、複数の遊星回転体３０は、自転しながら、環状体４０の径方向内面に沿って、第１回転数よりも低い第２回転数で、公転する。複数の遊星回転体３０が、第２回転数で公転すると、キャリア２０が、中心軸Ｊを中心として、第２回転数で回転する。

出力回転体７０は、有蓋筒状の部材であり、キャリア２０に固定される。これにより、出力回転体７０は、減速後の第２回転数で、中心軸Ｊを中心として回転する。

＜２．キャリアの詳細な構成＞

キャリア２０は、キャリア本体２１と、キャリアピン２２と、連結部２３と、キャリア軸受保持部（キャリア凸部）２４と、を有する。

キャリア本体２１は、円板状に形成され、太陽回転体１０の軸方向上側に配置される。キャリア本体２１は、外周部において周方向に等間隔に配置された貫通孔２１ａが３箇所設けられている。貫通孔２１ａは、キャリア本体２１を軸方向に貫通する。貫通孔２１ａは、キャリアピン２２の上端部が圧入される。

キャリアピン２２は、円柱状の部材であり、キャリア本体２１と遊星回転体３０とを接続する。キャリアピン２２は、中心軸Ｊと略平行に配置される。キャリアピン２２は、遊星回転体３０の後述する筒状部３１の内部に挿入され、例えば、ボールベアリング等の軸受部（不図示）を介して遊星回転体３０を回転可能に支持する。すなわち、キャリアピン２２は、遊星回転体３０を回転可能に支持し、上端部のみがキャリア本体２１に連結される。

従来の減速装置のように、上側のキャリアがキャリアピンの上端部を連結し、下側のキャリアがキャリアピンの下端部を連結する構造に対して、本実施形態の構造は、これにより、キャリアピン２２の下端部を支持する下側のキャリアを省くことができる。このとき、下側のキャリアを太陽回転体１０に対して回転可能に支持する軸受部も省くことができる。従って、部品点数を減らして製造コストを下げるとともに、組立作業性を向上できる減速装置１を提供することができる。

連結部２３は、キャリア本体２１の上面から軸方向上側に延び、軸受部６１を介して後述する上壁軸受保持部５３ａと連結する。また、連結部２３の上端部は、出力回転体７０と固定される。

キャリア軸受保持部２４は、キャリア本体２１の下面から軸方向下側に延び、中心軸Ｊを囲む筒状に形成される。キャリア軸受保持部２４は、軸受部６２を保持する。

＜３．遊星回転体の詳細な構成＞
遊星回転体３０は、太陽回転体１０の周りに、等間隔に３個配置されている。遊星回転体３０は、筒状部３１と、遊星環状部３２と、を有する。

筒状部３１は、キャリアピン２２が内部に配置され、円筒状に形成される。筒状部３１は、径方向外面から径方向外側に突出する第１遊星歯３１ａを有する。第１遊星歯３１ａは、環状体４０の内歯４０ａと噛み合う。

遊星環状部３２は、筒状部３１の下部から径方向外側に延び、環状に形成される。遊星環状部３２は、径方向外面から径方向外側に突出する第２遊星歯３２ａを有する。第２遊星歯３２ａは、太陽歯１０ａと噛み合う。このとき、遊星回転体３０は、太陽回転体１０の外周面と環状体４０の内周面に接触し、径方向内側及び径方向外側からそれぞれから力を受ける。これにより、遊星回転体３０が、中心軸Ｊと略平行に配置されるキャリアピン２２に対して傾くことを防止できる。

また、キャリアピン２２の下端は、遊星環状部３２の下端と上端との間に配置される。これにより、遊星回転体３０が、太陽回転体１０から受ける力により、キャリアピン２２に対して傾くことを防止できる。

また、キャリア軸受保持部（キャリア凸部）２４は、筒状部３１よりも径方向内側に配置され、筒状部３１と径方向に隙間を介して対向する。これにより、キャリア軸受保持部２４と筒状部３１との摺動を防止できる。また、遊星回転体３０が、環状体４０から径方向内側に力を受けて、キャリアピン２２に対して傾いた場合には、筒状部３１が、キャリア軸受保持部２４に当接する。これにより、遊星回転体３０が、キャリアピン２２に対して大きく傾くことを防止できる。

＜４．ハウジングの詳細な構成＞
ハウジング５０は、周壁部５１と、底壁部５２と、上壁部５３と、を有する。周壁部５１は、上下に分割可能であり、筒状に形成される。周壁部５１は、環状体４０の径方向外側に配置され、環状体４０を保持する。

なお、本実施形態では、環状体４０が、周壁部５１と別部材で構成されているが、周壁部５１の径方向内面に内歯４０ａを設けて環状体４０を周壁部５１により形成してもよい。

底壁部５２は、周壁部５１の下端部から径方向内側に延びて遊星回転体３０の下部と軸方向に対向する。底壁部５２は、軸受部６３を保持する底壁軸受保持部５２ａを有する。

上壁部５３は、周壁部５１の上端部から径方向内側に延びて遊星回転体３０の上部と軸方向に対向する。また、上壁部５３は、軸受部６１を保持する上壁軸受保持部５３ａを有する。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る減速装置１の一部を拡大して示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付す。第２実施形態では、ハウジング５０が、第１凸部８１及び第２凸部８２を有する点が、第１実施形態とは異なる。その他の部分は第１実施形態と同様である。

筒状部３１は、遊星環状部３２から下方に突出する。また、ハウジング５０は、第１凸部８１及び第２凸部８２を有する。第１凸部８１及び第２凸部８２は、底壁部５２の上面から軸方向上側に突出して中心軸Ｊを囲む環状に形成される。第１凸部８１は、筒状部３１よりも径方向外側に配置され、第２凸部８２は、筒状部３１よりも径方向内側に配置される。第１凸部８１の内側面は、筒状部３１の下端部と隙間を介して径方向に対向する。第２凸部８２の外側面は、筒状部３１の下端部と隙間を介して径方向に対向する。

また、底壁部５２の上面において、筒状部３１と軸方向に対向する領域において潤滑材８３が配置される。潤滑材８３として具体的には、液状のグリスや滑りワッシャー等が挙げられる。潤滑材８３を設けることにより、遊星回転体３０の自転及び公転が円滑になる

第１凸部８１を設けることにより、遊星回転体３０が、太陽回転体１０から径方向外側に力を受けて、キャリアピン２２に対して傾いた場合に、遊星環状部３２が、第１凸部８１に当接し、遊星回転体３０が、キャリアピン２２に対して大きく傾くことを防止できる。

また、第２凸部８２を設けることにより、遊星回転体３０が、環状体４０から径方向内側に力を受けて、キャリアピン２２に対して傾いた場合に、遊星環状部３２が、第２凸部８２に当接し、遊星回転体３０が、キャリアピン２２に対して大きく傾くことを防止できる。

なお、本実施形態では、第１凸部８１及び第２凸部８２の両方を設けたが、第１凸部８１又は第２凸部８２の一方を設けてもよい。

＜４．その他＞
以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。また、上述の実施形態は適宜任意に組み合わせることができる。

本発明は、例えば、ロボット、工作機、電動アシスト自転車、電動車椅子などの駆動機構に、組み込まれて利用可能である。

１減速装置
１０太陽回転体
１０ａ太陽歯
２０キャリア
２１キャリア本体
２１ａ貫通孔
２２キャリアピン
２３連結部
２４キャリア軸受保持部（キャリア凸部）
３０遊星回転体
３１筒状部
３１ａ第１遊星歯
３２遊星環状部
３２ａ第２遊星歯
４０環状体
４０ａ内歯
５０ハウジング
５１周壁部
５２底壁部
５２ａ底壁軸受保持部
５３上壁部
５３ａ上壁軸受保持部
６１、６２、６３軸受部
６３太陽回転体
７０出力回転体
８１第１凸部
８２第２凸部
８３潤滑材
Ｊ中心軸

Claims

上下方向に延びる中心軸を中心として回転する太陽回転体と、
前記太陽回転体の径方向外側に配置された環状体と
前記太陽回転体の外周面と前記環状体の内周面に接触し、中心軸を中心に公転する遊星回転体と、
前記中心軸を中心として回転するキャリアと、を備え、
前記キャリアは、
前記太陽回転体の軸方向上側に配置されるキャリア本体と、
前記遊星回転体を回転可能に支持し、上端部のみが前記キャリア本体に連結されるキャリアピンと、を備える、減速装置。
前記遊星回転体は、
前記キャリアピンが内部に配置される筒状の筒状部と、
前記筒状部から径方向外側に延びる環状の遊星環状部と、を有し、
前記筒状部の外周面が、前記環状体の内周面と接触し、
前記遊星環状部の外周面が、前記太陽回転体の外周面と接触する、請求項１に記載の減速装置。
前記キャリアピンの下端は、前記遊星環状部の下端と上端との間に配置される、請求項２に記載の減速装置。
前記キャリアは、
前記キャリア本体の下面から軸方向下側に突出するとともに、前記筒状部よりも径方向内側に配置されるキャリア凸部を有し、
前記キャリア凸部は、前記筒状部と径方向に隙間を介して対向する、請求項２又は請求項３に記載の減速装置。
前記環状体の径方向外側に配置され、前記環状体を保持する筒状の周壁部と、
前記周壁部の下端部から径方向内側に延びて前記遊星回転体の下部と軸方向に対向する底壁部と、を有するハウジングをさらに備え、
前記筒状部は、前記遊星環状部から下方に突出し、
前記ハウジングは、前記底壁部の上面から軸方向上側に突出する第１凸部を有し、
前記第１凸部は、前記筒状部よりも径方向外側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第１凸部の内側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項２～請求項４のいずれかに記載の減速装置。
前記ハウジングは、前記底壁部の上面から軸方向上側に突出する第２凸部を有し、
前記第２凸部は、前記筒状部よりも径方向内側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第２凸部の外側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項５に記載の減速装置。
前記環状体の径方向外側に配置され、前記環状体を保持する筒状の周壁部と、
前記周壁部の下端部から径方向内側に延びて前記遊星回転体の下部と軸方向に対向する底壁部と、を有するハウジングをさらに備え、
前記筒状部は、前記遊星環状部から下方に突出し、
前記ハウジングは、前記底壁部の上面から軸方向上側に突出する第２凸部を有し、
前記第２凸部は、前記筒状部よりも径方向内側に配置され、前記中心軸を囲む環状であり、
前記第２凸部の外側面は、前記筒状部の下端部と隙間を介して径方向に対向する、請求項２～請求項４のいずれかに記載の減速装置。
前記底壁部の上面において、前記筒状部と軸方向に対向する領域において潤滑材が配置される、請求項１～請求項７のいずれかに記載の減速装置。