JP2024076608A - 遊星歯車機構、及びそれを備えた減速機 - Google Patents
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Abstract
【課題】遊星歯車機構の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構を簡素な構成とすることが可能な技術を提供する。【解決手段】遊星歯車機構10は、第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12と、遊星ギヤ2と、キャリヤ3と、を備え、それらは第1軸心X1回りに相対回転自在であり、第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とは歯数が異なり、遊星ギヤ2は、第1リングギヤ11に噛み合う第1ギヤ部21と、第2リングギヤ12に噛み合う第2ギヤ部22と、を備え、第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは、第2軸心X2回りに一体的に回転するように、第2軸心X2上に配置された遊星軸4に支持され、キャリヤ3は、遊星軸4を支持する軸支持部31を備え、軸支持部31は、遊星軸4が挿入される軸挿入部32と、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分を径方向外側R2に押圧する弾性部材33と、を備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、内歯車である第1リングギヤ及び第2リングギヤと、外歯車である遊星ギヤと、当該遊星ギヤを支持するキャリヤと、を備えた遊星歯車機構、及びそれを備えた減速機に関する。
このような技術の一例が、下記の特許文献1に開示されている。以下、背景技術の説明では、特許文献1における符号を括弧内に引用する。
特許文献1に開示された遊星歯車機構では、遊星ギヤ(5)は、互いに歯数が異なる第1リングギヤ(6)及び第2リングギヤ(7)に噛み合っていると共に、サンギヤ(4)に噛み合っている。そして、キャリヤは、サンギヤ(4)の軸心を囲むように形成された第1キャリヤ部(52)と、当該第1キャリヤ部に対して径方向の外側に配置され、それぞれが遊星ギヤ(5)を回転自在に支持する複数の第2キャリヤ部(53)と、第1キャリヤ部(52)と複数の第2キャリヤ部(53)とを連結する複数の連結部(54)と、を備えている。
複数の第2キャリヤ部(53)のそれぞれは、当該第2キャリヤ部と第1キャリヤ部(52)との間に配置されたバネ(551)により、第1キャリヤ部(52)に対して径方向の外側に向けて付勢されている。そのため、複数の第2キャリヤ部(53)のそれぞれに支持された遊星ギヤ(5)が、第1リングギヤ(6)及び第2リングギヤ(7)に向けて付勢された状態となっている。こうして、第1リングギヤ(6)及び第2リングギヤ(7)と遊星ギヤ(5)との噛み合い部分におけるバックラッシを低減している。
上記の遊星歯車機構では、キャリヤが、第1キャリヤ部(52)と複数の第2キャリヤ部(53)とに分割され、それらが複数の連結部(54)により連結された構成となっている。そのため、遊星歯車機構の部品数の増加、及び遊星歯車機構の構成の複雑化を招いていた。
そこで、遊星歯車機構の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構を簡素な構成とすることが可能な技術の実現が望まれる。
上記に鑑みた、遊星歯車機構の特徴構成は、
内歯車である第1リングギヤ及び第2リングギヤと、外歯車である遊星ギヤと、前記遊星ギヤを支持するキャリヤと、を備えた遊星歯車機構であって、
互いに同軸上に配置された前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとの軸心である第1軸心に直交する方向を径方向として、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとは、前記第1軸心回りに相対回転自在であり、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤとは歯数が異なり、
前記遊星ギヤは、前記第1リングギヤに噛み合う第1ギヤ部と、前記第2リングギヤに噛み合う第2ギヤ部と、を備え、
前記第1ギヤ部と前記第2ギヤ部とは、前記第1軸心と平行な別軸である第2軸心回りに一体的に回転するように、前記第2軸心上に配置された遊星軸に支持され、
前記キャリヤは、前記遊星軸を支持する軸支持部を備え、
前記軸支持部は、前記遊星軸が挿入される軸挿入部と、前記遊星軸における前記軸挿入部に挿入された部分を前記径方向の外側に押圧する弾性部材と、を備えている点にある。
内歯車である第1リングギヤ及び第2リングギヤと、外歯車である遊星ギヤと、前記遊星ギヤを支持するキャリヤと、を備えた遊星歯車機構であって、
互いに同軸上に配置された前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとの軸心である第1軸心に直交する方向を径方向として、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとは、前記第1軸心回りに相対回転自在であり、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤとは歯数が異なり、
前記遊星ギヤは、前記第1リングギヤに噛み合う第1ギヤ部と、前記第2リングギヤに噛み合う第2ギヤ部と、を備え、
前記第1ギヤ部と前記第2ギヤ部とは、前記第1軸心と平行な別軸である第2軸心回りに一体的に回転するように、前記第2軸心上に配置された遊星軸に支持され、
前記キャリヤは、前記遊星軸を支持する軸支持部を備え、
前記軸支持部は、前記遊星軸が挿入される軸挿入部と、前記遊星軸における前記軸挿入部に挿入された部分を前記径方向の外側に押圧する弾性部材と、を備えている点にある。
この特徴構成によれば、遊星ギヤの第1ギヤ部及び第2ギヤ部を支持する遊星軸が、キャリヤの軸支持部が備える軸挿入部に挿入されている。そして、遊星軸における軸挿入部に挿入された部分が、キャリヤの軸支持部が備える弾性部材により、径方向の外側に押圧されている。そのため、遊星軸により支持された第1ギヤ部及び第2ギヤ部が、第1リングギヤ及び第2リングギヤに向けて付勢された状態となっている。これにより、第1リングギヤ及び第2リングギヤと遊星ギヤとの噛み合い部分におけるバックラッシを低減することができる。
また、本構成によれば、例えば、キャリヤを複数の要素に分割してそれらの間にバネを介在させる等の構成とすることなく、上記のようなバックラッシの低減を実現している。したがって、遊星歯車機構の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構を簡素な構成とすることができる。
また、本構成によれば、例えば、キャリヤを複数の要素に分割してそれらの間にバネを介在させる等の構成とすることなく、上記のようなバックラッシの低減を実現している。したがって、遊星歯車機構の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構を簡素な構成とすることができる。
上記に鑑みた、減速機の特徴構成は、
上記の遊星歯車機構と、
前記第1リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第1の連結対象に連結される第1連結部と、
前記第2リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第2の連結対象に連結される第2連結部と、
前記キャリヤと一体的に回転するように設けられ、駆動源に連結される駆動連結部と、を備えている点にある。
上記の遊星歯車機構と、
前記第1リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第1の連結対象に連結される第1連結部と、
前記第2リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第2の連結対象に連結される第2連結部と、
前記キャリヤと一体的に回転するように設けられ、駆動源に連結される駆動連結部と、を備えている点にある。
この特徴構成によれば、駆動源の回転を減速して、第1の連結対象と第2の連結対象とに伝達することができる。
また、本特徴構成によれば、遊星歯車機構にサンギヤを設ける必要がない。したがって、減速機の部品数を少なく抑え、減速機を簡素な構成とすることができる。
また、本特徴構成によれば、遊星歯車機構にサンギヤを設ける必要がない。したがって、減速機の部品数を少なく抑え、減速機を簡素な構成とすることができる。
以下では、実施形態に係る減速機100について、図面を参照して説明する。図1に示すように、減速機100は、遊星歯車機構10を備えている。
遊星歯車機構10は、内歯車である第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12と、外歯車である遊星ギヤ2と、当該遊星ギヤ2を支持するキャリヤ3と、を備えている。第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3とは、互いに同軸上に配置されている。第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3とは、それらの軸心である第1軸心X1回りに相対回転自在である。
以下の説明では、第1軸心X1に平行な方向を「軸方向L」とする。そして、軸方向Lの一方側を「軸方向第1側L1」とし、軸方向Lの他方側を「軸方向第2側L2」とする。また、第1軸心X1に直交する方向を「径方向R」とする。そして、径方向Rにおいて、第1軸心X1側を「径方向内側R1」とし、その反対側を「径方向外側R2」とする。
第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とは歯数が異なっている。第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とは、軸方向Lに並んで配置されている。本実施形態では、第2リングギヤ12が第1リングギヤ11に対して軸方向第2側L2に配置されている。
遊星ギヤ2は、第1リングギヤ11に噛み合う第1ギヤ部21と、第2リングギヤ12に噛み合う第2ギヤ部22と、を備えている。第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは、一体的に回転するように互いに連結されている。第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは、第1軸心X1と平行な別軸である第2軸心X2回りに回転(自転)すると共に、第1軸心X1を中心として回転(公転)する。第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは歯数が同じであっても良いが、本実施形態では、第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは歯数が異なっている。
第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22は、第2軸心X2上に配置された遊星軸4に支持されている。遊星軸4は、軸方向Lに延在する軸部材である。本実施形態では、遊星軸4は、第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22を軸方向Lに貫通するように配置されている。そして、遊星軸4は、第1ギヤ部21から軸方向第1側L1に突出すると共に、第2ギヤ部22から軸方向第2側L2に突出するように配置されている。
本実施形態では、第1ギヤ部21は、当該第1ギヤ部21と遊星軸4との径方向Rの間に配置された第1ピニオン軸受41を介して、遊星軸4に対して相対回転自在に配置されている。そして、第2ギヤ部22は、当該第2ギヤ部22と遊星軸4との径方向Rの間に配置された第2ピニオン軸受42を介して、遊星軸4に対して相対回転自在に配置されている。
キャリヤ3は、遊星軸4を支持する軸支持部31を備えている。軸支持部31は、遊星軸4が挿入される軸挿入部32と、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分を径方向外側R2に押圧する弾性部材33と、を備えている。
本実施形態では、軸支持部31は、一対の径方向延在部34を更に備えている。一対の径方向延在部34のそれぞれは、径方向Rに延在するように形成されている。一対の径方向延在部34のそれぞれは、当該径方向延在部34の内周面が遊星ギヤ2の公転軌跡よりも径方向内側R1に位置するように形成されている。径方向延在部34は、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して、軸方向Lの両側のそれぞれに配置されている。以下では、説明の便宜上、一対の径方向延在部34のうち、第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して軸方向第1側L1に配置されたものを「第1径方向延在部34A」とし、第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して軸方向第2側L2に配置されたものを「第2径方向延在部34B」とする場合がある。
本実施形態では、一対の径方向延在部34のそれぞれに、軸挿入部32が形成されている。以下では、説明の便宜上、第1径方向延在部34Aに形成された軸挿入部32を「第1軸挿入部32A」とし、第2径方向延在部34Bに形成された軸挿入部32を「第2軸挿入部32B」とする場合がある。
本実施形態では、軸挿入部32は、径方向延在部34を軸方向Lに貫通する貫通孔である。より詳細には、第1径方向延在部34Aに、当該第1径方向延在部34Aを軸方向Lに貫通する貫通孔としての第1軸挿入部32Aが形成されていると共に、第2径方向延在部34Bに、当該第2径方向延在部34Bを軸方向Lに貫通する貫通孔としての第2軸挿入部32Bが形成されている。そして、遊星軸4の軸方向第1側L1の端部が第1軸挿入部32Aに挿入され、遊星軸4の軸方向第2側L2の端部が第2軸挿入部32Bに挿入されている。
また、本実施形態では、一対の径方向延在部34のそれぞれに、貫通孔35が形成されている。貫通孔35は、径方向延在部34の内周面と軸挿入部32との間を径方向Rに貫通するように形成されている。言い換えれば、貫通孔35は、軸挿入部32から径方向内側R1に向けて、径方向延在部34を径方向Rに貫通するように形成されている。以下では、説明の便宜上、第1径方向延在部34Aに形成された貫通孔35を「第1貫通孔35A」とし、第2径方向延在部34Bに形成された貫通孔35を「第2貫通孔35B」とする場合がある。
貫通孔35は、軸挿入部32に連通する第1開口部35aと、径方向延在部34の内周面に連通する第2開口部35bとを含む。第1開口部35aは、貫通孔35における径方向外側R2を向く開口部である。第2開口部35bは、貫通孔35における径方向内側R1を向く開口部である。本実施形態では、第2開口部35bには雌ねじが形成されている。より詳細には、径方向延在部34における第2開口部35bを形成する内側面に雌ねじが形成されている。
弾性部材33は、貫通孔35の内部に配置されている。弾性部材33は、貫通孔35の内部に配置された状態で、少なくとも径方向Rに弾性を有している。弾性部材33は、貫通孔35の第1開口部35aを通して、遊星軸4を押圧するように配置されている。本実施形態では、弾性部材33は、圧縮コイルばねである。以下では、説明の便宜上、第1貫通孔35Aの内部に配置された弾性部材33を「第1弾性部材33A」とし、第2貫通孔35Bの内部に配置された弾性部材33を「第2弾性部材33B」とする場合がある。
本実施形態では、軸支持部31は、貫通孔35の第2開口部35bの雌ねじに螺合する雄ねじが形成された押圧部材36を更に備えている。押圧部材36の雄ねじが第2開口部35bの雌ねじに螺合されることで、押圧部材36により弾性部材33が径方向Rに圧縮される。その結果、弾性部材33の反発力により、遊星軸4が径方向外側R2に押圧される。なお、本実施形態では、押圧部材36は、第2開口部35bの雌ねじに螺合する雄ねじが形成されたボルトである。以下では、説明の便宜上、第1貫通孔35Aに配置された押圧部材36を「第1押圧部材36A」とし、第2貫通孔35Bに配置された押圧部材36を「第2押圧部材36B」とする場合がある。
また、本実施形態では、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分と、弾性部材33との径方向Rの間に、スペーサ331が配置されている。そのため、本実施形態では、弾性部材33は、スペーサ331を介して、遊星軸4を径方向外側R2に押圧している。こうして、本実施形態では、スペーサ331の厚み(径方向Rの寸法)及び押圧部材36の雄ねじが形成された部分の長さ(径方向Rの寸法)の少なくとも一方の変更により、弾性部材33の変形量、延いては弾性部材33の遊星軸4に対する押圧力を調整することが可能となっている。
図2に示すように、本実施形態では、遊星ギヤ2は、第1軸心X1を周回する方向である周方向Cに沿って、互いに間隔を空けて規定数(図示の例では、4つ)設けられている。それに伴い、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22を支持する遊星軸4も、周方向Cに沿って、互いに間隔を空けて上記規定数(つまり、遊星ギヤ2と同数)設けられている。また、第1軸挿入部32A、第2軸挿入部32B、第1弾性部材33A、第2弾性部材33B、第1貫通孔35A、第2貫通孔35B、第1押圧部材36A、及び第2押圧部材36Bのそれぞれも、周方向Cに沿って、互いに間隔を空けて上記規定数設けられている。
以上のように、遊星歯車機構10は、
内歯車である第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12と、外歯車である遊星ギヤ2と、当該遊星ギヤ2を支持するキャリヤ3と、を備えた遊星歯車機構10であって、
互いに同軸上に配置された第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3との軸心である第1軸心X1に直交する方向を径方向Rとして、
第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3とは、第1軸心X1回りに相対回転自在であり、
第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とは歯数が異なり、
遊星ギヤ2は、第1リングギヤ11に噛み合う第1ギヤ部21と、第2リングギヤ12に噛み合う第2ギヤ部22と、を備え、
第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは、第1軸心X1と平行な別軸である第2軸心X2回りに一体的に回転するように、第2軸心X2上に配置された遊星軸4に支持され、
キャリヤ3は、遊星軸4を支持する軸支持部31を備え、
軸支持部31は、遊星軸4が挿入される軸挿入部32と、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分を径方向外側R2に押圧する弾性部材33と、を備えている。
内歯車である第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12と、外歯車である遊星ギヤ2と、当該遊星ギヤ2を支持するキャリヤ3と、を備えた遊星歯車機構10であって、
互いに同軸上に配置された第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3との軸心である第1軸心X1に直交する方向を径方向Rとして、
第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3とは、第1軸心X1回りに相対回転自在であり、
第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とは歯数が異なり、
遊星ギヤ2は、第1リングギヤ11に噛み合う第1ギヤ部21と、第2リングギヤ12に噛み合う第2ギヤ部22と、を備え、
第1ギヤ部21と第2ギヤ部22とは、第1軸心X1と平行な別軸である第2軸心X2回りに一体的に回転するように、第2軸心X2上に配置された遊星軸4に支持され、
キャリヤ3は、遊星軸4を支持する軸支持部31を備え、
軸支持部31は、遊星軸4が挿入される軸挿入部32と、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分を径方向外側R2に押圧する弾性部材33と、を備えている。
この構成によれば、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22を支持する遊星軸4が、キャリヤ3の軸支持部31が備える軸挿入部32に挿入されている。そして、遊星軸4における軸挿入部32に挿入された部分が、キャリヤ3の軸支持部31が備える弾性部材33により、径方向外側R2に押圧されている。そのため、遊星軸4により支持された第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22が、第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12に向けて付勢された状態となっている。これにより、第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12と遊星ギヤ2との噛み合い部分におけるバックラッシを低減することができる。
また、本構成によれば、例えば、キャリヤ3を複数の要素に分割してそれらの間にバネを介在させる等の構成とすることなく、上記のようなバックラッシの低減を実現している。したがって、遊星歯車機構10の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構10を簡素な構成とすることができる。
また、本構成によれば、例えば、キャリヤ3を複数の要素に分割してそれらの間にバネを介在させる等の構成とすることなく、上記のようなバックラッシの低減を実現している。したがって、遊星歯車機構10の部品数を少なく抑え、遊星歯車機構10を簡素な構成とすることができる。
また、上述したように、本実施形態では、軸支持部31は、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して軸方向Lの両側のそれぞれに配置されて、径方向Rに延在する径方向延在部34を更に備え、
一対の径方向延在部34のそれぞれに、軸挿入部32が形成されていると共に、径方向延在部34の内周面と軸挿入部32との間を径方向Rに貫通する貫通孔35が形成され、
貫通孔35の内部に、弾性部材33が配置され、
弾性部材33は、貫通孔35における軸挿入部32に連通する第1開口部35aを通して、遊星軸4を押圧するように配置されている。
一対の径方向延在部34のそれぞれに、軸挿入部32が形成されていると共に、径方向延在部34の内周面と軸挿入部32との間を径方向Rに貫通する貫通孔35が形成され、
貫通孔35の内部に、弾性部材33が配置され、
弾性部材33は、貫通孔35における軸挿入部32に連通する第1開口部35aを通して、遊星軸4を押圧するように配置されている。
この構成によれば、弾性部材33がキャリヤ3の径方向延在部34に形成された貫通孔35の内部に配置され、当該貫通孔35における軸挿入部32に連通する第1開口部35aを通して遊星軸4を押圧するように配置されている。これにより、弾性部材33による遊星軸4の押圧を簡素な構成により実現することができる。
また、本構成によれば、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して軸方向Lの両側のそれぞれにおいて、弾性部材33により遊星軸4を径方向外側R2に押圧することができる。これにより、遊星軸4に作用させる押圧力の軸方向Lの位置による偏りを少なくし易い。
また、本構成によれば、遊星ギヤ2の第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22に対して軸方向Lの両側のそれぞれにおいて、弾性部材33により遊星軸4を径方向外側R2に押圧することができる。これにより、遊星軸4に作用させる押圧力の軸方向Lの位置による偏りを少なくし易い。
また、上述したように、本実施形態では、軸支持部31が一対の径方向延在部34を備えた構成において、
貫通孔35における径方向延在部34の内周面に連通する第2開口部35bに、雌ねじが形成され、
軸支持部31は、第2開口部35bの雌ねじに螺合する雄ねじが形成された押圧部材36を更に備え、
押圧部材36の雄ねじが雌ねじに螺合されることで、押圧部材36により弾性部材33が径方向Rに圧縮されている。
貫通孔35における径方向延在部34の内周面に連通する第2開口部35bに、雌ねじが形成され、
軸支持部31は、第2開口部35bの雌ねじに螺合する雄ねじが形成された押圧部材36を更に備え、
押圧部材36の雄ねじが雌ねじに螺合されることで、押圧部材36により弾性部材33が径方向Rに圧縮されている。
この構成によれば、押圧部材36により弾性部材33が径方向Rに圧縮されているため、弾性部材33に対して遊星軸4を押圧するための圧縮力を容易に作用させることできる。
また、本構成によれば、弾性部材33を貫通孔35に挿入してから押圧部材36の雄ねじを貫通孔35の雌ねじに螺合させることで、弾性部材33の組み付けが完了する。したがって、弾性部材33の組み付け作業を簡素化することができる。
また、本構成によれば、弾性部材33を貫通孔35に挿入してから押圧部材36の雄ねじを貫通孔35の雌ねじに螺合させることで、弾性部材33の組み付けが完了する。したがって、弾性部材33の組み付け作業を簡素化することができる。
図1に示すように、本実施形態では、遊星歯車機構10は、第1軸受51と、第2軸受52と、第1支持部材61と、第2支持部材62と、を更に備えている。
第1軸受51は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1に配置された軸受である。第1軸受51は、第1軸心X1と同軸上に配置されている。
第2軸受52は、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2に配置された軸受である。第2軸受52は、第1軸心X1と同軸上に配置されている。
第1支持部材61は、第1リングギヤ11を支持する部材である。第1支持部材61は、第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられている。第1支持部材61は、第1内側支持部611を備えている。第1内側支持部611は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1を通って、第1リングギヤ11から径方向内側R1へ向けて延在するように形成されている。本実施形態では、第1内側支持部611は、第1リングギヤ11から、第1軸受51に対して軸方向第1側L1を通って、第1軸受51よりも径方向内側R1まで延在するように形成されている。図1に示す例では、第1内側支持部611は、溶接により第1リングギヤ11に連結されている。
第2支持部材62は、第2リングギヤ12を支持する部材である。第2支持部材62は、第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられている。第2支持部材62は、第2内側支持部621を備えている。第2内側支持部621は、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2を通って、第2リングギヤ12から径方向内側R1へ向けて延在するように形成されている。本実施形態では、第2内側支持部621は、第2リングギヤ12から、第2軸受52に対して軸方向第2側L2を通って、第2軸受52よりも径方向内側R1まで延在するように形成されている。図1に示す例では、第2内側支持部621は、溶接により第2リングギヤ12に連結されている。
本実施形態では、キャリヤ3は、第1外周面3aと、第2外周面3bと、を備えている。
第1外周面3aは、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において、径方向外側R2を向くように形成された面である。本実施形態では、第1外周面3aは、第1径方向延在部34Aに形成されている。そして、第1外周面3aは、軸方向Lに沿う軸方向視で、遊星軸4と重複するように形成されている。ここで、2つの要素の配置に関して、「特定方向視で重複する」とは、その視線方向に平行な仮想直線を当該仮想直線と直交する各方向に移動させた場合に、当該仮想直線が2つの要素の双方に交わる領域が少なくとも一部に存在することを指す。
第2外周面3bは、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において、径方向外側R2を向くように形成された面である。本実施形態では、第2外周面3bは、第2径方向延在部34Bに形成されている。そして、第2外周面3bは、遊星軸4に対して径方向内側R1に形成されている。図1に示す例では、第2外周面3bは、軸方向Lに沿う軸方向視で、第1弾性部材33Aと重複するように形成されている。
本実施形態では、キャリヤ3及び遊星軸4の少なくとも一方は、第1側面4aと、第2側面4bと、を備えている。
第1側面4aは、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において、軸方向第1側L1を向くように形成された面である。本実施形態では、第1側面4aは、遊星軸4に形成されている。図1に示す例では、第1側面4aは、遊星軸4の軸方向第1側L1の端面に形成されている。
第2側面4bは、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において、軸方向第2側L2を向くように形成された面である。本実施形態では、第2側面4bは、第2径方向延在部34Bに形成されている。図1に示す例では、第2側面4bは、第2径方向延在部34Bにおける遊星軸4よりも軸方向第2側L2の部分に形成されている。
本実施形態では、第1支持部材61の第1内側支持部611は、第1内周面6aと、第3側面6bと、を備えている。
第1内周面6aは、第1外周面3aに対して径方向外側R2から対向するように形成された面である。本実施形態では、第1内周面6aは、軸方向Lに沿う軸方向視で、遊星軸4と重複するように形成されている。
第3側面6bは、第1側面4aに対して軸方向第1側L1から対向するように形成された面である。本実施形態では、第3側面6bは、第1内周面6aの軸方向第1側L1の端部から径方向内側R1に向けて延在するように形成されている。
本実施形態では、第2支持部材62の第2内側支持部621は、第2内周面6cと、第4側面6dと、を備えている。
第2内周面6cは、第2外周面3bに対して径方向外側R2から対向するように形成された面である。本実施形態では、第2内周面6cは、軸方向Lに沿う軸方向視で、遊星軸4と重複するように形成されている。
第4側面6dは、第2側面4bに対して軸方向第2側L2から対向するように形成された面である。本実施形態では、第4側面6dは、第2内周面6cの軸方向第2側L2の端部から径方向内側R1に向けて延在するように形成されている。
第1軸受51は、第1外周面3aと第1内周面6aとの径方向Rの間に挟まれると共に、第1側面4aと第3側面6bとの軸方向Lの間に挟まれるように配置されている。本実施形態では、第1軸受51は、玉軸受である。そして、第1軸受51は、当該第1軸受51のインナレースが径方向外側R2から第1外周面3aに当接すると共に、軸方向第1側L1から第1側面4aに当接し、第1軸受51のアウタレースが径方向内側R1から第1内周面6aに当接すると共に、軸方向第2側L2から第3側面6bに当接するように配置されている。本例では、第1軸受51のインナレースが、第1外周面3aに形成された溝部に設けられたスナップリングにより、第1外周面3aに対する軸方向Lの移動が規制されている。そして、第1軸受51のアウタレースが、第1内周面6aに形成された溝部に設けられたスナップリングにより、第1内周面6aに対する軸方向Lの移動が規制されている。
第2軸受52は、第2外周面3bと第2内周面6cとの径方向Rの間に挟まれると共に、第2側面4bと第4側面6dとの軸方向Lの間に挟まれるように配置されている。本実施形態では、第2軸受52は、玉軸受である。そして、第2軸受52は、当該第2軸受52のインナレースが径方向外側R2から第2外周面3bに当接すると共に、軸方向第2側L2から第2側面4bに当接し、第2軸受52のアウタレースが径方向内側R1から第2内周面6cに当接すると共に、軸方向第1側L1から第4側面6dに当接するように配置されている。本例では、第2軸受52のインナレースが、第2外周面3bに形成された溝部に設けられたスナップリングにより、第2外周面3bに対する軸方向Lの移動が規制されている。そして、第2軸受52のアウタレースが、第2内周面6cに形成された溝部に設けられたスナップリングにより、第2内周面6cに対する軸方向Lの移動が規制されている。
このように、本実施形態では、遊星歯車機構10は、
第1軸心X1と同軸上に、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1に配置された第1軸受51と、
第1軸心X1と同軸上に、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2に配置された第2軸受52と、
第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられ、第1リングギヤ11を支持する第1支持部材61と、
第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられ、第2リングギヤ12を支持する第2支持部材62と、を更に備え、
第1支持部材61は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1を通って、第1リングギヤ11から径方向内側R1へ向けて延在する第1内側支持部611を備え、
第2支持部材62は、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2を通って、第2リングギヤ12から径方向内側R1へ向けて延在する第2内側支持部621を備え、
キャリヤ3は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において径方向外側R2を向く第1外周面3aと、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において径方向外側R2を向く第2外周面3bと、を備え、
キャリヤ3及び遊星軸4の少なくとも一方は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において軸方向第1側L1を向く第1側面4aと、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において軸方向第2側L2を向く第2側面4bと、を備え、
第1内側支持部611は、第1外周面3aに対して径方向外側R2から対向するように配置された第1内周面6aと、第1側面4aに対して軸方向第1側L1から対向するように配置された第3側面6bと、を備え、
第2内側支持部621は、第2外周面3bに対して径方向外側R2から対向するように配置された第2内周面6cと、第2側面4bに対して軸方向第2側L2から対向するように配置された第4側面6dと、を備え、
第1軸受51は、第1外周面3aと第1内周面6aとの径方向Rの間に挟まれると共に、第1側面4aと第3側面6bとの軸方向Lの間に挟まれるように配置され、
第2軸受52は、第2外周面3bと第2内周面6cとの径方向Rの間に挟まれると共に、第2側面4bと第4側面6dとの軸方向Lの間に挟まれるように配置されている。
第1軸心X1と同軸上に、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1に配置された第1軸受51と、
第1軸心X1と同軸上に、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2に配置された第2軸受52と、
第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられ、第1リングギヤ11を支持する第1支持部材61と、
第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられ、第2リングギヤ12を支持する第2支持部材62と、を更に備え、
第1支持部材61は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1を通って、第1リングギヤ11から径方向内側R1へ向けて延在する第1内側支持部611を備え、
第2支持部材62は、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2を通って、第2リングギヤ12から径方向内側R1へ向けて延在する第2内側支持部621を備え、
キャリヤ3は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において径方向外側R2を向く第1外周面3aと、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において径方向外側R2を向く第2外周面3bと、を備え、
キャリヤ3及び遊星軸4の少なくとも一方は、遊星ギヤ2に対して軸方向第1側L1において軸方向第1側L1を向く第1側面4aと、遊星ギヤ2に対して軸方向第2側L2において軸方向第2側L2を向く第2側面4bと、を備え、
第1内側支持部611は、第1外周面3aに対して径方向外側R2から対向するように配置された第1内周面6aと、第1側面4aに対して軸方向第1側L1から対向するように配置された第3側面6bと、を備え、
第2内側支持部621は、第2外周面3bに対して径方向外側R2から対向するように配置された第2内周面6cと、第2側面4bに対して軸方向第2側L2から対向するように配置された第4側面6dと、を備え、
第1軸受51は、第1外周面3aと第1内周面6aとの径方向Rの間に挟まれると共に、第1側面4aと第3側面6bとの軸方向Lの間に挟まれるように配置され、
第2軸受52は、第2外周面3bと第2内周面6cとの径方向Rの間に挟まれると共に、第2側面4bと第4側面6dとの軸方向Lの間に挟まれるように配置されている。
この構成によれば、第1軸受51及び第2軸受52により、第1リングギヤ11と第2リングギヤ12とキャリヤ3とを、第1軸心X1回りに相対回転自在に支持することができる。
また、本構成によれば、第1軸受51及び第2軸受52により、キャリヤ3及び遊星軸4と第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12との軸方向Lの位置決めも行うことができる。
また、本構成によれば、第1軸受51及び第2軸受52により、キャリヤ3及び遊星軸4と第1リングギヤ11及び第2リングギヤ12との軸方向Lの位置決めも行うことができる。
以下では、上記のような遊星歯車機構10を備えた減速機100について説明する。図1に示すように、減速機100は、第1の連結対象T1に連結される第1連結部20と、第2の連結対象T2に連結される第2連結部30と、駆動源Dに連結される駆動連結部40と、を更に備えている。
本実施形態では、減速機100は、多関節ロボットの関節部分に設けられる。そのため、本実施形態では、第1の連結対象T1は、複数のロボットアームの1つである第1のロボットアームであり、第2の連結対象T2は、第1のロボットアームとは異なる第2のロボットアームである。また、本実施形態では、駆動源Dは、軸方向Lに延在する駆動軸Daを備えている。本例では、駆動源Dは、ステータ及びロータを備えた電動モータである。ステータは、第2の連結対象T2に固定されている。ロータは、駆動軸Daと一体的に回転するように連結されている。
第1連結部20は、第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられている。本実施形態では、第1連結部20は、第1リングギヤ11から径方向外側R2に突出するように形成されている。そして、第1連結部20には、第1の連結対象T1との連結に用いられるボルトが螺合される孔が、軸方向Lに沿って形成されている。
第2連結部30は、第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられている。本実施形態では、第2連結部30は、第2支持部材62の第2内側支持部621と一体的に形成されている。そして、第2連結部30には、第2の連結対象T2との連結に用いられるボルトが螺合される孔が、軸方向Lに沿って形成されている。
駆動連結部40は、キャリヤ3と一体的に回転するように設けられている。本実施形態では、駆動連結部40は、第1軸心X1を軸心とする筒状に形成されている。また、本実施形態では、駆動連結部40は、遊星ギヤ2の公転軌跡に対して径方向内側R1に配置されている。そして、駆動連結部40は、キャリヤ3を軸方向Lに貫通するように配置されている。図示の例では、駆動連結部40は、当該駆動連結部40の内周面と、キャリヤ3における第1径方向延在部34A及び第2径方向延在部34Bの内周面とが面一となるように、第1径方向延在部34A及び第2径方向延在部34Bに連結されている。
本実施形態では、筒状の駆動連結部40に対して径方向内側R1に、駆動源Dの駆動軸Daが配置された状態で、それらが互いに一体的に回転するように連結されている。
このように、減速機100は、
上記の遊星歯車機構10と、
第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられ、第1の連結対象T1に連結される第1連結部20と、
第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられ、第2の連結対象T2に連結される第2連結部30と、
キャリヤ3と一体的に回転するように設けられ、駆動源Dに連結される駆動連結部40と、を備えている。
上記の遊星歯車機構10と、
第1リングギヤ11と一体的に回転するように設けられ、第1の連結対象T1に連結される第1連結部20と、
第2リングギヤ12と一体的に回転するように設けられ、第2の連結対象T2に連結される第2連結部30と、
キャリヤ3と一体的に回転するように設けられ、駆動源Dに連結される駆動連結部40と、を備えている。
この構成によれば、駆動源Dの回転を減速して、第1の連結対象T1と第2の連結対象T2とに伝達することができる。
また、本構成によれば、遊星歯車機構10にサンギヤを設ける必要がない。したがって、減速機100の部品数を少なく抑え、減速機100を簡素な構成とすることができる。
また、本構成によれば、遊星歯車機構10にサンギヤを設ける必要がない。したがって、減速機100の部品数を少なく抑え、減速機100を簡素な構成とすることができる。
〔その他の実施形態〕
(1)上記の実施形態では、遊星歯車機構10がサンギヤを備えず、キャリヤ3が駆動連結部40と一体的に回転するように連結された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、遊星歯車機構10がサンギヤを備え、当該サンギヤが駆動連結部40と一体的に回転するように連結された構成としても良い。
(1)上記の実施形態では、遊星歯車機構10がサンギヤを備えず、キャリヤ3が駆動連結部40と一体的に回転するように連結された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、遊星歯車機構10がサンギヤを備え、当該サンギヤが駆動連結部40と一体的に回転するように連結された構成としても良い。
(2)上記の実施形態では、第1ギヤ部21が第1ピニオン軸受41を介して遊星軸4に対して相対回転自在に配置されていると共に、第2ギヤ部22が第2ピニオン軸受42を介して遊星軸4に対して相対回転自在に配置された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、第1ギヤ部21及び第2ギヤ部22が遊星軸4と一体的に回転する構成としても良い。この構成では、遊星軸4は、軸挿入部32に挿入された所定の軸受を介して、径方向延在部34に対して回転自在に配置される。そして、その軸受を介して、弾性部材33が遊星軸4を径方向外側R2に押圧する。
(3)上記の実施形態では、軸挿入部32が径方向延在部34を軸方向Lに貫通する貫通孔である構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、軸挿入部32が径方向延在部34を軸方向Lに貫通するように形成されておらず、軸方向Lに窪むように形成された凹部であっても良い。
(4)上記の実施形態では、弾性部材33が圧縮コイルばねである構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、弾性部材33が板ばね、皿ばね等の別種のばねであっても良い。また、弾性部材33が合成ゴム等、ばね以外の弾性体であっても良い。
(5)上記の実施形態では、貫通孔35の第2開口部35bに雌ねじが形成され、当該雌ねじに押圧部材36の雄ねじが螺合する構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、貫通孔35の第2開口部35bに雌ねじが形成されていないと共に、押圧部材36に雄ねじが形成されていない構成としても良い。この構成では、例えば、押圧部材36が第2開口部35bに圧入されていれば良い。
(6)上記の実施形態では、第1側面4aが遊星軸4に形成され、第2側面4bがキャリヤ3の第2径方向延在部34Bに形成された構成を例として説明した。しかし、そのような構成に限定されることなく、例えば、第1側面4aがキャリヤ3の第1径方向延在部34Aに形成されていても良い。また、第2側面4bが遊星軸4に形成されていても良い。
(7)なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。したがって、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。
本開示に係る技術は、内歯車である第1リングギヤ及び第2リングギヤと、外歯車である遊星ギヤと、当該遊星ギヤを支持するキャリヤと、を備えた遊星歯車機構、及びそれを備えた減速機に利用することができる。
100:減速機、10:遊星歯車機構、20:第1連結部、30:第2連結部、40:駆動連結部、11:第1リングギヤ、12:第2リングギヤ、2:遊星ギヤ、21:第1ギヤ部、22:第2ギヤ部、3:キャリヤ、3a:第1外周面、3b:第2外周面、31:軸支持部、32:軸挿入部、33:弾性部材、34:径方向延在部、35:貫通孔、35a:第1開口部、35b:第2開口部、36:押圧部材、4:遊星軸、4a:第1側面、4b:第2側面、51:第1軸受、52:第2軸受、61:第1支持部材、611:第1内側支持部、6a:第1内周面、6b:第3側面、62:第2支持部材、621:第2内側支持部、6c:第2内周面、6d:第4側面、T1:第1の連結対象、T2:第2の連結対象、D:駆動源、X1:第1軸心、X2:第2軸心、L:軸方向、L1:軸方向第1側、L2:軸方向第2側、R:径方向、R1:径方向内側、R2:径方向外側
Claims (5)
- 内歯車である第1リングギヤ及び第2リングギヤと、外歯車である遊星ギヤと、前記遊星ギヤを支持するキャリヤと、を備えた遊星歯車機構であって、
互いに同軸上に配置された前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとの軸心である第1軸心に直交する方向を径方向として、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤと前記キャリヤとは、前記第1軸心回りに相対回転自在であり、
前記第1リングギヤと前記第2リングギヤとは歯数が異なり、
前記遊星ギヤは、前記第1リングギヤに噛み合う第1ギヤ部と、前記第2リングギヤに噛み合う第2ギヤ部と、を備え、
前記第1ギヤ部と前記第2ギヤ部とは、前記第1軸心と平行な別軸である第2軸心回りに一体的に回転するように、前記第2軸心上に配置された遊星軸に支持され、
前記キャリヤは、前記遊星軸を支持する軸支持部を備え、
前記軸支持部は、前記遊星軸が挿入される軸挿入部と、前記遊星軸における前記軸挿入部に挿入された部分を前記径方向の外側に押圧する弾性部材と、を備えている、遊星歯車機構。 - 前記第1軸心に平行な方向を軸方向として、
前記軸支持部は、前記遊星ギヤの前記第1ギヤ部及び前記第2ギヤ部に対して前記軸方向の両側のそれぞれに配置されて、前記径方向に延在する径方向延在部を更に備え、
一対の前記径方向延在部のそれぞれに、前記軸挿入部が形成されていると共に、前記径方向延在部の内周面と前記軸挿入部との間を前記径方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔の内部に、前記弾性部材が配置され、
前記弾性部材は、前記貫通孔における前記軸挿入部に連通する第1開口部を通して、前記遊星軸を押圧するように配置されている、請求項1に記載の遊星歯車機構。 - 前記貫通孔における前記径方向延在部の前記内周面に連通する第2開口部に、雌ねじが形成され、
前記軸支持部は、前記第2開口部の前記雌ねじに螺合する雄ねじが形成された押圧部材を更に備え、
前記押圧部材の前記雄ねじが前記雌ねじに螺合されることで、前記押圧部材により前記弾性部材が前記径方向に圧縮されている、請求項2に記載の遊星歯車機構。 - 前記第1軸心に平行な方向を軸方向とし、前記軸方向の一方側を軸方向第1側とし、前記軸方向の他方側を軸方向第2側として、
前記第1軸心と同軸上に、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第1側に配置された第1軸受と、
前記第1軸心と同軸上に、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第2側に配置された第2軸受と、
前記第1リングギヤと一体的に回転するように設けられ、前記第1リングギヤを支持する第1支持部材と、
前記第2リングギヤと一体的に回転するように設けられ、前記第2リングギヤを支持する第2支持部材と、を更に備え、
前記第1支持部材は、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第1側を通って、前記第1リングギヤから前記径方向の内側へ向けて延在する第1内側支持部を備え、
前記第2支持部材は、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第2側を通って、前記第2リングギヤから前記径方向の内側へ向けて延在する第2内側支持部を備え、
前記キャリヤは、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第1側において前記径方向の外側を向く第1外周面と、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第2側において前記径方向の外側を向く第2外周面と、を備え、
前記キャリヤ及び前記遊星軸の少なくとも一方は、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第1側において前記軸方向第1側を向く第1側面と、前記遊星ギヤに対して前記軸方向第2側において前記軸方向第2側を向く第2側面と、を備え、
前記第1内側支持部は、前記第1外周面に対して前記径方向の外側から対向するように配置された第1内周面と、前記第1側面に対して前記軸方向第1側から対向するように配置された第3側面と、を備え、
前記第2内側支持部は、前記第2外周面に対して前記径方向の外側から対向するように配置された第2内周面と、前記第2側面に対して前記軸方向第2側から対向するように配置された第4側面と、を備え、
前記第1軸受は、前記第1外周面と前記第1内周面との前記径方向の間に挟まれると共に、前記第1側面と前記第3側面との前記軸方向の間に挟まれるように配置され、
前記第2軸受は、前記第2外周面と前記第2内周面との前記径方向の間に挟まれると共に、前記第2側面と前記第4側面との前記軸方向の間に挟まれるように配置されている、請求項1から3のいずれか一項に記載の遊星歯車機構。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の遊星歯車機構と、
前記第1リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第1の連結対象に連結される第1連結部と、
前記第2リングギヤと一体的に回転するように設けられ、第2の連結対象に連結される第2連結部と、
前記キャリヤと一体的に回転するように設けられ、駆動源に連結される駆動連結部と、を備えた減速機。
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