JP2896081B2 - 単純遊星歯車構造を採用した変速機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単純遊星歯車構造を採
用した変速機、特にその遊星歯車の支持構造に改良を加
えた変速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽歯車と、該太陽歯車と外接噛
合する遊星歯車と、該遊星歯車を保持する遊星枠と、前
記遊星歯車が内接噛合する内歯歯車とを備えた単純遊星
歯車構造を採用した変速機（減速機、あるいは入出力系
を逆にした場合は増速機）が広く実用化されている。

【０００３】図３にその一例を示す。

【０００４】この減速機には第１、第２減速部Ａ、Ｂが
組込まれており、いずれも単純遊星歯車構造が採用され
ている。

【０００５】第１、第２減速部Ａ、Ｂとも、荷重等配を
実現するためにフロート構造とされた太陽歯車６０２、
７０２と、該太陽歯車６０２、７０２と外接噛合する遊
星歯車６０４、７０４と、該遊星歯車６０４、７０４が
内接噛合する内歯歯車６０６、７０６とを備える。遊星
歯車６０４、７０４は遊星枠（ディスク、あるいは出力
軸フランジ）６０８、７０８に保持されている。

【０００６】この減速機の他の構成の説明を兼ねなが
ら、作用を簡単に説明する。

【０００７】入力軸６１０が回転するとカップリング６
１１を介して太陽歯車６０２が回転する。太陽歯車６０
２が回転すると遊星歯車６０４がケーシング６１２に固
定された内歯歯車６０６に内接しながら該太陽歯車６０
２の外周を公転する。

【０００８】遊星歯車６０４は支持ピン６１４により軸
受６１６を介して支持されており、この支持ピン６１４
の太陽歯車６０２に対する公転がディスク（遊星枠）６
０８に伝達される。ディスク６０８が回転すると、該デ
ィスク６０８に連結された第２減速部Ｂの太陽歯車７０
２が回転する。太陽歯車７０２が回転すると遊星歯車７
０４がケーシング６１２に固定された内歯歯車７０６に
内接しながら該太陽歯車７０２の外周を公転する。

【０００９】遊星歯車７０４は支持ピン７１４に軸受７
１６を介して支持されており、該支持ピン７１４の太陽
歯車７０２に対する公転が出力軸フランジ（遊星枠）７
０８に伝達される。出力軸フランジ７０８は出力軸６２
０とスプライン結合しており、該出力軸フランジ７０８
の回転により出力軸６２０が回転する。

【００１０】図３から明らかなように、遊星歯車６０
４、７０４は、いずれも軸受６１６、７１６を介して支
持ピン６１４、７１４に支持されている。又支持ピン６
１４、７１４はいずれも（遊星枠を構成する）ディスク
６０８、あるいは出力軸フランジ７０８に固定されてお
り、該支持ピン６１４、７１４自身は自転する構造とは
されていない。

【００１１】今、遊星歯車の支持構造に着目した場合、
他の従来例として、図４、図５、あるいは図６、図７に
示されるような従来例が知られている。各図において図
３と対応する部材にはそれぞれ下２桁が同一の符号を付
してある。

【００１２】図４、図５に示された従来例における遊星
歯車８０４は、出力軸フランジ８０８によって支持され
た支持ピン８１４に軸受８１６を介して支持されてい
る。なお、図の符号８１４Ａは支持ピン８１４のつば、
８１４Ｂはスナップリングをそれぞれ示している。

【００１３】一方、図６、図７に示された従来例におけ
る遊星歯車９０４は、出力軸フランジ９０８と支持リン
グ９０８Ａの間に渡された支持ピン９１４により、滑り
軸受９１６を介して支持されている。なお、図の符号９
１４Ａは支持ピン９１４のつばを示している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の単純遊星歯車構造を採用した減速機において
は、遊星歯車６０４、７０４、８０４、９０４がいずれ
も軸受６１６、７１６、８１６、９１６を介して支持さ
れる構成であったため、それだけ部品点数が多くなると
共に、減速比の調整の関係で該遊星歯車６０４、７０
４、８０４、９０４を小型化しようとした場合にこの軸
受６１６、７１６、８１６、９１６の存在が邪魔になる
ことがあるという問題があった。

【００１５】しかしながら、これらの軸受６１６、７１
６、８１６、９１６は、これらをただ単に省略してしま
うと、遊星歯車６０４、７０４、８０４、９０４を支持
している支持ピン６１４、７１４、８１４、９１４自体
は回転しない構造であることから該遊星歯車６０４、７
０４、８０４、９０４との相対的な滑り速度が大きくな
って耐久性に問題が生じる。

【００１６】又、構造上支持ピン６１４、７１４、８１
４、９１４自体を軸線に対して平行を維持した状態で公
転させることが難しく、そのため、軸線に対するこの支
持ピン６１４、７１４、８１４、９１４の公転軌道にず
れが発生し易い。そしてこの公転軌道のずれの発生が耐
久性の面で遊星歯車６０４、７０４、８０４、９０４と
支持ピン６１４、７１４、８１４、９１４とを（軸受な
しで）直接滑り接触させることができないもう１つの原
因とされている。

【００１７】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、支持ピンの支持構造を見直すこ
とにより、従来必須であった支持ピンと遊星歯車との間
の軸受けを省略可能とし、にも拘らず、従来以上に遊星
歯車を円滑に支持することができ、長期に亘る耐久性を
維持できるようにした単純遊星歯車構造を採用した変速
機を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、太陽歯車と、
該太陽歯車と外接噛合する遊星歯車と、該遊星歯車を保
持する遊星枠と、前記遊星歯車が内接噛合する内歯歯車
とを備えた単純遊星歯車構造を採用した変速機におい
て、前記遊星歯車を滑り回転自在に支持する支持ピン
と、前記遊星歯車の軸方向両側に配置されると共に、前
記支持ピンを滑り回転自在に両持ち支持するために一対
用意した前記遊星枠と、該一対の遊星枠を、それぞれ独
立して前記太陽歯車と同軸に、且つ回転自在に支持する
ケーシングと、を備えたことにより、上記課題を解決し
たものである。

【００１９】なお、ここにおいて、前記一対の遊星枠を
前記支持ピンとは別の部材によって互いに固定・連結す
るようにすると、遊星歯車を一層円滑に回転支持できる
と共に、耐久性を更に向上させることができる。

【００２０】

【作用】本発明においては、まず遊星歯車を支持ピンに
よって（軸受なしで）滑り回転自在に支持すると共に、
この支持ピン自体を（従来のように固定ではなく）滑り
回転自在に一対の遊星枠によって両持ち支持するように
した。この一対の遊星枠は遊星歯車の軸方向両側に配置
されると共に、それぞれが独立して太陽歯車と同軸に、
且つ回転自在に（軸受を介して）ケーシングによって直
接支持されている。

【００２１】このため、一対の遊星枠を非常に精度良く
太陽歯車と同軸に回転させることができるようになり、
この結果支持ピン自体を極めて精度良く組込むことがで
きるようになった。又、支持ピン自体が一対の遊星枠に
対して滑り回転自在とされているため、支持ピンと遊星
歯車との相対速度をその分低減することができ、支持ピ
ンの組付け精度の向上と相俟って、ここに軸受を介在さ
せなくても遊星歯車を円滑に且つ長期に亘って良好に支
持できるようになった。

【００２２】なお、一対の遊星枠を支持ピンとは別の部
材によって互いに固定・連結するようにすると、遊星歯
車を一層円滑に支持することができるようになる。即
ち、支持ピンには、遊星歯車を回転自在に支持する機能
の他にこれを支持している一対の遊星枠を回転させるた
めの動力伝達を行う機能がある。

【００２３】この場合、遊星歯車両側の一対の遊星枠が
回転方向に固定されていないと、両者の回転に差が生じ
ようとした場合に、支持ピンに公転軌道接線方向の偏荷
重が発生してしまう。そこで、この一対の遊星枠を支持
ピンとは別の部材で互いに強固に連結しておくことによ
り、両遊星枠は必ず一体となって同速回転するため、支
持ピンは常に軸線と平行に組込まれた状態を維持しなが
ら太陽歯車の回りを公転することができるようになる。
その結果、遊星歯車は（軸受なしで）常に円滑に回転で
きる。

【００２４】なお、本構造は当該単純遊星歯車構造を採
用した変速機を減速機として使用する場合にも、又増速
機として使用する場合にも適用できるのは言うまでもな
い。

【００２５】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００２６】図１は本発明が適用された減速機の一部破
断の正面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図であ
る。

【００２７】この減速機はモータと連結されることによ
り、いわゆるギヤドモータ用の減速機として用いられて
いる。

【００２８】この減速機は、太陽歯車４０２と、該太陽
歯車４０２と外接噛合する遊星歯車４０４と、該遊星歯
車４０４が内接噛合する内歯歯車４０６とを備えた単純
遊星歯車構造をその減速部Ｃの構造として採用してい
る。

【００２９】前記太陽歯車４０２は、入力軸４１０とス
プライン結合されており、特に荷重等配を実現するため
のフロート構造は採用されていない。入力軸４１０は、
カップリング４１１を介してモータ軸４３０と連結され
ている。

【００３０】前記遊星歯車４０４は、太陽歯車４０２と
外接噛合すると共に、内歯歯車４０６と内接噛合してい
る。

【００３１】この遊星歯車４０４は、支持ピン４１４に
より滑り回転自在に支持されている。支持ピン４１４
は、一対の遊星枠に滑り回転自在に両持ち支持されてい
る。具体的にはこの実施例では入力軸側（図１中の右
側）に配置されたキャリア４０８Ａと出力軸４２０に一
体的に成形された出力軸フランジ４０８Ｂが一対の遊星
枠を構成している。キャリア４０８Ａ、出力軸フランジ
４０８Ｂには支持ピン保持孔４５０、４５２が形成され
ており、支持ピン４１４はこの支持ピン保持孔４５０、
４５２に滑り回転自在に両持ち支持されている。

【００３２】両遊星枠、即ちキャリア４０８Ａ、出力軸
フランジ４０８Ｂは、共にそれぞれ独立してケーシング
４１２に軸受４１６Ａ、４１６Ｂを介して（太陽歯車４
０２と同軸に）回転自在に支持されている。

【００３３】なお、この軸受４１６Ａ、４１６Ｂは、支
持ピン４１４が軸方向に抜けるのを防止するためのスト
ッパの機能をも果している。

【００３４】前記内歯歯車４０６はケーシング４１２に
固定されており、前記入力軸４１０は前記一対の遊星
枠、即ちキャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ４０８Ｂ
に玉軸受４３６Ａ、４３６Ｂを介して支持されている。

【００３５】前記キャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ
４０８Ｂ（一対の遊星枠）は、（支持ピン４１４とは別
の部材である）キャリアピン４４０によって強固に固定
・連結されている。具体的には、キャリアピン４４０の
一端側にはスナップリング４４２が嵌め込まれている。
又、キャリアピン４４０の他端側には雌ねじ４４０Ａが
形成されている。更にキャリア４０８Ａ及び出力軸フラ
ンジ４０８Ｂにはキャリアピン孔４４１Ａ、４４１Ｂが
形成されている。キャリアピン４４０は、スペーサ４４
４を介在させた状態でこのキャリアピン孔４４１Ａ、４
４１Ｂに貫通される。そして該キャリアピン４４０の雌
ねじ４４０Ａにナット４４６を螺合・締付けることによ
りキャリア４０８Ａ、出力軸フランジ４０８Ｂが連結さ
れる。

【００３６】このキャリアピン４４０によるキャリア４
０８Ａ及び出力軸フランジ４０８Ｂの連結は必ずしも必
須のものではないが、キャリアピン４４０が存在するこ
とにより、両遊星枠は必ず同速度で一体回転するため、
支持ピン４１４に公転軌道接線方向の偏荷重が発生する
のを効果的に防止することができ、支持ピン４１４を常
に良好に支持することができるようになる。

【００３７】次にこの減速機の作用を説明する。

【００３８】モータ軸４３０が回転するとカップリング
４１１を介して入力軸４１０が回転し、これとスプライ
ン結合されている太陽歯車４０２が同速回転する。太陽
歯車４０２が回転すると、遊星歯車４０４がケーシング
４１２に固定された内歯歯車４０６に内接しながら太陽
歯車４０２の外周に沿って公転する。

【００３９】この公転は、支持ピン４１４を介して一対
の遊星枠、即ちキャリア４０８Ａ及び出力軸フランジ４
０８Ｂに伝達される。出力軸フランジ４２０側に伝達さ
れた公転の動力は直接、キャリア４０８Ａ側に伝達され
た公転の動力はキャリアピン４４０、出力軸フランジ４
０８Ｂを介してそれぞれ出力軸４２０に伝達される。

【００４０】この際、キャリア４０８Ａ及び出力軸フラ
ンジ４０８Ｂは共にそれぞれ独立してケーシングに玉軸
受４１６Ａ、４１６Ｂを介して支持されているため、支
持ピン４１４の組付け及び回転精度を極めて高く維持す
ることができる。又出力軸４２０側からのラジアル方向
の負荷に対しても減速機全体として高い剛性を確保で
き、従って入力軸４１０やその他の部材も精度よく支持
することができる。そのため太陽歯車４０２をフロート
させる必要がなくなり、それだけ低騒音化できる。

【００４１】更に、このキャリア４０８Ａ及び出力軸フ
ランジ４０８Ｂはキャリアピン４４０を介して強固に固
定・連結されているため、両者は必ず同速で回転し、そ
の分支持ピン４１４に公転軌道接線方向の偏荷重がかか
るのが防止される。

【００４２】又支持ピン４１４は遊星歯車４０４に対し
て滑り回転自在とされると共に、キャリア４０８Ａ、出
力軸フランジ４０８Ｂに対しても（固定ではなく）滑り
回転自在とされいるため、その分該支持ピン４１４と遊
星歯車４０４との相対滑り速度が低減される。従って、
支持ピン４１４自体の高い組付け精度と相俟って（軸受
けがなくても）遊星歯車４０４を長期に亘って円滑に回
転支持することができる。そのため軸受騒音がなくな
り、一層の低騒音化が実現できる上に、部品点数もそれ
だけ低減できる。又、軸受がない分、小さな遊星歯車で
も支障なく採用できるようになる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
軸受を使用することなく遊星歯車を長期に亘って円滑に
回転・支持することができると共に、変速機全体の剛性
をも高く維持することができ、又、低騒音化、部品点数
の削減、変速比選定の自由度の拡大という優れた効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用された単純遊星歯車構造を採用し
た減速機の実施例を示す一部破断の正面図

【図２】図１の矢視II−II線に沿う断面図

【図３】従来の単純遊星歯車構造を採用した変速機の図
１相当の正面図

【図４】他の従来例を示した図３の遊星歯車付近に対応
する部分を拡大して示した断面図

【図５】図４を矢視V 側から見た部分側面図

【図６】更に他の従来例を示した図４相当の断面図

【図７】図６の矢視VII −VII 線に沿う一部破断の側面
図

【符号の説明】

Ｃ…減速部 ４０２…太陽歯車 ４０４…遊星歯車 ４０６…内歯歯車 ４０８Ａ…キャリア（遊星枠） ４０８Ｂ…出力軸フランジ（遊星枠） ４１０…入力軸 ４１１…カップリング ４１２…ケーシング ４１４…支持ピン ４２０…出力軸 ４３０…モータ軸 ４１６Ａ、４１６Ｂ、４３６Ａ、４３６Ｂ…玉軸受 ４４０…キャリアピン ４４４…スペーサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−126047（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−3048（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−96552（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−127951（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−146043（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−109152（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭56−32670（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 1/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽歯車と、該太陽歯車と外接噛合する遊
   星歯車と、該遊星歯車を保持する遊星枠と、前記遊星歯
   車が内接噛合する内歯歯車とを備えた単純遊星歯車構造
   を採用した変速機において、 前記遊星歯車を滑り回転自在に支持する支持ピンと、 前記遊星歯車の軸方向両側に配置されると共に、前記支
   持ピンを滑り回転自在に両持ち支持するために一対用意
   した前記遊星枠と、 該一対の遊星枠を、それぞれ独立して前記太陽歯車と同
   軸に、且つ回転自在に支持するケーシングと、 を備えたことを特徴とする単純遊星歯車構造を採用した
   変速機。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記一対の遊星枠が前記支持ピンとは別の部材によって
   互いに固定・連結されたことを特徴とする単純遊星歯車
   構造を採用した変速機。