JP3799950B2

JP3799950B2 - 遊星歯車装置

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Publication number: JP3799950B2
Application number: JP2000109838A
Authority: JP
Inventors: 孝爾嶋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2000-04-11
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP2001295896A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種減速機として用いられる遊星歯車装置に関し、更に詳しくは、内歯車を出力ハウジング内に相対回転不能に収容し、その出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出す構造の遊星歯車装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
遊星歯車装置においては、一般に、太陽歯車と内歯車を同軸上に設け、これらの間に、これら両歯車に噛み合い、かつ、保持板に対して回転自在に支持された１個もしくは複数個の遊星歯車を配置した構造をとり、太陽歯車、保持板および内歯車のうち一つを固定し、他の二つを入・出力軸として、減速もしくは増速などの機能を担わせる。
【０００３】
このような遊星歯車装置とトラクションドライブ（摩擦ローラ式変速装置）とを組み合わせた減速機が知られている。その構成例を図４に縦断面図で示す。この種の減速機においては、入力側に太陽ローラ１１、遊星ローラ１２および外輪１３等からなるトラクションドライブ１を設け、そのトラクションドライブ１の回転出力を遊星歯車装置２により更に減速して、出力ハウジング５を介して外部に伝達する。
【０００４】
すなわち、トラクションドライブ１の太陽ローラ１１は入力軸３に固定されて回転が与えられ、また、外輪１３はその内周面と太陽ローラ１１の外周面との間に楔状の環状空間を形成すべく、太陽ローラ１１の回転中心軸から僅かに偏った位置において固定部材４に固定されており、その間に複数の遊星ローラ１２が配置されている。この構成により、太陽ローラ１１の回転時に遊星ローラ１２は自転しつつ太陽ローラ１１の回りを公転する。遊星ローラ１２は支持板１４によって自転自在に支持されており、従って支持板１４は遊星ローラ１２の公転により自転する。支持板１４は遊星歯車装置２の太陽歯車２１に対して圧入等の手法により固定されており、従って、入力軸３から入力された回転動力はトラクションドライブ１を介して遊星歯車装置２の太陽歯車２１に伝達される。
【０００５】
太陽歯車２１の回転は、当該太陽歯車２１および内歯車２３の双方に噛み合う遊星歯車２２を介して内歯車２３に伝達される。すなわち、遊星歯車２２はピン２４に回転自在に支持されており、そのピン２４は、ギアキャリアプレート２５ａとバックアッププレート２５ｂとからなる２枚一組の保持板２５に支持されており、この保持板２５は装置ケーシング等の固定部材４に固定され、従って、太陽歯車２１が回転することにより、遊星歯車２２を自転させると同時に内歯車２３を回転させる。そして、この内歯車２３は出力ハウジング４内に相対回転不能に収容されているとともに、この出力ハウジング５は固定軸６に対して軸受７を介して回転自在に支持されており、この出力ハウジング５を介して内歯車２３の回転が外部に取り出される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来の遊星歯車装置を用いた減速機によると、歯車機構の噛み合い音（振動）が内歯車を介して直接出力ハウジング５に伝わるため、振動・騒音が発生しやすいという問題がある。
【０００７】
また、固定軸６と出力ハウジング５との芯ずれがあると、遊星歯車２２が内歯車２３に対して無理に噛み合った状態となるため、良好な歯当たりが得られず、このことも振動・騒音の原因となり、また、歯車寿命の低下にも繋がる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、従来の装置に比して駆動時における騒音や振動の発生を大幅に抑制することのできる遊星歯車装置の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の遊星歯車装置は、太陽歯車と内歯車の間に、これら両者に噛み合い、かつ、保持板に回転自在に支持された遊星歯車が設けられ、上記内歯車は出力ハウジング内に相対回転不能に収容され、この出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出すよう構成された遊星歯車装置において、上記内歯車の外周は円筒部とその一端側に形成されたフランジ部とからなり、そのフランジ部は互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成され、かつ、上記出力ハウジングには、その内歯車の円筒部およびフランジ部を収容する凹部が形成され、その凹部は、互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成されているとともに、上記内歯車の円筒部と上記出力ハウジングの凹部との間、および、上記内歯車のフランジ部側端面と上記出力ハウジングの凹部の底部との間に、それぞれ緩衝部材が介在し、上記内歯車は、上記フランジ部の二面幅の部分のみが上記出力ハウジングに対して直接接触して回転動力を伝達するように構成されていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【００１０】
ここで、本発明においては、緩衝部材としてゴム等の弾性材料を上記した各間に挿入した構成（請求項２）を好適に採用することができる。
【００１１】
本発明の構成によれば、内歯車の外周を円筒部と二面幅を備えたフランジ部とによって構成し、その内歯車を収容する出力ハウジングの凹部は二面幅を備えた形状として、内歯車の円筒部と凹部の間、および、内歯車のフランジ部側の端面と凹部底面との間に、それぞれ緩衝部材を介在させることにより、内歯車はそのフランジ部の二面幅の部分のみが出力ハウジングに直接接触してその回転を伝達するように構成しているので、内歯車は出力ハウジングに対して必要最小限の領域で直接接触して回転を伝達し、遊星歯車装置の各歯車の噛み合い音は径方向および軸方向において各緩衝部材によってその多くが吸収される結果、その噛み合い音が出力ハウジングに伝わることを遮断もしくは低減させることができ、振動・騒音の発生を抑制することができる。
【００１２】
また、請求項２に係る発明のように、緩衝部材として弾性材料を用いて、これを内歯車と出力ハウジングの径方向への間を含めて介在させると、上記の作用に加えて、出力ハウジングと固定軸との間に芯ずれがあっても弾性材料が適宜に弾性変形して内歯車の出力ハウジング内での位置を自動的に調整することができ、歯車機構の無理な噛み合い状態を回避することができ、芯ずれに伴う振動・騒音の発生の抑制並びに歯車寿命の低下を抑制を達成することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図である。この実施の形態は、先に示した図４に示した減速機に本発明を適用した例を示すものであり、図１においては、図４に示したものと同等の部材については同一の符号を付して示している。
【００１４】
図４に示した減速機と同様に、トラクションドライブ１の太陽ローラ１１は入力軸３に対して固定され、その入力軸３の回転により太陽ローラ１１が回転し、支持板１４に回転自在に支持された遊星ローラ１２を自転および公転させ、これに伴う支持板１４の回転が、その支持板１４に対して固定された遊星歯車装置２の太陽歯車２１に伝達される。
【００１５】
遊星歯車装置２は図４の装置と同様に太陽歯車２１、遊星歯車２２、内歯車２３、遊星歯車２２を回転自在に支持するピン２４、そのピン２４を両端部において支持するギアキャリアプレート２５ａとバックアッププレート２５ｂとからなる２枚一組の保持板２５を主体として構成されている。
【００１６】
遊星歯車装置２の各構成部材についてより詳細に説明すると、ギアキャリアプレート２５ａはその外周側の端部がトラクションドライブ１の外輪１３とともに固定部材４に固定され、内周側の端部は固定軸６に対して溶接により固定されている。
【００１７】
バックアッププレート２５ｂは、その外周側の端部がギアキャリアプレート２５ａと同様に固定部材４に固定されており、遊星歯車２２を回転自在に支持するピン２４は、その両端部がこれらのギアキャリアプレート２５ａとバックアッププレート２５ｂに固定されている。また、内歯車２３は、後述する構成のもとに出力ハウジング５内に相対回転不能に収容されており、この出力ハウジング５は軸受７によって固定軸６の回りを回転自在に支持されている。
【００１８】
このような構成により、図４の装置と同様に、入力軸３の回転がトラクションドライブ１を介して太陽歯車２１に伝達され、その太陽歯車２１が回転することにより、遊星歯車２２は自転して内歯車２３を回転させ、出力ハウジング５に回転動力を伝達する。
【００１９】
さて、以下に詳述するように、内歯車２３は出力ハウジング５内に２つのラバーマウント８ａ，８ｂを介して収容され、しかも両者は互いに相対回転不能となっている。
【００２０】
すなわち、図２に本発明の実施の形態の内歯車２３と出力ハウジング５とを抽出して示す分解斜視図を示すように、出力ハウジング５は、内歯車２３を挿入すべくトラクションドライブ１側の一端に開口部５ａを持つ凹部５ｂが形成され、その底部には内歯車２３の挿入端を規制するための当たり部５ｃが形成されている。また、この出力ハウジング５の凹部５ｂの内周面の形状は、互いに平行な二つの面５ｄ，５ｅを有する、つまり二面幅を有する異形形状となっている。
一方、内歯車２３の外周面は、円筒部２３ａとその一端側に外方に突出するフランジ部２３ｂを有しており、そのフランジ部２３ｂの外形形状についても、互いに平行な二つの面２３ｃ，２３ｄからなる二面幅を備えた異形形状となっている。このフランジ部２３ｂの外径寸法は、出力ハウジング５の凹部５ｂの内径寸法に比して全体として小さく、これら両者間には所定の隙間が形成されるようになっている。そして、内歯車２３の円筒部２３ａと凹部５ｂの間にリング状のラバーマウント８ａが挿入されている。
【００２１】
また、内歯車２３と出力ハウジング５の凹部５ｂ内の当たり部５ｃとの間にもリング状のラバーマウント８ｂが挿入されている。内歯車２３および各ラバーマウント８ａ，８ｂの出力ハウジング５内での軸方向への固定は、出力ハウジング５の開口部５ａにかしめ爪９を設けることによって行われている。また、各ラバーマウント８ａ，８ｂの材質は、例えばブタジエン・アクリロニトリルゴムやブタジエンゴム等の耐油性に富んだゴム等を用いることができる。
【００２２】
以上の本発明の実施の形態によると、内歯車２３が回転したとき、その二面幅の部分が出力ハウジング５の凹部５ｂの二面幅の部分に接触することによって、その回転動力が出力ハウジング５に伝達される。そして、内歯車２３と出力ハウジング５とは、ラバーマウント８ｂの存在によって軸方向には全く接触せず、また、ラバーマウント８ａの存在によって径方向には二面幅の部分のみの必要最小限の領域しか接触しないため、遊星歯車装置２の各歯車の噛み合い音は各ラバーマウント８ａ，８ｂによってその多くが吸収され、出力ハウジング５にまで伝わることを従来に比して大幅に抑制することができる。
【００２３】
また、出力ハウジング５と固定軸６との芯ずれがあっても、内歯車２３の外周は出力ハウジング５の凹部５ｂ内にラバーマウント８ａを介して径方向に位置決めされることになるため、このラバーマウント８ａの弾性変形により、内歯車２３が遊星歯車２２に対して適正な噛み合い状態となるように自動的に位置調整され、無理な噛み合い状態を回避することができ、振動・騒音の発生を防止することができると同時に、歯車寿命を低下させることもない。
【００２４】
ここで、以上のような減速機においては、回転方向を規制するため、内歯車２３の外周部に一方向クラッチを配置する場合がある。このような減速機に対しても本発明を等しく適用することができる。図３にその例を縦断面図で示す。
【００２５】
この例において、一方向クラッチ１０はスプラグタイプであって、複数のスプラグ１０１と、外輪１０２、および各スプラグ１０１を周方向一定の向きに付勢する付勢部材（図示せず）によって構成され、各スプラグ１０１は外輪１０２と内歯車２３′の間に形成される環状空間内に配置され、これら両者に対して接触する。
【００２６】
この例における内歯車２３′は、その外周面が一様な円筒面であり、一方向クラッチ１０の外輪１０２の外周面が、図１，図２に示した実施の形態における内歯車２３の外周面と同様、円筒部１０２ａとその一端部に突出するフランジ部１０２ｂを有し、そのフランジ部１０２ｂの外形形状が二面幅を有する異形形状とされている。また、出力ハウジング５の凹部５ｂの内周面の形状も、先の実施の形態における出力ハウジング５の凹部５ｂと同様に二面幅を有する異形形状とされ、この一方向クラッチ１０の外輪１０２が出力ハウジング５内に相対回転不能に収容されている。内歯車２３′は、一方向クラッチ１０の回転伝達方向には外輪１０ｂに対して相対回転不能となるが、その逆向きの相対回転は許容され、従って、内歯車２３′が一定の向きに回転するときにのみ、一方向クラッチ１０を介して出力ハウジング５が回転する。
【００２７】
そして、この例においては、先の例におけるラバーマウント８ａと同等のものが一方向クラッチ１０の円筒部１０２ａの外周面と出力ハウジング５の凹部５ｂの内周面の間に挿入されており、同じくラバーマウント８ｂが出力ハウジング５の凹部ｂの底部に形成された当たり部５ｃと、一方向クラッチ１０および内歯車２３′の間に挿入されている。
【００２８】
このような構成においても、内歯車２３′から出力ハウジング５に伝わる歯車機構の噛み合い音、および、内歯車２３′から一方向クラッチ１０を介して出力ハウジング５に伝わる歯車機構の噛み合い音は、ラバーマウント８ａ，８ｂに吸収され、先の例と同様にして出力ハウジング５に伝わることを抑制することができる。
【００２９】
また、内歯車２３′の出力ハウジング５内での径方向への位置は、先の例と同様にしてラバーマウント８ａの弾性変形により移動することができるため、出力ハウジング５と固定軸６との間に芯ずれがあっても、内歯車２３′が自動的に適宜の位置に移動し、遊星歯車２２に対する無理な噛み合い状態を回避することができ、それに伴う振動・騒音の発生並びに歯車寿命の低下を防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内歯車の外周を円筒部と二面幅形状有するフランジ部とからなるものとし、その内歯車を相対回転不能に収容するハウジングの凹部は二面幅形状を有するものとして、その凹部と内歯車の円筒部の間、および、その凹部底面と内歯車のフランジ部側の端面の間にそれぞれ緩衝部材を介在させているので、内歯車はそのフランジ部に形成している二面幅の部分のみがハウジング凹部の二面幅部分にのみ直接接触してその回転を伝達し、他の部分はハウジングに対して直接接触せずに緩衝部材が介在することになり、内歯車を含む遊星歯車機構の噛み合い音が緩衝部材により吸収されて出力ハウジングに伝わることを抑制することができ、振動・騒音の少ない遊星歯車装置が得られる。
【００３１】
また、緩衝部材としてゴム等の弾性材料を用い、これを内歯車と出力ハウジングの径方向並びに軸方向への間に挿入すると、出力ハウジングの固定軸に対する芯ずれがあっても、その弾性材料の変形によって出力ハウジング内で内歯車が適宜に移動し、遊星歯車に対する無理な噛み合い状態を回避することができ、芯ずれに起因する振動・騒音を抑制することができるとともに、歯車寿命の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施の形態の内歯車２３と出力ハウジング５の関係を示す分解斜視図である。
【図３】本発明の他の実施の形態の構成を示す縦断面図である。
【図４】遊星歯車装置とトラクションドライブとを組み合わせた従来の減速機の構成例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１トラクションドライブ
１１太陽ローラ
１２遊星ローラ
１３外輪
１４支持板
２遊星歯車装置
２１太陽歯車
２２遊星歯車
２３，２３′ 内歯車
２３ａ円筒部
２３ｂフランジ部
２４ピン
２５保持板
２５ａギアキャリアプレート
２５ｂバックアッププレート
３入力軸
４固定部材
５出力ハウジング
５ａ開口部
５ｂ凹部
５ｃ当たり部
６固定軸
７軸受
８ａ，８ｂラバーマウント
１０一方向クラッチ
１０１スプラグ
１０２外輪
１０２ａ円筒部
１０２ｂフランジ部

Claims

太陽歯車と内歯車の間に、これら両者に噛み合い、かつ、保持板に回転自在に支持された遊星歯車が設けられ、上記内歯車は出力ハウジング内に相対回転不能に収容され、この出力ハウジングを介して内歯車の回転を外部に取り出すよう構成された遊星歯車装置において、
上記内歯車の外周は円筒部とその一端側に形成されたフランジ部とからなり、そのフランジ部は互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成され、かつ、上記出力ハウジングには、その内歯車の円筒部およびフランジ部を収容する凹部が形成され、その凹部は、互いに平行な二つの面からなる二面幅を備えた形状に形成されているとともに、上記内歯車の円筒部と上記出力ハウジングの凹部との間、および、上記内歯車のフランジ部側端面と上記出力ハウジングの凹部の底部との間に、それぞれ緩衝部材が介在し、上記内歯車は、上記フランジ部の二面幅の部分のみが上記出力ハウジングに対して直接接触して回転動力を伝達するように構成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
上記緩衝部材が弾性材料からなることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。