JP5373955B1 - Planetary gear set - Google Patents
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Abstract
【課題】出力効率が高い遊星歯車装置を提供する。
【解決手段】遊星歯車装置100は遊星キャップ12bを備える。遊星キャップ12bは、遊星歯車12aが自転可能なように遊星歯車12aを支持すると共に、当該遊星歯車12aが公転すると当該遊星歯車12aに連れられて公転するものである。遊星キャップ12bには、遊星歯車12aの自転の回転軸の軸線に平行なA1方向に向けて突起している連結棒12b4が形成され、遊星キャリアである誘導盤14には、連結棒12b4を挿入する挿入穴14eが形成される。内歯車10の歯と遊星歯車12aの歯とが噛み合っている位置である第1噛合部αと連結棒12b4とが、A1方向に重なって配置されるように、連結棒12b4および挿入穴14eの位置が定められる。
【選択図】図1A planetary gear device having high output efficiency is provided.
A planetary gear device includes a planetary cap. The planetary cap 12b supports the planetary gear 12a so that the planetary gear 12a can rotate, and revolves along the planetary gear 12a when the planetary gear 12a revolves. The planetary cap 12b, are projections to have the connecting rod 12b 4 are formed toward the parallel direction A1 to the axis of the rotary shaft of the rotation of the planetary gears 12a, the induction machine 14 is planet carrier, connecting rod 12b 4 An insertion hole 14e for inserting the is formed. The connecting rod 12b 4 and the insertion hole are arranged so that the first meshing portion α, which is the position where the teeth of the internal gear 10 and the teeth of the planetary gear 12a mesh with each other, and the connecting rod 12b 4 are arranged to overlap each other in the A1 direction. The position of 14e is determined.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、太陽歯車と、内歯車と、これら歯車に噛み合う遊星歯車とを備える遊星歯車装置に関するものである。 The present invention relates to a planetary gear device including a sun gear, an internal gear, and a planetary gear meshing with these gears.
従来から、減速機構として遊星歯車装置が知られている。従来の遊星歯車装置を以下簡単に説明する。 Conventionally, a planetary gear device is known as a speed reduction mechanism. A conventional planetary gear device will be briefly described below.
遊星歯車装置は、例えば下記の特許文献1に示されるように、リング状の内歯車(リングギア)と、内歯車の中心に配置されている太陽歯車(サンギア)と、内歯車と太陽歯車との間に配置され且つこれら歯車に噛み合っている複数の遊星歯車(ピニオンギア)とを備えている。遊星歯車の中心位置には軸受が取り付けられ、軸受にピニオンシャフトが嵌められ、ピニオンシャフトはキャリア(誘導盤)に固定されている。 The planetary gear device includes, for example, a ring-shaped internal gear (ring gear), a sun gear (sun gear) disposed at the center of the internal gear, an internal gear, and a sun gear, as shown in Patent Document 1 below. And a plurality of planetary gears (pinion gears) meshed with these gears. A bearing is attached to the center position of the planetary gear, and a pinion shaft is fitted into the bearing, and the pinion shaft is fixed to a carrier (guide plate).
以上のような遊星歯車装置において、内歯車を固定させるタイプでは、太陽歯車が自転すると、遊星歯車が自転しながら太陽歯車の周りを公転する。遊星歯車の公転による力がピニオンシャフトを介してキャリアに伝達され、これによりキャリアが自転するようになっている。 In the planetary gear device as described above, in the type in which the internal gear is fixed, when the sun gear rotates, the planetary gear revolves around the sun gear while rotating. The force due to the revolution of the planetary gear is transmitted to the carrier through the pinion shaft, so that the carrier rotates.
以上のような遊星歯車装置において、出力効率を高めるために、従来から、技術者の間で様々な試みがなされている。 In the above planetary gear device, various attempts have been made among engineers in order to increase the output efficiency.
本発明は、以上にて示した課題に鑑みてなされたものであり、出力効率が高い遊星歯車装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems described above, and provides a planetary gear device having high output efficiency.
上記の課題を解決するために、本発明は、内歯車と、前記内歯車の内側に配置される太陽歯車と、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合って前記太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に応じて自転する遊星キャリアとを備えた遊星歯車装置において、前記遊星歯車が自転可能なように前記遊星歯車を支持すると共に、当該遊星歯車が公転すると当該遊星歯車に連れられて公転する遊星歯車支持部と、前記遊星歯車支持部に形成されており、前記遊星歯車の自転の回転軸の軸線に平行な方向に向けて突起している回転力伝達部と、前記遊星キャリアに形成されており、前記回転力伝達部を挿入する挿入穴とを備え、前記遊星歯車支持部が公転すると、前記遊星キャリアは、前記回転力伝達部から前記公転の回転方向の力が伝達され、この力によって自転するようになっており、前記遊星歯車の公転によって描かれる前記軸線の円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an internal gear, a sun gear disposed inside the internal gear, and a planetary gear that revolves around the sun gear by meshing with the sun gear and the internal gear. And a planetary gear device comprising a planet carrier that rotates in accordance with the revolution of the planetary gear, and supports the planetary gear so that the planetary gear can rotate, and when the planetary gear revolves, A planetary gear support that revolves along with the planetary gear, a planetary gear support that is formed on the planetary gear support, and that projects in a direction parallel to the axis of rotation of the planetary gear. When the planetary gear support part revolves, the planetary carrier receives force from the rotational force transmission part in the rotational direction of the revolution. The rotational force transmitting portion is arranged so as to rotate by this force, and the rotational force transmitting portion is arranged at a position outside the circular orbit of the axis drawn by the revolution of the planetary gear. The position of the insertion hole is defined.
本発明の構成によれば、太陽歯車と遊星歯車とが噛み合う位置を力点とし、遊星歯車と内歯車とが噛み合う位置を支点とし、前記公転の回転方向の力が前記遊星キャリアに伝達される位置を作用点とすると、前記回転力伝達部と前記挿入穴との当接位置が作用点となる。そして、本発明の構成によれば、前記円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されていることから、遊星歯車の中心に取り付けられるピニオンシャフト(作用点)から遊星キャリアに力を伝達していた従来技術よりも、支点と作用点とを近づけていることになる。それゆえ、同じ入力(力点に与える力)に対して得られる出力(作用点に作用する力)を大きくすることができ、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。 According to the configuration of the present invention, the position where the sun gear and the planetary gear mesh with each other is used as a power point, the position where the planetary gear and the internal gear mesh with each other as a fulcrum, and the position in which the rotational rotational force is transmitted to the planet carrier Is the point of contact, the contact position between the rotational force transmitting portion and the insertion hole is the point of action. And according to the structure of this invention, since the said rotational force transmission part is arrange | positioned in the position of the outer side of the said circular orbit, force is applied to a planet carrier from the pinion shaft (action point) attached to the center of a planetary gear. The fulcrum and the action point are brought closer to each other than the conventional technique that has been transmitted. Therefore, the output (force acting on the action point) obtained for the same input (force applied to the force point) can be increased, and a planetary gear device with high output efficiency can be provided.
また、本発明の遊星歯車装置は、前記内歯車の歯と前記遊星歯車の歯とが噛み合っている位置である噛合位置と前記回転力伝達部とが、前記軸線に平行な方向に重なって配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることが好ましい。 Further, the planetary gear device of the present invention is arranged such that the meshing position where the teeth of the internal gear and the teeth of the planetary gear mesh with each other and the rotational force transmitting portion overlap in a direction parallel to the axis. As described above, it is preferable that the positions of the rotational force transmitting portion and the insertion hole are determined.
この構成によれば、前記支点と前記作用点との距離をより短縮でき、より出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。 According to this configuration, it is possible to provide a planetary gear device that can further shorten the distance between the fulcrum and the action point and has higher output efficiency.
本発明によれば、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to provide a planetary gear device with high output efficiency.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態の遊星歯車装置100の断面を模式的に示した図であり、図2は、図1の遊星歯車装置100のうち、内歯車10、太陽歯車11、遊星歯車12aの断面を模式的に示した図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a
また、本願明細書に添付する各図面において、A1方向は、遊星歯車12aの自転の回転軸の軸線に平行な一方向を指し、A2方向は、遊星歯車12aの自転の回転軸の軸線に平行な一方向であってA1方向と逆方向を指している。また、本明細書においては、便宜上、A1方向側を正面側とし、A2方向側を裏面側としている。
Moreover, in each drawing attached to this specification, A1 direction points out one direction parallel to the axis line of the rotating shaft of the
なお、図1は、A1方向に向いている直線と平行な平面によって遊星歯車装置100を切断した場合の断面図であり、図2は、A1方向に向いている直線と垂直な平面によって遊星歯車装置100の各歯車を切断した場合の断面図である。
1 is a cross-sectional view of the
図1および図2に示すように、遊星歯車装置100は、内歯車10と、太陽歯車11と、遊星歯車ユニット(遊星カプセル)12と、誘導盤(遊星キャリア)14と、補助リング13とを備えている。また、本実施形態の遊星歯車装置100において、遊星歯車ユニット12は、一つの遊星歯車12aと一つの遊星キャップ(遊星歯車支持部)12bとからなるユニットである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
以上にて示した太陽歯車11、遊星歯車12a、誘導盤14、補助リング13は、いずれもA1方向に平行な回転軸により自転するようになっている。
The
そして、本実施形態の遊星歯車装置100は、内歯車10が固定(回転しない)されており、太陽歯車11のシャフト部11bを入力軸とし、誘導盤14のシャフト14aを出力軸とするタイプの遊星歯車機構である。
The
つぎに、遊星歯車装置100の各構成要素を順に説明する。図2に示すように、内歯車10は、内周側に歯(内歯)が形成されているリング状の歯車である。上述したように、本実施形態の遊星歯車装置100においては、内歯車10は、自転せずに固定されている。
Next, each component of the
つぎに、太陽歯車11を説明する。図3(a)は、図1の断面図と同じ切断面で切断した場合の太陽歯車11の断面図であり、図3(b)は、太陽歯車11の正面図である。
Next, the
図3に示す太陽歯車11は、内歯車10の内側に配置されている(図2を参照)。具体的には、太陽歯車11の回転軸の軸線が内歯車10の内周円の中心を通過するように、太陽歯車11の位置が定められている。
The
また、図3に示すように、太陽歯車11は、厚みのある円板状(または円柱状)の部材であり外周に歯(外歯)が形成されている歯車部11aと、A1方向に平行な回転軸を有しているシャフト部11bとを有している。
Moreover, as shown in FIG. 3, the
シャフト部11bは、図1に示すように転がり軸受によって支持されており、不図示の駆動装置(モータ等)に接続されることで遊星歯車装置100の入力軸として機能するものである。
As shown in FIG. 1, the
また、シャフト部11bと歯車部11aとは合わせて一体である。つまり、駆動装置によってシャフト部11bを自転させると、太陽歯車11全体(歯車部11aとシャフト部11b)が自転するようになっている。
The
つぎに、図1に示す遊星歯車ユニット12を説明する。図4(a)は、遊星歯車ユニット12の外観を示す斜視図である。図4(b)は、遊星歯車ユニット12に含まれる遊星歯車12aの外観を示す斜視図である。図5(a)は、遊星歯車ユニット12に含まれる遊星歯車12aを示した図であり、図1の断面図と同じ切断面で切断した場合の断面図である。図5(b)は、遊星歯車12aの正面図である。図5(c)は、遊星歯車ユニット12に含まれる遊星キャップ12bの側面図である。図5(d)は、遊星キャップ12bの正面図である。
Next, the
遊星歯車装置100は4つの遊星歯車ユニット12を備えており、遊星歯車ユニット12は、図1および図4(a)に示すように、遊星歯車12aと、遊星歯車12aを覆う遊星キャップ12bとからなる。したがって、遊星歯車装置100は、4つの遊星歯車12aを備えており(図2参照)、また、4つの遊星キャップ12bを備えているのである。
The
遊星歯車12aおよび遊星キャップ12bのうち、まずは、遊星歯車12aについて詳細に説明する。
Of the
遊星歯車12aは、図4(b)および図5(a)(b)に示すように、歯車部12a1と、歯車部12a1よりもA1方向側に位置する第1ヘッド部12a2と、歯車部12a1よりもA2方向側に位置する第2ヘッド部12a3とを有している。なお、歯車部12a1と第1ヘッド部12a2と第2ヘッド部12a3とは合わせて一体である。すなわち、歯車部12a1にトルクを与えることによって、遊星歯車12a全体(歯車部12a1、第1ヘッド部12a2、および第2ヘッド部12a3)を自転させることができる。
歯車部12a1は、厚みのある円板状(または円柱状)の部材であり、外周に歯(外歯)が形成されている歯車である。第1ヘッド部12a2は、厚みのある円板状(または円柱状)に形成されており、その中心軸が歯車部12a1の自転時の回転軸と一致するように歯車部12a1のA1方向側に形成されている。また、図4(b)および図5(a)(b)に示すように、第1ヘッド部12a2の外周は、歯車部12a1の外周とは異なり、歯が形成されておらず、曲面状になっている。
The
また、第2ヘッド部12a3は、第1ヘッド部12a2と同様の形状且つサイズを有しており、形成位置のみが第1ヘッド部12a2と異なるものである。すなわち、第2ヘッド部12a3は、厚みのある円板状(または円柱状)に形成されており、その中心軸が歯車部12a1の自転時の回転軸と一致するように歯車部12a1のA2方向側に形成されている。また、第2ヘッド部12a3の外周は、第1ヘッド部12a2の外周と同様、歯車部12a1の外周とは異なり、歯が形成されておらず、曲面状になっている。
The
さらに、図5(a)(b)に示すように、第1ヘッド部12a2および第2ヘッド部12a3の半径Aは、歯車部12a1の中心と歯車部12a1の歯の凸部とを結ぶ半径Bよりも短いものの、歯車部12a1の中心と歯車部12a1の歯の凹部とを結ぶ半径Cよりも長くなるように設計されている。すなわち、図5(a)(b)に示すように、歯車部12a1の歯の凹部は、第1ヘッド部12a2および第2ヘッド部12a3の外周面よりも、歯車部12a1の自転の回転軸の軸線の側に位置する。また、第1ヘッド部12a2および第2ヘッド部12a3の外周面は、歯車部12a1の歯の凸部よりも、歯車部12a1の自転の回転軸の軸線の側に位置する。
Furthermore, as shown in FIG. 5 (a) (b), the radius A of the
つぎに、図5(c)(d)に示される遊星キャップ12bを詳細に説明する。遊星キャップ12bは、図1および図4(a)に示すように、遊星歯車12aを覆うように収容し、且つ、遊星歯車12aが自転可能なように遊星歯車12aを支持するカバー部材である。
Next, the
図1、図4(a)、図5(c)、図5(d)に示すように、遊星キャップ12bは、A1方向と平行な中心軸を有する中空円筒状の部材であり、その内部に遊星歯車12aを収容するようになっている。なお、図5(c)(d)には、便宜上、遊星キャップ12bのみを示しており、遊星歯車12aを示していない。
As shown in FIGS. 1, 4A, 5C, and 5D, the
尚、本実施形態の遊星キャップ12bは、図4(a)に示されるように、第1キャップ部12b7と、第1キャップ部12b7に対向する第2キャップ部12b8とからなる。そして、図4(a)に示すように、第1キャップ部12b7と第2キャップ部12b8との間に遊星歯車12aを配置した状態で、第1キャップ部12b7のボルト穴12b9と第2キャップ部12b8のボルト穴(不図示)とにボルトを挿入することで、第1キャップ部12b7と第2キャップ12b8とを接合する。これにより、図4(a)に示されるように、第1キャップ部12b7と第2キャップ12b8とが一体化された遊星キャップ12bが形成され、遊星キャップ12bの内部には遊星歯車12aが収容されていることになる。
Incidentally, a
また、図1、図4(a)、図5(c)に示すように、遊星キャップ12bの外周面のうち、遊星キャップ12bの内部に収容される遊星歯車12aの歯車部12a1と内歯車10とが噛み合う位置には、歯車部12a1と内歯車10とを噛み合わせるためのスリット12b0が形成されている。さらに、遊星キャップ12bの外周面のうち、遊星キャップ12bの内部の遊星歯車12aの歯車部12a1と太陽歯車11とが噛み合う位置には、歯車部12a1と太陽歯車11とを噛み合わせるためのスリット12b1が形成されている。
Further, FIG. 1, as shown in FIG. 4 (a), FIG. 5 (c), the one of the outer peripheral surface of the
また、図5(c)(d)に示されるように、遊星キャップ12bの中空のうち、スリット12b0・12b1の形成位置よりもA1方向側は第1支持部12b2になっており、スリット12b0・12b1の形成位置よりもA2方向側は第2支持部12b3になっている。
Further, as shown in FIGS. 5 (c) and 5 (d), in the hollow of the
第1支持部12b2は、遊星歯車12aの第1ヘッド部12a2を自転可能に支持する滑り軸受として機能するものであり、第2支持部12b3は、遊星歯車12aの第2ヘッド部12a3を自転可能に支持する滑り軸受として機能するものである。
The
そして、第1ヘッド部12a2が第1支持部12b2に嵌められると共に第2ヘッド部12a3が第2支持部12b3に嵌められることによって遊星歯車12aが遊星キャップ12bに収容されると、スリット12b0・12b1から遊星歯車12aの歯が露出する(図4(a)を参照)。これにより、スリット12b0を介して遊星歯車12aと内歯車10とを噛み合わせ、スリット12b1を介して遊星歯車12aと太陽歯車11とを噛み合わせることができる。
Then, when the
さらに、遊星歯車12aは、滑り軸受として機能する第1支持部12b2・第2支持部12b3に支持されていることから、太陽歯車11からトルクが伝達されると、遊星キャップ12bに対して摺動するように自転できるようになっている。
Further, since the
また、図1、図4(a)、図5(c)(d)に示すように、遊星キャップ12bの外壁面には連結棒12b4・12b5が形成されている。
As shown in FIGS. 1, 4A, 5C, and 5D, connecting
連結棒(回転力伝達部)12b4は、遊星キャップ12bの正面においてA1方向に突出するように形成されており、A1方向と平行な中心軸を有する円柱部材である。
The connecting rod (rotational force transmitting portion) 12b 4 is a cylindrical member that is formed to protrude in the A1 direction on the front surface of the
また、内歯車10の歯と遊星歯車12aの歯とが噛み合う部分を第1噛合部α(図5(b)参照)とすると、図5(b)〜(d)に示されるように、第1噛合部(噛合位置)αと連結棒12b4とがA1方向に平行な一直線上に並ぶように、連結棒12b4の位置決めが行われる。つまり、第1噛合部αと連結棒12b4とはA1方向に重なるように配置されていることになる。なお、図5(b)の符号αに示される凹部分と凸部分とが第1噛合部αである。つまり、図5(b)において、符号αの凸部は遊星歯車12aの歯である一方、図5(b)の符号αの凹部は内歯車10の歯が挿入される位置である。
Further, assuming that the portion where the teeth of the
なお、連結棒12b4は、遊星キャップ12bと一体の関係にある(つまり、連結棒12b4は遊星キャップ12bに固定されている)。
The connecting
連結棒12b5は、遊星キャップ12bの裏面においてA2方向に突出するように形成されており、A2方向(A1方向)と平行な中心軸を有する円柱部である。
The connecting
また、連結棒12b5の中心軸の軸線が連結棒12b4の中心軸の軸線と一致するように、連結棒12b5の形成位置が定められている。つまり、図5(b)〜(d)に示されるように、第1噛合部αと連結棒12b4と連結棒12b5とがA1方向に平行な一直線上に並ぶようになっている。つまり、第1噛合部αと連結棒12b4と連結棒12b5とはA1方向に重なるように配置されることになる。
The coupling as axis coincides with the axis of the central axis of the connecting
なお、連結棒12b5は、遊星キャップ12bと一体の関係にある(つまり、連結棒12b5は遊星キャップ12bに固定されている)。
The connecting
つぎに、図6、図7を参照して、誘導盤14および補助リング13を説明する。図6(a)は、誘導盤14の正面図であり、図6(b)は、誘導盤14の側面図である。また、図7(a)は、補助リング13の正面図であり、図7(b)は、補助リング13の側面図である。なお、図1の断面図においても、誘導盤14および補助リング13が示されている。また、図6(b)においては、図6(a)の接合部14b、雌ネジ穴14c、挿入穴14eを示す破線を描いているが、説明の便宜上。図1のスペース部分Gを示す破線は描いていない。
Next, the
図6に示すように、誘導盤14は、円板状の遊星キャリアであって、その直径が少なくとも内歯車10の内径よりも長くなるように設計されている。誘導盤14には、A1方向側の面(正面)の中心(誘導盤14の回転中心)からA1方向に突出しているシャフト14aが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
シャフト14aは誘導盤14と一体の関係である(つまり、シャフト14aは誘導盤14に固定されている)。また、シャフト14aは、図1に示されるように、転がり軸受に支持されており、遊星歯車装置100の出力軸として機能するものである。
The
また、誘導盤14には、A2方向側の面(裏面)において、A2方向に突起する四つの接合部14bが形成されている。また、各接合部14bのA2方向側の面には、A2方向を軸方向とする雌ネジ穴14cが2つ形成されている。つまり、誘導盤14には、合計8つの雌ネジ穴14cが形成されていることになる。
The
補助リング13は、図7に示すようにリング状の部材であり、誘導盤14と同一の直径を有するように設計されている。補助リング13には、誘導盤14の雌ネジ穴14cに対向する位置に、補助リング13の表面から裏面を貫通する雌ネジ穴13cが形成されている。つまり、補助リング13には、合計8つの雌ネジ穴13cが形成されていることになる。
As shown in FIG. 7, the
そして、雌ネジ穴13cと当該雌ネジ穴13cに対向する雌ネジ穴14cとに対して同じ雄ネジを挿入することにより、誘導盤14の接合部14bに対して補助リング13を接合する(すなわちネジ止めを行う)。これにより、図1に示すように、誘導盤14と補助リング13とを互いに間隔を空けて配置させることができ、誘導盤14と補助リング13との間に、太陽歯車11、遊星歯車ユニット12を配置させることができる。
Then, by inserting the same male screw into the
また、補助リング13の中心が誘導盤14のシャフト14aの軸線上に位置するように、誘導盤14と補助リング13とが配置されている。
In addition, the
つぎに、誘導盤14に形成されている挿入穴14eと、補助リング13に形成されている挿入穴13eとについて説明する。
Next, the
図6(a)(b)に示すように、誘導盤14には、正面側から裏面側に貫通する挿入穴14eが4つ形成されている。挿入穴14eは、A1方向に垂直な平面で切断した場合の断面が円形になっており、図5(c)に示される連結棒12b4を自転可能に支持する軸受として機能するものである。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
4つの挿入穴14eは、図6(a)(b)に示すように、誘導盤14の外周近傍に形成されている。具体的には、各挿入穴14eは、連結棒12b4を挿入した際に連結棒12b4と第1噛合部α(図5(b)(c)参照)とがA1方向に平行な一直線上に並ぶように位置決めが行われる。
The four
さらに、4つの挿入穴14eを第1の挿入穴14e〜第4の挿入穴14eと称する場合、以下のようにして、第1の挿入穴14e〜第4の挿入穴14eの配置が定められる。誘導盤14の外周円の中心を対称中心とした場合、第1の挿入穴14eと第2の挿入穴14eとが点対称となり、第3の挿入穴14eと第4の挿入穴14eとが点対称となり、第1の挿入穴14eおよび第2の挿入穴14eを結ぶラインと、第3の挿入穴14eおよび第4の挿入穴14eを結ぶラインとが直交するように、第1の挿入穴14e〜第4の挿入穴14eの位置決めが行われる。
Further, when the four
また、図7(a)(b)に示すように、補助リング13には、誘導盤14の各挿入穴14eに対向する位置に、補助リング13の表面から裏面を貫通する挿入穴13eが形成されている。つまり、補助リング13には4つの挿入穴13eが形成されているのである。
Further, as shown in FIGS. 7A and 7B, the
挿入穴13eは、A1方向に垂直な平面で切断した場合の断面が円形であり、図5(c)に示される連結棒12b5を自転可能に支持する軸受として機能するものである。
The
そして、遊星歯車ユニット12の連結棒12b4を挿入穴14eに挿入し、且つ、当該遊星歯車ユニット12の連結棒12b5を、挿入穴14eに対向する位置の挿入穴13eに挿入することで、図1に示すように、誘導盤14および補助リング13の間に遊星歯車ユニット12を配置しつつ、誘導盤14および補助リング13に遊星歯車ユニット12を連結させることができるのである。また、遊星歯車ユニット12の連結棒12b4と、この連結棒12b4を挿入する挿入穴14eと、この遊星歯車ユニット12の連結棒12b5と、この連結棒12b5を挿入する挿入穴13eとは、A1方向に並んで配置されている(A1方向に重なるように配置されている)。
Then, by inserting the connecting
つぎに、遊星歯車装置100の各構成要素の関係を説明する。図1および図2に示すように、内歯車10の中心に太陽歯車11が配置されており、内歯車10と太陽歯車11との間には4つの遊星歯車12aが配置されている。
Next, the relationship between the components of the
遊星歯車12aは、図1、図4(a)、図5(c)(d)を用いて説明したように、遊星キャップ12bに収容されている。遊星歯車12aは、遊星キャップ12bの内部において自転可能なように遊星キャップ12bに支持されている。また、図1、図5(c)に示すように、遊星キャップ12bのスリット12b0を介して、内歯車10と遊星歯車12aとが噛み合っており、遊星キャップ12bのスリット12b1を介して、太陽歯車11と遊星歯車12aとが噛み合っている。
As described with reference to FIGS. 1, 4A, 5C, and 5D, the
さらに、遊星キャップ12bの連結棒12b4は、誘導盤14の挿入穴14eに挿入され、遊星キャップ12bの連結棒12b5は、補助リング13の挿入穴13eに挿入されている。ここで、挿入穴14eは、連結棒12b4を自転可能に支持する軸受であり、挿入穴13eは、連結棒12b5を自転可能に支持する軸受である。つまり、連結棒12b4は挿入穴14eに対して摺動するように自転可能であり、連結棒12b5は挿入穴13eに対して摺動するように自転可能になっている。
Furthermore, the connecting
このようにして、遊星歯車12aと遊星キャップ12bとからなる遊星歯車ユニット12が誘導盤14および補助リング13に取り付けられることになる。具体的には、一つの誘導盤14に対して4つの遊星歯車ユニット12が取り付けられることになる。
In this way, the
以上にて示した遊星歯車装置100において、太陽歯車11のシャフト部11bに接続されている駆動装置がトルクを発生することで太陽歯車11が自転すると、内歯車10は固定され、遊星歯車12aは、自転しながら、太陽歯車11の周りを公転するようになっている。
In the
そして、遊星歯車12aを収容する遊星キャップ12bは、遊星歯車12aのヘッド部12a2・12a3と当接することで遊星歯車12aの公転の回転方向の力が与えられ、この力により遊星歯車12aに連れられて公転するようになっている。
The
さらに、遊星キャップ12bの連結棒12b4は、誘導盤14の挿入穴14eに摺動可能に挿入され、遊星キャップ12bの連結棒12b5は、補助リング13の挿入穴13eに摺動可能に挿入されている。それゆえ、誘導盤14は、連結棒12b4との当接部分を介して連結棒12b4から前記公転の回転方向の外力が伝達され、補助リング13は、連結棒12b5との当接部分を介して連結棒12b5から前記公転の回転方向の外力が伝達される。これにより、誘導盤14および補助リング13は、A1方向と平行な線を回転軸として自転を行うようになっている(つまり、遊星歯車12aおよび遊星キャップ12bの公転に応じて自転するようになっている)。そして、誘導盤14に形成されているシャフト14aは出力軸として回転することになる。
Furthermore, the connecting
なお、遊星キャップの12bの連結棒12b5と誘導盤14の挿入穴14eは、図8の符号200の矢印方向に公転を行うようになっている。すなわち、図8に示すように、誘導盤14が自転を1回行う当たり、遊星キャップ12bは、太陽歯車11の周りを1周公転することになるのである。また、誘導盤14が自転を1回行う当たりの遊星歯車12aの自転数は、各歯車のサイズおよび歯の数等によって異なる。
Incidentally, the
つぎに、以上にて説明した遊星歯車装置100の特徴部分を以下説明する。まず、本実施形態では、図2に示すように、太陽歯車11の歯と遊星歯車12aの歯とが噛み合う部分を第2噛合部βとし、前述したように、内歯車10の歯と遊星歯車12aの歯とが噛み合う部分を第1噛合部αとする。
Next, features of the
ここで、遊星歯車ユニット12は、太陽歯車11から駆動力を受けており、連結棒12b4によって誘導盤14に力を伝達し、且つ、内歯車10と噛み合うことで内歯車10に支持されていると考えることができる。このように考えると、テコの原理によれば、図2に示される第2噛合部βが力点になり、第1噛合部αが支点になり、連結棒12b4(図5(c))が作用点になる。そして、第1噛合部α(支点)と連結棒12b4(作用点)とは、遊星歯車12aの回転軸の軸線方向(A1方向)に重なるように配置される(図5(b)(c)を参照)。したがって、本実施形態の構成によれば、従来の構成よりも、支点と作用点とを近づけていることになり、同じ入力(力点に与える外力)に対して得られる出力(作用点に作用する力)を大きくすることができ、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。
Here, the
以下、この点をより詳細に説明する。図2の第2噛合部βが力点になり、第1噛合部αが支点になるということについては、本実施形態も従来技術も同様である。しかし、従来技術においては、遊星キャップ12bや連結棒12b4・12b5を備えておらず、遊星歯車の中心位置(図2ではγ)に取り付けられているピニオンシャフトが誘導盤に力を伝達する構成であり、ピニオンシャフトが作用点であった。すなわち、図1および図2から明らかであるが、連結棒12b4を作用点とする本実施形態の構成によれば、ピニオンシャフトを作用点とする従来技術よりも、支点と作用点との距離を短縮でき、同じ入力(力点に与える外力)に対して得られる出力を大きくできるのである。
Hereinafter, this point will be described in more detail. This embodiment and the prior art are the same in that the second meshing portion β in FIG. 2 is a power point and the first meshing portion α is a fulcrum. However, in the prior art, the
なお、本実施形態の遊星歯車装置100は遊星歯車ユニット12を4つ備えている構成であったが、遊星歯車ユニット12の数は、4つに限られるものではなく複数であればよい。
In addition, although the
また、図8に示すように、遊星歯車12aの公転によって描かれる軌道(軌跡)であり且つ遊星歯車12aの自転の回転軸の軸線の軌道を円形軌道(円形軌跡)300とすると、円形軌道300よりも外側に連結棒12b4が配置されていれば、作用点と支点との距離を従来技術よりも短縮可能になる。そこで、本実施形態の遊星歯車装置100は、円形軌道300よりも外側に連結棒12b4が配置されるように、連結棒12b4・12b5および挿入穴14e・13eの位置が定められていればよく、連結棒12b4・12b5と第1噛合部αと挿入穴14e・13eとがA1方向に平行な一直線上に並ぶ形態(つまりA1方向に連結棒12b4・12b5と第1噛合部αと挿入穴14e・13eとが重なっている構成)に限定される必要はない。
As shown in FIG. 8, if the orbit (trajectory) drawn by the revolution of the
なお、以上に示した実施形態の遊星歯車装置100において、遊星歯車12を1回公転させるために必要な太陽歯車の自転数は、太陽歯車の直径に対する遊星歯車の直径の比率が高くなるほど増加するが、それにもまして出力が増大するようになっている。
In the
[変形例]
つぎに、本実施形態の変形例を図9および図10に基づいて説明する。図9は、変形例に係る遊星歯車装置100´の断面図である。図10(a)は、本変形例の遊星歯車12a´を示した図であり、図9の断面図と同じ切断面で切断した場合の断面図である。図10(b)は、遊星歯車12a´の正面図である。図10(c)は、遊星歯車ユニット12´に含まれる遊星キャップ12b´の側面図である。図10(d)は、遊星キャップ12b´の正面図である。なお、図9および図10の遊星歯車装置100´の各部材のうち、図1〜図8の遊星歯車装置100の部材と同じものについては、図1〜図8の遊星歯車装置100の部材と同じ部材番号を付している。
[Modification]
Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view of a
本変形例の遊星歯車装置100´は、遊星歯車ユニット12´が図1〜図8の遊星歯車ユニット12と異なっているが、他の部材については図1〜図8の部材と同じである。
The
本変形例の遊星歯車ユニット12´は、図9および図10に示すように、遊星歯車12a´と遊星キャップ12b´とを備える。
As shown in FIGS. 9 and 10, the
遊星歯車12a´は、歯車部12a1´と、歯車部12a1´よりもA1方向側に位置する第1ヘッド部12a2´とを備える。歯車部12a1´は、図5(a)の歯車部12a1´と同一形状および同一サイズであり、第1ヘッド部12a2´は、図5(a)の第1ヘッド部12a2と同一形状および同一サイズである。つまり、遊星歯車12a´は、正面側にのみヘッド部を備え、裏面側にはヘッド部を備えない点で、正面側および裏面側の各々にヘッド部を備えている遊星歯車12a(図5(a))とは異なる。
The
遊星キャップ12b´には、図10(c)に示すように、遊星歯車12a´と内歯車10とを噛み合わせるためのスリット12b0´と、遊星歯車12a´と太陽歯車11とを噛み合わせるためのスリット12b1´とが形成されている。
As shown in FIG. 10C, the
また、図10(c)の遊星キャップ12b´には、スリット12b0´よりもA1方向側に位置する第1支持部12b2´が形成されており、第1支持部12b2´は第1ヘッド部12a2´を支持する滑り軸受として機能するものである。これに対し、遊星キャップ12b´において、スリット12b0´よりもA2方向側には、ヘッド部を支持する支持部が形成されておらず、遊星歯車12a´の歯車部12a1´を支える壁面12b6´が形成されている。
Further, the
すなわち、図1〜図8の形態では遊星歯車12aに形成されるヘッド部が2つであるところ(2ヘッド型)、本変形例では、遊星歯車12a´に形成されるヘッド部が1つになっている(1ヘッド型)。このような1ヘッド型の遊星歯車ユニット12´を取り付ける遊星歯車装置100´であっても、連結棒12b4・12b5、挿入穴14e・13eが形成されている位置が図1〜図8の遊星歯車装置100と同様であれば、作用点と支点との距離を従来技術よりも短縮可能になり、同じ入力(力点に与える外力)に対して得られる出力を大きくできるのである。
That is, in the form of FIGS. 1 to 8, there are two head portions formed on the
[補足]
以下では、本実施形態のコンセプトを補足として説明する。テコの原理で、支点上に作用点を設けることができれば、大きな出力を得ることができるが、遊星歯車に遊星ヘッド(第1ヘッド部,第2ヘッド部)を設け、遊星キャップを被せることで、それを可能としたのが本実施形態である。
[Supplement]
Below, the concept of this embodiment is demonstrated as a supplement. If the action point can be provided on the fulcrum by the lever principle, a large output can be obtained, but by providing planetary heads (first head part, second head part) on the planetary gear and covering the planetary cap. This embodiment enables this.
遊星歯車から生まれる出力は、内歯車と遊星歯車との噛合部と、太陽歯車と遊星歯車との噛合部とを結ぶ直線をテコの棒と仮定した場合のテコの原理によるものである(つまり、遊星歯車の歯と歯とを結ぶ直径をテコの棒と仮定し、遊星歯車をテコの棒の集合体と仮定する)。 The output generated from the planetary gear is due to the lever principle when the straight line connecting the meshing portion of the internal gear and the planetary gear and the meshing portion of the sun gear and the planetary gear is assumed to be a lever rod (that is, The diameter connecting the teeth of the planetary gear is assumed to be a lever rod, and the planetary gear is assumed to be an assembly of lever rods).
そこで、遊星歯車に遊星ヘッドを設け、遊星キャップを被せることで、遊星キャップ上に作用点となる作用軸(連結棒)を自由な位置に設定・設置を可能にする。さらに、作用軸を誘導盤の挿入穴に挿入するが、作用軸は、挿入穴に固着されずに、挿入穴に対して摺動可能なように(自在性を確保しつつ)挿入穴に支持される。これにより、作用軸と誘導盤とを連結(自在)でき、軌道が円であるため、必然に、遊星キャップ(作用軸)の自在性を保ちつつ、作用軸の位置の確保が可能となる。 Therefore, the planetary gear is provided with a planetary head and covered with a planetary cap, so that the action shaft (connecting rod) serving as the action point on the planetary cap can be set and installed at a free position. Furthermore, the action shaft is inserted into the insertion hole of the guide board, but the action shaft is not fixed to the insertion hole and is slidable with respect to the insertion hole (while ensuring flexibility). Is done. As a result, the action shaft and the guide plate can be connected (free), and the orbit is a circle, so that it is inevitably possible to secure the position of the action shaft while maintaining the flexibility of the planetary cap (action axis).
以上の構成によれば、作用軸がテコの原理の作用点として機能し、支点と同等の位置に作用点を設定できることになるため、大きな変換出力を得ることができるのである。 According to the above configuration, the action axis functions as the action point of the lever principle, and the action point can be set at a position equivalent to the fulcrum, so that a large conversion output can be obtained.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、太陽歯車と、内歯車と、これら歯車に噛み合う遊星歯車とを備える遊星歯車装置に利用可能になっている。 The present invention is applicable to a planetary gear device including a sun gear, an internal gear, and a planetary gear meshing with these gears.
10 内歯車
11 太陽歯車
12 遊星歯車ユニット
12a 遊星歯車
12a1 歯車部
12a2 第1ヘッド部
12a3 第2ヘッド部
12b 遊星キャップ(遊星歯車支持部)
12b2 第1支持部
12b3 第2支持部
12b4 連結棒(回転力伝達部)
12b5 連結棒
13 補助リング
13e 挿入穴
14 誘導盤(遊星キャリア)
14e 挿入穴
100 遊星歯車装置
300 円形軌道
α 第1噛合部(噛合位置)
β 第2噛合部
DESCRIPTION OF
12b 2
12b 5 connecting rod 13
β second meshing part
Claims (2)
前記遊星歯車が自転可能なように前記遊星歯車を支持すると共に、当該遊星歯車が公転すると当該遊星歯車に連れられて公転する遊星歯車支持部と、
前記遊星歯車支持部に形成されており、前記遊星歯車の自転の回転軸の軸線に平行な方向に向けて突起している回転力伝達部と、
前記遊星キャリアに形成されており、前記回転力伝達部を挿入する挿入穴とを備え、
前記遊星歯車支持部が公転すると、前記遊星キャリアは、前記回転力伝達部から前記公転の回転方向の力が伝達され、この力によって自転するようになっており、
前記遊星歯車の公転によって描かれる前記軸線の円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められており、
前記遊星歯車は、円板状または円柱状の部材の外周に、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合う歯が形成された歯車部と、前記歯が形成されていない曲面状のヘッド部とを備えた形状であり、
前記遊星歯車支持部は、前記ヘッド部を収容して自転可能に支持する滑り軸受として機能することを特徴とする遊星歯車装置。 An internal gear, a sun gear disposed inside the internal gear, a planetary gear meshing with the sun gear and the internal gear and revolving around the sun gear, and a planet rotating around the revolution of the planetary gear In a planetary gear device comprising a carrier,
Supporting the planetary gear so that the planetary gear can rotate, and when the planetary gear revolves, a planetary gear support that revolves with the planetary gear,
A rotational force transmitting portion formed on the planetary gear support portion and projecting in a direction parallel to the axis of rotation of the planetary gear;
The planetary carrier is formed, and includes an insertion hole for inserting the rotational force transmitting portion,
When the planetary gear support part revolves, the planetary carrier is adapted to rotate by the force transmitted in the rotational direction of the revolution from the rotational force transmission part,
Positions of the rotational force transmitting portion and the insertion hole are determined so that the rotational force transmitting portion is disposed at a position outside the circular orbit of the axis drawn by the revolution of the planetary gear ,
The planetary gear includes a gear portion in which teeth meshing with the sun gear and the internal gear are formed on the outer periphery of a disk-like or columnar member, and a curved head portion in which the teeth are not formed. Shape
The planetary gear support portion functions as a sliding bearing that accommodates the head portion and supports the head portion so as to be rotatable .
The rotational force transmitting portion is arranged such that the meshing position where the teeth of the internal gear and the teeth of the planetary gear mesh with each other and the rotational force transmitting portion overlap each other in a direction parallel to the axis. The planetary gear device according to claim 1, wherein a position of the insertion hole is determined.
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