JPH0874945A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】遊星歯車を枢支するキャリヤの外周面を、ハウ
ジング部材に配した軸受リングにより回転支持させるこ
とによって、軸方向の寸法を減じかつ生産性を高めつつ
コストを低減しうる遊星歯車装置に関する。 【構成】太陽歯車と、この太陽歯車を囲む内歯車と、キ
ャリヤに前記太陽歯車、内歯車に噛合う遊星歯車を回転
自在かつ一体に支持させた遊星キャリア体とからなる遊
星変速段をハウジング部材に組込む遊星歯車装置であっ
て、前記キャリヤは、外周面が円形をなすとともに、前
記内歯車に隣り合わせて前記ハウジング部材に配されか
つ前記太陽歯車と同芯しかも潤滑性材からなる内周面を
有する環状かつ軸受リングの前記内周面に、前記キャリ
ヤの外周面を可回転に支持させたことを特徴とする遊星
歯車装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、入力軸と出力軸との間
に架け渡した支軸に、入力側の遊星変速段よりも出力側
に位置する遊星変速段の各太陽歯車を枢支することによ
って、容易に遊星キャリア体の同心性を保持しうるとと
もに軸方向の寸法を減じうる遊星歯車装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】太陽歯車、内歯車、およびキャリヤに回
転支持される遊星歯車を用いる内歯車形式の遊星歯車装
置は周知であり、減速、増速のための変速機構として多
用されている。

【０００３】しかし遊星歯車装置では、太陽歯車と、内
歯車とに同時に噛合い自転しつつ公転する遊星歯車を枢
支するキャリヤは、その回転中心を、太陽歯車、内歯車
と同芯に正しく保持されることが前提となる。

【０００４】そのために、例えば特開平５−２４０３１
５号公報が提案しているように、図６に示すごとく、キ
ャリヤＡの外周をハウジングに配したボールベアリング
Ｃにより支持したもの、又特公昭５９−３０９３８号公
報が開示するように、図７に示すごとく、遊星歯車Ｄ
に、そのピッチ円と同径の遊星リングＥを設け、その遊
星リングＥを外殻リングＦで転動させるものなどが知ら
れている。

【０００５】他方、遊星歯車装置においても、大容量の
ものから０．２ｋｗ以下程度の小容量のものがあり、特
に小容量のものでは、低価格化と同時に小型化が望まれ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す前者のものは、キャリヤの外周は一般に大径であ
り、ボールベアリングＣも大型となってコストを増す
他、大型のボールベアリングＣは、巾、外径も大であっ
て装置の軸方向寸法、外径寸法が大きくなりがちとな
る。

【０００７】又図７の後者のものは、遊星リングＥが部
品数を増大させ、組立ての手数を増してコスト上昇とな
る他、軸方向の寸法が大となり、しかも遊星リングＥが
遊星歯車Ｄごとにしか設けられないため、遊星歯車Ｄの
個数が小のとき、同芯性を保つのが困難となる。

【０００８】本発明は、入力軸、出力軸間に架け渡した
支軸により太陽歯車を軸支し、これによってキャリヤを
同芯に保持することにより、安価かつ小型化を可能とし
前記課題を解決しう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】本発明は、太陽歯車と、
この太陽歯車を囲む内歯車と、一対のキャリヤ間に前記
太陽歯車、内歯車に噛合う遊星歯車を回転自在かつ一体
に支持させた遊星キャリア体とからなる遊星変速段の複
数個をハウジング部材に組込む遊星歯車装置であって、
入力軸に、入力側の遊星変速段の太陽歯車を設け、かつ
出力側で順次隣り合う後の遊星変速段の各太陽歯車を、
各入力側で隣り合う遊星変速段の遊星キャリヤ体を固定
し、かつ出力軸に、最も後の遊星変速段の遊星キャリヤ
体を固定するとともに、前記入力軸の出力側端と出力軸
の入力側端との間に同芯に架け渡した支軸上に、前記後
の遊星変速段の各太陽歯車を回転自在に軸支したことを
特徴とする遊星歯車装置太陽歯車である。

【００１０】

【作用】後の遊星変速段の太陽歯車を、それに入力側で
隣り合う遊星変速段の遊星キャリヤ体と同芯に順次固定
するとともに、太陽歯車を、入、出力軸間で同芯に架け
渡した支軸に枢支しているため、各遊星キャリヤ体が、
この遊星キャリア体が固定する次段の太陽歯車を介して
支軸に同芯に保持される結果、半径方向の偏心が減少し
支持を均一として歯車間の噛合精度を高め低騒音化しう
る。

【００１１】さらに偏心の減少によって遊星歯車におけ
る荷重等配率を向上し、かつ振動を減じるとともに、偏
摩耗を抑制して歯車、装置寿命を延長できる。また荷重
等配率の向上は、歯巾に対する余裕率を減じることがで
き、歯幅の低減によるコストダウン、小型化を可能とす
る。

【００１２】しかも支軸は入、出力軸間に架け渡される
ため、４、５段等の多数の遊星変速段の遊星キャリヤ体
を枢支でき、装置の小型化と組立て性とを向上しうると
ともに、支軸は比較的小径であるために、部材コストを
低減し、荷重作用時のたわみ、弾性変形によって荷重等
配率を高めることも期待できる。さらに大型ベアリン
グ、遊星リングを用いないためにコストダウン、小型化
が可能となる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づき説明す
る。図１〜５において、遊星歯車装置１は、太陽歯車２
と、内歯車３と、キャリヤ４に遊星歯車５を回転自在か
つ一体に組み込んだ遊星キャリヤ体６とからなる１段以
上の遊星変速段Ｕをハウジング部材７に組込んでおり、
かつ入力軸１１と出力軸１２との間に同芯に架け渡した
支軸８上に、遊星キャリヤ体６に固定される出力側の後
の遊星変速段Ｕの各太陽歯車２を枢支する。これによっ
て後の遊星変速段Ｕの各遊星キャリヤ体６を入力軸１１
と同芯に保持している。

【００１４】なお本実施例では、前記内歯車３は、ファ
インブランキング加工によりプレス抜きされた複数のプ
レス抜き板９…を積重ねた打抜き積層体を用いており、
かつ遊星歯車装置１は、本実施例では電動機Ｍを有する
フランジ形式のギヤーモートルとして形成される。

【００１５】又本例では、遊星変速段Ｕは入力段、中間
段、出力段の３段の遊星変速段Ｕｉ、Ｕm 、Ｕｏ（ｉ，
m , ｏは入力段、中間段、出力段を区別するときに要す
れば用いる。以下同じ）を含み、入力段の遊星変速段Ｕ
ｉは、前記電動機Ｍのロータ軸、即ち遊星歯車装置１の
入力軸１１先端に形成される太陽歯車２ｉと、ハウジン
グ部材７に支持されこの太陽歯車２ｉを囲む内歯車３ｉ
と、結合軸２１…、支持軸２２…により結合される２枚
のキャリヤ４ｉＡ，４ｉＢ間の複数の前記支持軸２２に
遊星歯車５ｉ…を枢支してなる一体な遊星キャリア体６
ｉとによって構成される。

【００１６】この入力側の遊星変速段Ｕｉに出力側で隣
り合う後の遊星変速段である中間段の遊星変速段Ｕｍ
は、太陽歯車２ｍと、ハウジング部材７に支持されこの
太陽歯車２ｍを囲む内歯車３ｍと、２枚のキャリヤ４ｍ
Ａ、４ｍＢ間に入力段と同様に遊星歯車５ｍ…を回転自
在に支持させた一体な遊星キャリヤ体６ｍとから構成さ
れる。入力側の遊星変速段Ｕｉに対して出力側で隣り合
う後の遊星変速段、即ち中間段の遊星変速段Ｕｍの前記
太陽歯車２ｍを、入力側で隣り合う遊星変速段、即ち入
力段の遊星変速段Ｕｉの遊星キャリヤ体６ｉの出力側の
キャリヤ４ｉＢに固定している。

【００１７】さらにこの中間段の遊星変速段Ｕｍに出力
側で隣り合う後の遊星変速段Ｕ、即ち本例では出力段、
従って最終段でもある遊星変速段Ｕｏは、太陽歯車２ｏ
と、ハウジング部材７に支持されこの太陽歯車２ｏを囲
む内歯車３ｏと、２枚のキャリヤ４ｏＡ，４ｏＢ間に同
様に遊星歯車５ｏ…を回転自在に支持させた遊星キャリ
ア体６ｏとから構成される。又その太陽歯車２ｏは、入
力側で隣り合う前記中間段の遊星変速段Ｕｍの遊星キャ
リヤ体６ｍの出力側のキャリヤ４ｍＢで同芯に固定され
る。さらに出力側の前記キャリヤ４ｏＢは出力軸１２の
後端に固定されている。

【００１８】前記ハウジング部材７は、前記電動機Ｍの
ステータを囲む有底筒状のモータハウジングＨｍがその
ステータを前にこえて延在する挿着部２４と、この挿着
部２４に挿入される入力側のブラケットＢ１と、挿着部
２１前端に嵌入される出力側のブラケットＢ２とから形
成される。又挿着部２４内には、入、出力側のブラケッ
トＢ１、Ｂ２間においては、入力側から、内歯車３ｉ
と、第１のスペーサ１３Ａと、内歯車３ｍと、第２のス
ペーサ１３Ｂと、内歯車３ｏとが隣り合わせて順次並ん
で配される。

【００１９】又挿着部２４は、遊星変速段Ｕを収納しう
るとともに、ステータを収納する部分に比してやや大径
に形成されることによって、前記内歯車３ｉを位置決め
する段差２５を有する。なお、入力側のブラケットＢ１
の軸受ｂ１と、モータハウジングＨｍの後壁の軸受ｂ２
とによって入力軸１１、即ち太陽歯車２ｉを、挿着部２
４と同芯に支持している。又出力側のブラケットＢ２
は、図２に示すように、４隅に取付孔を有するフランジ
２７に、前記挿着部２４に嵌入固定される外筒部２８
と、挿着部２４と同芯、従って入力軸１１およびその太
陽歯車２ｉと同芯に出力軸１２を軸受ｂ３、ｂ４により
支持する内筒部２９とを設けている。なお出力側のブラ
ケットＢ２は、ハウジング部材７と、ボルト、ネジ４３
などの固定具により結合できるが、単なるブラケットの
圧入によっても固定しうる。モータハウジングＨｍは、
電動機Ｍを形成するための長さとし、遊星変速段Ｕを収
納するためのハウジング部材とは結合可能に分離するこ
ともできる。また入力軸１１、出力軸１２はシールＳ
１、Ｓ２によって軸封されている。

【００２０】内歯車３ｉ、３ｍ、３ｏは、本例では、前
記のごとく、プレス抜き板９の打抜き積層体からなり、
このプレス抜き板９は、金属板をファインブランキング
加工によりプレス抜きすることによって形成される。こ
のプレス抜き板９は、図４、図５に示すように、内歯部
３Ａを有しその歯先円となる内周面９ａと、合わせ位置
確認用の凹溝３１を有する同芯な外周面９ｂとを打抜き
により形成したリング状をなし、又一面に設けた凹部１
０Ａと、この凹部１０Ａに嵌め合いできかつ他面に設け
た凸部１０Ｂとからなる位相合わせ嵌合部１０を形成し
ている。

【００２１】ファインブランキング加工とは、周知のよ
うに、１９２３年にスイス人フリッツ シセス（Fritz
Schicess）氏が提案し、板押えと逆押えとを具え、極め
て小のクリアランスのパンチ・ダイを用いて板材に圧縮
力を作用させて延性を高めることにより割れによる破断
面の発生を抑制したプレス方法であり、金属板が薄板と
するとき、とくに切断面が美麗かつ高精度であることに
着目して、薄板のプレス抜き板９…を重ねて打抜き積層
体とすることにより安価かつ使用に耐える精度の内歯車
３を製造しうる。前記プレス抜き板９の板厚は１．５〜
３、５mm程度、本例では２．２〜２．８mm程度とし、か
つクロムモリブデン鋼などの強度、靭性に優れる合金鋼
からなる板材が好適に採用されうる。

【００２２】なお、外周面９ｂの外径は５０〜１２０mm
程度であって、内周面９ａの前記内歯部３Ａは、モジュ
ール０．５〜１．２５程度としている。板厚が小さくな
るに従い打抜き精度も向上するため、小さいモジュール
の打抜きが可能となる。なお板厚２．５mm程度のとき
０．７モジュール程度が可能であることを確認した。

【００２３】このように、内歯車３として、ファインブ
ランキング加工による精密プレス抜きされた打抜き積層
体を用いたときには、生産が能率化でき安価となしうる
他、品質が安定化する。さらに高精度に打抜きでき歯部
精度を高め、しかも必要な強さに応じて積重ね枚数を変
更し内歯車３の強度をも調整しうる。又プレス抜き板９
…からなるリング状をなすため、同厚さの一体品の場合
と較べて半径方向の剛性が低下することとなり、半径方
向への可撓性を高め、歯当たりの改善にも役立つ。

【００２４】さらに、このプレス抜き板９の前記位相合
わせ嵌合部１０は、一面の凹部１０Ａと、この凹部１０
Ａに嵌まり合う形状、例えば凹部１０Ａと同形の他面の
凸部１０Ｂとからなり、内歯部３Ａの歯の位相と関連づ
けて形成される。即ち凹部１０Ａと凸部１０Ｂとが表裏
で同位置であると、隣合うプレス抜き板９の凹部１０Ａ
と凸部１０Ｂとが嵌入することにより、全てのプレス抜
き板９の内歯部３Ａ…の歯すじを軸方向に正しく位相を
整一させて揃えることができる。また、凹部１０Ａと凸
部１０Ｂとが表裏で同位置、同形であるときには、プレ
スの半抜きによって形成することができる。

【００２５】さらに位相合わせ嵌合部１０は、半径方向
線を挟む角度が不等角、例えば１５０°、１２０°、９
０°とする前記半径線上に設けられる。なお１つの角度
のみが他の角度を異なるのみでもよい。その結果、常に
一定位置でしか嵌合しないこととなり、手作業、又は機
械的な自動組立てを容易とし、嵌合誤りをなくす。

【００２６】さらに内歯車３ｉの入力側のプレス抜き板
９の外側面の凹部１０Ａを、第１のブラケットＢ１に設
けた凸部１０Ｃに嵌め合わせる。なお各内歯車３ｉ、３
ｍ、３ｏに隣り合う第１、第２のスペーサ１３Ａ、１３
Ｂ、出力側のブラケットＢ２の向き合う面にも同様に凹
部１０Ｃ又は凸部１０Ｄを設けて順次互いに嵌着させ
る。

【００２７】これにより、内歯車３、スペーサ１３、ブ
ラケットＢ１，Ｂ２は隣り合い面の凸部、凹部１０Ａ〜
１０Ｄが互いに嵌合し、全体を廻り止めして一体化し周
方向、半径方向の相対位置ずれを防止する。

【００２８】又凸部、凹部は、嵌合できさえすれば、所
謂円形の他、四角形などの非円形状など種々な形状を採
用しうる。なおスペーサ１３Ａ、１３Ｂ、ブラケットＢ
１、Ｂ２などは全て凹部を形成し、内歯車３の凹部が向
き合うときには、両方の凹部に嵌合する位置合わせピン
（図示せず）によって結合するのもよい。

【００２９】又前記凹溝３１は、本例では、対角線上に
外周面の２か所で設けられ、又凹溝３１は、位相の整一
のための他、例えばく字金物（図示せず）を長手方向に
挿入するなど打抜き積層体の一体化のために利用するこ
とができる。

【００３０】前記支軸８は、前記入力軸１１、出力軸１
２を跨がる長さのピン状体であり、入力軸１１の出力側
端面かつその中心に設けた穴に挿着した軸受ｂ５と、出
力軸１２の入力側端面かつその中心に設けた穴に挿着し
た軸受ｂ６によって、入力軸１１、出力軸１２に同芯、
従って前記挿着部２４に配される内歯車３ｉ、３ｍ、３
ｏと同芯に回転支持されている。

【００３１】他方、中間段、出力段（即ち最終段）の遊
星変速段Ｕｍ、Ｕｏの太陽歯車２ｍ、２ｏは本例では、
いずれも歯部２Ａと、この歯部２Ａよりも小径かつ一体
な小径部分２Ｂとからなる段付円柱片状をなし、しかも
いずれもその中心に、歯部２Ａと同芯な透孔を設けてい
る。

【００３２】さらに前記遊星キャリア体６ｉのキャリヤ
４ｉＡ、４ｉＢ、遊星キャリヤ体６ｍのキャリヤ４ｍ
Ａ、４ｍＢ、及び遊星キャリア体６ｏのキャリヤ４ｏ
Ａ、４ｏＢは、ともに両端段付きの複数の前記結合軸２
１…、及び結合軸２１と同形の複数の支持軸２２…によ
り互いに一体に結合されるとともに、支持軸２２…に
は、円筒軸受３５、スラスト軸受３６、３６（図１にの
み略示する）を介在させて、夫々前記遊星歯車５ｉ、５
ｍ、５ｏを可回転に支持し、これによって一体に強固に
結合される前記遊星キャリア体６ｉ、６ｍ、６ｏを構成
する。

【００３３】また、遊星キャリア体６ｉ、６ｍの各出力
側のキャリヤ４ｉＢ、４ｍＢは、その中心部に出力側に
向いて突出するボス部３９を有し、そのボス部３９の中
心孔によって、各出力側で隣り合う後の遊星変速段であ
る中間段、出力段の遊星変速段Ｕｍ、Ｕｏの各太陽歯車
２ｍ、２ｏの前記小径部分２Ｂを嵌入、固定している。
これによって太陽歯車２ｍ、２ｏは、入力側で隣り合う
入力段、中間段の遊星変速段Ｕｉ、Ｕｍの遊星キャリア
体６ｉ、６ｍと強固に同芯に一体に固定され、各遊星キ
ャリア体６ｉ、６ｍから出力側に夫々歯部２Ａを突出さ
せる。

【００３４】又太陽歯車２ｍ、２ｏは、前記透孔によ
り、軸受ｂ７、ｂ８を介して前記支軸８に枢支する。

【００３５】これにより、遊星キャリア体６ｉ、６ｍ
は、出力側で隣り合う遊星変速段Ｕの太陽歯車により同
芯に回転可能に支持されることになる。なお出力段の遊
星変速段Ｕｏの遊星キャリヤ体６ｂは、その出力側のキ
ャリヤ４ｏｂが出力軸１２の後端に固定されることによ
って同芯に保持される。

【００３６】各遊星キャリヤ体６ｉ、６ｍ、６ｏが一体
であることによって、入力側のキャリヤ４ｉＡ、４ｍ
Ａ、４ｏＡを自由端とすることもできるが、本例では、
図１に示すように、キャリヤ４ｍＡ、４ｏＡは、各入力
側の遊星キャリア体６ｉ、６ｍの出力側のキャリヤ４ｉ
Ｂ、４ｍＢに形成した前記ボス部３９で軸受ｂ９を介し
て支持するとともに、入力段の遊星キャリア体６ｉの入
力側のキャリヤ４ｉＡは、入力側のブラケットＢ１に設
けた軸受リング４１の突出部４１Ａで支持している。

【００３７】このように、入力段よりも後の遊星変速段
Ｕの太陽歯車２を入力側で隣り合う遊星変速段の遊星キ
ャリア体と一体としかつ、この太陽歯車を支軸８に枢支
することによって、最終段の遊星変速段よりも入力側の
遊星変速段の遊星キャリア体６ｍ、６ｏを、入力軸１
１、出力軸１２と同芯に保持しうることとなる。

【００３８】この結果、遊星歯車段Ｕｉは、キャリヤ体
６ｉの遊星歯車５ｉが、ロータ軸である入力軸１１の太
陽歯車２ｉ、前記内歯車３ｉと噛合することにより、入
力軸１１の回転数を歯数比に応じて定まる周知の減速比
で減速した遊星歯車５ｉの公転速度で、中間段の遊星変
速段Ｕｍの太陽歯車２ｍを回転させ、又中間段の遊星変
速段Ｕｍも同様に減速して出力段の遊星変速段Ｕｏの太
陽歯車２ｏを回転させる。

【００３９】その結果、最終段の遊星変速段Ｕｏの遊星
キャリヤ体６ｏは、前記太陽歯車２ｏの回転数を歯数比
に応じてさらに減速しキャリヤ４ｏＢを介して前記出力
軸１２を回転させる。

【００４０】このように、本例では、太陽歯車が支軸に
よって枢支されることによって、遊星キャリヤ体は太陽
歯車と同芯に回転でき、かつ支持を均一とする他、構造
を簡易化すると同時に、軸方向の長さを低減できる。

【００４１】なお、本発明の遊星歯車装置においては、
前記実施例の他、電動機Ｍを用いない所謂減速、増速装
置とし、またフランジ型に変えて脚付とし、さらには自
在の段数の遊星変速段を用いる遊星歯車装置とすること
もできる。

【００４２】

【発明の効果】このように、本発明の遊星歯車装置は、
各遊星キャリヤ体が固定する次段の太陽歯車を介して同
芯に保持される結果、構成簡易にして半径方向の偏心が
減少し支持を均一として歯車間の噛合精度を高め低騒音
化しうる。

【００４３】さらに偏心の減少によって遊星歯車におけ
る荷重等配率を向上し、かつ振動を減じるとともに、偏
摩耗を抑制して歯車、装置寿命を延長できなどの効果を
奏しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】その正面図である。

【図３】その要部を示す分解斜視図である。

【図４】プレス抜き板を例示する正面図である。

【図５】その断面図である。

【図６】従来の装置を例示する断面図である。

【図７】従来の装置を例示する断面図である。

【符号の説明】

１ 遊星歯車装置 ２、２ｉ、２ｏｍ、２ｏ 太陽歯車 ３、３ｉ、３ｍ、３ｏ 内歯車 ４、４ｉＡ、４ｉＢ、４ｍＡ、４ｍＢ、４ｏＡ、４ｏＢ
キャリヤ ５、５ｉ、５ｍ、５ｏ 遊星歯車 ６、６ｉ、６ｍ、６ｏ 遊星キャリア体 ７ ハウジング部材 ９ プレス抜き板 １０ 位相合わせ嵌合部 １１ 入力軸 １２ 出力軸 Ｕｉ、Ｕｍ、Ｕｏ 遊星変速段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 駒田 稔 大阪府大阪市鶴見区鶴見４丁目17番96号 株式会社椿本チエイン内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】太陽歯車と、この太陽歯車を囲む内歯車
   と、一対のキャリヤ間に前記太陽歯車、内歯車に噛合う
   遊星歯車を回転自在かつ一体に支持させた遊星キャリア
   体とからなる遊星変速段の複数個をハウジング部材に組
   込む遊星歯車装置であって、 入力軸に、入力側の遊星変速段の太陽歯車を設け、かつ
   出力側で順次隣り合う後の遊星変速段の各太陽歯車を、
   各入力側で隣り合う遊星変速段の遊星キャリヤ体の出力
   側のキャリヤと一体化し、 かつ出力軸に、最も後の遊星変速段の遊星キャリヤ体を
   固定するとともに、前記入力軸の出力側端と出力軸の入
   力側端との間に同芯に架け渡した支軸上に、前記後の遊
   星変速段の各太陽歯車を回転自在に軸支したことを特徴
   とする遊星歯車装置。