WO2015087750A1 - 減速機 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
Definitions
- the present invention relates to a speed reducer that decelerates rotation of an input shaft by a planetary gear mechanism and transmits it to an output shaft.
- a plurality of first planetary gears that mesh with both the first sun gear provided on the outer periphery of the input shaft and the first internal gear arranged on the outer side in the radial direction are used as a reduction gear with a high reduction rate.
- a plurality of second planetary gears that mesh with both a first planetary gear mechanism that is rotatably supported by a first carrier, a second sun gear that is provided on the outer periphery of the input shaft, and a second internal gear that is disposed radially outward of the second planetary gear.
- a second planetary gear mechanism that is rotatably supported by a second carrier, the first internal gear and the second internal gear are integrated, the first carrier is fixed to a fixing member, and the second carrier is output.
- the first planetary gear and the second internal gear are integrally rotated in the direction opposite to the input shaft by the rotation of the first planetary gear, and the second planetary gear is rotated Proposed to transmit to the output shaft via two carriers. And are (for example, see below Patent Documents 1 and 2.).
- an object of the present invention is to provide a reduction gear having a high reduction rate and easy to design and manufacture.
- a speed reducer is arranged on a first input shaft, a first sun gear provided on an outer periphery of the first input shaft, and a radially outer side of the first sun gear.
- a first planetary gear comprising a first internal gear, a plurality of first planetary gears that mesh with both the first sun gear and the first internal gear, and a first carrier that rotatably supports the first planetary gears.
- a second input shaft rotatably passing through the first input shaft, a second sun gear provided on an outer periphery of a protruding portion of the second input shaft protruding from one end of the first input shaft, A second internal gear that is arranged radially outside the two sun gears and rotates integrally with the first internal gear; a plurality of second planetary gears that mesh with both the second sun gear and the second internal gear; A second planetary gear mechanism comprising a second carrier that supports each second planetary gear in a rotatable manner is provided. The first secure the carrier to the fixing member, and connected to an output shaft of the second carrier, than it was configured to the different rotational speed of the rotating the first input shaft and the second input shaft is inputted.
- a first transmission gear is provided on the outer periphery of the first input shaft
- a second transmission gear having a gear specification different from that of the first transmission gear is provided on the outer periphery of the protruding portion of the second input shaft protruding from the end, and provided on the outer periphery of the drive shaft so as to mesh with each of the transmission gears.
- a configuration in which rotation is input to the input shafts from the two input gears via the transmission gears can be employed. If it does in this way, a reduction rate can be changed easily only by changing the gear specification of one input gear which meshes with one of the 1st transmission gear and the 2nd transmission gear. Further, by engaging each transmission gear with the input gear, it is possible to reduce the speed at the front stage of the speed reducer, thereby suppressing the number of rotations of each part in each planetary gear mechanism and suppressing heat generation and extending the life.
- the speed reducer according to the present invention is configured so that rotations having different rotational speeds are input to the first input shaft of the first planetary gear mechanism and the second input shaft of the second planetary gear mechanism, so that both planets are rotated. Even if the gear specifications are not different in the gear mechanism, a reduction rate corresponding to the difference in the rotation speed between the first input shaft and the second input shaft can be obtained. By appropriately setting the gear ratio, a high reduction rate can be obtained, and the gear specifications of both planetary gear mechanisms can be made the same, so that the gear design and parts manufacture of each planetary gear mechanism can be performed efficiently.
- a first planetary gear mechanism 11 and a second planetary gear mechanism 21 are arranged in the axial direction inside a covered cylindrical housing (fixing member) 1.
- a lid 3 through which the output shaft 2 passes is fitted on the inner periphery of the opening side of the housing 1.
- the first planetary gear mechanism 11 includes a cylindrical first input shaft 12, a first sun gear 13 provided on the outer periphery of the first input shaft 12, and a first sun gear 13 disposed radially outside the first sun gear 13. 1 internal gear 14, a plurality of first planetary gears 15 meshing with both the first sun gear 13 and the first internal gear 14, and a support shaft 16a passed through the center of each first planetary gear 15,
- the first planetary gear 15 includes a first carrier 16 that supports the first planetary gear 15 so as to be capable of rotating.
- the first input shaft 12 of the first planetary gear mechanism 11 is formed integrally with the first sun gear 13, and the first carrier 16 is formed integrally with the lid portion 1 a of the housing 1.
- the first input shaft 12 passes through the center of the first carrier 16 and is rotatably supported by the first carrier 16, and the first transmission gear 4 is fitted to the outer periphery of the protruding portion from the first carrier 16. It is fixed.
- the first input shaft 12 and the first sun gear 13, the first carrier 16 and the housing lid 1a may be formed separately and fixedly attached.
- the second planetary gear mechanism 21 includes a second input shaft 22 that rotatably penetrates the first input shaft 12 of the first planetary gear mechanism 11 and a second input shaft 22 that protrudes from one end of the first input shaft 12.
- a second sun gear 23 provided on the outer periphery of the projecting portion, a second internal gear 24 that is disposed on the radially outer side of the second sun gear 23 and formed integrally with the first internal gear 14, and the second sun gear 23
- a plurality of second planetary gears 25 that mesh with both the second internal gears 24 and a support shaft 26a that passes through the center of each second planetary gear 25, and supports each second planetary gear 25 so that it can rotate.
- the second carrier 26 is included.
- the second input shaft 22 of the second planetary gear mechanism 21 is formed integrally with the second sun gear 23, and the second carrier 26 is formed integrally with the output shaft 2.
- the second transmission gear 5 is fitted and fixed to the outer periphery of a protruding portion protruding from the other end of the first input shaft 12.
- the output shaft 2 is rotatably supported by a lid 3 fitted on the inner periphery of the housing 1.
- the protrusion part 22a from the 2nd sun gear 23 of the 2nd input shaft 22 is rotatably inserted in the engagement hole 27 provided in the center of the inner surface of the output shaft 2 and the 2nd carrier 26, and the 1st
- the first input shaft 12, the second input shaft 22, and the output shaft 2 rotate concentrically and smoothly.
- the second input shaft 22 and the second sun gear 23 may be formed separately and fixedly attached, and the second carrier 26 and the output shaft 2 may be formed separately and rotate integrally. You may connect.
- the gear specifications of the respective parts of the first planetary gear mechanism 11 and the second planetary gear mechanism 21 are the same, and the gear specifications of the first transmission gear 4 and the second transmission gear 5 are different.
- the first transmission gear 4 and the second transmission gear 5 mesh with the first input gear 8 and the second input gear 9 that are fitted and fixed to the outer periphery of the main shaft (drive shaft) 7 of the drive motor 6, respectively. Thereby, the rotation is transmitted from the drive motor 6 to the input shafts 12 and 22 via the input gears 8 and 9 and the transmission gears 4 and 5, and the first input shaft 12 and the second input shaft 22 are rotated differently. A number of rotations are entered simultaneously.
- This speed reducer has the above-described configuration, and a speed reduction rate corresponding to the difference in rotation speed between the first input shaft 12 and the second input shaft 22 can be obtained. By setting to, a very high deceleration rate can be obtained.
- the gear specifications of the planetary gear mechanisms 11 and 21 are the same, the gear design and parts manufacture of each planetary gear mechanism 11 and 21 can be performed efficiently.
- the reduction rate can be easily changed by simply changing the gear specification of one of the first transmission gear 4 and the second transmission gear 5 and one input gear (8 or 9) meshing with the first transmission gear 4.
- the rotation direction of the output shaft 2 with respect to the shafts 12 and 22 can also be changed.
- Second carrier 1 Housing (fixing member) 2 Output shaft 4 First transmission gear 5 Second transmission gear 6 Drive motor 7 Main shaft (drive shaft) 8 First input gear 9 Second input gear 11 First planetary gear mechanism 12 First input shaft 13 First sun gear 14 First internal gear 15 First planetary gear 16 First carrier 21 Second planetary gear mechanism 22 Second input Shaft 23 Second sun gear 24 Second internal gear 25 Second planetary gear 26 Second carrier
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Abstract
高減速率でかつ設計や製作の容易な減速機を提供する。第1遊星歯車機構(11)の第1入力軸(12)を回転可能に貫通するように第2遊星歯車機構(21)の第2入力軸(22)を設け、両遊星歯車機構(11、21)の第1内歯車(14)と第2内歯車(24)を一体に形成し、第1遊星歯車機構(11)の第1キャリア(16)をハウジング1に固定し、第2遊星歯車機構(21)の第2キャリア(26)を出力軸(2)に連結し、第1入力軸(12)と第2入力軸(22)互いに異なる回転数の回転が入力される構成とした。
Description
本発明は、入力軸の回転を遊星歯車機構により減速して出力軸に伝達する減速機に関する。
近年、各種の機器は、省エネルギー化や環境対策により電動化が図られ、その駆動部には電気制御によるモータ駆動の利用が進んでいる。モータ駆動とする場合、駆動部のコンパクト化と効率向上のために高速回転のモータを使用することが多いので、モータの回転数を機器の作動部の使用回転数に減速させる減速機として、減速率の高いものが求められている。
このような要求に対し、高減速率の減速機として、入力軸の外周に設けられる第1太陽歯車とその径方向外側に配される第1内歯車の両方に噛み合う複数の第1遊星歯車を第1キャリアで自転可能に支持した第1遊星歯車機構と、入力軸の外周に設けられる第2太陽歯車とその径方向外側に配される第2内歯車の両方に噛み合う複数の第2遊星歯車を第2キャリアで自転可能に支持した第2遊星歯車機構とを備え、第1内歯車と第2内歯車とを一体とするとともに、第1キャリアを固定部材に固定し、第2キャリアを出力軸に連結して、入力軸が回転したときに、第1遊星歯車の自転により第1内歯車と第2内歯車を一体に入力軸と逆方向に回転させ、第2遊星歯車の公転を第2キャリアを介して出力軸に伝達するようにしたものが提案されている(例えば、下記特許文献1、2参照。)。
この構成によれば、第2遊星歯車の公転が第2内歯車の逆回転によって一部相殺され、その分出力軸の回転が遅くなるため、単一の遊星歯車機構を有する一般的な減速機よりも高い減速率が得られる。
しかしながら、上記のような2つの遊星歯車機構を有する減速機では、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とで少なくとも一部の歯車仕様を異ならせる必要があり、求められる減速率に応じて両遊星歯車機構で別々の歯車設計や部品製作を行うのに非常に手間がかかる。
そこで、本発明は、高減速率でかつ設計や製作の容易な減速機を提供することを課題とする。
上記の課題を解決するため、本発明の減速機は、第1入力軸と、前記第1入力軸の外周に設けられる第1太陽歯車と、前記第1太陽歯車の径方向外側に配される第1内歯車と、前記第1太陽歯車と第1内歯車の両方に噛み合う複数の第1遊星歯車と、前記各第1遊星歯車を自転可能に支持する第1キャリアとからなる第1遊星歯車機構と、前記第1入力軸を回転可能に貫通する第2入力軸と、前記第1入力軸の一端から突出する第2入力軸の突出部の外周に設けられる第2太陽歯車と、前記第2太陽歯車の径方向外側に配され、前記第1内歯車と一体に回転する第2内歯車と、前記第2太陽歯車と第2内歯車の両方に噛み合う複数の第2遊星歯車と、前記各第2遊星歯車を自転可能に支持する第2キャリアとからなる第2遊星歯車機構を備え、前記第1キャリアを固定部材に固定し、前記第2キャリアを出力軸に連結し、前記第1入力軸と第2入力軸に互いに異なる回転数の回転が入力される構成としたのである。
上記の構成によれば、第1入力軸が回転して、第1遊星歯車の自転により第1内歯車と第2内歯車が一体に第1入力軸と逆方向に回転するとき、第2入力軸は第1入力軸と異なる回転数で回転するので、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構とで歯車仕様を異ならせなくても第2遊星歯車が公転し、第1入力軸と第2入力軸の回転数の差に応じた減速率が得られる。したがって、第1入力軸と第2入力軸の回転数の差を適切に設定することにより高い減速率が得られるうえ、第1遊星歯車機構と第2遊星歯車機構の歯車仕様を同一にできるので、各遊星歯車機構の歯車設計や部品製作を効率よく行うことができる。
前記第1入力軸と第2入力軸に互いに異なる回転数の回転が入力されるようにする手段としては、前記第1入力軸の外周に第1伝達歯車を設け、前記第1入力軸の他端から突出する第2入力軸の突出部の外周に、前記第1伝達歯車と歯車仕様の異なる第2伝達歯車を設け、前記各伝達歯車のそれぞれに噛み合うように駆動軸の外周に設けられた2つの入力歯車から、前記各伝達歯車を介して前記各入力軸に回転を入力するようにしたものを採用することができる。このようにすれば、第1伝達歯車と第2伝達歯車のうちの一方とこれに噛み合う一つの入力歯車の歯車仕様を変更するだけで、簡単に減速率を変更することができる。また、各伝達歯車をそれぞれ入力歯車に噛み合わせることにより減速機の前段での減速が可能となり、各遊星歯車機構における各部の回転数を抑えて発熱の抑制や長寿命化を図ることができる。
本発明の減速機は、上述したように、第1遊星歯車機構の第1入力軸と第2遊星歯車機構の第2入力軸に互いに異なる回転数の回転が入力されるようにして、両遊星歯車機構で歯車仕様を異ならせなくても、第1入力軸と第2入力軸の回転数の差に応じた減速率が得られるようにしたものであるから、両入力軸の回転数の差を適切に設定することにより高い減速率が得られるうえ、両遊星歯車機構の歯車仕様を同一にできるので、各遊星歯車機構の歯車設計や部品製作を効率よく行うことができる。
以下、図1乃至図3に基づき、本発明の実施形態を説明する。この減速機は、有蓋円筒状のハウジング(固定部材)1の内側に、第1遊星歯車機構11と第2遊星歯車機構21を軸方向に並べて組み込んだものである。ハウジング1の開口側内周には、出力軸2を通す蓋3が嵌め込まれている。
前記第1遊星歯車機構11は、円筒状の第1入力軸12と、第1入力軸12の外周に設けられる第1太陽歯車13と、第1太陽歯車13の径方向外側に配される第1内歯車14と、第1太陽歯車13と第1内歯車14の両方に噛み合う複数の第1遊星歯車15と、各第1遊星歯車15の中心に通される支軸16aを有し、各第1遊星歯車15を自転可能に支持する第1キャリア16とからなる。
この第1遊星歯車機構11の第1入力軸12は第1太陽歯車13と一体に形成され、第1キャリア16はハウジング1の蓋部1aと一体に形成されている。その第1入力軸12は、第1キャリア16の中心を貫通して第1キャリア16に回転自在に支持されており、第1キャリア16からの突出部の外周に第1伝達歯車4が嵌合固定されている。なお、第1入力軸12と第1太陽歯車13、第1キャリア16とハウジング蓋部1aは、それぞれ別体に形成して固定的に取り付けるようにしてもよい。
前記第2遊星歯車機構21は、第1遊星歯車機構11の第1入力軸12を回転可能に貫通する第2入力軸22と、第1入力軸12の一端から突出する第2入力軸22の突出部の外周に設けられる第2太陽歯車23と、第2太陽歯車23の径方向外側に配され、第1内歯車14と一体に形成された第2内歯車24と、第2太陽歯車23と第2内歯車24の両方に噛み合う複数の第2遊星歯車25と、各第2遊星歯車25の中心に通される支軸26aを有し、各第2遊星歯車25を自転可能に支持する第2キャリア26とからなる。
この第2遊星歯車機構21の第2入力軸22は第2太陽歯車23と一体に形成されており、第2キャリア26は出力軸2と一体に形成されている。その第2入力軸22は、第1入力軸12の他端から突出する突出部の外周に第2伝達歯車5が嵌合固定されている。また、出力軸2は、ハウジング1内周に嵌め込まれた蓋3に回転自在に支持されている。そして、その出力軸2および第2キャリア26の内側面の中心に設けられた係合穴27に、第2入力軸22の第2太陽歯車23からの突出部22aが回転自在に差し込まれ、第1入力軸12および第2入力軸22と出力軸2とが同心にスムーズに回転するようになっている。なお、第2入力軸22と第2太陽歯車23は別体に形成して固定的に取り付けるようにしてもよく、第2キャリア26と出力軸2は別体に形成して一体回転するように連結してもよい。
前記第1遊星歯車機構11と第2遊星歯車機構21の各部の歯車仕様は同一であり、第1伝達歯車4と第2伝達歯車5の歯車仕様は異なっている。そして、第1伝達歯車4および第2伝達歯車5は、それぞれ駆動モータ6の主軸(駆動軸)7の外周に嵌合固定された第1入力歯車8および第2入力歯車9に噛み合っている。これにより、駆動モータ6から各入力歯車8、9および各伝達歯車4、5を介して各入力軸12、22に回転が伝達され、第1入力軸12と第2入力軸22に互いに異なる回転数の回転が同時に入力されるようになっている。
次に、この減速機の動作について説明する。まず、駆動モータ6を駆動すると、上述のように、第1入力軸12と第2入力軸22とが互いに異なる回転数で回転する。すると、第1遊星歯車機構11では、第1キャリア16が固定されているため、第1遊星歯車15が公転を拘束された状態で自転して、第1内歯車14を第1入力軸12と逆の方向に回転させる。そして、第2遊星歯車機構21では、第2内歯車24が第1内歯車14と一体に回転するので、第2遊星歯車25が自転しながら第1入力軸12と第2入力軸22との回転数の差に応じた分だけ公転し、この第2遊星歯車25の公転が第2キャリア26を介して出力軸2に伝達される。このとき、第1入力軸12の回転数よりも第2入力軸22の回転数が高ければ、図1および図2に示すように、出力軸2は各入力軸12、22と同方向に回転し、第1入力軸12よりも第2入力軸22の回転数が低ければ、出力軸2は逆方向に回転することになる。
この減速機は、上記の構成であり、第1入力軸12と第2入力軸22の回転数の差に応じた減速率が得られるので、両入力軸12、22の回転数の差を適切に設定することにより非常に高い減速率を得ることができる。しかも、両遊星歯車機構11、21の歯車仕様が同一なので、各遊星歯車機構11、21の歯車設計や部品製作を効率よく行うことができる。また、第1伝達歯車4と第2伝達歯車5のうちの一方とこれに噛み合う一つの入力歯車(8または9)の歯車仕様を変更するだけで、簡単に減速率を変更できるし、各入力軸12、22に対する出力軸2の回転方向を変えることもできる。
1 ハウジング(固定部材)
2 出力軸
4 第1伝達歯車
5 第2伝達歯車
6 駆動モータ
7 主軸(駆動軸)
8 第1入力歯車
9 第2入力歯車
11 第1遊星歯車機構
12 第1入力軸
13 第1太陽歯車
14 第1内歯車
15 第1遊星歯車
16 第1キャリア
21 第2遊星歯車機構
22 第2入力軸
23 第2太陽歯車
24 第2内歯車
25 第2遊星歯車
26 第2キャリア
2 出力軸
4 第1伝達歯車
5 第2伝達歯車
6 駆動モータ
7 主軸(駆動軸)
8 第1入力歯車
9 第2入力歯車
11 第1遊星歯車機構
12 第1入力軸
13 第1太陽歯車
14 第1内歯車
15 第1遊星歯車
16 第1キャリア
21 第2遊星歯車機構
22 第2入力軸
23 第2太陽歯車
24 第2内歯車
25 第2遊星歯車
26 第2キャリア
Claims (2)
- 第1入力軸と、前記第1入力軸の外周に設けられる第1太陽歯車と、前記第1太陽歯車の径方向外側に配される第1内歯車と、前記第1太陽歯車と第1内歯車の両方に噛み合う複数の第1遊星歯車と、前記各第1遊星歯車を自転可能に支持する第1キャリアとからなる第1遊星歯車機構と、
前記第1入力軸を回転可能に貫通する第2入力軸と、前記第1入力軸の一端から突出する第2入力軸の突出部の外周に設けられる第2太陽歯車と、前記第2太陽歯車の径方向外側に配され、前記第1内歯車と一体に回転する第2内歯車と、前記第2太陽歯車と第2内歯車の両方に噛み合う複数の第2遊星歯車と、前記各第2遊星歯車を自転可能に支持する第2キャリアとからなる第2遊星歯車機構を備え、
前記第1キャリアを固定部材に固定し、前記第2キャリアを出力軸に連結し、前記第1入力軸と第2入力軸に互いに異なる回転数の回転が入力されるようにした減速機。 - 前記第1入力軸と第2入力軸に互いに異なる回転数の回転が入力されるようにする手段が、前記第1入力軸の外周に第1伝達歯車を設け、前記第1入力軸の他端から突出する第2入力軸の突出部の外周に、前記第1伝達歯車と歯車仕様の異なる第2伝達歯車を設け、前記各伝達歯車のそれぞれに噛み合うように駆動軸の外周に設けられた2つの入力歯車から、前記各伝達歯車を介して前記各入力軸に回転を入力するようにしたものであることを特徴とする請求項1に記載の減速機。
Applications Claiming Priority (2)
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- 2013-12-12 JP JP2013256737A patent/JP2015113922A/ja active Pending
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2014
- 2014-12-03 WO PCT/JP2014/081949 patent/WO2015087750A1/ja active Application Filing
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 14868889 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
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122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 14868889 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |