JP2020008062A

JP2020008062A - 不思議遊星歯車減速機構

Info

Publication number: JP2020008062A
Application number: JP2018128868A
Authority: JP
Inventors: 建次浴村; Kenji Ekimura; 石森　正三; Shozo Ishimori; 正三石森
Original assignee: HIROSHIMA PRECISION MACHINE CO Ltd
Current assignee: HIROSHIMA PRECISION MACHINE CO Ltd
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-01-16

Abstract

【課題】部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現した不思議遊星歯車減速機構を提供する。【解決手段】固定外歯車１０と、固定外歯車１０と同軸同径で歯数が１少ない可動外歯車２０と、固定外歯車１０及び可動外歯車２０に噛み合う一重遊星歯車３０と、位相差を有する２枚の歯車４１，４２を重ねて一方が固定外歯車１０に噛み合い他方が可動外歯車２０に噛み合うようにした１以上の二重遊星歯車４０と、一重遊星歯車３０と二重遊星歯車４０とを連結するキャリア５と、キャリア５に接続された入力軸１と、可動外歯車２０に接続された出力軸２とを有する不思議遊星歯車減速機構１００とした。【選択図】図１

Description

本発明は、不思議遊星歯車減速機構に関するものである。

従来、遊星歯車を用いた減速機構が知られている。遊星歯車は、太陽歯車を中心として複数の遊星歯車が自転しつつ公転する構造を有している。遊星歯車には様々な型があり、型の違いによって得られる減速比も異なっている。

また、不思議遊星歯車を用いた減速機構が知られている。不思議遊星歯車は、１つの軸に取り付けられた歯数の異なる２つの歯車に転位歯車を用いることで、共通の歯車に噛み合わせて、高い減速比を得ることができるようにしたものである。

さらに、特許文献１には、不思議遊星歯車機構の減速装置として、歯数差を１とし固定内歯車と可動内歯車とを同軸上に配置するとともに、固定内歯車に噛み合う第１遊星歯車と、第１遊星歯車と同歯数で可動内歯車に噛み合う第２遊星歯車とを同軸として固着させた結合歯車を複数個配置した減速装置に関する発明が記載されている。

特開２００５−１６６９５号公報

特許文献１に記載された減速装置は、不思議遊星歯車機構の固定内歯車と可動内歯車との歯数差を１とすることで、高い減速比を得るようにしたものである。しかしながら、固定内歯車及び可動内歯車が「内歯車」であるため、第１遊星歯車と第２遊星歯車とからなる複数の結合歯車を内側に配置することになり、これら複数の結合歯車に噛み合う太陽歯車を中心部に配置する必要があった。そのため、部品点数が多くなり、重量、搭載スペース、コスト等の面において改善の余地があった。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現した不思議遊星歯車減速機構を提供するものである。

上記課題を解決するため、本発明の不思議遊星歯車減速機構は、固定外歯車と、前記固定外歯車と同軸同径で歯数が１少ない可動外歯車と、前記固定外歯車及び前記可動外歯車に噛み合う一重遊星歯車と、位相差を有する２枚の歯車を重ねて一方が前記固定外歯車に噛み合い他方が前記可動外歯車に噛み合うようにした１以上の二重遊星歯車と、前記一重遊星歯車と前記二重遊星歯車とを連結するキャリアと、前記キャリアに接続された入力軸と、前記可動外歯車に接続された出力軸とを有することを特徴とする。

また好ましくは、前記二重遊星歯車が１つであることを特徴とする。

本発明の不思議遊星歯車減速機構は、固定外歯車と、固定外歯車と同軸同径で歯数が１少ない可動外歯車とを有しているので、高い減速比を得ることができる。また、固定外歯車及び可動外歯車に噛み合う一重遊星歯車と、位相差を有する２枚の歯車を重ねて一方が固定外歯車に噛み合い他方が可動外歯車に噛み合うようにした１以上の二重遊星歯車と、一重遊星歯車と二重遊星歯車とを連結するキャリアとを有しているので、キャリアに接続された入力軸からの入力に対して、可動外歯車に接続された出力軸から減速した出力を取り出すことができる。

また、固定外歯車及び可動外歯車が外歯車であるので、一重遊星歯車及び二重遊星歯車を外側に配置してキャリアで連結することにより太陽歯車が不要となり、部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現することができる。

また、二重遊星歯車が１つである場合には、１つの一重遊星歯車及び１つの二重遊星歯車という最少構成とすることにより、部品点数を顕著に削減することができる。さらに、一重遊星歯車と二重遊星歯車とでバランスをとり、振動を抑制することができる。

以上、本発明によれば、部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現した不思議遊星歯車減速機構を提供することができる。

本発明の実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図である。図１の（Ａ）ａ−ａ線断面図、（Ｂ）ｂ−ｂ線断面図、（Ｃ）ｃ−ｃ線断面図である。

次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構について説明する。図１は、本実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構１００を示す（Ａ）平面図、（Ｂ）正面図であり、図２は、図１の（Ａ）ａ−ａ線断面図、（Ｂ）ｂ−ｂ線断面図、（Ｃ）ｃ−ｃ線断面図である。不思議遊星歯車減速機構１００は、例えば電動式やエンジン式のウインチ等に内蔵することも可能である。

不思議遊星歯車減速機構１００は、主として、固定外歯車１０、可動外歯車２０、一重遊星歯車３０、二重遊星歯車４０、キャリア５、入力軸１及び出力軸２から構成されている。

固定外歯車１０は、不思議遊星歯車減速機構１００の作動中に回転しないように、ウインチ等の本体ケースの内部に固定された外歯車である。本実施形態では、固定外歯車１０の歯数は５１である。

可動外歯車２０は、固定外歯車１０と同軸同径で歯数が１少なく、不思議遊星歯車減速機構１００の作動中に回転する外歯車であり、出力軸２と接続されている。本実施形態では、可動外歯車２０の歯数は５０である。

一重遊星歯車３０は、固定外歯車１０及び可動外歯車２０に噛み合う外歯車であり、固定外歯車１０と可動外歯車２０とを重ねた厚みに等しくなっている。そして、不思議遊星歯車減速機構１００の作動中には、キャリア５の回転軸３を中心に回転しながら、固定外歯車１０及び可動外歯車２０の周囲を回るようになっている。本実施形態では、一重遊星歯車３０の歯数は２８である。

二重遊星歯車４０は、位相差を有する２枚の歯車４１，４２を重ねたものである。２枚の歯車のうち、一方の歯車４１は固定外歯車１０に噛み合う固定外歯車用の遊星歯車として機能し、他方の歯車４２は可動外歯車２０に噛み合う可動外歯車用の遊星歯車として機能する。そのため、歯車４１及び歯車４２は、１／２歯の円周上位相差を有するように重ねられている。そして、不思議遊星歯車減速機構１００の作動中には、キャリア５の回転軸４を中心に回転しながら、固定外歯車１０及び可動外歯車２０の周囲を回るようになっている。本実施形態では、二重遊星歯車４０の歯車４１，４２の歯数はいずれも２８である。

キャリア５は、長尺部材であって、両端部の回転軸３，４で一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０をそれぞれ回転可能に保持しつつ、一重遊星歯車３０と二重遊星歯車４０とを連結している。また、キャリア５の中央部分は、入力軸１と接続されている。そして、一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０は、キャリア５によって固定外歯車１０及び可動外歯車２０の周囲の対向する位置に配置されている。

次に、不思議遊星歯車減速機構１００の作動について説明する。静止状態において、固定外歯車１０及び可動外歯車２０は、図１及び図２における左端において、位相差０となっている。そして、この左端において、一重遊星歯車３０が固定外歯車１０及び可動外歯車２０に噛み合っている。また、固定外歯車１０及び可動外歯車２０は、図１及び図２における右端において、位相差１／２となっている。そして、この右端において、二重遊星歯車４０の歯車４１が固定外歯車１０に噛み合い、二重遊星歯車４０の歯車４２が可動外歯車２０に噛み合っている。

電動式やエンジン式の動力が入力軸１から入力されると、キャリア５が入力軸１を中心に回転する。そして、キャリア５の両端に回転可能に取り付けられた一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０が、回転軸３，４を中心に回転しながら、固定外歯車１０及び可動外歯車２０の周囲を回る。このとき、一重遊星歯車３０の位置は常に、重ねて配置された固定外歯車１０及び可動外歯車２０の位相差０の部分に噛み合った状態になる。これに対して、二重遊星歯車４０の位置は常に、重ねて配置された固定外歯車１０及び可動外歯車２０の位相差１／２の部分に噛み合った状態になる。そして、一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０の回転に伴い、固定外歯車１０は動かないまま可動外歯車２０がゆっくりと回転して連結されている出力軸２から減速した動力が取り出される。

不思議遊星歯車減速機構１００の減速比は、次式で表される。
１−（可動外歯車の歯数／固定外歯車の歯数）＝１−（５０／５１）＝１／５１
なお、一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０の歯数は減速比に影響せず、固定外歯車１０及び可動外歯車２０との噛み合わせが円滑に行われるような歯数とすればよい。

本実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構１００は、固定外歯車１０と、固定外歯車１０と同軸同径で歯数が１少ない可動外歯車２０とを有しているので、高い減速比を得ることができる。また、固定外歯車１０及び可動外歯車２０に噛み合う一重遊星歯車３０と、位相差を有する２枚の歯車４１，４２を重ねて一方が固定外歯車１０に噛み合い他方が可動外歯車２０に噛み合うようにした１つの二重遊星歯車４０と、一重遊星歯車３０と二重遊星歯車４０とを連結するキャリア５とを有しているので、キャリア５に接続された入力軸１からの入力に対して、可動外歯車２０に接続された出力軸２から減速した出力を取り出すことができる。

また、固定外歯車１０及び可動外歯車２０が外歯車であるので、一重遊星歯車３０及び二重遊星歯車４０を外側に配置してキャリア５で連結することにより太陽歯車が不要となり、部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現することができる。
太陽歯車との間の噛み合わせ部分がなくなるため、耐久性に優れている。

また、二重遊星歯車４０が１つであるので、１つの一重遊星歯車３０及び１つの二重遊星歯車４０という最少構成とすることにより、部品点数を顕著に削減することができる。さらに、一重遊星歯車３０と二重遊星歯車４０とでバランスをとり、振動を抑制することができる。

このように、本実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構１００は、部品点数を削減し、軽量・コンパクト・低コストを実現したものである。

以上、本発明の実施形態に係る不思議遊星歯車減速機構について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

例えば、上記実施形態では二重遊星歯車の数を１つとしたが、２つ以上としてもよい。その場合には、二重遊星歯車を構成する２つの歯車の位相差は、二重遊星歯車の各々の配置位置に応じて、対応する固定外歯車と可動外歯車との位相差に合わせる必要がある。また、一重遊星歯車を含めた複数の遊星歯車を固定外歯車及び可動外歯車の周囲に均等に配置して、バランスをとることが好ましい。

また、固定外歯車及び可動外歯車の歯数は、歯数差が１であればよく、必要な減速比に合わせて構成することができる。

１入力軸
２出力軸
３回転軸
４回転軸
５キャリア
１０固定外歯車
２０可動外歯車
３０一重遊星歯車
４０二重遊星歯車
４１固定外歯車用の遊星歯車
４２可動外歯車用の遊星歯車
１００不思議遊星歯車減速機構

Claims

固定外歯車と、前記固定外歯車と同軸同径で歯数が１少ない可動外歯車と、前記固定外歯車及び前記可動外歯車に噛み合う一重遊星歯車と、位相差を有する２枚の歯車を重ねて一方が前記固定外歯車に噛み合い他方が前記可動外歯車に噛み合うようにした１以上の二重遊星歯車と、前記一重遊星歯車と前記二重遊星歯車とを連結するキャリアと、前記キャリアに接続された入力軸と、前記可動外歯車に接続された出力軸とを有することを特徴とする不思議遊星歯車減速機構。
前記二重遊星歯車が１つであることを特徴とする請求項１に記載の不思議遊星歯車減速機構。