JPH10227339A - 副キャリヤ盤のない遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽歯車、遊星歯車、外殻内歯歯車、キャリ
ヤよりなる遊星歯車装置の製造コスト、部品コストを削
減しパワーも大きい遊星歯車装置を提供する事。 【解決手段】 キャリヤを１枚の円板として遊星軸をキ
ャリヤによって片持ち支持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は遊星歯車装置の改
良に関する。特に部材の数を減らしてコスト低減を目指
した遊星歯車装置に関する。遊星歯車装置は太陽歯車、
遊星歯車、外殻内歯歯車、キャリヤよりなる装置であ
る。中心の太陽歯車が回転すると、これと噛み合う遊星
歯車が自転しながら公転する。外殻内歯歯車がケーシン
グに固定されているとキャリヤには減速回転が出てく
る。遊星歯車装置は、太陽歯車の回転を減速してキャリ
ヤに出力するのが主な用途である。反対にキャリヤの回
転を増速して太陽歯車に出力するという増速機としての
使い方もできる。さまざまの減速機構として用途は広
い。用途に応じて様々の形状の遊星歯車装置が製作され
使用される。

【０００２】

【従来の技術】遊星歯車は遊星軸によってキャリヤに対
して回転可能に支持する。遊星軸と遊星歯車の間には軸
受を挟む事もあるがそれでは高価になるので軸穴に軸を
通し軸穴を滑らせるようにする事が多い。遊星軸はその
両端が、広い２枚の円板によって支持されている。この
円板をここではキャリヤと呼ぶ。キャリヤは出力軸を装
着すべき部材であって減速回転をする。キャリヤは遊星
歯車や太陽歯車の両側に２枚ある円板よりなるがこれら
は遊星軸を両方から支持する、減速回転を出力する、遊
星歯車を間に支持するなどの機能がある。出力穴がある
方のキャリヤ盤を主キャリヤ盤とよび、それがない方の
キャリヤ盤を副キャリヤ盤と呼ぶ。同じ直径の円板であ
る。主キャリヤ盤の方に強いトルクが掛かる。副キャリ
ヤ盤と主キャリヤ盤は相互に結合される。遊星歯車の数
をＭとする。Ｍは３又は４である事が多い。両方の板の
内側にＭ個の隆起部を作り隆起部の一方にはピンをもう
一方には穴をうがち、ピンをその穴に挿入して頭をかし
める。遊星歯車が３つの場合は、３つの隆起部をそれぞ
れに作って両者を結合する。

【０００３】主キャリヤ盤と副キャリヤ盤は一体となっ
て回転する。遊星軸自体は単に穴に両端がさしこまれて
いるだけであるが、２枚のキャリヤ盤が固結されている
から遊星軸は抜けない。このようにキャリヤが２枚の部
材からなりそれらが何らかの結合機構によって相互連結
されるというのは従来のどのような遊星歯車装置におい
ても共通の構造であった。余りにありふれた構造であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】遊星歯車装置はその目
的によって様々の工夫がなされるが本発明は特にコスト
削減を主たる目的にする。コストは歯車やキャリヤの製
造コスト、組立コストなどよりなる。太陽歯車、遊星歯
車、外殻内歯歯車、キャリヤ、遊星軸などはどうしても
必要なものである。もはやこれ以上削減する余地はない
ように思える。それにも拘らずコスト低減の要求は厳し
くさらにコストを引き下げる努力が望まれる。本発明は
このような要求に応えて部材を減らして部品コストをさ
らに削減できる遊星歯車装置を提供することを第１の目
的とする。またそれに応じて組立コストも低減できる遊
星歯車装置を提供することを第２の目的とする。さらに
多段連結に好適な遊星歯車装置を提供することを第３の
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の遊星歯車装置
は、２枚のキャリヤのうち１枚を省き、キャリヤどうし
の結合構造をも省いたものである。つまり副キャリヤ盤
を除いて、副キャリヤ盤と主キャリヤ盤の結合の為の機
構をも不要にしたものである。遊星歯車は遊星軸によっ
て支持するが、遊星軸は主キャリヤ盤によって片持ち支
持される。さらに進んで遊星軸は主キャリヤ盤と一体の
ものとして成形すると好都合である。主キャリヤ盤には
出力穴を設けることもある。多段連結する場合は主キャ
リヤ盤には次段の太陽歯車を作り付けで作製しておけば
さらによい。キャリヤが１枚の部材であるから両者を結
合する機構は不要である。それもコスト削減に大きく寄
与する。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の遊星歯車装置は、遊星歯
車を支持し減速回転を取り出すべきキャリヤを１枚の円
板によって構成したものである。１枚の主キャリヤ盤に
４本或いは３本の遊星軸を立ててここに遊星歯車を回転
自在に設けている。遊星軸は片持ちになる。遊星歯車は
一方の側面が主キャリヤ盤に接触するからこちらからは
抜けない。反対の側に抜けないようにハウジングを前面
にまで延長して遊星歯車を押さえている。だから遊星歯
車は軸から抜けるということはない。さらに遊星歯車の
両側に歯先円の円板部と歯底円の円板部を設け、外殻内
歯歯車の両側にも歯底円の円筒部と歯先円の円筒部を形
成して遊星歯車と外殻内歯歯車を接触させるようにする
と良い。こうすれば遊星歯車の軸方向の平行移動が妨げ
られる。キャリヤと外殻内歯歯車の作用によって遊星歯
車の軸方向の位置が確と決まる。２枚のキャリヤ板を使
わないから結合のための構造も不要である。当然結合作
業も要らない。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の実施例にかかる遊星歯車装置
の左側面図、図２は右側面図、図３は図４のＸ−Ｘ断面
図である。図４は図１のＹ−Ｙ断面図である。これは２
段連結の場合を示すが、３段連結も可能である。もちろ
ん１段で用いることも可能である。前段を第１ユニット
Ａ、後段を第２ユニットＢと呼んで区別することにす
る。いずれも副キャリヤ盤がなくキャリヤ板は１枚であ
る。良く似ているが全く同じではない。

【０００８】前段の第１ユニットＡは、中心に太陽歯車
１があり、それを囲むように４つの遊星歯車２がある。
遊星歯車２は太陽歯車１に噛み合っている。遊星歯車２
の数は４つでも３つでもよいし減速比が許せば５つの場
合も可能である。遊星歯車２のさらに外側には外殻内歯
歯車３があり遊星歯車２の全てと噛み合っている。遊星
歯車２は主キャリヤ盤４と一体の遊星軸５によって回転
自在に支持される。従来の装置においては、遊星軸５は
副キャリヤ盤と主キャリヤ盤によって両持ち支持されて
いたのであるが、本発明では主キャリヤ盤のみによって
支持する。つまりこれまでの遊星歯車装置ではキャリヤ
は副キャリヤ盤と主キャリヤ盤よりなり両方から遊星歯
車を挟んでいたが本発明では副キャリヤ盤がない。

【０００９】外殻内歯歯車３はハウジング６の一部に形
成されている。ハウジング６は円筒部７と前円板部８と
よりなるコの字型の部材である。円筒部７は遊星歯車の
前方と外殻内歯歯車を覆うケーシングであり外殻内歯歯
車の支持部材である。従来の遊星歯車装置の場合は副キ
ャリヤ盤によって遊星歯車の前方を覆っているが、本発
明ではハウジング６が代わりに遊星歯車前方を保護して
いる。ハウジング６の外周には廻り止め９がある。これ
はケーシング（図示しない）に遊星歯車装置を入れたと
きにケーシングに対して遊星歯車装置が回転しないよう
にするものである。

【００１０】遊星軸５と遊星歯車の穴の間には円筒形の
スリーブ１０が挿入されている。これは遊星歯車２の回
転の摩擦抵抗や摩滅を減少させるためである。スリーブ
１０は例えばステンレスである。遊星歯車２の穴には円
形の止めリング１１が嵌込んである。止めリング１１と
遊星軸５の端面の間には空隙１２ができる。この例では
主キャリヤ盤４と遊星軸５は一体に作られている。遊星
軸５には軸方向に通孔１３が穿たれる。止めリング１１
にも通し穴１４がある。この通し穴１４からグリスを注
入し空隙１２と通孔１３にグリスを溜める。これによっ
て遊星軸５と遊星歯車２の間の潤滑性が高まる。

【００１１】太陽歯車１には太陽軸穴１５が穿たれるこ
れはモータ軸などの入力軸が挿入される。廻り止めのた
めにここではＤ穴が示されるがここはスプライン、セレ
ーションでも差し支えない。ハウジング６の前方には前
開口１６があり入力軸（図示しない）が通るようになっ
ている。通常の遊星歯車や外殻内歯歯車とはちがいここ
では３重構造のものを使っている。遊星歯車２は中央に
遊星ギヤ１７、右側に大円部１８、左側に小円部１９を
持つ。大円部１８は歯先円より大きい直径を持つ円板形
状である。小円部１９は歯底円より小さい直径の円形状
である。これらは外殻内歯歯車３の対応面と接触し遊星
歯車２の動きをガイドする作用がある。

【００１２】外殻内歯歯車３はハウジング６の内周に形
成したものであるが、これも３重構造であって中央に外
殻ギヤ２０、右側に大円筒部２１、小円筒部２２を有す
る。大円筒部２１はギヤ部２０の歯底円より大きい。小
円筒部２２はギヤ部の歯先円よりも小さい。外殻内歯歯
車３のギヤ部２０は遊星歯車２のギヤ部１７と噛み合
う。左側の小円筒部２２は、遊星歯車の小円部１９と接
触する。右側の大円筒部２１は遊星歯車の大円部１８と
接触する。このような一体型の３重構造は本発明者によ
る特公平５−７５７５号（特開平１−１０５０３９号：
特願昭６２−２６２２７４号）によって初めて提案され
ている。遊星歯車が３つの部材に分離された非対称３重
構造はその前の段階のものであるが、特開昭６０−２５
２８４５号、特開昭６１−２７３３７号に提案してい
る。

【００１３】このような段付きの構造は遊星歯車２、外
殻内歯歯車３の直径方向の相対位置を正しく決めるとい
う作用がある。それだけでない。歯車の軸方向の移動を
禁じて遊星歯車装置の一体性を高揚する作用がある。太
陽歯車１は遊星歯車２の大円部１８のためにそれ以上後
退しない。副キャリヤ盤がないにも拘らず、遊星歯車２
が前方ヘ抜けないのは、ギヤ部１７がハウジング６の段
部６０側面に接触するからである。片持ちであるが遊星
歯車２の小円筒部２２が段部６０の内周に接触するので
これが軸受の作用をして正しく公転することができる。
小円部、大円部、小円筒部、大円筒部などがそのような
軸受と同等の作用をするので改めて軸受を設ける必要が
ない。また副キャリヤ盤がないことによる不利益を補償
することができる。さらにこの方向に非対称性があるか
ら組立作業は簡単である。遊星歯車はプラスチックまた
は鋳物、ダイキャストによって一挙に形成する。

【００１４】さてキャリヤが１枚の円板４でできている
事が本発明の顕著な特徴であるが、多段連結する場合は
さらに一工夫できる。ここでは主キャリヤ盤４の背面に
一体に軸部２４を形成している軸部２４の内部には穴２
５が穿たれる。これはキャリヤの材料を節減するという
意味がある。穴２５にもグリスを溜めることによって初
段の歯車同士の噛み合いを滑らかにすることもできる。
軸部２４の表面には軸方向に第２の太陽歯車２６が形成
してある。つまり主キャリヤ盤は、キャリヤ、第２段の
太陽歯車、それとキャリヤを結ぶ継ぎ手の３部材を統合
したものである。これによって部品点数を少なくし組立
を容易にしている。ユニットＢは２段目の減速を行う。
太陽歯車２６に噛み合うように４つの遊星歯車２７が円
周上に並ぶ。遊星歯車２７は前段の遊星歯車２よりも歯
幅が広くなっている。２段目でありより大きいトルクが
掛かるからである。

【００１５】遊星歯車２７はより外側にある外殻内歯歯
車２８と噛み合っている。遊星軸３０は主キャリヤ盤２
９に一体形成される。主キャリヤ盤２９はポリアセター
ルなどのプラスチックでつくることができる。外殻内歯
歯車２８はハウジング３１の内周の一部に形成される。
この外殻内歯歯車２８も、前段のものよりも歯幅が大き
くなっている。ハウジング３１は外殻内歯歯車２８を内
面に持つ円筒部３２と遊星歯車の前面を支える前円板部
３３とをもちコの字型のケースである。前円板部３３の
中央には開口３４が穿孔され、ここを前段のキャリヤ４
から延びる軸部２４が貫いている。遊星軸３０と遊星歯
車２７の内面との間には円筒形のスリーブ３５が挿入さ
れる。スリーブ３５はステンレスなど金属製とする。遊
星軸３０がキャリヤと同じ材質（プラスチック）である
ので摩滅を防ぐためにスリーブ３５を通すのである。ス
リーブ３５と遊星歯車２７の間に回転が起こるがこの間
はグリスまたは潤滑油によって滑り摩擦を減少させるよ
うにする。

【００１６】キャリヤは通常２枚の円板よりなるがここ
２段目の減速機も同様に副キャリヤ盤を省いて１枚の円
板だけでキャリヤを構成する。これを主キャリヤ盤と呼
ぶ。主キャリヤ盤２９には遊星軸３０を一体に形成して
ありボス部３６にはキャリヤ軸穴３７が形成してある。
遊星歯車２７も３重構造になっている。前段のものと同
じ形状であるが歯幅が大きい。トルクが大きいからそれ
にふさわしいように歯幅を広くしている。この遊星歯
車、外殻内歯歯車にも第１段と同じ工夫がなされてい
る。遊星歯車２７の右側には大円部４０、中央には遊星
ギヤ部４１、左側には小円部４２が一体に形成される。
このような非対称性は本発明者の独自のものである。外
殻内歯歯車はこれに対応して右側に大円筒部４３、中央
部に外殻ギヤ部４４、右側に小円筒部４５が一体に形成
される。外殻内歯歯車はハウジング３１に一体に設ける
のでこのような段差のある歯車を形成するのは極容易な
ことである。プラスチック射出成形するので一挙に作る
ことができる。

【００１７】右方において遊星歯車の大円部４０が外殻
内歯歯車の大円周部４３に転動接触する。左方において
遊星歯車の小円部４２が外殻内歯歯車の小円周部４５に
転動接触する。中央では遊星歯車のギヤ部４１が、外殻
内歯歯車のギヤ部４４に噛み合ってトルクを伝える。主
キャリヤ盤２９の遊星軸３０には軸方向に通孔４６が穿
たれている。これも前段の主キャリヤ盤４と同じ構造で
ある。さらにその先に止めリング４８が遊星歯車の穴に
嵌込まれている。止めリング４８には穴５５が穿たれ
る。通孔４６からグリスを注入する事によってグリス溜
め４７通孔４６、穴５５などの空間をグリスによって満
たすことができる。これがスリーブ３５と遊星歯車穴と
の間の潤滑性を確保する。また遊星歯車と外殻内歯歯車
のギヤの噛み合いや円周部円筒部の接触面にも潤滑性を
与えることができる。

【００１８】主キャリヤ盤２９のボス３６には穴５１が
ありここへ前段の主キャリヤ盤４の軸部２４の凸部５３
が差し込まれている。遊星歯車２７の側面が主キャリヤ
盤２９の内面に接触し抜け止めされる。ユニットＡのハ
ウジング６とユニットＢのハウジング３１は、ケーシン
グに共通に差し込まれることによって廻り止めされ固定
される。太陽歯車１にはモータ軸などの高速小トルクの
入力回転軸が差し込まれる。これによって主キャリヤ盤
４が減速回転する。この回転が次段の太陽歯車２６の回
転となるから次段でさらに減速する。２段減速されるか
ら合計の減速比は両者の減速比の積となる。

【００１９】この実施例において、ハウジングはプラス
チック（ジュラコン、ポリアセタール）によって作製で
きる。主キャリヤ盤もプラスチックによって作られる。
これはトルクが掛かるのでファイバなどを入れて強化す
る場合もある。遊星歯車はプラスチックまたは焼結金
属、アルミダイキャスト、亜鉛などによって作られる。
スリーブはステンレスやプラスチックで作られる。スリ
ーブは省いても良い。この実施例では２段目の主キャリ
ヤ盤が右方向に抜けるのを阻止する機構が現れていな
い。主キャリヤ盤は出力軸で押さえるので実際には抜け
ない。

【００２０】ここでは２段減速のものを示したが、本発
明は１段減速の減速機にも応用できる。その場合、キャ
リヤは図４の２段目のキャリヤのようにボス部にキャリ
ヤ軸穴を設けたものを用いる事ができる。もちろん１段
減速の場合でも図４の１段目のキャリヤのようにもでき
る。この場合減速出力は軸部２４に出てくるのでこれに
よって負荷を回転させることもできる。この例では遊星
軸と主キャリヤ盤がプラスチック成形によって一体のも
のとして作られているが、そうでなくて円板状のキャリ
ヤに金属製の遊星軸を立てるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】キャリヤ板の内１枚（副キャリヤ盤）を
省き、１枚の円板（主キャリヤ盤）だけによってキャリ
ヤを構成している。大きい円板部材を一つ省く事によっ
て材料費を節減することができる。それに加えて１枚し
かないのでふたつの部材を結合する機構が不要である。
さらにふたつの部材を結合する手間も不要であるから製
造工程を簡略かすることができる。ふたつながら相まっ
てコスト削減の効果が大きい。また主キャリヤ盤と遊星
軸を別部材とすることもできるが、実施例のように主キ
ャリヤ盤と遊星軸を一体化するとさらに部品コストを下
げる上に有効である。遊星軸と主キャリヤ盤の組立の作
業も不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる遊星歯車装置を２段連
結したものの正面図。

【図２】同じものの背面図。

【図３】図４のＸ−Ｘ断面図。

【図４】図１のＹ−Ｙ断面図。

【符号の説明】

１ 太陽歯車 ２ 遊星歯車 ３ 外殻内歯歯車 ４ 主キャリヤ盤 ５ 遊星軸 ６ ハウジング ７ 円筒部 ８ 前円板部 ９ 廻り止め １０ スリーブ １１ 止めリング １２ グリス溜め １３ 通孔 １４ 通し穴 １５ 太陽軸孔 １６ 前開口 １７ ギヤ部 １８ 大円部 １９ 小円部 ２０ 外殻ギヤ部 ２１ 大円筒部 ２２ 小円筒部 ２３ 肩部 ２４ 軸部 ２５ 穴 ２６ 太陽歯車 ２７ 遊星歯車 ２８ 外殻内歯歯車 ２９ 主キャリヤ盤 ３０ 遊星軸 ３１ ハウジング ３２ 円筒部 ３３ 前円筒部 ３４ 開口 ３５ スリーブ ３６ キャリヤのボス部 ３７ キャリヤ軸穴 ４０ 大円部 ４１ ギヤ部 ４２ 小円部 ４３ 大円筒部 ４４ 外殻ギヤ部 ４５ 小円筒部 ４６ 通孔 ４７ グリス溜め ４８ 止めリング ４９ 遊星歯車側面 ５０ 主キャリヤ盤内側面 ５１ 位置決め穴 ５３ キャリヤの先端

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太陽歯車と、太陽歯車を囲みこれと噛み
   合う複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持する
   遊星軸と、遊星軸を支持し公転するキャリヤと、遊星歯
   車を囲みこれに噛み合う外殻内歯歯車とを含み、キャリ
   ヤは遊星歯車の側方何れか一方にある円板だけからなり
   遊星歯車の他方の側にはキャリヤは存在せず、キャリヤ
   は遊星軸を片持ち支持するようにした事を特徴とする副
   キャリヤ盤のない遊星歯車装置。