JP7457489B2 - planetary gearbox - Google Patents

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Description

本発明は、遊星歯車装置に関する。 The present invention relates to a planetary gear system.

従来から、モータ等の駆動源の出力軸の回転速度を減速するために減速機が用いられている。減速機としては例えば、太陽歯車、内歯車、及び、太陽歯車と内歯車との間に設けられている遊星歯車を同軸上に複数段備える複合遊星歯車装置が知られている(特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, a speed reducer has been used to reduce the rotational speed of an output shaft of a drive source such as a motor. As a reduction gear, for example, a compound planetary gear device is known, which includes a sun gear, an internal gear, and a plurality of coaxial stages of planetary gears provided between the sun gear and the internal gear (see Patent Document 1). ).

特開2002-221259号公報JP 2002-221259 A

ところで、遊星歯車装置において、歯車から発する騒音を低減するために、はすば歯車が用いられている。 By the way, in planetary gear systems, helical gears are used to reduce noise emitted from the gears.

しかしながら、はすば歯車は、動力を伝達する際に、軸線方向(スラスト方向)に分力が生じる。このため、はすば歯車を用いる遊星歯車装置は、遊星歯車に生じるスラスト方向の分力により、遊星歯車の端面及びその受け面である内歯車の端面に摩擦が生じていた。従来のはすば歯車を用いる遊星歯車装置では、この摩擦により効率の低下する場合や、あるいは歯車が摩耗して耐久性の低下につながる場合があり、上記スラスト方向の分力を低減することが求められていた。 However, when a helical gear transmits power, component force is generated in the axial direction (thrust direction). For this reason, in planetary gear devices using helical gears, friction occurs between the end surfaces of the planetary gears and the end surfaces of the internal gears serving as the receiving surfaces thereof due to component forces in the thrust direction generated in the planetary gears. In conventional planetary gear systems that use helical gears, this friction can reduce efficiency, or the gears can wear out, leading to decreased durability, so it is not possible to reduce the component force in the thrust direction. It was wanted.

本発明は、上述の課題を一例とするものであり、効率と寿命とを両立することができる遊星歯車装置を提供することを目的とする。 The present invention takes the above-mentioned problem as an example, and an object of the present invention is to provide a planetary gear device that can achieve both efficiency and longevity.

上記目的を達成するために、本発明に係る遊星歯車装置は、第1内歯車と、前記第1内歯車と軸線方向に離間して設けられている第2内歯車と、前記第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車、及び、前記第2内歯車に噛み合う複数の第2遊星歯車を有し、一組の前記第1遊星歯車及び前記第2遊星歯車が一体となって回転するように軸線方向に連結されている複数の遊星歯車ユニットと、を備え、前記第1内歯車、前記第1遊星歯車、前記第2内歯車、及び、前記第2遊星歯車は、軸線方向に対して所定のねじれ角を有するはすば歯車によって構成され、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車の軸線方向に対する傾く方向、及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車の軸線方向に対する傾く方向が同一であり、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、異なっていて、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車それぞれの軸線方向に働く力に基づいて定められている。 In order to achieve the above object, the planetary gear device according to the present invention comprises a first internal gear, a second internal gear spaced apart from the first internal gear in the axial direction, a plurality of first planetary gears meshing with the first internal gear, and a plurality of second planetary gears meshing with the second internal gear, and a plurality of planetary gear units connected in the axial direction so that a set of the first planetary gears and the second planetary gears rotate together, and the first internal gear, the first planetary gears, the second internal gear, and the second planetary gears are constituted by helical gears having a predetermined twist angle with respect to the axial direction, and the first internal gear and the first planetary gears are constituted by helical gears having a predetermined twist angle with respect to the axial direction. The direction of inclination of the helical gear relative to the axial direction and the direction of inclination of the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear relative to the axial direction are the same, the twist angles of the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear and the twist angles of the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are different, and the twist angles of the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear and the twist angles of the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are determined based on the forces acting in the axial direction of the first internal gear and the first planetary gear and the second internal gear and the second planetary gear, respectively.

本発明の一態様に係る遊星歯車装置において、前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と歯数が異なっていて、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車それぞれの軸線方向に働く力が等しくなるように定められている。 In a planetary gear device according to one aspect of the present invention, the second internal gear and the second planetary gear have a different number of teeth than the first internal gear and the first planetary gear, and the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear and the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are set so that the forces acting in the axial direction of the first internal gear and the first planetary gear and the second internal gear and the second planetary gear are equal.

本発明に係る遊星歯車装置によれば、効率と寿命とを両立することができる。 According to the planetary gear device according to the present invention, both efficiency and longevity can be achieved.

本発明の実施の形態に係る遊星歯車装置を備える駆動装置の構成を概略的に示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of a drive unit including a planetary gear device according to an embodiment of the present invention; 遊星歯車装置の構成を概略的に示す軸線方向に沿った断面図である。1 is a cross-sectional view along an axial direction schematically showing the configuration of a planetary gear device. 図1に示す遊星歯車装置のA-A断面図である。2 is a sectional view taken along line AA of the planetary gear device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す遊星歯車装置が備える太陽歯車、遊星歯車ユニット、第1内歯車、及び第2内歯車を示すためのA-A断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1 showing the sun gear, the planetary gear unit, the first internal gear, and the second internal gear provided in the planetary gear device shown in FIG. 1 . 図1に示す遊星歯車装置が備える第1遊星歯車と第1内歯車とを示すための平面図である。FIG. 2 is a plan view showing a first planetary gear and a first internal gear included in the planetary gear device shown in FIG. 1 . 図1に示す遊星歯車装置が備える第2遊星歯車と第2内歯車とを示すための平面図である。2 is a plan view showing a second planetary gear and a second internal gear included in the planetary gear device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す遊星歯車装置が備える太陽歯車、遊星歯車ユニット、及びキャリアを示すための側面図である。2 is a side view showing a sun gear, a planetary gear unit, and a carrier included in the planetary gear device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す遊星歯車装置が備える遊星歯車ユニットを示すための側面図である。FIG. 2 is a side view showing a planetary gear unit included in the planetary gear device shown in FIG. 1 . 図1に示す遊星歯車装置が備える第1遊星歯車及び第2遊星歯車に加わる分力を示すための模式図である。2 is a schematic diagram showing component forces applied to a first planetary gear and a second planetary gear included in the planetary gear device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す遊星歯車装置が備える太陽歯車、第2内歯車、及び、第2遊星歯車の回転方向と第2遊星歯車に加わる分力を示すための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing rotational directions of a sun gear, a second internal gear, and a second planetary gear included in the planetary gear device shown in FIG. 1 and a component force applied to the second planetary gear. 図1に示す遊星歯車装置が備える遊星歯車ユニットに加わる分力、及び、遊星歯車ユニットと遊星歯車軸部との摩擦面を示すための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a component force applied to a planetary gear unit included in the planetary gear apparatus shown in FIG. 1 and a friction surface between the planetary gear unit and the planetary gear shaft. 図1に示す遊星歯車装置が備える遊星歯車に加わる分力を示すための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a component force applied to a planetary gear included in the planetary gear device shown in FIG. 1. FIG. 図1に示す遊星歯車装置が備える遊星歯車ユニットに加わる力を示すための模式図である。2 is a schematic diagram showing forces acting on a planetary gear unit included in the planetary gear device shown in FIG. 1 . FIG.

以下、本発明の実施の形態に係る遊星歯車装置について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a planetary gear device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係る遊星歯車装置2を備える駆動装置1の構成を概略的に示す斜視図である。図1に示すように、駆動装置1は、本発明の実施の形態に係る遊星歯車装置2と、駆動源としてのモータ3とを有している。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of a drive device 1 including a planetary gear device 2 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, a drive device 1 includes a planetary gear device 2 according to an embodiment of the present invention and a motor 3 as a drive source.

[遊星歯車装置の構成]
次に、駆動装置1が備える本実施の形態に係る遊星歯車装置2の構成を説明する。
[Structure of planetary gear device]
Next, the configuration of the planetary gear device 2 according to the present embodiment included in the drive device 1 will be described.

図2は、遊星歯車装置2の構成を概略的に示す軸線方向に沿った断面図である。また、図3は、遊星歯車装置2のA-A断面図である。 FIG. 2 is a cross-sectional view along the axial direction schematically showing the configuration of the planetary gear device 2. As shown in FIG. Further, FIG. 3 is a sectional view taken along the line AA of the planetary gear device 2. As shown in FIG.

以下、説明の便宜上、遊星歯車装置2において、出力側(図2の矢印a方向側)を外側とし、入力側(図2の矢印b方向側)を内側とする。また、説明の便宜上、遊星歯車装置2や駆動装置1の各構成について、遊星歯車装置2及び駆動装置1における入力軸20の軸線xに基づいて説明する。遊星歯車装置2を構成している歯車は、単体においてそれぞれ軸線を有している。 Hereinafter, for convenience of explanation, in the planetary gear device 2, the output side (the side in the direction of the arrow a in FIG. 2) is referred to as the outside, and the input side (the side in the direction of the arrow b in FIG. 2) is referred to as the inside. Further, for convenience of explanation, each configuration of the planetary gear device 2 and the drive device 1 will be explained based on the axis x of the input shaft 20 in the planetary gear device 2 and the drive device 1. The gears constituting the planetary gear device 2 each have an axis.

図2及び図3に示すように、本実施の形態に係る遊星歯車装置2は、第1内歯車120と、第1内歯車120と軸線x方向に離間して設けられている第2内歯車220と、第1内歯車120に噛み合う複数の第1遊星歯車130,140,150,160、及び、第2内歯車220に噛み合う複数の第2遊星歯車230,240,250,260を有し、一組の第1遊星歯車130,140,150,160及び第2遊星歯車230,240,250,260が一体となって回転するように軸線x方向に連結されている複数の遊星歯車ユニット310,320,330,340と、を備える遊星歯車装置である。第1内歯車120、第1遊星歯車130,140,150,160、第2内歯車220、及び、第2遊星歯車230,240,250,260は、軸線x方向に対して所定のねじれ角を有するはすば歯車によって構成されている。第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向、及び第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向が同一である。第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160を構成するはすば歯車のねじれ角及び第2内歯車220及び前記第2遊星歯車230,240,250,260を構成するはすば歯車のねじれ角は、異なっている。第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160を構成するはすば歯車のねじれ角及び第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260を構成するはすば歯車のねじれ角は、第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160と第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260それぞれの軸線x方向に働く力に基づいて定められている。以下、遊星歯車装置2の構成及び動作を具体的に説明する。 As shown in FIGS. 2 and 3, the planetary gear device 2 according to the present embodiment includes a first internal gear 120 and a second internal gear provided apart from the first internal gear 120 in the axis x direction. 220, a plurality of first planetary gears 130, 140, 150, 160 meshing with the first internal gear 120, and a plurality of second planetary gears 230, 240, 250, 260 meshing with the second internal gear 220, A plurality of planetary gear units 310 in which a set of first planetary gears 130, 140, 150, 160 and second planetary gears 230, 240, 250, 260 are connected in the axis x direction so as to rotate together; 320, 330, and 340. The first internal gear 120, the first planetary gears 130, 140, 150, 160, the second internal gear 220, and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 have a predetermined helix angle with respect to the axis x direction. It is composed of helical gears. The direction in which the helical gears constituting the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160 are inclined with respect to the axis x direction, and the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 The helical gears constituting the two have the same inclination direction with respect to the axis x direction. The helix angle of the helical gears constituting the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the helical gears constituting the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 are The helix angles of helical gears are different. The helix angle of the helical gears constituting the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the helical angles constituting the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260. The helix angle of the helical gear is determined by the force acting in the axis x direction of the first internal gear 120, the first planetary gears 130, 140, 150, 160, the second internal gear 220, and the second planetary gears 230, 240, 250, 260, respectively. It is determined based on. The configuration and operation of the planetary gear device 2 will be specifically described below.

筐体部10は、遊星歯車装置2の入力側(内側b)を覆う入力側筐体11と、遊星歯車装置2の出力側(外側a)を覆う出力側筐体12とを有している。入力側筐体11は、入力軸20の一部など、遊星歯車装置2の構成要素のうち、モータ3に近い入力側に配置されている構成要素を収容している。入力側筐体11は、軸線x方向において入力側の端部に入力軸20の入力端部21を露出させることができるように入力側開口部13が設けられている。出力側筐体12は、出力部40、及び、第2内歯車220など、遊星歯車装置2の構成要素のうち、軸線x方向においてモータ3とは反対側の出力側に配置されている構成要素を収容している。出力側筐体12は、軸線x方向において出力側の端部に出力部40の出力端部41を露出させることができるように出力側開口部14が設けられている。 The housing section 10 has an input side housing 11 that covers the input side (inside b) of the planetary gear device 2, and an output side housing 12 that covers the output side (outside a) of the planetary gear device 2. . The input-side housing 11 accommodates components, such as a part of the input shaft 20, that are arranged on the input side near the motor 3 among the components of the planetary gear device 2. The input side housing 11 is provided with an input side opening 13 at the input side end in the axis x direction so that the input end 21 of the input shaft 20 can be exposed. Output side housing 12 is a component arranged on the output side on the opposite side to motor 3 in the axis x direction among the components of planetary gear device 2, such as output section 40 and second internal gear 220. It accommodates. The output side housing 12 is provided with an output side opening 14 at the output side end in the axis x direction so that the output end 41 of the output section 40 can be exposed.

筐体部10は、入力側筐体11と出力側筐体12とを突き合わせて接合することで、遊星歯車装置2の構成要素を収容する。筐体部10は、軸線x方向において、入力側筐体11と出力側筐体12との間に、第1内歯車120の径方向外側に設けられている挟持リブ121が挟持されている。筐体部10は、挟持リブ121を挟んで入力側筐体11と出力側筐体12とを突き合わせて接合することで、筐体部10が第1内歯車120の固定部材として機能する。 The housing section 10 accommodates the components of the planetary gear device 2 by abutting and joining an input side housing 11 and an output side housing 12. In the housing portion 10, a clamping rib 121 provided on the radially outer side of the first internal gear 120 is sandwiched between the input side housing 11 and the output side housing 12 in the axis x direction. The housing part 10 functions as a fixing member for the first internal gear 120 by butting and joining the input side housing 11 and the output side housing 12 with the holding ribs 121 in between.

入力軸20は、筐体部10の入力側筐体11内部において軸線xに一致または略一致するように配置されている。入力軸20は、入力端部21がモータ3の回転軸(不図示)と共働して回転可能に接続されることで、モータ3からの回転力が入力される。入力軸20は、例えば、径方向内側の軸中心に空洞部22が設けられている中空軸である。なお、入力軸20は、中空軸に限定されず、空洞部を有しない中実の軸であってもよい。入力軸20は、径方向外側に太陽歯車110が形成されている。 The input shaft 20 is arranged so as to coincide or substantially coincide with the axis x inside the input-side casing 11 of the casing section 10 . The input shaft 20 receives rotational force from the motor 3 by having an input end 21 rotatably connected to the rotation shaft (not shown) of the motor 3 . The input shaft 20 is, for example, a hollow shaft in which a hollow portion 22 is provided at the center of the shaft on the inside in the radial direction. Note that the input shaft 20 is not limited to a hollow shaft, and may be a solid shaft without a cavity. The input shaft 20 has a sun gear 110 formed on the outside in the radial direction.

図4は、遊星歯車装置2が備える太陽歯車110、遊星歯車ユニット310,320,330,340、第1内歯車120、及び第2内歯車220を示すためのA-A断面図である。 FIG. 4 is an AA sectional view showing the sun gear 110, the planetary gear units 310, 320, 330, 340, the first internal gear 120, and the second internal gear 220 included in the planetary gear device 2.

図4に示すように、遊星歯車装置2は、太陽歯車110と、複数段の遊星歯車を有する遊星歯車ユニット310,320,330,340と、複数段の内歯車により構成されている、3K型の複合遊星歯車機構である。複数段の遊星歯車は、具体的には、例えば、第1遊星歯車130,140,150,160及び第2遊星歯車230,240,250,260である。また、複数段の内歯車は、具体的には、例えば、第1内歯車120及び第2内歯車220である。なお、本実施の形態において、遊星歯車機構の段数は、遊星歯車装置2の例に限定されない。また、本実施の形態において、遊星歯車機構は、太陽歯車を有していない、2K-H型などの複合遊星歯車機構であってもよい。 As shown in FIG. 4, the planetary gear device 2 is a 3K type compound planetary gear mechanism that is composed of a sun gear 110, planetary gear units 310, 320, 330, 340 having multiple stages of planetary gears, and multiple stages of internal gears. The multiple stages of planetary gears are, for example, first planetary gears 130, 140, 150, 160 and second planetary gears 230, 240, 250, 260. The multiple stages of internal gears are, for example, first internal gear 120 and second internal gear 220. Note that in this embodiment, the number of stages of the planetary gear mechanism is not limited to the example of the planetary gear device 2. Also, in this embodiment, the planetary gear mechanism may be a compound planetary gear mechanism such as a 2K-H type that does not have a sun gear.

上述したように、太陽歯車110、第1内歯車120、第1遊星歯車130,140,150,160、第2内歯車220、及び、第2遊星歯車230,240,250,260は、いずれも軸線x方向に対して所定のねじれ角β1,β2を有するはすば歯車によって構成される。以下の説明において、遊星歯車装置2における入力側の歯車である、第1内歯車120、第1遊星歯車130,140,150,160を複数段の遊星歯車機構のうち第1段の遊星歯車機構(以下、「第1遊星歯車機構100」。)ともいう。また、以下の説明において、第2内歯車220、第2遊星歯車230,240,250,260を複数段の遊星歯車機構のうち第2段の遊星歯車機構(以下、「第2遊星歯車機構200」。)ともいう。 As described above, the sun gear 110, the first internal gear 120, the first planetary gears 130, 140, 150, 160, the second internal gear 220, and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 are all It is constituted by a helical gear having predetermined helix angles β1, β2 with respect to the axis x direction. In the following description, the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, and 160, which are input-side gears in the planetary gear device 2, are used as the first-stage planetary gear mechanism of a plurality of stages of planetary gear mechanisms. (Hereinafter, it is also referred to as "first planetary gear mechanism 100."). In the following description, the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, and 260 will be referred to as the second stage planetary gear mechanism (hereinafter referred to as "second planetary gear mechanism 200") of the multiple stage planetary gear mechanism. ).

太陽歯車110は、入力軸20の径方向外側に形成されている。太陽歯車110は、遊星歯車ユニット310,320,330,340を構成している第1遊星歯車130,140,150,160と噛み合う。このため、太陽歯車110は、ねじれ角β1のほか、モジュール、圧力角などの歯車の基本的な仕様である諸元が第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160と共通しているはすば歯車である。 The sun gear 110 is formed on the radially outer side of the input shaft 20. The sun gear 110 meshes with first planetary gears 130, 140, 150, 160 forming planetary gear units 310, 320, 330, 340. Therefore, in addition to the helix angle β1, the sun gear 110 has the same basic gear specifications such as module and pressure angle with the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, and 160. It is a helical gear.

図5は、遊星歯車装置2が備える第1遊星歯車130,140,150,160と第1内歯車120とを示すための平面図である。 FIG. 5 is a plan view showing the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the first internal gear 120 included in the planetary gear device 2.

図2乃至図5に示すように、第1内歯車120は、入力軸20の径方向外側に設けられている。第1内歯車120は、径方向内側に設けられている第1内歯車本体122が太陽歯車110及び第1遊星歯車130,140,150,160に面し、第1遊星歯車130,140,150,160と噛み合う。このため、第1内歯車120は、第1内歯車本体122に、ねじれ角β1のほか、モジュール、圧力角などの歯車の基本的な仕様である諸元が太陽歯車110及び第1遊星歯車130,140,150,160と共通しているはすば歯車が構成されている。第1内歯車120は、上述したように径方向外側に設けられている挟持リブ121が筐体部10に挟持されていることにより、筐体部10に固定されている。 As shown in FIGS. 2 to 5, the first internal gear 120 is provided outside the input shaft 20 in the radial direction. The first internal gear 120 has a first internal gear main body 122 provided on the radially inner side facing the sun gear 110 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160, , 160. For this reason, the first internal gear 120 has the sun gear 110 and the first planetary gear 130 in the first internal gear main body 122, in addition to the helix angle β1, the basic specifications of the gear such as the module and the pressure angle. , 140, 150, and 160 are configured with helical gears. The first internal gear 120 is fixed to the housing section 10 by being held by the housing section 10 by the clamping ribs 121 provided on the outside in the radial direction, as described above.

図6は、遊星歯車装置2が備える第2遊星歯車230,240,250,260と第2内歯車220とを示すための平面図である。 FIG. 6 is a plan view showing the second planetary gears 230, 240, 250, 260 and the second internal gear 220 included in the planetary gear device 2.

図2乃至図4、及び図6に示すように、第2内歯車220は、入力軸20の径方向外側であり、かつ、第1内歯車120に対して軸線x方向において出力側に設けられている。第2内歯車220は、第2遊星歯車230,240,250,260に面し、第2遊星歯車230,240,250,260と噛み合う。このため、第2内歯車220は、径方向内側に、ねじれ角β2のほか、モジュール、圧力角などの歯車の基本的な仕様である諸元が第2遊星歯車230,240,250,260と共通しているはすば歯車である第2内歯車本体221が構成されている。第2内歯車220は、第2内歯車本体221の出力側に、第2内歯車軸部222が構成されている。第2内歯車220は、出力側筐体12に取り付けられている軸受50に支持されている。第2内歯車220は、軸受50に支持されていることにより、第2遊星歯車230,240,250,260から伝達される回転力に応じて回転可能に構成されている。第2内歯車220は、軸線xの位置に中空軸である入力軸20との間で軸線x方向において連通している貫通孔を構成するために、軸線xを中心として環状の孔部223が設けられている。 As shown in FIGS. 2 to 4 and 6, the second internal gear 220 is provided on the outside in the radial direction of the input shaft 20 and on the output side with respect to the first internal gear 120 in the axis x direction. ing. The second internal gear 220 faces the second planetary gears 230, 240, 250, 260 and meshes with the second planetary gears 230, 240, 250, 260. Therefore, the second internal gear 220 has, in addition to the helix angle β2, the basic specifications of the gear such as the module and the pressure angle on the radially inner side of the second planetary gears 230, 240, 250, and 260. A second internal gear main body 221, which is a common helical gear, is configured. In the second internal gear 220, a second internal gear shaft portion 222 is configured on the output side of a second internal gear main body 221. The second internal gear 220 is supported by a bearing 50 attached to the output side housing 12. The second internal gear 220 is supported by the bearing 50 and is configured to be rotatable according to the rotational force transmitted from the second planetary gears 230, 240, 250, and 260. The second internal gear 220 has an annular hole 223 centered on the axis x to form a through hole communicating in the direction of the axis x with the input shaft 20, which is a hollow shaft, at the position of the axis x. It is provided.

図7は、遊星歯車装置2が備える太陽歯車110、遊星歯車ユニット310,320,330,340、及びキャリア170,270を示すための側面図である。また、図8は、遊星歯車装置2が備える遊星歯車ユニット310,320,330,340を示すための側面図である。 FIG. 7 is a side view showing the sun gear 110, the planetary gear units 310, 320, 330, 340, and the carriers 170, 270 included in the planetary gear device 2. Moreover, FIG. 8 is a side view for showing the planetary gear units 310, 320, 330, and 340 with which the planetary gear apparatus 2 is provided.

図7及び図8に示すように、複数の遊星歯車ユニット310,320,330,340は、軸線xに平行な軸を軸線として、太陽歯車110の径方向外側かつ第1内歯車120の径方向内側に配置されている。複数の遊星歯車ユニット310,320,330,340は、それぞれ軸線x方向において入力側に第1遊星歯車130,140,150,160が構成されている。第1遊星歯車130,140,150,160は、太陽歯車110、及び、第1内歯車120の双方と噛み合う。このため、第1遊星歯車130,140,150,160は、ねじれ角β1のほか、モジュール、圧力角などの歯車の基本的な仕様である諸元が太陽歯車110及び第1内歯車120と共通しているはすば歯車が構成されている。なお、遊星歯車ユニット310,320,330,340は、第1遊星歯車130,140,150,160の歯の位置と、第2遊星歯車230,240,250,260との歯の位置との周方向における角度の差(位相差)は、特に限定されない。また、遊星歯車ユニット310,320,330,340は、いずれのユニットも第1遊星歯車130,140,150,160と第2遊星歯車230,240,250,260との間に設計上の位相差がなくてもよい。 7 and 8, the multiple planetary gear units 310, 320, 330, 340 are arranged radially outside the sun gear 110 and radially inside the first internal gear 120 with an axis parallel to the axis x. The multiple planetary gear units 310, 320, 330, 340 are each configured with the first planetary gears 130, 140, 150, 160 on the input side in the axis x direction. The first planetary gears 130, 140, 150, 160 mesh with both the sun gear 110 and the first internal gear 120. For this reason, the first planetary gears 130, 140, 150, 160 are configured as helical gears that have the same specifications as the sun gear 110 and the first internal gear 120, such as the helix angle β1, module, and pressure angle, which are basic specifications of the gears. In addition, the planetary gear units 310, 320, 330, 340 are not particularly limited in terms of the difference in angle (phase difference) in the circumferential direction between the tooth positions of the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the tooth positions of the second planetary gears 230, 240, 250, 260. In addition, in the planetary gear units 310, 320, 330, 340, none of the units may have a designed phase difference between the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260.

また、遊星歯車ユニット310,320,330,340は、それぞれ軸線x方向において出力側に第2遊星歯車230,240,250,260が構成されている。第2遊星歯車230,240,250,260は、第2内歯車220と噛み合う。このため、第2遊星歯車230,240,250,260は、ねじれ角β2のほか、モジュール、圧力角などの歯車の基本的な仕様である諸元が第2内歯車220と共通しているはすば歯車が構成されている。 Further, the planetary gear units 310, 320, 330, and 340 each include second planetary gears 230, 240, 250, and 260 on the output side in the axis x direction. The second planetary gears 230, 240, 250, and 260 mesh with the second internal gear 220. Therefore, the second planetary gears 230, 240, 250, and 260 have in common with the second internal gear 220 the basic specifications of gears such as the helix angle β2, module, and pressure angle. Consists of helical gears.

以上のように、遊星歯車ユニット310,320,330,340は、第1遊星歯車130,140,150,160のねじれ角β1は、第2遊星歯車230,240,250,260のねじれ角β2と異なっている。 As described above, in the planetary gear units 310, 320, 330, and 340, the helix angle β1 of the first planetary gears 130, 140, 150, and 160 is different from the helix angle β2 of the second planetary gears 230, 240, 250, and 260.

遊星歯車ユニット310,320,330,340において、遊星歯車軸部311,321,331,341と各遊星歯車との間には軸受が設けられており、第1遊星歯車130,140,150,160、及び、第2遊星歯車230,240,250,260は、それぞれ遊星歯車軸部311,321,331,341に対して一体となって回転する。つまり、遊星歯車ユニット310,320,330,340において、第1遊星歯車130,140,150,160と、第2遊星歯車230,240,250,260とは、一体となって共働して回転する。 In the planetary gear units 310, 320, 330, 340, a bearing is provided between the planetary gear shaft portion 311, 321, 331, 341 and each planetary gear, and the first planetary gear 130, 140, 150, 160 , and the second planetary gears 230, 240, 250, and 260 rotate integrally with respect to the planetary gear shaft portions 311, 321, 331, and 341, respectively. That is, in the planetary gear units 310, 320, 330, 340, the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 work together to rotate. do.

遊星歯車ユニット310,320,330,340は、周方向にそれぞれ所定の角度θを設けて等間隔で配置されている。角度θは、遊星歯車ユニット310,320,330,340の数に応じて定まる。遊星歯車ユニット310,320,330,340は、キャリア170に固定された遊星歯車軸部311,321,331,341に対して回転可能に支持されており、太陽歯車110から伝達される回転力により軸線xを中心に自転及び公転する。 The planetary gear units 310, 320, 330, and 340 are arranged at equal intervals in the circumferential direction, each at a predetermined angle θ. The angle θ is determined according to the number of planetary gear units 310, 320, 330, and 340. The planetary gear units 310, 320, 330, and 340 are rotatably supported by planetary gear shaft portions 311, 321, 331, and 341 fixed to the carrier 170, and rotate and revolve around the axis x by the rotational force transmitted from the sun gear 110.

ここで、遊星歯車ユニット310,320,330,340のうち、遊星歯車ユニット320は、遊星歯車軸部321の出力端部321aと第2遊星歯車240の出力側の端部240aとの間に移動規制部として機能するスペーサ部322が設けられている。スペーサ部322は、遊星歯車ユニット320がキャリア170に支持されている状態において、キャリア170の出力側の端部170aと第2遊星歯車240の端部240aとの間に生じる間隙(遊び)を解消している。 Here, among the planetary gear units 310, 320, 330, and 340, the planetary gear unit 320 moves between the output end 321a of the planetary gear shaft 321 and the output side end 240a of the second planetary gear 240. A spacer section 322 functioning as a regulating section is provided. The spacer portion 322 eliminates the gap (play) that occurs between the output side end 170a of the carrier 170 and the end 240a of the second planetary gear 240 when the planetary gear unit 320 is supported by the carrier 170. are doing.

遊星歯車ユニット320は、遊星歯車軸部321の入力端部321bと第1遊星歯車140の入力側の端部140bとの間に移動規制部として機能するスペーサ部323が設けられている。スペーサ部323は、遊星歯車ユニット320がキャリア170に支持されている状態において、キャリア170の入力側の端部170bと第1遊星歯車140の端部140bとの間に生じる間隙(遊び)を解消している。 In the planetary gear unit 320, a spacer portion 323 functioning as a movement restriction portion is provided between the input end portion 321b of the planetary gear shaft portion 321 and the input side end portion 140b of the first planetary gear 140. The spacer portion 323 eliminates the gap (play) that occurs between the input side end 170b of the carrier 170 and the end 140b of the first planetary gear 140 when the planetary gear unit 320 is supported by the carrier 170. are doing.

なお、遊星歯車装置2において、スペーサ部が設けられている遊星歯車ユニットは、上述した遊星歯車ユニット310に限定されず、他の遊星歯車ユニット320,330,340に設けられていてもよい。また、スペーサ部が設けられている遊星歯車ユニットの数は、少なくとも1つの遊星歯車ユニットであればよいため、複数の遊星歯車ユニット310,320,330,340にスペーサ部が設けられていてもよい。 In the planetary gear device 2, the planetary gear unit provided with the spacer portion is not limited to the planetary gear unit 310 described above, and may be provided in other planetary gear units 320, 330, and 340. Further, since the number of planetary gear units provided with a spacer portion may be at least one planetary gear unit, a plurality of planetary gear units 310, 320, 330, 340 may be provided with a spacer portion. .

また、遊星歯車ユニット310,320,330,340において、第1遊星歯車130,140,150,160、第2遊星歯車230,240,250,260、及び、遊星歯車軸部311,321,331,341は、それぞれ別部材により製作したものを組み立てても、あるいは、切削加工などにより一体で成形してもよい。また、遊星歯車装置2において、搭載される遊星歯車ユニット310,320,330,340の数は、上述の4個に限定されず、適宜選択可能である。 Furthermore, in the planetary gear units 310, 320, 330, 340, the first planetary gears 130, 140, 150, 160, the second planetary gears 230, 240, 250, 260, and the planetary gear shafts 311, 321, 331, 341 may be made of separate members and assembled together, or may be integrally formed by cutting or the like. Further, in the planetary gear device 2, the number of planetary gear units 310, 320, 330, 340 mounted is not limited to the above-mentioned four, but can be selected as appropriate.

出力部40は、筐体部10の出力側筐体12内部において軸線xに一致または略一致するように配置されている。出力部40は、出力端部41が第2内歯車220の第2内歯車軸部222の出力側の端部と接続している。出力部40は、出力端部42が出力側の回転軸(不図示)と共働して軸線x周りに回転可能に接続される。このため、出力部40の出力端部42からは、モータ3からの回転力が出力される。出力部40は、例えば、径方向内側の軸中心に空洞部43が設けられている中空軸である。なお、出力部40は、中空軸に限定されず、空洞部を有しない中実の軸であってもよい。また、出力部40を設けず、第2内歯車220の第2内歯車軸部222を直接出力側の回転軸とすることも可能である。 The output unit 40 is arranged so as to coincide or approximately coincide with the axis x inside the output side housing 12 of the housing unit 10. The output end 41 of the output unit 40 is connected to the output side end of the second internal gear shaft portion 222 of the second internal gear 220. The output end 42 of the output unit 40 is connected to be rotatable around the axis x in cooperation with the output side rotating shaft (not shown). Therefore, the rotational force from the motor 3 is output from the output end 42 of the output unit 40. The output unit 40 is, for example, a hollow shaft with a cavity portion 43 provided at the center of the shaft on the radial inner side. Note that the output unit 40 is not limited to a hollow shaft, and may be a solid shaft without a cavity portion. It is also possible to directly use the second internal gear shaft portion 222 of the second internal gear 220 as the output side rotating shaft without providing the output unit 40.

[遊星歯車装置の動作]
次に、以上説明した構成を備える遊星歯車装置2の動作について説明する。
[Operation of planetary gear system]
Next, the operation of the planetary gear device 2 having the configuration described above will be explained.

遊星歯車装置2において、図1及び図2に示すように、入力軸20は、入力端部21がモータ3の回転軸(不図示)に接続されているため、モータ3からの回転力により回転する。複数の遊星歯車ユニット310、320,330,340は、入力軸20の径方向外側に形成されている太陽歯車110と複数の第1遊星歯車130,140,150,160が噛み合っているため、入力軸20が回転することで太陽歯車110と第1内歯車120との間で回転する。 In the planetary gear device 2, as shown in FIGS. 1 and 2, the input shaft 20 is rotated by the rotational force from the motor 3 because the input end 21 is connected to the rotation shaft (not shown) of the motor 3. do. In the plurality of planetary gear units 310, 320, 330, 340, the sun gear 110 formed on the radially outer side of the input shaft 20 and the plurality of first planetary gears 130, 140, 150, 160 mesh with each other. Rotation of the shaft 20 causes rotation between the sun gear 110 and the first internal gear 120.

第2内歯車220は、遊星歯車ユニット310,320,330,340の第2遊星歯車230,240,250,260と噛み合っているため、遊星歯車ユニット310,320,330,340が回転することで回転する。ここで、第2内歯車220は、遊星歯車ユニット310,320,330,340に構成されている第1遊星歯車130,140,150,160と第2遊星歯車230,240,250,260との歯数の差により減速して回転する。出力部40は、第2内歯車220とともに回転可能に構成されているため、第2内歯車220が回転することにより回転する。 Since the second internal gear 220 meshes with the second planetary gears 230, 240, 250, 260 of the planetary gear units 310, 320, 330, 340, the rotation of the planetary gear units 310, 320, 330, 340 causes Rotate. Here, the second internal gear 220 is a combination of the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 that are configured in the planetary gear units 310, 320, 330, 340. It rotates at a reduced speed due to the difference in the number of teeth. Since the output section 40 is configured to be rotatable together with the second internal gear 220, it rotates when the second internal gear 220 rotates.

遊星歯車装置2は、第1遊星歯車機構100を構成している太陽歯車110、第1内歯車120、及び、第1遊星歯車130,140,150,160のねじれ角β1と、第2遊星歯車機構200を構成している第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260のねじれ角β2と異なっている。このように、第1遊星歯車130,140,150,160のねじれ角β1と、第2遊星歯車230,240,250,260のねじれ角β2を異なる角度とすることで、位相誤差があった場合に、適切な噛み合い位置を得るためにz軸方向に移動する移動量を少なくすることが可能となる。また、遊星歯車装置2は、入力軸20からの回転力が出力部40から出力される際に減速される減速機として機能する。このため、第1遊星歯車130,140,150,160の歯数は、第2遊星歯車230,240,250,260の歯数よりも多い。 The planetary gear device 2 has a helix angle β1 of the sun gear 110, the first internal gear 120, and the first planetary gears 130, 140, 150, and 160 that constitute the first planetary gear mechanism 100, and the second planetary gear. This is different from the helix angle β2 of the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, and 260 that constitute the mechanism 200. In this way, by setting the torsion angle β1 of the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the torsion angle β2 of the second planetary gears 230, 240, 250, 260 to different angles, if there is a phase error, In addition, it is possible to reduce the amount of movement in the z-axis direction in order to obtain an appropriate meshing position. Furthermore, the planetary gear device 2 functions as a speed reducer that reduces the speed when the rotational force from the input shaft 20 is output from the output section 40 . Therefore, the number of teeth of the first planetary gears 130, 140, 150, 160 is greater than the number of teeth of the second planetary gears 230, 240, 250, 260.

図9は、遊星歯車装置2が備える第1遊星歯車130,140,150,160及び第2遊星歯車230,240,250,260に加わる分力を示すための模式図である。また、図10は、遊星歯車装置2が備える太陽歯車110、第2内歯車220、及び、第2遊星歯車230,240,250,260の回転方向と第2遊星歯車230,240,250,260に加わる分力を示すための模式図である。 FIG. 9 is a schematic diagram showing component forces applied to the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 included in the planetary gear device 2. Moreover, FIG. 10 shows the rotational directions of the sun gear 110, the second internal gear 220, and the second planetary gears 230, 240, 250, 260 provided in the planetary gear device 2, and the rotational directions of the second planetary gears 230, 240, 250, 260. FIG. 2 is a schematic diagram showing the component force applied to the

図9に示すように、第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向、及び、第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向(ねじれ方向)が同一である。このため、図9及び図10に示すように、遊星歯車装置2は、第1遊星歯車130,140,150,160に加わる接線方向の分力(接線荷重)Y1の方向と第2遊星歯車230,240,250,260に加わる接線荷重Y2の方向とが反対の方向となっている。また、遊星歯車装置2は、第2遊星歯車230,240,250,260の回転方向RP2と太陽歯車110の回転方向RS1及び第2内歯車220の回転方向R2とが反対の方向となっている。 As shown in FIG. 9, the directions in which the helical gears constituting the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, and 160 are inclined with respect to the axis x direction, and the second internal gear 220 and the second planetary gears The helical gears constituting the gears 230, 240, 250, and 260 have the same inclination direction (twisting direction) with respect to the axis x direction. Therefore, as shown in FIGS. 9 and 10, the planetary gear device 2 is configured such that the direction of the tangential component force (tangential load) Y1 applied to the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second planetary gear 230 are , 240, 250, and 260 are in the opposite direction to the direction of the tangential load Y2. Further, in the planetary gear device 2, the rotational direction RP2 of the second planetary gears 230, 240, 250, 260 is opposite to the rotational direction RS1 of the sun gear 110 and the rotational direction R2 of the second internal gear 220. .

図11は、遊星歯車装置2が備える遊星歯車ユニット310,320,330,340に加わる分力、及び、遊星歯車ユニット310,320,330,340と遊星歯車軸部311,321,331,341との摩擦面Frを示すための模式図である。 FIG. 11 shows component forces applied to the planetary gear units 310, 320, 330, 340 included in the planetary gear device 2, and the forces applied to the planetary gear units 310, 320, 330, 340 and the planetary gear shaft portions 311, 321, 331, 341. FIG. 3 is a schematic diagram showing the friction surface Fr of

図9及び図11に示すように、遊星歯車装置2は、第1遊星歯車130,140,150,160に加わる軸線x方向に働く力、つまりスラスト方向の分力(スラスト荷重)T1の方向と第2遊星歯車230,240,250,260に加わるスラスト荷重T2の方向とが反対の方向となっている。このため、遊星歯車装置2が備える遊星歯車ユニット310,320,330,340において、第1遊星歯車130,140,150,160と遊星歯車軸部311,321,331,341との接触面Fr1は、スラスト荷重T1による摩擦力X1を受ける。また、遊星歯車ユニット310,320,330,340において、第2遊星歯車230,240,250,260と遊星歯車軸部311,321,331,341との接触面Fr2は、スラスト荷重T2による摩擦力を受ける。 As shown in FIGS. 9 and 11, the planetary gear device 2 has a force applied to the first planetary gears 130, 140, 150, and 160 in the direction of the axis x, that is, a component force in the thrust direction (thrust load) T1. The direction of the thrust load T2 applied to the second planetary gears 230, 240, 250, and 260 is opposite to the direction. Therefore, in the planetary gear units 310, 320, 330, 340 included in the planetary gear device 2, the contact surface Fr1 between the first planetary gear 130, 140, 150, 160 and the planetary gear shaft portion 311, 321, 331, 341 is , receives frictional force X1 due to thrust load T1. Furthermore, in the planetary gear units 310, 320, 330, 340, the contact surface Fr2 between the second planetary gear 230, 240, 250, 260 and the planetary gear shaft portion 311, 321, 331, 341 is affected by the friction force due to the thrust load T2. receive.

遊星歯車装置2において、遊星歯車ユニット310,320,330,340が有する第1遊星歯車130,140,150,160のねじれ角β1と第2遊星歯車230,240,250,260のねじれ角β2とが異なっている。ここで、ねじれ角β1,β2は、第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160に加わるスラスト荷重T1と第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260に加わるスラスト荷重T2に基づいて、スラスト荷重T1とスラスト荷重T2とが等しくなるように定められている。 In the planetary gear device 2, the helix angle β1 of the first planetary gears 130, 140, 150, 160 of the planetary gear units 310, 320, 330, 340 and the helix angle β2 of the second planetary gears 230, 240, 250, 260. are different. Here, the torsion angles β1 and β2 are the thrust load T1 applied to the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160 and the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250, 260. Based on the thrust load T2 applied to the thrust load T2, the thrust load T1 and the thrust load T2 are determined to be equal.

図12は、遊星歯車装置2が備える遊星歯車に加わる分力を示すための模式図である。 FIG. 12 is a schematic diagram showing component forces applied to the planetary gears included in the planetary gear device 2. As shown in FIG.

上述したように、遊星歯車装置2が備える遊星歯車は、いずれもはすば歯車を用いている。図12に示すように、はすば歯車は、ねじれ角βを有しているため、スラスト荷重Tが発生する。 As described above, the planetary gears included in the planetary gear device 2 all use helical gears. As shown in FIG. 12, the helical gear has a helix angle β, so a thrust load T is generated.

スラスト荷重:T、半径方向荷重:S、接線荷重:F、円周方向荷重:f、及び、歯面に垂直な方向の荷重:Vには、
T=F・tanβ…(1)
S=F・tanαn/cosβ…(2)
f=F/cosβ…(3)
V=f/cosαn=F/(cosβ・cosαn)…(4)
の関係がある。ここで、歯車圧力角:αnとする。
Thrust load: T, radial load: S, tangential load: F, circumferential load: f, and load in the direction perpendicular to the tooth surface: V.
T=F・tanβ…(1)
S=F・tanαn/cosβ…(2)
f=F/cosβ…(3)
V=f/cosαn=F/(cosβ・cosαn)…(4)
There is a relationship between Here, it is assumed that the gear pressure angle is αn.

なお、はすば歯車は、通常歯車同士が滑らずに力を伝えるため、摩擦力X,TT1は無視できるが、2段遊星歯車においてスラスト荷重Tの差分が生じる場合は以下の摩擦力X,TT1を考慮する。
X=TT1・cosβ…(5)
TT1=μV…(6)
ここで、μ:摩擦係数
In addition, since helical gears normally transmit force without slipping between the gears, frictional forces X and TT1 can be ignored. However, when a difference in thrust load T occurs in a two-stage planetary gear, the following frictional forces X and TT1 must be taken into consideration.
X = TT1 · cosβ ... (5)
TT1=μV...(6)
Where μ is the friction coefficient

図13は、遊星歯車装置2が備える遊星歯車ユニット310,320,330,340に加わる力を示すための模式図である。 FIG. 13 is a schematic diagram showing the forces applied to the planetary gear units 310, 320, 330, and 340 included in the planetary gear device 2.

遊星歯車装置2において、遊星歯車ユニット310,320,330,340は、第1遊星歯車130,140,150,160と第2遊星歯車230,240,250,260とにより構成される2段はすば遊星歯車である。このような遊星歯車ユニット310,320,330,340において、スラスト荷重T1,T2により軸線x方向に滑らない条件は、摩擦力X1,X2を考慮するとT1>T2となり、以下の式(6)により定められる。 In the planetary gear device 2, the planetary gear units 310, 320, 330, 340 are two-stage helical gears each including a first planetary gear 130, 140, 150, 160 and a second planetary gear 230, 240, 250, 260. This is a planetary gear. In such planetary gear units 310, 320, 330, 340, the condition for not slipping in the axis x direction due to thrust loads T1 and T2 is that T1>T2 when considering frictional forces X1 and determined.

T1-T2≦X1+X2…(6) T1-T2≦X1+X2…(6)

ここで、T1、T2、X1、X2は、式(1)~式(5)より、
T1=F1・tanβ1…(7)
T2=F2・tanβ2…(8)
X1=μ・F1/cosαn1…(9)
X2=μ・F2/cosαn2…(10)
である。
これら式(7)~式(10)を式(6)に代入すると、
Here, T1, T2, X1, and X2 are expressed by the following formulas (1) to (5):
T1 = F1 tan β1 ... (7)
T2 = F2 tan β2 ... (8)
X1=μ·F1/cosαn1 (9)
X2=μ·F2/cosαn2 (10)
It is.
Substituting these formulas (7) to (10) into formula (6), we get

F1・tanβ1-F2・tanβ2≦μ・F1/cosαn+μ・F2/cosαn2…(11)
となる。
F1·tanβ1−F2·tanβ2≦μ·F1/ cosαn1 +μ·F2/cosαn2 (11)
It becomes.

ここで、β1を先に決め、スラスト方向に動かない限界のβ2を求める。具体的には、式(11)を以下の式(12)に変形することにより求められる。 Here, β1 is determined first, and the limit β2 that does not move in the thrust direction is determined. Specifically, it is obtained by transforming equation (11) into equation (12) below.

tanβ2≦F1/F2(tanβ1-μ/cosαn1)-μ/cosαn2…(12 tanβ2≦F1/F2 (tanβ1−μ/cosαn1)−μ/cosαn2…( 12 )

以上の式(12)の関係を満たすねじれ角β1,β2のはすば歯車を用いるように構成されていることにより、遊星歯車装置2は、使用状態において、スラスト荷重T1とスラスト荷重T2とを等しくすることができるとともに、スラスト荷重T1とスラスト荷重T2との方向を軸線x方向において反対方向にすることができる。つまり、遊星歯車装置2は、摩擦力X1、X2、スラスト荷重T1、スラスト荷重T2のx軸方向の力の差分を最小限に抑えることができる。つまり、遊星歯車装置2によれば、第1遊星歯車機構100を構成するはすば歯車のねじれ角β1及び第2遊星歯車機構200を構成するはすば歯車のねじれ角β2の差が式(12)の条件を満たす角度以下であれば遊星歯車ユニット310,320,330,340が軸線x方向に移動することを抑えることができる。また、遊星歯車装置2は、式(12)の関係を満たすようにねじれ角β1,β2を選択すれば適宜角度を設定することができるため、ねじれ角β1,β2の選択範囲が広がり、上述のような作用を奏する遊星歯車装置を容易に設計することができる。 By being configured to use helical gears with helical angles β1 and β2 that satisfy the relationship of equation (12) above, the planetary gear device 2 can handle thrust load T1 and thrust load T2 in the operating state. They can be made equal, and the directions of the thrust load T1 and the thrust load T2 can be made opposite in the axis x direction. In other words, the planetary gear device 2 can minimize the difference in the forces in the x-axis direction between the frictional forces X1 and X2, the thrust load T1, and the thrust load T2. In other words, according to the planetary gear system 2, the difference between the helix angle β1 of the helical gear that constitutes the first planetary gear mechanism 100 and the helix angle β2 of the helical gear that constitutes the second planetary gear mechanism 200 is expressed by the formula ( If the angle is less than or equal to the angle that satisfies the condition 12), movement of the planetary gear units 310, 320, 330, and 340 in the axis x direction can be suppressed. In addition, in the planetary gear device 2, if the helix angles β1 and β2 are selected to satisfy the relationship of equation (12), the angles can be set appropriately, so the selection range of the helix angles β1 and β2 is expanded, and the above-mentioned It is possible to easily design a planetary gear device that exhibits such an effect.

従って、第1内歯車120及び第1遊星歯車130,140,150,160を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向、及び第2内歯車220及び第2遊星歯車230,240,250,260を構成するはすば歯車の軸線x方向に対する傾く方向が同一であり、第1遊星歯車機構100を構成するはすば歯車のねじれ角β1及び第2遊星歯車機構200を構成するはすば歯車のねじれ角β2が以上の式(12)の関係を満たすように異なっている遊星歯車装置2によれば遊星歯車ユニット310,320,330,340の軸線x方向の移動を抑えることで、摩擦面Fr1,Fr2での摩擦と伝達効率の低下を防ぐことが可能となるため、効率と寿命とを両立することができる。 Therefore, the direction of inclination of the helical gears constituting the first internal gear 120 and the first planetary gears 130, 140, 150, 160 with respect to the axis x direction, and the direction in which the second internal gear 220 and the second planetary gears 230, 240, 250 . According to the planetary gear system 2 in which the helix angles β2 of the gears are different so as to satisfy the relationship of equation (12) above, by suppressing the movement of the planetary gear units 310, 320, 330, and 340 in the axis x direction, Since it is possible to prevent friction on the friction surfaces Fr1 and Fr2 and a reduction in transmission efficiency, it is possible to achieve both efficiency and longevity.

その他、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明を適宜改変することができる。かかる改変によってもなお本発明の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。 In addition, those skilled in the art can modify the present invention as appropriate based on conventionally known knowledge. As long as such modifications still have the structure of the present invention, they are, of course, included within the scope of the present invention.

1…駆動装置、2…遊星歯車装置、3…モータ、10…筐体部、11…入力側筐体、12…出力側筐体、13…入力側開口部、14…出力側開口部、20…入力軸、21…入力端部、22…空洞部、30…軸受、31…遊星歯車軸部、40…出力部、41…出力端部、42…出力端部、43…空洞部、100…第1遊星歯車機構、110…太陽歯車、120…第1内歯車、121…挟持リブ、122…第1内歯車本体、130,140,150,160…第1遊星歯車、140b…端部、170…キャリア、170a…端部、200…第2遊星歯車機構、220…第2内歯車、221…第2内歯車本体、222…第2内歯車軸部、223…孔部、230,240,250,260…第2遊星歯車、240a…端部、270…キャリア、270b…端部、310,320,330,340…遊星歯車ユニット、311,321,331,341…遊星歯車軸部、321a…出力端部、321b…入力端部、322,323…スペーサ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Drive device, 2... Planetary gear device, 3... Motor, 10... Housing part, 11... Input side housing, 12... Output side housing, 13... Input side opening, 14... Output side opening, 20 ...Input shaft, 21...Input end, 22...Cavity, 30...Bearing, 31...Planetary gear shaft, 40...Output part, 41...Output end, 42...Output end, 43...Cavity, 100... First planetary gear mechanism, 110... Sun gear, 120... First internal gear, 121... Clamping rib, 122... First internal gear body, 130, 140, 150, 160... First planetary gear, 140b... End, 170 ...Carrier, 170a...End, 200...Second planetary gear mechanism, 220...Second internal gear, 221...Second internal gear main body, 222...Second internal gear shaft, 223...Hole, 230, 240, 250 , 260... Second planetary gear, 240a... End, 270... Carrier, 270b... End, 310, 320, 330, 340... Planetary gear unit, 311, 321, 331, 341... Planetary gear shaft, 321a... Output End part, 321b...Input end part, 322, 323... Spacer part

Claims (2)

第1内歯車と、
前記第1内歯車と軸線方向に離間して設けられている第2内歯車と、
前記第1内歯車に噛み合う複数の第1遊星歯車、及び、前記第2内歯車に噛み合う複数の第2遊星歯車を有し、一組の前記第1遊星歯車及び前記第2遊星歯車が一体となって回転するように軸線方向に連結されている複数の遊星歯車ユニットと、
を備える遊星歯車装置であり、
前記第1内歯車、前記第1遊星歯車、前記第2内歯車、及び、前記第2遊星歯車は、軸線方向に対して所定のねじれ角を有するはすば歯車によって構成され、
前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車の軸線方向に対する傾く方向、及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車の軸線方向に対する傾く方向が同一であり、
前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、異なっていて、
前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車それぞれの軸線方向に働く力に基づいて定められていて、
前記第1遊星歯車の軸線方向に対するねじれ角をβ1、前記第2遊星歯車の軸線方向に対するねじれ角をβ2、前記第1遊星歯車の歯車圧力角をαn1、前記第2遊星歯車の歯車圧力角をαn2、摩擦係数をμとするとき、先に決めた前記ねじれ角β1から、スラスト方向に動かない限界のβ2を以下の式
tanβ2≦F1/F2(tanβ1-μ/cosαn1)-μ/cosαn2
から求める、
遊星歯車装置。
a first internal gear;
a second internal gear provided apart from the first internal gear in the axial direction;
a plurality of first planetary gears that mesh with the first internal gear; and a plurality of second planetary gears that mesh with the second internal gear; one set of the first planetary gear and the second planetary gear are integrally formed; a plurality of planetary gear units connected in the axial direction so as to rotate together;
A planetary gear device comprising:
The first internal gear, the first planetary gear, the second internal gear, and the second planetary gear are configured by helical gears having a predetermined helix angle with respect to the axial direction,
A direction in which the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear are tilted with respect to the axial direction, and a direction in which the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are tilted with respect to the axial direction. are the same,
The helix angles of the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear and the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are different,
The helix angle of the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear, and the helix angle of the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are the same as those of the first internal gear. and determined based on forces acting in the axial direction of each of the first planetary gear, the second internal gear, and the second planetary gear ,
The torsion angle of the first planetary gear with respect to the axial direction is β1, the torsion angle of the second planetary gear with respect to the axial direction is β2, the gear pressure angle of the first planetary gear is αn1, and the gear pressure angle of the second planetary gear is When αn2 and the friction coefficient are μ, the limit β2 that does not move in the thrust direction is calculated from the above-determined torsion angle β1 using the following formula.
tanβ2≦F1/F2 (tanβ1−μ/cosαn1)−μ/cosαn2
seek from ,
Planetary gear system.
前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と歯数が異なっていて、
前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角及び前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車を構成するはすば歯車のねじれ角は、前記第1内歯車及び前記第1遊星歯車と前記第2内歯車及び前記第2遊星歯車それぞれの軸線方向に働く力が等しくなるように定められている、
請求項1に記載の遊星歯車装置。
The second internal gear and the second planetary gear have a different number of teeth from the first internal gear and the first planetary gear,
The helix angle of the helical gears constituting the first internal gear and the first planetary gear, and the helix angle of the helical gears constituting the second internal gear and the second planetary gear are the same as those of the first internal gear. and the forces acting in the axial direction of the first planetary gear, the second internal gear, and the second planetary gear are set to be equal.
The planetary gear system according to claim 1.
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