(57)【要約】【課題】歯車装置における良好な潤滑状態を簡易に形成できる歯車装置を提供する。【解決手段】歯車装置１は、第１遊星歯車機構ＰＧ１と、第２遊星歯車機構ＰＧ２とを備える。第１遊星歯車機構ＰＧ１は、第１太陽歯車１５と、第１太陽歯車１５と噛み合うように第１太陽歯車１５の周囲に配置される複数の第１遊星歯車１６と、第１遊星歯車１６を支持する支持部２９を備え且つ第１太陽歯車１５の周囲での第１遊星歯車１６の公転動作に伴い回転するキャリア１７と、を備える。キャリア１７における隣り合う支持部２９の間には貫通部４０が設けられる。第２遊星歯車機構ＰＧ２は貫通部４０と向き合うように配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車と、前記太陽歯車と噛み合うように前記太陽歯車の周囲に配置される複数の遊星歯車と、前記複数の遊星歯車のそれぞれを支持する支持部を備え且つ前記太陽歯車の周囲での前記複数の遊星歯車の公転動作に伴い回転し、隣り合う前記支持部の間に貫通部を有するキャリアと、を備える遊星歯車機構と、
前記貫通部と向き合うように配置される他の遊星歯車機構と、を備える、歯車装置。
【請求項２】
前記他の遊星歯車機構は、他の太陽歯車と、前記他の太陽歯車と噛み合うように前記他の太陽歯車の周囲に配置される他の遊星歯車とを備え、
前記貫通部は、前記他の遊星歯車が前記他の太陽歯車の周囲に描く公転軌道の一部と向き合う、請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
前記貫通部は、前記他の遊星歯車機構に向かうに従い断面積が増加するテーパー状である、請求項１又は２に記載の歯車装置。
【請求項４】
前記貫通部は、前記太陽歯車の回転中心に対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状である、請求項１乃至３のいずれかに記載の歯車装置。
【請求項５】
太陽歯車及び前記太陽歯車の周囲の複数の遊星歯車とともに遊星歯車機構を構成するキャリアであって、
前記複数の遊星歯車のそれぞれを支持する支持部と、
隣り合う前記支持部の間に設けられる貫通部と、を備え、
前記貫通部が他の遊星歯車機構と向き合うように配置される、キャリア。
【請求項６】
当該キャリアは、前記貫通部が、前記他の遊星歯車機構の遊星歯車が対応する太陽歯車の周囲に描く公転軌道の一部と向き合うように、配置される、請求項５に記載のキャリア。
【請求項７】
前記貫通部は、前記他の遊星歯車機構に向かうに従い断面積が増加するテーパー状である、請求項５又は６に記載のキャリア。
【請求項８】
前記貫通部は、前記遊星歯車機構を構成する前記太陽歯車の回転中心に対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状である、請求項５乃至７のいずれかに記載のキャリア。
【請求項９】
第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車と噛み合うように前記第１太陽歯車の周囲に配置される複数の第１遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車のそれぞれを支持する支持部を備え且つ前記第１太陽歯車の周囲での前記複数の第１遊星歯車の公転動作に伴い回転し、隣り合う前記支持部の間に貫通部を有するキャリアと、を備える第１遊星歯車機構と、
第２太陽歯車と、前記第２太陽歯車と噛み合うように前記第２太陽歯車の周囲に配置される複数の第２遊星歯車と、を備え、前記貫通部と前記第２遊星歯車とが向き合うように配置される第２遊星歯車機構と、を備える、歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構を備える歯車装置、及び、遊星歯車を支持するキャリアに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、２つの遊星歯車機構を備える歯車装置を開示する。この歯車装置は減速機として構成され、油圧モータから伝達される回転を２つの遊星歯車機構によって減速させる。
【０００３】
特許文献１の歯車装置は、油圧モータと、第１の遊星歯車機構と、第２の遊星歯車機構とを備える。油圧モータは、筒状のケーシングから延び出すモータ軸を備える。油圧モータはケーシング内に供給される作動油によってモータ軸を回転させる。
【０００４】
第１の遊星歯車機構は、油圧モータのモータ軸の先端部分に設けられた第１太陽歯車と、第１太陽歯車と噛み合うように第１太陽歯車の周囲に配置される複数の第１遊星歯車と、第１遊星歯車を支持する柱状の支持部を複数備える回転キャリアとを備える。回転キャリアは、第１太陽歯車よりもケーシング側の位置でモータ軸に対して回転可能に配置されている。
【０００５】
第２の遊星歯車機構は、モータ軸における第１太陽歯車よりもケーシング側の部分に回転可能に設けられた第２太陽歯車と、第２太陽歯車と噛み合うように第２太陽歯車の周囲に配置される複数の第２遊星歯車と、第２遊星歯車を支持する柱状の支持部を複数備える固定キャリアとを備える。固定キャリアはケーシングに固定されている。
【０００６】
上記回転キャリアの内周面にはスプラインが設けられ、このスプラインは第２太陽歯車と噛み合う。また、第１遊星歯車及び第２遊星歯車は、共通の内歯歯車に噛み合う。
【０００７】
以上のような構成により、特許文献１の歯車装置では、モータ軸が回転した際、第１太陽歯車の自転によって第１遊星歯車が第１太陽歯車の周囲で公転し、第１遊星歯車の公転運動により回転キャリアが回転する。その後、回転キャリアの回転によって第２太陽歯車が自転し、第２太陽歯車の自転によって第２遊星歯車が第２太陽歯車の周囲で公転する。この第２遊星歯車の公転運動によって内歯歯車が回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平９−２４０５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
複数の遊星歯車機構を備える歯車装置では部品点数の増加によって、潤滑油の供給経路の作成が難しくなる。そのため、極力簡易に良好な潤滑状態を形成可能な構造が望まれる。
【００１０】
本発明は上記実情を考慮してなされたものであり、歯車装置における良好な潤滑状態を簡易に形成できる歯車装置及びキャリアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明にかかる歯車装置は、太陽歯車と、前記太陽歯車と噛み合うように前記太陽歯車の周囲に配置される複数の遊星歯車と、前記複数の遊星歯車のそれぞれを支持する支持部を備え且つ前記第１太陽歯車の周囲での前記複数の遊星歯車の公転動作に伴い回転し、隣り合う前記支持部の間に貫通部を有するキャリアと、を備える遊星歯車機構と、前記貫通部と向き合うように配置される他の遊星歯車機構と、を備える。
【００１２】
前記第２遊星歯車機構は、前記他の遊星歯車機構は、他の太陽歯車と、前記他の太陽歯車と噛み合うように前記他の太陽歯車の周囲に配置される他の遊星歯車とを備え、前記貫通部は、前記他の遊星歯車が前記他の太陽歯車の周囲に描く公転軌道の一部と向き合っていてもよい。
【００１３】
前記貫通部は、前記他の遊星歯車機構に向かうに従い断面積が増加するテーパー状であってもよい。
【００１４】
前記貫通部は、前記太陽歯車の回転中心に対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状であってもよい。
【００１５】
また、本発明にかかるキャリアは、太陽歯車及び前記太陽歯車の周囲の複数の遊星歯車とともに遊星歯車機構を構成するキャリアであって、前記複数の遊星歯車のそれぞれを支持する支持部と、隣り合う前記支持部の間に設けられる貫通部と、を備え、前記貫通部が他の遊星歯車機構と向き合うように配置される。
【００１６】
本発明にかかるキャリアは、前記貫通部が、前記他の遊星歯車機構の遊星歯車が対応する太陽歯車の周囲に描く公転軌道の一部と向き合うように配置されてもよい。
【００１７】
前記貫通部は、前記他の遊星歯車機構に向かうに従い断面積が増加するテーパー状であってもよい。
【００１８】
前記貫通部は、前記遊星歯車機構を構成する前記太陽歯車の回転中心に対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状であってもよい。
【００１９】
また、本発明にかかる他の歯車装置は、第１太陽歯車と、前記第１太陽歯車と噛み合うように前記第１太陽歯車の周囲に配置される複数の第１遊星歯車と、前記複数の第１遊星歯車のそれぞれを支持する支持部を備え且つ前記第１太陽歯車の周囲での前記複数の第１遊星歯車の公転動作に伴い回転し、隣り合う前記支持部の間に貫通部を有するキャリアと、を備える第１遊星歯車機構と、第２太陽歯車と、前記第２太陽歯車と噛み合うように前記第２太陽歯車の周囲に配置される複数の第２遊星歯車と、を備え、前記貫通部と前記第２遊星歯車とが向き合うように配置される第２遊星歯車機構と、を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、歯車装置における良好な潤滑状態を簡易に形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる歯車装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す歯車装置を構成する第１遊星歯車機構のキャリアの斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本実施の形態にかかる歯車装置１の概略断面図である。以下の説明で用いる図１及び他の図面に示される要素には、理解を容易にするために、サイズ及び縮尺等が実際のそれらと異なって示されている要素が含まれうる。また、以下に説明する歯車装置１は油圧モータ１０から出力される回転を減速させる装置として構成されており、例えば建設機械の走行用装置を駆動させる装置として使用可能である。しかしながら、歯車装置１は他の作業機械に使用されてもよく、その用途は特に限定されない。
【００２４】
歯車装置１は、第１遊星歯車機構ＰＧ１と、第２遊星歯車機構ＰＧ２と、これら第１遊星歯車機構ＰＧ１及び第２遊星歯車機構ＰＧ２を覆い第１遊星歯車機構ＰＧ１及び第２遊星歯車機構ＰＧ２の内歯歯車を兼ねる回転ケーシングＲＣと、を備える。歯車装置１においては、油圧モータ１０のモータ軸１４から出力される回転が第１遊星歯車機構ＰＧ１及び第２遊星歯車機構ＰＧ２によって減速され、減速された回転が回転ケーシングＲＣに伝達されて回転ケーシングＲＣが回転する。これにより、回転ケーシングＲＣに設けられたフランジ部３０に結合した被駆動部（図示省略）を駆動することができる。なお、油圧モータ１０の構成は特に限定されず、例えば斜板式のピストンポンプを油圧モータ１０として利用することができる。
【００２５】
第１遊星歯車機構ＰＧ１は、第１太陽歯車１５と、複数の第１遊星歯車１６と、複数の第１遊星歯車１６を支持する第１キャリア１７と、を備える。第２遊星歯車機構ＰＧ２は、第２太陽歯車１９と、複数の第２遊星歯車２０と、複数の第２遊星歯車２０を支持するとともに油圧モータ１０を固定する第２キャリア兼モータ固定部２１と、を備える。
【００２６】
本実施の形態では、第２キャリア兼モータ固定部２１が、第２遊星歯車２０を支持する機能とともに、油圧モータ１０を歯車装置１に固定する、すなわち一体に組み込む機能を有する。油圧モータ１０のモータ軸１４は第２キャリア兼モータ固定部２１から第１遊星歯車機構ＰＧ１及び第２遊星歯車機構ＰＧ２側に延び出しており、第２遊星歯車機構ＰＧ２を通過した後、第１遊星歯車機構ＰＧ１に結合する。本実施の形態では、第２遊星歯車２０を支持する第２遊星歯車機構ＰＧ２のキャリア部分が油圧モータ１０を固定する部分と一体化されているが、互い異なる部材として構成されてもよい。
【００２７】
回転ケーシングＲＣは中空円筒状であり、軸方向の一方の側の開口部から、その内側に第２キャリア兼モータ固定部２１の端部を挿入している。回転ケーシングＲＣの他方の側の開口部は、蓋体２２によって塞がれている。回転ケーシングＲＣは、第２キャリア兼モータ固定部２１に、ケーシング用軸受２８（２８ａ、２８ｂ）を介して回転自在に保持され、回転軸線Ａを中心に回転する。なお、回転ケーシングＲＣの回転軸線Ａは、モータ軸１４の回転軸線（中心軸線）と一致する。
【００２８】
回転ケーシングＲＣの内部には潤滑油が供給され、回転ケーシングＲＣの内部に供給された潤滑油は回転ケーシングＲＣの内部の第１遊星歯車機構ＰＧ１や第２遊星歯車機構ＰＧを潤滑させる。
【００２９】
また、回転ケーシングＲＣの内周には内歯１３が設けられ、内歯１３は第１遊星歯車１６及び第２遊星歯車２０と噛み合う。すなわち、回転ケーシングＲＣは内歯歯車として構成されている。内歯１３は回転ケーシングＲＣと一体に形成されていてもよいし、別体として形成され、回転ケーシング１２に対して固定的に取り付けられていてもよい。
【００３０】
本実施の形態では、第１遊星歯車機構ＰＧ１において、第１太陽歯車１５が、第２キャリア兼モータ固定部２１から延び出したモータ軸１４の先端部に設けられ、モータ軸１４と一体に回転軸線Ａを中心に自転する。複数の第１遊星歯車１６は、第１太陽歯車１５と噛み合うように第１太陽歯車１５の周囲に配置されている。複数の第１遊星歯車１６の各々は、第１太陽歯車１５と内歯１３との間に配置され、第１太陽歯車１５及び内歯１３の双方に噛み合っている。各第１遊星歯車１６は、第１太陽歯車１５の自転に伴って回転駆動され、第１太陽歯車１５の周りを公転する。
【００３１】
第１キャリア１７は、第１遊星歯車１６を保持する遊星枠を構成しており、複数の第１遊星歯車１６の各々を、片持ち状態で歯車用軸受２３を介して回転自在に保持している。具体的に、第１キャリア１７は、円板状のベース部３５と、ベース部３５から突出する複数の柱状、とりわけ円柱状の支持部２９（本実施形態では３つの支持部２９）と、を有する。ベース部３５は、回転軸線Ａが延在する軸方向Ｄａに関して複数の第１遊星歯車１６の一方側（すなわち図１の左側）に配置されている。複数の支持部２９は、軸方向Ｄａに関して一方側から他方側に向かってベース部３５から突出し、歯車用軸受２３を介して複数の第１遊星歯車１６のそれぞれを回転自在に保持している。
【００３２】
複数の支持部２９はベース部３５と一体的に設けられていてもよいし、ベース部３５とは別体として設けられていてもよい。図２に示すように、複数の支持部２９は、第１キャリア１７の外周部において周方向Ｄｃに均等角度（すなわち１２０度）ずれて配置されている。これに対応して、各支持部２９に支持された第１遊星歯車１６は周方向Ｄｃに均等角度（すなわち１２０度）ずれて配置される。
【００３３】
複数の支持部２９は、第１遊星歯車１６が公転動作した際に回転軸線Ａを中心とする周方向の力を受ける。これにより、第１キャリア１７は、第１太陽歯車１５の周囲での第１遊星歯車１６の公転動作に伴い回転軸線Ａを中心に回転する。
【００３４】
また、本実施の形態では第１キャリア１７における隣り合う支持部２９の間に貫通部４０が設けられる。貫通部４０は、第１キャリア１７（具体的にはベース部３５）を軸方向Ｄａに貫通している。本実施の形態では、図２に示すように、貫通部４０が周方向Ｄｃに均等角度（すなわち１２０度）ずれて３つ設けられている。
【００３５】
軸方向Ｄａで見た場合に、貫通部４０は、第１太陽歯車１５の回転中心に対する径方向の外側に、言い換えると回転軸線Ａに対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状になっている。より詳しくは、貫通部４０の内周面のうちの周方向Ｄｃに延びる内周側の部分及び外周側の部分は、回転軸線Ａを中心とする円弧となっており、貫通部４０の内周面のうちの周方向の両側に位置する部分は、隣り合う円柱状の支持部２９の同心円に沿って延びる円弧となっている。
【００３６】
第２遊星歯車機構ＰＧ２は第１遊星歯車機構ＰＧ１と軸方向Ｄａで隣り合うように配置され、貫通部４０は第２遊星歯車機構ＰＧ２と向き合うように位置している。ここで、貫通部４０は第２遊星歯車機構ＰＧ２に向かうに従い断面積が増加するテーパー状になっている。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図であり、周方向Ｄｃ且つ軸方向Ｄａに延びる曲面で第１キャリア１７を切断した断面図である。図４は、図２のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、径方向且つ軸方向Ｄａに延びる平面で第１キャリア１７を切断した断面図である。
【００３７】
本実施の形態では、貫通部４０の内周面のうちの周方向Ｄｃに延びる内周側の部分及び外周側の部分が、第２遊星歯車機構ＰＧ２に向かうに従い断面積が増加するテーパー状になっている。さらに、貫通部４０の内周面のうちの周方向の両側に位置する部分も第２遊星歯車機構ＰＧ２に向かうに従い断面積が増加するテーパー状になっている。なお、貫通部４０の形状は特に限られるものではない。例えば本実施の形態における貫通部４０の内周面は全体的にテーパー状であるが、部分的にテーパー状であってもよい。
【００３８】
また、図１に戻り、第１キャリア１７の平板状のベース部３５の径方向中心部には中空部分が形成されており、この中空部分には第２太陽歯車１９の端部とスプライン結合される内歯部分３７が周方向Ｄｃに形成されている。
【００３９】
以下、第２遊星歯車機構ＰＧ２について説明する。第２太陽歯車１９は円筒形状に形成され、モータ軸１４における第１太陽歯車１５よりも軸方向Ｄａの一方側（第２キャリア兼モータ固定部２１側）の部分に挿入され、モータ軸１４に回転自在に設けられている。第２太陽歯車１９は、第１キャリア１７を挟んで第１太陽歯車１５と向き合うように配置されている。第２太陽歯車１９の外周には外歯が形成され、この外歯には、第１キャリア１７の内歯部分３７がスプライン結合されるとともに、複数（３つ）の第２遊星歯車２０が噛み合っている。
【００４０】
３つの第２遊星歯車２０はそれぞれ、第２キャリア兼モータ固定部２１の端面において周方向Ｄｃに均等位置の３箇所に設けられている円柱状の支持部３４によって回転自在に支持されている。複数の第２遊星歯車２０の各々は、第２太陽歯車１９と内歯１３との間に配置され、第２太陽歯車１９及び内歯１３の双方に噛み合っている。各第２遊星歯車２０は、第２太陽歯車１９の自転に伴って回転駆動され、第２太陽歯車１９の周りを公転する。この第２太陽歯車１９の公転により、回転ケーシングＲＣが回転する。
【００４１】
図１は、一つの第２遊星歯車２０の径方向における占有領域を符号ＳＡで示している。第２遊星歯車２０の公転時の公転軌道は、占有領域ＳＡを回転軸線Ａを中心に３６０度回転させることにより描画される。本実施の形態では、このような第２遊星歯車２０の公転軌道と、第１キャリア１７の貫通部４０とが軸方向Ｄａで向き合う。
【００４２】
次に、歯車装置１の動作について説明する。
【００４３】
第２キャリア兼モータ固定部２１に固定された油圧モータ１０がモータ軸１４を回転させると、モータ軸１４の回転とともに第１太陽歯車１５が自転し、この第１太陽歯車１５に噛み合っている第１遊星歯車１６が内歯１３と噛み合いながら第１太陽歯車１５の周りで公転運動を行う。この第１遊星歯車１６の公転運動に伴って第１キャリア１７が回転し、第１キャリア１７の内歯部分とスプライン結合された第２太陽歯車１９が回転する。この第２太陽歯車１９の自転によって、第２キャリア兼モータ固定部２１の支持部３４に回転自在に支持された各第２遊星歯車２０が回転し、これにより、第２遊星歯車２０と内歯１３との噛み合いを介して、回転ケーシングＲＣが回転する。
【００４４】
上述のような動作において、回転ケーシングＲＣの内部では潤滑油が第１遊星歯車機構ＰＧ１における第１太陽歯車１５と第１遊星歯車１６との噛み合い部分、第２遊星歯車機構ＰＧ２における第２太陽歯車１９と第２遊星歯車２０との噛み合い部分、第１キャリア１７の内歯部分と第２太陽歯車１９との噛み合い部分等を潤滑する。
【００４５】
ここで、本実施の形態では、第１キャリア１７に対して支持部２９が突出する側に存在する潤滑油が、貫通部４０を通して第２遊星歯車機構ＰＧ２側へ通過する。このとき、第１キャリア１７は回転していることで、潤滑油を第２遊星歯車機構ＰＧ２の広範囲にわたって至らしめることが可能となる。このような貫通部４０が形成する第２遊星歯車機構ＰＧ２に対する潤滑油の供給経路は、従来から用いられていた円板状のキャリアに貫通部４０を設けることで構成できるため、構造の複雑化や加工コストを抑制しつつ、歯車装置１の良好な潤滑状態を実現する。なお、第１キャリア１７に相当する部分が従来のような円板状のキャリアである場合には、特に第２遊星歯車機構ＰＧ２におけるモータ軸１４に近い側の部分を潤滑し難くなるが、このような従来の構成に比較して本実施の形態では極めて良好な潤滑状態を実現できる。
【００４６】
したがって、本実施の形態によれば、第１キャリア１７の貫通部４０によって、歯車装置１における良好な潤滑状態を簡易に形成できる。また第１キャリア１７の貫通部４０によって、歯車装置１の軽量化も図ることができる。
【００４７】
また、貫通部４０と、第２遊星歯車２０が第２太陽歯車１９の周囲に描く公転軌道の一部とが向き合っている。これにより、貫通部４０から第２遊星歯車機構ＰＧ２側に流出する潤滑油により、第２太陽歯車１９と第２遊星歯車２０との噛み合い部分、第２遊星歯車２０の軸支部分、第２遊星歯車２０の外歯を効果的に潤滑することができる。
【００４８】
また、貫通部４０は第２遊星歯車機構ＰＧ２に向かうに従い断面積が増加するテーパー状である。これにより、第２遊星歯車機構ＰＧ２側へ潤滑油をスムーズに通過させ、且つ第２遊星歯車機構ＰＧ２の広範囲にわたり潤滑油を効果的に拡散させることができる。
【００４９】
さらに、貫通部４０は第１太陽歯車１５の回転中心に対する径方向の外側に向かうに従い周方向の長さが増加する扇形状である。これにより、第２遊星歯車機構ＰＧ２側へ潤滑油をスムーズに通過させ、且つ第２遊星歯車機構ＰＧ２の広範囲にわたり潤滑油を効果的に拡散させつつ、第１キャリア１７の適正な剛性を維持できる。
【００５０】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、上述の実施の形態においては、各種の変更が行われてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…歯車装置
ＰＧ１…第１遊星歯車機構
ＰＧ２…第２遊星歯車機構
ＲＣ…回転ケーシング
１０…油圧モータ
１３…内歯
１４…モータ軸
１５…第１太陽歯車
１６…第１遊星歯車
１７…第１キャリア
１９…第２太陽歯車
２０…第２遊星歯車
２１…第２キャリア兼モータ固定部
２２…蓋体
２３…歯車用軸受
２８…ケーシング用軸受
２９…支持部
３０…フランジ部
３４…支持部
３５…ベース部
３７…内歯部分
４０…貫通部
【図１】
2020133797.tif 000003
【図２】
2020133797.tif 000004
【図３】
2020133797.tif 000005
【図４】
2020133797.tif 000006