(57)【要約】【課題】スペース的にキャリアを使用できない場合でも、各遊星歯車間の間隔を適正な状態に保持することができ、動力伝達軸の芯ブレや振動を発生させることがない遊星歯車機構を提供する。【解決手段】太陽歯車２の周囲に、この太陽歯車２と噛み合う遊星歯車４を等間隔で複数配置し、これら遊星歯車４に噛み合う固定内歯車５と可動内歯車６を対向配置してある。そして、各遊星歯車４，４間の間隔を適正に保ちながら、且つ各遊星歯車４と共に太陽歯車２の周りを公転するスペーサ７が、各遊星歯車４，４間のスペース８にそれぞれ収容されるようになっている。スペーサ７は、球状体であり、太陽歯車２の軸線ＣＬ方向に沿って複数配置されており、固定内歯車５，可動内歯車６及び遊星歯車４に対して自由に回転できる寸法に形成されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と噛み合う遊星歯車を等間隔で複数配置し、これら遊星歯車に噛み合う固定内歯車を配置すると共に、この固定内歯車と異なる歯数の可動内歯車を前記複数の遊星歯車に噛み合わせてなる遊星歯車機構であって、
前記各遊星歯車間の間隔を適正に保ちながら、且つ前記各遊星歯車と共に前記太陽歯車の周りを公転するスペーサが、前記各遊星歯車間のスペースにそれぞれ収容されたことを特徴とする遊星歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロボットアーム，複写機，自動車部品等の各種動力伝達装置に使用される遊星歯車機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種動力伝達装置に使用され、入力側の回転数を減速して出力するように構成された遊星歯車機構は、例えば、特開２００１−２７１８９３号公報，特開２０００−２７４４９５号公報及び実開平２−１０２０４３号公報に開示されたように、太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が固定内歯車と可動内歯車に跨って噛み合っており、太陽歯車や固定内歯車及び可動内歯車に対して自由に回転できるように取り付けられたキャリア（支持部材）によって各遊星歯車が回動可能に支持されるようになっているが、キャリアを使用することがスペース上困難である場合や、より小型化を図る必要がある場合に、そのキャリアを省略した構成の遊星歯車機構が使用される（例えば、特開２００２−１１６０５７号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような遊星歯車機構は、太陽歯車の周囲にキャリアを使用しないで遊星歯車を配置すると、必ずしも遊星歯車を等間隔に配置することができない場合がある。このような場合には、動力伝達時に太陽歯車に作用する力がその周方向に均等でなくなり、動力伝達軸の芯ブレや振動を発生させる虞がある。
【０００４】
また、上述のようなキャリアを使用しない遊星歯車機構が極めて小さい場合（例えば、太陽歯車の外径寸法が０．５ｍｍ程度の場合）には、各歯車の噛み合い量も極めて小さいため、動力伝達時にオーバーロード状態になると、遊星歯車と他の歯車との噛み合いがスリップし、その噛み合いがスリップした遊星歯車と噛み合いがスリップしない遊星歯車との間の距離が狭まり、遊星歯車同士が干渉して作動不能という最悪の状態に陥る虞がある。
【０００５】
そこで、本発明は、スペース的にキャリアを使用できない場合でも、各遊星歯車間の間隔を適正な状態に保持することができ、動力伝達軸の芯ブレや振動を発生させることがなく、円滑な作動状態を確保することができる遊星歯車機構を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る遊星歯車機構は、太陽歯車の周囲に、この太陽歯車と噛み合う遊星歯車を等間隔で複数配置し、これら遊星歯車に噛み合う固定内歯車を配置すると共に、この固定内歯車と異なる歯数の可動内歯車を前記複数の遊星歯車に噛み合わせてある。そして、前記各遊星歯車間の間隔を適正に保ちながら、且つ前記各遊星歯車と共に前記太陽歯車の周りを公転するスペーサが、前記各遊星歯車間のスペースにそれぞれ収容されている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【０００８】
［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本実施の形態に係る遊星歯車機構１を示すものである。このうち、図１は、太陽歯車２の軸線ＣＬの延びる方向に沿って切断して示す遊星歯車機構の断面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。また、図３は、図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【０００９】
これらの図に示すように、本実施の形態の遊星歯車機構１は、入力軸３に一体回動できるように取り付けられる太陽歯車２と、この太陽歯車２の外周側に等間隔に３個配置された遊星歯車４と、これら遊星歯車４に噛み合う固定内歯車５及び可動内歯車６と、遊星歯車４と遊星歯車４の間に配置されたスペーサ７と、を備えている。ここで、可動内歯車６は、固定内歯車と異なる歯数になるように構成されている。
【００１０】
このうち、遊星歯車４は、太陽歯車２の全長よりも僅かに短い寸法に形成されており、太陽歯車２に噛み合うと共に、固定内歯車５及び可動内歯車６に跨って噛み合い、太陽歯車２の周囲を自転しながら公転するようになっている。固定内歯車５と可動内歯車６は、太陽歯車２の軸線ＣＬの延びる方向（歯幅方向）に沿って、互いに対向するように配置されている。そして、固定内歯車５，可動内歯車６及び太陽歯車２との間に生じるスペース８内には、３個の遊星歯車４と、これら３個の遊星歯車４，４間の間隔を一定に保つスペーサ７とが収容されている。
【００１１】
スペーサ７は、球状体であり、隣り合う遊星歯車４，４間で且つ遊星歯車４と固定内歯車５及び可動内歯車６とで形成されるスペース内に収容され、太陽歯車２の軸線ＣＬ方向に沿って複数（本実施の形態においては２個）配置されており、固定内歯車５，可動内歯車６及び遊星歯車４に対して自由に回転できる寸法に形成されている。このようなスペーサ７を使用することにより、太陽歯車２と各遊星歯車４の噛み合い位置を太陽歯車２の周方向にほぼ等間隔に配置し、太陽歯車２の外周側に作用する負荷の均衡を図ることができる。また、このスペーサ７は、太陽歯車２，遊星歯車４，固定内歯車５及び可動内歯車６に対して独立して回動することができるので、これらのうちのいずれかの歯車（２，４，５，６）に接触したとしても、接触した歯車（２，４，５，６）に対して転動し、接触した歯車（２，４，５，６）を磨耗させたり、問題となるような摩擦接触に起因するエネルギーロスを生じることがない。また、個々のスペーサ７は、他のスペーサ７や他の部材（太陽歯車２や遊星歯車４等）に対して独立した部材であり、他のスペーサ７や他の部材との寸法的位置関係が固定されないため、遊星歯車機構１の組立時の自由性が高く、遊星歯車機構１の組立が容易になる。また、スペーサ７は、遊星歯車４，４と固定内歯車５及び可動内歯車６とで形成されるスペース内に収容され、遊星歯車４，４と太陽歯車２とで形成されるスペース内に収容されるようになっていないため、遊星歯車機構１の作動時に作用する遠心力によって、隣接する遊星歯車４，４間の隙間に噛み込まれることがない。
【００１２】
可動内歯車６は、歯が形成された一方の側面（図の左側側面）１０と反対側の側面（図の右側側面）１１の中心部に出力軸１２が形成されており、この出力軸１２が軸受け部によって回動可能に支持されている。尚、本実施の形態においては、ハウジング１３の軸受け穴１４が可動内歯車６の出力軸１２を回動可能に支持する軸受け部になっている。
【００１３】
このように構成された遊星歯車機構１は、太陽歯車２の歯数をＺａ、固定内歯車５の歯数をＺｃ、可動内歯車６の歯数をＺｄとすれば、太陽歯車２が一回転した場合の可動内歯車６の回転数をＮとすると、
【数１】
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となり、固定内歯車５と可動内歯車６の歯数の差が小さいほど、大きく減速されることになる。すなわち、本実施の形態の遊星歯車機構１は、固定内歯車５と可動内歯車６の歯数の差が小さいほど、入力軸３（太陽歯車２）の回転を大きく減速し、その減速した回転を出力軸１２（可動内歯車６）を介して出力する。
【００１４】
以上のように、本実施の形態の遊星歯車機構１は、各遊星歯車４の間隔をスペーサ７で適正に保つように構成されており、遊星歯車４を太陽歯車２に対して自転可能に且つ公転可能に支持するキャリアを必要としないため、キャリアで遊星歯車４を支持するようにした従来の遊星歯車機構に比較して小型化することができる。
【００１５】
しかも、本実施の形態の遊星歯車機構１は、スペーサ７によって遊星歯車４，４間の間隔を常時適正に保つことにより、太陽歯車２に作用する負荷が太陽歯車２の周方向において均衡化するため、太陽歯車２に作用する不均衡な負荷に起因する入力軸３や出力軸１２の軸振れや振動の発生を防止することができる。
【００１６】
また、本実施の形態の遊星歯車機構１は、スペーサ７によって各遊星歯車４，４間の間各区を常時適正に保つことができるため、全体寸法を極小化（例えば、太陽歯車２を、０．５ｍｍ程度の外径寸法に極小化）した場合に、作動時のオーバーロード状態で遊星歯車４の噛み合いがスリップしたとしても、各遊星歯車４，４同士が干渉して作動不能状態に陥るようなことがなく、常時円滑な作動状態を確保することができる。
【００１７】
尚、本実施の形態の遊星歯車機構１は、太陽歯車２を極小のモータの出力軸（入力軸３）に固定し、極小のギアードモータとして使用する場合に特に効果的であるが、動力伝達機構における減速機構として広く適用することができる。
【００１８】
また、本実施の形態の遊星歯車機構１は、太陽歯車２，遊星歯車４，固定内歯車５，可動内歯車６及びスペーサ７の構成物を、樹脂材料で成形すれば軽量化や作動音の静粛性を図ることができるが、これに限定されるものではなく、金属やその他の材料で形成するようにしてもよい。
【００１９】
また、本実施の形態の遊星歯車機構１は、スペーサ７が太陽歯車２の軸線ＣＬ方向に沿って２個配置するように構成されているが、これに限られず、太陽歯車２の長さ寸法等に応じた個数のスペーサ７を配置すればよく、１個のスペーサ７で足りる場合には１個のスペーサ７でもよく、又２個のスペーサ７で足りない場合には３個以上のスペーサ７を配置するようにしてもよい。
【００２０】
［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る遊星歯車機構１の断面図である。この図に示す遊星歯車機構１は、前述の第１の実施の形態における球状のスペーサ７の代わりに、遊星歯車４の長さ（幅方向寸法）とほぼ同一長さ寸法の略円柱状のスペーサ１５を使用するように構成されたものである。本実施の形態の遊星歯車機構１においても、前述の第１の実施の形態に係る遊星歯車機構１と同様の作用効果を奏することが可能である。
【００２１】
［第３の実施の形態］
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る遊星歯車機構１の断面図である。この図に示す遊星歯車機構１は、前述の第２の実施の形態における略円柱状のスペーサ１６を円板状の支持部材１７に一体形成したものであり、支持部材１７の中心部の軸穴１８を可動内歯車６の中心部の支持軸部２０に係合することにより、支持軸部２０の周りに回動できるようになっている。尚、図６は、スペーサ１６が一体形成された支持部材１７の正面図であり、支持部材１７の軸穴１８の周囲に等間隔で略円柱状のスペーサ１６が位置している。
【００２２】
このような構成の本実施の形態によれば、遊星歯車４が微小であり且つキャリアで遊星歯車４を回動可能に支持できないような場合（例えば、支持軸を遊星歯車４に貫通させることができない場合）に、遊星歯車４，４間のスペース８にスペーサ１６を配置し、各遊星歯車４間の間隔を適正に保つことができるため、前述の第１及び第２の実施の形態に係る遊星歯車機構１と同様の作用効果を得ることができる。尚、本実施の形態のスペーサ１６は、略円柱状のスペーサを例示したが、各遊星歯車４，４間の間隔を適正に保つことができ、且つ、前述の第１の実施の形態と同様の回転伝達を可能にする限り、これに限定されるものではなく、設計条件等に合致する形状に適宜変更してもよい。また、本実施の形態において、支持部材１７を可動内歯車６によって相対回動可能に支持する態様を例示したが、これに限られず、支持部材１７を太陽歯車２，固定内歯車５，可動内歯車６に対して相対回動可能に支持してあればよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、遊星歯車の間隔をスペーサで適正に保つように構成されているため、遊星歯車を太陽歯車に対して自転可能に且つ公転可能に支持するキャリアを必要とせず、小型化することができる。
【００２４】
また、本発明は、スペーサによって遊星歯車間の間隔を常時適正に保つことにより、太陽歯車に作用する負荷が太陽歯車の周方向において均衡化するため、太陽歯車の作用する不均衡な負荷に起因する入力軸や出力軸の軸振れや振動の発生を防止することができると共に、遊星歯車同士の干渉の虞を解消し、円滑な動力伝達を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遊星歯車機構の断面図であり、太陽歯車の軸線の延びる方向に沿って切断して示す断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る遊星歯車機構の断面図であり、太陽歯車の軸線の延びる方向に沿って切断して示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る遊星歯車機構の断面図であり、太陽歯車の軸線の延びる方向に沿って切断して示す断面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係る遊星歯車機構に使用されるスペーサ及びこのスペーサが一体形成された支持部材の正面図である。
【符号の説明】
１……遊星歯車機構、２……太陽歯車、４……遊星歯車、５……固定内歯車、６……可動内歯車、７，１５，１６……スペーサ、８……スペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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