(57)【要約】少なくとも１つの第１の遊星キャリヤ部材（４）と第２の遊星キャリヤ部材（５）を備えるバックラッシュのない遊星歯車アセンブリであって、その第１と第２の遊星キャリヤ部材はアセンブリの軸（７）を中心に互いに相対回転可能であり、その遊星キャリヤ部材同士の回転に対して弾性的に反動するように配置された弾性手段（１０、１４）によって結合されている。この弾性手段は、第１の部材と第２の部材が設計された運転条件において回転的に整列した場合に張力が掛かり、従って、使用時にアセンブリには、バックラッシュを回復するために第１の遊星キャリヤ部材を第２の遊星キャリヤ部材に対して回転させようとするトルクの予荷重が掛かっている。
2015503071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（７）と、前記軸から離間し、歯車アセンブリの使用時に前記軸の周りを回転するようになった少なくとも１つの遊星歯車ホイールと、を備える遊星歯車アセンブリであって、
少なくとも第１の遊星キャリヤ部材と第２の遊星キャリヤ部材（４、５；１０１〜１０３；３０１〜３０４）とを備え、これらは前記軸（７）を中心に相互に回転可能であり、かつ前記遊星キャリヤ部材同士の間の回転に対して弾性的に反動するように配置された弾性手段（１０、１４、１１０Ａ、１１０Ｂ、３０５）によって結合されており、
前記弾性手段は前記第１の部材と第２の部材が設計された動作条件で回転整列する場合に張力が掛かった状態となり、それによって使用時に前記アセンブリに、前記第１の遊星キャリヤ部材を前記第２の遊星キャリヤ部材に対して回転させようとするトルクが予め掛かることを特徴とする、遊星歯車アセンブリ。
【請求項２】
前記弾性手段はねじりバネ手段である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記ねじりバネ手段は、弾性変形可能な材料からできた少なくとも１つの弾性要素（１０、１４、１１０Ａ、１１０Ｂ）を備え、かつ前記要素は前記第１の遊星キャリヤ部材の凹部に挿入された部分と、前記第２の遊星キャリヤ部材の凹部に挿入された残りの部分とを有する、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記ねじりバネ手段は、前記遊星キャリヤ部材の中央部に配置された弾性要素を備える、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記弾性要素は十字型要素（１０、１１０Ａ、１１０Ｂ）である、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ねじりバネ手段は複数の弾性要素（１４）から成り、前記要素（１４）は好ましくは前記遊星キャリヤ部材の外周領域に配置されている、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記１つまたは複数の弾性要素は、ゴム、合成ゴム又は合成材料を含む非金属材料でできている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記弾性手段は少なくとも１つのバネ、好ましくは金属バネから成る、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記遊星キャリヤ部材は、前記中心軸（７）に垂直な分割面（６）によって分離されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の遊星キャリヤ部材に支持された少なくとも１つの第１の遊星ホイール（４１）と、前記第２の遊星キャリヤ部材に支持された少なくとも１つの第２の遊星ホイール（４２）とを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の遊星キャリヤ部材と一体になった、少なくとも１つの第１の遊星シャフト（３１、１３１）と、前記第２の遊星キャリヤ部材と一体になった、少なくとも１つの第２の遊星シャフト（３２、１３２）とを備え、前記第１の遊星シャフト（３１）は前記第２の遊星キャリヤ部材のスロット（１３、１１３）を貫通している、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
３つ以上の遊星キャリヤ部材を備え、各遊星キャリヤ部材は他の部材に対して回転可能であり、各遊星キャリヤ部材は少なくとも１つのそれぞれの遊星ホイールを支持し、かつ各遊星キャリヤ部材は少なくとも１つの他の遊星キャリヤ部材に弾性的に結合されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
細長い形状をした複数の遊星キャリヤ（３０１〜３０４）を備え、そのそれぞれが向かい合う端部に２つの遊星ホイールを支持している、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記アセンブリは太陽歯車（２）も備え、前記太陽歯車は、相互に回転可能な少なくとも第１の軸部（２０１）と第２の軸部（２０２）を備え、前記太陽歯車の前記第１の軸部は第１の遊星キャリヤ部材（１０１）に固定され、前記太陽歯車の前記第２の軸部は第２の遊星キャリヤ部材（１０２）に固定されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
前記太陽歯車の前記第１の軸部は第１のシャフト（２０３）を持ち、前記太陽歯車の前記第２の軸部は、前記第１のシャフトと同心となっている第２のシャフト（２０４）を持ち、かつ前記第１のシャフトは前記第１の遊星キャリヤ部材に結合され、前記第２のシャフトは前記第２の遊星キャリヤ部材に結合されている、請求項１４に記載のアセンブリ。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのアセンブリを備える、歯車減速器又は歯車増速器（２２０、４００）。
【請求項１７】
前記歯車減速器又は歯車増速器は、多段の遊星装置であるか、遊星段と通常の非遊星段との混成装置であり、かつ少なくとも１つの遊星段は請求項１〜１５のいずれか一項に記載のものである、請求項１６に記載の歯車減速器又は歯車増速器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は遊星歯車及び混成歯車の分野に関する。本発明はバックラッシュを低減した遊星歯車を開示し、またそのバックラッシュを低減した遊星歯車から成る歯車減速器又は歯車増速器に関する。
【背景技術】
【０００２】
遊星歯車は太陽歯車と少なくとも１つの遊星歯車とを備える。遊星歯車、又は２つ以上ある場合には遊星歯車のそれぞれが、遊星キャリヤ上に取り付けられる。遊星歯車は太陽歯車と噛合し、内歯車すなわちアニュラスがあればそれとも■合する。通常遊星キャリヤは太陽歯車に対して相対的に回転し、遊星歯車がその太陽歯車の周りを回転する。遊星歯車は遊星ホイールと呼ばれ、あるいは単に遊星とも呼ばれる。
【０００３】
遊星歯車はよく知られた周転円歯車の一種であり、小型で大きな変速比を持つことなどのいくつかの利点を持っている。遊星歯車は例えば電気モータに連結された歯車減速器などに広く利用されている。複数の遊星段から成る多段減速器により、あるいは一つ又は複数の通常型の非遊星段（平型歯車段など）と一つ又は複数の遊星段とを備える混成減速器によって、大きく減速させることができる。
【０００４】
遊星歯車減速器、又は遊星歯車段における問題は、バックラッシュを低減することである。バックラッシュは歯車間の隙間（すなわち遊び）であり、特に遊星段は遊星歯車と太陽歯車及び／又はアニュラスとの間のバックラッシュの影響を受ける。歯車同士の間に少しでも隙間／遊びがあれば回転が反転する度に作動しない角度を生じることから、双方向の回転を必要とする遊星歯車においてはバックラッシュをなくすことが特に望まれる。この非作動回転は、例えば遊星歯車を含むサーボモータユニットの精度に影響を与える。遊星ギヤヘッドは減速器又は増速器として利用可能であり、いずれの場合にも精度を向上させるためにはバックラッシュを低減することが望ましい。
【０００５】
これまでに、バックラッシュを最小化して、バックラッシュを低減した遊星歯車ユニットを得ようとする多くの試みがなされてきた。バックラッシュを低減した遊星歯車は、「バックラッシュなし」遊星歯車とも称される。
【０００６】
特許文献１には、それぞれの遊星歯車が第１の遊星サブギヤと第２の遊星サブギヤとに分割され、この２つの遊星サブギヤ内に遊星回転軸に対して実質的に平行に配置されたスプリングバーによって第１の遊星サブギヤが第２の遊星サブギヤに対して予め荷重が掛けられた遊星歯車ユニットが開示されている。１つ又は複数のスプリングバーは曲げ荷重を受けてそれが２つの遊星サブギヤで支持され、そのスプリングバーが遊星回転軸の周りに配置され、少なくとも１つのスプリングバーは第１の遊星サブギヤの第１の凹部と第２の遊星サブギヤの第２の凹部内に配置され、その第１と第２の凹部が分割面まで延びてその領域内にあり、第１の凹部と第２の凹部は分割面方向に向かって広がる穴となっている。
【０００７】
特許文献２には、太陽歯車と、遊星ホイールを有する遊星キャリヤとリング歯車とから成り、その遊星ホイールは遊星キャリヤ上にそれぞれが互いに独立して弾性的に取り付けられている遊星歯車が開示されている。遊星ホイールは歯の付いたリングと支持ブッシュとから成り、歯の付いたリングは弾性要素を介して支持ブッシュ上に配置されている。
【０００８】
上記の実施形態は、遊星に弾性要素を含むことによって、基本的に遊星歯車に予め荷重を付加する。この場合、例えば、スプリングバーが入る小さい穴を持った少なくとも２つの部分から構成される遊星ホイールや、中間の弾性リングを挿入するための２つのリング部分から構成される遊星ホイールを製造するために、遊星ホイールに複雑な設計を必要とすることが難点である。上記の設計は従ってコストも掛かり、特に直径が数ミリメートル、例えば１０ｍｍ以下の遊星ホイールを持つ小さな減速器に対しては現実的ではない。
【０００９】
上記の技術の別の難点は、金属部品を利用して作製された構造による騒音の発生であり、これは摩擦を意味する。そのような摩擦は大きな摩耗も発生させ、それは遊星歯車が低減されたバックラッシュと高精度という初期の特性を急速に失うことを意味する。
【００１０】
各遊星ホイールにバネなどの弾性部材を付与することは、太陽歯車に対して作用する複数でかつ実質的に独立した弾性部材を遊星歯車が備えるという、更なる不利な点を持つことになる。それによって、歯車の歯に均一な張力を受けるようにすることがより困難となってくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】国際公開第２００９／１０６２２２号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１０／１３２９１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の基本的な技術的課題は、従来技術の上記欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の根底をなす考えは、所望の予備的な負荷力を与えるために、遊星ホイールではなく遊星キャリヤに予め荷重をかけることである。本発明の様々な実施形態によれば、この力が遊星ホイール及び／又は太陽歯車に伝達される。従って、遊星ホイールは通常の設計で作製可能であり、スプリングバーやその他の弾性部材を組み込む必要がない。
【００１４】
この課題は、中心軸と、その軸から離間し、歯車アセンブリの使用時にその軸の周りを回転するようになった少なくとも１つの遊星ホイールと、を備える遊星歯車アセンブリであって、少なくとも第１の遊星キャリヤ部材と第２の遊星キャリヤ部材とを備え、これらは上記の軸を中心に相互に回転可能であり、かつ遊星キャリヤ部材同士の間の回転に対して弾性的に反動するように配置された弾性手段によって結合されており、その弾性手段は第１の部材と第２の部材が設計された動作条件で回転整列している場合に張力が掛かった状態となり、それによって使用時にアセンブリに、第１の遊星キャリヤ部材を第２の遊星キャリヤ部材に対して回転させようとするトルクが予め掛けられる、遊星歯車アセンブリによって解決される。
【００１５】
本発明は２つ以上の弾性的に結合された遊星キャリヤ部材を提供し、それらはその中心軸の周りを互いに相対回転することができる。その遊星キャリヤ部材間の回転変位がバックラッシュを補償する。複数の遊星キャリヤ部材は、１つの遊星キャリヤの複数の部品であってもよいし、又は別々の遊星キャリヤであってもよい。本発明のある実施形態によれば、通常の遊星キャリヤが２つ以上の部分に分離されて、弾性手段によって結合されている。他の実施形態によれば、遊星歯車アセンブリは、相互に弾性的に結合された２つ以上の遊星キャリヤで構成される。遊星キャリヤ部材は、本発明の特定の実施形態によっては異なる形状となっていてもよい。
【００１６】
遊星歯車アセンブリの遊星ホイールは、一般的にはリング歯車ハウジング（アニュラス）と係合している。本発明のある実施形態によれば、アセンブリは、隣接段、好ましくは例えば多段減速器における隣接する遊星アセンブリの遊星ホイール、と係合するための太陽歯車を備えていてもよい。
【００１７】
本発明の様々な実施形態によれば、弾性的に結合された遊星キャリヤ部材の数は、２又は３又はそれより多い。２つの弾性的に結合された遊星キャリヤ部材を有するアセンブリは、リング歯車ハウジングに対する遊星ホイールのバックラッシュを最適化可能とし、３つ（またはそれより多い）部材を有するアセンブリは、太陽歯車に対する遊星ホイールのバックラッシュも低減可能である。
【００１８】
更なる実施形態によれば、本発明のアセンブリの太陽歯車は、相互に回転可能であり、各遊星キャリヤ部材に結合された少なくとも２つの軸部分に分割される。
【００１９】
例えば、この太陽歯車は第１の軸部分と第２の軸部分とから成り、それらは中心軸の周りを相互に相対回転可能であり、太陽歯車の第１の軸部分は第１の遊星キャリヤ部材に固定され、太陽歯車の第２の軸部分は第２の遊星キャリヤ部材に固定されている。更なる実施形態では、太陽歯車は３つ以上の部分で構成され、各部分が個別の遊星キャリヤ部材に固定されていてもよい。
【００２０】
好適な実施形態において、太陽歯車の軸部分は、例えば外側の中空シャフトと同心の内側シャフトのような、同心となった第１と第２のシャフトに取り付けられている。第１のシャフトは第１の遊星キャリヤ部材に結合され、第２のシャフトは第２の遊星キャリヤ部材に結合されている。従って、遊星キャリヤ部材同士が弾性的に結合されると、太陽歯車の部分間に予め荷重が掛けられる。
【００２１】
これらの実施形態では、２つの（又はそれより多い）弾性的な予荷重が掛けられた軸部分を持つ太陽歯車となる。このような弾性的な予荷重が掛けられた部分を有する太陽歯車は、太陽歯車そのものに対する遊星ホイールのバックラッシュを回復させる。
【００２２】
本発明のある実施形態によれば、遊星キャリヤ部材は、太陽歯車の回転軸に直交する分割面によって分離される。例えば、遊星キャリヤ部材は実質的に円盤が重ねられたような要素となっている。
【００２３】
本発明の他の実施形態によれば、遊星キャリヤは上記のバネ手段で結合された２つ以上の円形セクタで構成されている。
【００２４】
好ましくは弾性手段がねじりバネ手段から成っている。
【００２５】
遊星キャリヤ部材は好ましくは軸方向に連結され、相対回転可能であって、弾性手段を弾性変形させることができる。好適な実施形態において、弾性要素はその一部が第１遊星キャリヤ部材の凹部内に挿入され、その弾性要素の残りの部分は第２の（そしてキャリヤ部材の数に応じて第３、第４等）の対応する凹部内に挿入される。そうして、その弾性要素が配置されると第１、第２及び（もしあれば）その次の遊星キャリヤ部材がその弾性要素によって軸方向に連結される。ただし、この弾性要素は遊星キャリヤ部材間にねじりバネを提供する。
【００２６】
これと同じ弾性効果は、例えば複数の円形セクタの形状をしていてその間に１つまたは複数の弾性要素を持つ遊星キャリヤ部材を直接結合することによっても得ることができる。
【００２７】
本発明の好適な実施形態では、１つまたは複数の弾性要素が、非金属材料、例えばプラスチック、ゴム、合成ゴムなどの弾性を提供し得る材料でできている。しかし本発明は、例えば１つのバネや１つの金属バネ又は複数のバネのような、異なる性質の複数のバネ手段で実現することも可能である。弾性要素は、第１と第２の（あるいは更なる）遊星キャリヤ部材の間に取り付けるか、ゴムやそれに類似のものでできている場合にはその間に注入することもできる。
【００２８】
本発明のある実施形態では、単一の弾性要素で全ての遊星キャリヤ部材の間の結合を行う。単一弾性材料は好ましくは遊星キャリヤ部材の中央に配置される。他の実施形態では、複数の弾性要素が提供され、例えばシャフトを通すことができるような自由空間を残すように、それらの弾性要素を遊星キャリヤ部材の外周領域に配置してもよい。関連するトルクを伝達するには、２つ以上の弾性要素を有する実施形態が好適であろう。
【００２９】
遊星キャリヤ部材の結合は上記の実施形態を結合することによって行うことができる。例えば、２つの遊星キャリヤ部材の間を１つの中央弾性要素で結合し、他の段用には複数の周辺弾性要素を用いてもよい。
【００３０】
好適な実施形態においては、弾性手段は少なくとも１つの十字型の弾性部材によって実現される。この部材は遊星キャリヤ部材にある対応した十字型の凹部の中に挿入される。より一般的には、弾性部材は好適な形状となっていて、取り付け座と弾性部材との間の少なくとも一部の接触面が、遊星キャリヤ部材の中心を通る半径方向に対して直交しないようになっている。その結果、遊星キャリヤ部材間の回転により弾性部材の形状を変化させ、その弾性応答を生じさせる。ただしこの形状が必ずしも必須ではなく、円筒形又は環形の弾性部材も使用可能である。例えば、円筒形又は環形の弾性部材を遊星キャリヤ部材の凹部の中にぴったりと嵌め込んで、所望の予荷重とトルクを提供することが可能である。
【００３１】
本発明の遊星歯車は、太陽歯車の周りを回転する一つ又は複数の遊星ホイールを備えていてもよい。最も一般的な実施形態は、２つ、３つ叉は４つの遊星を持つが、遊星歯車と周転円歯車の既知の技術によれば任意の配置が可能である。
【００３２】
好適な実施形態によれば、遊星歯車は、それぞれの遊星キャリヤ部材に連結された一つ又は複数の遊星を有する。好適な実施形態において、１つの第１の遊星シャフト又は複数の第１の遊星シャフトが第１の遊星キャリヤ部材と一体であり、第２の遊星シャフト（複数の場合もあり）が第２の遊星キャリヤ部材と一体である、というようになっている。遊星シャフトとは、遊星歯車ホイールを取り付けるためのシャフトを意味する。
【００３３】
遊星キャリヤ部材と遊星歯車は金属及びプラスチックを含む周知の材料で作ることができる。
【００３４】
本発明は上記の遊星歯車を備えた歯車減速器又は増速器にも関する。この歯車減速器又は増速器は、多段ユニットであっても、また一つ又は複数の遊星段と一つ又は複数の通常の非遊星段とを備える混成減速器／増速器であってよい。歯車減速器は変速比を下げるために使用される歯車として理解され、単に減速器とも呼ばれる。歯車増速器は変速比を上げるために使用される歯車として理解され、単に増速器とも呼ばれる。
【００３５】
ある実施形態においては、多段ユニットのうちのただ１つの遊星段のみが上記の予荷重遊星キャリヤ部材を含んでもよい。これはこの特別の段が、バックラッシュ回復段とも称されて、装置のバックラッシュを補償するようになっている。他の実施形態において、複数段あるいはすべての遊星段が、本発明の予荷重キャリヤ部材の機能を持っていてもよい。
【００３６】
本発明の大きな利点は、バックラッシュを補償する機能は予荷重を与えられた遊星キャリヤ部材によって与えられるので、遊星ホイールは完全に従来型のものであり、高価な設計のものではないことである。遊星の数はキャリヤの数より多い（例えば、各キャリヤには３〜４個の遊星がある）ので、遊星ホイール内に小さい弾性手段が挿入されている他の手法に比べると、全体のコストを低減することができる。この特徴は、一般的に数ミリメートルの直径の小さな遊星を有する小さな減速器に対しては特に有利である。それは、内部にバネやその他の弾性手段を持つ遊星の複雑な設計をすることは、たとえ実行可能であるとしても、非常に高価になるからである。ただし本発明は小さい装置に限られるものではなく、任意の寸法の遊星歯車及び遊星段に適用可能である。
【００３７】
本発明は、騒音を初期レベルに維持しかつ製品の初期特性を維持したまま、歯の摩耗により生じるバックラッシュを双方向において安定して補償することが可能である。本発明の利点の１つは、合成弾性材料で弾性部材を作ることができ、その特性によって従来のギヤヘッドよりも騒音レベルを低く保つことが可能なことである。
【００３８】
本発明のこれら及びその他の特徴及び利点は、以下の詳細な説明と添付の図面の助けとによってより明確となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態による、遊星歯車アセンブリの正面図である。
【図２】図１の面Ａ−Ａによる断面図である。
【図３】図２の面Ｈ−Ｈによる断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるアセンブリの正面図である。
【図５】図４の面Ｃ−Ｃによる断面図である。
【図６】図５の面Ｄ−Ｄによる断面図である。
【図７】図１のアセンブリの主要部品の図である。
【図８】内部の弾性部材によって引き起こされた２つの遊星キャリヤ部材間の相対回転を示す、図１のアセンブリの図である。
【図９】図８の面Ｂ−Ｂによる断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による遊星歯車の断面図である。
【図１１】本発明の遊星歯車アセンブリのバックラッシュ補償能力を示すための、図１０の拡大詳細図である。
【図１２】本発明の遊星歯車アセンブリのバックラッシュ補償能力を示すための、図１０の拡大詳細図である。
【図１３】本発明の別の実施形態によるアセンブリの分解図である。
【図１４】図１３によるアセンブリの正面図である。
【図１５】図１３によるアセンブリの平面図である。
【図１６】図１３のアセンブリの太陽歯車とクラウン歯車との係合の詳細を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態による、多段減速器を有するモータの図である。
【図１８】アセンブリが複数の遊星キャリヤを備える別の実施形態の図である。
【図１９】本発明の一実施形態による多段の遊星減速器の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
図１は本発明の第１の例示的実施形態を示す。この図は、遊星キャリヤ１と、後側に配置された中央歯車２と、遊星ホイール（図示せず）を支持する前側の複数の遊星シャフト３とから成る遊星歯車アセンブリを示している。
【００４１】
この遊星キャリヤ１は、第１の遊星キャリヤ部材４と第２の遊星キャリヤ部材５から成り、これらはこの実施例では分割面６で分離された、実質的に円盤形状となった部品である。この分割面６は回転の中心軸７に対して直交している。この軸７はまた、遊星歯車の使用時には、シャフト３に取り付けられた遊星ホイールと噛合する太陽歯車の軸でもある。この軸７は、普通は各遊星の回転軸とも平行になっている。
【００４２】
この遊星キャリヤ部材４、５は、面６上を、すなわち軸７の周りを相対的に回転変位可能である。この部材４と５はまた、この実施形態では図２、３に示すような弾性部材１０で作られている弾性手段によって弾性的に結合されている。
【００４３】
弾性部材１０は、十字型をしたプラスチック、ゴム又は合成ゴムのような非金属の弾性材料であり、これが部材４、５のそれぞれの十字型の凹部１１、１２に嵌め込まれるか又は注入される。
【００４４】
弾性部材１０で結合されると、遊星キャリヤ部材４、５は軸７の軸方向に一体化されるが、それでも面６内で、すなわち軸７を中心に互いに相対回転可能であり、その回転が部材１０の弾性変形に影響することが理解される。
【００４５】
この実施例の遊星キャリヤ１は４つの遊星ホイールを支持するように設計されている。第１の２つの遊星は第１のキャリヤ部材４に連結され、第２の２つの遊星は第２のキャリヤ部材５に連結されている。そのために、遊星歯車は、第１のキャリヤ部材４と一体になった第１の遊星シャフト３１と、第２のキャリヤ部材５と一体になった第２の遊星シャフト３２を備えている。
【００４６】
第１のシャフト３１は、図２、３からわかるように、第１の遊星キャリヤ部材４から突き出て第２の遊星キャリヤ部材５のスロット１３を貫通している。そうして、全ての遊星シャフトがキャリヤ１の同じ前側から突き出ている。
【００４７】
中央歯車２は第１のキャリヤ部材４に固定されている。この歯車２は、本発明の実施形態のあるものでは後で説明するように、隣り合う遊星段の太陽歯車である。
【００４８】
図４〜６には別の実施形態が開示されており、ここでは、遊星キャリヤ部材４と５の間の弾性結合は複数の小さな弾性ブロック１４によってなされている。この弾性ブロック１４は好ましくは遊星キャリヤ１の周辺領域に例えば９０度間隔で分布されていて（図５）、遊星キャリヤの中央部は、例えばシャフトを通すために空けられている。弾性ブロック１４は遊星キャリヤ部材にある適切な凹部に嵌めこまれている。好ましくは、弾性ブロック１４は図６に示すように、特定の断面をした非金属材料片である。
【００４９】
図４〜６の実施形態は、遊星キャリヤ１の中央に接続要素がなく、遊星キャリヤ１にシャフトを貫通させなければならない場合に有利となるから図１〜３の実施形態に比べて望ましい。中央に弾性要素がある本発明の実施形態においても、例えば、図１〜３の十字型部材の代わりに環形の弾性インタフェース要素を利用することによって中央にシャフト用のスペースを取ることは可能である。
【００５０】
分解図７には、図１のアセンブリの主要部品である、第１の遊星キャリヤ部材４、第２の遊星キャリヤ部材５、歯車２及び十字型弾性部材１０が示されている。
【００５１】
わかりやすくするために、図７、８には部材４、５上に参照符号（矢印）２１、２２を示してある。全ての歯車が設計上の公称（理想的）位置にある場合に、キャリヤ部材４と５の位置は、符号２１と２２が共通軸７に整列するようになっている。キャリヤ部材４、５が理想的に整列した状態では弾性部材１０に張力が掛かるような形で、遊星キャリヤ１は組み立てられる。こうして、部材１０の弾性的な反動によって、キャリヤ４、５は相互に回転してその理想位置から離れようとする。言い換えれば、弾性部材１０がキャリヤ４と５の間のねじりバネ手段として作用する。
【００５２】
上記の目的は例えば、弾性部材を収容する適切な凹部の配置によって実現し得る。例えば十字型部材１０を持つ特定の実施形態（図１〜３、図７〜９）においては、部材１０を挿入するために十字型凹部１１と１２を整列させると、図７に示すようにキャリヤ４と５が整列位置から回転させられる。このようにして、遊星歯車が運転されて、キャリヤ４、５が整列させられると（すなわち、参照位置２１と２２が整合すると）、弾性部材１０は弾性変形を受けて、遊星ホイールに所要の予荷重を与える。
【００５３】
図８、９は休止状態にある、すなわち弾性部材１０がもとの形に戻っている場合の、組み立てられた遊星キャリヤ１を示す。弾性部材１０の応力が緩和すると、キャリヤ部材４と５は角度αだけ回転した状態となり、その結果参照位置２１、２２が整列位置からずれる。
【００５４】
動作時には遊星キャリヤは遊星歯車を作用位置に到達させるために再び整列位置となる。そうして弾性部材１０は一定のトルクを与えて、キャリヤ部材５とシャフト３２に取り付けられているそれぞれの遊星を押し出して、キャリヤ部材４とシャフト３１に取り付けられている遊星に対して相対的な回転をさせ、遊星の歯が太陽歯車及び／又は外側アニュラスの歯に押し付けられるようにする。この効果により様々な歯車間でのバックラッシュが自己回復される。角度α（図９）又は図８の投影距離「ｄ」は、予荷重をかけられた遊星キャリヤ１の回復可能な最大バックラッシュに比例することに留意されたい。
【００５５】
上記の効果を図１０〜１２に更に示す。図１０はシャフト３１を介して第１のキャリヤ部材４に連結された遊星４１と、シャフト３２を介して第２のキャリヤ部材５に連結された遊星４２とを示す。遊星４１と４２は太陽歯車５０と外側アニュラスすなわちクラウン６０と噛合する。
【００５６】
遊星キャリヤ１の予荷重の下で、遊星４１、４２はその歯がクラウン６０の歯、及び／又は太陽歯車５０の歯に押し付けられるまで回転しようとする。「Ｘ」と「Ｙ」の詳細が図１１と１２に拡大されており、遊星の歯の側面４３、４４がクラウン６０の側面６１、６２に接触点を見つけて一定した接触を保持し、バックラッシュ「ｂ」を補償することが示されている。
【００５７】
図１０では、遊星４２は弾性手段の作用によって時計方向に回転しようとし、その結果図１１に示すように、例えば側面４３がクラウンの側面６１に接触する。遊星４１は図１２に示されるように反時計方向に回転しようとする。これは遊星４１、４２を逆方向に回転させようとする弾性手段の推力によるものであり、これによりすべての遊星歯車が太陽歯車及びクラウン６０との接触を維持してバックラッシュのない位置を確実に見つけられるようにする。
【００５８】
同じようにして、複数の弾性部材１４を持つ実施形態は、弾性部材用のそれぞれの特定の断面凹部を適切に配置することによって予荷重を掛けることができる。更なる実施形態においては、所望の予荷重を与えるようにされた一つ又は複数の予荷重が掛けられたバネ、又はその他の等価な手段を有する弾性要素が、遊星キャリヤ部材４、５の間に含まれてもよい。
【００５９】
図１３は、本発明のアセンブリがバックラッシュの回復も行う太陽歯車を含む一実施形態の例であって、この太陽歯車は、複数の部分から成り、それらが相互に回転可能で、弾性的に結合された遊星キャリヤ部材に連結されている。図１３は特に、図１〜３の実施形態の一変形とみることができる。
【００６０】
より詳細には、この例では中央歯車２が、第１の軸部分２０１と第２の軸部分２０２から成っている。第１の部分２０１は中空のシャフト２０３を有しており、第２の部分２０２はその中空シャフト２０３と同心のシャフト２０４を有している。
【００６１】
この例では、遊星キャリヤ１は３つの円盤状の遊星キャリヤ部材１０１、１０２、１０３を備えている。中央部材１０２は、凹部１１３に収納された十字型弾性ジョイント１１０Ｂによって下部部材１０３に弾性的に結合されている。上部部材１０１は、凹部１１１と１１２に収納された弾性ジョイント１１０Ａによって下部部材１０３と弾性的に結合されている。上部部材１０１と下部部材１０３はそれぞれ中央部材１０２に対して独立して相対的に自由に回転できるようになっていることが理解されるであろう。このアセンブリは遊星シャフト１３１、１３２を備え、上部部材１０１から出ているシャフト１３１は、前述の図１〜３の実施形態と同じように、他のキャリヤ部材のスロット１１３を貫通している。
【００６２】
短い中空シャフト２０３は上部キャリヤ部材１０１と一体であり、他方、長い同心のシャフト２０４は下部キャリヤ部材１０３と一体に作られている。シャフト２０４は、外側シャフト２０３の内部で自由に回転できる。従って、歯車部分２０１、２０２は互いに相対回転可能である。図１３の太陽歯車２は、弾性的に予荷重が掛けられた２つのサブギヤから成る複合太陽歯車である。図１４、１５は、この効果を図８、９と同じように示すものである。キャリヤ部材１０１、１０３と関係する太陽歯車部分２０１、２０２の間の位置のずれは図１４から知ることができる。
【００６３】
関係する太陽歯車２０１、２０２と遊星歯車４１、４２を持つ遊星キャリヤ部材１０１、１０２、１０３の組立ては、本発明の他の実施形態では異なる順序で行うことが可能である。
【００６４】
図１６は、図１３のような複合太陽歯車を持つ実施形態によるバックラッシュの回復効果を示すものである。歯車部分２０１、２０２の歯は回転して移動し、複合太陽歯車２と噛合する遊星歯車（その全体をＰで表す）の歯の対向する両側に接触する。部分２０１を実線、部分２０２を点線で示している。従って、回転方向に拘わらず、太陽歯車の歯と遊星ホイールの歯との間には強固な接触が確保される。
【００６５】
図１７は、図１３〜１６の実施形態に従って作られた２段２２０−Ａと２２０−Ｂから成る多段減速器２２０の一例を示す。詳細のいくつかを段２２０−Ａに関して示す。この減速器は、モータ２２１と、使用時に遊星歯車と噛合するクラウン歯車２６０を持つカバー２２２も備えている。
【００６６】
図１８は本発明の他の実施形態の一例であり、遊星キャリヤ部材は、単一の遊星キャリヤの複数の部品ではなく、複数の遊星キャリヤの形態となっている。例えば、本発明によるアセンブリは、遊星キャリヤ３０１、３０２、３０３、３０４を備えている。図に示すように好ましくは遊星キャリヤが、その対向する両端に２つの遊星ホイールを支持する細長い形状をしている。ただし他の形状、例えば星形のような形状も可能である。遊星キャリヤはバネ３０５で結合されており、これが本発明による弾性部材として作用し、前述の実施形態における部材１０、１４、又は１１０Ａ、１１０Ｂと同様の機能を果たす。従って使用時には、予荷重が遊星ホイールのそれぞれの組に掛けられる。例えば、図１８において、符号Ｐは第１の遊星キャリヤ３０１に取り付けられた遊星Ｐの１つを表し、Ｃはこの遊星と噛合する外側歯車クラウンを表し、Ｓは太陽歯車を表す。
【００６７】
図１９は、多段減速器４１０の一段として使用された場合の、本発明の一実施形態による遊星歯車を例示した図である。
【００６８】
減速器４１０は、段４００、４０１、４０２、４０３を持っている。最初の段４００は入力シャフト４０４に連結しており、最終の段４０３はトルクを出力シャフト４０５に伝達する。本発明に関する変速比は、ギヤヘッドの通常の限界に影響を及ぼさない。図に示すように段４０１の遊星４１、４２は、次の段４０２の遊星キャリヤの後ろ側に固定された中央歯車４５０に係合し、この中央歯車がその遊星の太陽歯車となっている。全ての段４００〜４０３の遊星はまた、外側のクラウン歯車（図示せず）にも係合している。キャリヤ１は、例えば遊星キャリヤ部材４、５のような、本発明の任意の実施形態に従った予荷重構造を持っている。この実施例では段４０１が減速器４１０のバックラッシュ回復段として示されているが、任意の段又はすべての段が同じようにして補償されていてもよい。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年9月2日(2013.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸（７）と、前記軸から離間し、歯車アセンブリの使用時に前記軸の周りを回転するようになった少なくとも１つの遊星歯車ホイールと、を備える遊星歯車アセンブリであって、
少なくとも第１の遊星キャリヤ部材と第２の遊星キャリヤ部材（４、５；１０１〜１０３；３０１〜３０４）とを備え、これらは前記軸（７）を中心に相互に回転可能であり、かつ前記遊星キャリヤ部材同士の間の回転に対して弾性的に反動するように配置された弾性手段（１０、１４、１１０Ａ、１１０Ｂ、３０５）によって結合されており、
前記弾性手段は前記第１の部材と第２の部材が設計された動作条件で回転整列する場合に張力が掛かった状態となり、それによって使用時に前記アセンブリに、前記第１の遊星キャリヤ部材を前記第２の遊星キャリヤ部材に対して回転させようとするトルクが予め掛けられており、
前記アセンブリは太陽歯車（２）も備え、前記太陽歯車は、相互に回転可能な少なくとも第１の軸部（２０１）と第２の軸部（２０２）を備え、前記太陽歯車の前記第１の軸部は第１の遊星キャリヤ部材（１０１）に固定され、前記太陽歯車の前記第２の軸部は第２の遊星キャリヤ部材（１０２）に固定されていることを特徴とする、遊星歯車アセンブリ。
【請求項２】
前記弾性手段はねじりバネ手段である、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
前記ねじりバネ手段は、弾性変形可能な材料からできた少なくとも１つの弾性要素（１０、１４、１１０Ａ、１１０Ｂ）を備え、かつ前記要素は前記第１の遊星キャリヤ部材の凹部に挿入された部分と、前記第２の遊星キャリヤ部材の凹部に挿入された残りの部分とを有する、請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記ねじりバネ手段は、前記遊星キャリヤ部材の中央部に配置された弾性要素を備える、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項５】
前記弾性要素は十字型要素（１０、１１０Ａ、１１０Ｂ）である、請求項４に記載のアセンブリ。
【請求項６】
前記ねじりバネ手段は複数の弾性要素（１４）から成り、前記要素（１４）は好ましくは前記遊星キャリヤ部材の外周領域に配置されている、請求項３に記載のアセンブリ。
【請求項７】
前記１つまたは複数の弾性要素は、ゴム、合成ゴム又は合成材料を含む非金属材料でできている、請求項３〜６のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記弾性手段は少なくとも１つのバネ、好ましくは金属バネから成る、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項９】
前記遊星キャリヤ部材は、前記中心軸（７）に垂直な分割面（６）によって分離されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記第１の遊星キャリヤ部材に支持された少なくとも１つの第１の遊星ホイール（４１）と、前記第２の遊星キャリヤ部材に支持された少なくとも１つの第２の遊星ホイール（４２）とを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記第１の遊星キャリヤ部材と一体になった、少なくとも１つの第１の遊星シャフト（３１、１３１）と、前記第２の遊星キャリヤ部材と一体になった、少なくとも１つの第２の遊星シャフト（３２、１３２）とを備え、前記第１の遊星シャフト（３１）は前記第２の遊星キャリヤ部材のスロット（１３、１１３）を貫通している、請求項１０に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
３つ以上の遊星キャリヤ部材を備え、各遊星キャリヤ部材は他の部材に対して回転可能であり、各遊星キャリヤ部材は少なくとも１つのそれぞれの遊星ホイールを支持し、かつ各遊星キャリヤ部材は少なくとも１つの他の遊星キャリヤ部材に弾性的に結合されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアセンブリ。
【請求項１３】
細長い形状をした複数の遊星キャリヤ（３０１〜３０４）を備え、そのそれぞれが向かい合う端部に２つの遊星ホイールを支持している、請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
前記太陽歯車の前記第１の軸部は第１のシャフト（２０３）を持ち、前記太陽歯車の前記第２の軸部は、前記第１のシャフトと同心となっている第２のシャフト（２０４）を持ち、かつ前記第１のシャフトは前記第１の遊星キャリヤ部材に結合され、前記第２のシャフトは前記第２の遊星キャリヤ部材に結合されている、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の少なくとも１つのアセンブリを備える、歯車減速器又は歯車増速器（２２０、４００）。
【請求項１６】
前記歯車減速器又は歯車増速器は、多段の遊星装置であるか、遊星段と通常の非遊星段との混成装置であり、かつ少なくとも１つの遊星段は請求項１〜１４のいずれか一項に記載のものである、請求項１５に記載の歯車減速器又は歯車増速器。
【国際調査報告】
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