特許 6160210 遊星キャリアおよび遊星キャリアの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6160210

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】遊星キャリアおよび遊星キャリアの製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16H 57/08 20060101AFI20170703BHJP

   F16H 1/28 20060101ALI20170703BHJP

   B29C 33/12 20060101ALI20170703BHJP

【ＦＩ】

   F16H57/08

   F16H1/28

   B29C33/12

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-93998(P2013-93998)

(22)【出願日】2013年4月26日

(65)【公開番号】特開2014-214835(P2014-214835A)

(43)【公開日】2014年11月17日

【審査請求日】2016年3月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】石原 康人

【審査官】 高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２８７６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１５９９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０１４９５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ５７／０８

Ｂ２９Ｃ ３３／１２

Ｆ１６Ｈ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

遊星歯車機構を構成する遊星歯車の回転軸が挿通される、金属で形成される筒状で複数の遊星軸孔部と、
前記複数の遊星軸孔部の外周側に位置するとともに回転可能に外周面が軸受け支持される円環状で金属製の外周部と、
前記各遊星軸孔部および前記外周部を連結する連結部と、
入出力軸が挿通可能な軸穴を有する金属製の筒状であって、前記外周部の内部で、かつ前記外周部と同一中心軸を有する位置に設置される支持部と、を備え、
前記連結部は、前記外周部内と前記支持部外との間に、前記遊星軸孔部の外周を覆うように充填される
ことを特徴とする遊星キャリア。

【請求項2】

請求項１に記載の遊星キャリアにおいて、
前記連結部は樹脂で形成される
ことを特徴とする遊星キャリア。

【請求項3】

請求項１に記載の遊星キャリアにおいて、
前記連結部は金属で形成される
ことを特徴とする遊星キャリア。

【請求項4】

遊星歯車機構を構成する遊星歯車の回転軸が挿通される、金属で形成される筒状で複数の遊星軸孔部と、前記複数の遊星軸孔部の外周側に位置するとともに回転可能に外周面が軸受け支持される円環状で金属製の外周部と、をそれぞれ製造する製造工程と、
前記外周部内に前記複数の遊星軸孔部が位置するように、前記外周部および前記複数の遊星軸孔部を金型内に設置する設置工程と、
前記金型内に設置された前記遊星軸孔部および前記外周部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記遊星軸孔部および前記外周部を連結する連結部を形成する成形工程と、を経て製造する
ことを特徴とする遊星キャリアの製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載の遊星キャリアの製造方法において、
前記製造工程にて、さらに、入出力軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部を製造し、
前記設置工程にて、さらに、前記遊星軸孔部を、前記外周部の内部で、かつ前記支持部の外周囲に一定角度間隔で複数配置し、
前記成形工程にて、前記遊星軸孔部内を除く、前記外周部内と前記支持部外との間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記複数の遊星軸孔部、前記支持部および前記外周部を連結する前記連結部を形成する
ことを特徴とする遊星キャリアの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、遊星キャリアおよび遊星キャリアの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から遊星歯車減速機が知られている。この遊星歯車減速機は、太陽歯車の周囲に複数の遊星歯車が配置され、さらに複数の遊星歯車の外周に内歯歯車が設置されて構成される。例えば、太陽歯車が自転すると、その周囲の遊星歯車が自転しつつ、内歯歯車に沿って公転する。

【0003】

図５に示すように、各遊星歯車における回転軸方向の両側から遊星キャリア１００がはめ込まれる。遊星キャリア１００は金属で一体形成されている。遊星キャリア１００には、遊星歯車における回転軸が挿通される複数のシャフト穴１０１が形成されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１３４８６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記遊星キャリア１００におけるシャフト穴１０１の位置、または各シャフト穴１０１の位置関係がずれると、各遊星歯車の自転および公転に伴う遊星キャリア１００の円滑な回転が阻害されるおそれがある。そこで、シャフト穴１０１の位置精度を保つため、例えばジグ研削加工、ジグボーラ等を通じてシャフト穴１０１が形成されていた。このため、遊星キャリア１００の加工時間およびコストが掛かっていた。

【0006】

この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、容易に形状精度の高い遊星キャリアおよび遊星キャリアの製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について説明する。
上記課題を解決する遊星キャリアは、遊星歯車機構を構成する遊星歯車の回転軸が挿通される、金属で形成される筒状で複数の遊星軸孔部と、前記複数の遊星軸孔部の外周側に位置するとともに回転可能に外周面が軸受け支持される円環状で金属製の外周部と、前記各遊星軸孔部および前記外周部を連結する連結部と、入出力軸が挿通可能な軸穴を有する金属製の筒状であって、前記外周部の内部で、かつ前記外周部と同一中心軸を有する位置に設置される支持部と、を備えている。前記連結部は、前記外周部内と前記支持部外との間に、前記遊星軸孔部の外周を覆うように充填される。

【0008】

この構成によれば、連結部を通じて各遊星軸孔部および外周部が連結されている。このため、連結部に対する各遊星軸孔部および外周部の位置を調整することで、各遊星軸孔部および外周部の遊星キャリア全体における位置を容易に設定することができる。よって、容易な方法で形状精度の高い遊星キャリアを実現することができる。また、支持部、遊星軸孔部および外周部の位置を調整した後、連結部を充填可能である。よって、容易な方法で形状精度の高い遊星キャリアを実現することができる。

【0011】

上記遊星キャリアについて、前記連結部は樹脂で形成されることが好ましい。
この構成によれば、連結部は樹脂で形成される。よって、金属製の外周部、遊星軸孔部等に振動が加わった場合にも、連結部を通じてその振動を減衰させることができる。

【0012】

上記遊星キャリアについて、前記連結部は金属で形成されることが好ましい。
この構成によれば、連結部は金属で形成される。これにより、遊星キャリア全体が金属で形成されるため、遊星キャリア全体で線膨張係数差が生じること、ひいては熱応力の発生が抑制される。

【0013】

上記課題を解決する遊星キャリアの製造方法は、遊星歯車機構を構成する遊星歯車の回転軸が挿通される、金属で形成される筒状で複数の遊星軸孔部と、前記複数の遊星軸孔部の外周側に位置するとともに回転可能に外周面が軸受け支持される円環状で金属製の外周部と、をそれぞれ製造する製造工程と、前記外周部内に前記複数の遊星軸孔部が位置するように、前記外周部および前記複数の遊星軸孔部を金型内に設置する設置工程と、前記金型内に設置された前記遊星軸孔部および前記外周部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記遊星軸孔部および前記外周部を連結する連結部を形成する成形工程と、経て製造する。

【0014】

この製造方法においては、金属にて遊星軸孔部および外周部を別個に製造する。そして、それら遊星軸孔部および外周部を金型内に設置した状態で、遊星軸孔部および外周部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで遊星軸孔部および外周部を連結する連結部を形成する。これにより、遊星キャリアが製造される。この製造方法によれば、溶融材の充填前に遊星軸孔部および外周部の位置を調整することで、容易に形状精度の高い遊星キャリアを実現することができる。

【0015】

上記遊星キャリアの製造方法について、前記製造工程にて、さらに、入出力軸が挿通可能な軸穴を有する筒状で金属製の支持部を製造し、前記設置工程にて、さらに、前記遊星軸孔部を、前記外周部の内部で、かつ前記支持部の外周囲に一定角度間隔で複数配置し、
前記成形工程にて、前記遊星軸孔部内を除く、前記外周部内と前記支持部外との間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで前記複数の遊星軸孔部、前記支持部および前記外周部を連結する前記連結部を形成することが好ましい。

【0016】

この製造方法によれば、金属にて、遊星軸孔部、支持部および外周部を別個に製造する。そして、それら遊星軸孔部、支持部および外周部を金型内に設置した状態で、遊星軸孔部、支持部および外周部間に溶融材を充填し、その溶融材が硬化することで遊星軸孔部、支持部および外周部を連結する連結部を形成する。この製造方法によれば、溶融材の充填前に遊星軸孔部、支持部および外周部の位置を調整することで、容易に形状精度の高い遊星キャリアを実現することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、遊星キャリアにおいて、容易に形状精度の高い遊星キャリアおよび遊星キャリアの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の一実施形態における遊星歯車減速機の構成を示す断面図。

【図2】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図3】（ａ）は遊星キャリアの正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。

【図4】本発明の一実施形態における遊星キャリアの成形工程における説明図。

【図5】背景技術における遊星キャリアの正面図。

【発明を実施するための形態】

【0019】

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１に示すように、遊星歯車減速機１０（遊星歯車機構）は、ハウジング１２と、遊星キャリア２０ａ，２０ｂと、太陽歯車３５と、遊星歯車３１〜３３と、内歯歯車４０と、を備える。

【0020】

ハウジング１２は空洞状に形成され、その内部にはモータ（図示略）に連結される入力軸１１が挿通される。入力軸１１の外周には外歯歯車である太陽歯車３５が形成されている。

【0021】

図２に示すように、太陽歯車３５の外周には複数（本例では３つ）の遊星歯車３１〜３３が噛み合うように位置している。各遊星歯車３１〜３３は、外歯歯車であるとともに、入力軸１１の中心軸Ｊ１を中心として一定角度（１２０°）間隔に配置されている。

【0022】

図１に示すように、各遊星歯車３１〜３３は、入力軸１１の軸方向ＺＡに延びる円柱状の遊星回転軸３１ａ〜３３ａを有する。遊星回転軸３１ａ〜３３ａは、各遊星歯車３１〜３３の本体から軸方向ＺＡに向かって両側に突出している。

【0023】

さらに、図２に示すように、遊星歯車３１〜３３の周囲を囲むように内歯歯車４０が位置している。この内歯歯車４０は、ハウジング１２と一体形成されるとともに、内歯歯車４０の一部が各遊星歯車３１〜３３と噛み合っている。

【0024】

図１に示すように、一対の遊星キャリア２０ａ，２０ｂは、太陽歯車３５を軸方向ＺＡの両側から挟み込むように入力軸１１に挿通される。遊星キャリア２０ａ，２０ｂの外周面と、ハウジング１２の内周面との間には軸受１３，１４が位置している。遊星キャリア２０ａ，２０ｂはそれぞれ軸受１３，１４を介してハウジング１２の内周面に対して回動可能に支持されている。

【0025】

詳しくは、図３（ａ），（ｂ）に示すように、遊星キャリア２０ａ，２０ｂは、外周部２３と、遊星軸孔部２１ａ〜２１ｃと、連結軸孔部２２ａ〜２２ｃと、支持部２４と、連結部２５と、を備える。

【0026】

外周部２３、各軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび支持部２４は、それぞれ金属製の筒状に形成されている。そして、外周部２３、支持部２４および各軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃの順に内径が小さく形成されている。

【0027】

支持部２４は、外周部２３の内部に設置される。このとき、支持部２４および外周部２３は同一の中心軸Ｊ１となるように設置される。そして、各軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃは、支持部２４および外周部２３間に配置されている。各軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃは、中心軸Ｊ１を中心とした仮想円弧上に周方向ＺＣに沿って等間隔で配置される。詳しくは、図３の最上部に位置する遊星軸孔部２１ａから時計回りに連結軸孔部２２ａ、遊星軸孔部２１ｂ、連結軸孔部２２ｂ、遊星軸孔部２１ｃおよび連結軸孔部２２ｃの順で６０°間隔に配置される。

【0028】

遊星軸孔部２１ａ〜２１ｃの内部には遊星軸孔２１ｄが形成されている。また、連結軸孔部２２ａ〜２２ｃの内部には、上記遊星軸孔２１ｄより小径の連結軸孔２２ｄが形成されている。さらに、支持部２４の内部には、上記軸孔２１ｄ，２２ｄより大径の入力軸孔２４ａが形成されている。

【0029】

連結部２５は樹脂で形成されるとともに、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ内を除く、外周部２３内と支持部２４外との間を埋める範囲に亘って形成されている。連結部２５によって、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ、外周部２３および支持部２４が一体形成されている。

【0030】

さらに、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃにおける一方側（図３（ｂ）中の左側）端部が内側に垂直に曲げられることで底部２１ｅ，２２ｅが形成されている。すなわち、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃにおける他方側（図３（ｂ）中の右側）の内径は、一方側の内径より大きく形成されている。

【0031】

図１に示すように、遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおける入力軸孔２４ａには、軸受１７，１８を介して入力軸１１が挿通されている。遊星キャリア２０ａ，２０ｂは、軸方向ＺＡに互いに自身の他方側（底部２１ｅ，２２ｅがない側）が向くように設けられる。そして、遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおいて互いに対向する各遊星軸孔２１ｄには遊星回転軸３１ａ〜３３ａが挿通されている。そして、遊星回転軸３１ａ〜３３ａの先端面が底部２１ｅに接触した状態とされる。この状態において、各遊星歯車３１〜３３は遊星キャリア２０ａ，２０ｂ間で遊星回転軸３１ａ〜３３ａを中心軸として自転可能となる。

【0032】

また、遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおいて互いに対向する各連結軸孔２２ｄには円柱状の連結軸３４が挿通されている。本例では計３つの連結軸３４が２つの遊星キャリア２０ａ，２０ｂ間に掛け渡される。このとき、連結軸３４の先端面が底部２２ｅに接触した状態となる。この連結軸３４を通じて両遊星キャリア２０ａ，２０ｂがより確実に一体回転可能となる。

【0033】

遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおいて、外周部２３は上記軸受１３，１４が嵌合されるため、強度等の観点から金属製である必要がある。また、支持部２４内には、軸受１７，１８を介して入力軸１１が挿通されるため、強度等の観点から金属製である必要がある。また、遊星軸孔部２１ａ〜２１ｃ内には、遊星回転軸３１ａ〜３３ａが挿通されるため強度等の観点から金属製である必要がある。さらに、連結軸孔部２２ａ〜２２ｃ内には、連結軸３４が挿通されるため強度等の観点から金属製である必要がある。

【0034】

つぎに、遊星歯車減速機１０の作用について説明する。
モータ（図示略）の駆動によって入力軸１１が軸回転する。これにより、太陽歯車３５が自転する。この自転によって、遊星歯車３１〜３３が自転する。遊星歯車３１〜３３は自転すると、固定された内歯歯車４０に沿って太陽歯車３５に周囲を公転する。遊星歯車３１〜３３が公転するのに伴って遊星キャリア２０ａ，２０ｂが回転する。この遊星キャリア２０ａ，２０ｂが出力部として機能する。

【0035】

つぎに、遊星キャリア２０ａ，２０ｂの製造方法について説明する。
まず、外周部２３、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび支持部２４をそれぞれ別体で金属にて形成する（製造工程）。

【0036】

そして、図４に示すように、外周部２３、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ、支持部２４を、金型６１の内部に設置する（設置工程）。
詳しくは、支持部２４を外周部２３の内部に、支持部２４および外周部２３の中心軸Ｊ１が一致するように設置する。そして、支持部２４の周囲に等角度間隔で軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃを設置する。この作業は治具を利用して行ってもよい。

【0037】

この状態から、図４の矢印で示すように、金型６２で金型６１内を密閉して、金型６１，６２内に高温の樹脂（溶融材）を射出する（成形工程）。これにより、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃ内を除く外周部２３内と支持部２４外との間に樹脂が充填される。樹脂が硬化すると外周部２３、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび支持部２４を互いに連結させる連結部２５が形成される。これにより、遊星キャリア２０ａ，２０ｂが完成となる。

【0038】

以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）支持部２４、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび外周部２３間に連結部２５が充填されることで遊星キャリア２０ａ，２０ｂが形成されている。このため、連結部２５の充填前に、支持部２４、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび外周部２３の位置を調整することで、それらの遊星キャリア２０ａ，２０ｂ全体における位置を容易に設定することができる。よって、従来のジグ研削加工等に比較して、容易な方法で形状精度の高い遊星キャリア２０ａ，２０ｂを実現することができる。このため、遊星キャリア２０ａ，２０ｂの円滑な回転が可能となる。

【0039】

（２）強度が必要となる支持部２４、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび外周部２３は金属で形成されるため、遊星キャリア２０ａ，２０ｂの耐久性を維持することができる。

【0040】

（３）連結部２５は樹脂で形成される。よって、金属製の支持部２４、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび外周部２３に振動が加わった場合にも、連結部２５を通じてその振動を減衰させることができる。また、その振動に伴う騒音も抑制することができる。

【0041】

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について説明する。この実施形態では、遊星キャリアにおける成形工程が射出成形ではなく鋳込みである点が上記第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

【0042】

図４に示すように、遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおける外周部２３、複数の軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃおよび支持部２４間には樹脂に代えて溶かした金属（溶融材）を流し込む。したがって、この鋳込みを通じて遊星キャリア２０ａ，２０ｂを形成した場合には連結部２５が金属製となる。

【0043】

以上、説明した実施形態によれば、特に以下の効果を奏することができる。
（４）連結部２５は金属で形成される。これにより、遊星キャリア２０ａ，２０ｂ全体が金属で形成されるため、遊星キャリア２０ａ，２０ｂ全体で線膨張係数差が生じること、ひいては熱応力の発生が抑制される。

【0044】

また、連結部２５を金属とすることで、遊星キャリア２０ａ，２０ｂにおける耐摩耗性および耐久性を向上させることができる。また、連結部２５は自身と同材料の外周部２３等と連結するため、それらとより強固に連結することができる。

【0045】

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・上記各実施形態においては、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃは、支持部２４の周囲に等角度間隔で計６つ設けられていたが、軸孔部２１ａ〜２１ｃ，２２ａ〜２２ｃの数はいくつであってもよい。

【0046】

・上記各実施形態における連結軸孔部２２ａ〜２２ｃおよび連結軸３４は省略可能である。この場合であっても、遊星歯車３１〜３３（遊星回転軸３１ａ〜３３ａ）を通じて、両遊星キャリア２０ａ，２０ｂが一体回転する。

【0047】

・さらに、遊星キャリア２０ａ，２０ｂに対して入力軸１１が挿通されない構成であれば、支持部２４を省略してもよい。また、２つの遊星キャリア２０ａ，２０ｂ間で異なる構成であってもよい。

【0048】

・上記各実施形態において両遊星キャリア２０ａ，２０ｂをモータの駆動を通じて回転させ、入力軸１１を出力軸として利用してもよい。
・上記各実施形態において両遊星キャリア２０ａ，２０ｂの何れか一方を省略してもよい。この場合、上記同様に、連結軸孔部２２ａ〜２２ｃおよび連結軸３４を省略可能である。

【符号の説明】

【0049】

１０…遊星歯車減速機、１１…入力軸、１２…ハウジング、１３，１４，１７，１８…軸受、２０ａ，２０ｂ…遊星キャリア、２１ａ〜２１ｃ…遊星軸孔部、２１ｄ…遊星軸孔、２１ｅ…底部、２２ａ〜２２ｃ…連結軸孔部、２２ｄ…連結軸孔、２２ｅ…底部、２３…外周部、２４…支持部、２４ａ…入力軸孔、２５…連結部、３１〜３３…遊星歯車、３１ａ〜３３ａ…遊星回転軸、３４…連結軸、３５…太陽歯車、４０…内歯歯車、６１，６２…金型。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】