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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022045926
(43)【公開日】2022-03-22
(54)【発明の名称】遊星歯車駆動機
(51)【国際特許分類】
F16H 1/46 20060101AFI20220314BHJP
【ＦＩ】
F16H1/46
【審査請求】有
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021146421
(22)【出願日】2021-09-08
(31)【優先権主張番号】10-2020-0115100
(32)【優先日】2020-09-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】319012978
【氏名又は名称】ネイバーラボス コーポレーション
(71)【出願人】
【識別番号】516317159
【氏名又は名称】韓國技術教育大學校産學協力團
【氏名又は名称原語表記】ＫＯＲＥＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ ＩＮＤＵＳＴＲＹ－ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＣＯＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＦＯＵＮＤＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】１６００，Ｃｈｕｎｇｊｅｏｌ－ｒｏ，Ｂｙｅｏｎｇｃｈｅｏｎｇ－ｍｙｅｏｎ，Ｄｏｎｇｎａｍ－ｇｕ，Ｃｈｅｏｎａｎ－ｓｉ，Ｃｈｕｎｇｃｈｅｏｎｇｎａｍ－ｄｏ ３１２５３，Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】キム ヨンジェ
(72)【発明者】
【氏名】ユン ソンホ
(72)【発明者】
【氏名】ソ ジウォン
【テーマコード（参考）】
3J027
【Ｆターム（参考）】
3J027FB32
3J027GB03
3J027GC25
3J027GD04
3J027GD07
3J027GD12
(57)【要約】
【課題】遊星歯車セットを用いて高い減速比を提供する遊星歯車駆動機を提供する。
【解決手段】遊星歯車駆動機１００は、太陽歯車１１０と、太陽歯車１１０と同心に配置される回転内接歯車１２０と、太陽歯車１１０と同心に配置される固定内接歯車１３０と、複数の複合遊星歯車１４０と、複数の複合遊星歯車１４０にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリア１５０、１６０、１８０とを含み、複数の複合遊星歯車１４０は、太陽歯車１１０と噛み合う第１遊星歯車１４１と、第１遊星歯車１４１の一側に配置されて回転内接歯車１２０と噛み合い、歯数が第１遊星歯車１４１より少ない第２遊星歯車１４２と、第１遊星歯車１４１の他側に配置されて固定内接歯車１３０と噛み合い、歯数が第１遊星歯車１４１より少ない第３遊星歯車１４３とを備え、複数の複合遊星歯車１４０のいずれか１つは、複数の複合遊星歯車１４０の他の１つと厚さ方向に重なるように配置される。
【選択図】図３
【解決手段】遊星歯車駆動機１００は、太陽歯車１１０と、太陽歯車１１０と同心に配置される回転内接歯車１２０と、太陽歯車１１０と同心に配置される固定内接歯車１３０と、複数の複合遊星歯車１４０と、複数の複合遊星歯車１４０にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリア１５０、１６０、１８０とを含み、複数の複合遊星歯車１４０は、太陽歯車１１０と噛み合う第１遊星歯車１４１と、第１遊星歯車１４１の一側に配置されて回転内接歯車１２０と噛み合い、歯数が第１遊星歯車１４１より少ない第２遊星歯車１４２と、第１遊星歯車１４１の他側に配置されて固定内接歯車１３０と噛み合い、歯数が第１遊星歯車１４１より少ない第３遊星歯車１４３とを備え、複数の複合遊星歯車１４０のいずれか１つは、複数の複合遊星歯車１４０の他の１つと厚さ方向に重なるように配置される。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される回転内接歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される固定内接歯車と、
複数の複合遊星歯車と、
前記複数の複合遊星歯車にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリアとを含み、
前記複数の複合遊星歯車は、
前記太陽歯車と噛み合う第１遊星歯車と、
前記第１遊星歯車の一側に配置されて前記回転内接歯車と噛み合い、歯数が前記第１遊星歯車より少ない第２遊星歯車と、
前記第１遊星歯車の他側に配置されて前記固定内接歯車と噛み合い、歯数が前記第１遊星歯車より少ない第３遊星歯車とを備え、
前記複数の複合遊星歯車のいずれか１つは、前記複数の複合遊星歯車の他の１つと厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする遊星歯車駆動機。
前記太陽歯車と同心に配置される回転内接歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される固定内接歯車と、
複数の複合遊星歯車と、
前記複数の複合遊星歯車にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリアとを含み、
前記複数の複合遊星歯車は、
前記太陽歯車と噛み合う第１遊星歯車と、
前記第１遊星歯車の一側に配置されて前記回転内接歯車と噛み合い、歯数が前記第１遊星歯車より少ない第２遊星歯車と、
前記第１遊星歯車の他側に配置されて前記固定内接歯車と噛み合い、歯数が前記第１遊星歯車より少ない第３遊星歯車とを備え、
前記複数の複合遊星歯車のいずれか１つは、前記複数の複合遊星歯車の他の１つと厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする遊星歯車駆動機。
【請求項2】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車は、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項3】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車は、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第３遊星歯車から所定間隔だけ離隔して配置され、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第３遊星歯車と共に第１離隔部を規定し、
前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車は、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２遊星歯車から所定間隔だけ離隔して配置され、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２遊星歯車と共に第２離隔部を規定することを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車駆動機。
前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車は、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２遊星歯車から所定間隔だけ離隔して配置され、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２遊星歯車と共に第２離隔部を規定することを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項4】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車の一部は、前記第２離隔部内に配置され、
前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車の一部は、前記第１離隔部内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車駆動機。
前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車の一部は、前記第１離隔部内に配置されることを特徴とする請求項３に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項5】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車は、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の少なくとも一方と厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項6】
前記第１遊星歯車の一部は、前記固定内接歯車と前記回転内接歯車との間に配置されることを特徴とする請求項２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項7】
前記太陽歯車は、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車及び前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と半径方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項8】
前記回転内接歯車の歯数は、前記固定内接歯車の歯数より少なく、
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より少ないことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より少ないことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項9】
前記回転内接歯車の歯数は、前記固定内接歯車の歯数より多く、
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より多いことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より多いことを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項10】
前記第１遊星歯車は、
一側に延びて前記第２遊星歯車と結合される第１延長部と、
他側に延びて前記第３遊星歯車と結合される第２延長部とを含み、
前記第２及び第３遊星歯車は、前記第１遊星歯車と歯端部（tooth
end）が一致するように整列されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
一側に延びて前記第２遊星歯車と結合される第１延長部と、
他側に延びて前記第３遊星歯車と結合される第２延長部とを含み、
前記第２及び第３遊星歯車は、前記第１遊星歯車と歯端部（tooth
end）が一致するように整列されることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項11】
前記第１遊星歯車の厚さ方向に延びる貫通孔に挿入されて前記第１及び第２延長部内に配置されるピンベアリングと、
前記キャリアを前記ピンベアリングに回転可能に結合する締結ユニットとをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の遊星歯車駆動機。
前記キャリアを前記ピンベアリングに回転可能に結合する締結ユニットとをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項12】
太陽歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される回転内接歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される固定内接歯車と、
前記太陽歯車と噛み合う第１遊星歯車、前記第１遊星歯車の一側に配置されて前記回転内接歯車と噛み合う第２遊星歯車、及び前記第１遊星歯車の他側に配置されて前記固定内接歯車と噛み合う第３遊星歯車を備え、前記第１～第３遊星歯車が同一回転軸上に一体に結合される複数の複合遊星歯車と、
前記複数の複合遊星歯車にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリアとを含み、
前記複数の複合遊星歯車のいずれか１つの前記第１遊星歯車の一部は、前記複数の複合遊星歯車の他の１つの前記第１遊星歯車と厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする遊星歯車駆動機。
前記太陽歯車と同心に配置される回転内接歯車と、
前記太陽歯車と同心に配置される固定内接歯車と、
前記太陽歯車と噛み合う第１遊星歯車、前記第１遊星歯車の一側に配置されて前記回転内接歯車と噛み合う第２遊星歯車、及び前記第１遊星歯車の他側に配置されて前記固定内接歯車と噛み合う第３遊星歯車を備え、前記第１～第３遊星歯車が同一回転軸上に一体に結合される複数の複合遊星歯車と、
前記複数の複合遊星歯車にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリアとを含み、
前記複数の複合遊星歯車のいずれか１つの前記第１遊星歯車の一部は、前記複数の複合遊星歯車の他の１つの前記第１遊星歯車と厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする遊星歯車駆動機。
【請求項13】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の間の間隔と、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の間の間隔とは、同じであり、
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車とは、前記間隔内で一部が重なった状態でずれて配置されることを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車とは、前記間隔内で一部が重なった状態でずれて配置されることを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項14】
前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車の一部は、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の少なくとも一方と厚さ方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項15】
前記太陽歯車は、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車及び前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と半径方向に重なるように配置されることを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項16】
前記回転内接歯車の歯数は、前記固定内接歯車の歯数より少なく、
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より少ないことを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より少ないことを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
【請求項17】
前記回転内接歯車の歯数は、前記固定内接歯車の歯数より多く、
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より多いことを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
前記第２遊星歯車の歯数は、前記第３遊星歯車の歯数より多いことを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車駆動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、遊星歯車セットを用いて高い減速比を提供する駆動機に関する。
【背景技術】
【0002】
駆動機は、電気エネルギーなどを機械的駆動力に変換する装置であって、動きを必要とする装置に必要不可欠な構成である。駆動機の動力源（モータ、エンジンなど）からは速い速度の回転が発生するのに対して回転力（トルク）が低いので、動力源だけで被駆動装置の動きを実現するには限界があった。
【0003】
このような理由により、通常、駆動機には減速機が付加される。減速機は、動力源と被駆動装置との間に配置され、動きの実現に適するように回転数を減少させて回転力を増加させるように構成される。
【0004】
特に、ロボットの制御などのように非常に精巧（精密）な動作が要求される場合は、動力源から出力される回転を高い減速比で減速させる必要がある。また、駆動機には、高い回転力、低い摩擦力、高い逆駆動性が求められる。
【0005】
駆動機が十分な減速比を提供できない場合、多くの段階にわたって回転を減速させる過程が必要であり、それは駆動機の構造の大きさ及び複雑度を増加させ得る。よって、高い減速比を提供できる駆動機に対する要求がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の第１の目的は、遊星歯車セットを改良して高い減速比、高い回転力、高い効率、低い摩擦力、高い逆駆動性が得られる駆動機を提供することにある。
【0007】
本発明の第２の目的は、上記性能を実現しながらも遊星歯車駆動機の体積を減少させることのできる構造を提供することにある。
【0008】
本発明の第３の目的は、遊星歯車駆動機の部品点数及び加工コストを低減することのできる構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の第１の目的を達成するために、本発明は、太陽歯車と、前記太陽歯車と同心に配置される回転内接歯車と、前記太陽歯車と同心に配置される固定内接歯車と、前記太陽歯車と噛み合う第１遊星歯車、前記第１遊星歯車の一側に配置されて前記回転内接歯車と噛み合う第２遊星歯車、及び前記第１遊星歯車の他側に配置されて前記固定内接歯車と噛み合う第３遊星歯車を備え、前記第１～第３遊星歯車が同一回転軸上に一体に結合される複数の複合遊星歯車と、前記複数の複合遊星歯車にそれぞれ相対回転可能に連結されるキャリアとを含み、前記複数の複合遊星歯車のいずれか１つの前記第１遊星歯車の一部は、前記複数の複合遊星歯車の他の１つの前記第１遊星歯車と厚さ方向に重なるように配置される、遊星歯車駆動機を提供する。
【0010】
本発明の第２の目的を達成するために、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の間の間隔と、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第２及び第３遊星歯車の間の間隔とは、同じであり、前記いずれか１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車と、前記他の１つの複合遊星歯車の前記第１遊星歯車とは、前記間隔内で一部が重なった状態でずれて配置される。
【0011】
本発明の第３の目的を達成するために、前記第２遊星歯車は、前記第１遊星歯車の第１延長部に圧入固定され、前記第３遊星歯車は、前記第１遊星歯車の第２延長部に圧入固定される。また、前記遊星歯車駆動機は、前記第１遊星歯車の厚さ方向に延びる貫通孔に挿入されて前記第１及び第２延長部内に配置されるピンベアリングと、前記キャリアを前記ピンベアリングに回転可能に結合する締結ユニットとをさらに含む。
【発明の効果】
【0012】
上記解決手段により得られる本発明の効果は次の通りである。
【0013】
第一に、第１遊星歯車が太陽歯車からの駆動力により複合遊星歯車を自転させ、固定内接歯車と噛み合った第３遊星歯車が太陽歯車を中心に複合遊星歯車を公転させ、第２遊星歯車がそれに噛み合った回転内接歯車を回転させる。その過程で、太陽歯車と第１遊星歯車との歯数差、固定内接歯車と第３遊星歯車との歯数差、及び回転内接歯車と第２遊星歯車との歯数差により、高い減速比を得ることができる。
【0014】
第二に、いずれか１つの複合遊星歯車の第１遊星歯車とそれに隣接する他の１つの複合遊星歯車の第１遊星歯車とが厚さ方向に重なるようにずれて配置されることにより、遊星歯車駆動機の体積を減少させることができる。通常の遊星歯車減速機が２段に構成された構造と比較すると、本発明においては、体積がより小さいながらも、より高い減速比及び高い回転力を有するようにすることができる。また、複合遊星歯車が２つの遊星歯車で構成された構造と比較すると、本発明においては、より高い効率、低い摩擦力、高い逆駆動性を有するようにすることができる。さらに、本発明においては、波動歯車装置に比べて、高い回転力、高い効率、低い摩擦力を有するようにすることができる。
【0015】
第三に、第２及び第３遊星歯車が第１遊星歯車に圧入固定され、ピンベアリングが第１遊星歯車の貫通孔に圧入固定されることにより、複合遊星歯車の組立及び回転のための部品点数を削減することができ、加工コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一実施形態による遊星歯車駆動機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、添付図面を参照して本明細書に開示される実施形態について詳細に説明するが、図面番号に関係なく同一又は類似の構成要素には同一又は類似の符号を付し、その説明は省略する。以下の説明で用いる構成要素の接尾辞である「モジュール」及び「部（ユニット）」は、明細書の作成を容易にするために付与又は混用されるものであり、それ自体が有意性や有用性を有するものではない。また、本明細書に開示される実施形態について説明するにあたって、関連する公知技術についての具体的な説明が本明細書に開示される実施形態の要旨を不明瞭にする恐れがあると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。なお、添付図面は本明細書に開示される実施形態を容易に理解できるようにするためのものにすぎず、添付図面により本明細書に開示される技術的思想が限定されるものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるあらゆる変更、均等物又は代替物が本発明に含まれるものと理解されるべきである。
【0018】
第１、第２などのように序数を含む用語は様々な構成要素を説明するために用いられるが、上記構成要素は上記用語により限定されるものではない。上記用語は１つの構成要素を他の構成要素と区別する目的でのみ用いられる。
【0019】
ある構成要素が他の構成要素に「連結」又は「接続」されていると言及された場合は、他の構成要素に直接連結又は接続されていてもよく、中間にさらに他の構成要素が存在してもよいものと解すべきである。それに対して、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結」又は「直接接続」されていると言及された場合は、中間にさらに他の構成要素が存在しないものと解すべきである。
【0020】
単数の表現には、特に断らない限り複数の表現が含まれる。
【0021】
本明細書において、「含む」や「有する」などの用語は、明細書に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせが存在することを指定しようとするもので、１つ又はそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はそれらの組み合わせの存在や付加可能性を予め排除するものではないと理解すべきである。
【0022】
図１は、本発明の一実施形態による遊星歯車駆動機１００を示す斜視図であり、図２は、図１に示す遊星歯車駆動機１００の分解斜視図であり、図３は、図２に示す遊星歯車駆動機１００のＡ－Ａ線断面図であり、図４は、図１に示す遊星歯車駆動機１００のＢ－Ｂ線断面図である。
【0023】
図１～図４に示すように、遊星歯車駆動機１００は、動力源であるモータ１９６と、減速機である遊星歯車セットとを含む。遊星歯車セットは、モータ１９６と被駆動装置（例えば、ロボットの腕や脚など）との間に配置され、動きの実現に適するように回転数を減少させて回転力を増加させるように構成される。
【0024】
遊星歯車セットは、太陽歯車１１０、回転内接歯車１２０、固定内接歯車１３０、複数の複合遊星歯車１４０、及びキャリア１５０、１６０、１８０を含む。複合遊星歯車１４０は、太陽歯車１１０と噛み合う第１遊星歯車１４１、回転内接歯車１２０と噛み合う第２遊星歯車１４２、及び固定内接歯車１３０と噛み合う第３遊星歯車１４３を含む。遊星歯車セットの詳細構造については後述する。
【0025】
遊星歯車駆動機１００は、リングフレーム１９１と、クロスローラベアリング１９３と、アウトプットフレーム１９４と、ハウジング１９５とをさらに含む。
【0026】
リングフレーム１９１とハウジング１９５とは、互いに結合されて遊星歯車駆動機１００の外形を形成し、その内部に遊星歯車セットとモータ１９６を収容するようになっている。
【0027】
アウトプットフレーム１９４は、回転内接歯車１２０に結合され、回転内接歯車１２０の回転時に共に回転する。つまり、アウトプットフレーム１９４は、遊星歯車駆動機１００から発生した回転力が最終的に伝達される部分である。アウトプットフレーム１９４は、被駆動装置に連結され、前記回転力を伝達する。
【0028】
アウトプットフレーム１９４とハウジング１９５間には、アウトプットフレーム１９４を回転可能に支持するクロスローラベアリング１９３が配置される。
【0029】
上記構造により、アウトプットフレーム１９４は、位置が固定されたリングフレーム１９１に対して相対回転可能になる。
【0030】
リングフレーム１９１には、アウトプットフレーム１９４の回転を検知するように形成される第１エンコーダ１９２が装着されてもよい。第１エンコーダ１９２は、電源供給状態と無関係に、常に絶対位置値を測定するアブソリュートエンコーダ（Absolute Encoder）であってもよい。
【0031】
モータ１９６は、固定子（stator）１９６ａ及び回転子（rotor）１９６ｂを備え、駆動力を発生するように形成される。
【0032】
モータ１９６に隣接するハウジング１９５の内面には、モータ１９６の回転を検知するように形成される第２エンコーダ１９７が装着されてもよい。第２エンコーダ１９７は、基点からの相対的な位置を測定するインクリメンタルエンコーダ（Incremental Encoder）であってもよい。
【0033】
以下、減速機として機能する遊星歯車セットについてより具体的に説明する。
【0034】
【0035】
【0036】
本実施形態において、キャリア１５０、１６０、１８０は、複数の複合遊星歯車１４０の一側に配置される第１キャリアフレーム１５０、複数の複合遊星歯車１４０の他側に配置される第２キャリアフレーム１６０、及びそれぞれの複合遊星歯車１４０を貫通して第１キャリアフレーム１５０と第２キャリアフレーム１６０に連結される締結ユニット１８０を含む構造を有する。
【0037】
太陽歯車１１０，Ｓは、モータ１９６の回転子１９６ｂに連結され、モータ１９６から発生する駆動力を複合遊星歯車１４０に伝達する。太陽歯車１１０，Ｓは、キャリア（本実施形態においては、第２キャリアフレーム１６０）を貫通して複合遊星歯車１４０の第１遊星歯車１４１，Ｐ１と噛み合う。
【0038】
回転内接歯車１２０，Ｒ１は、太陽歯車１１０，Ｓと同心に配置される。回転内接歯車１２０，Ｒ１の回転中心は、太陽歯車１１０，Ｓの回転中心に一致する。回転内接歯車１２０，Ｒ１は、固定内接歯車１３０，Ｒ２より内径が小さく、歯数が少ない。
【0039】
固定内接歯車１３０，Ｒ２は、太陽歯車１１０，Ｓと同心に配置される。固定内接歯車１３０，Ｒ２の中心は、太陽歯車１１０，Ｓの回転中心に一致する。固定内接歯車１３０，Ｒ２は、遊星歯車セットの厚さ方向に回転内接歯車１２０，Ｒ１に対向して配置される。本実施形態において、固定内接歯車１３０，Ｒ２と回転内接歯車１２０，Ｒ１との間には、第１遊星歯車１４１，Ｐ１が配置される。前述した配置構造と後述する配置構造（隣接する第１遊星歯車１４１、１４１’同士が一部重なった状態でずれて配置される構造）により、第１遊星歯車１４１，Ｐ１が定まった空間内で最大の直径と最大の歯数を有するようにすることができる。
【0040】
複合遊星歯車１４０は、第１遊星歯車１４１，Ｐ１、第２遊星歯車１４２，Ｐ２、及び第３遊星歯車１４３，Ｐ３を含む。第１遊星歯車１４１，Ｐ１、第２遊星歯車１４２，Ｐ２、及び第３遊星歯車１４３，Ｐ３は、同一回転軸上に一体に結合されて共に回転する。
【0041】
本実施形態においては、複合遊星歯車１４０が６個備えられ、各複合遊星歯車１４０の回転軸が、太陽歯車１１０の中心から半径方向に所定距離だけ離隔した位置で、前記中心を基準として所定角度毎に（同図においては、６０°毎に）配置された場合を示す。
【0042】
第１遊星歯車１４１，Ｐ１は、太陽歯車１１０，Ｓと噛み合う。第１遊星歯車１４１，Ｐ１は、第２遊星歯車１４２，Ｐ２及び第３遊星歯車１４３，Ｐ３より直径が大きく、歯数が多い。
【0043】
第２遊星歯車１４２，Ｐ２は、第１遊星歯車１４１，Ｐ１の一側に配置され、回転内接歯車１２０，Ｒ１と噛み合う。本実施形態において、第２遊星歯車１４２，Ｐ２は、第３遊星歯車１４３，Ｐ３より直径が小さく、歯数が少ない。
【0044】
第３遊星歯車１４３，Ｐ３は、第１遊星歯車１４１，Ｐ１の他側に配置され、固定内接歯車１３０，Ｒ２と噛み合う。
【0045】
第１キャリアフレーム１５０は、複数の複合遊星歯車１４０の一側に配置され、複数の複合遊星歯車１４０と相対回転可能に連結される。つまり、各複合遊星歯車１４０の回転軸は、第１キャリアフレーム１５０に回転可能に連結される。
【0046】
第２キャリアフレーム１６０は、複数の複合遊星歯車１４０の他側に配置され、複数の複合遊星歯車１４０と相対回転可能に連結される。つまり、各複合遊星歯車１４０の回転軸は、第２キャリアフレーム１６０に回転可能に連結される。第２キャリアフレーム１６０の中央部には、太陽歯車１１０乃至回転子１９６ｂが貫通するように開口が形成される。
【0047】
上記構造により、遊星歯車セットは次のように駆動される。
【0048】
モータ１９６が駆動されると、モータ１９６から発生する駆動力により太陽歯車１１０が回転する。太陽歯車１１０は、それに噛み合った第１遊星歯車１４１に駆動力を伝達する。以下、太陽歯車１１０が時計方向に回転する場合を例に説明する。
【0049】
第１遊星歯車１４１は、太陽歯車１１０からの回転力により複合遊星歯車１４０を自転させる。本例において、複合遊星歯車１４０は半時計方向に自転する。
【0050】
このとき、固定内接歯車１３０と噛み合った第３遊星歯車１４３が太陽歯車１１０を中心に複合遊星歯車１４０を公転させる。本例において、複合遊星歯車１４０は時計方向に公転する。
【0051】
複合遊星歯車１４０が自転及び公転することにより、第２遊星歯車１４２は、それに噛み合った回転内接歯車１２０を回転させる。本例において、回転内接歯車１２０は時計方向に回転する。
【0052】
上記過程で、太陽歯車１１０と第１遊星歯車１４１との歯数差、固定内接歯車１３０と第３遊星歯車１４３との歯数差、及び回転内接歯車１２０と第２遊星歯車１４２との歯数差により、高い減速比を得ることができる。
【0053】
減速比は、入力速度（すなわち、太陽歯車１１０の回転速度）に対する出力速度（すなわち、回転内接歯車１２０の回転速度）であり、（Ｐ１／Ｓ＋Ｐ３／Ｒ２）／（Ｐ３／Ｒ２－Ｐ２／Ｒ１）で計算される。当該減速比の計算式で、Ｓは太陽歯車１１０の歯数、Ｒ１は回転内接歯車１２０の歯数、Ｒ２は固定内接歯車１３０の歯数、Ｐ１は第１遊星歯車１４１の歯数、Ｐ２は第２遊星歯車１４２の歯数、及びＰ３は第３遊星歯車１４３の歯数である。
【0054】
なお、内接歯車１２０、１３０の歯数に対する、内接歯車１２０、１３０に噛み合った遊星歯車１４２、１４３の歯数の比（Ｐｘ／Ｒｙ）は、内接歯車１２０、１３０の直径（歯数に比例）が大きいほどより大きい。
【0055】
よって、上記構造のように、回転内接歯車１２０が固定内接歯車１３０より直径が小さく、歯数が少なく、また、第２遊星歯車１４２が第３遊星歯車１４３より直径が小さく、歯数が少ない場合は、常にＰ３／Ｒ２がＰ２／Ｒ１より大きいので、減速比は常に正数となる。すなわち、回転内接歯車１２０が太陽歯車１１０と同じ方向に回転する。
【0056】
しかし、本発明は、これに限定されるものではない。回転内接歯車１２０は、固定内接歯車１３０より直径が大きく、歯数が多くしてもよく、また、第２遊星歯車１４２は、第３遊星歯車１４３より直径が大きく、歯数が多くしてもよい。この場合は、常にＰ３／Ｒ２がＰ２／Ｒ１より小さいので、減速比は常に負数となる。すなわち、回転内接歯車１２０が太陽歯車１１０の回転方向の逆方向に回転する。
【0057】
以下、上記性能を実現しながらも遊星歯車駆動機１００の体積を減少させることのできる構造について説明する。
【0058】
図７は、図２に示す互いに隣接して配置された２つの複合遊星歯車１４０と太陽歯車１１０との配置関係を示す概念図である。なお、（ａ）では、太陽歯車１１０の相当部分が２つの複合遊星歯車１４０、１４０’に隠れている。（ｂ）は、（ａ）の逆方向から見た図であり、太陽歯車１１０が２つの複合遊星歯車１４０、１４０’の一部を隠している。
【0059】
図７の（ａ）を図２及び図３と共に参照すると、いずれか１つの複合遊星歯車１４０は、それに隣接する他の１つの複合遊星歯車１４０’と厚さ方向に重なるように配置される。すなわち、いずれか１つの複合遊星歯車１４０と他の１つの複合遊星歯車１４０’とがずれて配置され、遊星歯車駆動機１００がコンパクトに構成されるようにする。
【0060】
具体的には、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１と、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’とは、厚さ方向に重なるように配置される。
【0061】
ここで、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第２及び第３遊星歯車１４２、１４３の間の間隔と、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第２及び第３遊星歯車１４２’、１４３’の間の間隔とは、同一になっている。
【0062】
ただし、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１と、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’とは、前記間隔内で一部が重なった状態でずれて配置される。
【0063】
上記構造を実現するために、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１は、第３遊星歯車１４３から所定間隔だけ離隔して配置され、第３遊星歯車１４３と共に第１離隔部１４０ａを規定する。それに対して、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’は、第２遊星歯車１４２’から所定間隔だけ離隔して配置され、第２遊星歯車１４２’と共に第２離隔部１４０ｂを規定する。
【0064】
上記構造において、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１の一部は、第２離隔部１４０ｂ内に配置され、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’の一部は、第１離隔部１４０ａ内に配置される。
【0065】
これによれば、第１遊星歯車１４１の直径及び歯数を増加させて減速比を高めながらも、隣接する２つの複合遊星歯車１４０、１４０’の間で干渉が生じないコンパクトな構造を実現することができる。
【0066】
遊星歯車減速機が２段に積層された構造と比較すると、本構造は、体積がより小さいながらも、より高い減速比及び高い回転力を有する。また、複合遊星歯車１４０が２つの遊星歯車で構成された構造と比較すると、本構造は、より高い効率、低い摩擦力、高い逆駆動性を有する。さらに、本構造は、波動歯車装置に比べて、高い回転力、高い効率、低い摩擦力を有する。
【0067】
一方、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１は、他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第２及び第３遊星歯車１４２’、１４３’の少なくとも一方と厚さ方向に重なるように配置されてもよい。本実施形態においては、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１が他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１～第３遊星歯車１４１’、１４２’、１４３’の全てと厚さ方向に重なるように配置された場合を示す。
【0068】
図７の（ａ）及び（ｂ）を共に参照すると、太陽歯車１１０は、各複合遊星歯車１４０の第１遊星歯車１４１と噛み合って駆動力を伝達するように形成される。隣接する２つの第１遊星歯車１４１、１４１’がずれて配置される構造を有するので、太陽歯車１１０は、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１及び他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’と半径方向に重なるように配置される。
【0069】
太陽歯車１１０の歯厚（tooth thickness）は、いずれか１つの複合遊星歯車１４０に備えられる第１遊星歯車１４１の歯厚と他の１つの複合遊星歯車１４０’に備えられる第１遊星歯車１４１’の歯厚の和より厚い。
【0070】
以下、遊星歯車駆動機１００の部品点数及び加工コストを低減することのできる構造について説明する。
【0071】
【0072】
図８に示すように、第１～第３遊星歯車１４１、１４２、１４３は、同一回転軸上に一体に結合される。そのために、第１遊星歯車１４１は、第１延長部１４１ａ及び第２延長部１４１ｂを含む。
【0073】
第１延長部１４１ａは、第１遊星歯車１４１の一側に延びて第２遊星歯車１４２と結合される。第２遊星歯車１４２は、第１延長部１４１ａに圧入固定されてもよい。
【0074】
第１延長部１４１ａの外周には、ガイド突起が回転軸方向に沿って延設され、第２遊星歯車１４２の内周には、ガイド突起に挿入されて第１延長部１４１ａへの挿入がガイドされるガイド溝が形成されるようにしてもよい。ガイド突起とガイド溝とは、互いに形成位置が変わってもよい。
【0075】
また、第１延長部１４１ａには、第２遊星歯車１４２の挿入量を制限するストッパが備えられてもよい。
【0076】
第２延長部１４１ｂは、第１遊星歯車１４１の他側に延びて第３遊星歯車１４３と結合される。第３遊星歯車１４３は、第２延長部１４１ｂに圧入固定されてもよい。
【0077】
第２延長部１４１ｂの外周には、ガイド突起が回転軸方向に沿って延設され、第３遊星歯車１４３の内周には、ガイド突起に挿入されて第２延長部１４１ｂへの挿入がガイドされるガイド溝が形成されるようにしてもよい。ガイド突起とガイド溝とは、互いに形成位置が変わってもよい。
【0078】
また、第２延長部１４１ｂには、第３遊星歯車１４３の挿入量を制限するストッパが備えられてもよい。
【0079】
第２及び第３遊星歯車１４２、１４３は、第１遊星歯車１４１と歯端部（tooth
end）が一致するように整列される。このために、前述したガイド突起及びガイド溝は、予め設定された位置に形成されて前記整列をガイドするようにしてもよい。
end）が一致するように整列される。このために、前述したガイド突起及びガイド溝は、予め設定された位置に形成されて前記整列をガイドするようにしてもよい。
【0080】
一方、第１遊星歯車１４１には、厚さ方向に第１遊星歯車１４１の中心を貫通する貫通孔１４１ｃが延設される。貫通孔１４１ｃは、第１及び第２延長部１４１ａ、１４１ｂを貫通するように形成される。
【0081】
貫通孔１４１ｃには、ピンベアリング１７０が挿入される。ピンベアリング１７０は、貫通孔１４１ｃに挿入されて第１及び第２延長部１４１ａ、１４１ｂ内に配置される。
【0082】
第１キャリアフレーム１５０及び第２キャリアフレーム１６０は、締結ユニット１８０によりピンベアリング１７０に回転可能に結合される。本実施形態において、締結ユニット１８０は、シャフト１８１、第１締結ピン１８２ａ及び第２締結ピン１８２ｂを含む。シャフト１８１は、ピンベアリング１７０に挿入され、第１締結ピン１８２ａは、第１キャリアフレーム１５０を貫通してシャフト１８１に挿入され、第２締結ピン１８２ｂは、第２キャリアフレーム１６０を貫通してシャフト１８１に挿入される。
【0083】
上記構造によれば、第２及び第３遊星歯車１４２、１４３が第１遊星歯車１４１に圧入固定され、ピンベアリング１７０が第１遊星歯車１４１の貫通孔１４１ｃに圧入固定されることにより、複合遊星歯車１４０の組立及び回転のための部品点数を削減することができ、加工コストを低減することができる。
【0084】
【0085】
図９に示すように、太陽歯車１１０は、１８個の歯数（Ｓ＝１８）を有し、回転内接歯車１２０は、９０個の歯数（Ｒ１＝９０）を有し、固定内接歯車１３０は、９６個の歯数（Ｒ２＝９６）を有する。また、複合遊星歯車１４０において、第１遊星歯車１４１は、４８個の歯数（Ｐ１＝４８）を有し、第２遊星歯車１４２は、２４個の歯数（Ｐ２＝２４）を有し、第３遊星歯車１４３は、３０個の歯数（Ｐ３＝３０）を有する。ここで、各歯車の直径は歯数に比例する。
【0086】
減速比は、（Ｐ１／Ｓ＋Ｐ３／Ｒ２）／（Ｐ３／Ｒ２－Ｐ２／Ｒ１）で計算される。当該計算式で計算すると、前述した遊星歯車セットの減速比は６５である。すなわち、前記遊星歯車セットを用いると、６５：１に減速することができる。
【0087】
一方、本発明の詳細な説明は例示的なものであり、あらゆる面で限定的に解釈されてはならない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲の合理的解釈により定められるべきであり、本発明の等価的範囲内でのあらゆる変更が本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0088】
１００ 遊星歯車駆動機
１１０ 太陽歯車
１２０ 回転内接歯車
１３０ 固定内接歯車
１４０ 複合遊星歯車
１４０ａ 第１離隔部
１４０ｂ 第２離隔部
１４１ 第１遊星歯車
１４１ａ 第１延長部
１４１ｂ 第２延長部
１４１ｃ 貫通孔
１４２ 第２遊星歯車
１４３ 第３遊星歯車
１５０ 第１フレーム
１６０ 第２フレーム
１７０ ピンベアリング
１８０ 締結ユニット
１１０ 太陽歯車
１２０ 回転内接歯車
１３０ 固定内接歯車
１４０ 複合遊星歯車
１４０ａ 第１離隔部
１４０ｂ 第２離隔部
１４１ 第１遊星歯車
１４１ａ 第１延長部
１４１ｂ 第２延長部
１４１ｃ 貫通孔
１４２ 第２遊星歯車
１４３ 第３遊星歯車
１５０ 第１フレーム
１６０ 第２フレーム
１７０ ピンベアリング
１８０ 締結ユニット
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
