特開 2024-127247 キャリア及び減速機

(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】P2024127247

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】キャリア及び減速機

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/28 20060101AFI20240912BHJP

   F16B 21/12 20060101ALI20240912BHJP

   F16B 5/02 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

F16H1/28

F16B21/12 C

F16B5/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023036266

(22)【出願日】2023-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001771

【氏名又は名称】弁理士法人虎ノ門知的財産事務所

(72)【発明者】

【氏名】角 友紀

【テーマコード（参考）】

3J001

3J027

3J037

【Ｆターム（参考）】

3J001FA02

3J001GB01

3J001HA02

3J001HA10

3J001JA03

3J001JD02

3J001JD03

3J001KB05

3J027FA36

3J027FA37

3J027GB03

3J027GC13

3J027GE01

3J027GE29

3J037AA06

3J037HA03

(57)【要約】

【課題】キャリアを構成する部材を、周方向においても固定する。
【解決手段】キャリアは、第１部材と、第２部材と、複数の歯車と、第１固定部材と、第２固定部材と、を備える。前記第１部材は、軸方向における一方側に位置する。前記第２部材は、軸方向における他方側に位置し、前記第１部材と軸方向において対向する。前記第１固定部材は、軸方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する。前記第２固定部材は、周方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する。前記第１固定部材は、軸方向において、前記第２固定部材に挿通される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸方向における一方側に位置する第１部材と、
軸方向における他方側に位置し、前記第１部材と軸方向において対向する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材との間に収容される複数の歯車と、
軸方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する第１固定部材と、
周方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する第２固定部材と、
を備え、
前記第１固定部材は、軸方向において、前記第２固定部材に挿通される、
キャリア。

【請求項2】

前記第１部材には、軸方向に延在する第１貫通孔が形成され、
前記第２部材には、前記第１貫通孔と対向する位置に、軸方向に延在する凹部又は第２貫通孔が形成され、
前記第２固定部材は、前記第１貫通孔と、前記凹部又は前記第２貫通孔との両方と接する、
請求項１に記載のキャリア。

【請求項3】

前記第２固定部材は、金属又は樹脂により形成され、
前記第２固定部材の外周面は、軸方向の一方側において前記第１貫通孔の内周面に圧接するとともに、軸方向の他方側において前記凹部の内周面又は前記第２貫通孔の内周面に圧接する、
請求項２に記載のキャリア。

【請求項4】

前記第２固定部材は、側周面に切り欠きが形成された、軸方向に延在する略円筒形状の部材であり、
前記第１固定部材は、前記第２固定部材の内周面と離間して対向する、
請求項１に記載のキャリア。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１つに記載のキャリアと、
前記複数の歯車と噛合する第１内歯車及び第２内歯車と、
前記第１内歯車と連動して回動する出力軸と、
を備える減速機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、キャリア及び減速機に関する。

【背景技術】

【0002】

遊星歯車機構等において、複数の歯車を収容するキャリアを、軸方向における２つの部材により構成する技術が知られている。例えば、軸方向に離間した一対の固定フランジを、複数のリンクシャフトで連結する技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１４４５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

２つの部材でキャリアを構成する場合、軸方向及び周方向において２つの部材を固定する必要がある。しかし、遊星歯車の数が多い場合、キャリアに形成される開口部の数が多くなり、２つの部材を結合する部分の面積が小さくなる。この場合、２つの部材を確実に固定することが困難である。

【0005】

一つの側面では、キャリアを構成する部材を確実に固定できるキャリア及び減速機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】

【0006】

一つの態様において、キャリアは、第１部材と、第２部材と、複数の歯車と、第１固定部材と、第２固定部材と、を備える。前記第１部材は、軸方向における一方側に位置する。前記第２部材は、軸方向における他方側に位置し、前記第１部材と軸方向において対向する。前記第１固定部材は、軸方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する。前記第２固定部材は、周方向において、前記第１部材と前記第２部材とを固定する。前記第１固定部材は、軸方向において、前記第２固定部材に挿通される。

【0007】

一つの態様によれば、キャリアを構成する部材を、周方向においても固定できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態における減速機の一例を示す断面斜視図である。

【図2】図２は、実施形態におけるキャリアの一例を示す上面図である。

【図3】図３は、実施形態におけるキャリアの一例を示す側面図である。

【図4】図４は、実施形態におけるキャリアの一例を示す断面斜視図である。

【図5】図５は、実施形態におけるキャリアの組立工程の一例を示す分解斜視図である。

【図6】図６は、実施形態における中空ピンの一例を示す斜視図である。

【図7】図７は、実施形態における中空ピンの取付工程の一例を示す断面斜視図である。

【図8】図８は、実施形態における中空ピンの取付工程の一例を示す拡大断面図である。

【図9】図９は、実施形態における中空ピン及びボルトが取り付けられたキャリアの一例を示す拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、本願の開示するキャリア及び減速機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図面における各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。各図面において、説明を分かりやすくするために、後に説明する入力軸２０が延在する方向を軸方向における負方向側とし、後に説明する出力軸６０が延在する方向を軸方向における正方向側とする座標系を図示する場合がある。また、以下の図面において、歯車の歯や、ボルトのネジ山、ボルト孔のネジ溝等の図示を省略する場合がある。

【0010】

［実施形態］
まず、本実施形態における減速機について、図１を用いて説明する。図１は、実施形態における減速機の一例を示す断面斜視図である。図１に示すように、本実施形態における減速機１は、例えば不思議遊星歯車機構であり、入力ユニット１０と、筒部３０と、出力ユニット５０と、固定内歯車７０と、出力内歯車８０と、破線で示すキャリア１００とを備える。なお、出力内歯車８０は、第１内歯車の一例であり、固定内歯車７０は、第２内歯車の一例である。

【0011】

入力ユニット１０は、入力側カバー１１と、軸受１８及び１９と、入力軸２０と、太陽歯車２１とを備える。

【0012】

入力側カバー１１は、軸受１８及び１９を介して、入力軸２０を回動可能に軸支する。入力側カバー１１は、ボルト１３により、筒部３０に固定される。また、入力側カバー１１には、他の筐体等に固定されるためのネジ溝１５が形成されていてもよい。

【0013】

入力軸２０は、図示しないモータ等と連動して回動する、中実に形成された回転軸である。太陽歯車２１は、入力軸２０と連動して回動することにより、後に説明する遊星歯車１３０に駆動力を伝達する。なお、遊星歯車１３０は、複数の歯車の一例である。

【0014】

筒部３０は、外周面と内周面とを備える略円筒状の部材である。筒部３０は、固定内歯車７０と、出力内歯車８０と、キャリア１００とを収容する。

【0015】

出力ユニット５０は、出力側カバー５１と、クロスローラベアリング５６と、出力軸６０とを備える。

【0016】

出力軸６０は、図示しないインペラ等に駆動力を伝達する、中空に形成された回転軸である。出力側カバー５１は、クロスローラベアリング５６を介して、出力軸６０を回動可能に軸支する。また、出力側カバー５１は、筒部３０に、ボルト５３により固定される。

【0017】

固定内歯車７０及び出力内歯車８０は、内周面に歯が形成される、略環状の歯車である。固定内歯車７０及び出力内歯車８０は、外周面が筒部３０の内周面に接するように筒部３０に収容される。

【0018】

固定内歯車７０は、ボルト３７により、筒部３０に固定される。一方、出力内歯車８０は、筒部３０や固定内歯車７０に対しては固定されず、出力軸６０と、ボルト６８により固定される。また、出力内歯車８０の歯数は、固定内歯車７０の歯数と異なる。この場合において、出力軸６０は、出力内歯車８０と連動して回動する。

【0019】

なお、実施形態において、入力軸２０は中実に形成され、出力軸６０は中空に成形されているが、これに限られず、入力軸２０が中空に形成されていてもよく、また出力軸６０が中実に形成されていてもよい。

【0020】

キャリア１００は、図２乃至図４に示すように、複数の遊星歯車１３０を収容する部材である。図２は、実施形態におけるキャリアの一例を示す上面図である。図３は、実施形態におけるキャリアの一例を示す側面図である。図４は、実施形態におけるキャリアの一例を示す断面斜視図である。図２は、図１に示すキャリア１００を、軸方向における正方向側から見た図を示す。図４は、図２のＡ－Ａ線で切断した断面を示す。

【0021】

図１に示すように、キャリア１００は、筒部３０に、軸受１０３を介して回動可能に収容される。また、キャリア１００と出力軸６０とは、径方向において、軸受１０６を介して相互に回動可能に対向する。

【0022】

図３及び図４に示すように、キャリア１００は、第１部材１１０と、第２部材１２０と、複数の遊星歯車１３０とを備える。第１部材１１０と、第２部材１２０とは、複数の遊星歯車１３０を挟みこむ態様で、軸方向において相互に対向する。図２に示すように、実施形態におけるキャリア１００は、７つの遊星歯車１３０を収容する。

【0023】

図５に示すように、第１部材１１０は、環状部１１１と、支柱１１２と、円板部１１７と、を備え、第２部材１２０は、環状部１２１と、支柱１２２と、円板部１１７とを備える。図５は、実施形態におけるキャリアの組立工程の一例を示す分解斜視図である。支柱１１２は、円板部１１７から、軸方向における負方向側に延在する。支柱１２２は、円板部１２７から、軸方向における正方向側に延在する。支柱１１２及び支柱１２２は、軸方向において相互に対向する。なお、軸方向における正方向側は、軸方向における一方側の一例であり、軸方向における負方向側は、軸方向における他方側の一例である。

【0024】

環状部１１１及び環状部１２１は、図２に示すキャリア１００の内周面１０１を形成する。また、円板部１１７の外周面及び支柱１１２の外周面と、円板部１２７の外周面及び支柱１２２の外周面とは、図２に示すキャリア１００の外周面１０２を形成する。

【0025】

円板部１１７には、２つの支柱１１２に周方向において挟まれた部分に、軸受支持部１１８が形成される。また、円板部１２７には、２つの支柱１２２に周方向において挟まれた部分に、軸受支持部１２８が形成される

【0026】

第１部材１１０の支柱１１２及び軸受支持部１１８と、第２部材１２０の支柱１２２及び軸受支持部１２８とは、開口１４１及び１４２を形成する。開口１４１は、径方向における外側に形成され、開口１４２は、径方向における内側に形成される。

【0027】

遊星歯車１３０は、遊星軸１３３により軸支される。遊星軸１３３は、軸受１３１及び１３２により回動可能に支持される。軸受１３１は、第１部材１１０の軸受支持部１１８に収容され、軸受１３２は、第２部材１２０の軸受支持部１２８に収容される。

【0028】

図２乃至図４に示すように、遊星歯車１３０の一部は、開口１４１を介して、キャリア１００の外周面１０２よりも径方向における外側に突出する。また、図４に示すように、遊星歯車１３０の別の一部は、開口１４２を介して、キャリア１００の内周面１０１よりも径方向における内側に突出する。なお、図２において、遊星歯車１３０の開口１４２から径方向内側に突出する部分は、キャリア１００の内周面１０１に隠れて視認されない。

【0029】

また、遊星歯車１３０の軸方向における正方向側の部分は、周方向において隣接する２つの支柱１１２と対向し、遊星歯車１３０の軸方向における負方向側の部分は、周方向において隣接する２つの支柱１２２と対向する。また、遊星歯車１３０の軸方向における正方向側の一部は、環状部１１１の外周面と対向する。

【0030】

遊星歯車１３０は、径方向における外側に突出した部分において、固定内歯車７０及び出力内歯車８０と噛合する。また、遊星歯車１３０は、径方向における内側に突出した部分において、太陽歯車２１と噛合する。

【0031】

この場合において、遊星歯車１３０は、回動する太陽歯車２１と連動して自転することにより、固定内歯車７０と太陽歯車２１との間を公転する。その際、出力内歯車８０は、公転する遊星歯車１３０と連動して自転することにより、駆動力を出力軸６０に伝達する。また、遊星歯車１３０が公転することに伴い、遊星歯車１３０を回動可能に軸支するキャリア１００は、遊星歯車１３０が公転する方向に自転する。

【0032】

第１部材１１０と第２部材１２０とは、７つの遊星歯車１３０を収容した状態で、図５に示すようにボルト１８０により軸方向において固定される。ボルト１８０は、頭部１８１と、外周面１８４とを備える。外周面１８４の一部には、ねじ部１８５が形成される。なお、ボルト１８０は、第１固定部材の一例である。

【0033】

図５に示すように、第１部材１１０の支柱１１２には、軸方向に延在する貫通孔１１３が形成される。また、第２部材１２０の支柱１２２には、軸方向における負方向側に延在する凹部１２３が形成される。凹部１２３には、ネジ溝１２５がさらに形成される。なお、貫通孔１１３は、第１貫通孔の一例である。凹部１２３は、軸方向において、貫通孔１１３と対向する位置に形成される。

【0034】

ボルト１８０は、第１部材１１０の貫通孔１１３と第２部材１２０の凹部１２３とに、軸方向における正方向側から挿通される。ボルト１８０は、ねじ部１８５が第２部材１２０のネジ溝１２５と螺合するとともに、頭部１８１がワッシャー１９０を介して第１部材１１０と対向する。

【0035】

図５に示すように、実施形態において、貫通孔１１３の内径Ｂ１は、ボルト１８０の外周面１８４よりも大きい。また、凹部１２３のうち、ネジ溝１２５以外の部分の断面形状は、貫通孔１１３の断面形状と略同一である。この場合、図５に示す凹部１２３の内径Ｂ２は、貫通孔１１３の内径Ｂ１と略同一である。この場合において、ボルト１８０の外周面１８４は、ねじ部１８５を除いて、第１部材１１０とも第２部材１２０とも直接接触しない。

【0036】

また、図４及び図５に示すように、第１部材１１０の貫通孔１１３と第２部材１２０の凹部１２３とには、中空ピン１５０がさらに挿通される。中空ピン１５０は、例えば弾性変形可能な金属などにより形成される、外径Ｄ１の略円筒状の部材である。なお、中空ピン１５０は、第２固定部材の一例である。

【0037】

中空ピン１５０の側周面には、幅Ｗ１のスリット１５２が形成される。この場合において、中空ピン１５０は、破線で示す矢印に示す方向に押圧することにより、径方向に変形可能である。図６は、実施形態における中空ピンの一例を示す斜視図である。図６に示すように、スリット１５２は、中空ピン１５０の軸方向における一方側の端部から、他方側の端部まで延在する。なお、スリット１５２は、側周面に形成された切り欠きの一例である。

【0038】

図７は、実施形態における中空ピンの取付工程の一例を示す断面斜視図である。図８は、実施形態における中空ピンの取付工程の一例を示す拡大断面図である。図７では、図４のＣ－Ｃ線で切断した断面において、ボルト１８０が取り付けられる前の状態を示す。図８は、ボルト１８０が取り付けられる前の状態を、図３のＢ－Ｂ線で切断した断面を示す。

【0039】

図７に示すように、第１部材１１０と第２部材１２０が組み合わされた状態にて、中空ピン１５０を貫通孔１１３と凹部１２３に圧入する。この場合において、装着後の中空ピン１７０の外径Ｄ２は、貫通孔１１３と、凹部１２３との両方と接する。具体的には、図７及び図８に示すように、装着後の中空ピン１７０の外周面のうち軸方向における正方向側の部分は、貫通孔１１３の内周面に圧接する。また、図７に示すように、軸方向における負方向側の部分は、凹部１２３の内周面に圧接する。これにより、中空ピン１７０が、第１部材１１０と第２部材１２０とを、周方向において固定するので、第１部材１１０と第２部材１２０とが、径方向又は周方向において相互にずれることが抑制される。

【0040】

実施形態において、ボルト１８０は、中空ピン１７０がキャリア１００に挿通された後に、中空ピン１７０に挿通される。この場合において、図９に示すように、中空ピン１５０の内周面とボルト１８０の外周面１８４とは、径方向において、幅Ｇだけ離間して相互に対向する。図９は、実施形態における中空ピン及びボルトが取り付けられたキャリアの一例を示す拡大断面図である。図９は、図３のＢ－Ｂ線で切断した断面を示す。また、軸方向において、ボルト１８０と中空ピン１５０とは、図４及び図５に示すように、ワッシャー１９０を介して対向する。

【0041】

遊星歯車減速機において、大きなトルクを伝達する必要がある場合、遊星歯車の数を多く設ける必要がある。この時、実施形態のような形状のキャリア１００とする場合は、部品加工や組み立ての容易性から、軸方向に２分割した第１部材１１０と第２部材１２０からなるキャリア１００とする。そのため、分割されたキャリア同士の固定が必要となるが、ボルト１８０のみで固定する場合、軸方向の固定は十分に可能なものの、周方向の固定については、ボルト座面とキャリアの接触面との摩擦力のみとなってしまい、固定が不十分となるおそれがある。そこで、第１部材１１０と第２部材１２０を、軸方向においてだけでなく、周方向においても固定する必要がある。

【0042】

しかし、実施形態のように多くの遊星歯車１３０を収容するキャリア１００においては、第１部材１１０と第２部材１２０とを連結する支柱１１２及び支柱１２２の面積が小さい。この場合、第１部材１１０と第２部材１２０とを軸方向及び周方向において固定する部材をそれぞれ別の場所に配置する面積を確保することが難しい。

【0043】

実施形態に示す構成によれば、第１部材１１０と第２部材１２０とを軸方向において固定するボルト１８０を挿通する貫通孔１１３及び凹部１２３に、第１部材１１０と第２部材１２０とを周方向において固定する部材を配置することができる。これにより、限られた面積においても、第１部材１１０と第２部材１２０とを軸方向及び周方向において固定させることができる。

【0044】

以上説明したように、本実施形態におけるキャリア１００は、第１部材１１０と、第２部材１２０と、複数の歯車１３０と、第１固定部材１８０と、第２固定部材１７０と、を備える。第１部材１１０は、軸方向における一方側に位置する。第２部材１２０は、軸方向における他方側に位置し、第１部材１１０と軸方向において対向する。第１固定部材１８０は、軸方向において、第１部材１１０と第２部材１２０とを固定する。第２固定部材１７０は、周方向において、第１部材１１０と第２部材１２０とを固定する。第１固定部材１８０は、軸方向において、第２固定部材１７０に挿通される。かかる構成によれば、キャリアを構成する部材を確実に固定できる。また、限られた面積で固定することができるため、キャリア及び減速機の大型化を抑制することも可能である。

【0045】

［変形例］
以上、本実施形態における構成について説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、第２部材１２０の支柱１２２に形成される凹部１２３は、中空ピン１７０と圧接可能であり、かつボルト１８０と螺合可能であれば、貫通孔等のその他の形状であってもよい。

【0046】

また、中空ピン１５０の材質は、十分な強度を確保できれば樹脂等であってもよい。スリット１５２の形状は、上で説明したものに限られない。例えば、スリットに凹凸が形成されていてもよく、また軸方向に対して傾斜して形成されていてもよい。また、スリットが軸方向における一方側から他方側まで貫通していないような形状であってもよい。さらに、第１部材１１０の貫通孔１１３と、これと対向する第２部材１２０の凹部１２３の相互の位置ズレがない状態であれば、スリットが形成されないような構成であってもよい。

【0047】

また、実施形態及び各変形例に示すキャリア１００は、減速機１のような不思議遊星歯車以外の装置、例えば多段式の遊星歯車装置や、遊星ローラ装置等にも適用できる。

【0048】

以上、本発明を実施形態及び各変形例に基づき説明したが、本発明は実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更が可能であることも言うまでもない。そのような要旨を逸脱しない範囲での種々の変更を行ったものも本発明の技術的範囲に含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0049】

１ 減速機、１０ 入力ユニット、１１ 入力側カバー、１３ ボルト、１５ ネジ溝、１８，１９ 軸受、２０ 入力軸、２１ 太陽歯車、３０ 筒部、３７ ボルト、５０ 出力ユニット、５１ 出力側カバー、５３ ボルト、５６ クロスローラベアリング、６０ 出力軸、６８ ボルト、７０ 固定内歯車、８０ 出力内歯車、１００ キャリア、１０３，１０６ 軸受、１１０ 第１部材、１１１ 環状部、１１２ 支柱、１１３ 貫通孔、１１７ 円板部、１１８ 軸受支持部、１２０ 第２部材、１２１ 環状部、１２２ 支柱、１２３ 凹部、１２５ ネジ溝、１２７ 円板部、１２８ 軸受支持部、１３０ 遊星歯車、１３１，１３２ 軸受、１３３ 遊星軸、１４１，１４２ 開口、１５０ 中空ピン、１５２ スリット、１７０ 装着後の中空ピン、１８０ ボルト、１８１ 頭部、１８４ 外周面、１８５ ねじ部、１９０ ワッシャー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】