特許 7344590 軸継手の構造及び軸継手の構造を応用し且つモジュール化された同軸ギアユニット減速機構

(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】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】軸継手の構造及び軸継手の構造を応用し且つモジュール化された同軸ギアユニット減速機構

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/06 20060101AFI20230907BHJP

   F16H 1/46 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

F16D1/06 242

F16D1/06 230

F16H1/46

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021208426

(22)【出願日】2021-12-22

(65)【公開番号】P2022100293

(43)【公開日】2022-07-05

【審査請求日】2021-12-22

(31)【優先権主張番号】109145752

(32)【優先日】2020-12-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(73)【特許権者】

【識別番号】596009559

【氏名又は名称】姚 立和

(74)【代理人】

【識別番号】100143720

【弁理士】

【氏名又は名称】米田 耕一郎

(72)【発明者】

【氏名】姚 立和

(72)【発明者】

【氏名】連 哲文

(72)【発明者】

【氏名】謝 培升

(72)【発明者】

【氏名】田 騏禎

(72)【発明者】

【氏名】謝 弼任

【審査官】糟谷 瑛

(56)【参考文献】

【文献】実公昭４７－０１９９０９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】特開平０１－２５０６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３２３６４９５（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ １／０６

Ｆ１６Ｈ １／２８－ １／４８

Ｆ１６Ｈ ５５／１７

Ｆ１６Ｈ ５７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部品と、管部品と、螺合連結ユニットからなる軸継手の構造であって、
前記軸部品は、貫通軸段を備え、前記軸部品における前記貫通軸段の端縁には、軸方向に延在するとともに交錯して配列される複数の軸方向嵌合溝が形成され、また、前記軸部品における前記貫通軸段の端面の軸心には、螺合孔が形成され、
前記管部品の軸心は、前記軸部品における前記貫通軸段に対応する貫通軸孔を備え、前記管部品の前記貫通軸孔における前記軸部品と反対の一端には、嵌合連結段が形成され、そのうち、前記嵌合連結段の内縁面には、凹縁状の複数の径方向嵌合溝が形成され、
前記螺合連結ユニットは、カップリング部と、螺合固定部品を備え、前記カップリング部は、前記管部品における前記貫通軸孔の前記嵌合連結段内に設けられ、また、前記カップリング部の外縁は、前記管部品における前記径方向嵌合溝に対応する複数の径方向嵌合部を備え、さらに、前記カップリング部の端面は、前記軸部品における前記軸方向嵌合溝に対応する複数の軸方向嵌合部を備え、また、前記カップリング部の軸心には、前記螺合固定部品が貫通するための穿孔が形成されるとともに、前記螺合固定部品の一端は、前記軸部品の前記螺合孔内に螺合係止され、
これにより、前記カップリング部が前記管部品における嵌合連結段と軸部品における貫通軸段の間に嵌合係止され且つ圧迫されることで、軸方向と径方向に同時に嵌合され且つ位置決めされる
ことを特徴とする軸継手の構造。

【請求項2】

請求項1に記載の軸継手の構造において、
前記軸部品における貫通軸段の外縁には、位置決め段差面が形成されることで、管部品の軸方向が位置決めされる
ことを特徴とする軸継手の構造。

【請求項3】

請求項1に記載の軸継手の構造において、
前記螺合連結ユニットにおけるカップリング部の各前記軸方向嵌合部は、各前記径方向嵌合部と相対して配列されるとともに、各前記径方向嵌合溝の端部には、比較的浅い段差部が形成されることで、各前記軸方向嵌合部の外縁は、前記嵌合連結段における前記径方向嵌合溝の段差部に同時に嵌合且つ係入されることで、嵌合及び係入の效果が向上する
ことを特徴とする軸継手の構造。

【請求項4】

請求項1から請求項3のいずれかに記載の軸継手の構造と、
筺体と、内部ギア環状レールと、同軸ギアユニットとからなる、モジュール化された同軸ギアユニット減速機構であって、
前記軸部品は、伝動軸をなすとともに、前記筺体に枢設され、
前記内部ギア環状レールは、前記筺体に螺合され、
前記同軸ギアユニットは、太陽歯車をなす管部品と、遊星ギアユニットと、出力部品を備え、
そのうち、前記管部品の外縁には噛部が形成され、
また、前記遊星ギアユニットは、前記管部品の両端の間に枢設され、さらに、前記遊星ギアユニットは、前記管部品及び前記内部ギア環状レールを同時に噛合し、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットにおける前記内部ギア環状レールとは反対の一側に設けられるとともに、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットによって駆動される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項5】

請求項4に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記同軸ギアユニットの前記遊星ギアユニットにおける前記管部品の両端には、相対する第1車輪台と第2車輪台がそれぞれ枢設され、さらに、前記第1車輪台と前記第2車輪台の間の前記管部品の周囲には、複数の遊星ギア車が枢設され、各前記遊星ギア車は、前記管部品及び前記内部ギア環状レールと同時に噛み合う第1車輪部をそれぞれ備えるとともに、各前記遊星ギア車は、前記出力部品と噛み合う第2車輪部を備え、前記出力部品は、前記遊星ギアユニットの前記第2車輪台に枢設される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項6】

請求項5に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記管部品の両端は、第1軸受及び第2軸受によって前記遊星ギアユニットの前記第1車輪台と前記第2車輪台にそれぞれ枢設される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項7】

請求項5に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記遊星ギアユニットにおける前記第2車輪台の軸心は、前記出力部品を取り付けるための軸管を備えるとともに、前記軸管は、第3軸受によって前記出力部品に枢設される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項8】

請求項5に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記遊星ギアユニットの前記第1車輪台と前記第2車輪台における反対側の表面には、相対して当接された複数の柱状ザグリ穴が形成されるとともに、相対して螺合で固定された螺合部品がそれぞれ穿設されることで、前記管部品上の前記第1車輪台と前記第2車輪台は、相互に嵌合されて一体化される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項9】

請求項5に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記第1車輪台と前記第2車輪台の間には、前記遊星ギア車を取り付けるための複数の軸棒が設けられるとともに、各前記軸棒には、少なくとも1つの軸受によって相対する前記遊星ギア車がそれぞれ枢設される
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【請求項10】

請求項5に記載のモジュール化された同軸ギアユニット減速機構において、
前記出力部品の内縁は、各前記遊星ギア車の前記第2車輪部と噛み合う内部ギア縁部を備え、さらに、前記出力部品の外縁は、伝動する駆動輪部を備える
ことを特徴とするモジュール化された同軸ギアユニット減速機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸継手の構造及び軸継手の構造を応用し且つモジュール化された同軸ギアユニット減速機構に関し、特に、分離式の軸部品と管部品を軸方向と径方向に同時に連結して、その連結強度を大幅に強化できることで、高トルク駆動のニーズを満たすことのできる軸継手の構造及び軸継手の構造を応用し且つモジュール化された同軸ギアユニット減速機構に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、遊星歯車の主な構造は、伝動軸上に太陽歯車が設けられるとともに、少なくとも１つの車輪台によって、複数の遊星ギアが太陽歯車の周囲に周設されるとともに噛み合わされ、太陽歯車と周囲の遊星ギア車のギア比によって減速効果が達成される。その伝動トルクは、一般のモーター駆動に比べて大きいため、太陽歯車と伝動軸の連結強度はより高くなければならない。そのため、現在太陽歯車を伝動軸上に一体成形する加工方法が用いられているが、伝動軸全体の加工がより難しくなると同時に、伝導軸の一部の加工にミスがあったり修理が必要であったりする場合、伝導軸全体を廃棄し、交換する必要があるため不必要な無駄が生じる。さらに、従来の減速機構は、伝動軸と太陽歯車上に部品を１つずつ組み立てる必要があるが、組み立てが複雑であるとともに複数の手順を要するという問題が存在することで、組み立て後の精度及び同心性に影響が及び、組み立てが不安定になるとともに、噛み合いが悪くなるなどの状況が生じ、それにより、動作時にノイズが生じたり伝動效率が悪くなったりする等の問題が存在する。

【0003】

言い換えると、従来の軸部品と管部品の連結は、減速機構における伝動軸と太陽歯車のニーズを満たすことができず、高い連結強度を備えるという目的と、オプションの組み合わせを可能にするという目的を達成することができない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、主に、分離式の軸部品と管部品を軸方向と径方向に同時に連結して、その連結強度を大幅に強化できることで、高トルク駆動のニーズを満たすことのできる軸継手の構造を提供することを目的とする。

【0005】

本発明は、さらに、大部分の部品をモジュール化することで、減速機構の組み立て、交換・修理、及び、在庫管理をしやすくすることができるとともに、減速機構を組み立てた後の同心性を向上させることができ、さらに、減速機構全体の組み立て構造をより安定させるとともに、噛合度を高めることで、作動時の震動及びノイズを低減し、その耐用年数を延ばすことができると同時に、伝動效率を高めることのできる軸継手の構造を応用し且つモジュール化された同軸ギアユニット減速機構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】

軸部品と、管部品と、螺合連結ユニットとからなる。そのうち、前記軸部品の端縁には、軸方向に延在し且つ交錯に配列される複数の軸方向嵌合溝が形成されるとともに、前記管部品の軸心は、前記軸部品の貫通軸段に対応する貫通軸孔を備え、前記管部品の前記貫通軸孔の内縁面には、複数の凹縁状の径方向嵌合溝が形成される。さらに、前記螺合連結ユニットは、カップリング部と、螺合固定部品を備え、そのうち、前記カップリング部の外縁は、前記管部品の前記径方向嵌合溝に対応する複数の径方向嵌合部と、前記軸部品の前記軸方向嵌合溝に対応する複数の軸方向嵌合部を備え、前記螺合固定部品により前記カップリング部が前記軸部品と前記管部品の間に選択的に螺合係止される。これにより、分離式の軸部品と管部品が軸方向と径方向に同時に連結されることで、その連結強度が大幅に強化され、高トルク駆動のニーズが満たされる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明における軸継手の構造の分解斜視図である。

【図2】本発明における軸継手の構造を組み合わせた場合の部分断面図である。

【図3】本発明における軸継手の構造をモジュール化された同軸ギアユニットの減速機構に応用した場合の分解斜視図である。

【図4】本発明における軸継手の構造をモジュール化された同軸ギアユニット減速機構に応用し且つ組み立てる前の状況を示した側面断面図である。

【図5】本発明における軸継手の構造をモジュール化された同軸ギアユニット減速機構に応用し且つ組み立てた後の状況を示した側面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明における軸継手の構造は、図１、図２に示す通り、軸部品１０と、軸部品１０に被せることのできる管部品２０と、前記軸部品１０と前記管部品２０を連結させることのできる螺合連結ユニット３０とからなる。

【0009】

そのうち、前記軸部品１０は、減速機構における太陽歯車の伝動軸といった伝動軸等であることができ、前記軸部品１０は、貫通軸段１１を備えるとともに、軸部品１０における貫通軸段１１の外縁には、位置決め段差面１２が形成されることで、管部品２０の軸方向が位置決めされ、さらに、前記軸部品１０における貫通軸段１１の端縁には、複数の軸方向に延在するとともに交錯して配列された軸方向嵌合溝１４が形成され、また、前記軸部品１０における貫通軸段１１の端面の軸心には、螺合孔１５が形成される。

【0010】

さらに、前記管部品２０の軸心は、軸部品１０における貫通軸段１１に対応する貫通軸孔２１を備えるとともに、前記貫通軸孔２１における軸部品１０と反対側の一端には、嵌合連結段２２が形成され、さらに、前記嵌合連結段２２の内縁面には、複数の凹縁状の径方向嵌合溝２３が形成され、また、各前記径方向嵌合溝２３の端部には、比較的浅い段差部２４が形成される。複数の実施例に基づき、前記管部品２０が減速機構の太陽歯車といった伝動部品等である場合、前記管部品２０の外縁には、複数の噛部２５が形成され、さらに、前記管部品２０の両端には、軸受を設置するための軸台２６、２７がそれぞれ形成される。

【0011】

また、前記螺合連結ユニット３０は、カップリング部３１と、螺合固定部品３５を備え、そのうち、カップリング部３１は、前記管部品２０における貫通軸孔２１の嵌合連結段２２内に嵌設され、また、前記カップリング部３１の外縁は、上述の嵌合連結段２２における径方向嵌合溝２３に対応する複数の径方向嵌合部３２を備え、さらに、前記カップリング部３１の端面は、上述の貫通軸段１１における軸方向嵌合溝１４に対応して嵌合且つ係入される複数の軸方向嵌合部３３を備える。そのうち、各前記軸方向嵌合部３３は、各前記径方向嵌合部３２に相対して配列されることができ、それにより、各前記軸方向嵌合部３３の外縁は、嵌合連結段２２における径方向嵌合溝２３の段差部２４に同時に嵌合且つ係入されることで、嵌合及び係入の效果がさらに高まる。また、前記カップリング部３１の軸心には、上述の螺合固定部品３５が貫通することのできる穿孔３４が形成されるとともに、前記螺合固定部品３５の一端は、上述の軸部品１０の螺合孔１５に選択的に螺合係止されることで、前記カップリング部３１は、管部品２０における嵌合連結段２２と軸部品１０における貫通軸段１１の間に嵌合係止され且つ圧迫される。

【0012】

これにより、構成部品は、軸方向と径方向に同時に嵌合され且つ位置決めされた軸継手の構造をなすことができる。

【0013】

本発明の軸継手の構造は、モジュール化された同軸ギアユニット減速機構内に応用することができる。図３、図４、及び、図５に示す通り、前記減速機構は、筺体５０と、筺体５０に設けられる軸心を伝動軸とする軸部品１０と、筺体５０の内縁に設けられる内部ギア環状レール５５と、軸部品１０と内部ギア環状レール５５の間に設けられる同軸ギアユニット６０とからなり、そのうち、前記筺体５０の一端は、蓋体５８によって螺合嵌合されることができる。

【0014】

また、前記同軸ギアユニット６０は、太陽歯車の噛部２５をなす管部品２０と、遊星ギアユニット７０と、出力部品８０を備え、太陽歯車をなす管部品２０は、前記螺合連結ユニット３０におけるカップリング部３１及び螺合固定部品３５によって伝動軸をなす軸部品１０に螺合され（図５に図示）、前記遊星ギアユニット７０は、管部品２０の両端に位置する軸台２６及び軸台２７上の第１軸受２８及び第２軸受２９によって、太陽歯車をなす前記管部品２０に枢設され、前記遊星ギアユニット７０の両側は、第１軸受２８及び第２軸受２９に設けられる第１車輪台７１及び第２車輪台７５と、管部品２０を取り囲み且つ噛合する複数の段差遊星ギア７３をそれぞれ備える。そのうち、第２車輪台７５の軸心は、出力部品８０を取り付けるための軸管７６を備えるとともに、軸管７６の自由端は、軸受によって蓋体５８に枢接されることができ（図５に図示）、また、前記第２車輪台７５の軸管７６の中心は、取付軸７６１の端部が貫通することのできる段差取付穴７６０を備えるとともに、前記取付軸７６１の一端は、前記第２軸受２９によって前記管部品２０の他端に設けられる。そのうち、前記取付軸７６１は、穿孔７６２を備えることで、道具を貫通させて上述の螺合連結ユニット３０におけるカップリング部３１の螺合固定部品３５を操作することができる。第１車輪台７１と第２車輪台７５の相対する表面には、相対して当接される複数の柱状ザグリ穴７１０と柱状ザグリ穴７５０が形成されるとともに、前記複数の柱状ザグリ穴７１０と柱状ザグリ穴７５０には、相対して螺合で固定される螺合部品７１１と螺合部品７５１がそれぞれ穿設されることで、前記遊星ギアユニット７０における第１車輪台７１と第２車輪台７５は、相互に嵌合されて一体化される。また、前記第１車輪台７１と第２車輪台７５の間には、段差遊星ギア７３を取り付けるための複数の軸棒７２が設けられるとともに、各前記軸棒７２には、少なくとも１つの軸受７２１によって相対する段差遊星ギア７３がそれぞれ枢設されることで、各前記段差遊星ギア７３は、第１車輪台７１と第２車輪台７５の間に枢設される。さらに、各前記段差遊星ギア７３は、太陽歯車をなす管部品２０における噛部２５及び内部ギア環状レール５５と同時に噛み合う第１車輪部７３１をそれぞれ備え（図５に図示）、各前記段差遊星ギア７３における第１車輪部７３１の一側には、出力部品８０と噛み合う第２車輪部７３２が一体成形される（図５に図示）。また、前記出力部品８０は、第３軸受８１によって遊星ギアユニット７０における第２車輪台７５の軸管７６に枢設されるとともに、前記出力部品８０の内縁は、遊星ギアユニット７０における段差遊星ギア７３の第２車輪部７３２と噛み合う内部ギア縁部８２を備え、さらに、前記出力部品８０の外縁は、受動部品（未図示）と噛み合う駆動輪部８５を備える。

【0015】

本発明における軸継手の構造の実際の動作については、図３、図４、及び、図５を参照する。太陽歯車をなす前記同軸ギアユニット６０における管部品２０は、貫通軸孔２１によって伝動軸をなす軸部品１０の貫通軸段１１に取り付けられるとともに、管部品２０内のカップリング部３１に嵌設されることで、軸方向嵌合部３３と貫通軸段１１は、軸方向嵌合溝１４に相対して嵌合される。同時に、前記螺合固定部品３５を操作してカップリング部３１を圧迫した後、軸部品１０における貫通軸段１１の螺合孔１５内に螺合係止することで、同軸ギアユニット６０全体が伝動軸をなす軸部品１０に固設される。このように、同軸ギアユニット６０における太陽歯車をなす管部品２０が、伝動軸をなす軸部品１０に軸方向と径方向に同時に連結されることで、駆動時の大きなトルクのニーズを満たすことができる。

【0016】

上述の設計と説明から分かる通り、本発明の軸継手の構造は、螺合連結ユニット３０におけるカップリング部３１の径方向嵌合部３２と軸方向嵌合部３３を管部品２０と軸部品１０に同時に嵌合且つ係入することによって、分離式の軸部品１０と管部品２０を軸方向と径方向に同時に連結することができ、それにより、大幅にその連結強度を強化することができ、高トルク駆動のニーズを満たすことができる。同時に、前記軸継手の構造を減速機構に応用する場合、同軸ギアユニット６０をモジュール化することによって、減速機構の組み立て、交換・修理、及び、在庫管理をしやすくすることができるとともに、減速機構を組み立てた後の同心性を向上させることができ、さらに、減速機構全体の組み立て構造をより安定させるとともに、噛合度を高めることで、作動時の震動及びノイズを低減し、その耐用年数を延ばすことができると同時に、伝動效率を高めることができる。

【符号の説明】

【0017】

１０ 軸部品
１１ 貫通軸段
１２ 位置決め段差面
４ 軸方向嵌合溝
１５ 螺合孔
２０ 管部品
２１ 貫通軸孔
２２ 嵌合連結段
２３ 径方向嵌合溝
２４ 段差部
２５ 噛部
２６ 軸台
２７ 軸台
２８ 第１軸受
２９ 第２軸受
３０ 螺合連結ユニット
３１ カップリング部
３２ 径方向嵌合部
３３ 軸方向嵌合部
３４ 穿孔
３５ 螺合固定部品
５０ 筺体
５５ 内部ギア環状レール
５８ 蓋体
６０ 同軸ギアユニット
７０ 遊星ギアユニット
７１ 第１車輪台
７１０ 柱状ザグリ穴
７１１ 螺合部品
７２ 軸棒
７２１ 軸受
７３ 段差遊星ギア
７３１ 第１車輪部
７３２ 第２車輪部
７５ 第２車輪台
７５０ 柱状ザグリ穴
７５１ 螺合部品
７６ 軸管
７６０ 段差取付穴
７６１ 取付軸
７６２ 穿孔
８０ 出力部品
８１ 第３軸受
８２ 内部ギア縁部
８５ 駆動輪部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】