特表 2022-517501 遊星歯車

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-03-09

(54)【発明の名称】遊星歯車

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/28 20060101AFI20220302BHJP

   F16H 55/18 20060101ALI20220302BHJP

【ＦＩ】

F16H1/28

F16H55/18

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021531236

(86)(22)【出願日】2020-01-17

(85)【翻訳文提出日】2021-05-31

(86)【国際出願番号】 EP2020051099

(87)【国際公開番号】W WO2020152041

(87)【国際公開日】2020-07-30

(31)【優先権主張番号】102019200933.6

(32)【優先日】2019-01-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508282993

【氏名又は名称】アクティエボラゲット・エスコーエッフ

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】インゴ・シュルツ

【テーマコード（参考）】

3J027

3J030

【Ｆターム（参考）】

3J027FA01

3J027GA03

3J027GC13

3J027GC24

3J027GC26

3J027GE01

3J027GE14

3J030AB00

3J030BA05

(57)【要約】

はすば歯車（３４）を有する第１の中空ホイール（２）、およびはすば歯車（３４）を有する第２の中空ホイール（４）であって、第１の回転方向（３０）および反対の第２の回転方向（３２）に回転するよう適合された第１の中空ホイール（２）および第２の中空ホイール（４）と、第１の中空ホイール（２）のはすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第１のホイール（１４）を有し、かつ第２の中空ホイール（４）のはすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第２のホイール（１６）を有する第１の二重遊星（６）と、を少なくとも備える遊星歯車（１）が開示され、各はすば歯車（３４）は、第１の側面および第１の側面の反対の第２の側面を有し、第１の側面の面法線は、第１の回転方向（３０）を向き、かつ第２の側面の面法線は、第２の回転方向（３２）を向き、第１の二重遊星（６）の第１のホイール（１４）のはすば歯車（３４）の第１の側面は、第１の中空ホイール（２）のはすば歯車（３４）の第２の側面に接触し、かつ第１の二重遊星（６）の第２のホイール（１６）のはすば歯車（３４）の第２の側面は、第２の中空ホイール（４）のはすば歯車（３４）の第１の側面に接触するように、第１の力作用要素（３６）が第１の力を第１の方向に加え、それにより中空ホイール（２，４）に第１および第２の回転方向（３０，３２）の予荷重を与える。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

遊星歯車（１）であって、
はすば歯車（３４）を有する第１の中空ホイール（２）、およびはすば歯車（３４）を有する第２の中空ホイール（４）であって、第１の回転方向（３０）および反対の第２の回転方向（３２）に回転するよう適合された第１の中空ホイール（２）および第２の中空ホイール（４）と、
前記第１の中空ホイール（２）の前記はすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第１のホイール（１４）を有し、かつ前記第２の中空ホイール（４）の前記はすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第２のホイール（１６）を有する第１の二重遊星（６）と、
を少なくとも備え、
各はすば歯車（３４）は、第１の側面および前記第１の側面の反対の第２の側面を有し、前記第１の側面の面法線は、前記第１の回転方向（３０）を向き、かつ前記第２の側面の面法線は、前記第２の回転方向（３２）を向く、遊星歯車（１）において、
前記第１の二重遊星（６）の前記第１のホイール（１４）の前記はすば歯車（３４）の前記第１の側面が前記第１の中空ホイール（２）の前記はすば歯車（３４）の前記第２の側面に接触し、かつ前記第１の二重遊星（６）の前記第２のホイール（１６）の前記はすば歯車（３４）の前記第２の側面が前記第２の中空ホイール（４）の前記はすば歯車（３４）の前記第１の側面に接触するように、第１の力作用要素（３６）が第１の力を第１の方向に加え、それにより前記中空ホイール（２，４）に前記第１および前記第２の回転方向（３０，３２）の予荷重を与えることを特徴とする、遊星歯車。

【請求項2】

前記第１の中空ホイール（２）の前記はすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第１のホイール（１８）を有し、かつ前記第２の中空ホイール（４）の前記はすば歯車（３４）と噛み合うはすば歯車（３４）を有する第２のホイール（２０）を有する第２の二重遊星（８）を備え、
前記第２の二重遊星（８）の前記第１のホイール（１８）の前記はすば歯車（３４）の前記第２の側面が前記第１の中空ホイール（２）の前記はすば歯車（３４）の前記第１の側面に接触し、かつ前記第２の二重遊星（８）の前記第２のホイール（２０）前記はすば歯車（３４）の前記第１の側面が前記第２の中空ホイール（４）の前記はすば歯車（３４）の前記第２の側面に接触するように、第２の力を前記第１の方向と反対の第２の方向に加える第２の力作用要素（３８）を備え、それにより、前記中空ホイール（２，４）に前記第１および前記第２の回転方向（３０，３２）の予荷重を与える、請求項１に記載の遊星歯車。

【請求項3】

偶数の二重遊星（６，８，１０，１２）を備え、前記二重遊星（６，１２）の第１の半分は、前記第１の回転方向（３０）に予荷重がかけられ、前記二重遊星（８，１０）の第２の半分は、前記第２の回転方向（３２）に予荷重がかけられる、請求項１または２に記載の遊星歯車。

【請求項4】

前記二重遊星（６，８，１０，１２）の前記第１の半分および前記第２の半分は、交互に配置されている、請求項３に記載の遊星歯車。

【請求項5】

前記第１の力および前記第２の力は、回転中に前記二重遊星（６，８，１０，１２）および前記中空ホイール（２，４）の前記はすば歯車（３４）の噛み合いによって加えられる軸方向の力よりも大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の遊星歯車。

【請求項6】

前記第１の力および前記第２の力は等しい、請求項１～５のいずれか一項に記載の遊星歯車。

【請求項7】

前記力作用要素（３６，３８）は、バネ要素、空気圧要素、磁気要素および／または油圧要素である、請求項１～６のいずれか一項に記載の遊星歯車。

【請求項8】

前記二重遊星（６，８）の一方向への動きを可能にし、特に他方向への動きをロックする少なくとも１つの力作用制限要素をさらに備える、１～７のいずれか一項に記載の遊星歯車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、請求項１の前文による、少なくとも第１の中空ホイールおよび第２の中空ホイールと第１の二重遊星とを備える遊星歯車に関する。

【背景技術】

【0002】

遊星歯車は通常、複数のホイールまたは歯車で構成される。このような遊星歯車のホイールの歯車が噛み合っていると、歯車間にバックラッシュが生じることがよくある。一回転方向にしか回転しない歯車の場合、２つの噛み合うホイールの歯車が始動時に一度接触し、この接触を維持しながら回転するため、それ以上の関連性はない。その後の動作中に、歯車間の追加の接触は発生しない。

【0003】

ホイールが回転方向を変える場合、すなわち、前後の動きを実行する場合、および／または２つの方向の間で振動運動を実行する場合、歯車間のバックラッシュは、ホイールの不均一な運動プロファイルを引き起こす可能性がある。これは、ホイールの望ましくない摩耗につながる可能性がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

したがって、本発明の目的は、遊星歯車のホイールの歯車間のバックラッシュを低減することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この目的は、請求項１による遊星歯車によって解決される。

【0006】

遊星歯車は、少なくとも、はすば歯車を有する第１の中空ホイールと、はすば歯車を有する第２の中空ホイールとを備え、第１の中空ホイールおよび第２の中空ホイールは、第１の回転方向および反対の第２の回転方向に回転するように適合されている。遊星歯車は、第１の中空歯車のはすば歯車と噛み合うはすば歯車を有する第１のホイールと、第２の中空歯車のはすば歯車と噛み合うはすば歯車を有する第２のホイールとを有する第１の二重遊星をさらに備える。

【0007】

中空ホイールおよび二重遊星の各はすば歯車は、第１の側面と、第１の側面とは反対の第２の側面とを有する。第１の側面の表面法線は、第１の回転方向に向けられ、第２の側面の表面法線は、第２の回転方向に向けられている。

【0008】

第１の二重遊星のホイールのはすば歯車と中空ホイールとの間のバックラッシュを最小化するために、第１の力作用要素が設けられる。第１の力作用要素は、第１の方向に第１の力を加え、第１の二重遊星の第１のホイールのはすば歯車の第１の側面が、第１の中空ホイールのはすば歯車の第２の側面と接触するようにし、第１の二重遊星の第２のホイールのはすば歯車の第２の側面が、第２の中空ホイールのはすば歯車の第１の側面と接触するようにする。この接触により、中空ホイールに第１の回転方向の予荷重が与えられる。第１の二重遊星を第１の中空ホイールの方向に押すことにより、第１の二重遊星のはすば歯車は、第１および第２の中空ホイールのはすば歯車と接触する。予荷重により、起動時に中空ホイールのはすば歯車と二重遊星のホイールのはすば歯車との接触がすでに存在することになる。さらに、この接触は、予荷重を維持することにより、動作中に第１の力作用要素によって維持できるため、はすば歯車間のバックラッシュを回避することができる。

【0009】

第１の二重遊星の第１のホイールと第２のホイールは相互に固定されている。この固定により、第１の二重遊星の両方のホイールに同時に第１の力を加えることができ、第１のホイールのはすば歯車の第１の側面および第１の二重遊星の第２のホイールの第２の側面は、それぞれ、第１の中空ホイールのはすば歯車の第２の側面および第１の中空ホイールのはすば歯車の第１の側面と接触することができる。

【0010】

中空ホイールの一方は、遊星歯車で典型的に使用される入力、すなわち、シャフトによって駆動される要素として実装され得、他方の中空ホイールは、出力として機能し得る。第１の二重遊星が第１の中空ホイールと接触し、第２のホイールを介して第２の中空ホイールと接触すると、入力として機能する中空ホイールの動きが出力として機能する中空ホイールに伝達される。また、他の組み合わせも可能である。たとえば、入力として機能する遊星キャリアが設けられる場合がある。さらに、遊星歯車は太陽ホイールを備えていてもよく、中空ホイールの１つが太陽ホイールとして機能してもよい。

【0011】

二重遊星が１つだけ使用されている場合、２つの中空ホイールが相互に関連して移動することができる。このような動きを避けるために、遊星歯車は、第１の中空ホイールのはすば歯車と噛み合うはすば歯車を有する第１のホイールと、第２の中空ホイールのはすば歯車と噛み合うはすば歯車を有する第２のホイールとを有する第２の二重遊星を含むことができ、第１の方向とは反対の第２の方向に第２の力を加える第２の力作用要素を含むことができ、第２の二重遊星の第１のホイールのはすば歯車の第２の側面が第１の中空ホイールのはすば歯車の第１の側面と接触し、かつ第２の二重遊星の第２のホイールのはすば歯車の第１の側面が、第２の中空ホイールのはすば歯車の第２の側面と接触し、それによって中空ホイールへの第２の回転方向の予荷重を提供する。

【0012】

第１および第２の二重遊星を使用することにより、遊星歯車の安定性を改善することができる。第２の二重遊星を使用すると、第１の二重遊星が第１および第２の中空ホイールに対して移動することを回避することができる。この目的のために、第１および第２の二重遊星は、遊星キャリアを介して結合することもできる。遊星キャリアは、シャフトから二重遊星に、したがって中空ホイールに力を伝達するための入力として機能することができる。

【0013】

予荷重された二重遊星を使用するため、２つの中空ホイールと二重遊星の間のバックラッシュが回避される。第１の二重遊星の予荷重とは逆方向の第２の二重遊星の予荷重により、歯車間のバックラッシュを回避し、さらに改善することができる。さらに、２つの二重遊星による力の均等な分散により、中空ホイールが所定の位置に保持され得る。

【0014】

さらなる実施形態によれば、遊星歯車は、偶数の二重遊星を備え、二重遊星の第１の半分は第１の回転方向に予荷重がかけられ、二重遊星の第２の半分は第２の回転方向に予荷重ｇかけられる。偶数の二重遊星を設けることにより、第１の力と第２の力を二重遊星の数に均等に分散させることができる。また、第１の回転方向の予荷重と第２の回転方向の予荷重を均等に分散させることができる。

【0015】

好ましい実施形態では、二重遊星の第１の半分と第２の半分は交互に配置されている。これにより、第１および第２の力、ならびに第１の回転方向の予荷重および第２の回転方向の予荷重の均等な分散がさらに改善され得る。

【0016】

さらなる実施形態によれば、第１の力および第２の力は、回転中に二重遊星のはすば歯車と中空ホイールとの噛み合いによって加えられる軸方向の力よりも大きい。第１および第２の力と軸方向力の間のこのような分布により、システムの弾性挙動が低下する可能性がある。これは、遊星歯車の動作中に二重遊星が第１の方向と第２の方向に移動することを回避できることを意味する。

【0017】

遊星歯車では、第１の力と第２の力は好ましくは等しい。また、奇数の二重遊星を使用する場合、第１の力の合計量と第２の力の合計量は等しいことが好ましい。

【0018】

さらなる実施形態によれば、力作用要素は、ばね要素、磁気要素、および／または油圧要素であり得る。また、他の種類の力作用要素も可能である。

【0019】

さらなる実施形態によれば、遊星歯車は、特に他の方向への動きがロックされ得る、一方向への二重遊星の動きを可能にするための少なくとも１つの力作用制限要素をさらに備える。力作用制限要素は、二重遊星が第１の力と第２の力の方向にのみ移動できるようにするために使用でき、もう一方の方向はロックされる。

【0020】

ロック要素は、力を使用するか、または閉鎖を形成することができるラチェット機構から構成することができる。このような機構は、セルフジャミングカムや非対称歯などの原理的な解決策に基づいている場合がある。

【0021】

さらなる利点および好ましい実施形態は、特許請求の範囲、説明および図に開示されている。当業者は、本発明の範囲を拡張することなく、提示された特徴を個別に検討または使用するか、または示された以外の方法で提示された特徴を組み合わせることができることにさらに留意されたい。

【0022】

以下において、本発明は、図に示される実施形態によって説明される。示されている実施形態は、例示的にのみであり、保護の範囲を制限することを意図するものではない。保護の範囲は、添付のクレームによってのみ定義される。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】遊星歯車の上面図を示す。

【図2】図１の遊星歯車の断面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下では、同じまたは類似の機能要素が同じ参照番号で示されている。

【0025】

図１は、第１の中空ホイール２および第２の中空ホイール４を備える遊星歯車１を示す。遊星歯車１は、第１の二重遊星６、第２の二重遊星８、第３の二重遊星１０、および第４の二重遊星１２をさらに含む。二重遊星６、８、１０、１２は、二重遊星６、８、１０、１２の間に配置され得る遊星キャリア（図示せず）によって結合され得る。遊星歯車１はまた、１つの二重遊星６のみ、または任意の他の数の二重遊星６、８、１０、１２を含み得る。さらに、一方または両方の中空歯車に加えて、またはその代わりとして、太陽ホイール（図示せず）を使用することができる。

【0026】

図１に示す実施形態では、第１の中空ホイール２は、第２の中空ホイール４よりも大きい。第１の中空ホイール２は入力として機能し得、第２の中空ホイール４は出力として機能し得る。また、ならびに中空ホイール２、４および二重遊星６、８、１０、１２の他の比率の実施形態も可能である。

【0027】

二重遊星６、８、１０、１２はそれぞれ２つのホイール１４、１６；１８、２０；２２、２４；２６、２８を備える。第１のホイール１４、１８、２２、２６は、第１の中空ホイール２と接触しており、第２のホイール１６、２０、２４、２８は、第２の中空ホイール４と接触している。二重遊星６、８、１０、１２と中空ホイール２、４との間のこの接触により、第１の回転方向３０または第２の回転方向３２における第１の中空ホイール２の動きは、第２の中空ホイール４に、およびその逆に伝達される。中空ホイール２、４の回転方向３０、３２は、図の矢印３０、３２で示されている。

【0028】

図２は、中空ホイール２、４と組み合わせた各二重遊星６、８、１０、１２の断面図を示している。図２に示すように、中空ホイール２、４、および二重遊星６、８、１０、１２は、それぞれはすば歯車３４を有する。各はすば歯車３４は、第１の側面と、第１の側面とは反対の第２の側面とを有する。第１の側面の面法線は、第１および第２の中空ホイール２、４の第１の回転方向３０に向いており、第２の側面の面法線は、中空ホイール２、４の第２の回転方向３２に向いている。

【0029】

ホイール（中空ホイール２、４、および二重遊星６、８、１０、１２のホイール１４、１６、１８、２０、２２、２４、２６、２８）が回転方向３０、３２を変える場合、すなわち、前進および後退運動を実行する、および／または２つの回転方向の間で振動運動を実行する場合、歯車３４間のバックラッシュは、ホイールの不均一な運動プロファイルを引き起こす可能性がある。

【0030】

二重遊星６、８、１０、１２のホイール１４、１６；１８、２０；２２、２４；２６、２８および中空ホイール２、４のはすば歯車３４間のバックラッシュを最小化するために、１つまたは複数の力作用要素３６、３８を設けることができる。第１の力作用要素３６は、第１の方向に第１の力を加え、第２の力作用要素３８は、第１の方向とは反対の第２の方向に第２の力を加える。第１の方向および第２の方向は、第１および第２の回転方向３０、３２に垂直である。

【0031】

図１および図２に示される実施形態では、第１の力は、第１および第４の二重遊星６、１２に加えられ、第２の力は、第２および第３の二重遊星８、１０に加えられる。第１の力により、第１および第４の二重遊星６、１２の第１のホイール１４、２６のはすば歯車３４の第１の側面は、第１の中空ホイール２のはすば歯車の第２の側面と接触する。また、第１および第４の二重遊星６、１２の第２のホイール１６、２８のはすば歯車３４の第２の側面は、第２の中空ホイール４のはすば歯車の第１の側面と接触する。この接触により、中空ホイール２、４に第１の回転方向３０の予荷重が与えられる。

【0032】

さらに、第２の力により、第２および第３の二重遊星８、１０の第１のホイール１８、２２のはすば歯車３４の第２の側面は、第１の中空ホイール２のはすば歯車の第１の側面と接触する。さらに、第２および第３の二重遊星８、１０の第２のホイール２０、２４のはすば歯車３４の第１の側面は、第２の中空ホイール４のはすば歯車の第２の側面と接触する。この接触により、中空ホイール２、４に第２の回転方向３２の予荷重が与えられる。

【0033】

第１および第４の二重遊星６、１２を第１の中空ホイール２の方向に押すことにより、第１および第４の二重遊星６、１２のはすば歯車３４は、第１および第２の中空ホイール２、４のはすば歯車と接触する。第２および第３の二重遊星８、１０を第２の中空ホイール４の方向に押すことにより、第２および第３の二重遊星８、１０のはすば歯車３４は、第１および第２の中空ホイール２、４のはすば歯車と接触する。

【0034】

この予荷重により、中空ホイール２、４のはすば歯車３４と二重遊星６、８、１０、１２のホイール１４、１６；１８、２０；２２、２４；２６、２８のはすば歯車３４との間の接触が起動時にすでに存在することになる。さらに、この接触は、予荷重を維持することにより、動作中に力作用要素３６、３８によって維持することができ、したがって、はすば歯車３４間のバックラッシュを回避することができる。

【0035】

力作用要素３６、３８は、例えば、ばね、磁気要素、油圧要素、または二重遊星６、８、１０、１２に力を加えることができる任意の他の種類の要素として実施することができる。好ましくは、第１の力作用要素３６によって加えられる第１の力の合計量と、第２の力作用要素３８によって加えられる第２の力の合計量は等しい。

【0036】

第１および／または第２の回転方向の中空ホイールに対する二重遊星の予荷重により、二重遊星と中空ホイールの歯車間のバックラッシュを最小限に抑えることができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 遊星歯車
２ 第１の中空ホイール
４ 第２の中空ホイール
６ 第１の二重遊星
８ 第２の二重遊星
１０ 第３の二重遊星
１２ 第４の二重遊星
１４ 第１の二重遊星の第１のホイール
１６ 第１の二重遊星の第２のホイール
１８ 第２の二重遊星の第１のホイール
２０ 第２の二重遊星の第２のホイール
２２ 第３の二重遊星の第１のホイール
２４ 第３の二重遊星の第２のホイール
２６ 第４の二重遊星の第１のホイール
２８ 第４の二重遊星の第２のホイール
３０ 第１の回転方向
３２ 第２の回転方向
３４ はすば歯車
３６ 第１の力作用要素
３８ 第２の力作用要素

【図1】

【図2】

【国際調査報告】