具备2级减速齿轮的行星齿轮型的增减速器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种具备2级减速齿轮的行星齿轮型的增减速器。增减速器的各级行星齿轮机构包括被置于行星齿轮机构的中心的太阳齿轮、由内齿轮构成的环形齿轮、以及介于太阳齿轮和环形齿轮之间的行星齿轮。行星齿轮是2级减速齿轮，大径的齿轮与太阳齿轮啮合，小径的齿轮与环形齿轮啮合。支承行星齿轮的齿轮架固定于壳体，环形齿轮和下一级的太阳齿轮一体形成的旋转驱动件与固定的齿轮架相邻配置，在轴向上以及径向上被齿轮架支承。由于各齿轮等旋转体在被支承的状态下稳定旋转，所以即使在以自输入轴对输出轴进行增速的方式驱动的情况下，也能够进行顺利的动力传递。
【专利说明】具备2级减速齿轮的行星齿轮型的增减速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于改变输入轴和输出轴之间的动力传递状态的变速装置、特别是一种组合了多级具备2级减速齿轮的行星齿轮型的增减速器而成的、小型但变速比大、并且能够进行顺利的增速动作的变速装置。
【背景技术】
[0002]在用于驱动机械部件或者作业机器等以使它们旋转的动力传递系统中，通常使用用于改变旋转速度、转矩的增减速器，以使其适应驱动的机器的特性。另外，存在很多将保护马达等驱动源免于承受过大的负荷转矩的转矩限制器等、具有各种功能的机器介于其中的情况。
[0003]作为增减速器，虽然也有使用不同直径的带轮的带式传动机构等摩擦传动式的增减速器，但是通常使用齿轮式增减速器，其中有利用行星齿轮机构的行星齿轮式增减速器。行星齿轮机构是如下的机构:在行星齿轮机构的中心设置太阳齿轮(sun gear)，并且在太阳齿轮的周围设置作为内齿轮的环形齿轮(ring gear)，并且在太阳齿轮和环形齿轮之间配置与两齿轮啮合的多个行星齿轮(planetary gear)。多个行星齿轮安装于负载该多个行星齿轮的齿轮架(也称作保持架)而被轴支承。通常，齿轮架构成为能够以与太阳齿轮和环形齿轮同心的旋转轴线为中心旋转，齿轮架旋转时，行星齿轮进行一边在环形齿轮的内侧公转一边自转的行星运转。
[0004]该行星齿轮式增减速器能够将各齿轮、各构成部件等作为动力传递的输入输出元件而自由选定，设定变速比的自由度较大。另外，由于输入轴和输出轴配置为同心状，所以容易设计动力传递装置的配置，也容易做成多级而增大变速比。
[0005]作为以往所使用的多级式的行星齿轮式增减速器，公知有图8所示的结构的多级式的行星齿轮式增减速器。该多级式的行星齿轮式增减速器构成为将行星齿轮式增减速器用作减速器的、较小型的机械部件。
[0006]图8的行星齿轮式增减速器包括设有太阳齿轮SG的输入轴IS、以及设有环形齿轮RG的固定的壳体HG，如A-A截面向视图所示那样，在太阳齿轮SG和环形齿轮RG之间配置有与两齿轮啮合的3个行星齿轮PG。各个行星齿轮PG分别嵌入到一体地直立设置于齿轮架CR的支承轴SS，被支承为能够旋转。在齿轮架CR的与支承轴SS相反的一侧形成有与输入轴IS的太阳齿轮SG相同形状的太阳齿轮，由输入轴IS的太阳齿轮SG和齿轮架CR构成第I级减速器。朝向B-B剖视图的左方依次重复相同的结构，在最后一级(第3级)的减速器的齿轮架设有输出轴OS。此外，环形齿轮RG是与所有级的行星齿轮啮合的共用的齿轮，形成为持续延伸到壳体HG的轴向上的几乎全长的内齿轮。
[0007]若输入轴IS的太阳齿轮SG旋转，则行星齿轮PG在自转的同时沿着环形齿轮RG公转。轴支承行星齿轮PG的齿轮架CR以牵连的方式与行星齿轮的公转一起旋转，其旋转方向与输入轴的旋转方向同向，并且旋转速度相比于输入轴的旋转速度大幅度地减速。而且，太阳齿轮SG和齿轮架CR之间的变速比是由如下数学式确定的:
[0008]太阳齿轮转速/齿轮架转速=1+(环形齿轮的齿数/太阳齿轮的齿数)。在齿轮架CR设有下一级的太阳齿轮，在下一级也进行相同的减速，输出轴OS的最终的变速比(减速比)是单级的变速比只取级数次方而得到的结果。
[0009]行星齿轮式减速器被利用于各种旋转机器，若将该行星齿轮式减速器夹设于动力传递路径，则转速减少而转矩与其成反比地增加。例如，在日本特开平9-254046号公报中公开有一种将行星齿轮式减速器应用于被马达驱动的电动驱动器而成的工具，并且记载有如下内容:利用马达借助永磁体式转矩限制器来驱动行星齿轮式减速器的太阳齿轮，将齿轮架连结于驱动器，一边增大转矩一边拧紧螺纹。另外，在日本特许第4806544号中公开有以下内容:将永磁体组装于行星齿轮式减速器，将该减速器构成为复印机等的送纸装置所使用的转矩限制器本身。
[0010]专利文献1:日本特开平9-254046号公报
[0011]专利文献2:日本特许第4806544号
【发明内容】
[0012]发明要解决的问题
[0013]如专利文献I或者专利文献2所述的减速器那样，在行星齿轮式减速器中，通常将太阳齿轮作为输入轴，将齿轮架作为输出轴。在做成该结构时，能够通过小型的装置得到输入轴与输出轴之间的变速比(减速比)较大的减速器。
[0014]但是，在该结构中，承载行星齿轮的齿轮架成为输出轴而旋转。若旋转的齿轮架振动或者倾斜，则行星齿轮与供行星齿轮嵌入的支承轴之间的摩擦、与行星齿轮啮合的齿轮彼此之间的摩擦所引起的阻力增加，导致输入轴与输出轴之间的动力传递损失增大。
[0015]在此，通过颠倒输入与输出的关系，行星齿轮机构既能够作为减速器工作也能够作为增速器工作。虽然如上所述那样的动力传递损失使传递效率下降，但是只要行星齿轮机构作为减速器工作，就几乎不存在齿轮等锁住而不能进行输入轴与输出轴之间的动力传递的情况。相对于此，由于行星齿轮机构作为增速器工作，所以当齿轮架作为输入轴、太阳齿轮作为输出轴时，在齿轮架和太阳齿轮的转矩之比与变速比成反比的关系的基础上，摩擦所引起的阻力矩被增大，从而成为较大的阻力矩并作用于输入轴的齿轮架。因此，作为伴随旋转的齿轮架的摇动等的摩擦增大的结果，也发生如下情况:行星齿轮机构的动力传递不能顺利地进行，齿轮架实质上被锁住。为了防止这种情况，可以想到在行星齿轮与支承轴之间设置滚动轴承等对策，但是此时行星齿轮的外径变大，必然会导致装置的大型化。
[0016]本发明的课题在于，在组合了多级行星齿轮机构而成的小型的变速装置中，增大输入轴与输出轴之间的变速比，并且防止旋转轴的摇动等而降低各齿轮的摩擦，特别是使作为增速器的工作顺利进行。
[0017]用于解决问题的方案
[0018]鉴于如上所述课题，本发明的多级式的行星齿轮型增减速器构成为:使用并列了大小直径的齿轮的、即2级减速齿轮作为各级的行星齿轮机构中的行星齿轮，增大变速比，并且将行星齿轮机构的齿轮架固定于壳体，在太阳齿轮与环形齿轮之间执行变速作用，使行星齿轮机构稳定旋转。即，本发明是“一种增减速器，该增减速器是在壳体的内部组合了多级行星齿轮机构而形成的，其中，所述行星齿轮机构由太阳齿轮、环形齿轮、以及行星齿轮构成，所述太阳齿轮被置于所述行星齿轮机构的中心，所述环形齿轮由设于所述太阳齿轮的周围的内齿轮构成，所述行星齿轮介于所述太阳齿轮以及所述环形齿轮之间，所述增减速器的特征在于，在所述行星齿轮中并列设有与所述太阳齿轮啮合的大径的齿轮以及与所述环形齿轮啮合的小径的齿轮，在所述行星齿轮机构中以相邻的方式配置有圆板状的齿轮架和圆板状的旋转驱动件，在该圆板状的齿轮架上设有用于轴支承所述行星齿轮的支承轴，该圆板状的齿轮架固定于所述壳体，该圆板状的旋转驱动件设有所述环形齿轮及所述太阳齿轮，而且，所述环形齿轮设于所述旋转驱动件的一表面的周缘部，并且所述太阳齿轮设于形成在另一表面的驱动件中心轴，所述旋转驱动件的另一表面抵接于所述齿轮架的与支承轴相反的一侧的表面，而在轴向上被支承，并且所述驱动件中心轴嵌入被形成于所述齿轮架的中心孔，而在径向上被支承，在置于所述增减速器的一端的所述行星齿轮机构的所述太阳齿轮上设有太阳齿轮连结轴，在置于所述增减速器的另一端的所述行星齿轮机构的所述环形齿轮上设有环形齿轮连结轴”。
[0019]如技术方案2所述，优选的是，在所述圆板状的齿轮架的外周形成有突起，在所述壳体的内表面以沿轴向延伸的方式形成供所述突起嵌入的槽。在该情况下，如技术方案3所述，能够在所述壳体的内表面形成有多个槽作为供所述突起嵌入的槽，该多个槽被设定为分别与多级的行星齿轮机构中的圆板状的齿轮架对应的轴向上的长度。
[0020]如技术方案4所述，优选的是，做成如下结构:所述太阳齿轮连结轴在径向上被形成于所述壳体的轴向上的一端的壁部支承，并且所述环形齿轮连结轴在轴向上以及径向上被嵌入所述壳体的轴向上的另一端的盖体支承。
[0021]另外，如技术方案5所述，优选的是，在所述太阳齿轮连结轴的前端以及所述旋转驱动件的驱动件中心轴的前端设置小径的中央轴，并且在所述环形齿轮连结轴的后端以及所述旋转驱动件的后端设置供所述中央轴嵌入的中央孔。
[0022]发明的效果
[0023]本发明的增减速器基本上是组合多级行星齿轮机构(行星齿轮型的齿轮系)并容纳于壳体内的变速装置。各级的行星齿轮机构包括被设置于行星齿轮机构的中心的太阳齿轮、由设于太阳齿轮的周围的内齿轮构成的环形齿轮、以及介于太阳齿轮与环形齿轮之间的多个行星齿轮。由于该行星齿轮是由与太阳齿轮啮合的大径的齿轮和与环形齿轮啮合的小径的齿轮并列设置而成的，构成所谓的2级减速齿轮。而且，支承行星齿轮的齿轮架是被固定于壳体的圆板状的部件，各行星齿轮以能够旋转的方式嵌入于直立设置在齿轮架的一表面的支承轴。设有环形齿轮和下一级的太阳齿轮的圆板状的旋转驱动件与该齿轮架相邻配置。
[0024]在该结构的行星齿轮机构中，若第I级的太阳齿轮旋转，则借助被固定的行星齿轮，设有环形齿轮的旋转驱动件朝相反方向旋转。在形成于旋转驱动件的、与环形齿轮相反的表面的驱动件中心轴上一体地设有下一级的行星齿轮机构的太阳齿轮，在下一级也进行相同的变速。
[0025]也就是说，各级的行星齿轮机构的变速是夹设旋转轴被固定的行星齿轮的太阳齿轮和环形齿轮之间的、所谓的单纯的齿轮系所进行的变速，行星齿轮成为齿轮系的中间齿轮。行星齿轮中并列设有齿数不同的两个齿轮，若将这些齿轮的齿数比作为Y (但是Y>1)时，则单级的行星齿轮机构的变速比如下式所示(由于旋转方向相反，所以标注-号):
[0026]太阳齿轮转速/环形齿轮转速=-Y.(环形齿轮的齿数/太阳齿轮的齿数)。
[0027]如上所述那样，由于在本发明中，在行星齿轮中采用2级减速齿轮，所以在不怎么增大行星齿轮的轴向长度的前提下，就能够得到采用单一的齿轮的行星齿轮的Y倍的变速比。本发明的增减速器将置于一端的太阳齿轮连结轴和置于另一端的环形齿轮连结轴作为输入轴和输出轴，输入轴和输出轴之间的变速比是所述的单级的变速比只取级数次方，另外，输入轴与输出轴之间的转矩之比是变速比的倒数。
[0028]由于本发明的行星齿轮机构与通常的齿轮架旋转的行星齿轮机构不同，行星齿轮由固定于壳体的齿轮架承载，所以即使行星齿轮是并列设置2个齿轮而成的，其支承轴也不会振动或者摇动。另外，设有环形齿轮和下一级的太阳齿轮的旋转驱动件的与环形齿轮相反的一侧的圆板状的表面抵接于齿轮架的圆板状的表面而在轴向上被支承，并且设有太阳齿轮的驱动件中心轴嵌入被形成于齿轮架的中心孔而在径向被支承。由于在齿轮架上形成有旋转驱动件的滑动支承面，所以旋转驱动件能够在驱动件不振动的前提下稳定旋转。
[0029]如此，本发明的行星齿轮机构的各齿轮等旋转构件稳定旋转且摩擦阻力非常小。因此，在增减速器的动力传递损失降低的同时，在将环形齿轮连结轴作为输入轴、将太阳齿轮连结轴作为输出轴、将增减速器作为增速器工作时也实现顺利的增速。
[0030]技术方案2的发明是:在圆板状的齿轮架的外周形成有突起，并且在壳体的内表面以沿轴向延伸的方式形成供该突起嵌入的槽。由于本发明的增减速器是将单级的行星齿轮机构沿轴向重叠而构成的，所以若做成技术方案2的发明的结构，则能够将相同形状的齿轮架依次组装于壳体并制造增减速器，能够使增减速器的制造组装工序高效。
[0031]如技术方案3的发明所示，在采用技术方案2的发明的结构、将齿轮架的突起嵌入壳体的内表面的槽而组装的情况下，能够在壳体的内表面形成多个槽作为供突起嵌入的槽，该多个槽被设定为分别与多级的行星齿轮机构中的圆板状的齿轮架对应的轴向上的长度。由此，多个齿轮架的每一个都被嵌入所谓的专用的槽，通过沿轴向压入齿轮架，突起抵接于槽的端部而自动进行齿轮架相对于壳体的定位。如此，齿轮架所嵌入的槽起到了所谓的隔板的作用，相邻的级的齿轮架被保持于已设定的位置。由于行星齿轮机构的行星齿轮、旋转驱动件的间隔也被保持为适当的值，所以能够确保增减速器的顺利的旋转。
[0032]此外，显而易见的，这样的壳体的槽和齿轮架的突起的结构并不限于使用2级减速齿轮作为行星齿轮的增减速器，也能够应用于使用单一的齿轮的增减速器。
[0033]技术方案4的发明中，成为增减速器的输入轴和输出轴的太阳齿轮连结轴和环形齿轮连结轴被壳体支承而防止旋转振动等。在该发明中，太阳齿轮连结轴在轴向上被形成于壳体的轴向的一端的壁部支承，并且在环形齿轮连结轴形成有圆板状的表面，环形齿轮连结轴也在径向上以及轴向上被嵌入壳体的开口端的盖体支承。因此，将增减速器用作增速器时的输入轴的旋转稳定化，进行更顺利的动力传递。
[0034]另外，技术方案5的发明是:在太阳齿轮连结轴的前端以及旋转驱动件的驱动件中心轴的前端设置小径的中央轴，并且在环形齿轮连结轴的后端以及旋转驱动件的后端设置中央孔，使中央轴和中央孔相互嵌合。由此，相邻的旋转体的中心部分相互支承，能够更可靠地防止旋转轴的振动。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]图1是表示本发明的增减速器的整体结构的图。
[0036]图2是单件表示本发明的增减速器的壳体以及齿轮架的图。
[0037]图3是单件表示本发明的增减速器的旋转驱动件以及行星齿轮的图。
[0038]图4是单件表示本发明的增减速器的太阳齿轮连结轴以及环形齿轮连结轴的图。
[0039]图5是将本发明的增减速器应用于转矩限制装置的图。
[0040]图6是将本发明的增减速器应用于工作速度降低装置的图。
[0041]图7是使用本发明的增减速器构成离心离合器的图。
[0042]图8是表示以往的行星齿轮式增减速器的结构的图。
[0043]附图标记说明
[0044]I 壳体
[0045]12 槽
[0046]2 太阳齿轮连结轴
[0047]3 齿轮架
[0048]31 支承轴(行星齿轮的)
[0049]32 突起
[0050]33 中心孔
[0051]4 旋转驱动件
[0052]41 驱动件中心轴
[0053]SG 太阳齿轮
[0054]PG 行星齿轮
[0055]PGl大径的齿轮(行星齿轮的)
[0056]PG2小径的齿轮(行星齿轮的)
[0057]RG 环形齿轮
【具体实施方式】
[0058]以下根据附图对本发明的增减速器进行说明。首先，图1表示本发明的增减速器的整体结构，在图2中以单件图的方式表示作为固定构件的壳体以及齿轮架，在图3中以单件图的方式表示作为旋转构件的行星齿轮以及旋转驱动件，在图4中以单件图的方式表示作为输入输出轴的太阳齿轮连结轴以及环形齿轮连结轴。
[0059]如增减速器整体的沿轴向的纵剖视图即图1的上方左图所示，本发明的增减速器是在壳体I内自前方直到后方(为了方便，将图的右方作为前方，将左方作为后方)组合多级(本实施例中是3级)行星齿轮机构并容纳行星齿轮机构的变速装置。如截面Al-Al以及截面B-B所示那样，各级行星齿轮机构包括:太阳齿轮SG，其被置于中心；环形齿轮RG，其由设于太阳齿轮SG的周围的内齿轮构成；以及3个行星齿轮PG，其介于这些齿轮之间。形成第I级的行星齿轮机构的太阳齿轮SG的太阳齿轮连结轴2设置于增减速器的前端，该轴被嵌入壳体I的前端壁部的中心孔11 (参照图2)，而在径向上被支承，并且设于太阳齿轮连结轴2的外周的凸缘部抵接于壳体I的前端壁部，而也在轴向上被支承。另外，如图3和图4所示那样，在太阳齿轮连结轴2的顶端形成有小径的中央轴21，中央轴21嵌入旋转驱动件4的中央孔43，太阳齿轮连结轴2和旋转驱动件4在径向上被相互支承(参照图1的纵首1J视图)。
[0060]在本发明中，行星齿轮PG是大径的齿轮PGl和小径的齿轮PG2在轴向上并列形成的齿轮(参照图3)，在第I级行星齿轮机构中，大径的齿轮PGl与太阳齿轮连结轴2的太阳齿轮SG啮合(截面A1-A1)，小径的齿轮PG2与环形齿轮RG啮合(截面B-B)。3个行星齿轮PG嵌入被直立设置于齿轮架3的支承轴31，而被轴支承为能够旋转。该齿轮架3以不能旋转的方式固定于壳体1，因此，行星齿轮PG作为自太阳齿轮SG向环形齿轮RG进行动力传递的齿轮系的2级减速齿轮而发挥作用。
[0061]如作为单件图的图2所示，齿轮架3是在后方表面直立设置有支承轴31的圆板状的部件，在其外周以120°的角度间隔形成有嵌入壳体I的槽的3个突起32。而且，如图2的壳体的图所示那样，在本实施例中，作为供突起32嵌入的槽，以分别与设于增减速器的3个齿轮架3对应的方式在壳体I形成有共计9条槽12。
[0062]壳体I的槽12由3组槽12A、12B、12C构成，各组槽分别具有120°的角度间隔，槽在轴向上的长度被设定为与壳体3被设置的位置对应的长度。也就是说，第I级的齿轮架3的突起32所嵌入的槽12A自壳体I的开口端延长至前端壁部。第2级的齿轮架3的突起32所嵌入的槽12B在与槽12A具有60°的相位差的角度位置形成为轴向长度是槽12A的轴向长度的大约2/3，第3级的齿轮架3的突起32所嵌入的槽12C在与槽12A具有30°的相位差的角度位置形成为轴向长度是槽12A的轴向长度的大约1/3。
[0063]若槽12做成所述的结构，则多个齿轮架中的每一个都被嵌入所谓的专用的槽，在制造组装增减速器时，通过沿轴向压入齿轮架3，突起32抵接于槽12的端部而自动进行各齿轮架3相对于壳体I的定位，齿轮架3被固定在壳体I的该位置。被支承于齿轮架3的行星齿轮PG、旋转驱动件4其间隔被保持为已设定的值而稳定地旋转，不会增大增减速器的动力传递损失。而且，由于各齿轮架3如此安装于壳体1，因此第2级的行星齿轮PG被配置于相对于第I级的行星齿轮具有60°的相位差的位置(图1的截面A2-A2)、第3级的行星齿轮PG被配置于相对于第I级的行星齿轮具有30°的相位差的位置(图1的截面A3-A3)。
[0064]与行星齿轮PG的小径的齿轮PG2啮合的内齿轮即环形齿轮RG形成于如图3所示的旋转驱动件4。旋转驱动件4是在前方表面侧的周缘部形成有环形齿轮RG的圆板状的部件，在后方表面侧的中央直立设置有设有下一级的太阳齿轮SG的驱动件中心轴41。驱动件中心轴41是具有与太阳齿轮连结轴2的前方部相同的形状的轴，在顶端形成有小径的中央轴42，该中央轴42嵌入下一级的旋转驱动件4的中央孔43。另外，如图1的纵剖视图所示那样，对于旋转驱动件4，其圆板状的前方表面抵接于齿轮架3的支承轴31的顶端而在轴向上被支承，并且驱动件中心轴41插入齿轮架3的中心孔33 (参照图2)而也在径向上被支承。同时，太阳齿轮连结轴2的设于外周的凸缘部也被嵌入齿轮架的中心孔而进行径向上的支承。
[0065]在增减速器的后端配置有最后一级的行星齿轮机构的环形齿轮RG，该环形齿轮RG形成在配置于后端的环形齿轮连结轴5 (参照图1、图4)的圆板状的部分的周缘。环形齿轮连结轴5的圆板状的部分的背面抵接于被嵌入壳体I的后端且封闭开口端的盖体6，而且中心的轴部分插入盖体6的中心孔，而在轴向上和径向上被支承。
[0066]以下根据图1的整体图等，对本发明的增减速器的工作进行说明。
[0067]若第I级的行星齿轮机构的太阳齿轮SG在增减速器的前端的太阳齿轮连结轴2的旋转的作用下旋转，则与该太阳齿轮SG啮合的行星齿轮PG的大径的齿轮PGl朝相反方向旋转，而且驱动与行星齿轮PG的小径的齿轮PG21啮合的环形齿轮RG以使其旋转。本实施例中的各齿轮的齿数被设定为:太阳齿轮SG的齿数是9，行星齿轮PG的大径的齿轮PGl的齿数是12，小径的齿轮PG2的齿数是9，环形齿轮RG的齿数是30 ;根据所述的数学式，单级的行星齿轮机构的变速比(太阳齿轮SG转速/环形齿轮RG转速)为-40/9。
[0068]也就是说，被嵌入于固定的齿轮架3的支承轴31的行星齿轮PG作为2级减速齿轮发挥功能，环形齿轮RG以太阳齿轮SG的速度的9/40的速度朝相反方向旋转。由于在增减速器中组合有3级的行星齿轮机构，因此后端的环形齿轮连结轴5的转速被减速到太阳齿轮连结轴2的转速的(9/40)3?1/88，作为增速器使用时，能够得到大约88倍的高增速t匕。同时，本实施例中的各齿轮是以摆线齿轮曲线为基础的、齿的强度较高的摆线齿轮。
[0069]在本发明的增减速器中，即使行星齿轮PG是并列2个齿轮而成的齿轮，也由固定于壳体I的齿轮架3承载，因此行星齿轮PG在工作中不会振动或者摇动。而且，设有环形齿轮RG和下一级的太阳齿轮SG的旋转驱动件4利用固定的齿轮架3而在轴向上以及径向上被支承，并且通过设于顶端的中央孔和设于后端的中央孔而旋转驱动件之间彼此支承。因此，由于增减速器的各齿轮等旋转部件不产生摇动等而稳定旋转，所以摩擦阻力非常小，增减速器的动力传递损失降低。
[0070]特别地，在将环形齿轮连结轴5作为输入轴、将太阳齿轮连结轴2作为输出轴、将增减速器作为增速器工作时，输出轴的转矩被增大而作用于输入轴，但是在本发明的增减速器中，作为各旋转构件不产生摇动等而稳定旋转的结果，能够实现顺利的动力传递和增速工作。
[0071]然而，能够将本发明的增减速器夹设于动力传递系统中而使旋转减速或者使旋转增速、即作为通常的增减速器而工作是毫无疑问的，但是也能够将本发明的增减速器应用于根据转矩或者旋转速度而控制动力传递状态的功能部件。以下对构成功能部件的实施例进行说明，该功能部件利用本发明的增减速器作为增速机并用于各种机器。
[0072]在图5中表示将本发明的增减速器应用于为了保护驱动源的马达等而配置于动力传递系统的转矩限制器的例子。
[0073]在图5的转矩限制器中，在本发明的增减速器的壳体I设有凸缘部1F，凸缘部IF利用螺栓而紧固于传动齿轮TG。传动齿轮TG哨合于向负载侧传递动力的从动齿轮DG,环形齿轮连结轴5连结于用于驱动负载的马达(未图示)。而且，在壳体I和太阳齿轮连结轴2之间设置有磁体式转矩限制部件TL，该磁体式转矩限制部件TL是使固定于太阳齿轮连结轴2的永磁体与固定于壳体I的磁性材料相对而成的。
[0074]自驱动马达经由环形齿轮连结轴5以及传动齿轮TG向从动齿轮DG传递的转矩较小时，若环形齿轮连结轴5旋转，则在转矩限制部件TL的永磁体和磁性材料之间的吸引力的作用下，太阳齿轮连结轴2与壳体I成为牵连状态。因此，壳体I实质上与环形齿轮连结轴5成为一体,而向从动齿轮DG传递动力。另一方面,在由于负荷侧发生异常而从动齿轮DG停止旋转等理由、壳体I与太阳齿轮连结轴2之间的传递转矩超过了规定值的情况下，永磁体的吸引力所引起的牵连不能进行，太阳齿轮连结轴2相对壳体I发生空转，动力的传递被切断。
[0075]在该转矩限制装置中，本发明的增减速器被用作增速器，设置有转矩限制部件TL的太阳齿轮连结轴2的转矩相比环形齿轮连结轴5的转矩被大幅度减小。因此，即使转矩限制部件TL是小型部件，也能够使用于传递较大的转矩的动力传递系统。另外，在本实施例中，虽然使用磁体式的部件作为转矩限制部件，但是也可以采用使弹簧介于壳体和太阳齿轮连结轴之间等、其他的转矩限制部件。
[0076]在图6中表示将本发明的增减速器应用于在利用合叶开闭的建筑物的旋转门或复印机的开闭盖、或者舞台的卷幕的卷取装置等中、用于防止伴随急剧的工作的冲击等的工作速度降低装置的实施例。
[0077]在图6的工作速度降低装置中，将合叶式旋转门等工作对象部件连结于环形齿轮连结轴5，并且固定壳体1，在太阳齿轮连结轴2上设置在旋转速度达到规定值时对轴的旋转施加阻力的离心式阻力施加部件CL。如A-A截面向视图所示，离心式阻力施加部件CL是如下部件:将截面呈圆形的橡胶体RB固定于臂AM的顶端，并且将臂AM的根部嵌入安装于固定在太阳齿轮连结轴2的凸起部、并且在臂AM和凸起部之间设置有拉伸弹簧SP。
[0078]若手动操作旋转门等部件，则环形齿轮连结轴5旋转，该旋转被增速而太阳齿轮连结轴2高速旋转。橡胶体RB在离心力的作用下克服拉伸弹簧SP而以臂AM的根部为支点向外侧扩展，在达到预定的旋转速度时与周围的壳体I接触。因此，阻力矩作用于太阳齿轮连结轴2，当该阻力矩增大而变成操作旋转门等工作对象部件时的阻力矩，从而减缓手动操作的开闭速度。当旋转门等的工作速度增大时，由于橡胶体RB和壳体I之间的摩擦增强而阻力矩增大，所以运转速度实质上大致为恒定值。
[0079]图6的工作速度降低装置在超过预定的旋转速度时摩擦阻力工作而使速度下降，但是也能够设置其他的阻力施加部件(也可以是与图5的转矩限制部件相同的部件)一直施加阻力矩。而且，通过将本发明的增减速器利用于工作速度降低装置，即使阻力施加部件较小型,也能够向工作对象的部件赋予较大的阻力矩。
[0080]图7所示的实施例通过组合使用相同结构的两个增减速器而构成了在预定的转速连接.切断动力传递的离心离合器。
[0081]如图7所示那样，在该离心离合器中，将图的左边的、以环形齿轮连结轴5为输入轴、作为增速器而工作的一增减速器和图的右边的、以环形齿轮连结轴5’为输出轴、作为减速器而运转的另一增减速器进行所谓的背对背配置，将形成于两增减速器的壳体1、1’的凸缘部对接组合。在中央部设有将增速机的太阳齿轮连结轴2与减速器的太阳齿轮连结轴2’之间连接或者切断连接的离心式离合部件CC。
[0082]如A-A截面向视图所示，离心式离合部件CC具有将嵌入安装于增速机的太阳齿轮连结轴2的臂状的重物W以与形成于减速器的太阳齿轮连结轴2’的圆环状的周围壁部相对的方式配置的、与图6的离心式阻力施加部件类似的结构，在重物W和太阳齿轮连结轴2之间设置有拉伸弹簧。若作为输入轴的环形齿轮连结轴5旋转，则太阳齿轮连结轴2高速旋转，在其转速超过预定值的情况下，臂状的重物W向外侧扩展，而抵接于太阳齿轮连结轴2’的周围壁部。此时，在重物W与周围壁部之间的摩擦的作用下太阳齿轮连结轴2’旋转，其旋转被减速，作为输出轴的环形齿轮连结轴5’以与输入轴相同的旋转速度旋转。在输入轴的转速低于预定值的情况下，重物W被拉伸弹簧拉动而脱离圆环状的周围壁部，自输入轴至输出轴的动力传递被切断。
[0083]在该离心离合器中，即使离心式离合部件CC较小型，也能够使用于传递较大的转矩的动力传递系统，同时由于离合器的切断.连接是由作为输入轴的环形齿轮连结轴5的转速被增速的太阳齿轮连结轴2进行的，所以动力传递被切断.连接的转速的精度提高。
[0084]如以上详述所示，本发明是如下设备:在组合了多级行星齿轮机构而成的小型的变速装置中，行星齿轮使用2级减速齿轮而增大变速比，并且将齿轮架固定于壳体而在太阳齿轮与环形齿轮之间执行变速作用，而且利用齿轮架支承齿轮等旋转的部件而防止摇动等，而能够作为增减速器顺利工作。在所述的实施例中，行星齿轮机构中的各齿轮分别一体地形成于各个部件，但是也可以使用其他材料将这些齿轮组装于各部件，也可以分别制作并结合行星齿轮的两个齿轮。另外，显而易见地，也可以采用如渐开线齿形的其他特殊形状齿形作为各齿轮的齿形曲线、将滚动轴承或者润滑性优异的材料夹设于旋转部件的接触部等、对所述实施例进行的各种变形。
【权利要求】
1.一种增减速器，该增减速器是在壳体的内部组合多级行星齿轮机构而形成的，其中，所述行星齿轮机构由太阳齿轮、环形齿轮、以及行星齿轮构成，所述太阳齿轮被置于所述行星齿轮机构的中心，所述环形齿轮由设于所述太阳齿轮的周围的内齿轮构成，所述行星齿轮介于所述太阳齿轮以及所述环形齿轮之间，所述增减速器的特征在于， 在所述行星齿轮中并列设有与所述太阳齿轮啮合的大径的齿轮以及与所述环形齿轮啮合的小径的齿轮， 在所述行星齿轮机构中以相邻的方式配置有圆板状的齿轮架和圆板状的旋转驱动件，在该圆板状的齿轮架上设有用于轴支承所述行星齿轮的支承轴，该圆板状的齿轮架固定于所述壳体，该圆板状的旋转驱动件设有所述环形齿轮及所述太阳齿轮，而且， 所述环形齿轮设于所述旋转驱动件的一表面的周缘部，并且所述太阳齿轮设于形成在另一表面的驱动件中心轴， 所述旋转驱动件的另一表面抵接于所述齿轮架的与支承轴相反一侧的表面，而在轴向上被支承，并且所述驱动件中心轴嵌入被形成于所述齿轮架的中心孔，而在径向上被支承， 在置于所述增减速器的一端的所述行星齿轮机构的所述太阳齿轮上设有太阳齿轮连结轴，在置于所述增减速器的另一端的所述行星齿轮机构的所述环形齿轮上设有环形齿轮连结轴。
2.根据权利要求1所述的增减速器，其中， 在所述圆板状的齿轮架的外周形成有突起，并且在所述壳体的内表面以沿轴向延伸的方式形成有供所述突起嵌入的槽。
3.根据权利要求2所述的增减速器，其中， 对于供所述突起嵌入的所述槽，被设定为分别与多级的所述行星齿轮机构中的所述圆板状的齿轮架对应的轴向上的长度的多个槽形成于所述壳体的内表面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的增减速器，其中， 所述太阳齿轮连结轴在径向上被形成于所述壳体的轴向上的一端的壁部支承，并且所述环形齿轮连结轴在轴向上以及径向上被嵌入所述壳体的轴向上的另一端的盖体支承。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的增减速器，其中， 在所述太阳齿轮连结轴的前端以及所述旋转驱动件的所述驱动件中心轴的前端设有小径的中央轴，并且在所述环形齿轮连结轴的后端以及所述旋转驱动件的后端设有供所述中央轴嵌入的中央孔。
【文档编号】F16H1/28GK104514846SQ201410508208
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月28日 优先权日:2013年10月1日
【发明者】饭山俊男 申请人:欧利生电气株式会社