JP2000134869A - 遊星歯車式変速機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速運転時にも耳障りな騒音が発生しない構
造を実現する。 【解決手段】 太陽歯車１１ａとリング歯車１０ａと遊
星歯車１２ａ、１２ａとを、何れも合成樹脂製とする。
又、これら遊星歯車１２ａ、１２ａをキャリア１３ａに
設けた枢軸２４、２４に対し、内部に正の隙間を有する
玉軸受２５、２５により支持する。合成樹脂製の歯車１
１ａ、１０ａ、１２ａ同士の噛合部では騒音が発生しに
くい。更に、上記各玉軸受２５、２５がミスアライメン
トを修正するので、騒音の発生防止をより効果的に図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の遊星歯車式変速機
は、例えば扇風機、洗濯機等の各種家電製品、或はペダ
ルの踏力を少なくできる電動補助自転車の駆動系に組み
込み、電動モータの回転軸の回転数を増速若しくは減速
して、回転軸若しくはペダル軸に伝達する為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】本発明の対象となる遊星歯車式変速機を
組み込んだ電動補助自転車用の駆動力補助装置が、例え
ば特開平７−９５７４４号公報に記載されている様に、
従来から知られている。この公報に記載された駆動力補
助装置は、図３に示す様に、図示しないペダルを踏む事
によりクランク１を介して回転駆動されるペダル軸２
に、上記ペダルを介して加えられるトルクに応じた大き
さの駆動力を、上記ペダルを介して加えられるトルクに
足して加えるものである。

【０００３】この様な自転車用駆動力補助装置は、図示
しないバッテリーと、このバッテリーからの通電に基づ
いて回転軸を所定方向に回転させる電動モータ３と、こ
の電動モータ３の回転軸４と上記ペダル軸２との間に設
けられた減速装置５とを備える。そして、この減速装置
５は、遊星ローラ式減速機６と、次述する駆動側傘歯車
８及び従動側傘歯車９から成る傘歯車式減速機１５と、
遊星歯車式減速機７とを、上記回転軸４の側から互いに
直列に配置する事により構成している。即ち、上記遊星
ローラ式減速機６の出力部に固定した駆動側傘歯車８と
噛合する従動側傘歯車９に、上記遊星歯車式減速機７を
構成するリング歯車１０を固定している。又、上記ペダ
ル軸２の周囲に、自身は回転せず、このペダル軸２の回
転を許容する状態で設けた太陽歯車１１と上記リング歯
車１０とに、複数（一般的には３〜４個の）遊星歯車１
２を噛合させている。そして、これら各遊星歯車１２を
回転自在に支持したキャリア１３を上記ペダル軸２の周
囲に、一方向クラッチ１４を介して支持している。この
一方向クラッチ１４は、上記電動モータ３からペダル軸
２への回転運動のみを伝達する役目を有する。

【０００４】上述の様に構成される自転車用駆動力補助
装置の作動時には、上記電動モータ３の回転軸４の回転
運動が、上記遊星ローラ式減速機６と、傘歯車式減速機
１５と、遊星歯車式減速機７と、一方向クラッチ１４と
を介して上記ペダル軸２に伝わる。この為、前記ペダル
の踏力を少なくできる。これに対して、惰性走行時、下
り坂走行時等、ペダルを踏まずに走行する様な状態で
は、上記一方向クラッチ１４が、ペダル軸２と電動モー
タ３の回転軸４とを切り離し、この電動モータ３の存在
が走行に対する抵抗になる事を防止する。

【０００５】上述の様に構成し作用する、自転車用駆動
力補助装置を構成する減速装置５の初段に遊星ローラ式
減速機６を配置する理由は、減速装置５が不快な騒音を
発生する事を防止する為である。即ち、遊星歯車式減速
機７等、歯車式の減速機は、低コストで確実な伝達を行
なえる反面、歯車同士の噛合部にバックラッシュが存在
する為、高速運転すると耳障りな高周波騒音を発生す
る。そこで、最も運転速度が速い減速装置の初段部分
に、騒音の少ない遊星ローラ式減速機６を配置し、上記
減速装置５の運転時に発生する騒音の低減を図ってい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に、遊星ロー
ラ式減速機６は、運転時の騒音が少ない反面、遊星歯車
式減速機７に比べてコストが嵩み、場合によっては滑り
が発生して伝達が不完全になる場合がある。従って、運
転時の騒音が少ない遊星歯車式減速機を実現できれば、
自動車用駆動力補助装置等、低騒音を要求される減速機
を組み込んだ各種機械装置として、低コストでしかも確
実な伝達を行なえる構造を実現できる。本発明の遊星歯
車式変速機は、この様な事情に鑑みて発明したものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の遊星歯車式変速
機は、従来から知られている遊星歯車式変速機と同様
に、外周面に歯を形成した太陽歯車と、内周面に歯を形
成し、この太陽歯車と同心に配置されたリング歯車と、
それぞれがこれら太陽歯車とリング歯車とに噛合した複
数個の遊星歯車と、これら各遊星歯車を、自転並びに上
記太陽歯車の周囲での公転自在に支持するキャリアとか
ら成る。特に、本発明の遊星歯車式変速機に於いては、
上記太陽歯車とリング歯車と遊星歯車とを、何れも合成
樹脂製としている。更に好ましくは、上記各遊星歯車
を、キャリアを構成する枢軸の周囲に、内部に正の隙間
を有する玉軸受を介して回転自在に支持しており、この
玉軸受を構成する外輪を、上記各遊星歯車の射出成形時
に、これら各遊星歯車の内径面にインサートしている。

【０００８】

【作用】上述の様に構成する本発明の遊星歯車式変速機
の場合には、太陽歯車とリング歯車と遊星歯車とを、金
属に比べて軟らかく、しかも内部損失が大きくて振動し
にくい材料である合成樹脂により造っている為、運転時
に騒音が発生しにくい。又、発生した場合でも、耳障り
な程に大きな騒音とはならない。更に、遊星歯車をキャ
リアの枢軸に対して、内部に正の隙間を有する玉軸受を
介して回転自在に支持すれば、構成各部の精度が多少悪
くて、各歯車の中心軸同士が非平行になる、ミスアライ
メントが発生しても、上記玉軸受がこのミスアライメン
トを吸収する。この結果、上記各歯車同士の噛合状態が
正規になり、騒音の発生をより有効に防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態の第
１例を示している。電動モータ３ａの回転軸４ａは、モ
ータハウジング１６の内側に、１対の転がり軸受１７、
１７により、回転自在に支持している。そして、これら
両転がり軸受１７、１７の間部分に固定したロータ１８
を、上記モータハウジング１６の内周面に固定したステ
ータ１９に対向させている。従って上記回転軸４ａは、
上記電動モータ３ａへの通電に基づいて高速で回転す
る。この回転軸４ａの先端部で、上記モータハウジング
１６外に突出した部分には、太陽歯車１１ａを支持固定
している。尚、この太陽歯車１１ａと上記回転軸４ａと
の間には、キー等を設けて、相対回転を防止している。

【００１０】又、上記モータハウジング１６に連結固定
した、円筒状の減速機ケース２０の内周面には、リング
歯車１０ａを固定している。又、この減速機ケース２０
の端部開口を塞ぐ蓋体２１にはキャリア１３ａを、転が
り軸受２２により、回転自在に支持している。このキャ
リア１３ａには、遊星歯車式減速機７ａの出力歯車２３
を、一体に形成している。又、このキャリア１３ａの外
周寄り部分の円周方向等間隔複数個所（例えば３〜４個
所）位置には、それぞれ枢軸２４、２４の基端部を固定
している。又、これら各枢軸２４、２４の周囲に遊星歯
車１２ａ、１２ａを、それぞれ１対ずつの玉軸受２５、
２５を介して、回転自在に支持している。そして、上記
各遊星歯車１２ａ、１２ａを、上記太陽歯車１１ａとリ
ング歯車１０ａとに噛合させている。

【００１１】上記太陽歯車１１ａと、リング歯車１０ａ
と、各遊星歯車１２ａ、１２ａとは、何れも合成樹脂製
としている。合成樹脂の具体例としては、ポリアミド樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等、特に問わない
が、強度が大きく、摩擦係数も低い材料として、ポリア
セタール樹脂等が、好ましく利用できる。又、上記各遊
星歯車１２ａ、１２ａを上記各枢軸２４、２４の周囲に
支持する為の玉軸受２５、２５は、内部に正の隙間を有
する。そして、これら各玉軸受２５、２５を構成する外
輪２６、２６を、上記各遊星歯車１２ａ、１２ａの射出
成形時に、これら各遊星歯車１２ａ、１２ａの内径面に
インサートしている。

【００１２】上述の様に構成する本発明の遊星歯車式変
速機７ａの運転時には、前記回転軸４ａの回転を、上記
太陽歯車１１ａ及びリング歯車１０ａとの噛合に基づい
て、上記遊星歯車１２ａ、１２ａの公転運動に変換す
る。そして、この公転運動を、上記各枢軸２４、２４及
び上記キャリア１３ａを介して前記出力歯車２３に伝達
し、この出力歯車２３から動力を取り出す。

【００１３】この様に構成し作用する本発明の遊星歯車
式減速機７ａの場合には、太陽歯車１１ａとリング歯車
１０ａと遊星歯車１２ａ、１２ａとを、金属に比べて軟
らかく、しかも内部損失が大きくて振動しにくい材料で
ある合成樹脂により造っている為、運転時に騒音が発生
しにくい。又、発生した場合でも、耳障りな程に大きな
騒音とはならない。

【００１４】更に、上記遊星歯車１２ａ、１２ａを上記
キャリア１３ａに設けた枢軸２４、２４に対して、内部
に正の隙間を有する玉軸受２５、２５を介して回転自在
に支持している為、構成各部の精度が多少悪くて、各歯
車１１ａ、１０ａ、１２ａの中心軸同士が非平行にな
る、ミスアライメントが発生しても、上記玉軸受２５、
２５がこのミスアライメントを吸収する。この結果、上
記各歯車１１ａ、１０ａ、１２ａ同士の噛合状態が正規
になり、騒音の発生をより有効に防止できる。

【００１５】次に、図２は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の遊星歯車式減速機７ｂは、各種
機械装置への組み付けが可能な、汎用品として構成して
いる。この為、キャリア１３ｂは、金属板により円輪状
に構成して、所定部位への支持固定を自在としている。
又、リング歯車１０ａ及び太陽歯車１１ａに関しても、
所定部位への支持固定を自在としている。汎用品として
構成すべく、上記キャリア１３ｂの形状を変えた以外の
部分の構造及び作用は、上述した第１例と同様であるか
ら、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省
略する。

【００１６】

【発明の効果】本発明の遊星歯車式変速機は、以上に述
べた通り構成され作用するので、低騒音での高速運転を
要求される部分にも使用可能となり、変速装置を組み込
んだ各種機械装置として、低コストでしかも確実な伝達
を行なえる構造を実現できる。この為、例えば自転車用
駆動力補助装置に組み込んだ場合に、特に高度の調整作
業を行なわなくても、バッテリーの寿命を確保して、走
行距離（補助動力を利用して走行可能な距離）を確保で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】同第２例を示す断面図。

【図３】従来から知られている、遊星歯車式減速機を組
み込んだ自転車用駆動力補助装置の断面図。

【符号の説明】

１ クランク ２ ペダル軸 ３、３ａ 電動モータ ４、４ａ 回転軸 ５ 減速装置 ６ 遊星ローラ式減速機 ７、７ａ、７ｂ 遊星歯車式減速機 ８ 駆動側傘歯車 ９ 従動側傘歯車 １０、１０ａ リング歯車 １１、１１ａ 太陽歯車 １２、１２ａ 遊星歯車 １３、１３ａ、１３ｂ キャリア １４ 一方向クラッチ １５ 傘歯車式減速機 １６ モータハウジング １７ 転がり軸受 １８ ロータ １９ ステータ ２０ 減速機ケース ２１ 蓋体 ２２ 転がり軸受 ２３ 出力歯車 ２４ 枢軸 ２５ 玉軸受 ２６ 外輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 町田 尚 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 5H607 AA04 AA12 BB01 BB14 CC03 EE33 GG04 KK07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に歯を形成した太陽歯車と、内周
   面に歯を形成し、この太陽歯車と同心に配置されたリン
   グ歯車と、それぞれがこれら太陽歯車とリング歯車とに
   噛合した複数個の遊星歯車と、これら各遊星歯車を、自
   転並びに上記太陽歯車の周囲での公転自在に支持するキ
   ャリアとから成る遊星歯車式変速機に於いて、上記太陽
   歯車とリング歯車と遊星歯車とを合成樹脂製とした事を
   特徴とする遊星歯車式変速機。
2. 【請求項２】 各遊星歯車は、キャリアを構成する枢軸
   の周囲に、内部に正の隙間を有する玉軸受を介して回転
   自在に支持されており、この玉軸受を構成する外輪は、
   上記各遊星歯車の射出成形時に、これら各遊星歯車の内
   径面にインサートされている、請求項１に記載した遊星
   歯車式変速機。