JP2002242997A - 遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遊星歯車装置の小型化・軽量化を図る。 【解決手段】 ギヤケース６の内周面に内歯車１３が形
成され、この内歯車１３に噛み合うとともに第２の太陽
歯車１６に噛み合う第２の遊星歯車１７が、出力軸４と
一体に回動する第２のキャリア１８によって第２の太陽
歯車１６のまわりに公転できるように支持されている。
そして、第２のキャリア１８の回転中心と第２の遊星歯
車１７の公転中心が一致するように、第２のキャリア１
８の外周面２２が、ギヤケース６の内周面に形成された
軸受け面２３によって回動可能に支持されている。ま
た、出力軸４が、ギアケース６に取り付けられた軸受け
２６と第２のキャリア１８とによって、軸線方向に沿っ
た２箇所を支持されて回動するようになっている。これ
により、出力軸４を２個の軸受け２６，２６で支持する
従来例に比較して、装置の全長を小さくすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車や産業機
械等の動力伝達系に使用される遊星歯車装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、遊星歯車装置は、モータやエン
ジン等の動力源から伝達される回転を他の装置（自動車
のエンジンの付属装置やその他の産業機械等）の駆動の
ために都合が良い回転に変えるために使用されるもので
ある。このような遊星歯車装置は、ギヤケースの内部
に、太陽歯車と、この太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、
この遊星歯車が太陽歯車の周囲を公転できるように支持
するキャリアとが収容され、外部動力源から伝達された
動力をこれら歯車やキャリアに連繋された出力軸を介し
て他の被動装置側へ出力するようになっている。この
際、出力軸が倒れを生じていると、太陽歯車と遊星歯車
がかじりつきを生じて円滑に作動しなくなる可能性があ
る。そのため、ギヤケースに複数の軸受けが取り付けら
れ、この複数の軸受けで出力軸の複数箇所を支持し、軸
の倒れ（軸芯の傾き）を防止するようになっている（例
えば、特開平５−２０９６６２号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような遊星歯車装
置は、自動車等の限られたスペース内に取り付けられる
ため、装置全体を小さくする必要がある。しかし、従来
の遊星歯車装置は、出力軸を複数の軸受けで支持するよ
うになっているため、全長が長くなりがちであり、自動
車業界等からの小型化の要請に十分応えることができな
かった。

【０００４】そこで、本発明は、出力軸の軸受け構造を
変えることにより、遊星歯車装置の小型化を図ること、
とりわけ遊星歯車装置の全長寸法（出力軸の軸線方向の
寸法）を小さくすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の遊星歯車装置
は、ギヤケースの内周面に内歯車が形成され、この内歯
車に噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星歯車が、
出力軸と一体に回動するキャリアによって太陽歯車のま
わりに公転できるように支持されている。そして、前記
キャリアの回転中心と前記遊星歯車の公転中心が一致す
るように、前記キャリアの外周面が、前記ギヤケースの
内周面に形成された軸受け面によって回動可能に支持さ
れている。また、前記出力軸が、前記ギアケースに取り
付けられた軸受けと前記キャリアとによって、軸線方向
に沿った２箇所を支持されて回動するようになってい
る。

【０００６】このような構成の本発明によれば、出力軸
は、ギヤケースの軸受け面で支持されたキャリアと軸受
けとによって回動できるように支持されることになり、
軸芯の傾きを生じることなく円滑に回動する。したがっ
て、本発明の遊星歯車装置は、出力軸を２個の軸受けで
支持する従来例に比較して、当該装置の全長を小型化す
ることができ、当該装置の軽量化を図ることが可能にな
る。

【０００７】また、上述の遊星歯車装置において、前記
キャリアの外周端部側面には、前記ギヤケースの内側面
に摺接する突起が形成されている。

【０００８】このように構成すれば、キャリアの側面と
ギヤケースの内側面との摺接面積が小さくなり、キャリ
アの回動時に生じる摩擦抵抗を低減でき、動力伝達効率
を向上させることが可能になる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。

【００１０】［第１の実施の形態］図１〜図３は、本実
施の形態に係る遊星歯車装置１を示すものである。

【００１１】これらの図に示すように、本実施の形態の
遊星歯車装置１は、大別すると、入力軸２に接続される
第１の歯車ユニット３と、この第１の歯車ユニット３と
出力軸４とに接続される第２の歯車ユニット５とを備
え、これら第１の歯車ユニット３及び第２の歯車ユニッ
ト５がギヤケース６の内部に収容されるようになってい
る。以下、本実施の形態に係る遊星歯車装置１の詳細を
順次説明する。

【００１２】（第１の歯車ユニット）モータやエンジン
等の駆動源に接続される入力軸２の端部がギヤケース６
の内部に挿入され、この入力軸２の端部に第１の太陽歯
車７が取り付けられている。この第１の太陽歯車７の外
周には、この第１の太陽歯車７に噛み合う３個の第１の
遊星歯車８が等間隔で配置され、これらの第１の遊星歯
車８が第１の太陽歯車７の回りに公転できるように第１
のキャリア１０で支持されている。この第１のキャリア
１０は、略円板形状に形成されており、第１の遊星歯車
８を回転できるように支持する支持軸１１が３個の第１
の遊星歯車８に対応するように図１中の左側面１２に突
出形成されている。そして、３個の第１の遊星歯車８
は、ギヤケース６の内周面に形成された内歯車１３にも
噛み合うようになっている。

【００１３】上述の第１の太陽歯車７の回転中心部に
は、セレーションの穴１４が形成されており、この穴１
４に嵌合される入力軸２の端部がセレーションの軸２ａ
になっている。そして、第１の太陽歯車７と入力軸２が
セレーション嵌合させられて一体回動する。また、第１
のキャリア１０は、その回転中心が３個の第１の遊星歯
車８の公転中心と一致するため、回転中心部や外周部が
他の部材（例えば、出力軸４やギヤケース６の内周面）
で支持されるようになっていない。その結果、作動時の
摩擦抵抗を小さくすることができ、動力の伝達効率を向
上させることができる。

【００１４】（第２の歯車ユニット）第１のキャリア１
０の回転中心部で且つ図１中の右側面１５側には、第２
の太陽歯車１６が形成されており、この第２の太陽歯車
１６に噛み合う３個の第２の遊星歯車１７が等間隔で配
置され、これらの第２の遊星歯車１７が第２の太陽歯車
１６の周囲に公転できるように第２のキャリア１８で支
持されている。この第２のキャリア１８は、略円板形状
に形成されており、図１中の左側面２０に第２の遊星歯
車１７を回転できるように支持する支持軸２１が突出形
成されている。また、この第２のキャリア１８は、その
外周面２２がギヤケース６の内周面に形成された軸受け
面２３によって回動できるように支持されている。そし
て、３個の第２の遊星歯車１７は、ギヤケース６の内周
面に形成された内歯車１３にも噛み合うようになってい
る。

【００１５】第２のキャリア１８の回転中心部には、セ
レーションの穴２４が形成されており、この穴２４に係
合される出力軸４の端部にもセレーションの軸４ａが形
成されており、第２のキャリア１８の穴２４に出力軸４
がセレーション嵌合させられ、第２のキャリア１８と出
力軸４が一体に回動するようになっている。また、ギヤ
ケース６の図１中右側端部には、軸受け取付用の凹部２
５が形成されており、この凹部２５には、出力軸４を回
動できるように支持する軸受け２６が係合されている。
これにより、出力軸４は、第２のキャリア１８を介して
ギヤケース６の軸受け面２３で支持されるとともに、第
２のキャリア１８と出力軸４との嵌合部の近傍に配置さ
れた軸受け２６によって支持されることになる。すなわ
ち、出力軸４は、その軸線方向に沿った位置の２箇所が
回動できるように支持されることになり、軸芯ＣＬの傾
きや軸振れを生じることなく、円滑に回動する。

【００１６】また、第２のキャリア１８の外周端の側面
２７には、ギヤケース６の内側面２８に摺接する略環状
の突起３０が形成されている。これにより、第２のキャ
リア１８とギヤケース６との接触面積を小さくし、第２
のキャリア１８の回転時に生じる摩擦抵抗を小さくする
ことができる。なお、第１の遊星歯車８及び第２の遊星
歯車１７の両側面にも略環状の突起３１，３２が形成さ
れており、各遊星歯車の回転時に生じる摩擦抵抗を小さ
くするように工夫されている。また、第２のキャリア１
８及び各遊星歯車８，１７の略環状の突起３０，３１，
３２は、周方向に連続したものに限られず、周方向に複
数分割したものであってもよい。

【００１７】ここで、上述の第１の太陽歯車７、第１の
遊星歯車８、第１のキャリア１０、第２の太陽歯車１
６、第２の遊星歯車１７及び第２のキャリア１８がギヤ
ケース６の内部に収容されている。そして、第１〜第２
の太陽歯車７，１６、第１〜第２の遊星歯車８，１７、
第１〜第２のキャリア１０，１８及びギヤケース６がプ
ラスチック（例えば、ＰＰＳ、ＰＡ等）で形成されてい
る。なお、ギヤケース６は、ギヤケース本体６ａとエン
ドカバー６ｂとに分割されており、ギヤケース本体６ａ
内に上述の第１の太陽歯車７から第２のキャリア１８ま
での各構成部品を収容した後、エンドカバー６ｂをギヤ
ケース本体６ａの開口部に固定するようになっている。

【００１８】（作動状態）このような構成の遊星歯車装
置１は、ギヤケース６（内歯車１３）が固定されるよう
になっており、入力軸２と一体になって第１の太陽歯車
７が回転すると、第１の遊星歯車８が第１の太陽歯車７
で回転させられながら第１の太陽歯車７の回りを公転す
る。この第１の遊星歯車８の公転の回転数が、第１のキ
ャリア１０及びこの第１のキャリア１０に形成された第
２の太陽歯車１６の回転数となる。次いで、第２の太陽
歯車１６に噛み合う第２の遊星歯車１７が、第２の太陽
歯車１６に回転させられながら第２の太陽歯車１６の回
りを公転する。この第２の遊星歯車１７の公転の回転数
が、第２のキャリア１８及びこの第２のキャリア１８と
一体になって回動する出力軸４の回転数となる。なお、
入力軸２と出力軸４の回転比は、第１の太陽歯車７、第
１の遊星歯車８、内歯車１３、第２の太陽歯車１６、及
び第２の遊星歯車１７の歯数比に応じて決定される。

【００１９】（第１の実施の形態の効果）以上のよう
に、本実施の形態の遊星歯車装置１は、ギヤケース６の
軸受け面２３で第２のキャリア１８の外周面２２を回転
可能に支持するようになっており、ギヤケース６の軸受
け面２３で支持された第２のキャリア１８と１個の軸受
け２６で出力軸４の２箇所を回転可能に支持することが
でき、出力軸４の傾きを防止して、出力軸４の円滑な回
動を可能にすることができるため、２個の軸受け２６，
２６で出力軸４を支持する構造の従来例に比較して、軸
受け２６を減らすことができた分（Ｌ）だけ遊星歯車装
置１の全長寸法を短くすることができ（図４参照）、遊
星歯車装置１の小型化・軽量化を図ることができる。

【００２０】また、本実施の形態の遊星歯車装置１は、
１個の軸受け２６と第２のキャリア１８で出力軸４を支
持するようになっているため、２個の軸受け２６，２６
で出力軸４を支持する従来例に比較して、軸受け２６の
数を減らすことができ、部品点数の削減による製品価格
の低廉化を図ることができる。

【００２１】［第２の実施の形態］上述の第１の実施の
形態は、第１の遊星歯車８及び第２の遊星歯車１７をそ
れぞれ３個設置する態様を例示したが、これに限られず
ものでなく、第１の遊星歯車８及び第２の遊星歯車１７
をそれぞれ１個又は２個設置するようにしてもよく、ま
た、第１の遊星歯車８及び第２の遊星歯車１７をそれぞ
れ３個以上設置するようにしてもよい。

【００２２】ただし、第１の遊星歯車８を２個以下にし
た場合には、第１のキャリア１０の回転中心が第１の遊
星歯車８の公転中心と一致するように、第１のキャリア
１０を他の部材で回転できるように支持する必要があ
る。

【００２３】図５〜図６は、第１の遊星歯車８を１個だ
け使用した遊星歯車装置１を例示するものである。これ
らの図に示すように、本実施の形態に係る遊星歯車装置
１は、第１のキャリア１０（第２の太陽歯車１６）の回
転中心部分に軸受け穴３３が形成されており、この軸受
け穴３３に出力軸４の先端４ｂが係合され、第１のキャ
リア１０が出力軸４で回転可能に支持されるようになっ
ている。また、第１のキャリア１０の回転中心部で且つ
図５中左側面側には支持突起３４が形成されており、こ
の支持突起３４のテーパ部３５が第１の太陽歯車７の穴
１４のテーパ部３６で回転可能に支持されるようになっ
ている。

【００２４】本実施の形態の遊星歯車装置１によれば、
上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができ
ることはもちろんのこと、さらに部品点数（第１の遊星
歯車８）を削減でき、装置の軽量化を図ることが可能に
なる。

【００２５】なお、本実施の形態において、第１のキャ
リア１０は、出力軸４及び第１の太陽歯車７に支持され
るようになっているが、出力軸４と第１の太陽歯車７の
いずれか一方のみで回転可能に支持してもよい。また、
第１のキャリア１０は、略円板状に形成されているた
め、その外周面をギヤケース６の内周面で回転可能に支
持するようにしてもよい。

【００２６】［その他の実施の形態］なお、上述の各実
施の形態は、第１のキャリア１０を略円板状に形成し、
回転中心部に第２の太陽歯車１６を形成する態様を例示
したが、これに限られず、図７（ａ）や図７（ｂ）に示
すように、第２の太陽歯車１６から径方向外方へ向けて
アーム３７を延出させて、そのアーム３７に第１の遊星
歯車８を回転可能に支持する支持軸１１を突出形成する
ようにしてもよい。これによっても、上述の各実施の形
態と同様の効果を得ることができることはもちろんのこ
と、第１のキャリア１０の軽量化を図り、遊星歯車装置
の軽量化を図ることができる。

【００２７】また、上述の各実施の形態は、第２のキャ
リア１８を略円板状に形成し、その外周面２２をギヤケ
ース６の軸受け面２３で回転可能に支持する態様が例示
されているが、これに限られず、図８に示すように、出
力軸４に係合されるボス部３８と、このボス部３８から
径方向外方へ向けて延出する複数のアーム４０と、この
アーム４０に形成される支持軸４１とで第２のキャリア
１８を構成し、アーム４０の外周面４２をギヤケース６
の軸受け面２３で回転可能に支持するようにしてもよ
い。これによっても、第２のキャリア１８の回転中心と
第２の遊星歯車１７の公転中心とを一致させ、円滑な動
力伝達を可能にすることができ、上述の各実施の形態と
同様の効果を得ることができることはもちろんのこと、
第２のキャリア１８の軽量化を図ることができ、遊星歯
車装置の軽量化を図ることができる。ここで、アーム４
０の数は、第２のキャリア１８の回転中心を第２の遊星
歯車１７の公転中心とを一致させることができる限り、
適宜変更することができる。

【００２８】また、上述の各実施の形態において、各摺
接部分に摩擦抵抗を低減させるための含油樹脂部材やフ
ッ素樹脂部材の低抵抗部材又は軸受けメタル等を適宜配
置するようにしてもよい。

【００２９】また、上述の各実施の形態において、第１
の太陽歯車７の入力軸２との係合部に金属部材を配置し
たり、第２のキャリア１８の出力軸４との係合部に金属
部材を配置し、それら金属部材に入力軸２や出力軸４の
セレーションに係合する穴のセレーションを形成するよ
うにしてもよい。このようにすれば、セレーション嵌合
部の強度を向上させることができる。

【００３０】また、上述の各実施の形態において、第１
の太陽歯車７と入力軸２及び第２のキャリア１８と出力
軸４がセレーション嵌合されて一体回動するようになっ
ているが、本発明はこれに限られず、第１の太陽歯車７
と入力軸２及び第２のキャリア１８と出力軸４を、スプ
ライン、キー、圧入等の手段によって一体回動させるよ
うにしてもよい。

【００３１】また、上述の各実施の形態において、軸受
け２６としてボールベアリングを例示したが、これに限
られず、ブッシュやニードルベアリング等の各種軸受け
を使用条件等に応じて適宜変更使用するようにしてもよ
い。

【００３２】また、上述の各実施の形態において、ギヤ
ケース６、第１の太陽歯車７、第１の遊星歯車８、第１
のキャリア１０、第２の太陽歯車１６、第２の遊星歯車
１７及び第２のキャリア１８をプラスチックで形成する
態様を例示したが、これに限られず、それら各構成部品
を金属で形成するようにしてもよい。

【００３３】また、上述の各実施の形態は、ギヤケース
６の内部に第１の歯車ユニット３と第２の歯車ユニット
５を収容する態様を例示したが、本発明はこれに限られ
ず、第１の歯車ユニット３の第１の遊星歯車８と第１の
キャリア１０とを省略し、第１の太陽歯車７で第２の遊
星歯車１７を直接回転させるようにしてもよく、さら
に、第１の歯車ユニット３と第２の歯車ユニット５との
間に単数又は複数の中間歯車ユニットを配置し、第１の
歯車ユニット３と第２の歯車ユニット５とを中間歯車ユ
ニットを介して接続するようにしてもよい。これらのい
ずれの態様の場合も、第２の歯車ユニット５の第２のキ
ャリア１８（出力軸４にセレーション嵌合されるキャリ
ア）の外周面２２，４２がギヤケース６の軸受け面２３
で回動可能に支持され、これによって上述の各実施の形
態と同様の効果を得ることができる。

【００３４】また、上述の各実施の形態において、内歯
車１３は、同一の寸法に形成する態様を例示したが、設
計条件に応じて適宜変更することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、ギヤケースの軸受け面でキャ
リアの外周面を回転可能に支持するようになっており、
ギヤケースの軸受け面で支持されたキャリアと軸受けで
出力軸の２箇所を回転可能に支持することができ、出力
軸の円滑な回動を可能にすることができるため、２個の
軸受けで出力軸を支持する構造の従来例に比較して、軸
受けを減らすことができた分だけ遊星歯車装置の全長寸
法を短くすることができ、遊星歯車装置の小型化・軽量
化を図ることができると共に、部品点数を削減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る遊星歯車装置
の縦断面図である。

【図２】図１の遊星歯車装置の構造を説明するスケルト
ン図である。

【図３】図３（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿って切断して
示す断面図であり、図３（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿っ
て切断して示す断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る遊星歯車装置
の効果を説明するための図であり、遊星歯車装置の一部
を示す断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る遊星歯車装置
の縦断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図で
ある。

【図７】図７（ａ）は、第１の遊星歯車が１個の場合の
第１のキャリアの他の実施の形態を示す正面図であり、
また、図７（ｂ）は、第１の遊星歯車が３個の場合の第
１のキャリアの他の実施の形態を示す正面図である。

【図８】第２のキャリアの他の実施の形態を示す正面図
である。

【符号の説明】

１……遊星歯車装置、４……出力軸、６……ギヤケー
ス、１３……内歯車、１６……第２の太陽歯車（太陽歯
車）、１７……第２の遊星歯車（遊星歯車）、１８……
第２のキャリア（キャリア）、２２，４２……外周面、
２３……軸受け面、２６……軸受け、２８……内側面、
３０……突起

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ギヤケースの内周面に内歯車が形成さ
   れ、 この内歯車に噛み合うとともに太陽歯車に噛み合う遊星
   歯車が、出力軸と一体に回動するキャリアによって太陽
   歯車のまわりに公転できるように支持されている遊星歯
   車装置であって、 前記キャリアの回転中心と前記遊星歯車の公転中心が一
   致するように、前記キャリアの外周面が、前記ギヤケー
   スの内周面に形成された軸受け面によって回動可能に支
   持され、 前記出力軸が、前記ギアケースに取り付けられた軸受け
   と前記キャリアとによって、軸線方向に沿った２箇所を
   支持されて回動することを特徴とする遊星歯車装置。
2. 【請求項２】 前記キャリアの外周端部側面には、前記
   ギヤケースの内側面に摺接する突起が形成されたことを
   特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。