JP5709112B2 - 遊星歯車機構及びその動力伝達部材 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車機構と、遊星歯車機構の一部材であって遊星歯車機構に駆動軸からの回転及びトルクを従動軸へ伝達する機能を発揮させるための部材に関する。

従来から、回転動力の変速機構として遊星歯車機構が知られている。従来から知られている遊星歯車機構としては、例えば、駆動源の駆動力が伝達されて回動する駆動軸（入力軸）と、当該駆動軸に装着され一体となって回転する太陽歯車と、太陽歯車と一定の空隙を介して太陽歯車と同軸上に配設された内歯車と、この空隙に一定の角度間隔で配設され太陽歯車と内歯車に噛み合う複数の遊星歯車と、太陽歯車と同軸上に配設され複数の当該遊星歯車を回動自在に支持する遊星キャリア（回転腕）と、遊星キャリアに連結される従動軸（出力軸）とにより構成されるものがある（例えば、特許文献１参照）。この構成によれば、内歯車を固定した状態で駆動軸を回転させると、遊星歯車が自転しながら太陽歯車の周りを公転し、この公転運動により遊星キャリアに連結された従動軸が回転することになる。

従来の技術によれば、通常、遊星キャリアは従動軸の先端に設けられており、この先端に設けられた遊星キャリアに対して複数の遊星歯車が回動自在に配設されていた（例えば、特許文献１参照）。

遊星キャリアに対して遊星歯車を回動自在に支持する手段として、従来、遊星キャリアに軸受孔を形成し、貫通孔が回転軸方向に形成された遊星歯車を当該軸受孔と当該貫通孔が一致するように移動させたうえ、当該軸受孔と当該貫通孔に遊星ピン（軸ピン）を挿入することによって、遊星キャリアに対し遊星歯車を回動自在に装着する場合がある。この手段による場合には、各遊星歯車の回転中心部に貫通孔を形成する必要がある。

また、遊星ピンを別体として用意することなく遊星歯車を回動自在に装着する手段として、従来、遊星歯車の両端面に遊星ピンに代わる軸部を予め遊星歯車本体と一体として形成しておき、この軸部付の遊星歯車を分割された一対の遊星キャリアで挟み込むようにして装着する場合がある。この手段による場合には、軸受孔が設けられた遊星キャリアを予め分割して形成しておくとともに、当該軸受孔に遊星歯車の軸部が挿入されるように一対の遊星キャリアで遊星歯車を挟み込み、分割された一対の遊星キャリアをネジやカシメにより締結することにより、遊星キャリアに対し遊星ピン付の遊星歯車を回動自在に装着することになる。

遊星歯車機構は、発電機、電動ドライバー、洗濯機など様々な機械装置の内部に組み込まれて使用されるため、一般に、省容積化（小型化）を図ることが望ましい。特許文献１に開示される技術は、モーターローター内部に遊星歯車機構を組み込むことにより装置全体としての省容積化を図ったものである。

特開２０１０−２６３７６１号公報

前述のとおり、遊星歯車機構は省容積化を図ることが望ましいが、しかし、上述した特許文献１記載の発明では、その手段として、単純に各構成部品のサイズを小さくするだけで、歯車機構としての強度を確保することができないという問題があった。

また、前述のとおり、遊星歯車機構は様々な機械装置の内部に組み込まれて使用されるため故障時の修理が容易ではないという問題があった。遊星歯車機構には、耐久性を向上させるためにも十分な強度を有することが望まれる。

また、遊星キャリアに対して遊星歯車を装着する手段として、遊星ピンを用いる場合には、遊星歯車に遊星ピンの貫通孔を形成する必要があるが、貫通孔を形成すると歯底までの十分な厚さ（リム厚）を確保するのが困難となり、遊星歯車の歯元強度を確保できないという問題があった。

一方、遊星キャリアに対して遊星歯車を装着する手段として、遊星ピンを用いない場合、即ち、予め軸部を一体形成した遊星歯車を用いる場合には、前述のとおり、分割された一対の遊星キャリアで遊星歯車を挟み込んだ状態で、それぞれの遊星キャリアをネジやカシメにより締結することになるが、かかる締結手段ではねじり力に対して十分な強度を確保できないという問題があった。

また、一般に、回転軸に伝達されるトルクが大きい場合には、それに応じて回転軸の軸径を大きくする必要があるが、回転軸の軸径が大きくなると遊星歯車機構の容積が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする遊星歯車機構及びその動力伝達部材を得ることを目的としている。

本願発明者は、上記目的を達成するため、試行錯誤の上、遊星歯車機構及びその動力伝達部材を発明した。

本発明の第１の態様は、太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であって、
前記遊星歯車を回動自在に装着する遊星歯車装着部が回転軸方向に 形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の一端を回動自在に支持する軸受部が当該遊星歯車装着部の一端に連通して回転軸方向に形成され、当 該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の歯部を外周面上から突出させる開口窓が周面上に形成された遊星歯車保持部と、
前記遊星歯車装着部の他端に連通し、前記遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の他端を回動自在に支持する回転支持孔が回転軸方向に形成された略円筒状の回転軸部と、
前記太陽歯車の軸部を回動自在に前記遊星歯車保持部の中心軸へ挿入する太陽歯車挿入孔が回転軸方向に形成された太陽歯車保持部とを備え、
前記遊星歯車保持部と前記回転軸部と前記太陽歯車保持部とが一体として形成され、前記遊星歯車を前記回転軸部の開口端部から軸方向に挿入しうることを特徴とする動力伝達部材を提供する。本願において、動力伝達部材は、遊星歯車機構の一部材であって遊星歯車機構に駆動軸からの回転及びトルクを従動軸へ伝達する機能を発揮させるための部材であって、遊星歯車を内部に装着しうる構成を有するものである。

本発明の第１の態様の動力伝達部材によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。また、本発明の第１の態様の動力伝達部材によれば、歯部と軸部とを一体形成した遊星歯車を用いる場合でも、従来技術のように、分割された一対の遊星キャリアで挟み込むようにして装着する必要がない。すなわち、回転軸部の開口端部から遊星歯車を回転軸部内に挿入し、回転支持孔を介して遊星歯車装着部に装着することができる。本発明の第１の態様の動力伝達部材は、遊星歯車保持部、回転軸部及び太陽歯車保持部のそれぞれが一体として形成されているので、ねじり力に対して十分な強度を確保できる。一般に、回転軸に伝達されるトルクが大きい場合には、それに応じて回転軸の軸径を大きくして剛性を高める必要があるが、本発明の第１の態様の動力伝達部材によれば、回転軸部を略円筒状のものとし、回転軸部及び遊星歯車保持部の内部に遊星歯車を装着するようにしているので、強度を確保するために回転軸の軸径を大きくする場合でも遊星歯車機構全体の容積の増加を抑制することができる。さらに、本発明の第１の態様の動力伝達部材によれば、回転軸部の開口端部から遊星歯車を容易に出し入れすることができるので、故障時に部品ごとの修理が容易である。

また、本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の動力伝達部材と、歯部と軸部とが一体として形成され前記遊星歯車装着部に装着される遊星歯車とを有することを特徴とする遊星歯車機構を提供する。

本発明の第２の態様の遊星歯車機構によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。ねじり力に対して十分な強度を確保でき、遊星歯車の装着が容易で故障時に部品ごとの修理が容易である他、遊星歯車には遊星ピンを挿入するための貫通孔を形成する必要がなくなることから、遊星歯車の外径を小さく設定しても、遊星歯車の歯元強度を十分に確保することができる。そのため、遊星歯車の外径を小さく設定することによって、十分な強度を確保しつつ、遊星歯車機構全体の省容積化を図ることができる。

また、前記遊星歯車が、前記遊星歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする遊星歯車であることが好ましい。上述した本発明の第２の態様の遊星歯車機構の効果に加え、遊星歯車と太陽歯車及び内歯車との噛み合い部分の面積を増大させることができる。これにより、遊星歯車の外径を小さく設定しても遊星歯車の強度を確保することができるので、十分な強度を確保しつつ、遊星歯車機構全体の省容積化をさらに図ることができる。一般に、遊星歯車機構全体が回転軸方向に長くなると、ねじれ力に対する剛性を確保することが困難となるが、本発明の第２の態様の遊星歯車機構は、遊星歯車保持部、回転軸部及び太陽歯車保持部のそれぞれが一体として形成されているので、ねじり力に対して十分な強度を確保できる。

また、前記太陽歯車が、前記太陽歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする太陽歯車であることがより好ましい。上述した本発明の第２の態様の遊星歯車機構の効果に加え、太陽歯車と遊星歯車との噛み合い部分の面積を増大させることができる。これにより、太陽歯車の外径を小さく設定しても太陽歯車の強度を確保することができ、また、太陽歯車の外径を小さく設定することにより、太陽歯車と噛み合う複数の遊星歯車が接近して配置されることになるので、遊星歯車保持部及び内歯車の径方向の寸法を小さく設定することができ、遊星歯車機構全体の省容積化をさらに図ることができる。

また、本発明の第３の態様は、太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であって、
前記遊星歯車を回動自在に装着する遊星歯車装着部が回転軸方向に 形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の一端を回動自在に支持する軸受部が当該遊星歯車装着部の一端に連通して回転軸方向に形成され、当 該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の歯部を外周面上から突出させる開口窓が周面上に形成された遊星歯車保持部と、
前記太陽歯車の軸部を回動自在に前記遊星歯車保持部の中心軸へ挿入する太陽歯車挿入孔が回転軸方向に形成され、前記遊星歯車保持部と一体として形成された太陽歯車保持部とを有し、
前記遊星歯車保持部には、前記遊星歯車装着部と前記軸受部と前記開口窓が回転軸周りに等間隔で複数形成されるとともに、フランジ部を備える従動軸に締結する開口端部が設けられ、前記遊星歯車を前記開口端部から軸方向に挿入しうることを特徴とする遊星歯車機構を提供する。

本発明の第３の態様の動力伝達部材によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。遊星歯車の装着が容易で故障時に部品ごとの修理が容易である他、従動軸に設けられたフランジ部を遊星歯車保持部の開口端部側に締結することにより、遊星歯車装着部に装着された遊星歯車の脱落を防止することができる。また、本発明の第１の態様の動力伝達部材とは異なり、遊星歯車機構に連結される従動軸の内部に遊星歯車を配置しないため、遊星歯車を挿入するためのスペースを従動軸内部に設ける必要がなく、従動軸の軸径を小さく設定することができる。これにより、従動軸側の省容積化を図ることができる。

本発明の第３の態様の動力伝達部材は、歯部と軸部とが一体として形成され前記遊星歯車装着部に装着される遊星歯車と組み合わせ、前記遊星歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とし、前記太陽歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする遊星歯車機構を構成することが好ましい。

本発明によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。

本発明の実施例１の動力伝達部材の右側面概略図である。 本発明の実施例１の動力伝達部材の（ａ）Ａ−Ａ断面概略図、（ｂ）Ａ−Ｂ断面概略図である。 本発明の実施例１の動力伝達部材のＣ−Ｃ断面概略図である。 本発明の実施例１の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）右側面概略図、（ｂ）左側面概略図、（ｃ）遊星歯車の配置を示した右側面模式図である。 本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）Ｄ−Ｄ断面概略図、（ｂ）Ｄ−Ｅ断面概略図である。 本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）Ｆ−Ｆ断面概略図、（ｂ）Ｇ−Ｇ断面概略図、（ｃ）Ｈ−Ｈ断面概略図である。 本発明の試作例の動力伝達部材の（ａ）全体構成を示す斜視図、（ｂ）回転軸側の構成を示す斜視図である。 本発明の試作例の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の試作例の遊星歯車機構の組立方法説明図である。 本発明の実施例２の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の実施例２の遊星歯車機構の（ａ）遊星歯車の配置を示した右側面模式図、（ｂ）左側面概略図、（ｃ）Ｊ−Ｊ断面概略図である。

以下、本発明の動力伝達部材及び遊星歯車機構について、添付図面を適宜参照して実施例を用いて本発明の好適な実施の形態を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

｛動力伝達部材：実施例１｝
まずは、図１ないし図３を用いて、本発明の実施例１の動力伝達部材について説明する。図１は、本発明の実施例１の動力伝達部材の右側面概略図である。なお、太陽歯車を挿入する側を左側面、回転軸側を右側面とする。また、図２は、本発明の実施例１の動力伝達部材の（ａ）Ａ−Ａ断面概略図、（ｂ）Ａ−Ｂ断面概略図である。図３は、本発明の実施例１の動力伝達部材のＣ−Ｃ断面概略図である。

本発明の実施例１の動力伝達部材１は、太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持するものであって、略円筒状の遊星歯車保持部２と回転軸部３と太陽歯車保持部４とが一体として形成されて構成される。実施例１の動力伝達部材１では、遊星歯車保持部２と回転軸部３と太陽歯車保持部４の外径は階段状に変化しており、太陽歯車保持部４よりも遊星歯車保持部２の方が外径は大きく、遊星歯車保持部２よりも回転軸部３の方が外径は大きく設定されている。

遊星歯車保持部２は略円筒状であり、その内部に遊星歯車装着部２１と軸受部２２が形成され、その外表面上には開口窓２３が形成されている。

このうち遊星歯車装着部２１は、遊星歯車の回転軸方向にくり抜いて形成されており、くり抜いた中に遊星歯車が回動自在に配置されるようになっている。遊星歯車の軸部を回動自在に保持するため、遊星歯車装着部２１の一端に連通して、軸受部２２が回転軸方向に形成されている。

また、遊星歯車保持部２の外周面上には一定の間隔で開口窓２３が形成されており、遊星歯車装着部２１に遊星歯車を配置したとき、遊星歯車の歯部が開口窓２３から外周面上に突出して配置されるようになっている。それぞれの開口窓２３は軸方向にのびる開口窓枠２４により区画されており、この開口窓枠２４を介して回転軸部３と太陽歯車保持部４とが一体となっている。

回転軸部３は略円筒状の部材であって、開口端部３１側から遊星歯車を回転軸部３の内部に、軸方向に向かって挿入することができる。回転軸部３の内部には回転軸中心に貫通孔３２が形成されている。後述のとおり、この貫通孔３２には太陽歯車の先端部が軸受を介して回動自在に装着される。

貫通孔３２の周囲には等間隔で回転支持孔３３が回転軸方向に形成されており、この回転支持孔３３は遊星歯車装着部２１の他端に連通している。回転支持孔３３の内径は遊星歯車の外径よりも大きく設定されており、したがって、開口端部３１側から挿入して動力伝達部材１の内部に取り込まれた遊星歯車は、回転支持孔３３を通して、遊星歯車装着部２１に配置することができる。本発明の実施例１の動力伝達部材１によれば、歯部と軸部とを一体形成した遊星歯車を用いる場合でも分割された一対の遊星キャリアで挟み込むようにして装着する必要がない。

遊星歯車の軸部にはニードルベアリング（図示しない）が装着され、このニードルベアリングが回転支持孔３３に装着されることによって、遊星歯車装着部２１に配置された遊星歯車の両端の軸部は、軸受部２２と回転支持孔３３とにより回動自在に支持されるようになっている。遊星歯車は回転軸部３の開口端部３１から容易に出し入れすることができるので、故障時の修理が容易である。

太陽歯車保持部４は略円筒状の部材であって、その軸中心部には太陽歯車の軸部が回動自在に挿入される太陽歯車挿入孔４１が回転軸方向に形成されている。この太陽歯車挿入孔４１に挿入された太陽歯車の歯部は、遊星歯車装着部２１に装着された遊星歯車の歯部と噛み合うようになっている。

遊星歯車保持部２と回転軸部３と太陽歯車保持部４とは一体として形成されている。本発明の実施例１の動力伝達部材１では、遊星歯車機構の動力伝達部材１は同一の金属材料をくり抜き加工等することにより一体として形成されている。したがって、太陽歯車挿入孔４１に挿入された太陽歯車が回転することにより、これと噛み合う遊星歯車が自転しながら太陽歯車の周りを公転運動することによって、遊星歯車保持部２と回転軸部３と太陽歯車保持部４とは一体として回転する。このように遊星歯車保持部２、回転軸部３及び太陽歯車保持部４のそれぞれが一体として形成されているので、ねじり力に対して十分な強度を確保できる。本発明の実施例１の動力伝達部材１は、後述する本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃよりも、ねじり力に対して強い。

また、本発明の実施例１の動力伝達部材１によれば、回転軸部３及び遊星歯車保持部２の内部に遊星歯車を装着するようにしているので、強度を確保するために回転軸部３の軸径を大きくする場合でも遊星歯車機構全体の容積の増加を抑制することができる。

本発明の実施例１の動力伝達部材１においては、遊星歯車装着部２１と軸受部２２と開口窓２３が円周方向に等間隔で複数形成されている。また、回転軸部３には、くり抜き加工により、複数の遊星歯車装着部２１に対応して回転支持孔３３が円周方向に等間隔で複数形成されている。これにより、動力伝達部材１には、複数の遊星歯車を装着することができる。本発明の実施例１の動力伝達部材１は４つの遊星歯車を装着することが可能な構成となっている。遊星歯車の数は２つでも３つでも良いが、遊星歯車数を多くすることによって、ねじり強度も保ちつつ伝達トルクも大きくすることができる。

本発明の実施例１の動力伝達部材１によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。

｛遊星歯車機構：実施例１｝
次に、本発明の実施例１の動力伝達部材１の使用例として、動力伝達部材１を組み込んだ、本発明の実施例１の遊星歯車機構を、図４ないし図６を用いて説明する。

図４は、本発明の実施例１の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）右側面概略図、（ｂ）左側面概略図、（ｃ）遊星歯車の配置を示した右側面模式図である。図４（ｃ）において、遊星ギアの配置は点線で示す。また、図５は、本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）Ｄ−Ｄ断面概略図、（ｂ）Ｄ−Ｅ断面概略図である。図６は、本発明の実施例１の遊星歯車機構の（ａ）Ｆ−Ｆ断面概略図、（ｂ）Ｇ−Ｇ断面概略図、（ｃ）Ｈ−Ｈ断面概略図である。

本発明の実施例１の遊星歯車機構８では、上述した本発明の実施例１の動力伝達部材１が、軸受付き内歯車６に回動自在に装着されている。また、太陽歯車及び遊星歯車は動力伝達部材１に装着されている。

軸受付き内歯車６は、遊星歯車５と噛み合う歯部６３と、歯部６３の軸方向両側に設けられ、動力伝達部材１を回動自在に保持する動力伝達部材保持部６４ａ、６４ｂとを有する。動力伝達部材保持部６４ａ、６４ｂのそれぞれには軸受が組み込まれており、本発明の実施例１の遊星歯車機構８では、動力伝達部材保持部６４ａにはニードルベアリング６２が組み込まれており、動力伝達部材保持部６４ｂには玉軸受８４ａが組み込まれているが、軸受の種類はこれに限られるものではない。なお、玉軸受８４ａは、Ｃ字状の軸用留め輪８２ａ、８２ｂが動力伝達部材保持部６４ｂに嵌入されることにより、軸受付き内歯車６に対して組み込まれている。

このような軸受付き内歯車６の動力伝達部材保持部６４ａ側から動力伝達部材１を挿入することによって、回転軸部３がニードルベアリング６２に回動自在に装着され、遊星歯車保持部２が歯部６３に配置され、太陽歯車保持部４が玉軸受８４に回動自在に装着されるようになっている。

軸受付き内歯車６は、図示しないケーシング等に固定されることによって、回転しないようになっている。したがって、本発明の実施例１の遊星歯車機構８では、軸受付き内歯車６は回転しないようになっている。

遊星歯車５の両端の軸部５１のそれぞれにはニードルベアリング５２ａ、５２ｂが装着され、このニードルベアリング５２ａが軸受部２２に、ニードルベアリング５２ｂが回転支持孔３３に装着されることによって、遊星歯車装着部２１に配置された遊星歯車５の両端の軸部５１は、軸受部２２と回転支持孔３３とにより回動自在に支持されるようになっている。

遊星歯車装着部２１に遊星歯車５を配置したとき、遊星歯車５の歯部５３が開口窓２３から外周面上に突出して配置されるようになっている。そのため、動力伝達部材１を軸受付き内歯車６に装着することによって、遊星歯車保持部２が軸受付き内歯車６の歯部６３側に配置され、開口窓２３から外周面上に突出した遊星歯車５の歯部５３は軸受付き内歯車６の歯部６３と噛み合うようになっている。

図５に示されるように、本発明の実施例１の遊星歯車機構８では、遊星歯車５は、歯部５３と軸部５１とが一体として形成されている。従来技術によれば、遊星ピンを用いない場合、即ち、予め軸部を一体形成した遊星歯車を用いる場合には、分割された一対の遊星キャリアで遊星歯車を挟み込んだ状態で、それぞれの遊星キャリアをネジやカシメにより締結することになるが、かかる締結手段ではねじり力に対して十分な強度を確保できないという問題があった。しかし、本発明の実施例１の遊星歯車機構８によれば、歯部５３と軸部５１とが一体として形成された遊星歯車５であっても、開口端部３１側から回転軸部３内部に取り込んだうえ、回転支持孔３３を通して、遊星歯車装着部２１に配置することができ、従来技術のように、分割された一対の遊星キャリアで遊星歯車を挟み込むようにして装着する必要がない。したがって、本発明の実施例１の遊星歯車機構８によれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。ねじり力に対して十分な強度を確保でき、遊星歯車の装着が容易で故障時に部品ごとの修理が容易である。なお、図５において、一点鎖線は歯車の噛み合いポイントを示す。

また、遊星歯車５の歯部５３と軸部５１とを一体として形成することにより、遊星ピン（軸部）を挿入するための貫通孔を遊星歯車５の回転軸中心部に形成する必要がなくなることから、遊星歯車５の外径を小さく設定しても、遊星歯車５の歯元強度を十分に確保することができる。そのため、遊星歯車５の外径を小さく設定することによって、十分な強度を確保しつつ、遊星歯車機構８全体の省容積化を図ることができる。特に、入力軸を１回転させることにより出力軸を３回転或いは４回転させる（１/３、１/４）ケースでは、入力軸を１回転させることにより出力軸を５回転・６回転させるケースよりもピニオンを大きくギアを小さくするため、従来の構成ではリム厚が薄くなってしまうところ、本発明の実施例１の遊星歯車機構８によればそのような欠点を回避でき、強度面での効果が高い。

図４及び図５に示すとおり、略円筒形状である回転軸部３の内部に蓋状の座金８１が嵌め込まれることにより、遊星歯車保持部２に装着された遊星歯車５の脱落を防止することができる。回転軸部３の内周壁には溝３４が形成されており、この溝３４に穴用止め輪８３を嵌合させることにより、座金８１の脱落を防止するようになっている。

図５に示されるように、本発明の実施例１の遊星歯車機構８にあっては、遊星歯車５の歯部５３の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上に設定している。また、太陽歯車７の歯部７２の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上に設定している。そして、それぞれの歯部５３、７２及び軸受付き内歯車６の歯部６３の回転軸方向の寸法は略一致している。また、本発明の実施例１の動力伝達部材１は、かかる寸法の遊星歯車、太陽歯車が装着できるように、歯車の装着部分において、径方向に対し回転軸方向（長手方向）に所定の長さがある構成となっている。

本発明の実施例１の遊星歯車機構８は、かかる構成を有することにより、遊星歯車５と太陽歯車７及び軸受付き内歯車６との噛み合い部分の面積を増大させることができる。その結果、遊星歯車５の外径を小さく設定しても遊星歯車５の強度を確保することができるので、十分な強度を確保しつつ、遊星歯車機構８全体の省容積化を図ることができる。また、太陽歯車７の外径を小さく設定しても太陽歯車７の強度を確保することができ、太陽歯車７の外径を小さく設定することにより、太陽歯車７と噛み合う複数の遊星歯車５が接近して配置されることになるので、遊星歯車保持部２及び軸受付き内歯車６の径方向の寸法を小さく設定することができ、遊星歯車機構８全体の省容積化を図ることができる。

一般に、遊星歯車機構全体が回転軸方向に長くなると、ねじれ力に対する剛性を確保することが困難となるが、本発明の実施例１の遊星歯車機構８は、遊星歯車保持部２、回転軸部３及び太陽歯車保持部４のそれぞれが一体として形成されているので、遊星歯車５と太陽歯車７と軸受付き内歯車６の軸方向の寸法を長くすることにより遊星歯車機構８全体が回転軸方向に長くなっても、ねじり力に対して十分な強度を確保できる。

太陽歯車保持部４の太陽歯車挿入孔４１には玉軸受８４ｂが組み込まれ、太陽歯車７の軸部７１が回動自在に挿入されている。なお、玉軸受８４ｂは、軸用留め輪８２ｃが太陽歯車保持部４に嵌入されることにより、太陽歯車保持部４に対して嵌め込まれている。

太陽歯車７の先端は回転軸部３内に形成された貫通孔３２に回動自在に装着されている。太陽歯車７と同軸上には太陽歯車７の円周上に複数の遊星歯車５が配設されており、太陽歯車７の歯部７２はそれぞれの遊星歯車５の歯部５１と噛み合っている。それぞれの遊星歯車５の外側には軸受付き内歯車６の歯部６３が、遊星歯車５の歯部５１と軸受付き内歯車６の歯部６３とが噛み合うように配設されている。前述のとおり、軸受付き内歯車６は回転できないようになっている。太陽歯車７の軸部７１には図示しない駆動源の駆動力が伝達されるようになっており、いわば、太陽歯車７の軸部７１が駆動軸（入力軸）であり、動力伝達部材１の回転軸部３が従動軸（出力軸）となっている。

したがって、太陽歯車７の軸部７１に駆動力が伝達されると、複数の遊星歯車５が自転しながら太陽歯車７の周りを公転し、この公転運動により動力伝達部材１が変速回転するようになっている。なお、本発明の実施例１の遊星歯車機構８にあっては、軸受付き内歯車６を固定し、太陽歯車７の軸部７１を駆動軸とし、動力伝達部材１を従動軸としているが、本発明はこれに限られるものではなく、軸受付き内歯車６を固定せず、太陽歯車７を固定したり、あるいは遊星歯車５を固定したりする場合にも適用することができるし、動力伝達部材１を駆動軸として適用することもできる。

｛動力伝達部材及び遊星歯車機構：試作例｝
次に、本発明の動力伝達部材及び遊星歯車機構の試作例を、図７及び図８を用いて説明する。

図７は、本発明の試作例の動力伝達部材の（ａ）全体構成を示す斜視図、（ｂ）回転軸側の構成を示す斜視図である。図８は、本発明の試作例の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の試作例の遊星歯車機構の組立方法説明図である。なお、図８では、本発明の試作例の動力伝達部材１Ｂには遊星歯車５がすでに装着されている状態となっている。

本発明の試作例の動力伝達部材１Ｂは、本発明の実施例１の動力伝達部材１とは、貫通孔３２や溝３４などが形成されていない等の点で一部相違するが、上述した本発明の動力伝達部材の特徴を備えており、上述した本発明の実施例１の動力伝達部材１と同様な効果を奏するものであり、本発明の理解を助けるために試作したものである。すなわち、動力伝達部材１Ｂは、太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であって、遊星歯車を回動自在に装着する遊星歯車装着部が回転軸方向に形成され、遊星歯車装着部に装着される遊星歯車の一端を回動自在に支持する軸受部が遊星歯車装着部の一端に連通して回転軸方向に形成され、遊星歯車装着部に装着される遊星歯車の歯部を外周面上から突出させる開口窓が周面上に形成された遊星歯車保持部２Ｂと、遊星歯車装着部の他端に連通し、遊星歯車装着部に装着される遊星歯車の他端を回動自在に支持する回転支持孔が回転軸方向に形成された略円筒状の回転軸部３Ｂと、太陽歯車の軸部を回動自在に遊星歯車保持部の中心軸へ挿入する太陽歯車挿入孔が回転軸方向に形成された太陽歯車保持部４Ｂとを備え、遊星歯車保持部２Ｂと回転軸部３Ｂと太陽歯車保持部４Ｂとが一体として形成されている。

本発明の試作例の遊星歯車機構は、動力伝達部材１Ｂを有するものであり、本発明の実施例１の遊星歯車機構８とは、一部相違する点はあるものの上述した本発明の遊星歯車機構の特徴を備えており、上述した本発明の実施例１の遊星歯車機構８と同様な効果を奏するものであり、本発明の理解を助けるために試作したものである。図８には、組み立て方法を示すために、遊星歯車５を装着した状態の動力伝達部材１Ｂのほか、太陽歯車保持部４Ｂに挿入される太陽歯車７と、太陽歯車７に装着され駆動力を伝達する駆動歯車８５と、動力伝達部材１Ｂに挿入される座金８１も示されている。図８に示される部材及び付属部材を組み上げ、回転不能に固定された内歯車に装着したうえで、駆動歯車８５を回転させた場合、太陽歯車７が回転し、この回転運動により遊星歯車５が公転運動を行い、この公転運動に連動して動力伝達部材１Ｂが回転することになる。本発明の試作例の遊星歯車機構において、遊星歯車５は、歯部と軸部とが一体として形成され動力伝達部材１Ｂの遊星歯車装着部に装着されるものであり、遊星歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする。また、太陽歯車７は、太陽歯車の歯部７２の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする。本発明の試作例は、ケーシングサイズで５７ｍｍ角の長さ７０ｍｍで容積は約２２７ｃｍ^３である。ケーシングサイズで８５ｍｍ角の長さ７０ｍｍで容積が約５０５ｃｍ^３とした従来構成の遊星歯車機構と、本発明の試作例について、トルクをかけて比較したところ、従来構成の遊星歯車機構でねじれ破壊が生じる程度のトルクをかけても本発明の試作例ではねじれ破壊しなかった。本発明の試作例によれば、同じ長さで容積が半分程度であっても、ねじれに対する破壊強度は強い。

｛動力伝達部材及び遊星歯車機構：実施例２｝
次に、本発明の動力伝達部材及び遊星歯車機構の実施例２を、図９を用いて説明する。

図９は、本発明の実施例２の動力伝達部材を組み込んだ、本発明の実施例２の遊星歯車機構の（ａ）遊星歯車の配置を示した右側面模式図、（ｂ）左側面概略図、（ｃ）Ｊ−Ｊ断面概略図である。図９（ａ）において、遊星ギアの配置は点線で示す。

本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃは、太陽歯車７と軸受付き内歯車６とに噛み合う遊星歯車５を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であり、遊星歯車保持部２Ｃと太陽歯車保持部４とを備えている点では、上述した実施例１と共通する。すなわち、遊星歯車保持部２Ｃは、遊星歯車５が回動自在に装着される遊星歯車装着部２１Ｃが回転軸方向に形成され、遊星歯車装着部２１Ｃに装着される遊星歯車５の一端を回動自在に支持する軸受部２２が回転軸方向に形成され、遊星歯車装着部２１Ｃに装着される遊星歯車５の歯部５３を外周面上から突出させる開口窓２３が周面上に形成されている。また、太陽歯車保持部４は、太陽歯車７の軸部７１が回動自在に挿入される太陽歯車挿入孔４１が回転軸方向に形成され、遊星歯車保持部２と一体として形成された太陽歯車保持部４とを備えている。

本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃにおいては、動力伝達部材１Ｃに連結される従動軸９に設けられたフランジ部９１を遊星歯車保持部２Ｃの開口端部３１Ｃ側に締結する構成を有する。このような構成により、本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃによれば、従動軸９に設けられたフランジ部９１を遊星歯車保持部２Ｃの開口端部３１Ｃ側に締結することにより、遊星歯車装着部２１Ｃに装着された遊星歯車５の脱落を防止することができる。なお、本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃでは、六角穴付きのボルト９２で締結されているが、これに限られるものではない。

また、本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃを組み込んだ、本発明の実施例２の遊星歯車機構８Ｃにおいては、遊星歯車機構８に連結される従動軸９の内部に遊星歯車５を配置しないため、遊星歯車５を挿入するためのスペースを従動軸９内部に設ける必要がなく、従動軸９の軸径を小さく設定することができる。これにより、従動軸９側の省容積化を図ることができる。

本発明の実施例２の動力伝達部材１Ｃ及びこれを組み込んだ本発明の実施例２の遊星歯車機構８Ｃによれば、十分な強度を確保しつつ遊星歯車機構の省容積化を図ることを可能とする。また、遊星歯車の装着が容易で故障時に部品ごとの修理が容易である他、従動軸に設けられたフランジ部を遊星歯車保持部の開口端部側に締結することにより、遊星歯車装着部に装着された遊星歯車の脱落を防止することができる。また、本発明の第１の態様の動力伝達部材とは異なり、遊星歯車機構に連結される従動軸の内部に遊星歯車を配置しないため、遊星歯車を挿入するためのスペースを従動軸内部に設ける必要がなく、従動軸の軸径を小さく設定することができる。これにより、従動軸側の省容積化を図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々と変形実施が可能である。また、上記各実施の形態の構成要素を発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に組み合わせることができる。例えば、歯車は、上述した実施例ではインボリュート歯車を使用しているが、ハスバ、ノビコフ、トロコイド、円弧等であってもよい。

１ 動力伝達部材
２ 遊星歯車保持部
２１ 遊星歯車装着部
２２ 軸受部
２３ 開口窓
２４ 開口窓枠
２５ 開口端部
３ 回転軸部
３１ 開口端部
３２ 貫通孔
３３ 回転支持孔
３４ 溝
４ 太陽歯車保持部
４１ 太陽歯車挿入孔
５ 遊星歯車
５１ 軸部
５２ ニードルベアリング
５３ 歯部
６ 軸受付き内歯車
６２ ニードルベアリング
６３ 歯部
６４ 動力伝達部材保持部
７ 太陽歯車
７１ 軸部
７２ 歯部
８ 遊星歯車機構
８１ 座金
８２ 軸用止め輪
８３ 穴用止め輪
８４ 玉軸受
８５ 駆動歯車
９ 従動軸
９１ フランジ部
９２ ボルト

Claims (5)

1. 太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であって、
   前記遊星歯車を回動自在に装着する遊星歯車装着部が回転軸方向に形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の一端を回動自在に支持する軸受部が当該遊星歯車装着部の一端に連通して回転軸方向に形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の歯部を外周面上から突出させる開口窓が周面上に形成された遊星歯車保持部と、
   前記遊星歯車装着部の他端に連通し、前記遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の他端を回動自在に支持する回転支持孔が回転軸方向に形成された略円筒状の回転軸部と、
   前記太陽歯車の軸部を回動自在に前記遊星歯車保持部の中心軸へ挿入する太陽歯車挿入孔が回転軸方向に形成された太陽歯車保持部とを備え、
   前記遊星歯車保持部と前記回転軸部と前記太陽歯車保持部とが一体として形成され、前記遊星歯車を前記回転軸部の開口端部から軸方向に挿入しうることを特徴とする動力伝達部材。
2. 請求項１記載の動力伝達部材と、歯部と軸部とが一体として形成され前記遊星歯車装着部に装着される遊星歯車とを有することを特徴とする遊星歯車機構。
3. 前記遊星歯車が、前記遊星歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする遊星歯車であることを特徴とする請求項２記載の遊星歯車機構。
4. 前記太陽歯車が、前記太陽歯車の歯部の回転軸方向の寸法を径方向の寸法の２倍以上とする太陽歯車であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の遊星歯車機構。
5. 太陽歯車と内歯車とに噛み合う遊星歯車を回動自在に支持する遊星歯車機構の動力伝達部材であって、
   前記遊星歯車を回動自在に装着する遊星歯車装着部が回転軸方向に形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の一端を回動自在に支持する軸受部が当該遊星歯車装着部の一端に連通して回転軸方向に形成され、当該遊星歯車装着部に装着される前記遊星歯車の歯部を外周面上から突出させる開口窓が周面上に形成された遊星歯車保持部と、
   前記太陽歯車の軸部を回動自在に前記遊星歯車保持部の中心軸へ挿入する太陽歯車挿入孔が回転軸方向に形成され、前記遊星歯車保持部と一体として形成された太陽歯車保持部とを有し、
   前記遊星歯車保持部には、前記遊星歯車装着部と前記軸受部と前記開口窓が回転軸周りに等間隔で複数形成されるとともに、フランジ部を備える従動軸に締結する開口端部が設けられ、前記遊星歯車を前記開口端部から軸方向に挿入しうることを特徴とする動力伝達部材。