JPS62228737A - 遊星歯車装置のケ−シング取付構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ト）技術分野 この発明は遊星歯車装置のケース取付構造に関する。

遊星歯車装置は減速機又は増速機として広い用途−を持
っている。

遊星歯車装置は多様な使い方が可能である。多くの用途
に於て、外殻内歯歯車はケーシングに固定される。

この場合、外殻内歯歯車は、軸方向に平行なボルトなど
により、ケーシングにしっかりと固定されるのが常であ
る。

（イ）従来技術 たとえば、洗濯機の減速機として、遊星歯車装置が使わ
れるようになってきた。特公昭６０−２７３２０号（Ｓ
６０．６．２８公告）は、一槽式脱水洗擢機の減速機に
遊星歯車装置を用いたものである。

遊星歯車装置は、ひとつのまとまりのあるユニットとし
て使用できるので、平歯車を多数組合わせたものよりも
、製造工程が単純化される。

上記の公報に放ては、外殻内歯歯車を、軸方向のねじに
より、ケーシングに固結している。

ねじ止めであるから、内歯歯車と、ケーシングは、強固
に一体化されている。ねじは、４本又は８本用いられる
。

ねじ止めするという作業は時間のかかるものである。内
歯歯車に穿たれた穴と、ケーシングの螺穴とを一致させ
、ねじを穴に入れ、ドライバーでねじを廻す必要がある
。

簡略化するために、ケーシングにピンを軸方向に形成し
ておき、外殻内歯歯車に穴を穿って、この穴にピンを入
れて、廻り止めするという構成も出現した。

この後、リング状の押え板で、軸方向に外殻内歯歯車を
押えつけて固定する。

穴とピンの間には、クリヤランスが殆どないので、ねじ
止めするのと同じように、強固に収り付ける事ができる
。ただし、穴とピンの位置とを合致するようにしなけれ
ばならないので、装入するのに時間がかかる。

減速機は歯車を組合わせたものであるから騒音がでる。

洗濯機に限らず、どんなものに使用されていても、減速
機から騒音が生ずる。

もちろん、ひとつの機械は、多様な構成からなるので、
減速機以外からも騒音は生ずる。

（！７）発明の目的 騒音の発生を低くした遊星歯車装置のケーシングＢに取
付構造を提供する事が本発明の目的である。

取付は作業が容易な遊星歯車装置のケーシング取付構造
を提供する事が本発明の第２の目的である。

に）構　成 遊星歯車装置は古くから知られているが、実１祭には、
あまり使われなかった。対称性が良いので、効率が良い
はずである。しかし、通常の歯車系のように、自由度が
高くないので、寸法誤差があると、歯車が互に０Ｊきを
阻止する方向に力を及ぼしあう。このために、作り難い
という欠点があった。

精度が高ければあまり問題のない事であるから、もっば
ら精度を高める事により、良好な遊星歯車装置が作られ
てきた。

このため、従来の遊星歯車装置は、当然、高価なものに
なった。普及を阻む原因はここにあったと考えられる。

高精度でなければ使いものにならない、という事である
から、外殻内歯歯車のケーシングに対する固定も、誤差
を極力少なくして固定しなければならない、と考えられ
た。

それゆえ、ねじやピンによる固結構造が従来から採用さ
れてきたのである。

本発明者は、このような陽画とした観念を転回させるよ
うな、遊星歯車装置を発明した（特願昭５６−１９３１
１３　　特開昭５８−９４６５６、Ｓ５８．６．４公開
）。

遊星歯車を、リング状のギヤと、両側に設ける円板に３
分割する。そして、円板の外周は、歯先円より大きくし
たのである。

これに対応して、外殻内歯歯車も、ギヤ部と、歯底円よ
り大きい内円筒部より構成した。

遊星円板は、内円筒部の上を転動するから、遊星歯車の
半径方向の変位が抑制され、円滑な回転が保障される。

これは、工学上の常識に反する破天荒の発明であったと
、本発明者は考える。

歯車の線速度はピッチ円上で定義される。

歯車の片側又は両側に摩擦車を付けて、歯車の過度の喰
い込みを防ぐ、という事は古くからなされている。

摩擦車の直径は、例外なくピンチ円径であった。

ピッチ円上でなければ、２つの歯車の線速度が一致しな
いからである。

本発明者は、この常識を突き破ったのである。

なるほど線速度は追う。

遣うが僅かなものである。これがひとつ。

僅かであるがある。

あるからには、線速度の遣いを逃してやらなければなら
ない。これは、ギャップを大きくとって、空転させれば
よいのである。

こういうふたつの事に気付いた。

まず線速度の遣いであるが、円板のピッチ円からのズレ
をδとし、遊星歯車の角速度をΩとすると、線速度の差
ΔＶは ΔＶ二δΩ　　　　　　　　　（１） にすぎない。

直観的には、ピッチ円から、δだけ、どちらの歯車の円
板、円筒もずれるのであるから、２倍して２δΩだけず
れると考えられていたようである。

しかし、それは誤まりである。簡単な計算により、線速
度差がδΩであることを容易に示すことができる。

さらに、円筒面と円板の間にギャップを取っておけば、
円板は空転するので間瓜はない。

本発明者は、また円板と、遊星ギヤリングの間にもギャ
ップを取っておくことによシ、一層容易に円板を空転さ
せうるようにした。

このように、大きくギャップを取るという事は、従来の
遊星歯車の設計思想に全く相反するものである。

ギャップを大きく取シ、加工精度を落とすことにするの
である。低精度は、ギャップ間の作用により十分補償さ
れる。こうして、遊星歯車装置を極めて廉価に製造する
事が可能になった。

本発明者のこの発明により、遊星歯車装置が広く普及し
えたのである、という事ができる。遊星歯車の歴史に放
て、極めて意味の高い発明であったＱ 遊星歯車装置には、さまざまな寸法誤差が考えられる。

太陽歯車が半径方向にフレる、という事がある。キャリ
ヤが半径方向にフレるという事もある。これらは、遊星
軸の半径方向の位置や角度に狂いがあるから生ずるもの
である。

これを分割精度といっているが、これを上げる事は雉し
く、コスト高になる。

入力軸、出力軸は、軸受によってケーシングなどに取り
つけるが、これらが偏芯している事もある。

このように、多くの部品がそれぞれ加工誤差を持ってい
るのであるから、ケーシングＢにに外殻内歯歯車を強固
に固結すると、かえって円滑な回転が妨げられ、歯先が
強く噛み込み、このため大きい騒音が発生するのではな
いか、と本発明者は考えた。

そこで、本発明者は、遊星歯車装置の外殻内歯歯車を、
ケーシングＢにに剛結合するのではなく、半径方向に動
きうるようにし、さらに、ケーシングＢにとの間に空間
が存在するように緩結合することにした。

剛結合ではなく、緩結合する、という事が本発明の特徴
である。

緩結合構造にすることによシ、騒音をかなり低下させる
事ができた。

以下、実施例を示す図面によって説明する。

第１図は遊星歯車装置Ａを、ケーシングＢの中へ緩結合
しえ状唇を示す底面図である。洸ｉ機に使う場合は、こ
れを水平にして取付け、第１図の方向が底になるように
する。

第２図は第１図中の■−■断面図、第３図は平面図であ
る。

遊星歯車装置Ａの細部の構造は任意であるが、ここでは
、歯先円板を持つ、本発明者の創案にかかるものを図示
した。

太陽歯車１０周りに、４枚の遊星歯車２（３枚でもよい
）が、設けられる。

第６図は遊星歯車装置Ａのみの平面図である。

遊星歯車２は太陽歯車１に噛みあっているが、歯先円よ
り大径の円板６．７を左右に有するので歯先はみえない
。

遊星歯車２の周囲にこれらと噛みあう外殻内歯歯車３が
設けられる。これは遊星歯車装置Ａ全体のブースを兼ね
ている。

キャリヤ４は、主キャリヤａ４ａと、副キャリヤ盤４ｂ
とよりなる。正方形の４隅にあたる内面の４点に遊星軸
５が両もち支持されている。遊星歯車２は遊星軸５の周
りを回転することができる。

遊星歯車２は、３つの部材よりなる。左右の等価な遊星
円板６．７と、これらによって挾まれる中心の遊星歯車
リング８とである。

遊星円板６．７は、歯先円より大きい大円板部２３と、
遊星歯車リング８の裏面に接し、これを支持する小円板
部２１とよりなる。

キャリヤ４は、遊星軸５と４５°をなす４点に放て固結
される。主キヤリヤ盤４ａは凸部１０と、さらにこの上
に突出した差込突起１１とを有する。

副ギヤリヤ盤４ｂは、凸部１２と、差込穴１３が設けで
ある。

差込穴１３に、差込突起１１を挿入し、先端をかしめる
。かしめ２８により、主副キャリヤｆｆ１４ａ、４ｂを
固結する。この例で、キャリヤはアルミグイキャスト製
である。この他、亜鉛、プラスチックでキャリヤを作る
こともできる。プラスチックの場合は、差込穴１３に突
起１１をスナツプフィツトするだけでもよいし、接着剤
で、固定してもよい。超音波溶着することもできる。

キャリヤが鉄の場合（クロムテリプデン鋼など）は、リ
ベットなどでキャリヤ盤４ａ、４ｂを固結する。

太陽歯車１、遊星歯車２は、焼結合金、鉄、プラスチッ
ク、亜鉛などで作ることができる。

外殻内歯歯車３は、プラスチック成形品とするのが好都
合である。アルミで作ることもできるが、形状を工夫す
る必要がある 外殻内歯歯車３は、内面に、ギヤ部２５と、この両側に
円筒面２６．２７とを有する。円筒面２６．２７は、ギ
ヤ部２５の歯底円より大きい直径を持っている。

ギヤ部２５は遊星歯車リング８に噛合する。円筒面２６
．２７の上を遊星円板６．７の大円板部２３が転動する
。

ピッチ円からずれているから、その１までは周速が異な
る。周速の途いは、δΩである。δはピッチ円からのず
れで、Ωは遊星歯車２のキャリヤ４に対する回転角速度
である。

しかし、遊星歯車リング８と遊星円板６．７の間にはギ
ャップがある。遊星円板６．７と円筒面２６．２７の間
にもギャップがある。常時、これらの面が接触している
わけではない。

したがって周速の途いによって、面と面がこすれあうと
いう事はない。高速回転でない場合は、これで十分であ
る。

外殻内歯歯車３の外周面は大部分が平滑な円筒面となっ
ている。第７図に外殻内歯歯車３の外形を示す。大部分
が平滑外筒面１Ｂであるが、外筒の端に、４つの廻り止
め円弧片１９が形成されている。これは、ケーシングＢ
にＢと、緩かに廻り止め結合するためのものである。廻
り止め円弧片１９の数は４つに限らず、２つでも、３つ
でも、５以上でもよい。

廻り止め円弧片１９は、円弧状の外リプ３０によって、
外形が決定されており、円弧溝３１、円凹部３３などが
設けられている。これらは、円弧片１９の強度を損うこ
となく、材料を節減するためのもので、なくても差支え
ない。

ケーシングＢについては、第３図に平面が、第４図に底
面が示されており、第５図に第４図中のｖ−■断面図が
示されている。

ケーシングＢは、放熱性、機械的強度を高めるため、こ
の例ではアルミとなっているが、プラスチック、鋳鉄、
アルミ合金など材質は任意である。

ケーシングＢは、遊星歯車装置Ａを収容すべき、大径の
円筒形である胴部４０と、縮径しながらこれに続く円錐
部４１と、小径の円筒部４２とよりなっている。

円筒部４２には、出力軸（図示せず）を外部に出す出力
軸孔４３が開口している。

胴部４０の内面の大部分は平滑な内周面４４となってい
るが、台形状の廻り止め突部４５が軸方向に形成されて
いる。

廻り止め突部４５は、外殻内歯歯車３の廻り止め円弧片
１９と相補的な形状をしている。

第１図に示すように、外殻内歯歯車３の廻シ止め円弧片
１９が、ケーシング胴部の平滑内周面４４に入るように
、遊星歯車装置ＡをケーシングＢに装入する。

平滑外筒面１８が、廻り止め突部４５の内面に接触する
。

円錐部４１の外壁には、補強用の周回リブ４７、放射リ
プ４８が形成されている。

胴部４０の前額部には、７ランジ部４６が形成しである
。これは内蓋板（図示せず）を当てて、ボルトで固定す
るための部分である。通し穴５０にボルトを差込み、固
定できる。

嵌合状態に放て、外殻内歯歯車３の廻り止め円弧片１９
の外周と、ケーシングＢの胴部内周面４４の間にはギャ
ップｇが存在する。

一例では、円弧片１９の直径を７５顛φとし、内周面の
直径を７６ｆｆφとする。ギャップｇは、この場合、半
径分でＱ、５ｆｆ、直径分で１１１ｔＭとなる。結局ｇ
はＯ〜１　、ｗの値をとりうる。一般にｇは直径分でＱ
、　５　ｙｔｔｘ〜３ｆｌでよい。

さらに、廻り止め突部４５と、円弧片斜辺５１の間にも
、ギャップｅをとっておく。

さらに、外殻内歯歯車３の平滑外筒面１８とケーシング
内周面４４の間には広い空間Ｆが生ずる。

この幅をｆとする。

（３）作　用 太陽歯車１の軸孔１４に入力軸、キャリヤの軸孔１５に
出力軸を差込む。スプライン、セレーションなどが軸と
、軸孔１４．１５とを結合する。

ケーシングＢのフランジ部４６には蓋板をして、ボルト
で止めである（図示せず）ものとする。

廻り止めされているので、入力軸を回転させると、出力
軸に減速回転が出力される。

しかし、固定されていないから、外殻内歯歯車は、半径
方向に動きうる。

ギャップｇは、Ｏ−ｇ　ｍの間の値を連続的にとりうる
。ただし、ｇｍはｇの最大値である。

入力軸、出力軸に偏芯があるかも知れない。さらに、キ
ャリヤの遊星軸の分割誤差がある。これらがあっても、
外殻内歯歯車３が半径方向に動いて、常に変位を平衡さ
せることができる。

このため、加工精度の低い遊星歯車装置であっても、抵
抗少なく回転でき、伝達効率も高くなる。

さらに、誤差によるランダムな変位が自由に行なえるの
で、力が常に平衡し、等分配されるので、騒音が少なく
なる。

歯面の当り面で振動が生ずるが、外殻内歯歯車と、ケー
シングは強固に固結されていないから、高い周波数の振
動成分はケーシングＢにに全く伝わらない。低い周波数
の振動も、ギャップｇより大きい振幅をもたないものは
、ケーシングに伝わらない。

さらに、外殻内歯歯車３の外面の大部分は、空間Ｆによ
り、ケーシングＢと隔たっている。このため、外殻内歯
歯車は自由な変形ができる。

もともと、円筒度について不正があったとしても、外り
役ギヤ部２５が自由に撓むことができるので、誤差を吸
収できる。

このため、回転は円滑となり、効率は高くなる。

また騒音も低くなる。

自由に撓むことができるというのは、本発明の２番目の
特徴である。これにはふたつのモードがある。

ひとつは、半径方向の撓みである。ギャップｇ１ギャッ
プｅがあるので、この範囲で外殻内歯歯車は楕円形に或
は４角形状に撓むことができる。

もうひとつは、ねじれである。回転方向の撓みである。

これは、外殻内歯歯車の外周の端部のみに（第７図参照
）廻り止め円弧片１９を形成したことによる。

外殻内歯歯車に加わる回転力の中心は、外殻ギヤ部２５
の中心線上にある。第２図のｘ−Ｘ線で回転力中心を示
す。

ところが、ケーシングに回転力を伝えるのは廻り止め円
弧片１９であるから、力点はＹ−Ｙ線となる。

ｘ−Ｘ線或はＸ面と、Ｙ−Ｙ線あるいは７面とが喰いち
がっている。

このため、ＸＹ間で、外殻内歯歯車３の円筒部がねじれ
変形を起こす。

洗濯機の回転のように、順逆に回転をするものは、この
ねじれ変形により、逆転時の衡撃を緩らげることができ
る。

衝撃力が小さくなると、当然、騒音の発生も抑えられる
。

Φ）効　果 ケーシングに、外殻内歯歯車が緩結合されているから、
半径方向に動くことができる。

このため、多様な誤差が吸収され、円滑な回転が持続す
る。このため、騒音の発生が少ない。

ケーシングと、外殻内歯歯車の間にはギャップがあるの
で、振動が殆んど伝わらない。従って騒音を下げる上で
効果がある。

また、外殻内歯歯車は、半径方向に拘束されず撓むこと
ができるので、効率の向上、騒音の低下という効果がる
る。

本発明のケーシング取付構造による洗濯機と、他の部分
は同じでケーシング取付構造のみ、ねじ固定にした洗濯
機について、最大重量（４，２ｋｇ）の洗潅物を入れて
実際に廻してみて騒音を測定した。

平均直で約７ホン、本発明のものの方が騒音が低かった
。

入力回転は８２０〜９ＱＱＲＰＭ、減速比は１／　４．
８で、洗濯機から１ｍ離れた場所でノイズを測定した。

本発明のものが４８ホン、ねじ固定のものは５５ホンで
あった。騒音源は減速機以外にもあるのであるから、こ
れは素晴しい結果であるといえる。

本発明のケーシングＢに取付構造は、洗濯機に限らず、
任意の機械の減速機構に適用できる。有用な発明である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の遊星歯車装置のケーシング取付状態を
示す底面図。 第２図は第１図中の■−■断面図。 第３図は同じものの平面図。 第４図はケーシングのみの底面図。 第５図は第４図中のＶ−■断面図。 第６図は遊星歯車装置のみの平面図。 ＠７図は外殻内歯歯車のみの側面図。 １・・・・・・・・・太陽歯車 ２・・・・・・・・・・・・遊星歯車 ３・・・・・・・・・・・・外殻内歯歯車４・・・−・
・・・・・・キ　ャ　リ　ャ４ａ・・・・・・・・主キ
ヤリヤ盤 ４ｂ・・・・・・・・・副キャリヤ盤 ５・・・・・・・遊　星　軸 ６．７・・・・・・・遊星円板 ８・・・・・・・・・・・遊星歯車リング１０・・・・
・・・・・・・凸　　　部１１・・・・・・・・・・・
・差込突起１２・・・・・・・・・・・・凸　　　　部
１３・・・・・・・・・差　込　穴 １４・・・・・・・・・・・太陽軸穴 １５・・・・・・・・・・・キャリヤ軸孔１６・・・・
・・・・・・・遊星軸上め穴１７　、、、、、、、、、
、、、開　　　　口１８・・・・・・・・・・平滑外筒
面 １９・・・・・・・・・廻り止め円弧片２１・・・・・
・・・・小円板部 ２３・・・・・・・・・大円板部 ２４・・・・・・・・・・・・軸通し穴２５・・・・・
・・・・・・外殻ギヤ部２６．２７・・・・・・・・・
円　筒　部２８・・・・・・・・・・か　し　め ３０・・・・・・・・外　リ　プ ３１・・・・・・・円　弧　溝 ３３・・・・・・・・・・円　凹　部 ４０・・・・・・・・・・・・胴　　　　部４１・・・
・・・・・円　錐　部 ４２　　・・・・・円　筒　部 ４４・・・・・・内　周　面 ４５・・・・・・廻り止め突部 発明者　　的場秀恭 第　　　　　５　　　　　図 第　　　　　６　　　　　図 遊星歯車装置 轟

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽歯車１と、太陽歯車１の周囲にあってこれに
   噛合う適数個の遊星歯車２と、遊星歯車２の周囲にあっ
   てこれらに噛合う外殻内歯歯車３と、遊星軸５によって
   遊星歯車２を軸支するキャリヤ４とよりなる遊星歯車装
   置Ａを、ケーシングＢに取付ける構造であって、ケーシ
   ングＢの円筒内面に複数の廻り止め突部４５を形成し、
   遊星歯車装置Ａの外殻内歯歯車３の外筒面には廻り止め
   円弧片１９を形成し、ケーシングＢの廻り止め突部４５
   と、外殻内歯歯車３の廻り止め円弧片１９とにより、外
   殻内歯歯車３をケーシングＢに対して廻り止めし、かつ
   外殻内歯歯車３はケーシングＢの内円筒面との間にギャ
   ップｇを有し、半径方向に変位可能とし、さらに、外殻
   内歯歯車３の外向面１８の大部分がケーシングの内周面
   ４４と離隔しこの間に空間Ｆが形成されている事を特徴
   とする遊星歯車装置のケーシング取付構造。
2. （２）外殻内歯歯車３のギヤ部の中心線Ｘ−Ｘと、ケー
   シングに廻転力を伝える廻り止め円弧片１９の中心線Ｙ
   −Ｙとが軸方向に離隔している事を特徴とする特許請求
   の範囲第（１）項記載の遊星歯車装置のケーシング取付
   構造。
3. （３）外殻内歯歯車３がプラスチックで製造されている
   事を特徴とする特許請求の範囲第（１）項又は第（２）
   項記載の遊星歯車装置のケーシング取付構造。
4. （４）外殻内歯歯車３と、ケーシング内周面のギャップ
   ｇが直径分で０．５ｍｍ〜３ｍｍである事を特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項記載の遊星歯車装置のケーシ
   ング取付構造。
5. （５）遊星歯車２が、遊星歯車リング８と、これを両側
   から支持する歯先円より大きい円板部を有する遊星円板
   ６、７とよりなり、外殻内歯歯車３は外殻リング２５と
   、前記遊星円板６、７と接触する円筒面２６、２７とを
   内周面に有する事を特徴とする特許請求の範囲第（４）
   項記載の遊星歯車装置のケーシング取付構造。