(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギヤケースの内周面に形成された内歯車と、
入力軸と一体に回動する第１の太陽歯車と、
前記第１の太陽歯車と前記内歯車とに噛み合う第１の遊星歯車と、
前記第１の遊星歯車を前記第１の太陽歯車のまわりに公転できるように、一方の側面側に突出形成させた支持軸で前記第１の遊星歯車を回動可能に支持する第１のキャリアと、
前記第１のキャリアが前記第１の遊星歯車を支持した一方の側面の反対側に位置する他方の側面側で、且つ、前記第１のキャリアの回転中心部に一体に形成された第２の太陽歯車と、
前記第２の太陽歯車と前記内歯車とに噛み合う第２の遊星歯車と、
出力軸と一体に回動し、前記第２の遊星歯車を前記第２の太陽歯車のまわりに公転できるように、一方の側面側に突出形成させた支持軸で前記第２の遊星歯車を回動可能に支持する第２のキャリアと、を有し、
前記第２のキャリアの回転中心と前記第２の遊星歯車の公転中心が一致するように、前記第２の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、
前記出力軸は、前記第２のキャリアを介して前記ギヤケースの前記軸受け面で支持されると共に、前記ギヤケースに取り付けられた軸受けで回動可能に支持されることにより、軸線方向に沿った２箇所が前記ギヤケースに対して回動可能に支持され、
前記第１の遊星歯車と前記第２の遊星歯車の少なくとも一方が少なくとも３個配置され、
前記第１のキャリアは、その回転中心が第１の遊星歯車の公転中心に位置するように、前記第１の遊星歯車と前記第２の遊星歯車とによって支持されており、
前記第１の遊星歯車は、その一方の側面に、前記ギヤケースの一方の内側面に摺接する突起が形成され、その他方の側面に、前記第１のキャリアの一方の側面に摺接する突起が形成され、
前記第２の遊星歯車は、その一方の側面に、前記第１のキャリアの他方の側面に摺接する突起が形成され、その他方の側面に、前記第２のキャリアの一方の側面に摺接する突起が形成され、
前記第２のキャリアは、その外周端部側面に、前記ギヤケースの他方の内側面に摺接する突起が形成され、
前記ギヤケースの前記一方の内側面と前記ギヤケースの前記他方の内側面との間に、前記第１遊星歯車、前記第１のキャリア、前記第２の遊星歯車及び前記第２のキャリアが順に収容されている、
ことを特徴とする遊星歯車装置。
【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、（１）ギヤケースの内周面に形成された内歯車と、（２）入力軸と一体に回動する第１の太陽歯車と、（３）前記第１の太陽歯車と前記内歯車とに噛み合う第１の遊星歯車と、（４）前記第１の遊星歯車を前記第１の太陽歯車のまわりに公転できるように、一方の側面側に突出形成させた支持軸で前記第１の遊星歯車を回動可能に支持する第１のキャリアと、（５）前記第１のキャリアが前記第１の遊星歯車を支持した一方の側面の反対側に位置する他方の側面側で、且つ、前記第１のキャリアの回転中心部に一体に形成された第２の太陽歯車と、（６）前記第２の太陽歯車と前記内歯車とに噛み合う第２の遊星歯車と、（７）出力軸と一体に回動し、前記第２の遊星歯車を前記第２の太陽歯車のまわりに公転できるように、一方の側面側に突出形成させた支持軸で前記第２の遊星歯車を回動可能に支持する第２のキャリアと、を有している。本発明において、前記第２のキャリアの回転中心と前記第２の遊星歯車の公転中心が一致するように、前記第２の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、前記出力軸は、前記第２のキャリアを介して前記ギヤケースの前記軸受け面で支持されると共に、前記ギヤケースに取り付けられた軸受けで回動可能に支持されることにより、軸線方向に沿った２箇所が前記ギヤケースに対して回動可能に支持されている。また、前記第１の遊星歯車と前記第２の遊星歯車の少なくとも一方が少なくとも３個配置されている。また、前記第１のキャリアは、その回転中心が第１の遊星歯車の公転中心に位置するように、前記第１の遊星歯車と前記第２の遊星歯車とによって支持されている。また、前記第１の遊星歯車は、その一方の側面に、前記ギヤケースの一方の内側面に摺接する突起が形成され、その他方の側面に、前記第１のキャリアの一方の側面に摺接する突起が形成されている。また、前記第２の遊星歯車は、その一方の側面に、前記第１のキャリアの他方の側面に摺接する突起が形成され、その他方の側面に、前記第２のキャリアの一方の側面に摺接する突起が形成されている。また、前記第２のキャリアは、その外周端部側面に、前記ギヤケースの他方の内側面に摺接する突起が形成されている。そして、前記ギヤケースの前記一方の内側面と前記ギヤケースの前記他方の内側面との間に、前記第１遊星歯車、前記第１のキャリア、前記第２の遊星歯車及び前記第２のキャリアが順に収容されている。
【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。
【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１４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１０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２５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１８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１６、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、これに限られるものではなく、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４０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。
【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
【図１】
0003973009.tif 000002
【図２】
0003973009.tif 000003
【図３】
0003973009.tif 000004
【図４】
0003973009.tif 000005
【図５】
0003973009.tif 000006
【図６】
0003973009.tif 000007
【図７】
0003973009.tif 000008
【図８】
0003973009.tif 000009