JPH06229449A - 遊星機構形動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速が容易で、且つ小型化される動力伝達装
置を提供する。 【構成】 遊星機構形動力伝達装置は、ハウジング１
と、互に独立して回転自在に支持された入力軸２と、出
力軸11と、中空回転体６と、更に入力軸の太陽回転体
９、中空回転体の内周面軌道部材10及び出力軸のキャリ
ア12に支持された複数の遊星回転体13から成る遊星機構
と、中空回転体の外周面に取り付られたロータ14とハウ
ジングの内周面に取り付けられロータを囲繞するステー
タ15から成るモータＭと、回転数制御部20とから構成さ
れ、回転数制御部は、出力軸に設けられた回転速度検出
器21と、回転速度指令手段22と、その両者に接続され、
且つモータへ接続されたモータドライバ23とから成り、
モータドライバは、回転速度検出器からの検出信号と回
転速度指令手段からの指令信号が入力され、その両信号
を比較差に基づいてモータへの電流を制御するようにな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、動力伝達装置、例え
ば自動車における補機等の駆動用減速機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術において、自動車のエンジン
により補機等を駆動する場合、減速機を介して減速機の
出力軸に補機等を接続して駆動している。そして、一般
には、その減速機の減速比は固定しており、可変速の場
合には、変速ベルト機構が用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の技術にお
ける減速機においては、減速比が固定されているので、
補機等を最適な伝達効率が得られる速度で駆動すること
が困難であり、性能が悪い。又、可変速の変速ベルト機
構を用いたものは、構造が複雑となり、構造の小型化も
困難である。この発明は、変速が容易で、且つ小型化さ
れる動力伝達装置を提供するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明の遊星機構形動
力伝達装置は、ハウジング、ハウジング内に回転自在に
収容されている中空回転体と、中空回転体と同心軸線関
係にあってハウジング内に突出し、中空回転体を貫通
し、ハウジング及び中空回転体に対し回転自在である入
力軸と、入力軸とは反対方向からハウジング内に突出
し、入力軸と同軸線関係にある出力軸と、中空回転体の
内周面に形成された内周面軌道部材、入力軸に固着さ
れ、内周面軌道部材と同心関係に相対している太陽回転
体、出力軸に固着されたキャリア及びキャリアに円周状
に配設され、且つ回転自在に支持され、太陽回転体及び
内周面軌道部材の両者に同時に係合した複数の遊星回転
体から成る遊星機構と、中空回転体の外周面に取り付ら
れたロータとハウジングの内周面に取り付けられロータ
を囲繞するステータから成るモータと、回転数制御部と
から構成されている。

【０００５】そして、回転数制御部は、出力軸に設けら
れた回転速度検出器と、回転速度指令手段と、その両者
に接続され、且つモータへ接続されたモータドライバと
から成り、モータドライバは、回転速度検出器からの検
出信号と回転速度指令手段からの指令信号が入力され、
その両信号を比較差に基づいてモータの回転数制御を行
うようになっている。

【０００６】

【作用】中空回転体、即ち内周面軌道部材は、モータに
よって回転駆動されるので、キャリアの回転速度、即ち
出力軸の回転速度は、太陽回転体の回転速度、即ち入力
軸の回転速度とモータの回転速度との平均値となる。そ
こで、モータの回転速度を変速することにより出力軸の
回転速度を制御することができる。

【０００７】入力軸が回転駆動されると共に、モータが
適宜の回転速度で回転駆動されると、遊星機構に基づく
回転速度で出力軸が回転駆動される。その際、出力軸の
回転速度が回転速度検出器で検出され、その検出回転速
度信号がモータドライバに入力される。他方、出力軸の
所望回転速度である指令回転速度信号も回転速度指令手
段からモータドライバに入力される。

【０００８】モータドライバにおいては、検出回転速度
と指令回転速度と比較され、その差に応じてモータの回
転数制御が行われ、モータが加減速され、検出回転速度
が指令回転速度に等しくなり、両者に差がないような
る。即ち、出力軸の回転速度は、常に所望の指令値に維
持される。

【０００９】

【実施例】この発明の実施例における回転数制御部を備
えた遊星機構形動力伝達装置動力伝達装置を図面に従っ
て説明する。図１において、円筒カップ形のハウジング
１の中心軸線に位置する入力軸２がハウジング１の端壁
１ａを貫通してハウジング１内に突出し、端壁１ａに軸
受３で回転自在に支承されている。ハウジング１内に
は、大径円筒部４と小径円筒部５とからなる回転体６が
収容されている。

【００１０】回転体６の大径円筒部４の外端面は、ハウ
ジング開口端面と実質的に同一面となり、大径円筒部４
の外端部の外周面は、ハウジング１の開口端部の内周面
に軸受７で回転自在に支承されており、回転体６の小径
円筒部５の内端面は、ハウジング１の端壁１ａに近接
し、小径円筒部５の内周面は、入力軸２に軸受８，８で
回転自在に支承されている。

【００１１】入力軸２の先端は、大径円筒部４内まで突
出し、その先端には、太陽歯車９が固着されており、太
陽歯車９は、大径円筒部４の外端部の内周面に形成され
た内歯歯車10と同心関係に相対している。

【００１２】入力軸２とは反対方向からハウジング１の
開口端に向って伸びる出力軸11は、入力軸２と同軸線関
係にあって、その先端には、歯車キャリア12が取り付け
られ、歯車キャリア12に円周等配に、且つ回転自在に支
持された複数（例えば図示の例では３個）の遊星歯車1
3，13，13の夫々は、太陽歯車９及び内歯歯車10の両者
に同時に噛み合っている。即ち、それらは、所謂遊星歯
車機構を構成している。太陽歯車９、内歯歯車10及び遊
星歯車13，13，13の各歯車の替わりに摩擦ローラと環状
軌道輪とを用いて、所謂トラクションドライブ機構を構
成してもよい。

【００１３】回転体５の小径円筒部４の外周面には、磁
石からなるロータ14が取り付けられ、ロータ13を囲繞す
るモータコイルからなるステータ15がハウジング１の内
周面に取り付けられ、ロータ14とステータ15とによりモ
ータＭが構成されている。モータＭとしては、直流電動
機、交流電動機、誘導電動機等がある。

【００１４】回転数制御部20は、出力軸11に設けられた
回転速度検出器21と、回転速度指令手段22と、その両者
に接続され、且つステータ15のモータコイルへ接続され
たモータドライバ23とから構成されている。

【００１５】モータドライバ23は、回転速度検出器21か
らの検出信号と回転速度指令手段22からの指令信号が入
力され、その両信号を比較差に基づいてモータコイルへ
の、例えば励磁電流を制御して回転数制御を行うように
なっている。実用例としては、上記の動力伝達装置の入
力軸には、エンジンが連結され、出力軸には、補機等が
連結されて使用される。

【００１６】遊星歯車機構の各歯車の歯数は、夫々の半
径に比例するものとし、トラクションドライブ機構と同
様に考える。入力軸２、即ち太陽歯車９の半径ｒi 、回
転数ｎi 、周速ｖi ；遊星歯車13の半径ｒs 、回転数ｎ
s 、周速ｖs ；内歯歯車10の半径ｒo 、回転数ｎo 、周
速ｖo ；歯車キャリア12の半径ｒp 、回転数ｎp 、周速
ｖp とすると、ｒi ＋ｒo ＝２ｒp

【００１７】歯車キャリア12を固定した場合（ｖp ＝
０，ｎp ＝０） ｖi ＝−ｖo ＝ｖs ・・・・・・・・・・・（１） 一般に ｖ＝ｎｒ であるから、（１）式より ｎi ×
ｒi ＝−ｎo ×ｒo ＝ｎs ×ｒs ∴ ｎo ＝−（ｒi ／ｒo ）×ｎi ・・・・（２） ｎs ＝ （ｒi ／ｒs ）×ｎi ・ ・・・（３）

【００１８】ここで、系全体をｎp で回転させると、 太陽歯車９の回転数 Ｎi ＝ｎi −ｎp ・・・・・（４） 遊星歯車13の回転数 Ｎs ＝ｎs ＋ｎp ・・・・・（５） 内歯歯車10の回転数 Ｎo ＝ｎo ＋ｎp ＝−（ｒi ＋ｒo ）ｎi ＋ｎp ・・・・・（６） 歯車キャリア12の回転数 Ｎp ＝ｎp ・・・・・（７）

【００１９】（４）式及び（７）式より ｎi ＝Ｎi −Ｎp ・・・・・（８） （８）式を（６）式に代入して、 Ｎo ＝−（ｒi ／ｒo ）（Ｎi −Ｎp ）＋Ｎp ＝−（ｒi ／ｒo ）Ｎi ＋｛１＋（ｒi ／ｒo ）｝Ｎp Ｎp ＝［１／｛１＋（ｒi ／ｒo ）｝］×｛Ｎo ＋（ｒi ／ｒo ）Ｎi ｝ ＝｛ｒo ／（ｒo ＋ｒi ）｝×Ｎo ＋｛ｒi ／（ｒo ＋ｒi ）｝×Ｎi ｝ ・・・・・・・（９）

【００２０】 （ｒo ＋ｒi ）Ｎp ＝ｒo ・Ｎo ＋ｒi ・Ｎi ｒo ＋ｒi ＝２ｒp より ２ｒp ・Ｎp ＝ｒo ・Ｎo ＋ｒi ・Ｎi ｖ＝ｎ×ｒ より ２Ｖp ＝Ｖo ＋Ｖi ∴ Ｖp ＝（Ｖo ＋Ｖi ）／２

【００２１】よって、歯車キャリア12の周速は、太陽歯
車９の周速と内歯歯車10の周速との平均値となる。従っ
て、図１において、内歯歯車10は、モータＭによって回
転駆動されるので、歯車キャリア12の回転速度、即ち出
力軸11の回転速度は、太陽歯車９の回転速度、即ち入力
軸２の回転速度とモータの回転速度との平均値となる。
そこで、モータＭの回転速度を変速することにより出力
軸11の回転速度を制御することができる。

【００２２】エンジンの回転速度（回転数／単位時間）
で入力軸２が回転駆動されると共に、モータＭが適宜の
回転速度（回転数／単位時間）で回転駆動されると、上
記の数式に基づく回転速度（回転数／単位時間）で出力
軸11、即ち補機等が回転駆動される。その際、出力軸1
1、即ち補機等の回転速度が回転速度検出器21で検出さ
れ、その検出回転速度信号がモータドライバ23に入力さ
れる。他方、補機等の所望回転速度である指令回転速度
信号も回転速度指令手段22からモータドライバ23に入力
される。

【００２３】モータドライバ23においては、検出回転速
度と指令回転速度と比較され、その差に応じてモータＭ
のモータコイルへの励磁電流が制御され、モータＭが加
減速され、検出回転速度が指令回転速度に等しくなり、
両者に差がないようなる。即ち、補機等の回転速度は、
常に所望の指令値に維持される。

【００２４】

【発明の効果】この発明の遊星機構形動力伝達装置にお
いては、ハウジングに速度制御用モータのステータが一
体的に構成されると共に、遊星機構の内歯歯車、又は軌
道輪に同モータのロータと一体的に構成されているの
で、その構造は、簡単、且つ非常に小型化され、速度制
御用モータの回転速度を電気的に制御するだけで、入力
軸の回転速度に関係なく出力軸の回転速度を容易に所望
値にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例における遊星機構形動力伝達
装置動力伝達装置の構成図である。

【図２】図１のII−II線における断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 端壁 ２ 入力軸 ３，７，８ 軸受 ４ 大径円筒部 ５ 小径円筒部 ６ 回転体 ９ 太陽歯車 10 内歯歯車 11 出力軸 12 歯車キャリア 13 遊星歯車 14 ロータ 15 ステータ 20 回転数制御部 21 回転速度検出
器 22 回転速度指令手段 23 モータドライ
バ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング、ハウジング内に回転自在に
   収容されている中空回転体と、中空回転体と同心軸線関
   係にあってハウジング内に突出し、中空回転体を貫通
   し、ハウジング及び中空回転体に対し回転自在である入
   力軸と、入力軸とは反対方向からハウジング内に突出
   し、入力軸と同軸線関係にある出力軸と、中空回転体の
   内周面に形成された内周面軌道部材、入力軸に固着さ
   れ、内周面軌道部材と同心関係に相対している太陽回転
   体、出力軸に固着されたキャリア及びキャリアに円周状
   に配設され、且つ回転自在に支持され、太陽回転体及び
   内周面軌道部材の両者に同時に係合した複数の遊星回転
   体から成る遊星機構と、中空回転体の外周面に取り付ら
   れたロータとハウジングの内周面に取り付けられロータ
   を囲繞するステータから成るモータと、回転数制御部と
   から構成され、回転数制御部は、出力軸に設けられた回
   転速度検出器と、回転速度指令手段と、その両者に接続
   され、且つモータへ接続されたモータドライバとから成
   り、モータドライバは、回転速度検出器からの検出信号
   と回転速度指令手段からの指令信号が入力され、その両
   信号を比較差に基づいてモータの回転数制御を行うよう
   になっている遊星機構形動力伝達装置。