JPH0674835B2

JPH0674835B2 - 遊星歯車装置のケーシング取付構造

Info

Publication number: JPH0674835B2
Application number: JP61069674A
Authority: JP
Inventors: 秀恭的場
Original assignee: マテックス株式会社
Priority date: 1986-03-27
Filing date: 1986-03-27
Publication date: 1994-09-21
Anticipated expiration: 2009-09-21
Also published as: GB8707188D0; GB2189569A; JPS62228737A; GB2189569B; HK72990A; CN87102253A; KR870009158A; SG61990G; KR900001739B1; US4838123A; CN1004439B

Description

【発明の詳細な説明】（ア）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つ
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、ケーシングにしつ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
れるようになつてきた。特公昭60-27320号（S60、６、2
8公告）は、一槽式脱水洗濯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ツトとし
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。

上記の公報に於ては、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つて、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、強固に取り付ける事ができ
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。

（ウ）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取付構
造を提供する事が本発明の目的である。

取付け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。

（エ）構成遊星歯車装置は古くから知られているが、実際には、あ
まり使われなかつた。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、歯車が互に動きを阻止
する方向に力を及ぼしあう。このために、作り難いとい
う欠点があつた。

精度が高ければあまり問題のない事であるから、もつぱ
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
なつた。普及を阻む原因はここにあつたと考えられる。

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、このような隔固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56-193113特開
昭58-94656、S58、６、４公開）。

遊星歯車を、リング状のギアと、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、ギア部と、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つた
と、本発明者は考える。

歯車の線速度はピツ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、例外なくピツチ円径であつた。ピツチ
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、この常識を突き破つたのである。

なるほど線速度は違う。

僅かであるがある。

あるからには、線速度の違いを逃してやらなければなら
ない。これは、ギヤツプを大きくとつて、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。

まず線速度の違いであるが、円板のピツチ円からのズレ
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＝δΩ（１）にすぎない。

直観的には、ピツチ円から、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ヤツプを取つておけば、
円板は空転するので問題はない。

本発明者は、また円板と、遊星ギヤリングの間にもギヤ
ポンプを取つておくことにより、一層容易に円板を空転
させうるようにした。

このように、大きくギヤツ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。

ギヤツプを大きく取り、加工精度を落とすことにするの
である。低精度は、ギヤツ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
事が可能になつた。

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。遊星歯車の歴史に於
て、極めて意味の高い発明であつた。

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。キヤリ
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つているが、これを上げる事は難し
く、コスト高になる。

入力軸、出力軸は、軸受によつ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つてい
るのであるから、ケーシングに外殻内歯歯車を強固に固
結すると、かえつ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り、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つて説明する。

第１図は遊星歯車装置Ａを、ケーシングＢの中へ緩結合
した状態を示す底面図である。洗濯機に使う場合は、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図のII−II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１の周りに、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の噛みあつているが、歯先円よ
り大径の円板６、７を左右に有するもので歯先はみえな
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全体のケースを兼ね
ている。

キヤリヤ４は、主キヤリヤ盤4aと、副キヤリヤ盤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、これらによつて狹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。

キヤリヤ４は、遊星軸５と45°をなす４点に於て固結さ
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。副キヤリヤ４盤4bは、凸部
12と、差込穴13が設けてある。

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、主副キヤリヤ盤4a、4bを固結する。この
例で、キヤリヤはアルミダイキヤスト製である。この
他、亜鉛、プラスチツクでキヤリヤを作ることもでき
る。プラスチツクの場合は、差込穴13に突起11をスナツ
プフイ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。

キヤリヤが鉄の場合（クロムテリブデン鋼など）は、リ
ベツドなどでキヤリヤ盤4a、4bを固結する。

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

外殻内歯歯車３は、プラスチツ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つている。

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。

ピツチ円からずれているから、そのままでは周速が異な
る。周速の違いは、δΩである。δはピツチ円からのず
れで、Ωは遊星歯車２のキヤリヤ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
ヤツプがある。遊星円板６、７と円筒面26、27の間にも
ギヤツプがある。常時、これらの面が接触しているわけ
ではない。

したがつて周速の違いによつて、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つ
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18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、円弧状の外リブ30によつて、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−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つているが、プラスチツク、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とよりなつている。

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となつている
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の廻り止め円弧片
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、放射リブ48
が形成されている。

胴部40の前額部には、フランジ部46が形成してある。こ
れは円蓋板（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。

嵌合状態に於て、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の間にはギヤツプ
ｇが存在する。

一例では、円弧片19の直径を75mmφとし、内周面の直径
を76mmφとする。ギヤツプｇは、この場合、半径分で0.
5mm、直径分で1mmとなる。結局ｇは０〜1mmの値をとり
うる。一般にｇは直径分で0.5mm〜3mm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
ヤツプｅをとつておく。

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。

（オ）作用太陽歯車１の軸孔14に入力軸、キヤリヤの軸孔15に出力
軸を差込む。スプライン、セレーシヨンなどが軸と、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
止めてある（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。

ギヤツプｇは、０〜gm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
ヤリヤの遊星軸の分割誤差がる。これらがあつても、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つても、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に全く伝わらない。低い周波数の振
動も、ギヤツプ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と隔たつている。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つたとしても、外殻ギ
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のというのは、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。ギヤツプｇ、ギヤツ
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Ｙ面とが喰いち
がつている。

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、逆転時の衝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。

（カ）効果ケーシングに、外殻内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。従つ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あ
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）の洗濯物を入れて実際
に廻してみて騒音を測定した。平均値で約７ホン、本発
明のものの方が騒音が低かつた。

入力回転は820〜900RPM、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ホンであつた。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II−II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−V断面図。第６図は遊星歯車装置のみの平面図。第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……キヤリヤ 4a……主キヤリヤ盤 4b……副キヤリヤ盤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……キヤリヤ軸孔 16……遊星軸止め穴 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……外リブ 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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の外筒面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。
【請求項２】外殻内歯歯車３のギヤ部の中心線Ｘ−Ｘ
と、ケーシングに回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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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（４）
項記載の遊星歯車装置のケーシング取付構造