JP2016075388A - 遊星歯車装置のための遊星キャリア、及び、当該遊星キャリアを具備する遊星歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、遊星歯車装置のための遊星キャリアに関する。【解決手段】遊星キャリア５を回転式部材又は固定式構造体に接続するカップリング部分１０を備える環状構造体９と、環状構造体に対し伝達軸線３に沿って同軸配置されてるリング１５が、伝達軸線の周囲に配置される複数のプレート状セクタ及び複数の取付セクタ１７から成り、リングとプレート状セクタ１６に固定されてる複数のピン１９であって、プレート状セクタから軸線４沿って、且つ、伝達軸線に対し平行に且つ偏心して両向きに突出し、遊星歯車２を装着するように構成されてる複数のピンと、環状構造体を取付セクタに固定する接続手段が、取付セクタそれぞれに対応する一組のアームを備えて、一組のアームがリングに向かい互いに対して収束し、リングと環状構造体とが相対運動し弾性変形可能とされることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、遊星歯車装置のための、特に航空分野のための遊星キャリアに関するが、以下に説明するように一般性を失う訳ではない。

知られているように、遊星歯車装置は、（高速及び低トルクの）タービンエンジンと（高トルク及び低速の）少なくとも１つの推進要素との間で駆動力及び変換力を伝達させるための航空機エンジンの分野において広く利用されている。遊星歯車装置は、非常に効率的に当該機能を発揮する一方、重量及び大きさを小さく維持することができるからである。

同様の設計上の解決手段が、航空産業以外にも、特に遊星歯車装置が減速機能ではなく増速機能を発揮する風力発電機の製造分野に存在する。

重量を抑制することに加えて、遊星歯車装置の大きさを可能な限り低減することが、特に燃料消費及び汚染を低減するために研究されている新しい航空機エンジンの構造（例えば間接駆動式のターボファン及びオープンロータのような構造）において、必要とされる。これら構造では、遊星歯車装置は、実際にタービンエンジンと一体化されている。ここで、遊星歯車装置の直径方向の大きさは、空気又は燃焼ガスの流れのための通路の幾何学的形状を条件づけるようになっているので、タービンエンジンの効率に決定的な影響を与える。

これら遊星歯車装置を実現するための一の有効な解決手段として、環状プレートの両側に配置されている２列の遊星歯車を支持する当該環状プレートを有している遊星キャリアを利用することが挙げられる。特に、遊星歯車は、ピンそれぞれに軸受と共に取り付けられており、ピンは、環状プレートから遊星歯車装置の軸線に対して平行とされる方向の両向きに突出している。このような解決手段は、例えば特許文献１及び特許文献２から知られている。

このタイプの解決手段においては、荷重分布を遊星歯車装置の様々なトルク伝達経路に沿って完全に均等にすることが強く求められる。このような均等な荷重分布は、遊星歯車装置を最軽量及び最小とするための必要条件である。実際には、潜在的な荷重分布の不均等とこのような不均等の見積もりの不確かさとに鑑みて、効果的な応力状態が如何なるものであるかということとは無関係に、遊星歯車装置の構成部品（はめ歯歯車、軸受等）の設計及び大きさについて過荷重に関する因子を利用しなければならないので、その結果として、実際に作用する応力が小さい場合であっても、すべての部品が過剰に大きくなる。

荷重の不均等さは、本質的には以下の因子に起因する。
−特定の解決手段に依存している遊星歯車装置は、不静定状態になるので、より大きい応力が、必然的にトルク伝達経路に作用し、当該トルク伝達経路の剛性がより大きくなる。
−公称の組立条件及び幾何学的条件に関して、遊星歯車装置は、必然的に構造的誤差及び組立誤差並びに機械加工公差を有しているので、設計上の計画値に対して様々な構成部品同士の間において相対変位が発生する。これにより、過荷重が発生する。
−非対称な荷重／変位が、場合によっては、外部から遊星歯車装置の接続部に作用する。

一般に、上述の因子のうち最初の２つの因子を最小限度に抑えることができる主要な解決手段は、以下のように分類される。
−幾何学的差異（非対称性）を様々なトルク伝達経路に沿って最小限度に抑えること、及び、例えばいわゆるフレックスピンタイプの、遊星歯車を支持するための向きを変えることができる要素又は可能性を有している要素（遊星歯車を支持するピンが、局所的に屈曲可能とされる）を導入することを目的とする解決手段。
−様々なトルク伝達経路の剛性を適切にバランスさせることによって、非対称性を補償することを目的とする解決手段。

特許文献２に開示される解決手段は、プレートを支持するためのラジアル方向継手を導入することによって荷重不均等を効果的に低減する。しかしながら、当該解決手段は、摩擦結合部品に摩耗が生じるので、比較的多くの構成部品及び継手を必要とし、信頼性が低い。

従って、設計指針が、遊星キャリアが継手を有しない解決手段に向かうことが望ましい。

これに関連して、特許文献３及び特許文献４に開示される解決手段では、優位には、遊星キャリアは単一部品とされる。

しかしながら、これら最後の２つの解決手段では、遊星キャリアが、遊星歯車から成る２つの列の対称面に関して著しく非対称に配置されており、当該遊星歯車を支持するためにフレックスピンタイプの可撓性要素を導入することは期待できない。

特に、単一片である遊星キャリアは、プレートを取付部分に接続しているアーム又はビームによって、回転式シャフト又は固定式構造体に接続されている取付部分を介して、遊星歯車から成る２つの列を支持する当該プレートによって構成されている。これらアームは、遊星歯車装置の軸線に対して略平行に配置されており、周方向において遊星歯車同士の間の空間に位置決めされている。従って、トルクは、当該プレートから上述のアームに伝達され、その後に当該アームから当該取付部分に伝達される。

アームは、荷重の作用下における変形と同様に、利用の際に取付部分に必然的に発生する変形をプレートに伝達させるようになっているので、当該構造は十分ではない。その結果として、アームが接続点それぞれに作用される曲げモーメントが、プレートに作用する。プレートを屈曲させ、その結果として、曲げモーメントが局所的に発生することによって、遊星歯車を支持しているピンの軸線が傾斜し、これにより、遊星歯車における荷重の不慮の不均衡すなわち不均等な分布が、２つの列のうち一方の列と他方の列との間において発生し、不慮の拘束応力が、ピンとプレートとの間における接続領域において発生する。

取付部分の変形によって発生するこのような不均衡を制限するために、さらには曲げモーメントによってプレートに発生する応力を抑制するために、プレートのアキシアル方向の幅は相当大きい。しかしながら、このような大きさによって、遊星キャリアは、特に歯車装置の構造誤差及び組立誤差並びに機械加工公差（例えば、設計上想定される位置に対する遊星歯車の位置の変位）の影響を受け易い。構造誤差及び組立誤差並びに機械加工公差の影響の受け易さの結果として、遊星歯車には、さらなる荷重の不均一な分布及び著しい過荷重が発生する。

従って、特許文献３及び特許文献４に開示されている解決手段は、荷重の不均等な分布を制限するために遊星キャリアの非対称性を効果的に補償することができない。

さらに、特許文献３及び特許文献４に提案されている特定の解決手段によっては、遊星歯車のサポートピンをプレートと一体にすることができない。一体にすることによって、遊星歯車と関連する軸受とを取り付けることができなくなるからである。従って、これら解決手段は、接触している部品同士の摩耗の著しい危険性を防止するために、装着されたピンとプレートとの間における干渉が大きいカップリングを必要とする。

欧州特許第２３３９２０８号明細書 国際公開第２０１３／０６５０２４号 欧州特許第２０７２８６３号明細書 欧州特許第２０７２８５８号明細書

本発明の目的は、上述の問題を単一の安価な方法で解決することができる遊星歯車装置のための遊星キャリアを提供することである。

本発明では、遊星歯車装置のための遊星キャリアが、請求項１に規定されるように設けられている。

本発明について、非限定的な実施例を表わす添付図面を参照しつつ説明する。

本発明における好ましい実施例の遊星キャリアを具備する遊星歯車装置の斜視図である。 図１に表わす遊星歯車装置の中立面に沿った断面図である。 図１及び図２に表わす遊星キャリアの斜視図である。 図３に表わす遊星キャリアの拡大詳細図である。 図３に表わす遊星キャリアの異なる斜視図である。

図１は、複数の遊星歯車２を備えている遊星歯車装置１を表わす。遊星歯車２は、軸線３の周りに配置されており、それぞれの軸線４を中心として回転し、軸線３に対して平行に且つ偏心して配置されており、遊星キャリア５によって支持されている。

遊星歯車２は、軸線３に対して直角とされる平面Ｐに関して対称とされる２つの列２ａ，２ｂを形成するように配置されており、外方において、リングギヤ６の２つの内歯と噛み合っており、内方において、シャフト８に対して同軸に配置されていると共にシャフト８に固定されている２つの太陽歯車７と噛み合っている。優位には、太陽歯車７は、シャフト８と一体に作られている。図示しない変形例では、リングギヤ６及び／又は２つの太陽歯車７の歯は、列２ａ，２ｂ両方の遊星歯車２と噛み合うのに十分なアキシアル方向長さを有している単一の歯によって置き換えられている。

排他的ではないが好ましくは、軸線４が軸線３の周りにおいて互いから１２０°の角度で等間隔に配置されるように、列２ａ，２ｂそれぞれのために３つの遊星歯車２が設けられている。

優位には、遊星キャリア５は、一体的に形成されており、すなわち単体によって形成されており、環状構造体９を備えている。環状構造体９は、一対のための挿抜部材を形成している。さらに、環状構造体９は、遊星キャリア５を例えば出力駆動シャフトのような図示しない部材又は固定式構造体に角度的に固定された状態で接続するためのカップリングを形成している、カップリング部分１０を有している。特に図示の実施例では、カップリング部分１０は、ネジ又はボルトによって回転式部材又は固定式構造体に固定されるように構成されているフランジによって形成されている。代替的には、カップリング部分１０は、穴スプライン又はシャフトスプラインによって形成されている。

特に図示の実施例では、カップリング部分１０は、リングギヤ６及び環状構造体９より大きい半径を有して位置決めされており、環状構造体９から始まって平面Ｐに向かって変位する。図示しない変形例では、カップリング部分１０は、リングギヤ６及び環状構造体９より大きい又は小さい半径を有して、軸線３に沿って遊星歯車装置１の側方に位置決めされている。

図３に表わすように、遊星キャリア５は、リング１５を備えており、リング１５は、軸線３に沿って環状構造体９と同軸に配置されており、周方向において互い違いに配置されている複数のプレート状セクタ１６と複数の取付セクタ１７とによって構成されている。プレート状セクタ１６は、平板状の部片によって形成されており、平面Ｐ上に位置しており、周方向において可撓性を有している薄肉部分１８で終端している。薄肉部分１８は、取付セクタ１７に結合されている。プレート状セクタ１６は、例えば１０ｍｍ未満の厚さ（典型的には５ｍｍ〜７ｍｍの厚さ）を有している。これら厚さ寸法は、３つの遊星歯車それぞれの２つの列を具備する１５ＭＷ級歯車装置においては、一般的な値である。同時に、取付セクタ１７は、プレート状セクタ１６より高い曲げ剛性を有している。

図１及び図２に表わすように、遊星歯車２は、ピン又はシャフト１９によって、好ましくは転がり軸受である軸受２０を介して支持されている。ピン１９それぞれが、好ましくは対応するプレート状セクタ１６と共に一体に作られており、これによりピン１９は、遊星キャリア５の一部分を形成している。

プレート状セクタ１６と一体化されているピン１９による解決手段は、より良好である。以下に説明するように、当該解決手段は、構成部品の数量を低減し、締まり嵌め結合部に摩耗が生じる危険を低減し、その摩耗した表面の疲労割れが潜在的に発展する危険を低減し、環状構造体９の形状に起因して遊星歯車の取付を容易にするからである。それにも関わらず、図示しない変形例では、ピン１９は、例えば締まり嵌めによってプレート状セクタ１６それぞれに固定されている別体の部品とされる。

好ましくは、図３に表わすように、プレート状セクタ１６は、隆起部分２１それぞれを備えている。隆起部分２１は、薄肉部分１８に対してアキシアル方向において両向きに突出しており、軸受２０の内輪２２が載置されているアキシアル方向肩部を形成している（図２参照）。内輪２２それぞれが対応するピン１９の円筒状外面２４に取り付けられている一方、好ましくは、軸受２０は外輪を備えていない。言い換えれば、図２に表わすように、軸受２０の転動体２５の外輪が、遊星歯車２の内面２６によって形成されている。好ましくは、転動体２５は、球状の転動支持体とされる。これにより、軌道輪が凹状とされるので、荷重が作用して変形しているピン１９から遊星歯車２の歯を結合解除することができる。

上述のように、ピン１９は、プレート状セクタ１６の両面からアキシアル方向に突出しており、軸線４に沿って互いに反対向きに方向づけられている。好ましくは、ピン１９は、接続装置（図示しない）によって係合されているアキシアル方向通路２７それぞれを形成しており、アキシアル方向通路２７は、アキシアル方向において内輪２２を隆起部分２１に対してロックしている。

好ましくは、遊星歯車２の歯部は、直線状の歯によって円筒状に形成されている。

列２ａの遊星歯車２は、平面Ｐに関して環状構造体９が設けられている同一の側に配置されている。環状構造体９の形状及び寸法は、計画に従って決定されるが、ピン１９において列２の遊星歯車２を軸線４それぞれに沿って脱着するために十分なラジアル方向遊隙を確保するように、遊星歯車２の直径及び軸線４の位置に基づいている。このために、図２及び図５に表わすように、ピン１９それぞれについて、環状構造体９は、凹所２９を形成するようにラジアル方向において中空に形成されている対応する中空セクタ２８を備えている。凹所２９は、ピン１９と軸線４に沿って位置合わせされており、遊星歯車２がアキシアル方向において環状構造体９を貫通可能となる大きさ及び形状とされる。さらに、環状構造体９は、中空セクタ２８それぞれについて、補剛リブ３０を備えている。補剛リブ３０は、ラジアル方向における変形を制限するために、中空セクタ２８からラジアル方向外方に突出している。

図示しない変形例では、環状構造体９は、リング１５とは別体とされ、遊星歯車装置１を組立の際にはリング１５に固定されている。この場合には、及び／又は、ピン１９がプレート状セクタ１６に取り付けられている別体の部品である場合には、一般に、列２ａの遊星歯車２を取り付けることによって干渉の問題は発生しない。従って、環状構造体９は、可能な限り、回転シャフトに直接接続されるように軸線３に向かって収縮している（例えば鐘状の）形状を有している。

図４に表わすように、取付セクタ１７それぞれについて、遊星キャリア５は、一組の接続アーム又は接続ビーム３１それぞれを備えている。接続ビーム３１は、列２ａの２つの隣り合う遊星歯車同士の間に形成された間隙に配置されており、取付セクタ１７を環状構造体９に接続しているので、リング１５と環状構造体９との間に剪断力（接線方向力）ひいてはトルクを伝達させることができる。

接続アーム又は接続ビーム３１は、互いに向かって収束していると共に好ましくは直線状に形成されている中間部分３２それぞれと、中間部分３２を環状構造体９及び取付セクタ１７に接続している端部３３，３４それぞれとを備えている。

接続アーム３１は、２つの部分３５，３６と共に、台形状の四辺形を形成している。部分３５，３６は、略接線方向又は略周方向に形成されており、台形の長辺及び短辺を形成している。本明細書で説明及び図示する好ましい実施例では、遊星キャリア５は単体とされ、部分３５は環状構造体９の一部分を形成しており、軸線３の周りに中空セクタ２８と交互に配置されており、部分３６それぞれは取付セクタ１７の一部分を構成している。

図示しない変形例では、上述の四辺形は、環状構造体９及び／又はリング１５とは別体とされており、この場合には、部分３５は、ネジ又はボルトによって環状構造体９に固定されており、及び／又は、ネジ又はボルトによって取付セクタ１７に固定されている。

当該四辺形それぞれの２つの接続アーム３１は、部分３５，３６に対して、弾性的に且つ可撓的に大きく変形するので、荷重の作用下において当該四辺形は変形する。特に、接続アーム３１の弾性変形によって、荷重の作用下においてリング１５と環状構造体９とが相対運動し、曲げモーメントが環状構造体９からリング１５に伝達することが防止される。従って、このような弾性変形に起因して、リング１５は、変形に関して環状構造体９から絶縁されているので、荷重の作用下における環状構造体９の変形によって、プレート状セクタ１６は曲げられない。

言い換えれば、トルクを誘発させる剪断作用の影響下においては、このような接続アーム３１の構成によって、取付セクタ１７ひいてはリング１５は変形しないで軸線３を中心として回転可能とされる。組それぞれの接続アーム３１は、互いに対して平行に延在しており、及び／又は単一のアームに置き換えられている場合には、その結果として、周知の従来技術と同様に、環状構造体９の曲げからリング１５を‘絶縁’することができない構造となり、当該曲げが変化しないでリング１５に伝達されるので、その結果として生じる利益はない。

添付図面に表わすように、接続アーム３１は、環状構造体９ではなく、リング１５に向かって収束している。接続アーム３１が環状構造体９に向かって収束している場合には、実行されるシミュレーションは、変形を実際の大きさとした場合であっても、当該変形が環状構造体９から取付セクタ１７に伝達することを示す。

上述のようにリング１５を環状構造体９の曲げから‘絶縁’することに鑑みて、プレート状セクタ１６は、接線方向の剪断作用のみを支持する必要がある。設計上の観点から、これら接線方向の剪断作用のみを考慮することによって、リング１５の大きさを決定することができることは明白である。従って、一体的な遊星キャリアを具備する既知の解決手段に対して、プレート状セクタ１６の厚さを著しく低減することができる。

特に上述のように、薄肉部分１８のアキシアル方向厚さｓは、‘薄肉’と言われている。すなわち、慣性モーメントＩ（Ｉ＝ｈ×ｓ^３／１２）が最小となる横方向部分は、幾何学的関係ｈ＞５ｓを満たす厚さｓ及び幅ｈを有している。

曲げ剛性は、製造誤差及び組立誤差が存在することを前提とした、遊星歯車２に作用する過荷重を計測する際において決定すべき要素であるので、極めて薄肉のプレート状セクタ１６を具備するリング１５は、本来、フレックスピンタイプの解決手段をピン１９に適用する必要は必ずしもなく、構造的誤差による影響を受けにくく、ひいては構造的誤差に対して高い許容度を有していることを確保する。

実際には、機械加工公差及び組立誤差によって、最適な動作状態、特に接線方向における遊星歯車２の変位、すなわち、軸線４に対して垂直とされる曲げの軸線を中心とする回転が実現されない。このような変位は、列２ａ，２ｂの間のトルク経路に不均衡を発生させようとする。その代わりに、当該実施例では、プレート状セクタ１６は、プレート状セクタ１６の曲げ剛性が低いことに起因して自然に変形するので、組立誤差を吸収し、許容可能とされる動作状態に復帰する。

さらに、組立誤差及び機械加工公差のために、利用時には、モーメントＭが、ピン１９とプレート状セクタ１６との結合点において発生し、これによりピン１９によって伝達される定格荷重に変化が生じる。定格荷重に対する過荷重を制限するために、モーメントＭが可能な限り小さくなければならないのは明らかである。リング１５の可撓性が大きくなる（すなわち、曲げ剛性が低くなる）に従って、モーメントＭは小さくなる。

この場合、曲げ剛性Ｋを極めて小さくする（すなわち、プレート状セクタ１６の厚さｓを薄くする）ことによって、遊星歯車装置１の動作及び信頼性が損なわれることはなく、さらには、構造的誤差に対する高い許容度を確保することができる。特に、遊星歯車２同士の間における荷重分散機能を約５％の数値で維持することができる（追加的な測定をしない風力タービンについて利用する場合には、２０％を超える荷重分散機能を有している）。従って、本発明に基づく解決手段は、既知の解決手段より劇的に高い性能を実現している。

さらに、遊星歯車２の歯が過荷重を受ける必要がないので、遊星歯車装置１は軽量である。従って、遊星歯車装置１は、プレート状セクタ１６におけるリング１５の厚さｓを低減したことに起因して、既知の解決手段の歯より低い最大応力に適した大きさとされる。

図２及び図４に戻ると、上述のように、好ましくは、部分３５，３６は、接線方向軸線に関する曲げ及び捩じれに対して補剛されている。特に、荷重作用下の端部３３，３４における部分３５，３６に対する接続アーム３１の結合点は、回動軸線が軸線３に関する略ラジアル方向とされる仮想的なヒンジ又は弾性的なヒンジを形成するようになっている。言い換えれば、リング１５を環状構造体９に接続している四辺形が、実際の四辺形の連接した結合部が局所変形の領域に置き換えられている、仮想的に連接した四辺形とされる。

変形可能とされる四辺形それぞれの形状及び大きさ（例えば、長さ、ラジアル方向厚さ、幅、接続アーム３１同士の相対的な距離及び傾斜角度）が、計画に従って、例えば適切なシミュレーションを通じて決定される。これにより、荷重を様々なトルク伝達経路に等しく分散させることが確実となる。

特に、四辺形それぞれが、上述のように環状構造体９の変形から独立してリング１５を変形させるように、且つ、技術的観点から遊星キャリア５の実現性を確保すると共に、遊星キャリア５の剛性の分布を最適化するように設計上構成されている。

好ましい図示の実施例では、取付セクタ１７それぞれが、プレート状セクタ１６と同一平面上に配置されている壁４０であって、プレート状セクタ１６と略同一の厚さｓを有している壁４０を備えている。同時に、部分３６は、２つのリブ４１，４２から構成されており、リブ４１，４２は、壁４０から両方向に突出している。特に、リブ４２は、平面Ｐに関して環状構造体９の反対側に位置している。

取付セクタ１７それぞれが、リング１５の環状内側縁部に沿って配置されているリブ４３であって、リブ４２と同一の方向において壁４０から突出しているリブ４３と、リブ４２，４３と同一方向において壁４０から突出している２つの横方向リブ４４であって、リブ４２の端部をリブ４３の端部に接続している２つの横方向リブ４４とを備えている。

従って、取付セクタ１７それぞれについて、リブ４２，４３及び横方向リブ４４がキャビティを形成しており、当該キャビティの底部は壁４０によって形成されている。部分３６の曲げ剛性によって、遊星歯車装置１を利用する間、２つの端部３４の相対位置を略不変に維持することができる。同時に、横方向リブ４４及びリブ４３は、部分３６の接線方向軸線を中心とする部分３６の捩じれを防止するための補剛部材を形成している。

図１、図２、及び図５に表わすように、環状構造体９の部分３５は、軸線３に対して垂直とされると共にアキシアル方向において取付セクタ１７に面している壁４５と、リング１５の反対側の壁４５に配置されていると共に遊星キャリア５の重量に悪影響を与えることなく捩じれに対して部分３５を補剛するように構成されている複数のリブ４６とを備えている。部分３５及び中空セクタ２８は、鐘状部分４７によって、フランジ１０において統合されている。鐘状部分４７は、リングギヤ６のアキシアル方向端部の周囲に配置されており、リングギヤ６は、列２ａ及び接続アーム３１を囲んでいる。

上述のことから、接続アーム３１が遊星キャリア５ひいては遊星歯車装置１にもたらす優位性は明らかである。特に上述のように、接続アーム３１が可撓性を有していることによって、局所的曲げモーメントが環状構造体９からリング１５に伝達することが防止されるので、リング１５は、これら曲げモーメントを無視して設計可能とされ、これにより、一体化された遊星キャリアを具備する従来技術に基づく解決手段と比較して、結合部分１６の厚さｓを低減することができる。従って、結合部分１６の厚さｓを低減することによって、リング１５の可撓性が高められるので、構造的誤差又は組立誤差及び機械加工公差によって発生する、列２ａ，２ｂに同軸配置された２つの遊星歯車の間における接線方向の相対変位を自動的に補償することができる。曲げ剛性が非常に低いことは、ピン１９が結合部分１６に接続されている領域における過荷重を低減することを意味する。

さらに、添付図面に表わす上述の解決手段によって、平面Ｐに関する遊星キャリア５の剛性分布を最適化することができるので、荷重分布の不均一性を最小限度に抑えることができる。

同時に、２つの接続アーム３１によって、環状構造体９とリング５との間に結合された装置を利用する必要が無くなる。従って、当該装置を具備する既知の解決手段と比較して、構成部品の摩耗及び数量が低減され、信頼性が向上する。

いずれの場合においても、任意の解決手段では、構造的誤差又は組立誤差及び機械加工公差の補償をさらに改善させるために、ピン１９に関してフレックスピンタイプの解決手段を利用する場合がある。

さらに、遊星キャリア５を一体化させることによって、製造及び組立すべき部品の数量を減らすことができ、さらには接触結合した構成部品が繰り返し荷重を受けるフレッティング疲労に起因する破損の危険性を低減することができる。

遊星キャリア５が単一部品として形成されているにも関わらず、遊星歯車装置１の組立は、特に凹所２９と直線状の歯が形成された歯車の利用とに起因して比較的簡便であるので、列２ａの遊星歯車２を軸に組み付けること／取り外すことができる。

さらに、２つの太陽歯車７が、シャフト８と一体に形成されているので、遊星歯車装置１のラジアル方向の大きさを小さくすることができる。このような太陽歯車７の構成によって、２つのトルク伝達経路において捩じれ剛性の平衡が失われる。しかしながら、上述の遊星キャリア５の特徴によって、このような不均衡が補償される。同時に、太陽歯車のラジアル方向寸法が小さくなるので、所定の容積に対する伝達比が一層高められ、所定の伝達比に対する容積が一層小さくなる。

上述のことに基づいて、当業者にとっては、他の副次的な利点も明白である。

上述のことから、本発明の技術的範囲から逸脱することなく、遊星キャリア５を改良又は変更可能であることは明白である。

特に、接続アーム３１同士の大きさ、相対距離、及び傾斜角度が、部分３５，３６の大きさ及び幾何学的形状と同様に、例示的に示した実施例とは相違する場合がある。

さらに、取付セクタ１７それぞれが、３つ以上の弾性変形可能なアームによって環状構造体９に固定されている場合がある。

さらに、遊星歯車装置１は、固定式遊星キャリア及び回転式リングギヤ（いわゆる星形構成）、回転式遊星キャリア及び固定式リングギヤ（いわゆる遊星形構成）、及びすべての回転子要素（いわゆる差動構成）を具備して構成されている場合がある。

さらに、上述のように、図示しない代替的な選択肢は、所定位置にカップリング部分１０を、及び／又は、図示の形状とは相違する形状を有している。特に、リングギヤ６及び環状構造体９より半径が大きい小さいに関わらず、３つの構成部品を軸線３に沿って遊星歯車装置１の一方の横方向端部に配置させることができる。

１ 遊星歯車装置
２ 遊星歯車
２ａ 列
２ｂ 列
３ 軸線
４ 軸線
５ 遊星キャリア
６ リングギヤ
７ 太陽歯車
８ シャフト
９ 環状構造体
１０ カップリング部分
１５ リング
１６ プレート状セクタ
１７ 取付セクタ
１８ 薄肉部分
１９ ピン
２０ 軸受
２１ 隆起部分
２２ 内輪
２４ 円筒状外面
２５ 転動体
２６ （遊星歯車２の）内面
２７ アキシアル方向通路
２８ 中空セクタ
２９ 凹所
３０ 補剛リブ
３１ 接続アーム（接続ビーム）
３２ 中間部分
３３ 端部
３４ 端部
３５ ベース部分
３６ ベース部分
４０ 壁
４１ 外側リブ
４２ 外側リブ
４３ 内側リブ
４４ 横方向リブ
４５ 壁
４６ リブ
４７ 鐘状部分
Ｐ 平面

Claims (13)

1. 遊星歯車装置（１）のための遊星キャリア（５）であって、
   前記遊星キャリア（５）を回転式部材又は固定式構造体に角度的に固定された状態で接続するためのカップリング部分（１０）を備えている環状構造体（９）と、
   前記環状構造体（９）に対して伝達軸線（３）に沿って同軸配置されているリング（１５）であって、前記リング（１５）が、前記伝達軸線（３）の周囲に交互に配置されている複数のプレート状セクタ（１６）及び複数の取付セクタ（１７）から成り、前記プレート状セクタ（１６）が、前記伝達軸線（３）に対して垂直とされる平面（Ｐ）に配置されている、前記リング（１５）と、
   前記プレート状セクタ（１６）に対して固定されている複数のピン（１９）であって、前記プレート状セクタ（１６）から軸線（４）それぞれに沿って、且つ、前記伝達軸線（３）に対して平行に且つ偏心して両向きに突出しており、遊星歯車（２）それぞれを装着するように構成されている複数の前記ピン（１９）と、
   前記環状構造体（９）を前記取付セクタ（１７）に固定するための接続手段と、
   を備えている前記遊星キャリア（５）において、
   前記接続手段が、前記取付セクタ（１７）それぞれについて、対応する一組のアーム（３１）を備えており、一組の前記アーム（３１）が、前記リング（１５）に向かって互いに対して収束しており、荷重の作用下において前記リング（１５）と前記環状構造体（９）とが相対運動するように弾性変形可能とされることを特徴とする遊星キャリア。
2. 前記アーム（３１）が、ベース部分（３５，３６）と共に角丸め部を形成している端部（３３，３４）を有しており、
   前記ベース部分（３５，３６）が、前記伝達軸線（３）に関する略接線方向又は周方向に形成されており、前記アーム（３１）より高剛性であることを特徴とする請求項１に記載の遊星キャリア。
3. 前記取付セクタ（１７）それぞれについて、前記接続手段が、一組の前記アーム（３１）及び前記ベース部分（３５，３６）から成る台形状の四辺形によって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の遊星キャリア。
4. 前記台形状の四辺形それぞれが、荷重の作用下において、前記伝達軸線（３）に関する略ラジアル方向に延在している回動軸線を具備する４つの仮想的なヒンジを前記アーム（３１）の端部に形成している大きさとされることを特徴とする請求項３に記載の遊星キャリア。
5. 前記取付セクタ（１７）それぞれが、
   前記プレート状セクタ（１６）と同一平面上に配置されている壁（４０）と、
   前記ベース部分（３６）のうち一のベース部分を形成している外側リブ（４０，４１）であって、前記リング（１５）の外側環状縁部に沿って配置されており、前記壁（４０）からアキシアル方向に突出している前記外側リブ（４０，４１）と、
   を備えていることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の遊星キャリア。
6. 前記取付セクタ（１７）それぞれが、前記壁（４０）からアキシアル方向において両向きに突出している２つの前記外側リブ（４０，４１）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の遊星キャリア。
7. 前記取付セクタ（１７）それぞれが、
   前記リング（１５）の内側環状縁部に沿って配置されている内側リブ（４３）であって、前記壁（４０）からアキシアル方向に突出している前記内側リブ（４３）と、
   前記壁（４０）から前記内側リブ（４３）と同一方向に突出している２つの横方向リブ（４４）であって、外側リブ（４２）の端部を前記内側リブ（４３）の端部に接続している２つの前記横方向リブ（４４）と、
   を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の遊星キャリア。
8. 前記リング（１５）と前記環状構造体（９）と前記接続手段とが、一体的な本体の一部分を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の遊星キャリア。
9. 前記ピン（１９）が、前記一体的な本体の一部分を形成していることを特徴とする請求項８に記載の遊星キャリア。
10. 前記環状構造体（９）が、前記伝達軸線（３）の周囲に前記接続手段と交互に配置されている複数の中空セクタ（２８）を備えており、
    前記中空セクタ（２８）が、凹所（２９）それぞれを形成しており、
    前記凹所（２９）が、前記ピン（１９）とアキシアル方向において位置合わせされており、前記遊星歯車それぞれが前記環状構造体（９）をアキシアル方向において貫通可能とされる大きさ及び形状とされることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の遊星キャリア。
11. 前記環状構造体（９）が、前記中空セクタ（２８）それぞれについて、前記中空セクタ（２８）からラジアル方向外方に突出している対応する補剛リブ（３０）を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の遊星キャリア。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の遊星キャリア（５）と、
    前記ピン（１９）において回転するように取り付けられており、前記平面（Ｐ）に関して対称とされる２つの列（２ａ，２ｂ）を形成している複数の遊星歯車（２）と、
    前記遊星歯車（２）と噛み合う少なくとも１つの内歯を有しているリングギヤ（６）と、
    前記伝達軸線（３）を中心として回転可能とされ、前記遊星歯車（２）と噛み合う少なくとも１つの太陽歯車（７）と、
    を備えていることを特徴とする遊星歯車装置。
13. 前記遊星歯車装置が、前記太陽歯車（７）に対して同軸に且つ前記伝達軸線（３）に沿って配置されているシャフト（８）を備えており、
    前記太陽歯車（７）と前記シャフト（８）とが、一体的な本体の一部分を形成していることを特徴とする請求項１２に記載の遊星歯車装置。

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