JPH076571B2 - 二重遊星歯車変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明の遊星歯車変速装置は第一の軸に直径方向に対向
する配置状態で収容されている２つの偏心部分にそれぞ
れ装着された１対の回転部材を含み、２つの回転部材の
それぞれの歯のような２組の確実に噛合う部分が相互に
係合する際に２つの回転部材の回転運動が相互に連結さ
れる。２つの回転部材のうちの一方は変速装置の固定フ
レームに半径方向に変位可能な状態で回転しないように
連結され、２つの回転部材のうちの他方は第二の軸に半
径方向に変位可能な状態で回転しないように連結されて
いる。第一の軸が回転すると２つの回転部材の一方の非
回転軌道運動と他方の回転部材の回転軌道運動とが生
じ、回転軌道運動の回転の部分が第二の軸に伝達され
る。非常に大きい変速比を与える本発明の遊星歯車変速
装置は第一の軸の第一の偏心した部分に装着された第一
の組の噛合い部分を有する第一の回転部材と、直径方向
に第一の偏心した部分とは反対の位置にある第二の偏心
した部分に装着された第二の組及び第三の組の噛合い部
分を有する第二の回転部材と、直径方向に第二の偏心し
た部分とは反対の位置にある第一の軸の第三の偏心した
部分に装着された第四の組の噛合い部分を有する第三の
回転部材との３つの回転部材からなり、第一の組及び第
二の組の噛合い部分が相互に係合し、第三の組及び第四
の組の噛合い部分が相互に係合する。第一の回転部材は
半径方向に変位可能な状態で第二の軸に回転自在に連結
され、また第三の回転部材が半径方向に変位可能な状態
で変速装置の固定フレームに回転しないように連結され
ている。

本発明の優先権は1987年２月９日に出願された「二重軌
道遊星歯車駆動装置」という名称の米国特許出願第07/0
12679号,1987年３月23日に出願された「全軌道遊星歯車
駆動装置」という名称の同第07/029521号に基づくもの
である。

従来の遊星歯車減速装置において、入力軸の偏心した部
分に装着された軌道運動をする歯車が入力軸に同心状に
配置された固定歯車に係合し、軌道運動をする歯車の回
転運動が軌道運動をする歯車を出力軸に半径方向に変位
可能な状態で連結する機械的連結により出力軸に伝達さ
れる。軌道の半径となる偏心の大きさを非常に小さい値
に維持することが高速の減速を達成するだけでなく軌道
運動をする歯車の回転及び軌道運動の速度を非常に小さ
い値に制限するためにも不可欠である。でなければ遊星
歯車減速装置自体が軌道運動をする歯車の高速な動きに
より生ずる多大の摩耗や裂傷のために破損する。実際に
遊星歯車減速装置の美しさは入力軸の高速度で回転する
歯車を用いずに入力軸の高速回転が軌道運動をする歯車
の低速運動に減速できるという理論にあり、この理論は
非常に小さい値の軌道運動半径を必要とする。実際には
遊星歯車減速装置の理論はそれほど成功を納めていない
が、これは小さい軌道運動の半径を用いると致命的な歯
車の歯の干渉の問題が生ずるためである。多くの従来の
遊星歯車減速装置において、この致命的な歯車の歯の干
渉の問題は歯車減速装置の強度や経済性を犠牲にしてあ
る程度の成功をもたらした奇異な歯車の歯の形状を用い
ることによるものとされていた。

本発明の主たる目的は歯車の歯の干渉の問題が生じない
非常に小さい軌道運動の半径の遊星歯車変速装置を提供
することである。

他の目的は非常に大きい変速比の遊星歯車変速装置を提
供することである。

さらに他の目的は高い動力伝達能力を与える単純でコン
パクトな形状の遊星歯車変速装置を提供することであ
る。

さらに他の目的は内蔵クラッチを有する遊星歯車変速装
置を提供することである。

さらに他の目的は第一の軸ないし入力部材の第一の偏心
した部分に装着された第一の組の噛合い部分を有する第
一の回転部材と、第一の偏心した部分に直径方向に対向
するように配置された第二の偏心した部分に装着された
第二及び第三の組の噛合い部分を有する第二の回転部材
と、第二の偏心した部分に直径方向に対向するように配
置された第一の軸ないし入力部材の第三の偏心した部分
に装着された第四の組の噛合い部分を有する第三の回転
部材とからなり、第一及び第二の組の噛合い部分が相互
に係合し第三及び第四の組の噛合い部分が相互に係合す
るようにした遊星歯車変速装置を提供することである。
第三の回転部材はブレーキ手段を有する固定された部材
ないし回転可能な部材に半径方向に変位可能な状態で回
転しないように連結され、また第一の回転部材は第二の
軸ないし出力部材に半径方向に変位可能な状態で回転し
ないように連結されている。

本発明のこれらの、また他の目的は以下の説明から明ら
かとなろう。本発明を図面を参照してより明確かつ詳細
に説明する。

第１図は非常に大きい変速比を与える本発明の遊星歯車
変速装置の実施例を示す図である。

第２図は非常に大きい変速比を与える本発明の遊星歯車
変速装置の他の実施例を示す図である。

第３図は非常に大きい変速比を与える本発明の遊星歯車
変速装置のさらに他の実施例を示す図である。

第４図は本発明の遊星歯車変速装置に関連して使用可能
な噛合い部分の実施例を示す図である。

第５図は本発明の遊星歯車変速装置に関連して使用可能
な噛合い部分の他の実施例を示す図である。

第１図に非常に高い速度比を与える本発明の遊星歯車変
速装置の実施例が示されており、これは第一の軸34の第
一の偏心した部分33に回転可能に装着された第一の組の
噛合い部分32を有する第一の回転部材と、第一の偏心し
た部分33に直径方向に対向して配置された第二の偏心し
た部分38に回転可能に装着された第二及び第三の組の噛
合い部分36及び37を有する第二の回転部材35と、第二の
偏心した部分38に直径方向に対向するように配置された
第一の軸34の第三の偏心した部分41に回転可能に装着さ
れた第四の噛合い部分40を有する第三の回転部材39とか
らなる。第一及び第の組の噛合い部分が相互に係合し、
第三及び第四の組の噛合い部分が相互に係合する。第一
の回転部材31は第一の回転しない半径方向に変位可能な
連結部43により回転せず半径方向に変位可能な状態で第
二の軸ないし出力部材42に連結され、また第三の回転部
材39は第二の回転しない半径方向に変位可能な連結部45
により回転せず半径方向に変位可能な状態で固定フレー
ム44に連結されている。第１図に示される遊星歯車変速
装置は制限されない変速比の値を与えるが、これは第の
二回転部材35の有する第二及び第三の組の噛合い部分の
ピッチ円直径が同じであるときに入力軸34から出力軸42
に回転運動が伝達されないということから明らかであ
る。

第２図に非常に高い変速比を与える本発明の遊星歯車変
速装置の他の実施例が示されており、これは２つの例外
点を除いて実質的に第１図に示される実施例と同じ構造
を有している。第一に第１図で用いられている内歯歯車
の歯の組がここでは外歯歯車の歯の組で置換えられ、第
１図にある外歯歯車の組がここでは内歯歯車の歯の組で
置換えられている。第二に第三の回転部材46がここでは
変速装置の固定フレームの代りに第一の軸48に回転可能
に装着された回転可能な部材47に回転せず半径方向に変
位可能な状態で連結され、回転可能な部材47は空気弁50
を有する膨張可能な筒体49からなるブレーキ手段を含
み、この組合せは第２図に示される実施例の内蔵クラッ
チを与えるものである。第１図に示される実施例は第２
図に示される内蔵クラッチ装置を備えることにより内蔵
クラッチを含むように容易に変更可能であることは明ら
かである。

第３図に非常に高い変速比を与える本発明の遊星歯車変
速装置のさらに他の実施例が示されており、これは１つ
の例外を除いて実質的に第１図に示される実施例と同じ
構造を有しており、この相違点は第二の回転部材53の有
する第二及び第三の組の噛合い部分51及び52がここでは
全部内歯または全部外歯の歯車の歯の代りに内歯歯車及
び外歯歯車の歯の組の混合した組合せを用いていること
である。この実施例はまた第２図に示される実施例に示
される内蔵クラッチを含むように容易に変更可能であ
る。

第４図に単純な、あるいは変形した歯車の歯の代りに用
いられる噛合い部分の組合せの実施例が示されており、
この組合せは外側スプロケット歯54の組と内側のローラ
55の組とを含む。内側のローラは回転部材56の２つの端
面に取付けられた１対のフランジによって回転可能に支
持されており、このフランジは第４図には示されていな
い。

第５図に噛合い部分の組合せの他の実施例が示されてお
り、これは外側のローラ57の組と内側のスプロケット歯
58の組とからなる。本発明のの遊星歯車変速装置の特徴
は、相互に噛合う各対の回転部材が直径方向に対向すよ
うに配置された軸ないし入力部材の２つの偏心した部分
に回転可能に装着されており、それによって２組の相互
に噛合う部分の２つのピッチ円の間の最大の間隔が個々
の偏心した部分の偏心の大きさの４倍に等しくなり、個
々の回転部材の回転する、あるいは回転しない運動が回
転せず半径方向に変位可能な連結部により出力部材ない
し固定フレームに連結される組合せにあり、この組合せ
は歯車の歯の干渉の致命的な問題を解消しかくして非常
に小さい偏心の大きさの値を用いることが可能になるこ
とが指摘されよう。

本発明の原理を実施例により明確にしたが、本発明の原
理を逸脱せずに本発明の実施の際の特定の作動環境や作
用条件に特に適合する、構造、配置、形状、構成部品、
素材等についての多くの変更をなし得ることが当業者に
は明らかである。本発明は図示説明した特定の実施例に
限定されるものではなく、従ってその範囲内において種
々の適切な変形、変更が考えられよう。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ） フレームと、 ｂ） 該フレームによって回転可能に支持された概略軸
   対称の構造の出力部材と、 ｃ） 該出力部材に合致して配置され上記フレームによ
   って回転可能に支持され、第一の偏心した部分と、該第
   一の偏心した部分の概略反対側に偏心した状態に配置さ
   れた第二の偏心した部分と、該第二の偏心した部分の概
   略反対側に偏心した状態に配置された第三の偏心した部
   分とを含む軸と、 ｄ） 該軸の第一の偏心した部分に回転可能に装着され
   た第一の組の噛合い部分を有し、該第一の組の噛合い部
   分が上記軸の第一の偏心した部分の中心の軸線を中心と
   して同心状に配置されているようにした第一の回転部材
   と、 ｅ） 上記第二の偏心した部分に回転可能に装着された
   第二及び第三の組の噛合い部分を有し、該第二及び第三
   の組の噛合い部分がそれぞれ上記軸の第二の偏心した部
   分の中心軸線を中心として同心状に配置され、上記第一
   及び第二の組の噛合い部分がこれらの噛合い部分の間に
   あって接触している周方向部分で相互に係合するように
   した第二の回転部材と、 ｆ） 上記軸の第三の偏心した部分に回転可能に装着さ
   れた第四の組の噛合い部分を有し、該第四の組の噛合い
   部分が上記軸の第三の偏心した部分の中心の軸線を中心
   として同心状に配置され、上記第三及び第四の組の噛合
   い部分がこれらの噛合い部分の間にあって接触している
   周方向部分で相互に係合するようにした第三の回転部材
   と、 ｇ） 上記第一及び第三の回転部材のうちの一方を上記
   出力部材に半径方向にそれらの間で変位可能な状態で回
   転しないように連結し、それによって上記第一及び第三
   の回転部材のうちの一方の軌道運動によって生ずるその
   回転運動を上記出力部材に伝達するようにした第一の連
   結部と、 ｈ） 上記第一及び第三の回転部材のうちの他方を上記
   軸の中心の軸線を中心として同軸状に配置された保持部
   材に回転しないようにそれらの間で半径方向に変位可能
   な状態で連結する第二の連結部と、 からなることを特徴とする機械的変速装置。
2. 【請求項２】上記保持部材が上記フレームに取付けられ
   ていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の機械
   的変速装置。
3. 【請求項３】相互に係合する上記噛合い部分の組のと各
   対が相互に係合する２組の歯車の歯からなることを特徴
   とする請求の範囲第２項に記載の機械的変速装置。
4. 【請求項４】相互に係合する上記噛合い部分の組の各対
   が相互に係合する１組のローラ及び１組のスプロケット
   からなることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の機
   械的変速装置。
5. 【請求項５】上記保持部材が回転可能に配置され、これ
   を回転しないようにするためのブレーキ手段を含むこと
   を特徴とする請求の範囲第１項に記載の機械的変速装
   置。
6. 【請求項６】相互に係合する上記噛合い部分の組の各対
   が相互に係合する２組の歯車の歯からなることを特徴と
   する請求の範囲第５項に記載の機械的変速装置。
7. 【請求項７】相互に係合する上記噛合い部分の組の各対
   が相互に係合する１組のローラ及び１組のスプロケット
   歯からなることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の
   機械的変速装置。