JPWO2012060137A1 - 複合遊星歯車機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】高減速比を実現すると共に高精度かつ高効率を達成できるような複合遊星歯車機構を提供する。【解決手段】2つの遊星歯車機構1,2を備える。第1遊星歯車機構1は、入力軸3に中心が結合した第1太陽歯車SG1と、複数の第1遊星歯車PG1と、静止フレームに固定されている第1外輪歯車OG1とから構成されている。第2遊星歯車機構2は、第1太陽歯車SG1と同軸かつ一体的に構成された第2太陽歯車SG2と、複数の第2遊星歯車PG2と、中心に出力軸4が固定されている第2外輪歯車OG2とから構成されている。また、第1遊星歯車PG1を回転可能に支持するための第1遊星支持軸5と、第2遊星歯車PG2を回転可能に支持するための第2遊星支持軸6とが、独立して共用キャリア9に設けられている。
Description
開示の実施形態は、複数の遊星歯車機構を備えた複合遊星歯車機構に関する。
複数の遊星歯車機構を備えた複合遊星歯車機構は、単体の遊星歯車機構では実現できない高回転比(高減速比又は高増速比)を実現できるため、種々の分野で用いられている。複合遊星歯車機構の従来技術としては、例えば特許文献1及び特許文献2に記載のものが知られている。
特許文献1に記載の複合遊星歯車機構では、2つの遊星歯車機構が連結されており、各遊星歯車機構の太陽歯車同士及び対応する2つの遊星歯車同士が共に同軸かつ一体的に構成されている。また特許文献2に記載の複合遊星歯車機構では、同様に2つの遊星歯車機構が連結されており、一方の遊星歯車機構において複数の遊星歯車が非軸対称に配置されている。
一般に遊星歯車機構において、高精度かつ高効率でトルク伝達を行うには、以下の2つ条件を満たす必要がある。
(i)同軸条件:外輪歯車の歯数が太陽歯車の歯数と遊星歯車の歯数の2倍との和に等しい。
(ii)組立条件:外輪歯車の歯数と太陽歯車の歯数との和が遊星歯車の数の整数倍となる。
(i)同軸条件:外輪歯車の歯数が太陽歯車の歯数と遊星歯車の歯数の2倍との和に等しい。
(ii)組立条件:外輪歯車の歯数と太陽歯車の歯数との和が遊星歯車の数の整数倍となる。
上記従来技術の複合遊星歯車機構は、複合遊星歯車機構を構成する2つの遊星歯車機構が共に上記同軸条件及び組立条件の両方を満たすものではなく、遊星歯車機構としては不完全なものであった。そのため、高回転比を実現できても、高精度かつ高効率を達成できるとは言えなかった。
本発明は、高回転比を実現すると共に、高精度及び高効率を達成することができる複合遊星歯車機構を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、少なくとも2つの遊星歯車機構を備えた複合遊星歯車機構であって、複数の第1遊星歯車を有する第1遊星歯車機構と、複数の第2遊星歯車を有する第2遊星歯車機構と、前記複数の第1遊星歯車と前記複数の第2遊星歯車とに連結された単一のキャリアと、を備え、前記キャリアに、前記第1遊星歯車を回転可能に支持するための第1支持軸と、前記第2遊星歯車を回転可能に支持するための第2支持軸とが、独立して設けられている複合遊星歯車機構が適用される。
本発明によれば、高減速比を実現すると共に、高精度かつ高効率を達成することができる。
以下、一実施の形態について図を参照して説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付することにより、重複説明を適宜省略する。
<第1実施形態>
まず、図1及び図2を参照しつつ、第1実施形態に係る複合遊星歯車機構の構成について説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る複合遊星歯車機構100は、第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の2つの遊星歯車機構を備えている。
まず、図1及び図2を参照しつつ、第1実施形態に係る複合遊星歯車機構の構成について説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態に係る複合遊星歯車機構100は、第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の2つの遊星歯車機構を備えている。
第1遊星歯車機構1は、第1太陽歯車SG1と、内歯車である第1外輪歯車OG1と、第1太陽歯車SG1及び第1外輪歯車OG1と噛み合って自転しながら公転する複数の第1遊星歯車PG1とを有している。また、第1太陽歯車SG1の中心に入力軸3が固定されている。そして、第1外輪歯車OG1は静止フレームに固定されている。
第2遊星歯車機構2は、第1太陽歯車SG1と同軸かつ一体的に構成された第2太陽歯車SG2と、内歯車である第2外輪歯車OG2と、第2太陽歯車SG2及び第2外輪歯車OG2と噛み合って自転しながら公転する複数の第2遊星歯車PG2とを有している。また、第2外輪歯車OG2の中心に出力軸4が固定されている。
また、第1遊星歯車機構1と第2遊星歯車機構2とは、複数の第1遊星歯車PG1と複数の第2遊星歯車PG2とに連結された共用キャリア9を共有する。この共用キャリア9には、第1遊星歯車PG1を回転可能に支持するための第1遊星支持軸5と、第2遊星歯車PG2を回転可能に支持するための第2遊星支持軸6とが設けられている。具体的には、第1遊星支持軸5は共用キャリア9の第1遊星歯車機構1側の面に、第2遊星支持軸6は共用キャリア9の第2遊星歯車機構2側の面に、それぞれ独立して設けられている。また、共用キャリア9の中心部には、入力軸3を回転可能に軸支する軸受10が設けられている。この軸受10に入力軸3が挿通固定されることで、共用キャリア9は入力軸3に対し回転可能に設けられている。
第1遊星歯車PG1は、第1遊星支持軸5を回転可能に軸支する第1軸受11を中心部に有しており、第2遊星歯車PG2は、第2遊星支持軸6を回転可能に軸支する第2軸受12を中心部に有している。第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6が第1軸受10及び第2軸受11にそれぞれ挿通固定されることで、第1遊星歯車PG1及び第2遊星歯車PG2は、共用キャリア9と共に公転しつつ、第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6に対して回転(自転)可能となっている。
第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6は、径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置となるように、共用キャリア9上に配置されている。例えば図1及び図2に示す例では、図2中上側に位置する(図1に図示されている)第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6は、円周方向の位置は同じであるが径方向の位置が異なるように配置されており、その他の第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6は、径方向及び円周方向の両方向において異なる位置に配置されている。これにより、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2を、径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置に配置することができる。この結果、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2とを共用キャリア9上の適宜の位置に自在に配置することが可能となり、第1遊星歯車機構1と第2遊星歯車機構2で遊星歯車の数を異ならせることも可能である。例えば図1及び図2に示す例では、第1遊星歯車機構1は3つの第1遊星歯車PG1を有し、第2遊星歯車機構2は4つの第2遊星歯車PG2を有している。
以上において、共用キャリア9は特許請求の範囲に記載のキャリアに相当し、第1遊星支持軸5及び第2遊星支持軸6は第1支持軸及び第2支持軸に相当する。
以上のように、本実施形態の複合遊星歯車機構100は、各遊星歯車機構1,2における太陽歯車SG1,SG2の回転、遊星歯車PG1,PG2の公転、外輪歯車OG1,OG2の回転からなる6つの回転要素のうち、太陽歯車SG1,SG2の一体化及び共用キャリア9により、2つの回転要素同士が連結された結果、全体として4つの回転要素を備えた複合遊星歯車機構として構成されている。このような構成により高減速比、高精度及び高効率を得ることができる理由を、以下に説明する。
単独の遊星歯車機構は、外輪歯車とキャリアとの回転速度の差と、太陽歯車とキャリアとの回転速度の差との比が、太陽歯車と外輪歯車との歯数比の負値と等しい性質を有する。
第1遊星歯車機構1において、第1太陽歯車SG1、第1遊星歯車PG1及び第1外輪歯車OG1の歯数をそれぞれZS1,ZP1,ZO1とし、回転速度をそれぞれωS1,ωP1,ωO1とする。第2遊星歯車機構2において、第2太陽歯車SG2、第2遊星歯車PG2及び第2外輪歯車OG2の歯数をそれぞれZS2,ZP2,ZO2とし、回転速度をそれぞれωS2,ωP2,ωO2とする。また、共用キャリア9の回転速度をωCとすると、上記性質により、式(1)及び式(2)のような速度関係が得られる。
(ωO1−ωC)/(ωS1−ωC)=−ZS1/ZO1 …(1)
(ωO2−ωC)/(ωS2−ωC)=−ZS2/ZO2 …(2)
(ωO1−ωC)/(ωS1−ωC)=−ZS1/ZO1 …(1)
(ωO2−ωC)/(ωS2−ωC)=−ZS2/ZO2 …(2)
ここで、第1外輪歯車OG1は静止フレームに固定されているため、ωO1=0となる。また、第1太陽歯車SG1と第2太陽歯車SG2とは一体化されてしかもそれらの回転軸が入力軸3になっているため、ωS1=ωS2=ωinが成り立つ。ただし、ωinは入力軸3の回転速度である。よって、式(1)及び式(2)はそれぞれ式(3)及び式(4)となる。
−ωC/(ωin−ωC)=−ZS1/ZO1 …(3)
(ωO2−ωC)/(ωin−ωC)=−ZS2/ZO2 …(4)
−ωC/(ωin−ωC)=−ZS1/ZO1 …(3)
(ωO2−ωC)/(ωin−ωC)=−ZS2/ZO2 …(4)
式(3)より、式(5)が得られる。
ωC=ωin・ZS1/(ZS1+ZO1) …(5)
ωC=ωin・ZS1/(ZS1+ZO1) …(5)
式(5)を式(4)に代入し、整理すると、式(6)となる。
また、第2外輪歯車OG2の回転軸が出力軸になっていて、出力軸の回転速度をωoutとすると、減速比Uは式(7)のように表すことができる。
式(7)より、第1太陽歯車SG1と第1外輪歯車OG1との歯数比が第2太陽歯車SG2と第2外輪歯車OG2との歯数比に十分近づけるように各歯車の歯数を設定すると、減速比Uを0に近づけることができる。すなわち、高減速比を達成することができる。
一方、高精度かつ高効率を実現するためには、遊星歯車機構の同軸条件を満たす必要がある。同軸条件とは、外輪歯車の歯数が太陽歯車の歯数と遊星歯車の歯数の2倍との和に等しいことをいう。第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の各々について同軸条件を式にすると、式(8)及び式(9)のようになる。
ZO1=ZS1+2ZP1 …(8)
ZO2=ZS2+2ZP2 …(9)
ZO1=ZS1+2ZP1 …(8)
ZO2=ZS2+2ZP2 …(9)
また、高精度かつ高効率を実現するためには、遊星歯車機構の組立条件を満たす必要がある。組立条件とは、外輪歯車の歯数と太陽歯車の歯数との和が遊星歯車の数の整数倍となることをいう。第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の各々について組立条件を式にすると、式(10)及び式(11)のようになる。
ZS1+ZO1=N1n1 …(10)
ZS2+ZO2=N2n2 …(11)
但し、N1,N2はそれぞれ第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2における遊星歯車PG1,PG2の数である。また、n1,n2は自然数である。
ZS1+ZO1=N1n1 …(10)
ZS2+ZO2=N2n2 …(11)
但し、N1,N2はそれぞれ第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2における遊星歯車PG1,PG2の数である。また、n1,n2は自然数である。
さらに、隣同士の遊星歯車がぶつかって干渉しないようにするため、式(12)及び式(13)に示す隣接条件を満たさなければならない。
ZP1+2<2(ZS1+ZP1)sin(π/N1) …(12)
ZP2+2<2(ZS2+ZP2)sin(π/N2) …(13)
ZP1+2<2(ZS1+ZP1)sin(π/N1) …(12)
ZP2+2<2(ZS2+ZP2)sin(π/N2) …(13)
ここで、本実施形態の複合遊星歯車機構100においては、前述した構成によって第1遊星歯車機構1と第2遊星歯車機構2との間に拘束条件が全くない。このため、ZO1,ZS1,ZP1,N1,ZO2,ZS2,ZP2,N2の8個の未定数を適宜に選択することによって、式(8)〜式(13)の6つの条件をすべて満たす上で、高減速比を実現することが容易に可能である。
次に、上記ZO1,ZS1,ZP1,N1,ZO2,ZS2,ZP2,N2の8個の未定数の具体例について説明する。
式(8)〜式(13)の同軸条件、組立条件及び隣接条件を満たす上で一定範囲の減速比を実現できる未定数の組み合わせは無数にある。そこで本願発明者等は、有限数の解が得られるように、遊星歯車の数の最小値をNm、最大値をNMとし、また歯車の最小歯数をZm、太陽歯車と外輪歯車との歯数の和の最大値をZMとし、また減速比の絶対値の最小値をUm、最大値をUMとして、それぞれについて数値範囲を適宜に限定した上で、式(7)〜式(13)に基づいてプログラムを作成しシミュレーションを行った。
例えばNm=3,NM=4,Zm=5,NM=40,Um=1/105,UM=1/95とすると、表1のような12パターンの組み合わせが得られた。
表1の結果に示すように、複合遊星歯車機構100では、第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の両方が同軸条件、組立条件及び隣接条件を全て満たしつつ、高減速比を実現できることが分かる。また、各歯車の歯数が比較的少ないにもかかわらず、高減速比を実現できるので、複合遊星歯車機構100はコンパクトに構成できると言える。
また、例えばNm=3,NM=6,Zm=18,NM=85,Um=1/105,UM=1/95とすると、表2のような12パターンの組み合わせが得られた。
表2に示すパターンによっても、複合遊星歯車機構100では、第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の両方が同軸条件、組立条件及び隣接条件を全て満たしつつ、高減速比を実現できる。また、表2のパターン1〜3,11を比較すると、第1遊星歯車機構1又は第2遊星歯車機構2における遊星歯車の数のみを異ならせて同じ減速比を実現できることが分かる。すなわち、複合遊星歯車機構100では、高減速比を維持しつつ遊星歯車の数を増加して高トルク伝動を実現することができる。
以上説明した本実施形態に係る複合遊星歯車機構100は、第1遊星歯車機構1と、第2遊星歯車機構2と、共用キャリア9とを備えている。そして、共用キャリア9に、第1遊星歯車PG1を回転可能に支持するための第1遊星支持軸5と、第2遊星歯車PG2を回転可能に支持するための第2遊星支持軸6とが、独立して設けられている。このような構成により、第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6を共用キャリア9上の適宜の位置に配置することで、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2とを互いに拘束することなく配置することができる。これにより、上述したZO1,ZS1,ZP1,N1,ZO2,ZS2,ZP2,N2の8個の未定数を適宜に選択することによって、第1遊星歯車機構1及び第2遊星歯車機構2の両方が、同軸条件、組立条件及び隣接条件を全て満たしつつ、高減速比を実現することができる。
また、本実施形態では特に、第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6を、径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置となるように共用キャリア9上に配置する。これにより、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2を、径方向及び周方向の少なくとも一方向において互いに異なる位置に配置することができる。これにより、第1遊星歯車機構1と第2遊星歯車機構2とで遊星歯車の数を異ならせること等も可能となり、設計自由度を大幅に大きくすることができる。
また、本実施形態では特に、第1遊星歯車PG1及び第2遊星歯車PG2がそれぞれ中心部に第1軸受11及び第2軸受12を有する構造としたことで、共用キャリア9上の適宜の位置に配置した第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6に対し、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2を回転(自転)可能に連結することができる。これにより、第1遊星歯車PG1と第2遊星歯車PG2とを互いに拘束することなく配置した構造を実現することができる。
<第2実施形態>
次に、図3を参照しつつ、第2実施形態に係る複合遊星歯車機構について説明する。第2実施形態に係る複合遊星歯車機構200は、2つの遊星歯車機構のキャリアが共用される代わりに2つの遊星歯車機構の外輪歯車OG1,OG2が一体化され、また、第1外輪歯車OG1の代わりに第1キャリア7が静止フレームに固定され、そして、第2外輪歯車OG2の代わりに第2キャリア8の中心が出力軸4に固定される点で、第1実施形態に係る複合遊星歯車機構100と異なる。なお、その他は同様に構成されている。以下では、説明の便宜上重複説明を適宜省略し、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
次に、図3を参照しつつ、第2実施形態に係る複合遊星歯車機構について説明する。第2実施形態に係る複合遊星歯車機構200は、2つの遊星歯車機構のキャリアが共用される代わりに2つの遊星歯車機構の外輪歯車OG1,OG2が一体化され、また、第1外輪歯車OG1の代わりに第1キャリア7が静止フレームに固定され、そして、第2外輪歯車OG2の代わりに第2キャリア8の中心が出力軸4に固定される点で、第1実施形態に係る複合遊星歯車機構100と異なる。なお、その他は同様に構成されている。以下では、説明の便宜上重複説明を適宜省略し、第1実施形態と異なる点を中心に説明する。
図3に示すように、本実施形態に係る複合遊星歯車機構200は、第1遊星歯車機構21及び第2遊星歯車機構22の2つの遊星歯車機構を備えている。これら第1及び第2遊星歯車機構21,22の外輪歯車OG1,OG2が同軸且つ一体的に構成されると共に、その中心部には、入力軸3を回転可能に軸支する軸受10が設けられている。この軸受10に入力軸3が挿通固定されることで、一体化された外輪歯車OG1,OG2は入力軸3に対し回転可能に設けられている。
このように、本実施形態の複合遊星歯車機構200は、各遊星歯車機構21,22における太陽歯車SG1,SG2の回転、遊星歯車PG1,PG2の公転、外輪歯車OG1,OG2の回転からなる6つの回転要素のうち、太陽歯車SG1,SG2の一体化及び外輪歯車OG1,OG2の一体化により、2つの回転要素同士が連結された結果、全体として4つの回転要素を備えた複合遊星歯車機構として構成されている。次に、このような構成により高減速比、高精度及び高効率を得ることができる理由を説明する。
第1キャリア7及び第2キャリア8の回転速度をそれぞれωC1及びωC2とすると、前述した遊星歯車機構の性質により、式(14)及び式(15)のような速度関係が得られる。
(ωO1−ωC1)/(ωS1−ωC1)=−ZS1/ZO1 …(14)
(ωO2−ωC2)/(ωS2−ωC2)=−ZS2/ZO2 …(15)
(ωO1−ωC1)/(ωS1−ωC1)=−ZS1/ZO1 …(14)
(ωO2−ωC2)/(ωS2−ωC2)=−ZS2/ZO2 …(15)
第1キャリア7が静止フレームに固定されているため、ωC1=0となる。また、第1外輪歯車OG1と第2外輪歯車OG2とが一体化されているため、ωO1=ωO2=ωOとなる。また、第1実施形態と同様に、第1太陽歯車SG1と第2太陽歯車SG2とは一体化され、且つそれらの回転軸が入力軸3となっているため、ωS1=ωS2=ωinが成り立つ。但し、ωinは入力軸3の回転速度である。よって、式(14)及び式(15)はそれぞれ式(16)及び式(17)となる。
ωO/ωin=−ZS1/ZO1 …(16)
(ωO−ωC2)/(ωin−ωC2)=−ZS2/ZO2 …(17)
ωO/ωin=−ZS1/ZO1 …(16)
(ωO−ωC2)/(ωin−ωC2)=−ZS2/ZO2 …(17)
式(16)より、式(18)が得られる。
ωO=−ωin・ZS1/ZO1 …(18)
ωO=−ωin・ZS1/ZO1 …(18)
式(18)を式(17)に代入し、整理すると、式(19)となる。
また、第2キャリア8の回転軸が出力軸4になっているため、減速比Uは式(20)のように表すことができる。
式(7)と式(20)を比較すると、本実施形態に係る複合遊星歯車機構200の減速比は、第1実施形態に係る複合遊星歯車機構100の減速比と符号のみが異なり、大きさは同じである。したがって、高減速比を実現できる。また上記構成により、複合遊星歯車機構200は、第1実施形態と同様に、第1遊星歯車機構21と第2遊星歯車機構22との間に拘束条件が全くない。したがって、ZO1,ZS1,ZP1,N1,ZO2,ZS2,ZP2,N2の8個の未定数を適宜に選択することによって、2つの遊星歯車機構21,22を共に同軸条件、組立条件及び隣接条件を満たすように構成することができる。このようにして構成した複合遊星歯車機構の減速比は表1および表2に示されたパターンにおいて、減速比Uの符号を反転したものが適用される。
さらに、本実施形態に係る複合遊星歯車機構200によれば、2段の外輪歯車OG1,OG2が一体化されることにより、複合遊星歯車機構200の円周方向に異物進入を防ぐためのカバーを別途設置する必要がなくなるため、装置全体を簡素化することができる。
なお、上記実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。以下、そのような変形例を順を追って説明する。
以上、2つの実施形態について説明したが、これらの実施形態に限られるものではなく、その趣旨及び技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記2つの実施形態では、2つの遊星歯車機構のモジュール及び太陽歯車の歯数が各々異なる場合を一例として説明したが、これに限らず、2段の遊星歯車機構のモジュール及び太陽歯車の歯数が同じであるように構成することも可能である。この場合、2つの遊星歯車と同時に噛み合うような太陽歯車を1つのみ設ければ良い。
また、上記第1実施形態では、第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6が、径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置となる場合を一例として説明したが、これに限らない。例えば、第1遊星歯車機構1の遊星歯車の数N1と第2遊星歯車機構2の遊星歯車の数N2とが等しい場合に、第1遊星歯車機構1のモジュールm1と第2遊星歯車機構2のモジュールm2とが式(21)を満たすように決められると、第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6とが径方向及び円周方向において同一位置となる。この場合、第1遊星支持軸5と第2遊星支持軸6とを同軸かつ一体的に構成することができる。
m1(ZS1+ZP1)=m2(ZS2+ZP2) …(21)
m1(ZS1+ZP1)=m2(ZS2+ZP2) …(21)
また、上記第2実施形態では、2つの外輪歯車OG1,OG2を一体化した場合を一例として説明したが、これに限らない。例えば、構成第1外輪歯車OG1の歯数ZO1と第2外輪歯車OG2の歯数ZO2とが等しい場合に、第1遊星歯車機構21のモジュールm1と第2遊星歯車機構22のモジュールm2とが等しくなるように決められると、2つの遊星歯車と同時に噛み合うような外輪歯車を1つのみ設ければ良い。
また、上記第1実施形態では、太陽歯車SG1,SG2の一体化及び共用キャリア9により、太陽歯車SG1,SG2の回転、及び、遊星歯車PG1,PG2の公転に係る2つの回転要素を連結する場合を説明し、上記第2実施形態では、太陽歯車SG1,SG2の一体化及び外輪歯車OG1,OG2の一体化により、太陽歯車SG1,SG2の回転、及び、外輪歯車OG1,OG2の回転に係る2つの回転要素を連結する場合を説明したが、これに限らない。例えば、太陽歯車SG1,SG2を切り離し、共用キャリア9及び外輪歯車OG1,OG2の一体化により、遊星歯車PG1,PG2の公転、及び、外輪歯車OG1,OG2の回転に係る2つの回転要素を連結する構成としてもよい。
また以上では、全体として4つの回転要素を備えた複合遊星歯車機構において、第1実施形態では、太陽歯車を入力、第1外輪歯車を固定、第2外輪歯車を出力に割り当て、第2実施形態では、太陽歯車を入力、第1遊星歯車を固定、第2遊星歯車を出力に割り当てた構成としたが、これらの入力、固定、出力の割り当てを適宜変更してもよい。例えば、以上では複合遊星歯車機構を減速装置として用いる場合を一例として説明したが、入力と出力の割り当てを入れ換えることで、増速装置とすることができる。
また以上では、複合遊星歯車機構が2つの遊星歯車機構を備える場合を一例として説明したが、3つ以上の遊星歯車機構を備えていても良い。
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。その他、一々例示はしないが、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。
1 第1遊星歯車機構
2 第2遊星歯車機構
3 入力軸
4 出力軸
5 第1遊星支持軸(第1支持軸)
6 第2遊星支持軸(第2支持軸)
7 第1キャリア
8 第2キャリア
9 共用キャリア(キャリア)
11 第1軸受
12 第2軸受
21 第1遊星歯車機構
22 第2遊星歯車機構
100 複合遊星歯車機構
200 複合遊星歯車機構
SG1 第1太陽歯車
SG2 第2太陽歯車
PG1 第1遊星歯車
PG2 第2遊星歯車
OG1 第1外輪歯車
OG2 第2外輪歯車
2 第2遊星歯車機構
3 入力軸
4 出力軸
5 第1遊星支持軸(第1支持軸)
6 第2遊星支持軸(第2支持軸)
7 第1キャリア
8 第2キャリア
9 共用キャリア(キャリア)
11 第1軸受
12 第2軸受
21 第1遊星歯車機構
22 第2遊星歯車機構
100 複合遊星歯車機構
200 複合遊星歯車機構
SG1 第1太陽歯車
SG2 第2太陽歯車
PG1 第1遊星歯車
PG2 第2遊星歯車
OG1 第1外輪歯車
OG2 第2外輪歯車
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、少なくとも2つの遊星歯車機構を備えた複合遊星歯車機構であって、複数の第1遊星歯車を有する第1遊星歯車機構と、複数の第2遊星歯車を有する第2遊星歯車機構と、前記複数の第1遊星歯車と前記複数の第2遊星歯車とに連結された単一のキャリアと、を備え、前記キャリアに、前記第1遊星歯車を回転可能に支持するための第1支持軸と、前記第2遊星歯車を回転可能に支持するための第2支持軸とが、独立して設けられており、前記第1支持軸及び前記第2支持軸は、径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置となるように、前記キャリア上に配置されており、前記第1遊星歯車機構の前記第1遊星歯車の数と、第2遊星歯車機構の前記第2遊星歯車の数とが、互いに異なる数である複合遊星歯車機構が適用される。
上記課題を解決するため、本発明の別の観点によれば、第1太陽歯車、複数の第1遊星歯車、第1外輪歯車、及び第1キャリアを有する第1遊星歯車機構と、第2太陽歯車、複数の第2遊星歯車、第2外輪歯車、及び第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、を備えた複合遊星歯車機構であって、前記第1太陽歯車と前記第2太陽歯車は、入力軸に対し同軸且つ一体的に固定されており、前記第1キャリアは、静止フレームに固定されるとともに、前記第1遊星歯車を回転可能に支持するための第1支持軸を有しており、前記第1外輪歯車と前記第2外輪歯車は、同軸且つ一体的に構成されると共に、前記入力軸に対し回転可能に設けられており、前記第2キャリアは、出力軸に固定されるとともに、前記第2遊星歯車を回転可能に支持するための第2支持軸を有しており、前記第1支持軸及び前記第2支持軸は、径方向において互いに異なる位置となるように、前記第1キャリア及び前記第2キャリア上にそれぞれ配置されている複合遊星歯車機構が適用される。
上記課題を解決するため、本発明の別の観点によれば、第1太陽歯車、複数の第1遊星歯車、第1外輪歯車、及び第1キャリアを有する第1遊星歯車機構と、第2太陽歯車、複数の第2遊星歯車、第2外輪歯車、及び第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、を備えた複合遊星歯車機構であって、前記第1太陽歯車と前記第2太陽歯車は、入力軸に対し同軸且つ一体的に固定されており、前記第1キャリアは、静止フレームに固定されるとともに、前記第1遊星歯車を回転可能に支持するための第1支持軸を有しており、前記第1外輪歯車と前記第2外輪歯車は、同軸且つ一体的に構成されると共に、前記入力軸に対し回転可能に設けられており、前記第2キャリアは、出力軸に固定されるとともに、前記第2遊星歯車を回転可能に支持するための第2支持軸を有しており、前記第1支持軸及び前記第2支持軸は、径方向において互いに異なる位置となるように、前記第1キャリア及び前記第2キャリア上にそれぞれ配置されている複合遊星歯車機構が適用される。
Claims (7)
- 少なくとも2つの遊星歯車機構を備えた複合遊星歯車機構であって、
複数の第1遊星歯車を有する第1遊星歯車機構と、
複数の第2遊星歯車を有する第2遊星歯車機構と、
前記複数の第1遊星歯車と前記複数の第2遊星歯車とに連結された単一のキャリアと、を備え、
前記キャリアに、前記第1遊星歯車を回転可能に支持するための第1支持軸と、前記第2遊星歯車を回転可能に支持するための第2支持軸とが、独立して設けられている
ことを特徴とする複合遊星歯車機構。 - 前記第1支持軸及び前記第2支持軸は、
径方向及び円周方向のうち少なくとも一方向において互いに異なる位置となるように、前記キャリア上に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の複合遊星歯車機構。 - 前記第1遊星歯車は、
前記第1支持軸を回転可能に軸支する第1軸受を中心部に有し、
前記第2遊星歯車は、
前記第2支持軸を回転可能に軸支する第2軸受を中心部に有している
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の複合遊星歯車機構。 - 前記第1遊星歯車機構は、
第1太陽歯車及び第1外輪歯車を有しており、
前記第2遊星歯車機構は、
第2太陽歯車及び第2外輪歯車を有しており、
前記第1太陽歯車及び前記第2太陽歯車は、
入力軸に対し同軸且つ一体的に固定されており、
前記第1外輪歯車は、
静止フレームに固定されており、
前記第2外輪歯車は、
出力軸に固定されている
ことを特徴とする請求項3に記載の複合遊星歯車機構。 - 前記第1遊星歯車機構及び前記第2遊星歯車機構の両方が、同軸条件、組立条件及び隣接条件を全て満たすように構成されている
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の複合遊星歯車機構。 - 2つの遊星歯車機構を備え、各遊星歯車機構における太陽歯車の回転、遊星歯車の公転、外輪歯車の回転からなる6つの回転要素のうち、2つの前記回転要素同士を連結することにより、全体として4つの前記回転要素を有する複合遊星歯車機構であって、
前記2つの遊星歯車機構の両方が、同軸条件、組立条件及び隣接条件を全て満たすように構成されている
ことを特徴とする複合遊星歯車機構。 - 前記2つの遊星歯車機構として、
第1太陽歯車、複数の第1遊星歯車、第1外輪歯車及び第1キャリアを有する第1遊星歯車機構と、
第2太陽歯車、複数の第2遊星歯車、第2外輪歯車及び第2キャリアを有する第2遊星歯車機構と、を備え、
前記第1太陽歯車と前記第2太陽歯車は、
入力軸に対し同軸且つ一体的に固定されており、
前記第1キャリアは、
静止フレームに固定されており、
前記第1外輪歯車と前記第2外輪歯車は、
同軸且つ一体的に構成されると共に、前記入力軸に対し回転可能に設けられており、
前記第2キャリアは、
出力軸に固定されている
ことを特徴とする請求項6に記載の複合遊星歯車機構。
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