WO2009104472A1 - 遊星機構 - Google Patents

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WO2009104472A1
WO2009104472A1 PCT/JP2009/051847 JP2009051847W WO2009104472A1 WO 2009104472 A1 WO2009104472 A1 WO 2009104472A1 JP 2009051847 W JP2009051847 W JP 2009051847W WO 2009104472 A1 WO2009104472 A1 WO 2009104472A1
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WO
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gear
planetary
planetary gear
planet carrier
shaft
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/051847
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
周一 中山
邦光 下山
和峰 鈴木
康洋 大野
賢治 酒井
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Filing date
Publication date
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Priority to EP09712418A priority patent/EP2192329A4/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/36Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion with two central gears coupled by intermeshing orbital gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/12Rotor drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H2001/2881Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion comprising two axially spaced central gears, i.e. ring or sun gear, engaged by at least one common orbital gear wherein one of the central gears is forming the output

Definitions

  • the present invention relates to a planetary mechanism.
  • the planetary mechanism is often employed in transportation means such as machine tools, automobiles and helicopters as a speed change mechanism that converts the rotational speed or torque of the output shaft of the prime mover into the necessary rotational speed or torque.
  • the rotational speed of the gas turbine engine is tens of thousands of revolutions per minute, whereas the rotational speed of the main rotor is several hundreds of revolutions per minute.
  • a planetary mechanism for a helicopter it is important to achieve a large reduction ratio while suppressing an increase in weight.
  • US Pat. No. 5,472,386 discloses a planetary mechanism for a helicopter.
  • the planetary mechanism includes a sun gear, a first planetary gear that engages with the sun gear, a second planetary gear, a shaft that supports the first planetary gear and the second planetary gear, and a fixed that engages with the second planetary gear.
  • a ring gear discloses a planetary mechanism for a helicopter.
  • U.S. Pat. No. 4,856,377 discloses a planetary gear system for a gas turbine engine.
  • the carrier includes a first gear and a second gear.
  • the sun gear rotates the first gear
  • the first gear rotates the second gear.
  • the carrier rotates in the opposite direction to the sun gear.
  • An object of the present invention is to provide a planetary mechanism that can achieve a large reduction ratio while suppressing an increase in weight.
  • a planetary mechanism includes a sun gear as an input, a fixed ring gear, a planet carrier as an output, a first planet gear supported by the planet carrier and meshing with the sun gear, and the planet carrier.
  • a second planetary gear supported and meshing with the ring gear. The first rotation axis of the first planetary gear is arranged closer to the planet carrier rotation axis of the planet carrier than the second rotation axis of the second planetary gear. Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear.
  • the ring gear is an internal gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a third planetary gear supported by the planetary carrier and meshing with the first planetary gear and the second planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the first planetary gear is preferably smaller than the pitch circle diameter of the third planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the first planetary gear is preferably smaller than the pitch circle diameter of the second planetary gear.
  • the third rotation shaft of the third planetary gear, the first rotation shaft, the second rotation shaft, and the sun gear rotation shaft of the sun gear are arranged on the same plane.
  • the center axis of the ring gear is arranged coaxially with the sun gear rotation axis.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a fourth planetary gear supported by the planet carrier and meshing with the ring gear. Torque is transmitted from the first planetary gear to the fourth planetary gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a shaft rotatably supported by the planet carrier and a third planetary gear.
  • the second planetary gear and the third planetary gear are coupled to the shaft. Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear via the third planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the second planetary gear is smaller than the pitch circle diameter of the third planetary gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a shaft rotatably supported by the planet carrier and a third planetary gear.
  • the first planetary gear and the third planetary gear are coupled to the shaft. Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear via the third planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the third planetary gear is smaller than the pitch circle diameter of the first planetary gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention preferably further comprises a shaft rotatably supported by the planet carrier, a third planetary gear coupled to the shaft, and a fourth planetary gear coupled to the shaft. .
  • Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear through the third planetary gear and the fourth planetary gear in order.
  • the pitch circle diameter of the fourth planetary gear is smaller than the pitch circle diameter of the third gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a third planetary gear supported by the planetary carrier and meshing with the first planetary gear. Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear via the third planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the first planetary gear is smaller than the pitch circle diameter of the third planetary gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a shaft rotatably supported by the planet carrier and a third planetary gear.
  • the second planetary gear and the third planetary gear are coupled to the shaft. Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear via the third planetary gear.
  • the pitch circle diameter of the second planetary gear is smaller than the pitch circle diameter of the third planetary gear.
  • the planetary mechanism according to the present invention further includes a shaft rotatably supported by the planet carrier and a third planetary gear.
  • the second planetary gear and the third planetary gear are coupled to the shaft.
  • Torque is transmitted from the first planetary gear to the second planetary gear via the third planetary gear so that the direction of torque around the carrier rotation axis is the same.
  • the ring gear is an external gear.
  • torque is transmitted from the helicopter engine to the sun gear, and torque is output from the planet carrier to the helicopter main rotor.
  • a planetary mechanism capable of achieving a large reduction ratio while suppressing an increase in weight is provided.
  • FIG. 1 shows a planetary mechanism according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a top view of the planetary mechanism according to the first comparative example.
  • FIG. 2B is a side view of the planetary mechanism according to the first comparative example.
  • FIG. 3A is a top view of the planetary mechanism according to the second comparative example.
  • FIG. 3B is a side view of the planetary mechanism according to the second comparative example.
  • FIG. 4A is a top view of a first modification of the planetary mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 4B is a side view of a first modification of the planetary mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 5A shows a second modification of the planetary mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 5B shows a third modification of the planetary mechanism according to the first embodiment.
  • FIG. 6 shows a planetary mechanism according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a top view of the planetary mechanism according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 9 shows a first modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 10 shows a second modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 11 shows a third modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 12 shows a fourth modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 13 shows a fifth modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 14 shows a sixth modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 15 shows a seventh modification of the planetary mechanism according to the third embodiment.
  • FIG. 16 is a top view of the planetary mechanism according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a side view of the planetary mechanism according to the fourth embodiment.
  • FIG. 18A is a top view of the planetary gear mechanism according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 18B is a side view of the planetary mechanism according to the fifth embodiment.
  • FIG. 19 shows a helicopter provided with a planetary mechanism according to an embodiment of the present invention.
  • a planetary mechanism 10 according to the first embodiment of the present invention includes a sun gear 11 as an input, a fixed ring gear 12, a planet carrier 13 as an output, and a planet carrier 13.
  • a supported gear unit 14 is provided.
  • the rotation shaft of the sun gear 11 and the shaft of the ring gear 12 are arranged on the same straight line.
  • the ring gear 12 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an internal gear.
  • the ring gear 12 has a larger pitch circle diameter than the sun gear 11.
  • the gear unit 14 includes a planetary gear 15 that meshes with the sun gear 11, a planetary gear 16 that meshes with the ring gear 12, and a planetary gear 17 that meshes with the planetary gear 15 and the planetary gear 16.
  • the planetary gears 15 to 17 are arranged in the same plane.
  • Each of the sun gear 11 and the planetary gears 15 to 17 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the planetary gear 16 is disposed inside the ring gear 12.
  • the rotating shaft of the sun gear 11 and the rotating shaft 13a of the planet carrier 13 are arranged on the same straight line.
  • Each of the planetary gears 15 to 17 rotates (spins) with respect to the planet carrier 13.
  • the rotation shaft 15a of the planetary gear 15, the rotation shaft 16a of the planetary gear 16, the rotation shaft 17a of the planetary gear 17, and the rotation shaft 13a of the planet carrier 13 are parallel.
  • the rotation shaft 15a is disposed closer to the rotation shaft 13a (the rotation shaft of the sun gear 11) than the rotation shaft 16a.
  • the reduction ratio in the planetary mechanism 10 is increased.
  • the reduction ratio in the planetary mechanism 10 is determined by the pitch circle diameter of the sun gear 11 and the pitch circle diameter of the ring gear 12.
  • the torque acting on the planet carrier 13 from the ring gear 12 through the planetary gear 16 is based on the reaction force.
  • FIG. 2A shows a top view of a typical planetary mechanism 90.
  • the planetary mechanism 90 includes a sun gear 91, a ring gear 92, and a planetary gear 93 that meshes with the sun gear 91 and the ring gear 92.
  • W 1 the common face width of the sun gear 91 and the planetary gear 93 is indicated by W 1.
  • FIG. 3A shows a top view of the planetary mechanism 94.
  • the planetary mechanism 94 includes a sun gear 95, a ring gear 96, and a planetary gear 97 that meshes with the sun gear 95 and the ring gear 96.
  • the sun gear 95 and the sun gear 91 have the same pitch circle diameter, and the ring gear 96 has a larger pitch circle diameter than the ring gear 92.
  • the diameter ratio (the pitch circle diameter of the ring gear 96 / the pitch circle diameter of the sun gear 95) in the planetary mechanism 94 is larger than the diameter ratio (the pitch circle diameter of the ring gear 92 / the pitch circle diameter of the sun gear 91) in the planetary mechanism 90.
  • the planetary mechanism 94 has a larger reduction ratio than the planetary mechanism 90.
  • the planetary gear 97 becomes larger because the pitch circle diameter of the planetary gear 97 needs to be matched with the distance between the sun gear 95 and the ring gear 96.
  • the number of planetary gears 97 that can be provided in the planetary mechanism 94 is smaller than the number of planetary gears 93 that can be provided in the planetary mechanism 90. Since the tangential force acting on one of the planetary gear 97 and a small total number of the planetary gears 97 is increased, the common face width W 2 of the sun gear 95 and the planetary gear 97 shown in FIG. 3B, greater than the tooth width W 1 Must. When the tooth width W 2, the larger the weight of the planetary mechanism 94.
  • FIG. 4A shows a top view of the planetary mechanism 10A according to the first modification of the present embodiment.
  • the planetary mechanism 10 ⁇ / b> A includes a sun gear 11, a ring gear 12, a planet carrier 13 (not shown), and a gear unit 14 supported by the planet carrier 13.
  • the pitch circle diameters of the sun gear 11 and the sun gear 95 are equal, and the pitch circle diameters of the ring gear 12 and the ring gear 96 are equal.
  • the gear unit 14 includes a planetary gear 15 that meshes with the sun gear 11 and a planetary gear 16 that meshes with the ring gear 12. Torque is transmitted from the planetary gear 15 to the planetary gear 16 via the planetary gear 17.
  • the planetary mechanism 10 ⁇ / b> A can include a large number of gear units 14. Therefore, it is possible to suppress an increase in the common face width W 3 of the sun gear 11 and the planetary gears 15-17 shown in Figure 4B.
  • the rotation shafts 15a, 16a and 17a of the planetary gears 15, 16 and 17 included in the same gear unit 14 are on a plane including the rotation shaft 13a of the planet carrier 13 (the rotation shaft of the sun gear 11). Preferably they are arranged. Since the gear unit 14 connects the sun gear 11 and the ring gear 12 with the shortest distance, the gear unit 14 can be lightened.
  • torque may be transmitted from the planetary gear 15 to the planetary gear 16 via an odd number (three or more) of planetary gears instead of the planetary gear 17.
  • FIG. 5A shows a planetary mechanism 10B according to a second modification of the present embodiment.
  • the planetary mechanism 10B includes a sun gear 11 as an input, a fixed ring gear 12, a planet carrier 13 as an output, and a gear unit 14B supported by the planet carrier 13.
  • the gear unit 14B includes a planetary gear 15B that meshes with the sun gear 11, a planetary gear 16B that meshes with the ring gear 12, and a planetary gear 17B that meshes with the planetary gear 15B and the planetary gear 16B.
  • the planetary gears 15B to 17B are arranged in the same plane.
  • the planetary gear 16B is disposed inside the ring gear 12.
  • the rotation axis of the planetary gear 15B is arranged closer to the rotation axis of the planet carrier 13 (the rotation axis of the sun gear 11) than the rotation axis of the planetary gear 16B. As shown in FIG. 5A, all of the rotation axes of the planetary gears 15 B to 17 B may not be arranged on a plane including the rotation axis of the planet carrier 13. Such an arrangement may occur due to the limitation on the number of teeth of the planetary gears 15B to 17B.
  • FIG. 5B shows a planetary mechanism 10C according to a third modification of the present embodiment.
  • the planetary mechanism 10 ⁇ / b> C includes a sun gear 11 as an input, a fixed ring gear 12, a planet carrier 13 as an output, and a gear unit 14 ⁇ / b> C supported by the planet carrier 13.
  • the gear unit 14C includes a planetary gear 15C that meshes with the sun gear 11, a plurality of planetary gears 17C that meshes with the planetary gear 15C, and a plurality of planetary gears 16C that are provided corresponding to the planetary gears 17C.
  • the planetary gears 15C to 17C are arranged in the same plane.
  • Each of the plurality of planetary gears 16C meshes with the corresponding planetary gear 17C and ring gear 12.
  • Each planetary gear 16 ⁇ / b> C is disposed inside the ring gear 12.
  • the rotation axis of the planetary gear 15C is arranged closer to the rotation axis of the planet carrier 13 (the rotation axis of the sun gear 11) than the rotation axis of each planetary gear 16C.
  • the force transmission path between the sun gear 11 and the ring gear 12 is branched. Such branching reduces the force acting on each tooth of the ring gear 12 and the planetary gears 16C and 17C, and prevents damage to the teeth.
  • the planetary mechanism 20 includes a sun gear 21 as an input, a fixed ring gear 22, a planet carrier 23 as an output, and a planet carrier 23.
  • a supported gear unit 24 is provided.
  • the rotation shaft of the sun gear 21 and the shaft of the ring gear 22 are arranged on the same straight line.
  • the ring gear 22 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an internal gear.
  • the ring gear 22 has a larger pitch circle diameter than the sun gear 21.
  • the gear unit 24 includes a planetary gear 25 that meshes with the sun gear 21, a planetary gear 26 that meshes with the ring gear 22, and a planetary gear 27 that meshes with the planetary gear 25 and the planetary gear 26.
  • the planetary gears 25 to 27 are arranged in the same plane.
  • the planetary gear 26 is disposed inside the ring gear 22.
  • Each of the sun gear 21 and the planetary gears 25 to 27 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the rotating shaft of the sun gear 21 and the rotating shaft 23a of the planet carrier 23 are arranged on the same straight line.
  • Each of the planetary gears 25 to 27 rotates (spins) with respect to the planet carrier 23.
  • the rotation axis 25a of the planetary gear 25, the rotation axis 26a of the planetary gear 26, the rotation axis 27a of the planetary gear 27, and the rotation axis 23a of the planetary carrier 23 are parallel.
  • the rotation shaft 25a is disposed closer to the rotation shaft 23a (the rotation shaft of the sun gear 21) than the rotation shaft 26a.
  • the planetary mechanism 20 includes a plurality of gear units 24. As the number of gear units 24 increases, the force acting on the teeth of the sun gear 21, the ring gear 22, and the planetary gears 25 to 27 decreases, and the teeth are prevented from being damaged.
  • the planetary gears 26 and 27 are arranged outside the planetary gear 25. That is, the planetary gears 26 and 27 are arranged farther from the sun gear 21 than the planetary gear 25. Since the pitch circle diameter of the planetary gear 25 is smaller than the pitch circle diameter of the planetary gear 27, it is easy to increase the number of gear units 24. The fact that the pitch circle diameter of the planetary gear 25 is smaller than the pitch circle diameter of the planetary gear 26 also makes it easy to increase the number of gear units 24.
  • the planetary gear 26 is disposed outside the planetary gear 27. That is, the planetary gear 26 is disposed farther from the sun gear 21 than the planetary gear 27.
  • the pitch circle diameter of the planetary gear 27 is preferably smaller than the pitch circle diameter of the planetary gear 26.
  • the planetary mechanism 30 includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, and a gear unit 34.
  • the sun gear 31 and the ring gear 32 are arranged in steps so that the rotation axis of the sun gear 31 and the axis of the ring gear 32 are arranged on the same straight line.
  • the ring gear 32 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an internal gear.
  • the ring gear 32 has a larger pitch circle diameter than the sun gear 31.
  • the gear unit 34 meshes with the planetary gear 35 that meshes with the sun gear 31, the planetary gear 36 that meshes with the ring gear 32, the planetary gear 38 that rotates (rotates) in the same body as the planetary gear 36, and the planetary gear 35 and the planetary gear 38.
  • a planetary gear 37 is included.
  • Each of the sun gear 31 and the planetary gears 35 to 38 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the planetary gear 36 is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30 includes a planet carrier 33 as an output.
  • the planet carrier 33 supports the gear unit 34.
  • the rotating shaft of the sun gear 31 and the rotating shaft 33a of the planet carrier 33 are arranged on the same straight line.
  • Each of the planetary gears 35 to 38 rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 36 and the planetary gear 38 are coupled to the shaft 39.
  • the planet carrier 33 supports the shaft 39 so as to be rotatable (rotatable).
  • the planet carrier 33 is disposed between the planetary gears 35, 37 and 38 and the planetary gear 36.
  • the planetary gears 35, 37, and 38 and the planetary gear 36 are arranged in steps.
  • the rotating shaft 35a of the planetary gear 35, the rotating shaft 36a common to the planetary gears 36 and 38, the rotating shaft 37a of the planetary gear 37, and the rotating shaft 33a of the planetary carrier 33 are parallel.
  • the rotation shaft 35a is disposed closer to the rotation shaft 33a (the rotation shaft of the sun gear 31) than the rotation shaft 36a.
  • the planetary mechanism 30 ⁇ / b> A includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a planet carrier 33.
  • a supported gear unit 34A is provided.
  • the gear unit 34A meshes with the planetary gear 35A that meshes with the sun gear 31, the planetary gear 36A that meshes with the ring gear 32, the planetary gear 38A that rotates (rotates) in the same body as the planetary gear 36A, and the planetary gear 35A and the planetary gear 38A.
  • a planetary gear 37A is included.
  • Each of the planetary gears 35 ⁇ / b> A to 38 ⁇ / b> A is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (rotates) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 36A and the planetary gear 38A are coupled to the shaft 39A.
  • the planetary gear 36A has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 38A.
  • the planet carrier 33 supports the shaft 39A so as to be rotatable (rotatable).
  • the planetary gears 35A to 38A are arranged on the same side of the planet carrier 33.
  • the planetary gears 35A, 37A, and 38A and the planetary gear 36A are arranged in steps.
  • the planetary gear 36 ⁇ / b> A is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30 ⁇ / b> B includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a planet carrier 33.
  • a supported gear unit 34B is provided.
  • the gear unit 34B rotates (spins) together with the planetary gear 35B meshing with the sun gear 31, the planetary gear 36B meshing with the ring gear 32, the planetary gear 37B meshing with the planetary gear 35B, and the planetary gear 37B.
  • a planetary gear 38B meshing with the planetary gear 38B.
  • Each of the planetary gears 35B to 38B is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 37B and the planetary gear 38B are coupled to the shaft 39B.
  • the planetary gear 38B has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 37B.
  • the planet carrier 33 supports the shaft 39B so as to be rotatable (rotatable).
  • the planetary gears 35B and 37B and the planetary gears 36B and 38B are arranged in steps.
  • the planetary gear 36 ⁇ / b> B is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30 ⁇ / b> C includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a planet carrier 33.
  • a supported gear unit 34C is provided.
  • the gear unit 34C meshes with the planetary gear 35C meshing with the sun gear 31, the planetary gear 36C meshing with the ring gear 32, the planetary gear 37C rotating (spinning) together with the planetary gear 35C, and the planetary gear 37C and the planetary gear 36C.
  • Planetary gear 38C Planetary gear 38C.
  • Each of the planetary gears 35C to 38C is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 35C and the planetary gear 37C are coupled to the shaft 39C.
  • the planetary gear 37C has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 35C.
  • the planet carrier 33 supports the shaft 39C so as to be rotatable (rotatable).
  • the planetary gear 35C and the planetary gears 36C to 38C are arranged in steps.
  • the planetary gear 36 ⁇ / b> C is disposed inside the ring gear 32.
  • a planetary mechanism 30D includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a planet carrier 33.
  • a supported gear unit 34D is provided.
  • the gear unit 34D includes a planetary gear 35D that meshes with the sun gear 31, a planetary gear 36D that meshes with the ring gear 32, a planetary gear 35D 'that rotates (rotates) in the same body as the planetary gear 35D, and a planetary gear that meshes with the planetary gear 35D'.
  • Each of the planetary gears 35D to 37D and 35D 'to 37D' is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 35D and the planetary gear 35D ' are coupled to the shaft 39D.
  • the planetary gear 37D and the planetary gear 37D ' are coupled to the shaft 39D'.
  • the planetary gear 36D and the planetary gear 36D ′ are coupled to the shaft 39D ′′.
  • the planetary gear 35D ′ has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 35D
  • the planetary gear 37D ′ has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 37D
  • the planetary gear 36D ′ has a larger pitch circle diameter than the planetary gear 36D.
  • the planet carrier 33 supports the shafts 39D to 39D ′′ so as to be rotatable (rotatable).
  • the planetary gears 35D to 37D and 35D 'to 37D' are arranged in steps as shown in FIG.
  • the planetary gear 36 ⁇ / b> D is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30A ′ corresponds to a combination of the configuration of the planetary mechanism 30A and the configuration of the planetary mechanism 10C.
  • the planetary mechanism 30A ' includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a gear unit 34A' supported by the planet carrier 33.
  • the gear unit 34A ′ includes a planetary gear 35A that meshes with the sun gear 31, a plurality of planetary gears 37A that mesh with the planetary gear 35A, a plurality of planetary gears 38A provided corresponding to the planetary gears 37A, and the planetary gears 38A.
  • Each planetary gear 38A meshes with the corresponding planetary gear 37A and rotates (rotates) in the same body as the corresponding planetary gear 36A.
  • Each of the planetary gears 35 ⁇ / b> A to 38 ⁇ / b> A is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (rotates) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 36A and the planetary gear 38A are coupled to the shaft.
  • the planet carrier 33 supports the shaft in a rotatable (rotatable) manner.
  • the planetary gear 36A has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 38A.
  • the planetary gears 35A, 37A, and 38A and the planetary gear 36A are arranged in steps.
  • Each planetary gear 36 ⁇ / b> A is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30B ' corresponds to a combination of the configuration of the planetary mechanism 30B and the configuration of the planetary mechanism 10C.
  • the planetary mechanism 30B ′ includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a gear unit 34B ′ supported by the planet carrier 33.
  • the gear unit 34B ′ corresponds to the planetary gear 35B meshing with the sun gear 31, a plurality of planetary gears 37B meshing with the planetary gear 35B, the planetary gears 38B provided corresponding to the planetary gears 37, and the planetary gears 38B.
  • a plurality of planetary gears 36B provided.
  • Each planetary gear 38 ⁇ / b> B rotates (rotates) together with the corresponding planetary gear 37.
  • Each planetary gear 36B meshes with the corresponding planetary gear 38B and ring gear 32.
  • Each of the planetary gears 35B to 38B is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 37B and the planetary gear 38B are coupled to the shaft.
  • the planet carrier 33 supports the shaft in a rotatable (rotatable) manner.
  • the planetary gear 38B has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 37B.
  • the planetary gears 35B and 37B and the planetary gears 36B and 38B are arranged in steps.
  • Each planetary gear 36 ⁇ / b> B is disposed inside the ring gear 32.
  • the planetary mechanism 30C ' corresponds to a combination of the configuration of the planetary mechanism 30C and the configuration of the planetary mechanism 10C.
  • the planetary mechanism 30 ⁇ / b> C ′ includes a sun gear 31 as an input, a fixed ring gear 32, a planet carrier 33 as an output, and a gear unit 34 ⁇ / b> C ′ supported by the planet carrier 33.
  • the gear unit 34C ′ includes a planetary gear 35C that meshes with the sun gear 31, a planetary gear 37C that rotates (rotates) in the same body as the planetary gear 35C, a plurality of planetary gears 38C that are provided corresponding to the planetary gear 37C, And a plurality of planetary gears 36C provided corresponding to the planetary gears 38C.
  • Each of the planetary gears 35C to 38C is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 35C and the planetary gear 37C are coupled to the shaft.
  • the planet carrier 33 supports the shaft in a rotatable (rotatable) manner.
  • the planetary gear 37C has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 35C.
  • Each planetary gear 38C meshes with a corresponding planetary gear 37C.
  • Each planetary gear 36C meshes with the corresponding planetary gear 38C and ring gear 32.
  • Each of the planetary gears 35C to 38C is a cylindrical gear and an external gear, and rotates (spins) with respect to the planet carrier 33.
  • the planetary gear 35C and the planetary gears 36C to 38C are arranged in steps.
  • Each planetary gear 36 ⁇ / b> C is disposed inside the ring gear 32.
  • the tooth sizes of two planetary gears coupled to a common shaft can be made different from each other.
  • a planetary mechanism 40 according to the fourth embodiment of the present invention includes a sun gear 41 as an input, a fixed ring gear 42, a planet carrier 43 as an output, and a planet carrier 43.
  • a supported gear unit 44 is provided.
  • the rotation shaft of the sun gear 41 and the shaft of the ring gear 42 are arranged on the same straight line.
  • the ring gear 42 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an internal gear.
  • the ring gear 42 has a larger pitch circle diameter than the sun gear 41.
  • the gear unit 44 includes a planetary gear 45 that meshes with the sun gear 41, a planetary gear 46 that meshes with the ring gear 42, a sprocket 61, a sprocket 62, and a chain 65 that meshes with the sprocket 61 and the sprocket 62.
  • Each of the sun gear 41 and the planetary gears 45 and 46 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the planetary gear 46 is disposed inside the ring gear 42.
  • the rotating shaft of the sun gear 41 and the rotating shaft 43a of the planet carrier 43 are arranged on the same straight line.
  • planetary gear 45 and sprocket 61 are coupled to shaft 51, and planetary gear 46 and sprocket 62 are coupled to shaft 52.
  • the planet carrier 43 rotatably supports the shafts 51 and 52.
  • the planetary gear 45 and the sprocket 61 rotate (rotate) together with the planet carrier 43.
  • the planetary gear 46 and the sprocket 62 rotate (rotate) in the same body with respect to the planet carrier 43.
  • the common rotation shaft 45a of the planetary gear 45 and the sprocket 61, the common rotation shaft 46a of the planetary gear 46 and the sprocket 62, and the rotation shaft 43a of the planet carrier 43 are parallel.
  • the rotation shaft 45a is disposed closer to the rotation shaft 43a (the rotation shaft of the sun gear 41) than the rotation shaft 46a.
  • the planetary mechanism 40 includes a plurality of gear units 44.
  • a planetary mechanism 70 includes a sun gear 71 as an input, a fixed ring gear 72, a planet carrier 73 as an output, and a planet carrier 73.
  • a supported gear unit 74 is provided.
  • the sun gear 71 and the ring gear 72 are arranged in steps so that the rotation shaft of the sun gear 71 and the shaft of the ring gear 72 are arranged on the same straight line.
  • the ring gear 72 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the ring gear 72 has a larger pitch circle diameter than the sun gear 71.
  • the gear unit 74 includes a planetary gear 75 that meshes with the sun gear 71, a planetary gear 76 that meshes with the ring gear 72, and a planetary gear 77 that meshes with the planetary gear 75 and rotates (rotates) together with the planetary gear 76.
  • the planetary gear 76 is disposed outside the ring gear 72.
  • Each of the sun gear 71 and the planetary gears 75 to 77 is a cylindrical gear such as a spur gear or a helical gear, and is an external gear.
  • the rotation axis of the sun gear 71 and the rotation axis of the planet carrier 73 are arranged on the same straight line.
  • the planetary gear 75 rotates (spins) with respect to the planet carrier 73.
  • the planetary gear 76 and the planetary gear 77 rotate (rotate) together with the planet carrier 73.
  • the rotation axis of the planetary gear 75, the common rotation axis of the planetary gears 76 and 77, and the rotation axis of the planet carrier 73 are parallel.
  • the rotation axis of the planetary gear 75 is arranged closer to the rotation axis of the planet carrier 73 (the rotation axis of the sun gear 71) than the rotation axis common to the planetary gear 76 and the planetary gear 77.
  • the planetary gear 76 and the planetary gear 77 are coupled to the shaft 79.
  • the planetary gear 76 has a smaller pitch circle diameter than the planetary gear 77.
  • the planet carrier 73 supports the shaft 79 so that it can rotate (spin).
  • the planetary gears 75 and 77 and the planetary gear 76 are arranged at different levels.
  • the planetary gear 75 causes the planetary gear 77 to rotate.
  • the planetary gear 76 also rotates together with the planetary gear 77.
  • the planetary gear 76 kicks the ring gear 72 so that the planetary gear 76 receives a reaction force from the ring gear 72.
  • the planet carrier 73 rotates in the same direction as the sun gear 71, and the planet gears 75 to 77 rotate (revolve) together with the planet carrier 73.
  • torque is transmitted from the planetary gear 75 to the planetary gear 76 via the planetary gear 77 and the shaft 79 so that the planetary gears 75 and 76 rotate in opposite directions.
  • the ring gear 72 is an external gear
  • the direction of the torque acting on the planet carrier 73 from the sun gear 71 via the planetary gear 75 and the direction of the torque acting on the planet carrier 73 from the ring gear 72 via the planetary gear 76 Is the same. Therefore, the reduction ratio in the planetary mechanism 70 is increased.
  • the torque acting on the planet carrier 73 from the ring gear 72 through the planetary gear 76 is based on the reaction force.
  • the tooth sizes of the planetary gears 76 and 77 can be made different from each other.
  • FIG. 19 shows a helicopter including the planetary mechanism 10.
  • the helicopter includes an engine 2, a rotor blade (main rotor) 3, and a transmission 4 that transmits power (torque) from the engine 2 to the rotor blade 3.
  • the transmission 4 includes a planetary mechanism 10.
  • the planetary mechanism 10 is accommodated in a housing (not shown) of the transmission 4.
  • the housing of the transmission 4 rotatably supports the sun gear 11 and the planet carrier 13.
  • the ring gear 12 is fixed to the housing of the transmission 4.
  • the sun gear 11 is mechanically connected to the output shaft of the engine 2.
  • the planet carrier 13 is mechanically connected to the rotor 3. Power (torque) is transmitted from the engine 2 to the sun gear 12, and power (torque) is output from the planet carrier 13 to the rotor blade 3.
  • the helicopter may be provided with any of the planetary mechanisms described above instead of the planetary mechanism 10.
  • a bevel gear can be used as a planetary gear, and the rotation axis of the planetary gear can be inclined with respect to the rotation axis (revolution axis) of the planet carrier.
  • the planetary mechanism can include a large number of gear units. Therefore, it is possible to achieve a large reduction ratio while suppressing an increase in the weight of the planetary mechanism.
  • the planetary mechanism according to the above-described embodiment is suitable for a transportation means that is required to be lightweight, and particularly suitable for a helicopter.

Abstract

 遊星機構は、入力としての太陽歯車と、固定されたリング歯車と、出力としての遊星キャリアと、遊星キャリアに支持され、太陽歯車と噛み合う第1遊星歯車と、遊星キャリアに支持され、リング歯車と噛み合う第2遊星歯車とを具備する。第1遊星歯車の第1自転軸は、第2遊星歯車の第2自転軸よりも遊星キャリアの遊星キャリア回転軸近くに配置される。第1遊星歯車から第2遊星歯車にトルクが伝達される。

Description

遊星機構
 本発明は、遊星機構に関する。
 遊星機構は、原動機の出力軸の回転数又はトルクを必要な回転数又はトルクに変換する変速機構として、工作機械、自動車やヘリコプタのような輸送手段に採用されることが多い。
 ヘリコプタにおいては、ガスタービンエンジンの回転数が毎分数万回転なのに対し、メインロータの回転数は毎分数百回転である。ヘリコプタ用の遊星機構においては、重量増加を抑制しながら、大きい減速比を達成することが重要である。
 米国特許第5472386号公報は、ヘリコプタ用の遊星機構を開示している。遊星機構は、太陽歯車と、太陽歯車と係合する第1遊星歯車と、第2遊星歯車と、第1遊星歯車及び第2遊星歯車を支持するシャフトと、第2遊星歯車と係合する固定リング歯車とを具備する。
 米国特許第4856377号公報は、ガスタービンエンジン用の遊星歯車システムを開示している。遊星歯車システムにおいて、キャリアは、第1歯車及び第2歯車を備える。太陽歯車が第1歯車を回転し、第1歯車が第2歯車を回転する。その結果、キャリアは太陽歯車と逆方向に回転する。
 本発明の目的は、重量増加を抑制しながら大きい減速比を達成可能な遊星機構を提供することである。
 本発明による遊星機構は、入力としての太陽歯車と、固定されたリング歯車と、出力としての遊星キャリアと、上記遊星キャリアに支持され、上記太陽歯車と噛み合う第1遊星歯車と、上記遊星キャリアに支持され、上記リング歯車と噛み合う第2遊星歯車とを具備する。上記第1遊星歯車の第1自転軸は、上記第2遊星歯車の第2自転軸よりも上記遊星キャリアの遊星キャリア回転軸近くに配置される。上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車にトルクが伝達される。
 上記太陽歯車から上記第1遊星歯車を介して上記遊星キャリアに作用する上記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向と、上記リング歯車から上記第2遊星歯車を介して上記遊星キャリアに作用する上記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向とが同じになるように、上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車にトルクが伝達されることが好ましい。上記リング歯車は内歯車である。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに支持され、上記第1遊星歯車及び上記第2遊星歯車と噛み合う第3遊星歯車を更に具備することが好ましい。
 上記第1遊星歯車のピッチ円直径は上記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さいことが好ましい。
 上記第1遊星歯車のピッチ円直径は上記第2遊星歯車のピッチ円直径より小さいことが好ましい。
 上記第3遊星歯車の第3自転軸、上記第1自転軸、上記第2自転軸、及び上記太陽歯車の太陽歯車回転軸は、同一平面上に配置されることが好ましい。上記リング歯車の中心軸は、上記太陽歯車回転軸と同軸上に配置される。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに支持され、上記リング歯車と噛み合う第4遊星歯車を更に具備することが好ましい。上記第1遊星歯車から上記第4遊星歯車にトルクが伝達される。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、第3遊星歯車とを更に具備することが好ましい。上記第2遊星歯車及び上記第3遊星歯車は、上記シャフトに結合される。上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車に上記第3遊星歯車を介してトルクが伝達される。上記第2遊星歯車のピッチ円直径は上記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、第3遊星歯車とを更に具備することが好ましい。上記第1遊星歯車及び上記第3遊星歯車は、上記シャフトに結合される。上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車に上記第3遊星歯車を介してトルクが伝達される。上記第3遊星歯車のピッチ円直径は上記第1遊星歯車のピッチ円直径より小さい。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、上記シャフトに結合された第3遊星歯車と、上記シャフトに結合された第4遊星歯車とを更に具備することが好ましい。上記第1遊星歯車から、上記第3遊星歯車及び上記第4遊星歯車を順に介して、上記第2遊星歯車にトルクが伝達される。上記第4遊星歯車のピッチ円直径は、上記第3歯車のピッチ円直径より小さい。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに支持され、上記第1遊星歯車と噛み合う第3遊星歯車を更に具備することが好ましい。上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車に上記第3遊星歯車を介してトルクが伝達される。上記第1遊星歯車のピッチ円直径は上記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、第3遊星歯車とを更に具備することが好ましい。上記第2遊星歯車及び上記第3遊星歯車は、上記シャフトに結合される。上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車に上記第3遊星歯車を介してトルクが伝達される。上記第2遊星歯車のピッチ円直径は上記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい。
 本発明による遊星機構は、上記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、第3遊星歯車とを更に具備することが好ましい。上記第2遊星歯車及び上記第3遊星歯車は、上記シャフトに結合される。上記太陽歯車から上記第1遊星歯車を介して上記遊星キャリアに作用する上記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向と、上記リング歯車から上記第2遊星歯車を介して上記遊星キャリアに作用する上記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向とが同じになるように、上記第1遊星歯車から上記第2遊星歯車に上記第3遊星歯車を介してトルクが伝達される。上記リング歯車は外歯車である。
 上記太陽歯車にヘリコプタのエンジンからトルクが伝達され、上記遊星キャリアから上記ヘリコプタのメインロータにトルクが出力されることが好ましい。
 本発明によれば、重量増加を抑制しながら大きい減速比を達成可能な遊星機構が提供される。
 本発明の上記目的、他の目的、効果、及び特徴は、添付される図面として連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る遊星機構を示す。 図2Aは、第1比較例に係る遊星機構の上面図である。 図2Bは、第1比較例に係る遊星機構の側面図である。 図3Aは、第2比較例に係る遊星機構の上面図である。 図3Bは、第2比較例に係る遊星機構の側面図である。 図4Aは、第1の実施形態に係る遊星機構の第1変形例の上面図である。 図4Bは、第1の実施形態に係る遊星機構の第1変形例の側面図である。 図5Aは、第1の実施形態に係る遊星機構の第2変形例を示す。 図5Bは、第1の実施形態に係る遊星機構の第3変形例を示す。 図6は、本発明の第2の実施形態に係る遊星機構を示す。 図7は、本発明の第3の実施形態に係る遊星機構の上面図である。 図8は、第3の実施形態に係る遊星機構の側面図である。 図9は、第3の実施形態に係る遊星機構の第1変形例を示す。 図10は、第3の実施形態に係る遊星機構の第2変形例を示す。 図11は、第3の実施形態に係る遊星機構の第3変形例を示す。 図12は、第3の実施形態に係る遊星機構の第4変形例を示す。 図13は、第3の実施形態に係る遊星機構の第5変形例を示す。 図14は、第3の実施形態に係る遊星機構の第6変形例を示す。 図15は、第3の実施形態に係る遊星機構の第7変形例を示す。 図16は、本発明の第4の実施形態に係る遊星機構の上面図である。 図17は、第4の実施形態に係る遊星機構の側面図である。 図18Aは、本発明の第5の実施形態に係る遊星機構の上面図である。 図18Bは、第5の実施形態に係る遊星機構の側面図である。 図19は、本発明の実施形態に係る遊星機構を備えたヘリコプタを示す。
 添付図面を参照して、本発明の実施形態に係る遊星機構を以下に説明する。
 (第1の実施形態)
 図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係る遊星機構10は、入力としての太陽歯車11と、固定されたリング歯車12と、出力としての遊星キャリア13と、遊星キャリア13に支持されたギヤユニット14を備える。太陽歯車11の回転軸とリング歯車12の軸とは同一直線上に配置されている。リング歯車12は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、内歯車である。リング歯車12は、太陽歯車11よりもピッチ円直径が大きい。ギヤユニット14は、太陽歯車11と噛み合う遊星歯車15と、リング歯車12と噛み合う遊星歯車16と、遊星歯車15及び遊星歯車16と噛み合う遊星歯車17を含む。遊星歯車15乃至17は、同一平面内に配置されている。太陽歯車11、遊星歯車15乃至17の各々は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。遊星歯車16は、リング歯車12の内側に配置されている。太陽歯車11の回転軸と遊星キャリア13の回転軸13aは、同一直線上に配置されている。遊星歯車15乃至17の各々は、遊星キャリア13に対して回転(自転)する。遊星歯車15の自転軸15a、遊星歯車16の自転軸16a、遊星歯車17の自転軸17a、及び遊星キャリア13の回転軸13aは、平行である。自転軸15aは、自転軸16aよりも回転軸13a(太陽歯車11の回転軸)の近くに配置されている。
 太陽歯車11が遊星歯車15に駆動力を与えて遊星歯車15を自転させると、遊星歯車15が遊星歯車17を自転させ、遊星歯車17が遊星歯車16を自転させる。このとき、遊星歯車16がリング歯車12を蹴ることで、遊星歯車16はリング歯車12から反力を受ける。その結果、遊星キャリア13が太陽歯車11と同方向に回転し、遊星歯車15乃至17が遊星キャリア13とともに回転(公転)する。
 ここで、遊星歯車15及び16が同方向に自転するように、遊星歯車15から遊星歯車16に遊星歯車17を介してトルクが伝達される。したがって、太陽歯車11から遊星歯車15を介して遊星キャリア13に作用するトルクの方向と、リング歯車12から遊星歯車16を介して遊星キャリア13に作用するトルクの方向とが、同じになる。そのため、遊星機構10における減速比が大きくなる。遊星機構10における減速比は、太陽歯車11のピッチ円直径及びリング歯車12のピッチ円直径により決まる。ここで、リング歯車12から遊星歯車16を介して遊星キャリア13に作用するトルクは、上記反力に基づく。
 本実施形態による効果について、図2A、2B、3A、3B、4A及び4Bを参照して説明する。
 図2Aは、一般的な遊星機構90の上面図を示す。遊星機構90は、太陽歯車91と、リング歯車92と、太陽歯車91及びリング歯車92と噛み合う遊星歯車93を備える。図2Bに示すように、太陽歯車91及び遊星歯車93の共通の歯幅がWで示されている。
 図3Aは、遊星機構94の上面図を示す。遊星機構94は、太陽歯車95と、リング歯車96と、太陽歯車95及びリング歯車96と噛み合う遊星歯車97を備える。太陽歯車95と太陽歯車91のピッチ円直径は等しく、リング歯車96はリング歯車92よりもピッチ円直径が大きい。遊星機構94における径比(リング歯車96のピッチ円直径/太陽歯車95のピッチ円直径)が遊星機構90における径比(リング歯車92のピッチ円直径/太陽歯車91のピッチ円直径)より大きいため、遊星機構94は遊星機構90よりも減速比が大きい。
 一方、遊星歯車97のピッチ円直径を太陽歯車95及びリング歯車96の間隔に合わせる必要があるため、遊星歯車97が大きくなる。その結果、遊星機構94が備えることが可能な遊星歯車97の個数は、遊星機構90が備えることが可能な遊星歯車93の個数より少なくなる。遊星歯車97の総数が少ないと一つの遊星歯車97に作用する接線力が大きくなるため、図3Bに示される太陽歯車95及び遊星歯車97の共通の歯幅Wを、歯幅Wより大きくしなければならない。歯幅W大きいと、遊星機構94の重量も大きくなる。
 図4Aは、本実施形態の第1変形例に係る遊星機構10Aの上面図を示す。遊星機構10Aは、太陽歯車11と、リング歯車12と、図示省略された遊星キャリア13と、遊星キャリア13に支持されたギヤユニット14を備える。太陽歯車11と太陽歯車95のピッチ円直径は等しく、リング歯車12とリング歯車96のピッチ円直径は等しい。ギヤユニット14は、太陽歯車11と噛み合う遊星歯車15と、リング歯車12と噛み合う遊星歯車16とを備える。遊星歯車15から遊星歯車16に遊星歯車17を介してトルクが伝達される。太陽歯車11と噛み合う役割とリング歯車12と噛み合う役割とが、遊星歯車15及び16によって分担されているため、遊星機構10Aは、多数のギヤユニット14を備えることが可能である。したがって、図4Bに示される太陽歯車11及び遊星歯車15~17の共通の歯幅Wの増加を抑制することが可能である。
 したがって、本実施形態によれば、遊星機構の重量増加を抑制しながら大きい減速比を達成することが可能である。
 本実施形態において、同一のギヤユニット14に含まれる遊星歯車15、16及び17の自転軸15a、16a及び17aは、遊星キャリア13の回転軸13a(太陽歯車11の回転軸)を含む平面上に配置されることが好ましい。ギヤユニット14が太陽歯車11とリングギヤ12の間を最短距離で接続するため、ギヤユニット14を軽くすることができる。
 本実施形態においては、遊星歯車17のかわりに奇数個(3個以上)の遊星歯車を介して遊星歯車15から遊星歯車16にトルクを伝達してもよい。
 図5Aは、本実施形態の第2変形例に係る遊星機構10Bを示す。遊星機構10Bは、入力としての太陽歯車11と、固定されたリング歯車12と、出力としての遊星キャリア13と、遊星キャリア13に支持されたギヤユニット14Bを備える。ギヤユニット14Bは、太陽歯車11と噛み合う遊星歯車15Bと、リング歯車12と噛み合う遊星歯車16Bと、遊星歯車15B及び遊星歯車16Bと噛み合う遊星歯車17Bを含む。遊星歯車15B乃至17Bは、同一平面内に配置されている。遊星歯車16Bは、リング歯車12の内側に配置されている。遊星歯車15Bの自転軸は、遊星歯車16Bの自転軸よりも遊星キャリア13の回転軸(太陽歯車11の回転軸)の近くに配置されている。図5Aに示されるように、遊星歯車15B~17Bの自転軸の全てが遊星キャリア13の回転軸を含む平面上に配置されていなくてもよい。遊星歯車15B乃至17Bについての歯数の制限等により、このような配置となる場合がある。
 図5Bは、本実施形態の第3変形例に係る遊星機構10Cを示す。遊星機構10Cは、入力としての太陽歯車11と、固定されたリング歯車12と、出力としての遊星キャリア13と、遊星キャリア13に支持されたギヤユニット14Cを備える。ギヤユニット14Cは、太陽歯車11と噛み合う遊星歯車15Cと、遊星歯車15Cと噛み合う複数の遊星歯車17Cと、各遊星歯車17Cに対応して設けられた複数の遊星歯車16Cとを備える。遊星歯車15C乃至17Cは、同一平面内に配置されている。複数の遊星歯車16Cの各々は、対応する遊星歯車17C及びリング歯車12と噛み合う。各遊星歯車16Cは、リング歯車12の内側に配置されている。遊星歯車15Cの自転軸は、各遊星歯車16Cの自転軸よりも遊星キャリア13の回転軸(太陽歯車11の回転軸)の近くに配置されている。ギヤユニット14Cにおいては、太陽歯車11とリング歯車12の間の力の伝達経路が分岐している。このような分岐により、リング歯車12、遊星歯車16C及び17Cの各々の歯に作用する力が小さくなり、歯の破損が防がれる。
(第2の実施形態)
 図6を参照して、本発明の第2の実施形態に係る遊星機構20は、入力としての太陽歯車21と、固定されたリング歯車22と、出力としての遊星キャリア23と、遊星キャリア23に支持されたギヤユニット24を備える。太陽歯車21の回転軸とリング歯車22の軸とは同一直線上に配置されている。リング歯車22は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、内歯車である。リング歯車22は、太陽歯車21よりもピッチ円直径が大きい。ギヤユニット24は、太陽歯車21と噛み合う遊星歯車25と、リング歯車22と噛み合う遊星歯車26と、遊星歯車25及び遊星歯車26と噛み合う遊星歯車27を含む。遊星歯車25乃至27は、同一平面内に配置されている。遊星歯車26は、リング歯車22の内側に配置されている。太陽歯車21、遊星歯車25乃至27の各々は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。太陽歯車21の回転軸と遊星キャリア23の回転軸23aは、同一直線上に配置されている。遊星歯車25乃至27の各々は、遊星キャリア23に対して回転(自転)する。遊星歯車25の自転軸25a、遊星歯車26の自転軸26a、遊星歯車27の自転軸27a、及び遊星キャリア23の回転軸23aは、平行である。自転軸25aは、自転軸26aよりも回転軸23a(太陽歯車21の回転軸)の近くに配置されている。
 太陽歯車21が遊星歯車25に駆動力を与えて遊星歯車25を自転させると、遊星歯車25が遊星歯車27を自転させ、遊星歯車27が遊星歯車26を自転させる。このとき、遊星歯車26がリング歯車22を蹴ることで、遊星歯車26はリング歯車22から反力を受ける。その結果、遊星キャリア23が太陽歯車21と同方向に回転し、遊星歯車25乃至27が遊星キャリア23とともに回転(公転)する。
 ここで、遊星歯車25及び26が同方向に自転するように、遊星歯車25から遊星歯車26に遊星歯車27を介してトルクが伝達される。したがって、太陽歯車21から遊星歯車25を介して遊星キャリア23に作用するトルクの方向と、リング歯車22から遊星歯車26を介して遊星キャリア23に作用するトルクの方向とが、同じになる。そのため、遊星機構20における減速比が大きくなる。ここで、リング歯車22から遊星歯車26を介して遊星キャリア23に作用するトルクは、上記反力に基づく。
 遊星機構20は、複数のギヤユニット24を備える。ギヤユニット24の数が多いほど、太陽歯車21、リング歯車22、遊星歯車25乃至27の各々の歯に作用する力が小さくなり、歯の破損が防がれる。
 遊星歯車26及び27は、遊星歯車25の外側に配置されている。すなわち、遊星歯車26及び27は、遊星歯車25よりも太陽歯車21から遠くに配置されている。遊星歯車25のピッチ円直径が遊星歯車27のピッチ円直径より小さいため、ギヤユニット24の数を増やすことが容易である。遊星歯車25のピッチ円直径が遊星歯車26のピッチ円直径より小さいことも、ギヤユニット24の数を増やすことを容易にする。
 遊星歯車26は、遊星歯車27の外側に配置されている。すなわち、遊星歯車26は、遊星歯車27よりも太陽歯車21から遠くに配置されている。遊星歯車27のピッチ円直径が遊星歯車26のピッチ円直径より小さいことが、ギヤユニット24の数を増やす上で好ましい。
 ギヤユニット24の数を増やすことが容易であるということは、図1及び図6の比較から明らかである。
(第3の実施形態)
 図7を参照して、本発明の第3の実施形態に係る遊星機構30は、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、ギヤユニット34を備える。太陽歯車31及びリング歯車32は、太陽歯車31の回転軸とリング歯車32の軸とが同一直線上に配置されるように、段違いに配置されている。リング歯車32は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、内歯車である。リング歯車32は、太陽歯車31よりもピッチ円直径が大きい。ギヤユニット34は、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35と、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36と、遊星歯車36と同体に回転(自転)する遊星歯車38と、遊星歯車35及び遊星歯車38と噛み合う遊星歯車37を含む。太陽歯車31、遊星歯車35乃至38の各々は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。遊星歯車36は、リング歯車32の内側に配置されている。
 図8を参照して、遊星機構30は、出力としての遊星キャリア33を備える。遊星キャリア33は、ギヤユニット34を支持する。太陽歯車31の回転軸と遊星キャリア33の回転軸33aは、同一直線上に配置されている。遊星歯車35乃至38の各々は、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車36及び遊星歯車38は、シャフト39に結合されている。遊星キャリア33は、シャフト39を回転可能(自転可能)に支持する。遊星キャリア33は、遊星歯車35、37及び38と、遊星歯車36との間に配置されている。遊星歯車35、37及び38と、遊星歯車36とは、段違いに配置されている。
 遊星歯車35の自転軸35a、遊星歯車36及び38の共通の自転軸36a、遊星歯車37の自転軸37a、及び遊星キャリア33の回転軸33aは、平行である。自転軸35aは、自転軸36aよりも回転軸33a(太陽歯車31の回転軸)の近くに配置されている。
 太陽歯車31が遊星歯車35に駆動力を与えて遊星歯車35を自転させると、遊星歯車35が遊星歯車37を自転させ、遊星歯車37が遊星歯車38を自転させる。遊星歯車38が自転すると、遊星歯車36も遊星歯車38と同体に自転する。このとき、遊星歯車36がリング歯車32を蹴ることで、遊星歯車36はリング歯車32から反力を受ける。その結果、遊星キャリア33が太陽歯車31と同方向に回転し、遊星歯車35乃至遊星歯車38が遊星キャリア33ともに回転(公転)する。
 ここで、遊星歯車35及び36が同方向に自転するように、遊星歯車35から遊星歯車36に、遊星歯車37、遊星歯車38及びシャフト39を介してトルクが伝達される。したがって、太陽歯車31から遊星歯車35を介して遊星キャリア33に作用するトルクの方向と、リング歯車32から遊星歯車36を介して遊星キャリア33に作用するトルクの方向とが、同じになる。そのため、遊星機構30における減速比が大きくなる。ここで、リング歯車32から遊星歯車36を介して遊星キャリア33に作用するトルクは、上記反力に基づく。
 遊星歯車36のピッチ円直径D36が遊星歯車38のピッチ円直径D38より小さいことは、遊星機構30における減速比を大きくすることに貢献する。
 遊星歯車36及び38の歯寸を互いに異ならせることが可能である。
 シャフトで結合された遊星歯車のペアをギヤユニットの任意の位置に任意の数だけ配置することができる。
 図9を参照して、本実施形態の第1変形例に係る遊星機構30Aは、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34Aを備える。ギヤユニット34Aは、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Aと、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36Aと、遊星歯車36Aと同体に回転(自転)する遊星歯車38Aと、遊星歯車35A及び遊星歯車38Aと噛み合う遊星歯車37Aを含む。遊星歯車35A乃至38Aの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車36A及び遊星歯車38Aは、シャフト39Aに結合されている。遊星歯車36Aは、遊星歯車38Aよりもピッチ円直径が小さい。遊星キャリア33は、シャフト39Aを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車35A乃至38Aは、遊星キャリア33の同じ側に配置されている。遊星歯車35A、37A、38Aと、遊星歯車36Aとは、段違いに配置されている。遊星歯車36Aは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図10を参照して、本実施形態の第2変形例に係る遊星機構30Bは、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34Bを備える。ギヤユニット34Bは、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Bと、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36Bと、遊星歯車35Bと噛み合う遊星歯車37Bと、遊星歯車37Bと同体に回転(自転)し、遊星歯車36Bと噛み合う遊星歯車38Bとを含む。遊星歯車35B乃至38Bの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車37B及び遊星歯車38Bは、シャフト39Bに結合されている。遊星歯車38Bは遊星歯車37Bよりもピッチ円直径が小さい。遊星キャリア33は、シャフト39Bを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車35B及び37Bと、遊星歯車36B及び38Bとは、段違いに配置されている。遊星歯車36Bは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図11を参照して、本実施形態の第3変形例に係る遊星機構30Cは、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34Cを備える。ギヤユニット34Cは、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Cと、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36Cと、遊星歯車35Cと同体に回転(自転)する遊星歯車37Cと、遊星歯車37C及び遊星歯車36Cと噛み合う遊星歯車38Cとを含む。遊星歯車35C乃至38Cの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車35C及び遊星歯車37Cは、シャフト39Cに結合されている。遊星歯車37Cは遊星歯車35Cよりもピッチ円直径が小さい。遊星キャリア33は、シャフト39Cを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車35Cと、遊星歯車36C乃至38Cとは、段違いに配置されている。遊星歯車36Cは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図12を参照して、本実施形態の第4変形例に係る遊星機構30Dは、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34Dを備える。ギヤユニット34Dは、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Dと、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36Dと、遊星歯車35Dと同体に回転(自転)する遊星歯車35D’と、遊星歯車35D’と噛み合う遊星歯車37Dと、遊星歯車37Dと同体に回転(自転)する遊星歯車37D’と、遊星歯車37D’と噛み合い、遊星歯車36Dと同体に回転(自転)する遊星歯車36D’とを含む。遊星歯車35D~37D、35D’~37D’の各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車35D及び遊星歯車35D’は、シャフト39Dに結合されている。遊星歯車37D及び遊星歯車37D’は、シャフト39D’に結合されている。遊星歯車36D及び遊星歯車36D’は、シャフト39D”に結合されている。遊星歯車35D’は遊星歯車35Dよりもピッチ円直径が小さく、遊星歯車37D’は遊星歯車37Dよりもピッチ円直径が小さく、遊星歯車36D’は遊星歯車36Dよりもピッチ円直径が大きい。遊星キャリア33は、シャフト39D~39D”を回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車35D~37D、35D’~37D’は、図12に示されるように、段違いに配置されている。遊星歯車36Dは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図13を参照して、本実施形態の第5変形例に係る遊星機構30A’は、遊星機構30Aの構成と遊星機構10Cの構成とを組み合わせたものに対応する。遊星機構30A’は、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34A’を備える。ギヤユニット34A’は、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Aと、遊星歯車35Aと噛み合う複数の遊星歯車37Aと、各遊星歯車37Aに対応して設けられた複数の遊星歯車38Aと、各遊星歯車38Aに対応して設けられ、リング歯車32と噛み合う遊星歯車36Aとを含む。各遊星歯車38Aは、対応する遊星歯車37Aと噛み合い、対応する遊星歯車36Aと同体に回転(自転)する。遊星歯車35A乃至38Aの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車36A及び遊星歯車38Aは、シャフトに結合されている。遊星キャリア33は、シャフトを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車36Aは、遊星歯車38Aよりもピッチ円直径が小さい。遊星歯車35A、37A、38Aと、遊星歯車36Aとは、段違いに配置されている。各遊星歯車36Aは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図14を参照して、本実施形態の第6変形例に係る遊星機構30B’は、遊星機構30Bの構成と遊星機構10Cの構成とを組み合わせたものに対応する。遊星機構30B’は、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34B’を備える。ギヤユニット34B’は、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Bと、遊星歯車35Bと噛み合う複数の遊星歯車37Bと、各遊星歯車37に対応して設けられた遊星歯車38Bと、各遊星歯車38Bに対応して設けられた複数の遊星歯車36Bとを含む。各遊星歯車38Bは、対応する遊星歯車37と同体に回転(自転)する。各遊星歯車36Bは、対応する遊星歯車38B及びリング歯車32と噛み合う。遊星歯車35B乃至38Bの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車37B及び遊星歯車38Bは、シャフトに結合されている。遊星キャリア33は、シャフトを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車38Bは遊星歯車37Bよりもピッチ円直径が小さい。遊星歯車35B及び37Bと、遊星歯車36B及び38Bとは、段違いに配置されている。各遊星歯車36Bは、リング歯車32の内側に配置されている。
 図15を参照して、本実施形態の第7変形例に係る遊星機構30C’は、遊星機構30Cの構成と遊星機構10Cの構成とを組み合わせたものに対応する。遊星機構30C’は、入力としての太陽歯車31と、固定されたリング歯車32と、出力としての遊星キャリア33と、遊星キャリア33に支持されたギヤユニット34C’を備える。ギヤユニット34C’は、太陽歯車31と噛み合う遊星歯車35Cと、遊星歯車35Cと同体に回転(自転)する遊星歯車37Cと、遊星歯車37Cに対応して設けられた複数の遊星歯車38Cと、各遊星歯車38Cに対応して設けられた複数の遊星歯車36Cとを含む。遊星歯車35C乃至38Cの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車35C及び遊星歯車37Cは、シャフトに結合されている。遊星キャリア33は、シャフトを回転可能(自転可能)に支持する。遊星歯車37Cは遊星歯車35Cよりもピッチ円直径が小さい。各遊星歯車38Cは、対応する遊星歯車37Cと噛み合う。各遊星歯車36Cは、対応する遊星歯車38C及びリング歯車32と噛み合う。遊星歯車35C乃至38Cの各々は、円筒歯車且つ外歯車であり、遊星キャリア33に対して回転(自転)する。遊星歯車35Cと、遊星歯車36C乃至38Cとは、段違いに配置されている。各遊星歯車36Cは、リング歯車32の内側に配置されている。
 遊星機構30A乃至30D、30A’乃至30C’においては、共通のシャフトに結合された二つの遊星歯車の歯寸を互いに異ならせることが可能である。
(第4の実施形態)
 図16を参照して、本発明の第4の実施形態に係る遊星機構40は、入力としての太陽歯車41と、固定されたリング歯車42と、出力としての遊星キャリア43と、遊星キャリア43に支持されたギヤユニット44を備える。太陽歯車41の回転軸とリング歯車42の軸とは同一直線上に配置されている。リング歯車42は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、内歯車である。リング歯車42は、太陽歯車41よりもピッチ円直径が大きい。ギヤユニット44は、太陽歯車41と噛み合う遊星歯車45と、リング歯車42と噛み合う遊星歯車46と、スプロケット61と、スプロケット62と、スプロケット61及びスプロケット62と噛み合うチェーン65を含む。太陽歯車41、遊星歯車45及び46の各々は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。遊星歯車46は、リング歯車42の内側に配置されている。太陽歯車41の回転軸と遊星キャリア43の回転軸43aは、同一直線上に配置されている。
 図17を参照して、遊星歯車45及びスプロケット61はシャフト51に結合され、遊星歯車46及びスプロケット62はシャフト52に結合されている。遊星キャリア43は、シャフト51及び52を回転可能に支持する。遊星歯車45及びスプロケット61は、遊星キャリア43に対して同体に回転(自転)する。遊星歯車46及びスプロケット62は、遊星キャリア43に対して同体に回転(自転)する。
 遊星歯車45及びスプロケット61の共通の自転軸45a、遊星歯車46及びスプロケット62の共通の自転軸46a、及び遊星キャリア43の回転軸43aは、平行である。自転軸45aは、自転軸46aよりも回転軸43a(太陽歯車41の回転軸)の近くに配置されている。
 太陽歯車41が遊星歯車45に駆動力を与えて遊星歯車45を自転させると、遊星歯車45と同体に自転するスプロケット61はチェーン65を介してスプロケット62を自転させ、遊星歯車46もスプロケット62と同体に自転する。このとき、遊星歯車46がリング歯車42を蹴ることで、遊星歯車46はリング歯車42から反力を受ける。その結果、遊星キャリア43が太陽歯車41と同方向に回転し、遊星歯車45、遊星歯車46、スプロケット61及びスプロケット62は、遊星キャリア43ともに回転(公転)する。
 ここで、遊星歯車45及び46が同方向に自転するように、遊星歯車45から遊星歯車46に、シャフト51、スプロケット61、チェーン65、スプロケット62、シャフト52を介してトルクが伝達される。したがって、太陽歯車41から遊星歯車45を介して遊星キャリア43に作用するトルクの方向と、リング歯車42から遊星歯車46を介して遊星キャリア43に作用するトルクの方向とが、同じになる。そのため、遊星機構40における減速比が大きくなる。ここで、リング歯車42から遊星歯車46を介して遊星キャリア43に作用するトルクは、上記反力に基づく。
 遊星機構40は、複数のギヤユニット44を備える。ギヤユニット44の数が多いほど、太陽歯車41、リング歯車42、遊星歯車45及び46、スプロケット61及び62の各々の歯に作用する力が小さくなる。
 遊星歯車45及び46の歯寸を互いに異ならせることが可能である。
 (第5の実施形態)
 上記各実施形態のように、リング歯車と噛み合う遊星歯車をリング歯車の内側に配置することが減速比を大きくする上で好ましいが、遊星歯車とリング歯車の配置を逆にしても減速比をある程度大きくするとこができる。
 図18Aを参照して、本発明の第5の実施形態に係る遊星機構70は、入力としての太陽歯車71と、固定されたリング歯車72と、出力としての遊星キャリア73と、遊星キャリア73に支持されたギヤユニット74を備える。太陽歯車71及びリング歯車72は、太陽歯車71の回転軸とリング歯車72の軸とは同一直線上に配置されるように、段違いに配置されている。リング歯車72は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。リング歯車72は、太陽歯車71よりもピッチ円直径が大きい。ギヤユニット74は、太陽歯車71と噛み合う遊星歯車75と、リング歯車72と噛み合う遊星歯車76と、遊星歯車75と噛み合い、遊星歯車76と同体に回転(自転)する遊星歯車77を含む。遊星歯車76は、リング歯車72の外側に配置されている。太陽歯車71、遊星歯車75乃至77の各々は、平歯車又ははすば歯車のような円筒歯車であり、外歯車である。太陽歯車71の回転軸と遊星キャリア73の回転軸は、同一直線上に配置されている。遊星歯車75は遊星キャリア73に対して回転(自転)する。遊星歯車76及び遊星歯車77は、遊星キャリア73に対して同体に回転(自転)する。遊星歯車75の自転軸、遊星歯車76及び77の共通の自転軸、及び遊星キャリア73の回転軸は、平行である。遊星歯車75の自転軸は、遊星歯車76及び遊星歯車77の共通の自転軸よりも遊星キャリア73の回転軸(太陽歯車71の回転軸)の近くに配置されている。
 図18Bを参照して、遊星歯車76及び遊星歯車77は、シャフト79に結合されている。遊星歯車76は遊星歯車77よりもピッチ円直径が小さい。遊星キャリア73は、シャフト79を回転(自転)可能に支持する。遊星歯車75及び77と、遊星歯車76とは、段違いに配置されている。
 太陽歯車71が遊星歯車75に駆動力を与えて遊星歯車75を自転させると、遊星歯車75が遊星歯車77を自転させる。遊星歯車77が自転すると、遊星歯車76も遊星歯車77と同体に自転する。このとき、遊星歯車76がリング歯車72を蹴ることで、遊星歯車76はリング歯車72から反力を受ける。その結果、遊星キャリア73が太陽歯車71と同方向に回転し、遊星歯車75乃至遊星歯車77が遊星キャリア73ともに回転(公転)する。
 ここで、遊星歯車75及び76が互いに反対方向に自転するように、遊星歯車75から遊星歯車76に、遊星歯車77及びシャフト79を介してトルクが伝達される。リング歯車72が外歯車であるため、太陽歯車71から遊星歯車75を介して遊星キャリア73に作用するトルクの方向と、リング歯車72から遊星歯車76を介して遊星キャリア73に作用するトルクの方向とが、同じになる。そのため、遊星機構70における減速比が大きくなる。ここで、リング歯車72から遊星歯車76を介して遊星キャリア73に作用するトルクは、上記反力に基づく。
 遊星歯車76及び77の歯寸を互いに異ならせることが可能である。
 図19は、遊星機構10を備えるヘリコプタを示す。ヘリコプタは、エンジン2と、回転翼(メインロータ)3と、エンジン2から回転翼3に動力(トルク)を伝達するトランスミッション4を備える。トランスミッション4は、遊星機構10を備える。遊星機構10は、トランスミッション4のハウジング(不図示)に収容されている。トランスミッション4のハウジングは、太陽歯車11及び遊星キャリア13を回転可能に支持する。リング歯車12は、トランスミッション4のハウジングに固定される。太陽歯車11は、エンジン2の出力軸に機械的に接続される。遊星キャリア13は、回転翼3に機械的に接続される。太陽歯車12にエンジン2から動力(トルク)が伝達され、遊星キャリア13から回転翼3に動力(トルク)が出力される。
 ヘリコプタは、遊星機構10のかわりに、上述した遊星機構のいずれかを備えても良い。
 上述した事項は、組み合わせることが可能である。また、かさ歯車を遊星歯車として用い、遊星歯車の自転軸を遊星キャリアの回転軸(公転軸)に対して傾けることが可能である。
 上記実施形態に係る遊星機構の共通の効果として、下記点が挙げられる。太陽歯車と噛み合う役割とリング歯車と噛み合う役割とが、異なる遊星歯車によって分担されているため、遊星機構は、多数のギヤユニットを備えることが可能である。したがって、遊星機構の重量増加を抑制しながら大きい減速比を達成することが可能である。
 したがって、上記実施形態に係る遊星機構は、軽量化が要求される輸送手段に好適であり、特にヘリコプタに好適である。
 以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に様々な変更を行うことが可能である。
 この出願は、2008年2月19日に出願された日本出願特願2008-37620号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims (14)

  1.  入力としての太陽歯車と、
     固定されたリング歯車と、
     出力としての遊星キャリアと、
     前記遊星キャリアに支持され、前記太陽歯車と噛み合う第1遊星歯車と、
     前記遊星キャリアに支持され、前記リング歯車と噛み合う第2遊星歯車と
    を具備し、
     前記第1遊星歯車の第1自転軸は、前記第2遊星歯車の第2自転軸よりも前記遊星キャリアの遊星キャリア回転軸近くに配置され、
     前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車にトルクが伝達される
     遊星機構。
  2.  前記太陽歯車から前記第1遊星歯車を介して前記遊星キャリアに作用する前記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向と、前記リング歯車から前記第2遊星歯車を介して前記遊星キャリアに作用する前記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向とが同じになるように、前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車にトルクが伝達され、
     前記リング歯車は内歯車である
     請求の範囲1の遊星機構。
  3.  前記遊星キャリアに支持され、前記第1遊星歯車及び前記第2遊星歯車と噛み合う第3遊星歯車を更に具備する
     請求の範囲2の遊星機構。
  4.  前記第1遊星歯車のピッチ円直径は前記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲3の遊星機構。
  5.  前記第1遊星歯車のピッチ円直径は前記第2遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲3又は4の遊星機構。
  6.  前記第3遊星歯車の第3自転軸、前記第1自転軸、前記第2自転軸、及び前記太陽歯車の太陽歯車回転軸は、同一平面上に配置され、
     前記リング歯車の中心軸は、前記太陽歯車回転軸と同軸上に配置される
     請求の範囲3乃至5のいずれかに記載の遊星機構。
  7.  前記遊星キャリアに支持され、前記リング歯車と噛み合う第4遊星歯車を更に具備し、
     前記第1遊星歯車から前記第4遊星歯車にトルクが伝達される
     請求の範囲2乃至5のいずれかに記載の遊星機構。
  8.  前記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、
     第3遊星歯車と
    を更に具備し、
     前記第2遊星歯車及び前記第3遊星歯車は、前記シャフトに結合され、
     前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車に前記第3遊星歯車を介してトルクが伝達され、
     前記第2遊星歯車のピッチ円直径は前記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲2の遊星機構。
  9.  前記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、
     第3遊星歯車と
    を更に具備し、
     前記第1遊星歯車及び前記第3遊星歯車は、前記シャフトに結合され、
     前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車に前記第3遊星歯車を介してトルクが伝達され、
     前記第3遊星歯車のピッチ円直径は前記第1遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲2の遊星機構。
  10.  前記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、
     前記シャフトに結合された第3遊星歯車と、
     前記シャフトに結合された第4遊星歯車と
    を更に具備し、
     前記第1遊星歯車から、前記第3遊星歯車及び前記第4遊星歯車を順に介して、前記第2遊星歯車にトルクが伝達され、
     前記第4遊星歯車のピッチ円直径は、前記第3歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲2の遊星機構。
  11.  前記遊星キャリアに支持され、前記第1遊星歯車と噛み合う第3遊星歯車を更に具備し、
     前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車に前記第3遊星歯車を介してトルクが伝達され、
     前記第1遊星歯車のピッチ円直径は前記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲1の遊星機構。
  12.  前記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、
     第3遊星歯車と
    を更に具備し、
     前記第2遊星歯車及び前記第3遊星歯車は、前記シャフトに結合され、
     前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車に前記第3遊星歯車を介してトルクが伝達され、
     前記第2遊星歯車のピッチ円直径は前記第3遊星歯車のピッチ円直径より小さい
     請求の範囲1の遊星機構。
  13.  前記遊星キャリアに回転可能に支持されたシャフトと、
     第3遊星歯車と
    を更に具備し、
     前記第2遊星歯車及び前記第3遊星歯車は、前記シャフトに結合され、
     前記太陽歯車から前記第1遊星歯車を介して前記遊星キャリアに作用する前記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向と、前記リング歯車から前記第2遊星歯車を介して前記遊星キャリアに作用する前記遊星キャリア回転軸まわりのトルクの方向とが同じになるように、前記第1遊星歯車から前記第2遊星歯車に前記第3遊星歯車を介してトルクが伝達され、
     前記リング歯車は外歯車である
     請求の範囲1の遊星機構。
  14.  前記太陽歯車にヘリコプタのエンジンからトルクが伝達され、
     前記遊星キャリアから前記ヘリコプタのメインロータにトルクが出力される
     請求の範囲1乃至13のいずれかに記載の遊星機構。
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