WO2017022215A1 - 遊星歯車装置 - Google Patents

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WO2017022215A1
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gear
tooth
teeth
planetary gear
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PCT/JP2016/003486
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守 吉冨
広文 赤堀
徹 西田
賢太 松原
俊宏 篠原
Original Assignee
川崎重工業株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling

Definitions

  • the present invention relates to a planetary gear device having a helical gear.
  • a method of simply increasing the transmission torque without changing the gear size, and reducing the diameter of each gear For example, a method of thinning the rim of the ring gear meshing with the planetary gear can be considered.
  • reducing the thickness of the rim also has the effect of reducing the rigidity and distributing the load between the planetary gears. In any method, the ratio of the transmission load to the rim thickness increases, and the stress generated in the rim increases.
  • each tooth of the inner teeth of the ring gear extends in a direction inclined with respect to the rotational axis direction of the ring gear, the contour viewed from the tooth tip side of the inner teeth is a parallelogram. Therefore, at one end portion in the tooth width direction orthogonal to the tooth thickness direction of the inner teeth, the end portion in the tooth width direction of each surface of the first tooth surface contacting the outer teeth of the planetary gear and the second tooth surface on the opposite side. The positions are shifted from each other. Therefore, the width of the first tooth surface becomes longer than the width of the second tooth surface at one end portion in the tooth width direction of the internal tooth, and the thickness becomes thinner and the rigidity decreases as the end portion approaches.
  • an object of the present invention is to provide a planetary gear device having a helical gear and capable of suppressing local stress.
  • a planetary gear device includes a sun gear having external teeth, a plurality of planetary gears having external teeth and meshing with the sun gear, and a ring gear having internal teeth and meshing with the planetary gear,
  • the ring gear is composed of at least one helical gear in which each of the inner teeth extends in a direction inclined with respect to the rotation axis direction of the ring gear, and each of the inner teeth of the ring gear includes the outer teeth of the planetary gear.
  • a second tooth surface opposite to the first tooth surface, and a pressure angle of the second tooth surface is larger than a pressure angle of the first tooth surface.
  • a ring gear is comprised with a helical gear, the edge part position of the tooth width direction of each surface of a 1st tooth surface and a 2nd tooth surface mutually shifts, and tooth thickness becomes thin toward an edge part.
  • the pressure angle of the second tooth surface is set larger than the pressure angle of the first tooth surface. Therefore, when the external teeth of the planetary gear press the first tooth surface of the inner teeth of the ring gear, the portion on the second tooth surface side of the inner teeth can sufficiently obtain a rib effect that suppresses deformation due to the load. It is possible to prevent deformation in which the inner teeth fall to the second tooth surface side at one end in the width direction. Therefore, local stress generated in the ring gear can be suppressed.
  • the ring gear may be a double helical gear, and the at least one helical gear may be a pair of helical gears arranged side by side in the rotation axis direction.
  • the number of one end portions in the tooth width direction in which the internal teeth are liable to fall down is doubled. Therefore, the deformation prevention by the rib effect of the second tooth surface side portion of the internal teeth described above. Becomes more effective.
  • the inner teeth of the inner teeth are positioned on the first tooth surface side in the circumferential direction of the ring gear relative to the inner ends of the inner teeth in the tooth width direction. It may be inclined in the direction.
  • the end portions in the tooth width direction in which the internal teeth tend to be deformed are located at both ends in the rotational axis direction of the double helical gear. Since both ends of the rim of the ring gear in the rotational axis direction are free ends, deformation is more likely to occur than in the central part in the rotational axis direction.
  • the rib effect of the portion of the internal tooth on the second tooth surface side can be obtained, which can further contribute to the prevention of deformation.
  • Each of the external teeth of the planetary gear has a first tooth surface that contacts the internal teeth of the ring gear, and a second tooth surface that contacts the external teeth of the sun gear on the opposite side of the first tooth surface.
  • Each of the external teeth of the sun gear has a first tooth surface and a second tooth surface that contacts the external teeth of the planetary gear on the opposite side of the first tooth surface, and the planetary gear and the sun gear The pressure angle of the second tooth surface may be larger than the pressure angle of the first tooth surface of the planetary gear and the sun gear, respectively.
  • the tooth since the external teeth of the sun gear, which are engaged more often than the internal teeth of the ring gear, come into contact with the external teeth of the planetary gear at the second tooth surface having a large pressure angle, the tooth by reducing the surface pressure of the second tooth surface.
  • the effect of suppressing surface fatigue and the effect of improving seizure resistance by reducing the sliding speed during meshing can be suitably exhibited.
  • a planetary gear device having a helical gear and capable of suppressing local stress.
  • FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 in which the internal teeth of a ring gear of a modification are viewed from the tooth tip side.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the planetary gear device 1 according to the embodiment viewed from the direction of the rotation axis X.
  • the planetary gear device 1 of the present embodiment is used, for example, in a power transmission mechanism (deceleration mechanism) such as an aircraft engine.
  • the planetary gear device 1 includes a sun gear 3 that is fitted and fixed to the outer periphery of the input shaft 2, a plurality of (for example, five) planetary gears 4 that mesh with the sun gear 3, and a ring gear 5 that meshes with the planetary gear 4.
  • the sun gear 3 has external teeth 6.
  • the plurality of planetary gears 4 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the sun gear 3.
  • Each planetary gear 4 has external teeth 7 and is rotatably supported on the outer periphery of the planetary shaft 8 via a bearing (not shown).
  • the end of each planetary shaft 8 is attached to a planetary carrier (not shown), thereby determining the relative position between the planetary gears 4.
  • the ring gear 5 has internal teeth 9.
  • the ring gear 5 may be fixed to be non-rotatable and power may be output from the planetary carrier, the planetary carrier may be fixed to be non-rotatable and power may be output from the ring gear 5, or the ring gear 5 and the planetary carrier Power may be output from both.
  • the target to which power is input from the input shaft is not limited to the sun gear 3 but may be the planetary carrier or the ring gear 5.
  • FIG. 2 is a perspective view of the ring gear 5 of the planetary gear device 1 of FIG.
  • the ring gear 5 is a double helical gear including a pair of helical gears 11 and 12 arranged in parallel in the rotation axis X direction.
  • the ring gear 5 is not limited to a double helical gear, and a single helical gear may be used.
  • the helical gears 11 and 12 have rims 13 and 14 and internal teeth 9.
  • the rims 13 and 14 are cylindrical.
  • a large number of inner teeth 9 protrude radially inward from the inner peripheral surfaces of the rims 13 and 14 respectively.
  • the internal teeth 9 extend in a direction inclined with respect to the rotation axis X direction of the ring gear 5.
  • the helical gears 11 and 12 further have flanges 15 and 16.
  • the flanges 15 and 16 may be omitted.
  • the pair of helical gears 11 and 12 constituting the ring gear 5 may be integrated.
  • the flanges 15 and 16 protrude outward in the radial direction from the outer periphery of the opposite ends of the rims 13 and 14.
  • the pair of helical gears 11 and 12 form a double helical gear by the pair of flanges 15 and 16 being fixed to each other by fastening members (for example, bolts).
  • the internal teeth 9 of the helical gear 11 and the internal teeth 9 of the helical gear 12 are inclined in opposite directions.
  • An annular groove 17 is formed around the rotation axis X between the inner teeth 9 aligned in the rotation axis X direction on the inner peripheral surfaces of the opposite ends of the rims 13 and 14.
  • the planetary gear 4 is a double helical gear corresponding to the ring gear 5, and the sun gear 3 is also a double helical gear corresponding to the planetary gear 4.
  • the ring gear 5 is a single helical gear
  • the planetary gear 4 and the sun gear 3 are single helical.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a main part of the planetary gear device 1 of FIG.
  • each of the internal teeth 9 of the ring gear 5 includes a first tooth surface 9 a on one side in the circumferential direction of the ring gear 5, and the other side in the circumferential direction of the ring gear 5 (opposite side to the first tooth surface 9 a). It has the 2nd tooth surface 9b and the tooth-tip surface 9c which connects the 1st tooth surface 9a and the 2nd tooth surface 9b in the radial inside of the ring gear 5.
  • the first tooth surface 9 a abuts on the external teeth 7 of the planetary gear 4 when the ring gear 5 meshes with the planetary gear 4.
  • the first tooth surface 9a is a concave surface when viewed from the direction of the rotation axis X.
  • the second tooth surface 9b does not contact any gear.
  • the second tooth surface 9b is a convex surface when viewed from the direction of the rotation axis X, but may be a concave surface.
  • the pressure angle of the second tooth surface 9b is larger than the pressure angle of the first tooth surface 9a.
  • the tooth tip surface 9 c is located on the inner tooth 9 so as to be biased toward the first tooth surface 9 a side.
  • Each of the external teeth 7 of the planetary gear 4 includes a first tooth surface 7a that contacts the internal teeth 9 of the ring gear 5, and a second tooth surface 7b on the other circumferential side of the planetary gear 4 (opposite side of the first tooth surface 7a). And a tooth tip surface 7c that connects the first tooth surface 7a and the second tooth surface 7b on the radially outer side of the planetary gear 4.
  • the first tooth surface 7 a comes into contact with the first tooth surface 9 a of the inner tooth 9 of the ring gear 5 when the planetary gear 4 meshes with the ring gear 5.
  • the second tooth surface 7 b comes into contact with the external teeth 6 of the sun gear 3 when the planetary gear 4 meshes with the sun gear 3.
  • the first tooth surface 7a and the second tooth surface 7b are convex surfaces when viewed from the rotation axis X direction.
  • the pressure angle of the second tooth surface 7b is larger than the pressure angle of the first tooth surface 7a.
  • the tooth tip surface 7 c is located on the outer tooth 7 so as to be biased toward the first tooth surface 7 a.
  • Each of the external teeth 6 of the sun gear 3 includes a first tooth surface 6a on one side in the circumferential direction of the sun gear 3, a second tooth surface 6b on the other circumferential side of the sun gear 3 (opposite side of the first tooth surface 6a), A tooth tip surface 6c that connects the first tooth surface 6a and the second tooth surface 6b on the radially outer side of the sun gear 3 is provided.
  • the second tooth surface 6 b contacts the second tooth surface 7 b of the external tooth 7 of the planetary gear 4 when the sun gear 3 meshes with the planetary gear 4. In the normal use state in which the second tooth surface 6b is pressed by the external teeth 7 to transmit torque, the first tooth surface 6a does not contact any gear.
  • the first tooth surface 6a and the second tooth surface 6b are convex surfaces when viewed from the rotation axis X direction.
  • the pressure angle of the first tooth surface 6a is smaller than the pressure angle of the second tooth surface 6b.
  • the tooth tip surface 6 c is located on the outer tooth 6 so as to be biased toward the first tooth surface 6 a.
  • FIG. 4 is a view of the inner teeth 9 of the ring gear 5 of FIG. 2 as viewed from the tooth tip side.
  • each of the internal teeth 9 of the ring gear 5 extends in a direction inclined with respect to the rotation axis direction of the ring gear 5.
  • the inner tooth 9 has an outer end 9 d on the outer side in the rotational axis direction of the inner tooth 9 than the inner end 9 e on the inner side in the rotational axis direction of the inner tooth 9. It inclines in the direction which is located in the 1 tooth surface 9a side.
  • the contours of the inner teeth 9 viewed from the tooth tip side are parallelograms.
  • the outer end 9d of the tooth 9 has a triangular shape (hatched portion in FIG. 4) as viewed from the tooth tip side. For this reason, paying attention only to the outer end portion 9d of the inner tooth 9, the second tooth surface 9b tends to be shorter than the first tooth surface 9a, and the tooth thickness tends to become thinner toward the end portion.
  • the pressure angle of the second tooth surface 9b is set larger than the pressure angle of the first tooth surface 9a. Therefore, when the internal teeth 9 are viewed from the tooth tip side, the length L2 of the second tooth surface 9b in the tooth thickness direction is longer than the length L1 of the first tooth surface 9a in the tooth thickness direction. Then, the region of the second tooth surface 9b in the outer end portion 9d is formed to be relatively large. Therefore, when a pressing force is applied from the outer teeth 7 of the planetary gear 4 to the first tooth surfaces 9a of the inner teeth 9 of the ring gear 5, the rib effect in which the portion of the inner teeth 9 on the second tooth surface 9b side suppresses deformation due to the load.
  • the outer end 9d in the tooth width direction of the inner teeth 9 is prevented from being deformed to the second tooth surface 9b side. Therefore, local stress generated by the power transmitted from the inner teeth 9 to the rims 13 and 14 can be suppressed. As a result, the rims 13 and 14 of the ring gear 5 can be thinned. In addition, it is possible to prevent changes in the contact location between the internal teeth 9 and the planetary gear 4 due to the internal teeth 9 falling, and it is also possible to suppress local stress generated by the power transmitted from the planetary gear 4 to the internal teeth 9. Become.
  • the rib effect on the second tooth surface 7 b side of the external teeth 7 suppresses deformation due to load. Is sufficiently obtained, and the deformation of the outer end portion of the external tooth 7 in the tooth width direction falling to the second tooth surface 7b side is prevented. Further, the outer teeth 6 of the sun gear 3 and the outer teeth 7 of the planetary gear 4 are in contact with the second tooth surfaces 6b and 7b. At this time, since the second tooth surfaces 6b and 7b form a high pressure angle, the surface pressure of the second tooth surfaces 6b and 7b is reduced, and tooth surface fatigue can be suppressed. Further, since the second tooth surfaces 6b and 7b form a high pressure angle, the sliding speed at the time of meshing is reduced, and seizure resistance is improved.
  • FIG. 5 is a drawing corresponding to FIG. 4 in which the internal teeth 109 of the ring gear 105 of the modification are viewed from the tooth tip side.
  • the inner teeth 109 are configured such that the outer end 109 d of the inner teeth 109 on the outer side in the rotation axis direction is closer to the ring gear 105 than the inner end 109 e of the inner teeth 109 on the inner side in the rotation axis direction. Is inclined in such a direction as to be located on the second tooth surface 109b side in the circumferential direction.
  • the contour of each of the internal teeth 109 viewed from the tip side is a parallelogram.
  • the inner end portion 109e in the tooth width direction orthogonal to the tooth thickness direction of the inner tooth 109 has a triangular shape (hatched portion in FIG. 5) viewed from the tooth tip side. That is, when attention is paid to the inner end portion 109e of the inner tooth 109, the second tooth surface 109b tends to be shorter in width than the first tooth surface 109a, and the tooth thickness tends to become thinner toward the end portion.
  • the outer end 9d of the inner teeth 109 becomes the first due to the rib effect of the portion of the inner teeth 109 on the second tooth surface 109b side.
  • Deformation of the two tooth surfaces 9b can be suppressed, and the rims 13 and 14 can be prevented from being deformed by mutual interference between the pair of ring gears by being positioned at the center of the ring gear 105 in the rotation axis direction.
  • the first tooth surface 109a that contacts the external tooth 7 of the planetary gear 4 is shorter than the second tooth surface 109b on the opposite side, so that the internal teeth are not easily deformed by falling. can do. Since other configurations are the same as those of the above-described embodiment, description thereof is omitted.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the configuration can be changed, added, or deleted. A part of the configuration in the embodiment can be arbitrarily extracted separately from the other configurations in the embodiment.

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Abstract

遊星歯車装置は、外歯を有するサンギヤと、外歯を有して前記サンギヤに噛み合う複数のプラネタリギヤと、内歯を有して前記プラネタリギヤに噛み合うリングギヤと、を備える。前記リングギヤは、前記リングギヤの回転軸線方向に対して傾斜する方向に前記内歯の各々が延びてなる少なくとも１つのヘリカルギヤで構成される。前記リングギヤの前記内歯の各々は、前記プラネタリギヤの前記外歯に当接する第１歯面と、前記第１歯面の反対側の第２歯面とを有し、前記第２歯面の圧力角は、前記第１歯面の圧力角よりも大きい。

Description

遊星歯車装置
　本発明は、ヘリカルギヤを有する遊星歯車装置に関する。
　航空機等の動力伝達機構に用いられる遊星歯車装置では、プラネタリギヤとしてダブルヘリカルギヤを使用したものが知られている（特許文献１参照）。ダブルヘリカルギヤを用いれば、同時に噛み合う歯数が増えることでトルク変動が低減されると共に、一対のヘリカルギヤが回転軸線方向に対称に並設されることでスラスト力が相殺される。
国際公開第２０１１／１２９１１０号公報
　ところで、航空機等のように遊星歯車装置の単位質量又は単位容積当たりの伝達トルクを高くする要求が強い場合には、単純にギヤサイズを変えずに伝達トルクを上げる方法、各ギヤ直径を小型化する方法、プラネタリギヤに噛み合うリングギヤのリムを薄肉化する方法などが考えられる。特に、リムの薄肉化は、剛性を下げることで各プラネタリギヤ間の荷重等配を図る効果もある。どの方法も、リム厚に対する伝達荷重の比率が大きくなる方向となり、リムに発生する応力が大きくなる。
　一方、リングギヤの内歯の各々は、リングギヤの回転軸線方向に対して傾斜する方向に歯すじが延びるため、内歯の歯先側から見た輪郭は平行四辺形となる。そのため、内歯の歯厚方向に直交する歯幅方向の一端部においては、プラネタリギヤの外歯に当接する第１歯面及びその反対側の第２歯面の各面の歯幅方向の端部位置が互いにずれている。よって、内歯の歯幅方向の一端部では、第１歯面の幅が第２歯面の幅よりも長くなり、歯厚が端部に向かうほど薄くなり剛性が下がる構造となる。そうすると、プラネタリギヤの外歯が噛み合ってリングギヤの内歯に押圧力が作用する際に、内歯の一端部では、第１歯面に作用した押圧力により第２歯面側に内歯が倒れる局所的な変形が発生しやすくなる。よって、局所的な応力を考慮すると、単純な高トルク化、ギア直径の小型化、リングギヤのリムの薄肉化にも限界がある。このことは、航空機等のように伝達トルクが大きく且つ軽量化のために極限まで剛性を下げた薄肉構造が採用される用途において、特に考慮する必要がある。
　そこで本発明は、ヘリカルギヤを有し、局所的な応力の抑制を可能とする遊星歯車装置を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る遊星歯車装置は、外歯を有するサンギヤと、外歯を有して前記サンギヤに噛み合う複数のプラネタリギヤと、内歯を有して前記プラネタリギヤに噛み合うリングギヤと、を備え、前記リングギヤは、前記リングギヤの回転軸線方向に対して傾斜する方向に前記内歯の各々が延びてなる少なくとも１つのヘリカルギヤで構成され、前記リングギヤの前記内歯の各々は、前記プラネタリギヤの前記外歯に当接する第１歯面と、前記第１歯面の反対側の第２歯面とを有し、前記第２歯面の圧力角は、前記第１歯面の圧力角よりも大きい。
　前記構成によれば、リングギヤはヘリカルギヤで構成されるため、第１歯面及び第２歯面の各面の歯幅方向の端部位置が互いにずれて、歯厚が端部に向かって薄くなる傾向にあるものの、第２歯面の圧力角は第１歯面の圧力角よりも大きく設定されている。そのため、プラネタリギヤの外歯がリングギヤの内歯の第１歯面を押圧したときに、内歯の第２歯面側の部分が荷重による変形を抑えるリブ効果を十分に得られ、内歯の歯幅方向の一端部において内歯が第２歯面側に倒れる変形を防止できる。よって、リングギヤに発生する局所的な応力を抑制することができる。
　前記リングギヤは、ダブルヘリカルギヤであり、前記少なくとも１つのヘリカルギヤは、前記回転軸線方向に並設された一対のヘリカルギヤであってもよい。
　前記構成によれば、ダブルヘリカルギヤでは、内歯の倒れる変形が起きやすい歯幅方向の一端部の数が倍になるため、前述した内歯の第２歯面側の部分のリブ効果による変形防止がより効果的となる。
　前記ダブルヘリカルギヤにおいて、前記内歯は、前記内歯の歯幅方向の外端部が前記内歯の歯幅方向の内端部よりも前記リングギヤの周方向の前記第１歯面側に位置する向きに傾斜していてもよい。
　前記構成によれば、内歯の倒れる変形が起きやすい歯幅方向の端部がダブルヘリカルギヤの回転軸線方向の両端部にそれぞれ位置することになる。リングギヤのリムの回転軸線方向の両端部は、自由端であるので回転軸線方向の中央部よりも変形を起こしやすい。そのような構成において、前述したように内歯の第２歯面側の部分のリブ効果が得られるため、変形防止に更に大きく寄与できる。
　前記プラネタリギヤの前記外歯の各々は、前記リングギヤの前記内歯に当接する第１歯面と、前記第１歯面の反対側で前記サンギヤの前記外歯に当接する第２歯面とを有し、前記サンギヤの前記外歯の各々は、第１歯面と、前記第１歯面の反対側で前記プラネタリギヤの前記外歯に当接する第２歯面とを有し、前記プラネタリギヤ及び前記サンギヤの前記第２歯面の圧力角は、それぞれ前記プラネタリギヤ及び前記サンギヤの前記第１歯面の圧力角よりも大きい構成としてもよい。
　前記構成によれば、リングギヤの内歯よりも噛み合い機会の多いサンギヤの外歯が、圧力角の大きい第２歯面でプラネタリギヤの外歯と当接するため、第２歯面の面圧低減による歯面疲労抑制の効果と、噛み合い時のすべり速度低減による耐焼き付き性向上の効果とを好適に発揮することができる。
　本発明によれば、ヘリカルギヤを有し、局所的な応力の抑制を可能とする遊星歯車装置を提供することができる。
実施形態に係る遊星歯車装置の回転軸線方向から見た断面図である。 図１の遊星歯車装置のリングギヤの斜視図である。 図１の遊星歯車装置の要部の模式的な断面図である。 図２のリングギヤの内歯を歯先側から見た図面である。 変形例のリングギヤの内歯を歯先側から見た図４相当の図面である。
　以下、図面を参照して実施形態を説明する。
　図１は、実施形態に係る遊星歯車装置１の回転軸線Ｘ方向から見た断面図である。本実施形態の遊星歯車装置１は、例えば、航空機エンジン等の動力伝達機構（減速機構）に用いられる。図１に示すように、遊星歯車装置１は、入力軸２の外周に嵌合固定されるサンギヤ３と、サンギヤ３に噛み合う複数（例えば、５つ）のプラネタリギヤ４と、プラネタリギヤ４に噛み合うリングギヤ５とを備える。サンギヤ３は、外歯６を有する。複数のプラネタリギヤ４は、サンギヤ３の周方向に等間隔に配置されている。各プラネタリギヤ４は、外歯７を有し、プラネタリ軸８の外周に軸受（図示せず）を介して回転自在に支持されている。各プラネタリ軸８の端部は、プラネタリキャリア（図示せず）に取り付けられ、それにより各プラネタリギヤ４間の相対位置が決められている。リングギヤ５は、内歯９を有する。なお、リングギヤ５を回転不能に固定してプラネタリキャリアから動力を出力してもよいし、プラネタリキャリアを回転不能に固定してリングギヤ５から動力を出力してもよいし、リングギヤ５とプラネタリキャリアとの両方から動力を出力してもよい。また、入力軸から動力が入力される対象は、サンギヤ３に限らず、プラネタリキャリア又はリングギヤ５であってもよい。
　図２は、図１の遊星歯車装置１のリングギヤ５の斜視図である。図２に示すように、リングギヤ５は、その回転軸線Ｘ方向に並設された一対のヘリカルギヤ１１，１２からなるダブルヘリカルギヤである。但し、ダブルヘリカルギヤに限定されず、リングギヤ５としてシングルヘリカルギヤを用いてもよい。ヘリカルギヤ１１，１２は、リム１３，１４と、内歯９とを有する。リム１３，１４は、円筒状である。内歯９は、それぞれリム１３，１４の内周面から径方向内方に多数突出している。内歯９は、リングギヤ５の回転軸線Ｘ方向に対して傾斜する方向に延びている。
　ヘリカルギヤ１１，１２は、フランジ１５，１６を更に有する。但し、フランジ１５，１６は省略されてもよく、例えば、リングギヤ５を構成する一対のヘリカルギヤ１１，１２を一体構造としてもよい。フランジ１５，１６は、リム１３，１４の互いに対向する端部の外周から径方向外方に突出している。一対のヘリカルギヤ１１，１２は、一対のフランジ１５，１６が互いに締結部材（例えば、ボルト）によって固定されることでダブルヘリカルギヤを形成する。ヘリカルギヤ１１の内歯９とヘリカルギヤ１２の内歯９とは、互いに逆方向に傾斜している。リム１３，１４の互いに対向する端部の内周面には、回転軸線Ｘ方向に並んだ内歯９の間において回転軸線Ｘ周りに環状溝１７が形成されている。なお、プラネタリギヤ４は、リングギヤ５に対応したダブルヘリカルギヤであり、サンギヤ３も、プラネタリギヤ４に対応したダブルヘリカルギヤである。同様にリングギヤ５がシングルヘリカルギヤの場合、プラネタリギヤ４及びサンギヤ３は、シングルヘリカルとなる。
　図３は、図１の遊星歯車装置１の要部の模式的な断面図である。なお、図３では、説明の便宜のために、多数の歯のうち一部の歯のみを図示して且つ歯を実際よりも拡大して図示している。図３に示すように、リングギヤ５の内歯９の各々は、リングギヤ５の周方向一方側の第１歯面９ａと、リングギヤ５の周方向他方側（第１歯面９ａの反対側）の第２歯面９ｂと、リングギヤ５の径方向内側において第１歯面９ａと第２歯面９ｂとを接続する歯先面９ｃとを有する。第１歯面９ａは、リングギヤ５がプラネタリギヤ４と噛み合う際にプラネタリギヤ４の外歯７に当接する。第１歯面９ａは、回転軸線Ｘ方向から見て凹面である。第１歯面９ａが外歯７により押圧されてトルク伝達している通常使用状態では、第２歯面９ｂは、何れのギヤとも当接しない。第２歯面９ｂは、回転軸線Ｘ方向から見て凸面であるが凹面でもよい。第２歯面９ｂの圧力角は、第１歯面９ａの圧力角よりも大きい。即ち、歯先面９ｃは、内歯９において第１歯面９ａ側に偏って位置している。
　プラネタリギヤ４の外歯７の各々は、リングギヤ５の内歯９に当接する第１歯面７ａと、プラネタリギヤ４の周方向他方側（第１歯面７ａの反対側）の第２歯面７ｂと、プラネタリギヤ４の径方向外側において第１歯面７ａと第２歯面７ｂとを接続する歯先面７ｃとを有する。第１歯面７ａは、プラネタリギヤ４がリングギヤ５と噛み合う際にリングギヤ５の内歯９の第１歯面９ａに当接する。第２歯面７ｂは、プラネタリギヤ４がサンギヤ３と噛み合う際にサンギヤ３の外歯６に当接する。第１歯面７ａ及び第２歯面７ｂは、回転軸線Ｘ方向から見て凸面である。第２歯面７ｂの圧力角は、第１歯面７ａの圧力角よりも大きい。即ち、歯先面７ｃは、外歯７において第１歯面７ａ側に偏って位置している。
　サンギヤ３の外歯６の各々は、サンギヤ３の周方向一方側の第１歯面６ａと、サンギヤ３の周方向他方側（第１歯面６ａの反対側）の第２歯面６ｂと、サンギヤ３の径方向外側において第１歯面６ａと第２歯面６ｂとを接続する歯先面６ｃとを有する。第２歯面６ｂは、サンギヤ３がプラネタリギヤ４と噛み合う際にプラネタリギヤ４の外歯７の第２歯面７ｂに当接する。第２歯面６ｂが外歯７により押圧されてトルク伝達している通常使用状態では、第１歯面６ａは、何れのギヤとも当接しない。第１歯面６ａ及び第２歯面６ｂは、回転軸線Ｘ方向から見て凸面である。第１歯面６ａの圧力角は、第２歯面６ｂの圧力角よりも小さい。即ち、歯先面６ｃは、外歯６において第１歯面６ａ側に偏って位置している。
　図４は、図２のリングギヤ５の内歯９を歯先側から見た図面である。図４に示すように、リングギヤ５の内歯９の各々は、リングギヤ５の回転軸線方向に対して傾斜する方向に延びている。具体的には、リングギヤ５において、内歯９は、内歯９の回転軸線方向外側の外端部９ｄが内歯９の回転軸線方向内側の内端部９ｅよりもリングギヤ５の周方向の第１歯面９ａ側に位置するような向きに傾斜している。内歯９の各々の歯先側から見た輪郭は、平行四辺形となる。即ち、内歯９の歯厚方向に直交する外端部９ｄにおいては、第１歯面９ａ及び第２歯面９ｂの各面の歯幅方向の端部位置が互いにずれていることで、内歯９の外端部９ｄは、その歯先側から見た輪郭が三角形（図４のハッチング部分）となる。このため、内歯９の外端部９ｄだけに注目すると、第２歯面９ｂが第１歯面９ａよりも幅が短くなり、歯厚が端部に向かって薄くなる傾向にある。
　図３及び４に示すように、本実施形態では、第２歯面９ｂの圧力角が第１歯面９ａの圧力角よりも大きく設定されている。そのため、内歯９を歯先側から見て、第２歯面９ｂの歯厚方向の長さＬ２が、第１歯面９ａの歯厚方向の長さＬ１よりも長い。そうすると、外端部９ｄのうち第２歯面９ｂの領域が比較的大きく形成されることになる。よって、プラネタリギヤ４の外歯７からリングギヤ５の内歯９の第１歯面９ａに押圧力が作用したときに、内歯９の第２歯面９ｂ側の部分が荷重による変形を抑えるリブ効果を十分に得られ、内歯９の歯幅方向の外端部９ｄが第２歯面９ｂ側に倒れる変形が防止される。よって、内歯９からリム１３，１４に伝達される動力により発生する局所的な応力を抑制することができる。その結果、リングギヤ５のリム１３，１４を薄肉化することも可能となる。また、内歯９が倒れることによる内歯９とプラネタリギヤ４との接触箇所の変化も防止でき、内歯９がプラネタリギヤ４から伝達される動力により発生する局所的な応力も抑制することも可能となる。
　また、プラネタリギヤ４の外歯７においても、リングギヤ５と噛み合って第１歯面７ａに押圧力が作用しても、外歯７の第２歯面７ｂ側の部分が荷重による変形を抑えるリブ効果を十分に得られ、外歯７の歯幅方向の外端部が第２歯面７ｂ側に倒れる変形が防止される。また、サンギヤ３の外歯６とプラネタリギヤ４の外歯７とは、第２歯面６ｂ，７ｂ同士が当接する。その際、第２歯面６ｂ，７ｂは高圧力角をなすので、第２歯面６ｂ，７ｂの面圧が低減され、歯面疲労を抑制できる。また、第２歯面６ｂ，７ｂが高圧力角をなすことで、噛み合い時のすべり速度が低減され、耐焼き付き性が向上する。
　図５は、変形例のリングギヤ１０５の内歯１０９を歯先側から見た図４相当の図面である。図５に示すように、本例のリングギヤ１０５において、内歯１０９は、内歯１０９の回転軸線方向外側の外端部１０９ｄが内歯１０９の回転軸線方向内側の内端部１０９ｅよりもリングギヤ１０５の周方向の第２歯面１０９ｂ側に位置するような向きに傾斜している。内歯１０９の各々の歯先側から見た輪郭は、平行四辺形となる。そのため、内歯１０９の歯厚方向に直交する歯幅方向の内端部１０９ｅは、その歯先側から見た輪郭が三角形（図５のハッチング部分）となる。即ち、内歯１０９の内端部１０９ｅに注目すると、第２歯面１０９ｂが第１歯面１０９ａよりも幅が短くなり、歯厚が端部に向かって薄くなる傾向にある。
　図５の構成によれば、内歯１０９の倒れる変形が起きやすい内端部１０９ｅでは、内歯１０９の第２歯面１０９ｂ側の部分のリブ効果により、内歯１０９の外端部９ｄが第２歯面９ｂ側に倒れる変形を抑制でき、かつ、リングギヤ１０５の回転軸線方向の中央部にそれぞれ位置することで、一対のリングギヤの相互干渉によりリム１３，１４の変形を抑制できる。また、内歯１０９の外端部１０９ｄでは、プラネタリギヤ４の外歯７に当接する第１歯面１０９ａがその反対側の第２歯面１０９ｂよりも短くなるので、内歯の倒れる変形を起こり難くすることができる。他の構成は前述した実施形態と同様であるため説明を省略する。
　なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、その構成を変更、追加、又は削除することができる。実施形態中の一部の構成は、その実施形態中の他の構成から分離して任意に抽出可能である。
　１　遊星歯車装置
　３　サンギヤ
　４　プラネタリギヤ
　５，１０５　リングギヤ
　６，７　外歯
　７ａ　第１歯面
　７ｂ　第２歯面
　９，１０９　内歯
　９ａ，１０９ａ　第１歯面
　９ｂ，１０９ｂ　第２歯面
　９ｄ，１０９ｄ　外端部
　９ｅ，１０９ｅ　内端部
　１１，１２　ヘリカルギヤ
 

Claims (4)

  1. 　外歯を有するサンギヤと、
    　外歯を有して前記サンギヤに噛み合う複数のプラネタリギヤと、
    　内歯を有して前記プラネタリギヤに噛み合うリングギヤと、を備え、
    　前記リングギヤは、前記リングギヤの回転軸線方向に対して傾斜する方向に前記内歯の各々が延びてなる少なくとも１つのヘリカルギヤで構成され、
    　前記リングギヤの前記内歯の各々は、前記プラネタリギヤの前記外歯に当接する第１歯面と、前記第１歯面の反対側の第２歯面とを有し、
    　前記第２歯面の圧力角は、前記第１歯面の圧力角よりも大きい、遊星歯車装置。
  2. 　前記リングギヤは、ダブルヘリカルギヤであり、前記少なくとも１つのヘリカルギヤは、前記回転軸線方向に並設された一対のヘリカルギヤである、請求項１に記載の遊星歯車装置。
  3. 　前記ダブルヘリカルギヤにおいて、前記内歯は、前記内歯の歯幅方向の外端部が前記内歯の歯幅方向の内端部よりも前記リングギヤの周方向の前記第１歯面側に位置する向きに傾斜している、請求項２に記載の遊星歯車装置。
  4. 　前記プラネタリギヤの前記外歯の各々は、前記リングギヤの前記内歯に当接する第１歯面と、前記第１歯面の反対側で前記サンギヤの前記外歯に当接する第２歯面とを有し、
    　前記サンギヤの前記外歯の各々は、第１歯面と、前記第１歯面の反対側で前記プラネタリギヤの前記外歯に当接する第２歯面とを有し、
    　前記プラネタリギヤ及び前記サンギヤの前記第２歯面の圧力角は、それぞれ前記プラネタリギヤ及び前記サンギヤの前記第１歯面の圧力角よりも大きい、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の遊星歯車装置。
     
     
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