(57)【要約】【課題】出力効率が高い遊星歯車装置を提供する。【解決手段】遊星歯車装置１００は遊星キャップ１２ｂを備える。遊星キャップ１２ｂは、遊星歯車１２ａが自転可能なように遊星歯車１２ａを支持すると共に、当該遊星歯車１２ａが公転すると当該遊星歯車１２ａに連れられて公転するものである。遊星キャップ１２ｂには、遊星歯車１２ａの自転の回転軸の軸線に平行なＡ１方向に向けて突起している連結棒１２ｂ４が形成され、遊星キャリアである誘導盤１４には、連結棒１２ｂ４を挿入する挿入穴１４ｅが形成される。内歯車１０の歯と遊星歯車１２ａの歯とが噛み合っている位置である第１噛合部αと連結棒１２ｂ４とが、Ａ１方向に重なって配置されるように、連結棒１２ｂ４および挿入穴１４ｅの位置が定められる。【選択図】図１
2014084961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯車と、前記内歯車の内側に配置される太陽歯車と、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合って前記太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に応じて自転する遊星キャリアとを備えた遊星歯車装置において、
前記遊星歯車が自転可能なように前記遊星歯車を支持すると共に、当該遊星歯車が公転すると当該遊星歯車に連れられて公転する遊星歯車支持部と、
前記遊星歯車支持部に形成されており、前記遊星歯車の自転の回転軸の軸線に平行な方向に向けて突起している回転力伝達部と、
前記遊星キャリアに形成されており、前記回転力伝達部を挿入する挿入穴とを備え、
前記遊星歯車支持部が公転すると、前記遊星キャリアは、前記回転力伝達部から前記公転の回転方向の力が伝達され、この力によって自転するようになっており、
前記遊星歯車の公転によって描かれる前記軸線の円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記内歯車の歯と前記遊星歯車の歯とが噛み合っている位置である噛合位置と前記回転力伝達部とが、前記軸線に平行な方向に重なって配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽歯車と、内歯車と、これら歯車に噛み合う遊星歯車とを備える遊星歯車装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、減速機構として遊星歯車装置が知られている。従来の遊星歯車装置を以下簡単に説明する。
【０００３】
遊星歯車装置は、例えば下記の特許文献１に示されるように、リング状の内歯車（リングギア）と、内歯車の中心に配置されている太陽歯車（サンギア）と、内歯車と太陽歯車との間に配置され且つこれら歯車に噛み合っている複数の遊星歯車（ピニオンギア）とを備えている。遊星歯車の中心位置には軸受が取り付けられ、軸受にピニオンシャフトが嵌められ、ピニオンシャフトはキャリア（誘導盤）に固定されている。
【０００４】
以上のような遊星歯車装置において、内歯車を固定させるタイプでは、太陽歯車が自転すると、遊星歯車が自転しながら太陽歯車の周りを公転する。遊星歯車の公転による力がピニオンシャフトを介してキャリアに伝達され、これによりキャリアが自転するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８８９９３号公報（図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のような遊星歯車装置において、出力効率を高めるために、従来から、技術者の間で様々な試みがなされている。
【０００７】
本発明は、以上にて示した課題に鑑みてなされたものであり、出力効率が高い遊星歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、内歯車と、前記内歯車の内側に配置される太陽歯車と、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合って前記太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に応じて自転する遊星キャリアとを備えた遊星歯車装置において、前記遊星歯車が自転可能なように前記遊星歯車を支持すると共に、当該遊星歯車が公転すると当該遊星歯車に連れられて公転する遊星歯車支持部と、前記遊星歯車支持部に形成されており、前記遊星歯車の自転の回転軸の軸線に平行な方向に向けて突起している回転力伝達部と、前記遊星キャリアに形成されており、前記回転力伝達部を挿入する挿入穴とを備え、前記遊星歯車支持部が公転すると、前記遊星キャリアは、前記回転力伝達部から前記公転の回転方向の力が伝達され、この力によって自転するようになっており、前記遊星歯車の公転によって描かれる前記軸線の円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることを特徴とする。
【０００９】
本発明の構成によれば、太陽歯車と遊星歯車とが噛み合う位置を力点とし、遊星歯車と内歯車とが噛み合う位置を支点とし、前記公転の回転方向の力が前記遊星キャリアに伝達される位置を作用点とすると、前記回転力伝達部と前記挿入穴との当接位置が作用点となる。そして、本発明の構成によれば、前記円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されていることから、遊星歯車の中心に取り付けられるピニオンシャフト（作用点）から遊星キャリアに力を伝達していた従来技術よりも、支点と作用点とを近づけていることになる。それゆえ、同じ入力（力点に与える力）に対して得られる出力（作用点に作用する力）を大きくすることができ、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。
【００１０】
また、本発明の遊星歯車装置は、前記内歯車の歯と前記遊星歯車の歯とが噛み合っている位置である噛合位置と前記回転力伝達部とが、前記軸線に平行な方向に重なって配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、前記支点と前記作用点との距離をより短縮でき、より出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る遊星歯車装置を模式的に示した断面図である。
【図２】図１の遊星歯車装置が備える太陽歯車、遊星歯車、内歯車の位置関係を説明するための断面図である。
【図３】図１の遊星歯車装置が備える太陽歯車を模式的に示す図である。
【図４】図１の遊星歯車装置が備える遊星歯車ユニットと、遊星歯車ユニットに含まれる遊星歯車とを模式的に示す斜視図である。
【図５】図４の遊星歯車ユニットに含まれる遊星歯車と遊星キャップとを模式的に示す図である。
【図６】図１の遊星歯車装置が備える誘導盤を模式的に示す図である。
【図７】図１の遊星歯車装置が備える補助リングを模式的に示す図である。
【図８】図１の遊星歯車装置が備える誘導盤と遊星キャップとの位置関係を示す説明図である。
【図９】変形例に係る遊星歯車装置を模式的に示す断面図である。
【図１０】図９の遊星歯車装置が備える遊星歯車と遊星キャップとを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態の遊星歯車装置１００の断面を模式的に示した図であり、図２は、図１の遊星歯車装置１００のうち、内歯車１０、太陽歯車１１、遊星歯車１２ａの断面を模式的に示した図である。
【００１５】
また、本願明細書に添付する各図面において、Ａ１方向は、遊星歯車１２ａの自転の回転軸の軸線に平行な一方向を指し、Ａ２方向は、遊星歯車１２ａの自転の回転軸の軸線に平行な一方向であってＡ１方向と逆方向を指している。また、本明細書においては、便宜上、Ａ１方向側を正面側とし、Ａ２方向側を裏面側としている。
【００１６】
なお、図１は、Ａ１方向に向いている直線と平行な平面によって遊星歯車装置１００を切断した場合の断面図であり、図２は、Ａ１方向に向いている直線と垂直な平面によって遊星歯車装置１００の各歯車を切断した場合の断面図である。
【００１７】
図１および図２に示すように、遊星歯車装置１００は、内歯車１０と、太陽歯車１１と、遊星歯車ユニット（遊星カプセル）１２と、誘導盤（遊星キャリア）１４と、補助リング１３とを備えている。また、本実施形態の遊星歯車装置１００において、遊星歯車ユニット１２は、一つの遊星歯車１２ａと一つの遊星キャップ（遊星歯車支持部）１２ｂとからなるユニットである。
【００１８】
以上にて示した太陽歯車１１、遊星歯車１２ａ、誘導盤１４、補助リング１３は、いずれもＡ１方向に平行な回転軸により自転するようになっている。
【００１９】
そして、本実施形態の遊星歯車装置１００は、内歯車１０が固定（回転しない）されており、太陽歯車１１のシャフト部１１ｂを入力軸とし、誘導盤１４のシャフト１４ａを出力軸とするタイプの遊星歯車機構である。
【００２０】
つぎに、遊星歯車装置１００の各構成要素を順に説明する。図２に示すように、内歯車１０は、内周側に歯（内歯）が形成されているリング状の歯車である。上述したように、本実施形態の遊星歯車装置１００においては、内歯車１０は、自転せずに固定されている。
【００２１】
つぎに、太陽歯車１１を説明する。図３（ａ）は、図１の断面図と同じ切断面で切断した場合の太陽歯車１１の断面図であり、図３（ｂ）は、太陽歯車１１の正面図である。
【００２２】
図３に示す太陽歯車１１は、内歯車１０の内側に配置されている（図２を参照）。具体的には、太陽歯車１１の回転軸の軸線が内歯車１０の内周円の中心を通過するように、太陽歯車１１の位置が定められている。
【００２３】
また、図３に示すように、太陽歯車１１は、厚みのある円板状（または円柱状）の部材であり外周に歯（外歯）が形成されている歯車部１１ａと、Ａ１方向に平行な回転軸を有しているシャフト部１１ｂとを有している。
【００２４】
シャフト部１１ｂは、図１に示すように転がり軸受によって支持されており、不図示の駆動装置（モータ等）に接続されることで遊星歯車装置１００の入力軸として機能するものである。
【００２５】
また、シャフト部１１ｂと歯車部１１ａとは合わせて一体である。つまり、駆動装置によってシャフト部１１ｂを自転させると、太陽歯車１１全体（歯車部１１ａとシャフト部１１ｂ）が自転するようになっている。
【００２６】
つぎに、図１に示す遊星歯車ユニット１２を説明する。図４（ａ）は、遊星歯車ユニット１２の外観を示す斜視図である。図４（ｂ）は、遊星歯車ユニット１２に含まれる遊星歯車１２ａの外観を示す斜視図である。図５（ａ）は、遊星歯車ユニット１２に含まれる遊星歯車１２ａを示した図であり、図１の断面図と同じ切断面で切断した場合の断面図である。図５（ｂ）は、遊星歯車１２ａの正面図である。図５（ｃ）は、遊星歯車ユニット１２に含まれる遊星キャップ１２ｂの側面図である。図５（ｄ）は、遊星キャップ１２ｂの正面図である。
【００２７】
遊星歯車装置１００は４つの遊星歯車ユニット１２を備えており、遊星歯車ユニット１２は、図１および図４（ａ）に示すように、遊星歯車１２ａと、遊星歯車１２ａを覆う遊星キャップ１２ｂとからなる。したがって、遊星歯車装置１００は、４つの遊星歯車１２ａを備えており（図２参照）、また、４つの遊星キャップ１２ｂを備えているのである。
【００２８】
遊星歯車１２ａおよび遊星キャップ１２ｂのうち、まずは、遊星歯車１２ａについて詳細に説明する。
【００２９】
遊星歯車１２ａは、図４（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）に示すように、歯車部１２ａ１と、歯車部１２ａ１よりもＡ１方向側に位置する第１ヘッド部１２ａ２と、歯車部１２ａ１よりもＡ２方向側に位置する第２ヘッド部１２ａ３とを有している。なお、歯車部１２ａ１と第１ヘッド部１２ａ２と第２ヘッド部１２ａ３とは合わせて一体である。すなわち、歯車部１２ａ１にトルクを与えることによって、遊星歯車１２ａ全体（歯車部１２ａ１、第１ヘッド部１２ａ２、および第２ヘッド部１２ａ３）を自転させることができる。
【００３０】
歯車部１２ａ１は、厚みのある円板状（または円柱状）の部材であり、外周に歯（外歯）が形成されている歯車である。第１ヘッド部１２ａ２は、厚みのある円板状（または円柱状）に形成されており、その中心軸が歯車部１２ａ１の自転時の回転軸と一致するように歯車部１２ａ１のＡ１方向側に形成されている。また、図４（ｂ）および図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１ヘッド部１２ａ２の外周は、歯車部１２ａ１の外周とは異なり、歯が形成されておらず、曲面状になっている。
【００３１】
また、第２ヘッド部１２ａ３は、第１ヘッド部１２ａ２と同様の形状且つサイズを有しており、形成位置のみが第１ヘッド部１２ａ２と異なるものである。すなわち、第２ヘッド部１２ａ３は、厚みのある円板状（または円柱状）に形成されており、その中心軸が歯車部１２ａ１の自転時の回転軸と一致するように歯車部１２ａ１のＡ２方向側に形成されている。また、第２ヘッド部１２ａ３の外周は、第１ヘッド部１２ａ２の外周と同様、歯車部１２ａ１の外周とは異なり、歯が形成されておらず、曲面状になっている。
【００３２】
さらに、図５（ａ）（ｂ）に示すように、第１ヘッド部１２ａ２および第２ヘッド部１２ａ３の半径Ａは、歯車部１２ａ１の中心と歯車部１２ａ１の歯の凸部とを結ぶ半径Ｂよりも短いものの、歯車部１２ａ１の中心と歯車部１２ａ１の歯の凹部とを結ぶ半径Ｃよりも長くなるように設計されている。すなわち、図５（ａ）（ｂ）に示すように、歯車部１２ａ１の歯の凹部は、第１ヘッド部１２ａ２および第２ヘッド部１２ａ３の外周面よりも、歯車部１２ａ１の自転の回転軸の軸線の側に位置する。また、第１ヘッド部１２ａ２および第２ヘッド部１２ａ３の外周面は、歯車部１２ａ１の歯の凸部よりも、歯車部１２ａ１の自転の回転軸の軸線の側に位置する。
【００３３】
つぎに、図５（ｃ）（ｄ）に示される遊星キャップ１２ｂを詳細に説明する。遊星キャップ１２ｂは、図１および図４（ａ）に示すように、遊星歯車１２ａを覆うように収容し、且つ、遊星歯車１２ａが自転可能なように遊星歯車１２ａを支持するカバー部材である。
【００３４】
図１、図４（ａ）、図５（ｃ）、図５（ｄ）に示すように、遊星キャップ１２ｂは、Ａ１方向と平行な中心軸を有する中空円筒状の部材であり、その内部に遊星歯車１２ａを収容するようになっている。なお、図５（ｃ）（ｄ）には、便宜上、遊星キャップ１２ｂのみを示しており、遊星歯車１２ａを示していない。
【００３５】
尚、本実施形態の遊星キャップ１２ｂは、図４（ａ）に示されるように、第１キャップ部１２ｂ７と、第１キャップ部１２ｂ７に対向する第２キャップ部１２ｂ８とからなる。そして、図４（ａ）に示すように、第１キャップ部１２ｂ７と第２キャップ部１２ｂ８との間に遊星歯車１２ａを配置した状態で、第１キャップ部１２ｂ７のボルト穴１２ｂ９と第２キャップ部１２ｂ８のボルト穴（不図示）とにボルトを挿入することで、第１キャップ部１２ｂ７と第２キャップ１２ｂ８とを接合する。これにより、図４（ａ）に示されるように、第１キャップ部１２ｂ７と第２キャップ１２ｂ８とが一体化された遊星キャップ１２ｂが形成され、遊星キャップ１２ｂの内部には遊星歯車１２ａが収容されていることになる。
【００３６】
また、図１、図４（ａ）、図５（ｃ）に示すように、遊星キャップ１２ｂの外周面のうち、遊星キャップ１２ｂの内部に収容される遊星歯車１２ａの歯車部１２ａ１と内歯車１０とが噛み合う位置には、歯車部１２ａ１と内歯車１０とを噛み合わせるためのスリット１２ｂ０が形成されている。さらに、遊星キャップ１２ｂの外周面のうち、遊星キャップ１２ｂの内部の遊星歯車１２ａの歯車部１２ａ１と太陽歯車１１とが噛み合う位置には、歯車部１２ａ１と太陽歯車１１とを噛み合わせるためのスリット１２ｂ１が形成されている。
【００３７】
また、図５（ｃ）（ｄ）に示されるように、遊星キャップ１２ｂの中空のうち、スリット１２ｂ０・１２ｂ１の形成位置よりもＡ１方向側は第１支持部１２ｂ２になっており、スリット１２ｂ０・１２ｂ１の形成位置よりもＡ２方向側は第２支持部１２ｂ３になっている。
【００３８】
第１支持部１２ｂ２は、遊星歯車１２ａの第１ヘッド部１２ａ２を自転可能に支持する滑り軸受として機能するものであり、第２支持部１２ｂ３は、遊星歯車１２ａの第２ヘッド部１２ａ３を自転可能に支持する滑り軸受として機能するものである。
【００３９】
そして、第１ヘッド部１２ａ２が第１支持部１２ｂ２に嵌められると共に第２ヘッド部１２ａ３が第２支持部１２ｂ３に嵌められることによって遊星歯車１２ａが遊星キャップ１２ｂに収容されると、スリット１２ｂ０・１２ｂ１から遊星歯車１２ａの歯が露出する（図４（ａ）を参照）。これにより、スリット１２ｂ０を介して遊星歯車１２ａと内歯車１０とを噛み合わせ、スリット１２ｂ１を介して遊星歯車１２ａと太陽歯車１１とを噛み合わせることができる。
【００４０】
さらに、遊星歯車１２ａは、滑り軸受として機能する第１支持部１２ｂ２・第２支持部１２ｂ３に支持されていることから、太陽歯車１１からトルクが伝達されると、遊星キャップ１２ｂに対して摺動するように自転できるようになっている。
【００４１】
また、図１、図４（ａ）、図５（ｃ）（ｄ）に示すように、遊星キャップ１２ｂの外壁面には連結棒１２ｂ４・１２ｂ５が形成されている。
【００４２】
連結棒（回転力伝達部）１２ｂ４は、遊星キャップ１２ｂの正面においてＡ１方向に突出するように形成されており、Ａ１方向と平行な中心軸を有する円柱部材である。
【００４３】
また、内歯車１０の歯と遊星歯車１２ａの歯とが噛み合う部分を第１噛合部α（図５（ｂ）参照）とすると、図５（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、第１噛合部（噛合位置）αと連結棒１２ｂ４とがＡ１方向に平行な一直線上に並ぶように、連結棒１２ｂ４の位置決めが行われる。つまり、第１噛合部αと連結棒１２ｂ４とはＡ１方向に重なるように配置されていることになる。なお、図５（ｂ）の符号αに示される凹部分と凸部分とが第１噛合部αである。つまり、図５（ｂ）において、符号αの凸部は遊星歯車１２ａの歯である一方、図５（ｂ）の符号αの凹部は内歯車１０の歯が挿入される位置である。
【００４４】
なお、連結棒１２ｂ４は、遊星キャップ１２ｂと一体の関係にある（つまり、連結棒１２ｂ４は遊星キャップ１２ｂに固定されている）。
【００４５】
連結棒１２ｂ５は、遊星キャップ１２ｂの裏面においてＡ２方向に突出するように形成されており、Ａ２方向（Ａ１方向）と平行な中心軸を有する円柱部である。
【００４６】
また、連結棒１２ｂ５の中心軸の軸線が連結棒１２ｂ４の中心軸の軸線と一致するように、連結棒１２ｂ５の形成位置が定められている。つまり、図５（ｂ）〜（ｄ）に示されるように、第１噛合部αと連結棒１２ｂ４と連結棒１２ｂ５とがＡ１方向に平行な一直線上に並ぶようになっている。つまり、第１噛合部αと連結棒１２ｂ４と連結棒１２ｂ５とはＡ１方向に重なるように配置されることになる。
【００４７】
なお、連結棒１２ｂ５は、遊星キャップ１２ｂと一体の関係にある（つまり、連結棒１２ｂ５は遊星キャップ１２ｂに固定されている）。
【００４８】
つぎに、図６、図７を参照して、誘導盤１４および補助リング１３を説明する。図６（ａ）は、誘導盤１４の正面図であり、図６（ｂ）は、誘導盤１４の側面図である。また、図７（ａ）は、補助リング１３の正面図であり、図７（ｂ）は、補助リング１３の側面図である。なお、図１の断面図においても、誘導盤１４および補助リング１３が示されている。また、図６（ｂ）においては、図６（ａ）の接合部１４ｂ、雌ネジ穴１４ｃ、挿入穴１４ｅを示す破線を描いているが、説明の便宜上。図１のスペース部分Ｇを示す破線は描いていない。
【００４９】
図６に示すように、誘導盤１４は、円板状の遊星キャリアであって、その直径が少なくとも内歯車１０の内径よりも長くなるように設計されている。誘導盤１４には、Ａ１方向側の面（正面）の中心（誘導盤１４の回転中心）からＡ１方向に突出しているシャフト１４ａが形成されている。
【００５０】
シャフト１４ａは誘導盤１４と一体の関係である（つまり、シャフト１４ａは誘導盤１４に固定されている）。また、シャフト１４ａは、図１に示されるように、転がり軸受に支持されており、遊星歯車装置１００の出力軸として機能するものである。
【００５１】
また、誘導盤１４には、Ａ２方向側の面（裏面）において、Ａ２方向に突起する四つの接合部１４ｂが形成されている。また、各接合部１４ｂのＡ２方向側の面には、Ａ２方向を軸方向とする雌ネジ穴１４ｃが２つ形成されている。つまり、誘導盤１４には、合計８つの雌ネジ穴１４ｃが形成されていることになる。
【００５２】
補助リング１３は、図７に示すようにリング状の部材であり、誘導盤１４と同一の直径を有するように設計されている。補助リング１３には、誘導盤１４の雌ネジ穴１４ｃに対向する位置に、補助リング１３の表面から裏面を貫通する雌ネジ穴１３ｃが形成されている。つまり、補助リング１３には、合計８つの雌ネジ穴１３ｃが形成されていることになる。
【００５３】
そして、雌ネジ穴１３ｃと当該雌ネジ穴１３ｃに対向する雌ネジ穴１４ｃとに対して同じ雄ネジを挿入することにより、誘導盤１４の接合部１４ｂに対して補助リング１３を接合する（すなわちネジ止めを行う）。これにより、図１に示すように、誘導盤１４と補助リング１３とを互いに間隔を空けて配置させることができ、誘導盤１４と補助リング１３との間に、太陽歯車１１、遊星歯車ユニット１２を配置させることができる。
【００５４】
また、補助リング１３の中心が誘導盤１４のシャフト１４ａの軸線上に位置するように、誘導盤１４と補助リング１３とが配置されている。
【００５５】
つぎに、誘導盤１４に形成されている挿入穴１４ｅと、補助リング１３に形成されている挿入穴１３ｅとについて説明する。
【００５６】
図６（ａ）（ｂ）に示すように、誘導盤１４には、正面側から裏面側に貫通する挿入穴１４ｅが４つ形成されている。挿入穴１４ｅは、Ａ１方向に垂直な平面で切断した場合の断面が円形になっており、図５（ｃ）に示される連結棒１２ｂ４を自転可能に支持する軸受として機能するものである。
【００５７】
４つの挿入穴１４ｅは、図６（ａ）（ｂ）に示すように、誘導盤１４の外周近傍に形成されている。具体的には、各挿入穴１４ｅは、連結棒１２ｂ４を挿入した際に連結棒１２ｂ４と第１噛合部α（図５（ｂ）（ｃ）参照）とがＡ１方向に平行な一直線上に並ぶように位置決めが行われる。
【００５８】
さらに、４つの挿入穴１４ｅを第１の挿入穴１４ｅ〜第４の挿入穴１４ｅと称する場合、以下のようにして、第１の挿入穴１４ｅ〜第４の挿入穴１４ｅの配置が定められる。誘導盤１４の外周円の中心を対称中心とした場合、第１の挿入穴１４ｅと第２の挿入穴１４ｅとが点対称となり、第３の挿入穴１４ｅと第４の挿入穴１４ｅとが点対称となり、第１の挿入穴１４ｅおよび第２の挿入穴１４ｅを結ぶラインと、第３の挿入穴１４ｅおよび第４の挿入穴１４ｅを結ぶラインとが直交するように、第１の挿入穴１４ｅ〜第４の挿入穴１４ｅの位置決めが行われる。
【００５９】
また、図７（ａ）（ｂ）に示すように、補助リング１３には、誘導盤１４の各挿入穴１４ｅに対向する位置に、補助リング１３の表面から裏面を貫通する挿入穴１３ｅが形成されている。つまり、補助リング１３には４つの挿入穴１３ｅが形成されているのである。
【００６０】
挿入穴１３ｅは、Ａ１方向に垂直な平面で切断した場合の断面が円形であり、図５（ｃ）に示される連結棒１２ｂ５を自転可能に支持する軸受として機能するものである。
【００６１】
そして、遊星歯車ユニット１２の連結棒１２ｂ４を挿入穴１４ｅに挿入し、且つ、当該遊星歯車ユニット１２の連結棒１２ｂ５を、挿入穴１４ｅに対向する位置の挿入穴１３ｅに挿入することで、図１に示すように、誘導盤１４および補助リング１３の間に遊星歯車ユニット１２を配置しつつ、誘導盤１４および補助リング１３に遊星歯車ユニット１２を連結させることができるのである。また、遊星歯車ユニット１２の連結棒１２ｂ４と、この連結棒１２ｂ４を挿入する挿入穴１４ｅと、この遊星歯車ユニット１２の連結棒１２ｂ５と、この連結棒１２ｂ５を挿入する挿入穴１３ｅとは、Ａ１方向に並んで配置されている（Ａ１方向に重なるように配置されている）。
【００６２】
つぎに、遊星歯車装置１００の各構成要素の関係を説明する。図１および図２に示すように、内歯車１０の中心に太陽歯車１１が配置されており、内歯車１０と太陽歯車１１との間には４つの遊星歯車１２ａが配置されている。
【００６３】
遊星歯車１２ａは、図１、図４（ａ）、図５（ｃ）（ｄ）を用いて説明したように、遊星キャップ１２ｂに収容されている。遊星歯車１２ａは、遊星キャップ１２ｂの内部において自転可能なように遊星キャップ１２ｂに支持されている。また、図１、図５（ｃ）に示すように、遊星キャップ１２ｂのスリット１２ｂ０を介して、内歯車１０と遊星歯車１２ａとが噛み合っており、遊星キャップ１２ｂのスリット１２ｂ１を介して、太陽歯車１１と遊星歯車１２ａとが噛み合っている。
【００６４】
さらに、遊星キャップ１２ｂの連結棒１２ｂ４は、誘導盤１４の挿入穴１４ｅに挿入され、遊星キャップ１２ｂの連結棒１２ｂ５は、補助リング１３の挿入穴１３ｅに挿入されている。ここで、挿入穴１４ｅは、連結棒１２ｂ４を自転可能に支持する軸受であり、挿入穴１３ｅは、連結棒１２ｂ５を自転可能に支持する軸受である。つまり、連結棒１２ｂ４は挿入穴１４ｅに対して摺動するように自転可能であり、連結棒１２ｂ５は挿入穴１３ｅに対して摺動するように自転可能になっている。
【００６５】
このようにして、遊星歯車１２ａと遊星キャップ１２ｂとからなる遊星歯車ユニット１２が誘導盤１４および補助リング１３に取り付けられることになる。具体的には、一つの誘導盤１４に対して４つの遊星歯車ユニット１２が取り付けられることになる。
【００６６】
以上にて示した遊星歯車装置１００において、太陽歯車１１のシャフト部１１ｂに接続されている駆動装置がトルクを発生することで太陽歯車１１が自転すると、内歯車１０は固定され、遊星歯車１２ａは、自転しながら、太陽歯車１１の周りを公転するようになっている。
【００６７】
そして、遊星歯車１２ａを収容する遊星キャップ１２ｂは、遊星歯車１２ａのヘッド部１２ａ２・１２ａ３と当接することで遊星歯車１２ａの公転の回転方向の力が与えられ、この力により遊星歯車１２ａに連れられて公転するようになっている。
【００６８】
さらに、遊星キャップ１２ｂの連結棒１２ｂ４は、誘導盤１４の挿入穴１４ｅに摺動可能に挿入され、遊星キャップ１２ｂの連結棒１２ｂ５は、補助リング１３の挿入穴１３ｅに摺動可能に挿入されている。それゆえ、誘導盤１４は、連結棒１２ｂ４との当接部分を介して連結棒１２ｂ４から前記公転の回転方向の外力が伝達され、補助リング１３は、連結棒１２ｂ５との当接部分を介して連結棒１２ｂ５から前記公転の回転方向の外力が伝達される。これにより、誘導盤１４および補助リング１３は、Ａ１方向と平行な線を回転軸として自転を行うようになっている（つまり、遊星歯車１２ａおよび遊星キャップ１２ｂの公転に応じて自転するようになっている）。そして、誘導盤１４に形成されているシャフト１４ａは出力軸として回転することになる。
【００６９】
なお、遊星キャップの１２ｂの連結棒１２ｂ５と誘導盤１４の挿入穴１４ｅは、図８の符号２００の矢印方向に公転を行うようになっている。すなわち、図８に示すように、誘導盤１４が自転を１回行う当たり、遊星キャップ１２ｂは、太陽歯車１１の周りを１周公転することになるのである。また、誘導盤１４が自転を１回行う当たりの遊星歯車１２ａの自転数は、各歯車のサイズおよび歯の数等によって異なる。
【００７０】
つぎに、以上にて説明した遊星歯車装置１００の特徴部分を以下説明する。まず、本実施形態では、図２に示すように、太陽歯車１１の歯と遊星歯車１２ａの歯とが噛み合う部分を第２噛合部βとし、前述したように、内歯車１０の歯と遊星歯車１２ａの歯とが噛み合う部分を第１噛合部αとする。
【００７１】
ここで、遊星歯車ユニット１２は、太陽歯車１１から駆動力を受けており、連結棒１２ｂ４によって誘導盤１４に力を伝達し、且つ、内歯車１０と噛み合うことで内歯車１０に支持されていると考えることができる。このように考えると、テコの原理によれば、図２に示される第２噛合部βが力点になり、第１噛合部αが支点になり、連結棒１２ｂ４（図５（ｃ））が作用点になる。そして、第１噛合部α（支点）と連結棒１２ｂ４（作用点）とは、遊星歯車１２ａの回転軸の軸線方向（Ａ１方向）に重なるように配置される（図５（ｂ）（ｃ）を参照）。したがって、本実施形態の構成によれば、従来の構成よりも、支点と作用点とを近づけていることになり、同じ入力（力点に与える外力）に対して得られる出力（作用点に作用する力）を大きくすることができ、出力効率が高い遊星歯車装置を提供できる。
【００７２】
以下、この点をより詳細に説明する。図２の第２噛合部βが力点になり、第１噛合部αが支点になるということについては、本実施形態も従来技術も同様である。しかし、従来技術においては、遊星キャップ１２ｂや連結棒１２ｂ４・１２ｂ５を備えておらず、遊星歯車の中心位置（図２ではγ）に取り付けられているピニオンシャフトが誘導盤に力を伝達する構成であり、ピニオンシャフトが作用点であった。すなわち、図１および図２から明らかであるが、連結棒１２ｂ４を作用点とする本実施形態の構成によれば、ピニオンシャフトを作用点とする従来技術よりも、支点と作用点との距離を短縮でき、同じ入力（力点に与える外力）に対して得られる出力を大きくできるのである。
【００７３】
なお、本実施形態の遊星歯車装置１００は遊星歯車ユニット１２を４つ備えている構成であったが、遊星歯車ユニット１２の数は、４つに限られるものではなく複数であればよい。
【００７４】
また、図８に示すように、遊星歯車１２ａの公転によって描かれる軌道（軌跡）であり且つ遊星歯車１２ａの自転の回転軸の軸線の軌道を円形軌道（円形軌跡）３００とすると、円形軌道３００よりも外側に連結棒１２ｂ４が配置されていれば、作用点と支点との距離を従来技術よりも短縮可能になる。そこで、本実施形態の遊星歯車装置１００は、円形軌道３００よりも外側に連結棒１２ｂ４が配置されるように、連結棒１２ｂ４・１２ｂ５および挿入穴１４ｅ・１３ｅの位置が定められていればよく、連結棒１２ｂ４・１２ｂ５と第１噛合部αと挿入穴１４ｅ・１３ｅとがＡ１方向に平行な一直線上に並ぶ形態（つまりＡ１方向に連結棒１２ｂ４・１２ｂ５と第１噛合部αと挿入穴１４ｅ・１３ｅとが重なっている構成）に限定される必要はない。
【００７５】
なお、以上に示した実施形態の遊星歯車装置１００において、遊星歯車１２を１回公転させるために必要な太陽歯車の自転数は、太陽歯車の直径に対する遊星歯車の直径の比率が高くなるほど増加するが、それにもまして出力が増大するようになっている。
【００７６】
[変形例]
つぎに、本実施形態の変形例を図９および図１０に基づいて説明する。図９は、変形例に係る遊星歯車装置１００´の断面図である。図１０（ａ）は、本変形例の遊星歯車１２ａ´を示した図であり、図９の断面図と同じ切断面で切断した場合の断面図である。図１０（ｂ）は、遊星歯車１２ａ´の正面図である。図１０（ｃ）は、遊星歯車ユニット１２´に含まれる遊星キャップ１２ｂ´の側面図である。図１０（ｄ）は、遊星キャップ１２ｂ´の正面図である。なお、図９および図１０の遊星歯車装置１００´の各部材のうち、図１〜図８の遊星歯車装置１００の部材と同じものについては、図１〜図８の遊星歯車装置１００の部材と同じ部材番号を付している。
【００７７】
本変形例の遊星歯車装置１００´は、遊星歯車ユニット１２´が図１〜図８の遊星歯車ユニット１２と異なっているが、他の部材については図１〜図８の部材と同じである。
【００７８】
本変形例の遊星歯車ユニット１２´は、図９および図１０に示すように、遊星歯車１２ａ´と遊星キャップ１２ｂ´とを備える。
【００７９】
遊星歯車１２ａ´は、歯車部１２ａ１´と、歯車部１２ａ１´よりもＡ１方向側に位置する第１ヘッド部１２ａ２´とを備える。歯車部１２ａ１´は、図５（ａ）の歯車部１２ａ１´と同一形状および同一サイズであり、第１ヘッド部１２ａ２´は、図５（ａ）の第１ヘッド部１２ａ２と同一形状および同一サイズである。つまり、遊星歯車１２ａ´は、正面側にのみヘッド部を備え、裏面側にはヘッド部を備えない点で、正面側および裏面側の各々にヘッド部を備えている遊星歯車１２ａ（図５（ａ））とは異なる。
【００８０】
遊星キャップ１２ｂ´には、図１０（ｃ）に示すように、遊星歯車１２ａ´と内歯車１０とを噛み合わせるためのスリット１２ｂ０´と、遊星歯車１２ａ´と太陽歯車１１とを噛み合わせるためのスリット１２ｂ１´とが形成されている。
【００８１】
また、図１０（ｃ）の遊星キャップ１２ｂ´には、スリット１２ｂ０´よりもＡ１方向側に位置する第１支持部１２ｂ２´が形成されており、第１支持部１２ｂ２´は第１ヘッド部１２ａ２´を支持する滑り軸受として機能するものである。これに対し、遊星キャップ１２ｂ´において、スリット１２ｂ０´よりもＡ２方向側には、ヘッド部を支持する支持部が形成されておらず、遊星歯車１２ａ´の歯車部１２ａ１´を支える壁面１２ｂ６´が形成されている。
【００８２】
すなわち、図１〜図８の形態では遊星歯車１２ａに形成されるヘッド部が２つであるところ（２ヘッド型）、本変形例では、遊星歯車１２ａ´に形成されるヘッド部が１つになっている（１ヘッド型）。このような１ヘッド型の遊星歯車ユニット１２´を取り付ける遊星歯車装置１００´であっても、連結棒１２ｂ４・１２ｂ５、挿入穴１４ｅ・１３ｅが形成されている位置が図１〜図８の遊星歯車装置１００と同様であれば、作用点と支点との距離を従来技術よりも短縮可能になり、同じ入力（力点に与える外力）に対して得られる出力を大きくできるのである。
【００８３】
[補足]
以下では、本実施形態のコンセプトを補足として説明する。テコの原理で、支点上に作用点を設けることができれば、大きな出力を得ることができるが、遊星歯車に遊星ヘッド（第１ヘッド部，第２ヘッド部）を設け、遊星キャップを被せることで、それを可能としたのが本実施形態である。
【００８４】
遊星歯車から生まれる出力は、内歯車と遊星歯車との噛合部と、太陽歯車と遊星歯車との噛合部とを結ぶ直線をテコの棒と仮定した場合のテコの原理によるものである（つまり、遊星歯車の歯と歯とを結ぶ直径をテコの棒と仮定し、遊星歯車をテコの棒の集合体と仮定する）。
【００８５】
そこで、遊星歯車に遊星ヘッドを設け、遊星キャップを被せることで、遊星キャップ上に作用点となる作用軸（連結棒）を自由な位置に設定・設置を可能にする。さらに、作用軸を誘導盤の挿入穴に挿入するが、作用軸は、挿入穴に固着されずに、挿入穴に対して摺動可能なように（自在性を確保しつつ）挿入穴に支持される。これにより、作用軸と誘導盤とを連結（自在）でき、軌道が円であるため、必然に、遊星キャップ（作用軸）の自在性を保ちつつ、作用軸の位置の確保が可能となる。
【００８６】
以上の構成によれば、作用軸がテコの原理の作用点として機能し、支点と同等の位置に作用点を設定できることになるため、大きな変換出力を得ることができるのである。
【００８７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、太陽歯車と、内歯車と、これら歯車に噛み合う遊星歯車とを備える遊星歯車装置に利用可能になっている。
【符号の説明】
【００８９】
１０      内歯車
１１      太陽歯車
１２      遊星歯車ユニット
１２ａ    遊星歯車
１２ａ１   歯車部
１２ａ２   第１ヘッド部
１２ａ３   第２ヘッド部
１２ｂ    遊星キャップ（遊星歯車支持部）
１２ｂ２   第１支持部
１２ｂ３   第２支持部
１２ｂ４   連結棒（回転力伝達部）
１２ｂ５   連結棒
１３      補助リング
１３ｅ    挿入穴
１４      誘導盤（遊星キャリア）
１４ｅ    挿入穴
１００      遊星歯車装置
３００      円形軌道
α      第１噛合部（噛合位置）
β      第２噛合部
【図１】
2014084961.tif 000003
【図２】
2014084961.tif 000004
【図３】
2014084961.tif 000005
【図４】
2014084961.tif 000006
【図５】
2014084961.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014084961.tif 000009
【図８】
2014084961.tif 000010
【図９】
2014084961.tif 000011
【図１０】
2014084961.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月29日(2013.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯車と、前記内歯車の内側に配置される太陽歯車と、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合って前記太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、前記遊星歯車の公転に応じて自転する遊星キャリアとを備えた遊星歯車装置において、
前記遊星歯車が自転可能なように前記遊星歯車を支持すると共に、当該遊星歯車が公転すると当該遊星歯車に連れられて公転する遊星歯車支持部と、
前記遊星歯車支持部に形成されており、前記遊星歯車の自転の回転軸の軸線に平行な方向に向けて突起している回転力伝達部と、
前記遊星キャリアに形成されており、前記回転力伝達部を挿入する挿入穴とを備え、
前記遊星歯車支持部が公転すると、前記遊星キャリアは、前記回転力伝達部から前記公転の回転方向の力が伝達され、この力によって自転するようになっており、
前記遊星歯車の公転によって描かれる前記軸線の円形軌道の外側の位置に前記回転力伝達部が配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められており、
前記遊星歯車は、円板状または円柱状の部材の外周に、前記太陽歯車および前記内歯車に噛み合う歯が形成された歯車部と、前記歯が形成されていない曲面状のヘッド部とを備えた形状であり、
前記遊星歯車支持部は、前記ヘッド部を収容して自転可能に支持する滑り軸受として機能することを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
前記内歯車の歯と前記遊星歯車の歯とが噛み合っている位置である噛合位置と前記回転力伝達部とが、前記軸線に平行な方向に重なって配置されるように、前記回転力伝達部および前記挿入穴の位置が定められることを特徴とする請求項１に記載の遊星歯車装置。