(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化ができる歯車伝動装置の提供。【解決手段】歯車伝動装置２７は、入力軸３６〜３８、出力軸４０、遊星歯車機構４１、結合歯車機構４２を備え、遊星歯車機構４１は、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１、出力軸４０の第１リングギヤＲ１を備え、結合歯車機構４２は、入力サンギヤ軸４４、第２サンギヤＳ２、段付遊星歯車４６ａ，４６ｂ、第１キャリアＣ１連結の外歯歯車４８を有す。サンギヤ軸４４は、第１サンギヤＳ１、第２サンギヤＳ２と一体に回転する。段付遊星歯車４６ａ，４６ｂは、サンギヤ軸４４中心に複数配列され、第２サンギヤＳ２に噛合する第１遊星ギヤ４９ａ，４９ｂ、ピニオン軸５１ａ，５１ｂ、第２遊星ギヤ５０ａ，５０ｂを有する。ピニオン軸５１ａ，５１ｂは、第１遊星ギヤ４９ａ，４９ｂ、第２遊星ギヤ５０ａ,５０ｂと一体回転し、第２アクチュエータ３２、第３アクチュエータ３３からの制動力が入力される。【選択図】図３
2018193034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力軸と、出力軸と、第１サンギヤ、第１リングギヤ、および第１キャリアを有する遊星歯車機構とを備え、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを増減するとともに、前記入力軸に入力されるトルクを前記出力軸に伝達する歯車伝動装置において、
前記第１サンギヤと同一の回転軸線上に配置され、かつ前記第１サンギヤと一体に回転するサンギヤ軸と、
前記サンギヤ軸と一体に回転する第２サンギヤと、
前記第２サンギヤに噛み合う第１遊星ギヤと、前記第１遊星ギヤと同一の回転軸線上に配置され、かつ前記第１遊星ギヤと一体に回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸と一体に回転する第２遊星ギヤとを有し、前記サンギヤ軸を中心とする周方向に複数配列された段付遊星歯車と、
前記第２遊星ギヤの複数に噛み合う外歯と、前記外歯と前記第１キャリアとを連結し、かつ前記サンギヤ軸を中心とする周方向に向けて回転自在に支持されている支持部とを有する外歯歯車とを備え、
前記サンギヤ軸および前記ピニオン軸のいずれかの軸が前記入力軸または前記出力軸のいずれか一方の軸であり、前記第１リングギヤに連結された軸が前記入力軸または前記出力軸のいずれか他方の軸である
ことを特徴とする歯車伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遊星歯車機構を用いて動力を伝達する歯車伝動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動モータの出力軸と車輪のハブとを減速機を介して連結したインホイールモータ用の駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の駆動装置は、駆動力を発生させるモータと、タイヤを接続するホイールハブと、モータおよびホイールハブの間にモータのロータの回転を減速して駆動輪に伝達する減速機と、ディスクブレーキ機構とを備える。ディスクブレーキ機構は、ホイールハブに設けられたブレーキローターをブレーキパッドで挟持するブレーキキャリパを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４１８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された駆動装置は、モータおよび減速機構を備えることに加えて、ブレーキローターおよびブレーキキャリパをモータからロータの軸方向にずらした位置に備える必要がある。このため、駆動装置がロータの軸方向に沿って大型化して、各駆動輪のホイールの内部に収まらないおそれがある。駆動装置が大型化すると、重量も重くなる。駆動装置が重くなると、ばね下質量が増加するため、乗り心地やタイヤ接地性が悪化することがある。
【０００５】
本発明は、上記の技術的課題に着目して考え出されたものであり、駆動輪のホイールに収まるように小型化を図った歯車伝動装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、入力軸と、出力軸と、第１サンギヤ、第１リングギヤ、および第１キャリアを有する遊星歯車機構とを備え、前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを増減するとともに、前記入力軸に入力されるトルクを前記出力軸に伝達する歯車伝動装置において、前記第１サンギヤと同一の回転軸線上に配置され、かつ前記第１サンギヤと一体に回転するサンギヤ軸と、前記サンギヤ軸と一体に回転する第２サンギヤと、前記第２サンギヤに噛み合う第１遊星ギヤと、前記第１遊星ギヤと同一の回転軸線上に配置され、かつ前記第１遊星ギヤと一体に回転するピニオン軸と、前記ピニオン軸と一体に回転する第２遊星ギヤとを有し、前記サンギヤ軸を中心とする周方向に複数配列された段付遊星歯車と、前記第２遊星ギヤの複数に噛み合う外歯と、前記外歯と前記第１キャリアとを連結し、かつ前記サンギヤ軸を中心とする周方向に向けて回転自在に支持されている支持部とを有する外歯歯車とを備え、前記サンギヤ軸および前記ピニオン軸のいずれかの軸が前記入力軸または前記出力軸のいずれか一方の軸であり、前記第１リングギヤに連結された軸が前記入力軸または前記出力軸のいずれか他方の軸であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、サンギヤ軸および複数のピニオン軸のいずれかの軸が、入力軸または出力軸のいずれか一方の軸であり、第１リングギヤに連結された軸が入力軸または出力軸のいずれか他方の軸としている。例えば入力軸が多軸になっており、かつサンギヤ軸である入力軸に対して他の入力軸を第１サンギヤの径方向にずれた位置に設けることができる。これにより、本発明の歯車伝達装置によれば、例えば駆動用と制動用とのアクチュエータを駆動輪のホイールに収まるように配置することができ、よって装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明を使用したインホイールモータ用の駆動装置を備えた電気自動車の一例を概略的に示す説明図である。
【図２】駆動装置の一例を示す断面図である。
【図３】歯車伝動装置の一例を示すスケルトン図である。
【図４】図３に示した歯車伝動装置を示す斜視図である。
【図５】歯車伝動装置の未定数の具体例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下にこの発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、この発明を採用したインホイールモータ用の駆動装置を備えた電気自動車（以下、「車両」と称す）の一例を概略的に示す。図１に示すように、車両１１は、シャーシ１２と、操舵輪である前輪１３（左側前輪１３ａ，右側前輪１３ｂ）と、駆動輪である後輪１５（左側後輪１５ａ，右側後輪１５ｂ）と、左側後輪１５ａに駆動力を伝達するインホイールモータ用の駆動装置１７ａ、および右側後輪１５ｂに駆動力を伝達するインホイールモータ用の駆動装置１７ｂとを備える。前輪１３および後輪１５は、サスペンション１４を介してシャーシ１２の下部に固定されている。
【００１０】
なお、駆動装置１７ａおよび駆動装置１７ｂは、同じまたは同様な構成であり、以下では特定しない限り駆動装置１７として説明する。また、図１に示した車両１１は、後輪１５を駆動輪として説明しているが、この発明ではこれに限らず、後輪１５の代わりに前輪１３に駆動装置１７を設けて、前輪１３を駆動輪としてもよいし、前輪１３および後輪１５に駆動装置１７を設けて、４輪とも駆動輪としてもよい。
【００１１】
駆動装置１７は、走行用のアクチュエータ、例えばモータ１８、および制動用のアクチュエータ、例えばブレーキモータ１９を有する。モータ１８は、発電機能のあるモータ（モータ・ジェネレータ）により構成される。ブレーキモータとしては、モータ・ジェネレータや電磁ブレーキを含む。なお、図１では、モータ１８およびブレーキモータ１９の個数および位置を概略的に示しており、モータ１８およびブレーキモータ１９の個数および位置は図１に示す個数や位置に限定されない。
【００１２】
車両１１は、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)２０、ＰＣＵ(Power Control Unit)２１、バッテリ２２、バッテリセンサ２３、アクセルペダル２４、ブレーキペダル２５、および車速センサ２６などを有する。ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、入力されたデータや予め記憶しているデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として、ＰＣＵ２１を介して駆動装置１７などに出力するように構成されている。ＥＣＵ２０には、アクセルペダル２４の踏み込み量に応じた信号やブレーキペダル２５の踏み込み量に応じた信号が入力される。また、ＥＣＵ２０には、バッテリセンサ２３から得られるバッテリ２２の充電残量ＳＯＣ(State Of Charge)などの情報が入力される。バッテリ２２としては、二次電池やキャパシタなどの蓄電装置を含む。
【００１３】
ＰＣＵ２１は、バッテリ２２と駆動装置１７ａのモータ１８との間、バッテリ２２と駆動装置１７ａのブレーキモータ１９との間、バッテリ２２と駆動装置１７ｂのモータ１８との間、およびバッテリ２２と駆動装置１７ｂのブレーキモータ１９との間でそれぞれ電力変換を行なうコンバータ２８およびインバータ２９を備える。つまりＰＣＵ２１は、駆動用および制動用の電力をモータ１８およびブレーキモータ１９に供給するとともに、少なくともモータ１８により発電された電力をバッテリ２２に蓄電する制御を実施する。なお、バッテリ２２は、図示していないが外部電源により充電可能な構成になっている。
【００１４】
図２は、駆動装置の一例を示す。図２に示す駆動装置１７ｂは、後輪１５ｂのホイール３０の内部に収容されている。なお、同図に示す駆動装置１７ｂは、右方の後輪１５ｂに取り付けられる駆動装置１７ｂである。なお、左側後輪１５ａに取り付けられる駆動装置１７ａは、駆動装置１７ｂと同じまたは同様であるのでここでの詳しい説明を省略する。また、この発明では、駆動装置１７としては、インホイールモータ方式の構成に限らず、他の構成であってよい。
【００１５】
図２に示すように駆動装置１７ｂは、第１アクチュエータ３１、第２アクチュエータ３２、第３アクチュエータ３３、第４アクチュエータ（図示なし）、および歯車伝動装置２７を備える。第１アクチュエータ３１は、例えばホイール３０のバブ３０ａに走行用の駆動力を伝達するための電動モータである。また、第２アクチュエータ３２、第３アクチュエータ３３、および第４アクチュエータは、例えば回生制動用のモータや電磁ブレーキである。勿論、第２アクチュエータ３２、第３アクチュエータ３３、および第４アクチュエータを電動発電機（モータ・ジェネレータ）として駆動力を入力してもよい。第１アクチュエータ３１、第２アクチュエータ３２、第３アクチュエータ３３、第４アクチュエータ、および歯車伝動装置２７は、ホイール３０の車幅方向における内部（リム幅内）に収まるように収容されている。なお、この実施形態では、歯車伝動装置２７を減速機構として使用している。
【００１６】
図３は、歯車伝動装置２７の一例を示す。図４は、図３に示した歯車伝動装置２７を示す。図３および図４に示すように歯車伝動装置２７は、第１入力軸３６と、第２入力軸３７と、第３入力軸３８と、第４入力軸（図４参照）３９と、出力軸４０と、遊星歯車機構４１と、結合歯車機構４２とを備え、入力軸３６〜３９と出力軸４０との間でトルクを増幅して出力軸４０に伝達する。
【００１７】
遊星歯車機構４１は、シングルピニオン型遊星歯車機構であり、第１サンギヤＳ１、第１キャリアＣ１および第１リングギヤＲ１との三つの回転要素により差動作用を行う。第１サンギヤＳ１は、外歯歯車となっている。第１リングギヤＲ１は、第１サンギヤＳ１に対して同心円上に配置された内歯歯車となっており、第１サンギヤＳ１の回転軸であるサンギヤ軸４４を中心に回転する。第１キャリアＣ１は、第１サンギヤＳ１と第１リングギヤＲ１とに噛み合う第１ピニオンギヤＰ１（Ｐ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃ）を保持してサンギヤ軸４４を中心に回転する。サンギヤ軸４４は、第１サンギヤＳ１と一体に回転する。第１ピニオンギヤＰ１は、第１ピニオン第１ギヤＰ１ａ、第１ピニオン第２ギヤＰ１ｂおよび第１ピニオン第３ギヤＰ１ｃで構成されている。第１ピニオン第１ギヤＰ１ａ、第１ピニオン第２ギヤＰ１ｂおよび第１ピニオン第３ギヤＰ１ｃは、サンギヤ軸４４を中心とする円周上に配列されている。なお、第１ピニオンギヤＰ１は、３つに限らず、例えばサンギヤ軸４４を中心とする円周上に２つ、あるいは４つ以上配列されてもよい。また、第１ピニオンギヤＰ１を構成する複数のギヤは、サンギヤ軸４４を中心とする円周を等分割した位置（均等位置）に設けられてもよいし、不均等位置に設けられてもよい。
【００１８】
結合歯車機構４２は、第２サンギヤＳ２と、段付遊星歯車４６と、外歯歯車４８とを有する。第２サンギヤＳ２は、サンギヤ軸４４と一体に回転する。段付遊星歯車４６は、第１段付遊星歯車４６ａ、第２段付遊星歯車４６ｂおよび第３段付遊星歯車４６ｃで構成されている。第１段付遊星歯車４６ａ、第２段付遊星歯車４６ｂおよび第３段付遊星歯車４６ｃは、サンギヤ軸４４を中心とする円周上に配列されている。この実施形態では、段付遊星歯車４６を３つで構成しているが、この発明では３つに限らず、段付遊星歯車４６を２つ、または４つ以上設けてもよい。また、段付遊星歯車４６は、サンギヤ軸４４を中心とする円周を等分割した位置（均等位置）に設けられてもよいし、不均等位置に設けられてもよい。
【００１９】
第１段付遊星歯車４６ａは、第１遊星第１ギヤ４９ａ、第２遊星第１ギヤ５０ａおよび第１ピニオン軸５１ａを備える。第２段付遊星歯車４６ｂは、第１遊星第２ギヤ４９ｂ、第２遊星第２ギヤ５０ｂおよび第２ピニオン軸５１ｂを備える。第３段付遊星歯車４６ｃは、第１遊星第３ギヤ４９ｃ、第２遊星第３ギヤ５０ｃおよび第３ピニオン軸５１ｃを備える。
【００２０】
第１遊星第１ギヤ４９ａ、第１遊星第２ギヤ４９ｂおよび第１遊星第３ギヤ４９ｃは、それぞれ第２サンギヤＳ２に噛み合う。第１ピニオン軸５１ａは、第１遊星第１ギヤ４９ａと同一の回転軸線上に配置され、かつ第１遊星第１ギヤ４９ａと一体に回転する。第２ピニオン軸５１ｂは、第１遊星第２ギヤ４９ｂと同一の回転軸線上に配置され、かつ第１遊星第２ギヤ４９ｂと一体に回転する。第３ピニオン軸５１ｃは、第１遊星第３ギヤ４９ｃと同一の回転軸線上に配置され、かつ第１遊星第３ギヤ４９ｃと一体に回転する。
【００２１】
第２遊星第１ギヤ５０ａは、第１ピニオン軸５１ａと一体に回転する。第２遊星第２ギヤ５０ｂは、第２ピニオン軸５１ｂと一体に回転する。第２遊星第３ギヤ５０ｃは、第３ピニオン軸５１ｃと一体に回転する。
【００２２】
外歯歯車４８は、外歯５２と支持部５４とを有する。外歯５２は、第２遊星第１ギヤ５０ａ、第２遊星第２ギヤ５０ｂおよび第２遊星第３ギヤ５０ｃにそれぞれ噛み合う。支持部５４は、外歯５２と第１キャリアＣ１とを連結し、かつサンギヤ軸４４を中心とする周方向に向けて外歯５２およびキャリアＣ１を回転自在に支持する。
【００２３】
第１ピニオン軸５１ａは第１固定部５６により、また第２ピニオン軸５１ｂは第２固定部５７により、第３ピニオン軸５１ｃは第３固定部５８により、サンギヤ軸４４を中心とする周方向への回転がそれぞれ止められている。サンギヤ軸４４は、第４固定部５９により回転自在に支持されている。第１固定部５６から第３固定部５８は、第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃがそれぞれ回転することができるように支持する軸受けの機能を有する。遊星歯車機構４１および結合歯車機構４２は、ケース６０により覆われており、ケース６０の内部には、潤滑や冷却を行うための潤滑油が液密に収容されている。潤滑油は、ケース６０の内部で遊星歯車機構４１および結合歯車機構４２を構成するギヤにより掻き上げられて全体に供給される。
【００２４】
サンギヤ軸４４は、第１アクチュエータ３１から出力される駆動力が入力される軸である。第１ピニオン軸５１ａは、第２アクチュエータ３２から伝達される制動力が入力される軸である。第２ピニオン軸５１ｂは、第３アクチュエータ３３から伝達される制動力が入力される軸である。第３ピニオン軸５１ｃは、第４アクチュエータ３４から伝達される制動力が入力される軸である。出力軸４０は、第１リングギヤＲ１に連結されている。以下では、第１ピニオン軸５１ａ、第２ピニオン軸５１ｂおよび第３ピニオン軸５１ｃを特定しないで説明する場合にピニオン軸５１と称す。ピニオン軸５１は、この発明の実施形態におけるピニオン軸の一例である。
【００２５】
サンギヤ軸４４は、ケース６０の外部で第１アクチュエータ３１の第１入力軸３６が連結されている。あるいはサンギヤ軸４４が第１アクチュエータ３１の第１入力軸３６として機能する。第１ピニオン軸５１ａには、ケース６０の外部で第２アクチュエータ３２の第２入力軸３７が連結されている。あるいは第１ピニオン軸５１ａが第２アクチュエータ３２の第２入力軸３７として機能する。第２ピニオン軸５１ｂには、ケース６０の外部で第３アクチュエータ３３の第３入力軸３８が連結されている。あるいは第２ピニオン軸５１ｂが第３入力軸３８として機能する。第３ピニオン軸５１ｃは、ケース６０の外部で第４アクチュエータ３４の第４入力軸３９に連結されている。あるいは第３ピニオン軸５１ｃが第４入力軸３９として機能する。出力軸４０は、ケース６０に設けられた軸受け部６１により回転自在に支持される。
【００２６】
なお、この実施形態の歯車伝動装置２７では、第２アクチュエータ３２から第４アクチュエータ３４を備えているが、この発明ではこれに限らず、第２アクチュエータ３２から第４アクチュエータ３４の一部を省略してもよい。つまり第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃの一部のみをアクチュエータの入力軸にしてもよい。
【００２７】
また、第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃの全てのピニオン軸５１を、制動力を伝達するアクチュエータの入力軸にした例として説明しているが、この発明ではこれに限らず、例えば第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃの全て、あるいは一部のピニオン軸５１を、駆動力を出力するアクチュエータの入力軸としてもよい。この場合には、サンギヤ軸４４およびピニオン軸５１をそれぞれ入力軸として機能させ、それらサンギヤ軸４４およびピニオン軸５１にそれぞれトルクが入力されるように構成することができる。これにより、歯車伝動装置２７は、トルクの入力位置が異なる複数の入力軸を備えた高減速機構を構成することができる。したがって、多様な動力伝達系統に対してこの発明の歯車伝動装置２７を適用する際の自由度を高めることができる。
【００２８】
上記で説明した歯車伝動装置２７は、結合歯車機構４２を構成するギヤの歯数の組み合わせにより、サンギヤ軸４４の回転方向に対して出力軸４０の回転方向が切り替わることがある。そこで、図４には、サンギヤ軸４４（第１キャリアＣ１）の回転方向に対して、第１リングギヤＲ１（出力軸４０）の回転方向を、第２サンギヤＳ２（第１キャリアＣ１）と同じ回転方向Ａ、およびその逆の回転方向Ｂとの２通りの回転方向を記載している。
【００２９】
歯車伝動装置２７の最終減速率は、下記に示す式（１）から求められる。最終減速率は、第２サンギヤＳ２（第１サンギヤＳ１）の回転速度ωｓを「１」とした際の出力軸４０の回転速度である。式（１）は、遊星歯車機構４１の回転速度バランスを示す式（２）および式（３）と、結合歯車機構４２における外歯歯車４８の回転速度ωｃを求める式（４）から求められる。ここで、遊星歯車機構４１において、第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１、第１サンギヤＳ１の回転速度をωｓ、第１キャリアＣ１の回転速度をωｃ、第１リングギヤＲ１（出力軸４０）の回転速度をωｒとする。また、結合歯車機構４２において、第２サンギヤＳ２の歯数をＺ１、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数をＺ２、第２遊星ギヤ５０の歯数をＺ３、外歯５２の歯数をＺ４とし、第２サンギヤＳ２（第１サンギヤＳ１）の回転速度をωｓとする。
【００３０】
ωｒ＝−（ωｓ（１−（１＋α）・ωｃ）／α）     …（１）
ωs−(1+α)・ωc＋α・ωc=０                   …（２）
α=ZＲ１／ZＳ１                                …（３）
ωc=ωs・（−（Z1・Z3／Z2・Z4））              …（４）
【００３１】
ここで、減速率を小さくするには、式（４）より、段付遊星歯車４６の第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２よりも第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３を少ない歯数にしてよい。また、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１よりも外歯５２の歯数Ｚ４を多い歯数にしてよい。さらに、第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２を第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３の非整数倍に設定してよい。
【００３２】
この実施形態では、例えばモータジェネレータの回生力を制動力として利用する場合に、第２アクチュエータ３２ないし第４アクチュエータ３４にそれぞれモータジェネレータを使用する。この場合には、モータジェネレータから出力される制動力を、第１ピニオン軸５１ａないし第３ピニオン軸５１ｃに入力することができる。第１ピニオン軸５１ａないし第３ピニオン軸５１ｃは、第１アクチュエータ３１の第１入力軸３６に対して第２サンギヤＳ２の径方向にずれた位置に設けられている。これにより、この実施形態では、複数の入力系統をコンパクトに減速機構に備えることができる。これにより、左側後輪１５ａと右側後輪１５ｂとで駆動力差を発生させることができ、よって、例えば車両１１の走行性能、ドライバビリティ、安全性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、歯車伝動装置２７の第２アクチュエータ３２ないし第４アクチュエータ３４にそれぞれ駆動力を出力するモータを使用すると、第１ピニオン軸５１ａないし第３ピニオン軸５１ｃにそれぞれトルクが入力される。例えば、第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃの一部のピニオン軸５１にトルクを入力するように構成すると、トルクの入力位置が異なる複数の入力軸を備えた高減速機構を構成することができる。したがって、多様な動力伝達系統に対してこの発明の歯車伝動装置２７を適用する際の自由度を高めることができる。
【実施例】
【００３４】
次に、前述した歯車伝動装置２７において、第１サンギヤＳ１の歯数をＺＳ１、第１ピニオンギヤＰ１の歯数をＺＰ１、第１リングギヤＲ１の歯数をＺＲ１、第２サンギヤＳ２の歯数をＺ１、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数をＺ２、第２遊星ギヤ５０の歯数をＺ３、外歯５２の歯数をＺ４の未定数の具体例について説明する。
【００３５】
図５は、歯車伝動装置２７の未定数の具体例を示す。歯車伝動装置２７おいて、遊星歯車機構の構成条件などを含む所定の条件を満たす上で一定範囲の減速比を実現できる未定数の組み合わせが無数にある。そこで、具体的な例を有限数の解が得られるように、図５に示すようにNo.１からNo８までの８つの例について数値範囲を適宜に限定した上で、所定の条件を満たす上でプログラムを作成してシミュレーションを行った。
【００３６】
ここで、図５に示すリング減速率は、第１サンギヤＳ１の回転速度を「１」とした際の第１リングギヤＲ１の回転速度を表す値であり、「歯数ＺＳ１／歯数ＺＲ１」の式から求めた値である。遊星キャリア減速率は、第２サンギヤＳ２の回転速度を「１」とした際の第１キャリアＣ１の回転速度を表す値であり、「１／（１＋歯数ＺＲ１／歯数ＺＳ１）」の式から求めた値である。キャリア側リング減速率は、「歯数Ｚ１×歯数Ｚ３／歯数Ｚ２×歯数Ｚ４」の式から求めた値である。リング逆回転減速率は、「１／（遊星キャリア減速率／リング減速率／キャリア側リング減速率）」の式から求めた値である。最終減速率は、前述した式（１）から求めた値である。歯車伝動装置２７の減速比は、最終減速率の逆数の値である。
【００３７】
図５のNo.1に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「３０」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「３０」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「９０」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「１８」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「４２」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「１８」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「３０」の場合である。この実施例の場合には、前述した式（１）により最終減速率が略「−０．００９５２」となり、減速比が略「−１０５」になる。なお、第２サンギヤＳ２（第１サンギヤＳ１）の回転速度ωｓを「１」としている。また、最終減速率および減速比が負値の場合は、出力軸４０が第２サンギヤＳ２と逆方向に回転することを表す。
【００３８】
No.2に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「２８」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「３０」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「８８」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２７」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「５４」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「２１」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「４３．５」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「−４．２×１０−７」となり、減速比が略「−２２７２３８８」になる。
【００３９】
No.3に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「３２」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「３０」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「９２」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２７」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「５４」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「２２」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「４３」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「０．００３０３３」となり、減速比が略「３２９．６６６７」になる。
【００４０】
No.4に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「２９」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「２８」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「８５」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２７」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「５４」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「２２」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「４３」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「−０．００１９２」となり、減速比が略「−５２２．１４３」になる。
【００４１】
No.5に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「２３」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「２２」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「６７」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２７」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「５４」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「２２」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「４３」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「−０．０００３５」となり、減速比が略「−２８８１」になる。
【００４２】
No.6に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「２８」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「２１」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「７０」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２６」、段付遊星歯車４６のおける第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「５０」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「２２」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「４０」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「−０．０００４」となり、減速比が略「−２５００」になる。
【００４３】
No.7に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「４１」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「２０」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「８１」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「２１」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「３８」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「１８」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「３１」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「０．０２２８６８」となり、減速比が略「４３．７２９６１」になる。
【００４４】
No.8に示す例は、第１サンギヤＳ１の歯数ＺＳ１が「２６」、第１ピニオンギヤＰ１の歯数ＺＰ１が「１７」、第１リングギヤＲ１の歯数ＺＲ１が「６０」、第２サンギヤＳ２の歯数Ｚ１が「１７」、段付遊星歯車４６における第１遊星ギヤ４９の歯数Ｚ２が「３５」、第２遊星ギヤ５０の歯数Ｚ３が「１７」、および外歯５２の歯数Ｚ４が「２６」の場合である。この実施例の場合には、最終減速率が略「−０．０２１８７」となり、減速比が略「−４５．７２８６」になる。
【００４５】
このように、上記実施例の歯車伝動装置２７では、遊星歯車機構４１および結合歯車機構４２を結合することで、各歯車の歯数が比較的少ないにもかかわらず、例えばNo５に示すように概ね「２８００」程度の高減速比を実現することができる。
【００４６】
以上、この発明に係る実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変更が可能である。例えば、図２で説明した歯車伝動装置２７を減速機構として説明しているが、増速機構として使用してもよい。この場合には、例えば出力軸４０にトルク（駆動力）を入力し、サンギヤ軸４４、あるいはサンギヤ軸４４と第１ピニオン軸５１ａから第３ピニオン軸５１ｃのいずれかのピニオン軸５１とからトルクを出力するように構成してもよい。歯車伝動装置２７を増速機構として用いる場合には、例えば風力発電装置に利用することができる。
【００４７】
また、上記実施形態では、遊星歯車機構４１がシングルピニオン型の遊星歯車機構によって構成された例を示しているが、この発明の実施形態における遊星歯車機構４１は、ダブルピニオン型の遊星歯車機構によって構成してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
２７…歯車伝動装置、  ３１…第１アクチュエータ、  ３２…第２アクチュエータ、  ３３…第３アクチュエータ、  ３４…第４アクチュエータ、  ３６…第１入力軸、  ３７…第２入力軸、  ３８…第３入力軸、  ３９…第４入力軸、  ４０…出力軸、  ４１…遊星歯車機構、  ４２…結合歯車機構、  ４４…サンギヤ軸、  ４６（４６ａ，４６ｂ，４６ｃ）…段付遊星歯車、  ４８…外歯歯車、  ４９（４９ａ，４９ｂ，４９ｃ）…第１遊星ギヤ、  ５０（５０ａ，５０ｂ，５０ｃ）…第２遊星ギヤ、  ５１（５１ａ，５１ｂ，５１ｃ）…ピニオン軸、  ５２…外歯、  ５４…支持部、  Ｓ１…第１サンギヤ、  Ｐ１…第１ピニオンギヤ、  Ｃ１…第１キャリア、  Ｒ１…第１リングギヤ、  Ｓ２…第２サンギヤ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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