(57)【要約】【課題】大きな動力の伝達が可能でしかも騒音の発生が抑制できる新規な構成の遊星歯車装置を提供する。【解決手段】遊星歯車装置１Ａは、太陽歯車１０と、内歯車２０と、複数の遊星歯車３０と、軸部材Ｓ３と、複数の遊星歯車３０の各々と軸部材Ｓ３との間の動力伝達を個別に行なう複数の動力伝達部６０とを備える。複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１には、遊星歯車側動力伝達要素３４が設けられ、軸部材Ｓ３には、軸部材側動力伝達要素５１が設けられる。複数の動力伝達部６０の各々は、太陽歯車１０、内歯車２０および軸部材Ｓ３の回転中心である第１軸線に非平行な方向に沿って延在する動力伝達軸部６１と、動力伝達軸部６１の一端側に設けられることで遊星歯車側動力伝達要素３４との間で動力伝達可能な第１動力伝達要素６２と、動力伝達軸部６１の他端側に設けられることで軸部材側動力伝達要素５１との間で動力伝達可能な第２動力伝達要素６３とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸線を回転中心として自転可能な太陽歯車と、
前記第１軸線を回転中心として自転可能な内歯車と、
前記第１軸線に平行な方向に沿って延在する軸部を各々が有し、前記太陽歯車および前記内歯車の双方に各々が歯合することによって前記軸部の軸線である第２軸線を回転中心として各々が自転可能でかつ前記第１軸線を回転中心として各々が公転可能な複数の遊星歯車と、
前記第１軸線を回転中心として自転可能な軸部材と、
前記複数の遊星歯車の各々に対応して設けられ、前記複数の遊星歯車の各々と前記軸部材との間の動力伝達を個別に行なう複数の動力伝達部とを備え、
前記複数の遊星歯車の前記軸部の各々には、遊星歯車側動力伝達要素が設けられ、
前記軸部材には、軸部材側動力伝達要素が設けられ、
前記複数の動力伝達部の各々が、前記第１軸線に非平行な方向に沿って延在する動力伝達軸部と、前記動力伝達軸部の一端側に設けられるとともに前記遊星歯車側動力伝達要素との間で動力伝達可能な第１動力伝達要素と、前記動力伝達軸部の他端側に設けられるとともに前記軸部材側動力伝達要素との間で動力伝達可能な第２動力伝達要素とを含んでいる、遊星歯車装置。
【請求項２】
前記第１軸線を回転中心として自転可能なキャリアをさらに備え、
前記複数の遊星歯車の前記軸部の各々が、前記キャリアによって自転可能に支承されているとともに、前記複数の動力伝達部の各々が有する前記動力伝達軸部が、前記キャリアによって自転可能に支承されている、請求項１に記載の遊星歯車装置。
【請求項３】
前記軸部材が、前記キャリアによって自転可能に支承されている、請求項２に記載の遊星歯車装置。
【請求項４】
前記動力伝達軸部の軸線である第３軸線が、前記第１軸線および前記第２軸線と交差するように延在し、
前記遊星歯車側動力伝達要素、前記軸部材側動力伝達要素、前記第１動力伝達要素および前記第２動力伝達要素が、いずれも傘歯車にて構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の遊星歯車装置。
【請求項５】
前記動力伝達軸部の軸線である第３軸線が、前記第１軸線および前記第２軸線と食い違うように延在し、
前記遊星歯車側動力伝達要素、前記軸部材側動力伝達要素、前記第１動力伝達要素および前記第２動力伝達要素が、いずれもハイポイド歯車にて構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の遊星歯車装置。
【請求項６】
前記遊星歯車側動力伝達要素、前記軸部材側動力伝達要素、前記第１動力伝達要素および前記第２動力伝達要素が、いずれも摩擦車にて構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の遊星歯車装置。
【請求項７】
前記遊星歯車側動力伝達要素と前記第１動力伝達要素との組合せにより、または、前記軸部材側動力伝達要素と前記第２動力伝達要素との組合せにより、あるいは、これら組合せの双方により、減速機または増速機が構成されている、請求項１から６のいずれか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、動力伝達装置の一種である遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力軸、出力軸および補助軸の３つの基本軸を備えてなる遊星歯車装置が知られている。遊星歯車装置は、各種の産業機械に広く応用されており、代表的にはたとえば風力発電機や航空機、ハイブリッド自動車等における動力伝達に利用されている。
【０００３】
一般に、遊星歯車装置は、太陽歯車（外歯歯車）と、太陽歯車を取り囲むように配置された内歯車（内歯歯車）と、これら太陽歯車および内歯車の双方に歯合するように太陽歯車と内歯車との間に配置された複数の遊星歯車（外歯歯車）とを備えており、動作に際しては、典型的には、太陽歯車および内歯車が自転し、複数の遊星歯車が自転しならが公転する。
【０００４】
ここで、遊星歯車装置は、上述した基本軸として当該遊星歯車装置に含まれる要素のいずれが使用されるかに基づいて、２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型、Ｋ−Ｈ−Ｖ型等に分類される。当該分類に基づいた各種の遊星歯車装置の基本的な構成が開示された文献としては、たとえば、矢田恒二著、「歯車応用機構の設計」、社団法人機械技術協会、２０１２年２月１日（非特許文献１）がある。
【０００５】
これら各種の遊星歯車装置のうち、最も広く利用されている２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置においては、上述した太陽歯車、内歯車および複数の遊星歯車に加えて、複数の遊星歯車を自転可能に支承するキャリアが設けられ、太陽歯車の自転軸、内歯車の自転軸およびキャリアの自転軸が、上述した基本軸として使用される。
【０００６】
この２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置においては、複数の遊星歯車の公転動作とキャリアの自転動作とに相関が持たされることになり、たとえばキャリアの自転軸が出力軸として使用される場合には、複数の遊星歯車の公転動作および自転動作のうちの公転動作のみが、キャリアの自転軸によって取り出されることになる。
【０００７】
一方で、上述したキャリアを設けずに、これに代えて、太陽歯車および内歯車の自転軸と同軸上に設けた主軸部材と、複数の遊星歯車のうちの特定の１つの遊星歯車とを、両端に自在継手が設けられた従軸部材を介して接続してなる遊星歯車装置が知られている。当該遊星歯車装置においては、太陽歯車の自転軸、内歯車の自転軸および主軸部材の自転軸が、上述した基本軸として使用される。
【０００８】
上記構成の遊星歯車装置においては、上述した特定の１つの遊星歯車の公転動作および自転動作と主軸部材の自転動作とに相関が持たされることになり、たとえば主軸部材の自転軸が出力軸として使用される場合には、当該特定の１つの遊星歯車の公転動作および自転動作の合成成分が、主軸部材の自転軸によって取り出されることになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】矢田恒二著、「歯車応用機構の設計」、社団法人機械技術協会、２０１２年２月１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、上述した２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置は、複数の遊星歯車がキャリアの軸線を中心として回転対称に配置されるとともに、当該キャリアによって自転可能に支承された構成であるため、駆動時において複数の遊星歯車に加わる荷重が均等に分配されることになる。そのため、負荷容量が大きく取れることになり、結果として大きな動力の伝達が可能になるメリットが得られる。
【００１１】
しかしながら、その反面、駆動時において遊星歯車が高速に回転することにより、結果として高周波の広い帯域において噛み合い音が発生するばかりでなく、その音圧も相当程度に大きくなるデメリットがある。そのため、当該２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置を使用する場合には、高周波の広い帯域において騒音対策を別途講じなければならない問題がある。
【００１２】
一方、上述した自在継手を用いた遊星歯車装置は、前述のとおり遊星歯車の公転動作のみならず自転動作についてもこれが動力伝達に利用できるため、駆動時において遊星歯車を比較的低速で回転させることが可能になる。そのため、高周波の噛み合い音の発生が抑制できるとともに、その音圧も比較的小さくできるメリットが得られる。
【００１３】
しかしながら、その反面、上述した主軸部材と特定の１つの遊星歯車とが自在継手を介して従軸部材によって接続された構成であるため、駆動時において従軸部材が偏心回転することによって複数の遊星歯車に加わる荷重にアンバランスが生じたり、当該従軸部材を介して接続された主軸部材および遊星歯車に大きなスラスト荷重が発生したりするデメリットがある。そのため、負荷容量を大きく取ることができず、結果として大きな動力の伝達が困難になる問題がある。
【００１４】
したがって、本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、大きな動力の伝達が可能でしかも騒音の発生が抑制できる新規な構成の遊星歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に基づく遊星歯車装置は、第１軸線を回転中心として自転可能な太陽歯車と、上記第１軸線を回転中心として自転可能な内歯車と、上記第１軸線に平行な方向に沿って延在する軸部を各々が有し、上記太陽歯車および上記内歯車の双方に各々が歯合することによって上記軸部の軸線である第２軸線を回転中心として各々が自転可能でかつ上記第１軸線を回転中心として各々が公転可能な複数の遊星歯車と、上記第１軸線を回転中心として自転可能な軸部材と、上記複数の遊星歯車の各々に対応して設けられ、上記複数の遊星歯車の各々と上記軸部材との間の動力伝達を個別に行なう複数の動力伝達部とを備えている。上記複数の遊星歯車の上記軸部の各々には、遊星歯車側動力伝達要素が設けられており、上記軸部材には、軸部材側動力伝達要素が設けられている。上記複数の動力伝達部の各々は、上記第１軸線に非平行な方向に沿って延在する動力伝達軸部と、上記動力伝達軸部の一端側に設けられるとともに上記遊星歯車側動力伝達要素との間で動力伝達可能な第１動力伝達要素と、上記動力伝達軸部の他端側に設けられるとともに上記軸部材側動力伝達要素との間で動力伝達可能な第２動力伝達要素とを含んでいる。
【００１６】
上記本発明に基づく遊星歯車装置は、上記第１軸線を回転中心として自転可能なキャリアをさらに備えていてもよく、その場合には、上記複数の遊星歯車の上記軸部の各々が、上記キャリアによって自転可能に支承されているとともに、上記複数の動力伝達部の各々が有する上記動力伝達軸部が、上記キャリアによって自転可能に支承されていることが好ましい。
【００１７】
上記本発明に基づく遊星歯車装置にあっては、上記軸部材が、上記キャリアによって自転可能に支承されていてもよい。
【００１８】
上記本発明に基づく遊星歯車装置にあっては、上記動力伝達軸部の軸線である第３軸線が、上記第１軸線および上記第２軸線と交差するように延在していてもよく、その場合には、上記遊星歯車側動力伝達要素、上記軸部材側動力伝達要素、上記第１動力伝達要素および上記第２動力伝達要素が、いずれも傘歯車にて構成されていることが好ましい。
【００１９】
上記本発明に基づく遊星歯車装置にあっては、上記動力伝達軸部の軸線である第３軸線が、上記第１軸線および上記第２軸線と食い違うように延在していてもよく、その場合には、上記遊星歯車側動力伝達要素、上記軸部材側動力伝達要素、上記第１動力伝達要素および上記第２動力伝達要素が、いずれもハイポイド歯車にて構成されていることが好ましい。
【００２０】
上記本発明に基づく遊星歯車装置にあっては、上記遊星歯車側動力伝達要素、上記軸部材側動力伝達要素、上記第１動力伝達要素および上記第２動力伝達要素が、いずれも摩擦車にて構成されていてもよい。
【００２１】
上記本発明に基づく遊星歯車装置にあっては、上記遊星歯車側動力伝達要素と上記第１動力伝達要素との組合せにより、または、上記軸部材側動力伝達要素と上記第２動力伝達要素との組合せにより、あるいは、これら組合せの双方により、減速機または増速機が構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、大きな動力の伝達が可能でしかも騒音の発生が抑制できる新規な構成の遊星歯車装置が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図である。
【図２】図１に示す遊星歯車装置の要部のみを示す模式背面図である。
【図３】図１に示す遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。
【図４】比較形態１に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図である。
【図５】実施の形態１および比較形態１に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。
【図６】実施の形態１に係る遊星歯車装置の遊星歯車の回転速度と、比較形態１に係る遊星歯車装置の遊星歯車の回転速度とを比較したグラフである。
【図７】比較形態２に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図である。
【図８】比較形態２に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。
【図９】検証試験のシステム構成を示す図である。
【図１０】実施例に係る遊星歯車装置の評価結果を示すグラフである。
【図１１】比較例１に係る遊星歯車装置の評価結果を示すグラフである。
【図１２】比較例２に係る遊星歯車装置の評価結果を示すグラフである。
【図１３】検証試験における音圧分布の比較結果を示すヒストグラムである。
【図１４】実施の形態１に基づいた変形例に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。
【図１５】実施の形態２に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。
【図１６】実施の形態３に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式背面図である。
【図１７】実施の形態４に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。
【００２５】
一般に、遊星歯車装置は、上述したように、基本軸として当該遊星歯車装置に含まれる要素のいずれが使用されるかに基づいて、典型的には２Ｋ−Ｈ型、３Ｋ型、Ｋ−Ｈ−Ｖ型等に分類される。ここで、Ｋは、太陽歯車の回転軸または内歯車の回転軸を意味し、Ｈは、キャリアの回転軸を意味し、Ｖは、遊星歯車の回転軸を意味している。以下の説明において示す型は、上記分類に基本的に従うものではあるものの、特に遊星歯車の回転軸については、さらにこれを詳細に分類することとし、具体的には、遊星歯車の自転成分のみの入力または出力等を行なう基本軸を有する場合にこれを「−Ｖ」と表記し，遊星歯車の公転成分のみの入力または出力等を行なう基本軸を有する場合にこれを「−Ｈ」と表記し、これら遊星歯車の自転成分および公転成分の合成成分の入力または出力等を行なう基本軸を有する場合にこれを「−ＨＶ」と表記することとする。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図である。また、図２は、図１に示す遊星歯車装置の要部のみを示す模式背面図であり、図３は、図１に示す遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。ここで、図２においては、図示される部材のうち、第３シャフトＳ３のみを断面にて示しており、図３においては、図示される部材のうち、内歯車２０のみを断面にて示している。まず、これら図１ないし図３を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａの構成について説明する。
【００２７】
図１ないし図３に示すように、遊星歯車装置１Ａは、１つの第１シャフトＳ１と、１つの第２シャフトＳ２と、軸部材としての１つの第３シャフトＳ３と、１つの太陽歯車１０と、１つの内歯車２０と、３つの遊星歯車３０と、１つのキャリア４０と、３つの動力伝達部６０とを主として備えている。このうち、第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２および第３シャフトＳ３は、同軸上に配置されており、いずれも図２および図３に示す第１軸線ＡＸ１を回転中心として自転可能に構成されている。
【００２８】
ここで、第１軸線ＡＸ１の延在方向をＸ軸と定義し、図２における左右方向をＹ軸と定義し、図２における上下方向をＺ軸と定義し、以降の説明においては、これらＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を使用して説明を行なう。また、第３シャフトＳ３から見て第１シャフトＳ１および第２シャフトＳ２が配置された側（すなわち正面側）に向けての方向をＸ１方向と定義し、その逆をＸ２方向と定義し、同様に、Ｙ軸方向に沿った互いに逆向きの方向をそれぞれＹ１方向およびＹ２方向と定義するとともに、Ｚ軸方向に沿った互いに逆向きの方向をそれぞれＺ１方向およびＺ２方向と定義して、以降の説明を行なう。
【００２９】
太陽歯車１０は、外周面に所定数の歯が形成された外歯歯車からなり、第１シャフトＳ１のＸ２方向側の端部付近に取付けられている。太陽歯車１０は、第１シャフトＳ１に固定されることにより、第１軸線ＡＸ１を回転中心として第１シャフトＳ１と共に回転する。
【００３０】
内歯車２０は、内周面に所定数の歯が形成された内歯歯車からなり、太陽歯車１０を取り囲むように太陽歯車１０と同軸上に配置されている。内歯車２０の内径は、太陽歯車１０の外径よりも大きく構成されており、これにより太陽歯車１０と内歯車２０との間には、環状の空間が形成されている。太陽歯車１０の外周面と内歯車２０の内周面とは、この環状の空間を介して対向している。
【００３１】
内歯車２０は、内歯車２０を取り囲むように配置された円筒状のホルダ２１に固定されており、ホルダ２１のＸ１方向側に位置する開口端には、当該開口端に設けられた開口を閉塞するようにエンドプレート２２が固定されている。エンドプレート２２の中央部には、貫通孔が設けられており、当該貫通孔には、第１シャフトＳ１が挿通されている。
【００３２】
また、エンドプレート２２の中央部には、Ｘ軸方向に沿って突出する円筒状の突出部が設けられており、当該突出部によって上述した第２シャフトＳ２が構成されている。これにより、内歯車２０は、第１軸線ＡＸ１を回転中心として第２シャフトＳ２と共に回転する。
【００３３】
なお、第１シャフトＳ１と第２シャフトＳ２との間には、第１シャフトＳ１および第２シャフトＳ２に介在するように複数の軸受７１が設けられている。これにより、第１シャフトＳ１および第２シャフトＳ２は、第１軸線ＡＸ１上に配置されつつも、当該第１軸線ＡＸ１を回転中心として互いに独立して自転することができる。
【００３４】
複数の遊星歯車３０の各々は、外周面に所定数の歯が形成された外歯歯車からなり、いずれも太陽歯車１０と内歯車２０との間に形成された上述した環状の空間に配置されている。複数の遊星歯車３０の各々は、太陽歯車１０および内歯車２０の双方に歯合している。
【００３５】
ここで、複数の遊星歯車３０は、第１軸線ＡＸ１を中心として回転対称に配置されていることが好ましく、本実施の形態においては、３つの遊星歯車３０が、第１軸線ＡＸ１を中心として太陽歯車１０の周方向に沿って均等に（すなわち１２０［°］毎に）配置されている。
【００３６】
複数の遊星歯車３０の各々は、第１軸線ＡＸ１と平行な方向に沿って延在する軸部３１を有しており、当該軸部３１は、遊星歯車３０の軸方向の端面からＸ１方向およびＸ２方向の双方に向けて突出している。なお、複数の遊星歯車３０の各々は、当該遊星歯車３０に設けられた軸部３１と共に回転する。
【００３７】
キャリア４０は、ケース体４１と、支持体４２と、エンドプレート４３とを有している。ケース体４１およびエンドプレート４３は、複数の遊星歯車３０よりも第３シャフトＳ３側（すなわちＸ２方向側）に配置されており、支持体４２は、複数の遊星歯車３０よりも第２シャフトＳ２側（すなわちＸ１方向側）に配置されることでホルダ２１の中空部２３に収容されている。
【００３８】
ケース体４１は、有底円筒状の形状を有しており、その底部が複数の遊星歯車３０側に配置されている。ケース体４１の底部の中央部には、貫通孔が設けられており、当該貫通孔には、第１シャフトＳ１のＸ２方向側の端部が挿通されている。また、ケース体４１の底部の周縁部には、複数の貫通孔が設けられており、これら複数の貫通孔には、それぞれ複数の遊星歯車３０の軸部３１のうち、Ｘ２方向側に向けて突出する部分が挿通されている。
【００３９】
ここで、ケース体４１と第１シャフトＳ１との間には、ケース体４１および第１シャフトＳ１に介在するように軸受７２が設けられている。これにより、ケース体４１および第１シャフトＳ１は、第１軸線ＡＸ１上に配置されつつも、当該第１軸線ＡＸ１を回転中心として互いに独立して自転することができる。
【００４０】
また、ケース体４１と遊星歯車３０の各々の軸部３１との間には、ケース体４１および軸部３１に介在するように軸受７３が設けられている。これにより、複数の遊星歯車３０の各々は、ケース体４１によって回転可能に支承されている。
【００４１】
なお、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１のうち、Ｘ２方向側に向けて突出する部分には、スペーサ３２が取付けられている。当該スペーサ３２は、複数の遊星歯車３０とケース体４１の底部との間に配置されており、これにより複数の遊星歯車３０とケース体４１との間の距離が確保されている。
【００４２】
支持体４２は、円筒状の形状を有しており、その周壁部には、複数の貫通孔が設けられている。これら複数の貫通孔には、それぞれ複数の遊星歯車３０の軸部３１のうち、Ｘ１方向側に向けて突出する部分が挿通されている。
【００４３】
ここで、支持体４２と遊星歯車３０の各々の軸部３１との間には、支持体４２および軸部３１に介在するように軸受７４が設けられている。これにより、複数の遊星歯車３０の各々は、支持体４２によって回転可能に支承されている。
【００４４】
なお、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１のうち、Ｘ１方向側に向けて突出する部分には、スペーサ３３が取付けられている。当該スペーサ３３は、複数の遊星歯車３０と支持体４２の周壁部との間に配置されており、これにより複数の遊星歯車３０と支持体４２との間の距離が確保されている。
【００４５】
以上により、複数の遊星歯車３０の各々は、ケース体４１および支持体４２によってＸ軸方向において挟み込まれることでこれらケース体４１および支持体４２を含むキャリア４０によって回転可能に支承されることになる。これにより、複数の遊星歯車３０の各々は、当該遊星歯車３０に設けられた軸部３１の軸線である第２軸線ＡＸ２（図２および図３参照）を回転中心として自転可能に構成されているとともに、第１軸線ＡＸ１を回転中心として公転可能に構成されている。
【００４６】
エンドプレート４３は、ケース体４１のＸ２方向側に位置する開口端を閉塞するようにケース体４１に固定されている。エンドプレート４３の中央部には、貫通孔が設けられており、当該貫通孔には、第３シャフトＳ３が挿通されている。また、エンドプレート４３の中央部には、Ｘ２方向側に向けて突出する円筒状の突出部が設けられている。
【００４７】
ここで、エンドプレート４３と第３シャフトＳ３との間には、エンドプレート４３および第３シャフトＳ３に介在するように複数の軸受７５が設けられている。これにより、エンドプレート４３および第３シャフトＳ３は、第１軸線ＡＸ１上に配置されつつも、当該第１軸線ＡＸ１を回転中心として互いに独立して自転することができる。
【００４８】
ケース体４１およびエンドプレート４３によって規定されるキャリア４０の内部空間４４には、ケース体４１の底部側から複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１の端部が挿入されているとともに、エンドプレート４３側から第３シャフトＳ３の端部が挿入されている。
【００４９】
内部空間４４に挿入された複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１の端部には、遊星歯車側動力伝達要素としての第１傘歯車３４が設けられている。第１傘歯車３４は、軸部３１に固定されることにより、遊星歯車３０と共に回転する。
【００５０】
一方、内部空間４４に挿入された第３シャフトＳ３の端部には、軸部材側動力伝達要素としての第２傘歯車５１が設けられている。第２傘歯車５１は、第３シャフトＳ３に固定されることにより、第３シャフトＳ３と共に回転する。
【００５１】
複数の動力伝達部６０は、上述した複数の遊星歯車３０の各々に対応して設けられており、そのいずれもがキャリア４０の内部空間４４に収容されている。複数の動力伝達部６０の各々は、複数の遊星歯車３０の各々と第３シャフトＳ３との間の動力伝達を個別に行なうものである。
【００５２】
複数の動力伝達部６０の各々は、第１軸線ＡＸ１と非平行な方向に沿って延在する動力伝達軸部６１と、動力伝達軸部６１の一端側に設けられた第１動力伝達要素としての第３傘歯車６２と、動力伝達軸部６１の他端側に設けられた第２動力伝達要素としての第４傘歯車６３とを含んでいる。第３傘歯車６２および第４傘歯車６３は、いずれも動力伝達軸部６１に固定されることにより、動力伝達軸部６１と共に回転する。
【００５３】
複数の動力伝達軸部６１は、Ｘ軸方向に沿って見た場合に、第１軸線ＡＸ１を中心として放射状に延びるように延在しており、本実施の形態においては、図２および図３に示すように、複数の動力伝達軸部６１の各々の軸線である第３軸線ＡＸ３が、第１軸線ＡＸ１と交差している。
【００５４】
ここで、本実施の形態においては、上述したように、３つの遊星歯車３０が、第１軸線ＡＸ１を中心として太陽歯車１０の周方向に沿って均等に（すなわち１２０［°］毎に）配置されているため、３つの動力伝達軸部６１も、第１軸線ＡＸ１を中心として太陽歯車１０の周方向に沿って均等に（すなわち１２０［°］毎に）配置されることになる。
【００５５】
なお、図３に示すように、本実施の形態においては、第１軸線ＡＸ１と第３軸線ＡＸ３の各々とが成す角度θが９０［°］となるように、複数の動力伝達軸部６１の各々の姿勢が調整されている。
【００５６】
複数の動力伝達部６０の各々に設けられた第３傘歯車６２は、対応する遊星歯車３０の軸部３１に設けられた第１傘歯車３４に歯合している。これにより、対応付けて設けられた第１傘歯車３４と第３傘歯車６２との間において、動力伝達が行なえるように構成されている。
【００５７】
一方、複数の動力伝達部６０の各々に設けられた第４傘歯車６３は、第３シャフトＳ３に設けられた第２傘歯車５１に歯合している。これにより、第２傘歯車５１と複数の第４傘歯車６３との間において、動力伝達が行なえるように構成されている。
【００５８】
ここで、複数の動力伝達軸部６１の各々は、キャリア４０に設けられた取付具によって軸受７６を介することで回転可能に支承されている。これにより、複数の動力伝達部６０の各々は、当該動力伝達部６０に含まれる動力伝達軸部６１の軸線である第３軸線ＡＸ３を回転中心として自転することができる。
【００５９】
以上において説明した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａの構成を要約すると、以下のとおりとなる。
【００６０】
遊星歯車装置１Ａは、第１軸線ＡＸ１を回転中心として自転可能な太陽歯車１０と、第１軸線ＡＸ１を回転中心として自転可能な内歯車２０と、第１軸線ＡＸ１に平行な方向に沿って延在する軸部３１を各々が有し、太陽歯車１０および内歯車２０の双方に各々が歯合することによって軸部３１の第２軸線ＡＸ２を回転中心として各々が自転可能でかつ第１軸線ＡＸ１を回転中心として各々が公転可能な複数の遊星歯車３０と、第１軸線ＡＸ１を回転中心として自転可能な第３シャフトＳ３と、複数の遊星歯車３０の各々に対応して設けられ、複数の遊星歯車３０の各々と第３シャフトＳ３との間の動力伝達を個別に行なう複数の動力伝達部６０とを備えている。
【００６１】
ここで、複数の遊星歯車３０の軸部３１の各々には、第１傘歯車３４が設けられており、第３シャフトＳ３には、第２傘歯車５１が設けられている。また、複数の動力伝達部６０の各々は、第１軸線ＡＸ１に交差する方向に沿って延在する動力伝達軸部６１と、動力伝達軸部６１の一端側に設けられるとともに第１傘歯車３４に歯合する第３傘歯車６２と、動力伝達軸部６１の他端側に設けられるとともに第２傘歯車５１に歯合する第４傘歯車６３とを含んでいる。
【００６２】
このように構成することにより、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいては、複数の遊星歯車３０が、当該複数の遊星歯車３０に対応して設けられた複数の動力伝達部６０を介して個別的に第３シャフトＳ３との間で動力伝達可能に接続されることになる。そのため、複数の遊星歯車３０の公転動作および自転動作と第３シャフトＳ３の自転動作とに相関が持たされることになる。したがって、たとえば第３シャフトＳ３が出力軸として使用される場合には、複数の遊星歯車３０の公転動作および自転動作の合成成分が、当該第３シャフトＳ３によって取り出されることになる。
【００６３】
ここで、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいては、上述のとおり複数の遊星歯車３０の公転動作のみならず自転動作についてもこれが動力伝達に利用できることになるため、駆動時において複数の遊星歯車３０を比較的低速で回転させることが可能になる。そのため、高周波の噛み合い音の発生が抑制できるとともに、その音圧も比較的小さくできる。
【００６４】
また、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいては、複数の遊星歯車３０が第１軸線ＡＸ１を中心として回転対称に配置されるとともに、キャリア４０によって自転可能に支承された構成であるため、駆動時において複数の遊星歯車３０に加わる荷重が均等に分配されることになる。そのため、負荷容量が大きく取れることになり、結果として大きな動力の伝達が可能になる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａとすることにより、大きな動力の伝達が可能であり、しかも騒音の発生が大幅に抑制された遊星歯車装置とすることができる。なお、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａは、前述した分類に従えば、傘歯車を用いた２Ｋ−ＨＶ型の遊星歯車装置に該当することになる。
【００６６】
ここで、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいては、後述する比較形態に係る遊星歯車装置１Ｙ（図７参照）と同様に、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１、第３シャフトＳ３、および、複数の動力伝達部６０の各々の動力伝達軸部６１にある程度のスラスト荷重が加わってしまうものとなるが、当該スラスト荷重は、基本的にキャリア４０等によって受け止めが可能な程度のものであり、遊星歯車装置１Ａの性能自体に与える影響は、おおよそ無視できるものとなる。
【００６７】
図４は、比較形態１に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図である。一方、図５（Ａ）は、本実施の形態に係る遊星歯車装置のスケルトン図であり、図５（Ｂ）は、比較形態１に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。以下、これら図４および図５を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａとすることにより、駆動時において複数の遊星歯車３０を比較的低速で回転させることができる理由について、比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘと比較しつつ詳細に説明する。
【００６８】
図４に示すように、比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘは、一般的な２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置であり、１つの第１シャフトＳ１と、１つの第２シャフトＳ２と、１つの太陽歯車１０と、１つの内歯車２０と、３つの遊星歯車３０と、１つの第４シャフトＳ４を含む１つのキャリア４０’とを主として備えている。このうち、第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２および第４シャフトＳ４は、同軸上に配置されている。
【００６９】
比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘは、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと比較した場合に、第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２、太陽歯車１０、内歯車２０および複数の遊星歯車３０の構成において基本的に同様であり、遊星歯車装置１Ａが有する軸部材としての第３シャフトＳ３、キャリア４０、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１に取付けられた第１傘歯車３４、第３シャフトＳ３に取付けられた第２傘歯車５１、および、複数の動力伝達部６０に代えて、上述した第４シャフトＳ４を含むキャリア４０’を備えている点において相違している。
【００７０】
より詳細には、キャリア４０’は、第１支持体４５と、第２支持体４６とを有しており、第１支持体４５は、複数の遊星歯車３０から見てＸ２方向側に配置されており、第２支持体４６は、複数の遊星歯車３０から見てＸ１方向側に配置されている。第２支持体４６は、基本的に遊星歯車装置１Ａが有する支持体４２と同様のものである。
【００７１】
第１支持体４５は、多段に構成された略円柱状の形状を有しており、その太陽歯車１０側の端面の中央部において第１シャフトＳ１を軸受を介して回転可能に支承するとともに、当該端面の周縁部において複数の遊星歯車３０の軸部３１を軸受を介して回転可能に支承している。また、第１支持体４５には、Ｘ２方向側に向けて突出する円柱状の突出部が設けられており、当該突出部によって上述した第４シャフトＳ４が構成されている。
【００７２】
この比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘにおいては、複数の遊星歯車３０の公転動作とキャリア４０’の自転動作とに相関が持たされることになる。したがって、たとえばキャリア４０に含まれる第４シャフトＳ４が出力軸として使用される場合には、複数の遊星歯車３０の公転動作および自転動作のうちの公転動作のみが、当該第４シャフトＳ４によって取り出されることになる。
【００７３】
ここで、図５（Ａ）を参照して、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいて、第３シャフトＳ３を入力軸とするとともに、内歯車２０に接続された第２シャフトＳ２を出力軸として動作させる場合を想定し、内歯車２０の歯数をＺr1とし、複数の遊星歯車３０の各々の歯数をＺp1とするとともに、内歯車２０の回転速度をＮr1とし、複数の遊星歯車３０の各々の回転速度をＮp1とし、第３シャフトＳ３の回転速度をＮS3とすると、下記式（１）の関係が成立し、その変速比は、Ｎr1／ＮS3は、下記式（２）で求められる。なお、ここでは、第１傘歯車３４の歯数Ｚa1と、当該第１傘歯車３４に歯合する第３傘歯車６２の歯数Ｚa2とは、同じであり、また、第４傘歯車６３の歯数Ｚb1と、当該第４傘歯車６３に歯合する第２傘歯車５１の歯数Ｚb2とは、同じであるとする。
【００７４】
【数１】
2019090487.tif 000003
【００７５】
【数２】
2019090487.tif 000004
【００７６】
一方、図５（Ｂ）を参照して、比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘにおいて、第４シャフトＳ４を入力軸とするとともに、内歯車２０に接続された第２シャフトＳ２を出力軸として動作させる場合を想定し、内歯車２０の歯数をＺr2とし、複数の遊星歯車３０の各々の歯数をＺp2とするとともに、内歯車２０の回転速度をＮr2とし、複数の遊星歯車３０の各々の回転速度をＮp2とし、第４シャフトＳ４の回転速度をＮS4とすると、下記式（３）の関係が成立し、その変速比は、Ｎr2／ＮS4は、下記式（４）で求められる。
【００７７】
【数３】
2019090487.tif 000005
【００７８】
【数４】
2019090487.tif 000006
【００７９】
ここで、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと比較形態に係る遊星歯車装置１Ｘとにおいて、内歯車２０の歯数を同じ（すなわち、Ｚr1＝Ｚr2＝Ｚr）に設定するとともに、複数の遊星歯車３０の各々の歯数を同じ（すなわち、Ｚp1＝Ｚp2＝Ｚp）に設定し、さらに、入力軸の回転速度を同じ（すなわち、ＮS3＝ＮS4）に設定し、その上で入力軸と出力軸との間の変速比が同じ（すなわち、Ｎr1／ＮS3＝Ｎr2／ＮS4）になる動作状態を想定すると、上記式（２）および上記式（４）より、下記式（５）の関係が導き出される。
【００８０】
【数５】
2019090487.tif 000007
【００８１】
このとき、遊星歯車装置の構成上、ＺrおよびＺpは、いずれも自然数であり、かつ、Ｚp＜Ｚrの関係を必ず満たすことから、上記式（５）に基づき、Ｎp1の絶対値は、Ｎp2の絶対値よりも必ず小さくなることが分かる。ここで、上記式（５）において、Ｎp1／Ｎp2が負の値をとる理由は、第３シャフトＳ３の回転方向と第４シャフトＳ４の回転方向とが同じである場合に、複数の遊星歯車３０の各々自転方向が、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと比較形態に係る遊星歯車装置１Ｘとで逆向きになることによる。
【００８２】
以上に基づけば、本実施の形態の如くの傘歯車を用いた２Ｋ−ＨＶ型の遊星歯車装置とすることにより、比較形態１の如くの一般的な２Ｋ−Ｈ型の遊星歯車装置に比較して、駆動時において遊星歯車を比較的低速で回転させることが可能になることが理解できる。
【００８３】
図６は、本実施の形態に係る遊星歯車装置の遊星歯車の回転速度と、比較形態１に係る遊星歯車装置の遊星歯車の回転速度とを比較したグラフである。ここで、図６に示すグラフは、上記式（５）に基づき、たとえば内歯車２０の歯数Ｚrを６０個に設定しつつ、複数の遊星歯車３０の各々の歯数Ｚpを３個から２４個の間で段階的に変化させた場合に、回転速度比Ｎp1／Ｎp2の値がどのように変化するかを表わしたものである。
【００８４】
当該図６を参照して、仮に複数の遊星歯車３０の各々の歯数Ｚpを２１個とすれば、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａの複数の遊星歯車３０の各々の回転速度Ｎp1は、比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘの複数の遊星歯車３０の各々の回転速度Ｎp2の約１／２にまで減少することが理解でき、また、仮に複数の遊星歯車３０の各々の歯数Ｚpを１５個とすれば、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａの複数の遊星歯車３０の各々の回転速度Ｎp1は、比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘの複数の遊星歯車３０の各々の回転速度Ｎp2の約１／３にまで減少することが理解できる。
【００８５】
＜検証試験＞
以下において説明する検証試験は、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａとすることにより、騒音をどの程度低減できるかを実測によって検証したものである。当該検証試験においては、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａを実際に試作したものを実施例とし、上述した比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘを実際に試作したものを比較例１とし、以下において説明する比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙを実際に試作したものを比較例２とし、これら実施例および比較例１，２に係る遊星歯車装置をそれぞれ実際に動作させることにより、発生する騒音の違いを測定した。
【００８６】
図７は、比較形態２に係る遊星歯車装置の一部を破断した概略斜視図であり、図８は、当該比較形態２に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。まず、これら図７および図８を参照して、比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙの構成について説明する。
【００８７】
図７および図８に示すように、比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙは、前述した分類に従えば、自在継手を用いた２Ｋ−ＨＶ型の遊星歯車装置に該当するものであり、１つの第１シャフトＳ１と、１つの第２シャフトＳ２と、１つの第３シャフトＳ３と、１つの太陽歯車１０と、１つの内歯車２０と、３つの遊星歯車３０（後述する特定の１つの遊星歯車３０’を含む）と、１つのキャリア４０”と、１つの傾斜軸部材８０と、２つの自在継手８１，８２とを主として備えている。このうち、第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２および第３シャフトＳ３は、同軸上に配置されている。
【００８８】
比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙは、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと比較した場合に、第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２、第３シャフトＳ３、太陽歯車１０、内歯車２０および複数の遊星歯車３０の構成において基本的に同様であり、遊星歯車装置１Ａが有するキャリア４０、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１に取付けられた第１傘歯車３４、第３シャフトＳ３に取付けられた第２傘歯車５１、および、複数の動力伝達部６０に代えて、上述したキャリア４０”、傾斜軸部材８０および複数の自在継手８１，８２を備えている点において相違している。
【００８９】
より詳細には、キャリア４０”は、第３支持体４７と、第４支持体４８とを有しており、第３支持体４７は、複数の遊星歯車３０から見てＸ２方向側に配置されており、第４支持体４８は、複数の遊星歯車３０から見てＸ１方向側に配置されている。第４支持体４８は、基本的に遊星歯車装置１Ａが有する支持体４２と同様のものである。
【００９０】
第３支持体４７は、円盤状の形状を有しており、その中央部において第１シャフトＳ１を軸受を介して回転可能に支承するとともに、その周縁部において複数の遊星歯車３０の軸部３１を軸受を介して回転可能に支承している。
【００９１】
複数の遊星歯車３０のうちの特定の１つの遊星歯車３０’の軸部３１は、その一部がキャリア４０”よりもＸ２方向側に向けて突出するように構成されており、当該軸部３１の端部には、自在継手８１を介して傾斜軸部材８０の一端が接続されている。また、第３シャフトＳ３のＸ１方向側の端部には、自在継手８２を介して傾斜軸部材８０の他端が接続されている。ここで、傾斜軸部材８０は、その軸線が第３シャフトＳ３の軸線（すなわち第１軸線ＡＸ１）と所定の角度θ（ただし、０［°］＜θ＜９０［°］である）を成すように傾斜して配置されている。
【００９２】
この比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙにおいては、複数の遊星歯車３０のうちの特定の１つの遊星歯車３０’が、傾斜軸部材８０および自在継手８１，８２を介して第３シャフトＳ３との間で動力伝達可能に接続されている。そのため、当該特定の１つの遊星歯車３０’の公転動作および自転動作と第３シャフトＳ３の自転動作とに相関が持たされることになる。したがって、たとえば第３シャフトＳ３が出力軸として使用される場合には、特定の１つの遊星歯車３０’の公転動作および自転動作の合成成分が、当該第３シャフトＳ３によって取り出されることになる。
【００９３】
なお、比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙは、上述したように、特定の１つの遊星歯車３０’の公転動作および自転動作と第３シャフトＳ３の自転動作とに相関が持たされる点において、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと比較的近いものであるが、自在継手８１，８２を介して傾斜軸部材８０によって接続された構成であるため、駆動時において傾斜軸部材８０が偏心回転することによって複数の遊星歯車３０に加わる荷重にアンバランスが生じたり、傾斜軸部材８０を介して接続された第３シャフトＳ３および遊星歯車に大きなスラスト荷重が発生したりする問題があるものである。そのため、当該比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙにおいては、負荷容量を大きく取ることができず、結果として大きな動力の伝達が困難になる問題がある。
【００９４】
ここで、傾斜軸部材８０の軸線を第１軸線ＡＸ１に対してより平行に近い状態に（理想的には、上述した角度θを８０［°］以上に）設定することにより、ある程度は上述した問題の解消を図ることはできるものの、その場合には、装置が長大化する等の問題が別途発生してしまう。
【００９５】
図９は、検証試験のシステム構成を示す図である。また、図１０ないし図１２は、それぞれ実施例、比較例１および比較例２に係る遊星歯車装置の評価結果を示すグラフであり、図１３は、検証試験における音圧分布の比較結果を示すヒストグラムである。以下、これら図９ないし図１３を参照して、本検証試験の試験条件および評価結果について説明する。
【００９６】
本検証試験においては、図９に示すシステム構成にて、サンプルＳとしての実施例および比較例１，２に係る遊星歯車装置を、それぞれ第１モータ１０１および第２モータ１０２を用いて駆動した。ここで、各サンプルＳにおいては、太陽歯車の歯数Ｚsを３０個とし、内歯車の歯数Ｚrを６０個とし、複数の遊星歯車の各々の歯数Ｚpを１５個とした。なお、複数の遊星歯車の総数は、いずれも３個である。
【００９７】
サンプルＳの鉛直上方には、騒音計１０３を設置した。騒音計１０３とサンプルＳとの間の距離は、１２００［ｍｍ］とした。騒音計１０３にて集音された騒音からは、第１モータ１０１および第２モータ１０２から発せられる騒音を差し引くこととし、これによりサンプルＳから発せられる騒音のみを測定することとした。
【００９８】
ここで、第１モータ１０１には、各サンプルＳの第１シャフトＳ１を接続し、第２モータ１０２には、各サンプルＳの第３シャフトＳ３または第４シャフトＳ４（すなわち、実施例および比較例２に係る遊星歯車装置においては第３シャフトＳ３を、比較例１に係る遊星歯車装置においては第４シャフトＳ４を）を接続した。また、各サンプルＳの第２シャフトＳ２には、ヒステリシスブレーキ１０４をベルト１０５を介して接続した。なお、第１モータ１０１および第２モータ１０２の動作は、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）１０６によって制御されるようにした。
【００９９】
当該検証試験は、大きさが３．６［ｍ］×４．４［ｍ］×３．３５［ｍ］の無響室において行なった。当該無響室の暗騒音レベルは、−１［ｄＢ］であり、遮音特性は、９１［ｄＢ（５００［Ｈｚ］）であり、逆二乗特性保証帯は、１２５［Ｈｚ］〜４０００［Ｈｚ］である。また、騒音の測定条件に関しては、周波数補正にＡ特性フィルタを使用することとし、窓関数を１／３オクターブに設定し、時間重み特性をスロー特性に設定した。
【０１００】
上記試験条件のもと、サンプルＳを所定の動作条件にて動作させ、測定された騒音の周波数分析波形を取得し、当該分析波形のピーク値における音圧レベル、周波数、その際の遊星歯車の回転速度との相関を求めた評価結果が、図１０ないし図１２に示したグラフである。これらグラフにおいては、縦軸に周波数ｆ［Ｈｚ］をとるとともに、横軸に遊星歯車の回転速度Ｎp［ｍｉｎ-1］をとり、各プロットの大きさにて音圧［ｄＢ］を示している。さらに、これらグラフにおいては、噛み合い周波数（ｆｚ，２×ｆｚ，４×ｆｚ，８×ｆｚ）についてもあわせて表記している。ここで、噛み合い周波数ｆｚ［Ｈｚ］は、遊星歯車が１秒間に噛み合う噛み合い数を意味し、遊星歯車の歯数Ｚpおよび回転速度Ｎpを用いてｆｚ＝Ｎp×Ｚp／６０で表わされる。また、図１０ないし図１２に示すグラフから、グラフ中のプロットを音圧ごとに分類し、各音圧における分布数（すなわちプロット数）を求めた比較結果が、図１３に示したヒストグラムである。
【０１０１】
これら図１０ないし図１３から理解されるように、実施例に係る遊星歯車装置においては、比較例１に係る遊星歯車装置に比べて、高周波の噛み合い音の発生が抑制できているとともに、その音圧も比較的小さく抑制できている。これは、偏に、実施例に係る遊星歯車装置において、比較例１に係る遊星歯車装置に比べて、その駆動時において複数の遊星歯車を比較的低速で回転させることができるためである。
【０１０２】
なお、比較例２に係る遊星歯車装置においては、実施例に係る遊星歯車装置に比べて、さらに、高周波の噛み合い音の発生が抑制できているとともに、その音圧も比較的小さく抑制できていることが分かる。これは、比較例２に係る遊星歯車装置においては、実施例に係る遊星歯車装置と同様に、その駆動時において複数の遊星歯車を比較的低速で回転させることができるとともに、実施例に係る遊星歯車装置に比べて、歯車同士の噛み合い数が大幅に少ないことに起因している。
【０１０３】
しかしながら、当該比較例２に係る遊星歯車装置は、上述したように実施例に係る遊星歯車装置に比べて大きな動力の伝達が行なえないものであり、この点において、実施例に係る遊星歯車装置よりも不利なものと言える。
【０１０４】
以上の検証試験の評価結果に基づけば、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａとすることにより、騒音の発生が大幅に抑制できることが実験的にも確認されたと言える。
【０１０５】
ここで、図５（Ａ）を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいては、第１傘歯車３４の歯数Ｚa1と、当該第１傘歯車３４に歯合する第３傘歯車６２の歯数Ｚa2とを調整することにより、当該第１傘歯車３４と第３傘歯車６２との間において所定の変速比をもたせることができ、これと同様に、第４傘歯車６３の歯数Ｚb1と、当該第４傘歯車６３に歯合する第２傘歯車５１の歯数Ｚb2とを調整することにより、当該第４傘歯車６３と第２傘歯車５１との間において所定の変速比をもたせることができる。
【０１０６】
換言すれば、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにあっては、第１傘歯車３４と第３傘歯車６２との組合せにより、または、第２傘歯車５１と第４傘歯車６３との組合せにより、あるいは、これら組合せの双方により、複数の遊星歯車３０の軸部３１と第３シャフトＳ３との間に減速機または増速機を設けることができる。
【０１０７】
ここで、図５（Ａ）に示す遊星歯車装置１Ａにおいて、第１傘歯車３４の歯数Ｚa1と第３傘歯車６２の歯数Ｚa2とを異ならせるとともに、第４傘歯車６３の歯数Ｚb1と第２傘歯車５１の歯数Ｚb2とを異ならせた場合を想定し、第１傘歯車３４と第３傘歯車６２との間における変速比をｎ１（ここで、ｎ１＝Ｚa1／Ｚa2である）と定義し、第４傘歯車６３と第２傘歯車５１との間における変速比をｎ２（ここで、ｎ２＝Ｚb1／Ｚb2である）と定義すると、上記式（１）および式（２）は、それぞれ下記式（６）および式（７）に書き換えられる。
【０１０８】
【数６】
2019090487.tif 000008
【０１０９】
【数７】
2019090487.tif 000009
【０１１０】
この場合において、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａと、上述した比較形態１に係る遊星歯車装置１Ｘとにおいて、内歯車２０の歯数を同じ（すなわち、Ｚr1＝Ｚr2＝Ｚr）に設定するとともに、複数の遊星歯車３０の各々の歯数を同じ（すなわち、Ｚp1＝Ｚp2＝Ｚp）に設定し、さらに、入力軸の回転速度を同じ（すなわち、ＮS3＝ＮS4）に設定し、その上で、入力軸と出力軸との間の変速比が同じ（すなわち、Ｎr1／ＮS3＝Ｎr2／ＮS4）になる動作状態を想定すると、上記式（７）および上記式（４）より、下記式（８）の関係が導き出される。
【０１１１】
【数８】
2019090487.tif 000010
【０１１２】
したがって、上述した本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいて、第１傘歯車３４と第３傘歯車６２との組合せにより、または、第２傘歯車５１と第４傘歯車６３との組合せにより、あるいは、これら組合せの双方により、複数の遊星歯車３０の軸部３１と第３シャフトＳ３との間に減速機または増速機を設けた場合には、複数の遊星歯車３０の各々の回転速度を比較的低く抑えつつ、入力軸と出力軸との間の変速比を種々調節することが可能になる。
【０１１３】
一例としては、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａにおいて、第３シャフトＳ３を入力軸とするとともに、内歯車２０に接続された第２シャフトＳ２を出力軸とし、上述した変速比ｎ１，ｎ２がｎ１×ｎ２＜１の条件を満たすように第１傘歯車３４の歯数Ｚa1、第３傘歯車６２の歯数Ｚa2、第４傘歯車６３の歯数Ｚb1および第２傘歯車５１の歯数Ｚb2をそれぞれ設定した場合には、事実上、内歯車２０を拡径させて当該内歯車２０に設けられた歯数Ｚrを増加させた場合と同様の効果を、遊星歯車装置１Ａの体格を大型化させることなく実現することができる。
【０１１４】
そのため、この点において、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａは、このような減速機または増速機を上述した特定の遊星歯車３０’の軸部３１と第３シャフトＳ３との間に設けることが事実上できない上述した比較形態２に係る遊星歯車装置１Ｙに比べ、設計自由度が大幅に拡大されるメリットをも有することになる。
【０１１５】
（変形例）
図１４は、上述した実施の形態１に基づいた変形例に係る遊星歯車装置のスケルトン図である。以下、この図１４を参照して、本変形例に係る遊星歯車装置１Ａ’について説明する。
【０１１６】
図１４に示すように、本変形例に係る遊星歯車装置１Ａ’は、上述した実施の形態１に係る遊星歯車装置１Ａが具備するキャリア４０を基本軸の一つとしてさらに利用するものである。すなわち、上述した実施の形態１に係る遊星歯車装置１Ａは、太陽歯車１０に接続された第１シャフトＳ１と、内歯車２０に接続された第２シャフトＳ２と、複数の動力伝達部６０を介して複数の遊星歯車３０に個別に接続された第３シャフトＳ３との合計で３つのシャフトを基本軸としたいわゆる３軸遊星歯車装置であったが、本変形例に係る遊星歯車装置１Ａ’は、これにキャリア４０に接続された第４シャフトＳ４をさらに基本軸として用いることにより、いわゆる４軸遊星歯車装置として構成したものである。なお、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ａ’は、前述した分類に従えば、傘歯車を用いた２Ｋ−Ｈ−ＨＶ型の遊星歯車装置に該当することになる。
【０１１７】
ここで、キャリア４０に接続された第４シャフトＳ４としては、たとえば図１において示されたキャリア４０のエンドプレート４３の中央部にＸ２方向側に向けて突出するように形成された突出部がそのまま利用することができる。
【０１１８】
このように構成された本変形例に係る遊星歯車装置１Ａ’とすれば、上述した第１シャフトＳ１、第２シャフトＳ２、第３シャフトＳ３および第４シャフトＳ４を基本軸としつつ、これら基本軸の各々を適切に入力軸または基本軸あるいは補助軸として選択して使用することにより、当該遊星歯車装置１Ａ’を様々な特徴的な動作を実現することができる新規な動力伝達装置として利用することが可能になる。
【０１１９】
（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。以下、この図１５を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｂについて説明する。
【０１２０】
図１５に示すように、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｂは、上述した実施の形態１に係る遊星歯車装置１Ａと比較した場合に、動力伝達部６０が傾斜配置されている点においてのみその構成が相違している。
【０１２１】
具体的には、本実施の形態においては、第１軸線ＡＸ１と第３軸線ＡＸ３の各々とが成す角度のうち、小さい方の角度θが０［°］より大きく９０［°］未満となるように（すなわち、第３軸線ＡＸ３の各々が傾斜するように）、複数の動力伝達軸部６１の各々の姿勢が調整されている。これにより、第４傘歯車６３は、第３傘歯車６２よりもＸ２方向側に配置されることになる。
【０１２２】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、大きな動力の伝達が可能であり、しかも騒音の発生が大幅に抑制された遊星歯車装置とすることができる。
【０１２３】
（実施の形態３）
図１６は、本発明の実施の形態３に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式背面図である。以下、この図１６を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｃについて説明する。
【０１２４】
図１６に示すように、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｃは、上述した実施の形態１に係る遊星歯車装置１Ａと比較した場合に、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１に設けられた遊星歯車側動力伝達要素と、第３シャフトＳ３に設けられた軸部材側動力伝達要素と、複数の動力伝達部６０の各々に設けられた第１動力伝達要素および第２動力伝達要素とが、いずれも傘歯車とは異なる動力伝達要素にて構成されている点において相違している。
【０１２５】
具体的には、本実施の形態においては、遊星歯車側動力伝達要素、軸部材側動力伝達要素、第１動力伝達要素および第２動力伝達要素が、それぞれ第１ハイポイド歯車３４’、第２ハイポイド歯車５１’、第３ハイポイド歯車６２’および第４ハイポイド歯車６３’にて構成されており、対応する第１ハイポイド歯車３４’と第３ハイポイド歯車６２’とが歯合しており、第２ハイポイド歯車５１’と複数の第４ハイポイド歯車６３’の各々とが歯合している。
【０１２６】
これに伴い、複数の動力伝達軸部６１は、Ｘ軸方向に沿って見た場合に、おおよそ第１軸線ＡＸ１を中心として放射状に延びるように延在しているものの、厳密には、複数の動力伝達軸部６１の各々の軸線である第３軸線ＡＸ３と第１軸線ＡＸ１とは交差しておらず、これらが食い違っている（すなわち、第３軸線ＡＸ３の各々と第１軸線ＡＸ１とが、いわゆる捩れの位置にある）。
【０１２７】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、大きな動力の伝達が可能であり、しかも騒音の発生が大幅に抑制された遊星歯車装置とすることができる。加えて、遊星歯車側動力伝達要素、軸部材側動力伝達要素、第１動力伝達要素および第２動力伝達要素としてハイポイド歯車を用いることにより、これらを傘歯車にて構成した場合に比べ、さらなる騒音の低減、より大きな動力の伝達、より大きな変速比の実現等を図ることもできる。
【０１２８】
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る遊星歯車装置の要部のみを示す模式側面図である。以下、この図１７を参照して、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｄについて説明する。
【０１２９】
図１７に示すように、本実施の形態に係る遊星歯車装置１Ｄは、上述した実施の形態１に係る遊星歯車装置１Ａと比較した場合に、複数の遊星歯車３０の各々の軸部３１に設けられた遊星歯車側動力伝達要素と、第３シャフトＳ３に設けられた軸部材側動力伝達要素と、複数の動力伝達部６０の各々に設けられた第１動力伝達要素および第２動力伝達要素とが、いずれも傘歯車とは異なる動力伝達要素にて構成されている点において相違している。
【０１３０】
具体的には、本実施の形態においては、遊星歯車側動力伝達要素、軸部材側動力伝達要素、第１動力伝達要素および第２動力伝達要素が、それぞれ第１摩擦車３４”、第２摩擦車５１”、第３摩擦車６２”および第４摩擦車６３”にて構成されており、対応する第１摩擦車３４”と第３摩擦車６２”とが摩擦係合しており、第２摩擦車５１”と複数の第４摩擦車６３”の各々とが摩擦係合している。
【０１３１】
なお、ここで言う摩擦車には、摩擦車の表面同士が直接的に接触することで摩擦係合するもののみならず、潤滑油等の流体を介してこれら摩擦車が対向配置されることによって動力伝達が行なわれる流体摩擦方式のものも含まれる。
【０１３２】
このように構成した場合にも、上述した実施の形態１において説明した効果と同様の効果を得ることができ、大きな動力の伝達が可能であり、しかも騒音の発生が大幅に抑制された遊星歯車装置とすることができる。
【０１３３】
（その他の構成例）
上述した本発明の実施の形態１ないし４およびその変形例においては、３つの遊星歯車が設けられてなる遊星歯車装置を例示して説明を行なったが、遊星歯車の数は特に限定されるものではなく、少なくとも２つ以上の遊星歯車が設けられた遊星歯車装置であれば、基本的にどのようなものであっても本発明の適用が可能である。
【０１３４】
また、上述した本発明の実施の形態１ないし４およびその変形例においては、複数の遊星歯車の各々の軸部と、複数の動力伝達部の各々の動力伝達軸部と、軸部材（すなわち第３シャフト）とが、いずれもキャリアによって支承されるように構成した場合を例示したが、必ずしも軸部材は、キャリアによって支承されている必要はなく、これをキャリアとは異なるハウジング等の別部材によって支承することとしてもよい。
【０１３５】
このように、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって画定され、また特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【符号の説明】
【０１３６】
１Ａ〜１Ｄ，１Ｘ，１Ｙ，１Ａ’  遊星歯車装置、１０  太陽歯車、２０  内歯車、２１  ホルダ、２２  エンドプレート、２３  中空部、３０  遊星歯車、３１  軸部、３２，３３  スペーサ、３４  第１傘歯車、３４’第１ハイポイド歯車、３４”  第１摩擦車、４０  キャリア、４１  ケース体、４２  支持体、４３  エンドプレート、４４  内部空間、４５  第１支持体、４６  第２支持体、４７  第３支持体、４８  第４支持体、５１  第２傘歯車、５１’第２ハイポイド歯車、５１”  第２摩擦車、６０  動力伝達部、６１  動力伝達軸部、６２  第３傘歯車、６２’第３ハイポイド歯車、６２”  第３摩擦車、６３  第４傘歯車、６３’第４ハイポイド歯車、６３”  第４摩擦車、７１〜７６  軸受、８０  傾斜軸部材、８１，８２  自在継手、１０１  第１モータ、１０２  第２モータ、１０３  騒音計、１０４  ヒステリシスブレーキ、１０５  ベルト、１０６  ＰＬＣ、ＡＸ１  第１軸線、ＡＸ２  第２軸線、ＡＸ３  第３軸線、Ｓ１  第１シャフト、Ｓ２  第２シャフト、Ｓ３  第３シャフト、Ｓ４  第４シャフト。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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