(57)【要約】  本発明は、前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車とを備えるフローティング歯車減速機およびフローティング歯車過零多級変速機を提供する。前遊星歯車系、後遊星歯車系、およびフローティング歯車が含む歯車のサイズに対して異なる設計を行うことで、任意の異なる減速比を実現できる。当該フローティング歯車減速機およびフローティング歯車過零多級変速機は、構造が簡単で、信頼性が高く、従来の技術において大きい減速比を実現するためには、多級歯車変速伝動機構を需要する問題を解決して、その全体的サイズを減少し、コストを下げる。
2015515590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車（１）とを備え、その中で、前遊星歯車系は、前太陽歯車（３）、前遊星歯車（４）、前内歯輪（９）からなり、後遊星歯車系は、後太陽歯車（５）、後遊星歯車（６）、後内歯輪（１０）からなり、前記前内歯輪（９）と前記後内歯輪（１０）とが前記フローティング歯車（１）の内周面に前記フローティング歯車（１）と一体に成形され、前記前太陽歯車（３）と前記後太陽歯車（５）の歯車中心が動力入力軸（２）を介して剛性的に連結され、前記前太陽歯車（５）が前記前遊星歯車（４）を介して前記前内歯輪（９）に伝動可能なように連結され、前記後太陽歯車（５）が前記後遊星歯車（６）を介して前記後内歯輪（１０）に伝動可能なように連結され、前記前遊星歯車（４）が固定回転軸（１２）を中心に回転し、前記後遊星歯車（６）の歯車中心が動力を出力するための動力出力軸（８）に連結されることを特徴とするフローティング歯車減速機。
【請求項２】
前記前太陽歯車（３）と前記後太陽歯車（５）のピッチ円のサイズが同じであり、及び／又は、前記前遊星歯車（４）と前記後遊星歯車（６）のピッチ円のサイズが同じであり、及び／又は、前記前内歯輪（９）と前記後内歯輪（１０）のピッチ円のサイズが同じであることを特徴とする請求項１に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項３】
前記前太陽歯車（３）と前記後太陽歯車（５）のピッチ円のサイズが異なり、及び／又は、前記前遊星歯車（４）と前記後遊星歯車（６）のピッチ円のサイズが異なり、及び／又は、前記前内歯輪（９）と前記後内歯輪（１０）のピッチ円のサイズが異なることを特徴とする請求項１に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項４】
前記前太陽歯車（３）と前記後太陽歯車（５）のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であることを特徴とする請求項３に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項５】
前記前遊星歯車（４）と前記後遊星歯車（６）のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であることを特徴とする請求項３に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項６】
前記前内歯輪（９）と前記後内歯輪（１０）のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であることを特徴とする請求項３に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項７】
前記前後遊星歯車（４、６）および対応する前記前後内歯輪（９、１０）の歯が斜歯であり、且つ、前記前後遊星歯車（４，６）および対応する前記前後内歯輪（９、１０）の斜歯の回転方向が逆であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１項に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項８】
前記前後遊星歯車（４、６）および対応する前記前後内歯輪（９、１０）の歯が、「人」字形の歯であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１項に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項９】
前記フローティング歯車（１）には、フローティング歯車（１）の軸方向移動を防止するための滑り軸受或は転がり軸受が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの１項に記載のフローティング歯車減速機。
【請求項１０】
前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車（１）とを備え、その中で、前遊星歯車系が１つの多級歯車変速機構（１１）から構成され、後遊星歯車系が後太陽歯車（５）、後遊星歯車（６）、および後内歯輪（１０）からなり、前記後内歯輪（１０）が前記フローティング歯車（１）の内周面に前記フローティング歯車（１）と一体に成形され、当該多級歯車変速機構（１１）が１つの入力歯車、複数組の出力歯車、および前内歯輪を備え、前記入力歯車が前記複数組の出力歯車中の１組に噛み合わされ、前記入力歯車が当該組の出力歯車を介して前記前内歯輪に伝動可能なように連結され、前記後太陽歯車（５）が前記後遊星歯車（６）を介して前記後内歯輪（１０）に伝動可能なように連結され、前記後太陽歯車（５）の歯車中心および前記入力歯車の歯車中心が動力入力軸（２）に剛性的に連結され、前記後遊星歯車（６）の歯車中心が動力を出力するための動力出力軸（８）に連結され、前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と前記入力歯車との減速比が、前記後遊星歯車（６）と前記後太陽歯車（５）との減速比と同じであることを特徴とするフローティング歯車過零多級変速機。
【請求項１１】
前記後遊星歯車（６）の歯車中心に前記動力出力軸（８）を連結するための連結ロッド（７）が設置されていることを特徴とする請求項１０に記載のフローティング歯車過零多級変速機。
【請求項１２】
前記多級歯車変速機構（１１）が、３〜３０級歯車変速機構であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のフローティング歯車過零多級変速機。
【請求項１３】
前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と前記入力歯車との減速比と、前記後遊星歯車（６）と前記後太陽歯車（５）との減速比との比が、１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のフローティング歯車過零多級変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減速機、特に遊星歯車機構の構造に基づいたフローティング歯車減速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
減速機は、典型的な歯車伝動装置であり、機械伝動系によく用いられる基礎部品として、その伝動信頼性、伝動比、およびサイズ等が当該減速機を利用する装置の信頼性、伝動効率、および全体サイズを決定する。歯車分野にとって、減速機、変速機等はギアボックスの構造に属し、高信頼性、軽量化へのギアボックスの発展は、近年歯車式伝動装置における新技術の研究開発の重点である。
【０００３】
現在国内外において、ギアボックス技術に対しては、以下のような３つの研究方向がある。
【０００４】
１．軽量材料を開発し、熱処理工芸を改善する。例えば、優れる合金鋼を開発採用し、歯車の調質工芸等を調整向上させる。最も典型的な技術進歩は、硬歯面技術の誕生および調質技術の持続的な発展である。しかしながら、この技術には、材料のコストを上げるため、従来のギアボックス製造にとって、ギアボックスの重量を減少させて得られる利益がそのコストよりも大きい場合のみに効果的である制限が存在する。
【０００５】
２．強度計算、高信頼性分析等の精密設計および精密製造の方法を発展する。現在、様々なギアボックスの設計と製造技術が国内外でかなり広く且つ成熟的に応用される情況で、特に、最近の数十年以来、各種の減速機及び変速機に対する各国の工程技術者の鋭意な設計と複数回にわたる製品の更新によって、従来のギアボックスの設計がもっと合理で完璧になったため、今先端のコンピューターデザインソフトウェアを採用したとしても、ギアボックスに対してさらに精密化改善を行える余地が小さい過ぎで、現在の構造に対する最良設計も、その効果が制限されている。
【０００６】
３．歯車伝動形式および伝動原理を革新して、伝動構造を変える。前述した２つの方向に比べて、当該技術進歩はもっと徹底、且つ進歩的である。この方面で、いかなる実際応用で充分に検証された技術進歩も、歯車伝動の更新に根本的な技術サポートを提供できる。例えば、最近の数十年で遊星歯車構造の基礎で行った革新に基づいて現れた「擺線針歯車減速機」、「調波歯車減速機」、「三環減速機」等の複種の高減速比の新型ギアボックスは、従来の円柱歯車減速箱に比べて、サイズが小さく、構造がコンパクトで、重量が軽い等の利点があるため、広く応用されている。
【０００７】
従来の歯車減速箱にとって、高い減速比を実現するためには、一般に多級の歯車組を設計してお互いに配合することで、理想な速度比に達するが、このようにすれば、高速比減速箱の構造が複雑になり、サイズが大きく、重量が重く、コストが高い等の問題が存在する。減速比が大きい特製減速機、例えば、前記「調波歯車減速機」等は、革新的な歯車伝動原理を採用することで、そのサイズが減少し、重量が低減されるようにする。しかしながら、このような歯車構造部品には、特殊な柔性内歯輪を導入されている。当該柔性内歯輪は、従来のおよそ百年にわたって信頼性が検証された機械部品のように高い信頼性を具備していない。それに伴う問題として、当該特殊な柔性内歯輪構造は、生産工程を複雑にして生産コストを上げるが、その信頼性と補修性に対しては逆に低下させる。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、前記従来の技術で存在する問題を解決するために、構造が合理で、使用が便利で、製造コストが低く、機電一体化の自動化制御の実現に有利で、且つ、信頼性が高いフローティング歯車減速機提供することを目的とする。
【０００９】
本発明で提供するフローティング歯車減速機は、前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車とを備え、その中で、前遊星歯車系は、前太陽歯車、前遊星歯車、前内歯輪からなり、後遊星歯車系は、後太陽歯車、後遊星歯車、後内歯輪からなり、前内歯輪と後内歯輪とがフローティング歯車の内周面にフローティング歯車と一体に成形され、前太陽歯車と後太陽歯車の歯車中心が動力入力軸によって剛性的に連結され、前太陽歯車が前遊星歯車を介して前内歯輪に伝動連結され、後太陽歯車が後遊星歯車を介して後内歯輪に伝動連結され、前遊星歯車が固定回転軸を中心に回転し、後遊星歯車の歯車中心が動力を出力するための動力出力軸に連結される。
【００１０】
好ましくは、後遊星歯車の歯車中心に動力出力軸を連結するための連結ロッドが設置されている。
【００１１】
ここのフローティング歯車は、その内周面に前内歯輪および後内歯輪を一体に成形し、好ましくは、前内歯輪と後内歯輪とが剛性内歯輪である。本発明に係るフローティング歯車減速機の構造設計によれば、フローティング歯車と一体に成形された前内歯輪および後内歯輪によって、フローティング歯車は、いかなる支持がなくでも設計位置に浮かぶことができ、つまり、前遊星歯車と後遊星歯車の外周で負荷を持って運動し、このため「フローティング歯車」と呼ばれる。
【００１２】
本発明に係るフローティング歯車減速機は、新たな歯車伝動構造を提供し、前遊星歯車系、後遊星歯車系、およびフローティング歯車のサイズに対して異なる設計を行うことで、任意の異なる減速比を実現できる。当該フローティング歯車減速機は、構造が簡単で、信頼性が高く、従来の技術において大きい減速比を実現するためには、多級歯車変速伝動機構を需要する問題を解決して、その全体的サイズを減少し、コストを下げる。
【００１３】
本発明に係るフローティング歯車減速機によれば、前太陽歯車および後太陽歯車、前遊星歯車および後遊星歯車、前内歯輪および後内歯輪、これら３組の歯車において、各組を同じサイズに設計すると、つまり、前太陽歯車と後太陽歯車の歯数、モジュールが一致し、前遊星歯車と後遊星歯車の歯数、モジュールが一致し、前内歯輪と後内歯輪の歯数、モジュールが一致すると、動力入力軸にどんな回転数を入力しても、連結ロッドに連結される動力出力軸の回転数がゼロになり、トルクもゼロになることを実現できる。
【００１４】
好ましくは、前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズが同じであり、及び／又は、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズが同じであり、及び／又は、前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズが同じである。
【００１５】
好ましくは、前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズが異なり、及び／又は、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズが異なり、及び／又は、前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズが異なる。
【００１６】
好ましくは、前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００である。
【００１７】
好ましくは、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００である。
【００１８】
好ましくは、前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズが異なり、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００である。
【００１９】
前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズ、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズ、および前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズを設定することで、需要する減速比に基づいて前後２組の遊星歯車系の運転速度を異なるようにし、これによって動力入力軸と動力出力軸との回転数の様々な変化を実現でき、異なる減速比の減速機を得られる。
【００２０】
好ましくは、前遊星歯車および／または後遊星歯車は、３つである。
【００２１】
好ましくは、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の歯は斜歯であり、且つ、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の斜歯の回転方向は逆である。
【００２２】
前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の斜歯の回転方向が逆であるため、フローティング歯車の軸方向運動を制限できる。
【００２３】
好ましくは、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の歯は、「人」字形の歯である。
【００２４】
前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の歯が「人」字形の歯であるため、同じく、フローティング歯車の軸方向運動を制限できる。
【００２５】
好ましくは、フローティング歯車には、フローティング歯車の軸方向移動を防止するための滑り軸受或は転がり軸受が設けられている。滑り軸受或は転がり軸受は、フローティング歯車の外周に設置してもよい。また、フローティング歯車の内周面の一部を半径方向に沿って動力入力軸に向けて延伸させ、滑り軸受或は転がり軸受を動力入力軸とフローティング歯車の半径方向への延伸部分との間に設置して、フローティング歯車の軸方向運動を制限してもよい。もちろん、滑り軸受或は転がり軸受は、フローティング歯車においてフローティング歯車の軸方向運動を制限できる任意の位置に設置してよい。
【００２６】
この滑り軸受を利用することで、フローティング歯車の軸方向運動を制限できる。
【００２７】
本発明に係るフローティング歯車減速機によれば、その前遊星歯車系と後遊星歯車系の運転速度が近いほど、当該フローティング歯車減速機の減速比が大きくなり、トルクも大きくなる。逆に、前遊星歯車系と後遊星歯車系との運転速度の差が大きいほど、当該フローティング歯車減速機の減速比が小さくなり、トルクも小さくなる。従来の技術において、様々な従来の種類の減速機は、元の基礎で減速比を上げるために、減速機の歯車や軸の数を増加し、ギアボックス等の部品を変更又は拡大して、２級或はその以上の多級構造を形成することで、減速比を向上させる目標に達することしかない。これに比べて、本発明で提供するフローティング歯車減速機は、前遊星歯車系および後遊星歯車系の中の制限される数の歯車および軸によって、例えば、３０：１．．．．．．、３００：１．．．．．．、３０００：１．．．．．．、１００００：１．．．．．．のような任意の減速比を有する減速機を得られる。且つ、当該フローティング歯車減速機において用いられる歯車や軸などの部品は、全部およそ百年にわたって生産と実用に検証された機械構造部品であるため、本発明のフローティング歯車減速機は、機械全体の性能、信頼性、生産標準モジュール化、機械全体構造の簡単化および軽量化、生産工芸の標準化、および補修性能等の方面で極めて改善される。
【００２８】
本発明のもう１つの実施例は、前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車とを備え、その中で、前遊星歯車系が１つの多級歯車変速機構から構成され、後遊星歯車系が後太陽歯車、後遊星歯車、および後内歯輪からなり、後内歯輪がフローティング歯車の内周面にフローティング歯車と一体に成形され、当該多級歯車変速機構が１つの入力歯車、複数組の出力歯車、および前内歯輪を備え、入力歯車が複数組の出力歯車中の１組に噛み合わされ、入力歯車が当該組の出力歯車を介して前内歯輪に動力伝達が可能なように連結され、後太陽歯車が後遊星歯車介して後内歯輪に動力伝達が可能なように連結され、後太陽歯車の歯車中心および入力歯車の歯車中心が動力入力軸に剛性的に連結され、後遊星歯車の歯車中心が動力を出力するための動力出力軸に連結され、前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と入力歯車との減速比が、後遊星歯車と後太陽歯車との減速比と同じであるフローティング歯車過零多級変速機を提供する。
【００２９】
好ましくは、後遊星歯車の歯車中心に動力出力軸を連結するための連結ロッドが設置されている。
【００３０】
好ましくは、多級歯車変速機構が、３〜３０級歯車変速機構である。
【００３１】
好ましくは、前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と入力歯車との減速比と、後遊星歯車と後太陽歯車との減速比との比が、１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００である。
【００３２】
本発明に係るフローティング歯車過零多級変速機によれば、動力入力軸にどんな回転数を入力しても、動力出力軸の出力回転数がゼロになるのを実現でき、このような効果は、入力歯車が、複数組の出力歯車中の、入力歯車との減速比が後遊星歯車と後太陽歯車との減速比と同じである当該組の出力歯車に噛み合わせれば、実現できる。入力歯車が他の組の出力歯車と噛み合わせれば、フローティング歯車過零多級変速機全体の異なる減速比を実現でき、このようにしても、本発明の別の実施例に係るフローティング歯車減速機と類似した利点を具備し、ここで詳細な説明を省略する。
【００３３】
本発明のほかの利点と特徴は、制限でなく例示的に提供され、図面に示された本発明の次の実施例に対する説明からより明確になるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の１つの実施例に係るフローティング歯車減速機の構造概略図である。
【図２】図２は、本発明のもう１つの実施例に係るフローティング歯車過零多級変速機の構造概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    フローティング歯車
２    動力入力軸
３    前太陽歯車
４    前遊星歯車
５    後太陽歯車
６    後遊星歯車
７    連結ロッド
８    動力出力軸
９    前内歯輪
１０  後内歯輪
１１  多級歯車変速機構
１２  固定回転軸
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図１〜２を参照しながら、本発明に係るフローティング歯車減速機の特徴をもっと詳細に説明する。説明を明確且つ簡単にするために、異なる実施例において同じ或は類似する部件については同じ符号を使う。
【００３７】
本発明の１つの実施例によれば、図１に示すフローティング歯車減速機は、従来の遊星歯車構造に基づいて、「擺線針歯車減速機」、「調波歯車減速機」、「三環減速機」等のギアボックスの伝動原理よりも一層進歩的な減速構造を創造し、具体的に、前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車１とを備え、前遊星歯車系は、前太陽歯車３、前遊星歯車４、前内歯輪９からなり、後遊星歯車系は、後太陽歯車５、後遊星歯車６、後内歯輪１０からなり、前内歯輪９と後内歯輪１０とがフローティング歯車１の内周面にフローティング歯車１と一体に成形され、前太陽歯車３と後太陽歯車５の歯車中心が動力入力軸２によって剛性的に連結され、前太陽歯車３が前遊星歯車４を介して前内歯輪９に伝動可能なように連結され、後太陽歯車５が後遊星歯車６を介して後内歯輪１０に伝動可能なように連結され、後遊星歯車６の歯車中心に動力出力軸８を連結するための連結ロッド７が設置され、前遊星歯車４が固定回転軸１２を中心に回転する。
【００３８】
ここのフローティング歯車１は、その内周面に前内歯輪９および後内歯輪１０を一体に成形し、好ましくは、前内歯輪１２と後内歯輪１３とが剛性内歯輪である。本発明に係るフローティング歯車減速機の構造設計によれば、フローティング歯車１と一体に成形された前内歯輪９および後内歯輪１０によって、フローティング歯車１は、いかなる支持がなくでも設計位置に浮かぶことができ、つまり、前遊星歯車４と後遊星歯車６の外周で負荷を持って運動し、このため「フローティング歯車」と呼ばれる。
【００３９】
本発明に係るフローティング歯車減速機は、新たな歯車伝動構造を提供し、前遊星歯車系、後遊星歯車系、およびフローティング歯車のサイズに対して異なる設計を行うことで、任意の異なる減速比を実現できる。当該フローティング歯車減速機は、構造が簡単で、信頼性が高く、従来の技術において大きい減速比を実現するためには、多級歯車変速伝動機構を需要する問題を解決して、その全体的サイズを減少し、コストを下げる。
【００４０】
本発明に係るフローティング歯車減速機によると、その前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズが同じであり、及び／又は、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズが同じでもよく、異なってもよく、及び／又は、前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズが同じでもよく、異なってもよい。図１に示す例は、以上のピッチ円のサイズが全部同じ場合である。
【００４１】
前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズが異なる場合、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であってもよい。
【００４２】
前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズが異なる場合、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であってもよい。
【００４３】
前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズが異なる場合、その比が１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００であってもよい。
【００４４】
前太陽歯車と後太陽歯車のピッチ円のサイズ、前遊星歯車と後遊星歯車のピッチ円のサイズ、および前内歯輪と後内歯輪のピッチ円のサイズを設定することで、需要する減速比に基づいて前後２組の遊星歯車系の運転速度を異なるようにし、これによって動力入力軸と動力出力軸との回転数の様々な変化を実現でき、異なる減速比の減速機を得られる。
【００４５】
通常に、用いられる前遊星歯車および／または後遊星歯車は、３つである。しかし、例えば、４つのように、３つより多いでもよいが、遊星歯車が配列されるスペースから考えると、一般に前遊星歯車および／または後遊星歯車の数は、４つの超えなく、少なくとも１つである。前遊星歯車と後遊星歯車の数は、同じでもよく、異なってもよい。
【００４６】
フローティング歯車の軸方向運動を制限するために、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の歯は斜歯であり、且つ、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の斜歯の回転方向は逆である。斜歯が噛み合わす時、軸上に軸方向の力を作用し、それぞれに噛み合わされる回転方向が逆である斜歯が軸に作用した軸方向の力がお互いに制限されるため、フローティング歯車の軸方向運動を制限する。
【００４７】
フローティング歯車の軸方向運動を制限するために、前後遊星歯車および対応する前後内歯輪の歯は、「人」字形の歯である。斜歯と類似する理由によって、「人」字形の歯もフローティング歯車の軸方向運動を制限する。
【００４８】
また、フローティング歯車に、フローティング歯車の軸方向移動を防止するための滑り軸受或は転がり軸受を設置して、フローティング歯車の軸方向運動を制限してもよい。具体的に、滑り軸受或は転がり軸受は、フローティング歯車の外周に設置してもよく、また、フローティング歯車の内周面の一部を半径方向に沿って動力入力軸に向けて延伸させ、滑り軸受或は転がり軸受を動力入力軸とフローティング歯車の半径方向への延伸部分との間に設置して、フローティング歯車の軸方向運動を制限してもよい。もちろん、滑り軸受或は転がり軸受は、フローティング歯車においてフローティング歯車の軸方向運動を制限できる任意の位置に設置してよい。
【００４９】
図１に示すフローティング歯車減速機によれば、前太陽歯車３と後太陽歯車５、前遊星歯車４と後遊星歯車６、前内歯輪９と後内歯輪１０のサイズが全部同じである場合、フローティング歯車減速機動力入力軸２の回転数に関らず、動力出力軸８の回転数はゼロになる。前後遊星歯車系中の任意の１組の歯車（前後太陽歯車、前後遊星歯車、前後内歯輪）のサイズを変わると、前遊星歯車系と後遊星歯車系の運転速度を異なるようにして、異なる減速比の減速機を設計できる。前遊星歯車系と後遊星歯車系の運転速度が近いほど、当該フローティング歯車減速機の減速比が大きくなり、トルクも大きくなる。逆に、前遊星歯車系と後遊星歯車系との運転速度の差が大きいほど、当該フローティング歯車減速機の減速比が小さくなり、トルクも小さくなる。従来の技術において、様々な従来の種類の減速機は、元の基礎で減速比を上げるために、減速機の歯車や軸の数を増加し、ギアボックス等の部品を変更又は拡大して、２級或はその以上の多級構造を形成することで、減速比を向上させる目標に達することしかない。これに比べて、本発明で提供するフローティング歯車減速機は、前遊星歯車系および後遊星歯車系の中の制限される数の歯車および軸によって、例えば、３０：１．．．．．．、３００：１．．．．．．、３０００：１．．．．．．、１００００：１．．．．．．のような任意の減速比を有する減速機を得られる。且つ、当該フローティング歯車減速機において用いられる歯車や軸などの部品は、全部およそ百年にわたって生産と実用に検証された機械構造部品であるため、本発明のフローティング歯車減速機は、機械全体の性能、信頼性、生産標準モジュール化、機械全体構造の簡単化および軽量化、生産工芸の標準化、および補修性能等の方面で極めて改善される。
【００５０】
本発明のもう１つの実施例によれば、図２に示すフローティング歯車過零多級変速機は、前遊星歯車系と、後遊星歯車系と、フローティング歯車１とを備え、前遊星歯車系が１つの多級歯車変速機構１１から構成され、当該多級歯車変速機構１１の構造が従来の技術における歯車変速機構と同じであり、後遊星歯車系が後太陽歯車５、後遊星歯車６、および後内歯輪１０からなり、後内歯輪１０がフローティング歯車１の内周面にフローティング歯車１と一体に成形され、当該多級歯車変速機構１１が１つの入力歯車、複数組の出力歯車、および前内歯輪（図略）を備え、入力歯車が複数組の出力歯車中の１組に噛み合わされ、入力歯車が当該組の出力歯車を介して前内歯輪に伝動可能なように連結され、後太陽歯車５が後遊星歯車６を介して後内歯輪１０に伝動可能なように連結され、後太陽歯車５の歯車中心および入力歯車の歯車中心が動力入力軸２に剛性的に連結され、後遊星歯車６の歯車中心に動力出力軸８を連結するための連結ロッド７が設置され、前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と入力歯車との減速比が、後遊星歯車と太陽歯車との減速比と同じである。
【００５１】
当該実施例において、多級歯車変速機構は、３〜３０級歯車変速機構である。
【００５２】
当該実施例において、前記複数組の出力歯車中の１組の出力歯車と入力歯車との減速比と、後遊星歯車と後太陽歯車との減速比との比が、１．０００１〜１０００：１或は１：１．０００１〜１０００である。
【００５３】
本発明に係るフローティング歯車過零多級変速機によれば、動力入力軸にどんな回転数を入力しても、動力出力軸の出力回転数がゼロになるのを実現でき、このような効果は、入力歯車が、複数組の出力歯車中の、入力歯車との減速比が後遊星歯車と後太陽歯車との減速比と同じである当該組の出力歯車に噛み合わせれば、実現できる。入力歯車が他の組の出力歯車と噛み合わせれば、フローティング歯車過零多級変速機全体の異なる減速比を実現でき、このようにしても、本発明の第１実施例に係るフローティング歯車減速機と類似した利点を具備し、ここで詳細な説明を省略する。
【００５４】
図２に示すフローティング歯車過零多級変速機は、図１に示すフローティング歯車減速機に基づいて、動力入力軸２の前遊星歯車系を全機械式の多級歯車変速機構１１に交換し、つまり、前遊星歯車系が１つの多級歯車変速機構１１を介して構成される。入力歯車が、複数組の出力歯車中の、入力歯車との減速比が後遊星歯車と太陽歯車との減速比と同じである当該組の出力歯車に噛み合わせれば、動力出力軸８の回転数がゼロになるのを実現でき、入力歯車が他の組の歯車と噛み合わせれば、フローティング歯車過零多級変速機の異なる減速比を実現できる。
【００５５】
当該フローティング歯車過零多級変速機は、全部従来の機械歯車等の部品で構成できるため、大きいトルクを伝達でき、且つ、高い信頼性を具備するとともに、車両変速箱のような従来の機械式変速機と異なる特徴として、機械が運転している時、ドライブレンジからニュートラルレンジを介して直接にリバースレンジに入ることができる。従来の車両変速箱なら、この機能を実現できなく、車両が進行しなく停止した後に、ドライブレンジからリバースレンジの位置に入るしかない。
【００５６】
さらに、このような多級歯車変速機構１１を機械或は液圧等で制御する連続変速機構に設計すれば、本発明は「フローティング歯車連続過零変速機」になり、その伝動されるトルクが多級過零変速機より小さいが、当該型の機械は速度調整範囲が広く、機電一体化の自動制御等を実現しやすい。
【００５７】
さらに、図１および図２に示す２種類のフローティング歯車減速機において、動力入力軸２と動力出力軸８の機能をお互いに換わって利用すれば、つまり、動力入力軸２を動力出力軸として、動力出力軸８を動力入力軸として利用すれば、本発明は増速機として利用でき、同じく、図１および図２に示す減速機が具備している速度比調整に関する各利点を具備する。
【００５８】
この分野の従業者にとって、本発明の実施例の思想に基づいて、具体的な実施形態および応用範囲で行った変更は本発明の保護範囲を超えたと思うべきでなく、特許請求の範囲内に入るいかなる変更は、全部本発明の保護範囲内にあるべきである。本明細書の内容は、本発明に対する制限であると理解するべきでない。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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