(57)【要約】【課題】  遊星歯車の共振による振動、騒音、及び動荷重による寿命の減少が問題となっている。【解決手段】  上記の目的を達成するため、本発明では、太陽歯車と、前記太陽歯車の周囲に配置され、前記太陽歯車とかみ合う複数個の遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸かつ前記遊星歯車とかみ合う内歯車と、内歯車の外周部に固定された円環部材と、前記円環部材円筒面に設けられたネジ穴と、を備えた遊星歯車装置において、前記内歯車外周部の周方向に溝を設け、前記内歯車外周部の溝と前記円環部材で形成される空間を油で満たし、前記円環部材円筒面に設けられたネジ穴をネジで封止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽歯車と、この太陽歯車の外周とかみ合う複数個の遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸かつ前記遊星歯車とかみ合う内歯車とを備えた遊星歯車装置において、
前記内歯車の外周部を一周するように設けられた空間と、この空間に封入された油と、この油の圧力を調整する手段とを備えたことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
請求項１記載の遊星歯車装置において、
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部を周方向に窪ませて形成した溝と、この溝を閉塞する円環部材とによって形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項３】
請求項１記載の遊星歯車装置において、
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部を構成する面と、この面を覆う円環部材に形成された溝とによって形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項４】
請求項１記載の遊星歯車装置において、
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部に設けられてこの外周部を周方向に窪ませて形成した溝と、前記内歯車の外周部を構成する面を覆う円環部材に形成された溝とによって形成されていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項５】
請求項１記載の遊星歯車装置において、
前記油の圧力を調整する手段は前記円環部材に設けられたネジ穴と、このネジ穴に挿入されたネジの締め込み量によって行うことを特徴とする遊星歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は共振時の振動振幅を低減可能な遊星歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発電機や給水ポンプ等の産業機械では多くの歯車が組み合わされて構成されている。これらの歯車を使って歯車の減速或いは増速を行うには大小の歯車をさらに追加して組み合わせなくてはならず、結果的に歯車部分だけが大型化してしまうという問題がある。
【０００３】
そこで近年注目されているのが、特許文献１にも開示されているような遊星歯車装置である。この遊星歯車装置は歯車追加による歯車部分の大型化を抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８-１６６０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上記特許文献１に記載された遊星歯車装置の構造では、歯車装置の大型化とかみ合いに起因する振動が歯車箱へ伝播することを軽減することはできるものの、歯車の振動を低減することは困難であり、歯車の信頼性を向上させるには不十分である。
【０００６】
また、内歯車が回転しないプラネタリ型遊星歯車装置には適用可能であるが、内歯車が回転するスター型やソーラ型遊星歯車装置への適用は困難である。そのため、歯車箱のみではなく、歯車の振動を低減し、またプラネタリ型のみではなく、スター型やソーラ型遊星歯車装置にも適用可能な構造が必要である。
【０００７】
本発明の目的は、共振を防止して歯車の振動を低減させることで信頼性を向上させた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】
上記の目的は、太陽歯車と、この太陽歯車の外周とかみ合う複数個の遊星歯車と、前記太陽歯車と同軸かつ前記遊星歯車とかみ合う内歯車とを備えた遊星歯車装置において、前記内歯車の外周部を一周するように設けられた空間と、この空間に封入された油と、この油の圧力を調整する手段とを備えたことにより達成される。
【０００９】
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部を周方向に窪ませて形成した溝と、この溝を閉塞する円環部材とによって形成されていることにより達成される。
【００１０】
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部を構成する面と、この面を覆う円環部材に形成された溝とによって形成されていることにより達成される。
【００１１】
前記油を封入した空間は前記内歯車の外周部に設けられてこの外周部を周方向に窪ませて形成した溝と、前記内歯車の外周部を構成する面を覆う円環部材に形成された溝とによって形成されていることにより達成される。
【００１２】
前記油の圧力を調整する手段は前記円環部材に設けられたネジ穴と、このネジ穴に挿入されたネジの締め込み量によって行うことにより達成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、共振を防止して歯車の振動を低減させることで信頼性を向上させた遊星歯車装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一般的なプラネタリ型遊星歯車装置の一部の構造図である。
【図２】ガスタービン発電施設の全体構成図である。
【図３】本発明の実施例１を備えた遊星歯車装置の分解斜視図及びその組み立て後の斜視図である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】本発明の実施例２を備えた遊星歯車装置の分解斜視図及びその組み立て後の斜視図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ところで、本発明の実施例を説明する前に一般的な遊星歯車装置の歯車部分を図１で簡単に説明する。  
図１は一般的な遊星歯車装置の斜視図である。  
図１において、内歯車３と同軸となった太陽歯車１が内歯車３の内部に収納されている。太陽歯車１の周囲には複数個の遊星歯車２が配置されている。この遊星歯車２の外周に施された歯は太陽歯車１外周の歯と内歯車３の内周に施された歯とにかみ合っている。
【００１６】
このような遊星歯車装置では、例えば太陽歯車１が駆動歯車であった場合、太陽歯車１が回転すると遊星歯車２は太陽歯車１の周囲を自転しながら公転する。一方、内歯車３は遊星歯車の自転と公転によって自転する。
【００１７】
ところが、これらの歯車が動力を伝達する際、歯の剛性の周期的な変化や加工誤差などが原因となって振動が発生する。このとき、加振周波数と固有振動数が一致若しくは近い場合には歯車の振動振幅が増大してしまい、歯車を支持する軸受を介して歯車箱表面を大きく振動させ、騒音を増大させてしまうという問題がある。
【００１８】
また、この振動によって歯に設計値以上の荷重が加わった場合には歯の折損に至る場合があることから、このような過大な振動は遊星歯車装置の信頼性に大きく関わる。
【００１９】
このような問題に対し、例えば上述した特許文献１では、内歯車の外周及び側面に弾性部材を設け、これら弾性部材を介して内歯車を歯車箱に固定することによって歯車のかみ合いに起因する振動が歯車箱へ伝播することを防止している。
【００２０】
しかしながら、この構造は弾性部材を取り付けるという極めて特殊な作業工程を要するため、現場での簡単な手作業による対策ができないという問題がある。
【００２１】
そこで、本発明の発明者らは歯車の共振の原因となる固有値を変える作業を現場で簡単にできる構造を種々検討した結果、以下のごとき実施例を得た。
【００２２】
なお、図１に示した遊星歯車装置は内歯車１の外周にも歯が形成されているが、以下に説明する実施例では内歯車の外周には歯を設けない構造となっている。また実施例を説明する図３、図５の太陽歯車と遊星歯車と内歯車の歯は省略して記載した。
【００２３】
以下、本発明の一実施例を図にしたがって説明する。
【実施例１】
【００２４】
さて、本実施例では産業用遊星歯車装置が使用されるシステムとして、ガスタービン発電施設を例に説明する。そこで産業用遊星歯車装置を搭載したガスタービン発電装置について図２で簡単説明する。
【００２５】
図２はガスタービン発電施設の全体構成図である。
【００２６】
図２において、発電機１０はガスタービン９によって回転駆動されており、両者の間にはスター型遊星歯車装置８が設置されている。この遊星歯車装置８を構成する太陽歯車１の太陽歯車軸１１にはガスタービン９が接続されている。太陽歯車１の周囲に施された歯とかみ合うように複数個の遊星歯車２が連結されている。太陽歯車１と回転中心を同じにし、遊星歯車２の外周に施された歯とかみ合う内歯車３が連結されている。この遊星歯車２の遊星歯車軸１２は歯車箱１４に固定されている。この歯車箱１４の内部に太陽歯車１、遊星歯車２、内歯車３の歯車群が収納されて遊星歯車装置８を構成している。
【００２７】
遊星歯車２は遊星歯車軸１２により回転自在に支持されている。また、内歯車３は内歯車軸１３に固定され、この遊星歯車軸１３は軸受（図示せず）によって回転自在に軸支されている。この内歯車軸１３には発電機１０が接続されている。
【００２８】
以上の構成において、ガスタービン９を回転させると、太陽歯車軸１１、太陽歯車１、遊星歯車２、内歯車３、内歯車軸１３、発電機１０、の順に回転駆動され、ガスタービン９の回転が減速されて発電機１０を駆動するようになっている。
【００２９】
次に本実施例の遊星歯車装置について図３と図４を使って説明する。  
図３（ａ）は本発明の実施例１を備えた遊星歯車装置の分解斜視図である。  
図３（ｂ）はその組み立て後の斜視図である。  
図４は図３のＡ−Ａ断面図である。  
図１に示したように、中心に設けられた太陽歯車１の周囲に配置された複数個の遊星歯車２が太陽歯車１とかみ合うように配置されている。太陽歯車１と中心を同じにした内歯車３は遊星歯車２とかみ合うように配置されている。
【００３０】
本実施例では図３、図４に示すように、内歯車３の外周部にリング状の円環部材４が固定され、円環部材４の円筒面にはネジ穴５が設けられている。また、内歯車３の外周部には周方向に窪ませて形成された溝６が設けられており、この溝６と円環部材４の内周部とで形成される空間には油１５が満たされてネジ穴５をネジ５ａで封止している。
【００３１】
換言すると、内歯車３の外周に溝６が形成され、この溝６をリング状の円環部材４で閉塞して空間を形成したものである。円環部材４にはネジ穴５が複数設けられ、このネジ穴５にはネジ５ａが取り付けられている。
【００３２】
なお、溝６内には油１５封入されるが、この油１５はネジ穴５から封入することができる。
【００３３】
つまり、遊星歯車装置に共振が発生した場合、装置を停止した後、ネジ穴５を封止しているネジ５ａの締め込み量を調整することにより、溝６と円環部材４の内周部で形成される空間を満たされた油１５の圧力を調整することができる。これにより、内歯車３外周部から内歯車３に作用する径方向の圧力が変化し、これに伴い遊星歯車機構の固有振動数が変化するため、共振を回避することができる。
【実施例２】
【００３４】
図５（ａ）は本発明の実施例２を備えた遊星歯車装置の分解斜視図である。  
図５（ｂ）はその組み立て後の斜視図である。  
図６は図５のＢ−Ｂ断面図である。  
図５、図６において、上記実施例１では図３、図４に示すように内歯車３の外周部に溝６が設けられているが、図５、図６では円環部材４の内周部に溝７を設けたものである。このとき、内歯車３の外周部と溝７とで形成される空間を油で満たし、ネジ穴５をネジ５ａで封止している。
【００３５】
そして、共振が発生した場合、実施例１と同様にネジ穴５を封止しているネジ５ａの締め込み量を調整することにより、遊星歯車機構の固有振動数が変化するため、共振を回避することができる。
【００３６】
なお、実施例１では内歯車３の外周部に設けた溝６と円環部材４の内周部とで形成される空間を油で満たしたが、実施例２では、内歯車３の外周部と円環部材４の内側に設けられた溝７とで形成される空間を油で満たした。したがって、内歯車３の外周部と円環部材４の内周部にそれぞれ溝を設け、これら２つの溝で形成される空間を油で満たし、上記実施例１、及び２と同様に、ネジ穴５をネジ５ａで封止してもよい。
【００３７】
そして、共振が発生した場合、上記実施例１及び２と同様に、ネジ穴５を封止しているネジ５ａの締め込み量を調整することにより遊星歯車機構の固有振動数が変化するため、共振を回避することができる。
【００３８】
また、上記実施例１及び実施例２では、ガスタービン発電設備におけるスター型遊星歯車装置について述べたが、その他種々の設備におけるスター型、プラネタリ型、及びソーラ型遊星歯車装置への適用も可能である。
【００３９】
本発明は以上のごとく、遊星歯車機構に共振が発生した場合、装置を停止した後、円環部材の円筒面に設けたネジ穴を封止したネジの締め込み量を調整し、内歯車外周部に設けた溝と円環部材によって形成される空間を満たす油の圧力を調整することができる。これにより、内歯車の径方向の拘束力を調整し、内歯車を含む遊星歯車機構の固有振動数を変化させることにより、共振を回避し振動振幅を小さくすることができるので振動を低減した高い信頼性を有する遊星歯車装置を提供できる。
【符号の説明】
【００４０】
１…太陽歯車、２…遊星歯車、３…内歯車、４…円環部材、５…ネジ穴、５ａ…ネジ、６…内歯車外周部溝、７…円環部材内周部溝、８…遊星歯車装置、９…ガスタービン、１０…発電機、１１…太陽歯車軸、１２…遊星歯車軸、１３…内歯車軸、１４…歯車箱。
【図１】
2012072824.tif 000003
【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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