(57)【要約】【課題】部品点数、組み付けコストを抑制し、かつ、場所的制約を受けることなく、荷重の均等分配が可能な遊星歯車機構を提供する。【解決手段】リングギヤおよびサンギヤの双方に噛合する複数のピニオンギヤ４が、キャリア８に設けられた複数のピニオン軸６にそれぞれ回転自在に軸支された遊星歯車機構であって、ピニオンギヤ４の本体４ａには、ピニオン軸６が挿通する軸孔４ｂを中心として、当該軸孔の周方向に延在するスリット１０が複数設けられている。【選択図】図２
2013019481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リングギヤおよびサンギヤの双方に噛合する複数のピニオンギヤが、キャリアに設けられた複数のピニオン軸にそれぞれ回転自在に軸支された遊星歯車機構であって、
前記ピニオンギヤの本体には、
前記ピニオン軸が挿通する軸孔を中心として、当該軸孔の周方向に延在するスリットが設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項２】
前記ピニオンギヤの歯底から前記スリットまでの距離は、前記ピニオンギヤの歯たけ以上であることを特徴とする請求項１記載の遊星歯車機構。
【請求項３】
リングギヤおよびサンギヤの双方に噛合する複数のピニオンギヤが、キャリアに設けられた複数のピニオン軸にそれぞれ回転自在に軸支された遊星歯車機構であって、
前記キャリアの本体には、
前記ピニオン軸が挿通する挿通孔を中心として、当該挿通孔の周方向に延在するスリットが設けられていることを特徴とする遊星歯車機構。
【請求項４】
前記スリットは、
前記ピニオン軸から一定の距離を維持して延在する内側スリット部と、
前記内側スリット部よりも前記ピニオン軸の径方向外方に位置する外側スリット部と、
前記ピニオン軸の径方向に延在し、前記内側スリット部および外側スリット部を連続させる連続部と、を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の遊星歯車機構。
【請求項５】
前記スリットは、
前記ピニオン軸から同一距離を維持し、かつ、前記ピニオン軸の周方向に位相をずらして複数設けられていることを特徴とする請求項４記載の遊星歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤを備える遊星歯車機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスタービン発電機や自動車等、減速や増速あるいは動力分配が要求されるさまざまな分野で利用されている遊星歯車機構においては、複数のピニオンギヤが、キャリアに設けられたピニオン軸に回転自在に軸支されている。こうした遊星歯車機構においては、各ピニオンギヤに荷重が均等に分配されることが望ましいが、各ギヤの寸法誤差や取り付け誤差等により、各ピニオンギヤに作用する荷重が不均一になってしまうという実態がある。
【０００３】
そこで、従来、各ピニオンギヤに荷重を均等に分配すべく、ピニオンギヤをその半径方向に移動可能とする遊星歯車機構が種々開発されている。特許文献１に示される遊星歯車機構においては、ピニオン軸とピニオンギヤとの間に設けられる軸受けに弾性部材を介在させ、ピニオンギヤに対してその径方向に弾性力を作用させるようにしている。このようにすれば、弾性部材によって寸法誤差や取り付け誤差が吸収され、各ピニオンギヤに対して荷重を均等に分配することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１８０６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に示される遊星歯車機構においては、弾性部材を別途設けなければならず、部品点数が増加するばかりか組み付けコストが増大してしまう。また、ピニオンギヤの軸受け構造によっては、場所的制約から弾性部材を設けられない場合がある。
【０００６】
本発明の目的は、部品点数、組み付けコストを抑制し、かつ、場所的制約を受けることなく、荷重の均等分配が可能な遊星歯車機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の遊星歯車機構は、リングギヤおよびサンギヤの双方に噛合する複数のピニオンギヤが、キャリアに設けられた複数のピニオン軸にそれぞれ回転自在に軸支された遊星歯車機構であって、ピニオンギヤの本体には、ピニオン軸が挿通する軸孔を中心として、当該軸孔の周方向に延在するスリットが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の遊星歯車機構は、ピニオンギヤの歯底からスリットまでの距離を、ピニオンギヤの歯たけ以上とするとよい。
【０００９】
また、本発明の遊星歯車機構は、リングギヤおよびサンギヤの双方に噛合する複数のピニオンギヤが、キャリアに設けられた複数のピニオン軸にそれぞれ回転自在に軸支された遊星歯車機構であって、キャリアの本体には、ピニオン軸が挿通する挿通孔を中心として、当該挿通孔の周方向に延在するスリットが設けられていることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の遊星歯車機構は、スリットが、ピニオン軸から一定の距離を維持して延在する内側スリット部と、内側スリット部よりもピニオン軸の径方向外方に位置する外側スリット部と、ピニオン軸の径方向に延在し、内側スリット部および外側スリット部を連続させる連続部と、を備えるとよい。
【００１１】
また、本発明の遊星歯車機構は、スリットが、ピニオン軸から同一距離を維持し、かつ、ピニオン軸の周方向に位相をずらして複数設けられるとよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、部品点数、組み付けコストを抑制し、かつ、場所的制約を受けることなく、荷重の均等分配が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態の遊星歯車機構の内部構造を示す図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線概略断面図である。
【図３】第１実施形態のピニオンギヤの平面図である。
【図４】第２実施形態の遊星歯車機構の内部構造を示す図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ線概略断面図である。
【図６】第２実施形態のキャリアの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の遊星歯車機構の内部構造を示す図である。この図に示すように、本実施形態の遊星歯車機構１は、外歯を有するサンギヤ２、内歯を有するリングギヤ３、これら両ギヤ２、３に噛合する３つのピニオンギヤ４を備えている。サンギヤ２は、入力軸５に固定されており、入力軸５と一体となって回転する。また、リングギヤ３は、サンギヤ２と軸心を一致させて配設されており、これらサンギヤ２とリングギヤ３との間に３つのピニオンギヤ４が等間隔に設けられている。
【００１６】
図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線概略断面図である。この図に示すように、ピニオンギヤ４は、本体４ａを歯幅Ｗ方向に貫通する軸孔４ｂを備えており、この軸孔４ｂを貫通するピニオン軸６に軸受７を介して回転自在に軸支されている。なお、図２においては、軸受７を構成するころのみを示しており、ころが保持される保持器等の構成は省略している。
【００１７】
また、ピニオンギヤ４の歯幅Ｗ方向の両側には、当該ピニオンギヤ４と平行、かつ、非接触状態を維持して、薄板円盤状のキャリア８が一対設けられており、これら一対のキャリア８によってピニオン軸６の両端が固定（軸支）されている。なお、ここでは１つのピニオンギヤ４のみを示して説明しているが、他の２つのピニオンギヤ４も同様にピニオン軸６に軸支されている。
【００１８】
また、図示は省略するが、キャリア８の中心には、入力軸５が貫通する貫通孔が形成されており、この貫通孔を中心として１２０度位相をずらした位置に、３つのピニオン軸６が等間隔に固定されている（図１参照）。上記の構成により、入力軸５を回転させてサンギヤ２を回転させるとともに、ピニオンギヤ４を自転もしくは公転させ、このピニオンギヤ４の回転をリングギヤ３もしくはキャリア８に伝達することにより、入力軸５の回転動力を減速、増速して出力することが可能となっている。
【００１９】
そして、上記のピニオンギヤ４の本体４ａには、軸孔４ｂを中心として、当該本体４ａの周方向に延在するスリット１０が歯幅Ｗにわたって設けられている。このスリット１０について図３を用いて説明する。
【００２０】
図３は、ピニオンギヤ４の平面図である。この図に示すように、スリット１０は、本体４ａにおける軸孔４ｂの近傍において、周方向に延在形成されている。本実施形態では、４つのスリット１０が、軸孔４ｂ（ピニオン軸６）を中心として周方向に９０度ずつ位相をずらして設けられている。より詳細には、スリット１０は、軸孔４ｂ（ピニオン軸６）から一定の距離を維持して当該軸孔４ｂの周方向に延在する内側スリット部１０ａと、この内側スリット部１０ａよりもピニオンギヤ４の径方向外方に位置する外側スリット部１０ｂとを有している。
【００２１】
これら内側スリット部１０ａおよび外側スリット部１０ｂは、軸孔４ｂからの距離がそれぞれ一定に維持されており、軸孔４ｂ（ピニオン軸６）の径方向に延在する連続部１０ｃを介して連続形成されている。そして、上記の各スリット１０が、軸孔４ｂ（ピニオン軸６）から同一距離を維持し、かつ、軸孔４ｂ（ピニオン軸６）の周方向に位相をずらして設けられることにより、軸孔４ｂを中心としてほぼ２周にわたる環状スリットが形成されることとなる。
【００２２】
上記の構成からなる遊星歯車機構１によれば、仮に、サンギヤ２、リングギヤ３、ピニオンギヤ４等に寸法誤差や組み付け誤差が生じたとしても、スリット１０が弾性体として機能してピニオンギヤ４が径方向に変位するので、上記の誤差が吸収され、各ピニオンギヤ４に荷重を均等に配分することができる。
【００２３】
しかも、上記のように、ピニオンギヤ４にスリット１０を形成するだけなので、別部材を設ける必要がなく、部品点数や組み付けコストが低減され、また、場所的制約を受けることもなく、あらゆる分野で広く適用することが可能である。
【００２４】
なお、本実施形態のピニオンギヤ４においては、歯底から歯先までの長さである歯たけ（全歯たけ）をＬ１とし、ピニオンギヤ４の歯底からスリット１０までの距離をＬ２とした場合に、Ｌ２≧Ｌ１となるようにスリット１０が設けられている。スリット１０を設ける位置は特に限定されないが、上記のように、Ｌ２≧Ｌ１となるようにスリット１０を設ければ、スリット１０によるピニオンギヤ４の強度低下を最小限に抑えることができ、また、各ギヤの噛み合いに影響が及ぼされることもない。
【００２５】
さらには、上記のスリット１０に潤滑油等を供給すれば、減衰機能が発揮され、高速回転時の安定性を向上させることができる。このとき、軸受７等、ピニオンギヤ４とピニオン軸６との摺動部に潤滑油を噴き付けて供給する場合があるが、このような場合には、潤滑油がスリット１０にも同時に供給されるので、供給手段を特段設ける必要もない。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、複数（４つ）のスリット１０を周方向に位相をずらして設けることとしたが、例えば、内側スリット部１０ａおよび外側スリット部１０ｂをほぼ３６０度にわたって延在させ、１つのスリット１０のみを設けることとしてもよい。このとき、スリット１０が１つのみの場合には、支持剛性が非等方になるおそれがある。したがって、支持剛性の等方性を向上する場合には、上記実施形態のように、複数のスリット１０を設けることがより望ましい。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態の遊星歯車機構について図４〜図６を用いて説明する。なお、以下に説明する第２実施形態の遊星歯車機構は、ピニオンギヤおよびキャリアの構成のみが上記第１実施形態と異なり、その他の構成については、特に断りがない限り、上記第１実施形態と同じである。したがって、上記第１実施形態と同様の構成については上記と同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
図４は、第２実施形態の遊星歯車機構の内部構造を示す図である。この図に示すように、第２実施形態の遊星歯車機構２０は、サンギヤ２およびリングギヤ３の双方に噛合する３つのピニオンギヤ２１を備えている。なお、このピニオンギヤ２１は、周知のピニオンギヤであり、スリット１０が形成されていない点のみが上記のピニオンギヤ４と異なっている。
【００２９】
図５は、図４におけるＶ−Ｖ線概略断面図である。この図に示すように、ピニオンギヤ２１は、本体２１ａを歯幅Ｗ方向に貫通する軸孔２１ｂを備えており、この軸孔２１ｂを貫通するピニオン軸６に軸受７を介して回転自在に軸支されている。
【００３０】
また、ピニオンギヤ２１の歯幅Ｗ方向の両側には、当該ピニオンギヤ２１と平行、かつ、非接触状態を維持して薄板円盤状のキャリア２２が一対設けられており、これら一対のキャリア２２によってピニオン軸６の両端が軸支されている。なお、ここでは１つのピニオンギヤ２１のみを示して説明しているが、他の２つのピニオンギヤ２１も同様にピニオン軸６に軸支されている。
【００３１】
図６は、キャリア２２の平面図である。この図に示すように、キャリア２２は、薄板円盤状の本体２２ａを備えて構成され、当該本体２２ａの軸心に、入力軸５を貫通させる貫通孔２２ｂが設けられている。また、本体２２ａには、貫通孔２２ｂを中心として１２０度位相をずらした位置に、３つの挿通孔２２ｃが等間隔に形成されている。この挿通孔２２ｃは、ピニオン軸６が挿通可能に設けられており、これによってピニオン軸６の両端が一対のキャリア２２によって軸支されることとなる（図４、図５参照）。
【００３２】
そして、ピニオン軸６を軸支するキャリア２２の挿通孔２２ｃの周囲には、スリット２３が形成されている。スリット２３は、本体２２ａにおける挿通孔２２ｃの近傍において、周方向に延在形成されている。本実施形態では、４つのスリット２３が、挿通孔２２ｃ（ピニオン軸６）を中心として周方向に９０度ずつ位相をずらして設けられている。より詳細には、スリット２３は、挿通孔２２ｃ（ピニオン軸６）から一定の距離を維持して当該挿通孔２２ｃの周方向に延在する内側スリット部２３ａと、この内側スリット部２３ａよりも挿通孔２２ｃの径方向外方に位置する外側スリット部２３ｂとを有している。
【００３３】
これら内側スリット部２３ａおよび外側スリット部２３ｂは、挿通孔２２ｃからの距離がそれぞれ一定に維持されており、挿通孔２２ｃ（ピニオン軸６）の径方向に延在する連続部２３ｃを介して連続形成されている。そして、上記の各スリット２３が、挿通孔２２ｃ（ピニオン軸６）から同一距離を維持し、かつ、挿通孔２２ｃ（ピニオン軸６）の周方向に位相をずらして設けられることにより、挿通孔２２ｃを中心としてほぼ２周にわたる環状スリットが形成されることとなる。
【００３４】
上記の構成からなる遊星歯車機構２０によれば、仮に、サンギヤ２、リングギヤ３、ピニオンギヤ２１等に寸法誤差や組み付け誤差が生じたとしても、スリット２３が弾性体として機能し、キャリア２２とピニオンギヤ２１とが一体となって径方向に変位するので、上記の誤差が吸収され、各ピニオンギヤ２１に荷重を均等に配分することができる。
【００３５】
しかも、上記第１実施形態と同様に、キャリア２２にスリット２３を形成するだけなので、別部材を設ける必要がなく、部品点数や組み付けコストが低減され、また、場所的制約を受けることもなく、あらゆる分野で広く適用することが可能である。さらに、この第２実施形態によれば、スリット２３がキャリア２２に設けられるので、ピニオンギヤ２１の強度が低下することがなく、遊星歯車機構２０の設計を一層容易化することができる。
【００３６】
なお、上記各実施形態においては、ピニオンギヤおよびキャリアのいずれか一方にのみスリットを設けることとしたが、ピニオンギヤおよびキャリアの双方にスリットを設けてもよい。また、上記各実施形態においては、ピニオン軸の両端にキャリアを設けて、ピニオン軸を両持ちで支持することとしたが、キャリアを１つのみ設けてピニオン軸を片持ちで支持することとしてもよい。また、上記各実施形態においては、ピニオンギヤを３つ設けることとしたが、ピニオンギヤの数や歯数、さらにはスリットの形状や位置等は上記実施形態に限定されるものではない。さらに、上記各実施形態の遊星歯車機構は、ガスタービン発電機や自動車をはじめとするあらゆる分野に適用可能である。
【００３７】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、サンギヤ、リングギヤ、ピニオンギヤを備える遊星歯車機構に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１     …遊星歯車機構
２     …サンギヤ
３     …リングギヤ
４     …ピニオンギヤ
４ａ   …本体
４ｂ   …軸孔
６     …ピニオン軸
８     …キャリア
１０   …スリット
２０   …遊星歯車機構
２１   …ピニオンギヤ
２１ａ  …本体
２１ｂ  …軸孔
２２   …キャリア
２２ａ  …本体
２２ｃ  …挿通孔
２３   …スリット
【図１】
2013019481.tif 000003
【図２】
2013019481.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013019481.tif 000006
【図５】
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【図６】
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