(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、ねじれ角が他の遊星歯車と異なることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項２】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備え、他方の遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項３】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項４】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なる構成とするとともに、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成した複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置して、歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異なるものとしたことを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項５】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、両歯面ともに歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えていることを特徴とする遊星歯車装置。
【請求項６】
盛り上げ部は、歯幅方向に沿って圧力角を変化させることで形成されることを特徴とする請求項２または５記載の遊星歯車装置。
【請求項７】
両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成された複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置したことを特徴とする請求項５または６記載の遊星歯車装置。
【請求項８】
遊星歯車が複数Ｎ個設けられ、Ｎ＝偶数のときはＮ／２個が、Ｎ＝奇数のときは（Ｎ−１）／２個が、他の遊星歯車に対し、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっていることを特徴とする請求項１ないし３，５，６のいずれか１項に記載の遊星歯車装置。
【請求項９】
遊星歯車は、はすば歯車で構成されていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の遊星歯車装置。
【請求項１０】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置の製造方法において、前記遊星歯車が複数Ｎ個設けられ、Ｎ＝偶数のときはＮ／２個を、Ｎ＝奇数のときは（Ｎ−１）／２個を、他の遊星歯車に対し、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異ならせ、この歯面の表面形状が歯幅方向に沿って互い異なる遊星歯車を太陽歯車の周囲に沿って交互に配置していくことで製造する遊星歯車装置の製造方法であって、前記複数の遊星歯車は、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成され、この複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置し、この交互に配置した遊星歯車相互間で歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異なるものとしたことを特徴とする遊星歯車装置の製造方法。
【請求項１１】
中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置の遊星歯車歯面形状設定方法において、前記太陽歯車と前記遊星歯車との噛み合い振動変位を計算するとともに、前記遊星歯車と前記内歯車との噛み合い振動変位を計算し、これら各振動変位を互いに加算してこの加算値をあらかじめ決められた目標値と比較し、前記加算値が前記目標値より大きいときには、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車を、他の遊星歯車に対して、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異ならせることを特徴とする遊星歯車装置の遊星歯車歯面形状設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲に複数の遊星歯車が配置されるとともに、遊星歯車の外側に内歯車が配置され、太陽歯車の歯数および内歯車の歯数が、いずれも遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置およびその製造方法ならびに遊星歯車歯面形状設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽歯車の歯数および内歯車の歯数が、いずれも遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置においては、遊星歯車と、太陽歯車または内歯車とが噛み合うタイミングが、各遊星歯車において同じになる。このため、噛み合い時に発生する衝撃は、遊星歯車の数だけ増大し、遊星歯車装置として振動および騒音が大きくなるという問題がある。
【０００３】
図１４は、上記した遊星歯車装置の概略を示しており、中心部に配置した太陽歯車１の周囲に四つの遊星歯車３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄがそれぞれ配置され、さらにその外側に内歯車５が配置されている。図１５（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、各遊星歯車３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの噛み合い振動変位をそれぞれ示している。
【０００４】
図１５によれば、各遊星歯車３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの噛み合い振動変位がほぼ同一であり、そのピークが同一時期に発生しており、この四つの噛み合い振動変位が合成されることで、図１６に示すように、遊星歯車装置全体としての噛み合い振動変位の振幅の最大値（伝達誤差）が大きなものとなる。
【０００５】
これを解消すべく、特開平９−５３６９０号公報には、複数の遊星歯車の軸方向位置、歯幅、歯丈、面取り量などを順次変化させたものが記載されている。また、特開平６−１０９９４号公報には、複数の遊星歯車の噛み合い位相を調整することで、各遊星歯車相互の噛み合い位相を、噛み合い周期／遊星歯車個数（Ｎ）ずつずらし、噛み合い率ε≒１＋（Ｎ−１）／Ｎとするものが記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者のものは、軸方向位置を変化させると、軸方向の位置決めのための組み立て作業が複雑化して製造コストが上昇し、一方歯幅、歯丈、面取り量などを順次変化させると、歯幅などの形状の異なる遊星歯車が多数混在することによる、粗材形状の仕様増し、部品管理の煩雑化、加工工程での治具段取りの変更など、製造コストの上昇を招く。
【０００７】
また後者のものについては、歯車の噛み合う点が限られることから、複数の遊星歯車の配置位置をずらして上記式の条件が成立するためには、歯車諸元（歯数、ねじれ角、圧力角など）を変更しなければならず、歯数比、強度などが変わってしまい、必要とする仕様の遊星歯車装置が得られなくなるという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、製造コストの上昇を抑え、かつ歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置として振動および騒音を低下させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、ねじれ角が他の遊星歯車と異なる構成としてある。
【００１１】
請求項２の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備え、他方の遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えている構成としてある。
【００１２】
請求項３の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なる構成としてある。
【００１３】
請求項４の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なる構成とするとともに、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成した複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置して、歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異なるものとした構成としてある。
【００１４】
請求項５の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置において、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車と、他の遊星歯車との間で、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっており、前記少なくとも一つの遊星歯車は、両歯面ともに歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えている構成としてある。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２または５の発明の構成において、盛り上げ部は、歯幅方向に沿って圧力角を変化させることで形成されるものとしてある。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項５または６の発明の構成において、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成された複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置した構成としてある。
【００１７】
請求項８の発明は、請求項１ないし３，５，６のいずれか１項の発明の構成において、遊星歯車が複数Ｎ個設けられ、Ｎ＝偶数のときはＮ／２個が、Ｎ＝奇数のときは（Ｎ−１）／２個が、他の遊星歯車に対し、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なっている構成としてある。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項１ないし８のいずれか１項の発明の構成において、遊星歯車は、はすば歯車で構成されている。
【００２０】
請求項１０の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置の製造方法において、前記遊星歯車が複数Ｎ個設けられ、Ｎ＝偶数のときはＮ／２個を、Ｎ＝奇数のときは（Ｎ−１）／２個を、他の遊星歯車に対し、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異ならせ、この歯面の表面形状が歯幅方向に沿って互い異なる遊星歯車を太陽歯車の周囲に沿って交互に配置していくことで製造する遊星歯車装置の製造方法であって、前記複数の遊星歯車は、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成され、この複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置し、この交互に配置した遊星歯車相互間で歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異なるものとした遊星歯車装置の製造方法としてある。
【００２２】
請求項１１の発明は、中心部に配置された太陽歯車の周囲にこの太陽歯車に噛み合う複数の遊星歯車が配置されるとともに、前記複数の遊星歯車の外側にこの各遊星歯車に噛み合う内歯車が配置され、前記太陽歯車の歯数および前記内歯車の歯数が、いずれも前記遊星歯車の個数で割り切れる遊星歯車装置の遊星歯車歯面形状設定方法において、前記太陽歯車と前記遊星歯車との噛み合い振動変位を計算するとともに、前記遊星歯車と前記内歯車との噛み合い振動変位を計算し、これら各振動変位を互いに加算してこの加算値をあらかじめ決められた目標値と比較し、前記加算値が前記目標値より大きいときには、前記複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車を、他の遊星歯車に対して、噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異ならせる遊星歯車装置の遊星歯車歯面形状設定方法としてある。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車を、他の遊星歯車に対して噛合タイミングが異なるように歯面の表面形状を歯幅方向に沿って異ならせることで、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なる遊星歯車相互間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
また、複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車は、他の遊星歯車と異なるねじれ角を備えているので、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なる遊星歯車相互間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
【００２５】
請求項２の発明によれば、少なくとも一つの遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備え、他方の遊星歯車は、一方の歯面の歯幅方向他端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えるとともに、他方の歯面の歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えているので、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なる遊星歯車相互間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
【００２６】
請求項３の発明によれば、少なくとも一つの遊星歯車は、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なる構成としたので、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なる遊星歯車相互間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
【００２７】
請求項４の発明によれば、歯幅方向の一端側と同他端側とで歯厚が異なり、かつ両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成した複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして交互に配置したので、組付状態では歯面の表面形状が歯幅方向に沿って異なる遊星歯車であっても、加工は同一形状のもので済み、加工コストを抑えつつ、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、各遊星歯車との間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音をより低下させることができる。
【００２８】
請求項５の発明によれば、複数の遊星歯車のうち少なくとも一つの遊星歯車は、両歯面ともに歯幅方向一端側に歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部を備えているので、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、各遊星歯車との間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
【００２９】
請求項６の発明によれば、歯幅方向に沿って圧力角を変化させることで、盛り上げ部を容易に形成することができる。
【００３０】
請求項７の発明によれば、両歯面の相互間の中心線に対して線対称に形成された複数の遊星歯車を、軸方向両端を互いに逆にして太陽歯車の周囲に沿って交互に配置したので、組付状態では異なる形状の遊星歯車であっても、加工は同一形状のもので済み、加工コストを抑えつつ、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、各遊星歯車との間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音をより低下させることができる。
【００３１】
請求項８の発明によれば、歯面の表面形状の異なる遊星歯車がほぼ同数となるので、遊星歯車装置全体としての振動および騒音をより低下させることができる。
【００３３】
請求項９の発明によれば、遊星歯車を、はすば歯車で構成することで、噛み合い方向に沿って歯面の表面形状の変化が発生するので、噛み合い方向の歯当たりが良好となり、遊星歯車や太陽歯車、内歯車が、伝達トルクや組立誤差などにより位置関係が変化した場合でも、歯当たりの変化が少なくなり、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音を低下させることができる。
【００３５】
請求項１０の発明によれば、噛合タイミングを異ならせることで歯面の表面形状が互いに異なる二種の遊星歯車がほぼ同数となり、かつ歯面の表面形状が互いに異なる二種の遊星歯車を、太陽歯車の周囲に沿って交互に配置していくことで、遊星歯車装置全体としての振動および騒音をより低下させることができる。
また、複数の遊星歯車は、軸方向の向きを交互に変えて太陽歯車の周囲に配置すればよいので、生産性を犠牲にすることなく、また組付状態では異なる形状の遊星歯車であっても、加工は同一形状のもので済み、加工コストを抑えつつ、遊星歯車と太陽歯車との噛み合い状態および、遊星歯車と内歯車との噛み合い状態が、各遊星歯車との間で異なることになり、製造コストの上昇および、歯数比、強度などの変化を抑えつつ、遊星歯車装置全体として、各遊星歯車の噛み合い変動が互いに相殺され、振動および騒音をより低下させることができる。
【００３６】
請求項１１の発明によれば、遊星歯車の歯面の表面形状を設定するに当たり、試作実験のトライ＆エラーを行う必要がなく、設定のためのコスト、時間を削減しつつ、遊星歯車装置全体としての振動および騒音を低下させることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００３８】
図１は、この発明の第１の実施形態を示している。遊星歯車装置７は、図１（ａ）に示すように、従来例と同様に、中心部に配置した太陽歯車９の周囲に、円周方向等間隔に四つの遊星歯車１１，１３，１５，１７がそれぞれ配置されて太陽歯車９と噛み合い、さらにその周囲に内歯車１９が配置されて遊星歯車１１，１３，１５，１７と噛み合っている。遊星歯車１１，１３，１５，１７は、図示しないキャリアによって互いに連結され、かつこのキャリアに対して回転可能となっている。
【００３９】
なお、ここでの遊星歯車装置７は、インボリュート曲線で形成するはすば歯車を使用するものとし、太陽歯車９の歯数および内歯車１９の歯数が、いずれも前記遊星歯車１１，１３，１５，１７の個数（ここでは４）で割り切れるものとする。
【００４０】
上記した遊星歯車装置７の具体的な歯車諸元を表１に示す。すなわち、モジュール：１．２３，歯直角圧力角：２０°，ねじれ角２３．３°，歯幅：１６．５ｍｍ，太陽歯車の中心と遊星歯車の中心との距離：４８．２ｍｍ，太陽歯車の歯数：４４，遊星歯車の歯数：２８，内歯車の歯数：１００，遊星歯車の個数：４である。
【００４１】
【表１】
0004010129.tif 000002
図１（ｂ）は遊星歯車１１の歯面形状を示し、図１（ｃ）は遊星歯車１３，１５，１７の歯面形状を示している。図１（ｂ），（ｃ）中の矢印は、噛み合い方向を示しており、図中で左側が噛み合い始めであり、同右側が噛み合い終わりとなる。図１（ｃ）に示す三つの遊星歯車１３，１５，１７は、ねじれ角が１０〜３０°（表１では２３．３°としてある）程度のねじれ角を備えたはすば歯車であり、一方遊星歯車１１は、遊星歯車１３，１５，１７に対し、ねじれ角を異ならせている。つまり、一つの遊星歯車１１と、他の遊星歯車１３，１５，１７との間で噛合タイミングが異なるように歯面形状が異なっている。
【００４２】
図１（ｂ）にて二点鎖線で示す歯面形状が、図１（ｃ）の歯面形状と同一である。遊星歯車１１は、遊星歯車１３，１５，１７に対し、ねじれ角を、両歯面Ｌ，Ｒともに、単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ大きくなるよう修正している。
【００４３】
このように、遊星歯車１１を、遊星歯車１３，１５，１７に対して歯面形状を異ならせることで、遊星歯車１１と遊星歯車１３，１５，１７との間で、太陽歯車９および内歯車１９に対する噛み合い状態が異なることになる。
【００４４】
これにより、遊星歯車装置７全体として、遊星歯車１１と遊星歯車１３，１５，１７との間での噛み合い変動が互いに相殺されることになり、振動および騒音が低下する。この場合、一つの遊星歯車１１の歯面形状を、他の三つの遊星歯車１３，１５，１７と異ならせるだけであるので、粗材形状の仕様増し、部品管理の煩雑化や加工工程での治具段取りの変更など、製造コストの上昇を抑えることができ、また歯数比、強度などの変化も抑えられ、必要とする仕様の遊星歯車装置を得ることができる。
【００４５】
図２は、遊星歯車１１，１３，１５，１７の噛み合い振動変位を示している。（ａ）が遊星歯車１１のもので、（ｂ），（ｃ），（ｄ）がそれぞれ遊星歯車１３，１５，１７のものである。遊星歯車１３，１５，１７の噛み合い変動は互いに同じであるが、遊星歯車１１については、遊星歯車１３，１５，１７と異なっている。これら四つの遊星歯車１１，１３，１５，１７の噛み合い振動変位を合成したものが、図３である。これによれば、遊星歯車装置７全体としての伝達誤差（噛み合い振動変位の振幅の最大値）が、前記図１６に示した従来のものに比べて減少していることがわかる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では一つの遊星歯車１１を他の三つの遊星歯車１３，１５，１７に対して歯面形状を異ならせているが、例えば二つの遊星歯車１１，１３を他の二つの遊星歯車１５，１７に対して歯面形状を異ならせるようにしてもよい。この場合、異なる歯面形状の遊星歯車１１，１３，１５，１７を交互に、つまり遊星歯車１１→１５→１３→１７の順に太陽歯車９の周囲に沿って交互に配置することで、より一層振動および騒音を低下させることができる。
【００４７】
図４は、この発明の第２の実施形態に係わる遊星歯車の歯面形状を示している。第２の実施形態は、図１（ａ）に示すものと基本構成が同様の遊星歯車装置７に適用している。図４（ａ）は遊星歯車１１，１５の歯面形状を示し、図４（ｂ）は遊星歯車１３，１７の歯面形状を示している。図中の矢印は、噛み合い方向を示しており、図中で左側が噛み合い始めであり、同右側が噛み合い終わりとなる。
【００４８】
図４（ａ）の二つの遊星歯車１１，１５の歯面形状は、前記図１（ｂ）に示したものと同様である。すなわち、遊星歯車１１，１５は、前記図１（ｃ）に示した遊星歯車１３，１５，１７の歯面形状に対し、ねじれ角を、両歯面Ｌ，Ｒともに単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ大きくなるよう修正している。これに対し、図４（ｂ）の二つの遊星歯車１３，１７は、前記図１（ｃ）に示した遊星歯車１３，１５，１７の歯面形状に対し、ねじれ角を、両歯面Ｌ，Ｒともに単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ小さくなるよう修正している。なお、図４（ａ），（ｂ）にて二点鎖線で示す形状が、図１（ｃ）の歯面形状と同一である。
【００４９】
図５は、遊星歯車１１，１３，１５，１７の噛み合い振動変位を示している。（ａ），（ｃ）が遊星歯車１１，１５のもので、（ｂ），（ｄ）が遊星歯車１３，１７のものである。遊星歯車１１，１５の噛み合い変動が互いに同じで、遊星歯車１３，１７の噛み合い変動が互いに同じであり、遊星歯車１１，１５と遊星歯車１３，１７との間で噛み合い変動が互いに異なっている。これら四つの遊星歯車１１，１３，１５，１７の噛み合い振動変位を合成したものが、図６である。これによれば、遊星歯車装置７全体としての伝達誤差（噛み合い振動変位の振幅の最大値）が、前記第１の実施形態による図３に示したものに比べてさらに減少していることがわかる。
【００５０】
このように、ねじれ角を大きくした遊星歯車１１，１５と、ねじれ角を小さくした遊星歯車１３，１７とを、太陽歯車９の周囲に沿って交互に配置することで、第１の実施の形態に比べ、さらに振動および騒音を低下させることができる。
【００５１】
図７は、この発明の第３の実施形態に係わる遊星歯車の歯面形状を示している。第３の実施形態は、図１（ａ）に示すものと基本構成が同様の遊星歯車装置７に適用している。図７（ａ）は遊星歯車１１，１５の歯面形状を示し、図７（ｂ）は遊星歯車１３，１７の歯面形状を示している。図中の矢印は、噛み合い方向を示しており、図中で左側が、幅方向一端側となる噛み合い始め側であり、同右側が、歯幅方向他端側となる噛み合い終わり側となる。
【００５２】
図７（ａ）の二つの遊星歯車１１，１５の歯面形状は、一方の歯面Ｌについて、図中で左側の噛み合い始め側にて、歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ａを形成してある。他方の歯面Ｒについては、図中で右側の噛み合い終わり側にて、歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ｂを形成している。
【００５３】
図７（ｂ）に示す他の二つの遊星歯車１３，１７の歯面形状は、一方の歯面Ｌについて、図中で右側の噛み合い終わり側にて、歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ａを形成している。他方の歯面Ｒについては、図中で左側の噛み合い始め側にて、歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ｂを形成している。
【００５４】
このように、遊星歯車１１，１５と遊星歯車１３，１７との間で、盛り上げ部Ａ，Ｂの形成部位を相互に異ならせて歯面形状を異ならせ、かつ遊星歯車１１，１５と遊星歯車１３，１７とを、太陽歯車９の周囲に沿って交互に配置することで、第２の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００５５】
さらに、上記した第３の実施形態では、盛り上げ部Ａ，Ｂを形成することで、矢印で示す噛み合い方向に歯面形状の変化が発生するため、歯当たりが向上し、振動、騒音がさらに低減するものとなる。
【００５６】
上記した盛り上げ部Ａ，Ｂは、その最も高い頂点部位から周囲に沿って等高線で示すように、徐々に高さが低く形成されている。このような高さの変化は、圧力角を修正することによって達成される。具体的には、図７（ａ）における一方の歯面Ｌの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で１０μｍ歯先上がりとし、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では０μｍとする。図７（ａ）における他方の歯面Ｒの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で０μｍ、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では１０μｍ歯先上がりとする。
【００５７】
また、図７（ｂ）における一方の歯面Ｌの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で０μｍ、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では１０μｍ歯先上がりとする。図７（ｂ）における他方の歯面Ｒの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で１０μｍ歯先上がりとし、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では０μｍとする。
【００５８】
図８は、この発明の第４の実施形態に係わる遊星歯車の歯面形状を示している。第４の実施形態は、図１（ａ）に示すものと基本構成が同様の遊星歯車装置７に適用している。図８（ａ）は遊星歯車１１，１５の歯面形状を示し、図８（ｂ）は遊星歯車１３，１７の歯面形状を示している。図中の矢印は、噛み合い方向を示しており、図中で左側が噛み合い始めであり、同右側が噛み合い終わりとなる。
【００５９】
図８（ａ）の二つの遊星歯車１１，１５の歯面形状および、図８（ｂ）の二つの遊星歯車１３，１７の歯面形状は、いずれも図中で一端側となる左側と、同他端側となる右側とで歯厚を異ならせている。
【００６０】
具体的には、図８（ａ）の遊星歯車１１，１５は、前記図１（ｃ）に示した遊星歯車１３，１５，１７の歯面形状に対し、ねじれ角を、歯面Ｒについては、単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ大きくなるよう修正し、歯面Ｌについては、単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ小さくなるよう修正している。これにより、図８（ａ）中で左側の歯厚が小さく、同右側の歯厚が大きくなる。そして、この歯面形状は、両歯面Ｌ，Ｒの相互間の中心線Ｓに対して線対称に形成されている。
【００６１】
また、図８（ｂ）の遊星歯車１３，１７は、前記図１（ｃ）に示した遊星歯車１３，１５，１７の歯面形状に対し、ねじれ角を、歯面Ｒについては、単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ小さくなるよう修正し、歯面Ｌについては、単位歯幅（１ｍｍ）当たり０．５μｍ大きくなるよう修正している。これにより、図８（ｂ）中で左側の歯厚が大きく、同右側の歯厚が小さくなる。そして、この歯面形状は、両歯面Ｌ，Ｒの相互間の中心線Ｓに対して線対称に形成されている。
【００６２】
したがって、図８（ａ）に示した遊星歯車１１，１５と、図８（ｂ）に示した遊星歯車１３，１７とは、左右を逆にしただけであって、形状は同一であり、遊星歯車装置として組み立てる際に、組付方向を軸方向について互いに逆にすればよい。このため、上記した第４の実施形態によれば、図４に示した第２の実施形態と同様の効果が得られるほか、遊星歯車としての１種のものを用意すればよく、加工コストが少なくて済む。
【００６３】
図９は、この発明の第５の実施形態に係わる遊星歯車の歯面形状を示している。第５の実施形態は、図１（ａ）に示すものと基本構成が同様の遊星歯車装置７に適用している。図９（ａ）は遊星歯車１１，１５の歯面形状を示し、図９（ｂ）は遊星歯車１３，１７の歯面形状を示している。図中の矢印は、噛み合い方向を示しており、図中で左側が噛み合い始めであり、同右側が噛み合い終わりとなる。
【００６４】
図９（ａ）の二つの遊星歯車１１，１５の歯面形状は、両歯面Ｌ，Ｒについて、図中で左側の一端側となる噛み合い始め側にて歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ａ，Ｂを形成している。一方図９（ｂ）の二つの遊星歯車１３，１７の歯面形状は、両歯面Ｌ，Ｒについて、図中で右側の他端側となる噛み合い終わり側にて歯厚方向に盛り上がる盛り上げ部Ａ，Ｂを形成している。
【００６５】
そして、遊星歯車１１，１５および遊星歯車１３，１７の歯面形状は、いずれも両歯面Ｌ，Ｒの相互間の中心線Ｓに対して線対称となっている。このため、図９（ａ）に示した遊星歯車１１，１５と、図９（ｂ）に示した遊星歯車１３，１７とは、図８のものと同様に、図中で左右を逆にしただけであって、形状は同一であり、遊星歯車装置として組み立てる際に、組付方向を軸方向両端について互いに逆にすればよい。したがって、上記した第５の実施形態によれば、図７に示した第３の実施形態と同様の効果が得られるほか、遊星歯車としての１種のものを用意すればよく、加工コストが少なくて済む。
【００６６】
なお、上記した盛り上げ部Ａ，Ｂは、図７におけるものと同様に、その最も高い頂点部位から周囲に沿って等高線で示すように、徐々に高さが低く形成されており、このような高さの変化は、圧力角を修正することによって達成される。
【００６７】
具体的には、図９（ａ）における両歯面Ｌ，Ｒの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で１０μｍ歯先上がりとし、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では０μｍとする。図９（ｂ）における両歯面Ｌ，Ｒの圧力角修正量は、図中で左側の噛み合い始め側の端部で０μｍ、歯幅方向中央で５μｍ歯先上がりとし、図中で右側の噛み合い終わり側の端部では１０μｍ歯先上がりとする。
【００６８】
図１０は、太陽歯車上伝達トルク（Ｎｍ）と、伝達誤差（μｍ）との関係を、従来例と、第１の実施形態〜第５の実施形態による本発明とで比較して示したものである。これによれば、本発明におけるものが従来のものに比べ、伝達誤差が小さくなっていることがわかる。
【００６９】
上記した図１０のデータは、伝達トルクが３０〜４０Ｎｍ付近の範囲において、第１の実施形態に比べ、第２〜第５の実施形態の伝達誤差が小さくなっており、前記図３（第１の実施形態）および図６（第２の実施形態）は、この範囲での伝達誤差に対応している。
【００７０】
なお、図４、図７，図８，図９に示した各実施形態では、必ずしも異なる歯面形状の遊星歯車を交互に配置する必要がなく、また、歯面形状の異なる遊星歯車を二つずつとせず、一つのみ他のものと異なるようにしてもよい。
【００７１】
図１１は、図８または図９の歯面形状を備えた遊星歯車１１，１３，１５，１７による遊星歯車装置７の製造工程図である。まず、遊星歯車加工工程として、粗材を旋削し、歯切りを行った後シェービング加工する。このシェービング加工において、図８または図９の歯面形状となるよう仕上げ加工する。次に熱処理し、内径および端面を研削し、これにより遊星歯車１１，１３，１５，１７が完成する。ここまでが、遊星歯車加工工程となる。以下は、遊星歯車装置組立工程となる。
【００７２】
完成した四つの遊星歯車１１，１３，１５，１７は、図８または図９にて左右を逆としたものを、交互に並べて組立ラインへの投入準備を行う。組立ラインへは、キャリアを投入し、このキャリアに対し、遊星歯車１１，１３，１５，１７を、時計回りに遊星歯車１１→１５→１３→１７の順に組み付ける。さらに、シャフトを遊星歯車１１，１３，１５，１７に挿入して固定し、最後に太陽歯車９および内歯車１９を組み付け、これにより遊星歯車装置７が完成する。
【００７３】
上記した遊星歯車の製造方法によれば、四つの遊星歯車１１，１３，１５，１７は、単に軸方向の向きを交互に変えて太陽歯車の周囲に配置すればよいので、生産性を犠牲にすることなく、また組付状態では異なる形状の遊星歯車であっても、加工は同一形状のもので済み、加工コストを抑えたうえで、遊星歯車装置７全体として、振動および騒音をより低下させることができる。
【００７４】
図１２は、上記した遊星歯車装置７に使用される遊星歯車の歯面形状設定方法を示すフローチャートで、図１３は、その設定方法を実施するための装置のブロック図である。ここでは、図７の実施形態における遊星歯車について説明する。
【００７５】
まず、キーボードなどからなる入力装置２１から、歯車諸元および伝達トルクを入力し（ステップＳ１）、太陽歯車、遊星歯車、内歯車の各歯面形状を初期値＝０μｍ（ねじれ角修正量）として入力し（ステップＳ３）、さらに目標とする伝達誤差を入力する（ステップＳ５）。これらの各入力値は補助記憶装置２３に記憶される。
【００７６】
次に、太陽歯車９と、歯面形状を異ならせる前の状態の遊星歯車１１，１３，１５，１７との噛み合い振動変位をＣＰＵ２５にて計算するとともに（ステップＳ７）、歯面形状を異ならせる前の状態の遊星歯車１１，１３，１５，１７と、内歯車１９との噛み合い振動変位をＣＰＵ２５にて計算する（ステップＳ９）。
【００７７】
これらの振動変位の計算は、以下の方程式を解くことにより行う（機械学会論文４３巻３７１号（昭５２−７）Ｐ２７７１久保，梅澤「誤差をもつ円筒歯車の荷重伝達特性に関する研究」参照）。
【００７８】
∫Ｋb（ｘ，ζ）・Ｐ（ζ）ｄζ＋Ｋc(ｘ)・Ｐ（ｘ）＝｛Δ−ｅ(ｘ)｝cosβg
Ｗj＝∫Ｐ（ζ）ｄζ
Ｗ＝ΣＷjcosβg
ここで、Ｋb：歯の曲げ剪断コンプライアンス
Ｋc：歯の接触のコンプライアンス
Ｐ：歯の接触線上の分布荷重        Δ：噛合振動変位           ｅ：歯面の形状                βg：ベース円上ねじれ角     Ｗ：伝達荷重
ｘ，ζ：歯面上の座
上記ステップＳ７，９で計算した各噛み合い振動変位を、ＣＰＵ２５にて互いに重ね合わせて加算する（ステップＳ１１）。そして、上記ステップＳ７〜Ｓ１１の処理を遊星歯車の個数分繰り返す。これにより、遊星歯車装置７の噛み合い振動変位の最大振幅値（伝達誤差）が得られる（ステップＳ１３）。この得られた伝達誤差（出力結果）は、補助記憶装置２３に記憶されている前記目標とする伝達誤差とＣＰＵ２５にて比較する（ステップＳ１５）。
【００７９】
ここで、出力結果が目標伝達誤差以下となって遊星歯車装置として騒音および振動が問題とならない場合には、その旨をディスプレイやプリンタなどの出力装置２７に出力して作業者に知らせ、処理を終了する。逆に、出力結果が目標伝達誤差を超え、遊星歯車装置として騒音および振動が大きいと判断された場合には、歯面形状を変更する旨、前記した出力装置２７に出力して作業者に知らせる。
【００８０】
歯面形状の変更作業は、遊星歯車の全数の半分（ここでは遊星歯車の全数が４個なので２個）について、図７（ａ）のような歯面形状となるよう前記図１１の加工工程で示してあるシェービング加工を行う（ステップＳ１７）。遊星歯車の個数が奇数の場合には、（遊星歯車の個数−１）の半分の数の遊星歯車について、図７（ａ）のような歯面形状に変更する。次に、残りの遊星歯車を、上記とは逆形状の図７（ｂ）のような歯面形状となるよう前記図１１の加工工程で示してあるシェービング加工を行う（ステップＳ１９）。
【００８１】
上記した遊星歯車の歯面形状設定方法によれば、遊星歯車１１，１３，１５，１７の歯面形状を設定するに当たり、試作実験のトライ＆エラーを行う必要がなく、設定のためのコスト、時間を削減しつつ、遊星歯車装置７全体としての振動および騒音を低下させることができる。
【００８２】
なお、上記した遊星歯車装置７は、はすば歯車を使用しているが、図７〜図９に示した第３〜第５の実施形態においては、平歯車でも構わない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態を示すもので、（ａ）は遊星歯車装置の全体構成を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の遊星歯車装置における一つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図、（ｃ）は（ａ）の遊星歯車装置における他の三つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図である。
【図２】図１の遊星歯車装置における遊星歯車の噛み合い周期に対する噛み合い振動変位特性図である。
【図３】図２の各噛み合い振動変位を合成した噛み合い振動変位特性図である。
【図４】この発明の第２の実施形態を示すもので、（ａ）は遊星歯車装置における二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図、（ｂ）は他の二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図である。
【図５】図４の遊星歯車装置における遊星歯車の噛み合い周期に対する噛み合い振動変位特性図である。
【図６】図５の各噛み合い振動変位を合成した噛み合い振動変位特性図である。
【図７】この発明の第３の実施形態を示すもので、（ａ）は遊星歯車装置における二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図、（ｂ）は他の二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図である。
【図８】この発明の第４の実施形態を示すもので、（ａ）は遊星歯車装置における二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図、（ｂ）は他の二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図である。
【図９】この発明の第５の実施形態を示すもので、（ａ）は遊星歯車装置における二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図、（ｂ）は他の二つの遊星歯車の歯面形状を示す説明図である。
【図１０】太陽歯車上伝達トルクと伝達誤差との関係を、従来例と、第１〜第５の実施形態による本発明とで比較して示した伝達誤差特性図である。
【図１１】図８または図９の歯面形状を備えた遊星歯車による遊星歯車装置の製造工程図である。
【図１２】図７の実施形態における遊星歯車装置に使用される遊星歯車の歯面形状設定方法を示すフローチャートである。
【図１３】図１２の設定方法を実施するための装置のブロック図である。
【図１４】従来例に係わる遊星歯車装置の全体構成を示す正面図である。
【図１５】図１４の遊星歯車装置における遊星歯車の噛み合い周期に対する噛み合い振動変位特性図である。
【図１６】図１５の各噛み合い振動変位を合成した噛み合い振動変位特性図である。
【符号の説明】
７  遊星歯車装置
９  太陽歯車
１１，１３，１５，１７  遊星歯車
１９  内歯車
Ｌ，Ｒ  歯面
Ａ，Ｂ  盛り上げ部
【図１】
0004010129.tif 000003
【図２】
0004010129.tif 000004
【図３】
0004010129.tif 000005
【図４】
0004010129.tif 000006
【図５】
0004010129.tif 000007
【図６】
0004010129.tif 000008
【図７】
0004010129.tif 000009
【図８】
0004010129.tif 000010
【図９】
0004010129.tif 000011
【図１０】
0004010129.tif 000012
【図１１】
0004010129.tif 000013
【図１２】
0004010129.tif 000014
【図１３】
0004010129.tif 000015
【図１４】
0004010129.tif 000016
【図１５】
0004010129.tif 000017
【図１６】
0004010129.tif 000018