特許 6153106 遊星歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6153106

(24)【登録日】2017年6月9日

(45)【発行日】2017年6月28日

(54)【発明の名称】遊星歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/66 20060101AFI20170619BHJP

   F16D 35/00 20060101ALI20170619BHJP

   F16D 63/00 20060101ALI20170619BHJP

【ＦＩ】

   F16H3/66 A

   F16D35/00 631Z

   F16D63/00 P

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2013-30856(P2013-30856)

(22)【出願日】2013年2月20日

(65)【公開番号】特開2014-159839(P2014-159839A)

(43)【公開日】2014年9月4日

【審査請求日】2016年2月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】599011687

【氏名又は名称】学校法人 中央大学

(74)【代理人】

【識別番号】100080296

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100141243

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 靖夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 太郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 明男

(72)【発明者】

【氏名】稲葉 宏輝

【審査官】 岩本 薫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１９６６７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第０２／０１６８０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５５−０９３１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１５８９４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１９６６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ ３／６６

Ｆ１６Ｄ ３５／００

Ｆ１６Ｄ ６３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転駆動手段から入力される回転力により回転する太陽歯車と、
遊星キャリアに回転自在に取り付けられた遊星軸に固定され、前記太陽歯車と噛み合いながら前記遊星軸とともに自転、又は前記遊星キャリアとともに太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、
前記遊星歯車と噛み合い、遊星歯車の自転又は公転により回転して太陽歯車に入力された回転駆動力を出力する出力軸となる内歯車と、
前記遊星歯車の自転及び公転に対する制動を制御して、前記太陽歯車の回転方向を変えずに、前記内歯車の回転方向を反転させる反転手段と、を備え、
前記反転手段は、前記遊星軸に固定され、前記遊星歯車とともに回転する従動歯車と、
前記従動歯車と噛み合う制動歯車と、
前記制動歯車の回転に制動力を作用させて、制動歯車と噛み合う従動歯車を介して前記遊星歯車の自転に制動力を作用させる自転制動部と、
前記遊星キャリアが取り付けられ、遊星キャリアの回転に制動力を付与して前記遊星歯車の公転に制動力を作用させる公転制動部と、
前記自転制動部及び前記公転制動部による制動の動作を制御する制御手段と、
を備えた遊星歯車装置。

【請求項2】

前記反転手段は、前記遊星歯車の自転を停止させるとともに遊星歯車の公転を許容し、遊星歯車の公転を停止させるとともに遊星歯車の自転を許容するように前記遊星歯車に対する制動を制御する請求項１記載の遊星歯車装置。

【請求項3】

前記自転制動部は、電圧の印加により粘性が変化する電気粘性流体が封入されたケース部と、ケース部から突出し、前記電気粘性流体の粘性の変化によりケース部に対する回転が制御される軸部とを備えるＥＲブレーキからなり、
前記軸部に前記制動歯車が取り付けられ、前記ケース部に前記遊星軸が取り付けられた請求項１又は請求項２記載の遊星歯車装置。

【請求項4】

前記公転制動部は、電圧の印加により粘性が変化する電気粘性流体が封入されたケース部と、ケース部から突出し、前記電気粘性流体の粘性の変化によりケース部に対する回転が制御される軸部とを備えるＥＲブレーキからなり、
前記公転制動部の軸部が前記自転制動部のケース部に取り付けられ、公転制動部のケース部が遊星歯車装置内において不動に取り付けられた請求項１乃至請求項３いずれか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、遊星歯車装置に関し、特に遊星歯車機構における出力軸の回転方向の切替えを可能にする遊星歯車装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、人とロボットとが同じ環境内で協調して作業する場合、ロボットによる作業が人に対して危険でないように、十分な安全性が考慮される。例えば、ロボットの可動範囲を制限して物理的に人とロボットとの接触を回避する方法や、センサを用いてロボット自らが危険を察知して人との接触を回避する方法などの衝突回避策が提案されている（非特許文献１，非特許文献２）。このようなロボットは、作業を行うためのアームの関節にモーターや減速機構等からなるアームの駆動機構を備えているので、万一、人や物にアームが接触してもモーターを逆回転させることにより、アームの動作方向を反転させて回避動作を実行するように制御されている。
しかしながら、モーターを逆回転させることによるアームの回避動作は、作業時のアームの慣性力などのため、人の反射動作のようにすばやく動作方向を切替えることができずに、接触相手を傷つけてしまう虞がある。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】Zhijun Li, Aiguo Ming,Ning Xi, Makoto Shimojo, Makoto Kajitani,Mobile Manipulator Collision Control with Hybrid Joints in Human-Robot SymbiotieEnvironments, Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on IntelligentRobots and Systems, pp.154-161, 2004

【非特許文献2】Zhijun Li, Aiguo Ming,Ning Xi, Zhaoxian Xie, Jiangong Gu, Makoto Shimojo, Collision-Tolerant Control for Hybrid Jointbased Arm of Nonholonomic Mobile Manipulator in Human-Robot Symbiotic Environments, Proceedings of the 2005 IEEE InternationalConference on Robotics and Automation, pp.4037-4043, 2005

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

そこで、本発明は上記課題を解決するために、ロボットのアームの関節などの駆動機構として好適な、アームの動作方向のすばやい切替えを可能にする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】

【0005】

上記課題を解決するための遊星歯車装置の構成として、回転駆動手段から入力される回転力により回転する太陽歯車と、遊星キャリアに回転自在に取り付けられた遊星軸に固定され、太陽歯車と噛み合いながら遊星軸とともに自転、又は遊星キャリアとともに太陽歯車の周りを公転する遊星歯車と、遊星歯車と噛み合い、遊星歯車の自転又は公転により回転して太陽歯車に入力された回転駆動力を出力する出力軸となる内歯車と、遊星歯車の自転及び公転に対する制動を制御して、太陽歯車の回転方向を変えずに、内歯車の回転方向を反転させる反転手段と、を備え、反転手段は、遊星軸に固定され、遊星歯車とともに回転する従動歯車と、従動歯車と噛み合う制動歯車と、制動歯車の回転に制動力を作用させて、制動歯車と噛み合う従動歯車を介して遊星歯車の自転に制動力を作用させる自転制動部と、遊星キャリアが取り付けられ、遊星キャリアの回転に制動力を付与して遊星歯車の公転に制動力を作用させる公転制動部と、自転制動部及び公転制動部による制動の動作を制御する制御手段とを備える構成とした。
本構成によれば、反転手段が遊星歯車の自転及び公転に対する制動を制御することにより、出力軸である内歯車の回転方向を太陽歯車の回転方向と逆方向や同一方向に回転させることができる。また、制動手段の自転制動部が遊星キャリアを介して制動歯車に制動力を作用させることにより、制動歯車に噛み合う従動歯車と遊星軸に固定される遊星歯車に制動力が作用し、遊星歯車の自転が停止されるとともに公転が開始するので、内歯車の回転方向を反転させることができる。また、公転制動部が、遊星キャリアの回転に制動力を付与して遊星歯車の公転に制動力を作用させることにより、太陽歯車の外周において遊星歯車を自転させることができるので、通常の遊星歯車機構の動作のように太陽歯車の回転方向に対して内歯車の回転方向に逆向きに回転させることができる。
上記遊星歯車装置の他の構成として、反転手段が、遊星歯車の自転を停止させるとともに遊星歯車の公転を許容し、遊星歯車の公転を停止させるとともに遊星歯車の自転を許容するように遊星歯車への制動を制御して前記内歯車の回転方向を反転させる構成とした。
本構成によれば、反転手段が、遊星歯車の自転を停止させるとともに遊星歯車の公転を許容することで、出力軸である内歯車を太陽歯車の回転方向と同一方向に回転させることができる。また、反転手段が、遊星歯車の公転を停止させるとともに遊星歯車の自転を許容することで、出力軸である内歯車の回転方向を太陽歯車の回転方向と逆方向とすることができる。すなわち、反転手段が、遊星歯車の自転を停止させることで、太陽歯車と逆方向に回転する内歯車の回転方向を、太陽歯車と同一方向にすばやく切替えることができる。
また、遊星歯車装置の他の構成として、自転制動部は、電圧の印加により粘性が変化する電気粘性流体が封入されたケース部と、ケース部から突出し、電気粘性流体の粘性の変化によりケース部に対する回転が制御される軸部とを備えるＥＲブレーキからなり、軸部に制動歯車が取り付けられ、ケース部に遊星軸が取り付けられる構成とした。
本構成によれば、ＥＲブレーキの電気粘性流体の粘性を変化させることにより、ＥＲブレーキのケース部に対する軸部の回転速度が変化するので、制動歯車の回転速度が変化し、この制動歯車に噛み合う従動歯車を介して遊星歯車の自転速度を制御することができる。
例えば、電気粘性流体の粘性が最も高くなるように電圧を印加することで、ＥＲブレーキのケース部と軸部とを一体化して従動歯車の回転を停止させ、遊星歯車の自転をすばやく停止させることができる。
また、遊星歯車装置の他の構成として、公転制動部に上記ＥＲブレーキを用い、当該公転制動部の軸部を前記自転制動部のケース部に取付け、公転制動部のケース部が遊星歯車装置内において不動に取り付けられる構成とした。
本構成によれば、公転制動部に電圧を印加することで、自転制動部に取り付けられた遊星キャリアの回転、すなわち遊星歯車の公転を停止させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】遊星歯車装置の構成図である。

【図2】ＥＲブレーキの構成図である。

【図3】遊星歯車装置の動作図である。

【0007】

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

【発明を実施するための最良の形態】

【0008】

図１は、本発明に係る遊星歯車装置１の外観図である。なお、以下の各歯車の説明において、自転とは歯車中心の軸周りを回転することを意味し、公転とは、他の歯車の軸回りを回転することを意味する。同図において、遊星歯車装置１は、回転駆動手段としてのモーター２と、遊星歯車機構３と、反転手段４とを備える。
モーター２は、遊星歯車装置１を駆動するための駆動源であって、後述の制御手段４４から出力される電気的な信号に基づいて回転動作する。信号は、例えば所定値に制御された電圧、電流であり、所望の回転トルクや回転速度が得られるように制御される。
モーター２は、出力軸２Ａに取り付けられた歯車８を介して遊星歯車機構３に回転駆動力を出力する。

【0009】

遊星歯車機構３は、モーター２の回転駆動力が入力される太陽歯車３１と、太陽歯車３１の周りを自転又は公転する複数の遊星歯車３２と、遊星歯車３２の自転又は公転により回転して、太陽歯車３１に入力された回転駆動力を出力する内歯車３３とにより構成される。
太陽歯車３１は、基台１０上に回転自在に支持された軸７の一端側に固定される。この太陽歯車３１が取り付けられる軸７の他端には、歯車８と噛み合い、上記モーター２からの回転駆動力が入力される歯車９が取り付けられる。なお、太陽歯車３１は、モーター２の出力軸２Ａに直接取り付けても良い。

【0010】

遊星歯車３２は、太陽歯車３１の外周に設けられ、太陽歯車３１と噛み合いながら太陽歯車３１の周りを自転又は公転する。本実施形態では、太陽歯車３１の周りに遊星歯車３２が２つ設けられるものとして説明するが、遊星歯車３２は１つであっても２つ以上の複数であっても良い。

【0011】

この遊星歯車３２は、平板円環状の遊星キャリア３４Ａに図外のベアリング等の軸受を介して回転自在に取り付けられる遊星軸３４Ｂに固定される。この遊星キャリア３４Ａは、中心が太陽歯車３１の軸心上にあり、遊星軸３４Ｂ；３４Ｂは、遊星キャリア３４Ａの中心を中心とする同心円上に互いに対向して設けられる。遊星軸３４Ｂ；３４Ｂの遊星歯車３２；３２と遊星キャリア３４Ａとの間には、後述の反転手段４を構成する従動歯車４１が取り付けられる。

【0012】

内歯車３３は、内周面に遊星歯車３２と噛み合う歯を備える環状の歯車であって、当該内歯車３３の軸心と太陽歯車３１の軸心とが、同軸となるように遊星歯車３２；３２と噛み合って回転する。内歯車３３は、遊星歯車３２の自転又は公転とともに回転してモーター２から太陽歯車３１に入力された回転駆動力を出力する出力軸である。

【0013】

図３（ａ），（ｂ）に示すように、内歯車３３の厚み方向一側部には、環状壁４８が設けられる。環状壁４８は、例えば、内歯車３３の回転により駆動されるアーム５０を取り付けるためのアーム接続部４９を備える。アーム５０は、延長方向が内歯車３３の半径方向に沿って延長するようにアーム接続部４９に取り付けられる。環状壁４８は、内歯車３３の一側部の一部範囲、又は全範囲を閉塞するように形成される。したがって、アームは、内歯車３３の回転により、内歯車３３の中心を支点として回転する。

【0014】

反転手段４は、遊星歯車３２の自転及び公転に対する制動を制御して、太陽歯車３１の回転方向を変えずに、内歯車３３の回転方向を反転させる。
本実施形態では、反転手段４は、複数の従動歯車４１：４１と、制動歯車４２と、制動手段４３と、制御手段４４とを備える。
従動歯車４１は、上述のように遊星軸３４Ｂに固定され、遊星歯車３２の自転とともに自転し、遊星キャリア３４Ａの回転により遊星歯車３２とともに制動歯車４２の周りを公転する。制動歯車４２は、太陽歯車３１と同軸に設けられ、制動手段４３により回転が制御される。制動手段４３は、上記遊星歯車３２の自転に対して制動力を作用させる自転制動部４５と、遊星歯車３２の公転に対して制動力を作用させる公転制動部４６とにより構成される。

【0015】

反転手段４を上記のように構成することで、制動手段４３の自転制動部４５により遊星歯車３２の自転を停止させるとともに制動手段４３の公転制動部４６により遊星歯車３２の公転を許容し、出力軸である内歯車３３の回転方向を太陽歯車３１の回転方向と同一方向に回転させることが可能となる。また、制動手段４３の自転制動部４５により遊星歯車３２の自転を許容させるとともに公転制動部４６により遊星歯車３２の公転を停止させることで、出力軸である内歯車３３の回転方向を太陽歯車３１の回転方向と逆方向に回転させることができる。つまり、内歯車３３の回転方向を反転させることができる。

【0016】

具体的には、制動手段４３の自転制動部４５が制動歯車４２に制動力を付与して制動歯車４２に噛み合う従動歯車４１を介して遊星歯車３２の自転に制動力を作用させて、遊星歯車３２の自転を停止させることにより、内歯車３３の回転方向を逆向きに回転（反転）させることができる。また、公転制動部４６が、遊星キャリア３４Ａの回転に制動力を付与して遊星歯車３２の公転に制動力を作用させることにより、遊星歯車３２を太陽歯車３１の外周のその場において自転させて内歯車３３を太陽歯車３１と同方向に回転させることができる。

【0017】

本実施形態では、自転制動部４５及び公転制動部４６にＥＲブレーキがそれぞれ適用されている。図２は、ＥＲブレーキの一例を示す断面図である。同図に示すように、ＥＲブレーキは、軸５１と、軸側電極板５２と、ケース側電極板５３と、電気粘性流体５４と、これらを収容するケース５５とにより構成される。軸５１は、ケース５５に回転自在に取り付けられ、ケース５５内部における外周面には、円板状の複数の軸側電極板５２が所定間隔で離間して取り付けられる。この軸側電極板５２に挟まれるように、軸側電極板５２の間に複数のケース側電極板５３が配置される。ケース側電極板５３は、ケース５５の内部に不動に固定される。軸側電極板５２とケース側電極板５３とが設けられたケース５５内部の空間には、電気粘性流体５４が封入されている。軸側電極板５２及びケース側電極板５３は、それぞれ、ケース５５外部に露出して設けられた接続端子５６；５７に導通する。

【0018】

例えば、軸側電極板５２と導通する接続端子５６をプラス極、ケース側電極板５３と導通する接続端子５７をマイナス極として、軸側電極板５２及びケース側電極板５３とに電圧を印加する。
本構成のＥＲブレーキでは、軸側電極板５２とケース側電極板５３との間に電圧を印加することで、軸側電極板５２とケース側電極板５３との間に電界を生じさせて軸側電極板５２とケース側電極板５３との間に介在する電気粘性流体５４の粘性を変化させることにより、ケース５５を軸５１と一体に回転させたり、ケース５５に対して軸５１のみを回転可能とする。なお、ＥＲブレーキの構成は上記に限定されない。
また、電気粘性流体５４は、印加される電圧が高くなるにつれて粘性が高くなる特性を有し、例えば、シリコンオイルなどの絶縁性の液体に金属や有機物などの分極しやすい物質の微粒子を分散させたものからなる。

【0019】

以下、自転制動部４５のＥＲブレーキと、公転制動部４６のＥＲブレーキとを区別するため、自転制動部４５のＥＲブレーキの構成を示す符号には、末尾に“Ａ”を付し、公転制動部４６のＥＲブレーキの構成を示す符号には、末尾に“Ｂ”を付して説明する。
自転制動部４５を構成するＥＲブレーキは、軸５１Ａが太陽歯車３１の軸心と同軸となるように基台１０上において図外の軸受を介して回転自在に支持される。この自転制動部４５の軸５１Ａの一端側には、従動歯車４１と噛み合う制動歯車４２が固着される。また、自転制動部４５のケース５５Ａには、軸５１Ａと同軸に遊星キャリア３４Ａが取り付けられる。

【0020】

上記構成によれば、自転制動部４５のケース５５Ａとともに遊星キャリア３４Ａが回転し、自転制動部４５の軸５１Ａの回転により制動歯車４２が回転して従動歯車４１，遊星軸３４Ｂ及び遊星歯車３２が自転可能となる。また、ケース５５Ａの遊星キャリア３４Ａが取り付けられた逆側には、公転制動部４６の軸５１Ｂを固定するための軸固定部４７を備える。軸固定部４７は、公転制動部４６の軸５１Ｂが、自転制動部４５の軸５１と同軸で固定可能に設けられる。例えば、軸固定部４７は一端側にフランジ部を有する円筒状の筒体に構成し、筒体の軸心が軸５１Ａと同軸上に位置するようにフランジ部を自転制動部４５のケース５５Ａに固定する。さらに、筒体の内周面に所定ピッチの歯車を形成しておき、後述の公転制動部４６の軸５１Ｂにこの歯車とガタなく噛み合う歯車４７Ａを取り付けることで、自転制動部４５のケース５５Ａに対して公転制動部４６の軸５１Ｂを同軸に固定可能である。

【0021】

公転制動部４６は、軸５１Ｂが自転制動部４５の軸５１Ａと同軸となるように、ケース５５Ｂが図外の固定手段により基台１０上に固定される。すなわち、遊星歯車機構３の太陽歯車３１の軸７と、自転制動部４５の軸５１Ａと、公転制動部４６の軸５１Ｂとが同軸上に配置される。

【0022】

上記自転制動部４５及び公転制動部４６は、制御手段４４と接続され、制御手段４４から出力される所定電圧の印加によって、自転制動部４５の軸５１Ａとケース５５Ａとが互いに回転可能となったり、軸５１Ａとケース５５Ａとが一体となったりする。また公転制動部４６の軸５１Ｂがケース５５Ｂに対して回転可能となったり、固定されたりする。

【0023】

制御手段４４は、いわゆるコンピュータであって、ハードウェア資源として設けられた演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ，ＲＡＭ、通信手段としての入出力インターフェイス等を備える。ＣＰＵは、記憶手段に格納された制動制御プログラムに従って後述の処理を実行する。この制御手段４４には、例えば、ロボットのアームに取り付けられて、アームが人や物体に接触したことを検知する検知手段８０が接続される。検知手段８０は圧力センサなどにより構成される。

【0024】

具体的には、制御手段４４は、通常の遊星歯車機構の動作時には、自転制動部４５には電圧を印加せず、公転制動部４６に所定圧の電圧を出力して軸５１Ｂをケース５５Ｂに固定することで、自転制動部４５のケース５５Ａを回転不能に固定して遊星キャリア３４Ａの回転、すなわち、遊星歯車３２の公転を停止させるように制御する。ここでいう所定圧の電圧とは、電気粘性流体５４の粘性が最大となるときの電圧をいう。これにより、モーター２の回転力が遊星歯車３２を介して直接内歯車３３に伝達されるので、モーター２による駆動効率を最大にすることができる。また、制動歯車４２の回転によって回転する自転制動部４５の軸５１Ａとケース５５Ａとの共回りを防止することができる。

【0025】

また、制御手段４４に接続される検知手段８０から接触を報知する信号が入力されたときには、自転制動部４５に対して内歯車３３を逆回転させるために、所定電圧を印加し、公転制動部４６への電圧の印加を停止する。これにより、遊星歯車３２の自転が停止され、内歯車３３の回転方向が、太陽歯車３１の回転方向と同一方向に回転することになる。したがって、モーター２の回転方向を切替えることなく内歯車３３の回転方向を反転させることができる。

【0026】

なお、上記太陽歯車３１、遊星歯車３２、内歯車３３の減速比の関係及び、従動歯車４１と制動歯車４２との減速比の関係は、出力軸である内歯車３３に駆動力とモーター２の出力との関係により適宜設定すれば良い。また、従動歯車４１と制動歯車４２との減速比の関係は、内歯車３３の回転により動作する動作対象物による動作、すなわち、内歯車３３に作用するモーメントが遊星歯車３２に及ぼすモーメントよりも、自転制動部４５により得られる制動力が大きくなるように設定すれば良い。本実施形態の場合には、上記自転制動部４５により得られる制動力が、ＥＲブレーキ内に封入された電気粘性流体５４の最大の粘性により得られる。

【0027】

以下、本発明に係る遊星歯車装置１の動作について図３（ａ），（ｂ）を用いて説明する。
通常動作として図３（ａ）に示すように、モーター２が所定方向、ここでは左回転しているものとする。このモーター２の回転により、内歯車３３は左向きに回転して、内歯車３３の回転中心を関節の支点にして、アーム５０が右から左へと移動する。
このとき制御手段４４は、自転制動部４５には電圧を印加せず、公転制動部４６にのみ所定の電圧を印加して、公転制動部４６の軸５１Ｂをケース５５Ｂに固定して自転制動部４５のケース５５Ａに対して制動力を作用させる。これにより、自転制動部４５の軸５１Ａが回転するときに、内部に封入された電気粘性流体５４Ａの粘性により自転制動部４５のケース５５Ａとの共回りを防止して、自転制動部４５の軸５１Ａの回転を自在にする。したがって、制動歯車４２の回転が自由となり、従動歯車４１を介した遊星歯車３２への制動が解除されて太陽歯車３１の外周上において遊星歯車３２が公転することなく自転する。

【0028】

次に、このアーム５０の移動中に目的を達成する動作の前に障害物に接触した場合、検知手段８０から制御手段４４に信号が出力される。この信号が入力された制御手段４４は、上記自転制動部４５に所定の電圧を印加するとともに、公転制動部４６への電圧の印加を停止する。これにより、自転制動部４５の電気粘性流体５４Ａの粘性が高くなって、軸部５１Ａとケース５５Ａとが一体となり、これにともなって制動歯車４２と遊星キャリア３４Ａと従動歯車４１とが一体となって遊星歯車３２の公転方向に回転する。

【0029】

すなわち、図３（ｂ）に示すように、自転制動部４５の軸部５１Ａとケース５５Ａとを一体とすることにより、遊星キャリア３４Ａに対する制動歯車４２の自転が停止することになる。制動歯車４２の自転の停止により従動歯車４１が回転不能となり、遊星軸３４Ｂ上に固定された遊星歯車３２も自転不能となり、ちょうど太陽歯車３１と内歯車３３との間に詰め物をした状態となって、内歯車３３の回転方向が、太陽歯車３１の回転方向と同一方向に回転するように回転方向を瞬間的に反転させることが可能になる。

【0030】

以上説明したように、本発明によれば、モーター２の回転方向を逆転することなく、出力軸である内歯車３３の回転方向を切替えることができる。また、本発明によれば、遊星歯車機構３を構成する太陽歯車３１、遊星歯車３２の軸心上に反転手段４の構成を配置できるので、上記で説明した以外の歯車機構を不用とし、装置構成を単純化することができる。

【0031】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能である。
例えば、上記自転制動部４５及び公転制動部４６のそれぞれにＥＲブレーキを用いて、遊星歯車３２の自転を停止させるとともに遊星歯車３２の公転を許容し、遊星歯車３２の公転を停止させるとともに遊星歯車３２の自転を許容するように遊星歯車３２を制御するとして説明したが、ＥＲブレーキに印加する電圧を調整して遊星歯車３２や遊星キャリア３４Ａへの滑りを調整するように制御手段４４により制御するようにしても良い。
すなわち、遊星歯車３２を停止させないように自転制動部４５に所定の電圧よりも小さな電圧を印加することで遊星歯車３２に制動を付与することで、モーター２の出力を一定に維持したまま内歯車３３の回転を徐々に減速させることができる。つまり、無段変速機としての機能を果たさせることも可能である。

【0032】

また、公転制動部４６のＥＲブレーキの電気粘性流体５４Ｂの粘性が最大となるときのせん断応力よりも自転制動部４５のケース５５Ａに作用する力が大きいときには、自転制動部４５と公転制動部４６との間に例えば、大きな減速比が得られる遊星歯車機構を設けて、自転制動部４５のケース５５Ａへの制動力に大きな力が得られるように構成しても良い。

【0033】

また、上記実施形態では、自転制動部４５及び公転制動部４６とにＥＲブレーキを用いるとして説明したがこれに限定されず、制動歯車４１の回転を停止、また、遊星キャリア３４Ａの回転を停止できる手段であれば良い。この手段には、例えば、電磁ブレーキや制御手段４４からの信号により動作する機械式ブレーキ等が挙げられる。
また、自転制御部４５と公転制御部４６とは、同一の手段である必要は無く、例えば一方をＥＲブレーキとし、他方を電磁ブレーキ等としても良い。

【符号の説明】

【0034】

１ 遊星歯車装置、２ モーター、３ 遊星歯車機構、４ 反転手段、
３１ 太陽歯車、３２ 遊星歯車、３３ 内歯車、４１ 従動歯車、
４２ 制動歯車、４３ 制動手段、４４ 制御手段、４５ 自転制動部、
４６ 公転制動部。

【図1】

【図2】

【図3】