(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】
(24)【登録日】2023-04-13
(45)【発行日】2023-04-21
(54)【発明の名称】太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機
(51)【国際特許分類】
F16H 1/28 20060101AFI20230414BHJP
【ＦＩ】
F16H1/28
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021538054
(86)(22)【出願日】2019-12-27
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-03-03
(86)【国際出願番号】 CN2019129366
(87)【国際公開番号】W WO2020143488
(87)【国際公開日】2020-07-16
【審査請求日】2021-09-14
(31)【優先権主張番号】201910028861.3
(32)【優先日】2019-01-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】521281405
【氏名又は名称】▲羅▼ ▲燦▼
【氏名又は名称原語表記】ＬＵＯ ＣＡＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100178434
【弁理士】
【氏名又は名称】李 じゅん
(72)【発明者】
【氏名】▲羅▼ ▲燦▼
【審査官】鷲巣 直哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－０６００９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１４４８３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７４２０４９９（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｈ １／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端と、出力端と、ロック端と、軸受という補助的な装置とを含む、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による
均等減速機であって、
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は左太陽歯車と、右太陽歯車と、遊星歯
車を備える遊星キャリヤとによって構成され、遊星キャリヤは各遊星歯車を支持し、各遊
星歯車軸線の公転軸線に対する距離、即ち基準中心距離が等しく、各遊星歯車はその軸線
上に、順次、左遊星歯車、右遊星歯車の２つの歯車が設けられ、
左太陽歯車の歯数、右太陽歯車の歯数、左遊星歯車の歯数及び右遊星歯車の歯数の４つ
の歯車の歯数のそれぞれのセットは歯数の組み合わせであり、右太陽歯車の歯数×左遊星
歯車の歯数／（左太陽歯車の歯数×右遊星歯車の歯数）は値域規定パラメータであり、遊
星キャリヤによって支持される遊星歯車の軸線の数量は歯車の組数Ｋであり、
前記値域規定パラメータとしては、各歯数の組み合わせにより値域規定パラメータの値
が０．８７５より大きく、１．１４２８５７未満で且つ１．０でなく、
前記歯車の組数Ｋは２以上の整数とし、歯数の組み合わせ及び歯車の組数を設定する時
の、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチするルールとしては、
（１）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が２の倍数である場合に、歯
車の組数は２とし、
（２）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が３の倍数である場合に、歯
車の組数は３とし、
（３）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が４の倍数である場合に、歯
車の組数は４、２のいずれかとし、
（４）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が５の倍数である場合に、歯
車の組数は５とし、
（５）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が６の倍数である場合に、歯
車の組数は６、３、２のいずれかとし、
（６）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が８の倍数である場合に、歯
車の組数は８、４、２のいずれかとし、
（７）左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が１０の倍数である場合に、
歯車の組数は５、２のいずれかとし、
前記遊星歯車の製造組み立て規則としては、左太陽歯車の歯数を歯車の組数Ｋで割って
、剰余を得て、剰余値は０から（Ｋ－１）の範囲にあり、整数であり、各遊星歯車を製造
する時は、１つ目の遊星歯車には、等相角値がａになるように等相面を選択し、２つ目の
遊星歯車には、等相角値が（ａ＋１×２π×剰余値／Ｋ）になるように等相面を選択し、
３つ目の遊星歯車には、等相角値が（ａ＋２×２π×剰余値／Ｋ）になるように等相面を
選択し、このようにして４つ目の遊星歯車、５つ目の遊星歯車、６つ目の遊星歯車、７つ
目の遊星歯車を順次製造し、最終的にＫ番目の遊星歯車において、等相角値が（ａ＋（Ｋ
－１）×２π×剰余値／Ｋ）になるように等相面を選択し、各遊星歯車を組み立てる時は
、２つの太陽歯車、遊星キャリヤを公転軸線上の所定の位置に組み立て、各取付け面を確
定し、１つ目の遊星歯車の等相角値がａである等相面を第１取付け面に重ね合わせ、左右
等相点を基準中心距離以内にセットして、１つ目の遊星歯車を組み立て、２つ目の遊星歯
車の等相角値が（ａ＋１×２π×剰余値／Ｋ）である等相面を第２取付け面に重ね合わせ
、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、２つ目の遊星歯車を組み立て、３つ目の
遊星歯車の等相角値が（ａ＋２×２π×剰余値／Ｋ）である等相面を第３取付け面に重ね
合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、３つ目の遊星歯車を組み立て、こ
のように順次４つ目の遊星歯車、５つ目の遊星歯車、６つ目の遊星歯車、７つ目の遊星歯
車などを組み立て、最終的にはＫ番目の遊星歯車の等相角値が（ａ＋（Ｋ－１）×２π×
剰余値／Ｋ）である等相面を第Ｋ取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内
にセットして、Ｋ番目の遊星歯車を組み立て、
前記歯車のピッチ円半径としては、左太陽歯車の歯数／左遊星歯車の歯数＝左太陽歯車
のピッチ円半径／左遊星歯車のピッチ円半径で、且つ左太陽歯車のピッチ円半径＋左遊星
歯車のピッチ円半径＝基準中心距離であるように、基準中心距離をめぐって左太陽歯車の
ピッチ円半径及び左遊星歯車のピッチ円半径を設定し、また右太陽歯車の歯数／右遊星歯
車の歯数＝右太陽歯車のピッチ円半径／右遊星歯車のピッチ円半径で、且つ右太陽歯車の
ピッチ円半径＋右遊星歯車のピッチ円半径＝基準中心距離であるように、基準中心距離を
めぐって右太陽歯車のピッチ円半径及び右遊星歯車のピッチ円半径を設定することを特徴
とする、前記太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機。
【請求項2】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の３つの部品と入力端、出力端、ロック端の接続方法は二通りあり、いずれかの接続方法で減速機を構成し、それぞれの伝動比が
異なり、具体的には、
接続方法１として、遊星キャリヤが入力端に接続され、左太陽歯車が出力端に接続され
、右太陽歯車がロック端に接続され、遊星キャリヤから左太陽歯車への伝動の伝動比は左
伝動比であり、左伝動比＝１／（１－右太陽歯車の歯数×左遊星歯車の歯数／（左太陽歯
車の歯数×右遊星歯車の歯数））であり、
接続方法２として、遊星キャリヤが入力端に接続され、右太陽歯車が出力端に接続され
、左太陽歯車がロック端に接続され、遊星キャリヤから右太陽歯車への伝動の伝動比は右
伝動比であり、右伝動比＝１／（１－左太陽歯車の歯数×右遊星歯車の歯数／（右太陽歯
車の歯数×左遊星歯車の歯数））であることを特徴とする請求項１に記載の太陽歯車を２
つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は遊星歯車機構伝動装置の技術分野に関し、特に、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構を有し、各歯車の歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチし、実際的な組み立てが可能で均等に動作する減速機に関する。
【背景技術】
【0002】
通常の遊星歯車機構は機械分野の一般的な構造であり、太陽歯車と、内歯車と、遊星キャリヤとの３つの部品を有し、遊星キャリヤには複数の遊星歯車軸が設けられ、各遊星歯車軸に１つの歯車だけが設けられるため、通常の遊星歯車である。通常の遊星歯車機構と違って、本発明に記載の太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は左太陽歯車と、右太陽歯車と、遊星歯車を備える遊星キャリヤとの３つの部品によって構成される。遊星キャリヤは２つ以上の遊星歯車軸線を備え、各遊星歯車軸線には左側から左遊星歯車、右遊星歯車がこの順に設けられる。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は本分野の命名規則に従えば「二重太陽歯車の外噛合遊星歯車機構」と称すべきである。本分野では「太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構」は独立的な遊星歯車機構と認められず、このような遊星歯車機構は「ファーガソン不思議機械」で、実際的な組み立てが不可能で、均等に動作できないものとされている。本発明者は次のように提案する。歯車の組数を２以上とし、値域規定パラメータを設定し、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチすることをルールとして、遊星歯車の製造組み立て規則を適用し、歯車のピッチ円半径の規定を適用し、遊星キャリヤを入力端に接続し、一方の太陽歯車をロック端に接続し、他方の太陽歯車を出力端に接続することにより、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は実際的な組み立てが可能で均等に動作する減速機として成立する。歯車の組数が２未満である場合に、遊星歯車機構の動作が不均等で、動作中に大きな振動が伴う。歯数の組み合わせが値域規定パラメータに合致しない場合に、減速機は成立しない。例えば、左太陽歯車、右太陽歯車、左遊星歯車、右遊星歯車の歯数の組み合わせが６０、８０、１８、２４である場合に、歯数の組み合わせにより値域規定パラメータの値が１．０になり、規定に合致せず、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は減速伝動を行うことができない。歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチしない場合に、太陽歯車可変線速度遊星歯車機構は実際的に組み立てることができない。例えば、左太陽歯車、右太陽歯車、左遊星歯車、右遊星歯車の歯数の組み合わせが９９、１００、１００、１０１で、歯車の組数が２である場合に、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチせず、当該太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は実際的に組み立てることができない。遊星歯車の製造組み立て規則に合致せず、歯車のピッチ円半径の規定に合致しないため、本分野では太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は実際的に組み立てられないものとされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明の目的は太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構を利用して、歯車の組数を２以上とし、値域規定パラメータを設定し、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチすることをルールとして歯数の組み合わせ及び歯車の組数を設定し、遊星歯車の製造組み立て規則を適用し、歯車のピッチ円半径の規定を適用し、３つの部品と入力端、出力端、ロック端との接続方法を決定して、実際的な組み立てが可能で均等に動作する減速機を構成することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機は、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端と、出力端と、ロック端と、軸受などの補助的な装置とを含む。
【0005】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は左太陽歯車と、右太陽歯車と、遊星歯車を備える遊星キャリヤとの３つの部品によって構成される。左太陽歯車、右太陽歯車は左側からこの順に内側に位置し、前記太陽歯車は歯車であり、２つの太陽歯車のピッチ円半径が異なる。遊星歯車を備える遊星キャリヤは外側に位置し、遊星キャリヤは遊星キャリヤ上の軸受によって各遊星歯車を支持し、各遊星歯車が同じであり、遊星キャリヤによって支持される遊星歯車の軸線の数量は歯車の組数Ｋである。３つの部品は公転軸線と称する共通の回転軸線を有し、各遊星歯車軸線を公転軸線の周りに均一に配置し、各遊星歯車軸線はいずれも公転軸線に平行であり、且つ各遊星歯車軸線の公転軸線に対する距離が等しく、当該距離が基準中心距離である。各遊星歯車はその軸線に左側から、左遊星歯車、右遊星歯車の２つの歯車が左右の順に設けられ、各対の左遊星歯車と右遊星歯車がそれぞれ接続され、左遊星歯車と右遊星歯車は回転数は同じであるがピッチ円半径は異なる。左遊星歯車が左太陽歯車に噛合し、右遊星歯車が右太陽歯車に噛合し、２つの太陽歯車は互いに接続せず噛合しない。軸受を設けて、３つの部品が相対的に回転できるようにし、各遊星歯車が遊星キャリヤに追従して公転軸線の周りを公転し且つその遊星歯車軸線の周りを自転できるようにし、３つの部品が公転軸線の方向に沿って相対的に摺動できないようにし、遊星歯車と遊星キャリヤは公転軸線に平行の方向に沿って相対的に摺動できないようにする。左遊星歯車と右遊星歯車のピッチ円線速度が異なり、左太陽歯車と右太陽歯車のピッチ円線速度も異なり、同一の遊星歯車機構に２つのピッチ円線速度があるため、「可変線速度遊星歯車機構」と称する。前記遊星キャリヤが各遊星歯車を支持する方式は二通りあり、方式１は遊星歯車を軸とし、遊星キャリヤを軸受とすることであり、図１、図３に示すとおりである。方式２は遊星キャリヤを軸とし、遊星歯車を軸受とすることであり、図２、図４に示すとおりである。遊星キャリヤが各遊星歯車を支持するこの２つの方式は技術効果が同じであり、他の構造が同じである条件下では、減速機の伝動比が完全に同じである。前記歯数の組み合わせとは、左太陽歯車の歯数、右太陽歯車の歯数、左遊星歯車の歯数及び右遊星歯車の歯数、この４つの歯車の歯数のそれぞれのセットである。「右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数／（左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数）」が本発明の値域規定パラメータになる。
【0006】
前記値域規定パラメータとしては、各歯数の組み合わせにより値域規定パラメータの値が０．８７５より大きく、１．１４２８５７未満で且つ１．０ではない。
【0007】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の歯車の組数Ｋは２以上の整数とし、歯数の組み合わせ及び歯車の組数を設定する時の、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチするルールは次のとおりである。左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が２の倍数である場合に、歯車の組数は２とし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が３の倍数でる場合に、歯車の組数は３とし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が４の倍数である場合に、歯車の組数は４、２のいずれかとし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が５の倍数である場合に、歯車の組数は５とし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が６の倍数である場合に、歯車の組数は６、３、２のいずれかとし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が８の倍数である場合に、歯車の組数は８、４、２のいずれかとし、左太陽歯車の歯数と右太陽歯車の歯数の差の絶対値が１０の倍数である場合に、歯車の組数は５、２のいずれかとする。隣り合う遊星歯車が互いに衝突し合うことを避けるために歯車の組数は大きすぎるようにすべきでない。
【0008】
太陽歯車を２つ備える遊星歯車機構には公転軸線に垂直で、左遊星歯車のそれぞれに接する断面が設けられ、左断面と称する。一定の距離を置いて、公転軸線に垂直で、右遊星歯車のそれぞれに接するもう１つの断面が設けられ、右断面と称する。左断面、右断面において、遊星歯車の１つの歯の断面のエッジカーブにおける、当該歯底中点から次の歯底中点までは完全な歯と称し、歯の断面のエッジカーブの形状が正弦曲線のような形状であるかどうかに関わらず、当該歯底中点の位相角値は０で、当該歯の歯先中点の位相角値はπであり、次の歯底中点の位相角値は２πである。このように、ピッチ円弧を横座標軸とすると、歯の断面のエッジカーブの各点には対応の横座標値、つまり位相角値がある。このように歯の断面のエッジカーブにおける各点に位相角値を与える方法は、モータ分野ではよく用いられ、機械分野で理解されることだろう。図６を参照する。前記次の歯底中点は当該歯で位相角値が２πになる点で、隣り合う前の歯で位相角値が４πになる点でもあり、隣り合う次の歯で位相角値が０になる点でもある。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の各遊星歯車に、左断面、右断面の両方に接する径方向断面が設けられ、これにより左遊星歯車歯の位相角値と右遊星歯車歯の位相角値が等しい径方向断面は必ず存在し、当該径方向断面は等相面であり、等相面と左断面における歯の断面のエッジカーブとの交点は左等相点であり、等相面と右断面における歯の断面のエッジカーブとの交点は右等相点であり、当該左等相点、当該右等相点の位相角値は等相角値ａであり、ａの値の範囲は０から２πである。本発明で各遊星歯車は少なくとも１つの等相面を有する。左遊星歯車の歯数と右遊星歯車の歯数が等しい場合に、当該遊星歯車は無数の等相面を有する。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構において、歯車の組数Ｋが設定され、時計回りの方向における、１つ目の遊星歯車軸線と公転軸線の属する平面は第１取付け面であり、２つ目の遊星歯車軸線と公転軸線の属する平面は第２取付け面であり、３つ目の遊星歯車軸線と公転軸線の属する平面は第３取付け面であり、このようにして第４取付け面、第５取付け面、第６取付け面、第７取付け面、そして最終的にＫ番目の遊星歯車軸線と公転軸線の属する平面として第Ｋ取付け面を決定する。隣り合う取付け面の夾角は（３６０度／Ｋ）である。左太陽歯車の歯数を歯車の組数Ｋで割って、剰余を得て、剰余値は０から（Ｋ－１）の範囲にあり、整数である。隣り合う遊星歯車の等相角値の差は（２π＊剰余値／Ｋ）である。
【0009】
遊星歯車の製造組み立て規則は次のとおりである。各遊星歯車を製造する時は、１つ目の遊星歯車には、等相角値がａになるように等相面を選択し、ここでａは一般に０とし、２つ目の遊星歯車には、等相角値が（ａ＋１＊２π＊剰余値／Ｋ）になるように等相面を選択し、３つ目の遊星歯車には、等相角値が（ａ＋２＊２π＊剰余値／Ｋ）になるように等相面を選択し、このようにして４つ目の遊星歯車、５つ目の遊星歯車、６つ目の遊星歯車、７つ目の遊星歯車を順次に製造し、最終的にＫ番目の遊星歯車において、等相角値が（ａ＋（Ｋ－１）＊２π＊剰余値／Ｋ）になるように等相面を選択する。各遊星歯車を組み立てる時は、２つの太陽歯車、遊星キャリヤを公転軸線上の所定の位置に組み立て、各取付け面を確定し、１つ目の遊星歯車の等相角値がａである等相面を第１取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、１つ目の遊星歯車を組み立て、２つ目の遊星歯車の等相角値が（ａ＋１＊２π＊剰余値／Ｋ）である等相面を第２取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、２つ目の遊星歯車を組み立て、３つ目の遊星歯車の等相角値が（ａ＋２＊２π＊剰余値／Ｋ）である等相面を第３取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、３つ目の遊星歯車を組み立て、このようにして４つ目の遊星歯車、５つ目の遊星歯車、６つ目の遊星歯車、７つ目の遊星歯車を順次に組み立て、最終的にはＫ番目の遊星歯車の等相角値が（ａ＋（Ｋ－１）＊２π＊剰余値／Ｋ）である等相面を第Ｋ取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、Ｋ番目の遊星歯車を組み立てる。
【0010】
歯車のピッチ円半径の規定は次のとおりである。左太陽歯車の歯数／左遊星歯車の歯数＝左太陽歯車のピッチ円半径／左遊星歯車のピッチ円半径で、且つ左太陽歯車のピッチ円半径＋左遊星歯車のピッチ円半径＝基準中心距離であるように、左太陽歯車のピッチ円半径及び左遊星歯車のピッチ円半径を設定する。また右太陽歯車の歯数／右遊星歯車の歯数＝右太陽歯車のピッチ円半径／右遊星歯車のピッチ円半径で、且つ右太陽歯車のピッチ円半径＋右遊星歯車のピッチ円半径＝基準中心距離であるように、右太陽歯車のピッチ円半径及び右遊星歯車のピッチ円半径を設定する。左太陽歯車、各左遊星歯車、右太陽歯車、各右遊星歯車はいずれも当該規定に合致すべきである。本分野で周知しているように、基準中心距離、歯車のピッチ円半径は実際には一定の範囲の偏差が認められる。
【0011】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の３つの部品と入力端、出力端、ロック端の接続方法は二通りあり、いずれかの接続方法で減速機を構成し、それぞれの伝動比が異なる。接続方法１として、遊星キャリヤが入力端に接続され、左太陽歯車が出力端に接続され、右太陽歯車がロック端に接続され、遊星キャリヤから左太陽歯車への伝動の伝動比は左伝動比であり、左伝動比＝１／（１－右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数／（左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数））である。接続方法２として、遊星キャリヤが入力端に接続され、右太陽歯車が出力端に接続され、左太陽歯車がロック端に接続され、遊星キャリヤから右太陽歯車への伝動の伝動比は右伝動比であり、右伝動比＝１／（１－左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数／（右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数））である。導くと、右伝動比＝左伝動比の反数＋１．０ということが分かる。接続方法１は図１、図２を参照し、接続方法２は図３、図４を参照する。伝動比の値が正である場合に、入力端の回転数と出力端の回転数の方向が同じであり、伝動比の値が負である場合に、入力端の回転数と出力端の回転数の方向が逆である。入力端は動力装置に接続されて、動力を入力する。出力端は動力使用装置に接続されて、動力を出力する。ロック端は減速機筐体などの回転数ゼロの装置に接続され、ロック端の回転数はゼロである。ロック端の接続をそのまま保持し、入力端に接続する部品と出力端に接続する部品を入れ替えると、減速機が加速器になり、当該加速器の伝動比は対応の減速機の伝動比の逆数である。前記接続とは機械接続装置を介して２つの対象を接続することであり、これにより２つの対象の回転数が完全に同じである。「＊」は乗算記号、「／」は除算記号、「＝」は等号記号、「－」は減算記号、「＋」は加算記号であり、「π」は円周率記号で位相角度を表す。
【0012】
歯車の組数が２以上であることは、本発明の減速機が均等に動作するための条件である。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチするというルールは、本分野ではこれまでになく、本発明が初めて提案したことである。値域規定パラメータが、本発明の要件である。本分野では通常の遊星歯車機構の遊星歯車の組み立て条件はあるが、その形式も内容も本発明に記載の「遊星歯車の製造組み立て規則」と完全に異なるもので、本発明は太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の遊星歯車の製造組み立てルール（規則）を初めて提案している。本分野では基準中心距離をめぐって１ペア２つの通常の歯車のピッチ円半径を設定する方法はあるが、本発明は同じ基準中心距離をめぐって左太陽歯車、左遊星歯車及び右太陽歯車、右遊星歯車という２ペア４つの歯車のピッチ円半径を同時に設定する方法、つまり歯車のピッチ円半径の規定を初めて提案している。
【0013】
前記軸受などの補助的な装置としては機械分野の従来の技術を用い、軸受の支持効果は本発明の要件を満たさなければならない。本発明に記載の歯車は円筒歯車、円弧歯車、平歯車、はすば歯車（ベベルギヤ）などの様々な形態の歯車を含む。減速機のコア特性は伝動比であり、均等な動作である。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構のコア特性は実際的に組み立てられることであり、本発明では歯数の組み合わせ、歯車の組数、接続方法によって伝動比が決まり、均等な動作が決まり、遊星歯車の製造組み立て規則、歯車のピッチ円半径の規定によって実際的に組み立てられることが決まる。減速機の各部品と各装置の材質、減速機の基準中心距離の長さ、歯車の歯たけと歯幅と転位係数などのパラメータ、及び組み立て、潤滑補助材は機械的特性、耐久性などの実際の特性によって決まり、これは本分野の通常の知識で解決できる事項で、伝動比、実際的に組み立てられることと関係ないため、本明細書では具体的な説明はしない。
【発明の効果】
【0014】
本発明の有益な効果は次のとおりである。太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構を利用して、２以上の歯車の組数、値域規定パラメータ、歯数の組み合わせと歯車の組数がマッチするというルール、遊星歯車の製造組み立て規則、歯車のピッチ円半径の規定を提案し、遊星キャリヤを入力端に接続し、一方の太陽歯車をロック端に接続し、他方の太陽歯車を出力端に接続すれば、実際的な組み立てが可能で均衡に動作する減速機を構成することを提案している。従来の減速機は主に歯車減速機、通常の遊星歯車機構による減速機、波動歯車減速機、サイクロイド減速機である。歯車減速機、通常の遊星歯車機構による減速機は伝動比の値が小さく、大きな伝動比値を得るには複雑な直列多段型減速を必要とする。波動歯車減速機、サイクロイド減速機の方が伝動比値は大きいが、構造が複雑でコストも高いため、大出力の伝達には適さない。本発明の減速機は伝動時に入力端から出力端まで歯車噛合のレベルが少なく、損失が少なく、構造がシンプルでコストが安く、伝動効率が高く、伝動比値の範囲が大きく、小出力の伝達にも大出力の伝達にも適し、従来の減速機に取って代わることができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【0016】
【0017】
図１から図５の各図中、本分野の共通認識に基づいて各遊星歯車機構は全体の半分の模式図として示され、各部品については接続及び構造上の関係性を示しているが、実際の寸法が反映されていなく、軸受、ベアリング、筐体などの補助的な装置は省略されており、入力矢印で入力端を模式的に示し、出力矢印で出力端を模式的に示し、接地符号で回転数ゼロのロック端を模式的に示す。
【発明を実施するための形態】
【0018】
（実施例１）
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機は、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端６と、出力端７と、ロック端８と、軸受などの補助的な装置とを含む。図５が参照されるとおり、図中軸受などの補助的な装置は描画されず、ロック端はブレーキキャリパーが接地したディスクブレーキとして示される。
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機は、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端６と、出力端７と、ロック端８と、軸受などの補助的な装置とを含む。図５が参照されるとおり、図中軸受などの補助的な装置は描画されず、ロック端はブレーキキャリパーが接地したディスクブレーキとして示される。
【0019】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構は左太陽歯車１と、右太陽歯車２と、遊星歯車を備える遊星キャリヤ３との３つの部品によって構成される。左太陽歯車１、右太陽歯車２は左右の順に順次外側に位置し、２つの太陽歯車のピッチ円半径が異なる。遊星歯車を備える遊星キャリヤ３は内側に位置し、遊星キャリヤ３は各遊星歯車を支持し、各遊星歯車が同じである。３つの部品は公転軸線と称する共通の回転軸線を有し、各遊星歯車軸線を公転軸線の周りに均一に配置し、各遊星歯車軸線はいずれも公転軸線に平行であり、且つ各遊星歯車軸線の公転軸線に対する距離が等しく、当該距離が基準中心距離である。各遊星歯車はその軸線に左右の順に、順次左遊星歯車４、右遊星歯車５の２つの歯車が設けられ、各対の左遊星歯車４と右遊星歯車５がそれぞれ接続され、左遊星歯車４と右遊星歯車５は回転数は同じであるがピッチ円半径は異なる。左遊星歯車４が左太陽歯車１に噛合し、右遊星歯車５が右太陽歯車２に噛合し、２つの太陽歯車は互いに接続せず噛合しない。軸受を設けて、３つの部品が相対的に回転できるようにし、各遊星歯車が遊星キャリヤ３に追従して公転軸線の周りを公転し且つその遊星歯車軸線の周りを自転できるようにし、３つの部品が公転軸線の方向に沿って相対的に摺動できないようにし、遊星歯車と遊星キャリヤ３は公転軸線に平行の方向に沿って相対的に摺動できないようにする。前記遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持する方式は二通りあり、本実施例では、遊星歯車を軸とし、遊星キャリヤ３を軸受とする方式１を用いる。
【0020】
本実施例の歯数の組み合わせにより値域規定パラメータの値が３５７／３６１となり、約０．９８８９１９６６７６であり、値域規定パラメータの要件に合致する。
【0021】
本実施例で歯数の組み合わせは、左太陽歯車の歯数３８、右太陽歯車の歯数４２、左遊星歯車の歯数１７、右遊星歯車の歯数１９と設定し、歯車の組数Ｋは４とし、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチするというルールに合致する。歯車の組数が大きくはないため、隣り合う遊星歯車が互いに衝突し合うことはない。
【0022】
本実施例では遊星歯車の製造組み立て規則を適用する。本実施例で剰余値は２である。各遊星歯車を製造する時は、１つ目の遊星歯車には、等相角値が０であるように等相面を選択し、２つ目の遊星歯車には、等相角値がπであるように等相面を選択し、３つ目の遊星歯車には、等相角値が０であるように等相面を選択し、４つ目の遊星歯車には、等相角値がπであるように等相面を選択する。各遊星歯車を組み立てる時は、２つの太陽歯車、遊星キャリヤ３を公転軸線上の所定の位置に組み立て、各取付け面を確定し、１つ目の遊星歯車の等相角値が０である等相面を第１取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、１つ目の遊星歯車を組み立て、２つ目の遊星歯車の等相角値がπである等相面を第２取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、２つ目の遊星歯車を組み立て、３つ目の遊星歯車の等相角値が０である等相面を第３取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、３つ目の遊星歯車を組み立て、４つ目の遊星歯車の等相角値がπである等相面を第４取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、４つ目の遊星歯車を組み立てる。
【0023】
本実施例で基準中心距離を２００ｍｍとし、左太陽歯車のピッチ円半径は１３８．１８１８１８２ｍｍであり、左遊星歯車のピッチ円半径は６１．８１８１８１８ｍｍであり、右太陽歯車のピッチ円半径は１３７．７０４９１８ｍｍであり、右遊星歯車のピッチ円半径は６２．２９５０８２ｍｍである。歯車のピッチ円半径の規定に合致する。
【0024】
本実施例は接続方法１を用いて減速機を構成し、遊星キャリヤ３が入力端６に接続され、左太陽歯車１が出力端７に接続され、右太陽歯車２がロック端８に接続され、遊星キャリヤ３から左太陽歯車１への伝動の伝動比は左伝動比であり、左伝動比＝１／（１－右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数／（左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数））＝９０．２５である。入力端６は動力装置、即ちエンジンに接続されて、動力を入力する。出力端７は動力使用装置、即ちメインローターに接続されて、動力を出力する。右太陽歯車２は機械接続装置、即ちディスクブレーキを介してロック端８に接続され、当該接続は一定の接続ではなく、可変接続である。ディスクブレーキは本分野の従来の製品であり、ブレーキディスクを右太陽歯車２に接続させ、ブレーキキャリパーをロック端８に接続させる。ブレーキキャリパーがブレーキディスクを嵌めた場合に、右太陽歯車２の回転数はゼロであり、入力端６の入力した動力は完全に出力端７に伝達され、ブレーキキャリパーがブレーキディスクを離した場合に、右太陽歯車２が自由になる。右太陽歯車２が自由である時には抵抗が非常に小さく、出力端７に抵抗があると、入力端６の入力した動力が右太陽歯車２に伝達されて空回りさせ、出力端７は動力を得ることができない。したがって本実施例の減速機はヘリコプターのメインローターの伝動に用いることができ、右太陽歯車２とロック端８とが可変接続されるため、クラッチとしての機能を備える減速機である。軸受などの補助的な装置としては機械分野の従来の技術を用い、軸受の支持効果は本実施例の要件を満たさなければならない。
【0025】
本実施例の減速機の動作時の運動関係は、遊星キャリヤ３の回転方向と左太陽歯車１の回転方向が同じであることである。
【0026】
ヘリコプターのメインローターの総伝動比は８０から１００あたりであり、従来のメインローターの伝動にはこれほどの総伝動比を得るには一般に主減速機としての２段遊星歯車機構にかさ歯車減速機を加えて３段の直列減速を用いる必要があり、主減速機において入力端から出力端まで歯車噛合が４階層（レベル）であり、損失が大きく、構造が複雑でコストが高く、伝動効率が低く、メインローターの伝動ではさらにクラッチを単独に設ける必要がある。本実施例の減速機は入力端から出力端まで歯車噛合が２階層（レベル）だけであり、損失が小さく、構造がシンプルでコストが安く、伝動効率が高く、クラッチを単独に設ける必要がなく、本実施例の減速機は従来の減速機の代わりにヘリコプターのメインローターの伝動に用いることができる。
【0027】
（実施例２）
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機は、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端６と、出力端７と、ロック端８と、軸受などの補助的な装置とを含む。図１が参照されるとおり、図中軸受などの補助的な装置は描画されていない。
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構による均等減速機は、太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構と、入力端６と、出力端７と、ロック端８と、軸受などの補助的な装置とを含む。図１が参照されるとおり、図中軸受などの補助的な装置は描画されていない。
【0028】
太陽歯車を２つ備える可変線速度遊星歯車機構の構成、構造は実施例１と同じである。前記遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持する方式は二通りあり、本実施例では方式１を用い、図１に示されるように、遊星歯車を軸とし、遊星キャリヤ３を軸受とする。方式２を用いる場合、図２に示されるように、遊星歯車を軸受とし、遊星キャリヤを軸とする。遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持するこの２つの方式は技術効果が同じである。
【0029】
本実施例の歯数の組み合わせにより値域規定パラメータの値が２２０／２２１となり、約０．９９５４７５１１３１であり、値域規定パラメータの要件に合致する。
【0030】
本実施例で歯数の組み合わせは、左太陽歯車の歯数２６、右太陽歯車の歯数２２、左遊星歯車の歯数２０、右遊星歯車の歯数１７と設定し、歯車の組数Ｋは４とし、歯数の組み合わせが歯車の組数にマッチするというルールに合致する。歯車の組数が大きくはないため、隣り合う遊星歯車が互いに衝突し合うことはない。
【0031】
本実施例では遊星歯車の製造組み立て規則を適用する。本実施例で剰余値は２である。各遊星歯車を製造する時は、１つ目の遊星歯車には、等相角値が０であるように等相面を選択し、２つ目の遊星歯車には、等相角値がπであるように等相面を選択し、３つ目の遊星歯車には、等相角値が０であるように等相面を選択し、４つ目の遊星歯車には、等相角値がπであるように等相面を選択する。各遊星歯車を組み立てる時は、２つの太陽歯車、遊星キャリヤ３を公転軸線上の所定の位置に組み立て、各取付け面を確定し、１つ目の遊星歯車の等相角値が０である等相面を第１取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、１つ目の遊星歯車を組み立て、２つ目の遊星歯車の等相角値がπである等相面を第２取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、２つ目の遊星歯車を組み立て、３つ目の遊星歯車の等相角値が０である等相面を第３取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、３つ目の遊星歯車を組み立て、４つ目の遊星歯車の等相角値がπである等相面を第４取付け面に重ね合わせ、左右等相点を基準中心距離以内にセットして、４つ目の遊星歯車を組み立てる。
【0032】
本実施例で基準中心距離を３０ｍｍとし、左太陽歯車のピッチ円半径は１６．９６５６２１７４ｍｍであり、左遊星歯車のピッチ円半径は１３．０３４３７８２６ｍｍであり、右太陽歯車のピッチ円半径は１６．９２３０７６９２ｍｍであり、右遊星歯車のピッチ円半径は１３．０７６９２３０８ｍｍである。歯車のピッチ円半径の規定に合致する。
【0033】
本実施例は接続方法１を用いて減速機を構成し、遊星キャリヤ３が入力端６に接続され、左太陽歯車１が出力端７に接続され、右太陽歯車２がロック端８に接続され、遊星キャリヤ３から左太陽歯車１への伝動の伝動比は左伝動比であり、左伝動比＝１／（１－右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数／（左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数））＝２２１である。入力端６は動力装置に接続されて、動力を入力する。出力端７は動力使用装置に接続されて、動力を出力する。ロック端８は減速機筐体に接続され、ロック端８の回転数はゼロである。軸受などの補助的な装置としては機械分野の従来の技術を用い、軸受の支持効果は本実施例の要件を満たさなければならない。
【0034】
本実施例の減速機の動作時の運動関係は、遊星キャリヤ３の回転方向と左太陽歯車１の回転方向が同じであることである。
【0035】
伝動比値は約２２０であり、高速モータを取り付けたロボットジョイントの減速機に用いる伝動比値である。従来のロボットジョイントの減速機は主にサイクロイド減速機の１種で即ちＲＶ減速機であり、ＲＶ減速機はこれほどの伝動比値を実現できるが、構造が複雑でコストが高い。本実施例の減速機は構造がシンプルでコストが安く、ＲＶ減速機の代わりに用いることができる。
【0036】
接続方法２を用いて減速機を構成する場合、遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持する方式は方式１を用い、図３を参照する。同様に接続方法２を用い、遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持する方式は方式２を用い、図４を参照する。遊星キャリヤ３が各遊星歯車を支持するこの２つの方式は技術効果が同じである。遊星キャリヤ３が入力端６に接続され、右太陽歯車２が出力端７に接続され、左太陽歯車１がロック端８に接続され、遊星キャリヤ３から右太陽歯車２への伝動の伝動比は右伝動比であり、右伝動比＝１／（１－左太陽歯車の歯数＊右遊星歯車の歯数／（右太陽歯車の歯数＊左遊星歯車の歯数））＝－２２０である。伝動比は負の値であり、遊星キャリヤ３の回転方向と右太陽歯車２の回転方向は逆である。
【0037】
上記では本発明の原理の基本、主な特徴及び利点を記載し、それらを説明している。当業者が分かるように、本発明は前記実施例に限定されず、前記実施例と明細書において説明されるのは本発明の原理の説明に過ぎず、本発明の趣旨や範囲から逸脱していなければ本発明には様々な変化と改善が可能であり、これらの変化や改善も本発明の保護を求める範囲に含まれる。本発明の保護を求める範囲は添付の特許請求の範囲及び均等なものによって限定される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】