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公開番号2025096897
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212881
出願日2023-12-18
発明の名称動力変換装置、及びそれを備えた発電装置
出願人株式会社アイシン
代理人弁理士法人R&C
主分類F16H 19/02 20060101AFI20250623BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】遊星ギヤにおいて軸方向に偏った荷重が作用した場合であっても、当該荷重を適切に支持可能な動力変換装置、及びそれを備えた発電装置を提供する。
【解決手段】固定された内歯車であるリングギヤRGの半径r1は、クランク部材2と一体的に回転する遊星ギヤPGの半径r2の2倍であり、遊星ギヤPGをキャリヤCRに対して支持する第1遊星軸受B11及び第2遊星軸受B12が、遊星ギヤPGの歯部PGaに対して軸方向Lの両側に分かれて配置され、キャリヤCRをリングギヤRGに対して支持する第1キャリヤ軸受B21及び第2キャリヤ軸受B22が、リングギヤRGの歯部RGaに対して軸方向Lの両側に分かれて配置され、第1キャリヤ軸受B21は、径方向視で遊星ギヤPGの公転に伴う第1遊星軸受B11の移動軌跡と重複し、第2キャリヤ軸受B22は、径方向視で遊星ギヤPGの公転に伴う第2遊星軸受B12の移動軌跡と重複している。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固定された内歯車であるリングギヤ、前記リングギヤに噛み合う遊星ギヤ、及び前記遊星ギヤを回転自在に支持するキャリヤを備えた遊星歯車機構と、
前記遊星ギヤの回転軸心である遊星軸心に直交する遊星径方向に延在するように配置されると共に、前記遊星ギヤと一体的に回転するように連結されたクランク部材と、
前記クランク部材に支持され、前記遊星軸心から前記遊星径方向に離間した入力軸心上に配置された入力部材と、
前記遊星ギヤを除く、前記キャリヤに連動して回転する特定回転部材に連結された出力部材と、を備え、
前記リングギヤの半径は、前記遊星ギヤの半径の２倍であり、
前記キャリヤの回転軸心であるキャリヤ軸心に沿う方向を軸方向とし、前記キャリヤ軸心に直交する方向を径方向として、
前記遊星ギヤを前記キャリヤに対して回転自在に支持する第１遊星軸受及び第２遊星軸受が、前記遊星ギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に分かれて配置され、
前記キャリヤを前記リングギヤに対して回転自在に支持する第１キャリヤ軸受及び第２キャリヤ軸受が、前記リングギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に分かれて配置され、
前記第１キャリヤ軸受は、前記径方向に沿う径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第１遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置され、
前記第２キャリヤ軸受は、前記径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第２遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置されている、動力変換装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記リングギヤは、当該リングギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に延出した第１支持部及び第２支持部を備え、
前記第１支持部は、前記第１キャリヤ軸受を前記径方向の外側から支持し、前記径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第１遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置され、
前記第２支持部は、前記第２キャリヤ軸受を前記径方向の外側から支持し、前記径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第２遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置されている、請求項１に記載の動力変換装置。
【請求項３】
前記遊星ギヤの半径と、前記遊星軸心と前記入力軸心との前記遊星径方向の距離とが同じである、請求項１又は２に記載の動力変換装置。
【請求項４】
前記遊星歯車機構は、
前記遊星ギヤとしての大径遊星ギヤよりも半径が小さく、前記大径遊星ギヤと一体的に回転する小径遊星ギヤと、
前記キャリヤ軸心上に配置され、前記小径遊星ギヤに噛み合うサンギヤと、を更に備え、
前記出力部材は、前記サンギヤと一体的に回転するように連結されている、請求項１又は２に記載の動力変換装置。
【請求項５】
前記リングギヤは、互いに前記軸方向の異なる位置に配置された第１リングギヤ及び第２リングギヤを含み、
前記遊星ギヤは、前記第１リングギヤに噛み合う第１遊星ギヤと、前記第２リングギヤに噛み合う第２遊星ギヤと、を含み、
前記第１遊星ギヤ及び前記第２遊星ギヤは、前記軸方向に沿うスラスト力が互いに反対向きに作用するように歯面が形成されたはすば歯車である、請求項１又は２に記載の動力変換装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の動力変換装置と、
シリンダ、前記シリンダ内を往復移動するピストン、及び前記ピストンに連結されたコネクティングロッドを備えた内燃機関と、
ステータ及びロータを備えた回転電機と、を備えた発電装置であって、
前記クランク部材と前記コネクティングロッドとが、前記入力部材を介して、互いに相対回転自在に連結され、
前記出力部材と前記ロータとが、一体的に回転するように互いに連結され、
前記ステータに対して前記径方向の内側であって、前記径方向視で前記ステータと重複する位置に、前記動力変換装置が配置されている、発電装置。
【請求項７】
前記動力変換装置は、前記遊星ギヤに対して前記軸方向の両側に分かれて配置された一対の前記クランク部材と、それぞれ一対の前記クランク部材に支持された一対の前記入力部材と、を備え、
前記内燃機関は、それぞれ一対の前記入力部材を介して一対の前記クランク部材に連結された一対の前記コネクティングロッドを備える、請求項６に記載の発電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、往復運動を回転運動に変換する動力変換装置、及びそれを備えた発電装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、入力部材（２４）の往復運動を、遊星歯車機構（４）により出力部材（１０）の回転運動に変換する動力変換装置（１）が開示されている。遊星歯車機構（４）は、固定された内歯車であるリングギヤ（２０）と、当該リングギヤに噛み合う遊星ギヤ（２１）と、当該遊星ギヤを回転自在に支持するキャリヤと、を備えている。なお、背景技術の説明において括弧内に示す符号は、特許文献１のものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－１１９３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の動力変換装置（１）では、入力部材（２４）は、遊星ギヤ（２１）から軸方向の一方側（特許文献１の図３における左側）に突出するように配置されている。また、キャリヤは、径方向の内側から遊星ギヤ（２１）を回転自在に支持する軸部（１２）と、遊星ギヤ（２１）に対して軸方向の他方側（特許文献１の図３における右側）に配置され、軸部（１２）と出力部材（１０）とを連結する連結部（１１）と、を備えている。
【０００５】
このような構成では、遊星ギヤ（２１）の支持剛性を確保し難いため、遊星ギヤ（２１）において入力部材（２４）から入力された荷重が軸方向に偏った状態で作用した場合に、当該荷重を適切に支持することができない。
【０００６】
そこで、遊星ギヤにおいて軸方向に偏った荷重が作用した場合であっても、当該荷重を適切に支持可能な技術の実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記に鑑みた、動力変換装置の特徴構成は、
固定された内歯車であるリングギヤ、前記リングギヤに噛み合う遊星ギヤ、及び前記遊星ギヤを回転自在に支持するキャリヤを備えた遊星歯車機構と、
前記遊星ギヤの回転軸心である遊星軸心に直交する遊星径方向に延在するように配置されると共に、前記遊星ギヤと一体的に回転するように連結されたクランク部材と、
前記クランク部材に支持され、前記遊星軸心から前記遊星径方向に離間した入力軸心上に配置された入力部材と、
前記遊星ギヤを除く、前記キャリヤに連動して回転する特定回転部材に連結された出力部材と、を備え、
前記リングギヤの半径は、前記遊星ギヤの半径の２倍であり、
前記キャリヤの回転軸心であるキャリヤ軸心に沿う方向を軸方向とし、前記キャリヤ軸心に直交する方向を径方向として、
前記遊星ギヤを前記キャリヤに対して回転自在に支持する第１遊星軸受及び第２遊星軸受が、前記遊星ギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に分かれて配置され、
前記キャリヤを前記リングギヤに対して回転自在に支持する第１キャリヤ軸受及び第２キャリヤ軸受が、前記リングギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に分かれて配置され、
前記第１キャリヤ軸受は、前記径方向に沿う径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第１遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置され、
前記第２キャリヤ軸受は、前記径方向視で前記遊星ギヤの公転に伴う前記第２遊星軸受の移動軌跡と重複するように配置されている点にある。
【０００８】
この特徴構成によれば、遊星ギヤの歯部に対して軸方向の両側に分かれて配置された第１遊星軸受及び第２遊星軸受により、遊星ギヤがキャリヤに対して回転自在に支持されている。更に、リングギヤの歯部に対して前記軸方向の両側に分かれて配置された第１キャリヤ軸受及び第２キャリヤ軸受により、キャリヤがリングギヤに対して回転自在に支持されている。これにより、遊星ギヤの支持剛性を確保し易い。したがって、遊星ギヤにおいて軸方向に偏った荷重が作用した場合であっても、当該荷重を適切に支持することができる。
また、本特徴構成によれば、第１キャリヤ軸受が遊星ギヤの公転に伴う第１遊星軸受の移動軌跡と径方向視で重複すると共に、第２キャリヤ軸受が遊星ギヤの公転に伴う第２遊星軸受の移動軌跡と径方向視で重複するように配置されている。したがって、動力変換装置の軸方向の寸法を小さく抑え易い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態に係る動力変換装置の断面図
第２の実施形態に係る動力変換装置の断面図
第３の実施形態に係る動力変換装置、及びそれを備えた発電装置の断面図
第４の実施形態に係る動力変換装置、及びそれを備えた発電装置の断面図
第５の実施形態に係る動力変換装置、及びそれを備えた発電装置の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
１．第１の実施形態
以下では、第１の実施形態に係る動力変換装置１０について、図１を参照して説明する。図１に示すように、動力変換装置１０は、遊星歯車機構１と、クランク部材２と、入力部材３と、出力部材４と、を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

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