JP6414178B2 - 歯車装置 - Google Patents

Description

本発明は、遊星歯車機構などを構成する歯車装置に関する。

特許文献１には、遊星歯車列のサンギヤが、互いに一体的に形成されているとともに、歯すじが互いに反対向きのねじれ角を有する第１の組の歯および第２の組の歯を含み、遊星歯車列のリングギヤが、歯すじが互いに反対向きのねじれ角を有する第３の組の歯および第４の組の歯を含む歯車装置が開示されている。特許文献１に記載された歯車装置によれば、サンギヤは、外歯が第１の組の歯および第２の組の歯からなる、やまば歯車から構成され、リングギヤは、内歯が第３の組の歯および第４の組の歯からなる、やまば歯車から構成される。

特開２００９−０５２７４３号公報

上述した従来の歯車装置において、歯車装置の回転が所定の一方向のみに限定される場合であれば、第１の組の歯を備えたはすば歯車および第２の組の歯を備えたはすば歯車のそれぞれに内向きにスラスト力が発生するように構成される。すなわち、やまば歯車を備えた歯車装置において、回転時にそれぞれのはすば歯車が互いに一方のはすば歯車から他方のはすば歯車に向かうスラスト力が発生するように構成することによって、それぞれのはすば歯車に生じるスラスト力は、互いに押し合う向きになる。

一方、やまば歯車を備えた歯車装置を、変速機のように、回転する方向が所定の方向と反対方向との両方向になる部分に用いる場合、２つのはすば歯車のそれぞれに外向き、すなわち回転時にスラスト力がそれぞれのはすば歯車が互いに離れる向きに発生する状況が生じる。スラスト力が互いに離れる向きに発生する場合、歯車装置の２つのはすば歯車間に引き離す向きの応力が発生して、歯車装置の耐久性が低下する可能性があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、やまば歯車を有する歯車装置において、やまば歯車を構成するそれぞれのはすば歯車ごとに、はすば歯車に生じるスラスト力の少なくとも一部を相殺でき、それぞれのはすば歯車の間に生じる応力を低減して耐久性を向上できる歯車装置を提供することにある。

上述した課題を解決し、上記目的を達成するために、本発明に係る歯車装置は、第１歯車と、前記第１歯車と噛み合う第２歯車と、前記第２歯車と噛み合う第３歯車とを備えた歯車装置において、前記第１歯車は、互いに歯すじの捩れ方向が異なる２つの歯列が前記第２歯車の回転軸の軸線方向に沿って設けられ、前記第３歯車は、互いに歯すじの捩れ方向が異なる２つの歯列が前記第２歯車の回転軸の軸線方向に沿って設けられ、前記第２歯車は、前記第１歯車の一方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第１噛合歯と、前記第１歯車の他方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第２噛合歯と、前記第１噛合歯の歯列と異なる歯列に設けられて前記第３歯車の前記一方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第３噛合歯と、前記第２噛合歯の歯列と異なる歯列に設けられて前記第３歯車の前記他方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第４噛合歯とから構成され、前記第１噛合歯の捩れ方向と前記第３噛合歯の捩れ方向とが同じ方向であり、前記第２噛合歯の捩れ方向と前記第４噛合歯の捩れ方向とが同じ方向であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る歯車装置は、上記の発明において、前記第１噛合歯と前記第２噛合歯とは内歯であり、前記第３噛合歯と前記第４噛合歯とは外歯であることを特徴とする。

この構成によれば、内歯である第１噛合歯と外歯である第３噛合歯との間、および内歯である第２噛合歯と外歯である第４噛合歯との間において、スラスト力の少なくとも一部が相殺されるため、歯車装置において互いに捩れ方向が異なる２つの歯の間に生じる互いの歯を引き離す力を低減できる。

本発明の一態様に係る歯車装置は、上記の発明において、前記第２歯車は、前記第１噛合歯および前記第３噛合歯を有する第１分割歯車と、前記第２噛合歯および前記第４噛合歯を有する第２分割歯車とが別体で構成され、前記第１分割歯車と前記第２分割歯車とが連結部材によって連結されていることを特徴とする。

この構成によれば、第１噛合歯と第２噛合歯とが隣り合って設けられるとともに、第３噛合歯と第４噛合歯とが隣り合って設けられた場合、互いに捩れ方向が異なる２つの歯の間において、歯の加工のために必要なスペースを低減できるため、歯車装置の小型化を図ることができる。さらに、互いに捩れ方向が異なる２つの歯をそれぞれ別体の歯車から構成することにより、やまば歯車の組み付けを容易に行うことができる。

本発明の一態様に係る歯車装置は、上記の発明において、前記第２歯車において、前記第１噛合歯におけるピッチ径ｒ₁および基礎円筒ねじれ角β_g1と、前記第３噛合歯におけるピッチ径ｒ₂および基礎円筒ねじれ角β_g2とが、（Ｉ）式の関係を有することを特徴とする
ｒ₁／ｒ₂＝sinβ_g1／sinβ_g2…（Ｉ）

この構成によれば、第２歯車において、第１噛合歯に生じるスラスト力と、第３噛合歯に生じるスラスト力とにおいて、相殺されるスラスト力の大きさを最大、好適には第２歯車に生じるスラスト力を略０にすることができる。

本発明に係る歯車装置によれば、第１噛合歯と第３噛合歯との間および第２噛合歯と第４噛合歯との間において少なくとも一部のスラスト力が相殺し合うため、回転軸の軸線方向に沿って設けられた捩れ方向が互いに異なる２つの歯の間を引き離す力を低減できるので、やまば歯車を構成するそれぞれのはすば歯車ごとに、はすば歯車に生じるスラスト力の少なくとも一部を相殺でき、それぞれのはすば歯車の間に生じる応力を低減して、歯車装置の耐久性を向上することが可能となる。

図１は、第１の実施形態のハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。 図２は、第１の実施形態による歯車装置を示す断面図である。 図３は、図２に示す歯車装置に対応するスケルトン図である。 図４（Ａ）および図４（Ｂ）はそれぞれ、図２におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った部分のそれぞれの歯車における歯すじを示す略線図である。 図５は、従来の歯車装置を説明するための断面図である。 図６は、第１の実施形態における第１変形例による歯車装置を示す断面図である。 図７は、第１の実施形態における第２変形例による歯車装置を示す断面図である。 図８は、第１の実施形態における第３変形例による歯車装置を示す断面図である。 図９は、第２の実施形態による歯車装置の構成を示すスケルトン図である。 図１０は、第３の実施形態による歯車装置の構成を示すスケルトン図である。 図１１は、第４の実施形態による歯車装置の構成を示すスケルトン図である。 図１２は、第５の実施形態による歯車装置の構成を示すスケルトン図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。また、本発明は以下に説明する実施形態によって限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態による歯車装置が搭載される車両について説明する。図１は、第１の実施形態によるハイブリッド車両の要部を示すスケルトン図である。なお、以下の説明において、ギヤとは、動力の伝達を行う歯を含む機械要素であり、歯車とは、動力の伝達を行う歯の歯列が形成されたホイールを含む概念である。

図１に示すように、ハイブリッド車両（ＨＶ車両）Ｖｅにおいては、第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２、エンジン１、オイルポンプ２、第１ワンウェイクラッチ３、および第２ワンウェイクラッチ４と、遊星歯車機構１０を含む歯車装置４０とを備える。ＨＶ車両Ｖｅの動力伝達装置は、遊星歯車機構１０、第１モータＭＧ１、第２モータＭＧ２、カウンタドライブギヤ１５、カウンタドリブンギヤ２３、ドライブピニオンギヤ２４、リダクションギヤ２５、デフリングギヤ２６および差動機構２７を含む。

エンジン１は、燃料の燃焼エネルギーを回転運動に変換して出力軸１ａに出力する。エンジン１の出力軸１ａは、エンジン１から軸方向の一方、例えばＨＶ車両Ｖｅの車幅方向に延在している。

遊星歯車機構１０は、エンジン１のトルクを駆動輪２９と第１モータＭＧ１とに分割する動力分割プラネタリギヤであり、第１の実施形態による歯車装置４０から構成される。遊星歯車機構１０は、例えばシングルピニオン式であり、サンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３、およびキャリア１４を有する。サンギヤ１１は、出力軸１ａと同軸上に配置されている。リングギヤ１３は、サンギヤ１１と同軸上かつサンギヤ１１の径方向外側に配置されている。ピニオンギヤ１２は、サンギヤ１１とリングギヤ１３との間に配置されており、サンギヤ１１およびリングギヤ１３とそれぞれ噛み合っている。ピニオンギヤ１２は、キャリア１４によって回転自在に支持されている。キャリア１４は、出力軸１ａに接続され、出力軸１ａと一体回転する。すなわち、ピニオンギヤ１２は、キャリア１４とともに出力軸１ａの中心軸周りに回転（公転）可能であり、かつキャリア１４によって支持されてピニオンギヤ１２の中心軸周りに回転（自転）可能である。

サンギヤ１１は、第１モータＭＧ１のロータシャフト５と接続されている。第１モータＭＧ１は、出力軸１ａと同軸上であって、かつ遊星歯車機構１０を挟んでエンジン１側と反対側に配置されている。ロータシャフト５は、第１モータＭＧ１のロータの回転軸であってエンジン１の軸方向に延在した中空の円筒形状を有し、軸方向に沿って中空の円筒形状の内部を出力軸１ａが貫通している。

リングギヤ１３は、後述するリング状歯車１７の内歯歯車からなり、リング状歯車１７の外周面には、カウンタドライブギヤ１５が配置されている。リングギヤ１３とカウンタドライブギヤ１５とは一体回転する複合ギヤを構成している。

カウンタドライブギヤ１５は、カウンタドリブンギヤ２３と噛み合っている。また、カウンタドリブンギヤ２３は、リダクションギヤ２５と噛み合っている。リダクションギヤ２５は、第２モータＭＧ２のロータシャフト３０に連結されたギヤである。リダクションギヤ２５は、第２モータＭＧ２の回転を減速してカウンタドリブンギヤ２３に伝達する。リングギヤ１３は、カウンタドライブギヤ１５、カウンタドリブンギヤ２３、およびリダクションギヤ２５を介して第２モータＭＧ２と接続されている。

ドライブピニオンギヤ２４は、カウンタドリブンギヤ２３と同軸上に配置されており、カウンタドリブンギヤ２３と一体回転する。カウンタドライブギヤ１５からカウンタドリブンギヤ２３に伝達されるエンジン１および第１モータＭＧ１のトルクと、リダクションギヤ２５からカウンタドリブンギヤ２３に伝達される第２モータＭＧ２のトルクとは、合成されてドライブピニオンギヤ２４に伝達される。

ドライブピニオンギヤ２４は、デフリングギヤ２６と噛み合っている。デフリングギヤ２６は差動機構２７を介して出力軸２８と接続されている。出力軸２８は、ＨＶ車両Ｖｅの駆動輪２９と接続されている。リングギヤ１３は、カウンタドライブギヤ１５、カウンタドリブンギヤ２３、ドライブピニオンギヤ２４、デフリングギヤ２６、差動機構２７および出力軸２８を介して駆動輪２９に接続されている。

第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２はそれぞれ、電動機としての機能と発電機としての機能とを備え、例えば交流同期型のモータジェネレータからなる。第１電動機としての第１モータＭＧ１および第２電動機としての第２モータＭＧ２は、インバータを介してバッテリ（いずれも図示せず）と接続されている。第１モータＭＧ１および第２モータＭＧ２は、バッテリから供給される電力を機械的な動力に変換して出力したり、入力される動力によって駆動されて機械的な動力を電力に変換して、バッテリに蓄電したりする。オイルポンプ２は、ポンプシャフト８が回転駆動されることによって潤滑油を吐出する、例えばトロコイド式のオイルポンプからなる。ポンプシャフト８は、オイルポンプ２の本体からエンジン１側に向けて軸方向に延在されている。ポンプシャフト８には、第１ワンウェイクラッチ３および第２ワンウェイクラッチ４が配置されている。

第１ワンウェイクラッチ３は、ロータシャフト５とポンプシャフト８との間に介在している。第１ワンウェイクラッチ３の内輪はポンプシャフト８と連結され、外輪はポンプドリブンギヤ７と連結されている。ポンプドライブギヤ６は、第１モータＭＧ１のロータシャフト５と連結されたギヤである。ポンプドリブンギヤ７は、ポンプシャフト８と同軸上に配置され、ポンプドライブギヤ６と噛み合っている。第１ワンウェイクラッチ３は、ロータシャフト５が負方向に回転する場合のロータシャフト５の回転をポンプシャフト８に伝達し、ロータシャフト５が正方向に回転する場合のロータシャフト５の回転がポンプシャフト８に伝達されることを規制する。ここで、回転における正方向とは、ＨＶ車両Ｖｅの前進走行時のリングギヤ１３の回転方向であり、負方向とは、正方向と反対の回転方向である。オイルポンプ２は、ポンプシャフト８が正方向に回転駆動されることで潤滑油を吐出する。

第２ワンウェイクラッチ４は、ドライブスプロケット２０とドリブンスプロケット２１とに、無端のチェーン２２が掛け渡されて構成されている。第２ワンウェイクラッチ４は、ポンプシャフト８とエンジン１の出力軸１ａとを接続している。第２ワンウェイクラッチ４の内輪はポンプシャフト８と連結され、外輪はドリブンスプロケット２１と連結されている。チェーン２２を介してドライブスプロケット２０とドリブンスプロケット２１との動力の伝達がなされる。第２ワンウェイクラッチ４は、出力軸１ａが正方向に回転する場合の出力軸１ａの回転をポンプシャフト８に伝達し、出力軸１ａが負方向に回転する場合の出力軸１ａの回転がポンプシャフト８に伝達されることを規制する。

（歯車装置）
次に、上述のように構成されたＨＶ車両Ｖｅに搭載される歯車装置４０について説明する。図２は、第１の実施形態による歯車装置４０を示す断面図である。図３は、図２に示す歯車装置４０に対応するスケルトン図である。

図２および図３に示すように、第１の実施形態による歯車装置４０は、サンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３、キャリア１４、カウンタドライブギヤ１５、およびカウンタドリブンギヤ２３を有して構成される。カウンタドライブギヤ１５は、リングギヤ１３の外周に形成されている。

サンギヤ１１は、円筒形状を有し、円筒形状の外周側面に外歯が形成され、回転軸Ｏを中心として自転可能に構成される。なお、回転軸Ｏは、出力軸１ａにおける回転軸である。サンギヤ１１の外歯は、歯すじの捩れ方向が左ねじれ（以下、左ねじれ）の斜歯１１ａと、歯すじの捩れ方向が右ねじれ（以下、右ねじれ）の斜歯１１ｂとが同軸上に隣り合って設けられた、山歯から構成される。なお、歯車の歯すじの捩れ方向は、歯車の基準面の直線母線に沿って眺めている観察者からの距離が増加していくにつれて、連続する正面歯形が時計方向に移動する場合に「右ねじれ」という。反対に、歯車の基準面の直線母線に沿って眺めている観察者からの距離が増加していくにつれて、連続する正面歯形が反時計方向に移動する場合に「左ねじれ」という（ＪＩＳ Ｂ０１０２−１）。

第１歯車としてのピニオンギヤ１２においては、円柱形状のピニオンシャフト１６が挿通され、ピニオンギヤ１２の外周に外歯が形成されている。ピニオンギヤ１２は、ピニオンシャフト１６の中心軸Ｏ_Pを中心として自転可能に構成されるとともに、キャリア１４に支持されて、回転軸Ｏを中心として公転可能に構成される。ピニオンギヤ１２の外歯は、サンギヤ１１の外歯と噛み合う山歯から構成される。具体的にピニオンギヤ１２は、左ねじれの斜歯１１ａと噛み合う右ねじれの斜歯１２ａと、右ねじれの斜歯１１ｂと噛み合う左ねじれの斜歯１２ｂとが同軸上に隣り合って設けられてなる、やまば歯車から構成される。

第２歯車としてのリング状歯車１７は、中空円筒形状で互いに回転軸Ｏに垂直な面に略対称な、第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂから構成される。第１分割歯車としての第１リング状歯車１７ａの内歯は、斜歯１２ａと噛み合う、第１噛合歯としての左ねじれの第１内周斜歯１３ａを構成する。第２分割歯車としての第２リング状歯車１７ｂの内歯は、ピニオンギヤ１２の外歯である斜歯１２ｂと噛み合う、第２噛合歯としての右ねじれの第２内周斜歯１３ｂを構成する。第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂにおいては、リング状部分に回転軸Ｏの方向に沿って貫通した連結孔１８ａ，１８ｂが周方向に沿って複数形成されている。第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂは、連結孔１８ａ，１８ｂを貫通した連結部材１８によって、互いに連結されている。これにより、リング状歯車１７の内歯は、左ねじれの第１内周斜歯１３ａと、右ねじれの第２内周斜歯１３ｂとが回転軸Ｏの軸線方向に沿って隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。リング状歯車１７の内歯は、リングギヤ１３を構成する。なお、第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂは、歯すじの捩れ方向が互いに反対方向のやまば歯車を構成する場合であっても、回転軸Ｏに垂直な面に対して、必ずしも略対称でなくても良い。

第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂのそれぞれにおいて、外周側面に外歯が形成されている。第１リング状歯車１７ａの外歯は、第１内周斜歯１３ａと同じ捩れ方向であって、第３噛合歯としての左ねじれの第１外周斜歯１５ａを構成する。第２リング状歯車１７ｂの外歯は、第２内周斜歯１３ｂと同じ捩れ方向であって、第４噛合歯としての右ねじれの第２外周斜歯１５ｂを構成する。これにより、リング状歯車１７の外歯は、左ねじれの第１外周斜歯１５ａと右ねじれの第２外周斜歯１５ｂとが回転軸Ｏの同軸上に沿って隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。リング状歯車１７の外歯は、カウンタドライブギヤ１５を構成する。

リング状歯車１７の外周側の第１外周斜歯１５ａおよび第２外周斜歯１５ｂに、第３歯車としてのカウンタドリブンギヤ２３が噛み合っている。カウンタドリブンギヤ２３は、第１外周斜歯１５ａと噛合する右ねじれの斜歯２３ａと、第２外周斜歯１５ｂと噛合する左ねじれの斜歯２３ｂとが、回転軸Ｏ_Dの軸線方向に沿って隣り合って設けられてなる、やまば歯車から構成される。

以上のように構成された歯車装置４０においては、第１内周斜歯１３ａと第１外周斜歯１５ａとの間、および第２内周斜歯１３ｂと第２外周斜歯１５ｂとの間において、スラスト力の一部が相殺される。この点について、以下に説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）はそれぞれ、図２におけるＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線に沿った噛合部分におけるそれぞれの歯車の歯すじを示す略線図である。

まず、図１に示すように、エンジン１などから出力されたトルクが、ピニオンギヤ１２から、リングギヤ１３、およびカウンタドライブギヤ１５を介して、カウンタドリブンギヤ２３に伝達される場合を想定する。

図２、図３、および図４（Ａ）に示すように、ピニオンギヤ１２の斜歯１２ａ，１２ｂと、リングギヤ１３の内歯である第１内周斜歯１３ａおよび第２内周斜歯１３ｂとが噛み合った状態を考える。この場合、ピニオンギヤ１２からリングギヤ１３にトルクが伝達されて、リングギヤ１３には図４（Ａ）中上向きの力が作用する。ここで、第１リング状歯車１７ａを例にすると、第１内周斜歯１３ａと斜歯１２ａとの噛合部分においては、斜歯１２ａから第１内周斜歯１３ａに向かって、歯すじに力Ｆ₁が作用する。第１内周斜歯１３ａに作用する力のうち、回転軸Ｏに沿った力がスラスト力ｆ₁となる。第１内周斜歯１３ａに作用するスラスト力ｆ₁は、第２内周斜歯１３ｂから離れる向き（外向き）に生じている。スラスト力ｆ₁の大きさは、左ねじれの第１内周斜歯１３ａの基礎円筒ねじれ角β_g1を用いて、以下の（１）式で与えられる。なお、基礎円筒ねじれ角とは、歯車の基礎円筒における歯すじの方向が、回転軸Ｏに対してなす角度である（ＪＩＳ Ｂ０１０２−１）。
ｆ₁＝Ｆ₁ｓｉｎβ_g1 ……（１）
一方、右ねじれの第２内周斜歯１３ｂに生じるスラスト力は、回転軸Ｏに沿って、第１内周斜歯１３ａから離れる向きに生じている。

次に、図４（Ｂ）に示すように、カウンタドライブギヤ１５とカウンタドリブンギヤ２３とが噛み合った状態でトルクが伝達される場合、カウンタドライブギヤ１５には、反作用として図４（Ｂ）中下向きの力が作用する。ここで、第１リング状歯車１７ａを例にすると、斜歯２３ａと第１外周斜歯１５ａとの噛合部分においては、斜歯２３ａから第１外周斜歯１５ａに向かって、歯すじに力Ｆ₂が作用する。第１外周斜歯１５ａに作用する力のうち、回転軸Ｏに沿った力がスラスト力ｆ₂となる。図４（Ｂ）において第１外周斜歯１５ａに作用するスラスト力ｆ₂は、第２外周斜歯１５ｂを押す内向きに生じている。スラスト力ｆ₂の大きさは、左ねじれの第１外周斜歯１５ａの基礎円筒ねじれ角β_g2を用いて、以下の（２）式で与えられる。
ｆ₂＝Ｆ₂ｉｎβ_g2 ……（２）
一方、右ねじれの第２外周斜歯１５ｂに生じるスラスト力は、回転軸Ｏに沿って、第１外周斜歯１５ａを押す方向に生じている。

以上のように、リングギヤ１３の第１リング状歯車１７ａにおいて、内歯である第１内周斜歯１３ａにおいて外向きのスラスト力ｆ₁が生じ、外歯であるカウンタドライブギヤ１５の第１外周斜歯１５ａに内向きのスラスト力ｆ₂が生じる。第１外周斜歯１５ａの捩れ方向と第１内周斜歯１３ａの捩れ方向とは同じ捩れ方向である。これにより、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１内周斜歯１３ａに生じるスラスト力ｆ₁の向きと、第１外周斜歯１５ａに生じるスラスト力ｆ₂の向きとは、互いに反対向きになるので、スラスト力ｆ₁，ｆ₂の少なくとも一部が相殺される。具体的に、回転軸Ｏに沿って第１リング状歯車１７ａに生じるスラスト力ｆの大きさは、以下の（３）式で与えられる。
ｆ＝｜ｆ₁−ｆ₂｜ ……（３）

第１リング状歯車１７ａに生じるスラスト力ｆの向きは、ｆ₁＞ｆ₂の場合は第２リング状歯車１７ｂから離れる向き（外向き）、ｆ₁＜ｆ₂の場合は第２リング状歯車１７ｂを押す向き（内向き）である。さらに、ｆ₁＝ｆ₂の場合には、第１リング状歯車１７ａにおいて、スラスト力ｆ₁，ｆ₂はほとんど相殺されて、スラスト力ｆは略０になる。以上の第１リング状歯車１７ａにおいてスラスト力が相殺される原理については、第２リング状歯車１７ｂにおいても同様である。

ここで、第１の実施形態による効果を説明するために、従来の歯車装置の問題点について説明する。図５は、従来の歯車装置を示す断面図である。図５に示すように、従来の歯車装置１００においては、サンギヤ１１１、ピニオンシャフト１１６を有するピニオンギヤ１１２、リングギヤ１１３、およびキャリア１１４を有して構成される。サンギヤ１１１、ピニオンギヤ１１２、キャリア１１４、およびピニオンシャフト１１６はそれぞれ、上述したサンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、キャリア１４、およびピニオンシャフト１６と同様の構成を有する。

すなわち、サンギヤ１１１は、歯すじの捩れ方向が互いに反対方向の斜歯１１１ａ，１１１ｂが、同軸上に隣り合って設けられたやまば歯車からなる。捩れ方向については、斜歯１１１ａは例えば左ねじれ、斜歯１１１ｂは例えば右ねじれである。

ピニオンギヤ１１２は、互いに捩れ方向が反対方向の斜歯１１２ａ，１１２ｂが同軸上に隣り合って設けられたやまば歯車から構成される。ピニオンギヤ１１２の外歯は、サンギヤ１１１の外歯と噛み合う。斜歯１１２ａの捩れ方向は、斜歯１１１ａと反対の右ねじれであり、斜歯１１２ｂの捩れ方向は、斜歯１１１ｂと反対の左ねじれである。キャリア１１４は、ピニオンギヤ１１２を、回転軸Ｏを中心として公転可能、かつピニオンシャフト１１６の中心軸Ｏ_Pを中心として自転可能に支持する。

リングギヤ１１３は、中空円筒形状を有し、円筒形状の内周側面に内歯が形成されている。リングギヤ１１３の内歯は、捩れ方向が互いに反対方向の第１内周斜歯１１３ａおよび第２内周斜歯１１３ｂが同軸上で隣り合って構成されている。リングギヤ１１３の内歯である第１内周斜歯１１３ａおよび第２内周斜歯１１３ｂは、ピニオンギヤ１１２の外歯と噛み合う山歯を構成する。

従来の歯車装置１００におけるリングギヤ１１３においては、第１内周斜歯１１３ａおよび第２内周斜歯１１３ｂのそれぞれにおいて、入力トルクに応じたスラスト力が発生する。スラスト力は、第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとの間で、リングギヤ１１３の回転方向に応じて、互いに引き離す向き（外向き）、または互いに押す向き（内向き）に発生する。この場合、スラスト力に起因する応力は、リングギヤ１１３における第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとの間（図５中、破線囲みＣ内）に生じる。そのため、リングギヤ１１３の第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとの間の部分の剛性を高める必要があった。

この点、リングギヤ１１３を、例えば鉄道の駆動装置や風車の回転装置などといった、入出力トルクが一方向にのみ伝達される部位に用いる場合には、第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとを、互いに一方から他方にスラスト力が発生するように構成すれば良い。この場合、第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとは、互いに押し合うため、スラスト力が互いに引き離す向きに生じる場合に比して、リングギヤ１１３の剛性や強度を高くしやすい。

一方、リングギヤ１１３を例えば車両のトランスミッションなどに用いる場合、車両の前進、後進、加速、減速などに応じて、リングギヤ１１３に作用する入出力トルクは、所定の方向に生じる場合と、所定の方向に対して反対方向に生じる場合とがある。すなわち、リングギヤ１１３に作用する入出力トルクの方向に応じて、第１内周斜歯１１３ａおよび第２内周斜歯１１３ｂに対して、互いに押す内向きと互いに引き離す外向きとの２つの向きに選択的にスラスト力が作用する。そのため、特に、互いに引き離す向きに生じるスラスト力に対する歯車装置の耐久性を確保するために、リングギヤ１１３における第１内周斜歯１１３ａと第２内周斜歯１１３ｂとの間（図５中、破線囲みＤ内）の部分の剛性を上げる必要性が高くなる。

これに対し、上述した第１の実施形態による歯車装置４０においては、第１リング状歯車１７ａにおいて、第１内周斜歯１３ａに作用するスラスト力ｆ₁と、第１外周斜歯１５ａに作用するスラスト力ｆ₂とが互いに反対方向に生じる。そのため、第１リング状歯車１７ａの全体に生じるスラスト力は、少なくとも一部が相殺されて低減される。同様の理由から、第２リング状歯車１７ｂに生じるスラスト力も低減される。これにより、第１リング状歯車１７ａと第２リング状歯車１７ｂとを連結する連結部材１８に作用する応力が低減される。したがって、第１リング状歯車１７ａと第２リング状歯車１７ｂとの連結部分の低剛性化を実現でき、例えば連結部材１８の使用数を削減できる。

また、互いに異なる捩れ方向のはすば歯車からなるやまば歯車の歯を、例えば切削刃を用いて形成する際には、それぞれのはすば歯車の捩れ方向に対応させて切削刃における切削方向を変える必要がある。この切削方向を変えるために、２つの斜歯の間に所定の間隙、すなわち切削刃の逃げスペースが必要になる（例えば、図５中破線丸囲みＣ部分）。これに対し、第１の実施形態による歯車装置４０においては、左ねじれの斜歯を有する第１リング状歯車１７ａと、右ねじれの斜歯を有する第２リング状歯車１７ｂとを別体から構成し、連結部材１８によって連結して、やまば歯車を構成している。これにより、互いに異なる捩れ方向のはすば歯車からなるやまば歯車を形成する際に、例えば切削刃の逃げスペースを低減、またはなくすことできるので、やまば歯車の小型化を図ることができる。また、リングギヤ１３を所定の部位に組み付ける際に、第１リング状歯車１７ａと第２リング状歯車１７ｂとを別々に組み付けた後に連結部材１８によって連結することができるので、リングギヤ１３の組み付けが容易になる。

（第１変形例）
次に、上述した第１の実施形態による歯車装置の第１変形例について説明する。図６は、第１の実施形態における第１変形例による歯車装置を示す断面図である。

図６に示すように、第１変形例による歯車装置５０においては、第１の実施形態と異なり、円筒状のリング状歯車５１が一体に形成されている。すなわち、リング状歯車５１の内周に、左ねじれの第１内周斜歯１３ａと、右ねじれの第２内周斜歯１３ｂとが、同軸上で隣り合って形成されている。同様に、リング状歯車５１の外周には、左ねじれの第１外周斜歯１５ａと、右ねじれの第２外周斜歯１５ｂとが、同軸上で隣り合って形成されている。リング状歯車５１は、例えば、第１の実施形態における第１リング状歯車１７ａおよび第２リング状歯車１７ｂを、それぞれの円筒における軸方向に垂直な断面部分を互いに溶接等で接合することによって形成できる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第１変形例によれば、第１の実施例に比して、第１リング状歯車１７ａと第２リング状歯車１７ｂとを連結するための連結部材１８を用いる必要がないため、部品点数の低減を図ることができる。

（第２変形例）
次に、上述した第１の実施形態による歯車装置の第２変形例について説明する。図７は、第１の実施形態における第２変形例による歯車装置を示す断面図である。

図７に示すように、第２変形例による歯車装置６０においては、リング状歯車６１は、中空円筒形状で互いに回転軸Ｏに垂直な面に略対称な、第１リング状歯車６１ａおよび第２リング状歯車６１ｂから構成される。第１リング状歯車６１ａの内歯は、斜歯１２ａと噛み合う、左ねじれの第１内周斜歯１３ａから構成される。第２リング状歯車６１ｂの内歯は、斜歯１２ｂと噛み合う、右ねじれの第２内周斜歯１３ｂから構成される。これにより、リング状歯車６１の内歯は、第１内周斜歯１３ａと第２内周斜歯１３ｂとが、回転軸Ｏの軸線方向に沿って隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。さらに、第１リング状歯車６１ａの外歯は、第１内周斜歯１３ａと同じ捩れ方向である、左ねじれの第１外周斜歯１５ａから構成される。第２リング状歯車６１ｂの外歯は、第２内周斜歯１３ｂと同じ捩れ方向である、右ねじれの第２外周斜歯１５ｂから構成される。これにより、リング状歯車６１の外歯は、第１外周斜歯１５ａと第２外周斜歯１５ｂとが、回転軸Ｏの軸線方向に沿って隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。

ここで、第１リング状歯車６１ａを例に説明すると、第２変形例においては、第１内周斜歯１３ａおよび第１外周斜歯１５ａを、上述した（３）式のスラスト力ｆが略０になる、以下の（４）式の関係が成立するように形成する。
ｆ₁＝ｆ₂ ……（４）

ピニオンギヤ１２から第１内周斜歯１３ａを介して第１リング状歯車６１ａに伝達されるトルクは、第１外周斜歯１５ａを介して斜歯２３ａに伝達される。このとき、（４）式は、以下の（４）′式と等価である。
Ｆ₁ｓｉｎβ_g1＝Ｆ₂ｓｉｎβ_g2 ……（４）′

（４）′式から、第１内周斜歯１３ａのピッチ径ｒ₁、第１外周斜歯１５ａのピッチ径ｒ₂を用いると、以下の（５）式の関係が成立する。

第１内周斜歯１３ａと第１外周斜歯１５ａとを、（５）式が成立するように形成することによって、第１リング状歯車６１ａの全体に生じるスラスト力ｆは略０になる。これにより、第１リング状歯車６１ａの回転時において、第２リング状歯車６１ｂに対して押す向きのスラスト力も、第２リング状歯車６１ｂから離れる向きのスラスト力もほとんど生じない。これは、第２リング状歯車６１ｂにおいても同様である。これによって、第１リング状歯車６１ａと第２リング状歯車６１ｂとにおいて、互いに離れる向きの力が略０になるため、連結部材などを用いて連結する必要がなくなる。そのため、第２変形例による歯車装置６０においては、第１リング状歯車６１ａと第２リング状歯車６１ｂとを、互いに独立した別体から構成しつつ、一体のやまば歯車からなるリング状歯車６１と同様に回転させることが可能になる。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

第２変形例によれば、第１の実施形態に比して、第１リング状歯車６１ａと第２リング状歯車６１ｂとを連結するための連結部材などの部品点数の低減を図ることができる。さらに、第１リング状歯車６１ａと第２リング状歯車６１ｂとを連結させることなく互いに独立して組み付けることができるので、リング状歯車６１の組み付けがより一層容易になる。

（第３変形例）
次に、上述した第１の実施形態による歯車装置の第３変形例について説明する。図８は、第１の実施形態における第３変形例による歯車装置を示す断面図である。

図８に示すように、第３変形例による歯車装置７０においては、リング状歯車７１を構成する第１リング状歯車７１ａおよび第２リング状歯車７１ｂはそれぞれ、第２変形例による第１リング状歯車６１ａおよび第２リング状歯車６１ｂと同様の構成を有する。また、歯車装置７０においては、第１リング状歯車７１ａと第２リング状歯車７１ｂとが、例えばバネ、ゴム、または樹脂などの弾性部材７２によって連結されている。その他の構成は、第１の実施形態および第２変形例と同様である。

第３変形例によれば、第１リング状歯車７１ａと第２リング状歯車７１ｂとが弾性部材７２によって連結されている。これにより、リング状歯車７１の回転時に第１リング状歯車７１ａと第２リング状歯車７１ｂとの間で、製造誤差などによる位置ずれに起因して生じる応力を、弾性部材７２の弾性力によって吸収できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態による歯車装置について説明する。図９は、第２の実施形態による歯車装置２００の構成を示すスケルトン図である。

図９に示すように、第２の実施形態による歯車装置２００においては、第１の実施形態と同様の構成を含む。すなわち、歯車装置２００は、第１サンギヤ２１１、第１ピニオンギヤ２１２、第１リングギヤ２１３、キャリア２１４、リング状歯車２１７、および連結部材２１８を有する。第１サンギヤ２１１、第１ピニオンギヤ２１２、第１リングギヤ２１３、キャリア２１４、リング状歯車２１７、および連結部材２１８はそれぞれ、第１の実施形態におけるサンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３、キャリア１４、リング状歯車１７、および連結部材１８と同様である。

すなわち、第１サンギヤ２１１は、左ねじれの斜歯２１１ａおよび右ねじれの斜歯２１１ｂからなるやまば歯車から構成される。第１歯車としての第１ピニオンギヤ２１２は、外歯である右ねじれの斜歯２１２ａおよび左ねじれの斜歯２１２ｂからなるやまば歯車である。第１リングギヤ２１３は、内歯である第１噛合歯としての左ねじれの第１内周斜歯２１３ａ、および第２噛合歯としての右ねじれの第２内周斜歯２１３ｂからなるやまば歯車である。キャリア２１４は、ブレーキ機構２２２，２２３に連結されている。歯車装置２００は、リング状歯車２１７の外周に形成された斜歯から構成される第２サンギヤ２１５、第２ピニオンギヤ２１６、および第２リングギヤ２１９をさらに有して構成される。

第１リングギヤ２１３は、第１の実施形態と同様に、第２歯車としてのリング状歯車２１７の内歯から構成される。具体的に、第１リングギヤ２１３は、連結部材２１８によって互いに連結された第１リング状歯車２１７ａおよび第２リング状歯車２１７ｂの内歯から構成される。第１リング状歯車２１７ａおよび第２リング状歯車２１７ｂの内歯はそれぞれ、第１内周斜歯２１３ａおよび第２内周斜歯２１３ｂを構成する。

第１リング状歯車２１７ａおよび第２リング状歯車２１７ｂのそれぞれにおいて、外周に外歯が形成されている。第１分割歯車としての第１リング状歯車２１７ａの外歯は、第１内周斜歯２１３ａと同じ捩れ方向である、左ねじれの第１外周斜歯２１５ａから構成される。第２分割歯車としての第２リング状歯車２１７ｂの外歯は、第２内周斜歯２１３ｂと同じ捩れ方向である、右ねじれの第２外周斜歯２１５ｂから構成される。リング状歯車２１７の外歯は、第１外周斜歯２１５ａと第２外周斜歯２１５ｂとが回転軸Ｏの軸線方向に沿って隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。リング状歯車２１７の外歯から第２サンギヤ２１５が構成される。

第３歯車としての第２ピニオンギヤ２１６においては、ピニオンシャフト２２０が挿通され、第２ピニオンギヤ２１６の外周に外歯が形成されている。第２ピニオンギヤ２１６は、第２サンギヤ２１５と噛み合うやまば歯車から構成される。具体的に、第２ピニオンギヤ２１６は、捩れ方向が右ねじれの斜歯２１６ａと、捩れ方向が左ねじれの斜歯２１６ｂとが同軸上に隣り合って設けられてなる、やまば歯車から構成される。斜歯２１６ａは、第１外周斜歯２１５ａと噛み合っており、斜歯２１６ｂは、第２外周斜歯２１５ｂと噛み合っている。第２ピニオンギヤ２１６は、ピニオンシャフト２２０の中心軸Ｏ_P1を中心として自転可能に構成されるとともに、キャリア２２１に支持されて、回転軸Ｏを中心として公転可能に構成される。キャリア２２１は、キャリア２１４と一体で連動可能に係合するブレーキ機構２２３に連結されている。

第２リングギヤ２１９は、回転軸Ｏを中心とする中空円筒形状を有し、内周側面に内歯が形成されている。第２リングギヤ２１９の内歯は、捩れ方向が互いに反対方向の斜歯２１９ａ，２１９ｂが同軸上で隣り合った、やまば歯車を構成する。第２リングギヤ２１９の内周におけるやまば歯車を構成する斜歯２１９ａ，２１９ｂはそれぞれ、第２ピニオンギヤ２１６の外歯を構成する斜歯２１６ａ，２１６ｂと噛み合う。

歯車装置２００においては、第１の実施形態と同様に、第１リング状歯車２１７ａにおいて、内歯である第１内周斜歯２１３ａと、外歯である第１外周斜歯２１５ａとが同じ捩れ方向である。これにより、歯車装置２００の駆動時に、第１内周斜歯２１３ａに生じるスラスト力と、第１外周斜歯２１５ａに生じるスラスト力との少なくとも一部が相殺されて、第１リング状歯車２１７ａ全体に作用するスラスト力が低減される。同様に、歯車装置２００の駆動時に、第２リング状歯車２１７ｂにおいても、第２内周斜歯２１３ｂに生じるスラスト力と第２外周斜歯２１５ｂに生じるスラスト力との少なくとも一部が相殺される。これにより、第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態による歯車装置について説明する。図１０は、第３の実施形態による歯車装置３００の構成を示すスケルトン図である。

図１０に示すように、第３の実施形態による歯車装置３００においては、第１の実施形態と同様の構成を含む。すなわち、歯車装置３００は、第１サンギヤ３１１、ピニオンシャフト３１６を備えた第１ピニオンギヤ３１２、およびキャリア３１４を含む。キャリア３１４は、ブレーキ機構３２４に連結されている。第１サンギヤ３１１、第１ピニオンギヤ３１２、キャリア３１４、およびピニオンシャフト３１６はそれぞれ、第１の実施形態におけるサンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、キャリア１４およびピニオンシャフト１６と同様である。

すなわち、第１サンギヤ３１１は、左ねじれの斜歯３１１ａおよび右ねじれの斜歯３１１ｂからなるやまば歯車である。第１歯車としての第１ピニオンギヤ３１２は、外歯である右ねじれの斜歯３１２ａおよび左ねじれの斜歯３１２ｂからなるやまば歯車である。歯車装置３００は、内歯リング状歯車３１７、第２ピニオンギヤ３２１、および第２サンギヤ３２３をさらに有して構成される。

第２歯車としての内歯リング状歯車３１７は、回転軸Ｏを中心に回転する中空円筒形状を有し、内周側面にやまば歯車からなる内歯が設けられている。内歯リング状歯車３１７の内周側面のやまば歯車は、回転軸Ｏに沿って設けられ、第１リングギヤ３１８および第２リングギヤ３２０を構成する。

内歯リング状歯車３１７は、回転軸Ｏに平行かつ円筒形状の第１分割歯車としての第１内歯リング状歯車３１７ａ、および第２分割歯車としての第２内歯リング状歯車３１７ｂから構成される。第１内歯リング状歯車３１７ａおよび第２内歯リング状歯車３１７ｂは、連結部材３１９によって互いに連結されている。第１噛合歯としての第１内周斜歯３１８ａと第２噛合歯としての第２内周斜歯３１８ｂとは、同軸上に沿って隣り合って設けられてなる、山歯を構成する。左ねじれの第１内周斜歯３１８ａは、第１内歯リング状歯車３１７ａの一方の端部に形成されている。右ねじれの第２内周斜歯３１８ｂは、第２内歯リング状歯車３１７ｂの一方の端部に形成されている。第１内周斜歯３１８ａおよび第２内周斜歯３１８ｂから構成されるやまば歯車によって、第１リングギヤ３１８が構成される。第１内周斜歯３１８ａは、第１ピニオンギヤ３１２の右ねじれの斜歯３１２ａと噛み合う。第２内周斜歯３１８ｂは、第１ピニオンギヤ３１２の左ねじれの斜歯３１２ｂと噛み合う。

第１内歯リング状歯車３１７ａの他方の端部には、第１内周斜歯３１８ａの歯列とは異なる歯列が設けられる。第１内歯リング状歯車３１７ａの他方の端部には、第１内周斜歯３１８ａと同じ捩れ方向である、第３噛合歯としての左ねじれの第３内周斜歯３２０ａが形成されている。第２内歯リング状歯車３１７ｂの他方の端部には、第２内周斜歯３１８ｂの歯列とは異なる歯列が設けられる。第２内歯リング状歯車３１７ｂの他方の端部には、第２内周斜歯３１８ｂと同じ捩れ方向である、第４噛合歯としての右ねじれの第４内周斜歯３２０ｂが形成されている。第３内周斜歯３２０ａと第４内周斜歯３２０ｂとは、回転軸Ｏの軸線方向に沿って隣り合って設けられて、山歯を構成する。第２リングギヤ３２０は、第３内周斜歯３２０ａおよび第４内周斜歯３２０ｂが隣り合って構成されるやまば歯車から構成される。

第３歯車としての第２ピニオンギヤ３２１においては、ピニオンシャフト３２２が挿通され、第２ピニオンギヤ３２１の外周に外歯が形成されている。第２ピニオンギヤ３２１は、ピニオンシャフト３２２の中心軸Ｏ_P2を中心として自転可能に構成されるとともに、回転軸Ｏを中心として公転可能に構成される。第２ピニオンギヤ３２１は、外歯が第２リングギヤ３２０の内歯および第２サンギヤ３２３の外歯と噛み合う、やまば歯車から構成される。具体的に、第２ピニオンギヤ３２１は、第３内周斜歯３２０ａと噛み合う右ねじれの斜歯３２１ａと、第４内周斜歯３２０ｂと噛み合う左ねじれの斜歯３２１ｂとから構成される。斜歯３２１ａ，３２１ｂは、同軸上に隣り合って設けられてやまば歯車を構成する。

第２サンギヤ３２３は、左ねじれの第１外周斜歯３２３ａと、右ねじれの第２外周斜歯３２３ｂとが隣り合ったやまば歯車から構成され、回転軸Ｏを中心として自転可能に構成される。第２サンギヤ３２３の外歯を構成するやまば歯車は、第２ピニオンギヤ３２１の外歯を構成するやまば歯車と噛み合っている。具体的に、第２サンギヤ３２３において、第１外周斜歯３２３ａと斜歯３２１ａとが噛み合い、第２外周斜歯３２３ｂと斜歯３２１ｂとが噛み合っている。

以上のように構成された歯車装置３００においては、第１内周斜歯３１８ａの捩れ方向と、第１内歯リング状歯車３１７ａを介して連動する第３内周斜歯３２０ａの捩れ方向とが同じ捩れ方向である。これにより、歯車装置３００の駆動時において、第１内周斜歯３１８ａに生じるスラスト力と第３内周斜歯３２０ａに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第１内歯リング状歯車３１７ａを介して相殺される。同様に、歯車装置３００の駆動時に、第２内周斜歯３１８ｂに生じるスラスト力と第４内周斜歯３２０ｂに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第２内歯リング状歯車３１７ｂを介して相殺される。したがって、第３の実施形態においても、第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態による歯車装置について説明する。図１１は、第４の実施形態による歯車装置４００の構成を示すスケルトン図である。

図１１に示すように、第４の実施形態による歯車装置４００においては、サンギヤ４０１、ピニオンギヤ４０２、リングギヤ４０３、キャリア４０４、第１外歯ギヤ４０５、および第２外歯ギヤ４０６を有して構成される。リングギヤ４０３は、ブレーキ機構４１１に連結されている。

サンギヤ４０１は、回転軸Ｏを中心に回転する中空円筒形状を有し、外周側面にやまば歯車からなる外歯が形成されている。サンギヤ４０１は、第１噛合歯としての左ねじれの第１外周斜歯４０１ａおよび第２噛合歯としての右ねじれの第２外周斜歯４０１ｂから構成される。第１外周斜歯４０１ａは、回転軸Ｏに平行かつ円筒形状の第１分割歯車としての第１外歯リング状歯車４０８ａの一方の端部に設けられている。第２外周斜歯４０１ｂは、回転軸Ｏに平行かつ円筒形状の第２分割歯車としての第２外歯リング状歯車４０８ｂの一方の端部に設けられている。第１外歯リング状歯車４０８ａと第２外歯リング状歯車４０８ｂとは、連結部材４１０によって互いに連結されて、第２歯車としての外歯リング状歯車４０８を構成する。第１外周斜歯４０１ａと第２外周斜歯４０１ｂとは、回転軸Ｏに沿って隣り合って設けられて、やまば歯車を構成する。

第１歯車としてのピニオンギヤ４０２は、円柱形状のピニオンシャフト４０９が挿通され、ピニオンギヤ４０２の外周に外歯が形成されている。ピニオンギヤ４０２は、ピニオンシャフト４０９の中心軸Ｏ_Pを中心として自転可能、かつキャリア４０４に支持されて回転軸Ｏを中心として公転可能に構成される。ピニオンシャフト４０９は、キャリア４０４に支持されてブレーキ機構４１１に連結されている。ピニオンギヤ４０２の外歯は、サンギヤ４０１の外歯と噛み合う。具体的に、ピニオンギヤ４０２は、右ねじれの斜歯４０２ａと、左ねじれの斜歯４０２ｂとが同軸上に隣り合って設けられた、やまば歯車から構成される。斜歯４０２ａは第１外周斜歯４０１ａと噛み合い、斜歯４０２ｂは第２外周斜歯４０１ｂと噛み合う。

リングギヤ４０３は、中空円筒形状を有し、内周側面に内歯が形成されている。リングギヤ４０３の内歯は、左ねじれの第１内周斜歯４０３ａと右ねじれの第２内周斜歯４０３ｂとが同軸上で隣り合って設けられてなる、山歯から構成される。第１内周斜歯４０３ａは、斜歯４０２ａと噛み合い、第２内周斜歯４０３ｂは、斜歯４０２ｂと噛み合う。

第１外歯ギヤ４０５は、サンギヤ４０１に対して、回転軸Ｏに沿って設けられている。第１外歯ギヤ４０５は、回転軸Ｏを中心とした中空円筒形状を有し、外周側面にやまば歯車からなる外歯が形成されている。第１外歯ギヤ４０５は、第３噛合歯としての第３外周斜歯４０５ａおよび第４噛合歯としての第４外周斜歯４０５ｂから構成される。第３外周斜歯４０５ａは、第１外歯リング状歯車４０８ａにおける第１外周斜歯４０１ａとは反対側で第１外周斜歯４０１ａとは異なる歯列である他方の端部に設けられている。第３外周斜歯４０５ａにおける歯すじの捩れ方向は、第１外周斜歯４０１ａと同じ捩れ方向であって、左ねじれである。一方、第４外周斜歯４０５ｂは、第２外歯リング状歯車４０８ｂにおける第２外周斜歯４０１ｂとは反対側で第２外周斜歯４０１ｂとは異なる歯列である他方の端部に設けられている。第４外周斜歯４０５ｂにおける歯すじの捩れ方向は、第２外周斜歯４０１ｂと同じ捩れ方向であって、右ねじれである。左ねじれの第３外周斜歯４０５ａと右ねじれの第４外周斜歯４０５ｂとは、回転軸Ｏに沿って隣り合って設けられてなる、やまば歯車を構成する。

第３歯車としての第２外歯ギヤ４０６は、円筒形状を有し、円筒形状の外周側面に外歯が形成されている。第２外歯ギヤ４０６は、円筒形状における中心軸Ｏ_Lを中心として自転可能に構成される。第２外歯ギヤ４０６の外歯は、第１外歯ギヤ４０５の外歯と噛み合う山歯から構成される。具体的に、第２外歯ギヤ４０６は、右ねじれの第５外周斜歯４０６ａと左ねじれの第６外周斜歯４０６ｂとが同軸上に隣り合って設けられてなる、やまば歯車から構成される。第５外周斜歯４０６ａは第３外周斜歯４０５ａと噛み合い、第６外周斜歯４０６ｂは第４外周斜歯４０５ｂと噛み合う。

以上のように構成された歯車装置４００においては、第１外周斜歯４０１ａの歯すじの捩れ方向と、第１外歯リング状歯車４０８ａを介して連動する第３外周斜歯４０５ａの歯すじの捩れ方向とが同じ捩れ方向である。これにより、歯車装置４００の駆動時において、第１外周斜歯４０１ａに生じるスラスト力と第３外周斜歯４０５ａに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第１外歯リング状歯車４０８ａを介して相殺される。同様に、歯車装置４００の駆動時に、第２外周斜歯４０１ｂに生じるスラスト力と第４外周斜歯４０５ｂに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第２外歯リング状歯車４０８ｂを介して相殺される。したがって、第４の実施形態においても、第１〜第３の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態による歯車装置について説明する。図１２は、第５の実施形態による歯車装置５００の構成を示すスケルトン図である。

図１２に示すように、第５の実施形態による歯車装置５００においては、第１の実施形態と同様の構成を含む。すなわち、歯車装置５００は、第１サンギヤ５１１、第１ピニオンギヤ５１２、第１リングギヤ５１３、およびキャリア５１４を含む。第１サンギヤ５１１、第１ピニオンギヤ５１２、第１リングギヤ５１３、およびキャリア５１４はそれぞれ、第１の実施形態におけるサンギヤ１１、ピニオンギヤ１２、リングギヤ１３、およびキャリア１４と同様である。

すなわち、第１サンギヤ５１１は、左ねじれの斜歯５１１ａおよび右ねじれの斜歯５１１ｂからなるやまば歯車である。第１歯車としての第１ピニオンギヤ５１２は、外歯である右ねじれの斜歯５１２ａおよび左ねじれの斜歯５１２ｂからなるやまば歯車である。第１リングギヤ５１３は、内歯である第１噛合歯としての左ねじれの第１内周斜歯５１３ａ、および第２噛合歯としての右ねじれの第２内周斜歯５１３ｂからなるやまば歯車である。歯車装置５００は、第２リングギヤ５１６、第３リングギヤ５１７、第２ピニオンギヤ５１８、第３ピニオンギヤ５１９、第２サンギヤ５２０、および第３サンギヤ５２１をさらに有して構成される。

第２リングギヤ５１６は、回転軸Ｏを中心に回転する中空円筒形状を有し、内周側面に第３噛合歯としての第３内周斜歯５１６ａが設けられている。第３内周斜歯５１６ａの歯すじの捩れ方向は、第１リングギヤ５１３の第１内周斜歯５１３ａの捩れ方向と同じであって、例えば左ねじれである。第１内周斜歯５１３ａは、第１分割歯車としての第１内歯リング状歯車５２２ａの一方の端部に設けられている。第３内周斜歯５１６ａは、第１内歯リング状歯車５２２ａの他方の端部に設けられている。

第３リングギヤ５１７は、回転軸Ｏを中心に回転する中空円筒形状を有し、内周側面に第４噛合歯としての第４内周斜歯５１７ａが設けられている。第４内周斜歯５１７ａの捩れ方向は、第１リングギヤ５１３の第２内周斜歯５１３ｂの捩れ方向と同じであって、例えば右ねじれである。第２内周斜歯５１３ｂは、第２分割歯車としての第２内歯リング状歯車５２２ｂの一方の端部に設けられている。第４内周斜歯５１７ａは、第２内歯リング状歯車５２２ｂの他方の端部に設けられている。

第１内歯リング状歯車５２２ａと第２内歯リング状歯車５２２ｂとは、連結部材５２３によって互いに連結されて、第２歯車としての内歯リング状歯車５２２を構成する。第３内周斜歯５１６ａと第４内周斜歯５１７ａとは、回転軸Ｏに沿って設けられてなる、やまば歯車を構成する。

第３歯車の一部としての第２ピニオンギヤ５１８においては、ピニオンシャフト５２４が挿通され、第２ピニオンギヤ５１８の外周に外歯が形成されている。第２ピニオンギヤ５１８は、ピニオンシャフト５２４の中心軸Ｏ_P3を中心として自転可能に構成される。第２ピニオンギヤ５１８の外歯は、第２リングギヤ５１６の第３内周斜歯５１６ａと噛み合う右ねじれの第３外周斜歯５１８ａから構成される。

第３歯車の一部としての第３ピニオンギヤ５１９においては、ピニオンシャフト５２５が挿通され、第３ピニオンギヤ５１９の外周に外歯が形成されている。第３ピニオンギヤ５１９は、ピニオンシャフト５２５の中心軸Ｏ_P4を中心として自転可能に構成される。第３ピニオンギヤ５１９の外歯は、第３リングギヤ５１７の第４内周斜歯５１７ａと噛み合う左ねじれの第４外周斜歯５１９ａから構成される。

第２サンギヤ５２０は、円筒形状を有し、円筒形状の外周側面に外歯が形成され、回転軸Ｏを中心として自転可能に構成される。第２サンギヤ５２０における外歯は、左ねじれの第５外周斜歯５２０ａから構成される。第５外周斜歯５２０ａは、第２ピニオンギヤ５１８の第３外周斜歯５１８ａと噛み合う。

第３サンギヤ５２１は、円筒形状を有し、円筒形状の外周側面に外歯が形成され、回転軸Ｏを中心として自転可能に構成される。第３サンギヤ５２１における外歯は、右ねじれの第６外周斜歯５２１ａから構成される。第６外周斜歯５２１ａは、第３ピニオンギヤ５１９の第４外周斜歯５１９ａと噛み合う。

第２ピニオンギヤ５１８の右ねじれの第３外周斜歯５１８ａと、第３ピニオンギヤ５１９の左ねじれの第４外周斜歯５１９ａとは、回転軸Ｏに沿ってピニオンシャフト５２４，５１５，５２５により連結して設けられて、やまば歯車を構成する。相互に連結された第１ピニオンギヤ５１２、第２ピニオンギヤ５１８、および第３ピニオンギヤ５１９は、キャリア５１４によって支持されている。キャリア５１４は、第３サンギヤ５２１と係合可能な係合機構５２７に連結されているとともに、ブレーキ機構５２８に連結されている。また、第２サンギヤ５２０と第３サンギヤ５２１とは、リング状結合部５２６により連結されて、互いに一体的に自転可能に構成される。第２サンギヤ５２０の第５外周斜歯５２０ａと、第３サンギヤ５２１の第６外周斜歯５２１ａとは、回転軸Ｏに沿って設けられて、やまば歯車を構成する。

以上のように構成された歯車装置５００においては、第１内周斜歯５１３ａの捩れ方向と、第１内歯リング状歯車５２２ａを介して連動する第３内周斜歯５１６ａの捩れ方向とが同じ捩れ方向である。これにより、歯車装置５００の駆動時において、第１内周斜歯５１３ａに生じるスラスト力と第３内周斜歯５１６ａに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第１内歯リング状歯車５２２ａを介して相殺される。同様に、歯車装置５００の駆動時において、第２内周斜歯５１３ｂに生じるスラスト力と第４内周斜歯５１７ａに生じるスラスト力との少なくとも一部が、第２内歯リング状歯車５２２ｂを介して相殺される。したがって、第５の実施形態においても、第１〜第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた、歯すじの捩れ方向はあくまでも例に過ぎず、相互のギヤが噛合可能であれば、必要に応じてこれと異なる、歯すじの捩れ方向を採用しても良い。

１１，４０１ サンギヤ
１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２１１ａ，２１１ｂ，２１２ａ，２１２ｂ，２１６ａ，２１６ｂ，２１９ａ，２１９ｂ，３１１ａ，３１１ｂ，４０２ａ，４０２ｂ，５１１ａ，５１１ｂ，５１２ａ，５１２ｂ 斜歯
１２，４０２ ピニオンギヤ
１３，４０３ リングギヤ
１３ａ，２１３ａ，３１８ａ，４０３ａ，５１３ａ 第１内周斜歯
１３ｂ，２１３ｂ，３１８ｂ，４０３ｂ，５１３ｂ 第２内周斜歯
１４，２１４，２２１，３１４，４０４，５１４ キャリア
１５ カウンタドライブギヤ
１５ａ，２１５ａ，３２３ａ，４０１ａ 第１外周斜歯
１５ｂ，２１５ｂ，３２３ｂ，４０１ｂ 第２外周斜歯
１６，２２０，３１６，３２２，４０９，５１５，５２４，５２５ ピニオンシャフト
１７，５１，６１，７１，２１７ リング状歯車
１７ａ，６１ａ，７１ａ，２１７ａ 第１リング状歯車
１７ｂ，６１ｂ，７１ｂ，２１７ｂ 第２リング状歯車
１８，２１８，３１９，４１０，５２３ 連結部材
４０，５０，６０，７０，２００，３００，４００，５００ 歯車装置
７２ 弾性部材
２１１，３１１，５１１ 第１サンギヤ
２１２，３１２，５１２ 第１ピニオンギヤ
２１３，３１８，５１３ 第１リングギヤ
２１５，３２３ 第２サンギヤ
２１６，３２１，５１８ 第２ピニオンギヤ
２１９，３２０，５１６ 第２リングギヤ
２２２，２２３，３２４，４１１ ブレーキ機構

Claims (4)

1. 第１歯車と、前記第１歯車と噛み合う第２歯車と、前記第２歯車と噛み合う第３歯車とを備えた歯車装置において、
   前記第１歯車は、互いに歯すじの捩れ方向が異なる２つの歯列が前記第２歯車の回転軸の軸線方向に沿って設けられ、
   前記第３歯車は、互いに歯すじの捩れ方向が異なる２つの歯列が前記第２歯車の回転軸の軸線方向に沿って設けられ、
   前記第２歯車は、前記第１歯車の一方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第１噛合歯と、前記第１歯車の他方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第２噛合歯と、前記第１噛合歯の歯列と異なる歯列に設けられて前記第３歯車の前記一方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第３噛合歯と、前記第２噛合歯の歯列と異なる歯列に設けられて前記第３歯車の前記他方の捩れ方向の歯列の歯と噛み合う第４噛合歯とから構成され、
   前記第１噛合歯の捩れ方向と前記第３噛合歯の捩れ方向とが同じ方向であり、
   前記第２噛合歯の捩れ方向と前記第４噛合歯の捩れ方向とが同じ方向である
   ことを特徴とする歯車装置。
2. 前記第１噛合歯と前記第２噛合歯とは内歯であり、前記第３噛合歯と前記第４噛合歯とは外歯であることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
3. 前記第２歯車は、前記第１噛合歯および前記第３噛合歯を有する第１分割歯車と、前記第２噛合歯および前記第４噛合歯を有する第２分割歯車とが別体で構成され、前記第１分割歯車と前記第２分割歯車とが連結部材によって連結されていることを特徴とする請求項１または２に記載の歯車装置。
4. 前記第２歯車において、前記第１噛合歯におけるピッチ径ｒ₁および基礎円筒ねじれ角β_g1と、前記第３噛合歯におけるピッチ径ｒ₂および基礎円筒ねじれ角β_g2とが、（Ｉ）式の関係を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車装置。
   ｒ₁／ｒ₂＝sinβ_g1／sinβ_g2…（Ｉ）

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