遊星歯車機構

遊星歯車機構では、円周上に均等に配置された複数の平歯車が、内歯歯車と外歯歯車の間で同心円軌道上を回転します。平歯車の回転は、太陽系における惑星の公転運動に類似しています。これが遊星歯車機構の名称の由来の一つです。
遊星歯車列の部品は、主に4つの構成要素に分けられます。
内部に歯が一体化されたハウジングは、リングギアと呼ばれます。ほとんどの場合、ハウジングは固定されています。回転する太陽ピニオンはリングギアの中央にあり、出力軸と同軸に配置されています。太陽ピニオンは通常、モーターシャフトとの機械的な接続を可能にするために、クランプシステムに取り付けられています。動作中、遊星キャリアに取り付けられた遊星歯車は、太陽ピニオンとバンドギアの間で転がります。遊星キャリアは、ギアボックスの出力軸も兼ねています。
遊星歯車機構の唯一の目的は、必要なトルクを伝達することです。歯数はギアボックスの変速比には影響しません。遊星歯車の数も変化させることができます。遊星歯車の数が増えると、負荷の分散が大きくなり、伝達できるトルクも大きくなります。歯のかみ合い数を増やすと、転がり動力も減少します。全体の結果のうち、転がり動力として伝達する必要があるのは面積だけなので、遊星歯車機構は非常に効率的です。遊星歯車機構が単一の平歯車に比べて優れている点は、この負荷分散にあります。そのため、高トルクを伝達することが可能です。
遊星歯車を用いた簡潔な設計で高い効率を実現。
リングギアが連続したサイズである限り、太陽歯車の歯数と遊星歯車の歯数を変えることで、さまざまな減速比を実現できます。太陽歯車が小さいほど、減速比は大きくなります。技術的には、遊星歯車と太陽歯車の比率がこの範囲から大きく外れることはほとんどないため、遊星歯車段の有効な減速比の範囲は約3:1から10:1です。同じリングギアに複数の遊星歯車段を直列に接続することで、より高い減速比を得ることができます。このような場合、多段式ギアボックスと呼ばれます。
遊星歯車機構では、固定されていないリングギアを任意の方向に回転させることで、速度とトルクを重ね合わせることができます。さらに、駆動軸を固定してリングギアを介してトルクを伝達することも可能です。遊星歯車機構は、機械工学の多くの分野で非常に重要な役割を担っています。
高出力かつ高速な動力伝達が求められる分野では、遊星歯車機構は特に広く普及しており、慣性モーメント比の最適化も容易です。遊星歯車機構は、その優れた特性と小型設計により、商業用途において多くの可能性を秘めています。
遊星歯車機構の利点：
入力軸と出力軸の同軸配置
複数の遊星歯車への負荷配分
転がり動力が低いため、高効率です。
複数の惑星段階の組み合わせにより、ほぼ無限の伝達比オプションが可能
ギアボックスのこの部分またはあの部分を固定するため、遊星歯車機構として適しています。
オーバーライドギアボックスとして使用できる可能性
良好な生産量
幅広い用途への適合性
遊星歯車式ギアボックスは、マニュアルギアボックスの平行軸とギア配列を、よりコンパクトで信頼性の高い太陽歯車と遊星歯車配列に置き換え、さらにマニュアルパワートランスミッションのマニュアルクラッチを油圧カップリングクラッチまたはトルクコンバータに置き換えることで、トランスミッションを自動にする自動タイプのギアボックスです。
遊星歯車機構の発想は、天体の完璧な配置例と考えられている太陽系から着想を得ている。
遊星歯車機構には通常、PNRDS（パーキング、ニュートラル、リバース、ドライブ、スポーツ）モードが備わっており、これは駆動の必要性に応じて太陽歯車と遊星歯車の位置を調整することによって実現されます。
Ever-Powerの遊星歯車モーターは、低速で高トルクを発揮するインライン型モーターです。当社の遊星歯車モーターは、他のタイプのギアモーターと比較して高い効率と優れたトルク出力を実現しています。バックラッシュを低減し、様々な負荷に対応できるため、断続運転に最適です。豊富な減速比、電圧、サイズを取り揃え、お客様に最適なギアモーターソリューションをご提供いたします。
Ever-Power Productsの遊星歯車モーターは、当社独自の設計による遊星歯車機構と、当社独自のDCモーターを組み合わせた製品です。遊星歯車機構は、内部歯車（太陽歯車）が複数の外部歯車（遊星歯車）を駆動し、トルクを発生させます。遊星歯車機構の接触点が多いため、当社の平歯車モーターに比べて高いトルクを発生させることができます。Ever-Powerの遊星歯車モーターは、様々な負荷要件に対応可能です。歯車段数（スタック数）が多いほど、負荷分散とトルク伝達能力が向上します。
特徴と利点
高トルク性能
洗練されたインラインデザイン
高効率
大きな減速比に対応できる能力
高電力密度
アプリケーション
当社の遊星歯車式機器用モーターは、コンパクトで低騒音設計でありながら、卓越したトルク出力と効率性を実現します。これらの特長に加え、付加価値の高い機能も備えているため、Ever-Powerの機器用モーターは、あらゆるモーションコントロール用途に最適な選択肢となります。
ロボット工学
産業オートメーション
歯科用チェア
回転テーブル
プールチェアリフト
診察室のテーブル
マッサージチェア
包装機器
ラベリング装置
レーザー切断機
工業用繊維機械
搬送システム
試験・計測機器
自動搬送車（AGV）
遊星歯車機構では、円周上に均等に配置された複数の平歯車が、内歯歯車と外歯歯車の間を同心円軌道上で回転します。平歯車の回転は、太陽系における惑星の公転運動に類似しています。これが遊星歯車機構の名前の由来の一つです。
遊星歯車機構の構成要素は、大きく4つの主要な要素に分けられる。
内部に歯が一体化されたハウジングはリングギアと呼ばれます。ほとんどの場合、ハウジングは固定されています。生成ピニオンは通常リングギアの中央に位置し、出力軸と同軸に配置されます。生成ピニオンは通常、エンジンシャフトとの機械的な連結を提供するためにクランプシステムに取り付けられます。動作中、遊星キャリアに取り付けられた遊星ギアは、生成ピニオンとリングギアの間で転動します。遊星キャリアはギアボックスの出力軸も兼ねています。
遊星歯車機構の唯一の目的は、必要なトルクを伝達することです。歯数はギアボックスの変速比には影響しません。遊星歯車の数も変化します。遊星歯車の数が増えると、負荷の分散が大きくなり、伝達できるトルクも大きくなります。歯のかみ合い数を増やすと、転がり動力も減少します。全体の結果のうち、転がり動力として伝達する必要があるのは一部だけなので、遊星歯車機構は非常に効率的です。遊星歯車機構が単一の平歯車に比べて優れている点は、この負荷分散にあります。そのため、高トルクを伝達することが可能です。
遊星歯車機構を採用したコンパクトな設計で、高い効率性を実現しています。
リングギアのサイズが一定であれば、サンギアとプラネタリーギアの歯数を変えることで、さまざまなギア比を実現できます。サンギアが小さいほど、ギア比は大きくなります。技術的には、プラネタリーギア段の有効なギア比範囲は通常約3:1から10:1です。これは、この範囲を超えるとプラネタリーギアとサンギアが非常に小さくなるためです。同じバンドギアに複数のプラネタリーギア段を直列に接続することで、より高いギア比を得ることができます。この場合、多段ギアボックスと呼ばれます。
遊星歯車機構では、固定されていないリングギアをほぼあらゆる方向に回転させることで、速度とトルクを重ね合わせることができます。さらに、駆動軸を修理してバンドギアを介してトルクを捕捉することも可能です。遊星歯車機構は、機械工学の多くの分野で非常に重要な役割を担うようになりました。
遊星歯車機構は、高出力レベルと高速性を、適切な質量慣性比で伝達する必要がある分野で特に発展を遂げてきました。高い伝達比も遊星歯車機構で容易に実現できます。その優れた特性とコンパクトな設計により、遊星歯車機構は商業用途において多くの可能性を秘めています。
遊星歯車機構の利点：
入力軸と出力軸の同軸配置
複数の遊星歯車への負荷配分
転がり動力が低いため、高効率です。
複数の惑星ステージの組み合わせにより、ほぼ無限の伝達比オプションが可能
ギアボックスの特定の箇所を固定するため、遊星歯車機構として適しています。
オーバーライドギアボックスとしての使用の可能性
良好な生産量
一見すると、歯車は数やサイズが「縮小」されているように見えるかもしれませんが、それは部分的に正しいと言えます。エンジンや電気モーターなどの回転機械において、回転速度を低下させたりトルクを向上させたりする必要がある場合、一般的に歯車が用いられます。歯車の「減速」とは、特に回転機械の回転速度を指します。回転機械の回転速度は、1:1より大きい歯車比で割ることによって確実に「減速」されます。1:1より大きい歯車比は、歯数の少ない小型の歯車（サイズが小さい）が、歯数の多い大型の歯車を噛み合って駆動することによって実現されます。
減速機はトルクに対して逆の効果をもたらします。回転機械の出力トルクは、トルクに減速比を掛けることで向上しますが、若干の効率損失が生じます。
多くの用途において、減速機は速度を低下させトルクを向上させるために用いられますが、他の用途では速度を上昇させトルクを低下させるために用いられます。風力発電機の発電機は、この減速機を用いて、比較的低速なタービンブレードの回転速度を発電可能な高速に変換します。これらの用途で使用されるギアボックスは、速度を低下させトルクを増大させる用途で使用されるギアボックスとは逆の構成になっています。
減速はどのようにして実現されるのでしょうか？減速機には、平行軸式、遊星式、直角ウォームギアボックスなど、多くの種類があります。平行軸式ギアボックス（または減速機）では、一定数の歯を持つピニオンギアが、より多くの歯を持つ大きなギアと噛み合って駆動します。「減速比」またはギア比は、大きなギアの歯数を小さなギアの歯数で割ることによって計算できます。たとえば、電動モーターが13歯のピニオンギアを駆動し、それが65歯のギアと噛み合う場合、5:1の減速比が実現されます（65 / 13 = 5）。電動モーターの回転速度が通常3,450 rpmの場合、ギアボックスはこの速度を5分の1に減速して690 rpmにします。モーターのトルクが通常10 lb-inの場合、ギアボックスはこのトルクを5倍にして50 lb-inにします（ギアボックスの効率損失を差し引く前）。
平行軸ギアボックスには複数のギアセットが含まれていることが多く、それによって減速比が大きくなります。全体の減速比は、各ギアセットのギア比を掛け合わせることで求められます。ギアボックスに3:1、4:1、5:1のギアユニットが含まれている場合、全体の減速比は60:1（3 x 4 x 5 = 60）になります。上記の例では、3,450 rpmの電気モーターは、60:1のギアボックスを使用することで、回転速度が57.5 rpmに減速されます。10 lb-inの電気モーターのトルクは、（性能損失を考慮する前で）600 lb-inに増加します。
ピニオンギアとその噛み合うギアの歯数が同じ場合、減速は起こらず、ギア比は1：1となります。このギアはアイドラーギアと呼ばれ、その主な機能は回転速度を落としたりトルクを増大させたりするのではなく、回転方向を改善することです。
遊星歯車減速機の減速比の計算は、太陽歯車とリング歯車の歯数に依存するため、直感的に理解しにくい場合があります。アース歯車はアイドラーとなり、減速比には影響しません。遊星歯車減速機の減速比は、太陽歯車とリング歯車の歯数の合計を太陽歯車の歯数で割った値になります。例えば、太陽歯車が12歯、リング歯車が72歯の遊星歯車減速機の場合、減速比は7:1（[12 + 72]/12 = 7）となります。遊星歯車減速機は、約3:1から約11:1までの減速比を実現できます。さらに減速比が必要な場合は、遊星歯車段を追加することができます。
直角ウォームギアの減速比は、ウォームのねじ山数（または「スタート数」）と、相手側のウォームホイールの歯数によって決まります。ウォームに2つのスタートがあり、相手側のウォームホイールに50の歯がある場合、結果として得られるギア比は25:1（50 / 2 = 25）となります。
エンジンや電気モーターなどの回転機械では、必要な出力加速度やトルクが得られない場合、減速機が最適な選択肢となります。平行軸式、遊星式、直角ウォームギア式は、減速を実現するための一般的なギアボックスの種類です。減速に関するご質問は、グロショップまでお気軽にお問い合わせください。