遊星歯車機構

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』

遊星歯車機構（ゆうせいはぐるまきこう）とは、太陽歯車（sun gear）を中心として、複数の遊星歯車（planetary gear）が自転しつつ公転する構造を持った減速（増速）機構である。以下の特徴を持つ。

少ない段数で大きな減速比が得られること
大きなトルクが伝達できること
入力軸と出力軸を同軸上に配置できること

一つのユニットは、太陽歯車(sun gear)、遊星歯車(planetary gear)、遊星歯車の公転運動を拾う遊星キャリア(planetary carrier)、外輪歯車(outer gear)の四点の部品から構成される（下図参照）。

太陽歯車の回転、遊星歯車の公転（キャリアの回転）、外輪歯車の回転の三つの要素の内、一つを固定、一つを入力、一つを出力に接続する。それぞれどれを入出力・固定に割り当てるかによって、一つのユニットで複数の減速比や回転方向の切替が可能である。

太陽歯車の歯数をa、遊星歯車の歯数をb、外輪歯車の歯数をcとした場合、その減速比（入力／出力）は次のようになる。

太陽歯車が入力、遊星キャリアが出力、外輪歯車を固定

$\frac{a+c}{a}$

太陽歯車を固定、遊星キャリアが出力、外輪歯車が入力

$\frac{a+c}{c}$

太陽歯車が入力、遊星キャリアを固定、外輪歯車が出力

$-\frac{c}{a}$

つまりいずれの場合においても、速度比は遊星歯車の歯数に依存しない。そして太陽歯車・外輪歯車のうち、入力側の歯数を少なくし（つまり直径を小さくし）、もう一方の歯数を多くする（直径を大きくする）ことによって大きな減速比が得られる。

[編集] 応用

自転車の内装型変速機

自動車

複数のユニットを組み合わせたものが、乗用車のトルクコンバータ式のオートマチックトランスミッションの補助変速装置として一般的に用いられている。また、トヨタ・プリウスでは、太陽歯車を発電機に、遊星キャリアをエンジンに、外輪歯車を車輪（モータ）に接続することで、エンジンの駆動力を車輪（モータ）と発電機に分配するのに用いられている。