(57)【要約】【課題】従来の外歯歯車および内歯歯車の歯形形状は、プロレートエピサイクロイド曲線、プロレートハイポサイクロイド曲線、カーテイトエピサイクロイド曲線あるいはカーテイトハイポサイクロイド曲線によって形成されていたため、圧力角度が大きく、伝達効率が低い。【解決手段】内接噛合遊星歯車機構は、第１軸１と、この第１軸１の偏心部２を介して第１軸１に対して偏心回転可能な外歯歯車３と、この外歯歯車３が内接噛合する内歯歯車４と、外歯歯車３の自転成分のみを伝達する伝達手段５を介して連結された第２軸６とを備えるもので、外歯歯車３および内歯歯車４の歯形形状は、ともにピッチ円サークルの内側の歯形形状がハイポサイクロイド曲線で設けられるとともに、ピッチ円サークルの外側の歯形形状がエピサイクロイド曲線で設けられる。このため、外歯歯車３と内歯歯車４の圧力角度を小さくでき、伝達効率を高めることができる。【選択図】　　　　図１
2004044685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１軸と、
この第１軸に設けられた偏心部を介して前記第１軸に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車と、
この外歯歯車が内接噛合する内歯歯車と、
前記外歯歯車の自転成分のみを伝達する伝達手段を介して連結された第２軸と、を備えた内接噛合遊星歯車機構であって、
前記外歯歯車および前記内歯歯車の歯形形状は、
ピッチ円サークルの内側の歯形形状がハイポサイクロイド曲線で設けられるとともに、ピッチ円サークルの外側の歯形形状がエピサイクロイド曲線で設けられることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項２】
請求項１に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記外歯歯車の歯数をＮ、
前記外歯歯車のピッチ円サークルの直径をφＤ１　、
前記内歯歯車の歯数をＭ、
前記内歯歯車のピッチ円サークルの直径をφＤ２　、
前記外歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｈ、
前記外歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｅ、
前記内歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｈ、
前記内歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｅとした場合に、
φＤ１　／Ｎ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たすことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項３】
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、且つφＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たすことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項４】
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、且つφＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たすことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項５】
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＝φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｅ＝φＤ２　Ｈの関係を満たすことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項６】
請求項２、請求項３、請求項５のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記外歯歯車においてハイポサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのハイポサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから内径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項７】
請求項２、請求項４、請求項５のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記内歯歯車においてエピサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのエピサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから外径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項８】
請求項２〜請求項５のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記外歯歯車においてハイポサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのハイポサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから内径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備え、
前記内歯歯車においてエピサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのエピサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから外径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項９】
請求項２に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記偏心部の偏心量αは、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＝｛（φＤ２　／Ｍ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）に設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１０】
請求項３または請求項６に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記偏心部の偏心量αは、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋（φＤ１　Ｈ−φＤ１　Ｅ）以下に設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１１】
請求項４または請求項７に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記偏心部の偏心量αは、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）以下に設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１２】
請求項４または請求項８に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記偏心部の偏心量αは、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋２（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）以下に設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１３】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記伝達手段は、
前記第２軸と一体に回転するフランジの同一円周上に設けた複数の内ピン穴と、
この内ピン穴にそれぞれ遊嵌し、一端が前記外歯歯車に固定され、この外歯歯車の同一円周上に設けた複数の内ピンと、によって構成されることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１４】
請求項１〜請求項１２のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記伝達手段は、
前記外歯歯車の同一円周上に設けた複数の内ピン穴と、
この内ピン穴にそれぞれ遊嵌し、一端が前記第２軸と一体に回転するフランジに固定され、このフランジの同一円周上に設けた複数の内ピンと、によって構成されることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記複数の内ピン穴を形成するピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｈｏｌｅと、
前記複数の内ピンを形成するピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｐｉｎ　とは、同一寸法であることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１６】
請求項１４に記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記複数の内ピン穴は、その複数の内ピン穴を形成するピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けられるとともに、
前記複数の内ピンは、その複数の内ピンを形成するピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１７】
請求項１３〜請求項１６のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、前記内ピン穴の直径φＤｈｏｌｅは、前記偏心部の偏心量α＋前記内ピンの直径φＤｐｉｎ　以上に設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１８】
請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、前記内ピンは、その内径側および外径側に前記内ピン穴との接触を回避する逃がし部を備えることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項１９】
請求項１３〜請求項１７のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、前記内ピン穴は、その内径側および外径側に前記内ピンとの接触を回避する逃がし部を備えることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【請求項２０】
請求項１〜請求項１９のいずれかに記載の内接噛合遊星歯車機構において、
前記第２軸は、滑り軸受を介してハウジングに回転自在に支持されるとともに、前記第１軸の一端は、第１軸受を介して前記第２軸に回転自在に支持されるものであり、
前記滑り軸受の軸方向の支持区間ｘと、前記第１軸の軸方向の支持区間ｙとは、オーバーラップして設けられたことを特徴とする内接噛合遊星歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、減速機や増速機に用いられる内接噛合遊星歯車機構に関するもので、特に歯形形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内接噛合遊星歯車機構における外歯歯車および内歯歯車の歯形形状は、プロレートエピサイクロイド曲線、プロレートハイポサイクロイド曲線、カーテイトエピサイクロイド曲線あるいはカーテイトハイポサイクロイド曲線によって形成されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、プロレートエピサイクロイド曲線、プロレートハイポサイクロイド曲線、カーテイトエピサイクロイド曲線あるいはカーテイトハイポサイクロイド曲線で歯形が形成された内接噛合遊星歯車機構は、圧力角度が大きいため、伝達効率が低いという不具合があった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外歯歯車と内歯歯車の圧力角度を小さくして伝達効率を高めることのできる内接噛合遊星歯車機構の提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１の手段〕
請求項１の手段を採用し、外歯歯車および内歯歯車の歯形形状を、ピッチ円サークルの内側の歯形形状をハイポサイクロイド曲線で設けるとともに、ピッチ円サークルの外側の歯形形状をエピサイクロイド曲線で設けることにより、圧力角度を小さくでき、伝達効率を高めることができる。
【０００６】
以下においては、外歯歯車の歯数をＮ、
外歯歯車のピッチ円サークルの直径をφＤ１　、
内歯歯車の歯数をＭ、
内歯歯車のピッチ円サークルの直径をφＤ２　、
外歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｈ、
外歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｅ、
内歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｈ、
内歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｅとして説明する。
【０００７】
〔請求項２の手段〕
請求項２の手段を採用し、φＤ１　／Ｎ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たすように設けても良い。
【０００８】
〔請求項３の手段〕
請求項３の手段を採用し、φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、且つφＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たすように設けても良い。
このように設けられることによって、クリアランスが外歯歯車に形成され、内歯歯車との干渉を回避できる。
【０００９】
〔請求項４の手段〕
請求項４の手段を採用し、φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、且つφＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たすように設けても良い。
このように設けられることによって、クリアランスが内歯歯車に形成され、外歯歯車との干渉を回避できる。
【００１０】
〔請求項５の手段〕
請求項５の手段を採用し、
φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＝φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｅ＝φＤ２　Ｈの関係を満たすように設けても良い。
このように設けられることによって、クリアランスが外歯歯車と内歯歯車の双方に形成され、外歯歯車と内歯歯車の干渉を回避できる。
【００１１】
〔請求項６の手段〕
請求項６の手段を採用し、外歯歯車においてハイポサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのハイポサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから内径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えても良い。
【００１２】
〔請求項７の手段〕
請求項７の手段を採用し、内歯歯車においてエピサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのエピサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから外径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えても良い。
【００１３】
〔請求項８の手段〕
請求項８の手段を採用し、外歯歯車においてハイポサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのハイポサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから内径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備え、内歯歯車においてエピサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形は、そのエピサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから外径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部を備えても良い。
【００１４】
上記請求項６〜８の手段を採用することによって、トルク伝達に寄与しない歯先部分の接触による摩耗損失を確実に防止できる。
また、逃がし部をグリース溜まりとして利用できるため、グリース切れを防止できる。
さらに、エピサイクロイド曲線とハイポサイクロイド曲線とが滑らかに接続できるため、突出した部分の接触による応力集中を緩和でき、歯面の偏摩耗を防止できる。
【００１５】
〔請求項９の手段〕
請求項９の手段を採用し、偏心部の偏心量αを、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＝｛（φＤ２　／Ｍ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）に設けても良い。
【００１６】
〔請求項１０手段〕
請求項１０の手段を採用し、偏心部の偏心量αを、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋（φＤ１　Ｈ−φＤ１　Ｅ）以下に設けても良い。
【００１７】
〔請求項１１の手段〕
請求項１１の手段を採用し、偏心部の偏心量αを、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）以下に設けても良い。
【００１８】
〔請求項１２の手段〕
請求項１２の手段を採用し、偏心部の偏心量αを、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋２（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）以下に設けても良い。
【００１９】
上記請求項９〜１２の手段を採用することによって、偏心部の偏心量αが、歯先のクリアランス量に対して最適なものとなる。
このため、歯面が噛み合う部分での確実な噛み合い状態を実現できるとともに、歯先が接触せずに通り抜ける部分において歯先の干渉が起こらないようにできる。
【００２０】
〔請求項１３の手段〕
請求項１３の手段を採用し、伝達手段を、第２軸と一体に回転するフランジの同一円周上に設けた複数の内ピン穴と、この内ピン穴にそれぞれ遊嵌し、一端が外歯歯車に固定され、この外歯歯車の同一円周上に設けた複数の内ピンと、によって構成しても良い。
【００２１】
〔請求項１４の手段〕
請求項１４の手段を採用し、伝達手段を、外歯歯車の同一円周上に設けた複数の内ピン穴と、この内ピン穴にそれぞれ遊嵌し、一端が第２軸と一体に回転するフランジに固定され、このフランジの同一円周上に設けた複数の内ピンと、によって構成しても良い。
【００２２】
〔請求項１５の手段〕
請求項１５の手段を採用し、複数の内ピン穴を形成するピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｈｏｌｅと、複数の内ピンを形成するピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｐｉｎ　とを、同一寸法に設けても良い。
【００２３】
〔請求項１６の手段〕
請求項１６の手段を採用し、複数の内ピン穴を、その複数の内ピン穴を形成するピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けるとともに、複数の内ピンを、その複数の内ピンを形成するピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けても良い。
【００２４】
〔請求項１７の手段〕
請求項１７の手段を採用し、内ピン穴の直径φＤｈｏｌｅを、偏心部の偏心量α＋内ピンの直径φＤｐｉｎ　以上に設けても良い。
このように設けることによって、偏心部の偏心量αに対して内ピン径φＤｐｉｎ　と内ピン穴径φＤｈｏｌｅとの寸法関係を最適なものとすることができる。このため、内ピンと内ピン穴とのこじりによるトルクムラの発生を防止できる。
【００２５】
〔請求項１８の手段〕
請求項１８の手段を採用し、内ピンの内径側および外径側に、内ピン穴との接触を回避する逃がし部を設けても良い。
【００２６】
〔請求項１９の手段〕
請求項１９の手段を採用し、
内ピン穴の内径側および外径側に、内ピンとの接触を回避する逃がし部を設けても良い。
【００２７】
上記請求項１８、１９の手段を採用することにより、圧力角度が大きくなる位置関係で内ピンと内ピン穴が接触しない構造にでき、機械効率を向上させることができる。
また、逃がし部をグリース溜まりとして利用できるため、グリース切れを防止できる。
【００２８】
〔請求項２０の手段〕
請求項２０の手段を採用し、第２軸を滑り軸受を介してハウジングに回転自在に支持し、第１軸の一端を第１軸受を介して第２軸に回転自在に支持し、滑り軸受の軸方向の支持区間ｘと第１軸の軸方向の支持区間ｙとをオーバーラップして設けても良い。
このように設けることによって、負荷の反力に起因する第１軸の傾斜を回避できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例および変形例を用いて説明する。
〔実施例〕
本発明が適用された内接噛合遊星歯車機構を図１〜図２２を参照して説明する。なお、この実施例では、便宜上、図１左側をフロント（前）、右側をリヤ（後）として説明する。
【００３０】
まず、内接噛合遊星歯車機構の概略構造を図１〜図７を参照して説明する。
この実施例の内接噛合遊星歯車機構は、小型且つ薄型の減速機として用いられるものであり、第１軸１と、この第１軸１に設けられた偏心部２を介して第１軸１に対して偏心回転可能な状態で取り付けられた外歯歯車３と、この外歯歯車３が内接噛合する内歯歯車４と、外歯歯車３の自転成分のみを伝達する伝達手段５を介して連結された第２軸６とを備える。
【００３１】
この実施例の伝達手段５は、第２軸６と一体に回転するフランジ１０の同一円周上に設けた複数の内ピン穴１１と、この内ピン穴１１にそれぞれ遊嵌し、一端が外歯歯車３に固定され、この外歯歯車３の同一円周上に設けられた複数の内ピン１２とによって構成される。
なお、この実施例とは異なり、伝達手段５を、外歯歯車３の同一円周上に設けた複数の内ピン穴１１と、この内ピン穴１１にそれぞれ遊嵌し、一端が第２軸６と一体に回転するフランジ１０に固定され、このフランジ１０の同一円周上に設けた複数の内ピン１２とによって構成しても良い。
【００３２】
減速機として使用する場合、第１軸１は、入力軸であり、フロント側の端部に設けられた第１転がり軸受１３（第１軸受に相当する）と、リヤ側の端部に設けられた第２転がり軸受け１４とによって回転自在に支持される。なお、第１転がり軸受１３は、第２軸６の後端内側において支持されるものであり、第２転がり軸受け１４は、リヤハウジング１５に支持されるものである。
偏心部２は、第１軸１の回転中心に対して偏心回転して外歯歯車３を揺動回転させる軸であり、偏心部２の外周に配置された第３転がり軸受１６を介して外歯歯車３を回転自在に支持するものである。
【００３３】
第１軸１と同様に、減速機として使用する場合、第２軸６は、出力軸であり、滑り軸受１７を介してフロントハウジング１８に対し回転自在に支持される。
ここで、滑り軸受１７の軸方向の支持区間ｘは、第１転がり軸受１３の軸方向の支持区間ｙに対してオーバーラップするように設けられている。このように設けることによって、外歯歯車３と内歯歯車４の噛合にかかる負荷の反力に起因する第１軸１の傾斜を回避できる。
【００３４】
外歯歯車３は、上述したように、第３転がり軸受１６を介して第１軸１の偏心部２に対して回転自在に支持されるものであり、偏心部２の回転によって内歯歯車４に押しつけられた状態で回転するように構成されている。
内歯歯車４は、フロント面側に形成された固定用打出部１９によってフロントハウジング１８に固定されるものである。
【００３５】
複数の内ピン１２は、外歯歯車３のフロント面側に突出する形で設けられている。
複数の内ピン穴１１は、第２軸６の後端に設けられたフランジ１０に設けられており、内ピン１２と内ピン穴１１の嵌まり合いによって、外歯歯車３の自転運動が第２軸６に伝えられるように構成されている。
【００３６】
次に、図８を参照してサイクロイド曲線の定義を説明する。
サイクロイド曲線は、図８中のａ，ｂ，ｃ，ａ’，ｂ’，ｃ’に示されるように、ピッチ円サークル（基円）の円弧上を外転円もしくは内転円を滑りなく転がしたときの転円の半径方向の一点が描く軌跡である。
このうち、外転円を転がすことで描かれる軌跡が一般にエピサイクロイド曲線（ａ，ｂ，ｃ）と呼ばれ、内転円を転がすことで描かれる軌跡が一般にハイポサイクロイド曲線（ａ’，ｂ’，ｃ’）と呼ばれる。
【００３７】
具体的には、軌跡を描く点を転円の内側（半径方向内側）に取ったものがプロレートエピサイクロイド曲線（ａ）、プロレートハイポサイクロイド曲線（ａ’）と呼ばれ、軌跡を描く点を転円の外側（半径方向外側）に取ったものをカーテイトエピサイクロイド曲線（ｃ）、カーテイトハイポサイクロイド曲線（ｃ’）と呼ばれる。
そして、軌跡を描く点を転円の円弧上に取ったものも、単にエピサイクロイド曲線（ｂ）、ハイポサイクロイド曲線（ｂ’）と呼ばれる。
ここで、本発明で称しているエピサイクロイド曲線、ハイポサイクロイド曲線は、軌跡を描く点を転円の円弧上に取ったエピサイクロイド曲線（ｂ）、ハイポサイクロイド曲線（ｂ’）を指すものである。
【００３８】
次に、外歯歯車３および内歯歯車４の歯形形状について説明する。
外歯歯車３および内歯歯車４の歯形形状は、ともにピッチ円サークルの内側の歯形形状がハイポサイクロイド曲線で設けられるとともに、ピッチ円サークルの外側の歯形形状がエピサイクロイド曲線で設けられるものである。
【００３９】
具体的な外歯歯車３および内歯歯車４の歯形形状は、
外歯歯車３の歯数をＮ、
外歯歯車３のピッチ円サークルの直径をφＤ１　、
内歯歯車４の歯数をＭ、
内歯歯車４のピッチ円サークルの直径をφＤ２　、
外歯歯車３の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｈ、
外歯歯車３の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ１　Ｅ、
内歯歯車４の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｈ、
内歯歯車４の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径をφＤ２　Ｅとした場合に、
φＤ１　／Ｎ＝φＤ２　／Ｍの関係を満し、
φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＝φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｅ＝φＤ２　Ｈの関係を満たすように設けられている。
【００４０】
つまり、φＤ１　／Ｎ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＞φＤ１　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｈ＋φＤ１　Ｅ＝φＤ１　／Ｎの関係を満たすことにより、
外歯歯車３の歯形形状が図９中実線Ａに示すようになり、図９中実線Ｂに示すクリアランス０の歯形に対して所定のクリアランスΔｘが形成される。
【００４１】
また、φＤ１　／Ｎ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＜φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ２　Ｈ＋φＤ２　Ｅ＝φＤ２　／Ｍの関係を満たすことにより、
内歯歯車４の歯形形状が図９中実線Ｃに示すようになり、図９中実線Ｂに示すクリアランス０の歯形に対して所定のクリアランスΔｙが形成される。
【００４２】
さらに、φＤ１　Ｈ＝φＤ２　Ｅの関係を満たし、
φＤ１　Ｅ＝φＤ２　Ｈの関係を満たすことにより、
外歯歯車３と内歯歯車４にそれぞれ形成されるクリアランスΔｘ、Δｙが等しくなる（Δｘ＝Δｙ）。
このように設けられることによって、クリアランスが外歯歯車３と内歯歯車４の双方に形成され、外歯歯車３と内歯歯車４の干渉を確実に回避できる。
【００４３】
ここで、外歯歯車３の歯形を示す図９中の実線Ａは、ピッチ円サークルの外側のエピサイクロイド曲線（図中Ａ１　参照）と、ピッチ円サークルの内側のハイポサイクロイド曲線（図中Ａ２　参照）とを連続したものであり、内歯歯車４の歯形を示す図９中の実線Ｃは、ピッチ円サークルの外側のエピサイクロイド曲線（図中Ｃ１　参照）と、ピッチ円サークルの内側のハイポサイクロイド曲線（図中Ｃ２　参照）とが連続したものである。
【００４４】
図２〜図７では、外歯歯車３の歯数Ｎ＝６０、内歯歯車４の歯数Ｍ＝６１とした例を開示した。
しかるに、図１０では、外歯歯車３と内歯歯車４の接触点β（トルク伝達に付与する部分であり、以下接触点βと称す）の説明のために、外歯歯車３の歯数Ｎ＝９、内歯歯車４の歯数Ｍ＝１０とした例を開示する。
図１０に示すように、接触点βは、外歯歯車３のピッチ円サークルより内径側には、図１０中１番上（外歯歯車３と内歯歯車４が径方向に最も接近する部分）の接触点βを除いて存在せず、一番上の接触点βから遠ざかるにつれて接触点βが外歯歯車３の外径方向に近づいてゆき、トルク伝達の影響が小さくなる。そして、図１０中の下側では外歯歯車３と内歯歯車４の接触がなくなり、トルク伝達の影響がなくなる。
なお、内歯歯車４に関しては、内歯歯車４のピッチ円サークルより外径方向に接触点βを持つことはない。
【００４５】
ここで、図１０中に示す一点鎖線Ａは、内歯歯車４のハイポサイクロイド曲線よりなる歯中心と、内歯歯車４のピッチ円サークルの中心とを結ぶ線分である。また、図１０中に示す一点鎖線Ｂは、外歯歯車３のエピサイクロイド曲線よりなる歯中心と、外歯歯車３のピッチ円サークルの中心とを結ぶ線分である。
さらに、図１０中に示す実線Ｃは、一点鎖線Ａと内歯歯車４のピッチ円サークルの交点と、一点鎖線Ｂと外歯歯車３のピッチ円サークルの交点とを結ぶ線分である。
そして、トルク伝達に付与する接触点βは、実線Ｃと歯との交点であって、外歯歯車３のピッチ円サークルの中心点が図中時計回り方向に偏心回転する場合、外歯歯車３のピッチ円サークルの中心点と、内歯歯車４のピッチ円サークルの中心点とを通る線分よりも右側のみに存在する。
【００４６】
図１１に示されるように、外歯歯車３においてハイポサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形には、そのハイポサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから内径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部２１（図中ハッチングで示す部分）が形成されている。
また、内歯歯車４においてエピサイクロイド曲線で描かれる部分の歯形にも、そのエピサイクロイド曲線を描くためのピッチ円サークルから外径方向に向かうに従って幅の広がる逃がし部２２（図中ハッチングで示す部分）が形成されている。
【００４７】
このように外歯歯車３および内歯歯車４の双方に逃がし部２１、２２を設けることによって、トルク伝達に寄与しない歯先部分の接触による摩耗損失を確実に防止できる。
また、逃がし部２１、２２をグリース溜まりとして利用できるため、外歯歯車３と内歯歯車４の噛合部分のグリース切れを防止できる。
さらに、エピサイクロイド曲線とハイポサイクロイド曲線とが滑らかに接続できるため、突出した部分の接触による応力集中を緩和でき、歯面の偏摩耗を防止できる。
【００４８】
次に、図２の矢印Ａの部分の拡大図を図１２に示す。
第１軸１の回転中心に対する偏心部２の回転中心の偏心量αを、
α＝｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）
とした場合、外歯歯車３と内歯歯車４が径方向に最も接近する部分（図１２参照）における外歯歯車３と内歯歯車４の径方向のクリアランス（Δｘ＋Δｙ）は、
Δｘ＋Δｙ＝（φＤ１　Ｈ−φＤ１　Ｅ）＋（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）となる。
従って、偏心量αは、α＝α＋（Δｘ＋Δｙ）としても問題がないことが分かる。
【００４９】
次に、図２の矢印Ｂの部分の拡大図を図１３に示す。
第１軸１の回転中心に対する偏心部２の回転中心の偏心量αを、
α＝｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）
とした場合、外歯歯車３と内歯歯車４が最も離れる部分（図１３参照）における外歯歯車３と内歯歯車４の最接近距離（Δｘ＋Δｙ）／２は、
（Δｘ＋Δｙ）／２＝｛（φＤ１　Ｈ−φＤ１　Ｅ）＋（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）｝／２となる。
偏心量αは、α＝α−（Δｘ＋Δｙ）としても問題がないことが分かるが、その場合は図１２で示した噛み合い部での噛み合い率が低下するため、好ましくない。
【００５０】
また、偏心量αは、
｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）以上であり、　　　　　　　　　　　　　｛（φＤ１　／Ｎ）／２｝×（Ｍ−Ｎ）＋２（φＤ２　Ｅ−φＤ２　Ｈ）以下に設けられる。
このように設けることによって、偏心量αが、歯先のクリアランス量に対して最適なものとなる。
このため、歯面が噛み合う部分での確実な噛み合い状態を実現できるとともに、歯先が接触せずに通り抜ける部分（図１３参照）において歯先の干渉が起こらないようにできる。
【００５１】
図１４〜図１６を参照して内ピン穴１１と内ピン１２の関係を説明する。
内ピン穴１１のピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｈｏｌｅと、内ピン１２のピッチ円サークルの直径φＤＰＤＣ−ｐｉｎ　とを同一寸法に設けている（φＤＰＤＣ−ｈｏｌｅ＝φＤＰＤＣ−ｐｉｎ　）。
また、複数の内ピン穴１１を、内ピン穴１１のピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けるとともに、複数の内ピン１２も、内ピン１２のピッチ円サークルに対して等角度ピッチで設けている。
そして、内ピン穴１１の直径φＤｈｏｌｅを、偏心量α＋内ピン１２の直径φＤｐｉｎ　より大きく設けている（φＤｈｏｌｅ＞α＋φＤｐｉｎ　）。
以上のように設けることによって、偏心量αに対して内ピン１２径φＤｐｉｎ　と内ピン穴１１径φＤｈｏｌｅとの寸法関係を最適なものとすることができ、内ピン１２と内ピン穴１１とのこじりによるトルクムラの発生を防止できる。
【００５２】
図１７〜図２１に内ピン１２から内ピン穴１１への伝達トルクを示す。
内ピン１２から内ピン穴１１へトルク伝達を行う接触点γは、図１７中において、外歯歯車３のピッチ円サークルの中心点と、内歯歯車４のピッチ円サークルの中心点とを通る線分Ｘ−Ｘよりも右側のみに存在する。
そして、図１７の矢印Ａの部分における接触点γは図１８に示すように内ピン１２が内ピン穴１１に対して荷重ＦＡ　を発生し、図１７の矢印Ｂの部分における接触点γは図１９に示すように内ピン１２が内ピン穴１１に対して荷重ＦＢ　を発生し、図１７の矢印Ｃの部分における接触点γは図２０に示すように内ピン１２が内ピン穴１１に対して荷重ＦＣ　を発生し、図１７の矢印Ｄの部分における接触点γは図２１に示すように内ピン１２が内ピン穴１１に対して荷重ＦＤ　を発生する。
【００５３】
また、この実施例の内ピン１２には、図２２に示されるように、内ピン１２の内径側および外径側に、内ピン穴１１との接触を回避する逃がし部２３が設けられている。
このように内ピン１２の内径側および外径側に逃がし部２３を設けることによって、圧力角度が大きくなる位置関係で内ピン１２と内ピン穴１１が接触しない構造にでき、機械効率を向上させることができる。また、逃がし部２３をグリース溜まりとして利用できるため、内ピン１２と内ピン穴１１の接触部分におけるグリース切れを防止できる。
なお、この実施例では、内ピン１２の内径側および外径側に逃がし部２３を設けた例を示したが、この実施例とは異なり、内ピン穴１１の内径側および外径側に、内ピン１２との接触を回避する逃がし部２３を設けても良い。
【００５４】
（実施例の効果）
上記で示した内接噛合遊星歯車機構における外歯歯車３および内歯歯車４の歯形形状を、ピッチ円サークルの内側の歯形形状をハイポサイクロイド曲線で設けるとともに、ピッチ円サークルの外側の歯形形状をエピサイクロイド曲線で設けることにより、外歯歯車３と内歯歯車４の接触点γにおける圧力角度を小さくでき、伝達効率を高めることができる。
【００５５】
〔変形例〕
上記の実施例では、内歯歯車４を固定し、第１軸１を入力軸、第２軸６を出力軸とした例を示したが、第２軸６を固定し、第１軸１を入力軸、内歯歯車４を出力軸とすることによって減速機を構成しても良い。また、これらの入力軸と出力軸を逆転させることにより、増速機を構成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】内接噛合遊星歯車機構の断面図である。
【図２】図１のＡ方向（後側）から見た図である。
【図３】図１のＢ方向（前側）から見た図である。
【図４】内接噛合遊星歯車機構を後側から見た斜視図である。
【図５】内接噛合遊星歯車機構を前側から見た斜視図である。
【図６】内接噛合遊星歯車機構を後側から見た分解斜視図である。
【図７】内接噛合遊星歯車機構を前側から見た分解斜視図である。
【図８】各種サイクロイド曲線の説明図である。
【図９】外歯歯車および内歯歯車の歯形形状を示す図である。
【図１０】外歯歯車と内歯歯車の接触点の説明図である。
【図１１】外歯歯車および内歯歯車に設けた逃がし部の説明図である。
【図１２】図２のＡ部分の拡大図である。
【図１３】図２のＢ部分の拡大図である。
【図１４】外歯歯車を前側から見た図である。
【図１５】フランジが設けられた第２軸を前側から見た図である。
【図１６】内ピンのピッチ円サークルと内ピン穴のピッチ円サークルを示す内接噛合遊星歯車機構を前側から見た図である。
【図１７】内ピンと内ピン穴の接触点、および内ピン穴にかかる荷重とその分力方向を示す図である。
【図１８】図１７のＡ部分の拡大図である。
【図１９】図１７のＢ部分の拡大図である。
【図２０】図１７のＣ部分の拡大図である。
【図２１】図１７のＤ部分の拡大図である。
【図２２】内ピンに設けた逃がし部の説明図である。
【符号の説明】
１　第１軸
２　偏心部
３　外歯歯車
４　内歯歯車
５　伝達手段
６　第２軸
１０　フランジ
１１　内ピン穴
１２　内ピン
１３　第１転がり軸受（第１軸受）
１７　滑り軸受
２１　外歯歯車の逃がし部
２２　内歯歯車の逃がし部
２３　内ピンの逃がし部
α　偏心部の偏心量
ｘ　滑り軸受の軸方向の支持区間
ｙ　第１転がり軸受の支持区間
Ｎ　　外歯歯車の歯数
Ｍ　　内歯歯車の歯数
φＤ１　　外歯歯車のピッチ円サークルの直径
φＤ２　　内歯歯車のピッチ円サークルの直径
φＤ１　Ｈ　外歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くためのの転円の直径
φＤ１　Ｅ　外歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径
φＤ２　Ｈ　内歯歯車の歯形曲線を形成するハイポサイクロイド曲線を描くための転円の直径
φＤ２　Ｅ　内歯歯車の歯形曲線を形成するエピサイクロイド曲線を描くための転円の直径
φＤＰＤＣ−ｈｏｌｅ　複数の内ピン穴のピッチ円サークルの直径
φＤＰＤＣ−ｐｉｎ　　複数の内ピンのピッチ円サークルの直径
φＤｈｏｌｅ　　　内ピン穴の直径
φＤｐｉｎ　　　　内ピンの直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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