(57)【要約】【課題】小型で騒音が小さい内接歯車型変速機を実現する。【解決手段】Ｚｉ枚の外歯を有するインナーロータ１０と、外歯と噛み合うＺｏ（＝Ｚｉ＋１）枚の内歯を有するアウターロータ２０とを有し、互いに噛み合って回転する両ロータの回転速度差に応じた増減速比で入力軸から出力軸に動力を伝達する内接型変速機のロータを、インナーロータ１０およびアウターロータ２０が、それぞれ一様な歯面形状が軸線方向に連続するヘリカル状に形成されるとともに、軸線方向一端において噛み合う位置関係にあり、軸線方向一端における歯面形状を基準として、軸線方向いずれかの位置におけるインナーロータ１０の歯面形状の回転角度αとアウターロータ２０の歯面形状の回転角度βとが、β＝α×Ｚｉ／Ｚｏ（ただしα≠０）の関係を満たし、この関係が両ロータの軸線方向全長にわたり維持されている構成とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｚｉ枚の外歯を有するインナーロータと、前記外歯と噛み合うＺｏ（＝Ｚｉ＋１）枚の内歯を有するアウターロータとを有し、互いに噛み合って回転する両ロータの回転速度差に応じた増減速比で入力軸から出力軸に動力を伝達する内接型変速機のロータであって、
前記インナーロータおよびアウターロータが、それぞれ一様な歯面形状が軸線方向に連続するヘリカル状に形成されるとともに、軸線方向一端において噛み合う位置関係にあり、
軸線方向一端における歯面形状を基準として、軸線方向いずれかの位置における前記インナーロータの歯面形状の回転角度αと前記アウターロータの歯面形状の回転角度βとが、
β＝α×Ｚｉ／Ｚｏ（ただしα≠０）
の関係を満たし、この関係が両ロータの軸線方向全長にわたり維持されていることを特徴とする内接ヘリカル型変速機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯とが内接し互いに噛み合って回転する両ロータの回転速度差により入力軸に対する出力軸の速度を増減させる内接型変速機のロータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内接歯車を用いることにより、変速軸間距離を小さくできるため小型軽量で、高効率・低騒音での駆動を可能にした減速機が実現され、クレーンなどの産業用機器に利用されている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭５４−１０８９０８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一方、歯車の噛み合いにおいては、歯面を軸線に対して斜めとすることにより噛み合いが連続的に行われるため、回転伝達が円滑で静音性に優れ、歯の強度が大となることが知られており、はすば歯車等のヘリカル型歯車が外接型の変速歯車等に多く用いられている。
これに対して、上述の内接歯車型減速機においても、より円滑に駆動し静粛性が高い減速機を実現するために、歯面を軸線に対して斜めにするヘリカル型とする構成が検討されていた。
【０００５】
本発明は、以上の課題に鑑みてなされたもので、小型で騒音が小さい内接型変速機を実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る内接ヘリカル型変速機のロータは、Ｚｉ枚の外歯を有するインナーロータと、外歯と噛み合うＺｏ（＝Ｚｉ＋１）枚の内歯を有するアウターロータとを有し、互いに噛み合って回転する両ロータの回転速度差に応じた増減速比で入力軸から出力軸に動力を伝達する内接型変速機のロータであって、インナーロータおよびアウターロータが、それぞれ一様な歯面形状が軸線方向に連続するヘリカル状に形成されるとともに、軸線方向一端において噛み合う位置関係にあり、軸線方向一端における歯面形状を基準として、軸線方向いずれかの位置におけるインナーロータの歯面形状の回転角度αとアウターロータの歯面形状の回転角度βとが、
β＝α×Ｚｉ／Ｚｏ（ただしα≠０）
の関係を満たし、この関係が両ロータの軸線方向全長にわたり維持されていることを特徴としている。
【０００７】
この発明によれば、両ロータが互いに噛み合っている位置関係を基準として、軸線方向のいずれかの位置におけるインナーロータの歯面の回転角度をαとすると、この位置でのアウターロータの歯面の回転角度は両ロータの歯数比に比例してαよりも小さい回転角度βとなるように形成されている。
すなわち、歯数比がＺｉ／Ｚｏである両ロータは、インナーロータが角度αだけ回転するとアウターロータはβ＝α×Ｚｉ／Ｚｏだけ回転されることになるので、上述のようなヘリカル形状とすることにより、インナーロータの回転に伴い、一端での両ロータの噛み合い位置関係が軸線方向に順次移行しながら生じることになる。
したがって、スパー形状とは異なり歯面同士の接触が連続的となり、バックラッシに起因する歯面同士の不連続な接触による騒音の発生を抑制することができる。
【０００８】
なお、インナーロータの歯面形状の回転角度αは、５°よりも小さいとヘリカル形状による効果が薄く、３５°よりも大きいと製造が困難となるので、
５°≦α≦３５°
とすることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に、本実施形態による内接ヘリカル型変速機のロータを示す。このロータは、Ｚｉ（＝６）枚の外歯を有するインナーロータ１０と、この外歯と噛み合うＺｏ（＝７）枚の内歯を有するアウターロータ２０とが偏心して配置されて噛み合い、図の矢印方向に回転駆動されるインナーロータ１０によってアウターロータ２０が従回転される構成となっている。
【００１０】
ここで、たとえば、図示しない入力軸がインナーロータ１０を回転させ、図示しない出力軸に接続されたアウターロータ２０が回転されるようにすると、減速機のロータを構成することができ、逆に入力軸がアウターロータ２０を回転させ、出力軸に接続されたインナーロータ１０が回転されるようにすると、増速機のロータを構成することができる。より具体的には、インナーロータを入力軸、アウターロータを出力軸として、アウターロータの外周面に歯車を形成すれば、歯数比Ｚｉ／Ｚｏの減速が可能となる。
【００１１】
図２に示すインナーロータ１０は、基礎円上を転がる転円が形成するサイクロイド曲線によって外歯が創生された軸方向長さｌのサイクロイドロータであって、その歯面が軸線Ｏｉに対して斜めに形成されたヘリカル型である。
【００１２】
ここでインナーロータ１０のヘリカル形状について説明する。このインナーロータ１０の歯面形状は、一端側の第１面１１での位置に対して、歯面形状が軸線（中心）Ｏｉ中心に所定の割合で回転しながら、他端側の第２面１２に至るまで連続しているヘリカル形状となっている。
【００１３】
すなわち、インナーロータ１０の第１面１１における角度位置を基準として、第２面１２（第１面１１からの距離ｌ）における位置が、回転角度α（ｌ）（本実施形態では７°）だけロータ回転駆動方向後方にずれ、第１面１１と第２面１２との間の歯面が軸線（中心）Ｏｉに対して斜めとなっている。なお、図１は第１面１１側から見た状態を示している。
【００１４】
図３に示すアウターロータ２０は、基礎円上を転がる転円が形成するサイクロイド曲線によって内歯が創生された軸方向長さがｌのサイクロイドロータであって、その歯面が軸線Ｏｏに対して斜めに形成されたヘリカル型である。
【００１５】
ここでアウターロータ２０のヘリカル形状について説明する。このアウターロータ２０の歯面形状は、一端側の第１面２１での位置に対して、歯面形状が軸線中心に所定の割合で回転しながら、他端側の第２面２２に至るまで連続しているヘリカル形状となっている。
【００１６】
すなわち、アウターロータ２０の第１面２１における位置を基準として、第２面２２（第１面１１からの距離ｌ）における位置が、回転角度β（ｌ）（本実施形態では６°）だけロータ回転駆動方向後方にずれ、第１面２１と第２面２２との間の歯面が軸線Ｏｏに対して斜めとなっている。なお、図１は第１面２１側から見た状態を示している。
【００１７】
図４は、両ロータ１０，２０が噛み合って、第１面１１，２１側に開口する面積が最大となる空間１００が形成された状態を示している。
このとき、第２面１２，２２では、図５に示すようにインナーロータ１０の回転角度α（ｌ）（＝７°）、アウターロータ２０の回転角度β（ｌ）（＝６°）だけ第１面１１，２１側よりも角度位置が遅れた形の噛み合い状態で開口している。
なお、図４および図５はいずれも第１面１１，２１側から第２面１２，２２側を見た図である。
【００１８】
両ロータ１０，２０の歯面間に形成される各空間は、第１面１１，２１から第２面１２，２２に至るまで両ロータ１０，２０が歯面の位置を異ならせて噛み合っているので、その開口位置が第１面１１，２１と第２面１２，２２とで異なる位置となっている。
【００１９】
ところで、インナーロータ１０によって回転されるアウターロータ２０の回転角度は、両ロータ１０，２０の歯数比に比例し、インナーロータ１０の回転角度に応じて決定される。
すなわち、軸線方向いずれかの位置におけるインナーロータ１０歯面の回転角度αから、この位置でアウターロータ２０を噛み合わせるために適切なアウターロータ２０歯面の回転角度βを得ることができるので、この関係を満たすように両ロータ１０，２０の歯面を形成すれば、どの位置においても、また軸線方向どの位置においても、両ロータ１０，２０が噛み合っている状態となる。
【００２０】
第１面１１において噛み合う位置関係にあるインナーロータ１０およびアウターロータ２０の歯面は、この位置を基準として、軸線方向いずれかの位置におけるインナーロータ１０の回転角度αとアウターロータ２０の回転角度βとが、
β＝α×Ｚｉ／Ｚｏ
を満たすようにヘリカル状に形成される。本実施形態では、Ｚｉ＝６枚、Ｚｏ＝７枚であるから、インナーロータ１０の第２面１２での回転角度α＝７°に対して、アウターロータ２０の第２面２２での回転角度βが６°となり、第１面１１，２１と第２面１２，２２との間が連続する形状となる。なお、α≠０、β≠０とする。
【００２１】
以上のように、歯面がヘリカル状に形成されているインナーロータ１０およびアウターロータ２０とを噛み合わせることにより、駆動が円滑で騒音が小さく、効率のよい内接ヘリカル型の変速機を構成することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１の発明に係る内接ヘリカル型変速機のロータによれば、歯面同士の接触が連続的に行われるので、バックラッシに起因する歯面同士の不連続な接触による騒音や振動の発生を抑制することができ、精密な駆動が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による内接ヘリカル型変速機のロータを示す図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインナーロータを示す図である。
【図３】本発明の一実施形態によるアウターロータを示す図である。
【図４】図１に示すロータに形成される空間の一端側の開口状態を示す図である。
【図５】図１に示すロータに形成される空間の他端側の開口状態を示す図である。
【符号の説明】
１０  インナーロータ
２０  アウターロータ
１００  空間
Ｏｉ  軸線（中心）
Ｏｏ  軸線（中心）
α，β  回転角度
【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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