(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内歯車（２０）と、
前記内歯車の軸心（ＡＸ１）まわりに回転可能であり、前記軸心と同心の同心部（３１、３２）、および、前記軸心に対して偏心している偏心部（３３）を有する入力軸（３０）と、
前記内歯車と内接するように噛み合っており、前記偏心部の軸心である偏心軸心（ＡＸ２）まわりに自転可能かつ前記軸心まわりに公転可能に前記偏心部によって支持されている外歯車（４０）と、
前記軸心まわりに回転可能な出力軸（５０）と、
前記外歯車の自転を前記出力軸に伝達する伝達手段（６０）と、
を備え、
前記伝達手段は、前記外歯車に設けられている第１伝達面（６１、９１）および第２伝達面（６３、９３）と、前記出力軸に設けられ、前記外歯車が周方向の一方へ回転するとき前記第１伝達面に当接する第１被伝達面（６２、９２）と、前記出力軸に設けられ、前記外歯車が周方向の他方へ回転するとき前記第２伝達面に当接する第２被伝達面（６４、９４）とから構成され、
前記第１伝達面および前記第２伝達面は曲面であり、
前記第１被伝達面は、平面であり、当該第１被伝達面が延長された仮想的な平面である延長平面（Ｓ１、Ｓ３）が前記軸心を通り且つ前記軸心に平行となるよう形成されており、
前記第２被伝達面は、平面であり、当該第２被伝達面が延長された仮想的な平面である延長平面（Ｓ２、Ｓ４）が前記軸心を通り且つ前記軸心に平行となるよう形成されていることを特徴とする内接噛合遊星歯車機構（１０）。
【請求項２】
前記第１伝達面および前記第２伝達面は、前記外歯車から前記出力軸側に突き出している突起（６５）の外壁面の一部であり、
前記第１被伝達面および前記第２被伝達面は、前記突起が挿入されている前記出力軸の穴（６６）の内壁面の一部であることを特徴とする請求項１に記載の内接噛合遊星歯車機構。
【請求項３】
前記第１伝達面および前記第２伝達面は、前記外歯車に形成されている穴（９５）の内壁面の一部であり、
前記第１被伝達面および前記第２被伝達面は、前記出力軸から前記外歯車側に突き出して前記穴に挿入されている突起（９６）の外壁面の一部であることを特徴とする請求項１に記載の内接噛合遊星歯車機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内接噛合遊星歯車機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば減速機や増速機などに用いられる内接噛合遊星歯車機構が知られている。この内接噛合遊星歯車機構は、内歯車と、当該内歯車と内接するように噛み合っている外歯車と、内歯車と同軸上に設けられている出力軸と、外歯車の自転を出力軸に伝達する伝達手段とを備える。特許文献１に開示されている内接噛合遊星歯車機構の伝達手段は、外歯車から出力軸側に突き出す円柱状突起の外壁面と、この突起が挿入されている出力軸の円形穴の内壁面とから構成されている。円柱状突起は、円形穴の内壁面に対して摺動しながら外歯車の自転を伝達する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８２６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、特許文献１に開示された内接噛合遊星歯車機構では、円柱状突起の外壁面と円形穴の内壁面との接触は、曲面同士の接触となる。そのため、円柱状突起と円形穴との接触面の法線方向は、外歯車の回転中のほとんどにおいて出力軸の回転の接線方向と一致しない。したがって、外歯車から出力軸に作用する力には径方向成分も含まれることから、出力軸の軸受け部でロスが発生し、トルク伝達効率が低下するという問題があった。
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルク伝達効率を向上させた内接噛合遊星歯車機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、内歯車と、内歯車の軸心まわりに回転可能な入力軸と、内歯車と内接するように噛み合っている外歯車と、前記軸心まわりに回転可能な出力軸と、外歯車の自転を出力軸に伝達する伝達手段とを備える。入力軸は、前記軸心と同心の同心部、および、前記軸心に対して偏心している偏心部を有する。外歯車は、偏心部によって当該偏心部の軸心である偏心軸心まわりに自転可能かつ前記軸心まわりに公転可能に支持されている。
【０００６】
伝達手段は、外歯車に設けられている第１伝達面および第２伝達面と、出力軸に設けられている第１被伝達面および第２被伝達面とから構成されている。第１被伝達面は、外歯車が周方向の一方へ回転するとき第１伝達面に当接する。第２被伝達面は、外歯車が周方向の他方へ回転するとき第２伝達面に当接する。第１被伝達面は、平面であり、当該第１被伝達面が延長された仮想的な平面である延長平面が前記軸心を通り且つ前記軸心に平行となるよう形成されている。第２被伝達面は、平面であり、当該第２被伝達面が延長された仮想的な平面である延長平面が前記軸心を通り且つ前記軸心に平行となるよう形成されている。
【０００７】
このように構成することで、伝達手段の接触面の法線方向は、平面である被伝達面に垂直な方向と一致し、外歯車の回転中において常に出力軸の回転の接線方向と一致する。そのため、外歯車から出力軸に作用する力には径方向成分が含まれず、上記径方向成分に起因する出力軸の軸受け部でのロスは発生しない。したがって、本発明によれば、トルク伝達効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による内接噛合遊星歯車機構の概略構成を説明する断面図である。
【図２】図１の内接噛合遊星歯車機構を矢印ＩＩ方向から見た図である。
【図３】図２のＩＩＩ部拡大図であって、出力軸が周方向の一方に回転するときの伝達手段を示す図である。
【図４】図３に対応する図であって、出力軸が周方向の他方に回転するときの伝達手段を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による内接噛合遊星歯車機構の概略構成を説明する断面図である。
【図６】図５の内接噛合遊星歯車機構のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ部拡大図であって、出力軸が周方向の一方に回転するときの伝達手段を示す図である。
【図８】図７に対応する図であって、出力軸が周方向の他方に回転するときの伝達手段を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態による内接噛合遊星歯車機構を図１に示す。内接噛合遊星歯車機構１０は、例えばシフトバイワイヤシステムの駆動部においてモータの回転を減速するための減速機として用いられる。
【００１０】
（全体構成）
先ず、内接噛合遊星歯車機構１０の全体構成について図１、図２を参照して説明する。
内接噛合遊星歯車機構１０は、内歯車２０、入力軸３０、外歯車４０、出力軸５０、および伝達手段６０を備える。
【００１１】
内歯車２０は、軸心ＡＸ１上に設けられ、第１ハウジング７１に固定されている。本実施形態では、内歯車２０の内歯は、軸心ＡＸ１に直交する断面である横断面の形状が例えばサイクロイド曲線となるよう形成されている。
【００１２】
入力軸３０は、軸心ＡＸ１まわりに回転可能であり、軸心ＡＸ１と同心の同心部３１、３２、および、軸心ＡＸ１に対して偏心している偏心部３３を有する。同心部３１は第１軸受７３に支持されており、また、同心部３２は第２軸受７４により支持されている。第１軸受７３は第２ハウジング７２に設けられている。第２軸受７４は出力軸５０の内側に設けられている。偏心部３３の外側には第３軸受７５が設けられている。
【００１３】
外歯車４０は、内歯車２０と内接するように噛み合っており、偏心部３３の軸心である偏心軸心ＡＸ２まわりに自転可能かつ軸心ＡＸ１まわりに公転可能なように、第３軸受７５を介して偏心部３３により支持されている。本実施形態では、外歯車４０の外歯は、横断面の形状が例えばサイクロイド曲線となるよう形成されている。
【００１４】
出力軸５０は、第４軸受７６を介して第１ハウジング７１により軸心ＡＸ１まわりに回転可能に支持されている軸部５１と、軸部５１のうち外歯車４０側の端部に設けられているフランジ部５２とを有する。
【００１５】
伝達手段６０は、外歯車４０の自転を出力軸５０に伝達する手段であって、第１伝達面６１および第１被伝達面６２と、第２伝達面６３および第２被伝達面６４とから構成されている。第１伝達面６１および第２伝達面６３は、外歯車４０からフランジ部５２側に突き出している突起６５の外壁面の一部である。第１被伝達面６２および第２被伝達面６４は、突起６５が挿入されているフランジ部５２の穴６６の内壁面の一部である。突起６５は複数設けられている。各突起６５は、偏心軸心ＡＸ２を中心とする同一円周上において等間隔に配置されている。穴６６は複数設けられている。各穴６６は、軸心ＡＸ１を中心とする同一円周上において等間隔に配置されている。
【００１６】
以上のように構成された内接噛合遊星歯車機構１０では、図示しないモータから入力軸３０に回転が入力されると、外歯車４０が内歯車２０との噛合状態を保ちつつ遊星運動する。遊星運動とは、偏心軸心ＡＸ２まわりに自転しつつ軸心ＡＸ１まわりに公転する運動である。このときの外歯車４０の自転は、入力軸３０の回転速度に対して減速させられ、伝達手段６０により出力軸５０に伝達されて外部へ出力される。
【００１７】
（特徴構成）
次に、内接噛合遊星歯車機構１０の特徴構成について図２〜図４を参照して説明する。
突起６５は円柱状となるように形成されている。突起６５の外壁面は円筒面である。第１伝達面６１および第２伝達面６３は、曲率半径が一定の曲面である。図２、図３に示すように、第１伝達面６１は、出力軸５０が周方向の一方へ回転するときに機能する。図４に示すように、第２伝達面６３は、出力軸５０が周方向の他方へ回転するときに機能する。
【００１８】
穴６６は、横断面形状が台形形状となるように形成されている。穴６６の内壁面は、台形の下底に相当し径方向外側に位置する下底部６７と、台形の上底に相当し径方向内側に位置する上底部６８と、下底部６７および上底部６８の一端同士を接続する第１被伝達面６２と、下底部６７および上底部６８の他端同士を接続する第２被伝達面６４とを有する。図２、図３に示すように、第１被伝達面６２は、出力軸５０が周方向の一方へ回転するときに第１伝達面６１と接触する。図４に示すように、第２被伝達面６４は、出力軸５０が周方向の他方へ回転するときに第２伝達面６３と接触する。
【００１９】
第１被伝達面６２および第２被伝達面６４は平面である。
図３に示すように、第１被伝達面６２が延長された仮想的な平面である第１延長平面Ｓ１は、軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となる。言い換えれば、第１被伝達面６２は、第１延長平面Ｓ１が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。これにより、出力軸５０が周方向の一方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ１は、平面である第１被伝達面６２に垂直な方向と一致し、回転中において常に出力軸５０の回転の接線方向と一致する。
【００２０】
図４に示すように、第２被伝達面６４が延長された仮想的な平面である第２延長平面Ｓ２は、軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となる。言い換えれば、第２被伝達面６４は、第２延長平面Ｓ２が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。これにより、出力軸５０が周方向の他方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ２は、平面である第２被伝達面６４に垂直な方向と一致し、回転中において常に出力軸５０の回転の接線方向と一致する。
【００２１】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、伝達手段６０は、外歯車４０に設けられている第１伝達面６１および第２伝達面６３と、出力軸５０に設けられ、回転方向で伝達面６１、６３に当接可能な第１被伝達面６２および第２被伝達面６４とから構成されている。第１被伝達面６２および第２被伝達面６４は平面である。第１被伝達面６２は、第１延長平面Ｓ１が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。第２被伝達面６４は、第２延長平面Ｓ２が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。
【００２２】
このように構成することで、出力軸５０が周方向の一方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ１は、平面である第１被伝達面６２に垂直な方向と一致し、外歯車４０の回転中において常に出力軸５０の回転方向と一致する。また、出力軸５０が周方向の他方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ２は、平面である第２被伝達面６４に垂直な方向と一致し、外歯車４０の回転中において常に出力軸５０の回転方向と一致する。そのため、外歯車４０から出力軸５０に作用する力には径方向成分が含まれず、上記径方向成分に起因する出力軸５０の軸受け部でのロスは発生しない。したがって、第１実施形態によれば、トルク伝達効率を向上させることができる。
【００２３】
第１実施形態では、第１伝達面６１および第２伝達面６３は、外歯車４０からフランジ部５２側に突き出している突起６５の外壁面の一部から構成することが可能である。第１被伝達面６２および第２被伝達面６４は、突起６５が挿入されているフランジ部５２の穴６６の内壁面の一部から構成することが可能である。
【００２４】
［第２実施形態］
第２実施形態による内接噛合遊星歯車機構の特徴構成について図５〜図８を参照して説明する。
伝達手段９０は、第１伝達面９１および第１被伝達面９２と、第２伝達面９３および第２被伝達面９４とから構成されている。第１伝達面９１および第２伝達面９３は、外歯車４０に形成されている穴９５の内壁面の一部である。第１被伝達面９２および第２被伝達面９４は、フランジ部５２から外歯車４０側に突き出して穴９５に挿入されている突起９６の外壁面の一部である。穴９５は、軸心ＡＸ２を中心とする同一円周上において等間隔に配置されている。突起９６は、偏心軸心ＡＸ１を中心とする同一円周上において等間隔に配置されている。
【００２５】
穴９５の内壁面は、周方向の一方へ凸となる凸曲面状の第１伝達面９１と、周方向の他方へ凸となる凸曲面状の第２伝達面９３とを有する。本実施形態では、第１伝達面９１および第２伝達面９３は、曲率半径が一定の曲面である。図６、図７に示すように、第１伝達面９１は、出力軸５０が周方向の一方へ回転するときに機能する。図８に示すように、第２伝達面９３は、出力軸５０が周方向の他方へ回転するときに機能する。
【００２６】
突起９６は、横断面形状が台形形状となるよう形成されている。突起９６の外壁面は、周方向で第１伝達面９１と対向している第１被伝達面９２と、周方向で第２伝達面９３と対向している第２被伝達面９４とを有する。図６、図７に示すように、第１被伝達面９２は、出力軸５０が周方向の一方へ回転するときに第１伝達面９１と接触する。図８に示すように、第２被伝達面９４は、出力軸５０が周方向の他方へ回転するときに第２伝達面９３と接触する。
【００２７】
第１被伝達面９２および第２被伝達面９４は平面である。
図７に示すように、第１被伝達面９２が延長された仮想的な平面である第１延長平面Ｓ３は、軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となる。言い換えれば、第１被伝達面９２は、第１延長平面Ｓ３が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。これにより、出力軸５０が周方向の一方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ１は、平面である第１被伝達面９２に垂直な方向と一致し、回転中において常に出力軸５０の回転の接線方向と一致する。
【００２８】
図８に示すように、第２被伝達面９４が延長された仮想的な平面である第２延長平面Ｓ４は、軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となる。言い換えれば、第２被伝達面９４は、第２延長平面Ｓ４が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。これにより、出力軸５０が周方向の他方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ２は、平面である第２被伝達面９４に垂直な方向と一致し、回転中において常に出力軸５０の回転の接線方向と一致する。
【００２９】
（効果）
以上説明したように、第２実施形態では、伝達手段６０は、外歯車４０に設けられている第１伝達面９１および第２伝達面９３と、出力軸５０に設けられ、回転方向で伝達面９１、９３に当接可能な第１被伝達面９２および第２被伝達面９４とから構成されている。第１被伝達面９２および第２被伝達面９４は平面である。第１被伝達面９２は、第１延長平面Ｓ３が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。第２被伝達面９４は、第２延長平面Ｓ４が軸心ＡＸ１を通り且つ軸心ＡＸ１に平行となるよう形成されている。
【００３０】
このように構成することで、出力軸５０が周方向の一方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ１は、平面である第１被伝達面９２に垂直な方向と一致し、外歯車４０の回転中において常に出力軸５０の回転方向と一致する。また、出力軸５０が周方向の他方へ回転するとき、伝達手段６０の接触面の法線方向Ｎ２は、平面である第２被伝達面９４に垂直な方向と一致し、外歯車４０の回転中において常に出力軸５０の回転方向と一致する。そのため、外歯車４０から出力軸５０に作用する力には径方向成分が含まれず、上記径方向成分に起因する出力軸５０の軸受け部でのロスは発生しない。したがって、第２実施形態によれば、トルク伝達効率を向上させることができる。
【００３１】
第２実施形態では、第１伝達面９１および第２伝達面９３は、外歯車４０に形成されている穴９５の内壁面の一部から構成することが可能である。第１被伝達面９２および第２被伝達面９４は、フランジ部５２から外歯車４０側に突き出して穴９５に挿入されている突起９６の外壁面の一部から構成することが可能である。
【００３２】
［他の実施形態］
第１実施形態および第２実施形態では、内接噛合遊星歯車機構は、出力軸が周方向の一方および他方の両方へ回転するものであった。これに対して、本発明の他の実施形態では、内接噛合遊星歯車機構は、出力軸が周方向の一方だけに回転するものであってもよい。この場合、伝達手段は第１伝達面および第１被伝達面のみから構成される。
本発明の他の実施形態では、穴の内壁面および突起の外壁面のうち、伝達面および被伝達面を除く他の部分の形状は、図示したもの以外の形状であってもよい。要するに、外歯車および出力軸の回転中に上記他の部分同士が接触しない形状であれば、どのような形状であってもよい。
【００３３】
本発明の他の実施形態では、第１伝達面および第２伝達面は、曲率半径が一定の曲面でなくてもよい。
本発明の他の実施形態では、内接噛合遊星歯車機構は、シフトバイワイヤシステムの駆動部に限らず、他の装置に用いられてもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１０・・・・内接噛合遊星歯車機構
２０・・・・内歯車
３０・・・・入力軸
４０・・・・外歯車
５０・・・・出力軸
６０・・・・伝達手段
６１、９１・・・第１伝達面（伝達面）
６２、９２・・・第１被伝達面（被伝達面）
６３、９３・・・第２伝達面（伝達面）
６４、９４・・・第２被伝達面（被伝達面）
ＡＸ１・・・軸心
ＡＸ２・・・偏心軸心
Ｓ１、Ｓ３・・・第１延長平面（延長平面）
Ｓ２、Ｓ４・・・第２延長平面（延長平面）
【図１】
0006369274.tif 000002
【図２】
0006369274.tif 000003
【図３】
0006369274.tif 000004
【図４】
0006369274.tif 000005
【図５】
0006369274.tif 000006
【図６】
0006369274.tif 000007
【図７】
0006369274.tif 000008
【図８】
0006369274.tif 000009