JP2007032836A5

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Publication number: JP2007032836A5
Application number: JP2006172806A
Authority: JP
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2026-06-22

Description

Gears using internal teeth and internal gear pumps, gear transmissions, and gear manufacturing methods

本発明は、円弧歯形を使用した歯車、この歯車を利用した内接歯車式ポンプ、歯車伝達装置及び歯車の製造方法に関する。 The present invention relates to a gear using an arc tooth profile, an internal gear pump using the gear, a gear transmission device, and a gear manufacturing method.

従来、円弧歯形を持つ歯車としては、ウイルトハーバー・ノビコフ歯車（ＷＮ歯車）が有名であり、各種分野において円弧歯形に関する研究開発が進められ円弧歯形として、あるいは円弧と他の曲線を組み合わせた歯形として各種歯車へ応用されている。前記の歯形は、内接歯車式ポンプの歯車、自動車のステアリング装置のラックアンドピニオン、減速装置の歯車、歯付ベルトの歯等の歯として用いられている。Conventionally, the Wilt Harbor-Nobikov gear (WN gear) is well known as a gear having an arc tooth profile, and research and development related to the arc tooth profile has been promoted in various fields, and a tooth profile combining an arc and another curve. Applied to various gears. Tooth form of the the gear internal gear pump, a rack and pinion automotive steering device, the reduction gear transmission gear is used as the teeth of such toothed belt.

内接歯車式ポンプにはトロコイド歯形を使用した歯車を歯車ポンプへ使用することが多くあるが、トロコイド歯形の代わりに複数の円弧を組み合わせ、円弧歯形として内接歯車式ポンプの歯車として用いるものもある。
特許公開平１１-９４０５２特許公開平１０-２０５４５８ In internal gear pumps, gears that use trochoidal teeth are often used for gear pumps, but instead of trochoidal teeth, multiple arcs are combined and used as gears for internal gear pumps as arc teeth. is there.
Patent Publication 11-94052 Patent Publication No. 10-205458

サイクロ(登録商標)減速機に使用される歯車の歯形としては、一般的にサイクロイド歯形を使用したサイクロイド歯車や円弧歯形、トロコイド歯形を使用した歯車が装置の構成要素として多く用いられている。
特許公開２００３-２７８５１１特許公開平０５-２９６３０１ As a gear tooth profile used in a cyclo (registered trademark) speed reducer, a cycloid gear using a cycloid tooth profile, an arc tooth profile, or a gear using a trochoid tooth profile is generally used as a component of the apparatus.
Patent Publication 2003-278511 Patent Publication 05-296301

従来から使用されている円弧歯形を持った歯車の歯形曲線は複雑な理論式の基で算出されたものが多く、歯形形状も複数の円弧や曲線を組み合わせて一つの歯形曲線としているものが多くある。これらの歯形曲線を理解するには大変な努力を要する場合がある。単純な形状の歯形を持ち、簡単な計算式にて歯車の主要部分が求まり、簡単に歯形形状の作図が可能となる歯車が必要とされる。本発明の請求項１の歯車は、前述のことを鑑みて考案したものであり、これらを満足する歯車を提供するものである。ここで、特許請求の範囲および明細書に記載している用語について説明することにする。歯車に関する専門用語は、慣例的に用いられる用語や専門書により表現が異なるものもあるので、本出願文においては、下記の様に定義して使用している。
外歯車円筒歯車であり、平歯車のように外側に歯が配置されているもの。
外接歯車本出願文においては、内接歯車式ポンプの外歯車として使用する時に用いている。
内接歯車本出願文においては、内接歯車式ポンプの内歯車として使用する時に用いている。
歯車伝達装置歯車を一対以上使用して構成される装置、減速装置、増速装置、変速装置などの歯車を使用して構成する動力伝達装置を示す。
円弧半径Ｒ外歯車においては歯先面の歯形形状である円弧の半径（Ｒ）であり、内歯車においては歯底面の歯形形状である円弧の半径（Ｒ）を円弧半径Ｒとして定義している。請求項１の歯車の歯の大きさを表す単位として使用している。（インボリュート歯車に於けるモジュールｍに相当）
オフセット基の図形を等間隔に平行移動させることである。 Tooth profile curves of gears with arc tooth profiles that have been used in the past are often calculated based on complex theoretical formulas, and many tooth profile shapes are combined into a single tooth profile curve by combining multiple arcs and curves. is there. It may take a lot of effort to understand these tooth profile curves. There is a need for a gear having a tooth shape of a simple shape, the main part of the gear can be obtained by a simple calculation formula, and the tooth shape can be easily drawn. The gear of claim 1 of the present invention has been devised in view of the foregoing, and provides a gear that satisfies these requirements. Here, it will be described in terms that are described in the specification and Kakoo range of the claims. Terminology related to gear, since the representation by the terms and technical books which are used routinely is also different, the present application statement to your information, are used as defined as below.
An external gear cylindrical gear with teeth arranged on the outside like a spur gear .
In the external gear present application text is used when used as external gear of the internal gear pump.
In the internal gear present application text is used when used as an internal gear of the internal gear pump.
1 shows a power transmission device configured using gears, such as a device configured using a pair of gear transmission devices , a reduction gear , a speed increasing device, and a transmission.
In arc radius R outer gear is half the diameter of the circular arc is a tooth profile of the tooth tip surface (R), the arc in the internal gear is a tooth profile of the tooth bottom radius (R) defined as the circular arc radius R Yes. It is used as a unit representing the size of the gear teeth of claim 1. ( Equivalent to module m in involute gear)
This is to translate the offset base figure at equal intervals.

従来から使用されている内接歯車式ポンプにはトロコイド歯形を使用したトロコイドポンプが多く使用されている。このトロコイド歯形を持った歯車を内接歯車式ポンプに使用した場合、外接歯車の歯先円直径がその歯車の歯数と、設計上の偏心量、基礎円直径、転円直径、軌跡円直径により決定される。逆に、外接歯車の歯先円直径を固定して偏心量を決めようとすると、偏心量の設定に自由度がなく、吐出量を大きくすることが出来ない問題点がある。理論吐出量は偏心量が大きくなるにつれて増加するため、吐出量を増やすには、偏心量の設定に自由度を与える必要がある。歯車の大きさを含めて偏心量の設定に自由度のある内接歯車式ポンプが必要とされる。前述のことを鑑みて、これらの要件を満たす内接歯車式ポンプを提供するものである。 Conventionally used internal gear type pumps are often trochoid pumps using a trochoid tooth profile. When a gear with this trochoidal tooth profile is used for an internal gear type pump, the diameter of the tip of the external gear is the number of teeth of the gear, the amount of design eccentricity, the basic circle diameter, the diameter of the rolling circle, and the diameter of the locus circle. Determined by. On the contrary, if the tip diameter of the external gear is fixed and the amount of eccentricity is determined, there is a problem that the amount of eccentricity cannot be set and the discharge amount cannot be increased. Since the theoretical discharge amount increases as the eccentric amount increases, in order to increase the discharge amount, it is necessary to give a degree of freedom to the setting of the eccentric amount. An internal gear type pump having a degree of freedom in setting the amount of eccentricity including the size of the gear is required. In view of the foregoing, an internal gear pump that satisfies these requirements is provided.

内歯車としては、多くはインボリュート歯形を持った歯車が多く使用されている。しかしながら、内歯車を使用した装置においては、外歯車による歯車列の構成よりも、歯の干渉による噛み合い歯数の制限により、装置自体が大型化する問題点がある。また、サイクロイド歯形やトロコイド歯形を持った歯車が各種の歯車装置に使用されているが、これらの歯車を使用して歯車装置を設計する場合には、いずれも複雑な理論式の基で設計しなければならないことがある。簡単な歯車計算式の基で設計可能な歯車であり、歯の干渉は少なく、噛み合い歯数の制限が少なく、装置自体を省力化することが可能となる歯車及び歯車装置が必要とされる。前述のことを鑑みて、これらの要件を満たす歯車及び歯車装置を提供するものである。 As the internal gear, a gear having an involute tooth profile is often used. However, in an apparatus using an internal gear, there is a problem that the apparatus itself is increased in size due to the limitation of the number of meshing teeth due to tooth interference, rather than the configuration of a gear train using an external gear. In addition, gears with cycloid teeth and trochoidal teeth are used in various gear units. When designing gear units using these gears, all are designed based on complex theoretical formulas. There are things you have to do. There is a need for a gear and a gear device that can be designed on the basis of a simple gear calculation formula, have less tooth interference, have a limited number of meshing teeth, and can save labor in the device itself. In view of the foregoing, a gear and gear device that satisfies these requirements is provided.

円弧歯形を持つ歯車は、複数の円弧や曲線を組み合わせた歯形曲線を持つものが多くある。これらの歯車を製造するには、歯形曲線が複雑になればなるほど専用工具や専用工作機械が必要となる。また、ＮＣ工作機械を使用してインボリュート曲線、サイクロイド曲線、トロコイド曲線などの歯形曲線を含む歯車を加工する場合は、ＮＣデータは微小距離が連続した直線、つまり、近似曲線として算出され、微小距離の連続した直線切削指令にて歯切りされる。この場合、非常に多くのデータ容量を必要とすると共に切削加工時間が長くなる欠点がある。前述の問題点は、歯形曲線を複数の円弧で構成することにより解決されると思われる。ＮＣデータは円弧切削指令にて出力され、直線切削指令より大幅にデータ容量は少なくて済む利点がある。前述のことを鑑みて、これらの問題点を解決すべき歯車製造法を提供するものである。Many gears having an arc tooth profile have a tooth profile curve obtained by combining a plurality of arcs and curves. In order to manufacture these gears, the more complicated the tooth profile curve, the more specialized tools and machine tools are required. Also, when processing involute curve using NC machine tools, cycloid, a gear that includes a tooth profile such as a trochoid curve, NC data line small distance is continuous, that is, is calculated as an approximation curve, a small distance The gear is cut by a continuous linear cutting command. In this case, there is a drawback that a very large amount of data is required and the cutting time becomes long. The above-described problem is considered to be solved by configuring the tooth profile curve with a plurality of arcs. NC data is output in an arc cutting commands, there is an advantage that requires greatly data capacity less than linear cutting commands. In view of the foregoing, a gear manufacturing method that should solve these problems is provided.

請求項1の発明は、外歯車の歯先面の歯形形状は基準ピッチ線上を中心とした円弧半径Ｒの円弧で形成され、歯底面の歯形形状は基準ピッチ円と隣り合う歯先面の歯形形状である円弧半径Ｒの２つの円とに外接する３接円の円弧で形成され、外歯車の歯形は前記歯先面の歯形形状の円弧と前記歯底面の歯形形状の円弧が接する関係で接続された曲線であり、内歯車の歯底面の歯形形状は基準ピッチ線上を中心とした円弧半径Ｒの円弧で形成され、歯先面の歯形形状は基準ピッチ円と隣り合う歯底面の歯形形状である円弧半径Ｒの２つの円とに外接する３接円の円弧で形成され、内歯車の歯形は前記歯底面の歯形形状の円弧と前記歯先面の歯形形状の円弧が接する関係で接続された曲線であり、前記の両歯車の歯形は基準ピッチ円の中心を基にこの歯形を任意の間隔でオフセットさせることも可能となる歯形形状を持った歯車である。In the invention of claim 1, the tooth profile of the tooth tip surface of the external gear is formed by an arc having an arc radius R centered on the reference pitch line, and the tooth profile shape of the tooth bottom surface is the tooth profile of the tooth tip surface adjacent to the reference pitch circle. It is formed by a three-tangent circular arc that circumscribes two circles having a circular arc radius R, and the tooth profile of the external gear is such that the tooth profile arc of the tooth tip surface and the tooth profile arc of the tooth bottom surface are in contact with each other. It is a connected curve, and the tooth profile shape of the tooth bottom surface of the internal gear is formed by an arc having an arc radius R centering on the reference pitch line, and the tooth profile shape of the tooth tip surface is the tooth profile shape of the tooth bottom surface adjacent to the reference pitch circle. The internal gear tooth profile is connected so that the tooth profile arc of the tooth bottom surface and the tooth profile arc of the tooth tip surface are in contact with each other. It is a curve which is, this tooth profile of the both gears based on the center of the reference pitch circle It is a gear having a tooth profile that can offset the tooth profile at an arbitrary interval.

請求項２の発明は、ハウジング内に回転自在に装着された請求項1に記載の歯車の歯形形状を持った内接歯車と、前記内接歯車内に偏心して配設された請求項1に記載の歯車の歯形形状を持った外接歯車とを備え、両歯車が互いにかみ合いして回転しこれら両歯車間に流体を吸入・吐出する内接歯車式ポンプであって、前記内接歯車は、前記外接歯車よりも1歯多い歯数を有し、両歯車がお互いに最も深くかみ合う部分の反対側で両歯車の歯先同士が摺動する内接歯車式ポンプである。The invention according to claim 2 is an internal gear having the tooth shape of the gear according to claim 1, which is rotatably mounted in the housing, and an eccentric gear disposed in the internal gear. and a circumscribing gear having a tooth wheel of the tooth profile according both gears rotate in mesh with each other an internal gear pump for sucking and discharge of fluid between these two gears, the internal gear is The internal gear type pump has the number of teeth one more than that of the external gear, and the tooth tips of both gears slide on the opposite side of the portion where both gears engage with each other most deeply.

請求項３の発明は、請求項１に記載した歯車を含む、複数の歯車で構成された歯車伝達装置である。 A third aspect of the present invention is a gear transmission apparatus including a plurality of gears including the gear according to the first aspect.

請求項４の発明は、請求項１に記載の歯車の歯形を持った歯切り専用工具による創成歯切り法、請求項１に記載の歯車の歯形に成形した工具による成形歯切り法、請求項１に記載の歯車を造形する方法、並びにＮＣデータ作成による加工プログラムからＮＣ工作機械による製造法いずれか１以上の方法により歯車を製造する方法である。The invention of claim 4 is a generating gear cutting method using a gear cutting exclusive tool having the gear tooth shape of claim 1, a forming gear cutting method using a tool formed into the gear tooth shape of claim 1, 1 is a method for manufacturing a gear, and a method for manufacturing a gear by any one or more of the manufacturing methods using an NC machine tool from a processing program based on NC data creation.

請求項1に記載の歯車は円弧歯形を持つ歯車であり、歯の大きさは外歯車においては歯先面の歯形形状である円弧の半径Ｒ（以下、円弧半径Ｒと定義する）また、内歯車においては歯底面の歯形形状である円弧半径Ｒで表される。円弧半径Ｒは任意の値を設定することが可能であり、この値と歯数により歯車の大きさが決定することになる。一対の歯車が噛み合う条件は円弧半径Ｒが同じ値になることが条件となる。この円弧半径Ｒはインボリュート歯車のモジュールに相当するものである。モジュールと比較すれば、歯の大きさが測定可能な実測値として表現される利点があり、円弧半径Ｒは歯車装置の大きさにより任意に設定することが可能となる。更に、インボリュート歯車と比較すれば、噛み合いが滑らかであり、振動が少なく歯部の強度が大となる。また、歯と歯の干渉がないに等しい。少数枚数の歯の組み合わせから歯車列を構成できる特徴を有する。The gear according to claim 1 is a gear having an arc tooth shape, and the tooth size of the external gear is an arc radius R (hereinafter, defined as an arc radius R) which is a tooth shape of a tooth tip surface . in its contact with the gear represented by arc radius R is a tooth profile of the tooth bottom. The arc radius R can be set to an arbitrary value, and the size of the gear is determined by this value and the number of teeth. The condition for the pair of gears to mesh is that the arc radius R has the same value. This arc radius R corresponds to an involute gear module. Compared with the module, there is an advantage that the tooth size is expressed as an actually measured value that can be measured, and the arc radius R can be arbitrarily set depending on the size of the gear device. Further, compared with the involute gear, the meshing is smooth, the vibration is less, and the strength of the tooth portion is increased. Also, there is no tooth-to-tooth interference. The gear train can be formed from a combination of a small number of teeth.

請求項２に記載の内接歯車式ポンプは請求項1の歯車を使用した内接歯車式ポンプである。円弧半径Ｒの値により、極小サイズの歯車列の組み合わせから任意のサイズの組み合わせまで用途により、幅広く選択が可能となる特徴がある。更に、外接歯車１枚歯、内接歯車２枚歯組み合わせから任意枚数の歯車構成の設定が可能となる。偏心量ｅは円弧半径Ｒの１/２となり、トロコイドポンプと比較すれば、偏心量を簡単に求めることができ、ポンプの吐出量の設定が容易となる特徴がある。The internal gear pump according to claim 2 is an internal gear pump using the gear according to claim 1. Depending on the value of the arc radius R, there is a feature that a wide selection can be made depending on the application, from a combination of extremely small gear trains to a combination of arbitrary sizes. Further, an arbitrary number of gear configurations can be set from a combination of one external gear and one internal gear. The amount of eccentricity e is ½ of the arc radius R. Compared with a trochoid pump, the amount of eccentricity can be easily obtained, and the discharge amount of the pump can be easily set.

請求項３の歯車伝達装置は、請求項1の円弧歯形を持つ歯車を使用して構成された歯車装置である。サイクロ減速装置の歯車としても使用することが可能であり、従来から使用されているサイクロ減速装置と比較すれば、歯車設計の容易さおよび円弧半径Ｒの設定の自由度から、装置自体の設計の幅に自由度を持たすことが可能となり、大きな減速比を持った装置を設計することが可能となる。更に、装置の軽量化にも繋がってくる。また、請求項１の歯車を内歯車と外歯車の構成にて動力伝達用にも使用が可能であり、少数歯数の歯車列を構成すれば装置自体の軽量化を図ることが可能となる。減速、増速、変速装置や他の歯車を使用した動力伝達装置にも用途を広げることができる。A gear transmission device according to a third aspect is a gear device configured using the gear having the arc tooth profile according to the first aspect. It can also be used as a gear of a cyclo reducer. Compared with a conventionally used cyclo reducer, the design of the device itself can be realized because of the ease of gear design and the freedom of setting the arc radius R. It becomes possible to give a degree of freedom to the width, and it is possible to design a device having a large reduction ratio. Furthermore, it leads to weight reduction of the apparatus. Further, the gear of claim 1 can be used for power transmission by the configuration of the internal gear and the external gear, and if the gear train having a small number of teeth is configured, the device itself can be reduced in weight. . Applications can be extended to power transmission devices using deceleration, speed-up, transmissions and other gears .

請求項４の歯車を製造する方法の１つとして、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使用して歯車のＮＣデータ作成からＮＣ工作機械による歯切り加工がある。インボリュート曲線やサイクロイド曲線、トロコイド曲線と異なり、歯形曲線が円弧なのでＮＣデータの容量を少なく抑えることが可能であり、加工時間を短縮できる特徴を有している。また、請求項１に記載の歯形を有する専用切削工具（ホブ、ピニオンカッター、ラックカッターやフライスカッター）を使用して加工する創成歯切り法がある。また、請求項１に記載の歯車の歯形に成形した工具（フライスカッター、研削砥石）による成形歯切り法がある。請求項１に記載の歯車の歯形は、歯の大きさを円弧半径Ｒで表すことが可能であり、同じ円弧半径Ｒを持つ歯車であれば、お互いに噛み合う特徴を有する。従ってそれらの歯車を製造する場合は、円弧半径Ｒごとに歯切り専用工具あるいは成形工具を準備するだけでその種の歯車の量産が可能となる特徴を有する。 As one of the methods for manufacturing the gear of claim 4, there is gear cutting by NC machine tool from NC data generation of gear using CAD / CAM device. Involute curve or cyclo Id curve, unlike the trochoid curve, because tooth profile is an arc it is possible to suppress decrease the volume of the NC data, and has a feature capable of shortening the processing time. Further, there is a dedicated cutting tool (hob, shaper cutters, rack cutter and fried discussions coater) Creation toothed method of processing using with teeth according to claim 1. Further, there is formed a tooth cutting process by the tool which is formed form the tooth profile of the gear according to claim 1 (milling cutter, grinding wheel). Tooth profile of the gear according to claim 1 is capable of representing the size of the teeth in the arc radius R, if lifting one wheel of the same arc radius R, having the features mesh with each other. Thus when producing these gears have only features mass production of such a gear it is possible to prepare a gear cutting special tool or a forming tool for each arc radius R.

表１は本発明の請求項１の歯車の歯形曲線を作成する基礎となる計算式の一覧表である。円弧を組み合わせた歯形曲線なので、歯車計算が簡単であり、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置による歯形曲線の作図、歯車加工データ作成、解析が容易にできることとＮＣ加工データ容量が小さくなり、加工時間を短縮することが出来る特徴を有する。また、本発明の請求項１の歯車の特筆すべき点は、円弧半径Ｒを歯の大きさを表す単位にしていること（インボリュート歯車はモジュールを使用している）であり、更に、請求項1に記載のごとく外歯車においては歯底面の歯形形状が各々の円の３接円弧で形成されること及び内歯車においては歯先面の歯形形状が各々の円の３接円弧で形成されることにより、この歯形曲線を使用した歯車の各々の歯の噛み合いをなめらかにしていることが最大の特徴である。歯の大きさを表す円弧半径Ｒの値により、任意の歯数、任意の大きさの歯車の設計が可能になる。表1から得られたデータを基に作成した図が、図１から図１６までの作図データである。図１から図１０及び図１６は、内接歯車式ポンプ用の歯車として用いた場合の外接歯車、内接歯車の作図例と内接歯車式ポンプの歯車構成図である。基本的には外接歯車１枚歯と内接歯車２枚歯組み合わせから内接歯車式ポンプの歯車構成が可能となる特徴を有する。また、図１０に示すように外接歯車、内接歯車をそれぞれのピッチ円直径の中心を基にして、同じ方向へ同じオフセット量にて歯形曲線を平行移動させることにより、歯車サイズの調整が可能となり吐出量を調整することが可能となる。図１１、図１２は請求項１に記載の歯車を歯車伝達装置の内歯車と外歯車の歯車列として構成した図である。かみ合わせ歯数による最小歯数制限（歯と歯の干渉による組み合わせ歯数制限）がないので任意の歯数の組み合わせが可能となる。前述の如く歯車サイズは円弧半径Ｒと歯数ｚにより自在に設計が可能となる。表２、表３、図１３、図１４、図１５は本発明の請求項１の歯車をサイクロ減速機に応用した改良型減速機の歯車として実施した例を示す。以下、本発明の実施形態を表１から表３、図１から図１６に基づいて説明する。Table 1 is a list of calculation formulas serving as a basis for creating the tooth profile curve of the gear according to claim 1 of the present invention. Since the tooth profile curve is a combination of circular arcs, gear calculation is easy, and it is easy to create a tooth profile curve, create gear machining data, and analyze it with a CAD / CAM device, and reduce the NC machining data capacity and reduce machining time. It has the characteristics that can be. Further, the notable point of the gear according to claim 1 of the present invention is that the arc radius R is a unit representing the size of the tooth (the involute gear uses a module), and further, tooth profile of the tooth crest is Te and that the internal gear odor tooth profile of the tooth bottom is formed by three contact arc of each circle in the external gear as described in 1 is formed by three contact arc of each circle Therefore , the greatest feature is that the meshing of each tooth of the gear using this tooth profile curve is made smooth. A gear having an arbitrary number of teeth and an arbitrary size can be designed according to the value of the arc radius R representing the size of the teeth. The drawings created based on the data obtained from Table 1 are the drawing data of FIGS. FIG. 1 to FIG. 10 and FIG. 16 are diagrams showing an external gear, a drawing example of the internal gear, and a gear configuration of the internal gear type pump when used as a gear for the internal gear type pump. Basically, a gear configuration of an internal gear type pump can be achieved by a combination of one external gear and one internal gear. Also, as shown in Fig. 10, the gear size can be adjusted by translating the tooth profile curve in the same direction with the same offset amount based on the center of the pitch circle diameter of each of the external gear and the internal gear. Thus, the discharge amount can be adjusted. FIG. 11 and FIG. 12 are diagrams in which the gear according to claim 1 is configured as a gear train of an internal gear and an external gear of the gear transmission device. Since there is no minimum tooth number limitation (combination tooth number limitation due to interference between teeth) due to the number of meshing teeth, any number of teeth can be combined. As described above, the gear size can be freely designed by the arc radius R and the number of teeth z. Table 2, Table 3, FIG. 13, FIG. 14 and FIG. 15 show examples in which the gear of claim 1 of the present invention is implemented as a gear of an improved speed reducer applied to a cyclo speed reducer . Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to Tables 1 to 3 and FIGS. 1 to 16.

表１は、本発明の請求項１の歯車の基本計算式を内接歯車式ポンプの外接歯車と内接歯車を例として示したものである。円弧半径Ｒ、歯数ｚを基に外接歯車（１）と内接歯車（２）のピッチ円直径ｄ、歯先円直径ｄａ、歯底円直径ｄｆ、偏心量ｅを算出する。尚、本発明の請求項１の歯車の大きな特徴の一つであるが、外接歯車（1）に関しては、ピッチ円直径ｄ1と歯底円直径ｄｆ1が等しい関係になる。また、内接歯車（２）関してはピッチ円直径ｄ２と歯先円直径ｄａ２が等しい関係になる歯形を形成している。また、外接歯車の歯形形状と内接歯車の歯形形状は、円弧半径Ｒと歯数が同じであれば、同一歯形形状となる。３６０度(１円)を各々の歯車の歯数ｚで割った角度を歯数分割角度αと定義することにする。以下、歯数分割角度αと表示することにする。表1で求めた基本データにより、ＣＡＤソフトを使用して図１に示す歯形曲線の作図をする。本発明の請求項１の歯車の歯形曲線は、形状が単純なので汎用ＣＡＤソフトにて容易に作図が可能である特徴を有している。計算例は円弧半径Ｒを１として、外接歯車歯数ｚ１が５枚、内接歯車歯数ｚ２が６枚の計算例を示す。Table 1 shows the basic calculation formula of the gear according to claim 1 of the present invention as an example of the external gear and internal gear of the internal gear pump. Based on the arc radius R and the number of teeth z, the pitch circle diameter d, the tip circle diameter da, the root circle diameter df, and the eccentricity e of the external gear (1) and the internal gear (2) are calculated. One of the major features of the gear according to claim 1 of the present invention is that the pitch circle diameter d1 and the root circle diameter df1 have the same relationship with respect to the external gear (1). The internal gear (2) has a tooth profile in which the pitch circle diameter d2 and the tip circle diameter da2 are equal. Further, the tooth profile of the external gear and the tooth profile of the internal gear are the same if the arc radius R and the number of teeth are the same. An angle obtained by dividing 360 degrees (one circle) by the number of teeth z of each gear is defined as the number of teeth division angle α. Hereinafter, the number of teeth division angle α is displayed. Based on the basic data obtained in Table 1, the tooth profile curve shown in FIG. 1 is drawn using CAD software. The tooth profile of the gear according to claim 1 of the present invention has a feature that it can be easily drawn with general-purpose CAD software because of its simple shape. The calculation example shows a calculation example in which the arc radius R is 1, the number of external gear teeth z1 is 5, and the number of internal gear teeth z2 is 6.

図１は、表１の計算例にある外接歯車（1）を基にした歯形曲線の作図例である。水平中心線1ｕ、垂直中心線1ｖを作図する。次に歯数分割角度α1にて垂直中心線1ｖより左回り角度で、交点ｏ１をと通る中心線1ｗを作図する。交点ｏ１を中心としてピッチ円d１１と歯先円da１１を作図する。次に、ピッチ円d１１と垂直中心線1ｖと中心線１ｗの交点ｏ１１,と交点ｏ1２を中心とした円弧半径（Ｒ）１の円１１，円１２を作図する。前記の円１１，円１２、ピッチ円ｄ１１に外接する３接円１３を作図する。作図された円１１の円弧１ａ、１ｂと３接円の円弧1ｂ、1ｃと円１２の円弧1ｃ、1ｄを接続すれば、歯形曲線の一部が作図される。この歯形曲線をｏ１を中心として歯車の歯数値（５）ほど回転複写をすれば外接歯車の歯形曲線ｓ１が作図される。FIG. 1 is a drawing example of a tooth profile curve based on the external gear (1) in the calculation example of Table 1. A horizontal center line 1u and a vertical center line 1v are drawn. Next, a center line 1w passing through the intersection point o1 at a counterclockwise angle with respect to the vertical center line 1v at the number of teeth division angle α1 is drawn. A pitch circle d11 and a tooth tip circle da11 are drawn around the intersection point o1. Next, a circle 11 and a circle 12 having an arc radius (R) 1 centered on the intersection o11 of the pitch circle d11, the vertical center line 1v and the center line 1w, and the intersection o12 are drawn. A circle 3 that circumscribes the circle 11, circle 12, and pitch circle d11 is drawn. If the arcs 1a and 1b of the drawn circle 11 are connected to the arcs 1b and 1c of the three-tangent circle and the arcs 1c and 1d of the circle 12, a part of the tooth profile curve is drawn. If this tooth profile curve is rotated and copied about the tooth value (5) of the gear centered on o1, the tooth profile curve s1 of the external gear is drawn.

図２は、表１の計算例の内接歯車（２）を基にした歯形曲線の作図例である。水平中心線２ｕ、垂直中心線２ｖを作図する。次に歯数分割角度α２にて垂直中心線２ｖより左回り角度で、交点ｏ２をと通る中心線２ｗを作図する。交点ｏ２を中心としてピッチ円d２２と歯底円dｆ２２を作図する。次に、ピッチ円d２２と垂直中心線２ｖと中心線２ｗの交点ｏ２１,と交点ｏ２２を中心とした円弧半径（Ｒ）１の円２１，円２２を作図する。前記の円２１，円２２、ピッチ円ｄ２２に外接する３接円２３を作図する。作図された円２１の円弧２ａ、２ｂと３接円２３の円弧２ｂ、２ｃと円２２の円弧２ｃ、２ｄを接続すれば、歯形曲線の一部が作図される。この歯形曲線をｏ２を中心として歯車の歯数値（６）ほど回転複写をすれば内接歯車の歯形曲線ｓ２が作図される。FIG. 2 is a drawing example of a tooth profile curve based on the internal gear (2) in the calculation example of Table 1. A horizontal center line 2u and a vertical center line 2v are drawn. Next, the center line 2w passing through the intersection point o2 is drawn at a counterclockwise angle from the vertical center line 2v at the number-of-teeth division angle α2. A pitch circle d22 and a root circle df22 are drawn around the intersection point o2. Next, an intersection point o21 of the pitch circle d22, the vertical center line 2v, and the center line 2w, and a circle 21 and a circle 22 having an arc radius (R) 1 centering on the intersection point o22 are drawn. A three-tangent circle 23 that circumscribes the circle 21, the circle 22, and the pitch circle d22 is drawn. If the arcs 2a and 2b of the drawn circle 21 and the arcs 2b and 2c of the 3-tangent circle 23 are connected to the arcs 2c and 2d of the circle 22, a part of the tooth profile curve is drawn. If this tooth profile curve is rotated and copied about the tooth value (6) of the gear centering on o2, the tooth profile curve s2 of the internal gear is drawn.

図３は表1の計算式を基にして作図した図１の外接歯車（１）と図２の内接歯車（２）を組み合わせた内接歯車式ポンプの構成図である。
ｅは偏心量を示す。外接歯車歯数５枚の歯形曲線ｓ1と内接歯車歯数６枚の歯形曲線ｓ２のかみ合いを示す。入力軸を介して外接歯車（１）へ動力が伝達される。外接歯車（１）はｏ１を中心として回転をする。内接歯車（２）は外接歯車（１）とかみ合いながらｏ２を中心として同じ方向へ回転し、これら両歯車間に流体を吸入・吐出する内接歯車式ポンプであって、前記内接歯車は、前記外接歯車よりも1歯多い歯数を有し、両歯車がお互いに最も深くかみ合う部分の反対側で両歯車の歯先同士が摺動する内接歯車式ポンプである。偏心量ｅは表１の計算式の通り円弧半径Ｒ/２で簡単に求められることを最大の特徴としている。また、外接歯車と内接歯車の歯数の組み合わせは、最小枚数１枚歯と２枚歯組み合わせから可能である。FIG. 3 is a block diagram of an internal gear pump in which the external gear (1) of FIG. 1 and the internal gear (2) of FIG.
e shows the amount of eccentricity. The meshing of the tooth profile curve s1 with 5 external gear teeth and the tooth profile curve s2 with 6 internal gear teeth is shown. Power is transmitted to the external gear (1) via the input shaft. The external gear (1) rotates around o1. The internal gear (2) is an internal gear pump that rotates in the same direction around o2 while meshing with the external gear (1), and sucks and discharges fluid between the two gears. The internal gear type pump has the number of teeth one more than that of the external gear, and the tooth tips of both gears slide on the opposite side of the portion where both gears engage with each other most deeply. The greatest feature is that the amount of eccentricity e can be easily obtained by the arc radius R / 2 as shown in the calculation formula of Table 1. Further, the combination of the number of teeth of the external gear and the internal gear is possible from a combination of the minimum number of one tooth and two teeth.

図4は本発明の請求項１の歯車である歯形曲線の解析図の例を示す。図（ａ）は図１の外接歯車（１）の歯形曲線ｓ１の１枚歯分の歯形曲線ｓ11と図２の内接歯車（２）の歯形曲線ｓ２の１枚歯分の歯形曲線ｓ２２がそれぞれｏ１及びｏ２を中心点としてかみ合っている状態を示している。図（b）は図（ａ）を初期状態として、外接歯車(５枚)と内接歯車(６枚)の歯数比５：６の逆比（６：５）の回転角にて左回りに回転させ、それぞれの歯形曲線ｓ1１、ｓ２２の各回転角におけるかみあい軌跡を図示したものである。歯形曲線ｓ1１はｏ１を中心として６度ごとに１８０度まで回転させたものであり、歯形曲線ｓ2２はｏ２を中心として５度ごとに１５０度まで回転させてかみ合い状態を解析したものである。更に、それぞれの回転角度に置けるお互いの歯の干渉を分析したものである。それぞれの回転角度に於けるかみ合い状態を解析した結果、歯と歯による干渉もなく、それぞれの歯の遅れや進み現象もなく、ころがり接触をしていると推測される。 FIG. 4 shows an example of an analysis diagram of a tooth profile curve which is a gear according to claim 1 of the present invention. FIG. 1A shows a tooth profile curve s11 for one tooth of the tooth profile curve s1 of the external gear (1) of FIG. 1 and a tooth profile curve s22 of one tooth of the tooth profile curve s2 of the internal gear (2) of FIG. The figure shows a state where o1 and o2 are engaged with each other as a center point. Fig. (B) shows the initial state of Fig. (A), counterclockwise at the rotation angle of the reverse ratio (6: 5) of the gear ratio of 5: 6 to the external gear (5) and the internal gear (6). The meshing locus at each rotation angle of each tooth profile curve s11, s22 is illustrated. The tooth profile curve s11 is rotated up to 180 degrees every 6 degrees around o1, and the tooth profile curve s2 2 is analyzed up to 150 degrees every 5 degrees around o2 to analyze the meshing state. Furthermore, the interference between the teeth at each rotation angle is analyzed. Results of the analysis of the state meshing in the rotation angle of their respective, without interference from the teeth, their respective without teeth delays and advances phenomenon is presumed to be a rolling contact.

図５は、外接歯車1枚歯と内接歯車２枚歯の各歯車とこれらの歯車を使用した内接歯車式ポンプの構成図を示す。本発明の請求項１の歯車を使用した最小枚数の組み合わせ図である。図（ａ）は外接歯車1枚歯を示す。表１より、ｄ１は外接歯車のピッチ円直径，ｄａ１は歯先円直径である。本発明の請求項１の歯車の定義からすれば、歯形曲線の作図において１枚歯の場合は、３接円で求める歯形の円弧部の作図は不可能であるため、１枚歯歯形曲線ｓ1はｏ１を中心として回転する円弧半径Ｒの円として定義することにする。図（ｂ）は内接歯車２枚歯を示す。表1よりｄ２は内接歯車のピッチ円直径、ｄｆ２は歯底円直径である。２枚歯の場合は、２つの円弧半径Ｒの円の中心とピッチ円の中心が同一直線上にあるため、３接円で求める歯形の円弧部は、前記３つの円の接線となる。図（ｃ）は外接歯車１枚と内接歯車２枚を組み合わせた内接歯車式ポンプの構成図である。入力軸を介して歯形曲線ｓ１の外接歯車はｏ１を中心として回転をする。外接歯車が回転をすれば、それにかみ合っている歯形曲線ｓ２の内接歯車はｏ２を中心として同方向へ回転をする内接歯車式ポンプである。偏心量ｅと円弧半径Ｒを多様に設定すれば、回転往復式ポンプや内燃機関にも応用は可能となる。FIG. 5 shows a configuration diagram of an internal gear type pump using these gears and a gear having one external gear and two internal gear teeth. It is the combination figure of the minimum number of sheets using the gear of Claim 1 of this invention. FIG. 1 (a) shows one tooth of the external gear. From Table 1, d1 is the pitch circle diameter of the external gear, and da1 is the tip circle diameter. According to the definition of the gear according to claim 1 of the present invention, in the case of one tooth in the drawing of the tooth profile curve, it is impossible to draw the arc portion of the tooth profile obtained by the three-tangent circle, so the single tooth tooth profile curve s1 Is defined as a circle of arc radius R that rotates around o1. FIG. (B) shows the internal gear 2 teeth. From Table 1, d2 is the pitch circle diameter of the internal gear, and df2 is the root diameter. In the case of two teeth, the center of the circle with the two arc radii R and the center of the pitch circle are on the same straight line, and the arc portion of the tooth profile obtained by the three-tangent circle is the tangent of the three circles. FIG. 3C is a configuration diagram of an internal gear type pump in which one external gear and two internal gears are combined. The external gear of the tooth profile curve s1 rotates about o1 via the input shaft. If the external gear rotates, the internal gear of the tooth profile curve s2 meshing with the internal gear is an internal gear pump that rotates in the same direction around o2. If the amount of eccentricity e and the arc radius R are variously set, the present invention can be applied to a rotary reciprocating pump and an internal combustion engine.

以下、表１の計算式を基にして作図した実施例を下記に示す。円弧半径Ｒは１とする。
図６は外接歯車２枚歯と内接歯車３枚歯の内接歯車式ポンプの構成図である。
図７は外接歯車３枚歯と内接歯車４枚歯の内接歯車式ポンプの構成図である。
図８は外接歯車４枚歯と内接歯車５枚歯の内接歯車式ポンプの構成図である。
図９は外接歯車６枚歯と内接歯車７枚歯の内接歯車式ポンプの構成図である。
本発明の請求項１の歯車を使用すれば、内接歯車式ポンプは外接歯車と内接歯車の歯数を１枚差にすることを条件として、任意枚数の歯車組み合わせが可能となる特徴を有する。 In the following, examples constructed based on the calculation formula of Table 1 are shown below. The arc radius R is 1.
FIG. 6 is a configuration diagram of an internal gear pump having two external gear teeth and three internal gear teeth.
FIG. 7 is a configuration diagram of an internal gear pump having three external gear teeth and four internal gear teeth.
FIG. 8 is a block diagram of an internal gear type pump having four external gear teeth and five internal gear teeth.
FIG. 9 is a block diagram of an internal gear type pump having 6 external teeth and 7 internal teeth.
If the gear according to claim 1 of the present invention is used, the internal gear pump can be combined with any number of gears on condition that the number of teeth of the external gear and the internal gear is one difference. that Yusuke.

表１及び図１と図２で説明した外接歯車及び内接歯車の歯形曲線を標準歯形曲線とすれば、図１０に示す歯形曲線は標準歯形曲線に対してオフセットして変形させた歯形曲線である。オフセットとは等間隔に平行移動させることである。但し、1組の歯車として正確なかみ合いを保つ為には、外接歯車の歯形曲線と内接歯車の歯形曲線は同じオフセット量で同じ方向にて処理しなければならない制限がある。オフセットが可能な範囲は円弧半径Ｒの数値により決定される。オフセット値をＦとすればＦは＋1.32Ｒから−Ｒの範囲で可能となる。図10は、外接歯車の歯数4枚、内接歯車の歯数５枚組み合わせの内接歯車式ポンプの構成図であり、円弧半径Ｒは１である。オフセット値０は標準歯形曲線を示す。標準歯形曲線に対してそれぞれプラス側とマイナス側へオフセットさせた図である。標準歯形曲線を使用した歯車で構成される内接歯車式ポンプを基にして、オフセットした歯形曲線を使用した歯車でポンプを構成すれば、装置の大きさの調整や吐出量の調整が可能となる特徴がある。つまり、内接歯車式ポンプの設計に多少の自由度を持たせることが可能となる。 If Table 1 and the tooth profile of the external gear and internal gear described in FIG 1 and FIG 2 with a standard tooth profile, with the tooth profile curve tooth profile obtained by modifying offset relative to a standard tooth profile shown in FIG. 10 is there. The offset is parallel translation at equal intervals. However, in order to maintain accurate meshing as a set of gears, there is a restriction that the tooth profile curve of the external gear and the tooth profile curve of the internal gear must be processed in the same direction with the same offset amount. The range in which the offset is possible is determined by the numerical value of the arc radius R. If the offset value is F, F can be in the range of + 1.32R to -R. FIG. 10 is a configuration diagram of an internal gear pump in which the number of teeth of the external gear is 4 and the number of teeth of the internal gear is 5 and the arc radius R is 1. FIG. An offset value of 0 indicates a standard tooth profile curve. It is the figure offset by the plus side and the minus side with respect to the standard tooth profile curve, respectively. If the pump is configured with gears that use offset tooth profile curves based on the internal gear pump configured with gears that use standard tooth profile curves, the size of the device and the discharge amount can be adjusted. There is a characteristic. In other words, possible to give some degree of freedom in the design of the internal gear pump it becomes possible.

図11の図（ａ）は、外歯車歯数３枚と内歯車歯数８枚の外歯車と内歯車のかみ合い関係を示す図である。本発明の請求項１の歯車を使用して、歯車伝達装置の歯車列として実施した例である。図（ｂ）は外歯車歯数５枚と内歯車歯数１０枚の構成図である。図１２は外歯車歯数１０枚と内歯車歯数５０枚の構成図である。表１の歯車の基本計算式から各々の歯形曲線を作図する。表１の外接歯車（１）の式を外歯車の計算式として、内接歯車（２）の式を内歯車の計算式として使用する。中心距離ｃは,ｃ=（ｄ2-ｄ1）/２で求めることが出来る。入力軸を介して歯形曲線ｓ１の外歯車がｏ１を中心として回転する。それにかみ合っている歯形曲線ｓ２の内歯車がｏ２を中心として同方向へ回転する歯車伝達装置である。かみ合う条件は円弧半径Ｒが同じであることが条件となる。小数歯数歯車の組み合わせから任意歯数歯車の組み合わせまで速度比に応じて、任意の歯車と任意の歯車列を設計することが可能となる。歯車伝達装置の応用例として、図１３、図１４、図１５に減速機の構成図を示す。FIG. 11 (a) is a diagram showing the meshing relationship between the external gear having three external gear teeth and the eight internal gear teeth and the internal gear. It is the example implemented as a gear train of a gear transmission device using the gear of Claim 1 of the present invention. FIG. 2B is a configuration diagram of the number of external gear teeth of 5 and the number of internal gear teeth of 10. FIG. 12 is a configuration diagram of the number of external gear teeth 10 and the number of internal gear teeth 50. Each tooth profile curve is drawn from the basic formula of gears in Table 1. The formula for the external gear (1) in Table 1 is used as the calculation formula for the external gear, and the formula for the internal gear (2) is used as the calculation formula for the internal gear. The center distance c can be obtained by c = (d2-d1) / 2. The external gear of the tooth profile curve s1 rotates around o1 via the input shaft. This is a gear transmission device in which the internal gear of the tooth profile curve s2 meshing with it rotates in the same direction around o2. The meshing condition is that the arc radius R is the same. It is possible to design an arbitrary gear and an arbitrary gear train according to the speed ratio from a combination of a small number of gears to a combination of an arbitrary number of gears. As an application example of the gear transmission, Figure 13, Figure 14 shows the structure of the reduction gear 15.

図１３は、本発明の請求項１の歯車を使用した減速機の構成図を示す。左図がケーシングカバー１３８を取り除いた時に見える各々の歯車の構成図である。右図は減速機の組み立て断面図を示す。機構的な原理は、サイクロ減速機のしくみを応用したものである。この減速機は、本発明の請求項1の歯車を使用して構成されている。サイクロイド歯形は全く使用していない。円弧歯形のみ使用した歯車で構成した減速機である。表２に各歯車の基本データを示す。動力の伝達は入力軸１３１（偏心量ｅの偏心軸）から軸受け１３２（または、ローラーピン）を介して遊星歯車である外歯車１３３に伝達される。この外歯車１３３には、内ピン１３６が接触するピン穴が６個設けてある。外歯車１３３は固定太陽歯車１３４（ケーシング本体１３７に内歯車が歯切りしてある）とかみ合いながら自転をする。外歯車１３３が自転をすれば、６個のピン穴に接触している６個の内ピン１３６も同時に回転をする。内ピンは内ローラー１３５に固定されていて出力軸となる。表２より、遊星歯車である外歯車１３３の歯数ｚ１＝２０枚で、太陽歯車である内歯車１３４の歯数ｚ２＝２１枚なので、この減速機の減速比 i＝（z２-ｚ１）/z１の式により、１/２０の減速比となる。円弧半径Ｒと歯車の歯数の設定により、減速装置の大きさや減速比は任意に設定が可能となる特徴がある。尚、外歯車１３３と内歯車１３４は１枚差の歯車であり、内接歯車式ポンプの歯車構成を応用したものである。また、前記減速機に使用する歯車は、外歯車と内歯車が機能的に噛み合いをするならば、トロコイド曲線、サイクロイド曲線を含む他の歯形曲線を持った歯車でも前記の減速機の歯車として使用することは可能であると推測される。FIG. 13 shows a configuration diagram of a reduction gear using the gear according to claim 1 of the present invention. The left figure is a configuration diagram of each gear visible when the casing cover 138 is removed. The right figure shows an assembled cross-sectional view of the reduction gear. The mechanistic principle is the application of the mechanism of a cyclo reducer. This speed reducer is configured using the gear according to claim 1 of the present invention. Cycloid tooth profile is not used at all. It is a reduction gear composed of gears using only arc teeth. Table 2 shows the basic data for each gear. Transmission of power is transmitted from the input shaft 131 (eccentric shaft of eccentricity e) to the external gear 133 which is a planetary gear through the bearing 132 (or roller pin). The external gear 133 is provided with six pin holes with which the inner pin 136 contacts. The external gear 133 rotates while meshing with the fixed sun gear 134 (the internal gear is geared to the casing body 137). If the external gear 133 rotates, the six inner pins 136 in contact with the six pin holes also rotate at the same time. The inner pin is fixed to the inner roller 135 and serves as an output shaft. From Table 2, since the number of teeth z1 = 20 of the external gear 133 as a planetary gear and the number of teeth z2 = 21 of the internal gear 134 as a sun gear, the reduction ratio i = (z2−z1) / According to the formula of z1, the reduction ratio is 1/20. By setting the arc radius R and the number of gear teeth, the size of the reduction gear and the reduction ratio can be arbitrarily set. Note that the external gear 133 and the internal gear 134 are gears that are different from each other, and apply the gear configuration of the internal gear pump. Further, the gear wherein to use the speed reducer, if the external gear and the internal gear is meshing functionally, trochoid curve, as the gear of the speed reducer in gears having other tooth profile including cycloid It is assumed that it can be used.

図１４、図１５は図１３の減速機を基にした改良型減速機である。図１４（ａ）は入力軸側の各々の歯車の構成図を示す。図１４（ｂ）は出力軸側の歯車の構成図を示している。図１５は改良型減速機の組み立て断面図を示す。表３に各歯車の基本データを示す。内ピン及びピン穴を無しにして、外歯車と内歯車の構成だけにしたものである。動力の伝達は入力軸１４1(偏心量ｅの偏心軸)から軸受け１４２（またはローラーピン）を介して第1遊星歯車である外歯車１４7に伝達され、第２遊星歯車１４5の内歯車１４8とかみ合うと同時にその外歯車１４3は固定太陽歯車144(入力軸側ケーシングカバーに内歯車を歯切り)にも噛み合うことになる。尚、第２遊星歯車１４5には、３個の歯車が一体として歯切りされている。入力軸側の内歯車148及び固定太陽歯車に噛み合う外歯車143と出力軸側の外歯車151である。第２遊星歯車は揺動しながら、出力軸153に歯切りされている内歯車152と噛み合いながら出力軸へ動力が伝達される。第１遊星歯車の外歯車１４7と第２遊星歯車１４５の内歯車148が図１３の減速機の６個の内ピンと６個のピン穴に相当する機能を分担していることになる。この減速機の場合は、第１遊星歯車の外歯車１４7とそれにかみ合う第２遊星歯車の内歯車１４8の歯数比は減速比には関係しない。第２遊星歯車の外歯車１４3と固定太陽歯車144との歯数比及び出力軸側の外歯車１５１と内歯車１５２の歯数比がこの減速機の減速比に関係する。減速比を式にて説明すると次のようになる。減速比ｉ＝（ｚＢ-ｚｂ）/ｚｂ×（ｚｂ-ｚｄ）/ｚＤとなる。ｚｂは外歯車１４３の歯数であり、ｚＢは内歯車１４４の歯数、ｚｄは外歯車１５１の歯数、ｚＤは内歯車１５２の歯数を示す。実施例４の減速機は表３より減速比ｉ＝１/400となり、大きな減速比を得ることができる。前記の減速比の式において、分子の歯車の歯数差が１に近い値になることと、分母の歯車の歯数が多いほど大きな減速比が得られる。また、減速比ｉの値が正の値の時は、入力軸と出力軸の回転方向は同方向になる。減速比ｉの値が負の値の時は、入力軸と出力軸の回転方向は反対方向になる。設計上および試作品において減速比は1/１０００程度のものまで確認しているが、歯車の歯数及び円弧半径Ｒの設定により、更に大きな減速比を得ることが可能であると推測される。
上述の様に円弧半径Ｒと歯車の歯数の設定により、減速装置の大きさや減速比は任意に設定が可能となる特徴がある。更に、機構的には内接歯車式ポンプの機構を応用しているので、減速装置への潤滑を自給させる機能を持たせることも可能となる特徴を有している。前記の減速装置に使用する歯車は、この減速装置の構成と機能が果たせるのであれば、前記減速装置に用いられる外歯車と内歯車の歯車は、インボリュート歯車やトロコイド曲線を歯形にした歯車、サイクロイド曲線を歯形にした歯車、または他の歯形曲線で形成される歯車を使用して減速装置の歯車として使用することも可能であると推測される。14 and 15 show an improved type speed reducer based on the speed reducer shown in FIG. FIG. 14A shows a configuration diagram of each gear on the input shaft side. FIG. 14B shows a configuration diagram of the gear on the output shaft side. FIG. 15 shows an assembled cross-sectional view of the improved speed reducer. Table 3 shows the basic data for each gear. The internal pin and the pin hole are omitted, and only the configuration of the external gear and the internal gear is used. The transmission of power is transmitted from the input shaft 141 (eccentric shaft of eccentricity e) to the external gear 147 which is the first planetary gear via the bearing 142 (or roller pin) and meshes with the internal gear 148 of the second planetary gear 145. At the same time, the external gear 143 meshes with the fixed sun gear 144 (the internal gear is cut into the input shaft casing cover). The second planetary gear 145 has three gears integrally cut. The external gear 143 meshes with the internal gear 148 on the input shaft side and the fixed sun gear, and the external gear 151 on the output shaft side. Power is transmitted to the output shaft while meshing with the internal gear 152 that is geared to the output shaft 153 while swinging the second planetary gear. The external gear 147 of the first planetary gear and the internal gear 148 of the second planetary gear 145 share functions corresponding to the six inner pins and the six pin holes of the reduction gear of FIG. In the case of this reduction gear , the gear ratio between the external gear 147 of the first planetary gear and the internal gear 148 of the second planetary gear meshing with it is not related to the reduction ratio. The gear ratio between the external gear 143 of the second planetary gear and the fixed sun gear 144 and the gear ratio between the external gear 151 on the output shaft side and the internal gear 152 are related to the reduction ratio of the reduction gear . The reduction ratio is explained by the following equation. Reduction ratio i = (zB−zb) / zb × (zb−zd) / zD. zb is the number of teeth of the external gear 143 , zB is the number of teeth of the internal gear 144, zd is the number of teeth of the external gear 151, and zD is the number of teeth of the internal gear 152 . From Table 3, the reduction gear of Example 4 has a reduction ratio i = 1/400, and a large reduction ratio can be obtained. In the above reduction ratio formula, the difference in the number of teeth of the numerator gear becomes a value close to 1, and the larger the number of teeth of the denominator gear, the larger the reduction ratio. When the reduction ratio i is a positive value, the input shaft and the output shaft rotate in the same direction. When the value of the reduction ratio i is a negative value, the rotation directions of the input shaft and the output shaft are opposite. Although it has been confirmed that the reduction ratio is about 1/1000 in the design and in the prototype, it is assumed that a larger reduction ratio can be obtained by setting the number of gear teeth and the arc radius R. .
As described above, the size of the reduction gear and the reduction ratio can be arbitrarily set by setting the arc radius R and the number of gear teeth. Further, since the mechanism of the internal gear type pump is applied mechanically, it has a feature that it is possible to provide a function of self-supplying lubrication to the reduction gear . As long as the gear used in the speed reducer can fulfill the configuration and function of the speed reducer, the external gear and the internal gear used in the speed reducer are involute gears, gears having tooth shapes of trochoidal curves, and cycloids. It is presumed that a gear having a curved tooth profile, or a gear formed by another tooth profile curve can be used as a gear of a reduction gear.

図16は、歯形曲線ｓ１の外接歯車１枚と歯形曲線ｓ２の内接歯車２枚を使用した内接歯車式ポンプの構成図（ａ）と、入力軸として使用する偏心軸（ｂ）を示す。図（ａ）において、外接歯車及び内接歯車の形状を決める基本計算は表１の式を使用している。図５の外接歯車１枚歯と内接歯車２枚歯と歯形曲線は同じである。異なる点は、図５の内接歯車式ポンプでは外接歯車の回転中心ｏ１が外接歯車のピッチ円の中心に設定しているが、図１５の内接歯車式ポンプでは外接歯車の回転中心ｏ１は、円弧半径Ｒの円の中心で設定している。図（ｂ）の入力軸である偏心軸が回転すれば、外歯車はｏ１を中心として自転しながら、偏心量ｅにてｏ２を中心として公転する遊星歯車の役割をなす。外接歯車とかみ合っている内接歯車は外接歯車の公転とともにｏ２を中心として同方向へ回転することになる。この内接歯車式ポンプの場合、偏心量ｅは0からＲ（Ｒは円弧半径）の範囲にて設定が可能となる特徴を有する。円弧半径Ｒを多様に設定すれば、回転往復ポンプや内燃機関にも応用は可能である。FIG. 16 shows a configuration diagram (a) of an internal gear pump using one external gear having a tooth profile curve s1 and two internal gears having a tooth profile curve s2, and an eccentric shaft (b) used as an input shaft. . In the figure (a), the basic calculation which determines the shape of the external gear and the internal gear uses the formula of Table 1. The tooth profile curve is the same as in FIG. The difference is that the rotation center o1 of the external gear is set at the center of the pitch circle of the external gear in the internal gear pump of FIG. 5, but the rotation center o1 of the external gear is set in the internal gear pump of FIG. Are set at the center of a circle having an arc radius R. When the eccentric shaft, which is the input shaft in FIG. 4B, rotates, the outer gear rotates as a center around o1, and functions as a planetary gear that revolves around o2 with an eccentricity amount e. The internal gear meshing with the external gear rotates in the same direction around o2 as the external gear revolves. In the case of this internal gear type pump, the eccentricity e can be set in the range of 0 to R (R is an arc radius). If the arc radius R is variously set, the present invention can be applied to a rotary reciprocating pump and an internal combustion engine.

本発明の請求項１に記載の歯車の歯形を持ったラックカッター、ピニオンカッター、ホブカッター、フライスカッターいずれか１以上の工具を使用した方法による創成歯切り法、または請求項１に記載の歯車の歯形を持ったフライスカッター、研削砥石による成形歯切り法、並びにＮＣデータ作成による加工プログラムからフライスカッターによる成形加工、放電加工機による加工、射出成形機による成形加工、鋳造法いずれか１以上の方法で歯車を製造すれば、単品生産から多量生産まで広範囲な生産方法が設定できる。また、歯車を製造する方法の１つとして、ＣＡＤ／ＣＡＭ装置を使用して歯車のＮＣデータ作成からＮＣ工作機械による加工がある。歯形曲線は複数の円弧だけを使用しているので、ＮＣデータは円弧切削指令が主とした内容になる。従って、ＮＣデータ容量は少なくてすみ、加工時間を短くする特徴がある。インボリュート歯車、サイクロイド歯車、トロコイド歯車などの曲線を使用した歯車の場合は、ＮＣデータとして出力されるデータは直線で補間された近似曲線としてデータ出力され、微小区間の直線切削指令が主となり、歯数に比例してデータ量が増加するとともに加工する時間も増加する欠点を持っている。また、請求項1に記載した円弧歯形を持った歯車は、複数の円弧で接続された歯形を持つ歯車であるが、ＮＣ工作機械にて歯切り加工される場合には、ＮＣデータは歯形曲線の近似曲線（直線が連続したもの、あるいは直線と円弧が連続して混在するも）として出力されることもある。従って、請求項１の歯車は複数の円弧で構成された歯形曲線ではあるが、その曲線に沿った近似曲線でもあると定義することができる。また、本発明の請求項１に記載の歯車の歯形形状を持った歯車は、上述のごとく歯車基本計算式は表１より算出され、外歯車は図１、内歯車は図２の例で示すとおり簡単に作図される特徴を有している。しかるに、実施例４で開示している減速機の遊星歯車部品（図１５の１４５第２遊星歯車）のごとく、ＮＣ加工データを利用すれば、１部品において外歯車や内歯車を容易に複数歯切り加工できる特徴を有する歯車である。減速装置を含む歯車伝達装置の軽量化、省力化に多いに貢献できるものと推測される。 A generating gear cutting method using one or more of a rack cutter, a pinion cutter, a hob cutter, and a milling cutter having the gear tooth shape according to claim 1 of the present invention, or the gear according to claim 1 Milling cutter with tooth shape, molding gear cutting method with grinding wheel, and machining program by NC data creation, milling cutter molding process, electric discharge machine machining, injection molding machine molding process , casting method one or more methods If a gear is manufactured with, a wide range of production methods can be set from single item production to mass production. Further, as one of the methods for manufacturing a gear, there is a processing using NC machine tools from NC data creation of gears using a CAD / CAM device. Since the tooth profile curve uses only a plurality of circular arcs, the NC data is mainly composed of circular cutting commands. Accordingly, the NC data capacity is small, and the processing time is shortened. In the case of gears that use curves such as involute gears, cycloid gears, trochoidal gears, etc., the data output as NC data is output as approximate curves interpolated with straight lines, and the linear cutting command for a minute section is the main, and the tooth The amount of data increases in proportion to the number and the processing time also increases. Further, the gear having the arc tooth profile described in claim 1 is a gear having a tooth profile connected by a plurality of arcs. However, when gear cutting is performed by an NC machine tool, the NC data is a tooth profile curve. May be output as an approximate curve (a straight line is continuous, or a straight line and an arc are continuously mixed). Therefore, although the gear of claim 1 is a tooth profile curve formed of a plurality of arcs, it can be defined as an approximate curve along the curve. Further, the gear having the tooth profile of the gear according to claim 1 of the present invention has the basic gear calculation formula calculated from Table 1 as described above, the external gear is shown in FIG. 1, and the internal gear is shown in the example of FIG. It has the characteristics that can be drawn easily as follows. To accordingly, your especially planetary gear components of the reduction gear that is disclosed in Example 4 (145 second a planetary gear of FIG. 15), by using an NC machining data, the external gear and internal gear easily in one piece It is a gear having a feature capable of performing plural gear cutting . Weight of the gear transmission device including a speed reduction device, is supposed to contribute to multi are in labor saving.

本発明の請求項１の歯車は、内接歯車式ポンプの外接歯車、内接歯車を初めとして、減速機の歯車を含む歯車伝達装置の歯車として、広範囲にわたってその用途が可能となる。円弧半径Ｒの設定に自由度を持たせているので、自在に微小歯車から大歯車まで用途が広範囲に渡る特徴を有する。The gear according to claim 1 of the present invention can be used in a wide range as a gear of a gear transmission device including an external gear and an internal gear of an internal gear type pump and a gear of a reduction gear. Since the arc radius R is set with a degree of freedom, it has a wide range of applications from minute gears to large gears.

本発明の外接歯車歯数５枚歯の歯形曲線を示す図である。It is a figure which shows the tooth profile curve of the external gear teeth number five teeth of this invention. 本発明の内接歯車歯数６枚歯の歯形曲線を示す図である。It is a figure which shows the tooth profile curve of the internal gear teeth number 6 teeth of this invention. 本発明の外接歯車歯数５枚と内接歯車歯数６枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 5 external gear teeth number of this invention and 6 internal gear teeth number. 本発明の外接歯車歯数５枚と内接歯車歯数６枚の歯形曲線かみ合い解析図を示す図である。It is a figure which shows the tooth profile curve meshing analysis figure of 5 external gear teeth number of this invention and 6 internal gear teeth number. 本発明の外接歯車歯数１枚と内接歯車歯数２枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 1 number of external gear teeth of this invention, and 2 internal gear teeth. 本発明の外接歯車歯数２枚と内歯車歯数３枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 2 external gear teeth number of this invention and 3 internal gear teeth number. 本発明の外接歯車歯数３枚と内接歯車歯数４枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 3 external gear teeth number and 4 internal gear teeth number of this invention. 本発明の外接歯車歯数４枚と内接歯車歯数５枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 4 external gear teeth number of this invention and 5 internal gear teeth number. 本発明の外接歯車歯数６枚と内接歯車歯数７枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of the number of the external gear teeth of this invention of 6 and the number of internal gear teeth of 7. 本発明の外接歯車歯数４枚と内接歯車歯数５枚の標準歯形曲線とオフセットした歯形曲線を示す図である。It is a figure which shows the tooth profile curve offset from the standard tooth profile curve of 4 external gear teeth number of this invention and 5 internal gear teeth number. 本発明の歯形曲線を使用した外歯車歯数３枚と内歯車歯数８枚歯の歯車列を示す図である。It is a figure which shows the gear train of the external gear tooth number 3 using the tooth profile curve of this invention, and an internal gear tooth number 8 teeth. 本発明の歯形曲線を使用した外歯車歯数１０枚と内歯車歯数５０枚歯の歯車列を示す図である。It is a figure which shows the gear train of 10 external gear teeth number and 50 internal gear teeth number using the tooth profile curve of this invention. 本発明の外歯車と内歯車を使用した減速機の組立図を示す図である。It is a figure which shows the assembly drawing of the reduction gear which uses the external gear and internal gear of this invention. 本発明の外歯車と内歯車を使用した改良型減速機の構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the improved reduction gear using the external gear and internal gear of this invention. 本発明の外歯車と内歯車を使用した改良型減速機の組立図を示す図である。It is a figure which shows the assembly drawing of the improved reduction gear using the external gear and internal gear of this invention. 本発明の外接歯車歯数１枚と内接歯車歯数２枚の内接歯車式ポンプの構成図を示す図である。It is a figure which shows the block diagram of the internal gear type pump of 1 number of external gear teeth of this invention, and 2 internal gear teeth.

Explanation of symbols

1１ｏ１１を中心とした円弧半径１の円
１２ｏ１２を中心とした円弧半径１の円
１３外接歯車（1）の３接円
２1 ｏ２１を中心とした円弧半径１の円
２２ｏ２２を中心とした円弧半径１の円
２３内接歯車（２）の３接円
1ａ図１の交点
１ｂ図１の接点
１ｃ図１の接点
１ｄ図１の交点
２ａ図２の交点
２ｂ図２の接点
２ｃ図２の接点
２ｄ図２の交点
１ｕ図１の水平中心線
１ｖ図１の垂直中心線
１ｗ図１の歯数分割角度（α1）割り出し中心線
２ｕ図２の水平中心線
２ｖ図２の垂直中心線
2ｗ図２の歯数分割角度（α2）割り出し中心線
１３１図１３の入力軸
１３２図１３の軸受け
１３３図１３の外歯車
１３４図１３の内歯車
１３５図１３の内ローラー
１３６図１３の内ピン
１３７図１３のケーシング本体
１３８図１３のケーシングカバー
１４１図１４、図１５の入力軸
１４２図１４、図１５の軸受け
１４３図１４、図１５の外歯車
１４４図１４、図１５の内歯車
１４５図１４、図１５の第２遊星歯車
１４７図１４、図１５の外歯車
１４８図１４、図１５の内歯車
１５１図１４、図１５の外歯車
１５２図１４、図１５の内歯車
１５３図１５の出力軸
１５４図１５の入力軸側ケーシング
１５５図１５の出力軸側ケーシング
ｃ中心距離
ｄ1 外接歯車ピッチ円直径
ｄ11 外接歯車ピッチ円
ｄ２内接歯車ピッチ円直径
ｄ２２内接歯車ピッチ円
ｄａ１外接歯車歯先円直径
ｄａ１1 外接歯車歯先円
ｄｆ２内接歯車歯底円直径
ｄｆ２２内接歯車歯底円
ｅ偏心量
Ｆオフセット値
ｉ減速比
ｏ1 外接歯車中心点
ｏ２内接歯車中心点
ｏ１１図１の円弧半径の中心点
ｏ１２図１の円弧半径の中心点
ｏ２１図２の円弧半径の中心点
ｏ２２図２の円弧半径の中心点
Ｒ円弧半径
ｓ１外接歯車歯形曲線
ｓ２内接歯車歯形曲線
ｓ１１外接歯車歯形曲線（1枚歯形）
ｓ２２内接歯車歯形曲線（1枚歯形）
ｚ１図１３の減速機の外歯車１３３の歯数
ｚ２図１３の減速機の内歯車１３４の歯数
ｚｂ図14、図１５の減速機の外歯車１４３の歯数
ｚＢ図14、図１５の減速機の内歯車１４４の歯数
ｚｄ図14、図１５の減速機の外歯車１５１の歯数
ｚＤ図14、図１５の減速機の内歯車１５２の歯数
α1 外接歯車の歯数分割角度
α2 内接歯車の歯数分割角度 11 Circle with arc radius 1 centered on o11 12 Circle with arc radius 1 centered on o12 13 Circle of circle of circumscribed gear (1) 2 Circle of arc radius 1 centered on 1 o21 22 Arc centered on o22 A circle with a radius of 1 3 A circle of 3 of the internal gear (2)
1a Intersection of Figure 1
1b Contact of FIG.
1c Contact point of FIG. 1 1d Intersection point of FIG. 1 2a Intersection point of FIG. 2 2b Contact point of FIG. 2 2c Contact point of FIG. 2 2d Intersection point of FIG. 1 1u Horizontal center line of FIG. 1 1v Vertical center line of FIG. Dividing angle (α1) index center line
2u Horizontal center line in FIG. 2 2v Vertical center line in FIG.
2w Number of teeth division angle (α2) index center line in FIG. 2 131 Input shaft in FIG.
132 Bearings in FIG. 13 133 External Gears in FIG. 134 Internal Gears in FIG. 13 Inner Rollers in FIG. 13 136 Inner Pins in FIG. 13 137 Casing Body in FIG. 13 138 Casing Cover in FIG.
141, input shaft 142 in FIG. 14 and FIG. 15, bearing 143 in FIG. 14, FIG. 15 external gear 144 in FIG. 14 and FIG. 15, internal gear 145 in FIG. 14 and FIG. 15, second planetary gear 147 in FIG. External gear 148 in FIG. 15 Internal gear 151 in FIGS. 14 and 15 External gear 152 in FIGS. 14 and 15 152 Internal gear in FIG. 14 and FIG. 15 Output shaft 154 in FIG. 15 Input shaft side casing 155 in FIG. Output shaft casing
c center distance d1 external gear pitch circle diameter d11 external gear pitch circle d2 internal gear pitch circle diameter d22 internal gear pitch circle da1 external gear tooth tip circle diameter da11 external gear tooth tip circle df2 internal gear tooth bottom circle diameter df22 internal Contact gear tooth bottom circle e Eccentricity
F Offset value i Reduction ratio o1 External gear center point o2 Internal gear center point o11 Center point of arc radius in FIG. 1 o12 Center point of arc radius in FIG. 1 o21 Center point of arc radius in FIG. 2 o22 Arc radius in FIG. Center point
R Arc radius s1 External gear tooth profile curve s2 Internal gear tooth profile curve s11 External gear tooth profile curve (single tooth profile)
s22 Internal gear tooth profile curve (single tooth profile)
z1 Number of teeth of the external gear 133 of the reduction gear of FIG.
z2 Number of teeth of the internal gear 134 of the reduction gear of FIG.
zb Number of teeth of the external gear 143 of the reducer of FIGS. 14 and 15
zB Number of teeth of the internal gear 144 of the speed reducer of FIGS.
zd Number of teeth of the external gear 151 of the speed reducer of FIGS.
zD The number of teeth α1 of the internal gear 152 of the reduction gear of FIGS. 14 and 15 The number of teeth division angle of the external gear
α2 Internal gear split number of teeth

Claims

Tooth profile of the tooth crest of the external gear is formed by an arc of the circular arc radius R around the reference pitch line, the arc radius R is a tooth profile of the tooth crest tooth profile of the tooth bottom is adjacent to the reference pitch circle Formed by a three-circular arc circumscribing two circles, and the tooth profile of the external gear is a curve connected in such a manner that the tooth profile arc of the tooth tip surface and the tooth profile arc of the tooth bottom surface are in contact with each other; The tooth profile shape of the tooth bottom surface of the internal gear is formed by an arc having an arc radius R centered on the reference pitch line, and the tooth profile shape of the tooth tip surface is 2 of the arc radius R which is the tooth profile shape of the tooth bottom surface adjacent to the reference pitch circle. Formed by a three- circular circle circumscribing one of the circles, and the tooth profile of the internal gear is a curve connected in such a manner that the tooth profile arc of the tooth bottom surface and the tooth profile arc of the tooth tip surface are in contact with each other , during this tooth profile of the optional based on the center of the tooth profiles of both gears reference pitch circle of Gear having a tooth profile it is possible to offset in.

And an internal gear having a tooth profile of the gear according to claim 1 which is rotatably mounted in the housing, having a tooth profile of the gear according to claim 1 which eccentrically within the internal gear is disposed An internal gear pump in which both gears mesh with each other and rotate to suck and discharge fluid between the gears, and the internal gear has one more tooth than the external gear An internal gear pump that has the number of teeth and the tooth tips of both gears slide on the opposite side of the portion where both gears engage with each other most deeply.

A gear transmission device comprising a plurality of gears including the gear according to claim 1.

A gear forming method using a tool exclusively formed with a gear cutting tool having the gear tooth shape according to claim 1, a molding gear cutting method using a tool formed into the gear tooth shape according to claim 1, and a gear according to claim 1. And a method of manufacturing a gear by any one or more of the manufacturing methods using NC machine tools from the machining program by NC data creation .