JP2022547689A - 内部係合トランスミッション機構 - Google Patents

Abstract

外側ホイールと内側ホイールを含む内部係合トランスミッション機構を開示する。外側ホイールは外側ホイール内歯を有し、外側ホイール内歯先と外側ホイール内歯腰部を備える。内側ホイールには内側ホイール外歯が設けられており、内側ホイール外歯先と内側ホイール外歯腰部を備える。内側ホイールおよび外側ホイールは、内側ホイール外歯腰部および外側ホイール内歯腰部を通る内部係合トランスミッションを形成する。外側ホイール内歯腰部と内側ホイール外歯腰部は同形状で一致した曲面である。内側ホイール外歯腰部と外側ホイール内歯腰部は面接触係合を形成し、内側ホイールが回転すると内側ホイール外歯腰部と外側ホイール内歯腰部の接触面積は徐々に最大値まで増加し、その後徐々に減少する。内部係合トランスミッション機構は内側ホイールと外側ホイールとの係合時の応力集中を低減し、歯の耐用年数を改善できる。【選択図】図３

Description

本出願はトランスミッション機構に関し、特に、内部係合トランスミッション機構に関する。

既存の内部係合トランスミッション機構は、主に遊星歯車トランスミッション、ハーモニックトランスミッション、サイクロイドピンホイールトランスミッションなどを有する。遊星歯車トランスミッション装置は、主にインボリュート歯車の係合を用いている。外側ホイール内歯と内側ホイール外歯との歯数の差が大きい場合には干渉を回避することができ、単段変速比が低い。ハーモニックトランスミッションではインボリュート歯車の係合も使用する。これにより、１歯差または２歯差の係合を達成できるが、内側ホイールの外歯として軟性歯車を使用する必要がある。上記の干渉の問題は、内側ホイール外歯の変形を通じてのみ解決できる。軟性歯車は、負荷支持力が小さく、耐衝撃性が低いため、ハーモニックトランスミッションは広く使用されにくい。サイクロイドトランスミッションは、主に内側ホイールにサイクロイド歯車を用いている。サイクロイド歯車上のサイクロイド輪郭と外側ホイール上のローラピンとの係合を介して、１歯の差異に対する内部係合を達成することができるが、サイクロイド歯車とローラピンとの間の摩擦はローラピンのそれぞれに滑りスリーブベアリングを設ける手段によってのみ低減することができる。上記のすべてのトランスミッションにおける歯形の係合は、線接触係合である。係合時には、歯面接触応力が大きく、歯面の摩耗や離脱を起こしやすく、また、耐荷重能の低い歯面となる。

本出願は、外側ホイールおよび内側ホイールを含む、内部係合トランスミッション機構を提供する。第１の数の外側ホイール内歯が、外側ホイールの内縁に設けられている。外側ホイール内歯の各々は、外側ホイール内歯頂部と、外側ホイール内歯頂部に対して対称な外側ホイール内歯腰部（ｗａｉｓｔ）とを備える。外側ホイール内歯腰部の各々は係合部分を含む。第２の数の内側ホイール外歯が内側ホイールの外縁に設けられている。内側ホイール外歯の各々は、内側ホイール外歯頂部と、内側ホイール外歯頂部に対して対称な内側ホイール外歯腰部とを備える。内側ホイール外歯腰部の各々は係合部分を含み、第１の数は第２の数よりも大きい。内側ホイールは外側ホイールの内側に配置され、外側ホイールに対して偏心的に回転する。内側ホイールおよび外側ホイールは、内側ホイール外歯腰部の係合部と外側ホイール内歯腰部の係合部との係合を介して内部係合トランスミッションを形成している。外側ホイール内歯腰部の係合部および内側ホイール外歯腰部の係合部は同じ形状を有し、重なり合う湾曲面であり、外側ホイール内歯腰部および内側ホイール外歯腰部は外側ホイールおよび内側ホイールが係合トランスミッション状態にあるときに、内側ホイール外歯の少なくとも１つの内側ホイール外歯が外側ホイール内歯と係合することができ、外側ホイール内歯と係合する内側ホイール外歯の各々について、内側ホイールが偏心して回転するときに、内側ホイール外歯腰部の少なくとも１つが外側ホイール内歯腰部と表面接触係合を形成することができるように設計される。

本出願は歯の新規な係合、すなわち、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間の表面接触係合を提供する。表面接触係合は伝統的なインボリュート係合とは全く異なり、１歯差トランスミッションを達成でき、単段トランスミッション速度比は高い。内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との係合は面接触係合であるので、内部係合トランスミッション機構は円滑なトランスミッション、低ノイズ、小さな歯面応力、長い耐用年数および良好な耐衝撃性を達成できる。

本出願の他の特徴、利点、および実施形態は、以下の特定の実施形態、添付の図面、および特許請求の範囲を考慮することによって、詳細に説明され得るか、または明らかになり得る。さらに、概要および以下の特定の実施形態はすべて例示的であり、さらなる説明を提供することを意図しているが、本出願の保護の範囲を限定することを意図していないことを理解されたい。しかしながら、特定の実施形態および特定の例は、本出願の好ましい実施形態を示すに過ぎない。当業者には、本出願の精神および範囲内の様々な変形および修正が特定の実施形態によって明らかになるであろう。

本出願の特徴および利点は、添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによって、より良く理解され得る。添付のすべての図面において、同一の参照符号は、図において同一の部分を表す。
図１Ａは、本願の一実施形態に係る内部係合トランスミッション機構の部分断面模式図である。図１Ｂは、図１Ａに示す内部係合トランスミッション機構の軸方向断面の概略図である。図２は、図１Ａに示す外側ホイールと内側ホイールとの係合の概略図である。図３は、図２に示す外側ホイールの構造概略図である。図４は、図２に示す内側ホイールの構造概略図である。図５Ａは、外側ホイール内歯と内側ホイール外歯が非噛合状態にある模式図である。図５Ｂ～５Ｄは、係合中に外側ホイール内歯および内側ホイール外歯が部分的に係合された状態にある概略図を示す。図５Ｅは、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯が完全に噛み合った状態の模式図である。図５Ｆ～５Ｈは、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯とが係合解除中に部分的に係合した状態にある概略図を示す。図５Ｉは、外側ホイール内歯および内側ホイール外歯が非係合状態にある概略図を示す。図６Ａは、図２に示した外側ホイールおよび内側ホイールの第１の具体的な製品例の拡大図である。図６Ｂは、図２に示した外側ホイールおよび内側ホイールの第２の具体的な製品例の拡大図である。図６Ｃは図２に示す外側ホイールおよび内側ホイールの第３の具体的な製品例の拡大図であり、図６Ｄは、図２に示す外側ホイールおよび内側ホイールの第４の具体的な製品例の拡大図である。

本出願の特定の実施形態は、この説明の一部を構成する添付の図面を参照して以下に説明される。「左」、「右」、「内側」、および「外側」などの向きを示す用語は本出願において様々な例示的な構造部分および要素を説明するために本出願で使用されるが、これらの用語は単に説明を容易にするために本明細書で使用され、添付の図面に示される例示的な向きに基づいて決定されることを理解されたい。本願に開示される実施形態は異なる方向に配置することができるので、方向を示すこれらの用語は例示的なものにすぎず、限定と見なされるべきではない。以下の添付図面において、同一の構成要素には同一の参照番号を使用し、類似の構成要素には類似の参照番号を使用する。

本出願で使用される「第１」および「第２」などの序数は、区別および識別のためにのみ使用され、他の意味を有さない。特に明記しない限り、順序番号は、特定の順序を示すものでもなく、特定の関連性を有するものでもない。例えば、「第１のフランジ」という用語自体は「第２のフランジ」の存在を意味するものではなく、「第２のフランジ」という用語自体は「第１のフランジ」の存在を意味するものではない。

図１Ａは、本願の実施形態に係る内部係合トランスミッション機構１００の部分断面模式図であり、図１Ｂは図１Ａに示す内部係合トランスミッション機構１００の軸方向断面の模式図であり、内部係合トランスミッション機構１００における部品の具体的な構造を示す。図１Ａ－１Ｂに示すように、内部係合トランスミッション機構１００は、外側ホイール１０２と、遊星キャリア１０１と、並べて配置された４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４と、偏心軸１１２とを備える。遊星キャリア１０１には、四つの内側ホイール１２１，１２２，１２３，１２４が並んで配置され、かつ偏心軸１１２が全て外側ホイール１０２の内側に配置されている。

具体的には、偏心軸１１２は、中心軸Ｘを有する中空軸である。偏心軸１１２の外周には４つの偏心部１３２、１３４、１３６、１３８が設けられている。前記偏心部１３２および前記偏心部１３８は同一の偏心方向を有する一群の偏心部であり、前記偏心部１３４および前記偏心部１３６は同一の偏心方向を有する別の一群の偏心部であり、前記２群の偏心部の偏心方向の差は１８０°である。４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４はそれぞれ、偏心軸１１２の４つの偏心部分１３２、１３４、１３６、１３８にシースされて、平行に配置された４つの内側ホイールを形成し、４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４が中心軸Ｘに対して平行移動できるようにする。

４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の外縁には、外側ホイール１０２の内縁に設けられた外側ホイール内歯と係合する内側ホイール外歯が設けられている。偏心軸１１２が４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４を駆動して並進運動させ、外側ホイール１０２が固定されると、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４が並進運動しながら回転するように、内側ホイール外歯が外側ホイール１０２の外側ホイール内歯に係合する。このようにして、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４は偏心して回転する（すなわち、並進運動しながら回転する）ことができる。換言すれば、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４が偏心して回転すると、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の中心軸（図示せず）は中心軸Ｘを中心として回転することができる。

遊星キャリア１０１は、第１のフランジ１０４と、第２のフランジ１０６と、連結部品１０９と、伝達部品１０８とを備える。４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４は、遊星キャリア１０１によって支持され、遊星キャリア１０１内にクランプされる。第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６は、それぞれ、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の２つの側面に配置されている。第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６は、連結部品１０９を介して互いに堅固に連結され、第１のフランジ１０４と第２のフランジ１０６との間に４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４を保持する。伝達部品１０８は、４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の穴を通過させて、第１のフランジ１０４を第２のフランジ１０６と接続する。伝達部品１０８は、内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の運動を第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６に伝達して、第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６を回転駆動することができる。第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６はベアリングを介して外側ホイール１０２に取り付けられているので、伝達部品１０８は第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６を、第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６を平行移動させるのではなく、中心軸Ｘを中心として回転させるように駆動することに留意されたい。

本出願の内部係合トランスミッション機構１００は加速または減速（すなわち、速度減少または速度増加）の目的を達成することができる。減速を達成する必要があるとき、４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４は高速で移動し、外側ホイール１０２または遊星キャリア１０１は低速で移動する。外側ホイール１０２がトルク出力部品として機能する場合（すなわち、被駆動部品に接続される）、遊星キャリア１０１は必ず固定される。遊星キャリア１０１がトルク出力部品として働くとき、外側ホイール１０２は必ず固定される。速度増加を達成する必要があるとき、外側ホイール１０２または遊星キャリア１０１は低速で移動し、４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４はトルク出力成分として高速で移動する。説明を容易にするために、４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４が高速で移動し、外側ホイール１０２が固定され、遊星キャリア１０１がトルク出力部品として低速で移動する例を以下に説明する。動力トランスミッション関係は、実質的に以下のように記述される：

トランスミッション機構１００の偏心軸１１２は、図示しない駆動機構に連結されている。駆動機構は偏心軸１１２を回転駆動する。外側ホイール１０２は固定されており、外側ホイール１０２の外側ホイール内歯と内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の内側ホイール外歯との係合関係により、偏心軸１１２の回転により、その上にシースされた内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４を駆動して平行移動して回転することができる。伝達部品１０８は内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４の回転およびトルクを第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６に伝達し、第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６を駆動して回転させる。第１のフランジ１０４および第２のフランジ１０６は速度変化およびトルク出力を実施するために、図示しない被駆動装置に接続される。

４つの内側ホイール１２１、１２２、１２３、１２４は同様の構造を有するので、内側ホイール１２１を例にとり、内側ホイール１２１の内側ホイール外歯と外側ホイール１０２の外側ホイール内歯との間の構造関係を以下に説明する。

図２は、図１Ａに示す外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との係合の概略図である。図２に示すように、外側ホイール１０２は中心軸Ｏを有しており、中心軸Ｏは偏心軸１１２の中心軸Ｘと同軸に配置されている。内側ホイール１２１は、外側ホイール１０２内に偏心して配置される。具体的には、内側ホイール１２１が中心軸Ｎ１を有する。中心軸Ｎ１は、外側ホイール１０２の中心軸Ｏと平行に配置され、その間の距離はｅである。偏心率ｅはゼロよりも大きい（破線のボックスＡの拡大図を参照）。外側ホイール１０２の内縁には、第１の数の外側ホイール内歯３００が設けられている。内側ホイール１２１の外縁には、第２の数の内側ホイール外歯４００が設けられている。第１の数は、第２の数よりも大きい。

図３は、図２に示す外側ホイール１０２の構造概略図である。図３に示すように、外側ホイール１０２は平歯車である。第１の数の外側ホイール内歯３００は、外側ホイール１０２の内縁の周囲に配置されている。

各外側ホイール内歯３００は、同様の構造を有している。２つの隣接する外側ホイール内歯３００は、外側ホイール内歯ベース３２２を介して互いに接続されている。
外側ホイール内歯３００の各々は、外側ホイール内歯頂部３０２と、２つの外側ホイール内歯腰部３１４、３１６とを備える。外側ホイール１０２の半径方向断面において、外側ホイール内歯頂部３０２は滑らかな曲線または直線である。２つの外側ホイール内歯腰部３１４、３１６は、それぞれ、外側ホイール内歯頂部３０２の２つの側面に配置されている。２つの外側ホイール内歯腰部３１４、３１６は外側ホイール内歯頂部３０２に対して対称的に配置されており、完全に対称的で同一である。具体的には外側ホイール内歯腰部３１４が外側ホイール内歯頂部３０２の左側に位置し、外側ホイール内歯腰部３１６は外側ホイール内歯頂部３０２の右側に位置する。

左側の外側ホイール内歯腰部３１４に対して、外側ホイール内歯腰部３１４は係合部分３３６（すなわち、係合部３３６）、遷移部分３３２、および遷移部分３３４を備える。係合部分３３６は、係合中に内側ホイール外歯４００との表面接触を形成することができる。遷移部分３３２は、係合部分３３６が外側ホイール内歯ベース３２２に接続されるように構成される。遷移部分３３４は、係合部分３３６が外側ホイール内歯頂部３０２に接続されるように構成される。外側ホイール１０２の半径方向断面において、遷移部分３３２および遷移部分３３４は滑らかな曲線または直線であり、係合部分３３６は滑らかな曲線であり、係合部分３３６の曲線の方向は歯の外側に向かって突出する。換言すれば、係合部分３３６の曲線方向は、外側ホイール１０２の中心軸Ｏに向かって突出する。外側ホイール内歯腰部３１４は、外側ホイール１０２が内側ホイール１２１と係合すると、遷移部分３３２および遷移部分３３４が内側ホイール１２１と接触しないように構成される。

同様に、右側の外側ホイール内歯腰部３１６に対して、外側ホイール内歯腰部３１６は係合部分３４６（すなわち、係合部３４６）、遷移部分３４２、および遷移部分３４４を備える。係合部分３４６は、係合中に内側ホイール外歯４００との表面接触を形成することができる。遷移部分３４２は、係合部分３４６が外側ホイール内歯ベース３２２に接続されるように構成される。遷移部分３４４は、係合部分３４６が外側ホイール内歯頂部３０２に接続されるように構成される。外側ホイール１０２の半径方向断面において、遷移部分３４２および遷移部分３４４は滑らかな曲線または直線であり、係合部分３４６は滑らかな曲線であり、係合部分３４６の曲線の方向は歯の外側に向かって突出する。換言すれば、係合部分３４６の曲線方向は、外側ホイール１０２の中心軸Ｏに向かって突出する。外側ホイール内歯腰部３１６は、外側ホイール１０２が内側ホイール１２１と係合すると、遷移部分３４２および遷移部分３４４が内側ホイール１２１と接触しないように構成される。

凹部３５５が、隣接する外側ホイール内歯３００と、内側ホイール外歯４００を受け入れる外側ホイール内歯３００との間に形成される。より具体的には、凹部３５５は、外側ホイール内歯腰部３１６、外側ホイール内歯３００の外側ホイール内歯底部３２２および隣接する外側ホイール内歯３００の外側ホイール内歯腰部３１４によって形成される。凹部３５５の２辺にある外側ホイール内歯腰部３１６と外側ホイール内歯腰部３１４は、外側ホイール内歯の中心線Ｘに対して対称である。各凹部３５５の外側ホイール内歯の中心線Ｘは、外側ホイール１０２の中心軸Ｏと凹部３５５を形成する外側ホイール内歯ベース３２２の中間点とを通過する。外側ホイール内歯３００と内側ホイール外歯４００との係合関係を以下に具体的に示す。

図４は、図２に示す内側ホイール１２１の構造概略図である。図４に示すように、内側ホイール１２１も平歯車である。第２の数の内側ホイール外歯４００が、内側ホイール１２１の外縁の周りに設けられている。

各内側ホイール外歯４００は、同じ構造を有している。２つの隣接する内側ホイール外歯４００は、内側ホイール外歯ベース４２２を介して互いに接続されている。
内側ホイール外歯４００の各々は、内側ホイール外歯頂部４０２と、２つの内側ホイール外歯腰部４１４、４１６とを備える。内側ホイール１２１の半径方向断面において、内側ホイール外歯頂部４０２は滑らかな曲面または直線である。２つの内側ホイール外歯腰部４１４、４１６は、それぞれ、内側ホイール外歯頂部４０２の２つの側面に配置されている。２つの内側ホイール外歯腰部４１４、４１６は、内側ホイール外歯頂部４０２に対して対称的に配置され、完全に対称的で同一である。具体的には内側ホイール外歯腰部４１４が内側ホイール外歯頂部４０２の左側に位置し、内側ホイール外歯腰部４１６は内側ホイール外歯頂部４０２の右側に位置する。

左側の内側ホイール外歯腰部４１４に対して、内側ホイール外歯腰部４１４は係合部分４３６（すなわち、係合部４３６）、遷移部分４３２、および遷移部分４３４を備える。係合部分４３６は、係合中に外側ホイール内歯３００との表面接触を形成することができる。遷移部分４３２は、係合部分４３６が内側ホイール外歯ベース４２２に接続されるように構成される。遷移部分４３４は、係合部分４３６が内側ホイール外歯頂部４０２に接続されるように構成される。外側ホイール１０２の半径方向断面において、遷移部分４３２および遷移部分４３４は滑らかな曲線または直線であり、係合部分４３６は滑らかな曲線であり、係合部分４３６の曲線の方向は歯の内側に向かって凹んでいる。換言すれば、係合部分４３６の曲線の方向は、内側ホイール１２１の中心軸Ｎ１に向かって凹んでいる。また、係合部分４３６の曲面の形状は係合部分３４６の曲面の形状と同じであり、これと一致する。換言すれば、係合部分４３６の曲面の形状は、係合部分３４６の曲面の形状と相補的であり得る。内側ホイール外歯腰部４１４は、外側ホイール１０２が内側ホイール１２１と係合すると、遷移部分４３２および遷移部分４３４が外側ホイール１０２と接触しないように構成される。

同様に、右側の内側ホイール外歯腰部４１６について、内側ホイール外歯腰部４１６は係合部分４４６（すなわち、係合部分４４６）、遷移部分４４２、および遷移部分４４４を備える。係合部分４４６は、係合中に外側ホイール内歯３００と表面接触を形成することができる。遷移部分４４２は、係合部分４４６が内側ホイール外歯ベース４２２に接続されるように構成される。遷移部分４４４は、係合部分４４６が内側ホイール外歯頂部４０２に接続されるように構成される。外側ホイール１０２の半径方向断面において、移行部分４４２および移行部分４４４は滑らかな曲線または直線であり、係合部分４４６は滑らかな曲線であり、係合部分４４６の曲線の方向は歯の内側に向かって凹んでいる。換言すれば、係合部分４４６の曲線の方向は、内側ホイール１２１の中心軸Ｎ１に向かって凹んでいる。また、係合部分４４６の曲面の形状は係合部分３３６の曲面の形状と同じであり、一致する。換言すれば、係合部分４４６の曲面の形状は、係合部分３３６の曲面の形状と相補的であり得る。内側ホイール外歯腰部４１６は、外側ホイール１０２が内側ホイール１２１に係合されると、遷移部分４４２および遷移部分４４４が外側ホイール１０２に接触しないように構成される。内側ホイール外歯４００のそれぞれの内側ホイール外歯４１４および内側ホイール外歯腰部４１６は、内側ホイール外歯の中心線Ｙに対して対称である。内側ホイール外歯の中心線Ｙは、内側ホイール１２１の中心軸Ｎ１と内側ホイール外歯頂部４０２の中間点とを通る。

なお、外側ホイール１０２の径方向断面において、本願における係合部分３３６、係合部分３４６、係合部分４３６および係合部分４４６は、インボリュートではない。

外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との係合状態について、以下、図２～図４を参照して説明する。具体的には内側ホイール１２１が外側ホイール１０２に対して移動するとき、すなわち、内側ホイール１２１が外側ホイール１０２において偏心して回転（平行移動および回転）するとき、内側ホイール１２１の内側ホイール外歯４００と外側ホイール１０２の外側ホイール内歯３００との係合状態は部分係合状態と完全係合状態とを含む。内側ホイール１２１のいずれの内側ホイール外歯４００についても、外側ホイール内歯の中心線Ｘが内側ホイール外歯の中心線Ｙと一致したときに内側ホイール外歯４００が完全に噛み合った状態となり、完全に噛み合った状態の前後で、内側ホイール外歯４００は部分的に噛み合った状態となる。内側ホイール１２１の任意の内側ホイール外歯４００が非係合状態（または解放状態）から部分係合状態、完全係合状態、次いで部分係合状態、および非係合状態（すなわち解放状態）に変化することを、図５Ａ－５Ｉを参照して具体的に説明する。

また、本出願における外側ホイール１０２および内側ホイール１２１については、少なくとも１つの内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００がいつでも係合されることに留意されたい。一例として、外側ホイール１０２および内側ホイール１２１は常に１つの内側ホイール外歯４００のみが外側ホイール内歯３００に係合し、他の内側ホイール外歯４００はいずれも外側ホイール内歯３００に係合しないように設計される。別の例として、外側ホイール１０２および内側ホイール１２１は、常に３つの隣接する内側ホイール外歯４００が外側ホイール内歯３００に係合し、他の内側ホイール外歯４００が外側ホイール内歯３００に係合しないように設計される。

内側ホイール１２１および外側ホイール内歯３００の内側ホイール外歯４００の非係合状態（または非係合状態）から部分係合状態、完全係合状態、次いで部分係合状態、および非係合状態（または非係合状態）への変化の係合・離脱処理について、図５Ａ～図５Ｉを用いて以下に説明する。図５Ａ－５Ｉに示す係合の間、内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００とは、相対運動を形成する。この実施形態では、外側ホイール内歯３００は固定されたままであり、内側ホイールは外側ホイール１０２内で時計回りに（図５Ａの矢印で示すように）偏心して回転する（すなわち、並進時計回りに移動しながら反時計回りに回転する）。当業者であれば、図５Ａ－５Ｉに記載されたプロセスにおいて、内側ホイール１２１の内側ホイール外歯４００が外側ホイール内歯３００に徐々に接触し、接触部が徐々に増加して完全に係合し、その後、内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００の比較的高速回転中に離間が高速写真技術により観察できるまで接触部が徐々に減少することを理解するであろう。なお、このプロセスは連続的なプロセスである。本願では、説明を容易にするために、この動的連続プロセスにおける接触部分について、具体的に異なる時間帯で説明する。当業者は、図５Ａ～５Ｉが内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の半径方向断面図であることを理解することができる。半径方向断面図において、内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００との間の線接触は概略的な点接触によって表され、半径方向断面図において、内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００との間の面接触は概略的な線接触によって表される。

図５Ａは、外側ホイール内歯３００と内側ホイール外歯４００とが非噛合状態（離脱状態）にある場合の模式図である。図５Ａから、外側ホイール内歯３００が内側ホイール外歯４００に接触していないことが分かる。より具体的には内側ホイール外歯腰部４１４の係合部分４３６が外側ホイール内歯腰部３１６の係合部分３４６と接触せず、内側ホイール外歯腰部４１６の係合部分４４６は外側ホイール内歯腰部３１４の係合部分３３６と接触しない。

図５Ｂ～５Ｄは、係合中に外側ホイール内歯３００および内側ホイール外歯４００が部分係合状態にある概略図を示す。内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６については、図５Ａに示す状態から図５Ｂに示す状態までの過程において、内側ホイールが外側ホイール１０２内で偏心して時計回りに回転し続けるにつれて、係合部分４３６と係合部分３４６との間の距離は図５Ａに示す状態に比べて徐々に減少するが、内側ホイール外歯腰部４１４は外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６にはまだ接触していない。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６および外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ａに示す状態から図５Ｂに示す状態までの過程において、係合部分４４６が係合部分３３６に徐々に近づき、図５Ｂに示すように、係合部分４４６と係合部分３３６とが接触部分を形成し始める。接触部分は、線接触であってもよく、表面接触であってもよい。より具体的には、接触部分が係合部分４４６の頂部および係合部分３３６の上部に位置するか、または実質的に位置する。接触部分の半径方向断面における突出部は、接触部位（または接触点）Ａとして示されている。

内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６については、図５Ｂに示す状態から図５Ｃに示す状態に至る過程において、係合部分４３６と係合部分３４６との間の距離は徐々に減少し続けるが、係合部分４３６は係合部分３４６にはまだ接触していない。図５Ｂに示される状態と比較すると、図５Ｃに示される状態では、係合部分４３６が係合部分３４６により近い。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６および外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４について、図５Ｂに示す状態から図５Ｃに示す状態に至る過程で、係合部分４４６と係合部分３３６との接触部の接触面積が徐々に大きくなる。図５Ｃに示す状態では、その半径方向断面における係合部分４４６と係合部分３３６との接触部の突起が線分Ｂ－Ｃである。より具体的には、図５Ｂに示す状態から図５Ｃに示す状態までの過程において、係合部分４４６と係合部分３３６との接触部分が徐々に増加し、接触面が増加したり、線接触から面接触に変化したりする。また、このような表面接触は、歯車間の力による変形によって引き起こされるものではなく、係合部分４４６および係合部分３３６が同じ形状を有し、重なり合っている曲面となるように構成されることによって達成される。係合部分４４６と係合部分３３６との間の接触部分（または領域）が徐々に増加するプロセスの間、内側ホイール外歯４００は係合部分４４６が係合部分３３６に対して上方に移動するように、外側ホイール内歯３００に対して上方に移動する。このとき、接触部位（または接触点）Ｂは係合部分４４６の頂部および係合部分３３６の上部に実質的に位置するが、係合部分３３６上のその位置は図５Ｂに示される以前の接触部位（または接触点）Ａよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６について、図５Ｃに示す状態から図５Ｄに示す状態までの間、係合部分４３６および係合部分３４６が図５Ｄに示す状態で接触部を形成するように、係合部分４３６が係合部分３４６に徐々に近づいていく。より具体的には、接触部分が係合部分４３６の頂部および係合部分３４６の上部に位置するか、または実質的に位置する。接触部分の半径方向断面における突出部は、接触部位（または接触点）ａとして示されている。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６および外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ｃに示す状態から図５Ｄに示す状態に至る過程において、係合部分４４６と係合部分３３６との接触部の接触面積が徐々に増加し続けている。図５Ｄに示す状態では、係合部分４４６とその半径方向断面における係合部分３３６との接触部の接触面の突起が線分Ｄ－Ｅである。より具体的には、図５Ｃに示される状態から図５Ｄに示される状態へのプロセスの間、係合部分４４６と係合部分３３６との間の接触部の接触面積は徐々に増加し続け、内側ホイール外歯４００は係合部分４４６が係合部分３３６に対して上方に移動するように、外側ホイール内歯３００に対して上方に移動し続ける。このとき、接触部位（または接触点）Ｄは係合部分４４６の頂部および係合部分３３６の上部に実質的に位置するが、係合部分３３６上のその位置は図５Ｃに示す以前の接触部位（または接触点）Ｂよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

図５Ｅは、内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００が完全に係合状態にある概略図を示す。内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６について、図５Ｄに示す状態から図５Ｅに示す状態までの間、外側ホイール１０２において内側ホイールが偏心して時計回りに回転し続けるにつれて、係合部分４３６と係合部分３４６との接触部分の接触面積が徐々に増加する。図５Ｅに示す状態では、係合部分４３６とその半径方向断面における係合部分３４６との接触部分の突起が線分ｂ－ｃである。このとき、係合部分４３６は、係合部分３４６と一致する。より具体的には、図５Ｄに示される状態から図５Ｅに示される状態へのプロセスの間、係合部４３６と係合部３４６との間の接触部分は徐々に増加し、これは接触面の増加であってもよく、またはライン接触から表面接触に変化してもよい。また、このような表面接触は、歯車間の力による変形によって引き起こされるものではなく、係合部分４３６および係合部３４６分が同じ形状を有し、重なり合う曲面となるように構成されることによって達成される。外側ホイール内歯３００に対する内側ホイール外歯４００の偏心回転中、接触部位（または接触点）ｂが係合部分４３６および係合部分３４６の上面に位置し、接触部位（または接触点）ｃが係合部分４３６および係合部分３４６の底部に位置するまで、係合部分４３６は係合部分３４６に対して上方に移動する。このとき、係合部分４３６と係合部分３４６とが重なり合う（係合する）。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６および外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ｄに示す状態から図５Ｅに示す状態までの間、係合部分４４６と係合部分３３６との接触部の接触面積も徐々に増加し続けている。図５Ｅに示す状態では、その半径方向断面における係合部分４４６と係合部分３３６との接触部の突起が線分Ｆ－Ｇである。このとき、係合部分４４６は、係合部分３３６と一致する。より具体的には、図５Ｄに示す状態から図５ｅに示す状態までの過程において、内側ホイール外歯４００は接触部位（または接触点）Ｆが係合部分４４６および係合部分３３６の頂部に位置し、接触部位（または接触点）Ｇが係合部分４４６および係合部分３３６の底部に位置するまで、外側ホイール内歯３００に対して上方に移動し続ける。このとき、係合部分４４６と係合部分３３６とが重なり合う（係合する）。

このようにして、図５Ｅに示すような状態において、係合部分４３６と係合部分３４６とが互いに重なり合い（係合し）、係合部分４４６と係合部分３３６とが互いに重なり合う（係合する）と、外側ホイール内歯の中心線Ｘが内側ホイール外歯の中心線Ｙと一致し、内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００とが完全に係合した状態となる。

図５Ｆ～５Ｈは内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００とが、離脱中に部分係合状態にある模式図を示す。内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４と、外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６とに対して、図５Ｅに示す状態から図５Ｆに示す状態までの間、内側ホイールが外側ホイール１０２内で偏心して時計回りに回転し続けるにつれて、係合部分４３６および係合部分３４６の下部が離脱し始め、これにより内側ホイール外歯腰部４１４と外側ホイール内歯腰部３１６との接触部の接触面積が徐々に減少する。図５Ｆに示される状態において、係合部分４３６と係合部分３４６との間の接触部の半径方向断面における突起は、線分ｄ－ｅである。より具体的には、図５Ｅに示される状態から図５Ｆに示される状態へのプロセスの間、内側ホイール外歯４００は係合部分４３６が係合部分３４６に対して下方に移動するように、外側ホイール内歯３００に対して下方に移動する。このとき、接触部位（または接点）ｄは係合部分４３６および係合部分３４６の上部にほぼ位置するが、係合部分３４６上の位置は図５Ｅに示す以前の接触部位（または接点）ｂよりも外側ホイール内歯ベース３２２から遠い。接触部位（または接触点）ｅは、係合部分４３６および係合部分３４６の中間部分に実質的に位置し、図５Ｅに示す以前の接触部位（または接触点）ｃよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と、外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ｅに示す状態から図５Ｆに示す状態までの過程で、内側ホイールが外側ホイール１０２内で時計回りに偏心回転し続けると、係合部分３３６と係合部分４４６の下部が離脱し始め、係合部分３３６と係合部分４４６との接触部の接触面積が徐々に減少する。図５Ｆに示す状態では、その半径方向断面における係合部分３３６と係合部分４４６との接触部の突起が線分Ｈ－Ｉである。より具体的には、図５Ｅに示される状態から図５Ｆに示される状態へのプロセスの間、内側ホイール外歯４００は係合部分４４６が係合部分３３６に対して下方に移動するように、外側ホイール内歯３００に対して下方に移動する。このとき、接触部位（または接点）Ｈは係合部分３３６および係合部分４４６の上部にほぼ位置するが、係合部分４４６上の位置は図５Ｅに示す以前の接触部位（または接点）Ｇよりも外側ホイール内歯ベース３２２から遠い。接触部位（または接触点）Ｉは、係合部分３３６および係合部分４４６の下部に実質的に位置し、図５Ｅに示す以前の接触部位（または接触点）Ｇよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

内側ホイールが外側ホイール１０２内で偏心して時計回りに回転し続けるので、係合部分４３６と係合部分３４６との間の係合解除は、係合部分３３６と係合部分４４６との間の係合解除よりも大きいことにも留意されたい。すなわち、係合部分４３６と係合部分３４６との接触面積は、係合部分３３６と係合部分４４６との接触面積よりも小さい。すなわち、接触部位（または接触点）ｅは、接触部位（または接触点）Ｉよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６については、図５Ｆに示す状態から図５Ｇに示す状態に至るプロセスにおいて、内側ホイールが外側ホイール１０２内を時計回りに偏心回転し続けるにつれて、係合部分４３６および係合部分３４６の下部は、図５Ｇに示すように、係合部分４３６の上面および係合部分３４６の上面に当接部が実質的に位置するまで、係合部分４３６と係合部分３４６との接触部の接触面積が徐々に減少するように、係合を解除し続ける。その半径方向断面における接触部分（または接触線）の突出は、接触部位（または接触点）ｆとして示される。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と、外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ｆに示す状態から図５Ｇに示す状態までのプロセスにおいて、内側ホイールが外側ホイール１０２において時計回りに偏心回転し続けると、係合部分３３６と係合部分４４６との間の接触部の接触面積が徐々に減少し続けるように、係合部分３３６と係合部分４４６との下部が離脱し続ける。図５Ｇに示す状態では、その半径方向断面における係合部分３３６と係合部分４４６との接触部の突起が線分Ｊ－Ｋである。より具体的には、図５Ｆに示される状態から図５Ｇに示される状態へのプロセスの間、内側ホイール外歯４００は係合部分４４６が係合部分３３６に対して下方に移動するように、外側ホイール内歯３００に対して下方に移動する。このとき、接触部位（または接点）Ｊは係合部分３３６および係合部分４４６の上部にほぼ位置しているが、係合部分３３６上の位置は図５Ｆに示す以前の接触部位（または接点）Ｈよりも外側ホイール内歯ベース３２２から遠い。接触部位（または接触点）Ｋは、係合部分３３６および係合部分４４６の下部に実質的に位置するが、係合部分３３６上のその位置は、図５Ｆに示される以前の接触部位（または接触点）Ｉよりも外側ホイール内歯ベース３２２に近い。

内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６について、図５Ｇに示す状態から図５Ｈに示す状態までの間、外側ホイール１０２において内側ホイールが偏心して時計回りに回転し続けるにつれて、係合部分４３６および係合部分３４６の下部は、図５Ｈに示すように係合部分４３６および係合部分３４６が互いに接触しなくなるまで離脱し続ける。

内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６および外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４については、図５Ｇに示す状態から図５Ｈに示す状態に示すプロセスにおいて、内側ホイールが外側ホイール１０２において時計回りに偏心回転し続けると、係合部分３３６および係合部分４４６の下部が係合解除し続ける。より具体的には、接触部が係合部分３３６および係合部分４４６の上部に実質的に位置する。その半径方向断面における接点の突出部は、接点部位（または接点）Ｌとして示されている。

図５Ｉは外側ホイール内歯３００と内側ホイール外歯４００とが非係合状態（すなわち、互いに離脱）にある概略図を示す。内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４および外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６については、図５Ｈに示す状態から図５Ｉに示す状態までの間、外側ホイール１０２において内側ホイールが偏心して時計回りに回転し続けるにつれて、係合部分４３６が係合部分３４６と接触しなくなり、係合部分４３６と係合部分３４６との間の距離が次第に増大する。図５Ｈに示される状態から図５Ｉに示される状態に至るプロセスにおいて、内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４に対して、内側ホイールが外側ホイール１０２内で時計回りに偏心して回転し続けるにつれて、係合部分３３６と係合部分４４６とが完全に離脱する（接触しない）。

このようにして、上記の係合のプロセスからわかるように、係合の開始から完全に係合した状態までのプロセスにおいて、径方向断面において、内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４と外側ホイール内歯腰部３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６との接触部分と、内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４との接触部分との両方の突出部の接触面積が、完全に係合した状態で最大値に達するまで徐々に増加する（図５Ａ－５Ｅ参照）。完全係合状態から離脱までのプロセスで、径方向断面において、内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４と外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６との接触部分と、内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４との接触部分との両突出部の接触面積が、前記最大値から徐々に減少する（図５Ｅ－５Ｉ参照）。

さらに、係合開始から完全係合状態と完全係合解除に至るまでのプロセスにおいて、内側ホイール外歯４００の左側の内側ホイール外歯腰部４１４と外側ホイール内歯３００の左側の外側ホイール内歯腰部３１６と、内側ホイール外歯４００の右側の内側ホイール外歯腰部４１６と外側ホイール内歯３００の右側の外側ホイール内歯腰部３１４とは、いずれも接触部の接触面積が徐々に増加し、その後徐々に減少するように構成されている。

本出願における面接触とは、内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００が完全に係合したとき、内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の半径方向断面において、内側ホイール外歯腰部４１４と外側ホイール内歯腰部３１６との間の接触線の長さが、内側ホイール外歯腰部４１４の長さの少なくとも１％よりも大きく、内側ホイール外歯腰部４１６と外側ホイール内歯腰部３１４との間の接触線の長さが、内側ホイール外歯腰部４１６の長さの少なくとも１％よりも大きいことを意味する。換言すれば、内側ホイール１２１の係合部分４３６および係合部分４４６の長さは、内側ホイール外歯腰部４１４および内側ホイール外歯腰部４１６の長さの少なくとも１％よりもそれぞれ大きい。

図５Ａ～図５Ｉは、非係合状態から完全係合状態へ、次いで非係合状態への、１つの内側ホイール外歯４００と外側ホイール内歯３００との間の特定の位置関係を示すだけである。しかし、当業者は、内側ホイール１２１が外側ホイール１０２内で３６０°偏心回転すると、内側ホイール１２１内の内側ホイール外歯４００が外側ホイール１０２内で外側ホイール内歯３００に順次係合することができ、内側ホイール１２１内の内側ホイール外歯４００のいずれかが外側ホイール内歯３００に係合すると、上述した係合のプロセスが生じることを理解することができるであろう。

従来の内部係合トランスミッション機構では、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間に線接触係合が形成されるように、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯とは通常、サイクロイドとローラピンとの間、またはインボリュート間の係合を使用する。線接触係合の接触面積は非常に小さく、ほぼゼロである。内側ホイール外歯と外側ホイール内歯がトランスミッション状態にある場合、線係合の面積はほぼゼロであるため、内側ホイール外歯が外側ホイール内歯に係合した場合に発生する歯面応力は非常に大きい。極端に大きな応力は歯車の表面を剥離させ、その結果、内側ホイール外歯および外側ホイール内歯の耐用年数は短く、内部噛合トランスミッション機構の伝達は十分に安定しない。

表面係合は、本出願における内部係合トランスミッション機構１００において、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間に形成することができる。表面係合の接触面積は、従来の内部係合トランスミッション機構における線係合の接触面積を大幅に超える。一例として、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯の径方向断面において、本願における内部係合トランスミッション機構１００の面係合の接触線の長さは０．１ｍｍである。従来の内部係合トランスミッション機構における線係合の接触線が、応力計算において例えば０．００１ｍｍに設定される一定の長さを有する場合（応力計算において、歯面の接触面積をゼロに設定することはできない、さもなければ歯面応力は無限に大きくなる）、本出願における線接触長は、線係合の接触長さの１００倍になるであろう。このようにして、本願における表面係合の内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間の応力は、従来の線係合の内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間の応力の０．０１倍となる。これにより、内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との応力を大幅に低減でき、歯車の摩耗、破損等を防止できる。これはまた、内部係合トランスミッション機構１００がより良好な安定性およびより長い耐用年数を有するように、内側ホイール外歯および外側ホイール内歯の応力によって発生する熱を低減することができる。一例として、本願で内部係合トランスミッション機構により製造された減速機が定格荷重１０００時間で１５００ｒｐｍの速度で作動した後でも、減速機内の潤滑油は元の色を維持し、一方、従来の内部係合トランスミッション機構の減速機が同じ作動条件で作動した後には、減速機内の潤滑油は黒くなる。これは、従来技術におけるサイクロイドとローラピンとの間またはインボリュート間の係合トランスミッションと比較して、本出願における内側ホイール外歯と外側ホイール内歯との間の表面接触係合は小さい歯表面応力を有し、発生する熱および摩耗が低減されることを示している。

なお、本願における「外側ホイール内歯腰部の係合部分と、内側ホイール外歯腰部の係合部分とが、同じ形状で重なり合う曲面である」という記載における「重なり合う」という特徴は、完全に重なり合う（すなわち、係合部分と係合部分とが１００％重なり合う）ことと、一般的に（全般的に）重なり合うこととの両方を含む。一般的な重なり合いと完全な重なり合いとの差異は、一般的な重なり合いが、製造、加工、組み立て等によって生じる精度の誤差によって生じることである。当業者であれば、製造、加工、組み立て等によって引き起こされるこのような精度誤差は係合部分間に形成される表面接触に影響を及ぼさず、このような精度誤差は上述の本出願における内部係合トランスミッション機構の技術的効果に影響を及ぼさないことを理解するであろう。

図６Ａは、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第１の具体的な製品例の拡大図であり、図６Ｂは図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第２の具体的な製品例の拡大図であり、図６Ｃは図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第３の具体的な製品例の拡大図であり、図６Ｄは、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第４の具体的な製品例の拡大図である。図において、（ａ）は外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との嵌合状態を示し、（ｂ）は外側ホイール１０２を示し、（ｃ）は内側ホイール１２１を示し、（ｄ）は、外側ホイール１０２の係合部３３６の半径方向断面拡大図を示す。

図６Ａにおいて、（ａ）～（ｃ）に、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第１の具体例を１：３０の縮尺で拡大して示す。第１の具体例では、外側ホイール１０２の歯数は３６であり、内側ホイール１２１の歯数は３５であり、外側ホイール１０２と内側ホイール１２１の歯数の差異は１（１歯差）である。外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との間の偏心ｅは２ｍｍである。歯の弾性率は２．４ｍｍである。内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の歯先高さは２．４ｍｍである。図の（ｄ）は、１：１５００のスケールで描かれた半径方向断面における外側ホイール１０２の係合部分３３６の特定の曲線を示す。

図６Ｂにおいて、（ａ）～（ｃ）に、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第２の具体例を１：３０の縮尺で拡大して示す。第２の具体例では、外側ホイール１０２の歯数は６０であり、内側ホイール１２１の歯数は５９であり、外側ホイール１０２と内側ホイール１２１の歯数の差異は１（１歯差）である。外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との間の偏心ｅは１．２ｍｍである。歯の弾性率は１．４ｍｍである。内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の歯先高さは１．５ｍｍである。図の（ｄ）は、１：２４００のスケールで描かれた半径方向断面における外側ホイール１０２の係合部３３６の特定の曲線を示す。

図６Ｃにおいて、（ａ）～（ｃ）に、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第３の具体例を１：３０の縮尺で拡大して示す。第３の具体例では、外側ホイール１０２の歯数を１００とし、内側ホイール１２１の歯数を９８とし、外側ホイール１０２と内側ホイール１２１の歯数の差異を２（２歯差）とした。外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との間の偏心ｅは２．０ｍｍである。歯の弾性率は２．０ｍｍである。内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の歯先高さは２．０ｍｍである。図の（ｄ）は、１：３０００のスケールで描かれた半径方向断面における外側ホイール１０２の係合部分３３６の特定の曲線を示す。

図６Ｄにおいて、（ａ）～（ｃ）に、図２に示す外側ホイール１０２および内側ホイール１２１の第４の具体例を１：５０のスケールで拡大して示す。第４の具体例では、外側ホイール１０２の歯数は７２であり、内側ホイール１２１の歯数は６９であり、外側ホイール１０２と内側ホイール１２１の歯数の差異は３（３歯差）である。外側ホイール１０２と内側ホイール１２１との間の偏心ｅは２．３ｍｍである。歯の弾性率は１．０ｍｍである。内側ホイール外歯４００および外側ホイール内歯３００の歯先高さは０．６ｍｍである。図の（ｄ）は、１：４０００のスケールで描かれた半径方向断面における外側ホイール１０２の係合部分３３６の特定の曲線を示す。

本明細書では、本出願のいくつかの特徴のみが示され、説明されるが、当業者は様々な改良および変更を行うことができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、本出願の実質的な精神および範囲内に入る前述のすべての改良および変更をカバーすることを意図していることが理解されるべきである。

Claims (11)

1. 内部係合トランスミッション機構（１００）であって、
   外側ホイール（１０２）と内側ホイールとを備え、
   第１の数の外側ホイール内歯（３００）が前記外側ホイール（１０２）の内縁に設けられ、
   前記外側ホイール内歯（３００）のそれぞれは、外側ホイール内歯頂部（３０２）と、前記外側ホイール内歯頂部（３０２）に関して対称な外側ホイール内歯腰部（３０２）とを備え、
   前記外側ホイール内歯腰部のそれぞれは係合部分を備え、
   第２の数の内側ホイール外歯（４００）が前記内側ホイールの外縁に設けられ、
   前記内側ホイール外歯（４００）のそれぞれは、内側ホイール外歯頂部（４００）と、前記内側ホイール外歯頂部（４０２）に関して対称な内側ホイール外歯腰部とを備え、
   前記内側ホイール外歯腰部のそれぞれは係合部分を備え、
   前記第１の数は前記第２の数よりも大きく、
   前記内側ホイールは前記外側ホイール（１０２）の内側に配置され、前記外側ホイール（１０２）に対して偏心回転し、前記内側ホイールおよび前記外側ホイール（１０２）は、前記内側ホイール外歯腰部の係合部分と前記外側ホイール内歯腰部の係合部分との係合を介して、内側係合トランスミッションを形成し、
   前記外側ホイール内歯腰部の係合部分および前記内側ホイール外歯腰部の係合部分は同じ形状を有し、重なり合う湾曲面であり、前記外側ホイール内歯腰部および前記内側ホイール外歯腰部は前記外側ホイール（１０２）および前記内側ホイールが係合トランスミッション状態にあるときに、前記内側ホイール外歯（４００）内の少なくとも１つの内側ホイール外歯（４００）が前記外側ホイール内歯（３００）と係合することができ、前記外側ホイール内歯（３００）と係合する前記内側ホイール外歯（４００）の各々について、前記内側ホイールが偏心回転するときに、前記内側ホイール外歯腰部の少なくとも１つが前記外側ホイール内歯腰部と表面接触係合を形成し得るように設計された、内部係合トランスミッション機構（１００）。
2. 前記内側ホイールが偏心回転するとき、前記内側ホイール外歯腰部が前記外側ホイール内歯腰部と接触して形成される接触面積は可変である、請求項１に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
3. 前記内側ホイールが偏心回転するとき、前記内側ホイール外歯腰部が前記外側ホイール内歯腰部と接触して形成される接触面積は徐々に増加し、その後、前記内側ホイール外歯腰部と前記外側ホイール内歯腰部とが互いに分離する程度に徐々に減少する、請求項２に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
4. 前記外側ホイール内歯腰部および前記内側ホイール外歯腰部は、前記外側ホイール内歯（３００）に係合された前記内側ホイール外歯（４００）のそれぞれに対して、前記内側ホイール外歯（４００）の２つの内側ホイール外歯腰部の両方が前記外側ホイール内歯（３００）の前記外側ホイール内歯腰部に係合され、前記係合が表面接触係合されるように設計されている、請求項３に記載の内側係合トランスミッション機構（１００）。
5. 前記外側ホイール内歯腰部および前記内側ホイール外歯腰部は、前記外側ホイール内歯（３００）に係合する前記内側ホイール外歯（４００）のそれぞれに対して、前記内側ホイール外歯腰部の係合部分および前記外側ホイール内歯腰部の係合部分が部分係合状態および完全係合状態となるように設計され、
   内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分とが部分係合状態にあるとき、内側ホイール外歯腰部の係合部分の一部は、外側ホイール内歯腰部の係合部分の一部と表面接触係合を形成することができ、
   内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分とが完全係合状態にあるとき、外側ホイール内歯腰部の係合部分は、内側ホイール外歯腰部の係合部分と最大接触面積を有することができ、
   内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分とが係合または係合解除し始めるとき、内側ホイール外歯腰部および外側ホイール内歯腰部は部分係合状態にある、請求項４に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
6. 内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分とが完全係合状態に係合し始めると、内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分との接触面積が徐々に増加し、内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分とが完全係合状態から離脱すると、内側ホイール外歯腰部の係合部分と外側ホイール内歯腰部の係合部分との接触面積が徐々に減少する、請求項５に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
7. 前記内側ホイール外歯の頂部（４０２）の２つの側面の前記内側ホイール外歯腰部の係合部分は、内側ホイール外歯の中心線（Ｙ）に対して対称に配置され、
   外側ホイール内歯（３００）の外側ホイール内歯腰部の係合部分および隣接する外側ホイール内歯（３００）の外側ホイール内歯腰部の係合部分は、外側ホイール内歯の中心線（Ｘ）に対して対称に配置されており、内側ホイールが外側ホイール（１０２）に係合し、かつ内側ホイール外歯の中心線（Ｙ）が外側ホイール内歯の中心線（Ｘ）に一致したとき、内側ホイール外歯（４００）と外側ホイール内歯（３００）とが完全係合状態となる、請求項６に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
8. 前記外側ホイール内歯（３００）および前記内側ホイール外歯（４００）は全て平歯車であり、前記内側ホイールおよび前記外側ホイール（１０２）の半径方向断面において、前記外側ホイール内歯腰部および前記内側ホイール外歯腰部は連続的且つ滑らかな曲線であり、前記外側ホイール内歯腰部の係合部分の曲線の方向は前記外側ホイール内歯（３００）の外側に向かって突出し、前記内側ホイール外歯腰部凹部の係合部分の曲線の方向は前記内側ホイール外歯（４００）の内側に向かって突出する、請求項６に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
9. 前記第１の数と前記第２の数との差異が１である、請求項１に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
10. 前記内側ホイール外歯腰部の係合部分と前記外側ホイール内歯腰部の係合部分とが完全係合状態にあるとき、前記外側ホイール内歯（３００）と前記内側ホイール外歯（４００）との横断面において、前記内側ホイール外歯腰部の係合部分と前記外側ホイール内歯腰部の係合部分との接触線の長さが、前記内側ホイール外歯腰部の長さの１％よりも大きい、請求項７に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。
11. 前記内側ホイールと前記外側ホイール（１０２）の半径方向断面において、内側ホイール外歯腰部と外側ホイール内歯腰部の係合部分の曲線はインボリュートではない、請求項８に記載の内部係合トランスミッション機構（１００）。

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