JP7472758B2

JP7472758B2 - 歯車機構、及び歯車

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Publication number: JP7472758B2
Application number: JP2020183507A
Authority: JP
Inventors: 光留菅田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2040-11-02
Also published as: JP2022073488A; DE102021127473A1; CN114439885A; US20220136588A1

Description

本発明は、歯車機構、及び歯車に関し、特に、サイクロイド曲線により定義される外歯が常に複数の当接相手に接触（圧接）した状態で偏心回転することができる歯車を用いた歯車機構、及び歯車に関する。

二段構成のサイクロイド減速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このサイクロイド減速機においては、理論上、理想的なサイクロイド曲線により定義される外歯を有する歯車を用いることで、当該歯車は、当該外歯が常に複数の当接相手（ピン）に接触した状態で偏心回転することができる。

特許第６５５４５７８号公報

しかしながら、実際には、歯の加工精度（公差）や金属の熱膨張による変形等により、当接相手（ピン）に干渉することなく接することができる数学的に理想的なサイクロイド曲線により定義される外歯を有する歯車を実現することができない。製作された外歯（サイクロイド歯形）が理想的なサイクロイド曲線より内側にある場合、外歯と当接相手（ピン）が常時接することはできず、それにより出力軸側にバックラッシュが発生する。また、外歯と当接相手（ピン）とが接触と非接触を繰り返すことで、ノイズが発生する。さらに、製作された外歯（サイクロイド歯形）が理想的なサイクロイド曲線より外側にある場合、当接相手（ピン）と外歯が干渉し、歯車が回転することができない。この問題は、歯の数が少ない二段構成のサイクロイド減速機でより顕著になる。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、サイクロイド曲線により定義される外歯が常に複数の当接相手に接触（圧接）した状態で偏心回転することができる歯車を用いた歯車機構、及び歯車を提供するものである。

本発明にかかる歯車機構は、サイクロイド曲線により定義される複数の歯部を含む外歯を有する歯車と、前記外歯の外側かつ周方向に配置され、前記外歯が圧接する複数の接触相手と、前記歯車を偏心運動させる機構と、を備え、前記圧接により当該歯車を弾性変形させるため、前記歯車には、当該歯車の厚み方向に貫通した貫通穴が当該歯車の周方向に複数形成されており、前記サイクロイド曲線は、前記外歯が前記複数の接触相手に干渉することなく、前記複数の接触相手に接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出しており、前記歯車は、前記外歯が常に前記複数の接触相手に圧接した状態で弾性変形しつつ偏心回転する。

このような構成により、歯車は、サイクロイド曲線により定義される外歯が常に複数の当接相手に接触（圧接）した状態で偏心回転することができる。

これは、複数の接触相手に接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義される外歯を備え、かつ、前記圧接により当該歯車を弾性変形させるため、歯車には、当該歯車の厚み方向に貫通した貫通穴が当該歯車の周方向に複数形成されていることによるものである。

ここで、前記貫通穴は、前記外歯近傍に形成されていてもよい。

また、前記貫通穴は、前記歯車が偏心回転している間、前記接触相手に圧接する前記外歯の位置に関わらず、前記弾性変形により発生する応力が概ね一定となるように考慮されていてもよい。

また、前記複数の貫通穴は、前記歯部に形成された第１貫通穴を含んでいてもよい。

また、前記複数の貫通穴は、互いに隣接する前記歯部間の歯底部に形成された第２貫通穴を含んでいてもよい。

また、前記複数の貫通穴は、前記歯部に形成された第１貫通穴、及び互いに隣接する前記歯部間の歯底部に形成された第２貫通穴を含んでいてもよい。

また、前記第２貫通穴は、互いに連通した第１穴部分及び第２穴部分を含み、前記第１穴部分は、前記歯底部に形成され、前記第２穴部分は、前記歯車の径方向に関し、前記第１貫通穴より内側に配置され、かつ、前記歯車の周方向に関し、前記第１穴部分の両側に形成された第１貫通穴の径方向の中心に向かって延びていてもよい。

本発明にかかる歯車は、サイクロイド曲線により定義される複数の歯部を含む外歯を有し、当該外歯の外側かつ周方向に配置された複数の接触相手に当該外歯が圧接する歯車であって、前記圧接により当該歯車を弾性変形させるため、前記歯車には、当該歯車の厚み方向に貫通した貫通穴が当該歯車の周方向に複数形成されており、前記サイクロイド曲線は、前記外歯が前記複数の接触相手に干渉することなく、前記複数の接触相手に接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出している。

本発明により、サイクロイド曲線により定義される外歯が常に複数の当接相手に接触（圧接）した状態で偏心回転することができる歯車を用いた歯車機構、及び歯車を提供することができる。

歯車１０の平面図である。歯車に形成される貫通穴の具体例２である。歯車に形成される貫通穴の具体例３である。サイクロイド減速機１の正面図である。サイクロイド減速機１の分解斜視図である。図４のＡ－Ａ断面図である。図４のＢ－Ｂ断面図である。図６のＣ－Ｃ断面図である。図６のＤ－Ｄ断面図である。

以下、本発明の一実施形態である歯車機構について添付図面を参照しながら説明する。各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。

本実施形態の歯車機構は、外歯の外側かつ周方向に配置された複数の接触相手（例えば、外周ピン）と歯車の外歯とが互いに接触することにより動力を伝達する機構を含む歯車機構である。以下、歯車機構が、サイクロイド曲線（エピトロコイド曲線）により定義される外歯を有する歯車の当該外歯が、当該外歯の外側かつ周方向に配置された複数の外周ピンに接することで減速する減速機１（以下、サイクロイド減速機と呼ぶ）である例について説明する。

＜歯車の構成＞
まず、サイクロイド減速機１に用いられる歯車１０について説明する。

図１は、歯車１０の平面図である。

歯車１０は、サイクロイド曲線（エピトロコイド曲線）により定義される外歯１１を有する。すなわち、歯車１０の歯形は、サイクロイド歯形である。外歯１１は、複数の歯部１２及び互いに隣接する歯部１２間の歯底部１３を含む。

外歯１１は、後述のように、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義されている。このため、外歯１１は、当該外歯１１の外側かつ周方向に配置された複数の外周ピン２０に圧接する。

この圧接により当該歯車１０を弾性変形させるため、歯車１０には、当該歯車１０の厚み方向（図１中紙面に直交する方向）に貫通した貫通穴１４が当該歯車の周方向に複数形成されている。なお、図１中、符号１６が示すのは、後述する接続柱２１１が通過する貫通穴である。

歯車１０の材料は、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材（例えば、Ｓ４５Ｃ）である。歯車１０は、例えば、素材（例えば、機械構造用炭素鋼鋼材）を切削することで製造される。なお、歯車１０は、素材をプレス打ち抜きすることで製造してもよいし、鋳造することで製造してもよい。歯車１０の具体的な構成については、さらに後述する。

＜理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線を用いる理由＞
歯車１０の外歯１１を定義するサイクロイド曲線は、理想的な（数学的に理想的な）サイクロイド曲線ではなく、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線である。以下、その理由について説明する。

理論上、理想的なサイクロイド曲線により定義される外歯を有する歯車は、当該外歯が常に複数の外周ピンに接触した状態で偏心回転することができる。これにより、全ての歯部でトルクを受け、高いトルク容量を実現することが可能である。

しかしながら、実際には、歯車（外歯）の加工精度（公差）等により、理想的なサイクロイド曲線により定義される外歯を有する歯車を実現することができない。そのため、理想的なサイクロイド曲線により外歯１１を定義した場合、歯車１０は、外歯１１が常に複数の外周ピン２０に接触した状態で偏心回転することができない。

そこで、外歯１１を複数の外周ピン２０に常に接触（圧接）させるため、理想的なサイクロイド曲線ではなく、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により外歯１１を定義する。

＜歯車に貫通穴を形成する理由＞
歯車１０の材料は、剛体（ほぼ剛体）、例えば、機械構造用炭素鋼鋼材（例えば、Ｓ４５Ｃ）である。そのため、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義される外歯１１を有する歯車は、当該歯車が偏心回転しようとすると、当該外歯が外周ピンに圧接（干渉）するため、偏心回転することができない。

そこで、この圧接により歯車１０が弾性変形するように、歯車１０に貫通穴１４を形成する。

以上のように、理想的な（数学的に理想的な）サイクロイド曲線ではなく、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により外歯１１を定義し、かつ、上記圧接により歯車１０が弾性変形するように、歯車１０に貫通穴１４を形成することで、歯車１０は、外歯１１が常に複数の外周ピン２０に接触（圧接）した状態で弾性変形しつつ偏心回転することができる。

＜理想的なサイクロイド曲線＞
次に、理想的なサイクロイド曲線について説明する。

理想的なサイクロイド曲線は、外周ピン２０の本数をＮ、外周ピン２０を配置する回転軸からの距離をｒ_ｂ、外周ピン２０の半径をｒ_ｐｉｎとしたときに、媒介変数ｔを使用して以下の式１で計算することができる。

ただし、式１中の各変数は、次の式２、式３で計算することができる。

ここで、上記式２は、外周ピン２０の太さが０である場合のサイクロイド曲線を意味する。上記式３は、外周ピン２０の太さ分だけ曲線を内側にオフセットするための方向ベクトルを意味する。上記式２に対して上記式３を使用して外周ピン２０の太さ分をオフセットすることで、外周ピン２０に接する理想的なサイクロイド曲線を表す式１が得られる。なお、ｒ_ｍ＝ｒ_ｂ／Ｎ、ｒ_ｃ＝ｒ_ｂ（Ｎ－１）／Ｎである。

＜理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線＞
次に、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線について説明する。

理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線は、上記式１中の外周ピン２０の半径ｒ_ｐｉｎとして、実際の外周ピン２０の半径から張出量Ｄを減じた値を用い、上記式１で計算することができる。例えば、歯車１０（外歯１１）の加工精度が±５０μｍである場合、張出量Ｄは、５０μｍである。

＜歯車に形成される貫通穴＞
次に、歯車１０に形成される貫通穴１４について具体的に説明する。

貫通穴１４は、少なくとも次の３つの条件を満たす（できる限り満たす）ように形成することが望ましい。

第１の条件は、歯車１０が偏心回転している間、外歯１１が外周ピン２０に圧接することにより、歯車１０が弾性変形することである。この条件を満たすため、貫通穴１４は、外歯１１近傍に形成するのが望ましい。例えば、貫通穴１４は、歯部１２に設けるのが望ましい（図１参照）。

第２の条件は、歯車１０が偏心回転している間、外周ピン２０に圧接する外歯１１の位置に関わらず、弾性変形により発生する応力（又は、弾性変形した歯車１０が弾性変形前の形状に戻ろうとする弾性力により歯車１０が外周ピン２０を押し付ける力）が概ね一定となることである。

この条件を満たすため、貫通穴１４は、複数の歯部１２及び互いに隣接する歯部１２間の歯底部１３それぞれに設けるのが望ましい（例えば、図２参照）。なお、弾性変形により発生する応力（又は、弾性変形した歯車１０が弾性変形前の形状に戻ろうとする弾性力により歯車１０が外周ピン２０を押し付ける力）が概ね一定となる貫通穴１４の形状、サイズ等については、例えば、コンピュータを用いて応力解析（シミュレーション）することにより見出すことができる。

第３の条件は、歯車１０が偏心回転している間、弾性変形を繰り返しても歯車１０が破損しにくいことである。この条件を満たすため、例えば、貫通穴１４の径方向の両端部（例えば、図１中、符号１４ｃ、１４ｄが示す両端部参照）に対して面取り加工（例えば、Ｒ面取り加工）を施すのが望ましい。

次に、上記３つの条件を満たす（できる限り満たす）貫通穴１４の具体例について説明する。

＜歯車に形成される貫通穴の具体例１＞
図１に示すように、具体例１は、歯部１２に形成された第１貫通穴１４である。

図１に示すように、第１貫通穴１４は、歯車１０の厚み方向（図１中紙面に直交する方向）に貫通した貫通穴で、複数の歯部１２それぞれに形成されている。

第１貫通穴１４は、径方向に関し、外歯１１に沿った弧状面１４ａと第１基準面１４ｂ（第１円筒面）との間に形成されている。

第１貫通穴１４は、周方向に関し、一方の端部１４ｃが当該一方の端部１４ｃに隣接する歯底部１３近傍まで延びており、かつ、他方の端部１４ｄが当該他方の端部１４ｄに隣接する歯底部１３近傍まで延びている。第１貫通穴１４の周方向の両端部１４ｃ、１４ｄに対しては、それぞれ、面取り加工（例えば、Ｒ面取り加工）が施されている。

＜歯車に形成される貫通穴の具体例２＞
図２は、歯車に形成される貫通穴の具体例２である。

図２に示すように、具体例２は、歯部１２に形成された第１貫通穴１４、及び歯底部１３に形成された第２貫通穴１５である。

第１貫通穴１４については既に説明したので、以下、歯底部１３に設けられた第２貫通穴１５について説明する。

図２に示すように、第２貫通穴１５は、歯車１０の厚み方向（図２中紙面に直交する方向）に貫通した貫通穴で、互いに隣接する歯部１２間の歯底部１３それぞれに形成されている。

第２貫通穴１５は、径方向に関し、外歯１１に沿った弧状面１５ａと第２基準面１５ｂ（第１円筒面と同軸で、第１円筒面より小さい第２円筒面）との間に形成されている。

第２貫通穴１５は、互いに連通した第１穴部分１５ｅと第２穴部分１５ｆとを含む。

第１穴部分１５ｅは、互いに隣接する歯部１２間の歯底部１３に形成されている。第２穴部分１５ｆは、歯車１０の径方向に関し、第１穴部分１５ｅより内側に配置され、かつ、歯車１０の周方向に関し、第１穴部分１５ｅの両側に形成された第１貫通穴１４の径方向の中心に向かって延びている。第２貫通穴１５の周方向の両端部１５ｃ、１５ｄに対しては、それぞれ、面取り加工（例えば、Ｒ面取り加工）が施されている。

＜歯車に形成される貫通穴の具体例３＞
図３は、歯車に形成される貫通穴の具体例３である。

図３に示すように、具体例３は、歯底部１３に形成された第２貫通穴１５である。

＜サイクロイド減速機１の構成＞
次に、上記構成の歯車１０を用いたサイクロイド減速機１について説明する。

図４はサイクロイド減速機１の正面図、図５は分解斜視図、図６は図４のＡ－Ａ断面図、図７は図４のＢ－Ｂ断面図、図８は図６のＣ－Ｃ断面図、図９は図６のＤ－Ｄ断面図である。

図５～図９に示すように、サイクロイド減速機１は、主に、ハウジング２、入力軸４、入力軸４（偏心部４１、４２、４３）に取り付けられる歯車２１、２２、３１、３２（以下、第１歯車２１、第２歯車２２、第３歯車３１、第４歯車３２と呼ぶ）、出力軸５、及びハウジング２に組み付けられる蓋体８等を備えている。

入力軸４は、円柱状のシャフトである。入力軸４は、その軸ＡＸ（図５参照）方向の中間に、第１偏心部４１、及び第２偏心部４２を含む。第１偏心部４１及び第２偏心部４２は、入力軸４に対して偏心している。具体的には、図５中、第１偏心部４１の偏心方向は矢印ＡＲ１方向で、第２偏心部４２の偏心方向は矢印ＡＲ２方向で、互いに反対方向である。入力軸４等が、第１～第４歯車２１、２２、３１、３２を偏心運動させる機構の一例である。

入力軸４の出力側の端部４ａには、第３偏心部４３が取り付けられている。例えば、リング状の第３偏心部４３に、入力軸４の出力側の端部４ａが圧入されている。第３偏心部４３は、入力軸４に対して偏心している。第３偏心部４３の偏心方向は、第１偏心部４１の偏心方向と同一方向（図５中矢印ＡＲ１参照）である。

第１～第４歯車２１、２２、３１、３２は、それぞれ、上記図１、図２を用いて説明した歯車１０と同様、サイクロイド曲線（エピトロコイド曲線）により定義される外歯を有する。また、第１～第４歯車２１、２２、３１、３２には、それぞれ、図１、図２を用いて説明した歯車１０と同様、上記３つの条件を満たす貫通穴１４（第１貫通穴１４、及び第２貫通穴１５）が形成されている（図８、図９参照）。

第１歯車２１及び第２歯車２２それぞれの形状及び寸法は、互いに同一である。第１歯車２１は、軸受６２を介して第１偏心部４１に取り付けられている。なお、図５中符号６１が示すのは、軸受６２を第１偏心部４１に固定する固定リングである。第２歯車２２は、軸受６３を介して第２偏心軸４２に取り付けられている。上記のように第１偏心部４１の偏心方向と第２偏心部４２の偏心方向が反対方向であるため、第１歯車２１と第２歯車２２は、位相が１８０°ずれた位置関係にある。

第３歯車３１及び第４歯車３２それぞれの形状及び寸法は、互いに同一である。

第３歯車３１は、軸受６４を介して第３偏心部４３に取り付けられている。なお、図５中符号６５が示すのは、軸受６４を第３偏心部４３に固定する固定リングである。第４歯車３２は、軸受６３を介して第２偏心軸４２に取り付けられている。上記のように第２偏心部４２の偏心方向と第３偏心部４３の偏心方向が反対方向であるため、第３歯車３１と第４歯車３２は、位相が１８０°ずれた位置関係にある。

第２歯車２２及び第４歯車３２は、一体物（例えば、素材を切削することで製造される一体物）である。なお、第２歯車２２及び第４歯車３２は、組立物（例えば、互いに別体の第２歯車２２及び第４歯車３２を組み合わせること（例えば、溶接）で製造される組立物）であってもよい。

第１歯車２１と第３歯車３１は、接続柱２１１（図５参照）により互いに連結されている。接続柱２１１は、第１歯車２１のうち第３歯車３１が対向する面に複数植設されている。接続柱２１１は、第２歯車２２及び第４歯車３２それぞれに形成された貫通穴を通過し、その先端部が第３歯車３１に形成された貫通穴に圧入されている。これにより、第１歯車２１と第３歯車３１は、互いに連結（一体化）されている。

図８に示すように、ハウジング２には、第１歯車２１及び第２歯車２２が接する外周ピン２０１が周方向に等間隔で複数設けられている。

図６、図７に示すように、出力軸５は、ベアリング６６を介して蓋体８に取り付けられている。図９に示すように、出力軸５には、第３歯車３１及び第４歯車３２が接する外周ピン２０２が周方向に等間隔で複数設けられている。なお、図５中、符号７が示すのは、外周ピン２０１、２０２を押さえるリングである。

＜サイクロイド減速機１の動作＞
次に、上記構成のサイクロイド減速機１の動作例について説明する。

例えば、図５中、入力軸４を時計回り（図５中矢印ＡＲ３参照）に回転させたとする。これにより、第１～第３偏心部４１～４３が偏心運動する。これにより、第１～第３偏心部４１～４３それぞれに取り付けられた第１～第４歯車２１、２２、３１、３２が反時計回りに偏心回転する。

第１歯車２１及び第２歯車２２は、それぞれ、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義される外歯１１を備え、かつ、上記３つの条件を満たす貫通穴１４、１５が形成された歯車である。

そのため、第１歯車２１及び第２歯車２２は、それぞれ、外歯１１が常に複数の外周ピン２０１に接触（圧接）した状態（図８参照）で弾性変形しつつ偏心回転することができる。

同様に、第３歯車３１及び第４歯車３２は、それぞれ、理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義される外歯１１を備え、かつ、上記３つの条件を満たす貫通穴１４、１５が形成された歯車である。

そのため、第３歯車３１及び第４歯車３２は、それぞれ、外歯１１が常に複数の外周ピン２０２に接触（圧接）した状態（図９参照）で弾性変形しつつ偏心回転することができる。

以上のように、第１歯車２１及び第２歯車２２が、それぞれ、外歯１１が常に複数の外周ピン２０１に接触（圧接）した状態（図８参照）で弾性変形しつつ偏心回転し、かつ、第３歯車３１及び第４歯車３２が、それぞれ、外歯１１が常に複数の外周ピン２０２に接触（圧接）した状態（図９参照）で弾性変形しつつ偏心回転することで、出力軸５が、反時計回りに回転する。これにより、回転効率を高めた歯車機構が実現される。

＜サイクロイド減速機１の減速比＞
次に、上記構成のサイクロイド減速機１の減速比について説明する。

ハウジング２に設けられた外周ピン２０１の本数がＮ_ｉｎであるとき、第１歯車２１及び第２歯車２２それぞれの歯部１２（図８参照）の数（枚数）は、Ｎ_ｉｎ－１である。一方、出力軸５に設けられた外周ピン２０２の本数がＮ_ＯＵＴであるとき、第３歯車３１及び第４歯車３２それぞれの歯部１２（図９参照）の数（枚数）は、Ｎ_ｏｕｔ１である。この場合、減速比は、次の式４で表される。例えば、Ｎ_ｉｎ＝１１、Ｎ_ｏｕｔ＝１０のとき、減速比は１／１００となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、歯車１０、２１、２２、３１、３２は、サイクロイド曲線により定義される外歯１１が常に複数の当接相手（外周ピン２０、２０１、２０２）に接触（圧接）した状態で偏心回転することができる。

これは、複数の外周ピン２０（外周ピン２０１、２０２）に接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出したサイクロイド曲線により定義される外歯１１を備え、かつ、前記圧接により当該歯車１０を弾性変形させるため、歯車１０（歯車２１、２２、３１、３２）には、当該歯車１０の厚み方向に貫通した貫通穴１４、１５が当該歯車１０の周方向に複数形成されていることによるものである。

また、本実施形態によれば、サイクロイド曲線により定義される外歯１１が常に複数の当接相手（外周ピン２０、２０１、２０２）に接触（圧接）した状態で偏心回転することができるため、出力軸側にバックラッシュが発生することが抑制される。

また、本実施形態によれば、サイクロイド曲線により定義される外歯１１が常に複数の当接相手（外周ピン２０、２０１、２０２）に接触（圧接）した状態で偏心回転することができるため、外歯１１と当接相手（外周ピン）とが接触と非接触を繰り返すことに起因するノイズが発生することが抑制される。

次に、変形例について説明する。

上記実施形態では、本発明の歯車機構をサイクロイド減速機１に適用した例について説明したが、これに限らない。例えば、本発明の歯車機構を変速機、それ以外の機構に適用してもよい。

また、上記実施形態では、歯車１０に形成される貫通穴について、図１～図３を用いて説明したが、これに限らない。すなわち、歯車１０に形成される貫通穴は、少なくとも上記３つの条件を満たす（できる限り満たす）ように形成された貫通穴であればよく、様々な形状、サイズの貫通穴を用いることができる。

上記実施形態で示した数値は全て例示であり、これと異なる適宜の数値を用いることができるのは無論である。

上記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎない。上記実施形態の記載によって本発明は限定的に解釈されるものではない。本発明はその精神または主要な特徴から逸脱することなく他の様々な形で実施することができる。

１…サイクロイド減速機
２…ハウジング
４…入力軸
４ａ…端部
５…出力軸
８…蓋体
１０…歯車
１１…外歯
１２…歯部
１３…歯底部
１４…貫通穴（第１貫通穴）
１４ａ…弧状面
１４ｂ…第１基準面
１４ｃ、１４ｄ…端部
１５…第２貫通穴
１５ａ…弧状面
１５ｂ…第２基準面
１５ｃ、１５ｄ…端部
１５ｅ…第１穴部分
１５ｆ…第２穴部分
２０…外周ピン
２１…第１歯車
２２…第２歯車
３１…第３歯車
３２…第４歯車
４１…第１偏心部
４２…第２偏心軸
４３…第３偏心部
６２…軸受
６３…軸受
６４…軸受
６６…ベアリング
２０１、２０２…外周ピン
２１１…接続柱
ＡＲ１～ＡＲ３…矢印
ＡＸ…軸
Ｄ…張出量
ｒ_ｐｉｎ…半径
ｔ…媒介変数

Claims

サイクロイド曲線により定義される複数の歯部を含む外歯を有し、かつ、機械構造用炭素鋼鋼材を材料とする歯車と、
前記外歯の外側かつ周方向全域を取り囲むように配置され、前記外歯が同時に圧接する複数の外周ピンと、
前記歯車を偏心運動させる機構と、を備え、
前記圧接により当該歯車を弾性変形させるため、前記歯車には、当該歯車の厚み方向に貫通した貫通穴が当該歯車の周方向に複数形成されており、
前記サイクロイド曲線は、前記外歯が前記複数の外周ピンに干渉することなく、前記複数の外周ピンに接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出しており、
前記歯車は、前記外歯が常に前記複数の外周ピン全てに圧接した状態で弾性変形しつつ偏心回転し、
前記複数の貫通穴は、前記歯部に形成された第１貫通穴、及び互いに隣接する前記歯部間の歯底部に形成された第２貫通穴を含み、
前記第２貫通穴は、互いに連通した第１穴部分及び第２穴部分を含み、
前記第１穴部分は、前記歯底部に形成され、
前記第２穴部分は、前記歯車の径方向に関し、前記第１貫通穴より内側に配置され、かつ、前記歯車の周方向に関し、前記第１穴部分の両側に形成された第１貫通穴の径方向の中心に向かって延びている歯車機構。
サイクロイド曲線により定義される複数の歯部を含む外歯を有し、かつ、機械構造用炭素鋼鋼材を材料とし、当該外歯の外側かつ周方向全域を取り囲むように配置された複数の外周ピンに当該外歯が同時に圧接する歯車であって、
前記圧接により当該歯車を弾性変形させるため、前記歯車には、当該歯車の厚み方向に貫通した貫通穴が当該歯車の周方向に複数形成されており、
前記サイクロイド曲線は、前記外歯が前記複数の外周ピンに干渉することなく、前記複数の外周ピンに接する理想的なサイクロイド曲線より外側に張り出しており、
前記複数の貫通穴は、前記歯部に形成された第１貫通穴、及び互いに隣接する前記歯部間の歯底部に形成され、
前記第２貫通穴は、互いに連通した第１穴部分及び第２穴部分を含み、
前記第１穴部分は、前記歯底部に形成され、
前記第２穴部分は、前記歯車の径方向に関し、前記第１貫通穴より内側に配置され、かつ、前記歯車の周方向に関し、前記第１穴部分の両側に形成された第１貫通穴の径方向の中心に向かって延びている歯車。