专利名称：内齿齿轮机构及行星齿轮减速机的制作方法
技术领域：
本发明涉及备有形成于第1齿轮要素上的内齿和形成于第2齿轮要素上并与内齿啮合的外齿的内齿齿轮机构，以及备有恒星齿轮、与其啮合的行星齿轮机构、内周形成有与行星齿轮啮合的内齿的齿圈、和旋转自如地保持齿圈的箱体的行星齿轮减速机。
背景技术：
作为备有形成于第1齿轮要素上的内齿和形成于第2齿轮要素上并与内齿啮合的外齿的内齿齿轮机构，公知有特开平10-246173号公报、特开平11-22789号公报、以及特开2002-97668号公报所述的技术。特开平10-246173号公报所述的内齿齿轮机构，是在风车等中使用的行星增速机，将从输入轴传递到齿圈上的旋转通过行星齿轮机构增速后传递给输出轴。特开平11-22789号公报所述的内齿齿轮机构，是在建筑机械的移动驱动装置等中使用的行星齿轮减速机，将油压马达的旋转通过行星齿轮机构减速后传递给作为被动旋转体的机壳并驱动其旋转。特开2002-97668号公报所述的内齿齿轮机构，用作在建筑机械中使用的旋转机构，将设置在其上端侧的油压马达的旋转通过行星齿轮减速机构减速并使输出轴旋转，驱动上部旋转体相对下部移动体旋转。这些公报中所述的内齿齿轮机构，都备有形成在第1齿轮要素上的内齿和形成在第2齿轮要素上并与内齿啮合的外齿，将输入的旋转增速或减速后传递。
但是，上述各公报所述的内齿齿轮机构，如果内齿与外齿为同一材质，则外齿的寿命比内齿短很多。即，比外齿更位于外周侧的内齿的齿根侧的齿厚比外齿厚，此外，比内齿更位于内周侧的外齿其齿轮要素的直径比内齿小、啮合频率变大。因此，如果内齿与外齿为同一材质，外齿的寿命就比内齿短。并且，此时如果内齿与外齿之间的传递负荷变大，则产生的接触面压力和弯曲应力也会变大，内齿与外齿的疲劳寿命的差变得显著，该内齿齿轮机构的寿命因外齿的寿命而受到制约。此外，在内齿及外齿上产生的接触面压力和弯曲应力较大的情况下，虽然也考虑通过提高外齿的硬度来缓和外齿的寿命，但如果这样做，则相反地容易大幅缩短内齿的寿命，从而迫使必须提高内齿的硬度。
第1观点的发明，鉴于上述实际情况，目的是提供一种内齿齿轮机构，该内齿齿轮机构能够降低在内齿和外齿上产生的接触面压力和弯曲应力，能够缓和因内齿与外齿的寿命差变大而使内齿齿轮机构的寿命受到制约的情况，此外，能够缓和提高内齿硬度的要求。
此外，作为备有恒星齿轮、与其啮合的行星齿轮机构、内周形成有与行星齿轮啮合的内齿的齿圈、和旋转自如地保持齿圈的箱体的行星齿轮减速机，公知有上述特开平11-22789号公报和实开平5-42812号公报等所述的技术。特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机，由2级形成的行星齿轮机构构成。该行星齿轮机构的最后一级(第2级)的行星齿轮级备有托架，该托架具有在圆周方向均匀位置上用螺栓固定在马达侧的机壳(箱体)上的3个厚壁筋部。与形成在齿圈的内周上的内齿啮合的3个行星齿轮，在圆周方向均匀位置上被最后一级的托架旋转自如地支承着。此外，实开平5-42812号公报所述的行星齿轮减速机，是由3级形成的行星齿轮机构构成，与齿圈啮合的最后一级(第3级)的行星齿轮在圆周方向均匀位置上配设有4个。
但是，在特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机的情况下，由于与齿圈的内齿啮合的最后一级的行星齿轮的个数减少为3个，使得在此3个行星齿轮的各齿上产生的接触面压力和弯曲应力变大。因此，需要加宽该行星齿轮以及内齿的齿宽以确保强度。如果齿宽变宽，该行星齿轮减速机的长度也会变长，从行星齿轮减速机的配设空间的角度上是不希望这样的。此外，在实开平5-42812号公报所述的行星齿轮减速机的情况下，虽然能够通过将最后一级的行星齿轮做成4个而抑制齿宽变宽，但会导致部件件数的增加和机构的复杂化等的问题。
第2观点的发明，鉴于上述实际情况，目的是提供一种行星齿轮减速机，该行星齿轮减速机能够降低在齿圈及行星齿轮的各齿上产生的表面压力和弯曲应力，容易确保与齿圈啮合的行星齿轮的强度，能够使行星齿轮机构简化。
此外，如上述那样，特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机，由2级形成的行星齿轮机构构成，在该行星齿轮机构的最后一级(第2级)的行星齿轮级中，3个行星齿轮分别在圆周方向均匀位置上被固定在机壳上的托架旋转自如地支承着。与该最后一级的行星齿轮啮合的内齿齿圈(内周上形成有内齿的齿圈)设置在圆筒状的壳体上，该壳体通过螺栓固定在设置有与履带啮合的链轮等的支承部件上。并且，该支承部件通过轴承相对于壳体旋转自如地被支承着。
特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机，由于在最后一级的行星齿轮和齿圈啮合时产生最大的传递负荷，所以在此啮合时在齿圈的内齿上产生的接触面压力和弯曲应力也变大。所以，必须加大齿圈的内齿的轴向齿宽以确保强度。但是，如果齿宽变大，则该行星齿轮减速机的长度也变长，从行星齿轮减速机的配设空间的角度出发是不希望这样的。因此，为将齿宽的宽度控制得较窄，需要通过在内齿上实施表面硬化处理来确保强度。在特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机的情况下，通过将齿圈设置在圆筒状的壳体上，与支承部件分体地形成，为内齿的表面硬化处理提供了方便。
但是，在特开平11-22789号公报所述的行星齿轮减速机的情况下，如果不将齿圈的内齿在轴向上加宽来确保其强度，就会象上述那样，需要进行用于确保强度的表面硬化处理，在制造行星齿轮减速机时，产生了增加工时的问题。
进而，由于表面硬化处理是高成本的工序，所以优选的是尽量减少实施表面硬化处理的部分。因此，将齿圈与支承部分割，只对齿圈进行表面硬化处理，有产生构造上的制约的问题。
第3观点的发明，鉴于上述实际情况，目的是提供一种行星齿轮减速机，该行星齿轮减速机能够降低在齿圈的内齿上产生的表面压力和弯曲应力，容易确保齿圈的内齿的强度，能够不将齿圈的内齿的齿宽在轴向上加大并削减其内齿的表面硬化处理工序，能够缓和在工时和构造上的制约。
发明内容
根据第1观点的发明的内齿齿轮机构，其特征在于，在备有形成于第1齿轮要素上的内齿和形成于第2齿轮要素上并与上述内齿啮合的外齿的内齿齿轮机构中，上述内齿及上述外齿都形成为高齿，上述内齿与上述外齿的啮合率为2.0以上，在上述内齿与上述外齿之间，总是通过至少2个齿的啮合来传递负荷。
根据该构成，由于内齿及外齿都为高齿、啮合率确保在2.0以上、总是通过2个齿的啮合来传递负荷，所以加载于内齿及外齿上的负荷总是可靠地分散到2个以上的齿上。因此，能够大幅降低在内齿及外齿上产生的接触面压力和弯曲应力，能够抑制内齿与外齿的疲劳寿命之差扩大。从而，由于能够抑制内齿与外齿的寿命差扩大，所以能够缓和内齿齿轮机构的寿命受到的制约。此外，由于能够降低在内齿及外齿上产生的接触面压力和弯曲应力，所以减弱了提高内齿硬度的必要性，能够缓和提高内齿硬度的要求。
此外，根据第2观点的发明的行星齿轮减速机，其特征在于，在备有连结到马达的输出轴上的输入轴，连结到上述输入轴上的恒星齿轮，具有与上述恒星齿轮连动的1级或2级以上的行星齿轮级的行星齿轮机构，内周形成有与由1级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮、或者由多级构成的上述行星齿轮机构的最后一级行星齿轮啮合的内齿的齿圈，和旋转自如地保持上述齿圈的箱体的行星齿轮减速机中，上述行星齿轮及与上述行星齿轮啮合的齿圈的各齿形成为高齿，该行星齿轮与上述齿圈的内齿的啮合率为2.0以上。
根据该构成，通过使与齿圈啮合的行星齿轮形成为高齿、使啮合率为2.0以上，加载于该行星齿轮的各齿上的力总是分散到2个以上的齿上，能够降低在各齿上产生的表面压力和弯曲应力。并且，容易确保与齿圈啮合的行星齿轮的强度，即使减少行星齿轮的个数也能抑制齿宽变宽。此外，还可使行星齿轮机构的简化。
此外，根据第3观点的发明的行星齿轮机构，其特征在于，在备有连结到马达的输出轴上的输入轴，连结到上述输入轴上的恒星齿轮，具有与上述恒星齿轮连动的1级或2级以上的行星齿轮级的行星齿轮机构，内周形成有与由1级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮、或者由多级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿的齿圈，和旋转自如地保持上述齿圈的箱体的行星齿轮减速机中，上述齿圈的内齿及与上述齿圈啮合的行星齿轮的各齿形成为高齿，上述内齿和、与上述齿圈啮合的行星齿轮的啮合率为2.0以上，使上述齿圈的内齿形成为铸件。
根据该构成，通过使上述齿圈的内齿及与其啮合的行星齿轮的各齿形成为高齿、使啮合率为2.0以上，能够使加载在齿圈的内齿上的力总是分散到2个以上的齿上，能够降低产生的表面压力和弯曲应力。并且，容易确保齿圈的内齿的强度，能够不在轴向上加大齿圈的内齿的齿宽并削减其内齿的表面硬化处理工序，能够使用铸件来容易地制造齿圈。从而，能够减少行星齿轮减速机的制造工时和缓和构造上的制约。
另外，关于本发明的上述内容及其它目的、特征、以及优点，通过以下结合附图的说明，就能更加明了。
图1是例示有关本发明的第1实施方式的内齿齿轮机构的图，是表示内齿与外齿的啮合状态的图。
图2是表示在图1所示的内齿齿轮机构中的齿圈的内齿与行星齿轮的外齿啮合的状态的放大图。
图3是表示在图1所示的内齿齿轮机构中的齿圈的内齿与行星齿轮的外齿啮合的状态的放大图。
图4是说明啮合时在1个齿上发生的负荷变化的状况的图。
图5是将图1所示的内齿齿轮机构中的内齿的一部分放大表示的图。
图6是例示有关本发明的第2实施方式的行星齿轮减速机的剖视图。
图7是在图6的VII线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮与齿圈的啮合状态的图。
图8是从图6的VIII线向视位置观察的图，是将齿圈、行星齿轮、第2恒星齿轮取出而表示的图。
图9是在图6的IX线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮与齿圈的啮合状态的图。
图10是在图6的X线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮与第2恒星齿轮的啮合状态的图。
图11是例示有关本发明的第3实施方式的行星齿轮减速机的剖视图。
图12是图11的XII-XII线向视剖视图，是表示齿圈、行星齿轮、恒星齿轮的图。
图13是在图11的XIII线向视位置上，将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮与齿圈的啮合状态的图。
具体实施例方式
下面，参照附图对用于实施本发明的最佳方式进行说明。
第1实施方式图1是例示有关本发明的实施方式的内齿齿轮机构1的图，表示内齿与外齿的啮合状态。如图1所示，内齿齿轮机构1构成为如下的行星齿轮机构，备有作为第1齿轮要素的齿圈11，作为第2齿轮要素的行星齿轮12，和恒星齿轮13等。
在齿圈11上，在内周侧形成有内齿14，与各行星齿轮12啮合而传递负荷。行星齿轮12在圆周方向上均匀地配置有3个，分别被未图示的支承部旋转自如地支承着。在各行星齿轮12的外周上形成有外齿15，外齿15与齿圈11的内齿14啮合。这样，内齿齿轮机构1备有形成在齿圈11上的内齿14和形成在行星齿轮12上的外齿15。
此外，在恒星齿轮13上形成有与行星齿轮12的外齿15啮合的外周齿16，在垂直于纸面方向上旋转自如地被支承着的轴17贯穿恒星齿轮13的中心(恒星齿轮13与轴17分体，旋转自如地被支承着)。另外，图1中例示的内齿齿轮机构1形成为由多级构成的行星齿轮机构，图示的行星齿轮级构成了最后一级的行星齿轮级。
备有以上构成的内齿齿轮机构1作为例如减速机使用。在作为减速机使用的情况下，从轴17输入的旋转驱动力传递到未图示的第1级的行星齿轮级。接着，经过1级乃至2级以上的行星齿轮级而进行了减速后，其旋转被传递到恒星齿轮13。如果恒星齿轮13旋转，分别被未图示的支承部支承的行星齿轮12就旋转，通过外齿15与内齿14的啮合来驱动齿圈11旋转。
此外，也能够将内齿齿轮机构1作为例如增速机使用。在这种情况下，输入的旋转传递到齿圈11，通过外齿15与内齿14的啮合，使分别被未图示的支承部支承的行星齿轮12旋转。如果行星齿轮12旋转，就驱动恒星齿轮13增速旋转，轴17与恒星齿轮13一起旋转。
接着，对内齿14及外齿15的构成更详细地进行说明。图2及图3是表示齿圈11的内齿14与行星齿轮12的外齿15啮合的状态的放大图。如图2及图3所示，内齿14及外齿15都形成为高齿而不是标准齿。并且，内齿14与外齿15的啮合率(ε)形成为2.0以上。
在图2和图3中，分别例示了不同的啮合状态(内齿14与外齿15的接触位置不同的状态)，将各自状态下的进行负荷传递的作用线(a及b)用点划线表示。另外，图2及图3都表示作为减速机使用的情况，行星齿轮12沿箭头c方向旋转，由此，驱动齿圈11沿箭头d方向旋转。
在图2的状态下，内齿14与外齿15在2个齿上啮合来传递负荷。具体地讲，在作用线a上的啮合点a1及a2的2点上相对于各齿面在法线方向上进行负荷传递。另一方面，在图3的状态下，内齿14与外齿15在3个齿上啮合来传递负荷，作用线b上的啮合点为b1、b2、b3的3点。从而，内齿14与外齿15有在2个齿上啮合而进行负荷传递的状态和在3个齿上啮合而进行负荷传递的状态。另外，在本实施方式中啮合率为2.5(ε＝2.5)这样，内齿14与外齿15都形成为高齿，在两者之间，总是至少通过2个齿的啮合来传递负荷，能够总是将负荷分散到2个以上的齿上。从而，能够大幅度降低内齿14及外齿15上产生的接触面压力和弯曲应力等，能够抑制内齿14和外齿15的疲劳寿命之差的扩大。
图4是用来说明在内齿及外齿都形成为标准齿、啮合率ε＝1.5的情况(图4(a))，和啮合率ε＝2.5的内齿齿轮机构1的内齿14及外齿15的情况(图4(b))下，啮合时在1个齿上发生的负荷变化(沿齿面的法线方向作用的负荷的变化)的状况的图。在啮合率ε＝1.5的情况下，1个齿啮合的状态占啮合时的全相位中的33％，2个齿啮合的状态占全相位的66.6％(33.3％×2)。这样，由于啮合率不到2.0，一定存在1个齿啮合的状态，传递负荷的最大值变大(即，成为强度计算基准的设计负荷变大)，内齿及外齿上产生了过大的接触面压力和弯曲应力。
另一方面，在啮合率ε＝2.5的情况下，2个齿啮合的状态占啮合时的全相位中的40％，3个齿啮合的状态占全相位的60％(20％×3)。这样，由于至少通过2个齿的啮合来传递负荷，能够大幅度地降低传递负荷的最大值，与存在1个齿啮合来传递负荷的状态的情况相比，能够将沿齿面的法线方向作用的最大传递负荷(即设计负荷)减半。
此外，图5是将内齿14的一部分放大表示的图。如图5所示，内齿14的齿顶侧的区域e形成为比基于渐开线的齿宽(图中用虚线f表示的齿宽)还窄。另外，在图5中，表示在齿的最顶侧齿宽仅变窄α而形成的状态。
在内齿齿轮机构1中，通过使内齿14的齿顶侧形成为比基于渐开线的齿宽还窄，即使在通过2个齿的啮合来进行负荷传递时第3个齿啮合，通过2个齿的负荷传递和第3个齿的啮合动作也不会产生干扰。由此，能够在内齿14和外齿15之间高效地传递负荷。此外，能够抑制要求的传递负荷因产生上述的干扰而上升，也能够减小设计负荷。此外，能够通过将齿顶侧的齿宽制成比基于渐开线的齿宽窄的简单的构成来防止产生干扰。
如以上说明，根据内齿齿轮机构1，能够大幅降低在内齿及外齿上产生的接触面压力和弯曲应力等，由于能够显著地抑制内齿与外齿的寿命差的扩大，因此能够缓和内齿齿轮机构的寿命受到的制约。
此外，根据内齿齿轮机构1，由于能够大幅降低在内齿及外齿上产生的接触面压力和弯曲应力等，因此减弱了提高内齿硬度的必要性，能够缓和提高内齿硬度的要求。具体地讲，通过降低内齿上产生的表面压力和应力，制约内齿寿命的因素减少，在很多情况下，即使不对内齿进行例如淬火等的硬化处理，也能够充分地确保必要的表面硬度。此外，通过能够削减硬化处理的工序，不会发生例如因热处理而造成的变形，容易确保内齿的尺寸精度。
此外，在将内齿与外齿都为高齿、其啮合率为2.0以上的内齿齿轮机构用于增速机的情况下，由于能够将内齿及外齿上产生的负荷减半，故能够降低啮合时内齿及外齿的圆周方向的弹性变形量。因此，能够降低因在高速旋转中传递负荷而发生的噪音。
以上对本发明的第1实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，可以在权利要求书所述的限制内做各种设计变更。例如，也可以做如下变更来实施。
(1)只要是备有内齿和外齿的内齿齿轮机构就可以，不论哪种形式都能够适用。例如，能够适用于行星齿轮减速机、行星齿轮增速机、建筑机械等的旋转装置等各种齿轮机构，能够发挥本发明的效果。
(2)在上述实施方式中，对用于由多个行星齿轮级构成的内齿齿轮机构的最后一级的情况进行了说明，但也可用于多个行星齿轮级的最后一级以外的行星齿轮级。此外，也可以用于由1个行星齿轮级构成的内齿齿轮机构。此外，也可以用于行星齿轮机构以外的内齿齿轮机构。
(3)在上述实施方式中，对内齿的齿顶侧的齿宽形成为比基于渐开线的齿宽窄的情况进行了说明，但也可以不是这样。例如，外齿的齿顶侧的齿宽也可以形成为比基于渐开线的齿宽窄。
第2实施方式图6是例示有关本发明的第2实施方式的行星齿轮减速机101(以下称为减速机101)的剖视图。如图6所示，减速机101备有箱体111，通过设置在箱体111上的凸缘部116安装到未图示的机架等上。减速机101将由配设在箱体111内、备有多个活塞的油压马达110产生的旋转驱动力减速并传递，最终驱动齿圈112旋转，该齿圈112旋转自如地保持在箱体111上。由此，通过安装在凸缘部117上的未图示的链轮驱动未图示的被驱动部，该凸缘部117设置于齿圈112上。
该减速机101备有箱体111、齿圈112、输入轴113、恒星齿轮114、行星齿轮机构115等。
箱体111安装在机架等上，内部收纳油压马达110的同时，通过轴承118旋转自如地保持齿圈112。轴承118配设在箱体111的一端侧(图中的左端侧)的周围，在轴承118和凸缘部116之间的箱体111的周围设置有密封部119。通过该密封部119将箱体111与齿圈112的另一端侧(图中右端侧)之间的缝隙密封。此外，油压马达110的输出轴120从箱体111的一端侧突出地设置，旋转自如地被支承着。此外，在箱体111的一端侧的端部上，沿着外周在圆周方向均匀位置的3处，朝着一端侧突出地设置有毂部122。3个毂部122分别旋转自如地支承后述行星齿轮机构115的最后一级的行星齿轮126。
齿圈112形成为中空圆筒状，如上述那样旋转自如地安装在箱体111的一端侧上，驱动未图示的链轮等。在齿圈112的一端侧上安装有盖板部件112a，在齿圈112的内部收纳有行星齿轮机构115。在齿圈112的内周上形成有与行星齿轮机构115的第1级的行星齿轮124及最后一级的行星齿轮126啮合的内齿128。此外，该内齿128中，与行星齿轮124啮合的部分(形成在一端侧的部分)形成为标准齿部分128a，与行星齿轮126啮合的部分(形成在另一端侧的部分)形成为高齿部分128b。
输入轴113通过花键联轴器121连结到油压马达110的输出轴120上。由此，驱动输入轴113与输出轴120一起旋转。恒星齿轮114连结在输入轴113的一端侧上，设置为可与输入轴113一起一体地旋转。在恒星齿轮114上形成有外周齿123，与行星齿轮机构115的第1级的行星齿轮124啮合、来进行驱动。
行星齿轮机构115构成为具有与恒星齿轮123连动而被驱动的2级行星齿轮级。具体地讲，备有第1级的行星齿轮124、作为其保持架(行星架)的托架125、第2级(最后一级)的行星齿轮126。
第1级行星齿轮124在圆周方向配设3个，各行星齿轮124旋转自如地保持在托架125上。形成在各行星齿轮124上的外周齿127与恒星齿轮114的外周齿123啮合，驱动备行星齿轮随着恒星齿轮114的旋转而旋转。此外，行星齿轮124的外周齿127配设为也与形成在齿圈112的内周上的内齿128啮合。由此，如果恒星齿轮114旋转，行星齿轮124就一边自转一边沿着齿圈112的内周进行公转运动。
此外，图7是在图6的VII线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮124与齿圈112的啮合状态的图。如图6、图7所示，行星齿轮124的外周齿127与齿圈112的内齿128的标准齿部分128a啮合，该外周齿127也形成为标准齿。
托架125备有形成为平板环状的平板部分129，和在圆周方向均匀位置上从该平板部分129向一端侧突出设置的3个轴部130。轴部130分别旋转自如地支承行星齿轮124。由此，如果受恒星齿轮114的驱动、行星齿轮124一边绕轴部130自转一边相对恒星齿轮114进行公转，则在其公转运动的同时，托架125也进行围绕恒星齿轮114的旋转。
此外，在托架125的平板部分129的内周上形成有内周齿131，与第2恒星齿轮132啮合。输入轴120及输出轴113嵌插于第2恒星齿轮132中，并且该输入输出轴(120、113)旋转自如地支承第2恒星齿轮132。在第2恒星齿轮132上形成有与托架125的内周齿131啮合的外周齿133。由此，驱动第2恒星齿轮132随着托架125的旋转而旋转。
最后一级的行星齿轮126分别旋转自如地保持在从箱体111突出设置的毂部122上。图8是从图6的VIII线向视位置观察的图，是将齿圈112、行星齿轮126、第2恒星齿轮132取出而表示的图。如图6、图8所示，行星齿轮126沿圆周方向在均匀位置上配设3个。在行星齿轮126上形成有外周齿134，外周齿134与第2恒星齿轮132的外周齿133啮合的同时，也与齿圈112的内齿128啮合。由此，如果第2恒星齿轮132旋转，行星齿轮126就绕毂部122旋转(行星齿轮126不进行公转)，通过行星齿轮126的旋转驱动齿圈112旋转。
图9是在图6的IX线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮126与齿圈112的啮合状态的图。如图9所示，与齿圈112啮合的行星齿轮126的各齿134形成为高齿，与齿圈112的内齿128的高齿部分128b的各高齿啮合。并且，行星齿轮126与齿圈112总是成为2个以上的齿啮合的状态，确保啮合率为2.0以上。
这样，在行星齿轮机构115中，通过使与齿圈112啮合的最后一级的行星齿轮126形成为高齿、并使啮合率在2.0以上，加载在行星齿轮126的各齿134上的力总是分散到2个以上的齿上，能够降低各齿134上产生的表面压力和弯曲应力等。并且，即使将行星齿轮126的个数减少到至少3个，也容易确保与齿圈112啮合的行星齿轮126的强度，能够减少部件件数，并且能够抑制齿宽变宽。
此外，图10是在图6的X线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮126与第2恒星齿轮132的啮合状态的图。如图10所示，行星齿轮126的外周齿134形成为高齿，而第2恒星齿轮132的外周齿133的齿根侧形成为高齿、齿顶侧形成为标准齿。恒星齿轮132与行星齿轮126的齿数较少，啮合率为2.0以下，恒星齿轮132的齿承受的负荷大。此外，为了增大减速比而需要减少恒星齿轮132的齿数，恒星齿轮132的啮合次数也很多。因此，为了增强恒星齿轮的齿根的强度，最好将齿根的齿厚增厚而制成高齿。此外，如果将恒星齿轮132制成高齿，齿顶的齿厚就会变薄，通过将齿顶制成标准齿就能够充分地确保齿顶的齿厚。由此，能够强化恒星齿轮132的齿根的强度的同时，能够充分确保齿顶的齿厚，能够防止齿顶的损坏。
此外，在行星齿轮机构115中，如上述那样，第1级(最后一级以外)的行星齿轮124的各齿127形成为比最后一级的恒星齿轮132的表面压力小的标准齿。由此，在最后一级以外的以高速旋转的行星齿轮124上，润滑油容易从其齿峰与齿谷形成的空间脱离，能够降低因啮合时润滑油被封入而产生的阻力(参照图7)。此外，在最后一级以外的以高速旋转的行星齿轮中，能够抑制固制成高齿而使滑移率过大，能够降低滑动阻力，还能够抑制最后一级以外的行星齿轮与制成高齿的情况相比的效率低下。
如以上说明，根据行星齿轮减速机101，能够降低在与齿圈112啮合的行星齿轮126的各齿134上产生的表面压力和弯曲应力等，容易确保其强度，能够谋求行星齿轮机构115的简化。此外，也可以对齿圈112的内齿128实施淬火等表面硬化处理。在这种情况下，容易确保内齿128的强度，能够缩小该齿圈的齿宽。对在行星齿轮减速机101中行星齿轮机构具有2级的行星齿轮级的情况进行了说明，即使是具有3级以上的行星齿轮级时，通过将与齿圈啮合的最后一级的行星齿轮的各齿制成高齿并使啮合率为2.0以上，也能够发挥与行星齿轮减速机101同样的作用效果。
以上对本发明的第2实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述的实施方式，在权利要求书所述的限制内能够做各种设计变更。例如，也可以做如下变更来实施。
(1)行星齿轮机构也可以是只有1级的行星齿轮级。具体地讲，由1级构成的行星齿轮机构的行星齿轮只进行自转，通过与该行星齿轮啮合来驱动齿圈旋转即可。在这种情况下，通过使该行星齿轮的各齿形成为高齿并使啮合率为2.0以上，能够降低在行星齿轮的各齿上产生的表面压力和弯曲应力等，能够发挥与上述实施方式的情况同样的作用效果。
(2)在行星齿轮机构是由1级构成的情况下，也可以使与该行星齿轮啮合的恒星齿轮(连结到输入轴上的恒星齿轮)的齿根侧形成为高齿，将齿顶侧制成标准齿。在这种情况下，能够发挥与在上述实施方式中使第2恒星齿轮的齿根侧形成为高齿、使齿顶侧形成为标准齿同样的作用效果。
第3实施方式图11是例示有关本发明的第3实施方式的行星齿轮减速机201(以下称为减速机201)的剖视图。如图11所示，减速机201备有箱体211，通过设置在箱体211上的凸缘部216安装到未图示的机架等上。减速机201将通过配设在箱体211内、备有多个活塞的油压马达210发生的旋转驱动力减速并传递，最终驱动齿圈212旋转，该齿圈212旋转自如地保持在箱体211上。由此，通过安装在凸缘部217上的未图示的链轮驱动未图示的被驱动部，该凸缘部217设置于齿圈212上。
该减速机201备有箱体211、齿圈212、输入轴213、恒星齿轮214、行星齿轮机构215等。
箱体211安装在机架等上，内部收纳有油压马达210的同时，通过轴承218旋转自如地保持齿圈212。轴承218配设在箱体211的一端侧(图中左侧)的周围，在轴承218和凸缘部216之间的箱体211的周围设置有密封部219。通过该密封部219将箱体211与齿圈112的另一端侧(图中右侧)之间的缝隙密封。此外，油压马达210的输出轴220从箱体211的一端侧突出地设置，旋转自如地被支承着。在箱体211的一端侧的端部上，安装有后述的行星齿轮机构215的最后一级的保持部222。
齿圈212形成为中空圆筒状，如上述那样，旋转自如地安装在箱体211的一端侧上，驱动未图示的链轮等。在齿圈212的一端侧上安装有盖板部件212a，在齿圈212的内部收纳有行星齿轮机构215。在齿圈212的内周上形成有与行星齿轮机构215的第1级的行星齿轮224及最后一级的行星齿轮226啮合的内齿228。该内齿228形成为高齿而不是标准齿。此外，齿圈212备有内齿228和保持该内齿228并旋转自如地支承在箱体211上的支承部229，内齿228与支承部229是一体地形成为铸件的。另外，在齿圈212中，不需要如现有技术那样，将与链轮等连结的支承部件与圆筒状的壳体分体地形成，而是将设置有连结到链轮等上的凸缘部217的支承部229与内齿228一体地形成为铸件。
输入轴213通过花键联轴器221连结到油压马达210的输出轴220上。由此，驱动输入轴213与输出轴220一起旋转。并且，在输入轴213的一端侧上连结着恒星齿轮214，设置为与输入轴213一起一体地旋转。在恒星齿轮214上形成有外周齿223，与行星齿轮机构215的第1级的行星齿轮224啮合、进行驱动。
行星齿轮机构215构成为具有与恒星齿轮223连动而被驱动的2级的行星齿轮级。具体地讲，备有第1级的行星齿轮224、作为其保持架(行星架)的托架225、第2级(最后一级)的行星齿轮226、行星齿轮226的保持部222。
图12是图11的XII-XII线向视剖视图，是表示齿圈212、行星齿轮224、恒星齿轮214、托架225的一部分(另一端侧的部分)的图。如图11、图12所示，第1级的行星齿轮224夹着恒星齿轮214在大致对置的位置上配置有2个，各行星齿轮224分别旋转自如地保持在托架225上。并且，形成在各行星齿轮224上的外周齿227与恒星齿轮214的外周齿223啮合，驱动其随着恒星齿轮214的旋转而旋转。此外，行星齿轮224的外周齿227配设为也与形成在齿圈212的内周上的内齿228啮合。由此，如果恒星齿轮214旋转，行星齿轮224就一边自转一边沿着齿圈212的内周进行公转运动。此外，如图12所示，恒星齿轮214的外周齿223、行星齿轮224的外周齿227以及齿圈212的内齿228，都形成为高齿而不是标准齿。
如图11所示，托架225是将前后夹着2个行星齿轮224的2片椭圆状的平板等组合而构成。并且，托架225备有2个连接椭圆状的平板的轴部230，该轴230分别旋转自如地支承行星齿轮224。由此，如果由恒星齿轮214进行驱动、行星齿轮224一边绕轴部220自转一边相对于恒星齿轮214进行公转，则在其公转运动的同时，托架225也进行围绕恒星齿轮214的旋转。
此外，在托架225上的位于另一端侧的平板的内周上形成有内周齿231，与第2恒星齿轮232啮合。输入轴213嵌插于第2恒星齿轮232中，并且该输入轴213旋转自如地支承第2恒星齿轮232。在第2恒星齿轮232上形成有与托架225的内周齿231啮合的外周齿233。由此，驱动第2恒星齿轮232随着托架225的旋转而旋转。
最后一级的行星齿轮226分别旋转自如地保持在设置在保持部222上的轴部235上。行星齿轮226沿圆周方向在均匀位置上配设3个。在行星齿轮226上形成有外周齿234，外周齿234与第2恒星齿轮232的外周齿233啮合的同时，也与齿圈212的内齿228啮合。由此，如果第2恒星齿轮232旋转，行星齿轮226就绕轴部235旋转(行星齿轮226不进行公转)，通过行星齿轮226的旋转驱动齿圈212旋转。
图13是在图11的XIII线向视位置上将一部分放大表示的剖视图，是表示行星齿轮226与齿圈212啮合的状态的图。如图13所示，齿圈212的内齿228以及与齿圈232啮合的行星齿轮226的各齿234形成为高齿。并且内齿228与行星齿轮226总是成为2个以上的齿啮合的状态，确保啮合率为2.0以上。
最后，保持部222通过花键结合而安装在箱体211的一端侧上的同时，固定在箱体211上。并且，备有3个圆周方向均匀配置的轴部235，如上述那样，由各轴部235旋转自如地支承各行星齿轮226。
如以上说明，根据行星齿轮减速机201，通过将齿圈212的内齿228和与其啮合的行星齿轮226的各齿234形成为高齿并使啮合率为2.0以上，加载在齿圈212的内齿228上的力总是分散到2个以上的齿上，能够降低产生的接触面压力和弯曲应力等。因此，容易确保齿圈212的内齿228的强度。如果容易确保内齿228的强度，则不需要为了确保强度而对内齿228实施淬火等表面硬化处理。此外，即使不做表面硬化处理，也不需要在轴向上加大内齿228的齿宽。并且，能够使用铸件而容易地制造齿圈212。从而，能够缓和行星齿轮减速机的制造工时或构造上的制约。
此外，在现有技术的行星齿轮减速机中，第1级的行星齿轮配置有3个以上，但根据行星齿轮减速机201，即使第1级的行星齿轮224为2个，通过将其外周齿227形成为高齿，也能够降低在各齿上产生的表面压力和弯曲应力等。因此，能够减少行星齿轮的个数的同时，通过与第1级的行星齿轮224啮合也能够降低在齿圈的内齿228上产生的表面压力和弯曲应力等。从而，容易确保内齿228的强度，不需要对内齿228实施淬火等表面硬化处理，还能够抑制在轴向上加大内齿228的齿宽。
此外，根据行星齿轮减速机201，即使不进行通过热处理等的表面效果处理也能够确保齿圈212的内齿228的强度。因此，不会如现有技术的行星齿轮减速机那样，为了进行热处理而将齿圈212与支承部229分割从而在构造上受到制约，而是能够将齿圈212与支承部229一体地形成为铸件。进而，在削减了表面硬化处理的同时，能够省略将齿圈212与支承部229拧合的螺栓、能够使部件件数减少。
此外，通过省略热处理工序，就消除了因热处理而造成的齿圈的变形，能够消除起因于该变形的作用在内齿上的负荷的偏移。从而，提高了耐久性的同时，还能够降低所产生的噪音。
此外，以上说明了在行星齿轮减速机201中行星齿轮机构具有2级的行星齿轮级的情况，但即使是具有3级以上的行星齿轮级的情况下，通过使啮合率为2.0以上，也能够发挥与行星齿轮减速机201同样的作用效果。
以上对本发明的第3实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式，可以在权利要求书所述的限制内做各种设计变更。例如，也可以做如下变更来实施。
(1)行星齿轮机构也可以只有1级的行星齿轮级。具体地讲，由1级构成的行星齿轮机构的行星齿轮只进行自转，通过与该行星齿轮啮合来驱动齿圈旋转也可以。在这种情况下，通过使该行星齿轮的各齿和齿圈的内齿形成为高齿并使啮合率为2.0以上，能够降低在齿圈的内齿上产生的表面压力和弯曲应力等，能够发挥与上述实施方式的情况同样的作用效果。
(2)在上述实施方式中，对第1级的行星齿轮配置有2个、最后一级的行星齿轮配置有3个的情况进行了说明，但也可以不是这样。例如，也可以是第1级的行星齿轮配置有3个以上，此外，也可以是最后一级的行星齿轮配置有4个以上。另外，在第1级的行星齿轮配置有3个以上的情况下，其外周齿不形成为高齿也可以。
以上对作为本发明的合适的实施方式的第1实施方式至第3实施方式进行了说明，当然，通过阅读并理解本说明书，变形例及应用例就变得清楚了。有关权利要求书中包含的内容的变形例和应用例、及其等价物都包含在本发明的范围中。
权利要求
1.一种内齿齿轮机构，其特征在于，在备有形成于第1齿轮要素上的内齿，和形成于第2齿轮要素上并与上述内齿啮合的外齿的内齿齿轮机构中，上述内齿及上述外齿都形成为高齿，上述内齿与上述外齿的啮合率为2.0以上，在上述内齿与上述外齿之间，总是通过至少2个齿的啮合来传递负荷。
2.如权利要求1所述的内齿齿轮机构，其特征在于，上述内齿及上述外齿的至少任一个的齿顶侧的齿宽形成为比基于渐开线的齿宽窄，使得在通过2个齿的啮合来进行负荷传递时即使第3个齿啮合，2个齿的负荷传递和第3个齿的啮合动作也不会产生干扰。
3.一种行星齿轮减速机，其特征在于，在备有连结到马达的输出轴上的输入轴，连结到上述输入轴上的恒星齿轮，具有与上述恒星齿轮连动的1级或2级以上的行星齿轮级的行星齿轮机构，在内周上形成有与由1级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮、或者由多级构成的上述行星齿轮机构的最后一级行星齿轮啮合的内齿的齿圈，和旋转自如地保持上述齿圈的箱体的行星齿轮减速机中，上述行星齿轮及与上述行星齿轮啮合的齿圈的内齿的各齿形成为高齿，该行星齿轮与上述齿圈的内齿的啮合率为2.0以上。
4.如权利要求3所述的行星齿轮减速机，其特征在于，在与由1级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的上述恒星齿轮、或者与由多级构成的上述行星齿轮机构的最后一级行星齿轮啮合的最后一级恒星齿轮中，上述恒星齿轮或上述最后一级恒星齿轮的齿根侧形成为高齿，齿顶侧形成为标准齿。
5.如权利要求3所述的行星齿轮减速机，其特征在于，由多级构成的上述行星齿轮机构的最后一级以外的行星齿轮的各齿形成为标准齿。
6.如权利要求3所述的行星齿轮减速机，其特征在于，与上述齿圈啮合的行星齿轮在圆周方向上配设有3个。
7.如权利要求3所述的行星齿轮减速机，其特征在于，对上述齿圈进行了表面硬化处理。
8.一种行星齿轮减速机，其特征在于，在备有连结到马达的输出轴上的输入轴，连结到上述输入轴上的恒星齿轮，具有与上述恒星齿轮连动的1级或2级以上的行星齿轮级的行星齿轮机构，在内周上形成有与由1级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮、或者由多级构成的上述行星齿轮机构的行星齿轮啮合的内齿的齿圈，和旋转自如地保持上述齿圈的箱体的行星齿轮减速机中，上述齿圈的内齿及与上述齿圈啮合的行星齿轮的各齿形成为高齿，上述内齿和与上述齿圈啮合的行星齿轮的啮合率为2.0以上，使上述齿圈的内齿形成为铸件。
9.如权利要求8所述的行星齿轮减速机，其特征在于，由多级构成的上述行星齿轮机构中的与上述恒星齿轮啮合的第1级行星齿轮，夹着上述恒星齿轮在大致对置的位置上配置有2个，该第1级行星齿轮的各齿形成为高齿。
10.如权利要求9所述的行星齿轮减速机，其特征在于，上述齿圈的内齿和保持该内齿、并旋转自如地支承在上述箱体上的支承部一体地形成为铸件。
全文摘要
第1齿轮要素(11)的内齿(14)及第2齿轮要素(12)的外齿(15)都形成为高齿。使内齿(14)和外齿(15)的啮合率为2.0以上，总是通过至少2个齿的啮合来传递负荷。由此，降低在内齿(14)和外齿(15)上产生的接触面压力和弯曲应力。
文档编号B60K7/00GK1576644SQ20041005455
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月23日 优先权日2003年7月25日
发明者安藤辉久, 小岛正拳, 常深正博, 奥藤秀和 申请人:Ts株式会社, 株式会社纳博克