JP5147635B2

JP5147635B2 - 歯車伝達装置

Info

Publication number: JP5147635B2
Application number: JP2008267590A
Authority: JP
Inventors: 正洋斉藤
Original assignee: Yunitec Corp
Current assignee: Yunitec Corp
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2013-02-20
Anticipated expiration: 2028-10-16
Also published as: JP2010096271A

Description

本発明は、各歯車軸心線が同一軸線上にない交差した食い違い軸として動力伝達するのに適する歯車伝達装置に関する。

一般に歯車伝達には使用目的に合わせて、例えば、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）の内、（ａ）に示す如く平行軸として動力伝達する時に使用する歯車や、（ｂ）に示す如く９０度の交差軸として動力伝達する時に使用する歯車の外に、（ｃ）に示す如く食い違い軸として動力伝達する時に使用する歯車がある。食い違い軸として使用する歯車の代表例にねじ歯車が知られている。

ねじ歯車は、ホブ盤とホブカッタを用いて作られ、ねじ歯車のピッチ面は円筒形の形状となっていて、ねじ歯車を所定の食い違い角度で噛み合わせることで、例えば、各歯車軸心線が同一軸線上にない食い違い軸による動力伝達が可能となる。

同一軸線上にない食い違い軸に使用するねじ歯車は、点接触による噛み合いとなるため、歯の強度面に問題を残すところからその点接触を嫌って図１３に示す如く線接触による噛み合いが得られるねじ歯車１０１が提案されている。

線接触が得られるねじ歯車１０１は、ピッチ面を非円筒面とすることで噛み合い時に歯幅Ｌの相当部分にわたって相手歯車と線接触し合う状態で噛み合う構造となっている。
特開平８−２８６５９号公報

各歯車軸心線が同一軸線上にない交差した食い違い軸の歯車として使用するには、例えば、前記した図１２（ｃ）に示す如くねじ歯車とウェームギヤのように異なる歯車同士を噛み合わせることが一般的であるが、線接触の噛み合いを確保するために同じ形状に作られたピッチ面が非円筒面となるねじ歯車同士を噛み合わせて食い違い軸として使用すると、ねじ歯車同士の噛み合い条件によって２つの軸の角度（軸角）を９０度としての使用が難しくなり角度に制約が生まれる問題があった。

そこで、本発明にあっては同じ歯車を用いて９０度を含む食い違い角度の動力伝達と、大きな回転動力の伝達を可能とする歯車伝達装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明にあっては、回転単葉双曲面を形成するその回転単葉双曲面の母線に沿って歯が形成されるとともに、前記回転単葉双曲面の母線に沿ってピッチ面が変化する歯幅の長い鼓型の歯車を複数組み合わせ、組み合わせた各歯車軸心線が少なくとも同一軸線上にない状態で交差し、互いが線接触で噛み合う入力歯車、中間歯車、出力歯車を構成し、前記中間歯車は、その中間歯車軸心線が前記入力歯車の入力歯車軸心線に対して４５度の食い違い角度を有して前記入力歯車に噛み合い、前記出力歯車は、その出力歯車軸心線が前記中間歯車の中間歯車軸心線に対して４５度の食い違い角度を有して前記中間歯車に噛み合い、前記出力歯車は、その出力歯車軸心線が前記入力歯車の入力歯車軸心線に対して９０度の食い違い角度を有していることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、各歯車軸心線が同一軸線上にない交差した入力歯車、中間歯車、出力歯車となる３つの歯車をそれぞれ噛み合わせることで、通常の食い違い軸の歯車として使用可能となり、所定角度の食い違い角度による動力の伝達を行うことができる。

一方、入力歯車の歯車軸心線に対して、例えば、中間歯車をその歯車軸心線が４５度の角度で噛み合せ、さらに、中間歯車の歯車軸心線に対して、出力歯車をその歯車軸心線が４５度の角度で噛み合わせることで、食い違い軸の歯車として使用しながら入力歯車に対して出力歯車が９０度の位置で動力の伝達を行なうことができる。

この９０度の時の動力伝達時、入力歯車と中間歯車は４５度の角度で、中間歯車と出力歯車は４５度の角度でそれぞれ噛み合う条件となることで、入力歯車、中間歯車、出力歯車の各噛み合いに無理は起こらず、円滑な噛み合い状態が得られると共に、軸線方向の長い歯幅による線接触の噛み合いによって大きな回転動力を伝達することができる。

以下、図１乃至図１１の図面を参照しながら本発明の実施形態について具体的に説明する。

図１は本発明に係る歯車伝達装置の要部を示した概要斜視図を示している。

歯車伝達装置１は入力歯車３、中間歯車５、出力歯車７の３つの歯車を噛み合わせることで各歯車軸心線３ａ、５ａ、７ａが同一軸線上にない食い違い軸として使用する歯車構造となっている。

入力歯車３、中間歯車５、出力歯車７はいずれも鼓型をした同一形状の歯車に作られており、ここでは代表して入力歯車について具体的に説明する。

入力歯車３は図５に示す如く歯幅Ｄの長い鼓型の歯車となっていて歯車本体は、図１１に示す如く回転単葉双曲面９の形状となっている。

回転単葉双曲面９は、図１０に示す如く中心軸線Ｙが同一となる上下に対向し合う上位側の円１１に沿って設けられた点１、２、３・・・と下位側の円１３に沿って設けられた点１、２、３・・・とを所定角度ずらせた位置で点１と１，２と２，３と３というように各点を順々に線１５で結ぶことで鼓型の形状を呈する回転単葉双曲面９が得られるようになっている。

歯部１７は、図５に示す如く回転単葉双曲面９を形成するその回転単葉双曲面９の母線（点１と１，２と２とを結ぶ線１５）に沿ってピッチ面が曲面状に変化する歯幅Ｄの長い形状に作られている。

歯部１７は、図６に示す如く歯車軸心線３ａに対して所定角度左側にねじれた角度に作られているが、右側にねじれた角度に作ることでもよい。

また、歯数及び歯の大きさ（モジュール）は使用目的に合わせて適宜設計してもよい。

このように構成された入力歯車３、中間歯車５、出力歯車７を図１に示す如くそれぞれ噛み合せ、各歯車軸心線３ａ，５ａ，７ａが同一軸線上にない交差した食い違い軸の歯車として使用する。

この食い違い軸による歯車伝達時、出力歯車７の歯車軸心線７ａは入力歯車３の歯車軸心線３ａに対して鋭角内に収まる所定の食い違い角度に基づいた動力伝達が行なえる。

一方、図２、図３に示す如く入力歯車３の歯車軸心線３ａに対して、例えば、中間歯車５をその歯車軸心線５ａが４５度の角度θ１で噛み合わせ、さらに、中間歯車５の歯車軸心線５ａに対して出力歯車７の歯車軸心線７ａが４５度の角度θ２で噛み合わせることで、図２に示す如く各歯車３、５、７の噛み合い中心点０−１は、同一軸心上にあって、図３に示す如くそれぞれの各歯車軸心線３ａ，５ａ，７ａは平行平面となる噛み合い条件に基づいた食い違い軸となる。と同時に噛み合い角度に無理は起こらず、しかも、線接触による噛み合いによって入力歯車３に対する出力歯車７の軸角を９０度の角度θ３で大きな動力の伝達を行なえる。

この場合、食い違い軸として使用する入力歯車３、中間歯車５、出力歯車７の噛み合い条件としては各歯車３、５、７の歯車軸心線３ａ、５ａ、７ａが平行平面にある状態の外に図８及び図９に示す如く入力歯車３の歯車軸心線３ａと中間歯車５の歯車軸心線５ａが平行平面にあって、出力歯車７の歯車軸心線７ａが平行平面にない状態がある。

また、入力歯車３、中間歯車５、出力歯車７の各噛み合わせ角度を大きくすることで９０度以上の食い違い軸による歯車伝導が可能となる。

本発明にかかる歯車伝達装置を示した要部の概要斜視図。鼓型の歯車を噛み合わせた状態を概念図で示した概要説明平面図。図２の概要説明正面図。歯車伝達装置を構成する鼓型の歯車の１つを示した概要斜視図。鼓型の歯車の概要正面図。図５のＡ−Ａ線断面図。図５の概要側面図。鼓型の歯車を噛み合わせた状態を概念図で示した別の実施形態の概要説明平面図。図８の概要説明正面図。回転単葉双曲面を作る基本説明図。回転単葉双曲面の概要説明図。（ａ）平行軸、（ｂ）交差軸、（ｃ）食い違い軸として使用する一般的な歯車の説明図。ねじ歯車を示した従来公知の説明図。

符号の説明

３入力歯車
３ａ、５ａ、７ａ歯車軸心線
５中間歯車
７出力歯車
９回転単葉双曲面
１５母線（結ぶ線）

Claims

回転単葉双曲面を形成するその回転単葉双曲面の母線に沿って歯が形成されるとともに、前記回転単葉双曲面の母線に沿ってピッチ面が変化する歯幅の長い鼓型の歯車を複数組み合わせ、組み合わせた各歯車軸心線が少なくとも同一軸線上にない状態で交差し、互いが線接触で噛み合う入力歯車、中間歯車、出力歯車を構成し、
前記中間歯車は、その中間歯車軸心線が前記入力歯車の入力歯車軸心線に対して４５度の食い違い角度を有して前記入力歯車に噛み合い、
前記出力歯車は、その出力歯車軸心線が前記中間歯車の中間歯車軸心線に対して４５度の食い違い角度を有して前記中間歯車に噛み合い、
前記出力歯車は、その出力歯車軸心線が前記入力歯車の入力歯車軸心線に対して９０度の食い違い角度を有していることを特徴とする歯車伝達装置。