(57)【要約】      （修正有）【課題】曲線階段用昇降機等に使用する駆動装置において、曲線ピニオンギアの基準ピッチ円が上下にピッチングを起こす現象により曲線ラックギアとの噛合い基準にズレが発生することに起因する曲線ラックギア及び曲線ピニオンギアの磨耗や異音を防止する。【解決手段】曲線状の素材に切削を行って曲線ラックギア１を製造する代わりに、直線状の素材に対し、曲線状にねじることに相当する修正を加えた角度とピッチによりダブルヘリカル切削を行い、その後、曲線状にねじることで曲線ラックギヤ１を製造し、対応する曲線ピニオンギヤは、前記角度と前記ピッチを各々２倍した角度とピッチによりヘリカルギヤ切削を行うことで製造した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲線に対応するよう、ダブルヘリカルラック切削してなる構成を有するラックギア及び／又は、ダブルヘリカルギア切削してなる構成を有するピニオンギアを備えた事を、特徴とする駆動装置。
【請求項２】
曲線に対応するよう、左右方向のいずれの一方向にヘリカル切削加工を施したのち、同一歯面に左右方向の他方向にヘリカル切削加工を施した、ダブルヘリカル切削加工を特徴とするラックギア及び／又は、ピニオンギアを製造する駆動装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、曲線階段用昇降機等に使用する、曲線にも対応するラックギア及び、ピニオンギアの駆動装置と、その製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】従来、曲線用ラックに使用されているのはＪＩＳ規格に準ずる直線用の標準歯車のラックギアを使用し、その直線ラックギアとＪＩＳ規格に準ずる標準歯車の平歯車を使用されている。しかしながらそれらの構造的には直線ラックギアを左右曲線に曲げただけのものである為、曲線にしてのピッチや角度が異なる為、それらの構造には単に平歯車を駆動するだけの機能であり、平歯車を円滑に駆動する機能を有する訳ではない。【０００３】なお、本願発明に関連する公知技術として次の特許文献１と特許文献２のふたつ挙げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８６９６１
【特許文献２】特開平２００８−１２７２０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとしている課題】
【０００５】これは、次のような欠点があった。従来技術に係る曲線でのラックギア及びピニオンギアは、単に左右方向に曲げただけのラックギアを使用している為、ピニオンギアを駆動するだけの機能でありピニオンギアを円滑に駆動する機能を有するわけではない事により、曲線にしてのラックギアでは常にピニオンギアがラックギアの内側の左右の歯に無理な接触を起こしている為、振動が発生する。この時、ピニオンギアの基準ピッチ円が上下にピッチングを起こす現象によりラックギアとの噛合い基準にズレが発生する。よって平歯車との噛合いが円滑ではなくなりラックギア及びピニオンギアに磨耗や異音が発生する。その要因としては、曲線でのラックギアは直線上のラックギアのピッチとは異なるからである。その曲線の角度でのピッチをラックギア及びピニオンギアにて変更する必要がある。また曲線での角度の大きさや歯車の大きさによっても異なるので、次の製造方法を用いる事で、ラックギア及びピニオンギアに不必要な磨耗や振動を軽減する事できるよう正常な噛合いを保つようにする事である。よって本発明は上記のような欠点を解決する為に発明いたしました。
【課題を解決するための手段】
【０００６】前記の目的に達成する為の手段として、ダブルヘリカル切削してなるラックギア及びピニオンギアの駆動装置の製造方法を提供とする。またその製造方法で製作された相方のギアを組み合わせしなければならない。まず曲線対応のラックギアでは左右方向である曲線での品物に後からラックギア切削を行う事は事実上、不可能な事であり従来通り直線状における品物に曲線での対応ができるダブルヘリカルラックギア切削を提供する事により切削加工後にて左右方向に曲げた時、最良の曲線ラックができあがる。それに伴い曲線でのラックギアに対応する事が出来るピニオンギアも提供とする。
【発明の効果】
【０００７】上記で説明したように本発明によって曲線でも対応する事が出来る曲線ラック製法で製作したラックギアと曲線ラックギアに対応する曲線ピニオンギア製法で製作したピニオンギアとの組み合わせを実施する事で従来のような噛合い基準のズレがなくなり曲線でのラックギア及びピニオンギアが直線上のラックギアに駆動するのと同様な効果を得られる為、ピニオンギアが正常に伝達する事が可能となり、その真価が発揮できる。よって、ラックギア及びピニオンギアに不必要な磨耗を軽減する事が出来るほか、異音や振動が減少した事を試作にて実証いたしました。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１の実態に係る曲線にしての曲線ラックギアの外観上斜視図である。
【図２】本発明の第１の実態に係る曲線ラックギアの外観斜視図である。
【図３】本発明の第２の実態に係る曲線対応のピニオンギアの外観斜視図である。
【図４】本発明の第３の実態に係る曲線でのラックギア及びピニオンギアの噛合い側面図である。
【図５】図１で示す曲線ラックギアの直線での第１の切削工程の外観斜視図である。
【図６】図１で示す曲線ラックギアの直線での第２の切削工程の外観斜視図である。
【図７】図１で示す曲線ラックギアの直線での切削工程後の外観斜視図である。
【図８】図３で示す曲線対応のピニオンギアでの第１の切削工程の外観斜視図である。
【図９】図３で示す曲線対応のピニオンギアでの第２の切削工程の外観斜視図である。
【発明を実施する為の形態】
【０００９】優秀な歯車を製作する時には、まず設計に当たって動力を無理なく伝達しうるように、種類の複雑な計算を正確に行って、歯車の設計図や工作図が作られます。つぎにこれに基づいて、現場の技術者が設計された歯車を間違いなく加工するために、機械のセッティングの計算を行った上で機械加工に移ります。また、現場の作業者も単に掲示された図面に従って機械的に加工するだけではなく、歯車の性格や機能の全般にわたって、よく理解した上で製作作業に従事すれば優れた歯車が出来上がる事になる。
【００１０】以下、本発明を実施する為の最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】図１〜図２は本発明の第１の実施の形態に係り、図１はその完成した外観斜視図であり図５〜図７は製作工程の外観斜視図である。
【００１２】まず第１の実施形態での曲線ラックギア製法では図１で示すように、曲線上での１歯あたりの角度を計算値にて算出したものを、その数値の分だけ角度修正１ｂを行わなければならない。ここでの角度修正１ｂとは歯をねじらす事である。この角度修正１ｂを行う事により基準ピッチ１ｄも角度修正１ｂにてのピッチに変更する必要がある。基準ピッチ１ｄとは歯車の歯の大きさの基準として、とくに選定されたピッチを基準ピッチ１ｄといい（ｍ・π）表す。また歯をねじらす為のピッチは（ｍ・π／ｃｏｓβ）にする。しかも同一の曲線での角度１ｅでもモジュール（ｍ）の大きさによっても計算値は異なる。
モジュールとは、基準ピッチを円周率で除した値をモジュールといい、歯の大きさを定めるものである。一般にミリメートル単位で表し、尚インチサイズではダイヤメトラルピッチ（ＤＰ２５．４／モジュール）で表す。
【００１３】その角度やピッチが計算値にて算出したものを、図５で示す、直線状の品物にヘリカルラック切削（左方向）にて加工を施す。その後、同一上の歯面にて図６で示す、反対のヘリカルラック切削（右方向）を的確な歯合わせを必要として加工を施す。その時、ラックギアの歯幅１ｃ（歯の軸断面内における長さを歯幅という。）の中心での基準歯厚１ａはＪＩＳ規格に準ずる直線ラックギアの基準歯厚１ａと変わらない。基準歯厚１ａとは、歯の厚さを歯厚といい、（ｍ・π／２）で表す。
【００１４】よって図７で示す、その組み合わせ加工によるダブルヘリカルラックギア切削加工を実施する事で歯形修正（歯形がダイヤモンド形状）になる事により、図７で示す直線状でのラックギアを曲線に曲げた時、内側の左右の歯が曲線の中心に向かって平行になる事により、理想の歯型が成りたちピニオンギアの歯がラックギアの内側の左右の歯に無理な接触を軽減とする。
【００１５】図３は本発明の第２の実施の形態に係り、図３はその完成した外観斜視図であり図８〜図９は製作工程の外観斜視図である。
【００１６】第２の実施形態での曲線用ピニオンギア製法も従来になく、曲線ラックギア製法で算出した角度１ｂ及びピッチ１ｄを使用する。しかしながら使用する平歯車の歯幅２ｅは曲線上のラックギアを駆動することにより、曲線ラックギア１の歯幅１ｃに対しての対比はピニオンギア２に対してラックギアを１とする。この為、曲線ピニオンギア２のピッチ２ｂ及び角度２ｄをラックギア製法で使用した数値の１／２とする。
【００１７】まず上記で算出したピッチ２ｂ及び角度２ｄを図８で示すヘリカルギア切削（右方向）にて加工を施す。その後、曲線ラックギア製法と同様に同一上の歯面にて図９で示す反対のヘリカルラック切削（左方向）を的確な歯合わせを必要として加工を施す。その時、曲線用ピニオンギアも歯幅２ｅの中心での基準歯厚２ｃはＪＩＳ規格に準ずる平歯車の基準歯厚２ｃと変わらない。
【００１８】よって図３で示す、その組み合わせ加工によるダブルヘリカルギア切削加工を実施する事で、歯型修正（歯形がダイヤモンド形状）になる事により、理想の歯型が成りたち、図１で示す曲線でのラックギアの内側の左右の歯に曲線用のピニオンギアの歯が無理な接触を軽減とする。尚、ここでのダイヤモンド形状は通常のクラウニング形状とは似てるが全く違うものである。クラウニングとは、歯スジの方向に適当なふくらみをつけることをクラウニングという。
【００１９】図４は本発明の第３の実施形態に係り、図４は図１及び図３との組み合せ側面図である。
【００２０】歯車は単体では存在しません。どのような複数の種類の歯車であっても相手がなければその意味をもちません。この第３の実態形態ではそのお互いの歯車がどれだけ有効にスムースに伝達しうる為の技術方法である。
【００２１】前述で述べた曲線ラックギア製法で製作されたラックギア１と曲線用ピニオンギア製法で製作されたピニオンギア２とを組み合わせする事によりピニオンギアの基準ピッチ円２ａとラックギアの基準ピッチ線１ｆとが中心で交わる為、図４で示す、噛合いピッチ円でのズレがなくなり、標準歯車での中心距離と同じ距離を保つ事が出来る。この事により歯車が歯車らしくなる為の最低限である噛合い基準でのズレを修正するだけで最良の噛合いになる。基準ピッチ円２ａとは、基準ピッチ２ｂを歯数倍した長さの円周をもつ円を基準ピッチ円２ａといい、基準ピッチ線１ｆとはラックの歯の厚さがピッチの１／２になるような特定のピッチ線をいう。尚、中心距離だけを変更するには転位歯車を用いるが、このような曲線で使用してもあまり意味をもたない。この転位歯車とは、基準ラックの基準ピッチ線１ｆが歯車の基準ピッチ円２ａに接していないものをいう。歯車から遠ざかる方向にずれたものを十転位、近づく方向向にずれたものを一転位という。また、通常のヘリカル切削加工によれば、ピニオンギアを右方向に切削すると、ラックギアは、反対の左方向に切削しなくてはならないため、回転方向でのスラストが発生するがこの製法によるダブルヘリカル切削加工により回転方向によるスラストは均一になります。
この上記の説明によって、ピニオンギアが正常にラックギアに伝達し駆動する事が可能となる。
【実施例】
【００２２】この製法での組み合わせによって、曲線でのラックギア１及びピニオンギア２を好適な製法として標準化する。このことにより、相方の歯車の磨耗を軽減するほか、異音や振動が抑えられる。音が小さくなるということは、より円滑に回転するということです。又ラックギア及びピニオンギアのいずれかの一方だけをこの製法で製作しても効果は得られるが、相方での組み合わせでの効果に比べると半減してしまう。又、歯車の音の原因は、歯車の精度に影響することのほかに様々の要因がありますが、噛合い率の大小も大いに関係します。また本発明の実施形態で説明したように、歯車の大きさによっても変わるので、この製法では色々な曲線の角度１ｅに対応できるほかＳ字のような両方での曲線にも対応している事により、一本での品物にてラックギア切削が可能である為、組み立て時等での作業も容易であり、効果的である。又、発明を実施する為の形態で述べたヘリカル切削方向では一例を示したものなので、どちらの方向からでも切削をしても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００２３】本発明は曲線ラックギアに係るものなので、曲線階段昇降機等のＬ字階段、Ｕ字階段、又、内回り、外回りのラックギア及びピニオンギアの製造分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００２４】１        曲線ラック          ２        曲線ピニオンギア
１ａ      基準歯厚            ２ａ      基準ピッチ円
１ｂ      角度修正            ２ｂ      基準ピッチ
１ｃ      歯幅                ２ｃ      基準歯厚
１ｄ      基準ピッチ          ２ｄ      角度修正
１ｅ      曲線の角度          ２ｅ      歯幅
１ｆ      基準ピッチ線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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