(57)【要約】歯車及びこの歯車を製造するための方法。歯車は、ピッチラインの近くに歯末点を有する凸面部をもつ歯末とピッチラインの近くに歯元点を有する凹面部をもつ歯元とを有する歯車基準カッター歯形に対して共役の歯車歯形を有している。凸面部は、相手歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にある。凹面部は、相手歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にある。歯末点及び歯元点の間の移行区域は所定の幅を有している。歯車基準カッター歯形は、ピッチラインのところで所定の半ピッチ逃げを有すると共に、歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している。【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、相手歯車基準カッター歯形歯末と、相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有している相手歯車と噛み合うための歯車であって、該歯車は、複数の歯車歯を有し、該歯車歯の各々が、
歯車歯形歯末と、
歯車歯形歯元と、
該歯車歯形歯末及び該歯車歯形歯元の間にある歯車歯形移行区域と、
を備える歯車歯形を有しており、該歯車歯形は、歯車基準カッターピッチ点で歯車基準カッターピッチラインと交差する歯車基準カッター歯形に対して共役であり、該歯車基準カッター歯形は、
前記歯車基準カッターピッチラインから遠くにチップ点を有すると共に、前記歯車歯形歯元に対して共役である歯車基準カッター歯形歯末と、
該歯車基準カッター歯形歯末にあって、前記相手歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している歯車基準カッター歯形凸面部と、
前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに限界点を有すると共に、前記歯車歯形歯末に対して共役である歯車基準カッター歯形歯元と、
前記歯車基準カッター歯形歯元にあって、前記相手歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯元点を有している歯車基準カッター歯形凹面部と、
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点の間にあると共に、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する、歯車基準カッター歯形移行区域とを備え、
前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッターピッチラインのところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している歯車。
【請求項２】
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点は、前記歯車基準カッターピッチラインから実質的に等距離のところにある請求項１に記載の歯車。
【請求項３】
前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅は、約０．０５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．１５正面モジュールよりも小さく、そして前記所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げは、約０．００５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．０１５正面モジュールよりも小さいことである請求項１に記載の歯車。
【請求項４】
前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅は約０．１正面モジュールであり、前記所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げは約０．０１正面モジュールである請求項３に記載の歯車。
【請求項５】
前記歯車基準カッター歯形移行区域は、実質的に三次曲線状の形状を有する歯車基準カッター歯形移行区域部分を前記歯車基準カッターピッチ点と前記歯車基準カッター歯形歯末点との間に有している請求項１に記載の歯車。
【請求項６】
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記前記歯車基準カッター歯形歯元点は、前記歯車基準カッターピッチラインから実質的に等距離のところにあり、前記歯車基準カッター歯形移行区域は、実質的に三次曲線状の形状を有する歯車基準カッター歯形移行区域部分を前記歯車基準カッターピッチ点と前記歯車基準カッター歯形歯末点との間に有している請求項１に記載の歯車。
【請求項７】
前記歯車基準カッター歯形歯末点は、前記歯車基準カッターピッチラインから、前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅の約半分の距離だけ、離れており、前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッター歯形歯末点と、約前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅だけ前記歯車基準カッターピッチラインから離れた前記歯車基準カッター歯形上の歯車基準カッター歯形アーク点との間に一定の曲率半径を有しており、前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッター歯形アーク点のところで形状、形状勾配及び形状曲率の連続性を有している請求項１に記載の歯車。
【請求項８】
複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、相手歯車基準カッター歯形歯末と、相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有している相手歯車と噛み合うことができる歯車を製造するための歯車基準カッターであって、
歯車基準カッターピッチ点で歯車基準カッターピッチラインと交差する歯車基準カッター歯形をそれぞれ有する複数の歯車基準カッター歯を備えており、前記歯車基準カッター歯形は、
前記歯車基準カッターピッチラインから遠くにチップ点を有すると共に、前記歯車歯形歯元に対して共役である歯車基準カッター歯形歯末と、
該歯車基準カッター歯形歯末にあって、前記相手歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している歯車基準カッター歯形凸面部と、
前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに限界点を有すると共に、前記歯車歯形歯末に対して共役である歯車基準カッター歯形歯元と、
前記歯車基準カッター歯形歯元にあって、前記相手歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯元点を有している歯車基準カッター歯形凹面部と、
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点の間にあると共に、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する、歯車基準カッター歯形移行区域とを備え、
前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッターピッチラインのところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記歯車基準カッター歯形歯末点のところに勾配の連続性及び形状の連続性を有している歯車基準カッター。
【請求項９】
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点は、前記歯車基準カッターピッチラインから実質的に等距離のところにある請求項８に記載の歯車基準カッター。
【請求項１０】
前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅は、約０．０５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．１５正面モジュールよりも小さく、そして前記所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げは、約０．００５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．０１５正面モジュールよりも小さいことである請求項８に記載の歯車基準カッター。
【請求項１１】
前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅は約０．１正面モジュールであり、前記所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げは約０．０１正面モジュールである請求項１０に記載の歯車基準カッター。
【請求項１２】
前記歯車基準カッター歯形移行区域は、実質的に三次曲線状の形状を有する歯車基準カッター歯形移行区域部分を前記歯車基準カッターピッチ点と前記歯車基準カッター歯形歯末点との間に有している請求項８に記載の歯車基準カッター。
【請求項１３】
前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記前記歯車基準カッター歯形歯元点は、前記歯車基準カッターピッチラインから実質的に等距離のところにあり、前記歯車基準カッター歯形移行区域は、実質的に三次曲線状の形状を有する歯車基準カッター歯形移行区域部分を前記歯車基準カッターピッチ点と前記歯車基準カッター歯形歯末点との間に有している請求項８に記載の歯車基準カッター。
【請求項１４】
前記歯車基準カッター歯形歯末点は、前記歯車基準カッターピッチラインから、前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅の約半分の距離だけ、離れており、前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッター歯形歯末点と、約前記所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅だけ前記歯車基準カッターピッチラインから離れた前記歯車基準カッター歯形上の歯車基準カッター歯形アーク点との間に一定の曲率半径を有しており、前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッター歯形アーク点のところで形状、形状勾配及び形状曲率の連続性を有している請求項８に記載の歯車基準カッター。
【請求項１５】
第１歯車及び第２歯車から構成される歯車対であって、
前記第１歯車は、第１歯車歯形をそれぞれ有する複数の第１歯車歯を備えており、該第１歯車歯形は、
第１歯車歯形歯末と、
第１歯車歯形歯元と、
該第１歯車歯形歯末及び該第１歯車歯形歯元の間にある第１歯車歯形移行区域と、
を備え、該第１歯車歯形は、第１歯車基準カッターピッチ点で第１歯車基準カッターピッチラインと交差する第１歯車基準カッター歯形に対して共役であり、該第１歯車基準カッター歯形は、
前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに第１チップ点を有すると共に、前記第１歯車歯形歯元に対して共役である第１歯車基準カッター歯形歯末と、
該第１歯車基準カッター歯形歯末にあって、前記第１歯車基準カッターピッチラインの近くに第１歯車基準カッター歯形歯末点を有している第１歯車基準カッター歯形凸面部と、
前記第１歯車基準カッターピッチラインから遠くに第１限界点を有すると共に、前記第１歯車歯形歯末に対して共役である第１歯車基準カッター歯形歯元と、
前記第１歯車基準カッター歯形歯元にあって、前記第１歯車基準カッターピッチラインの近くに第１歯車基準カッター歯形歯元点を有している第１歯車基準カッター歯形凹面部と、
前記第１歯車基準カッター歯形歯末点及び前記第１歯車基準カッター歯形歯元点の間にあると共に、所定の第１歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する、第１歯車基準カッター歯形移行区域とを備え、
前記第１歯車基準カッター歯形は、前記第１歯車基準カッターピッチラインのところに所定の第１歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記第１歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有しており、
前記第２歯車は、第２歯車歯形をそれぞれ有する複数の第２歯車歯を備えており、該第２歯車歯形は、
第２歯車歯形歯末と、
第２歯車歯形歯元と、
該第２歯車歯形歯末及び該第２歯車歯形歯元の間にある第２歯車歯形移行区域と、
を備え、該第２歯車歯形は、第２歯車基準カッターピッチ点で第２歯車基準カッターピッチラインと交差する第２歯車基準カッター歯形に対して共役であり、該第２歯車基準カッター歯形は、
前記第２歯車基準カッターピッチラインから遠くに第２チップ点を有すると共に、前記第２歯車歯形歯元に対して共役である第２歯車基準カッター歯形歯末と、
該第２歯車基準カッター歯形歯末にあって、前記第１歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している第２歯車基準カッター歯形凸面部と、
前記第２歯車基準カッターピッチラインから遠くに第２限界点を有すると共に、前記第２歯車歯形歯末に対して共役である第２歯車基準カッター歯形歯元と、
前記第２歯車基準カッター歯形歯元にあって、前記第１歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にあると共に、前記第２歯車基準カッターピッチラインの近くに第２歯車基準カッター歯形歯元点を有している第２歯車基準カッター歯形凹面部と、
前記第２歯車基準カッター歯形歯末点及び前記第２歯車基準カッター歯形歯元点の間にあると共に、所定の第２歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する、第２歯車基準カッター歯形移行区域とを備え、
前記第２歯車基準カッター歯形は、前記第２歯車基準カッターピッチラインのところに所定の第２歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記第２歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している歯車対。
【請求項１６】
相手歯車と噛み合うための歯車を製造する方法であって、前記歯車は、複数の歯車歯を有し、該歯車歯の各々が、歯車基準カッター歯の歯車基準カッター歯形に対して共役である歯車歯形を有しており、該歯車歯形は、歯車歯形歯末と、歯車歯形歯元と、該歯車歯形歯末及び該歯車歯形歯元の間にある歯車歯形移行区域とを含んでおり、前記相手歯車は、複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、前記歯車基準カッター歯形歯元に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯末と、前記歯車基準カッター歯形歯末に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有しており、前記相手歯車基準カッター歯形移行区域は、前記歯車基準カッター歯形移行区域に対して非相補関係にある、前記方法を構成するステップは、
（ａ）前記歯車基準カッター歯形を決定するステップを含み、該決定するステップは、
（１）前記歯車基準カッター歯形歯末が歯車基準カッター歯形凸面部を有すると共に前記相手歯車基準カッター歯形歯元と相補関係にあり、前記歯車基準カッター歯形歯元が歯車基準カッター歯形凹面部を有すると共に前記相手歯車基準カッター歯形歯末と相補関係にあり、そして前記歯車基準カッター歯形移行区域が線形であると共に、線形化された相手歯車基準カッター歯形移行区域と相補関係にある、前記歯車基準カッター歯形についての初期形状を規定するステップと、
（２）所定のピッチ逃げだけ前記歯車基準カッター歯の歯元厚さを増大させることにより前記歯車基準カッターピッチ点から前記歯車基準カッター限界点まで前記歯車基準カッター歯形を修整するステップと、
（３）前記所定のピッチ逃げだけ前記歯車基準カッター歯の歯末厚さを減少させることにより前記歯車基準カッター歯形歯末を修整するステップと、
（４）歯車基準カッターピッチラインと歯車基準カッター歯形歯末点との間にある前記歯車基準カッター移行区域の一部分を、前記歯車基準カッター歯形の連続性並びに前記歯車基準カッターピッチライン及び前記歯車基準カッター歯形歯末点での歯車基準カッター歯形勾配の連続性をもたらすスムーズな曲線の形に整形するステップとから構成され、
（ｂ）更に、前記ステップ（ａ）で決定された前記歯車基準カッター歯形に対して共役の前記歯車歯形をそれぞれが有する前記複数の歯車歯をもつ前記歯車を作るステップを含む歯車を製造する方法。
【請求項１７】
前記ステップ（２）は、更に、前記歯車基準カッターピッチラインから、該歯車基準カッターピッチラインから遠くの限界点まで延びる前記歯車基準カッター歯形の一部分を、同ピッチラインに平行な方向に歯中心線を離れる前記所定の半ピッチ逃げに匹敵する距離だけ形状の変化なしに動かすことを含み、
前記ステップ（３）は、更に、前記歯車基準カッター歯形歯末点から、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くのチップ点まで延びる前記歯車基準カッター歯形の一部分を、同ピッチラインに平行な方向に前記歯中心線に向かう前記所定の半ピッチ逃げに匹敵する距離だけ形状の変化なしに動かすことを含む請求項１６に記載の歯車を製造する方法。
【請求項１８】
前記ステップ（４）は、更に、歯車基準カッターピッチラインと歯車基準カッター歯形歯末点との間の前記歯車基準カッター移行区域の部分を三次曲線の形に整形することを含む請求項１７に記載の歯車を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本発明は、西暦２００２年４月２２日に出願された米国仮特許出願第６０/３７４,６５５に関連しており、本願明細書において援用されるこの仮出願の先の出願日を主張している。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、歯元及び歯末の大部分を通して共役である歯形を有すると共に、該歯元及び歯末間にピッチ円のところで接触していない移行部を有する歯車群に関するものである。更に、本発明は、歯元及び歯末の大部分を通して共役であると共に、移行部において共役ではない歯形を有する歯車の製造方法にも関係している。
【０００３】
初期のワイルドハーバー及びノヴィコフ（Wildhaber-Novikov)歯車においては、「ノヴィコフ歯車の設計」(マグローヒル社より西暦１９６７年に刊行。「歯車設計及び応用」の章、１２４〜１３５頁参照。）にカイロニス(Chironis)により記載されているように、ピニオンは全歯末(all-addendum)であり、歯車の歯は全歯元(all-dedendum)である。ピニオンの移行部歯形は凸円弧であるが、歯車の歯形は若干大きい半径の凹円弧である。これらの歯形は共役ではない。接触は、通常は歯形の中間に近い、１箇所のみで各移行部で起こる。その結果、ピッチ点で接触はない。
【０００４】
“円弧”歯車とも呼称されるワイルドハーバー及びノヴィコフ歯車のもっと後のタイプのものは、ピッチ円の内側及び外側の双方に位置する歯形を有している。これらの歯形は二重かみ合い式として知られている。各歯車において、歯末は、凸の円形もしくはほぼ円形のどちらかであり、歯元の歯形は凹の円形もしくはほぼ円形のどちらかである。円弧歯車の移行部歯形は、正確には円形ではなく、何故なら、それらが横断面もしくは標準切断面において歯形が円弧である基準カッター(basic cutter)に対して共役に作られているからである。このような歯車対のピニオン及び歯車は、互いに共役ではない。接触は、歯末における１箇所及び歯元における１箇所のみにおいて各移行部で起こる。これらのタイプの歯車の典型的な例は、米国特許第３,５３３,３００号（シュトゥーダー＝Studer）及び米国特許第３,８５５,８７４号(ホンマ＝Honma）に開示されている。シュトゥーダーの特許に開示された円弧歯車は、その中で“非共役”と呼ばれているのに対して、ホンマの特許に開示された円弧歯車は、その中で“いわゆる点接触形のもの”と呼ばれている。
【０００５】
一つの点で、シュトゥーダー又はホンマ形の歯車は、各々がピッチ円のところで接触していないので、米国特許第６,１０１,８９２号（‘８９２特許）に開示されたコンボロイド（Convoloid)歯車に類似しており、その全体は参照によりここに組み込まれる。しかしながら、その他の点で、コンボロイド歯車は、シュトゥーダー又はホンマ形の歯車とは異なっている。例えば、コンボロイド歯車は、歯末の大部分及び歯元の大部分を通じて共役であって、ピッチ円のところに僅かな非共役部分を有するに過ぎず、そこでは接触が起きない。ところがワイルドハーバー及びノヴィコフ並びに円弧歯車は、それらの歯形のどの部分でも共役ではなく、接触は、各移行部の１箇所又は２箇所でのみ起こる。
【０００６】
この‘８９２特許は、並歯コンボロイド歯車について記載すると共に、その上、特定の相対的な曲率をもつ共役歯形を設計するための方法を開示している。更に、‘８９２特許は、移行区域として知られている、何ら接触が起きない各歯形の部分が、ピッチ円のところに存在することを開示している。この移行区域は必須であるが、その理由は、ピッチ点のところで共役な歯形の相対的曲率がオイラー・サヴァリー(Euler-Savary)方程式により与えられ、歯形設計者により特定できないからである。
【０００７】
共役歯形は以下の方法で設計することができる。各歯の歯元は、任意の凹曲線として特定することができ、そして噛み合う歯車の歯末は、対応する共役の歯形として設計することができる。例えば、歯元は、ｙ＝Ａｘｂの形とすることができ、ここでｙ軸は、歯溝の中心線に沿って存在し、原点は根元にある。別の例は、歯元が内転サイクロイドで歯末が外転サイクロイドであるよく知られたサイクロイド歯車である。このような全ての場合において、共役の歯末が凸面であるような方法で、凹曲線として歯元の歯形を選ぶことが可能である。そうであれば、相対曲率は、歯形設計者により直接に特定されなくても、インボリュート歯車のそれよりも殆ど小さいであろう。
【０００８】
上述した設計による１つの問題は、相対曲率がピッチ点の近くで非常に急に大きくなり、ピッチ点での低圧力角のために、この点でのその値が極端に高いことである。サイクロイド歯車の場合、相対曲率は理論的に無限大である。従って、何らかの利益を提供するこれらの歯形について、それらは、‘８９２特許における歯形と同様に、ピッチ円のところに移行区域を必要とするであろう。
【０００９】
‘８９２特許は、移行区域を相手歯車と接触しない歯形の非共役部分として説明している。‘８９２特許は、歯元及び歯末の大部分を通じて共役であるがピッチ円のところに非接触の小さな区域を有するどんな歯形にも向けられている。しかし、‘８９２特許により教示された歯形を通常の歯切り盤により切削できるように設計することは難しい。ピッチ円のところに小さなプロチュバランスを有するホブもしくは形削り盤カッターは、このピッチ円のところで非共役な歯車を切削することが恐らくできようが、ホブもしくは形削り盤カッターは、共役な歯車の歯形の多くもまた切下げてしまい、無用な歯形にしてしまう。従って、ピッチ円のところで非共役であると共に通常のホブもしくは形削り盤カッターで容易に製造できる移行区域をもつ歯形を有する歯車の必要性が存在する。
【発明の開示】
【００１０】
簡略に述べると、本発明の一実施形態は、複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、相手歯車基準カッター歯形歯末と、相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有している相手歯車と噛み合うための歯車に向けられている。該歯車は、複数の歯車歯を有し、該歯車歯の各々が、歯車歯形歯末と、歯車歯形歯元と、該歯車歯形歯末及び該歯車歯形歯元の間にある歯車歯形移行区域とを備える歯車歯形を有している。該歯車歯形は、歯車基準カッターピッチ点で歯車基準カッターピッチラインと交差する歯車基準カッター歯形に対して共役である。該歯車基準カッター歯形は、歯車基準カッター歯形歯末と、歯車基準カッター歯形凸面部と、歯車基準カッター歯形移行区域とを備えている。該歯車基準カッター歯形歯末は、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くにチップ点（歯先点）を有する。該歯車基準カッター歯形歯末は、前記歯車歯形歯元に対して共役であると共に、相手歯車基準カッター歯形歯元の対応部分と相補関係にある。歯車基準カッター歯形凸面部は、前記歯車基準カッター歯形歯末に範囲内にある。この歯車基準カッター歯形凸面部は、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している。前記歯車基準カッター歯形歯元は、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに限界点を有する。該歯車基準カッター歯形歯元は、前記歯車歯形歯末に対して共役であると共に、相手歯車基準カッター歯形歯末に対して相補関係にある。歯車基準カッター歯形凹面部は、前記歯車基準カッター歯形歯元の範囲内にある。該歯車基準カッター歯形凹面部は、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯元点を有している。前記歯車基準カッター歯形移行区域は、前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点の間にある。前記歯車基準カッター歯形移行区域は、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する。前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッターピッチラインのところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している。
【００１１】
本発明は、もう一つの選択肢として、複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、相手歯車基準カッター歯形歯末と、相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有している相手歯車と噛み合うことができる歯車を製造するための歯車基準カッタに向けられている。この歯車基準カッターは、歯車基準カッターピッチ点で歯車基準カッターピッチラインと交差する歯車基準カッター歯形をそれぞれ有する複数の歯車基準カッター歯を備えている。前記歯車基準カッター歯形は、歯車基準カッター歯形歯末と、歯車基準カッター歯形歯元と、歯車基準カッター歯形移行区域とを備えている。前記歯車基準カッター歯形歯末は、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くにチップ点を有する。前記歯車基準カッター歯形歯末は、前記歯車歯形歯元に対して共役であると共に、前記相手歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にある。歯車基準カッター歯形凸面部は、前記歯車基準カッター歯形歯末の範囲内にある。該歯車基準カッター歯形凸面部は、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している。前記歯車基準カッター歯形歯元は、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに限界点を有している。この前記歯車基準カッター歯形歯元は、前記歯車歯形歯末に対して共役である前記相手歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にある。歯車基準カッター歯形凹面部は、前記歯車基準カッター歯形歯元の範囲内にある。該歯車基準カッター歯形凹面部は、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯元点を有している。前記歯車基準カッター歯形移行区域は、前記歯車基準カッター歯形歯末点及び前記歯車基準カッター歯形歯元点の間にある。前記歯車基準カッター歯形移行区域は、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅を有している。前記歯車基準カッター歯形は、前記歯車基準カッターピッチラインのところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記歯車基準カッター歯形歯末点のところに勾配の連続性及び形状の連続性を有している。
【００１２】
本発明は、別の選択肢として、第１歯車及び第２歯車から構成される歯車対に向けられている。前記第１歯車は、第１歯車歯形をそれぞれ有する複数の第１歯車歯を備えており、該第１歯車歯形は、第１歯車歯形歯末と、第１歯車歯形歯元と、該第１歯車歯形歯末及び該第１歯車歯形歯元の間にある第１歯車歯形移行区域とから構成されている。該第１歯車歯形は、第１歯車基準カッターピッチ点で第１歯車基準カッターピッチラインと交差する第１歯車基準カッター歯形に対して共役である。該第１歯車基準カッター歯形は、第１歯車基準カッター歯形歯末と、第１歯車基準カッター歯形歯元と、第１歯車基準カッター歯形移行区域とから構成されている。該第１歯車基準カッター歯形歯末は、前記歯車基準カッターピッチラインから遠くに第１チップ点を有する。該第１歯車基準カッター歯形歯末は、前記第１歯車歯形歯元に対して共役である。第１歯車基準カッター歯形凸面部は、該第１歯車基準カッター歯形歯末の範囲内にある。前記第１歯車基準カッター歯形凸面部は、前記第１歯車基準カッターピッチラインの近くに第１歯車基準カッター歯形歯末点を有している。前記第１歯車基準カッター歯形歯元は、前記第１歯車基準カッターピッチラインから遠くに第１限界点を有している。第１歯車基準カッター歯形歯元は、前記第１歯車歯形歯末に対して共役である。第１歯車基準カッター歯形凹面部は、前記第１歯車基準カッター歯形歯元の範囲内にある。該第１歯車基準カッター歯形凹面部は、前記第１歯車基準カッターピッチラインの近くに第１歯車基準カッター歯形歯元点を有している。前記第１歯車基準カッター歯形移行区域は、前記第１歯車基準カッター歯形歯末点及び前記第１歯車基準カッター歯形歯元点の間にある。前記第１歯車基準カッター歯形移行区域は、所定の第１歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する。前記第１歯車基準カッター歯形は、前記第１歯車基準カッターピッチラインのところに所定の第１歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記第１歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している。前記第２歯車は、第２歯車歯形をそれぞれ有する複数の第２歯車歯を備えており、該第２歯車歯形は、第２歯車歯形歯末と、第２歯車歯形歯元と、該第２歯車歯形歯末及び該第２歯車歯形歯元の間にある第２歯車歯形移行区域とを備えている。該第２歯車歯形は、第２歯車基準カッターピッチ点で第２歯車基準カッターピッチラインと交差する第２歯車基準カッター歯形に対して共役である。該第２歯車基準カッター歯形は、第２歯車基準カッター歯形歯末と、第２歯車基準カッター歯形歯元と、第２歯車基準カッター歯形移行区域とを備えている。前記第２歯車基準カッター歯形歯末は、前記第２歯車基準カッターピッチラインから遠くに第２チップ点を有している。該第２歯車基準カッター歯形歯末は、前記第２歯車歯形歯元に対して共役である。第２歯車基準カッター歯形凸面部は、第２歯車基準カッター歯形歯末の範囲内にあると共に、前記第１歯車基準カッター歯形歯元の対応部分に対して相補関係にある。前記第２歯車基準カッター歯形凸面部は、前記歯車基準カッターピッチラインの近くに歯車基準カッター歯形歯末点を有している。前記第２歯車基準カッター歯形歯元は、前記第２歯車基準カッターピッチラインから遠くに第２限界点を有すると共に、前記第２歯車歯形歯末に対して共役である。第２歯車基準カッター歯形凹面部は、前記第２歯車基準カッター歯形歯元の範囲内にあると共に、前記第１歯車基準カッター歯形歯末の対応部分に対して相補関係にある。この第２歯車基準カッター歯形凹面部は、前記第２歯車基準カッターピッチラインの近くに第２歯車基準カッター歯形歯元点を有している。前記第２歯車基準カッター歯形移行区域は、前記第２歯車基準カッター歯形歯末点及び前記第２歯車基準カッター歯形歯元点の間にある。該第２歯車基準カッター歯形移行区域は、所定の第２歯車基準カッター歯形移行区域幅を有する。前記第２歯車基準カッター歯形は、前記第２歯車基準カッターピッチラインのところに所定の第２歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げを有すると共に、前記第２歯車基準カッター歯形歯末点のところで形状の連続性及び勾配の連続性を有している。
【００１３】
本発明は、更なる選択肢として、相手歯車と噛み合うための歯車を製造する方法に向けられている。この歯車は、複数の歯車歯を有し、該歯車歯の各々が、歯車基準カッター歯の歯車基準カッター歯形に対して共役である歯車歯形を有している。該歯車歯形は、歯車歯形歯末と、歯車歯形歯元と、該歯車歯形歯末及び該歯車歯形歯元の間にある歯車歯形移行区域とを含んでいる。前記相手歯車は、複数の相手歯車歯を有し、該相手歯車歯の各々が、前記歯車基準カッター歯形歯元に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯末と、前記歯車基準カッター歯形歯末に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯元と、該相手歯車基準カッター歯形歯末及び該相手歯車基準カッター歯形歯元の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域とを含む相手歯車基準カッター歯形に対して共役の相手歯車歯形を有している。前記相手歯車基準カッター歯形移行区域は、前記歯車基準カッター歯形移行区域に対して非相補関係にある。前記方法を構成するステップは、（ａ）前記歯車基準カッター歯形を決定するステップと、（ｂ）前記ステップ（ａ）で決定された前記歯車基準カッター歯形に対して共役の前記歯車歯形をそれぞれが有する前記複数の歯車歯をもつ前記歯車を作るステップとを含んでいる。前記決定するステップは、（１）前記歯車基準カッター歯形歯末が歯車基準カッター歯形凸面部を有すると共に前記相手歯車基準カッター歯形歯元と相補関係にあり、前記歯車基準カッター歯形歯元が歯車基準カッター歯形凹面部を有すると共に前記相手歯車基準カッター歯形歯末と相補関係にあり、そして前記歯車基準カッター歯形移行区域が線形であると共に、線形化された相手歯車基準カッター歯形移行区域と相補関係にある、前記歯車基準カッター歯形についての初期形状を規定するステップと、（２）所定のピッチ逃げだけ前記歯車基準カッター歯の歯元厚さを増大させることにより前記歯車基準カッターピッチ点から前記歯車基準カッター限界点まで前記歯車基準カッター歯形を修整するステップと、（３）前記所定のピッチ逃げだけ前記歯車基準カッター歯の歯末厚さを減少させることにより前記歯車基準カッター歯形歯末を修整するステップと、（４）歯車基準カッターピッチラインと歯車基準カッター歯形歯末点との間にある前記歯車基準カッター移行区域の一部分を、前記歯車基準カッター歯形の連続性並びに前記歯車基準カッターピッチライン及び前記歯車基準カッター歯形歯末点での歯車基準カッター歯形勾配の連続性をもたらすスムーズな曲線の形に整形するステップとから構成される。
【００１４】
前述の概要はもちろん、本発明の好適な実施形態についての以下の詳細な説明は、添付図面と関連して読むことによって一層良く理解されるであろう。本発明を例示するために、図面には、現在のところ好適である諸実施形態が示されている。しかし、本発明は図示された厳密な配列や器具類に限定されないことが理解されるべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
特許請求の範囲及び明細書の対応部分で使用されているような可算名詞の用語の「個数」は「少なくとも１つ」を意味している。更に、別に定義されていない限り、数値に関連して使用されるときの用語「約」は、この数値の１０％を増減した数値に対応する値の範囲を意味している。
【００１６】
当業者に良く知られており、そして参照によりここに全て組み込まれる‘８９２特許に記載されているように、歯車群は、歯車の歯形、ピニオン（又は相手歯車）の歯形、歯車の歯形及びピニオンの歯形間の接触路の形状、対応する基準ラック歯形又は基準カッター歯形のいずれかにより規定することができる。ここで使用されているような歯車群は、同じ基準カッターにより切削できる全ての歯車を含んでいる。用語「基準ラック」とは、直線に沿って離間した無数の歯をもつと共に歯車群の基本部材である歯車を指している。この基準ラックは、基準カッターの相補的要素である。換言すれば、基準ラック及び基準カッターは、完全に一致するピッチ及び歯面を有して互いに対面して取り付けることができる。上述した歯形のどれか１つが既知であるときに歯車歯形が決定されうることは熟練職人の理解するところであるから、簡単にするため、特許請求の範囲及び対応する以下の開示内容において、本発明の歯車歯形並びにこの歯車歯形を有する歯車を製造する方法は、対応する基準カッターの歯形の点に関して記載され、主張されるであろう。
【００１７】
以下の開示内容及び図面において本発明の諸要素について言及する場合、同様の数字は全体を通じて同様の要素を指しており、また、基本数字は、基準カッターの諸要素を指している。例えば、歯車の歯形の歯末は１２０で表わされており、歯車基準カッターの歯形の歯末は１２０’で表わされている。
【００１８】
図１及び図１Ａを参照すると、総括的に１００で表わされた歯車の第１の好適な実施形態の歯車歯形１０２が横断面で示されており、これは、以後、本発明に基づく歯車１００と呼ぶ。
【００１９】
この歯車１００は、ピッチ円１０６を有すると共に、相手歯車ピッチ円２０６を有する相手歯車２００と噛み合うためのものである。相手歯車２００は、複数の相手歯車歯を有し、その各々は、相手歯車歯形中心線２０４をもつ相手歯車歯形２０２を有している。この相手歯車歯形２０２は、相手歯車ピッチ点２０８で相手歯車ピッチ円２０６と交差する。
【００２０】
相手歯車歯形２０２は、凸面部を有する相手歯車歯形歯末２２０と、凹面部を有する相手歯車歯形歯元２３０と、相手歯車歯形歯末２２０及び相手歯車歯形歯元２３０の間にある歯車歯形移行区域２４０とを備えている。
【００２１】
図２を参照すると、相手歯車歯形２０２は、相手歯車基準カッター２００’の相手歯車基準カッター歯形２０２’に対して共役である。この相手歯車基準カッター歯形２０２’は、相手歯車基準カッター歯形中心線２０４’を有すると共に、相手歯車基準カッター歯形ピッチ点２０８’で相手歯車基準カッターピッチライン２０６’と交差する。相手歯車基準カッター歯形２０２’は、相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’と、相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’と、相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’及び相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’の間にある相手歯車基準カッター歯形移行区域２４０’とを含んでいる。
【００２２】
歯車１００は、複数の歯を備え、その各々が歯車歯形１０２を有している。この歯車歯形１０２は、歯形中心線１０４を有すると共に、歯車歯形ピッチ点１０８で歯車ピッチ円１０６と交差する。歯車歯形１０２は、凸面部１２４を有する歯車歯形歯末１２０と、凹面部１３４を有する歯車歯形歯元１３０と、歯車歯形歯末１２０及び歯車歯形歯元１３０の間にある歯車歯形移行区域１４０とを備えている。
【００２３】
歯車歯形１０２は、歯車基準カッター１００’の歯車基準カッター歯形１０２’に対して共役である。歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形中心線１０４’を有すると共に、歯車基準カッター歯形ピッチ点１０８’で歯車基準カッターピッチライン１０６’と交差する。この歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末１２０’と、歯車基準カッター歯形歯元１３０’と、歯車基準カッター歯形移行区域１４０’とを備える。
【００２４】
歯車基準カッター歯形歯末１２０’は、歯車歯形歯元１３０に対して共役であると共に、歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠く離れた歯車基準カッター歯形チップ点(tip point）１２２’を有する。歯車基準カッター歯形凸面部１２４’は、歯車基準カッター歯形歯末１２０’にあると共に、相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’の対応する部分に対して相補関係にある。歯車基準カッター歯形凸面部１２４’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに歯車基準カッター歯形歯末点１２６’を有している。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’が歯車基準カッターピッチライン１０６’から、後から論じる所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’の約半分の距離だけ、離間していることである。
【００２５】
歯車基準カッター歯形歯元１３０’は歯車歯形歯末１２０に対し共役であると共に、歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くに歯車基準カッター歯形限界点１３２’を有している。歯車基準カッターチップ点１２２’は相手歯車基準カッター限界点２３２’と相手歯車基準カッターピッチライン２０６’との間の距離と同じ距離だけ歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置している。歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は歯車基準カッター歯形歯元１３０’にあると共に、相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’の対応する部分に対して相補関係にある。歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに歯車基準カッター歯形歯元点１３６’を有している。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’及び歯車基準カッター歯形歯元点１３６’が歯車基準カッターピッチライン１０６’からほぼ等距離にあることである。
【００２６】
歯車基準カッター歯形移行区域１４０’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’及び歯車基準カッター歯形歯元点１３６’の間にあると共に、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’を有している。必要ではないが、好ましいのは、この所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’が約０．０５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．１５の正面モジュールよりも小さいことである。この範囲内では、約０．１の正面モジュールの所定歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’が好ましい。
【００２７】
歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’のところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ（half pitch relief)１１２’を有している。必要ではないが、好ましいのは、この所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’が約０．００５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．０１５の正面モジュールよりも小さいことである。この範囲内では、約０．０１の正面モジュールの所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’が好ましい。
【００２８】
歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’のところで勾配(slope)の連続性及び形状(profile)の連続性を有している。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッター歯形移行区域１４０’が歯車基準カッター歯形ピッチ点１０８’とほぼ立方の屈曲状輪郭を有する歯車基準カッター歯形歯末点１２６’との間に歯車基準カッター歯形移行区域部分１４４’を有することである。更に、歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’と該歯車基準カッター歯形１０２’上の歯車基準カッター歯形アーク点１１０’との間に一定の曲率半径を有することが好ましい。好ましいのは、この歯車基準カッター歯形アーク点１１０’がほぼ所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’だけ歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置することである。歯車基準カッター歯形１０２’の前述した部分にわたる一定の曲率半径は、歯車基準カッター歯形アーク点１１０’のところに形状、形状勾配及び形状曲率の連続性をもたらすように選択されている。
【００２９】
図２を参照すると、本発明は、もう一つの選択肢として歯車基準カッター１００’に向けられている。この歯車基準カッター１００’は、図１に示した相手歯車２００と噛み合い可能の歯車１００を製造するためのものである。歯車１００は複数の歯を有しており、各歯が、歯車歯形歯末１２０と、歯車歯形歯元１３０と、該歯車歯形歯末１２０及び歯車歯形歯元１３０の間の歯車歯形移行区域１４０とを含む歯形１０２を有している。相手歯車２００は、複数の相手歯車歯を有しており、その各々が、相手歯車基準カッター歯形２０２’に対して共役な、相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’と、相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’と、該相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’及び相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’の間の相手歯車基準カッター歯形移行区域２４０’とを含む相手歯車歯形２０２を有している。
【００３０】
歯車基準カッター１００’は、複数の歯車基準カッター歯を備え、その各々が、歯車基準カッターピッチ点１０８’で歯車基準カッターピッチライン１０６’と交差する歯車基準カッター歯形１０２’を有している。この歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末１２０’と、歯車基準カッター歯形歯元１３０’と、歯車基準カッター歯形移行区域１４０’とを備えている。
【００３１】
歯車基準カッター歯形歯末１２０’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くにある歯車基準カッター歯形チップ点１２２’を有している。この歯車基準カッター歯形歯末１２０’は、歯車歯形歯元１３０に対して共役である。歯車基準カッター歯形凸面部１２４’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに歯車基準カッター歯形歯末点１２６’を有する。必要ではないが、好ましいのは、この歯車基準カッター歯形歯末点１２６’が所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’の約半分の距離だけ歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置することである。
【００３２】
歯車基準カッター歯形歯元１３０’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くに歯車基準カッター歯形限界点１３２’を有している。歯車基準カッターチップ点１２２’は、相手歯車基準カッター限界点２３２’及び相手歯車基準カッターピッチライン２０６’の間の距離と同じである歯車基準カッターピッチライン１０６’からの距離のところに位置している。この歯車基準カッター歯形歯元１３０’は、歯車歯形歯末１２０’に対して共役である。歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は、歯車歯形歯元１３０’にあると共に、相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’の対応部分と相補関係にある。この歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに歯車基準カッター歯形歯元点１３６’を有する。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’及び歯車基準カッター歯形歯元点１３６’が歯車基準カッターピッチライン１０６’からほぼ等距離にあることである。
【００３３】
歯車基準カッター歯形移行区域１４０’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’及び歯車基準カッター歯形歯元点１３６’の間にあると共に、所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’を有している。必要ではないが、好ましいのは、この所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’が約０．０５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．１５の正面モジュールよりも小さいことである。この範囲内では、約０．１の正面モジュールの所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’が好ましい。
【００３４】
歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッターピッチライン１０６’のところに所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’を有している。必要ではないが、好ましいのは、この所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’が約０．００５の正面モジュールよりも大きくかつ約０．０１５の正面モジュールよりも小さいことである。この範囲内では、約０．０１の正面モジュールの所定の歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’が好ましい。
【００３５】
歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’のところで勾配（slope)の連続性及び形状の連続性を有している。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッター歯形移行区域１４０’が、歯車基準カッター歯形ピッチ点１０８’とほぼ三次曲線状の形状を有する、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’との間に歯車基準カッター歯形移行区域部分１４４’を有することである。更に、歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’と該歯車基準カッター歯形１０２’上の歯車基準カッター歯形アーク点１１０’との間に一定の曲率半径を有することが好ましい。好ましいのは、この歯車基準カッター歯形アーク点１１０’がほぼ所定の歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’だけ歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置することである。歯車基準カッター歯形１０２’の前述した部分にわたる一定の曲率半径は、歯車基準カッター歯形アーク点１１０’のところに形状、形状勾配及び形状曲率の連続性をもたらすように選択されている。
【００３６】
本発明は、別の選択肢として、第１歯車１００及び第２歯車２００から構成される歯車対にも向けられている。第１歯車１００は、複数の第１歯を備え、その各々は第１歯車歯形１０２を有している。第１歯車歯形１０２は、第１歯車歯形中心線１０４を有すると共に、第１歯車歯形ピッチ点１０８で第１歯車ピッチ円１０６と交差している。第１歯車歯形１０２は、第１歯車歯形歯末凸面部１２４を有する第１歯車歯形歯末１２０と、第１歯車歯形歯元凹面部１３４を有する第１歯車歯形歯元１３０と、第１歯車歯形歯末１２０及び第１歯車歯形歯元１３０の間にある第１歯車歯形移行区域１４０とを備えている。
【００３７】
第１歯車歯形１０２は、第１歯車基準カッター１００’の第１歯車基準カッター歯形１０２’に対して共役である。この第１歯車基準カッター歯形１０２’は、第１歯車基準カッター歯形中心線１０４’を有すると共に、第１歯車基準カッター歯形ピッチ点１０８’で第１歯車基準カッターピッチライン１０６’と交差する。この第１歯車基準カッター歯形１０２’は、第１歯車基準カッター歯形歯末１２０’と、第１歯車基準カッター歯形歯元１３０’と、第１歯車基準カッター歯形移行区域１４０’とを備える。
【００３８】
第１歯車基準カッター歯形歯末１２０’は、第１歯車歯形歯元１３０に対して共役であると共に、第１歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くに離れた第１チップ点１２２’を有する。第１歯車基準カッター歯形凸面部１２４’は、第１歯車基準カッター歯形歯末１２０’の範囲内にある。第１歯車基準カッター歯形凸面部１２４’は、第１歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに第１歯車基準カッター歯形歯末点１２６’を有している。
【００３９】
第１歯車基準カッター歯形歯元１３０’は、第１歯車歯形歯末１２０に対して共役であると共に、第１歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くに第１限界点１３２’を有している。第１歯車基準カッターチップ点１２２’は、第２歯車基準カッター限界点２３２’と第２歯車基準カッターピッチライン２０６’との間の距離と同じ距離だけ第１歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置している。第１歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は、第１歯車基準カッター歯形歯元１３０’の範囲内にある。第１歯車基準カッター歯形凹面部１３４’は、第１歯車基準カッターピッチライン１０６’の近くに第１歯車基準カッター歯形歯元点１３６’を有している。
【００４０】
第１歯車基準カッター歯形移行区域１４０’は、第１歯車基準カッター歯形歯末点１２６’及び第１歯車基準カッター歯形歯元点１３６’の間にある。第１歯車基準カッター歯形移行区域１４０’は、所定の第１歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’を有している。
【００４１】
第１歯車基準カッター歯形１０２’は、第１歯車基準カッターピッチライン１０６’のところに所定の第１歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ１１２’を有すると共に、第１歯車基準カッター歯形歯末点１２６’における勾配の連続性及び形状の連続性を有している。
【００４２】
必要ではないが、好ましいのは、第１歯車基準カッター歯形移行区域１４０’が、第１歯車基準カッターピッチ点１０８’とほぼ立方の屈曲状輪郭を有する第１歯車基準カッター歯形歯末点１２６’との間に第１歯車基準カッター歯形移行区域部分１４４’を有することである。更に、第１歯車基準カッター歯形１０２’は、第１歯車基準カッター歯形歯末点１２６’と該第１歯車基準カッター歯形１０２’上の第１歯車基準カッター歯形アーク点１１０’との間に一定の曲率半径を有することが好ましい。好ましいのは、この第１歯車基準カッター歯形アーク点１１０’がほぼ所定の第１歯車基準カッター歯形移行区域幅１４２’だけ第１歯車基準カッターピッチライン１０６’から離れて位置することである。第１歯車基準カッター歯形１０２’の前述した部分にわたる一定の曲率半径は、第１歯車基準カッター歯形アーク点１１０’のところに形状、形状勾配及び形状曲率の連続性をもたらすように選択されている。
【００４３】
第２歯車２００は、第２の複数の第２歯を備え、その各々は第２歯車歯形２０２を有している。第２歯車歯形２０２は、第２歯車歯形中心線２０４を有すると共に、第２歯車歯形ピッチ点２０８で第２歯車ピッチ円２０６と交差している。第２歯車歯形２０２は、第２歯車歯形歯末２２０と、第２歯車歯形歯元２３０と、第２歯車歯形歯末２２０及び第２歯車歯形歯元２３０の間にある第２歯車歯形移行区域２４０とを備えている。
【００４４】
第２歯車歯形２０２は、第２歯車基準カッター２００’の第２歯車基準カッター歯形１０２’に対して共役である。この第２歯車基準カッター歯形２０２’は、第２歯車基準カッター歯形中心線２０４’を有すると共に、第２歯車基準カッター歯形ピッチ点２０８’で第２歯車基準カッターピッチライン２０６’と交差する。この第２歯車基準カッター歯形２０２’は、第２歯車基準カッター歯形歯末２２０’と、第２歯車基準カッター歯形歯元２３０’と、第２歯車基準カッター歯形移行区域２４０’とを備える。
【００４５】
第２歯車基準カッター歯形歯末２２０’は、第２歯車歯形歯元２３０に対して共役であると共に、第２歯車基準カッターピッチライン２０６’から遠くに離れた第２チップ点２２２’を有する。第２歯車基準カッター歯形凸面部２２４’は、第２歯車基準カッター歯形歯末２２０’の範囲内にあると共に、第１歯車基準カッター歯形歯元２３０’の対応部分と相補関係にある。第２歯車基準カッター歯形凸面部２２４’は、第２歯車基準カッターピッチライン２０６’の近くに第２歯車基準カッター歯形歯末点２２６’を有している。
【００４６】
第２歯車基準カッター歯形歯元２３０’は、第２歯車歯形歯末２２０に対して共役であると共に、第２歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くに第２限界点２３２’を有している。第２歯車基準カッターチップ点２２２’は、第１歯車基準カッター限界点１３２’と第１歯車基準カッターピッチライン１０６’との間の距離と同じ距離だけ第２歯車基準カッターピッチライン２０６’から離れて位置している。第２歯車基準カッター歯形凹面部２３４’は、第２歯車基準カッター歯形歯元２３０’の範囲内にあると共に、第１歯車基準カッター歯形歯末２２０’の対応部分と相補関係にある。第２歯車基準カッター歯形凹面部２３４’は、第２歯車基準カッターピッチライン２０６’の近くに第２歯車基準カッター歯形歯元点２３６’を有している。
【００４７】
第２歯車基準カッター歯形移行区域２４０’は、第２歯車基準カッター歯形歯末点２２６’及び第２歯車基準カッター歯形歯元点２３６’の間にある。第２歯車基準カッター歯形移行区域２４０’は、所定の第２歯車基準カッター歯形移行区域幅２４２’を有している。
【００４８】
第２歯車基準カッター歯形２０２’は、第２歯車基準カッターピッチライン２０６’のところに所定の第２歯車基準カッター歯形半ピッチ逃げ２１２’を有すると共に、第２歯車基準カッター歯形歯末点２２６’における勾配の連続性及び形状の連続性を有している。必要ではないが、好ましいのは、第２歯車基準カッター歯形移行区域２４０’が、第２歯車基準カッターピッチ点２０８’とほぼ三次曲線状の形状を有する第２歯車基準カッター歯形歯末点２２６’との間に第２歯車基準カッター歯形移行区域部分２４４’を有することである。更に、第２歯車基準カッター歯形２０２’は、第２歯車基準カッター歯形歯末点２２６’と該第２歯車基準カッター歯形２０２’上の第２歯車基準カッター歯形弧アーク点２１０’との間に一定の曲率半径を有することが好ましい。好ましいのは、この第２歯車基準カッター歯形アーク点２１０’がほぼ所定の第２歯車基準カッター歯形移行区域幅２４２’だけ第２歯車基準カッターピッチライン２０６’から離れて位置することである。第２歯車基準カッター歯形２０２’の前述した部分にわたる一定の曲率半径は、第１歯車基準カッター歯形アーク点２１０’のところに形状、形状勾配及び形状曲率の連続性をもたらすように選択されている。
【００４９】
図３〜図５を参照すると、本発明に従って相手歯車２００と噛み合う歯車１００を製造するための方法が示されている。歯車１００を製造するためのこの方法は、２つの基本的なステップ、即ち、(ａ)歯車基準カッター歯形１０２’を決定するステップ、(ｂ)この決定するステップの歯車基準カッター歯形１０２’と共役の歯車歯形１０２をそれぞれが有する複数の歯をもつ歯車１００を製作するステップを含んでいる。
【００５０】
上に開示したように、好適な方法により製造された歯車１００は、複数の歯を有しており、その各々が歯車基準カッター歯の歯車基準カッター歯形１０２’に対して共役の歯車歯形１０２を有している。歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形中心線１０４’を有すると共に、歯車基準カッター歯形ピッチ点１０８’のところで歯車基準カッターピッチライン１０６’と交差する。歯車基準カッター歯形１０２’は、歯車基準カッター歯形歯末１２０’と、歯車基準カッター歯形歯元１３０’と、該歯車基準カッター歯形歯末１２０’及び歯車基準カッター歯形歯元１３０’の間の歯車基準カッター歯形移行区域１４０’とを含んでいる。
【００５１】
相手歯車２００は、複数の噛み合い歯を有しており、その各々が、相手歯車基準カッター歯形に対して共役な噛み合い歯形２０２を有している。相手歯車基準カッター歯形は、歯車基準カッター歯形歯元１３０’に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’と、歯車基準カッター歯形歯末１２０’に対して相補関係にある相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’と、該相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’及び相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’の間の相手歯車基準カッター歯形移行区域２４０’とを含んでいる。相手歯車基準カッター歯形移行区域２４０’は、歯車基準カッター歯形移行区域１４０’に対して相補関係にはない。
【００５２】
決定するステップは、次の４つのステップ、即ち、（１）歯車基準カッター歯形についての初期形状を定めるステップ、（２）歯車基準カッター歯形歯元を修整する(modify)ステップ、（３）歯車基準カッター歯形歯末を修整するステップ、（４）歯車基準カッター移行区域の一部を整形するステップ、から構成されており、その各々について以下に更に記載する。
【００５３】
図３を参照すると、初期形状を定めるステップにおいて、歯車基準カッター歯形１０２’のための初期形状１０２＊は、歯車基準カッター歯形歯末１２０’が歯車基準カッター歯形凸面部１２４’を有すると共に相手歯車基準カッター歯形歯元２３０’と相補関係にあり、歯車基準カッター歯形歯元１３０’が歯車基準カッター歯形凹面１３４’を有すると共に相手歯車基準カッター歯形歯末２２０’と相補関係にあり、そして歯車基準カッター歯形移行区域１４０’が線形であると共に、線形化された相手歯車基準カッター歯形移行区域（図示せず）と相補関係にあるように、定められる。‘８９２特許は、どのようにして歯末形状及び歯元形状を決定するか記載しているので、簡潔にするため、ここでは繰り返さない。
【００５４】
移行区域において非共役である歯車歯形及び相手歯車歯形を得るために、歯車基準カッター歯形及び相手歯車基準カッター歯形は、それらが移行区域において接触しないが、歯形の歯末及び歯元部分において互いに接触するように、修整される。この特徴は、本発明の方法の修整するステップ及び整形するステップによって達成され、本発明の方法の好適な実施を例示する図３〜図４を参照することにより、最も良く理解されうる。上に論じた初期歯形を定めるステップにおいて決定された初期歯車基準カッター歯形１０２＊は、図３で実線により示されており、図４では点線で表示されている。本発明の方法の実施後、歯車基準カッター歯形１０２’は、相手歯車基準カッター歯形に対して相補的な関係にある歯末及び歯元と非相補的な移行区域１４０’とを有すると共に、図４において実線として示されている。
【００５５】
歯車基準カッター歯形歯元を修整するステップにおいて、歯車基準カッター歯形歯元１３０’は、上に論じた所定のピッチ逃げ１１２’だけ歯車基準カッター歯の歯元厚さを増すことにより修整される。必要ではないが、好ましいのは、歯元厚さが、歯車基準カッターピッチライン１０６’から、同歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くの限界点１３２’まで延びる歯車基準カッター歯形の一部分を、同ピッチライン１０６’に平行な方向に歯中心線１０４’を離れる所定の半ピッチ逃げに匹敵する距離だけ形状の変化なしに動かすことにより、増大されることである。
【００５６】
歯車基準カッター歯形歯末を修整するステップにおいて、歯車基準カッター歯形歯末１２０’は、所定のピッチ逃げだけ歯車基準カッター歯の歯末厚さを減らすことによって修整される。必要ではないが、好ましいのは、歯末厚さが、歯車基準カッター歯形歯末点１２６’から、同歯車基準カッターピッチライン１０６’から遠くのチップ点１２２’まで延びる歯車基準カッター歯形の一部分を、同ピッチライン１０６’に平行な方向に歯中心線１０４’に向かう所定の半ピッチ逃げに匹敵する距離だけ形状の変化なしに動かすことにより減少されることである。
【００５７】
整形するステップにおいて、歯車基準カッターピッチライン１０６’と歯車基準カッター歯形歯末点１２６’との間にある歯車基準カッター移行区域１４０’の一部分１４４’は、歯車基準カッター歯形１０２’の連続性並びに歯車基準カッターピッチライン１０６’及び歯車基準カッター歯形歯末点１２６’での歯車基準カッター歯形勾配の連続性をもたらすスムーズな曲線の形に整形される。必要ではないが、好ましいのは、歯車基準カッターピッチライン１０６’と歯車基準カッター歯形歯末点１２６’との間にある歯車基準カッター移行区域１４０’の一部分１４４’が三次曲線の形であることである。
【００５８】
図３に示された基準カッター歯形が歯車のものであれば、修整前の相手歯車の基準カッター歯形がその相補的役割をするものであることは、当業者が理解するであろう。換言すれば、歯形は同じに見えるが、歯車基準カッター歯形の限界点は、今は相手歯車基準カッター歯形のチップ点である。更に、相手歯車基準カッター歯形はその歯元歯厚を増大しその歯末歯厚を減少する上述した手順により修整されうることは、熟練職人が理解するであろう。歯車基準カッター歯形及び相手歯車基準カッター歯形が一緒に配置されているとき、図５に示すように、ピッチラインにおける２つの歯形間には所定のピッチ逃げに等しいオーバーラップがある。これら基準カッターに対して共役である各歯車は、切下げなしに切削されるであろうし、また、移行区域において接触しないであろう。
【００５９】
当業者は、上述した諸実施形態に対する種々の変更を広義の発明的概念から逸脱することなく可能であることが分かるであろう。従って、本発明は、開示した特定の実施形態に限定されるのではなく、添付請求項に記載された本発明の精神及び範囲内の種々の改変を含むつもりであることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の好適な実施形態に従って相手歯車の歯と噛み合った歯車の歯の歯形の横断面における図である。
【図１Ａ】図１における移行区域の拡大図である。
【図２】図１における相手歯車の歯形に対して共役の相手歯車基準カッターの歯についての歯形の一部分から離れて置かれた、図１における歯車の歯に対して共役の歯車基準カッターの歯についての歯形の一部分の横断面における図である。
【図３】本発明の好適な方法におけるステップに従って線形移行区域をもつ初期歯車基準カッター歯形の一部分の横断面における図である。
【図４】本発明の好適な方法におけるステップに従って所定の半ピッチ逃げをもつ歯車基準カッター歯形の一部分の横断面における図である。
【図５】本発明の好適な方法に従って移行区域において共役の歯末及び歯元並びに所定のピッチ逃げをもつ歯車基準カッター歯形及び相手歯車基準カッター歯形の一部分の横断面における図である。
【図１】
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【図１Ａ】
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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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【国際調査報告】
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