(57)【要約】【課題】所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するハイポイドギヤに関し、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくする。【解決手段】リングギヤ１２の凸歯面１６ａについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させ、この凸歯面１６ａに接するピニオン１４の凹歯面１８ｂについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。リングギヤ１２の凹歯面１６ｂについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させ、この凹歯面１６ｂに接するピニオン１４の凸歯面１８ａについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、該歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し該歯面における第２の対角線方向において、該第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項２】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、該歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し該歯面における第２の対角線方向において、該第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項３】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項４】
前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
ことを特徴とする請求項３に記載のハイポイドギヤ。
【請求項５】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項６】
前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
ことを特徴とする請求項５に記載のハイポイドギヤ。
【請求項７】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められている
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項８】
前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められている
ことを特徴とする請求項７に記載のハイポイドギヤ。
【請求項９】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められている
ことを特徴とするハイポイドギヤ。
【請求項１０】
前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められている
ことを特徴とする請求項９に記載のハイポイドギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハイポイドギヤに係り、特に、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤが、例えば車両等の動力伝達経路に用いられている。そして、このようなハイポイドギヤの設計に際しては、所定の要求強度を満足するように凸歯面側および凹歯面側の圧力角を設定しているのが普通である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−３２９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、圧力角を大きくすると強度は高くなるものの、かみあい率が低下するため、噛合歯のねじれ角を大きくすることで所定のかみあい率を確保している。しかしながら、ねじれ角を大きくすると、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大する。また、スラスト荷重が大きくなるため、軸受損失が増大するとともに耐久性が損なわれる。
【０００５】
図６は上記すべり速度を説明する図で、(a) はハイポイドギヤ１００の概略図であり、それぞれ円錐面上に多数の噛合歯１０６、１０８（図では１つずつ示しただけ）が設けられた大径のリングギヤ１０２および小径のピニオン１０４が、食い違いの位置関係で互いに噛み合わされている。食い違いの位置関係で噛み合わされることから、これ等のリングギヤ１０２およびピニオン１０４の軸心ＯｇおよびＯｐはオフセットＥを有し、接触点Ｐを通る両円錐の母線の間には角度εが生じる。この角度εが、図６の(b) に示すようにリングギヤ１０２およびピニオン１０４の各噛合歯１０６、１０８のねじれ角φｇおよびφｐの差となり、次式(1) に示すすべり速度ΔＶを生じる。この(1) 式において、角度εを一定とした場合、ねじれ角φｇが大きくなる程すべり速度ΔＶは大きくなる。そして、かみあい損失Ｑは、摩擦係数μおよびかみあい荷重Ｆを用いて次式(2) で表され、すべり速度ΔＶに比例して大きくなるため、ねじれ角φｇ、φｐが大きくなる程かみあい損失Ｑが大きくなる。なお、図６の(b) のベクトルＶｇ、Ｖｐは、それぞれリングギヤ１０２、ピニオン１０４の接触点Ｐにおける移動速度である。
ΔＶ＝Ｖｎ×（ tanφｐ− tanφｇ）
＝Ｖｎ×〔 tan（φｇ＋ε）− tanφｇ〕  ・・・(1) 
Ｑ＝μ×ΔＶ×Ｆ                            ・・・(2) 
【０００６】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するハイポイドギヤに関し、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的を達成するために、第１発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、その歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差しその歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
【０００８】
第２発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、その歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差しその歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
【０００９】
第３発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
【００１０】
第４発明は、第３発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
【００１１】
第５発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
【００１２】
第６発明は、第５発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
【００１３】
第７発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
なお、上記歯面形状は、クラウニング、バイアス等のミクロの歯面形状ではなくマクロの歯面形状を意味する。以下の歯面形状についても同様である。
【００１４】
第８発明は、第７発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
【００１５】
第９発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
【００１６】
第１０発明は、第９発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
すなわち、本発明者等の実験、研究によれば、歯幅方向において圧力角を連続的に変化させると、同時接触線の傾きθが変化してかみあい率が変化することを見出したのであり、第１発明のようにリングギヤの噛合歯については、歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させれば、かみあい率を増加させることができた。これにより、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、かみあい率を大きくすることができる。
【００１８】
第２発明はピニオン側の歯面形状に関するもので、第１発明のリングギヤの歯面形状に対応して設定される。すなわち、歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させるのであり、これにより第１発明のリングギヤと適切に噛み合って動力伝達を行うことが可能で、第１発明と同様の作用効果が得られる。
【００１９】
第３発明は、リングギヤの凸歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させることにより、かみあい率を増加させることができる。この第３発明は実質的に第１発明の一実施態様に相当し、第１発明と同様の作用効果が得られる。
【００２０】
第４発明は、第３発明のリングギヤの凸歯面と接するピニオンの凹歯面に関するもので、そのリングギヤの凸歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられる。これにより、第３発明のリングギヤの凸歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第３発明と同様の作用効果が得られる。
【００２１】
第５発明は、リングギヤの凹歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させることにより、かみあい率を増加させることができる。この第５発明は実質的に第１発明の一実施態様に相当し、第１発明と同様の作用効果が得られる。
【００２２】
第６発明は、第５発明のリングギヤの凹歯面と接するピニオンの凸歯面に関するもので、そのリングギヤの凹歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられる。これにより、第５発明のリングギヤの凹歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第５発明と同様の作用効果が得られる。
【００２３】
第７発明は、リングギヤの凸歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に増加させることにより、かみあい率を増加させることができ、第１発明と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
第８発明は、第７発明のリングギヤの凸歯面と接するピニオンの凹歯面に関するもので、そのリングギヤの凸歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加させられる。これにより、第７発明のリングギヤの凸歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第７発明と同様の作用効果が得られる。
【００２５】
第９発明は、リングギヤの凹歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に減少させることにより、かみあい率を増加させることができ、第１発明と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
第１０発明は、第９発明のリングギヤの凹歯面と接するピニオンの凸歯面に関するもので、そのリングギヤの凹歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少させられる。これにより、第９発明のリングギヤの凹歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第９発明と同様の作用効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明が適用されたハイポイドギヤの一例を示す斜視図である。
【図２】図１のハイポイドギヤにおけるリングギヤの凸歯面および凹歯面をそれぞれ平坦面に展開して示し、圧力角および同時接触線の傾きθの変化を説明する図である。
【図３】図２のリングギヤの凸歯面および凹歯面の立体形状を示す斜視図である。
【図４】図１のハイポイドギヤにおけるピニオンの凹歯面および凸歯面をそれぞれ平坦面に展開して示し、圧力角および同時接触線の傾きθの変化を説明する図である。
【図５】ハイポイドギヤのリングギヤおよびピニオンの歯面に関し、かみあい率を大きくするための圧力角および同時接触線の傾きθの変化を、同時接触線の傾斜方向を基準にして説明する図である。
【図６】ハイポイドギヤの噛合歯のねじれ角φｇ、φｐが大きくなるとすべり速度ΔＶが大きくなることを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明は、例えばリングギヤの噛合歯のねじれ角φｇよりもピニオンの噛合歯のねじれ角φｐが大きくなるオフセット関係のハイポイドギヤに適用されるが、逆にリングギヤの噛合歯のねじれ角φｇよりもピニオンの噛合歯のねじれ角φｐが小さくなるオフセット関係のハイポイドギヤにも適用され得る。噛合歯のねじれ方向は、リングギヤとピニオンとで互いに逆向きになるが、そのねじれの方向は適宜定められる。ねじれ角φｇ、φｐは、噛合歯の歯幅方向の全長に亘って一定であっても良いが、例えば円弧形状の噛合歯のようにねじれ角φｇ、φｐが連続的に変化している場合でも良い。
【００２９】
第１発明はリングギヤに関するもので、第２発明はピニオンに関するものであり、それぞれ別個に実施することもできるが、実際にハイポイドギヤとして使用する際には、互いに接する歯面に関して本発明が適用されたリングギヤおよびピニオンを組み合わせて使用することになる。噛合歯は凸歯面および凹歯面を備えているが、必ずしも両方の歯面に適用される必要はなく、例えばリングギヤの凸歯面およびピニオンの凹歯面に適用するだけでも良いし、リングギヤの凹歯面およびピニオンの凸歯面に適用するだけでも良い。
【００３０】
第１発明では、歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第２の対角線方向を基準として圧力角の増減を規定しているが、同時接触線と同じ傾斜方向の第１の対角線方向を基準として、その第１の対角線が歯先側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加さても実質的に同じで、第１発明の技術的範囲に含まれる。第２発明についても同様である。
【００３１】
第１発明および第２発明では圧力角について規定しているが、同時接触線の傾きθの増減で規定することもできる。すなわち、リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面については、歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に増加させるようにしても良い。また、ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面については、歯面における第１の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第２の対角線方向において、その第２の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に減少させるようにしても良い。圧力角の増減や同時接触線の傾きθの増減は、例えば歯幅方向において一定の変化率でリニアに変化させられる。
【００３２】
本発明は、車両の左右輪に駆動力を分配する差動歯車装置に設けられたリングギヤをピニオンによって回転駆動するハイポイドギヤに好適に適用されるが、車両用の他の動力伝達経路、或いは車両用以外の動力伝達経路に用いられるハイポイドギヤにも適用され得る。
【実施例】
【００３３】
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明が適用されたハイポイドギヤ１０の一例を示す斜視図で、大径のリングギヤ１２および小径のピニオン１４を備えている。このハイポイドギヤ１０は、例えば車両の左右後輪に駆動力を分配する差動歯車装置に設けられたリングギヤ１２を、プロペラシャフトに連結されたピニオン１４によって回転駆動する場合に好適に用いられる。リングギヤ１２には、所定のねじれ角φｇで右まわりにねじれた噛合歯１６が円錐面上に多数設けられている一方、ピニオン１４には、所定のねじれ角φｐで左まわりにねじれた噛合歯１８が円錐面上に多数設けられている。これ等の噛合歯１６、１８は、円錐面に対して垂直方向から見た場合に何れも略円弧形状を成しており、その外周側および内周側にそれぞれ円弧状の凸歯面１６ａ、１８ａ、凹歯面１６ｂ、１８ｂを備えている。リングギヤ１２の軸心Ｏｇおよびピニオン１４の軸心Ｏｐは食い違いの位置関係にあり、オフセットＥを有するが、本実施例ではリングギヤ１２の噛合歯１６のねじれ角φｇよりもピニオン１４の噛合歯１８のねじれ角φｐが大きくなる方向（図１における右下方向）にピニオン軸心Ｏｐがオフセットさせられている。ねじれ角φｇ、φｐは、噛合歯１６、１８の歯幅方向の全長に亘って連続的に変化しているが、ここでは歯幅方向の中点におけるねじれ角（中央ねじれ角）を意味しており、例えばねじれ角φｇは３５°程度で、ねじれ角φｐは５０°程度である。
【００３４】
そして、このようなハイポイドギヤ１０は、車両の前進加速走行時にはピニオン１４が矢印Ａで示す方向へ回転駆動されることにより、ピニオン１４の噛合歯１８の凹歯面１８ｂがリングギヤ１２の噛合歯１６の凸歯面１８ａに接触するように噛み合わされて、駆動力がリングギヤ１２に伝達されて矢印Ｂで示すように回転させられる。また、前進コースト走行時には、リングギヤ１２が矢印Ｂで示すように回転駆動されるのに伴って、リングギヤ１２の噛合歯１６の凹歯面１６ｂがピニオン１４の噛合歯１８の凸歯面１８ａに接触するように噛み合わされ、ピニオン１４が矢印Ａで示す方向へ回転駆動される。一方、使用頻度は低いが、車両の後進加速走行時にはピニオン１４が矢印Ａと反対方向へ回転駆動されることにより、ピニオン１４の噛合歯１８の凸歯面１８ａがリングギヤ１２の噛合歯１６の凹歯面１６ｂに接触するように噛み合わされて、駆動力がリングギヤ１２に伝達されて矢印Ｂと反対方向へ回転させられる。後進コースト走行時には、リングギヤ１２が矢印Ｂと反対方向へ回転駆動されるのに伴って、リングギヤ１２の噛合歯１６の凸歯面１６ａがピニオン１４の噛合歯１８の凹歯面１８ｂに接触するように噛み合わされ、ピニオン１４が矢印Ａと反対方向へ回転駆動される。
【００３５】
図２は、上記リングギヤ１２の凸歯面１６ａおよび凹歯面１６ｂを具体的に説明する図で、それ等の凸歯面１６ａおよび凹歯面１６ｂを平坦面に展開して示した図である。各図の細かい斜線は、同時接触線を概略（厳密には湾曲線）で示したもので、ここでは噛合歯１６の１ピッチを１６分割して図示しており、この同時接触線の本数を１６で割り算した値がかみあい率に相当する。図４および図５についても同様である。
【００３６】
図２の(a) は凸歯面１６ａに関するもので、上側の図は圧力角が１５°で一定の従来の場合であり、下側の図は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を１１°から１９°まで上記１５°を挟んで連続的に増加させた本実施例の場合である。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに増加させられている。このように圧力角が連続変化させられることにより、同時接触線の傾きθが、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に増加させられる。そして、このように圧力角一定の場合と連続変化させた場合とについて、かみあい率をシミュレーションで計算したところ、上側の圧力角一定の場合は２．７５であったのに対し、下側の連続変化させた場合は２．８７５で、かみあい率が０．１２５だけ大きくなった。図３の(a) の実線は、上記凸歯面１６ａを立体的に示す斜視図で、一点鎖線は圧力角が１５°で一定の場合である。
【００３７】
図２の(b) は凹歯面１６ｂに関するもので、上側の図は圧力角が２３°で一定の従来の場合であり、下側の図は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を２５°から２１°まで上記２３°を挟んで連続的に減少させた本実施例の場合である。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに減少させられている。このように圧力角が連続変化させられることにより、同時接触線の傾きθが、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に減少させられる。そして、このように圧力角一定の場合と連続変化させた場合とについて、かみあい率をシミュレーションで計算したところ、上側の圧力角一定の場合は２．６２５であったのに対し、下側の連続変化させた場合は２．７５で、かみあい率が０．１２５だけ大きくなった。図３の(b) の実線は、上記凹歯面１６ｂを立体的に示す斜視図で、一点鎖線は圧力角が２３°で一定の場合である。
【００３８】
ここで、上記凸歯面１６ａおよび凹歯面１６ｂについて、歯面上における同時接触線の傾斜方向を基準にして圧力角変化を見ると、何れの場合も図５の(a) に示すように同じ傾向となる。すなわち、図５の(a) に白抜き矢印で示すように、歯面上において同時接触線の傾斜方向と反対方向に傾斜する対角線を定めた場合に、その対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられることになる。同時接触線の傾斜方向と同じ方向に傾斜している対角線方向が第１の対角線方向で、そうでない対角線方向すなわち白抜き矢印で示す対角線方向が第２の対角線方向である。また、同時接触線の傾きθについても、上記一端部から他端部側へ向かうに従って連続的に増加させられる。凸歯面１６ａについては、小径端が一端部で、大径端が他端部であり、凹歯面１６ｂについては、大径端が一端部で、小径端が他端部である。
【００３９】
一方、上記かみあい率はピニオン１４の歯面との関係で定まるものであり、ピニオン１４の凹歯面１８ｂはリングギヤ１２の凸歯面１６ａに対応する形状に定められ、ピニオン１４の凸歯面１８ａはリングギヤ１２の凹歯面１６ｂに対応する形状に定められる。すなわち、リングギヤ１２の凸歯面１６ａに接するピニオン１４の凹歯面１８ｂは、図４の(a) に示すように小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられ、それに伴って同時接触線の傾きθも、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に増加させられている。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに増加させられている。また、リングギヤ１２の凹歯面１６ｂに接するピニオン１４の凸歯面１８ａは、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられ、それに伴って同時接触線の傾きθも、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に減少させられている。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに減少させられている。
【００４０】
このピニオン１４の凸歯面１８ａおよび凹歯面１８ｂについて、歯面上における同時接触線の傾斜方向を基準にして圧力角変化を見ると、何れの場合も図５の(b) に示すように同じ傾向となる。すなわち、図５の(b) に白抜き矢印で示すように、歯面上において同時接触線の傾斜方向と反対方向に傾斜する対角線を定めた場合に、その対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられることになる。同時接触線の傾斜方向と同じ方向に傾斜している対角線方向が第１の対角線方向で、そうでない対角線方向すなわち白抜き矢印で示す対角線方向が第２の対角線方向である。また、同時接触線の傾きθについても、上記一端部から他端部側へ向かうに従って連続的に減少させられる。凸歯面１８ａについては、小径端が一端部で、大径端が他端部であり、凹歯面１８ｂについては、大径端が一端部で、小径端が他端部である。
【００４１】
このように、本実施例のハイポイドギヤ１０においては、リングギヤ１２の凸歯面１６ａについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に増加させ、この凸歯面１６ａに接するピニオン１４の凹歯面１８ｂについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に増加させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。すなわち、噛合歯１６、１８のねじれ角φｇ、φｐを大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、リングギヤ１２の凸歯面１６ａとピニオン１４の凹歯面１８ｂとのかみあい率を大きくすることができたのである。これにより、それ等のリングギヤ１２の凸歯面１６ａとピニオン１４の凹歯面１８ｂとが接するように噛み合う前進加速走行時におけるノイズや振動等が改善される。
【００４２】
また、リングギヤ１２の凹歯面１６ｂについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に減少させ、この凹歯面１６ｂに接するピニオン１４の凸歯面１８ａについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に減少させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。すなわち、噛合歯１６、１８のねじれ角φｇ、φｐを大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、リングギヤ１２の凹歯面１６ｂとピニオン１４の凸歯面１８ａとのかみあい率を大きくすることができたのである。これにより、リングギヤ１２の凹歯面１６ｂとピニオン１４の凸歯面１８ａとが接するように噛み合う前進コースト走行時におけるノイズや振動等が改善される。
【００４３】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０：ハイポイドギヤ    １２：リングギヤ    １４：ピニオン    １６：噛合歯（リングギヤ）    １６ａ：凸歯面    １６ｂ：凹歯面    １８：噛合歯（ピニオン）    １８ａ：凸歯面    １８ｂ：凹歯面    θ：同時接触線の傾き    φｇ、φｐ：ねじれ角
【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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