(57)【要約】【課題】噛み合い長さの短縮化を避けながらもラッピング干渉を防止することができるハイポイド歯車を提供する。【解決手段】歯先面１３と凸状歯面１４とトウ部端面１５とが交わる角部を面取りして形成される斜面形状の逃げ面１６を有するハイポイド歯車である。また、逃げ面１６は、凸状歯面１４に関し、噛み合い進行線１７に沿って傾斜している。【選択図】            図１
2004150480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯先面と凸状歯面とトウ部端面とが交わる角部を面取りして形成される斜面形状の逃げ面を有し、
前記逃げ面は、前記凸状歯面に関し、噛み合い進行線に沿って傾斜していることを特徴とするハイポイド歯車。
【請求項２】
前記逃げ面の前記凸状歯面に関する傾斜角度は、噛み合い進行線の傾斜角度に対して、略平行であることを特徴とする請求項１に記載のハイポイド歯車。
【請求項３】
前記ハイポイド歯車は、リングギヤであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のハイポイド歯車。
【請求項４】
ハイポイド歯車を製造するための歯切り装置であって、
歯先面と凸状歯面とトウ部端面とが交わる角部を面取りして、斜面形状の逃げ面を形成するための専用刃を有し、
前記逃げ面は、前記凸状歯面に関し、噛み合い進行線に沿って傾斜していることを特徴とする歯切り装置。
【請求項５】
前記専用刃は、幅狭の刃先と幅広の刃元とを有することを特徴とする請求項４に記載の歯切り装置。
【請求項６】
前記専用刃は、逃げ面の加工面に対して、正の角度のすくい面を有することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の歯切り装置。
【請求項７】
前記専用刃は、歯溝に対して隙間を生じる形状を有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の歯切り装置。
【請求項８】
凹状歯面を形成するための外側刃を有しており、
前記専用刃のシャンク部と前記外側刃のシャンク部とは、略同一形状であることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の歯切り装置。
【請求項９】
前記ハイポイド歯車は、リングギヤであることを特徴とする請求項４〜８のいずれか１項に記載の歯切り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハイポイド歯車および歯切り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フェースホブ切り（フェースミリングあるいはフェースホビング）されたハイポイド歯車は、ラッピング干渉防止のため、凸状歯面のトウ側（小端側）に、逃げ面が形成されている。
【０００３】
従来の製造方法は、連続的に歯を形成するフェースホブ切り時に、外側刃具の凹状歯面を形成しないクリアランス側あるいは内側刃具の凸状歯面を形成しないクリアランス側で、逃げ面を形成している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特公平７−９６１６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、逃げ面と歯面との境界線は、歯元線と実質的に垂直つまり直角をなしている。したがって、逃げ面は、リングギヤ（ハイポイド歯車の大歯車）とドライブピニオン（ハイポイド歯車の小歯車）の噛み合い進行線上に位置することとなる。
【０００６】
そのため、凸状歯面側の噛み合い長さは、短くなり、噛み合い率を小さくする。噛み合い率が小さい場合、同時に噛み合う歯数が少ないため、スムーズな噛み合いにならず、回転ムラが発生する。回転ムラは、振動源となり、動力伝達系を伝わってノイズを生成する。また、凸状歯面側の噛み合い長さが短くなることは、面圧を高めるため、強度に関しても不利である。
【０００７】
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、噛み合い長さの短縮化を避けながらもラッピング干渉を防止することができるハイポイド歯車を提供すること、および、前記ハイポイド歯車を製造するための歯切り装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、歯先面と凸状歯面とトウ部端面とが交わる角部を面取りして形成される斜面形状の逃げ面を有するハイポイド歯車である。前記逃げ面は、前記凸状歯面に関し、噛み合い進行線に沿って傾斜している。
【０００９】
上記目的を達成するための請求項４に記載の発明によれば、ハイポイド歯車を製造するための歯切り装置である。前記歯切り装置は、歯先面と凸状歯面とトウ部端面とが交わる角部を面取りして、斜面形状の逃げ面を形成するための専用刃を有する。前記逃げ面は、前記凸状歯面に関し、噛み合い進行線に沿って傾斜している。
【００１０】
【発明の効果】
上記のように構成した本発明は以下の効果を奏する。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、逃げ面は、凸状歯面に関し、噛み合い進行線に沿って傾斜しており、歯元線に対して直角（垂直）ではない。そのため、凸状歯面側の噛み合い長さの短縮化を避けることができ、噛み合い率は小さくならない。さらに、逃げ面は、面取り形状を有するため、未ラップ領域が、逃げ面の形成されている部位に乗り上げることはない。つまり、噛み合い長さの短縮化を避けながらもラッピング干渉を防止することができるハイポイド歯車を提供することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、歯切り装置は、ハイポイド歯車に前記逃げ面を形成するための専用刃を有する。つまり、前記ハイポイド歯車を製造するための歯切り装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
本発明の実施の形態に係るハイポイド歯車は、リングギヤ（大歯車）である。図１は、リングギヤ１０の歯面形状を説明するための側面図、図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩ線に関する断面図である。
【００１５】
リングギヤ１０の歯は、ヒール部１１とトウ部１２を有する。トウ部１２は、歯先面１３と凸状歯面１４とトウ部端面１５とが交わる角部を面取りして形成される斜面形状の逃げ面１６を有する。逃げ面１６は、凸状歯面１４に関し、リングギヤとドライブピニオン（ハイポイド歯車の小歯車）の噛み合い進行線１７に沿って傾斜している。なお、符号１８は、凹状歯面を示している。
【００１６】
したがって、逃げ面１６は、凸状歯面１４に関し、歯元線１９に対して直角（垂直）でない。つまり、逃げ面１６は、噛み合い進行線１７上に位置していない。
【００１７】
そのため、凸状歯面側の噛み合い長さの短縮化を避けることができ、噛み合い率は小さくならない。したがって、スムーズな噛み合いが確保されるため、ノイズを生成する振動源である回転ムラが生じない。また、凸状歯面側の噛み合い長さは、短くならないため、面圧の上昇は防がれ、強度に関する問題は発生しない。
【００１８】
次に、ラッピング干渉に関して説明する。なお、ラッピング干渉は、ラッピング後の組み立て工程において、噛み合うリングギヤおよびドライブピニオンの一方のラップ面が、組み立て誤差により、他方の未ラップ領域に乗り上げる（接触する）現象を意味している。
【００１９】
未ラップ領域は、歯幅の大きい方に発生する。したがって、本実施の形態のように、ドライブピニオンの歯幅がリングギヤの歯幅より大きい場合、ドライブピニオンにラッピング干渉が発生する。一方、リングギヤの歯幅がドライブピニオンの歯幅より大きい場合、リングギヤにラッピング干渉が発生する。
【００２０】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、実施の形態に係るリングギヤのラッピング干渉防止を説明するための断面図である。
【００２１】
図３（Ａ）に示されるように、リングギヤ１０およびドライブピニオン３０は、ラッピング加工によって、それぞれ表面の一部１０Ａ，３０Ａが削除される。また、リングギヤ１０には、逃げ面１６が形成されている。
【００２２】
逃げ面１６は、面取り形状を有するため、図３（Ｂ）に示されるように、ドライブピニオン３０の未ラップ領域３１は、逃げ面１６が形成されている部位に乗り上げることはない。一方、逃げ面が形成されていない場合、図４に示されるように、ラッピング干渉が発生する。
【００２３】
以上のように、本実施の形態においては、噛み合い長さの短縮化を避けながらも、ラッピング干渉を防止することができるハイポイド歯車を提供することができる。
【００２４】
なお、逃げ面１６の傾斜角度は、噛み合い進行線１７の傾斜角度と略平行であることが好ましい。この場合、組み立て時の製造誤差（例えば、差動装置のキャリヤオフセット誤差）や、負荷トルクなどの影響によって、図５の破線の領域２０によって示されるように、歯当りが広がっても、逃げ面１６と干渉しない。
【００２５】
次に、本実施の形態に係るハイポイド歯車の製造工程を説明する。なお、製造工程は、フェースホブ切り工程、熱処理工程、仕上げ工程、組立工程から構成される。
【００２６】
フェースホブ切り工程においては、リングギヤおよびドライブピニオンは、別々に歯切りされる。なお、リングギヤには、逃げ面が形成される。
【００２７】
熱処理工程においては、歯が形成されたリングギヤおよびドライブピニオンに対して、所定の熱処理が施され、必要とされる硬度が得られる。
【００２８】
仕上げ工程においては、ラッピングコンパウンド等の研磨剤が、リングギヤとドライブピニオンとの間に配置され、リングギヤとドライブピニオンとを互いに転動させることによって、ラッピング加工が実行される。
【００２９】
組立工程においては、仕上げられたリングギヤおよびドライブピニオンは、例えば、差動装置に組み立てられる。
【００３０】
図６および図７は、本発明の実施の形態に係る歯切り装置のカッタを説明すための側面図および平面図である。
【００３１】
カッタの本体４０は、円盤部４１と基部４５とを有する。円盤部４１は、複数の外側刃４２および内側刃４３と、少なくとも１本以上の専用刃４４を有する。外側刃４２は、凹状歯面を形成するための刃具である。内側刃４３は、凸状歯面を形成するための刃具である。
【００３２】
専用刃４４は、逃げ面１６を形成するための刃具であり、逃げ面形成側（切れ刃側）のみが使用される。そのため、専用刃４４の再研磨は、容易かつ高精度となり、微小な逃げ面１６を確実に切削して形成することができる。
【００３３】
外側刃４２と内側刃４３とは、対をなして配列されており、フェースホブ切りの同期回転において、歯形（軌跡）は、歯すじ方向に外転サイクロイド曲線を形成する。専用刃４４は、外側刃４２と同様な位置に配置される。例えば、専用刃４４は、外側刃４２の１本と入れ替えることによって、設置される。
【００３４】
外側刃４２、内側刃４３、および専用刃４４のシャンク部は、図８に示されるように、カッタの本体４０に形成されている穴部４６に挿入され、例えば、ねじ部材などを有する締結手段４７によって、着脱自在に固定されている。
【００３５】
専用刃４４のシャンク部と外側刃４２のシャンク部とは、略同一形状を有することが好ましい。この場合、既存のカッタの本体を修正、あるいはカッタの本体を新規に作成することが不要であるため、専用刃４４の設置によるコストアップを抑制することができる。
【００３６】
次に、専用刃４４の形状を説明する。図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、比較例１に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）は、比較例２に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図、図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）は、実施の形態に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図である。
【００３７】
例えば、図９（Ａ）に示される形状を有する刃具１４４によって、図９（Ｂ）に示される（歯元線と実質的に垂直をなす）逃げ面１１６が形成される。なお、符号１２１は、逃げ面１１６を切削する加工面である。
【００３８】
そして、図１０（Ａ）に示されるように、加工面２２１の角度を変更せずに、刃具の幅を加工面２２１の方向に一様に大きくした刃具２４４の場合、形成される逃げ面の長さは、図９（Ｂ）に示される場合に比べ、図１０（Ｂ）に示されるように、一律に拡大する。
【００３９】
さらに、図１１（Ａ）に示されるように、幅狭の刃先と幅広の刃元とを有する刃具（専用刃）４４の場合、形成される逃げ面の長さは、歯先に関しては長くなり、歯元と関しては短くなる。つまり、刃具の刃先および刃元の幅を変更し、加工面２１の角度を適当に調整することで、図１および図２に示される逃げ面１６の傾斜した面取り形状が得られる。
【００４０】
また、専用刃４４は、逃げ面の加工面に対して正の角度のすくい面を有することが好ましい。この場合、逃げ面成形時のバリ発生を抑制することができるため、バリの存在に基づく、逃げ面の内部における歯当り異常が発生しない。
【００４１】
さらに、専用刃４４は、図１２に示されるように、切り粉が逃げられるように、歯溝に対して隙間を生じる幅狭の形状を有することが好ましい。この場合、専用刃４４によって生成された切り粉によって、歯面が傷つけられることが防がれる。
【００４２】
次に、図１３を参照し、本発明の実施の形態に係る歯切り装置によるフェースホブ切りを説明する。
【００４３】
なお、被加工物であるリングギヤ１０の歯数は、３７とする。凹状歯面を形成するための外側刃４２と凸状歯面を形成するための内側刃４３とは、１３対配置されている。また、１３本の外側刃４２の内の１本が、逃げ面１６を形成するための専用刃４４と入れ替えられている。外側刃４２は、切り粉が逃げられるように、歯溝に対して隙間を生じる幅狭の形状を有する。
【００４４】
フェースホブ切り工程においては、カッタの本体４０の円盤部４１に設けられている外側刃４２、内側刃４３、専用刃４４と、被加工物であるリングギヤ１０とは、プリンジ加工によって、リングギヤ１０の歯を形成する。
【００４５】
詳述すると、リングギヤ１０の回転開始時から、外側刃４２、内側刃４３、専用刃４４とリングギヤ１０とは、互いに高精度に同期を取りながら、回転する。例えば、外側刃４２、内側刃４３、専用刃４４は、符号Ｒで示される矢印方向に、１００ｒｐｍで回転し、リングギヤ１０は、符号Ｌで示される矢印方向に、（１００×１３／３７）ｒｐｍで回転する。
【００４６】
外側刃４２および内側刃４３は、リングギヤ１０の歯底方向に切り込んでいき歯を形成する。一方、専用刃４４は、リングギヤ１０の１３歯おきに、逃げ面１６を形成する。また、外側刃４２および専用刃４４は、幅狭の形状を有するため、切り粉は、歯溝との間に生じる隙間を通過する。したがって、歯面は、切り粉によって傷つけられない。
【００４７】
そして、外側刃４２および内側刃４３が、歯底線まで到達することで、切り込みが終了する。この状態で、専用刃４４が３７回以上の同期回転をすることで、リングギヤ１０の全ての歯に、逃げ面１６が形成される。
【００４８】
なお、形成された逃げ面１６は、凸状歯面１４に関し、噛み合い進行線１７に沿って傾斜しており、凸状歯面側の噛み合い長さの短縮化を避けることができる。さらに、逃げ面１６は、面取り形状を有するため、ラッピング干渉を防止することができる。
【００４９】
以上のように、本実施の形態においては、噛み合い長さの短縮化を避けながらも、ラッピング干渉を防止することができるハイポイド歯車を得るための歯切り装置を提供することができる。
【００５０】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。
【００５１】
例えば、リングギヤの歯幅がドライブピニオンの歯幅より大きい場合、リングギヤにラッピング干渉が発生する。したがって、この場合には、ドライブピニオンに、逃げ面を形成する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るハイポイド歯車であるリングギヤの形状を説明するための側面図である。
【図２】図１の線ＩＩ−ＩＩ線に関する断面図である。
【図３】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係るリングギヤのラッピング干渉防止を説明するための断面図である。
【図４】比較例に係るラッピング干渉を説明するための断面図である。
【図５】リングギヤの逃げ面の傾斜角度と、噛み合い進行線の傾斜角度との関係を説明すための側面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る歯切り装置のカッタを説明すための側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る歯切り装置のカッタを説明すための平面図である。
【図８】カッタの刃具の固定方法を説明するための拡大図である。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、比較例１に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、比較例２に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図である。
【図１１】（Ａ）および（Ｂ）は、実施の形態に係る刃具および逃げ面を説明するための側面図である。
【図１２】逃げ面を形成するための刃具の形状を説明するための平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る歯切り装置によるフェースホブ切りを説明するための平面図である。
【符号の説明】
１０…リングギヤ、
１１…ヒール部、
１２…トウ部、
１３…歯先面、
１４…凸状歯面、
１５…トウ部端面、
１６…逃げ面、
１７…噛み合い進行線、
１８…凹状歯面、
１９…歯元線、
２１…加工面、
３０…ドライブピニオン、
３１…未ラップ領域、
４０…カッタの本体、
４１…円盤部、
４２…外側刃、
４３…内側刃、
４４…専用刃、
４５…基部、
４６…穴部、
４７…締結手段。
【図１】
2004150480.tif 000003
【図２】
2004150480.tif 000004
【図３】
2004150480.tif 000005
【図４】
2004150480.tif 000006
【図５】
2004150480.tif 000007
【図６】
2004150480.tif 000008
【図７】
2004150480.tif 000009
【図８】
2004150480.tif 000010
【図９】
2004150480.tif 000011
【図１０】
2004150480.tif 000012
【図１１】
2004150480.tif 000013
【図１２】
2004150480.tif 000014
【図１３】
2004150480.tif 000015