(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに噛み合う第一のかさ歯車および第二のかさ歯車で構成される歯車対は、一方のかさ歯車の歯部が歯筋方向に凹形円弧状に形成され、他方のかさ歯車の歯部が歯筋方向に上記一方のかさ歯車の歯部の凹形円弧の曲率半径と同じ曲率半径の凸形円弧状に形成され、それぞれのかさ歯車の歯部は同一のホブにより創成切り加工されていることを特徴とするかさ歯車の歯車対。
【請求項２】
噛み合い部が歯筋方向に円弧状に形成された第一のかさ歯車と第二のかさ歯車で構成される歯車対の歯部が凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブを使用し、ホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、上記一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の曲率半径の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転しながら凸形円弧の曲率半径の中心位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工することを特徴とするかさ歯車の歯車対の加工方法。
【請求項３】
互いに噛み合う第一のかさ歯車と第二のかさ歯車で構成される歯車対は、一方のかさ歯車の歯部が歯筋方向に凹形円弧状に形成され、他方のかさ歯車の歯部が歯筋方向に上記一方のかさ歯車の歯部の凹形円弧の曲率半径よりも小さな曲率半径の凸形円弧状に形成され、それぞれのかさ歯車の歯部は同一のホブにより創成切り加工されていることを特徴とするかさ歯車の歯車対。
【請求項４】
噛み合い部が歯筋方向に円弧状に形成された第一のかさ歯車と第二のかさ歯車で構成される歯車対の歯部の形状が凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブを使用し、ホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部の形状が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、上記一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の曲率半径の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転させながら凸形円弧の曲率半径の中心位置よりも歯先寄りの位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工することを特徴とするかさ歯車の歯車対の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は互いに噛み合うすぐばかさ歯車またはまがりばかさ歯車などのかさ歯車の歯車対およびかさ歯車の歯車対の加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かさ歯車の内、まがりばかさ歯車の互いに噛み合う２つのかさ歯車で構成される歯車対の一例として図４に示すようなまがりばかさ歯車の歯車対がある。図において、１は第一のかさ歯車、２は第二のかさ歯車であり、第一のかさ歯車１の回転軸１ａと第二のかさ歯車２の回転軸２ａはＰ点で交差する構成である。
【０００３】
図４に示すような構成のまがりばかさ歯車の従来の加工方法としては、円周方向にのみ切り刃を持つカッターによって歯形を１枚毎に形成する加工方法と、例えば、特開平４−２８３０２０号公報に開示されたようなホブによる歯切り方法がある。ホブによる歯切り方法は、外周に多数の切り刃が螺旋状に配置されたホブを用い、歯車材は回転するホブと同期しながら回転し、ホブの切り刃によって歯車材に歯形を形成する加工方法であり、ホブの切り刃の２〜３枚が同時に歯車材に食い込み２〜３枚の歯が同時に削られ、生産性が高く、高精度に加工できる特徴を有している。この加工方法は歯車の創成切り加工と呼称されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のすぐばかさ歯車やまがりばかさ歯車のカッターによる加工方法では、歯は一枚一枚加工されるので、生産性が悪く、高精度に加工できない問題点を有していた。また、ホブを用いて歯形を形成する方法では、２〜３枚の歯が同時に加工されるので生産性がよく、高精度に加工されるが、噛み合わされる一対のかさ歯車であっても、それぞれの歯車の歯は個別に加工され、歯部の加工精度に微妙な差ができ、加工精度を考慮してクリアランスを設けた噛み合わせ状態に組み立てられるクリアランスを設けることにより、騒音、振動を低く抑えることに限界がある問題点があった。
【０００５】
この発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、互いに噛み合う第一のかさ歯車および第二のかさ歯車の噛み合い部の歯形形状が同一になるかさ歯車の歯車対、および生産性が高く、高精度に加工できるかさ歯車の歯車対の加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
この発明の請求項１に係るかさ歯車の歯車対は、互いに噛み合う第一の歯車および第二の歯車で構成される歯車対の一方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に凹形円弧状に形成し、他方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に一方のかさ歯車の歯の凹形円弧の曲率半径と同じ曲率半径の凸形円弧状に形成した構成であり、それぞれのかさ歯車の歯部は同一のホブにより創成切り加工したものである。
【０００８】
この発明の請求項２に係るかさ歯車の歯車対の加工方法は、噛み合い部が歯筋方向に円弧状に形成された第一のかさ歯車と第二のかさ歯車で構成される歯車対の歯部が凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブを使用し、ホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の曲率半径の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転しながら凸形円弧の曲率半径の中心位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工する加工方法である。
【００１１】
この発明の請求項３に係るかさ歯車の歯車対は、互いに噛み合う第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の一方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に凹形円弧状に形成し、他方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に、一方のかさ歯車の歯部の凹形円弧の曲率半径よりも小さな曲率半径の凸形円弧状に形成し、それぞれのかさ歯車の歯部は同一のホブにより創成切り加工したものである。
【００１２】
この発明の請求項４に係るかさ歯車の歯車対の加工方法は、噛み合い部が歯筋方向に円弧状に形成された第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の歯車対の歯部の形状が凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブを使用し、ホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部の形状が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転しながら凸形円弧の曲率半径の中心位置よりも歯先寄りの位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工する加工方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
実施の形態１は互いに噛み合う２つのかさ歯車の噛み合い部を円弧状に形成した歯車対および円弧状の噛み合い部をホブを用いて加工する加工方法の実施の形態である。図１に互いに噛み合う２つのかさ歯車の歯車対の噛み合い状態および歯部の加工時のホブの配置状態を示す。図において、１１は直径が小さな第一のかさ歯車、１１ａは第一のかさ歯車１１の歯先、１１ｂは第一のかさ歯車１１の歯底であり、歯先１１ａは歯筋方向に曲率半径Ｒｇ、歯底１１ｂは曲率半径Ｒｋの凹形円弧状に形成されている。
【００１６】
１２は直径が大きな第二のかさ歯車、１２ａは第二のかさ歯車１２の歯先、１２ｂは第二のかさ歯車１２の歯底であり、歯先１２ａは歯筋方向に第一のかさ歯車１１の歯底１１ｂの曲率半径Ｒｋと同じ曲率半径であり、歯底１２ｂは第一のかさ歯車１１の歯先の曲率半径Ｒｇと同じ曲率半径の凸形円弧状に形成されている。１５は第一のかさ歯車１１、第二のかさ歯車１２を歯切り加工するホブであり、半径が第一のかさ歯車１１の歯底１１ｂの曲率半径Ｒｋと同じ半径に形成されている。
【００１７】
第一のかさ歯車１１は、歯底１１ｂの半径Ｒｋと同じ半径のホブ１５を使用し、第一のかさ歯車１１の歯底１１ｂの凹形円弧の曲率半径Ｒｋの中心位置にホブの中心を配置してホブ１５により歯部を創成切り加工する。
【００１８】
第二のかさ歯車１２は、歯部を加工するホブは第一のかさ歯車１１の歯部を加工したホブ１５を使用し、ホブ１５は第二のかさ歯車１２の歯先１２ａの凸形円弧の曲率半径Ｒｋの中心から歯底１２ｂの曲率半径Ｒｇとホブ１５の半径Ｒｋとの和の距離Ｒｄを隔てた位置にホブ１５の中心の位置となるように配置し、ホブ１５を回転させながら、ホブ１５の歯先１２ａが第二のかさ歯車１２の歯底１２ｂの凸形円弧に沿う状態、すなわちホブ１５の中心軸が、歯先１２ａの曲率半径Ｒｋの中心Ａを中心として半径Ｒｄの軌跡Ｙに沿って旋回移動させることにより歯筋方向に凸形円弧状となる創成切り加工される。
【００１９】
図１の構成では直径が大きな第二のかさ歯車１２の歯先１２ａを凸形円弧状に形成する場合について示したが、歯先を歯筋方向に凸形円弧状に形成する歯車を直径の小さなかさ歯車１１とする場合でもであっても上記と同じ要領で創成切り加工ができる。
【００２０】
上記は第一のかさ歯車１１の中心の延長線と第二のかさ歯車の中心の延長線の交点の角度が直角の場合について説明したが、この加工方法によれば噛み合い部が円弧状に形成されているので、各かさ歯車の中心の延長線の交点の角度が直角以外の角度に選択できる高精度の歯車対が加工できる。
【００２１】
上記は歯筋方向の歯先を凸形円弧状と凹形円弧状に形成して噛み合わせるかさ歯車の歯車対およびその歯車対の加工方法を説明したものであるが、第一のかさ歯車１１および第二のかさ歯車１２の歯先が直線状とする場合はそれぞれのかさ歯車の歯部の加工時に同一のホブ１５を歯筋方向に移動させることにより、噛み合い部が直線状のかさ歯車が高精度に加工できる。
【００２２】
以上のように、互いに噛み合される第一のかさ歯車１１および第二のかさ歯車１２の歯形を同一のホブ１５を使用して創成切り加工する方法により加工したかさ歯車の歯車対は、全歯幅にわたって接触して、接触圧力が小さくなる歯車対となり、生産性の高い高精度の歯車対が構成できる。この歯車対を使用すると低騒音、低振動の歯車装置が構成できる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２は、歯筋方向が第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の中心を結ぶ線に対して、歯筋方向が傾斜方向のまがりばかさ歯車とする場合の実施の形態である。まがりばかさ歯車を形成する場合は、第一のかさ歯車１１に対するホブ１５の配置、または第二のかさ歯車とホブ１５の配置の関係を、各かさ歯車の中心方向線に対するねじれ角の角度に合わせてホブ１５を傾斜配置し、実施の形態１の場合と同様に創成切り加工することによりまがりばかさ歯車が形成できる。
【００２４】
第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の歯車対の噛み合い部をまがりばかさ歯車にすると、実施の形態１の場合と同様に、噛み合い部は全歯幅にわたって接触し、接触圧力が極めて小さな歯車対となり、噛み合い部は２〜３枚の歯が噛み合う状態となるので、生産性の高い高精度の歯車対が形成できる。また、この歯車対を使用すると実施の形態１の場合よりもより低騒音、低振動の歯車装置を構成することができる。
【００２５】
実施の形態３.
実施の形態３は互いに噛み合う２つのかさ歯車の噛み合い部を円弧状に形成し、クラウニング加工を施した歯車対および円弧状の噛み合い部をホブを用いて加工する加工方法の実施の形態である。図２に互いに噛み合う２つのかさ歯車の歯車対の噛み合い状態および歯部の加工時のホブの配置状態を示す。図において、２１は直径が小さな第一のかさ歯車、２１ａは第一のかさ歯車２１の歯先、２１ｂは第一のかさ歯車２１の歯底であり、歯先２１ａは歯筋方向に曲率半径Ｒｇ、歯底２１ｂは曲率半径Ｒｋであり、実施の形態１の第一のかさ歯車１１と同一の寸法の凹形円弧状に形成されている。
【００２６】
２２は直径が大きな第二のかさ歯車、２２ａは第二のかさ歯車２２の歯先、２２ｂは第二のかさ歯車２２の歯底であり、歯底２２ｂは歯筋方向に第一のかさ歯車２１の歯先２１ａの曲率半径ＲｇよりＸだけ短い曲率半径Ｒｎであり、歯先２２ａは第一のかさ歯車２１の歯底２１ｂの曲率半径Ｒｋと同じ曲率半径Ｒｍに形成されている。
【００２７】
第一のかさ歯車２１の加工は、実施の形態１の第一のかさ歯車１１と同じ寸法であり、実施の形態１の第一のかさ歯車１１と同様に、歯底２１ｂは曲率半径はＲｋとし、実施の形態１と同一のホブ１５を第一のかさ歯車２１の歯先２１ａの凹形円弧の曲率半径Ｒｇの中心位置Ａに配置し、ホブ１５によりすぐばかさ歯車の歯形を創成切り加工する。
【００２８】
第二のかさ歯車２２の加工は、歯先２２ａの曲率半径は、第一のかさ歯車２１の歯底２１ｂの曲率半径Ｒｋと同じ曲率半径とし、歯底２２ｂの曲率半径は、第一のかさ歯車２１の歯先２１ａの曲率半径Ｒｇよりも小さくし、歯部の加工は第一のかさ歯車２１を加工したホブ１５を使用し、ホブ１５は第二のかさ歯車２２の凸形円弧の中心Ｂから歯底２２ｂの半径Ｒｎとホブ１５の半径Ｒｋの和の距離Ｒｐを隔てた位置がホブの中心位置となるように配置し、ホブ１５を回転しながら、外周の刃先が第二のかさ歯車２２の歯底２２ｂの曲率半径Ｒｎの凸形円弧に沿う状態、すなわちホブ１５の中心軸が歯底２２ｂの曲率半径Ｒｎの中心Ｂを中心として半径Ｒｐの軌跡Ｚに沿って旋回移動させることにより歯筋方向に凸形円弧状となる創成切り加工を行う。
【００２９】
第二のかさ歯車２２は歯筋方向に円弧状に形成した歯底２２ｂの曲率半径Ｒｎを第一のかさ歯車２１の歯先２１ａの凹形円弧の曲率半径Ｒｇよりも小さく形成したことにより、図３に示すように歯幅端の歯厚が中央部よりも薄く形成されたクラウニング加工が自動的に施される。このように一方のかさ歯車２２にクラウニング加工が施すと、歯切り加工時や組立時の誤差を吸収し、高性能な歯車装置を得ることができる。
【００３０】
実施の形態４．
実施の形態４は、実施の形態３のクラウニング加工されたかさ歯車の歯筋方向が傾斜方向のまがりばかさ歯車とする場合の実施の形態である。まがりばかさ歯車を形成する場合は、図２に示す第一のかさ歯車２１に対するホブ１５の配置、または第二のかさ歯車２２とホブ１５の配置の関係を、各かさ歯車の歯筋方向のねじれ角の角度に合わせてホブ１５を傾斜配置し、実施の形態１の場合と同様に創成切り加工することによりまがりばかさ歯車が容易に形成できる。
【００３１】
第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の歯車対の噛み合い部をまがりばかさ歯車に形成すると、実施の形態３の場合と同様に、噛み合い部は全歯幅にわたって接触する噛み合わせ状態となり、接触圧力が小さくなるとともに噛み合い部は２〜３枚の歯が噛み合う状態となり接触圧力は低く、さらにクラウニング加工されているので、歯切り加工時や組立時の誤差が吸収されて噛み合い部が円滑になり、安価で高精度の生産性の高い歯車対が得られる。また、この歯車対を使用すると低騒音、低振動の歯車装置を構成できる。
【００３３】
この発明の請求項１に係るかさ歯車の歯車対は、一方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に凹形円弧状に形成し、他方のかさ歯車を歯筋方向に上記一方のかさ歯車の歯部の凹形円弧の曲率半径と同じ曲率半径の凸形円弧状にそれぞれのかさ歯車の歯部を同一のホブにより創成切り加工して形成構成としたので、噛み合い部の全歯幅にわたって接触する歯車対となり、歯車対のそれぞれの軸心の延長線の交点が直角以外に組み合わせる構成も高精度に形成できる。
【００３４】
この発明の請求項２に係るかさ歯車の歯車対の加工方法は、噛み合い部が歯筋方向に円弧状に形成された第一のかさ歯車と第二のかさ歯車で構成される歯車対の歯部が凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の曲率半径の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転しながら凸形円弧の曲率半径の中心位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工する加工方法であり、歯車対の噛み合い部の全歯幅にわたって接触し、歯車対のそれぞれのかさ歯車の軸心の延長線の交点が直角以外の組み合わせも可能な生産性が高い高精度の歯車対が形成できる。
【００３７】
この発明の請求項３に係るかさ歯車の歯車対は、互いに噛み合う第一のかさ歯車と第二のかさ歯車の歯車対は一方のかさ歯車の歯部を歯筋方向に凹形円弧状に形成し、他方のかさ歯車の歯を歯筋方向に、一方のかさ歯車の歯部の凹形円弧の曲率半径よりも小さな曲率半径の凸形円弧状に形成し、それぞれのかさ歯車の歯は同一のホブにより歯を創成切り加工した構成としたので、第二のかさ歯車の歯幅端の歯厚が中央部よりも薄く形成されるクラウニング加工が自動的に施された歯車装置が形成でき、一方のかさ歯車にクラウニングが施されると歯切り加工時や組立時に誤差を吸収する高性能の歯車装置を構成することができる。
【００３８】
この発明の請求項４に係るかさ歯車の歯車対の加工方法は、噛み合い部が歯筋方向に凹形円弧状に形成される一方のかさ歯車は、凹形円弧の歯底の曲率半径と同一半径のホブを使用し、ホブの中心を凹形円弧の曲率半径の中心位置に配置して創成切り加工し、歯部の形状が凸形円弧状に形成される他方のかさ歯車は、一方のかさ歯車の歯部を凹形円弧状に加工したホブを使用し、凸形円弧の曲率半径の中心位置から歯底の曲率半径とホブの半径を加えた距離を隔てた位置にホブの中心を配置し、ホブを回転しながら凸形円弧の曲率半径の中心位置よりも歯先寄りの位置を支点として、ホブの外周の刃先が歯底に沿って旋回移動して創成切り加工する加工方法であり、歯幅方向に凸形円弧状に形成するかさ歯車の歯幅端の歯厚が中央部よりも薄く形成されるクラウニング加工が自動的に施されて歯車が形成され、一方のかさ歯車にクラウニングが施されると歯切り加工時や組立時に誤差を吸収する高性能の歯車装置を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の歯車対の噛み合い状態および歯部の加工時のホブの配置状態を示す図である。
【図２】  実施の形態３の歯車対の噛み合い状態および歯部の加工時のホブの配置状態を示す図である。
【図３】  歯部のクラウニング加工の状態の説明図である。
【図４】  従来のまがりばかさ歯車の構成図である。
【符号の説明】
１  第一のかさ歯車、１２  第二のかさ歯車、１５  ホブ、２１  第一のかさ歯車、２２  第二のかさ歯車。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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