(57)【要約】本発明は動力歯車のための非インボリュート輪郭に関する。２つの軸間で動力及び運動を伝達するために使用されるピニオン歯車装置においては、相補的に結合されるネジ部を備える歯車ホイール又はスクリューを使用することができる。本発明は、２つのスクリューのネジ部間の最大接触幅を保証する、２つの軸間で動力又は運動を伝達するために使用されるスクリューのネジ部輪郭のためのスクリュー設計に関する。
2006514729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達のための対をなす動力スクリューであって、
該対をなす動力スクリューが共役作用で働くセットを構成し、各スクリューの螺旋の向きは、両部品について係合が外方であるときは反対方向であり、係合が内方であるときは同一方向であり、前記両部品のネジピッチ及びピッチ円直径は正比例し、
被発生体部品のネジに、中心線から、中心線の片側からネジ部の最外側地点まで、発生体部品の螺旋ラインに接触するような形状を与えることにより、両部品の間の接触が回転面内で見てできる限り幅広く行われ、
螺旋ラインがネジ部の他方のフランクに接触したとき、即ちトランスミッションが逆転したとき、発生体螺旋ラインに接触するネジ部の側部が中心線に関して反対側となることを特徴とする動力スクリュー。
【請求項２】
請求項１の対をなす動力スクリューにおいて、両部品は発生体螺旋ライン及び被発生体接触表面を有し、両被発生接触表面及びそれを生じる螺旋ラインは、各々が中心線の片側に位置し、中心線の片側に１つの部品に属する発生体螺旋及び他の部品に属する被発生体表面があるようにされ、中心線の他側に同様であるが他側が発生体である部品に属する被発生体表面があり、発生体螺旋は他側が被発生体表面である部品に属し、２つの係合の間の全交叉領域を通し接触があることを特徴とする動力スクリュー。
【請求項３】
前記対をなす動力スクリューは平行の軸を有する請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項４】
前記対をなす動力スクリューは、平行又は非平行であり且つ垂直又は非垂直である共面にある請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項５】
前記対をなす動力スクリューの軸は共面になく、垂直又は非垂直である請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項６】
前記発生体螺旋ラインはピッチ円直径よりも大きな直径を有し、係合において接触表面がネジ部の底に位置することを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項７】
前記発生体螺旋ラインはピッチ円直径内又はそれより僅かに小さい直径に位置されることを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項８】
前記発生体螺旋ラインが湾曲した断面を備えた連続螺旋輪郭により置換され、部品の接触表面が、係合によりより大きな負荷容量を獲得する請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項９】
異なる設計需要に適するように各側に沿って接触長さが異なり、１つの側でより丈夫な非対称のネジ輪郭を使用することができることであり、より小型の伝動装置を得ることを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項１０】
前記接触領域の下方に中空ベースを備え外方端縁が接触領域から離れるように外方へ伸長するように製造され、ネジの深さを増加することにより、ネジのベースを広くすることか可能であり、外方端縁の延長部を収容することができ、これらの２つの修正がネジの曲げ負荷容量の改良に独立的に寄与し、それにより係合する対を小型とすることを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項１１】
前記対の動力スクリューの各部品は、部品寿命の間作動するために要求される最小ネジ厚さを備えて製造され、両部品が作動時間における同一の有用な寿命を有し、対の係合の全体寸法が最小であることを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項１２】
可変のネジピッチを備えるように製造され、部品の全長にわたり最適厚さのネジを有することを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項１３】
部品の全長にわたり可変のネジ高さを備えるように製造され、係合する対が平行の軸を備えない場合、最小の部品体積で最適な容量の設計をうることに寄与することを特徴とする請求項１又は２の動力スクリュー。
【請求項１４】
請求項１又は２の動力スクリューにおいて、ノボリュート表面又は渦巻表面を有するおおまかに形成されたネジが、小負荷で且つ研磨粒子を含む液体槽で潤滑されるように、設計上の相対位置で働くように装着され、対の部品の間で充分に接触する本質的特徴から得られる極めて精密なノボリュート表面の発生へ導くことを特徴とする製造又は仕上げ方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対するクロス・リファレンス】
【０００１】
２０００年８月２９日に商工部監督のコロンビア特許局に出願した特許出願第０２０７６７５９号は、同じ発明のためのコロンビアにおける特許出願である。連邦政府によって保証された調査又は開発に関する陳述：適用なし。表を列挙するシーケンス又はコンパクトディスク付録を列挙するコンピュータプログラムについてのリファレンス：適用なし。
【背景技術】
【０００２】
［0004]モータと被駆動機械との間で運動及び動力を伝達すべき場合はいつでも、変速を伴うと否とに拘わらず、伝動装置ホイール（gear wheel）がこのような伝達に使用される普通の要素である。常に、伝動装置製造者のねらいは、所定の仕事を行うことのできるより小さな伝動装置部品を得ることであった。運動及び動力を伝達するために伝動装置として使用すべきスクリューの係合についての取りかかり（approach）は、ノボリュート(novolute) 幾何学手段によるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、特に動力伝達が含まれるような用途におけるより小さな伝動装置部品を作ることを助けることを目的とする。図１は従来の一対の歯車（gear）及び従来の一対の係合するスクリューを示す。［0006]動力及び運動の伝達のために、普通の歯車の代わりに係合するスクリューを使用する利点について考察する作業が行われた。本発明は、２つの部品間の（回転面で見て）不足した接触角度が動力伝達の能力に重大な制限を与えるような従来のスクリューの欠点を解決する。ここで一般的に作られる幾何学形状は部品の２つの本体の交差部内に存在する最大の可能な角度にわたって２つの部品間の接触が生じるのを許容する。
【０００４】
［0007]係合するネジ部はいくつかの因子のために歯車の歯よりも一層円滑に活動する。歯の製造時の誤差は作動をおおまかにし、大きなトラブル及び急激な速度変化を生じさせ、これが、部品上、例えば、歯のみならず、シャフトや歯車ブランクや軸受や支持体上にも及び駆動及び被駆動機械類上にさえも、強力な過負荷を与えてしまう。［0008]仕事負荷による偏向は歯の適当な形状の消失につながり、すぐ上で述べたすべての欠点を更に増大させてしまう。
【０００５】
［0009]通常の係合作用は瞬間的に２つの歯間で生じ、次いで２対の歯間で生じ、たった一対間で再度生じ、仕事負荷を急激に変化させる。これはまた、仕事状態を変化させ、機械の素子に応力を与える方法にも影響を及ぼす。［0010]単一対の歯が係合している短い期間中、負荷の作用点は歯の高さに沿って変化し、これがまた、応力及び歪を与える方法に影響を及ぼし、これがまた、歯車が仕事している間に発生する遷移的な現象に加わる。
【０００６】
［0011]上述の事実は歯車及びその歯の構造上の挙動に関連する。これらすべてはまた、加えられた負荷に応答して及び接触経路に沿ってこれまた変化する特定の仕事接触区域の幾何学形状に応じて表面的に変形しなければならない接触表面が受ける応力及び歪に影響を及ぼす。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［0012]従来のスクリューの欠点に対する解決策を探した後、従来の歯車との交換を可能にするため、スクリューに既に存在する材料の使用の重要な増大により、大きな螺旋角度のために負荷担持能力の損失を補償するノボリュートの発明の結論に達した。極めて好ましい方法で、得られる全接触幅のため及びノボリュート表面の大きな曲率半径のため、大きな負荷担持能力が可能である。新たな設計により与えられる利点は、同じ仕事を行うことのできる従来のより大きな部品よりもより小さな部品を作る可能性へ導くことである。
【０００８】
潤滑
［0014]潤滑はまた上述の因子により影響を受け、作動を極めて不安定にする。転がり表面は、各接触サイクルにおいて、ピッチ線上に接触が存在する間、ある転がり活動を伴った高摺動からスリップの無い単純な転がり活動へ移る相対速度で作動し、接触が突然消失して異なる対の歯によって引き継がれるまで、係合の残りの期間中反対方向への摺動速度をも増大させる。
【０００９】
［0016]実際の状態は単純な摺動ではないことは真実であり、この状態は転がり活動をも含み、これは良好な潤滑体制にとって信頼できる。その場合でさえ、転がり活動の有益な状態は制限される。その理由は、接触サイクルの第２の半分即ち後半の間、接触区域へ油を供給する代わりに、接触区域から離れるような方法で転がりが生じるからである。
【００１０】
［0017]数個のネジ部が同時に係合できるので、その端部に向かうような１つのネジ部から別のネジ部への遷移は、従来の歯車に比べて、一層小さな動的負荷を伝達部即ちトランスミッションに与える。負荷が２対の歯により分担されるとき、大半は単一の対により担持される。これに関し、係合するスクリューは、これまた数個の歯間で負荷を分担するはすば歯車と同様であるが、それを行う方法が異なる：スクリュー内のすべてのネジ部は同じ横断面を有し、特定のネジ部が係合している間常に一定に仕事する。
【００１１】
欠点
［0019]主な欠点はスクリューにより発生する軸方向の大きな負荷である。欠陥は２つである：一方においては、トランスミッションの目的にとって役に立たないある方法でかなりの量の軸方向の負荷を処理しなければならない。簡単な解決策は、これらの力を軸受に送らないやまば形式の歯車を使用することであるが、構造において別の困難を与える。他方においては、同じ量の有用な仕事を提供するために、ネジ部自体が同じ強力な力を担持しなければならない。これらの因子は、有利であるのになぜスクリュー型のトランスミッションを使用しなかったかを説明する。
【００１２】
［0021]負荷を受けたネジ部は、床に接触する変形した部分を有し、極めて円滑な乗り心地を有し、同じ特定の形状に変形するタイヤの部分がいつでも存在するような自動車のタイヤに一層似た働きをする。全体の形状は変化せず、その形状を有するタイヤの部分のみが変化する。このようにして、応力が一定となり、シャフトは自動車の重量のみを支持するが、回転作用のためいかなる量の動的負荷をも支持しない。この点は、歯車よりも優れたスクリュートランスミッションにとって有利な重要な差異となり、負荷容量及び高速での作動能力を改善する。
【００１３】
［0022]従来のスクリューの欠点に対する解決策を探した後、従来の歯車との交換を可能にするため、スクリュー内に既に存在している材料の使用における重要な利得を伴って、得られる全接触幅のため及びノボリュート表面の大きな曲率半径のため、大きな負荷担持能力を可能にする極めて好ましい方法で、大きな螺旋角度のために負荷担持能力の損失を補償するノボリュートの発明の結論に達した。この新たな設計により与えられた利点は、同じ仕事を行うことのできる従来の一層大きな部品よりもより小さな部品を作る可能性につながる。［0023]インボリュート歯車においては、幾何学形状を発生させる活動は回転面内で生じ、輪郭を回転させない。
【発明の実施の形態】
【００１４】
［0042]本発明は互いに関してあらゆる可能な位置にあるシャフトを伴った歯車対に使用でき：シャフトは平行であっても平行でなくてもよく、共面であっても共面でなくてもよく、垂直であっても垂直でなくてもよく、又は交差しても交差しなくてもよい。先に述べたように、ここでは、本発明は平行なシャフトの係合について述べる。すべての記載した特徴はまた、異なる位置のシャフトを伴った歯車対に組み込むことができる。
【００１５】
１．  平行シャフトの幾何学形状
［0044]次の説明は平行なシャフトを備えたスクリューの係合に関する。ノボリュート係合においては、各部材は係合した部材内に存在するものとは異なる向きの螺旋を有する。単一のノボリュートを最初に説明する。［0045]トランスミッションの２つの部材の一方を発生体(generator) と名づける。これは、ネジ部のフランクの一方上で僅かに突出する螺旋縁部を有するスクリューとして定義される。図２の発生体及びノボリュート輪郭を参照されたい。
【００１６】
［0046]この螺旋状の発生(generating)ラインは係合のピッチ円上に位置する。この螺旋ラインは他方の部材である被発生体(the generated)と接触する。被発生体部材の側表面は可能な限り最長の経路に沿って発生体の螺旋ラインに触れるような態様で形成され、この経路は中心線からネジ部の最外側縁部までである。これは図３に符号１１で示すノボリュート表面である。
【００１７】
［0047]これら２つの部品間の接触は部品の交差する円内に含まれる発生体の螺旋の全円弧に沿っては延びない。接触できる長さは中心線から円弧の極限地点の一方までである。接触ラインが中心線から円弧の一方の極限又は他方の極限まで延びる場合、螺旋の向き及び接触しているネジ部のフランクにより画定される。［0048]発生螺旋と被発生体表面との間の接触が中心線の片側においてのみどのように生じるかを地点３で強調する。
【００１８】
［0049]ここまで、単一のノボリュート設計を示した。図３は接触が生じる区域を詳細にするその三次元モデルを示す。観察者のアングルは座標のＹ軸に対応する：部品の軸線はＺ軸に平行な垂直軸上に位置することに留意されたい。シャフトを伴わない状態で部品を示すことにも留意されたい。これらの部品は接触の輪郭及びそこから部品の中心までの部分のみを有する。
【００１９】
［0050]次の段階は発生部材として使用するピニオンの本体内の対向ノボリュート（counternovolute）の構造であって、ノボリュート表面の外縁がここで形成される。対向ノボリュートは、ホイールのノボリュート表面と抵触しない限りできる限り多くの材料を有するピニオンの本体の形状である。換言すれば、ピッチ円直径よりも大きな直径により形成されるノボリュートである。
【００２０】
［0052]ここで、同じ係合の第２のノボリュートの説明を行う。［0053]図３から分かるように、ノボリュート表面はトランスミッションのホイールのピッチ円の外側に存在する。発生体部材においては、対向ノボリュート輪郭はピッチ円を越えてまでは延びないことにも留意されたい。
【００２１】
［0054]次に、第２のノボリュート表面が次のようにしてセット内へ挿入される。ホイールのピッチ円直径は係合の第２の発生体直径として使用される。その直径において、ノボリュートの一層小さな直径が見つかる。次いで、この螺旋ライン即ち内縁が第２の発生体となる。外径はピッチ円直径よりも大きな例示のピニオン即ち小さな歯車のために画定される。［0057]ピニオンのピッチ円とその外径との間の区域においては、ホイールの発生体ラインに接触するのに必要なほどの多量の材料が存在する。また、この接触のためのできる限り最長の経路は、中心線の片側において、中心線からネジ部の外縁まで延びる。このようにして、共役作用法則に従って係合が旋回する間、ピニオンはホイールの発生体ラインと接触するノボリュート表面を提供する。最後の段階はホイールの本体内の第２の対向ノボリュート表面の構造である。
【００２２】
［0058]この対向ノボリュートの形状はホイールの本体内で相互作用するピニオンのノボリュート表面により画定される。対向ノボリュートはピニオンのノボリュート表面と抵触しない限りできるだけ多量の材料を有するホイールの本体の形状である。また、この工程が生じる中心線の側部は第１のノボリュート表面が形成される側とは反対側である。
【００２３】
［0059]単一のノボリュート係合のために既に行われた接触の分析はセットの第２のノボリュートについて反復することができる。図４に示すように、第２のノボリュートの接触ラインは中心線の他側に位置する。このようにして、第２のノボリュートのため、接触ラインは大幅に伸び、両方のスクリュー本体の交差部をできる限り大きな角度で覆う。１つのノボリュートのための接触はピッチ地点から地点４８、５１まで延び、他方のノボリュートのための接触はピッチ地点から地点３９、３６まで延びる。
【００２４】
［0060]図５は単一のノボリュート係合のために図面に含まれるものと同様の方法での二重ノボリュート係合を示す。図６は接触区域の詳細を示す。図７は両方の部品のための輪郭の断面を示す。ピニオンがホイールよりも短いため、図示の係合は全体の旋回部にわたっては働かず、両方の部材はたった１つのネジ部及び１つの全旋回部を有する。
【００２５】
［0062]部品の具体化を完成させるため、数個のネジ部が同じネジ部の引き続きの経路間に残された空間内に収容される。図８を参照されたい。また、部品はシャフトを具備する。係合の両方の部材についてこれを行うために、最も有効な方法で材料及び空間を使用する。部品のすべての周辺部にネジ部がある場合、スクリューの断片は図９のようにすることができ、適当なコアを内径内に形成して工程を完成させ、最終部品を形成する。
【００２６】
１．２  ノボリュート表面及びノボリュート曲線の定義
［0064]発生ラインの一部は被発生体部品の幾何学形状本体内に含まれる。回転中、発生螺旋の連続的な地点を形成する同一の区分が維持される。回転中、この区分は軸線に平行な経路に沿って進む。この軸方向の変位は係合の回転に比例する。発生螺旋のセクターのこの接続部は被発生体部材の本体内に位置し、一方、共役作用法則に従って回転する素子は螺旋リボン即ちノボリュート表面を構成する。ノボリュート曲線は係合の軸線を含む平面により切断されたその表面の断面である。横断方向のノボリュートは軸線に垂直な平面により切断された同じ表面の断面である。
【００２７】
３．  作用及び接触の発生
３．１  回転面における分析
［0067]ピッチ発生直径を伴った二重ノボリュートでの係合を考えよう。［0068]ホイールのピッチ円に属する図１０の符号３８のようなホイール上の発生地点及びピニオンに属し、ピニオンのピッチ円直径よりも大きな直径上に位置する被発生体地点３５とのその交差部の挙動をまず分析しよう。地点３５は地点３８により発生される。螺旋の向きは指示された回転とは反対の方向において成長するＺ座標を有するものとして定義される。
【００２８】
［0069]３つの異なる瞬間が分析される：第１の瞬間は、地点３８が中心線に関して第２の瞬間に対して対称的な位置を有するような箇所に係合が位置する時であり、第２の瞬間は、発生地点が（図面に符号３６、３９で示すように）中心線を横切り、そこで発生作用が生じる時であり、第３の瞬間は、第２の瞬間の後に位置し、そこで係合が図面に符号４０、３７により示す位置を得るようにある角度回転してしまった時である。第２の位置と中心線とを分離する角度は［ベータ]１と名づけ、図面に符号３２で示す。その結果、第１の位置と第２の位置とを分離する角度も［ベータ]１であり、第１の位置と第３の位置とを分離する角度は２［ベータ]１である。
【００２９】
［0070]ピニオンの対応する地点は第２の位置において３９と接触する地点３６であり、この地点３６は３９により発生される。地点３５及び３６は、ホイールの地点が位置３８及び３９に位置したときと同じ瞬間においてこの地点が位置する位置を示す。地点３５及び３６は角度２［アルファ]１により分離される。角度［アルファ]と角度［ベータ]との間の関係は、共役作用法則が保たれる：即ち、［アルファ]＝［ベータ]／伝達比のようなものである。
【００３０】
［0072]回転面（座標でＸＺ面）内の図から分かるように、地点３６及び３９は第２の位置においてのみ互いに接触する。係合が回転したとき及び２つの地点が地点３７及び４０にあるとき、これらは接触しない。その理由は、地点３７は地点４０よりも中心線から一層遠くにあるからである。［0073]係合が考察中の第２の位置にあり、地点が位置３６及び３９に位置するとき、これらは接触している。係合が回転したとき、これらはＹ及びＸ方向においてある距離だけ分離され、それらの一方は２つの歯車の交差領域内にはなく、そのため、これらは接触できず、抵触しない。
【００３１】
［0074]トランスミッションが回転している間、常に、被発生体地点は発生地点よりも一層速く前進する。これは、被発生体地点がピッチ円直径よりも大きな直径上に位置するが、発生地点はピッチ円直径上に常に位置するからである。共役作用法則はピッチ円内で測定した両方の係合部材の周速度が同じであることを定義する。次いで、そのピッチ円直径よりも大きな直径上に位置するトランスミッションの部材の一方に属する任意の地点はピッチ円に対応する周速度よりも速い周速度で移動する。
【００３２】
［0075]被発生体地点は常にピッチ円直径よりも大きいか又はこれに等しい直径を有する：発生地点は被発生体部品のピッチ円内の箇所へ進むことはない。被発生体地点がピッチ円半径に等しい半径方向の距離を有する場合：発生体地点がそれ自体ピッチ地点である場合に、唯一の状態が存在する。
【００３３】
［0076]図の下方部分は軸（座標ＺＹ）の平面で見た同じ係合を示す。地点３５、３６、３７、３８、３９及び４０の軌跡も示す。地点３５及び３８、３６及び３９及び３７及び４０の連続する軌跡は軸に垂直なライン上に見える。このような直線はこれらの地点が回転する平面を表す。
【００３４】
［0077]この図から明らかなことは、位置３８、３９及び４０を含む発生体部材がＺ座標を増大させる方向に位置する材料で形成しなければならず、その螺旋が図面に示すようなものにならなければならないことである。位置３５、３６及び３７を含む被発生体部材は、最初に画定された螺旋の向きに対して、Ｚ座標を減少させる方向における材料を有しなければならない。このため、いかなる位置においても２つの本体の地点間の抵触は存在せず、これらは上述した第２の位置においてのみ互いに接触する。また、接触の生じる中心線の側は部品の螺旋の向きにより画定される。これはＺＸ平面内の図から明らかに分かる。螺旋の向きが逆の場合、接触が生じる中心線の側は切り換わる。
【００３５】
［0078]発生体地点３９及びその本体が（接触場所に関して反対側の）Ｚ方向における減少する座標の方に向かって位置する場合、被発生体地点３６及びその本体は一層大きなＺ座標内に位置しなければならない。このような状態においては、２つの本体が互いに接触する位置は、螺旋の同じ向きを伴って、中心線の他の側に位置する。このような状態は、回転方向が逆転したときに、同じ係合に対して存在し、同じ部材をドライバとして作用させるのを維持する。同じ２つの本体間の接触はネジ部の反対側のフランク上で生じる。
【００３６】
［0079]同じ地点３９は地点３９と中心線との間の湾曲ライン内でピニオンと接触する。次に、地点３９とピニオン本体との間の接触がピニオンの減少する直径において生じる。ピニオンのこれらの地点の各１つは地点３６と同じ方法で分析することができる。これらはすべて同じ方法で挙動し、係合の各全旋回部において１度だけ接触する。
【００３７】
［0080]同様の方法で、ピニオンの外径内に位置する発生螺旋の各々及びすべての地点が地点３９と同じ方法で挙動し、地点３６が行うのと同様の方法でピニオンの他の地点と相互作用すると言える。ホイールの発生体螺旋とピニオンの被発生体表面との間の接触は中心線の片側のみで生じる。接触を行う中心線の１つの側部は接触するネジ部の螺旋の向きとフランクとの組み合わせに依存する：左向きのピニオンに対する右向きのホイールは、接触フランクが一定の側にある場合には、中心線の１つの側で接触する。同じ部品のための接触は、それらの接触フランクが切り換わった場合に、中心線の他の側で生じる。
【００３８】
［0081]ここまで、単一の平面について説明した。他の平行な平面について同様の説明を行うことができる。ピニオン内での及びすべての存在する平行平面内での被発生体地点の接続部はピニオンのノボリュート表面を構成する。ここまで、単一のノボリュート係合を説明した。二重のノボリュートトランスミッションを得るために第２のノボリュート発生を説明しよう。次の説明は図１１を参照する。
【００３９】
［0082]ここで、発生螺旋はピニオンのピッチ円直径の直径を有するものである。発生地点はピニオンに属する４８であり、ホイール内に地点５１を発生させる。この地点は図１０における地点３６及び３９を含む平面に平行な異なる平面内に位置する。トランスミッションの両方の部材の発生螺旋ラインがピッチ地点にあるときに共通の地点を共有するものと仮定すると、地点３８及び３９が同じ平面内にないことが分かる：回転面内で見てピッチ地点と地点３９及び３８との間に角度距離があり、これらの角度距離が同じ回転方向ではあるが異なる部品に属するため、異なる向きの螺旋では、あらゆる回転は反対方向においてＺ軸内でピッチ地点から地点３９及び４８を離れさせる。
【００４０】
［0083]地点４８のＺ座標を見つけるためには、ピッチ地点から始まって地点４８に到達するまで、減少するＺ値を伴う方向に、ピニオンの発生螺旋に沿って変位を行う必要がある。図１１はその平面を示す。ピッチ地点よりも小さなＺ座標に到達する。地点３９のＺ座標を見つけるためには、ピッチ地点から始まって地点３９に到達するまで、ホイールの発生螺旋に沿って変位を行う必要がある。ピッチ地点よりも大きな座標に到達する。図１０はその平面を示す。
【００４１】
［0084]係合したスクリューが異なる螺旋の向きを有することを思い出すことに価値がある。そのため、ピッチ地点から地点３９に向かって進行する間にホイールの螺旋ラインにより行われる回転が地点４８から同じピッチ地点へ進む間にピニオンの螺旋ラインに必要とされる回転と同じ方向で生じる場合でさえ、Ｚ方向において各螺旋に対応する変位は、各々がそれ自身の螺旋を追従するので、反対方向を有する。
【００４２】
［0085]次いで、分析は、図１０において考えた第１のものに平行な異なる平面内で生じる。図の上方部分においては、両方の平面は同時に現れる。図の下方部分（座標Ｚ及びＸでの平面における図）においては、各セットの地点の作用は異なる平面内で示される。
【００４３】
［0086]また、係合の３つの異なる位置が分析される：発生体地点が第２の位置の手前の位置に位置するときの第１の位置は図に符号４７で示す。第２の位置においては、地点４７及び５１は接触し、発生作用が生じる。第３の位置は、係合が第２の位置から発生地点４９に到達するまで更に回転したときの位置である。被発生体地点の軌跡は第１、第２及び第３の位置に対して図に符号５０、５１及び５２で示す。
【００４４】
［0087]図面から、発生作用が中心線の右側で生じることが分かるであろう。これは、前者の分析が示すような、地点３６及び３９が接触する側とは反対側である。地点３６及び３９を含む同じ部品に属する地点４８及び５１が部品の同じフランク上に位置することが分かるので、発生地点を含むピニオンは地点４８から一層小さなＺ座標を伴う区域の方へ位置する材料を有すると言える。また、地点５１を含むホイールは、同じ部品の同じフランクに属する地点３６及び３９についてまさに言えたように、地点５１から一層大きなＺ座標を伴う区域の方へ位置する材料を有すると言える。
【００４５】
［0088]地点３６及び３９について行ったものと同様の地点４８及び５１の説明は次の通りである：［0089]地点４８、ピニオンの中心及び中心線内に含まれる、［アルファ]１と名づけられる角度は中心線及び地点４９により形成されたものに等しい。地点４７は、トランスミッションが地点４８へ回転してしまう前のどこかに位置する。トランスミッションは地点４８を得るために［アルファ]４に等しい角度だけ回転しなければならない。図において、符号４６は［アルファ]４を示し、４５は２［アルファ]１を示す。
【００４６】
［0090]地点５１から地点５２へ進むためには、ホイールは図面に符号４４で示す角度２［ベータ]３だけ回転しなければならない。地点５０から地点５１へ進むためには、トランスミッションは図面に符号４３で示す角度［ベータ]４だけ回転しなければならない。同じ下付き文字を有する角度［アルファ]と［ベータ]との間の関係は、共役作用を保つために、いずれの場合も１／伝達比に等しい。
【００４７】
［0092]発生体地点及び被発生体地点は係合のそれぞれの全旋回部において１度だけ接触する：定義により、これらは位置４８及び５１のときに接触する。後に、回転が生じてこれらが位置４９及び５２に来たとき、これらは接触しない。その理由は、地点５２が地点４９よりも中心線から一層離れるからである。（座標ＺＸでの）軸線の平面内の図から分かるように、Ｘ方向の距離は地点４９及び５２を分離し、部品の材料が位置する場所の方への側部を考えると、２つの部品の状態は互いに離れるようなものである。また、回転面で見て、地点４７及び５０は、Ｙ方向においてかなりの距離だけ隔たっているので、接触しない。
【００４８】
［0093]ピニオンの発生螺旋の任意の発生体地点は発生地点４８と同じ方法で挙動する。次に、ピニオンの発生螺旋の各地点はホイール内に一連の地点を発生させる。この被発生体地点の各１つは係合のあらゆる旋回において１度だけピニオンと接触する。すべてのこれらの被発生体地点は被発生体地点５１と同じ中心線の側に位置するが、各１つは異なる距離だけホイールの中心から離れる。
【００４９】
［0094]次いで、各発生体の地点は、ホイールの最外側地点から進行する間、中心線に達するまで、ホイールと常に接触すると言える。明らかに、これらすべての接触地点は同じ回転面内に位置する。また、接触の経路は中心線の片側にのみ存在すると言える。
【００５０】
［0095]すべての分析が示す他の事実は、トランスミッションの各部材に属する各発生螺旋が中心線の異なる側で番い合う部材上にノボリュート表面を発生させることである。次いで、二重ノボリュート係合の構造は回転面で見て２つの部品の重なったセクターの内部に含まれるすべての角度に沿って係合の２つの番い合う部材間に接触を生じさせる。次いで、二重ノボリュート型の構造は、中心線から２つの本体の交差部の最外側地点へのみ進む単一のノボリュート係合で得られる接触経路を補足する。
【００５１】
［0096]分析したものに対して平行なすべての他の平面について同様の分析を行うことができる。これらの平面の各１つは２つの発生螺旋ラインの各々の１つの地点を含み、これらの地点の各１つは２つの部品間の接触地点の接続部を発生させる。地点のこれらの接続部は被発生体部品に属する。地点のこれらの接続部の接続は各部品のノボリュート表面を構成する。
【００５２】
［0097]図１２は図１０、１１において分析された２つの平面を含む。この図は係合の３つの位置を示す。既に述べた同じ地点及びそれらの位置は同じ符号で示す。図は図１０、１１に示した２つの平面を含む。上方部分においては、両方の平面が同時に現れる。（座標ＸＺでの面において見られる）図の下方部分においては、各対の地点の作用を異なる平面内で示す。
【００５３】
３．２  Ｚ方向における説明
［0099]次の説明は軸線の平面（座標ＺＹでの平面）で見た同じ係合を参照する。ピニオンが発生体部材である場合の発生工程をまず考えよう。［0100]ここでは、軸線の平面に平行で、発生地点即ち５９及びその被発生体地点うちの１つを含む平面について説明を行う。図１３を参照されたい。両方の地点即ち発生体地点及び被発生体地点がすべての次の説明において同じ軌跡を共有するので、文字及び下付き文字を使用してその１つのみを説明する。文字は同じＸＹ座標での一連の地点を参照し、下付き文字はトランスミッションの回転の異なる瞬間におけるトランスミッションの両方の部材により共有される地点の軌跡を参照する。
【００５４】
［0101]その回転中の係合の各位置に対して、この平面内に存在する螺旋発生ラインの発生地点がある。各位置に対応する地点は、図の第１の平面について、符号６９、７０、７１、７２及び７３で示す。すべてのこれらの地点は発生螺旋に属するので、これらはこの螺旋ラインを含む円筒体内に含まれなければならない。これらすべてが分析の各平面内に含まれるので、これらはすべてＸ軸において同じ座標を共有する。これらの地点はまた、発生部材の軸線がＺ軸に平行なので、Ｙ軸においてそれらの座標を共有する。すべてのこれらの地点が同じＸ及びＹを有するので、これらは直線を構成し、これらが発生ラインを含む円筒体に属するので、これらはまたその円筒体の母線に属する。
【００５５】
［0102]すべてのこれらの地点は定義のように同時に発生体及び被発生体であり、係合の両方の部材はそれらの軌跡を共有する。また、それらのＺ座標は、これらが発生螺旋に属するので、係合の回転に比例することは事実である。次いで、これらは発生螺旋を構成するのみならず、被発生体螺旋をも構成する。この第２の螺旋ラインはホイールの同じ軸線を備えた円筒体内に含まれ、この螺旋の半径は回転面（図１３参照、平面Ｘ−Ｙでの図）内でホイールの中心から地点５９までの距離である。
【００５６】
［0103]螺旋ラインの各一連の地点に対する同様の分析を遂行すると、他の母線が現れ、各１つは発生体螺旋及び被発生体螺旋で共有され、その軸線はホイールの中心にある。係合が回転する間の５８、５９、６０、６１及び６２のような連続する発生地点間の差異は２つである：各１つはＸ、Ｙ及びＺ軸において異なる座標を有し、各地点はホイール上に異なる螺旋を発生させる。すべての被発生体螺旋ラインは同心であり、ホイールと軸線を共有するが、異なる半径を有する。図１３の５３、５４、５５、５６及び５７を参照されたい。すべての螺旋被発生体ラインは発生螺旋ラインの初期の地点と同じ量だけＺ軸で変位される。
【００５７】
［0104]これらの一連の分析は中心線と係合の両方の部材に属する最外側地点（図の５８）との間の発生地点の位置に対して行うことができる。接触地点は、この書面で先に強調したように、中心線の片側のみに存在する。［0105]次いで、発生螺旋がたった１つのラインであるが、被発生体螺旋が多数であるので、各発生螺旋ラインがノボリュート表面（Novolute surface）と呼ばれる螺旋表面を発生させると言うことができる。被発生体表面は互いに傍に横たわる被発生体螺旋ラインの接続部である。このような表面は３つの寸法の螺旋表面である。
【００５８】
［0106]同じ係合であるが、ホイールが発生部材である場合の発生工程において見られる係合について、同様の分析を行うことができる。次いで、中心線の他側に位置する第２の被発生体ノボリュート表面が得られる。係合の両方の部材により共有される母線の接続部は作用表面を形成する。二重ノボリュート係合においては、両方の発生直径が中心線上で一致しない場合、２つの作用表面が存在することがある。
【００５９】
４．  輪郭の理論的限界
［0110]理論的限界は発生地点と、被発生体部品の中心、及び歯車セットが作動している間に発生地点が被発生体部品の運動を依然として生じさせることができる場合は被発生体の中心から最も遠い地点との間の最小可能な距離により決められ、この遠い地点は、発生地点が中心線上にあるときに、被発生体部品の中心から最も遠い場所に位置する。
【００６０】
５．  異なる発生半径、ノボリュートの典型的な輪郭
５．１  ピッチ発生円から
［0113]ピッチ円により発生される場合は、ノボリュートの典型的な形は次の通りである：［0114]発生地点が中心線を横切る場合に被発生体シャフトに最も近い地点で開始して、ノボリュートはシャフトに垂直な直線に対して接線方向となる。輪郭は、発生地点が被発生体ホイールのブランクを横切るような最外側地点を持つ増大する半径を伴った湾曲ラインとして、（被発生体軸線から遠のき発生軸線に近づく）外部に向かって発展し続ける。
【００６１】
５．２  ピッチ円より大きい発生円：対向ノボリュート
［0116]ピッチ円直径よりも大きな発生直径を有するノボリュートの発生工程は、ピッチ円直径に等しいか又はそれより小さな直径により発生される場合に単純なノボリュートを形成する側に関して、中心線の他側で生じる。
【００６２】
［0117]ピッチ円よりも大きな円により発生されるノボリュートの典型的な形は対向ノボリュート（counternovolute）と呼ばれ、凹状の形状を有する。ピッチ地点に最も近い地点においては、同じ部品内に存在するかもしれないがピッチ地点から反対の方向にあるノボリュートに対して鈍角縁部を形成する中心線に関してある傾斜を伴って、形状が開始する。
【００６３】
［0119]対向ノボリュートを含む部品の中心に向かって、それに平行でその接線がシャフトに平行となるような最後の地点まで増大する曲率半径を有する湾曲経路上に留まる地点に到達する、常に中心線に一層近い湾曲経路を追従する。常に、湾曲は中心線の同じ側にある。この最後の地点は、発生ラインが対向ノボリュートを含む部品の中心に一層近いような場所に存在する。
【００６４】
５．３  ピッチ円より小さい発生円
［0121]ピッチ円よりも小さな直径により発生されるノボリュート輪郭については、典型的な形は次の通りである：［0122]被発生体部品の軸線に最も近い地点で開始して、ノボリュートは、ピッチ半径により発生されたノボリュートの湾曲に比べて反対側に位置する曲率中心を有する増大する半径を伴った十分に明白な曲率を有する。［0123]外部に向かって、被発生体ノボリュートのピッチ半径と同じ側に曲率中心を伴って曲率方向が変化するような地点が存在する。湾曲がその方向を変えるような地点は軸線に垂直な接線を有しない。全体の湾曲は可変の傾斜を伴って同じ方向に傾斜する。
【００６５】
６．  連続湾曲の発生輪郭
６．１  修正されたノボリュート
［0126]分析を行った限り、幅を有しない発生螺旋ラインが考えられる。実際の世界では、この螺旋を存在させるためには、三次元本体にしなければならない。ノボリュート及びその発生輪郭のような接触する部品の接触挙動を分析する目的で、既知の直径を有する中実本体が存在しなければならない。この中実の本体は負荷担持能力を与える。
【００６６】
［0127]この要求を満たすため、部品のピッチ地点以下で調節され、ピッチ地点の上方でその部品上に形成されたノボリュートへ続く湾曲した発生輪郭が開発された。円滑な曲率を有するようにするため、輪郭は中心線に対して接線方向となる湾曲としてピッチ地点において開始することができる。次いで、ピッチ地点から離れるにつれて、中心線から離れるように進む。この輪郭は円形の断面を有することができるか又は異なる曲線とすることができる。
【００６７】
［0128]この輪郭は、単純なノボリュートにより引かれた対抗ノボリュートが材料を取り除いてこのような発生輪郭の作成の可能性を回避するような区域に位置する。修正されたノボリュートの構造の工程に続き、発生輪郭を調節できることを強調しておく。［0129]ここまでで、湾曲した発生輪郭がノボリュートと対向ノボリュート表面との間に存在する鈍角縁部から生じる問題を回避すること明らかである。この鈍角縁部は表面接触のための許容できる負荷担持能力を得ることを困難にするが、湾曲輪郭の存在が係合に大きな接触負荷能力を与える。
【００６８】
［0130]ここで、このような発生輪郭に対応するノボリュート表面がなぜ起こるかを分析する：［０１３１]発生体の中心にある中心を備えた発生螺旋ラインに属するような発生湾曲の各地点を考えると、この発生螺旋ラインの各１つに各々対応する多数のノボリュートを引くことが可能である。
【００６９】
［0132]ピッチ地点により引かれた第１のノボリュートは既に述べた形状を有し、円滑な曲率を備え、ピッチ円から離れるにつれて増大する曲率半径を有する。他の地点の各１つに対して、対応するノボリュートは凹状の区域を有する。ピッチ円に近いその開始点で、凹状の湾曲は小さな曲率半径を有し、この曲率半径は、曲率が平坦な区域を通過して凹状から凸状に変化し、次いで連続的に湾曲するような区域まで成長する。
【００７０】
［0133]図１４に示すように、すべてのこれらのノボリュートは異なる地点で互いに交差する。図１５に示しように、これらのすべてを包含する単一の湾曲が存在し、この湾曲は被発生体部品内に存在するノボリュートの実際の形状である。
【００７１】
［0134]修正されたノボリュートの形状は、発生輪郭の曲率半径を含む、伝達関数、スクリューネジ部のピッチ、ノボリュートの高さ及び螺旋角度のようなすべての設計因子により画定される。発生輪郭の半径に適当な寸法を与えることにより、修正されたノボリュートは、その最小曲率半径が良好な表面負荷担持能力に対する要求を満たすのに十分なほど大きくなるような形状となることができる。
【００７２】
［0135]修正されたノボリュートが単純なノボリュートよりも少ない材料を有するので、番い合う部材の対向ノボリュートのための発生輪郭として働くその縁部は、単純なノボリュートにより取り除かれるものよりも一層少量の材料をその部品から取り除く。これは、対向ノボリュートの区域においてピッチ地点の下方に存在する中空の区域は中空度が小さく、その結果、湾曲した発生輪郭の存在を許容することを意味する。
【００７３】
［0136]発生輪郭がピッチ半径よりも小さな半径で開始するとき、湾曲した輪郭の第１の地点に対する接線は、いかなる縁部をも伴わずに円滑な接触表面を伴って、ノボリュートの凹状区域内へ輪郭を収容できるような態様で、傾斜しなければならない。
【００７４】
６．２  修正された対向ノボリュート
［0138]ピッチ円直径よりも大きな発生直径を備えた係合に対しては、同様の分析を行うことができる。対向ノボリュートの形状が中心線に関して反対の傾斜を伴う区域を有するので、発生輪郭はこれらの区域と円滑に接触できる部分を有しなければならない。これは、幅広い円形の発生輪郭が最初に引かれなければならず、次いで、このような輪郭の異なる地点により発生された雑多のノボリュートが引かれなければならず、次いで、修正されたノボリュートの形成に関係するノボリュートを有するこれらの地点を含み、両極端で少しはそれらに隣接する、使用すべき輪郭の区域が、表面間の容易な接触を保証するために、選択されることを意味する。
【００７５】
７．  数個の断片的な輪郭
［0140]異なる発生地点により発生され、同じ発生半径ライン上に位置するか又は位置せずに中心から異なる距離に位置する数個の断片的な輪郭は、同じ部品上ではあるが、各々発生するノボリュートの異なる部分上で、同時に働くことができる。この可能性は、各１つが角度接触領域を有するような態様で各部分を形成できることを推測する：各地点は被発生体歯車のそれらの半径上で互いに接触するのを阻止する異なる半径の範囲にわたって接触する。［0142]このようにして、回転面方向において重なるか又は分離できるか或いは半径上で一致できる区域にわたって、数個の接触及び支持地点が得られる。
【００７６】
８．  曲率半径
［0144]ノボリュートの曲率半径は発生半径、伝達関数、螺旋角度、考察中のノボリュート区域及び一般にすべての幾何学的な設計因子に依存する。［0145]ノボリュートの曲率半径は同様の外径を有するインボリュート歯車のものよりも著しく大きい。この因子により与えられる利点は、接触する部品の半径の値に依存するヘルツの挙動についての計算を考えた場合に、明白であり、利点は一層大きな曲率半径の側で見つかった。ノボリュートにとっての明白な欠点は、部品の全接触角度でこれらを使用するためにノボリュートのすべての長さに沿ってこれらを使用しなければならず、輪郭のその基部は短い曲率半径を有することである。ノボリュートの曲率半径は同じピッチ円直径を有する歯車対のためのインボリュート曲率半径よりも大きい。それにも拘わらず、基部区域においては、両方とも、曲率は小さい。これは、輪郭の基部から働くので、ノボリュートにとっての制限である。一方、インボリュートは輪郭の基部の上方の地点からのみ使用され、この場合、半径はノボリュートの基部におけるものより大きいかなりの値を有する。
【００７７】
［0146]実際の制限因子はノボリュートトランスミッションの発生部材の形状から由来する：通常のノボリュート表面に対しては、発生部材は対応する対向ノボリュートにより制限される形状を持つ輪郭を有しなければならない。だが、この制限因子は、設計者により決められた半径を有し、修正されたノボリュート歯車に結合された円形の輪郭を備えた発生輪郭を使用することにより、克服することができる。修正されたノボリュートにおける曲率半径は湾曲した発生輪郭の形状及び寸法に依存する。
【００７８】
ピッチ円直径よりも小さな直径により発生されたノボリュートの典型的な形状がピッチ地点に最も近い区域内に凹状の区域を有するので、修正されたノボリュートは小さいか又は大きい曲率半径を有することができるばかりか、発生輪郭の形状及び寸法に応じて凹状の区域を有することができる。［0147]これらの状態においては、ノボリュート係合は良好な接触負荷担持能力を有する。
９．  発明を実施するための最良の形態
［0148]ノボリュート幾何学形状の利点を最良の方法で使用する形状は動力スクリューのネジ部の両方のフランク上に形成された二重ノボリュート係合を使用する。このようにして、最も幅広い接触が得られ、従って、与えられた歯車寸法内で一層大きな負荷担持能力が形成される。好ましい実施の形態はピッチ円直径より僅かに小さい部品の発生直径を使用し、これが、ピッチ円直径に近い発生直径に対応する最小のスリップのためにセットの効率を最良の状態に維持したまま、極めて便利な曲率半径を備えた修正されたノボリュートを形成する。発生輪郭は湾曲していて、むしろ大きな曲率半径を有し、また、大きな負荷担持能力を係合に与える。ネジ部の高さ及び効率は平衡させねばならない。その理由は、増大するネジ部の高さが接触長さ及び負荷能力を増大させ、これによって同時に、セットの効率が減少するからである。
【００７９】
１０．  ネジ部輪郭の修正
［0150]係合の負荷担持能力を改善するために、ネジ部の輪郭に対していくつかの修正を行うことができる。［0151]第１の修正は、設計を平衡させるのに必要なほど強靭となるような及び梁強度と同じ使用寿命となるような及び耐久性を有するような厚さをネジ部に与えることである。
【００８０】
［0152]この修正の延長としては、係合の両方の部材間に存在する伝達関数のために、係合の寿命期間が各部材のための異なるサイクル数を意味することを考慮して、これらの部材に対して同じ手順を踏む。ネジ部の厚さの修正により、各部材が所要の寿命を与えられること明らかである。このようにすると、セットの寸法が最適化される。その理由は、ネジ部が小さい幅を持つほど、係合が一層狭く、一層軽くなるからである。［0153]厚さ修正はまたセットの各部品に対して異なる材料を使用して係合を作り、その全可能性でそれらを依然として負荷するために使用することができる。
【００８１】
１１．  非対称的なネジ部輪郭
［0155]大半の応用においては、動力はすべての時間又は大半の時間において同じ方向で係合を通って流れる：普通、係合は駆動モータと被駆動機械類との間で起こる。次いで、歯車の歯又はノボリュートスクリューのネジ部は片側で強靭にする必要があるが、他側では、極めて稀に働くだけで負荷も軽いので、強靭にする必要はない。
【００８２】
［0156]歯車のために非対称的な歯を試したが、これらには利点が見つからなかった。その理由は、制限因子が依然として、非対称的な輪郭が改善できる部品の強度ではなく、接触する表面の曲率半径に依存する部品の耐久性であるからである。歯車の歯においては、別の制限因子が存在する。その理由は、歯を非対称的に作った場合、歯が一層短くなり、一対の歯がその接触を終了したときに、次の対がまだ接触せず、そのため係合が連続的な確実変位のその特徴を失うため働かなくなるほど歯が短くなるような地点までしか延びないからである。
【００８３】
［0157]ノボリュートスクリューは非対称的なネジ部輪郭を有するように形成することができ、一方の側は幅広い接触域を有し、従って良好な負荷担持能力を有するが、他側は中心線に向かってのみ接触域を有し、低い負荷担持能力しか有しない。短い接触域を有する側は一層強靭なネジ部輪郭を収容することができ、ベースに向かってそれを一層厚くし、その上端に向かってそれを一層薄くする。ノボリュートスクリューでは、利点を伴って非対称的な輪郭の概念を使用することが可能であり、その理由は、ネジ部が一層強靭となり、同じ仕事に対して一層薄く形成することができるからであり、これは、係合の面幅が一層小さくなることを意味する。
【００８４】
［0158]非対称的な輪郭により可能になる別の修正は、ノボリュート輪郭の外部部分の過剰な細化である。これは剛直な区域を一層少なくする目的で行われる。その区域の剛性が小さいので、ノボリュートの他の区域よりも一層小さな負荷を受け、負荷されたときに同じ方法で変形しない。ノボリュートの外部の区域が一層大きな片持ち応力を生じさせるものなので、ネジ部の担持能力を制限するものとなる。働いているネジ部の残りは一層小さな応力を受け、従って、その全能力で働かない。外部の区域を細化すると、いくらかの負荷担持能力がその区域において失われることがあるが、セットの負荷担持能力は改善することができる。その理由は、平均の応力（及び負荷担持能力）がネジ部のすべての作業長さにわたって一層均一にされるからである。
【００８５】
１２．  ネジ部の増大したベース高さ
［0160]連続するネジ部の間にかなりの寸法の基部空間がある場合、ネジ部の高さを増大させ、基部を一層深くし、同時にその区域のネジ部を一層厚くすることにより、強度のために負荷担持能力の更なる増大を得ることができる。片持ち梁の高さが増大して、高さの増大に正比例（direct proportion）して担持能力を失うが、同時に、高さの増大の２乗に比例した暑さの増大のため、負荷能力を得る。このため、負荷能力の全体の修正は有利なものとなる。
【００８６】
１３．  可変ピッチ、ネジ部高さ及びネジ部厚さ
［0162]ノボリュート係合は部品に沿って可変なネジ部高さで形成することができる。可変のネジ部ピッチもノボリュート係合の構造に使用することができる。可変のネジ部厚さはノボリュート係合内に形成することができる。この３つの特徴は設計の最適化を補助するために平行でないシャフトを備えた係合の構造において価値あるものとなることができる。
【００８７】
１４．  ネジ部の付加された外縁部
［0167]増大するベース高さを有する他者と係合したノボリュートスクリューについては、ノボリュート表面を越えてネジ部の高さを増大させることにより、セットの同じ面幅内で負荷担持能力において更なる利得を得ることが可能である。そこに存在する材料はネジ部に剛性を付加し、ネジ部の一層長い部分にわたっての応力の分布を補助する。この縁部は番い合う部品の増大した高さにより残された中空部内に収容されるように形成することができる。
【００８８】
１５．  製造工程
［0169]適当な工具が備わっている場合、ノボリュートスクリューは普通の機械類及び方法を使用して形成することができる。旋削及びフライス削り作業はノボリュート係合を生じさせるための適当な手順である。
【００８９】
１６．  研磨液体でのノボリュート発生
［0171]しかし、スクリューブランク又は未仕上げのノボリュートスクリューの製造に使用される工具よりも良好な幾何学的精度を提供する互いに働きながら、表面の発生により部品の質を改善する能力有するので、ノボリュート部品に特に適した製造又は仕上げのための手順がある。
【００９０】
［0172]仕上がっていないノボリュートスクリューのセットが装着されて、研磨粒子を含む液体の槽内で、ある負荷を担持する設計センター距離を使用して働いている場合、ノボリュート表面はその形状が改善され、この変化が液体内の粒子の研磨作用及び表面の相対運動によりセットを働けるようにする。係合した表面が係合の異なる区域において互いに異なる速度で相対移動するので、セットの両方の部品がいかなるスリップをも伴わずにそこで転がらなければならないので相対速度がゼロであるピッチ地点から遠く離れた区域において、研磨作業作用は相対速度が一層大きな場所で一層強力となる。次いで、ピッチ区域において、研磨作用は、無くならない場合でも、最小になる。表面は、工具により形成される精確さよりも一層精確な極めて精確なノボリュート表面になるまで、相対的に働くことは明らかである。長い手順となることがあるが、きわめておおまかなネジ付き部品から始めて、この工程によりノボリュート表面を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】従来のインボリュート歯車の係合、及び結合されたスクリューの従来の係合を示す図である。
【図２】単純なノボリュート係合の断面を示す図であり、２は被発生体部品、４は発生体、１はノボリュート輪郭、３は対向ノボリュート輪郭、５は発生縁部、６は被発生体部品のシャフト、７は発生体のシャフトを示す図である。
【図３】単純なノボリュート係合の三次元図を示す図であり、５は発生体縁部、１１はノボリュート表面、８は対向ノボリュート表面、９は発生体のピッチ半径、１０は被発生体のピッチ半径を示す図である。
【図４】回転面で見た二重ノボリュート係合を示す図であり、９はピニオンのピッチ円、１０はホイールのピッチ円、１１はホイールのノボリュート表面、１２はホイールの外径、１３はホイールの対向ノボリュートの内径、１４はピニオンの外径、１５はピニオンの対向ノボリュートの内径、８はピニオンの対向ノボリュート表面、１６はピニオンの接触全角度、１８はピニオンの発生体輪郭の接触角度、１７はホイールの発生体輪郭の接触角度、１９はホイールの中心、２０はピニオンの中心、２１はホイールのノボリュート表面、２２はホイールの対向ノボリュート、４８、５１は初期の接触点、３９、３６は最後の接触点を示す図である。
【図５】二重ノボリュート係合の三次元図を示す図であり、両方のノボリュート表面及び両方の対向ノボリュート表面を明らかにし、簡略化のために係合がコアもシャフトも有しない状態を示す図である。
【図６】図５の接触区域の詳細を示す図である。
【図７】二重ノボリュート係合の断面を示す図であり、１はノボリュート表面、３は対向ノボリュート表面、１９はホイールの本体、２０はピニオンの本体を示す図である。
【図８】数個の仕事ネジ部でのノボリュート係合を示す図である。
【図９】シャフトを具備した図８と同じ係合を示す図である。
【図１０】係合の第１のノボリュートの発生工程を示す図であり、上方部分では、面ＸＹにおける図を示し、下方部分では、面ＺＸにおける断面を示し、３８、３９、４０は発生前、発生中及び発生後の発生体地点の軌跡を示し、３５、３６、３７は発生体について考察された同じ３つの瞬間に対する被発生体地点の軌跡を示し、３２は第１の瞬間から第２の瞬間までに発生体により回転される角度の半分を示し、３４は同じ時間において被発生体により回転される角度を示し、３１は発生の瞬間から最後の位置までに発生体により回転される角度を示し、３３は同じ時間において被発生体により回転される角度を示し、３０は回転方向を示す図である。
【図１１】ピニオンが発生体である場合の同じ係合についての発生工程を示す図であり、上方部分では、面ＸＹにおける図を示し、下方部分では、面ＺＸにおける断面を示す図である。［0035]４７、４８、４９は発生前、発生中及び発生後の発生地点の軌跡であり、５０、５１、５２は同じ瞬間における被発生体地点の軌跡であり、４３は第１の瞬間から第２の瞬間までにホイールにより回転される角度であり、４４は第２の瞬間から第３の瞬間までに回転された角度であり、４６は第１の瞬間から第２の瞬間までに回転された角度であり、４５は第２の瞬間から第３の瞬間までに回転された角度を示す図である。
【図１２】両方の部材のための発生工程を示し、図１０、１１を要約した図であり、上方部分は面ＹＸ内における係合を示し、下方部分は面ＺＸにおける断面図であり、図１０、１１と同じ地点及び角度を示した図である。
【図１３】Ｚ方向における係合の分析を示す図であり、上方部分は面ＺＸにおける断面図を示し、下方部分は面ＹＸにおける図を示す図である。［0038]５８、５９、６０、６１及び６２はピニオンの発生地点であり、５３、５４、５５、５６及び５７は発生地点の各１つがＺ方向に沿って地点を発生させるような半径であり、６３は発生螺旋ラインの半径であり、６４、６５、６６、６７及び６８は地点５８により発生された地点を示す。［0039]６９、７０、７１、７２及び７３は地点５９により発生された地点であり、６４、６５、６６、６７及び６８は地点６０により発生された地点であり、７９、８０、８１、８２及び８３は地点６１により発生された地点であり、８４、８５、８６、８７及び８８は地点６２により発生された地点を示す図である。
【図１４】連続の発生輪郭に沿って数個の地点により発生される一連のノボリュートを示す図である。
【図１５】修正されたノボリュートを示す図であり、ラインは図１４に示すすべての異なるノボリュートを包含することを示す図である。
【図１】
2006514729.tif 000003
【図２】
2006514729.tif 000004
【図３】
2006514729.tif 000005
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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