(57)【要約】【課題】軸部が歯車部の歯の加工作業に影響を与えることを防止でき、かつかさ歯車の使用頻度により歯車部と軸部との組み付けが緩むことも防止できるかさ歯車及びその形成方法を提供する。【解決手段】歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部との接続部位は歯車部１２の歯１６を加工する際の加工装置の移動軌跡線Ｌ上から退避した位置に設けられているため、軸部２０が接続される前の歯車部１２の歯１６を歯切り加工する際に、歯車部１２の筒状部１８及び軸部２０が加工装置の移動と干渉することを防止できる。また、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部とは接続部位において摩擦圧接により接続されているため、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部とを強固に接続することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部の筒状部と接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車であって、
前記歯車部の前記筒状部と前記軸部との接続部位は、前記歯車部の前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に設けられていることを特徴とするかさ歯車。
【請求項２】
前記歯車部の前記筒状部と前記軸部とは、前記接続部位において摩擦圧接により接続されていることを特徴とする請求項１に記載のかさ歯車。
【請求項３】
他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部に形成された凹部に挿入されて接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車であって、
前記凹部は前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成され、前記歯車部の前記凹部の径方向外側には空間部が形成され、前記歯車部の前記凹部に前記軸部が挿入され摩擦圧接されて接続されるとともに、前記摩擦圧接により発生したばりが前記空間部に入り込み前記軸部の前記歯車部からの抜けを防止することを特徴とするかさ歯車。
【請求項４】
他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部の筒状部と接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車の形成方法であって、
前記歯車部の前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に前記歯車部の前記筒状部と前記軸部との接続部位が設けられ、前記接続部位において前記歯車部の前記筒状部と前記軸部とが接続されることを特徴とするかさ歯車の形成方法。
【請求項５】
他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部に形成された凹部に挿入されて接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車の形成方法であって、
前記凹部は前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成される第１形成工程と、
前記歯車部の前記凹部の径方向外側に空間部を形成する第２形成工程と、
前記歯車部の前記凹部に前記軸部が挿入され摩擦圧接されて接続される接続工程と、
前記接続工程における前記摩擦圧接により発生したばりが前記空間部に入り込み前記軸部の前記歯車部からの抜けを防止する抜け防止工程と、
を有することを特徴とするかさ歯車の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、かさ歯車に係り、特に大型自動二輪車に用いられる終減速装置などの歯車伝達装置を構成するかさ歯車（ベベルギヤ）及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から大型自動二輪車に用いられる終減速装置などの歯車伝達装置には、略直角に交差する２軸間で回転駆動力を伝達するために、かさ歯車が用いられている。このかさ歯車は、回転軸芯となる筒状の軸部と、他のかさ歯車と噛み合う歯車部（ギヤ歯形成部）と、を有している。そして、この軸部と歯車部とは、強度の確保の観点から、一体的に形成されている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、軸部と歯車部とを一体形成すると、後から歯切りカッタなどの加工装置により歯車部に歯切りをする際に、筒状の軸部が歯面形成側に突出し加工装置の移動を制限し、その加工作業の支障になってしまうという問題が生じる。
【０００４】
この問題を解決するために、軸部と歯車部とを別々に成形し、両者を後工程で圧入などにより組み付けるかさ歯車も従来から知られている（下記特許文献２参照）。このかさ歯車によれば、軸部と歯車部を組み付ける前に歯車部の歯を加工装置で加工し、歯車部の歯の加工後に両者を組み付けることにより、歯車部への歯切り加工作業に軸部が支障となることを防止することができる。
【特許文献１】実開昭６１−３６３３８号公報
【特許文献２】特開平７−１９８０００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、軸部と歯車部とを別々に成形し両者を圧入などにより一体に組み付けるかさ歯車では、かさ歯車の使用頻度により歯車部の軸部に対する組み付けが緩んでしまうといった耐久性に問題がある。歯車部の軸部に対する組み付けが緩んでしまうと、かさ歯車において駆動力を伝達する際、ガタが発生してスムーズな駆動連結ができず、耐久性も低下する。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情を考慮し、軸部が歯車部の歯の加工作業に影響を与えることを防止でき、かつ、かさ歯車の使用頻度に影響なく歯車部と軸部との組み付けを強固に安定して保持できるかさ歯車及びその形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部の筒状部と接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車であって、前記歯車部の前記筒状部と前記軸部との接続部位は、前記歯車部の前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、歯車部の筒状部と軸部との接続部位は歯車部の歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に設けられているため、軸部と接続する前の歯車部の歯を加工する際に、筒状部及び軸部が加工装置の移動を干渉することを防止できる。この結果、筒状部及び軸部が歯車部の歯の加工作業に影響を与えてしまうことを防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のかさ歯車において、前記歯車部の前記筒状部と前記軸部とは、前記接続部位において摩擦圧接により接続されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、歯車部の筒状部と軸部とは接続部位において摩擦圧接により接続されているため、歯車部の筒状部と軸部とを強固に連結することができる。これにより、かさ歯車の使用頻度によらず、歯車部の筒状部と軸部との組み付けが緩んでガタついてしまうことを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部に形成された凹部に挿入されて接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車であって、前記凹部は前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成され、前記歯車部の前記凹部の径方向外側には空間部が形成され、前記歯車部の前記凹部に前記軸部が挿入され摩擦圧接されて接続されるとともに、前記摩擦圧接により発生したばりが前記空間部に入り込み前記軸部の前記歯車部からの抜けを防止することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、凹部は歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成され、歯車部の凹部の径方向外側には空間部が形成され、歯車部の凹部に軸部が挿入され摩擦圧接されて接続される。これにより、歯車部と軸部とを強固に接続することができ、かさ歯車の使用頻度によらず、歯車部の筒状部と軸部との組み付けが緩んでしまうことを防止できる。また、同時に、摩擦圧接により発生したばりが空間部に入り込むため、軸部が歯車部から軸芯方向に抜けてしまうことを確実に防止することができる。さらに、摩擦圧接により生じるばりを軸部の抜け止めに有効に利用することにより、ばりを除去する作業も不要となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部の筒状部と接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車の形成方法であって、前記歯車部の前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に前記歯車部の前記筒状部と前記軸部との接続部位が設けられ、前記接続部位において前記歯車部の前記筒状部と前記軸部とが接続されることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、歯車部の筒状部と軸部との接続部位は歯車部の歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に設けられているため、軸部と接続する前の歯車部の歯を加工する際に、筒状部及び軸部が加工装置の移動と干渉することを防止できる。この結果、筒状部及び軸部が歯車部の歯切りの加工作業に影響を与えてしまうことを防止できる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、他の歯車と噛み合う歯を有する歯車部と、前記歯車部に形成された凹部に挿入されて接続する筒状の軸部と、を有し、交差する２軸間で回転運動を伝達するかさ歯車の形成方法であって、前記凹部は前記歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成される第１形成工程と、前記歯車部の前記凹部の径方向外側に空間部を形成する第２形成工程と、前記歯車部の前記凹部に前記軸部が挿入され摩擦圧接されて接続される接続工程と、前記接続工程における前記摩擦圧接により発生したばりが前記空間部に入り込み前記軸部の前記歯車部からの抜けを防止する抜け防止工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、第１形成工程において凹部が歯を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成される。第２形成工程において歯車部の凹部の径方向外側に空間部が形成される。接続工程において歯車部の凹部に軸部が挿入され摩擦圧接されて接続される。抜け防止工程において、接続工程における摩擦圧接により発生したばりが空間部に入り込むことにより軸部の歯車部からの抜けが防止される。これにより、歯車部と軸部とを強固に接続することができ、かさ歯車の使用頻度によらず、歯車部の筒状部と軸部との組み付けが緩んでしまうことを簡易に防止できる。また、同時に、摩擦圧接により発生したばりが空間部に入り込むため、軸部が歯車部から軸方向に抜けてしまうことを確実に防止することができる。さらに、ばりを軸部の抜け止めに有効に利用することにより、ばりを除去する作業も不要になる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、軸部が歯車部の歯の加工作業に影響を与えることを防止でき、かつ、かさ歯車の使用頻度により歯車部と軸部との連結が緩むことも簡易に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明の第１実施形態に係るかさ歯車について、図面を参照して説明する。
【００１９】
図１及び図２に示すように、かさ歯車１０は、歯車部１２を備えている。この歯車部１２は、中空状の歯車部本体１４と、歯車部本体１４の径方向外側に形成された歯１６と、歯車部本体１４の軸方向外側に突出するように形成された筒状部１８と、で構成されている。この歯車部１２は、鍛造、鋳造により成形される。
【００２０】
また、かさ歯車１０は、筒状の軸部２０を備えている。この軸部２０の軸方向一方側端部が筒状部１８と摩擦圧接により接続されている。すなわち、この軸部２０の軸方向一方側端部が筒状部１８に所定の圧力で押し付けられた状態で軸部２０を軸心回りに高速回転させることにより、軸部２０の軸方向一方側端部と筒状部１８との当接部位に摩擦熱が発生し、この熱により軸部２０の軸方向一方側端部と筒状部１８とが互いに溶けそして冷却されることにより、両者が接続される。
【００２１】
ここで、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０との接続部位は、歯車部１２の歯１６を加工する際の歯切カッタ（図示省略）の移動軌跡線Ｌ上から退避した位置に設けられている。すなわち、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０との接続部位が加工装置（図示省略）の移動軌跡線Ｌ上から退避した位置にくるように、歯車部１２の筒状部１８の軸方向長さが比較的短く設定される。
【００２２】
次に、本実施形態のかさ歯車１０の形成方法について説明する。
【００２３】
図２に示すように、歯車部１２と軸部２０とがそれぞれ別々に成形される。そして、歯車部１２の歯１６が歯切カッタなどの加工装置により加工される。このとき、筒状部１８が比較的小径で短く設定されているため、歯切面方向に突出する筒状部１８が加工装置の歯切カッタ送り移動時に干渉することがなく、また、歯車部１２には予め軸部２０が一体形成されていないため、軸部２０が加工装置の移動に影響しない。歯１６の加工終了後、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部が所定の圧力で突き合わされ、その状態で軸部２０が軸心回りに高速回転される。図１に示すように、軸部２０が軸心回りに高速回転されると、摩擦熱により歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部とが融解し、その後、冷却されることにより両者が接合される。
【００２４】
次に、本実施形態のかさ歯車１０が組み込まれた歯車伝達装置について説明する。
【００２５】
図３に示すように、歯車伝達装置２２のハウジング２４の内部には、駆動側かさ歯車（ピニオンギヤ）２６が収納されている。この駆動側かさ歯車２６には筒状継手２８が接続されており、この筒状継手２８には駆動軸（図示省略）の一端部がスプライン嵌合する。これにより、駆動軸が回転すると駆動側かさ歯車２６も共に回転する。また、歯車伝達装置２２のハウジング２４の内部には、従動側かさ歯車（リングギヤ）としての本実施形態のかさ歯車１０が駆動側かさ歯車２６と直交する方向に収納されている。このかさ歯車１０の歯１６は、駆動側かさ歯車２６の歯と噛み合っている。このかさ歯車１０には、例えば後輪ハブ（図示省略）に固定された継手（図示省略）がスプライン嵌合により接続される。これにより、駆動軸の回転駆動力により駆動側かさ歯車２６が回転し、駆動側かさ歯車２６の回転により従動側かさ歯車としての本実施形態のかさ歯車１０が回転する。この回転駆動力が後輪ハブ側に伝達される。このように、かさ歯車１０は、直角に交差する２軸間で回転運動を伝達する機能を有している。
【００２６】
次に、本実施形態のかさ歯車１０の作用について説明する。
【００２７】
図１及び図２に示すように、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部との接続部位は歯車部１２の歯１６を加工する際の加工装置の移動軌跡線Ｌ上から退避した位置に設けられているため、軸部２０が接続される前の歯車部１２の歯１６を歯切り加工する際に、歯車部１２の筒状部１８及び軸部２０が加工装置の移動を何ら妨げない。この結果、筒状部１８及び軸部２０が歯車部１２の歯１６の加工作業に影響を与えてしまうことを防止できる。
【００２８】
特に、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部とは接続部位において摩擦圧接により接続されているため、歯車部１２の筒状部１８と軸部２０の軸方向一方側端部とを強固に接続することができる。これにより、かさ歯車１０の使用頻度によらず、歯車部１２と軸部２０との組み付け後に緩んでガタついてしまうことを防止できる。
【００２９】
次に、本発明の第２実施形態に係るかさ歯車について説明する。
【００３０】
図４及び図５に示すように、かさ歯車３０は、歯車部３２を備えている。この歯車部３２は、中空状の歯車部本体３４と、歯車部本体３４の径方向外側に形成された歯３６と、歯車部本体３４の歯面側から軸方向内側に凹むように形成された凹部３８と、で構成されている。また、凹部３８の底部近傍部位の径方向外側には、空間部４０が形成されている。なお、この歯車部３２は、鍛造、鋳造により成形される。
【００３１】
また、かさ歯車３０は、軸部４２を備えている。この軸部４２の一方側端部には、拡径部４４が形成されている。この軸部４２の拡径部４４が凹部３８に挿入され摩擦圧接により歯車部本体３４と接続されている。すなわち、この軸部４２の拡径部４４が凹部３８に挿入され歯車部本体３４に所定の圧力で押し付けられた状態で軸部４２を軸心回りに高速回転させることにより、軸部４２の拡径部４４と歯車部本体３４との接続部位に熱が発生し、この熱により軸部４２の拡径部４４が溶けそして冷却されることにより、両者が接続される。また、摩擦圧接により発生した拡径部４４の圧接ばり４６の一部は空間部４０に入り込み、これにより空間部４０が圧接ばり４６で充填された状態となる。
【００３２】
次に、本実施形態のかさ歯車３０の形成方法について説明する。
【００３３】
図５に示すように、歯車部３２と軸部４２とが鍛造、鋳造、切削等によりそれぞれ別々に成形される。このとき、歯車部３２には、凹部３８と空間部４０とがそれぞれ形成されている。そして、歯車部３２の歯３６が歯切カッタなどの加工装置により加工される。このとき、歯車部３２の歯面側には加工装置の移動軌跡線Ｌ上に干渉する突出部位が形成されていないため、歯３６の加工時に加工装置の移動時に何ら干渉することがなく、また、歯車部３２には予め軸部４２が一体形成されていないため、軸部４２が加工装置の移動に干渉することもない。歯車部３２の歯３６の加工終了後、歯車部３２の凹部３８と軸部４２の拡径部４４が所定の圧力で突き合わされ、その状態で軸部４２が軸心回りに高速回転される。軸部４２が軸心回りに高速回転されると、摩擦熱により軸部４２の拡径部４４が融解し、その後、冷却されることにより両者が接続される。ここで、摩擦熱により軸部４２の拡径部４４が融解し、その後、冷却されると、軸部４２の拡径部４４には径方向に突出するように圧接ばり４６が形成され、この圧接ばり４６の一部が空間部４０に入り込む。これにより、空間部４０の内部が圧接ばり４６で充填され、軸部４２が歯車部３２と軸方向でかえりばりが係合することになり抜け出てしまうことを防止できる。
【００３４】
次に、本実施形態のかさ歯車３０が組み込まれた歯車伝達装置について説明する。
【００３５】
図６に示すように、歯車伝達装置４８のハウジング５０の内部には、駆動側かさ歯車（ピニオンギヤ）５２が収納されている。この駆動側かさ歯車５２には筒状継手５４が接続されており、この筒状継手５４には駆動軸（図示省略）の一端部がスプライン嵌合する。これにより、駆動軸が回転すると駆動側かさ歯車５２も共に回転する。また、歯車伝達装置４８のハウジング５０の内部には、従動側かさ歯車（リングギヤ）としての本実施形態のかさ歯車３０が駆動側かさ歯車５２と略直交する方向に収納されている。このかさ歯車３０の歯３６は、駆動側かさ歯車５２の歯と噛み合っている。かさ歯車３０には、例えば後輪ハブ（図示省略）に固定された継手（図示省略）がスプライン嵌合により接続される。これにより、駆動軸の回転駆動力により駆動側かさ歯車５２が回転し、駆動側かさ歯車５２の回転により従動側かさ歯車としての本実施形態のかさ歯車３０が回転する。この回転駆動力が後輪ハブ側に伝達される。このように、かさ歯車３０は、略直角に交差する２軸間で回転運動を伝達する機能を有している。
【００３６】
次に、本発明の第２実施形態に係るかさ歯車３０の作用について説明する。
【００３７】
図４及び図５に示すように、歯車部３２の凹部３８は歯３６を加工する際の加工装置の移動軌跡線上から退避した位置に形成され、歯車部３２の凹部３８の底部の径方向外側には空間部４０が形成され、歯車部３２の凹部３８に軸部４２が挿入され摩擦圧接されて接続される。これにより、歯車部３２の歯３６を加工装置などにより加工する際に、凹部３８が加工装置の移動を妨げることがなく、また、歯車部３２には予め軸部４２が接続されていないため、軸部４２が加工装置の移動を干渉することもない。また、歯車部３２と軸部４２とが摩擦圧接により接続されるため、歯車部３２と軸部４２とを強固に接続することができ、かさ歯車３０の使用頻度によらず、歯車部３２と軸部４２との組み付けを強固にして緩んでしまうことを防止できる。また、同時に、摩擦圧接により発生した圧接ばり４６が空間部４０に入り込むため、軸部４２が歯車部３２から抜け出してしまうことを防止することができる。さらに、圧接ばり４６を軸部４２の抜け止めに有効に利用することにより、圧接ばり４６を除去する作業も不要になり、また別途カシメ等の抜け止め手段も必要としないので製作コストを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１実施形態に係るかさ歯車の断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るかさ歯車を構成する歯車部と軸部とが分離した状態の断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るかさ歯車が組み込まれた歯車伝達装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るかさ歯車の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るかさ歯車を構成する歯車部と軸部とが分離した状態の断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るかさ歯車が組み込まれた歯車伝達装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０        かさ歯車
１２        歯車部
１６        歯
１８        筒状部
２０        軸部
２６        駆動側かさ歯車（他の歯車）
３０        かさ歯車
３２        歯車部
３８        凹部
４０        空間部
４２        軸部
４６        圧接ばり（ばり）
５２        駆動側かさ歯車（他の歯車）
【図１】
2007205365.tif 000003
【図２】
2007205365.tif 000004
【図３】
2007205365.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007205365.tif 000007
【図６】
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