(57)【要約】      （修正有）【課題】多くの場合安全係数を考慮しギアタイプが決まる。伝達トルクや、衝撃.係数が大きい場合は、ギアの有効径は、かなり大きくなる。これを出来るだけ有効径の外形を小さくする伝達手段を提供する。【解決手段】歯車装置で、従来のインボリュート型歯車を回転方向断面が半円弧凸型歯車を持つギアと回転方向断面が半円弧凹型歯車を持ったギアに変更する。又は、インサート−ピースを挿入、接触面積を多く取れる様改造し、より高馬力、高トルクの伝達が可能な伝達手段とする。【選択図】図１
2013160325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車伝達装置において入力側、３速凹形ギア32の回転方向切断面が半円弧凹形ギアで全周に設け、第３速アイドル凸形歯車33の回転方向切断面が半円弧凸型ギアを全周に設けて、歯厚を有し３速半円弧凹形ギア32から３速アイドル凸形歯車33に回転力を接触伝達する事を特微とする半円弧ギア
【請求項２】
前記記載の入力軸17（第1ギア2）の回転方向切断面が半円弧凸形歯車で、第２ギア3の回転方向切断面が半円弧凹型歯車を全周に設けて歯厚を有する、第1ギア2の半円弧凸形歯部をインサート-ピース1で置き換える、その形状は外側が半円弧凸形、内側が二等辺三角形で全周に配置し歯厚を有する、第１ギアの、歯車厚方向をピース保持管4、保持部5で固着し、インサート-ピース1を介し第2ギアに回転力を伝達する事を特微とする請求項第１項記載の半円弧ギア
【請求項３】
前記記載のインサート-ピース12を全周に配置し両端をピース保持管15a,15bの保持穴16bで第３ギア6に固定するが、その形状が長円形で歯厚を有し第３ギア6.からインサート-ピース12を介し、第４ギア7に回転力を伝達する事を特微とする特許請求項第1項記載の半円弧ギア
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転力を、伝達装置、増減速装置に使用する、すべてのギアの歯形、形状が、インボリュート歯形状になっている。
これを半円弧形の凹凸型歯車に変更するか、又は各ギア歯型の各接触部にインサート-ピースを挿入し伝達能力を数倍にするための技術である。
【背景技術】
【０００２】
現在、伝達歯車はインボリュート歯車を使用する、インボリュート歯車は、精密なギアであり、インボリュート曲線の歯形をして、ギア同士の伝達接触面は線接触である。これをより面接触に成る様に歯型を半円弧凹凸型へと考慮する。３速ギア32の回転方向切断面が半円弧凹形歯車で第３速アイドルギア33の回転方向切断面が半円弧凸型歯車を全周に設けて歯厚を有し、回転力を接触伝達する
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ギア歯形は必ずインボリュート形状をし、伝達トルクや、衝撃.係数を考慮して、ギア-モジュールを設定して、ギアの大きさ、形状を決める、もちろんギアの減速比も考慮する。多くの場合安全係数を考慮しギアタイプが決まる。伝達トルクや、衝撃.係数が大きい場合は、ギアの有効径は、かなり大きくなる。これを出来るだけ、有効径の外形を小さくしたい。
【０００４】
なぜなら、有効径を小さくすると、場所を取らず、安価に出来る事となる。
インボリュート歯車を使った、ギア同士は、線接触で当たる為に、この接触線の面圧を小さくするのは、無理である。
表面摩擦耐力は  （トルク力）/（接触面積）で決まる、面積は歯車厚さのみ、
であり少なすぎる。その為どうしても第1ギアを小さくしたいなら。第１ギアを線接触以外の方法を考える。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
≪第１実施例≫減速機を作るなら、まず入力軸の3速ギア32の形を見なおす。
つまり折れやすい形を、これを半円弧凹形（富士山形）で根元を最大に構成し、ギア係数Zを大きくする。
３速ギア32の回転方向切断面が半円弧凹形歯車でこれが入力側となる。
３速アイドル歯車33は半円弧凸形の歯車を製作する、このギアに伝達される。
３速アイドル歯車33の回転方向切断面が半円弧凸型歯車を全周に設けると、半円弧凹形が相手の半円弧凸形にうまく噛み合わせる。接触部分は面接触で十分噛み込む事で伝達力が得られる。
【０００６】
図５見て３速凹形ギア32で歯の高さは（ｈ）49である。図６見て３速凹形ギア32aで歯の高さは（ｈｈ）50であり３速凸形アイドル歯車33aに接続される。
（図1,2より）当然上部のクラッチ歯車、３速、２速、１速アイドル歯車、バックアイドル歯車は半円弧凸形、下部のカウンターギア、３速、２速、１速ギア、バックギアは半円弧凹形に変更する（図３と同じ配列と成る）。
【０００７】
半円弧凹形はとても単純な歯車で半円の切り込みを切削るだけで、半円弧凹形は逆富士山形切り込みを切削るだけで良い。いずれもこの単純さが最大の魅力であり、摩擦による消耗にしても半円全部で耐える為に線接触のインボルユート歯車より、はるかに耐摩耗性がある。ギアの切り込みは丁度半円に成る様にする、これが最も効率的、物理的な効果である。
【０００８】
３速ギア32の回転方向切断面が半円弧凹形歯車で凹部分の波先長さが十分な強度を持つ様に間隔を空ける事で伝達力が伝わる。
古い技術はインボリュート歯車をはすば歯車にして、かなり伝達能力は向上したが、もう限界に成っており、これ以上の伝達手段は、本発明のベアリングギア（半円弧凹凸形歯車、インサート方式）しか存在しない。
【０００９】
図６は３速凹形歯車32で歯の高さは（ｈｈ）51である。これはギア
Ｚ（モジュール）が大きめのタイプである、ｈｈが大きいと伝達トルクが大きい事となる。Ｚ（モジュール）が大きいと当然伝達馬力が大きい。減速比によって半円円弧の数が決まる為に、半円弧の大きさも決まる、あまり入力側の歯数を少なくは出来ない、なぜなら半円弧歯と隣の半円弧はどちらが接触していなければ成らない。
【００１０】
≪第２実施例≫第１実施例と同じだが摩擦部分、第１半円弧凸形歯車2、第２半円弧凹形ギア3の２個の歯車間に底辺が直円形の二等辺三角形の歯幅を持ったインサートピース1a、1b、1cを全周に挿入し、これをピース保持管4にて固定回転出来る様に、装着する。
噛み合わせ部分を線条部分から接触面積を四辺形に広げる為に構成して行く物である。
【００１１】
本発明の第1半円弧凸形ギア2半円弧凹形歯車3の接触面積は半円弧凹形が相手の半円弧凸形にうまく噛み合わせる。接触部分は第１実施例と同じだが、インサートピースの三角高さ14aの部分の耐-剪断力の力は、十分であり力を常にどちらかの回転方向に逃がす形である。インサートピース1の装着により、接触面積の増加で表面摩耗を少なくする効果がある。
【００１２】
第1半円弧凸形ギア2、及び第2半円弧凹形ギア3の制作上の難しさは、全く無く、平歯（インボリュート歯）よりもはるかに簡単な半円弧凹形歯車及び
相手の半円弧凸形歯車である。この歯型は多くの歯車の中で最も簡単な歯形である。円周方向の誤差やバックラッシュが大きくても、小さくても充分通用する。これらの構造は量産部品とした時、確実に安価な物となる。更に耐久性も、耐衝撃値もかなり高くなり、出来るだけ小型化したい制作者にとって好都合な物となる。
【００１３】
≪第３実施例≫図10,12を見て解るが、第3半円弧凸形歯車6、第４半円弧凹形歯車7の凸部が剪断面であり、回転トルクの伝達部分である。更に重用なことインサート−ピース12は、長円形断面である。出力側歯車切断面は半円弧凹形歯車であるから、伝達接触面は
（インサートピース長円形の長径14b）X  (歯車幅)＝ピースの接触面積
であるが歯高さ（ｈ）14ｂによって決まる。（図10、12を見ながら）本発明の第3半円弧凸形歯車でインサートピース12を押し出し、その面圧が第4半円弧凹形歯車で押し回転力となる。
【実施例】
【００１４】
（第１実施例、図1〜5）これは自動車のミッションに使用したものであるが。
図2のE矢視面を図３に表した3速半円弧凹形歯車32の場合２８ケの半円弧凹形が存在する。図２を見て、上部の右側からバックアイドル凸形歯車38a、１速アイドル歯車37、２速アイドル歯車35、3速アイドル凸形歯車33、クラッチ歯車31、が存在する。
【００１５】
下部のカウンター軸27には右側からバックアイドル凸形ギア38b、１速凹形
ギア36、２速凹形ギア34、3速凹形ギア32、カウンター凹形ギア30と並び構成している。  回転力は
入力軸25→クラッチ凸形歯車31→カウンター凹形歯車30→（１〜３速凹型ギア）→（１〜３速凸型アイドル歯車）→出力軸26 
【００１６】
更に  クラッチ凸形ギア31→直結（ＯＤ）→出力軸26  で４速の切り替えができる。もちろんバックギア（図４で表す）も存在する、クラッチ歯車31→カウンター歯車30→バック凸形歯車38b→バック凹形歯車38ｃ→バックアイドル凸形歯車38aで逆回転する。
【００１７】
１速、２速、３速のギア接続とも図３と同じ形態で凹形歯車→アイドル凸歯車
図３で断面は３速凹形歯車32から３速アイドル凸形歯車33への伝達となる。減速比は  １速：0.5  ２速：0.7  ３速：0.88    ４速：１の様に配置される。
４速はクラッチ歯車31とアイドル軸との直結である。
【００１８】
図５、６を見て、半円弧凹形歯車から半円弧凸形歯車へ回転が伝わるがその伝達力は（歯高さ  ｈ）49  Ｘ  歯厚み＝伝達面積圧力  であるこれはいままでの線接触より数倍の伝達能力である。図６.で示したギアはＺ（モジユール）を大きくした物である。
【００１９】
本発明は最も単純な形態であり、ギア鳴りの少ない形である。変速の仕方は
いずれもシンクロナイザー装置45は直結―３速、シンクロナイザー装置46は２速―１速、シンクロナイザー装置47は１速―バックに変速する為である。
各アイドルギア内側はニードルベアリングで回転するが、シンクロ装置のハブにはスプラインが切ってあり、そのシンクロナイザー装置をフオークで前後にスライドする事で、各段のギアに接続される。
【００２０】
（第２実施例、図7〜11,13）を見ながら、第1、2、3，4ギアをハウジング19の中へ組み込で、ベアリング22で回転可能とする。（図9、11を見ながら）入力側の第1半円弧凸形歯車2外側において、インサートピース1の外側をピース保持管4、テーパ状の保持部5、に包み込む様に固定されて外れなくする。
【００２１】
入力軸17が回転、直結第1ギア2、インサートピース1も一体で駆動するが、インサートピース1の第1半円弧凹形歯車、第2半円弧凸形歯車7のかみ合い部は図10の様になり、インサートピース1、を半分しか噛みこまない。
【００２２】
インサートピース1は第1半円弧凸形ギア2と一体、無回転移動する。第2半円弧凹形歯車3に接触して、面圧伝達する。組み立ては、第1半円弧凸形ギア2にインサートピース1を組み込でから、ピース保持管4をボルトで止めるか、溶接で固定する。ここは力を掛っても、外れない耐力を持たせる構造とする。インサートピース1a、1b,１cの形は円柱形である。配置は図3の様に、全周に16個配置する。
【００２３】
（第３実施例、図10,12）入力側の第3ギア半円弧凹形歯車6と第4ギア半円弧凸形歯車7である。インサートピース12a,12b,12cの大きさでほぼ耐久力が決まるのだが、第2半円弧凸形ギア3は第3半円弧凸形ギア6と直結しており、第3半円弧凸形歯車6，第4半円弧凹形歯車7のかみ合い部は図10（D画面）になり、インサートピース12を半分しか噛みこまない。
【００２４】
（図12）を見ながら、（インサートピース高さ）X（歯厚み）が剪断耐力と考えられる、剪断部39が歯厚みとなる。図８〜１１より、第１、２ギアで1/3減速、第3，4ギアで1/3減速、これで合計1/9減速する。
インサートピース12は前部をピース保持管15b、後部をピース保持管16aにより外れ無いようにしている。インサートピース12の半円弧の枚数は16個配置され、バックラッシュも適当に存在する。
【００２５】
本発明の特微は、インサートピース12は長円柱形をして、内側、内円13は
小円で出来ている、外側、外円14は大きい円で出来ている。
基本構造インサートピース12は第３半円弧凹形歯車6に常に固定、一緒に回転するし、最大の応力を受ける事となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施例の減速装置.正面図
【図２】図１の中心垂直断面図
【図３】図２のＥ矢視図
【図４】図２のＧ矢視図
【図５】図３のＦ部拡大図
【図６】図３のＦ部拡大図（Ｚ＝大）
【図７】第２実施例の正面図
【図８】第２実施例の中心断面図
【図９】図８.のＡ矢視図
【図１０】第３実施例図８.のＢ矢視図
【図１１】図９.のＣ部拡大図
【図１２】第３実施例図１０のＤ部拡大図
【図１３】図１１の拡大図
【符号の説明】
【００２７】
1a,1b,1c・インサートピース   2・第1半円弧凸形歯車
3・第2半円弧凹形歯車        4・・ピース保持管
5・・ピース保持部          6・・第3半円弧凸形歯車
7・第4半円弧凹形歯車      8・・
12a,12b,12c・インサートピース
13a・・インサート内円    13b・・インサート外円
14a・・三角形高さ        14b・・長円形の外長さ
15a・・ピース保持管      15b・・ピース保持管
16a・・ピース保持管     16b・・ピース保持穴
17・・入力軸            18・・出力軸
19・ハウジングケース    22・・ベアリング    
23・・ベアリング        24・ニードルベアリング    .
【００２８】
25・・入力軸              26・・出力軸
27・・カウンター軸        28・・フオーク  
30・カウンター凹形ギア    31・クラッチ凸形歯車
32・３速凹形ギア        32a・３速凹形ギア（Ｚ＝大）
33・3速アイドル凸形歯車  
33a・3速アイドル凸形歯車（Ｚ＝大）  34・２速凹形ギア
35・2速アイドル凸形歯車    36・1速凹形ギア
37・1速アイドル凸形歯車  38a・バックアイドル凸形歯車
38b・バック凹形ギア      38c・バック凸形歯車    
40・・シフトフオーク軸    41・・ボルト      
42・・ベアリング          43・ニードルベアリング
45・シンクロナイザー装置  46・シンクロナイザー装置  
47・1-Ｒシンクロナイザー装置  48・・剪断部
49・・・歯高さ（ｈ）          50・歯高さ（ｈｈ）
【図１】
2013160325.tif 000003
【図２】
2013160325.tif 000004
【図３】
2013160325.tif 000005
【図４】
2013160325.tif 000006
【図５】
2013160325.tif 000007
【図６】
2013160325.tif 000008
【図７】
2013160325.tif 000009
【図８】
2013160325.tif 000010
【図９】
2013160325.tif 000011
【図１０】
2013160325.tif 000012
【図１１】
2013160325.tif 000013
【図１２】
2013160325.tif 000014
【図１３】
2013160325.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月28日(2012.5.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車伝達装置において入力軸17に固着した第１半円弧歯車2の回転方向切断面が半円弧凸形歯車で、それに噛み合う第２半円弧歯車3の回転方向切断面が半円弧凹形歯車を全周に設けて歯厚を有する、第１半円弧凸形歯車2の半円弧凸形歯部をインサート-ピース1a,1b,1c・・で置き換える、その形状は外側が半円弧凸形、内側が突出した二等辺三角形で全周に配置し歯厚を有する、
第１半円弧凸形歯車2の歯厚方向両端をピース保持管4の溝形ピース保持部5a,5b・・に挿入固定し、インサート-ピース1a,1b,1c・を介し第２半円弧凹形歯車3に回転力を伝達する半円弧ギア
【請求項２】
前記記載の第２半円弧凹形歯車3に連結した第３半円弧凸形歯車6のU字溝に
インサート-ピース12a,12b,12c・・を全周に配置し両端をピース保持管15a、15bの保持穴16a,16 b・・に挿入固定するが、その形状は外側が半円弧形、内側はそれより小円で半円弧の長円形で歯厚を有し、第２軸からインサート-ピース12 a,12b,12c・・を介し第４半円弧凹形歯車7に回転力を伝達する事を特微とする特許請求項第１項記載の半円弧ギア
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
インサート-ピース１は第１半円弧凸形ギア2と一体、無回転移動する。第２
半円弧凹形歯車3に接触して、面圧伝達する。組み立ては、第１半円弧凸形ギア2にインサート-ピース１を組み込んでから、ピース保持管4をボルトで止めるか、熔接で固定する。ここは力を掛っても、外れない耐力を持たせる構造とする。インサート-ピース1a,1b,1cの形は円柱形である。配置は  図９の様に、全周に１６個配置する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
（図12）を見ながら,（インサート-ピース高さ）X （歯厚み）が剪断耐力と考えられる、剪断部39が歯厚みとなる。図８〜１１より、第１，２ギアで１  /３減速、第３，４ギアで１  /３減速、これで合計１  /９減速する。
インサート-ピース12は前部をピース保持管15a,15b、後部をピース保持管16aの
ピース保持穴16bにより外れ無いようにしている。
ピース保持管15a,15b、は２ッ割りで第３半円弧凸形歯車6の前部を挟む形でボルト41結合している。インサート-ピース12の枚数は１６個配置され、バックラッシュも適当に存在する。