JP2002098219A - 歯車、歯車機構、歯車の製造方法、歯車製造用システム、及び歯車製造用プログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変形歯車又は円形歯車に関して、製造効率を
高めることのできる歯車、歯車機構、及び歯車の製造方
法を提供する。 【構成】 歯車２００の歯形の歯末２０４及び歯元２０
２を略半円形状に構成した。また、歯末２０４及び歯元
２０２の中心点がピッチ線２０８上に位置するように構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、平行軸歯車、交さ
軸歯車、食い違い軸歯車等の歯車、それら歯車を利用し
た歯車機構、これらの歯車形状を形成するための歯車の
製造方法、歯車製造用システム、及び歯車製造用プログ
ラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、回動運動を伝達する手段とし
て、歯車及び歯車機構が使用されている。しかし、回動
運動を一定角速度比で伝達するものはあっても、歯数に
無関係に角速度比が変化するものは少なかった。そし
て、量産化が可能な歯車は存在しなかった。その為、本
出願人は、角速度比を変化させながら回動運動を伝達で
きる伝動装置について、既に出願を行っている（特願平
０８−２８０７２１，特願平０９−２４３６９６）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの出願
に開示する歯車によれば、変形させた歯車であるため、
機械加工が困難であり、製造コスト及び製造時間が多大
であった。また、角速度比を変化させながら回動運動を
伝達させることを考慮しているが、歯形の形状等の詳細
部分までは考慮していないものであった。また、用途等
を特に限定せず、変形歯車としての上位概念的なもので
あった。

【０００４】そこで、本発明者は、変形歯車に関して、
製造の容易性の観点から、さらに鋭意研究を重ねた結
果、本発明に至ったのである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の歯車の要旨とす
るところは、歯形の歯末及び歯元が半円形状或いはその
類似形状であり、一定形状を成すピッチ線から回動中心
までの距離が不定である一対の歯車対を構成し、組合せ
歯車対においては、少なくとも前記２対の歯車対の歯
が、ピッチ曲線方向に互いにずらされて形成かつ積層さ
れることにより、一の歯車部品の歯末及び他の歯車部品
の歯元、並びに一の歯車部品の歯元及び他の歯車部品の
歯末が、略閉じた所定形状を形成することにある。ここ
に、略閉じた所定形状とは、円形状又は環状を言う。

【０００６】ここに、本明細書において、歯末とは、歯
形のうち、ピッチ線よりも外側の部分を言い、歯元と
は、歯形のうち、ピッチ線よりも内側の部分を言う。な
お、本発明の歯車を、波形の輪郭曲線を有するカムと称
しても良い。

【０００７】このような本発明の歯車は、歯末、歯元を
略円弧形状等に構成しているため、歯形の形成がラック
型工具を使用しない円筒形又は類似円筒形工具を用い
て、ＮＣ工作機械、プレス加工又は射出成形によって容
易に行われる。また、高品質な歯面が必要な時には、歯
面の仕上げ加工が、バレル、ラッピング又はショットピ
ーニング等によって容易に行われる。また、一の歯車部
品の歯末及び他の歯車部品の歯元、並びに一の歯車部品
の歯元及び他の歯車部品の歯末が、略閉じた所定形状を
形成するため、このような歯車同士を噛合させることに
より、結果的に、一の歯形について言うならば、閉じた
形状の輪郭線に渡って噛合していることとなる。例え
ば、歯末及び歯元が半円形状ならば、閉じた円形状に渡
って噛合し、歯末及び歯元が半楕円形状ならば、閉じた
楕円形状に渡って噛合することとなる。

【０００８】このような本発明の歯車において、歯形の
歯末、歯元の中心点がピッチ線上若しくはその近傍、又
は基礎円上若しくはその近傍に位置する構成の場合に
は、プレス加工や射出成形の型をＮＣ工作機械によって
形成する場合に、ＮＣデータの作成が容易に行われる。
また、ＮＣ工作機械（ＮＣレーザー加工機、ＮＣ放電加
工機、ＮＣマシニングセンター、ＮＣフライス盤、ＮＣ
複合機等）によって歯車を形成する場合でも、ＮＣデー
タの作成が容易に行われる。また、歯形の形成がプレス
加工や射出成形によって、より容易に行われる。なお、
円筒形などの工具を基準として成形するため、成形加工
により、又は成形加工によって製作される型成形によ
り、この歯車が加工されるので、ラック型工具を使用す
る従来の創成加工のように、加工される歯車に切り下げ
が生じることもなく、歯数の制限が、このラック型工具
の干渉分だけなくなった。

【０００９】また、本発明の歯車の要旨とするところ
は、歯形の歯末及び歯元が略半円形状である少なくとも
２個の歯車部品が、ピッチ曲線方向に半ピッチ或いは必
要な所定ピッチずらされて積層されることにより、一の
歯車部品の歯末及び他の歯車部品の歯元、並びに一の歯
車部品の歯元及び他の歯車部品の歯末が、略円形状を形
成することにある。

【００１０】また、本発明の歯車の要旨とするところ
は、前記本発明の歯車において、一定形状を成すピッチ
線から回動中心までの距離が不定であることにある。こ
こに、本明細書において、一定形状を成すピッチ線から
回動中心までの距離が不定である歯車を、変形歯車と言
う。

【００１１】なお、この本発明の歯車の場合、２個の歯
車の歯形同志の接触点から引いた法線と、２個の回動中
心を結ぶ直線との交点は、ピッチ線同志の接触点に常に
一致するとは限らず、すべり接触時の角速度一定の要件
を満たさず、２個の歯車の回転速度比に多少の変化が生
じる。しかし、本発明に係る歯車自体が回転速度比が変
化することを前提とするため、問題は生じない。逆に言
えば、回転速度比が変化することを前提とするために、
歯末、歯元を略円弧形状に構成することが可能となる。

【００１２】また、本発明の歯車の要旨とするところ
は、略円柱形状の外面を有する工具によって前記歯形を
形成することにある。すなわち、円弧曲線又は類似曲線
歯形の凸部を歯先、凹部を歯元として非円形ピッチ曲線
上に配置し、円筒形工具又は類似円筒形工具或いはそれ
らの工具により成形された型を基準として歯形を形成す
ることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の歯車の要旨とするところ
は、前記２個の歯車部品の歯形の間にローラーを設けて
はすば歯車を形成したことにある。すなわち、噛み合い
率が不足する場合には、前記積層間の歯の部分をローラ
ーで形成し、２個の歯車を必要な所定ピッチすらし、は
すば歯車とすることを特徴とする。

【００１４】また、本発明の歯車機構の要旨とするとこ
ろは、歯形の歯末及び歯元が略半円形状であり、一定形
状を成すピッチ線から回動中心までの距離が不定である
少なくとも一の歯車が、駆動側及び／又は従動側の歯車
である歯車機構であり、歯車が互いに組み合わされて機
械又は装置を回転させることにある。

【００１５】また、本発明の歯車機構の要旨とするとこ
ろは、歯形が略円形状であり、一定形状を成すピッチ線
から回動中心までの距離が不定である一の歯車と、歯形
が他の歯車の歯形と噛み合う歯形曲線であり、該一の歯
車部品に噛合された他の歯車とを備え、各種機械へ応用
し性能向上を図ることにある。すなわち、回転型機械に
一回転間の速度変動を付加し、従動側に不等速回転を与
え、往復動型機械の従動側を平滑化又は速度変動を与
え、自動化機械に変速度運動を付加し、ポンプ・圧縮機
などの流体機械の機能発生源に直接配置し、各機械装置
の出力側に優位性を付加構成させることを特徴とする円
弧歯形非円形歯車機構である。

【００１６】次に、本発明の歯車の製造方法の要旨とす
るところは、歯車を構成するための歯車素材の形状及び
該歯車素材を加工する歯車形カッタの形状をコンピュー
ター上で再現し、該コンピューター上で該歯車素材及び
歯車形カッタの間に噛み合い運動又は切削運動を与えて
創成歯切りを行い、該創成歯切りによって歯形データを
決定し、該得られた歯形データに基づいて現物の歯車素
材に成形加工を行うことにある。

【００１７】このような歯車の製造方法は、歯車素材の
形状データ及び歯車形カッタの形状データをコンピュー
ターのメモリに記憶させ、画面に表示等させ、カッタに
よる創成歯切りを行った場合のカッタ及び歯車素材の運
動奇跡を計算して表示等させ、その創成歯切りを行って
形成される歯形を計算して歯形データとしてメモリに記
憶させ、そのメモリ内の歯形データに基づいて、例えば
ＮＣデータを作成し、そのＮＣデータに基づいて成形加
工を行う方法である。本明細書において、歯車形カッタ
には、円筒形又は類似円筒形工具を含む。

【００１８】ここに、本明細書において、成形加工と
は、加工する工具と加工される歯車のいずれか一方を動
かして歯形を切ることを言い、工具及び歯車の両方を動
かしながら歯形を切る創成加工と異なる概念である。

【００１９】また、本発明の歯車の製造方法の要旨とす
るところは、前記本発明の歯車の製造方法において、前
記成形加工をＣＡＤ／ＣＡＭによって行うことにある。

【００２０】また、本発明の歯車製造用システムの要旨
とするところは、歯車を構成するための歯車素材の形状
データ及び該歯車素材を加工する歯車形カッタの形状デ
ータを記憶する形状データ記憶手段と、該歯車素材の形
状及び該歯車形カッタの形状を表示する形状表示手段
と、該歯車素材及び歯車形カッタの間に噛み合い運動又
は切削運動を与えて創成歯切りのシミュレーションを行
うシミュレーターと、該シミュレーションにより歯形デ
ータを作成する歯形データ作成手段と、該歯形データを
記憶する歯形データ記憶手段とを備えたことにある。

【００２１】また、本発明の歯車製造用プログラムの要
旨とするところは、歯車を製造するためのデータを作成
するためにコンピューターを、歯車を構成するための歯
車素材の形状データ及び該歯車素材を加工する歯車形カ
ッタの形状データを記憶する形状データ記憶手段、該歯
車素材の形状及び該歯車形カッタの形状を表示する形状
表示手段、該歯車素材及び歯車形カッタの間に噛み合い
運動又は切削運動を与えて創成歯切りのシミュレーショ
ンを行うシミュレーター、該シミュレーションにより歯
形データを作成する歯形データ作成手段、該歯形データ
を記憶する歯形データ記憶手段として機能させることに
ある。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る歯車、歯車機
構、及び歯車の製造方法の実施の形態について、図面に
基づいて詳しく説明する。

【００２３】図１において、符号１０は、本発明の歯車
である。この歯車１０は、図１に示すように、円弧曲線
の歯形の歯元２０２及び歯末２０４が略半円形状である
２個の歯車部品２０６が、ピッチ円（ピッチ曲線）２０
８方向に半ピッチずらされて積層されることにより、一
の歯車部品２０６ａの歯元２０２ａ及び他の歯車部品２
０６ｂの歯末２０４ｂ、並びに一の歯車部品２０６ａの
歯末２０４ａ及び他の歯車部品２０６ｂの歯元２０２ｂ
が、円形状を形成するように構成されている。すなわ
ち、図１に示すように、正面図において、一の歯車部品
２０６ａの歯元２０２ａの輪郭形状及び他の歯車部品２
０６ｂの歯末２０４ｂ輪郭形状が一体となって、閉じた
輪郭の円形状を構成している。また、一の歯車部品２０
６ａの歯末２０４ａの輪郭形状及び他の歯車部品２０６
ｂの歯元２０２ｂの輪郭形状も同様に、閉じた輪郭の円
形状を構成している。なお、図１において、上に重ね合
わされる歯車部品２０６の符号を２０６ａとし、下に重
ね合わされる歯車部品２０６の符号を２０６ｂとしてい
る。

【００２４】このような歯車２００は、図１において、
一の歯車部品２０６ａ同士が噛み合い、他の歯車部品２
０６ｂ同士が噛み合い、歯車部品２０６ａ同士及び歯車
部品２０６ｂ同士が同時に噛み合うことによって力が伝
達される。このような歯車２００によれば、歯車部品２
０６ａと２０６ｂとの組合せによって、噛み合い率が２
倍に向上する。また、噛合部２０９において、歯車２０
０ａと２００ｂとが完全な円当たりとなるため、転がり
摩擦の効果が望める。また、噛み合い率の向上及び転が
り伝達的要素の構成によって、騒音及び振動等の減少が
図れる。また、歯車部品２０６ａと２０６ｂとの重ね合
わせによって、歯車２００間のバックラッシュを除去す
ることができる。更に、歯車部品２０６を３個以上、多
層に重ね合わせ、又は材質を変更することにより、より
騒音及び振動を減少することができ、より高い効果を生
じさせることができる。

【００２５】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明の歯車はその他の形態でも実施し得るもの
である。

【００２６】例えば、本発明の歯車は、図２に示すよう
な歯車２１０であっても良い。この歯車２１０は、円弧
曲線の歯形の歯元２１２及び歯末２１４が略半円形状で
ある２個の歯車部品２１６が、ピッチ線２１８方向に半
ピッチずらされて積層されることにより、一の歯車部品
２１６ａの歯元２１２ａ及び他の歯車部品２１６ｂの歯
末２１４ｂ、並びに一の歯車部品２１６ａの歯末２１４
ａ及び他の歯車部品２１６ｂの歯元２１２ｂが、円形状
を形成するように構成されている。なお、図２におい
て、上に重ね合わされる歯車部品２１６の符号を２１６
ａとし、下に重ね合わされる歯車部品２１６の符号を２
１６ｂとしている。さらに、一定形状を成すピッチ線２
１８から回動中心２２０までの距離が不定であるように
構成されている。このような歯車２１０によれば、歯車
２００と同様の効果が生じるとともに、従動側の歯車２
１０を変速させながら回動させることができる変速歯車
としての効果が生じる。また、図２において、一対の歯
車２１０の接触点（ピッチ点）は、各軸の中心２２０と
２２０とを結ぶ直線上に必ず存在することを特徴として
いる。

【００２７】この歯車２１０は、歯形の歯元２１２及び
歯末２１４が略半円形状であるとともに、歯元２１２及
び歯末２１４の中心点がピッチ線２１８上に位置してい
る。このため、変形歯車であっても、型を使用して、プ
レス加工、鍛造、焼結又は射出成形等を行って製造する
ことが容易にできる。変形歯車である歯車２１０の大量
生産が可能となり、歯車２１０の製造コスト及び製造工
数を低減することができる。なお、この型の形成におい
ては、ＣＡＤ又はＣＡＤ／ＣＡＭによって得られたＮＣ
データに基づき、ＮＣレーザー加工機、ＮＣ放電加工
機、ＮＣマシニングセンター、ＮＣフライス盤、ＮＣタ
ーニングセンター、又はＮＣ複合加工機等のＮＣ工作機
械を使用して形成することが好ましい。その場合、円形
刃又はそれに類似のエンドミルやワイヤー（ＮＣ放電加
工用）、レーザービームなどの工具類で歯形を形成させ
る。噛み合う相手歯車が円形又はそれに類似の曲線歯形
の為、精度よく円滑に噛み合うことが可能となる。この
例の歯車２１０によれば、歯元２１２及び歯末１４を略
半円形状に構成しているが、サイクロイド曲線又はイン
ボリュート曲線等の形状を使用しても良い。

【００２８】また、歯車２１０のような歯形自体をＮＣ
工作機等の工作機械を使用して形成する場合であって
も、歯元２１２及び歯元２１４を略半円弧形状等に構成
するため、ＣＡＤ又はＣＡＤ／ＣＡＭによるＮＣデータ
の作成、又はＮＣ工作機械による切削を容易に行うこと
ができる。このため、歯車２１０の歯形自体をＮＣ工作
機等の工作機械を使用して形成する場合であっても、歯
車２１０の製造コスト及び製造工数を低減することがで
きる。

【００２９】また、歯車２１０のような自由形状の歯車
の場合、バレル、ラッピング又はショットピーニング等
の仕上げ加工によって容易に歯面等の仕上げ加工を実施
できる。そして、粒状研磨材、ラップ粉、又は鋼粒子等
の粒状体を使用するため、多数個を同時に、かつ容易に
仕上げ加工を行うことができる。また、高価な創成型歯
車研削用ＮＣ工作機械を使用する必要がなく、歯車２１
０の製造コストを低減することができる。

【００３０】ここに、歯車２１０の場合、図３に示すよ
うに、歯車部品２１６ａと歯車部品２１６ｂとを介在部
材２１７を介して離隔させることが好ましい。なお、介
在部材２１７は、歯車部材２１６ａ及び２１６ｂの両方
又はいずれか一方と一体でも良い。このように歯車部品
２１６ａと歯車部品２１６ｂとを離隔させることによ
り、歯車部品２１６ａ又は２１６ｂに製作誤差や変形が
あったとしても、一の歯車２１０の歯車部品２１６ａ
が、他の歯車２１０の歯車部品２１６ｂと干渉したり、
一の歯車２１０の歯車部品２１６ｂが、他の歯車２１０
の歯車部品２１６ａと干渉するのを防止できる。さら
に、潤滑油のかみ込み効果を向上させることができる。
なお、歯車２００においても、同様に、歯車部品２０６
ａと歯車部品２０６ｂとを離隔させるのが好ましい。介
在部材２１７の材質は、歯車部品２１６ａ及び２１６ｂ
と異なる材質でも良く、その外径は歯車部品２１６ａ及
び２１６ｂの製作誤差や変形に応じて決定する。一般に
は、各歯底径より小径とする。また、介在部材２１７の
替りに各歯部３２２にはすば歯車の歯としてローラー３
２４を使用すると、図８に実施例を示すようなはすば歯
車３２６になる。この場合、ずらし方は半ピッチ以外と
しても良い。また、ねじれ角に応じてずらす。

【００３１】なお、歯車２００及び２１０は、歯車部品
が１３枚歯の奇数歯であるため、歯車部品を２個合わせ
ることにより偶数歯となるが、偶数歯の歯車部品同士を
合わせて偶数歯としても良い。このように組み合わせる
ことにより、円当たり又は環状当たりとなる歯車を構成
できる。これにより、従来の歯車と比較して、歯の強度
及び噛み合い効率が飛躍的に向上する。また、円形歯形
の歯車の場合、奇数歯の歯車部品と偶数歯の歯車部品と
を組み合わせることも可能である。なお、非円形歯形の
歯車の場合、奇数歯の歯車部品同士を組み合わせること
となる。さらに、この例では、一方の歯車にバネ抵抗を
付加して歯間のバックラッシュを除去することもでき
る。環状言う当たりになるため、振動を減少させること
ができるとともに、噛み合いの円滑さを向上させること
ができるという効果がある。

【００３２】また、本発明の歯車は、図４に示すバレル
３００の回転に使用しても良い。図４において、符号３
０２は、本発明の非円形歯車であり、駆動側の歯車３０
２ａと従動側の歯車３０２ｂとを組み合わせて本発明の
歯車機構３０４を構成し、バレル３００を回転駆動させ
るように構成されている。歯車３０２ａ又は３０２ｂと
しては、歯車２００等が使用される。このバレル３００
は、非円形歯車３０２同士が噛み合って回転することに
より、変速しながら回転する。このため、研磨対象物を
不規則運動させることにより、すべり速度のアップと研
磨長さの延長を図って、研磨効率を向上させることがで
きる。また、例えば、図４のバレル３００を偏心させた
り、又は揺動させたり、その組み合わせ等により、さら
に研磨効率を向上させることも可能である。これは、バ
レル３００に限定されず、その他の磁気研磨加工機、ポ
ンプ、コンプレッサ、洗濯機、又は洗濯乾燥機等にも応
用できる。そして、２サイクル又は４サイクルエンジン
の出力側の変動を減少させる役割も果たせる。さらに、
発電機への応用によって発電効果をアップすることも可
能である。特に、風力又は波力発電に応用できる。ま
た、増速比によって、はずみ効果が発生する。

【００３３】なお、バレルの形状は特に限定されず、図
５に示すようなバレル３０４であっても良い。このバレ
ル３０４は、内壁が６角形に構成されているため、研磨
対象物をより不規則に運動させて、研磨効率を向上させ
ることができる。なお、バレルの内壁の形状は６角形に
限定されず、３角形、４角形、５角形、７角形又は８角
形等の他の多角形であっても良い。また、楕円形、ハー
ト形状、卵形状、長方形又は星形状であっても良い。さ
らに、使用する非円形歯車の形状も多様化でき、様々な
多角形（３角形、４角形、５角形等）、楕円形、ハート
形、卵形、うず巻状などの形状を必要に応じ採用でき
る。

【００３４】また、本発明の歯車は、図６に示すような
歯車３１０及び３１２であっても良い。歯車３１０は、
非円形のピッチ線３１４上に円形の歯３１６が配置する
ようにして構成されている。一方、歯車３１２は、図６
に示す工具３１８によって歯切りされたトロコイド歯３
２０が非円形のピッチ線３２２上に配置するようにして
構成されている。なお、トロコイド歯３２０の形状は、
図７に示すように幾何学的計算により求めることができ
る。図７において、接触する歯車対のピッチ曲線の接点
Ｐが常に各歯車軸中心Ｏ1 、Ｏ2 を結ぶ直線上に存在
し、円中心Ｏ3 とＰ点を結ぶ線上並びに中心Ｏ3 の円上
の点Ｑは歯車ＩＩの歯形上にあり、両歯車を回転させな
がら、歯車ＩＩ上の点Ｑの軌跡を求めれば、歯車ＩＩの
歯形（円弧、類似円弧、又は随伴曲線歯形）が得られ
る。トロコイド歯３２０の形状は、歯車３１２を構成す
るための歯車素材の形状及び歯車素材を加工する工具
（カッタ）３１８の形状をコンピューター上で再現し、
コンピューター上で歯車素材及び工具３１８の間に噛み
合い運動及び切削運動を与えて創成歯切りを行って、コ
ンピューターによって決定しても良い。この場合、コン
ピューターによる創成歯切りによって得られる歯形デー
タに基づいて、ＣＡＤ／ＣＡＭ等を用いて、現物の歯車
素材に成形加工を行うことができる。また、歯車３１０
及び３１２は、バレル３００の回転に使用することがで
きる。なお、トロコイド歯３２０の替りにサイクロイド
やインボリュート歯などでも良く、相手歯の違いにより
変化対応させても良い。さらに、図６の歯車形状は、図
６の形状にとどまらず、様々な多角形、楕円形、ハート
形、卵形、うず巻状などの形状を必要に応じ作成でき
る。また、図６において、一対の歯車３１０の接触点
（ピッチ点）は、各軸の中心３３０と３３０とを結ぶ直
線上に必ず存在することを特徴としている。

【００３５】以上、本発明の実施形態について図面に基
づいて説明したが、本発明に係る歯車、歯車機構及び歯
車の製造方法は、図示したものに限定されず、その他の
態様でも実施し得るものである。

【００３６】例えば、本発明の歯車の用途は、上述のも
のには限定されず、その他の用途に使用しても良い。例
えば、不定速度回動運動を生じさせることを利用して洗
濯機、洗濯機の乾燥機、攪拌機又は自動車用ワイパー等
に使用しても良い。洗濯機又は攪拌機（ミキサー、バレ
ル研磨機等）として使用した場合には、回転体（回転翼
等）を不定速度回動運動させて泡立ちを良くし、洗浄効
率又は攪拌効率を向上させることができると考えられ
る。また、リンク機構の一例である自動車用ワイパーと
して使用した場合には、窓の中央付近等の一定の部分を
通過する時のみ高速で回転させることにより、自動車用
ワイパー効果の上昇、見やすさの向上（運転視界の確保
及び向上）及び磨耗の低減ができる

【００３７】また、本発明が変形歯車の場合、不定速度
往復運動を生じさせることを利用して、図４のバレル３
００や図５のバレル３０４の替りに、その他の加工機
（磁気研磨加工機等を含む）、ポンプ又は圧縮機等に適
切な位置に配置して使用しても良い。圧縮機に使用した
場合には、変形歯車の適切な配置によって圧縮するため
の負荷に対応して往復運動又は回転運動の速度を変える
ことにより、圧縮効率を高めることができると考えられ
る。また、同一モーターを使用してさらに圧縮効率を向
上できる。なお、圧縮機には、往復動形と回転動形とが
あり、いずれにも応用できる。同様に、ポンプにも変形
歯車の適切な配置によって、ポンプ効率の向上などを図
ることができる。さらに、ポンプ、圧縮機の本体心臓部
のロータそのものに非円形円弧歯形歯車を用いても良
い。この場合、図９に示すように、歯車の外周形状又は
歯底をケーシング３２８の形状に合わせると、シール効
果をさらに高めることができる。このことによって、ポ
ンプ、圧縮機の性能が向上し、又、コンパクト化がはか
られ、在宅福祉機器への応用が図れる。

【００３８】その他、本発明はその趣旨を逸脱しない範
囲で当業者の知識に基づき種々なる改良，修正，変形を
加えた態様で実施できるものである。

【００３９】

【発明の効果】本発明の歯車によれば、歯形が円弧曲線
であるため、変形歯車であっても、ＮＣ加工等によって
容易に製造することができる。また、一の歯車部品の歯
末及び他の歯車部品の歯元、並びに一の歯車部品の歯元
及び他の歯車部品の歯末が、略閉じた所定形状を形成す
るため、このような歯車同士を噛合させることにより、
閉じた形状の輪郭線に渡って噛合していることとなる。
例えば、歯末及び歯元が半円形状ならば、閉じた円形状
に渡って噛合し、歯末及び歯元が半楕円形状ならば、閉
じた楕円形状に渡って噛合することとなる。このため、
噛み合い率が、従来の歯車に比して、略２倍に向上す
る。また、噛合部において、歯車同士が完全な円当たり
となるため、転がり摩擦の効果が望める。また、噛み合
い率の向上及び転がり伝達的要素の構成によって、騒音
及び振動等の減少が図れる。また、歯車部品同士の重ね
合わせによって、歯車間のバックラッシュを除去するこ
とができる。更に、歯車部品を３個以上、多層に重ね合
わせ、又は材質を変更することにより、さらに騒音及び
振動を減少することができ、より高い効果を生じさせる
ことができる。

【００４０】また、歯形の歯末及び歯元が略半円形状で
あり、一定形状を成すピッチ線から回動中心までの距離
が不定である少なくとも一の歯車が、駆動側及び／又は
従動側の歯車である歯車機構であり、バレルを回転させ
ることを特徴とする歯車機構によれば、少なくとも一の
歯車の歯形の歯末及び歯元が略半円形状であるため、そ
の一の歯車を成形加工等によって容易に加工でき、歯車
機構の製造が容易になる。

【００４１】また、歯形が略円形状であり、一定形状を
成すピッチ線から回動中心までの距離が不定である一の
歯車と、歯形がトロコイド曲線であり、一の歯車に噛合
された他の歯車とを備えたことを特徴とする歯車機構に
よれば、一の歯車の歯形が略円形状であるため、その一
の歯車を成形加工等によって容易に加工でき、歯車機構
の製造が容易になる。なお、一方の歯車の形状変化に伴
い、他方の歯車はトロコイド以外のサイクロイドやイン
ボリュート曲線などを使用しても良い。

【００４２】また、本発明の歯車の製造方法によれば、
円筒形又は類似円筒形工具（エンドミル、レーザ、ワイ
ヤカットを含む）を使用して、コンピューターを用いて
コンピューター上で創成歯切りを行って歯切りデータを
形成し、その歯切りデータに基づいて成形歯切りを行う
ことができる。このため、成形歯切りを容易に行って、
歯車の製造を容易に行うことができる。また、円筒形又
は類似円筒形工具を使用するため、相手円弧歯形と相似
であり、高精度で加工できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の歯車を示す図であり、同図（ａ）は歯
車を示す正面図であり、同図（ｂ）は一の歯車部品を示
す正面図であり、同図（ｃ）は他の歯車部品を示す正面
図である。

【図２】本発明の歯車の他の実施形態を示す図であり、
同図（ａ）は一の歯車部品を示す正面図であり、同図
（ｂ）は他の歯車部品を示す正面図であり、同図（ｃ）
は歯車を示す正面図である。

【図３】図２に示す歯車の側面図である。

【図４】本発明の歯車機構を示す正面図である。

【図５】本発明の歯車機構の他の実施形態を示す正面図
である。

【図６】本発明の歯車機構の更に他の実施形態を示す正
面図である。

【図７】図５の歯車機構の歯車の製造方法を説明するた
めの図であり、同図（ａ）は工具が歯車素材を切る状態
を示す正面図であり、同図（ｂ）は製造した歯車の歯形
を示す正面図である。

【図８】本発明のはすば歯車を示す斜視図である。

【図９】本発明の歯車の作用及び効果を説明するための
平面図である。

【符号の説明】

２００、２１０，３０２ａ，３０２ｂ、３１０、３１
２：歯車 ２０２ａ、２１２ｂ：歯元 ２０４ａ、２１４ｂ：歯末 ２０６ａ，２０６ｂ，２１６ａ，２１６ｂ：歯車部品 ２０８，２１８、３２２：ピッチ線 ２２０：回転中心（回動中心） ３００：バレル ３２０：トロコイド歯

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯形の歯末及び歯元が半円形状或いはそ
   の類似形状であり、一定形状を成すピッチ線から回動中
   心までの距離が不定である一対の歯車対を構成し、組合
   せ歯車対においては、少なくとも前記２対の歯車対の歯
   が、ピッチ曲線方向に互いにずらされて形成かつ積層さ
   れることにより、一の歯車部品の歯末及び他の歯車部品
   の歯元、並びに一の歯車部品の歯元及び他の歯車部品の
   歯末が、略閉じた所定形状を形成することを特徴とする
   歯車。
2. 【請求項２】 歯形の歯末及び歯元が略半円形状である
   少なくとも２個の歯車部品が、ピッチ曲線方向に半ピッ
   チ或いは必要な所定ピッチずらされて形成かつ積層され
   ることにより、一の歯車部品の歯末及び他の歯車部品の
   歯元、並びに一の歯車部品の歯元及び他の歯車部品の歯
   末が、略円形状を形成することを特徴とする歯車。
3. 【請求項３】 一定形状を成すピッチ線から回動中心ま
   での距離が不定であることを特徴とする請求項２に記載
   する歯車。
4. 【請求項４】 円筒形或いは略円柱形状の外面を有する
   工具によって前記歯形を形成することを特徴とする請求
   項１乃至請求項３のいずれかに記載する歯車。
5. 【請求項５】 前記２個の歯車部品の歯形の間にローラ
   ーを設けてはすば歯車を形成したことを特徴とする請求
   項１乃至請求項４のいずれかに記載する歯車。
6. 【請求項６】 歯形の歯末及び歯元が略半円形状であ
   り、一定形状を成すピッチ線から回動中心までの距離が
   不定である少なくとも一の歯車が、駆動側及び／又は従
   動側の歯車である歯車機構であり、歯車が互いに組み合
   わされて機械又は装置を回転させることを特徴とする歯
   車機構。
7. 【請求項７】 歯形が略円形状であり、一定形状を成す
   ピッチ線から回動中心までの距離が不定である一の歯車
   と、歯形が他の歯車の歯形と噛み合う歯形曲線であり、
   該一の歯車部品に噛合された他の歯車とを備えたことを
   特徴とする歯車機構。
8. 【請求項８】 歯車を構成するための歯車素材の形状及
   び該歯車素材を加工する歯車形カッタの形状をコンピュ
   ーター上で再現し、該コンピューター上で該歯車素材及
   び歯車形カッタの間に噛み合い運動又は切削運動を与え
   て創成歯切りを行い、該創成歯切りによって歯形データ
   を決定し、該得られた歯形データに基づいて現物の歯車
   素材に成形加工を行うことを特徴とする歯車の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記成形加工をＣＡＤ／ＣＡＭによって
   行うことを特徴とする請求項８に記載する歯車の製造方
   法。
10. 【請求項１０】 歯車を構成するための歯車素材の形状
    データ及び該歯車素材を加工する歯車形カッタの形状デ
    ータを記憶する形状データ記憶手段と、該歯車素材の形
    状及び該歯車形カッタの形状を表示する形状表示手段
    と、該歯車素材及び歯車形カッタの間に噛み合い運動又
    は切削運動を与えて創成歯切りのシミュレーションを行
    うシミュレーターと、該シミュレーションにより歯形デ
    ータを作成する歯形データ作成手段と、該歯形データを
    記憶する歯形データ記憶手段とを備えた歯車製造用シス
    テム。
11. 【請求項１１】 歯車を製造するためのデータを作成す
    るためにコンピューターを、 歯車を構成するための歯車素材の形状データ及び該歯車
    素材を加工する歯車形カッタの形状データを記憶する形
    状データ記憶手段、 該歯車素材の形状及び該歯車形カッタの形状を表示する
    形状表示手段、 該歯車素材及び歯車形カッタの間に噛み合い運動又は切
    削運動を与えて創成歯切りのシミュレーションを行うシ
    ミュレーター、 該シミュレーションにより歯形データを作成する歯形デ
    ータ作成手段、 該歯形データを記憶する歯形データ記憶手段として機能
    させるための歯車製造用プログラム。