JP2006090470A - 直交歯車対の設計装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 諸元入力の際のユーザの負担を軽減することのできる直交歯車対の設計装置を提供する。
【解決手段】 入力部５を通じて各基本諸元がユーザ入力される際に、演算部６は、好適に入力可能な基本諸元についての限界値を、関連する他の諸元と、予め設定された諸元情報（例えば、テーブルや関係式等）とに基づいて演算し、この演算結果を、ディスプレイ装置１３等の出力部８を介して表示する。これにより、ユーザが諸元入力を行う際の負担を大幅に軽減する。その際、演算部６は、演算した限界値で規定される諸元帯域内で、基本諸元の推奨値を演算することにより、ユーザ支援をより効果的に実現する。さらに、演算部６は、演算した限界値で規定される諸元帯域内の諸元を一覧表示し、一覧表示した諸元の中から推奨値を強調表示することにより、ユーザ支援をより効果的に実現する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、ハイポイドギヤや傘歯車等の直交歯車対の設計装置に関する。

従来より、ハイポイドギヤ等の直交歯車対の諸元設定、即ち、設計方法については、例えば歯車便覧等において、既に確立されている。しかしながら、上記設計方法は、理論上は成立するものの、実際の加工に即したものとは言い難く、特に、歯車形成時のカッタの動き等を十分に考慮した諸元設計を行うものではない。

このため、直交歯車対の設計においては、設計装置（設計プログラム）が広く用いられている。例えば、特許文献１には、傘歯車の歯形の設計において、直交歯車加工機メーカであるグリーソン社が提供するプログラム（グリーソンプログラム）によってピニオンのドライブ側圧力角を変更することにより最終的な設計諸元を設定する技術が開示されている。
特開平９−３２９０８号公報

ところで、この種の設計装置を用いた歯車対の設計においては、一般に、ユーザ入力された所定の基本諸元に基づいて各種諸元が演算されるが、ユーザは、希望する最終的な設計諸元が得られるまでの間、基本諸元を繰り返し再入力する必要がある。

しかしながら、各基本諸元は互いに所定の関連性を有しているため、ユーザが適切な基本諸元を再入力するためには、予め用意された一覧表を参照する等して入力に適切な諸元帯域等を調査する必要があり、このような調査等を各基本諸元に対して繰り返し行うことは、ユーザにとって大きな負担となっていた。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、諸元入力の際のユーザの負担を軽減することのできる直交歯車対の設計装置を提供することを目的とする。

本発明は、入力された基本諸元に基づいて直交歯車対の設計諸元を演算する直交歯車対の設計装置において、好適に入力可能な上記基本諸元についての限界値を、関連する他の上記諸元と予め設定された諸元情報とに基づいて演算する入力支援情報演算手段と、上記入力支援情報演算手段の演算結果を表示手段を介して表示する入力支援情報表示制御手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の直交歯車対の設計装置によれば、諸元入力の際のユーザの負担を軽減することができる。

以下、図面を参照して本発明の形態を説明する。図面は本発明の一形態に係わり、図１は直交歯車対の設計装置の概略構成図、図２は直交歯車対の設計装置を実現するためのコンピュータシステムの一例を示す概略構成図、図３は直交歯車対設計ルーチンのフローチャート、図４は基準円錐設定サブルーチンのフローチャート、図５は諸元入力支援サブルーチンのフローチャート、図６は歯面情報演算サブルーチンのフローチャート、図７は歯車対情報演算サブルーチンのフローチャート、図８，９はハイポイドギヤの噛合いモデルの断面図、図１０は基本諸元の入力画面の表示例を示す説明図、図１１は設計諸元の表示例を示す説明図、図１２，１３は推奨値表示画面の表示例を示す説明図、図１４はピニオンカッタの要部断面図、図１５はピニオン転がり円とギヤ転がり円の関係を示す説明図、図１６はピニオンカッタによる創成点の説明図、図１７は歯面情報表示画面の表示例を示す説明図、図１８，１９，２０は歯車対情報表示画面の表示例を示す説明図である。

図８において、符号１００は直交歯車対を示し、本形態では直交歯車対１００の一例としてハイポイドギヤを示す。なお、図８に示す直交歯車対１００は、小径をなす一方の歯車（以下、ピニオンともいう）１０１Ｐ、及び、大径をなす他方の歯車（以下、ギヤともいう）１０１Ｇが、ともに勾配歯で形成されている。

この直交歯車対１００は、例えば図１に示す設計装置１を用いて設計される。設計装置１は、直交歯車対１００に係る基本的な諸元（基本諸元）等をユーザ等が入力するための入力部５と、入力部５から入力された基本諸元に基づいて各種諸元計算等を行う演算部６と、演算部６で実行される各種プログラムを格納するとともに、入力された諸元や演算部６での演算結果等を適宜記憶する記憶部７と、演算部６での演算結果等を出力する出力部８とを有して構成されている。

なお、本形態の設計装置１は、例えば図２に示すコンピュータシステム１０で実現される。コンピュータシステム１０は、例えば、コンピュータ本体１１に、キーボード１２と、表示手段の一例としてのディスプレイ装置１３と、プリンタ１４とがケーブル１５を介して接続されて要部が構成されている。そして、このコンピュータシステム１０において、例えば、コンピュータ本体１１に配設された各種ドライブ装置やキーボード１２等が入力部１５として機能するとともに、コンピュータ本体１１に内蔵されたＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等が演算部６として機能する。また、コンピュータ本体１１に内蔵されたハードディスク等が記憶部７として機能するとともに、ディスプレイ装置１３やプリンタ１４等が出力部８として機能する。

この設計装置１では、ユーザ入力等される直交歯車対１００の基本諸元等に基づき、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの諸元計算等を行う際の基準となる基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇを三次元空間上に設定し、これら基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇに基づいて、直交歯車対１００の各種諸元の演算等を行う。そして、設計装置１は、演算等によって求めた各種諸元を、入力諸元とともに設計諸元として設定する。

具体的に説明すると、設計装置１は、基本諸元を用いて、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇのピッチ点Ｐを通り、且つ、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇのルート円錐に平行な仮想的なピッチ円錐（以下、仮想ピッチ円錐とも称す）を基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとしてそれぞれ設定し、これら仮想ピッチ円錐及びその空間上の位置関係等に基づいて設計諸元についての各種演算等を行う。すなわち、本出願人らは、上述の仮想ピッチ円錐を基準円錐として各種演算等を行うことにより、歯車成形時のカッタの動きが十分に考慮され実際の加工に即した直交歯車対１００の設計を実現できることを見いだした。このため、設計装置１の記憶部７には、基本諸元を用いて各仮想ピッチ円錐を演算し、これらを基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとして設定するためのプログラムが格納されており、さらに、設定した基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇに基づいて設計諸元の演算等を行うためのプログラムが格納されている。そして、演算部６は、上述のプログラムを実行することにより、基準円錐設定手段、及び、諸元演算手段としての機能を実現する。

なお、本形態において、設計装置１は、直交歯車対１００の基準円錐として、ピッチ円錐を設定することも可能である。この場合、ピッチ円錐は、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇが勾配歯である場合には仮想ピッチ円錐と異なるが（図８中に各ピッチ円錐を二点鎖線で示す）、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇが等高歯である場合には仮想ピッチ円錐と一致する（図９参照）。

ところで、このような直交歯車対１００の設計において、最終的な設計諸元が決定されるまでには、基本諸元の変更等が繰り返し行われる。その際、ユーザの負担を軽減するため、本形態の設計装置１は、要求に応じて、ユーザに各種情報を提供することが可能となっている。

この情報提供機能の一つとして、設計装置１は、ユーザが各種基本諸元を入力する際に、関連する他の諸元に基づいて、好適に入力可能な諸元の限界値（諸元帯域）や推奨値等を入力支援情報として演算し、これらを表示することが可能である。具体的に説明すると、設計装置１の記憶部７には、各基本諸元について、入力に好適な諸元帯域（好適に入力可能な諸元の上限値／下限値等）や推奨値等と、関連する他の諸元との関係を示すテーブルや計算式等の関係を示す諸元情報が予め設定され格納されており、さらに、これら諸元情報を用い、関連する他の諸元を参照して、入力諸元についての諸元帯域や推奨値を演算するためのプログラムが格納されている。そして、演算部６は、上述のプログラムを実行することによって入力支援情報を演算し、当該演算結果を、ディスプレイ装置１３等の出力部８を介して所定の形態で表示する。すなわち、演算部は、入力支援情報演算手段、及び、入力支援情報表示制御手段としての機能を実現する。

また、例えばギヤ１０１Ｇの歯面を直線状に創成するよう設計した場合において、設計装置１は、設計諸元に基づいて、実際に創成されるピニオン１０１Ｐの歯面情報を演算し、これを表示することが可能である。具体的に説明すると、本出願人らは、例えばギヤ１０１Ｇの創成歯面を直線状とした場合に、これに噛合うピニオン１０１Ｐの創成歯面は、転がり円の接触点に対して常に垂直であることを見いだした。また、設計諸元に基づいて規定されるピニオンカッタ１６０（図１４参照）の動きは、ピニオン１０１Ｐと噛合うギヤ１０１Ｇの動きと一致し、従って、ピニオンカッタ１６０が各移動角度ζで移動した際に刃１６１で創成されるピニオン１０１Ｐの歯面の垂線上には、常に、接触点が存在する。そこで、これらの点に着目し、本出願人らは、ピニオン転がり円中心から見たギヤ転がり円の移動角度ζを媒介変数として、ピニオン１０１Ｐの創成歯面上の各創成点を算出する方法（後述する）を新たに開発した。すなわち、本算出方法は、ピニオン１０１Ｐの転がり円とギヤ１０１Ｇの転がり円（ピニオンカッタの転がり円）との接触点を通るピニオンカッタ１６０の刃面上の垂線が当該刃面と交差する点を創成点として演算されるものである。設計装置１の記憶部７には、設計諸元に基づき、上述の算出方法を用いて、実際に形成されるピニオン１０１Ｐの各創成点等の歯面情報を演算するためのプログラムが格納されている。そして、演算部６は、上述のプログラムを実行することによって歯面情報を演算し、当該演算結果を、ディスプレイ装置１３等の出力部８を介して所定の形態で表示する。すなわち、演算部６は、歯面情報演算手段、及び、歯面情報表示制御手段としての機能を実現する。なお、この歯面情報の演算は、ギヤ１０１Ｇに対しても適用が可能であることは勿論である。

また、設計装置１は、設計諸元に基づいて、直交歯車対１００についての付加的な各種情報（以下、歯車対情報と称す）を演算し、これを表示することが可能である。具体的に説明すると、設計装置１の記憶部７には、設計諸元に基づき、例えば、実際の直交歯車対１００に作用する荷重等の歯車対情報を演算するためのプログラムが格納されている。そして、演算部６は、上述のプログラムを実行することによって歯車対情報を演算し、当該演算結果を、ディスプレイ装置１３等の出力部８を介して所定の形態で画像表示する。すなわち、演算部６は、歯車対情報演算手段、及び、歯車対情報表示制御手段としての機能を実現する。

次に、上述の設計装置１を用いて行われるハイポイドギヤ１００の設計について、図３の直交歯車対の設計フローチャートに従って説明する。
このルーチンがスタートすると、演算部６は、先ず、ステップＳ１０１において、直交歯車対の基本諸元の入力画面１５０を表示し、この入力画面１５０上の各入力欄１５１に、初期表示として、予め記憶部７に格納されている標準的な直交歯車対の基本諸元を表示する（図１０参照）。この場合、入力画面１５０はディスプレイ装置１３等の出力部８を介して表示され、各入力欄１５１には、例えば、ピニオン（PINION）及びギヤ（GEAR）の歯数（NUMBER OF TEETH)Ｎ_Ｐ，Ｎ_Ｇ、ギヤの歯幅（FACE WIDTH OF THE GEAR）Ｆ、ピニオンのオフセット（PINION OFFSET）Ｅ、圧力角（SUM OF THE PRESSURE ANGLES）として合計の圧力角φ_i或いはそれぞれの歯面の圧力角φ_１r，φ_２r、ギヤピッチ円直径（PICH DIAMETER OF THE GEAR）Ｄ、カッター半径（CUTTER RADIUS）ｒ_c、ピニオン及びギヤの仕上げ取りしろ（STOCK ALLOWANCE）Δｔ_Ｐ，Δｔ_Ｇ、ピニオン捩れの方向及び捩れ角（PINION SPIRAL ANGLE）ψ_Ｐ、駆動メンバ（DRIVING MEMBER）、駆動メンバの回転方向（DIRECTION OF ROTATIONDRIVER）、バックラッシュ（BACKLASH）の最小値（MIN）及び最大値（MAX）、歯筋勾配の種類（DEPTHWISE TOOTH TAPER）、フェースミル（FACE MILL）或いはフェースホブ（FACE HOB）の選択状態、ギヤの深さ係数（DEPTH FACTOR）ｋ、ギヤのアデンダム係数（ADDENDUM FACTOR）ｋ_a、ピニオン及びギヤの強度計算で使うカッターのエッジ半径（EDGE RADIUS USED IN STRENGTH）ｒ_eP，ｒ_eG、ピニオンとギヤの歯元応力のバランス（STRENGTH BALANCE DESIRED）の選択状態、摩擦係数（COEFFICIENT OF FRICTION）μ、歯元力に影響するカッター半径の係数（CUTTER RADIUS FACTOR - KX）、ピニオントルク（PINION TORQUE）Ｔ_Ｐ、及び、参照する基準円錐の種類（REFERENCE CONE）等が表示される。併せて、演算部６は、ユーザが諸元入力についての支援を要求するため操作釦（図示の例では「？」を付した各操作釦）１５２を、入力画面１５０上の各入力欄１５１に隣接して表示する。さらに、演算部６は、設計諸元の設定結果に基づく各種情報表示を要求するための操作釦（図示の例では「Ｄｉｍ Ｓｈｅｅｔ」、「創成図」、「配置図」、「歯面荷重」を付した各操作釦）１５３を入力画面１５０上に表示する。

そして、基本諸元の入力画面１５０上で、例えば、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの歯数Ｎ_Ｐ，Ｎ_Ｇやギヤピッチ円半径Ｄ等の入力欄１５１が適宜選択され、選択された入力欄１５１に、ユーザの所望する新たな諸元値がキーボード１２等の入力部５を通じて入力されると、演算部６は、ステップＳ１０２で、入力された基本諸元の取り込みを行い、続くステップＳ１０３で、入力（変更）された新たな基本諸元に基づいて、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇを設定する。

この基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇの設定は、例えば図４に示す基準円錐設定サブルーチンのフローチャートに従って実行される。すなわち、演算部６は、先ず、ステップＳ２０１において、基本諸元として入力されているピニオンの歯数Ｎ_Ｐ、ギヤの歯数Ｎ_Ｇ、ギヤピッチ円直径Ｄ、及び、ギヤの歯幅Ｆを用い、以下の式（１）〜（３）に基づいて、ギヤのピッチ円半径Ｒ_Ｇを算出する。
ｍ＝Ｎ_Ｇ／Ｎ_Ｐ …（１）
Γ_ｊ＝ａｒｃｔａｎ（ｍ／１．２） …（２）
Ｒ_Ｇ＝（Ｄ−Ｆ・ｓｉｎΓ_ｊ）／２ …（３）
なお、式中において、ｍはギヤ比、Γ_ｊは仮のギヤピッチ円錐角である。

続くステップＳ２０２において、演算部６は、算出したギヤ比ｍ、及びギヤのピッチ円半径Ｒ_Ｇと、基本諸元として入力されているピニオンオフセットＥ、ピニオン捩れ角ψ_Ｐ、及びカッタ半径ｒ_ｃを用い、以下の式（４）〜（７）を満足させるピニオンピッチ円錐角γ、ギヤピッチ円錐角Γ、ピニオンのピッチ円半径Ｒ_Ｐ、ギヤ捩れ角ψ_Ｇを算出することで、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇの各ピッチ円錐、及びこれらの空間上での位置関係を設定する。
ｃｏｓΣ＝function１（γ，Γ，ψ_Ｐ−ψ_Ｇ） …（４）
Ｅ／Ｒ_Ｇ＝function２（γ，Γ，ψ_Ｐ−ψ_Ｇ，Ｒ_Ｐ／Ｒ_Ｇ） …（５）
ｍ＝function３（ψ_Ｐ−ψ_Ｇ，Ｒ_Ｐ／Ｒ_Ｇ，ｃｏｓψ_Ｇ／ｃｏｓψ_Ｐ） …（６）
ｒ_ｃ＝function４（γ，Γ，ψ_Ｐ，ψ_Ｇ，Ｒ_Ｐ，Ｒ_Ｇ） …（７）
ここで、式中においてΣはギヤ軸の交差角であり、本形態においてΣ＝９０°（固定値）である。

なお、上述の式（７）は、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの形成方式としてフェイスミル方式が選択されている場合のものであり、フェイスホブ方式が選択された場合には、ブレードのグループ数Ｎ_Ｂが基本諸元として追加され、式（７）に代えて、次式（７）’、すなわち、
ｒ_ｃ＝function５（γ，Γ，ψ_Ｐ，ψ_Ｇ，Ｒ_Ｐ，Ｒ_Ｇ，Ｎ_Ｂ） …（７）’
が用いられる。

続くステップＳ２０３において、演算部６は、算出したギヤのピッチ円半径Ｒ_Ｇ、及びギヤ捩れ角ψ_Ｇと、基本諸元として入力されているギヤの歯数Ｎ_Ｇ、及びギヤの深さ係数ｋを用い、以下の式（８）に基づいて有効歯丈ｈを算出する。
ｈ＝（ｋ・Ｒ_Ｇ・ｃｏｓψ_Ｇ）／Ｎ_Ｇ …（８）
続くステップＳ２０４において、演算部６は、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇのデデンダムアングルの合計δ_Σを、基本諸元として入力されている歯筋勾配の種類に応じて算出し、算出したデデンダムアングルの合計δ_Σに基づいてギヤのルート円錐角Γ_Ｒの算出を行う。
スタンダードの場合：
δ_ΣＳ＝ｈ／Ａ_Ｇ …（９）
Ａ_Ｇ＝Ｒ_Ｇ／ｓｉｎΓ …（１０）
デュープレックスの場合：
δ_ΣＤ＝（４４／４５）・（π／（Ｎ_Ｇ・ｔａｎ（φ_ｉ／２）））
・（（ｓｉｎΓ／ｃｏｓψ_Ｇ）−（Ｒ_Ｇ／ｒ_ｃ）・ｔａｎψ_Ｇ） …（１１）
チルトの場合：
Ｔ_Ｒ＝ｍｉｎ（１．３，０．０２・Ｎ_Ｐ＋１．０６） …（１２）
ΔＴ_Ｒ＝（δ_ΣＤ／δ_ΣＳ）−Ｔ_Ｒ …（１３）
ΔＴ_Ｒ≧０のとき
δ_ΣＴ＝Ｔ_Ｒ・δ_ΣＳ …（１４）
ΔＴ_Ｒ＜０のとき
δ_ΣＴ＝δ_ΣＤ …（１５）
パラレルの場合：
δ_ΣＰ＝０ …（１６）
そして、演算部６は、歯筋勾配の種類に応じて算出したδ_ΣＳ、δ_ΣＤ、δ_ΣＴ、或いはδ_ΣＰをδ_Σとし、基本諸元として入力されているギヤのアデンダム係数ｋ_ａを用い、以下の式（１７）〜（１９）に基づいて、ギヤのルート円錐角Γ_Ｒを算出する。
α_Ｇ＝ｋ_ａ・δ_Σ …（１７）
δ_Ｇ＝δ_Σ−α_Ｇ …（１８）
Γ_Ｒ＝Γ−δ_Ｇ …（１９）
ここで、式中においてα_Ｇはギヤのアデンダムアングルであり、δ_Ｇはギヤのデデンダムアングルである。

続くステップＳ２０５において、演算部６は、算出したピニオンのピッチ円半径Ｒ_Ｐ、ピニオンピッチ円錐角γ、ギヤピッチ円錐角Γ、ギヤのルート円錐角Γ_Ｒと、基本諸元として入力されているオフセットＥを用い、以下の式（２０）〜（２３）に基づいてギヤの組立距離ｚ_Ｐ、ギヤの仮想ピッチ円錐のオフセットアングルε_Ｒ、及びピニオンのフェース円錐角γ_０を算出する。

ｚ_Ｐ＝Ａ_Ｐ・ｔａｎγ・ｓｉｎΓ …（２０）
Ａ_Ｐ＝Ｒ_Ｐ／ｓｉｎγ …（２１）
ｓｉｎε_Ｒ＝Ｅ／（Ｒ_Ｇ＋Ｚ_Ｐ・ｃｏｔΓ_Ｒ …（２２）
ｓｉｎγ_０＝ｃｏｓε_Ｒ・ｃｏｓΓ_Ｒ …（２３）
そして、ステップＳ２０６において、演算部６は、算出したギヤ比ｍ、ギヤのピッチ円半径Ｒ_Ｇ、ギヤの組立距離Ｚ_Ｐ、ピニオンのフェース円錐角γ_０、ギヤのルート円錐角Γ_Ｒと、基本諸元として入力されているオフセットＥを用い、以下の式（２４）〜（２６）を満足させるピニオン及びギヤの捩れ角ψ_ＰＯ，ψ_ＧＲ、及びピニオン半径Ｒ_ＰＯを算出することで、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇの各仮想ピッチ円錐、及びこれらの空間上での位置関係を設定した後、ルーチンを抜ける。
Ｅ／Ｒ_Ｇ＝function２（γ_０，Γ_Ｒ，ψ_ＰＯ−ψ_ＧＲ，Ｒ_ＰＯ／Ｒ_Ｇ） …（２４）
Ｚ_Ｐ／Ｒ_Ｇ＝function６（γ_０，Γ_Ｒ，ψ_ＰＯ−ψ_ＧＲ，Ｒ_ＰＯ／Ｒ_Ｇ） …（２５）
ｍ＝function３（ψ_ＰＯ−ψ_ＧＲ，Ｒ_ＰＯ／Ｒ_Ｇ，ｃｏｓψ_ＧＲ／ｃｏｓ_ＰＯ） …（２６）
なお、基本諸元として参照する基準円錐の種類にピッチ円錐（PITCH）が選択されている場合には、上述のステップＳ２０２までの処理によって基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇ及びこれらの空間上での位置関係が設定される。すなわち、参照する基準円錐の種類にピッチ円錐が設定されている場合には、基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇ及びこれらの位置関係は、ピッチ円錐の諸元であるＲ_Ｐ，Ｒ_Ｇ，γ，Γ，ψ_Ｐ，ψ_Ｇ，Ｅ，Σ，ｍ，ｒ_ｃによって規定され、参照する基準円錐の種類に仮想ピッチ円錐（GEAR ROOT）が設定されている場合には、基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇ及びこれらの位置関係は、仮想ピッチ円錐の諸元であるＲ_ＰＯ，Ｒ_Ｇ，γ_０，Γ_Ｒ，ψ_ＰＯ，ψ_ＧＲ，Ｚ_Ｐ，ｍ，Ｅによって規定される。

ステップＳ１０３からステップＳ１０４に進むと、演算部６は、ステップＳ１０３で設定した基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇを基準とし、基本諸元等を用いて設計諸元を設定する。この設計諸元の各種演算等は、例えば歯車便覧等に開示されている設計方法に準拠して行われ、これにより、例えば図１１に示す設計諸元が設定される。ここで、ピッチ円錐を基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとして演算した各諸元と、仮想ピッチ円錐を基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとして演算した各諸元とでは、主として、限界圧力角、限界曲率半径、ピニオン凹面圧力角、ピニオン凸面圧力角、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇのオフセット角、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇの捩れ角、ピニオン１０１Ｐのピッチ円半径、歯面加重のアキシャルファクタ、歯面加重のセパレーティングファクタ、及び、歯面加重のタンゼンシャルファクタ等の値が異なる。

続くステップＳ１０５において、演算部６は、ユーザによって、設計諸元の設定結果に基づく各種情報表示要求がなされているか否かを調べる。この判定は、例えば、入力画面１５０上で、操作釦１５３の何れかがユーザによって操作されたか否かによって行われ、演算部６は、設計諸元についての各種表示要求がなされていると判定した場合にはステップＳ１１０に進み、一方、表示要求がなされていないと判定した場合にはステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０５からステップＳ１０６に進むと、演算部６は、ユーザによって、基本諸元の変更要求がなされているか否かを調べる。この判定は、例えば、入力画面１５０上で、入力欄１５１の何れかがユーザによって選択されているか否かによって行われ、演算部６は、所定時間が経過しても諸元変更の要求がなされていないと判定した場合にはステップＳ１０５に戻り、一方、諸元変更の要求がなされていると判定した場合にはステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０６からステップＳ１０７に進むと、演算部６は、入力画面１５０上で選択された入力欄１５１の諸元入力（変更）に際し、ユーザが支援を要求しているか否かを調べる。この判定は、例えば、入力画面１５０上で、所定の操作釦１５２がユーザによって操作されたか否かによって行われ、演算部６は、ユーザが諸元入力の支援を要求していると判定した場合にはステップＳ１０８に進み、一方、諸元入力の支援を要求していないと判定した場合にはステップＳ１０９にジャンプする。

ステップＳ１０７からステップＳ１０８に進むと、演算部６は、ユーザによって選択された諸元（すなわち、ユーザによって操作された操作釦１５２に対応する入力欄１５１の諸元）の入力についての支援を行う。この諸元入力の支援は、例えば図５に示す諸元入力支援サブルーチンのフローチャートに従って実行される。すなわち、先ず、ステップＳ３０１において、演算部６は、現在記憶部７に格納されている基本諸元及び設計諸元の中から、ユーザによって選択された諸元に関連する他の諸元を抽出する。

続くステップＳ３０２において、演算部６は、ユーザ選択された諸元に対応するマップや計算式を記憶部７から読み出し、ステップＳ３０１で抽出した諸元を用いて、現在ユーザ選択されている諸元について好適に入力可能な限界値を設定する。

ステップＳ３０２からステップＳ３０３に進むと、演算部６は、直交歯車対１００について、ユーザが優先的に要求する設計条件があるか否かを調べる。すなわち、演算部６は、例えば、操作釦１５２がユーザ操作された際に、所定の設計条件（例えば、強度の優先、静粛性の優先、或いは、生産性の優先等）を選択するための画面（図示せず）を入力画面１５０上に表示するようになっており、この選択画面上で所定の項目が選択された際に、演算部６は、直交歯車対１００の設計条件についてユーザからの要求があったと判定する。

そして、ステップＳ３０３において、設計条件についてユーザからの要求があると判定すると、演算部６は、ステップＳ３０４に進み、ステップＳ３０２で設定した限界値で規定される諸元帯域内で、ユーザの要求に応じた最も好適な諸元値を推奨値として設定した後、ステップＳ３０６に進む。

一方、ステップＳ３０３において、設計条件についてユーザからの要求がないと判定すると、演算部６は、ステップＳ３０５に進み、ステップＳ３０２で設定した限界値で規定される諸元帯域内で、標準的な諸元値を推奨値として設定した後、ステップＳ３０６に進む。

ステップＳ３０４或いはステップＳ３０５からステップＳ３０６に進むと、演算部６は、ステップＳ３０２で設定した限界値、及び、ステップＳ３０４或いはステップＳ３０５で設定した推奨値を表示するための推奨値表示画面１５５（例えば、図１２、図１３参照）を入力画面１５０上に重畳表示した後、ルーチンを抜ける。

すなわち、例えば、歯車の加工方式としてとしてフェースミル方式が選択されている場合において、カッタ半径（CUTTER RADIUS）ｒ_ｃに対応する操作釦１５２が操作されると、演算部６は、関連する他の諸元としてギヤピッチ円直径（PICH DIAMETOR OF THE GEAR）Ｄを抽出し、このギヤピッチ円直径Ｄに基づいて、好適に入力可能なカッタ半径ｒ_ｃの限界値を設定するとともに、設定した限界値の範囲内で推奨値を設定する。そして、演算部６は、例えば図１２に示すように、カッタ半径ｒ_ｃとギヤピッチ円直径Ｄとの関係を示すテーブルを推奨値表示画面１５５として入力画面１５０上に重畳表示し、この推奨値表示画面１５５上において、設定した限界値内の諸元値を選択釦１５６とともに一覧表示し、さらに、これらの中から、推奨値（図示の例では、カッタ半径ｒ_ｃ＝２．２５０に対応する選択釦１５６）を強調表示する。

また、例えば、歯車の加工方式としてフェースホブ方式が選択されている場合において、カッタ半径ｒ_ｃに対応する操作釦１５２が操作されると、演算部６は、関連する他の諸元としてギヤの歯数（NUMBER OF TEETH）Ｎ_Ｇ、ピッチ円直径（PICH DIAMETER OF THE GEAR）Ｄ、アウターコーンディスタンスＡ_０を抽出し、これらに基づいて、好適に入力可能なカッタ半径ｒ_ｃ（及びブレードのグループ数Ｎ_Ｂ）の限界値を設定するとともに、設定した限界値の範囲内で推奨値を設定する。そして、演算部６は、例えば図１３に示すように、ダイアメタルピッチ（＝２５．４・Ｎ_Ｇ／Ｄ）とアウターコーンディスタンスＡ_０との関係を示す図表を推奨値表示画面１５５として入力画面１５０上に重畳表示し、この推奨値表示画面１５５上において、設定した限界値内の諸元値を選択釦１５６とともに一覧表示し、さらに、これらの中から、推奨値（図示の例では、カッタ半径ｒ_ｃ＝５１、ブレードのグループ数Ｎ_Ｂ＝７に対応する選択釦１５６）を強調表示する。

ステップＳ１０７或いはステップＳ１０８からステップＳ１０９に進むと、演算部６は、入力画面１５０上の各入力欄１５１に適宜ユーザ入力された諸元の取り込みを行い、新たな基本諸元に基づく基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇの再設定、及び設計諸元の再設定を行うべく、ステップＳ１０３に戻る。なお、各入力欄１５１には、キーボード１２等の入力部５を通じて数値等の入力を直接的に行うことが可能であるが、ステップＳ１０８の処理によって推奨値表示画面１５５が表示されている場合には、入力部５を通じて推奨値表示画面１５５上の選択釦１５６をユーザが選択することによって、対応する入力欄１５１に、推奨値等を直接入力することが可能である。

一方、ステップＳ１０５において、設計諸元の設定結果についての各種表示要求がユーザよりなされていると判定してステップＳ１１０に進むと、演算部６は、例えば図６に示す歯面情報演算サブルーチンのフローチャートに従って、ピニオン１０１Ｐの歯面情報に係る演算を行う。

ここで、図１４に示すように、本形態のピニオンカッタ１６０を構成する刃１６１は、左右刃面上に、直線部と、当該直線部の先端で接合する円弧部とをそれぞれ有し、これら直線部及び円弧部によって、ピニオン１０１Ｐの歯面を創成する。以下、このようなピニオンカッタ１６０において、刃１６１のポイントワイズ上の各点を左右刃面の直線部の基準点Ａ（Ａ_１，Ａ_２）として定義し、左右刃面のエッジを構成する円弧部の中心点を基準点Ｚ（Ｚ_１，Ｚ_２）と定義する。さらに、これら各基準点Ａ_１，Ａ_２，Ｚ_１，Ｚ_２を総称してｘと定義する。

このルーチンがスタートすると、演算部６は、先ず、ステップＳ４０１において、ピニオン１０１Ｐの中心点Ｏ_Ｐを基準とする座標系を設定し、この座標系で、ピニオン転がり円１０３Ｐに対してギヤ転がり円（＝ピニオンカッタの転がり円）１０３Ｇが移動角度ζ＝０で接するときの各点のベクトルを演算する。ここで、移動角度ζ＝０である場合とは、ピニオン１０１Ｐの中心点Ｏ_Ｐとギヤ１０１Ｇの中心点Ｏ_Ｇとを結ぶ直線上に、ピニオン転がり円１０３Ｐとギヤ転がり円１０３Ｇの接触点Ｃが存在する場合（すなわち、図１５において、ギヤ転がり円１０３Ｇが一点鎖線で示す位置に存在する場合）であり、このときの接触点Ｃを特に接触点Ｐと定義する。なお、以下の説明において、ベクトルを表すものには添字”_v”を付す。

すなわち、ステップＳ４０１において、演算部６は、ピニオン転がり円１０３Ｐの中心点Ｏ_Ｐ’とギヤ転がり円１０３Ｇの中心点Ｏ_Ｇとを結ぶベクトル（Ｏ_Ｐ’Ｏ_Ｇ’）_v、ギヤ転がり円１０３Ｇの中心点Ｏ_Ｇ’と当該転がり円１０３Ｇ上の刃１６１の基準点Ｘ（Ａ_１，Ａ_２，Ｚ_１，Ｚ_２）とを結ぶベクトル（Ｏ_Ｇ’Ｘ）_v、接触点Ｃと基準点Ｘとを結ぶベクトル（ＣＸ）_v、刃面の直線部に沿う単位ベクトル（ｅ_ａ）_v等を演算する。

続くステップＳ４０２において、演算部６は、以下の式（２７）〜（２９）に基づいて、刃１６１の直線部による創成点Ｙ_Ａと円弧部による創成点Ｙ_Ｚとが一致するときのギヤ転がり円１０３Ｇの移動角度ζ_uを演算する。なお、以下の説明において、特に区別する必要がない場合には、創成点Ｙ_Ａ及び創成点Ｙ_Ｚを創成点Ｙと総称する。

ここで、式（２７），（２８）中の各ベクトルは、ギヤ転がり円１０３Ｇの移動角度がζ＝０であるときの各点の座標を用いて演算したベクトルである。また、式中において、ｕは刃１６１の直線部と円弧部との接合点であり、ｒ_ｅＰはピニオンカッタ１６０のエッジ半径、φ_０’はピッチリミットプレッシャアングル、Ｒ_ＮＰはピニオン１０１Ｐの半径、Ｒ_ＮＧはギヤ１０１Ｇの半径である。また、式（２９）で求まるζ_ｕの正値は、刃１６１の左歯面において直線部の創成点Ｙ_Ａと円弧部の創成点Ｙ_Ｚとが一致するときの移動角度であり、負値は、刃１６１の右歯面において直線部の創成点Ｙ_Ａと円弧部の創成点Ｙ_Ｚとが一致するときの移動角度である。

ステップＳ４０３〜ステップＳ４０７までの処理は、ギヤ転がり円１０３Ｇを所定の移動角度ζ毎に移動させ、その移動位置毎に、刃１６１の創成点Ｙを演算するための処理である。

具体的に説明すると、演算部６は、ステップＳ４０３において、以下の式（３０）に基づいて、ギヤ転がり円１０３Ｇが移動角度ζで規定される移動位置に移動したときのベクトル（ＣＸ）_vを演算する。

すなわち、図１５からも明らかなように、ギヤ転がり円１０３Ｇが移動角度ζで移動したとき、ベクトル（Ｏ_Ｐ’Ｏ_Ｇ’）_vは角度ζで回転し、ベクトル（Ｏ_Ｇ’Ｘ）_vは角度（１＋（Ｒ_ＮＰ／Ｒ_ＮＧ））ζで回転する。従って、これらの関係から、ベクトル（ＣＸ）_vは、上述の式（３０）に基づいて求まる。

続くステップＳ４０４において、演算部６は、上述のステップＳ４０３で求めたベクトル（ＣＸ）_v（＝ベクトル（ＣＺ）_v）を用い、以下の式（３１）に基づいて基準点Ｘ（＝Ｚ）と刃１６１の円弧部による創成点Ｙ_Ｚとを結ぶベクトル（ＺＹ_Ｚ）_vを演算するとともに、ベクトル（ＣＸ）_v（＝ベクトル（ＣＡ）_v）を用い、以下の式（３２）に基づいて基準点Ｘ（＝Ａ）と刃１６１の直線部による創成点Ｙ_Ａとを結ぶベクトル（ＡＹ_Ａ）_vを演算する。

すなわち、創成点Ｙ_Ｚは当然の如く刃１６１の円弧部上に存在し、ベクトル（ＣＺ）_vは創成点Ｙ_Ｚにおける歯面と垂直であることから、ベクトル（ＺＹ_Ｚ）_vは、上述の式（３１）に基づいて求まる。また、ギヤ転がり円１０３Ｇが移動角度ζで回転すると刃１６１の直線部に沿うベクトル（ｅ_ａ）_vは、角度（１＋（Ｒ_ＮＰ／Ｒ_ＮＧ））ζで回転する。そして、刃１６１の直線部による創成点Ｙ_Ａは当然の如く刃１６１の直線部上に存在し、ベクトル（ＣＡ）_vは創成点Ｙ_Ａにおける歯面と垂直であることから、ベクトル（ＡＹ_Ａ）_vは、上述の式（３２）に基づいて求まる。

続くステップＳ４０５において、演算部６は、以下の式（３３）に基づいて、ピニオン転がり円１０３Ｐの中心点Ｏ_Ｐ’と創成点Ｙとを結ぶベクトル（Ｏ_Ｐ’Ｙ）_vを演算する。

すなわち、演算部６は、ベクトル（Ｏ_Ｐ’Ｙ）_vを演算することにより、ギヤ転がり円１０３Ｇ（すなわち、ピニオンカッタ１６０）が移動角度ζで回転したときに刃１６１によって創成される歯面の創成点Ｙの座標を求める（図１６参照）。

ステップＳ４０５からステップＳ４０６に進むと、演算部６は、予め設定したギヤ転がり円１０３Ｇの移動角度範囲（−ζ_１からζ_１）内で所定角度毎に設定される全ての移動角度ζについて創成点Ｙを演算したか否かを調べる。

そして、ステップＳ４０６において、未だ、全ての移動角度ζについて創成点Ｙを演算していないと判定すると、演算部６は、ステップＳ４０７に進み、移動角度ζを所定角度変更した後、ステップＳ４０３に戻る。

一方、ステップＳ４０６において、全ての移動角度ζについて創成点Ｙを演算したと判定すると、演算部６は、ステップＳ４０８に進み、ピニオン１０１Ｐの歯面とギヤ１０１Ｇの歯面との間で干渉が発生するか否かを判定する。

このピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇとの間の干渉発生の有無の判定は、移動角度ζ_uにおける創成点（すなわち、Ｙ_Ａ＝Ｙ_Ｚとなる創成点すなわち、歯面の凹凸状態が反転する位置の創成点。以下、この創成点を変曲点Ｙ_０ともいう）の位置に基づいて行われる。すなわち、演算部６は、ピニオン１０１Ｐとギヤ１０１Ｇとの噛合いにおいて、左右歯面の変曲点Ｙ_０がともにギヤ１０１Ｇの歯先円よりも内周側にある場合（図１６（ａ）参照）に干渉が発生しないことを判定し、一方、左右歯面の変曲点Ｙ_０のうちの少なくとも何れか一方がギヤ１０１Ｇの歯先円よりも外周側にある場合（図１６（ｂ）参照）に干渉が発生することを判定する。なお、図１６中において、符号１７０はピニオン１０１Ｐの歯底円、１７１はピニオン１０１Ｐの歯先円、１７２はギヤ１０１Ｇの歯底円である。

そして、ステップＳ４０８からステップＳ４０９に進むと、演算部６は、演算した各創成点Ｙに基づき、ピニオン１０１Ｐの歯直角創成断面図に係る画像データを生成した後、ルーチンを抜ける。これにより、後述するステップＳ１１２の処理において、演算部６は、必要に応じて、ディスプレイ装置１３等の出力部８に、例えば図１７に示す歯面情報表示画面１７５を表示することが可能となる。この場合、歯面情報表示画面１７５上には、歯直角創成断面図とともに、変曲点Ｙ_０を表示することが好ましい。

次に、ステップＳ１１０からステップＳ１１１に進むと、演算部６は、例えば図７に示す歯車対情報演算サブルーチンのフローチャートに従って、得られた設計諸元から、実際に形成される直交歯車対１００の各種情報（以下、歯車対情報と称す）についての演算を行う。

このルーチンがスタートすると、演算部６は、先ず、ステップＳ５０１において、歯車対情報として、例えば、直交歯車対１００に作用する荷重についての演算を行う。すなわち、一般に、設計諸元として演算される直交歯車対１００の荷重は、アキシャルファクタ、セパレーティングファクタと呼ばれる特殊な座標系の数値で表現されるため、ユーザにとって誤解を招きやすい。また、直交歯車対１００においては、駆動メンバがピニオン１０１Ｐであるか或いはギヤ１０１Ｇであるか、及び、その回転方向が時計回（ＣＷ）りであるか或いは反時計回り（ＣＣＷ）であるかによって、作用する荷重方向等が大きく異なる。そこで、演算部６は、各駆動状態で直交歯車対１００に作用する荷重について、ユーザに明示すべく、各種演算を行う。

例えば、演算部６は、以下の処理によって、ピニオン１０１Ｐが駆動メンバとして時計回り方向に回転するときの荷重についての演算を行う。
すなわち、演算部６は、先ず、以下の式（３４）、（３５）に基づいて、直交歯車対１００のオフセット角η_Ｒ，ε_Ｒを演算する。
η_Ｒ＝ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎΓ_Ｒ／ｃｏｓγ_０） …（３４）
ε_Ｒ＝ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎγ_０／ｃｏｓΓ_Ｒ） …（３５）
なお、上述のオフセット角η_Ｒ，ε_Ｒは、仮想ピッチ円錐を基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとして設計諸元を設定した際のオフセット角であり、ピッチ円錐を基準円錐１０２Ｐ，１０２Ｇとして設計諸元を設定した際のオフセット角η，εは、以下の式（３４）’、（３５）’に基づいて演算される。
η＝ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎΓ／ｃｏｓγ） …（３４）’
ε＝ａｒｃｃｏｓ（ｓｉｎγ／ｃｏｓΓ） …（３５）’
そして、演算部６は、求めたオフセット角η_Ｒ，ε_Ｒ（或いは、η，ε）を基準とする座標系を定義し、当該座標系の各軸方向の荷重成分（図８，９参照）を演算する。ここで、図８，９において、ｎ_ＡＰ、ｎ_ＳＰ、及びｎ_ＴＰは、オフセット角η_Ｒ（或いは、η）を基準とする座標系においてピニオン１０１Ｐに作用する各荷重成分（アキシャルファクタ、セパレーティングファクタ、及び接線方向のファクタ）であり、ｎ_ＡＧ、ｎ_ＳＧ、ｎ_ＴＧは、オフセット角ε_Ｒ（或いは、ε）を基準とする座標系においてギヤ１０１Ｇに作用する各荷重成分（アキシャルファクタ、セパレーティングファクタ、及び接線方向のファクタ）である。

なお、オフセット角を基準とした上述の各荷重成分は、設計諸元として求められているアキシャルファクタ（AXIAL FACTOR）、セパレーティングファクタ（SEPARATING FACTOR）、及び、例えば以下の式（３６）、（３７）で演算されるピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの歯面荷重の円周方向成分Ｃ_Ｐ，Ｃ_Ｇを用いて演算される。
Ｃ_Ｐ＝Ｔ_Ｐ／Ｒ_Ｐ …（３６）
Ｃ_Ｇ＝（Ｔ_Ｐ／Ｒ_Ｇ）・（Ｎ_Ｇ／Ｎ_Ｇ） …（３７）
ここで、式中において、Ｔ_Ｐはピニオントルク、Ｒ_Ｐは基準円錐１０２Ｐのピッチ円半径、Ｒ_Ｇはギヤピッチ円半径、Ｎ_Ｐはピニオン歯数、Ｎ_Ｇはギヤ歯数である。

そして、演算部６は、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇについて、各荷重成分の合力（合力ベクトル）を演算する。その際、演算部６は、例えば、ピニオン１０１Ｐに作用する合力ついて、ピニオン軸とのなす角θ_１、ギヤ軸とのなす角θ_２、ピニオン軸及びギヤ軸に直角な方向とのなす角θ_３等を演算することが望ましい。

同様に、演算部６は、ピニオン１０１Ｐが駆動メンバとして反時計回り方向に回転するときの荷重、ギヤ１０１Ｇが駆動メンバとして時計回りに回転するときの荷重、ギヤ１０１Ｇが駆動メンバとして反時計回りに回転するときの荷重等についての演算を行う。

また、演算部６は、ステップＳ５０１において、歯車対情報として、例えば、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇの各種寸法（例えば、歯底円直径等）を演算する。なお、この種の歯車対情報は、設計諸元に基づいて幾何学的に求められるものである。

続くステップＳ５０２において、演算部６は、演算した各歯車対情報に基づき、所定の画像データを作成した後、ルーチンを抜ける。これにより、後述するステップＳ１１２の処理において、演算部６は、必要に応じて、ディスプレイ装置１３等の出力部８に、例えば、直交歯車対１００の配置図上に各荷重をベクトル表示した歯車対情報表示画面（例えば、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、或いは、図１９（ｂ）参照）１８０や、直交歯車対１００の配置図上に歯底円直径等の寸法を表示した歯車対情報表示画面（例えば、図２０参照）１８０を表示することが可能となる。なお、歯車対情報表示画面１８１に表示される寸法等の単位系は、ＳＩ単位や工学単位等であることが望ましい。

そして、ステップＳ１１１からステップＳ１１２に進むと、演算部６は、操作された操作釦１５３に応じた各種画面を、入力画面１５０上に重畳表示する。例えば、「Ｄｉｍ Ｓｈｅｅｔ」と付された操作釦１５３が操作されている場合、演算部６は、例えば、図１１に示す設計諸元表示画面１８２を、入力画面１５０上に重畳表示する。また、「創成図」と付された操作釦１５３が操作されている場合、演算部６は、例えば、図１７に示す歯面情報表示画面１７５を、入力画面１５０上に重畳表示する。また、「配置図」と付された操作釦１５３が操作されている場合、演算部６は、例えば、図２０に示す歯車対情報表示画面１８１を、入力画面１５０上に重畳表示する。また、「歯面荷重」と付された操作釦１５３が操作されている場合、演算部６は、例えば、図１８（ａ）、図１８（ｂ）、図１９（ａ）、或いは、図１９（ｂ）に示す歯車対情報表示画面１８０を、入力画面１５０上に重畳表示する。

そして、ステップＳ１１３に進むと、演算部６は、ステップＳ１１２で表示した各種情報に基づいて、ユーザにより諸元変更の要求がなされているか否かを調べる。この判定は、上述のステップＳ１０６の判定と同様、例えば、入力画面１５０上で、入力欄１５１の何れかがユーザによって選択されているか否かによって行われ、演算部６は、諸元変更の要求がなされていると判定した場合にはステップＳ１０７に進み、一方、例えば所定時間が経過しても諸元変更の要求がなされていないと判定した場合には、現在設定されている設計諸元を最終的な設計諸元として記憶部７に保存した後、ルーチンを抜ける。

このような形態によれば、入力部５を通じて入力された基本諸元に基づいて直交歯車対１００の設計諸元を演算するに際し、演算部６は、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇのピッチ点Ｐを通り、且つ、ピニオン１０１Ｐ及びギヤ１０１Ｇのルート円錐に平行な仮想ピッチ円錐を基準円錐１０２Ｐ、１０２Ｇとしてそれぞれ設定し、これら仮想ピッチ円錐及びその空間上の位置関係等に基づいて各種諸元計算等を行うので、歯車形成時のカッタの動きが十分に考慮され実際の加工に即した諸元設計を実現することができる。

また、入力部５を通じて各基本諸元がユーザ入力される際に、演算部６は、好適に入力可能な基本諸元についての限界値を、関連する他の諸元と、予め設定された諸元情報（例えば、テーブルや関係式等）とに基づいて演算し、この演算結果を、ディスプレイ装置１３等の出力部８を介して表示することにより、ユーザが諸元入力を行う際の負担を大幅に軽減することができる。その際、演算部６は、演算した限界値で規定される諸元帯域内で、基本諸元の推奨値を演算することにより、ユーザ支援をより効果的に実現することができる。さらに、演算部６は、演算した限界値で規定される諸元帯域内の諸元を一覧表示し、一覧表示した諸元の中から推奨値を強調表示することにより、ユーザ支援をより効果的に実現することができる。

また、得られた設計諸元に基づいて規定されるカッタ（例えば、ピニオンカッタ１６０）と、このカッタの刃面によって歯面が創成される歯車（例えば、ピニオン１０１Ｐ）との関係において、演算部６は、歯車の転がり円とカッタの転がり円との接触点Ｃを通る刃面の垂線が当該刃面と交差する点を、歯車に創成される歯面上の創成点Ｙとして求めることにより、実際に創成される歯車の歯面情報を、煩雑な製図等を行うことなく演算によって得ることができる。そして、演算部６は、歯面の凹凸状態が反転する位置の創成点Ｙを変曲点Ｙ_０として求め、この変曲点Ｙ_０の位置を評価することにより、形成される直交歯車対１００の干渉の有無を容易に判定することができる。さらに、演算部６は、演算した各創成点Ｙに基づいて創成される歯車の歯直角創成断面図等を演算し、この創成断面図をディスプレイ装置１３等を介して表示することにより、ユーザに対して、歯面情報を視覚的に認識させることができる。

また、演算部６は、得られた設計諸元に基づいて直交歯車対１００の付加的な情報である歯車対情報を演算し、演算した各種歯車対情報を、ディスプレイ装置１３等を介して画像表示することにより、ユーザが設計諸元を検討する際の負担を軽減することができる。例えば、設計諸元に基づいて、直交歯車対１００に実際に作用する荷重を歯車対情報として演算し、演算した荷重をベクトル表示した直交歯車対の配置図を、ディスプレイ装置１３等を介して画像表示することにより、例えば、ユーザが、直交歯車対１００に適用するベアリングやケースの強度等を検討する際の負担を軽減することができる。また、例えば、設計諸元に基づいて、実際に形成される直交歯車対１００の各種寸法を歯車対情報として演算し、演算した寸法を表示した直交歯車対の配置図を、ディスプレイ装置１３等を介して画像表示することにより、例えば、ユーザが、直交歯車対に適用するベアリングやケースのレイアウト等を検討する際の負担を軽減することができる。

直交歯車対の設計装置の概略構成図 直交歯車対の設計装置を実現するためのコンピュータシステムの一例を示す概略構成図 直交歯車対設計ルーチンのフローチャート 基準円錐設定サブルーチンのフローチャート 諸元入力支援サブルーチンのフローチャート 歯面情報演算サブルーチンのフローチャート 歯車対情報演算サブルーチンのフローチャート ハイポイドギヤの噛合いモデルの断面図 ハイポイドギヤの噛合いモデルの断面図 基本諸元の入力画面の表示例を示す説明図 設計諸元の表示例を示す説明図 推奨値表示画面の表示例を示す説明図 推奨値表示画面の表示例を示す説明図 ピニオンカッタの要部断面図 ピニオン転がり円とギヤ転がり円の関係を示す説明図 ピニオンカッタによる創成点の説明図 歯面情報表示画面の表示例を示す説明図 歯車対情報表示画面の表示例を示す説明図 歯車対情報表示画面の表示例を示す説明図 歯車対情報表示画面の表示例を示す説明図

符号の説明

１ … 設計装置
５ … 入力部
６ … 演算部（基準円錐設定手段、諸元演算手段、入力支援情報演算手段、入力支援情報表示制御手段、歯面情報演算手段、歯面情報表示制御手段、歯車対情報演算手段、歯車対情報表示制御手段）
７ … 記憶部
８ … 出力部
１３ … ディスプレイ装置（表示手段）
１００ … 直交歯車対
１０１Ｐ … ピニオン（歯車）
１０１Ｇ … ギヤ（歯車）
１０２Ｐ … 基準円錐
１０２Ｇ … 基準円錐
１０３Ｐ … ピニオン転がり円
１０３Ｇ … ギヤ転がり円
１６０ … ピニオンカッタ（カッタ）
１６１ … 刃
代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (3)

1. 入力された基本諸元に基づいて直交歯車対の設計諸元を演算する直交歯車対の設計装置において、
   好適に入力可能な上記基本諸元についての限界値を、関連する他の上記諸元と予め設定された諸元情報とに基づいて演算する入力支援情報演算手段と、
   上記入力支援情報演算手段の演算結果を表示手段を介して表示する入力支援情報表示制御手段とを備えたことを特徴とする直交歯車対の設計装置。
2. 上記入力支援情報演算手段は、上記限界値で規定される諸元帯域内で、上記基本諸元の推奨値を設定することを特徴とする請求項１記載の直交歯車対の設計装置。
3. 上記入力支援情報表示制御手段は、上記諸元帯域内の諸元を一覧表示し、当該一覧表示した諸元の中から上記推奨値を強調表示することを特徴とする請求項２記載の直交歯車対の設計装置。

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