JP2009150524A - Gear structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、噛合する歯車の軸角度の変更が可能なギア構造に関するものである。 The present invention relates to a gear structure capable of changing the shaft angle of meshing gears.
一般に、歯車列(ギア構造)を所定の軸角度で噛合させるためには、かさ歯車を用いることが知られている。しかしながら、かさ歯車は通常、軸角度が一定でなければ歯車が噛合しないように設計されているため、設計変更等により所定の軸角度が変更されてしまうと、変更後の軸角を有する別の新たなかさ歯車を用いなければならないという問題があり、所望の角度に軸角度を変更可能にさせる歯車が求められている。 In general, it is known to use a bevel gear to mesh a gear train (gear structure) at a predetermined shaft angle. However, since the bevel gear is usually designed so that the gear does not mesh unless the shaft angle is constant, if a predetermined shaft angle is changed due to a design change or the like, another shaft having a shaft angle after the change is changed. There is a problem that a new bevel gear has to be used, and there is a need for a gear that can change the shaft angle to a desired angle.
従来、軸角度を変更可能な歯車として、歯車の先端中心から所定の半径で設けられた円盤状の歯を有する特殊な歯車を用い、平歯車と噛合して、軸角度の変更を可能とさせるギア構造が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
しかしながら、上記特許文献に記載の歯車は、平歯車との当接部が凸形状の曲面となっており、また、平歯車が当該特殊な形状と対応する曲面を有していないため、噛み合い及び力の伝達効率が悪いという問題があった。また、上記歯車は、当該特殊な歯を有していることから、平歯車との高トルクの力の伝達に耐え得る強度であるかについての強度不足の懸念があった。 However, the gear described in the above patent document has a convex curved surface at the contact portion with the spur gear, and the spur gear does not have a curved surface corresponding to the special shape. There was a problem that power transmission efficiency was poor. Moreover, since the said gear has the said special tooth | gear, there existed concern that the intensity | strength was insufficient about whether it was the intensity | strength which can endure transmission of the force of high torque with a spur gear.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、軸角度の変更が任意にでき、噛み合い及び力の伝達効率を良好とする、また、高トルクの力の伝達が可能なギア構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a gear structure that can arbitrarily change the shaft angle, improve the meshing and force transmission efficiency, and can transmit a high torque force. The purpose is to do.
上記の課題を解決するために、本発明は、第1歯車と、第2歯車とが噛合するギア構造であって、上記第1歯車のピッチ円の径は、上記第1歯車の厚さ方向において外周側に所定の曲率で凸出して変化するように形成され、上記第2歯車のピッチ円の径が、上記第2歯車の厚さ方向において上記所定の曲率と同一の曲率で内周側に凹んで変化するように形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、第1歯車と、第2歯車とが厚さ方向において所定の曲形状を形成し、該曲形状に沿った軸角度の変更ができ、且つ、第1歯車の曲形状と、第2歯車の曲形状とが対応して形成されるため、噛み合い及び力の伝達を円滑にすることができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides a gear structure in which a first gear and a second gear mesh with each other, and the diameter of the pitch circle of the first gear is the thickness direction of the first gear. And the diameter of the pitch circle of the second gear is the same as the predetermined curvature in the thickness direction of the second gear on the inner peripheral side. A configuration is adopted in which it is formed to be recessed and changed.
By adopting such a configuration, in the present invention, the first gear and the second gear form a predetermined curved shape in the thickness direction, and the axial angle along the curved shape can be changed, and Since the curved shape of the first gear and the curved shape of the second gear are formed corresponding to each other, the meshing and the force transmission can be made smooth.
また、本発明では、上記第1歯車及び上記第2歯車の歯厚は、厚さ方向の位置に応じて変化するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、歯厚を変化させることによって、曲形状に対応した歯形状とすることができる。
In the present invention, a configuration is adopted in which the tooth thicknesses of the first gear and the second gear change in accordance with the position in the thickness direction.
By employ | adopting such a structure, in this invention, it can be set as the tooth shape corresponding to a curved shape by changing tooth thickness.
また、本発明では、上記第1歯車及び上記第2歯車の歯厚はそれぞれ、最大歯厚と最小歯厚との寸法比が、最大基準ピッチ円直径と最小基準ピッチ円直径との寸法比と同一となるように形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、歯厚を基準ピッチ円直径の寸法比に基づいて変化させることによって、曲形状に対応した歯形状とすることができる。
In the present invention, the tooth thickness of the first gear and the second gear is such that the dimensional ratio between the maximum tooth thickness and the minimum tooth thickness is the dimensional ratio between the maximum reference pitch circle diameter and the minimum reference pitch circle diameter. A configuration is adopted in which they are formed to be the same.
By adopting such a configuration, in the present invention, a tooth shape corresponding to a curved shape can be obtained by changing the tooth thickness based on the dimensional ratio of the reference pitch circle diameter.
また、本発明では、上記第1歯車の歯数と上記第2歯車の歯数とはそれぞれ、モジュールとピッチ円の径との所定の関係式により求められる基準歯数から、上記曲率に基づいて減少させて形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、曲率の大きさに対応するように歯数を減少させることで軸角度変更時の第1歯車の歯と第2歯車の歯との干渉を防止することができる。
In the present invention, the number of teeth of the first gear and the number of teeth of the second gear are each based on the curvature based on the reference number of teeth obtained by a predetermined relational expression between the module and the diameter of the pitch circle. A configuration in which it is formed to be reduced is adopted.
By adopting such a configuration, in the present invention, the number of teeth is decreased so as to correspond to the magnitude of the curvature, so that the interference between the teeth of the first gear and the teeth of the second gear when the shaft angle is changed is achieved. Can be prevented.
また、本発明では、上記第1歯車の歯数と上記第2歯車の歯数とはそれぞれ、モジュールとピッチ円の径との所定の関係式により求められる基準歯数から、上記第1歯車の厚さ及び上記第2歯車の厚さの少なくともいずれか一方に基づいて減少させて形成されるという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、厚さの大きさに対応するように歯数を減少させることで軸角度変更時の第1歯車の歯と第2歯車の歯との干渉を防止することができる。
In the present invention, the number of teeth of the first gear and the number of teeth of the second gear are determined based on the reference number of teeth obtained from a predetermined relational expression between the module and the diameter of the pitch circle. A configuration is adopted in which the thickness is reduced based on at least one of the thickness and the thickness of the second gear.
By adopting such a configuration, in the present invention, the number of teeth is reduced so as to correspond to the thickness, thereby causing interference between the teeth of the first gear and the teeth of the second gear when the shaft angle is changed. Can be prevented.
また、本発明では、上記第1歯車及び上記第2歯車は、直歯を有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、製造が容易で低コストのギア構造が得られる。
In the present invention, the first gear and the second gear employ a configuration having straight teeth.
By adopting such a configuration, the present invention provides a gear structure that is easy to manufacture and low cost.
また、本発明では、上記第1歯車及び上記第2歯車は、はすばを有するという構成を採用する。
このような構成を採用することによって、本発明では、高トルクで伝達効率が高く、静粛、低振動のギア構造が得られる。
In the present invention, the first gear and the second gear employ a configuration having a helical.
By adopting such a configuration, the present invention provides a gear structure with high torque, high transmission efficiency, quietness and low vibration.
本発明によれば、第1歯車と、第2歯車とが噛合するギア構造であって、上記第1歯車のピッチ円の径は、上記第1歯車の厚さ方向において外周側に所定の曲率で凸出して変化するように形成され、上記第2歯車のピッチ円の径が、上記第2歯車の厚さ方向において上記所定の曲率と同一の曲率で内周側に凹んで変化するように形成されるという構成を採用することによって、第1歯車と、第2歯車とが厚さ方向において所定の曲形状を形成し、該曲形状に沿った軸角度の変更ができ、且つ、第1歯車の曲形状と、第2歯車の曲形状とが対応して形成されるため、噛み合い及び力の伝達を円滑にすることができる。
したがって、本発明では、噛み合い及び力の伝達効率を良好とする、また、高トルクの力の伝達が可能なギア構造を提供することができる効果がある。
According to the present invention, the first gear and the second gear mesh with each other, and the diameter of the pitch circle of the first gear has a predetermined curvature on the outer peripheral side in the thickness direction of the first gear. And the diameter of the pitch circle of the second gear changes so as to be recessed toward the inner peripheral side with the same curvature as the predetermined curvature in the thickness direction of the second gear. By adopting the configuration of being formed, the first gear and the second gear form a predetermined curved shape in the thickness direction, the axial angle along the curved shape can be changed, and the first gear Since the curved shape of the gear and the curved shape of the second gear are formed correspondingly, meshing and transmission of force can be made smooth.
Therefore, according to the present invention, there is an effect that it is possible to provide a gear structure that can improve the meshing and force transmission efficiency and can transmit a high torque force.
次に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
図1は、本実施形態におけるギア構造1を示す斜視図である。
図2は、本実施形態におけるギア構造1の図1における線視X−X断面図である。
ギア構造1は、図1に示すように、厚さ方向外形が凸形状の凸歯車(第1歯車)10と、凸歯車と噛合し厚さ方向外形が凹形状の凹歯車(第2歯車)20とから構成される。また、図2示すように、凸歯車10の厚さ方向に延びる回転軸11と、凹歯車20の厚さ方向に延びる回転軸21とは互いに平行に配置されており、具体的には、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離は60mmに設定されている。
なお、本実施形態では、凸歯車10及び凹歯車20は互いに、歯の厚さが30mm、基準ピッチ円直径が60mm、モジュールが2、歯数が30枚の平歯車を基礎として設計変更されており、当該設計変更による具体的な形状については以下説明する。
FIG. 1 is a perspective view showing a
2 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1 of the
As shown in FIG. 1, the
In this embodiment, the convex
先ず、凸歯車10の形状について図3及び図4を参照して説明する。
図3は、本実施形態における凸歯車10の厚さ方向における断面図である。
図4は、本実施形態における凸歯車10が有する歯15のピッチ円の径P1に沿った矢視A断面図である。
凸歯車10は、回転軸11と、凸歯車10の厚さを厚さ方向において等分する水平線12との交点を中心点13として、厚さ方向において外周側に所定の曲率で凸出するように外形が形成されている。より詳しくは、凸歯車10の基準ピッチ円直径、歯先円直径及び歯底円直径も同様に、中心点13を中心として厚さ方向において、各々所定の曲率で凸出するように変化することとなる。
First, the shape of the convex
FIG. 3 is a sectional view in the thickness direction of the
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the arrow A along the diameter P1 of the pitch circle of the
The
より具体的に本実施形態を例に挙げて説明すると、厚さ方向において、凸歯車10の基準ピッチ円直径が、中心点13からの距離が30mmの円弧状に形成され、歯先円直径においては、中心点13からの距離が32mmの円弧状に形成され、さらに、歯底円直径においては、中心点13からの距離が27.5mmの円弧状に形成される。
したがって、基準ピッチ円直径を例に挙げると、凸歯車10の厚さ方向中央部における最大基準ピッチ円直径が60mmから、厚さ方向端部において最小基準ピッチ円直径が51.962mmまで上記曲率に基づいて変化することとなる。
More specifically, this embodiment will be described as an example. In the thickness direction, the reference pitch circle diameter of the
Therefore, taking the reference pitch circle diameter as an example, the curvature increases from the maximum reference pitch circle diameter at the central portion of the
また、凸歯車10が厚さ方向において上記のように基準ピッチ円直径を変化させるように設計変更されているため、厚さ方向端部においては、隣り合う歯15と歯15との間隔が狭小になる。したがって、本実施形態における凸歯車10の歯15は、図4に示すように、上記基準ピッチ円直径の変化に応じて、中央部において歯厚が膨らむ様に形成され、端部に向うにつれて順次歯厚が小さくなる構成となっている。具体的に歯15は、モジュールが2の歯厚(3.14mm)を基礎として、中央部において最大歯厚が3.14mmと、端部において最小歯厚が2.719mmとなるように設計変更されている。
なお、最大歯厚と最小歯厚との寸法比は、最大基準ピッチ円直径と最小基準ピッチ円直径との比と同一となるように設計されている。
In addition, since the design of the
The dimensional ratio between the maximum tooth thickness and the minimum tooth thickness is designed to be the same as the ratio between the maximum reference pitch circle diameter and the minimum reference pitch circle diameter.
対して、凹歯車20の形状について図5及び図6を参照して説明する。
図5は、本実施形態における凹歯車20の厚さ方向における断面図である。
図6は、本実施形態における凹歯車20が有する歯25のピッチ円の径P2に沿った矢視B断面図である。
凹歯車20は、図5に示すように、凸歯車10の基準ピッチ円直径が厚さ方向において変化する上記所定の曲率と同一の曲率で、厚さ方向において基準ピッチ円直径が内周側に凹んで変化するように形成されている。具体的には、凹歯車20は、回転軸21を通り凹歯車20の厚さを厚さ方向において等分する水平線22上であって、回転軸21から60mmの距離(詳しくは、凸歯車10と凹歯車20とが噛合した時の回転軸21と中心点13との距離)の点を中心点23として、厚さ方向において内周側に所定の曲率で凹んで外形が形成されている。より詳しくは、凹歯車20の歯先円直径及び歯底円直径も同様に、中心点23を中心として厚さ方向において、各々所定の曲率で内周側に凹むように変化することとなる。
On the other hand, the shape of the
FIG. 5 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the arrow B along the diameter P2 of the pitch circle of the
As shown in FIG. 5, the
より具体的に本実施形態を例に挙げて説明すると、厚さ方向において、凹歯車20の基準ピッチ円直径が、中心点23からの距離が30mmの円弧状に形成され、歯先円直径においては、中心点23からの距離が28mmの円弧状に形成され、さらに、歯底円直径においては、中心点23からの距離が32.5mmの円弧状に形成される。
したがって、基準ピッチ円直径を例に挙げると、凹歯車20の厚さ方向中央部における最小基準ピッチ円直径が60mmから、厚さ方向端部において最大基準ピッチ円直径が68.038mmまで上記曲率に基づいて変化することとなる。
More specifically, this embodiment will be described as an example. In the thickness direction, the reference pitch circle diameter of the
Therefore, taking the reference pitch circle diameter as an example, the curvature of the
また、凹歯車20が厚さ方向において上記のように基準ピッチ円直径を変化させるように設計変更されているため、凸歯車10の場合とは逆に、厚さ方向端部において隣り合う歯25と歯25との間隔が広くなってしまうため、凹歯車20の歯25は、図6に示すように、中央部から端部へ向うにつれて順次歯厚が大きくなるように設計されている。具体的には、歯25は、モジュールが2の歯厚(3.14mm)を基礎として、中央部において最小歯厚が3.14mmと、端部において最大歯厚が3.626mmとなるように設計変更されている。なお、歯25の歯厚の変化は、歯15の歯厚の変化と対応しており、図4及び図6に示すように歯25の側面25a及び歯15の側面15aの曲率が同一となるように設計されている。
Further, since the
また、上記構成の凸歯車10及び凹歯車20は、中央部の基準ピッチ円直径が60mmに設定されており、モジュールが2に設定されていれば、所定の関係式により歯数が30枚に設定されるのが通常であるが、凸歯車10及び凹歯車20が特殊な形状を有しているため、以下説明する軸角度変更時に歯の干渉(噛合不可)が起こる場合がある。したがって、軸角度変更時の歯の干渉を防止するために、本実施形態の凸歯車10及び凹歯車20は、歯数を基準歯数30枚から5枚減らして、各々歯数が25枚で構成されている。なお、この5枚減らすことは、当該ギア構造1の3Dシミュレーションに基づき、順次歯数を1枚ずつ減少させて軸角度変更時に干渉があるか否かを適宜確認して設計した結果である。さらに、歯15及び歯25の端部における歯形状の角部を上記軸角度変更時の干渉防止のために、面取りより若干大きく欠切させている(図1参照)。
Further, the
続いて、上記形状の凸歯車10と凹歯車20とからなるギア構造1の軸角度変更について図7、図8及び図9を参照して説明する。
図7は、ギア構造1の軸角度変更を説明する図である。
図8は、図7(a)に示すギア構造1の線視Y−Y断面図である。
図9は、図7(b)に示すギア構造1の線視Z−Z断面図である。
上記構成のギア構造1は、図7(b)に示す、凸歯車10と凹歯車20とが平行に配置されている状態から、図7(a)または図7(c)に示すように、凸歯車10と凹歯車20との軸角度を任意に変更させるために、凸歯車10の厚さ方向におけるピッチ円の径P1の曲形状に沿って凹歯車20を厚さ方向に移動させると、あたかも凹歯車20が凸歯車10の中心点13を通り図7において紙面垂直方向に延びる軸線回りに回転するように軸角度が変更される。
軸角度が変更されたギア構造1においては、凸歯車10のピッチ円の径P1及び凹歯車20のピッチ円の径P2が同じ曲率で変化していることから、軸角度変更時においても、適切な凸歯車10と凹歯車20との噛合関係を保つことができることとなる(図8及び図9参照)。
Next, the shaft angle change of the
FIG. 7 is a diagram for explaining the shaft angle change of the
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line YY of the
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line ZZ of the
As shown in FIG. 7A or FIG. 7C, the
In the
したがって、上述の実施の形態によれば、凸歯車10と、凹歯車20とが噛合するギア構造1であって、凸歯車10のピッチ円の径P1は、凸歯車10の厚さ方向において外周側に所定の曲率で凸出して変化するように形成され、凹歯車20のピッチ円の径P2が、凹歯車20の厚さ方向において上記所定の曲率と同一の曲率で内周側に凹んで変化するように形成されるという構成を採用することによって、凸歯車10と、凹歯車20とが厚さ方向において所定の曲形状を形成し、該曲形状に沿った軸角度の変更ができ、且つ、凸歯車10の曲形状と、凹歯車20の曲形状とが対応して形成されるため、噛み合い及び力の伝達を円滑にすることができる。
したがって、本実施形態では、軸角度の変更が任意にでき、噛み合い及び力の伝達効率を良好とする、また、高トルクの力の伝達が可能なギア構造1を提供することができる効果がある。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
Therefore, in this embodiment, the shaft angle can be arbitrarily changed, the meshing and the force transmission efficiency can be improved, and the
また、本実施形態では、凸歯車10及び凹歯車20の歯厚は、厚さ方向の位置に応じて変化するという構成を採用することによって、上記曲形状に対応した歯形状とすることができる。
In the present embodiment, the tooth thickness of the
また、本実施形態では、凸歯車10及び凹歯車20の歯厚はそれぞれ、最大歯厚と最小歯厚との寸法比が、最大基準ピッチ円直径と最小基準ピッチ円直径との寸法比と同一となるように形成されるという構成を採用することによって、歯厚を基準ピッチ円直径の寸法比に基づいて変化させ、上記曲形状に対応した歯形状を形成することができる。
In the present embodiment, the tooth thicknesses of the
また、本実施形態では、凸歯車10及び凹歯車20は、直歯を有するという構成を採用することによって、製造が容易で低コストのギア構造1が得られる。
Moreover, in this embodiment, the
(歯数減少数と曲率及び厚さとの関係)
以下、本発明におけるギア構造の歯数減少数とピッチ円の径の曲率及び厚さとの関係について、実際に設計した例を複数挙げ、図10〜図18を参照して説明する。なお、上記本実施形態と構成を同じくする部分の記載は割愛する。
また、以下の説明において、凸歯車10及び凹歯車20は、中央部における基準ピッチ円直径、並びに歯数、厚さは同一に設計されている。また、図中、中心点13は、特に断りのない場合、凸歯車の回転軸11と、凸歯車及び凹歯車の厚さを厚さ方向において等分する水平線12との交点を指すものとする。
(Relationship between number of teeth reduction and curvature and thickness)
Hereinafter, the relationship between the number of reductions in the number of teeth in the gear structure and the curvature and thickness of the pitch circle diameter will be described with reference to FIGS. In addition, description of the part which has the same structure as this embodiment is omitted.
In the following description, the
(第1設計変更例)
図10は、第1設計変更例におけるギア構造1を示す斜視図である。
図11は、第1設計変更例におけるギア構造1の厚さ方向における断面図である。
図10に示すギア構造1は、図11に示すように、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離が40mm、厚さが各々20mm、モジュールが1、ピッチ円の径P1(P2)が厚さ方向において中心点13を中心として20mm(曲率0.05)で変化するように設計した場合の例であある。第1設計変更例において、歯数は、基準歯数40枚の所、14枚減らして26枚となっている。
(First design change example)
FIG. 10 is a perspective view showing the
FIG. 11 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
As shown in FIG. 11, the
(第2設計変更例)
図12は、第2設計変更例におけるギア構造1を示す斜視図である。
図13は、第2設計変更例におけるギア構造1の厚さ方向における断面図である。
図12に示すギア構造1は、図13に示すように、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離が90mm、厚さが各々20mm、モジュールが3、ピッチ円の径P1(P2)が厚さ方向において中心点13を中心として45mm(曲率0.0222)で変化するように設計した場合の例である。第2設計変更例において、歯数は、基準歯数30枚の所、減少枚数は無く30枚となっている。
(Second design change example)
FIG. 12 is a perspective view showing the
FIG. 13 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
As shown in FIG. 13, the
(第3設計変更例)
図14は、第3設計変更例におけるギア構造1を示す斜視図である。
図15は、第3設計変更例におけるギア構造1の厚さ方向における断面図である。
図15に示すように、第3設計変更例のギア構造1は、中心点13を回転軸11の位置から水平線12に沿って凹歯車に対して近接するように25mmずらした場合を示す。
このような構成のギア構造1は、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離が100mm、厚さが各々30mm、モジュールが2、ピッチ円の径P1(P2)が厚さ方向において中心点13を中心として25mm(曲率0.04)で変化するように設計した場合の例である。第3設計変更例において、歯数は、基準歯数50枚の所、11枚減らして39枚となっている。
(Third design change example)
FIG. 14 is a perspective view showing the
FIG. 15 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
As shown in FIG. 15, the
In the
(第4設計変更例)
図16は、第4設計変更例におけるギア構造1を示す斜視図である。
図17は、第4設計変更例におけるギア構造1の厚さ方向における断面図である。
図17に示すように、第4設計変更例のギア構造1は、中心点13を回転軸11の位置から水平線12に沿って凹歯車に対して離間するように10mmずらした場合を示す。
このような構成のギア構造1は、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離が40mm、厚さが各々20mm、モジュールが1、ピッチ円の径P1(P2)が厚さ方向において中心点13を中心として30mm(曲率0.0333)で変化するように設計した場合の例である。第4設計変更例において、歯数は、基準歯数40枚の所、4枚減らして36枚となっている。
(4th design change example)
FIG. 16 is a perspective view showing the
FIG. 17 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
As shown in FIG. 17, the
In the
(第5設計変更例)
図18は、第5設計変更例におけるギア構造1を示す斜視図である。
図19は、第5設計変更例におけるギア構造1の厚さ方向における断面図である。
図19に示すように、第5設計変更例のギア構造1は、中心点13を水平線12に沿って凹歯車に対して近接するように5mmずらした場合を示す。
このような構成のギア構造1は、凸歯車10と凹歯車20との中心間距離が75mm、厚さが各々20mm、モジュールが3、ピッチ円の径P1(P2)が厚さ方向において中心点13を中心として32.5mm(曲率0.0308)で変化するように設計した場合の例である。第5設計変更例において、歯数は、基準歯数25枚の所、減少枚数は無く25枚となっている。
(Fifth design change example)
FIG. 18 is a perspective view showing the
FIG. 19 is a cross-sectional view in the thickness direction of the
As shown in FIG. 19, the
In the
以上の設計変更例により、ギア構造の歯数の減少数は、上記曲率及び厚さに起因していることが考えられ、歯数減少数と曲率及び厚さの関係は、図20に示すグラフとして表すことができる。図20に示すように、曲率が大きくなると、それに伴い歯数減少数も大きくなり、また、厚さを大きくすると、歯数減少数も大きくなる傾向にある。したがって、曲率及び厚さが小さいギア構造であれば、基準歯数から歯数を減少させずに製作できるため、設計変更による強度や剛性等の低下の懸念を回避することができる。 According to the above design change example, it is considered that the number of reductions in the number of teeth of the gear structure is caused by the curvature and thickness, and the relationship between the number of reductions in the number of teeth and the curvature and thickness is a graph shown in FIG. Can be expressed as As shown in FIG. 20, when the curvature increases, the number of reductions in the number of teeth increases accordingly, and when the thickness increases, the number of reductions in the number of teeth tends to increase. Therefore, if the gear structure has a small curvature and thickness, it can be manufactured without reducing the number of teeth from the reference number of teeth, so that the fear of a decrease in strength, rigidity, etc. due to a design change can be avoided.
したがって、本実施形態では、凸歯車10の歯数と凹歯車20の歯数とはそれぞれ、モジュールとピッチ円の径との所定の関係式により求められる基準歯数から、上記曲率に基づいて減少させて形成されるという構成を採用することによって、ギア構造1では、上記曲率の大きさに対応するように歯数を減少させることで軸角度変更時の凸歯車10の歯15と凹歯車20の歯25との干渉を防止することができる。
Therefore, in the present embodiment, the number of teeth of the
また、本実施形態では、凸歯車10の歯数と凹歯車20の歯数とはそれぞれ、モジュールとピッチ円の径との所定の関係式により求められる基準歯数から、凸歯車10の厚さ及び凹歯車20の厚さに基づいて減少させて形成されるという構成を採用することによって、ギア構造1では、凸歯車10の厚さ及び凹歯車20の厚さに対応するように歯数を減少させることで凸歯車10の歯15と凹歯車20の歯25との干渉を防止することができる。
Further, in the present embodiment, the number of teeth of the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態において、凸歯車10及び凹歯車20は、中央部における基準ピッチ円直径、並びに歯数、厚さは同一に設計されていると説明したが、本発明は、当該構成に限定されず、中央部における基準ピッチ円直径、並びに歯数、厚さが異なっていても良い。
For example, in the above-described embodiment, the
また、例えば、本実施形態では、ギア構造1は、平歯車を基準として設計変更されているため、直歯を有すると説明した。しかしながら、本発明は、上記構成に限定されるものでは無く、例えば、はすば歯車のギア構造に適応することもできる(図21及び図22参照)。
このような構成を採用することによって、はすば歯車の特性である高トルクで伝達効率が高く、静粛、低振動のギア構造が得られる。
Further, for example, in the present embodiment, the
By adopting such a configuration, it is possible to obtain a gear structure with high torque, which is a characteristic of a helical gear, high transmission efficiency, quietness and low vibration.
図21は、はすばギア構造101を示す斜視図であり、図22は、はすばギア構造101の軸角度変更時の斜視図である。
はすばギア構造101は、図21及び図22に示すように、はすばを有して厚さ方向外形が凸形状の凸歯車110と、凸歯車と噛合するはすばを有し厚さ方向外形が凹形状の凹歯車120とから構成される。なお、はすばギア構造101は、凸歯車110と凹歯車120との中心間距離が55mm、厚さが各々24mm、モジュールが2、歯数は、基準歯数25枚の所、7枚減らして18枚となっている。なお、凸歯車110及び凹歯車120は、中央部における基準ピッチ円直径、並びに歯数、厚さは同一に設計されている。
FIG. 21 is a perspective view showing the
As shown in FIGS. 21 and 22, the
1…ギア構造、10…凸歯車(第1歯車)、20…凹歯車(第2歯車)、P1,P2…ピッチ円の径
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記第1歯車のピッチ円の径は、前記第1歯車の厚さ方向において外周側に所定の曲率で凸出して変化するように形成され、前記第2歯車のピッチ円の径が、前記第2歯車の厚さ方向において前記所定の曲率と同一の曲率で内周側に凹んで変化するように形成されることを特徴とするギア構造。 A gear structure in which the first gear and the second gear mesh,
The diameter of the pitch circle of the first gear is formed to protrude and change with a predetermined curvature toward the outer peripheral side in the thickness direction of the first gear, and the diameter of the pitch circle of the second gear is changed to the first gear. 2. A gear structure characterized in that it is formed so as to be concave and change in the inner peripheral side with the same curvature as the predetermined curvature in the thickness direction of the two gears.
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JP2007331010A JP2009150524A (en) | 2007-12-21 | 2007-12-21 | Gear structure |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103352971A (en) * | 2012-11-13 | 2013-10-16 | 大连理工大学 | Involute ring surface gear transmission |
KR101408091B1 (en) | 2013-04-17 | 2014-06-16 | 주식회사 디아이씨 | Power Take-off Unit Using Helical worm gear |
CN105422795A (en) * | 2015-11-17 | 2016-03-23 | 南京航空航天大学 | Conical ring surface involute gear and machining method thereof |
-
2007
- 2007-12-21 JP JP2007331010A patent/JP2009150524A/en not_active Withdrawn
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