JP2011185285A - ハイポイドギヤ - Google Patents

ハイポイドギヤ Download PDF

Info

Publication number
JP2011185285A
JP2011185285A JP2010047804A JP2010047804A JP2011185285A JP 2011185285 A JP2011185285 A JP 2011185285A JP 2010047804 A JP2010047804 A JP 2010047804A JP 2010047804 A JP2010047804 A JP 2010047804A JP 2011185285 A JP2011185285 A JP 2011185285A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tooth surface
end side
diameter end
ring gear
concave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010047804A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromi Miyamura
宏美 宮村
Norihiro Mizoguchi
典弘 溝口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010047804A priority Critical patent/JP2011185285A/ja
Priority to US13/579,948 priority patent/US20120318088A1/en
Priority to PCT/IB2011/000308 priority patent/WO2011107845A1/en
Priority to CN2011800124210A priority patent/CN102782367A/zh
Priority to DE112011100786T priority patent/DE112011100786T5/de
Publication of JP2011185285A publication Critical patent/JP2011185285A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/08Profiling
    • F16H55/0853Skewed-shaft arrangement of the toothed members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/14Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising conical gears only
    • F16H1/145Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes comprising conical gears only with offset axes, e.g. hypoïd gearings
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19642Directly cooperating gears
    • Y10T74/1966Intersecting axes
    • Y10T74/19665Bevel gear type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

【課題】所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するハイポイドギヤに関し、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくする。
【解決手段】リングギヤ12の凸歯面16aについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させ、この凸歯面16aに接するピニオン14の凹歯面18bについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。リングギヤ12の凹歯面16bについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させ、この凹歯面16bに接するピニオン14の凸歯面18aについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。
【選択図】図2

Description

本発明はハイポイドギヤに係り、特に、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくする技術に関するものである。
それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤが、例えば車両等の動力伝達経路に用いられている。そして、このようなハイポイドギヤの設計に際しては、所定の要求強度を満足するように凸歯面側および凹歯面側の圧力角を設定しているのが普通である(特許文献1参照)。
特開平9−32908号公報
ところで、圧力角を大きくすると強度は高くなるものの、かみあい率が低下するため、噛合歯のねじれ角を大きくすることで所定のかみあい率を確保している。しかしながら、ねじれ角を大きくすると、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大する。また、スラスト荷重が大きくなるため、軸受損失が増大するとともに耐久性が損なわれる。
図6は上記すべり速度を説明する図で、(a) はハイポイドギヤ100の概略図であり、それぞれ円錐面上に多数の噛合歯106、108(図では1つずつ示しただけ)が設けられた大径のリングギヤ102および小径のピニオン104が、食い違いの位置関係で互いに噛み合わされている。食い違いの位置関係で噛み合わされることから、これ等のリングギヤ102およびピニオン104の軸心OgおよびOpはオフセットEを有し、接触点Pを通る両円錐の母線の間には角度εが生じる。この角度εが、図6の(b) に示すようにリングギヤ102およびピニオン104の各噛合歯106、108のねじれ角φgおよびφpの差となり、次式(1) に示すすべり速度ΔVを生じる。この(1) 式において、角度εを一定とした場合、ねじれ角φgが大きくなる程すべり速度ΔVは大きくなる。そして、かみあい損失Qは、摩擦係数μおよびかみあい荷重Fを用いて次式(2) で表され、すべり速度ΔVに比例して大きくなるため、ねじれ角φg、φpが大きくなる程かみあい損失Qが大きくなる。なお、図6の(b) のベクトルVg、Vpは、それぞれリングギヤ102、ピニオン104の接触点Pにおける移動速度である。
ΔV=Vn×( tanφp− tanφg)
=Vn×〔 tan(φg+ε)− tanφg〕 ・・・(1)
Q=μ×ΔV×F ・・・(2)
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するハイポイドギヤに関し、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくすることにある。
かかる目的を達成するために、第1発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、その歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差しその歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
第2発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、その歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差しその歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
第3発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
第4発明は、第3発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加していることを特徴とする。
第5発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
第6発明は、第5発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少していることを特徴とする。
第7発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
なお、上記歯面形状は、クラウニング、バイアス等のミクロの歯面形状ではなくマクロの歯面形状を意味する。以下の歯面形状についても同様である。
第8発明は、第7発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
第9発明は、それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、その噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、その凸歯面と凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
第10発明は、第9発明のハイポイドギヤにおいて、前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められていることを特徴とする。
すなわち、本発明者等の実験、研究によれば、歯幅方向において圧力角を連続的に変化させると、同時接触線の傾きθが変化してかみあい率が変化することを見出したのであり、第1発明のようにリングギヤの噛合歯については、歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させれば、かみあい率を増加させることができた。これにより、噛合歯のねじれ角を大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、かみあい率を大きくすることができる。
第2発明はピニオン側の歯面形状に関するもので、第1発明のリングギヤの歯面形状に対応して設定される。すなわち、歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させるのであり、これにより第1発明のリングギヤと適切に噛み合って動力伝達を行うことが可能で、第1発明と同様の作用効果が得られる。
第3発明は、リングギヤの凸歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加させることにより、かみあい率を増加させることができる。この第3発明は実質的に第1発明の一実施態様に相当し、第1発明と同様の作用効果が得られる。
第4発明は、第3発明のリングギヤの凸歯面と接するピニオンの凹歯面に関するもので、そのリングギヤの凸歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられる。これにより、第3発明のリングギヤの凸歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第3発明と同様の作用効果が得られる。
第5発明は、リングギヤの凹歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を連続的に減少させることにより、かみあい率を増加させることができる。この第5発明は実質的に第1発明の一実施態様に相当し、第1発明と同様の作用効果が得られる。
第6発明は、第5発明のリングギヤの凹歯面と接するピニオンの凸歯面に関するもので、そのリングギヤの凹歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられる。これにより、第5発明のリングギヤの凹歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第5発明と同様の作用効果が得られる。
第7発明は、リングギヤの凸歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に増加させることにより、かみあい率を増加させることができ、第1発明と同様の作用効果が得られる。
第8発明は、第7発明のリングギヤの凸歯面と接するピニオンの凹歯面に関するもので、そのリングギヤの凸歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加させられる。これにより、第7発明のリングギヤの凸歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第7発明と同様の作用効果が得られる。
第9発明は、リングギヤの凹歯面に関するもので、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に減少させることにより、かみあい率を増加させることができ、第1発明と同様の作用効果が得られる。
第10発明は、第9発明のリングギヤの凹歯面と接するピニオンの凸歯面に関するもので、そのリングギヤの凹歯面に対応して設定され、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少させられる。これにより、第9発明のリングギヤの凹歯面に適切に接触して動力伝達を行うことが可能で、第9発明と同様の作用効果が得られる。
本発明が適用されたハイポイドギヤの一例を示す斜視図である。 図1のハイポイドギヤにおけるリングギヤの凸歯面および凹歯面をそれぞれ平坦面に展開して示し、圧力角および同時接触線の傾きθの変化を説明する図である。 図2のリングギヤの凸歯面および凹歯面の立体形状を示す斜視図である。 図1のハイポイドギヤにおけるピニオンの凹歯面および凸歯面をそれぞれ平坦面に展開して示し、圧力角および同時接触線の傾きθの変化を説明する図である。 ハイポイドギヤのリングギヤおよびピニオンの歯面に関し、かみあい率を大きくするための圧力角および同時接触線の傾きθの変化を、同時接触線の傾斜方向を基準にして説明する図である。 ハイポイドギヤの噛合歯のねじれ角φg、φpが大きくなるとすべり速度ΔVが大きくなることを説明する図である。
本発明は、例えばリングギヤの噛合歯のねじれ角φgよりもピニオンの噛合歯のねじれ角φpが大きくなるオフセット関係のハイポイドギヤに適用されるが、逆にリングギヤの噛合歯のねじれ角φgよりもピニオンの噛合歯のねじれ角φpが小さくなるオフセット関係のハイポイドギヤにも適用され得る。噛合歯のねじれ方向は、リングギヤとピニオンとで互いに逆向きになるが、そのねじれの方向は適宜定められる。ねじれ角φg、φpは、噛合歯の歯幅方向の全長に亘って一定であっても良いが、例えば円弧形状の噛合歯のようにねじれ角φg、φpが連続的に変化している場合でも良い。
第1発明はリングギヤに関するもので、第2発明はピニオンに関するものであり、それぞれ別個に実施することもできるが、実際にハイポイドギヤとして使用する際には、互いに接する歯面に関して本発明が適用されたリングギヤおよびピニオンを組み合わせて使用することになる。噛合歯は凸歯面および凹歯面を備えているが、必ずしも両方の歯面に適用される必要はなく、例えばリングギヤの凸歯面およびピニオンの凹歯面に適用するだけでも良いし、リングギヤの凹歯面およびピニオンの凸歯面に適用するだけでも良い。
第1発明では、歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第2の対角線方向を基準として圧力角の増減を規定しているが、同時接触線と同じ傾斜方向の第1の対角線方向を基準として、その第1の対角線が歯先側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角を連続的に増加さても実質的に同じで、第1発明の技術的範囲に含まれる。第2発明についても同様である。
第1発明および第2発明では圧力角について規定しているが、同時接触線の傾きθの増減で規定することもできる。すなわち、リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面については、歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に増加させるようにしても良い。また、ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面については、歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し歯面における第2の対角線方向において、その第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って同時接触線の傾きθを連続的に減少させるようにしても良い。圧力角の増減や同時接触線の傾きθの増減は、例えば歯幅方向において一定の変化率でリニアに変化させられる。
本発明は、車両の左右輪に駆動力を分配する差動歯車装置に設けられたリングギヤをピニオンによって回転駆動するハイポイドギヤに好適に適用されるが、車両用の他の動力伝達経路、或いは車両用以外の動力伝達経路に用いられるハイポイドギヤにも適用され得る。
以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されたハイポイドギヤ10の一例を示す斜視図で、大径のリングギヤ12および小径のピニオン14を備えている。このハイポイドギヤ10は、例えば車両の左右後輪に駆動力を分配する差動歯車装置に設けられたリングギヤ12を、プロペラシャフトに連結されたピニオン14によって回転駆動する場合に好適に用いられる。リングギヤ12には、所定のねじれ角φgで右まわりにねじれた噛合歯16が円錐面上に多数設けられている一方、ピニオン14には、所定のねじれ角φpで左まわりにねじれた噛合歯18が円錐面上に多数設けられている。これ等の噛合歯16、18は、円錐面に対して垂直方向から見た場合に何れも略円弧形状を成しており、その外周側および内周側にそれぞれ円弧状の凸歯面16a、18a、凹歯面16b、18bを備えている。リングギヤ12の軸心Ogおよびピニオン14の軸心Opは食い違いの位置関係にあり、オフセットEを有するが、本実施例ではリングギヤ12の噛合歯16のねじれ角φgよりもピニオン14の噛合歯18のねじれ角φpが大きくなる方向(図1における右下方向)にピニオン軸心Opがオフセットさせられている。ねじれ角φg、φpは、噛合歯16、18の歯幅方向の全長に亘って連続的に変化しているが、ここでは歯幅方向の中点におけるねじれ角(中央ねじれ角)を意味しており、例えばねじれ角φgは35°程度で、ねじれ角φpは50°程度である。
そして、このようなハイポイドギヤ10は、車両の前進加速走行時にはピニオン14が矢印Aで示す方向へ回転駆動されることにより、ピニオン14の噛合歯18の凹歯面18bがリングギヤ12の噛合歯16の凸歯面18aに接触するように噛み合わされて、駆動力がリングギヤ12に伝達されて矢印Bで示すように回転させられる。また、前進コースト走行時には、リングギヤ12が矢印Bで示すように回転駆動されるのに伴って、リングギヤ12の噛合歯16の凹歯面16bがピニオン14の噛合歯18の凸歯面18aに接触するように噛み合わされ、ピニオン14が矢印Aで示す方向へ回転駆動される。一方、使用頻度は低いが、車両の後進加速走行時にはピニオン14が矢印Aと反対方向へ回転駆動されることにより、ピニオン14の噛合歯18の凸歯面18aがリングギヤ12の噛合歯16の凹歯面16bに接触するように噛み合わされて、駆動力がリングギヤ12に伝達されて矢印Bと反対方向へ回転させられる。後進コースト走行時には、リングギヤ12が矢印Bと反対方向へ回転駆動されるのに伴って、リングギヤ12の噛合歯16の凸歯面16aがピニオン14の噛合歯18の凹歯面18bに接触するように噛み合わされ、ピニオン14が矢印Aと反対方向へ回転駆動される。
図2は、上記リングギヤ12の凸歯面16aおよび凹歯面16bを具体的に説明する図で、それ等の凸歯面16aおよび凹歯面16bを平坦面に展開して示した図である。各図の細かい斜線は、同時接触線を概略(厳密には湾曲線)で示したもので、ここでは噛合歯16の1ピッチを16分割して図示しており、この同時接触線の本数を16で割り算した値がかみあい率に相当する。図4および図5についても同様である。
図2の(a) は凸歯面16aに関するもので、上側の図は圧力角が15°で一定の従来の場合であり、下側の図は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を11°から19°まで上記15°を挟んで連続的に増加させた本実施例の場合である。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに増加させられている。このように圧力角が連続変化させられることにより、同時接触線の傾きθが、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に増加させられる。そして、このように圧力角一定の場合と連続変化させた場合とについて、かみあい率をシミュレーションで計算したところ、上側の圧力角一定の場合は2.75であったのに対し、下側の連続変化させた場合は2.875で、かみあい率が0.125だけ大きくなった。図3の(a) の実線は、上記凸歯面16aを立体的に示す斜視図で、一点鎖線は圧力角が15°で一定の場合である。
図2の(b) は凹歯面16bに関するもので、上側の図は圧力角が23°で一定の従来の場合であり、下側の図は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角を25°から21°まで上記23°を挟んで連続的に減少させた本実施例の場合である。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに減少させられている。このように圧力角が連続変化させられることにより、同時接触線の傾きθが、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に減少させられる。そして、このように圧力角一定の場合と連続変化させた場合とについて、かみあい率をシミュレーションで計算したところ、上側の圧力角一定の場合は2.625であったのに対し、下側の連続変化させた場合は2.75で、かみあい率が0.125だけ大きくなった。図3の(b) の実線は、上記凹歯面16bを立体的に示す斜視図で、一点鎖線は圧力角が23°で一定の場合である。
ここで、上記凸歯面16aおよび凹歯面16bについて、歯面上における同時接触線の傾斜方向を基準にして圧力角変化を見ると、何れの場合も図5の(a) に示すように同じ傾向となる。すなわち、図5の(a) に白抜き矢印で示すように、歯面上において同時接触線の傾斜方向と反対方向に傾斜する対角線を定めた場合に、その対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられることになる。同時接触線の傾斜方向と同じ方向に傾斜している対角線方向が第1の対角線方向で、そうでない対角線方向すなわち白抜き矢印で示す対角線方向が第2の対角線方向である。また、同時接触線の傾きθについても、上記一端部から他端部側へ向かうに従って連続的に増加させられる。凸歯面16aについては、小径端が一端部で、大径端が他端部であり、凹歯面16bについては、大径端が一端部で、小径端が他端部である。
一方、上記かみあい率はピニオン14の歯面との関係で定まるものであり、ピニオン14の凹歯面18bはリングギヤ12の凸歯面16aに対応する形状に定められ、ピニオン14の凸歯面18aはリングギヤ12の凹歯面16bに対応する形状に定められる。すなわち、リングギヤ12の凸歯面16aに接するピニオン14の凹歯面18bは、図4の(a) に示すように小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加させられ、それに伴って同時接触線の傾きθも、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に増加させられている。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに増加させられている。また、リングギヤ12の凹歯面16bに接するピニオン14の凸歯面18aは、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられ、それに伴って同時接触線の傾きθも、小径端側から大径端側へ向かうに従って連続的に減少させられている。本実施例では、圧力角が歯幅方向において一定の変化率でリニアに減少させられている。
このピニオン14の凸歯面18aおよび凹歯面18bについて、歯面上における同時接触線の傾斜方向を基準にして圧力角変化を見ると、何れの場合も図5の(b) に示すように同じ傾向となる。すなわち、図5の(b) に白抜き矢印で示すように、歯面上において同時接触線の傾斜方向と反対方向に傾斜する対角線を定めた場合に、その対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、その歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少させられることになる。同時接触線の傾斜方向と同じ方向に傾斜している対角線方向が第1の対角線方向で、そうでない対角線方向すなわち白抜き矢印で示す対角線方向が第2の対角線方向である。また、同時接触線の傾きθについても、上記一端部から他端部側へ向かうに従って連続的に減少させられる。凸歯面18aについては、小径端が一端部で、大径端が他端部であり、凹歯面18bについては、大径端が一端部で、小径端が他端部である。
このように、本実施例のハイポイドギヤ10においては、リングギヤ12の凸歯面16aについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に増加させ、この凸歯面16aに接するピニオン14の凹歯面18bについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に増加させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。すなわち、噛合歯16、18のねじれ角φg、φpを大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、リングギヤ12の凸歯面16aとピニオン14の凹歯面18bとのかみあい率を大きくすることができたのである。これにより、それ等のリングギヤ12の凸歯面16aとピニオン14の凹歯面18bとが接するように噛み合う前進加速走行時におけるノイズや振動等が改善される。
また、リングギヤ12の凹歯面16bについては、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に減少させ、この凹歯面16bに接するピニオン14の凸歯面18aについても、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角或いは同時接触線の傾きθを連続的に減少させることにより、それ等のかみあい率を増加させることができた。すなわち、噛合歯16、18のねじれ角φg、φpを大きくすることなくかみあい率を大きくすることが可能となり、歯面上のすべり速度が大きくなってかみあい損失が増大したり、スラスト荷重が大きくなって軸受損失が増大したり耐久性が低下したりすることを抑制しつつ、リングギヤ12の凹歯面16bとピニオン14の凸歯面18aとのかみあい率を大きくすることができたのである。これにより、リングギヤ12の凹歯面16bとピニオン14の凸歯面18aとが接するように噛み合う前進コースト走行時におけるノイズや振動等が改善される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
10:ハイポイドギヤ 12:リングギヤ 14:ピニオン 16:噛合歯(リングギヤ) 16a:凸歯面 16b:凹歯面 18:噛合歯(ピニオン) 18a:凸歯面 18b:凹歯面 θ:同時接触線の傾き φg、φp:ねじれ角

Claims (10)

  1. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記リングギヤの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、該歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し該歯面における第2の対角線方向において、該第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  2. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有する一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記ピニオンの噛合歯の少なくとも一方の歯面は、該歯面における第1の対角線方向を形成する同時接触線と交差し該歯面における第2の対角線方向において、該第2の対角線が歯元側に位置する歯幅方向の一端部から、該歯幅方向の他端部側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  3. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  4. 前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に増加している
    ことを特徴とする請求項3に記載のハイポイドギヤ。
  5. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  6. 前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って圧力角が連続的に減少している
    ことを特徴とする請求項5に記載のハイポイドギヤ。
  7. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記リングギヤの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められている
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  8. 前記リングギヤの凸歯面と接する前記ピニオンの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に増加するように歯面形状が定められている
    ことを特徴とする請求項7に記載のハイポイドギヤ。
  9. それぞれ円錐面上に所定のねじれ角でねじれた多数の噛合歯を有するとともに、該噛合歯はねじれに沿って湾曲している凸歯面および凹歯面を備えており、該凸歯面と該凹歯面とが接するように互いに噛み合わされる一対のリングギヤおよびピニオンから成るハイポイドギヤにおいて、
    前記リングギヤの凹歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められている
    ことを特徴とするハイポイドギヤ。
  10. 前記リングギヤの凹歯面と接する前記ピニオンの凸歯面は、小径端側から大径端側へ向かうに従って同時接触線の傾きθが連続的に減少するように歯面形状が定められている
    ことを特徴とする請求項9に記載のハイポイドギヤ。
JP2010047804A 2010-03-04 2010-03-04 ハイポイドギヤ Pending JP2011185285A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010047804A JP2011185285A (ja) 2010-03-04 2010-03-04 ハイポイドギヤ
US13/579,948 US20120318088A1 (en) 2010-03-04 2011-02-18 Hypoid gear
PCT/IB2011/000308 WO2011107845A1 (en) 2010-03-04 2011-02-18 Hypoid gear
CN2011800124210A CN102782367A (zh) 2010-03-04 2011-02-18 准双曲面齿轮
DE112011100786T DE112011100786T5 (de) 2010-03-04 2011-02-18 Hypoidgetriebe

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010047804A JP2011185285A (ja) 2010-03-04 2010-03-04 ハイポイドギヤ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011185285A true JP2011185285A (ja) 2011-09-22

Family

ID=43975542

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010047804A Pending JP2011185285A (ja) 2010-03-04 2010-03-04 ハイポイドギヤ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120318088A1 (ja)
JP (1) JP2011185285A (ja)
CN (1) CN102782367A (ja)
DE (1) DE112011100786T5 (ja)
WO (1) WO2011107845A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018128335A (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 歯当たり評価方法
JP2022122889A (ja) * 2016-07-22 2022-08-23 シーエムアール サージカル リミテッド 外科用ロボットアーム

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103883706B (zh) * 2014-04-17 2016-03-30 清华大学 一种准双曲面齿轮接触几何系数的设置方法
CN103883707B (zh) * 2014-04-21 2016-05-11 株洲齿轮有限责任公司 齿轮及齿轮组
CN108775376A (zh) * 2018-07-23 2018-11-09 江苏太平洋齿轮传动有限公司 一种直齿锥齿轮副及其齿向修形方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355820A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Toyota Motor Corp ハイポイド歯車のリード解析方法、ハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体、ハイポイド歯車のリード解析装置、ハイポイド歯車の成形金型製造方法及びハイポイド歯車の離型方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2930248A (en) * 1955-11-01 1960-03-29 Wildhaber Ernest Gearing
USRE28926E (en) * 1973-05-03 1976-08-10 The Gleason Works Gear tooth design
JPH0612139B2 (ja) * 1989-02-02 1994-02-16 新潟コンバーター株式会社 舶用減速逆転機
CN1047137A (zh) * 1990-04-13 1990-11-21 王国础 弧齿圆柱齿轮及加工方法
JPH07208582A (ja) * 1994-01-26 1995-08-11 Nissan Motor Co Ltd まがり歯傘歯車形ピニオン
JP3484879B2 (ja) * 1995-06-05 2004-01-06 株式会社豊田中央研究所 歯車設計方法,歯車および歯車測定方法
JP3543431B2 (ja) 1995-07-17 2004-07-14 日産自動車株式会社 傘歯車の歯形の設計方法
JP2008133873A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Aisin Seiki Co Ltd ウェブ付曲がり歯傘歯車
JP5005596B2 (ja) * 2008-03-26 2012-08-22 株式会社エンプラス まがりばかさ歯車及び歯車装置
WO2010068412A1 (en) * 2008-11-25 2010-06-17 The Gleason Works Hypoid gears with low shaft angles
US8967013B2 (en) * 2011-07-29 2015-03-03 The Gleason Works Optimization of face cone element for spiral bevel and hypoid gears
US8967012B2 (en) * 2011-08-17 2015-03-03 Gm Global Technology Operations, Llc Double involute pinion-face gear drive system
US8950284B2 (en) * 2012-02-29 2015-02-10 Hamilton Sundstrand Corporation Bevel gear for gearbox

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002355820A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Toyota Motor Corp ハイポイド歯車のリード解析方法、ハイポイド歯車のリード解析プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録媒体、ハイポイド歯車のリード解析装置、ハイポイド歯車の成形金型製造方法及びハイポイド歯車の離型方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2022122889A (ja) * 2016-07-22 2022-08-23 シーエムアール サージカル リミテッド 外科用ロボットアーム
JP7325895B2 (ja) 2016-07-22 2023-08-15 シーエムアール サージカル リミテッド 外科用ロボットアーム
US12036667B2 (en) 2016-07-22 2024-07-16 Cmr Surgical Limited Gear packaging for robotic joints
JP2018128335A (ja) * 2017-02-08 2018-08-16 トヨタ自動車株式会社 歯当たり評価方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE112011100786T5 (de) 2012-12-20
CN102782367A (zh) 2012-11-14
WO2011107845A1 (en) 2011-09-09
US20120318088A1 (en) 2012-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8201471B2 (en) Gears and gearing apparatus
JP4389946B2 (ja) 動力伝達装置
JP2011185285A (ja) ハイポイドギヤ
JP2008069921A (ja) 動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置
JP2008039044A (ja) 動力伝達チェーン、動力伝達チェーンの動力伝達部材を製造する方法および動力伝達装置
JP2009236144A (ja) まがりばかさ歯車及び歯車装置
WO2004016971A1 (en) Gear member for power transmission
JP5014038B2 (ja) 直線駆動用アクチュエータ
JP2005048903A (ja) ディファレンシャルギヤ
US20050130785A1 (en) Bevel gear
JP2007046640A (ja) シャフト及びハブの動力伝達機構
JP2007154984A (ja) 動力伝達機構
WO2020203433A1 (ja) 差動ギヤ機構およびその設計方法
JP2021156416A (ja) 差動ギヤ機構
WO2010113790A1 (ja) サイレントチェーン伝動装置
JP2008215435A (ja) デファレンシャル装置
JP4273050B2 (ja) シャフト及びハブの動力伝達機構
JP3505714B2 (ja) 回転伝達駆動構造
JP2009085331A (ja) 歯車装置
JP2007177862A (ja) 歯車装置
JP2005069475A (ja) シャフト及びハブの動力伝達機構
JP4273044B2 (ja) シャフト及びハブの動力伝達機構
JP3636713B2 (ja) シャフト及びハブの動力伝達機構
JP2007170618A (ja) 無段変速機
JP2007107669A (ja) 動力伝達チェーンおよびこれを備える動力伝達装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120530

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121005

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130409

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130520

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130827

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20140107