JP2528614B2 - 起振力打消し歯車の形成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、噛み合い時の起振力を
打消すことができる歯車の形成方法に関し、更に詳しく
は、はすば歯車あるいはやまば歯車において噛み合い時
の起振力を打消すことができる歯車形成方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、歯車機構においては、歯端の
不完全歯部近傍の噛み合い剛さ及び噛み合い線の長さの
特殊性（歯幅中央部に比して）に起因して噛み合い時に
起振力を生じている。この起振力は、はすば歯車（本明
細書においてはやまば歯車を含む）においては平歯車に
比べて小さいが、歯幅が有限であるため必ず歯端の２ヶ
所を有しており、そのため、噛み合い時に発生する起振
力を避けることができない。

【０００３】この起振力を生じる歯車の一例として、図
５の一部断面図に示すはすば歯車のように、歯車部材５
１の歯端５２から所定ネジレ角度βと所定ピッチＰで斜
めに形設した歯５３を有するはすば歯車ｈにおいては、
歯幅５４が有限であるため、必ず歯端の２ヶ所で起振力
を生じている。

【０００４】この起振力は、図６に示す線図のように、
１ピッチ毎に位相５５のように生じており、この起振力
により生じる噛み合い周波数から、歯車機構が振動及び
騒音を発生している。そのため、この起振力により発生
する振動及び騒音の低減が要望されている。

【０００５】このような歯車機構における振動及び騒音
を低減させる従来技術として、実開昭61−161463号公報
記載の考案があり、この公報記載の考案は、同軸上に同
形の歯車を複数固定し、かつ、同時に噛み合う複数対の
歯車を軸まわり方向に所定の位相差をもたせて配置した
ものである。そして、このように構成した歯車は、噛み
合い時の歯のばね剛さをみると、複数対のそれぞれの歯
のばね剛さの時間的変動が、位相差により互いに相殺さ
れ、全体としての歯のばね剛さの時間的変動が小さくな
り、歯車の軸まわり方向の振動及び歯車騒音を低減させ
ようとするものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記実開昭61
−161463号のように、同時に噛み合う複数対の同形歯車
を製作しようとしても、機械加工により製作する歯車等
は加工時に必ず異なった製作誤差を生じるため、全く同
一形状の歯車を複数製作することは不可能である。仮
に、誤差の極めて小さい歯車を製作しようとしても、非
常に困難な加工に膨大な労力と費用を費やすこととな
り、しかも期待する製作誤差も実現することが難しい。

【０００７】つまり、同一軸心上に複数固定する歯車は
互いに異なった製作誤差を有する歯車となってしまう。
従って、製作誤差に起因する噛み合い誤差等を生じてし
まい、期待する所定の位相差によって歯車が噛み合わな
くなり、あるいは、複数対のそれぞれの歯のばね剛さの
時間的変動が互いに相殺されなくなり、歯車の軸まわり
方向の振動及び歯車騒音低減を実現することが極めて難
しい。

【０００８】また、このことは上記従来のような小型歯
車に比べて、例えば、船舶用等の大型歯車にあっては誤
差が更に大きくなるため、所定の位相差で歯車を噛み合
わすことは更に難しくなり、振動及び歯車騒音低減の実
現が極めて難しくなる。

【０００９】更に、上記歯車構造は、複数の歯車を軸ま
わり方向に所定の位相差をもたせて設ける構成であるた
め、歯車以外の構成、例えば、軸穴加工，キー溝加工等
の構成が複数存在するため、組立が複雑化して手間を要
すると共に、これらの構成において生じた製作誤差によ
っても噛み合い誤差を生じてしまう。従って、上記製作
誤差と同様に期待する振動及び歯車騒音低減の実現が難
しい。

【００１０】このように、上記実開昭61−161463号にあ
っては、製作が極めて難しく、しかも製作誤差により十
分な歯車の軸まわり方向の振動及び歯車騒音低減を実現
することが難しい。

【００１１】一方、例えば、舶用等の大形歯車において
振動や騒音が大きい場合、特に水中探査船等にあって
は、計測機器の探査能力に悪影響を及ぼし、探査を困難
なものにしている。しかし、このような大形歯車におい
て上記従来技術を採用した場合、更に製作誤差が大きく
なってしまい起振力を打消すことが実現不可能となる。

【００１２】本発明は上記課題に鑑みて、製作誤差を生
じることがなく、正確に位相をずらすことができ、噛み
合い時に起振力を打消すことができる起振力打消し歯車
の形成方法を提供することを目的とすると共に、大形歯
車においても起振力打消し歯車が形成できる起振力打消
し歯車の形成方法を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１発明における起振力打消し歯車の形成方法は、
歯端から所定ネジレ角度及び所定ピッチで斜めに形設し
た歯を有するはすば歯車を形成し、該はすば歯車の軸方
向における、前記歯端から前記歯のピッチが半分となる
所定位置の円周上に、前記歯端と同一方向の歯端を形成
するように不干渉溝を削成して歯面を分割し、該不干渉
溝により分割した歯面が同一歯幅となるように該不干渉
溝を所定の溝幅に削成したことを特徴とするものであ
る。

【００１４】また、第２発明における起振力打消し歯車
の形成方法は、両歯端から所定ネジレ角度及び所定ピッ
チで斜めに形設した歯を有するやまば歯車を形成し、該
やまば歯車の軸方向における、前記両歯端から前記歯の
ピッチが半分となる所定位置の円周上に、前記両歯端と
同一方向の歯端を形成するように２本の不干渉溝を削成
して歯面を分割し、該不干渉溝により分割した歯面が歯
面中央に対して左右それぞれ同一歯幅となるように該不
干渉溝を所定の溝幅に削成したことを特徴とするもので
ある。

【００１５】

【作用】上記第１発明の構成によれば、同一製作誤差の
はすば歯車の歯面を、不干渉溝により分割して歯のピッ
チが互いに半分にずれた２つの歯面を形成するため、製
作誤差が同一で歯のピッチが半分にずれた２つの同一歯
幅の歯面を形成することができる。このはすば歯車は、
一体的に製作したはすば歯車から、半ピッチずれた２つ
の歯面を製作するため、噛み合い時の誤差も左右同一と
なり、両歯面が噛み合う誤差は正確に半ピッチとなる。

【００１６】また、上記第２発明の構成によれば、同一
製作誤差のやまば歯車の左右の歯面を、２本の不干渉溝
により歯面中央に対して左右それぞれ分割して、歯のピ
ッチが互いに半分にずれた中央部の歯面と両側部の歯面
とを形成するため、製作誤差が同一で、歯のピッチが半
分にずれた左右それぞれ２つの同一歯幅の歯面を形成す
ることができる。このやまば歯車は、一体的に製作した
やまば歯車から、左右それぞれ半ピッチずれた２つの歯
面を製作するため、噛み合い時の誤差も左右それぞれ同
一となり、左右それぞれの両歯面が噛み合う誤差は正確
に半ピッチとなる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、図において左側歯車の構成にはＡ、右側歯
車の構成にはＢを付して説明する。

【００１８】図１(a),(b),(c) は、第１実施例のはすば
歯車における起振力打消し歯車の形成方法を示す工程図
であり、図２は同実施例により形成したはすば歯車を示
す半断面図で、図３は同はすば歯車による起振力を示す
線図である。

【００１９】まず、図１によりはすば歯車形成方法の工
程を説明すると、(a) に示すように、所定幅の歯車部材
1 の一方の歯端2Aから、所定ネジレ角度β及び所定ピッ
チＰで斜めに形設した歯3 を有するはすば歯車Ｈを形成
し、(b) に示すように、はすば歯車Ｈの軸方向におけ
る、前記一方の歯端2Aから前記歯3 のピッチＰが半分、
すなわち半ピッチｐとなる所定位置4 の円周上に、前記
歯端2Aと同一方向の歯端2Bを形成するように不干渉溝7
を削成して歯面6 を歯面6Aと歯面6Bとに分割し、(c) に
示すように、上記不干渉溝7 により分割した歯面6A,6B
が同一歯幅8A,8Bとなるように不干渉溝7 を所定の溝幅5
に削成する。

【００２０】なお、上記不干渉溝7 を削成する所定位置
4 は、斜めに形設した歯3 のピッチＰが半ピッチｐとな
る位置であればよいが、上記第１実施例では歯端2 から
複数選択することができる半ピッチｐずれた位置の歯面
6 の略中央付近に決定することにより、従来よりも溝幅
5 の分だけが広い歯車としている。

【００２１】このようにして形成したはすば歯車Ｈは、
図２に示すように、歯幅の中央に設けた不干渉溝7 によ
って分割された左右同一歯幅8A,8B の２列の歯面6A,6B
が、互いに半ピッチｐずれた歯3A,3B を有している。す
なわち、歯面6Aの歯端2Aと歯面6Bの歯端2Bとにおける歯
3A,3B のピッチＰが半ピッチｐずれるように形成されて
おり、歯端2Aと歯端2Bとの噛み合いが半ピッチｐずれる
ようになっている。

【００２２】このことは、図３に示すように、仮に、歯
3Aが位相9Aの起振力を生じて噛み合っているとすると、
歯幅中央に設けた不干渉溝7 によって歯3Bは逆位相9Bの
起振力を生じながら噛み合うこととなるので、それぞれ
の歯面6A,6B に形設された歯3A,3B が互いに半ピッチ
ｐ、すなわち 180°ずれながら噛み合う始点と終点とを
有しながら噛み合うことになり、歯3Aと歯3Bとの起振力
を示す位相9A,9B が、互いに逆方向の位相となって噛み
合うことにより相殺され、結果として、はすば歯車Ｈ全
体の噛み合い時の起振力を打消している。

【００２３】つまり、歯3A,3B の始点と終点とを半ピッ
チｐずらすことで、１個のはすば歯車Ｈによって生じる
起振力を互いに打消し合うようにずらし、理論上起振力
が零になる起振力打消しはすば歯車Ｈを形成している。

【００２４】また、本発明は、上記第１実施例のよう
に、一体の歯車部材1 からはすば歯車Ｈを形成した後、
位相のずれた歯面6A,6B を形成する構成であるため、は
すば歯車Ｈ自体の製作誤差は両歯面6A,6B 共同一誤差で
あり、従来のように極力誤差を合わせるために多大な労
力と費用を費やす必要がない。

【００２５】更に、歯３が形設されたはすば歯車Ｈの軸
方向において、一方の歯端2Aから歯3 のピッチＰが半分
となる所定位置4 に不干渉溝7 を設けて歯面6 を分割す
るため、正確に半ピッチｐずれた歯面6A,6B を加工する
ことが容易にでき、多大な労力及び費用を要することな
く起振力打消しはすば歯車Ｈを形成することができる。

【００２６】次に、第２実施例のやまば歯車における起
振力打消し歯車の形成方法を、図４(a),(b),(c) に示す
工程図に基づいて説明する。なお、以下の説明では、図
において両側部の歯車の構成にはＡ、中央部の歯車の構
成にはＢを付して説明する。

【００２７】まず、(a) に示すように、所定幅の歯車部
材11の両歯端12A から、所定ネジレ角度β及び所定ピッ
チＰで斜めに形設した歯13を有するやまば歯車Ｄを形成
し、(b) に示すように、やまば歯車Ｄの軸方向におけ
る、前記両歯端12A から中央部に向けて前記歯13のピッ
チＰが半分となる所定位置14の円周上に、前記両歯端12
A と同一方向の歯端12B を形成するように不干渉溝17を
それぞれ削成して歯面16を両側部の歯面16A と中央部の
歯面16B とに分割し、(c) に示すように、上記不干渉溝
17により分割した歯面16A,16B が歯面中央に対して左右
それぞれ同一歯幅18A,18B となるように不干渉溝17を所
定の溝幅15に削成する。なお、中溝20は、歯13を形設す
るために必要な工具逃げスペースである。

【００２８】このようにして形成したやまば歯車Ｄは、
歯面16の中央に対して左右それぞれに設けた不干渉溝17
によって分割された、それぞれ同一歯幅18A,18B の歯面
16A,16B が、互いに半ピッチｐずれた歯13A,13B を有し
ている。すなわち、歯面16Aの歯端12A と歯面16B の歯
端12B とにおける歯13A,13B のピッチＰが半ピッチｐず
れるように形成されており、歯端12A と歯端12B との噛
み合いが半ピッチｐずれるようになっている。

【００２９】従って、この第２実施例におけるやまば歯
車Ｄによれば、上述した第１実施例におけるはすば歯車
Ｈを２列並べた状態となり、それぞれの歯面16A,16B に
形設された歯13A,13B が、互いに半ピッチｐ、すなわち
180°ずれながら噛み合う始点と終点とを有しながら噛
み合うことになる。

【００３０】つまり、歯13A,13B の始点と終点とを互い
に逆位相とすることで、歯面16A と歯面16B とで生じる
起振力を上述した図３に示すように互いに逆方向の位相
19A,19B で噛み合わせて相殺させ、これを左右それぞれ
同様に行わせるので、結果として、１個のやまば歯車Ｄ
によって自己の歯面16A,16B が発生する起振力を互いに
打消して、理論上起振力を零にしている。

【００３１】また、この第２実施例においても、上述し
た第１実施例と同様に、一体の歯車部材11からやまば歯
車Ｄを形成した後、位相のずれた歯面16A,16B を形成す
る構成であるため、やまば歯車Ｄ自体の製作誤差は両歯
面16A,16B 共同一誤差であり、従来のように極力誤差を
合わせるために多大な労力と費用を費やす必要がない。

【００３２】更に、歯13が形設されたやまば歯車Ｄの軸
方向において、両方の歯端12A からそれぞれの歯13のピ
ッチＰが半分となる所定位置14に不干渉溝17を設けて歯
面16を分割するため、正確に半ピッチｐずれた歯面16A,
16B を加工することが容易にでき、多大な労力及び費用
を要することなく起振力打消しやまば歯車Ｄを形成する
ことができる。

【００３３】なお、この第２実施例においても、斜めに
歯13を形設した歯面16を分割する所定位置14を、歯面16
の略中央付近に決定して不干渉溝17を削成することによ
り、従来よりも溝幅15の分だけが広い歯車としている。

【００３４】また、上記いずれの実施例においても、不
干渉溝7 ,17 により分割する歯面6,16 は動力を伝達す
るのに十分な面積を有していればよく、従来とあまり大
差ない重量及び大きさで、振動，騒音の極めて少ない起
振力打消し歯車が形成できる。

【００３５】更に、本発明は、舶用等の大形歯車であっ
ても容易に実施可能な起振力打消し歯車の形成方法であ
るため、特に水中探査船等においては、振動，騒音を低
下させることによる探査能力の確保を実現することがで
きるという効果も奏する。

【００３６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成して
いるので、以下に記載するような効果を奏する。

【００３７】第１発明によれば、同一製作誤差のはすば
歯車の歯面を、不干渉溝により所定位置で分割して歯の
ピッチが半分にずれた２つの歯面を形成するため、製作
誤差が同一の２つの歯面を左右に有する起振力打消しは
すば歯車が容易に形成できる。従って、噛み合い時の誤
差も左右同一となるため、両歯面が生じる起振力は互い
に逆位相となって相殺され、噛み合い時に生じる起振力
がなくなり、はすば歯車の振動及び騒音を大幅に低減す
ることができる。

【００３８】また、第２発明によれば、同一製作誤差の
やまば歯車の歯面を、２本の不干渉溝により歯面中央に
対して左右それぞれ分割して中央部の歯面と両側部の歯
面とを形成するため、製作誤差が同一の歯面を有する起
振力打消しやまば歯車が容易に形成できる。従って、噛
み合い時の誤差も左右同一となるため、歯面中央に対し
て左右それぞれに形成した両歯面が生じる起振力は互い
に逆位相となって相殺され、噛み合い時に生じる起振力
がなくなり、やまば歯車においても振動及び騒音を大幅
に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a),(b),(c) は本発明の第１実施例に係るはす
ば歯車の形成方法を示す工程図である。

【図２】第１実施例に係るはすば歯車を示す半断面図で
ある。

【図３】図２のはすば歯車による起振力を示す線図であ
る。

【図４】(a),(b),(c) は本発明の第２実施例に係るやま
ば歯車の形成方法を示す工程図である。

【図５】従来のはすば歯車を示す半断面図である。

【図６】図５のはすば歯車による起振力を示す線図であ
る。

【符号の説明】

1 ,11 …歯車部材 2 ,12 …歯端 3 ,13 …歯 4 ,14 …所定位置 5 ,15 …溝幅 6 ,16 …歯面 7 ,17 …不干渉溝 8 ,18 …歯幅 9 ,19 …位相 20…中溝 Ｐ…ピッチ ｐ…半ピッチ β…ネジレ角度 Ｈ…はすば歯車 Ｄ…やまば歯車

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯端から所定ネジレ角度及び所定ピッチ
   で斜めに形設した歯を有するはすば歯車を形成し、該は
   すば歯車の軸方向における、前記歯端から前記歯のピッ
   チが半分となる所定位置の円周上に、前記歯端と同一方
   向の歯端を形成するように不干渉溝を削成して歯面を分
   割し、該不干渉溝により分割した歯面が同一歯幅となる
   ように該不干渉溝を所定の溝幅に削成したことを特徴と
   する起振力打消し歯車の形成方法。
2. 【請求項２】 両歯端から所定ネジレ角度及び所定ピッ
   チで斜めに形設した歯を有するやまば歯車を形成し、該
   やまば歯車の軸方向における、前記両歯端から前記歯の
   ピッチが半分となる所定位置の円周上に、前記両歯端と
   同一方向の歯端を形成するように２本の不干渉溝を削成
   して歯面を分割し、該不干渉溝により分割した歯面が歯
   面中央に対して左右それぞれ同一歯幅となるように該不
   干渉溝を所定の溝幅に削成したことを特徴とする起振力
   打消し歯車の形成方法。