JP3102204B2 - まがり歯傘歯車の歯形構造 - Google Patents
まがり歯傘歯車の歯形構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、まがり歯傘歯車、例え
ばハイポイドギヤの歯形構造に関する。
ばハイポイドギヤの歯形構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】リングギヤとこれより小径のピニオンギ
ヤとの組み合わせからなるまがり歯傘歯車、例えばハイ
ポイドギヤにおいては、歯車の強度を向上させる手段と
して歯幅を増加させることが有効であるとされている。
その一方、図３に示すようにハイポイドギヤの歯幅Ｗを
増加させると、それに伴って歯面Ｆの小端部側に噛み合
い干渉ｍが発生することから、何らかのかたちでこの噛
み合い干渉ｍを回避する必要がある。なお、図３の斜線
部分ａは有効噛み合い範囲を、符号ｂは噛み合いの進行
方向をそれぞれ示している。
ヤとの組み合わせからなるまがり歯傘歯車、例えばハイ
ポイドギヤにおいては、歯車の強度を向上させる手段と
して歯幅を増加させることが有効であるとされている。
その一方、図３に示すようにハイポイドギヤの歯幅Ｗを
増加させると、それに伴って歯面Ｆの小端部側に噛み合
い干渉ｍが発生することから、何らかのかたちでこの噛
み合い干渉ｍを回避する必要がある。なお、図３の斜線
部分ａは有効噛み合い範囲を、符号ｂは噛み合いの進行
方向をそれぞれ示している。
【０００３】このようなことから、従来は例えば図６に
示すように歯切り工程において一方の歯面Ｆと小端側の
歯側面Ｊとのコーナー部にフラットな面取り（面取り部
を符号Ｃ1で示す）を施したり、あるいは図７に示すよ
うにヘリカルギヤの噛み合い初期の衝撃音を低減するた
めに、歯面の仕上げ工程において一方の歯面Ｆと歯先面
Ｃtおよび小端側の歯側面Ｊとのなすコーナー部に面取
り（面取り部を符号Ｃ2で示す）を施すようにしている
（類似構造が例えば特開平２−２２４９２０号公報に開
示されている）。
示すように歯切り工程において一方の歯面Ｆと小端側の
歯側面Ｊとのコーナー部にフラットな面取り（面取り部
を符号Ｃ1で示す）を施したり、あるいは図７に示すよ
うにヘリカルギヤの噛み合い初期の衝撃音を低減するた
めに、歯面の仕上げ工程において一方の歯面Ｆと歯先面
Ｃtおよび小端側の歯側面Ｊとのなすコーナー部に面取
り（面取り部を符号Ｃ2で示す）を施すようにしている
（類似構造が例えば特開平２−２２４９２０号公報に開
示されている）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、歯車の
歯幅Ｗを増加させた上で噛み合い干渉防止のために面取
りを施した場合、歯幅増加による相応の強度向上が認め
られるものの、いずれの場合にも図６，７に示すように
面取り部Ｃ1またはＣ2によって有効噛み合い範囲ａの一
部を除去しているために、噛み合い率が低下して噛み合
いノイズの増大を招くという問題がある。
歯幅Ｗを増加させた上で噛み合い干渉防止のために面取
りを施した場合、歯幅増加による相応の強度向上が認め
られるものの、いずれの場合にも図６，７に示すように
面取り部Ｃ1またはＣ2によって有効噛み合い範囲ａの一
部を除去しているために、噛み合い率が低下して噛み合
いノイズの増大を招くという問題がある。
【０００５】すなわち、傘歯車においてその噛み合い率
εと歯幅Ｗとは（１）式のような関係にある。
εと歯幅Ｗとは（１）式のような関係にある。
【０００６】 ε＝｛Ｗ／（２Ａ−Ｗ）｝・ｆ（Ａ・Ｐ・θ）‥‥‥（１） Ａ：円錐距離 Ｐ：ピッチ θ：ねじれ角 したがって、図６，７に示したように、面取り部Ｃ1ま
たはＣ2の加工に伴って有効噛み合い範囲ａの面積が減
少することは（１）式での歯幅Ｗが減少することにほか
ならないから、結果的に噛み合い率が低下して噛み合い
ノイズの増大を招くことになる。なお、上記（１）式は
重なり噛み合い率が歯幅寸法に比例することを定義して
おり、例えば、仙波正荘「歯車の強さ計算法」（昭５５
−２−２８）日刊工業新聞社、Ｐ．１９８−１９９ に
記載されている。
たはＣ2の加工に伴って有効噛み合い範囲ａの面積が減
少することは（１）式での歯幅Ｗが減少することにほか
ならないから、結果的に噛み合い率が低下して噛み合い
ノイズの増大を招くことになる。なお、上記（１）式は
重なり噛み合い率が歯幅寸法に比例することを定義して
おり、例えば、仙波正荘「歯車の強さ計算法」（昭５５
−２−２８）日刊工業新聞社、Ｐ．１９８−１９９ に
記載されている。
【０００７】本発明は以上のような課題に着目してなさ
れたもので、その目的とするところは、歯車の強度向上
のために歯幅を増加させた場合にも、噛み合い率を低下
させることなく噛み合い干渉を効果的に回避できるよう
にしたハイポイドギヤ等のまがり歯傘歯車の歯形構造を
提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、歯車の強度向上
のために歯幅を増加させた場合にも、噛み合い率を低下
させることなく噛み合い干渉を効果的に回避できるよう
にしたハイポイドギヤ等のまがり歯傘歯車の歯形構造を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明のハイポイドギヤ
等のまがり歯傘歯車の歯形構造は、歯先面と小端側の歯
側面とのなすコーナー部に、半径Ｒの値のアール面取り
加工を施したことを特徴としている。
等のまがり歯傘歯車の歯形構造は、歯先面と小端側の歯
側面とのなすコーナー部に、半径Ｒの値のアール面取り
加工を施したことを特徴としている。
【０００９】上記の半径Ｒの値は、図３および図６，７
に示した歯面Ｆ上での有効噛み合い範囲ａを切除するこ
となしに噛み合い干渉を回避できる最小半径と定義さ
れ、次式によって求められる。
に示した歯面Ｆ上での有効噛み合い範囲ａを切除するこ
となしに噛み合い干渉を回避できる最小半径と定義さ
れ、次式によって求められる。
【００１０】 Ｒ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2｝・ｃｏｓθ＋ΔＲ ｃ：歯面小端部での歯幅方向の干渉長さ ｔ：歯面小端部において噛み合いに関与しない部分の歯
先面からの高さ（歯先面から有効噛み合い範囲ａまでの
高さ） θ：小端側のねじれ角ΔＲ：加工誤差補正分
先面からの高さ（歯先面から有効噛み合い範囲ａまでの
高さ） θ：小端側のねじれ角ΔＲ：加工誤差補正分
【００１１】
【作用】この構造によると、有効噛み合い範囲の減少を
伴わないで済むことから、噛み合い率を低下させること
なく噛み合い干渉を回避することができるようになっ
て、ハイポイドギヤの歯幅増加による強度向上と噛み合
いノイズの低減とを両立させることができる。
伴わないで済むことから、噛み合い率を低下させること
なく噛み合い干渉を回避することができるようになっ
て、ハイポイドギヤの歯幅増加による強度向上と噛み合
いノイズの低減とを両立させることができる。
【００１２】
【実施例】図１の（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を
示す図で、自動車の最終減速装置用のハイポイドギヤの
リングギヤ（大歯車）に適用した場合の例を示してい
る。
示す図で、自動車の最終減速装置用のハイポイドギヤの
リングギヤ（大歯車）に適用した場合の例を示してい
る。
【００１３】図１の（Ａ），（Ｂ）に示すように、通常
よりも歯幅Ｗを増大させたリングギヤ１の各々の歯１ａ
について、歯先面Ｃtと小端側の歯側面Ｊとのなすコー
ナー部に、その歯面Ｆの有効噛み合い範囲ａを切除する
ことがないように所定の曲率半径Ｒのアール面取り加工
を施してアール面取り部Ｑを形成した点で従来のものと
異なっている。
よりも歯幅Ｗを増大させたリングギヤ１の各々の歯１ａ
について、歯先面Ｃtと小端側の歯側面Ｊとのなすコー
ナー部に、その歯面Ｆの有効噛み合い範囲ａを切除する
ことがないように所定の曲率半径Ｒのアール面取り加工
を施してアール面取り部Ｑを形成した点で従来のものと
異なっている。
【００１４】そして、上記のリングギヤ１は例えばグリ
ーソン式のハイポイド歯切盤によって歯切加工されるも
のであるが、歯切加工前の素材に予め旋削等によりアー
ル面取り加工を施しておくものとする。２はリングギヤ
１と噛み合うピニオンギヤである。
ーソン式のハイポイド歯切盤によって歯切加工されるも
のであるが、歯切加工前の素材に予め旋削等によりアー
ル面取り加工を施しておくものとする。２はリングギヤ
１と噛み合うピニオンギヤである。
【００１５】上記のアール面取り部Ｑの半径Ｒの値は、
図３，４に示すように、噛み合い率の低下の原因となる
有効噛み合い範囲ａの切除を防止しつつ、各歯１ａの小
端側での噛み合い干渉を回避し得る最小半径と定義さ
れ、歯面小端部での歯幅方向の干渉ｍの長さをｃ、歯面
小端部において噛み合いに関与しない部分の歯先面Ｃt
からの高さ（歯先面Ｃ t から有効噛み合い範囲ａまでの
高さ）をｔ、小端側のねじれ角をθとしたとき、（２）
式によって表される。なお、Ｂは歯底面である。
図３，４に示すように、噛み合い率の低下の原因となる
有効噛み合い範囲ａの切除を防止しつつ、各歯１ａの小
端側での噛み合い干渉を回避し得る最小半径と定義さ
れ、歯面小端部での歯幅方向の干渉ｍの長さをｃ、歯面
小端部において噛み合いに関与しない部分の歯先面Ｃt
からの高さ（歯先面Ｃ t から有効噛み合い範囲ａまでの
高さ）をｔ、小端側のねじれ角をθとしたとき、（２）
式によって表される。なお、Ｂは歯底面である。
【００１６】 Ｒ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2｝・ｃｏｓθ ‥‥‥（２）より詳しくは、図５に示すように、上記の噛み合いに関
与しない部分の高さｔは、言い換えるならば、理論的に
は噛み合い時に相手側歯車と接触しない部分の幅寸法で
あるから、先に述べた干渉は、この噛み合い時に相手側
歯車と接触しない部分のうち、噛み合い時に相手側歯車
と接触する部分に近いところに発生する。そして、上記
干渉が限りなく相手側歯車と接触する部分に近いところ
に発生したと仮定すると、この干渉位置を回避すること
ができる円弧は、高さｔと幅ｃとの交点Ｅを通ることに
なる。 ここで、図５の（Ａ）において、点Ｅを頂部にも
つ三角形ａ，ｂ，Ｅの三辺について考えると、 ｒ 2 ＝（ｒ−ｔ） 2 ＋（ｒ−ｃ） 2 となる。 この式をｒについて解くと、 ｒ＝ｔ＋ｃ±（２ｃｔ） 1/2 となる。 このｒを半径とする円は、図５の（Ｂ）に示す
ように大小二つ存在することになるものの、本実施の形
態ではその目的よりして大きい方の円を求めようとして
いるので、その大きい方の円のｒは次のようになる。 ｒ＝ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2 このｒの値に歯すじのねじれ角θを考慮すると、求めよ
うとする円の半径Ｒの値は次式であらわされる。Ｒ＝ｒ・ｃｏｓθ ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ） 1/2 ｝・ｃｏｓθ そして、実際のアール面取り加工時の加工誤差補正分Δ
Ｒを考慮すると（２）式は次のようになる。
与しない部分の高さｔは、言い換えるならば、理論的に
は噛み合い時に相手側歯車と接触しない部分の幅寸法で
あるから、先に述べた干渉は、この噛み合い時に相手側
歯車と接触しない部分のうち、噛み合い時に相手側歯車
と接触する部分に近いところに発生する。そして、上記
干渉が限りなく相手側歯車と接触する部分に近いところ
に発生したと仮定すると、この干渉位置を回避すること
ができる円弧は、高さｔと幅ｃとの交点Ｅを通ることに
なる。 ここで、図５の（Ａ）において、点Ｅを頂部にも
つ三角形ａ，ｂ，Ｅの三辺について考えると、 ｒ 2 ＝（ｒ−ｔ） 2 ＋（ｒ−ｃ） 2 となる。 この式をｒについて解くと、 ｒ＝ｔ＋ｃ±（２ｃｔ） 1/2 となる。 このｒを半径とする円は、図５の（Ｂ）に示す
ように大小二つ存在することになるものの、本実施の形
態ではその目的よりして大きい方の円を求めようとして
いるので、その大きい方の円のｒは次のようになる。 ｒ＝ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2 このｒの値に歯すじのねじれ角θを考慮すると、求めよ
うとする円の半径Ｒの値は次式であらわされる。Ｒ＝ｒ・ｃｏｓθ ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ） 1/2 ｝・ｃｏｓθ そして、実際のアール面取り加工時の加工誤差補正分Δ
Ｒを考慮すると（２）式は次のようになる。
【００１７】 Ｒ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2｝・ｃｏｓθ＋ΔＲ ‥‥‥（３） 図２は表１の諸元のハイポイドギヤにおけるアール面取
り部Ｑの半径Ｒと、干渉長さおよび噛み合い率との関係
を示す図である。
り部Ｑの半径Ｒと、干渉長さおよび噛み合い率との関係
を示す図である。
【００１８】
【表１】
【００１９】図２から明らかなように、アール面取り部
Ｑの半径Ｒの値がおよそ４．８ｍｍ以上になるとそのア
ール面取り部Ｑのために図３に示した有効噛み合い範囲
ａが図６，７と同様に部分的に切除されるようになって
噛み合い率が急激に低下するとともに、逆にアール面取
り部Ｑの半径Ｒの値がおよそ４．５ｍｍよりも小さくな
ると噛み合い干渉が発生する。
Ｑの半径Ｒの値がおよそ４．８ｍｍ以上になるとそのア
ール面取り部Ｑのために図３に示した有効噛み合い範囲
ａが図６，７と同様に部分的に切除されるようになって
噛み合い率が急激に低下するとともに、逆にアール面取
り部Ｑの半径Ｒの値がおよそ４．５ｍｍよりも小さくな
ると噛み合い干渉が発生する。
【００２０】そこで、上記のアール面取り部Ｑの半径Ｒ
の選定にあたっては、噛み合い干渉長さが０であるこ
と、および噛み合い率の減少が可及的に少ないこと、を
条件として、旋削加工時の加工誤差を考慮して選定す
る。
の選定にあたっては、噛み合い干渉長さが０であるこ
と、および噛み合い率の減少が可及的に少ないこと、を
条件として、旋削加工時の加工誤差を考慮して選定す
る。
【００２１】例えば、噛み合い干渉が０となる半径Ｒの
値を（２）式より求めるとＲ＝４．５ｍｍとなり、これ
に（３）式に示すように加工誤差ΔＲ＝０．５ｍｍを上
乗せして最終的な半径Ｒの値を求めるとＲ＝５．０ｍｍ
となる。
値を（２）式より求めるとＲ＝４．５ｍｍとなり、これ
に（３）式に示すように加工誤差ΔＲ＝０．５ｍｍを上
乗せして最終的な半径Ｒの値を求めるとＲ＝５．０ｍｍ
となる。
【００２２】そして、このＲ＝５．０ｍｍを図２に当て
はめてみると、Ｒ＝５．０ｍｍの場合には噛み合い干渉
長さが０であり、しかも噛み合い率は２．８００となっ
て、半径Ｒの値を考慮していない場合の噛み合い率２．
８０１と比べてほとんど変わらない。これによって、先
の（２），（３）式が適切であることが証明された。
はめてみると、Ｒ＝５．０ｍｍの場合には噛み合い干渉
長さが０であり、しかも噛み合い率は２．８００となっ
て、半径Ｒの値を考慮していない場合の噛み合い率２．
８０１と比べてほとんど変わらない。これによって、先
の（２），（３）式が適切であることが証明された。
【００２３】なお、上記の例では、加工誤差ΔＲの値の
選定次第では半径Ｒの値が５．０ｍｍを越えることもあ
り得るが、図２から明らかなように半径Ｒの値が５．０
ｍｍを越えると噛み合い率の低下が著しくなるのでＲの
値の許容範囲としては４．５〜５．５ｍｍの範囲内で、
望ましくはＲ＝５．０ｍｍということになる。
選定次第では半径Ｒの値が５．０ｍｍを越えることもあ
り得るが、図２から明らかなように半径Ｒの値が５．０
ｍｍを越えると噛み合い率の低下が著しくなるのでＲの
値の許容範囲としては４．５〜５．５ｍｍの範囲内で、
望ましくはＲ＝５．０ｍｍということになる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、歯先面と
小端側の歯側面とのなすコーナー部に、特定の式によっ
て求められる半径Ｒの値の大きさのアール面取り加工を
施したことにより、歯車の強度向上のために歯幅を増加
させたとしても、噛み合い率を低下させることなく噛み
合い干渉を効果的に回避できることから、噛み合いノイ
ズの増大を伴うことなしに所期の目的である歯幅増加に
よる強度向上を達成できる。
小端側の歯側面とのなすコーナー部に、特定の式によっ
て求められる半径Ｒの値の大きさのアール面取り加工を
施したことにより、歯車の強度向上のために歯幅を増加
させたとしても、噛み合い率を低下させることなく噛み
合い干渉を効果的に回避できることから、噛み合いノイ
ズの増大を伴うことなしに所期の目的である歯幅増加に
よる強度向上を達成できる。
【図１】本発明の一実施例を示す図で、（Ａ）のハイポ
イドギヤの要部断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部
拡大斜視図。
イドギヤの要部断面説明図、（Ｂ）は同図（Ａ）の要部
拡大斜視図。
【図２】図１に示すアール面取り部と噛み合い率および
干渉長さとの関係を示す説明図。
干渉長さとの関係を示す説明図。
【図３】アール面取り加工を施す前の歯形の斜視図。
【図４】図３の歯形の説明図。
【図５】アール面取り部の半径Ｒの算出方法を示す説明
図。
図。
【図６】従来の歯形の要部拡大図。
【図７】従来の歯形の他の例を示す要部拡大図。
１…リングギヤ １ａ…歯 ２…ピニオンギヤ Ｃt…歯先面 Ｆ…歯面 Ｊ…歯側面 Ｑ…アール面取り部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16H 1/14 F16H 55/08
Claims (1)
- 【請求項１】 歯先面と小端側の歯側面とのなすコーナ
ー部に、次式によって求められる半径Ｒの値のアール面
取り加工を施したことを特徴とするまがり歯傘歯車の歯
形構造。 Ｒ＝｛ｔ＋ｃ＋（２ｃｔ）1/2｝・ｃｏｓθ＋ΔＲ ｃ：歯面小端部での歯幅方向の干渉長さ ｔ：歯面小端部において噛み合いに関与しない部分の歯
先面からの高さ θ：小端側のねじれ角ΔＲ：加工誤差補正分
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05128578A JP3102204B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | まがり歯傘歯車の歯形構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05128578A JP3102204B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | まがり歯傘歯車の歯形構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06341508A JPH06341508A (ja) | 1994-12-13 |
| JP3102204B2 true JP3102204B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=14988220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05128578A Expired - Fee Related JP3102204B2 (ja) | 1993-05-31 | 1993-05-31 | まがり歯傘歯車の歯形構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3102204B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6263571B1 (en) * | 1994-12-05 | 2001-07-24 | David B. Dooner | Toothed gear design and manufacturing method |
| DE19517359C1 (de) * | 1995-05-11 | 1996-07-04 | Klingelnberg Soehne | Kegelradpaar |
| US7665380B2 (en) | 2000-02-29 | 2010-02-23 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Hypoid gear design method |
| EP1260736B1 (en) * | 2000-02-29 | 2005-09-07 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Hypoid gear design method |
| JP2007162745A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Aisin Ai Co Ltd | 歯車装置 |
| JP4683221B2 (ja) * | 2006-02-17 | 2011-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | リングギヤ及びリングギヤの製造方法 |
| 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 |
| CN104455318A (zh) * | 2014-12-20 | 2015-03-25 | 合肥海源机械有限公司 | 一种新型大速比准双曲面齿轮 |
| CN105240486B (zh) * | 2015-09-24 | 2017-11-10 | 无锡职业技术学院 | 一种弧齿锥齿轮的滑动系数及重合度的计算方法 |
| US10378612B2 (en) * | 2016-03-08 | 2019-08-13 | GM Global Technology Operations LLC | Bevel gear set and method of manufacture |
| JP7165081B2 (ja) * | 2019-03-18 | 2022-11-02 | Ntn株式会社 | インホイールモータ駆動装置 |
-
1993
- 1993-05-31 JP JP05128578A patent/JP3102204B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06341508A (ja) | 1994-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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