JP6030387B2

JP6030387B2 - 歯車の歯先修整の評価方法

Info

Publication number: JP6030387B2
Application number: JP2012199431A
Authority: JP
Inventors: 信彦高坂; 周平白川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2016-11-24
Anticipated expiration: 2032-09-11
Also published as: JP2014055604A

Description

本発明は、自動車の変速機等に使用される平歯車及びはすば歯車等の歯車において、噛合い時の歯当りを改善する歯先修整を評価するための歯車の歯先修整の評価方法に関する。

歯車の歯形形状の誤差は、歯車が噛合って回転する際に生じる騒音と密接に関係している。このため、歯車の歯形形状を正確に測定して評価することが重要であり、従来、例えば特許文献１に記載されているように、様々な歯車の歯形形状の評価方法が提案されている。

特開２００５−６９７１３号公報

一般的に、歯車の歯形形状は、噛合い開始時に歯先同士が接触する際の歯当りの負荷を軽減するために、インボリュート曲線からなる噛合い部に対して歯先の形状が凸となる（曲率が大きくなる）ように歯先修整されている。このように歯先修整を行うことにより、互いに噛合う歯形間の干渉を軽減することができ、騒音の低減及び歯車の寿命の延長を行うことができる。一方、歯先修整により、歯形がインボリュート曲線から外れることになるので、歯先修整が適切に行われないと、噛合いに悪影響を与え、騒音の発生原因となる。従って、歯車の適切な噛合い、及び、騒音の低減を行う上で、歯先修整が適切に成されているか否かを評価することは、非常に重要であり、効率よく適切に歯先修整を測定、評価することが望まれる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、歯先修整が適切に行われているか否かを効率よく適切に評価することができる歯車の歯先修整の評価方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る歯車の歯先修正の評価方法は、歯先修整部及び歯先面取り部を含む歯形形状を測定し、歯丈方向をＸ座標とし歯厚方向をＹ座標とする直交座標上において、測定した歯先修整部の歯形形状を２次近似線を用いて近似し、測定した歯先面取り部の歯形形状を１次近似線を用いて近似し、
前記２次近似線と前記１次近似線との交点（Ｃ）と、歯形曲線からなる噛合い部の両端部（Ａ，Ｂ）を通る直線上の点であって前記交点（Ｃ）とＸ座標が等しい点（Ｃ´）との距離を歯先修整量（Ｍ）とし、該歯先修正量（Ｍ）を所定の基準値と比較することにより歯先修整を評価することを特徴とする。

本発明に係る歯車の歯先修整の評価方法によれば、歯先修整が適切に行われているか否かを効率よく適切に評価することができる。

本発明の一実施形態に係る歯車の正面図である。図１に示す歯車の歯形を拡大して示す図である。本発明の一実施形態に係る歯車の歯形形状の評価方法を示すグラフ図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係る歯車１を示し、図２に、歯車１の歯２を拡大して示す。歯車１は、自動車の変速機用の平歯車であって、図２に示すように、歯車１の歯２は、中間部の噛合い部４と、基端部側の歯元３と、先端部側の歯先修整部５と、更に先端部側の歯先面取り部６（セミトッピング部）と、先端の歯先７とから形成されている。

噛合い部４は、歯形曲線（インボリュート曲線）に沿って形成されている。歯元３は、歯当りを軽減するため、噛合い部４の歯形曲線に対して逃げる方向に歯元修整されている。歯先修整部５は、噛合い開始時に歯先同士が接触する際の歯当りの負荷を軽減するために、噛合い部４の歯形曲線に対して、歯先の形状が凸となる（曲率が大きくなる）ように歯先修整されて歯厚が漸減するように所定の形状に形成されている。歯先面取り部６は、歯先７に発生しやすい打痕を防止し、また、バリの発生を防止するために面取りされた部分である。

次に、本実施形態に係る歯車の歯先修正の評価方法により、上述の歯車１を評価する場合について、図３を参照して説明する。
先ず、歯形測定機（図示せず）を用いて歯車１の歯２について、歯元３、噛合い部４、歯先修整部５、歯先面取り部６及び歯先７にわたって歯形形状の座標（直交座標）を所定の間隔で測定する。なお、図３において、歯丈方向をＸ座標、歯厚方向をＹ座標とする。

そして、測定した各部の座標に基づき、歯元３、噛合い部４、歯先修整部５、歯先面取り部６及び歯先７について、それぞれ近似線を用いて歯形を演算して座標上に表す。このとき、噛合い部４の歯元３側の端部Ａ、歯先７側の端部Ｂ（歯先修整部５の歯元３側の端部）、歯先修整部５の歯先７側の端部（歯先面取り部６の歯元３側の端部）、及び、歯先面取り部６の歯先７側の端部のＸ座標は、歯車１の設計情報に基づいて決定する。従って、歯先修整部５の歯先７側の端部、及び、歯先面取り部６の歯元３側の端部のＸ座標は、歯車１の有効歯先円直径Ｄ１として決定し、また、歯先面取り部６の歯先７側の端部のＸ座標は歯先円直径Ｄ２（歯車外径）として決定することができる。

このとき、歯先修整部５は、上述のように歯車１の設計情報に基づいて決定した両端部のＸ座標の範囲（歯先修整範囲）で２次近似線を用いて近似を行う。また、歯先面取り部６は、上述のように歯車１の設計情報に基づいて決定した両端部のＸ座標の範囲で１次近似線を用いて近似を行う。そして、歯先修整部５の歯形を表す２次近似線と、歯先面取り部６の歯形を表す１次近似線との交点をＣとする。

更に、噛合い部４の近似線上の両端部Ａ、Ｂを通る直線上において、交点ＣのＸ座標上の点、すなわち、交点ＣとＸ座標が等しい点をＣ´とし、交点Ｃと点Ｃ´との距離を歯先修整量Ｍとして演算する。そして、演算した歯先修整量Ｍを予め設定した基準値（範囲）と比較することにより、歯先修整部５の歯形形状が適切であるか否かを判定、評価する。

このように、歯先修整量Ｍという概念を導入することにより、歯先修整が適切に行われているか否かを効率よく適切に評価することが可能になる。このとき、歯先修整部５の近似線として、２次近似線以外の近似線を用いることもできるが、２次近似線を用いることにより、比較的簡単な演算で実際の歯形形状に近い近似を行うことができ、かつ、測定部の傷や圧痕等による測定値のバラツキをある程度吸収することができ、適切な評価が可能になる。
なお、上記実施形態では、一例として、平歯車である歯車１の評価方法を行う場合について説明したが、本発明は、これに限らず、はすば歯車等の他の歯車にも同様に適用することができる。

１…歯車、４…噛合い部、５…歯先修整部、６…歯先面取り部、Ａ…噛合い部の歯元側の端部、Ｂ…噛合い部の歯先側の端部、Ｃ…交点、Ｃ´…点、Ｍ…歯先修整量

Claims

歯先修整部及び歯先面取り部を含む歯形形状を測定し、歯丈方向をＸ座標とし歯厚方向をＹ座標とする直交座標上において、測定した歯先修整部の歯形形状を２次近似線を用いて近似し、測定した歯先面取り部の歯形形状を１次近似線を用いて近似し、
前記２次近似線と前記１次近似線との交点（Ｃ）と、歯形曲線からなる噛合い部の両端部（Ａ，Ｂ）を通る直線上の点であって前記交点（Ｃ）とＸ座標が等しい点（Ｃ´）との距離を歯先修整量（Ｍ）とし、該歯先修正量（Ｍ）を所定の基準値と比較することにより歯先修整を評価することを特徴とする歯車の歯先修整の評価方法。