JP7425230B2 - ベベルギヤ対 - Google Patents

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Description

本発明は、第１歯車と、その第１歯車よりも歯数の多い第２歯車とが相互に噛み合うベベルギヤ対であって、それら第１および第２歯車にそれぞれ歯先修整が施されているものに関する。
相互に噛み合う歯車対の歯車に歯先修整を施すことで、歯車対の静粛な噛み合いを図る技術が、例えば特許文献１に開示されるように従来より知られている。
日本特開２００３－２２２２０１号公報
ところが特許文献１の技術は遊星歯車減速機を構成する平歯車に関する技術であって、ベベルギヤ対の歯車に特化して検討されたものでなく、また、相互に噛み合う第１および第２歯車の歯先の修整を相互に関連付けて検討したものでもないので、ベベルギヤ対の滑らかな噛み合いを実現するための検討が十分になされているとは言えない。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、滑らかな噛み合いを実現可能としたベベルギヤ対を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、第１歯車と、その第１歯車よりも歯数の多い第２歯車とが相互に噛み合うベベルギヤ対であって、それら第１および第２歯車にはそれぞれ歯先修整が施されており、前記第１歯車におけるピッチ円から歯先までの距離に対する前記ピッチ円から歯先修整の開始位置までの距離の割合は、前記第２歯車における前記割合よりも大きいことを第１の特徴とする。
また本発明は、第１の特徴に加えて、前記第１歯車は、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤであり、前記第２歯車は、前記差動機構を構成するサイドギヤであることを第２の特徴とする。
また本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、前記第１および第２歯車の基本歯形は、球面インボリュート歯形またはオクトイド歯形であることを第３の特徴とする。
また本発明は、第１～第３の何れかの特徴に加えて、前記第２歯車の歯先修整の修整量は、前記第１歯車の歯先修整の修整量と比較して大きいことを第４の特徴とする。
第１歯車の歯数よりも第２歯車の歯数の方が多いベベルギヤ対においては、第２歯車のピッチ円が第１歯車のピッチ円よりも歯先側に位置するが、歯先修整の開始位置がピッチ円に近づきすぎると噛み合い率が低下してしまうので、第２歯車の歯先修整可能な領域が制限されてしまう。しかしながら本発明の第１の特徴によれば、第１歯車におけるピッチ円から歯先までの距離に対する前記ピッチ円から歯先修整の開始位置までの距離の割合が、第２歯車における前記割合よりも大きくされているので、第２歯車の歯先修整可能な領域が制限される中にあっても、その領域内で第２歯車の歯先修整の開始位置をピッチ円に近づけつつ、第１歯車における歯先修整の開始位置を第２歯車における歯先修整の開始位置よりもピッチ円から離すことができるから、ベベルギヤ対の噛み合い率を確保しつつ歯先修整の効果を最大限に発揮させて、滑らかな噛み合いを実現することができる。
また本発明の第２の特徴によれば、第１歯車は、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤであり、第２歯車は、前記差動機構を構成するサイドギヤであるので、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤおよびサイドギヤの噛み合い率を確保しつつ、歯先修整の効果を最大限に発揮させることが可能となる。
また第３の特徴によれば、第１および第２歯車の基本歯形は、球面インボリュート歯形またはオクトイド歯形であるので、修整を行わない部分における第１および第２歯車の良好な噛み合いを確保することができる。
また第４の特徴によれば、第２歯車の歯先修整の修整量は、第１歯車の歯先修整の修整量と比較して大きいので、第２歯車の歯先修整可能な領域が前述したように制限される中でも、歯先修整可能な領域の制約を補って、歯先修整の効果を最大限に発揮させることができる。
図１は第１歯車および第２歯車の噛み合い状態を示す斜視図である。 図２（Ａ）は、図１の第１歯車における一つの歯を歯すじに直交する任意の平面で切ったときの断面図であり、図２（Ｂ）は図１の第２歯車における一つの歯を歯すじに直交する任意の平面で切ったときの断面図である。 図３（Ａ）は、図１の第１歯車における一つの歯のピッチ円すいの母線の位置と歯先修整の開始位置とを示す斜視図であり、図３（Ｂ）は図１の第２歯車における一つの歯のピッチ円すいの母線の位置と歯先修整の開始位置とを示す斜視図である。 図４は第１歯車および第２歯車のピッチ円からの距離と修整量との関係を示すグラフである。
Ｇ１，Ｇ２・・第１，第２歯車
Ｌ１ａ・・・・第１歯車のピッチ円から歯先までの距離
Ｌ１ｂ・・・・第１歯車のピッチ円から歯先修整の開始位置までの距離
Ｌ２ａ・・・・第２歯車のピッチ円から歯先までの距離
Ｌ２ｂ・・・・第２歯車のピッチ円から歯先修整の開始位置までの距離
Ｐ１・・・・・第１歯車のピッチ円
Ｐ２・・・・・第２歯車のピッチ円
Ｒ１・・・・・第１歯車の歯先修整の開始位置
Ｒ２・・・・・第２歯車の歯先修整の開始位置
Ｔ１・・・・・第１歯車の歯先
Ｔ２・・・・・第２歯車の歯先
ｍ１・・・・・第１歯車の歯先修整の修整量
ｍ２・・・・・第２歯車の歯先修整の修整量
本発明の実施形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
図１は、小径歯車である第１歯車Ｇ１と、その第１歯車Ｇ１よりも歯数の多い大径歯車である第２歯車Ｇ２とが相互に噛み合う本発明のベベルギヤ対における両歯車Ｇ１，Ｇ２の噛み合い状態を示すものであり、これら第１，第２歯車Ｇ１，Ｇ２は、例えば差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤおよびサイドギヤとして好適に用いることができる。
第２歯車Ｇ２の歯数は第１歯車Ｇ１の歯数よりも多いので、第１歯車Ｇ１の一つの歯の断面図である図２（Ａ）、および第２歯車Ｇ２の一つの歯の断面図である図２（Ｂ）に示すように、第２歯車Ｇ２のピッチ円Ｐ２は、第１歯車Ｇ１のピッチ円Ｐ１よりも歯先Ｔ２側に位置している。
また、ベベルギヤ対の滑らかな噛み合いを実現するために、第１歯車Ｇ１の各歯には、図２（Ａ）に示すような、開始位置Ｒ１から始まって歯先Ｔ１に至る歯先修整が施されると共に、第２歯車Ｇ２の各歯には、図２（Ｂ）に示すような、開始位置Ｒ２から始まって歯先Ｔ２に至る歯先修整が施される。
歯先修整の効果を最大限に発揮させるためには、歯先修整の開始位置Ｒ１，Ｒ２をピッチ円Ｐ１，Ｐ２に近づけることが望ましいが、それがピッチ円Ｐ１，Ｐ２に近づきすぎると噛み合い率が低下してしまうので、ピッチ円Ｐ２が第１歯車Ｇ１のピッチ円Ｐ１よりも歯先側に位置する第２歯車Ｇ２では、第１歯車Ｇ１と比べて歯先修整可能な領域が制限されてしまう。
しかも、両歯車Ｇ１，Ｇ２の歯先修整の開始位置は、円滑な噛み合いを図る観点から相互に関連しているので、第１歯車Ｇ１の歯先修整の開始位置Ｒ１を第２歯車Ｇ２の歯先修整の開始位置Ｒ２と無関係に決定することはできないが、従来の歯先修整においては、ベベルギヤ対における相互に噛み合う両歯車Ｇ１，Ｇ２の歯先修整の開始位置Ｒ１，Ｒ２を相互に関連付けて規定していないので、両歯車Ｇ１，Ｇ２の歯先修整の設定を難しくしている。
本発明は、この点に鑑みて、第１歯車Ｇ１におけるピッチ円Ｐ１から歯先Ｔ１までの距離Ｌ１ａに対する前記ピッチ円Ｐ１から歯先修整の開始位置Ｒ１までの距離Ｌ１ｂの割合を、前記第２歯車Ｇ２におけるピッチ円Ｐ２から歯先Ｔ２までの距離Ｌ２ａに対する前記ピッチ円Ｐ２から歯先修整の開始位置Ｒ２までの距離Ｌ２ｂの割合よりも大きくするようにしたものである。
なお、本発明のこのような歯先修整は、第１，第２歯車Ｇ１，Ｇ２における一つの歯の斜視図である図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ベベルギヤ対を構成する各々の歯の歯すじ方向全長に亘って施される。
また、前述したように第２歯車の歯先修整可能な領域が制限されることで、第２歯車の歯先修整の可能な範囲が、第１歯車の歯先修整の可能な範囲よりも少なくなってしまうが、図４の、第１歯車Ｇ１および第２歯車Ｇ２のピッチ円からの距離と修整量との関係を示すグラフに示すように、図２（Ｂ）における第２歯車Ｇ２の歯先修整の修整量ｍ２を、図２（Ａ）における第１歯車Ｇ１の歯先修整の修整量ｍ１と比較して大きくすることで、第２歯車Ｇ２の歯先修整可能な領域が制限される中でも、歯先修整可能な領域の制約を補って、歯先修整の効果を最大限に発揮させることができる。
また更に、第１，第２歯車Ｇ１，Ｇ２の基本歯形は、特に限定するものではないが、修整を行わない部分における第１および第２歯車の良好な噛み合いを確保するためには、基本歯形が球面インボリュート歯形またはオクトイド歯形であることが望ましい。
次に本実施形態の作用を説明する。
本実施形態では、第１歯車Ｇ１におけるピッチ円Ｐ１から歯先Ｔ１までの距離Ｌ１ａに対する前記ピッチ円Ｐ１から歯先修整の開始位置Ｒ１までの距離Ｌ１ｂの割合を、前記第２歯車Ｇ２におけるピッチ円Ｐ２から歯先Ｔ２までの距離Ｌ２ａに対する前記ピッチ円Ｐ２から歯先修整の開始位置Ｒ２までの距離Ｌ２ｂの割合よりも大きくしているので、第２歯車Ｇ２の歯先修整可能な領域が制限される中にあっても、その領域内で第２歯車Ｇ２の歯先修整の開始位置Ｒ２をピッチ円Ｐ２に近づけつつ、第１歯車Ｇ１における歯先修整の開始位置Ｒ１を第２歯車Ｇ２における歯先修整の開始位置Ｒ２よりもピッチ円Ｐ１から離すことができるから、ベベルギヤ対の噛み合い率を確保しつつ歯先修整の効果を最大限に発揮させて、滑らかな噛み合いを実現することができる。その結果、ベベルギヤ対の寿命アップが図られる。
また、第１歯車Ｇ１を、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤとし、第２歯車Ｇ２を、前記差動機構を構成するサイドギヤとすれば、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤおよびサイドギヤの噛み合い率を確保しつつ、歯先修整の効果を最大限に発揮させることが可能となる。
また、第１および第２歯車Ｇ１，Ｇ２の基本歯形を、球面インボリュート歯形またはオクトイド歯形とすれば、修整を行わない部分における第１および第２歯車Ｇ１，Ｇ２の良好な噛み合いを確保することができる。
また更に、第２歯車Ｇ２の歯先修整の修整量ｍ２を、第１歯車Ｇ１の歯先修整の修整量ｍ１と比較して大きくすることで、第２歯車の歯先修整可能な領域が前述したように制限される中でも、歯先修整可能な領域の制約を補って、歯先修整の効果を最大限に発揮させることができる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
例えば、図１のベベルギヤ対はすぐ歯であるが、曲がり歯であっても良い。

Claims (4)

  1. 第１歯車（Ｇ１）と、その第１歯車（Ｇ１）よりも歯数の多い第２歯車（Ｇ２）とが相互に噛み合うベベルギヤ対であって、
    それら第１および第２歯車（Ｇ１，Ｇ２）にはそれぞれ歯先修整が施されており、
    前記第１歯車（Ｇ１）におけるピッチ円（Ｐ１）から歯先（Ｔ１）までの距離（Ｌ１ａ）に対する前記ピッチ円（Ｐ１）から歯先修整の開始位置（Ｒ１）までの距離（Ｌ１ｂ）の割合は、前記第２歯車（Ｇ２）におけるピッチ円（Ｐ２）から歯先（Ｔ２）までの距離（Ｌ２ａ）に対する前記ピッチ円（Ｐ２）から歯先修整の開始位置（Ｒ２）までの距離（Ｌ２ｂ）の割合よりも大きいことを特徴とするベベルギヤ対。
  2. 前記第１歯車（Ｇ１）は、差動装置の差動機構を構成するピニオンギヤであり、前記第２歯車（Ｇ２）は、前記差動機構を構成するサイドギヤであることを特徴とする、請求項１に記載のベベルギヤ対。
  3. 前記第１および第２歯車（Ｇ１，Ｇ２）の基本歯形は、球面インボリュート歯形またはオクトイド歯形であることを特徴とする、請求項１又は２に記載のベベルギヤ対。
  4. 前記第２歯車（Ｇ２）の歯先修整の修整量（ｍ２）は、前記第１歯車（Ｇ１）の歯先修整の修整量（ｍ１）と比較して大きいことを特徴とする、請求項１～請求項３の何れか１項に記載のベベルギヤ対。
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