JPH03255248A - 半球状ベベルギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半球状のベベルギヤに関する。

本発明はギヤの歯と谷を半球体の球面の頂点から放射状
に縦線（経線）方面に配列形成して原動軸と従動軸の交
叉角度を一組（一対）のベベルギヤの球面接触に依り３
６０°の範囲内に於いて任意の角度に変更（可変）させ
なから動力を伝達し得る伝動機器の部品てあって、各種
の工作機械制＃Ｉ＃＆器及び試験機器、医学機器、科学
実験機器、ロホット機構、玩具、其他各種の機構の動力
伝達ギヤに使用し得るようにした半球状ベベルギヤであ
る。

［従来の技術］ 従来のスバーギヤは歯の形態とかその種類に関係なく、
原動軸と従動軸か並行に設置され、ギヤは＃Ｉｅ数に依
る廻転比と廻転方向だけを異にするのみて動力伝達方向
、云いかえれば両廻転軸の交叉角度は全く変更できない
動力伝達部品である。又ベベルギヤは歯の形態とか配列
状態如何にかかわらず、一組のベベルギヤでは両廻転軸
の交叉角度を設定された角度に依り変換し得る。しかし
乍ら一組のベベルギヤの咬合角度はギヤのピッチサーク
ルの角度に依って快定される。たとえばピッチサークル
の角度か４５°の時の両軸の交叉角度は直角になり、た
とえばピッチサークルの角度か３５°の時の両軸の交叉
角度は７０°となる。

このようにギヤは設計製作に於いて両輪の交叉角度か設
定された後では、そのギヤては廻転軸の交叉角度を変更
することかできない。両軸か連動連結回動し乍ら屈曲し
得る装置としては、ユニバーサルジヨイントか挙げられ
るか、これまた連動される両輪の交叉角度は３０°を越
え得す（不可能）それ以上の交叉角度ては廻転速度に無
理か来る。又ユニバーサルジヨイントは伝動ギヤ機構て
ないため本発明に属する技術分野ては論することはてき
ない。

［発明か解決しようとする課題］ 従来のギヤは歯の面接触咬み合いて動力を伝達すへく形
成されているたけて廻転中に交叉角度を変更することに
対しては全く考慮されていない。

これは動力の伝達と負荷との機械的負担に於いてギヤの
歯の強度を大きくする点にたけ主眼点を置き、廻転軸か
固定されているギヤの咬合い地点（接触地点）の位置変
更に対しては殆ど考慮かされていない。しかし各種機器
の動力伝達には必ずしも大動力と大負荷かあるとは言え
ず、場合によっては小動力て廻転方向を多様に変更すべ
き必要はたくさんある。

従来このような場合には、動力伝達方向に従い幾段階か
のベベルギヤ機構を設置して目的を達成するのか実情て
、必然的にギヤを含む機械装置か複雑て本体が大きくな
り製作費も高価となり此の様な構造に於てさえも望む方
向に自由自在に無制限に動力の伝達方向を変更すること
は出来得す。

成る範囲内てしか変更てきないという制約かあり成る程
度動力伝達方向を調節できるたけてあった。

本発明は原動軸と従動輪の交叉角度を一対のベベルギヤ
の球面接触により３６０°の範囲内て任意の角度に変更
てきる半球状ベベルギヤの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ Ｌ左目的を達成するために、従動輪と原動軸との間に動
力を伝達する一組のギヤ、特にベベルギヤに於いてギヤ
の本体を半球体に形成し半球体の本体の中心の頂点から
任意個数の谷を掘りギヤの歯を放射状の縦線に従い配列
するよう形成し、ギヤの頂点に集めた各々の備と谷はせ
まくて浅く、ギヤの下端部に至るに従い歯の高さと谷の
幅が広く形成され、ギヤのボスに軸孔を穿ち、支軸をコ
イルスブリンクか軸孔内に内挿する如く挿入設置し、原
動軸と従動軸の両生球状のベベルギヤか球面同志て咬合
接触して廻転しなから動力を伝達すると同時に両廻転軸
の交叉角度を直角たけてなく３６０’範囲内に於いて任
意の角度に変更し得るように成したものである。このギ
ヤは両廻転軸の廻転中と婆ども交叉角度を制限なしに変
更てきるから従来のベベルギヤ（円錐形ベベルギヤ）の
ように特定の交叉角度に固定されるのてなく、使用の目
的に依りピッチサークルの角度を特定する必要もなく規
模の大小にかかわらず一組のギヤて以って望む方向に動
力を自由に且っ又有効に伝達し得るものて動力の伝達方
向に変更を要する各種の機器の動力伝達用の基礎部品と
して提供し得る。

［実施例コ 本発明の実施例を添附図面によって詳細に説明する。

第１図（斜視図）と第２図（断面図）に示した如く原動
軸Ｘ、と従動輪ｘ２の動力伝達目的に使用せられるベベ
ルギヤに於いて、ギヤの本体ｌは、半球体となっており
半球体の球面より成る曲面に中心点Ｐから下端部Ｂに向
かい任意のピウチ間隔て谷を掘り歯２と歯との間の谷３
か交互に縦線に従い放射状に配列形成されている。この
歯のピッチサークルＳは本体の中心点０１から任意の半
径Ｒを持つ正円の一部たる半円を成していて此の半円か
３６０°廻転した球面か歯の中心面となる。歯２の外径
ｔｓと歯の谷３の底面ｔｕはピッチサークルＳを基線と
して曲面を成している。このピッチサークルＳを基準と
して頂点Ｐに至るに従って樹の高さｔｈは漸次低くなり
Ｔ端部Ｂに至る程歯の高さｔｈは漸次高くなる。この高
さはギヤの本体ｌである球面体の頂点を中心として水平
に横断した仮想断面緯度線の長さに相応する形態てこれ
は一組の半球状のベベルギヤか球面接触で交叉角度を変
更する際に廻転を円滑ならしめるよう配慮したものであ
る。

本発明に於いて半球状のベベルギヤの歯か縦線に従い放
射状に図示され且又そのように説明されておるか図示し
ていない異る形体、例えばヘリカル形の歯又はスパイラ
ル形の歯或いはラウンティング形の歯等図面に限定され
ずギヤの本体か基本的に半球体なる条件に於いての球面
ギヤを形成する諸々の形態の歯を適用し得るし、新しき
幾何学的形態の歯を適用することもあり得るものである
。ギヤの本体ｌの下端部のボス４にはチューフ状にその
中心部即ち軸の中心に軸孔５か形成されているか、軸孔
５はギヤ本体の」二端部に貫通せす軸孔内端部５ａかふ
さがっていてあたかも凹室の如くになっている。軸孔５
の内壁５′には一定の間隔を以って多数のピン形突出爪
６か軸方向に列べて突設されており相補的に支軸７の周
面にはピン形突出爪６か挾まり得る溝７′か形成されて
支軸７は軸孔５から縦方向に若干の遊動はあるか廻転方
向に於いては隙間かない。又支軸７は軸孔５の一部にた
け挿入され、残る奥の方の軸孔の空間にはコイルスブリ
ンク８か内挿されていてコイルスブリンク８の内端は軸
孔５の内端部５ａにささえられコイルスプリンタの外端
は支軸７の端部７ａをささえて若干の限定された範囲内
に於いてベベルギヤを律動させるようにてきている。

本実施例では、一組のベベルギヤか互に咬み合っている
時、原動軸Ｘ１と従動輪Ｘ２の交叉角度を変換さゼる時
或いはギヤの本体の曲面の誤差等で両ギヤの中心点Ｏｒ
　、　０２の距離２Ｒの変化か多少なりとも生しても両
ギヤか互に緊密に咬み合い得るしその状態を継続持続さ
せるよう配慮したものである。又本発明の別実施例のベ
ベルギヤは、第４図及び第５図に示した如く一組のベベ
ルギヤ中一方の本体の上端の中心部の頂点に凹凸面ｔ′
を持っ凹部ｇｔを形成し他のギヤの本体の頂点には凹凸
面ｔを持つ挿入ピンｐｎを形成して一組のベベルギヤの
交叉角度を１８０°変更した時ギヤの歯との咬合いか終
了する代りに凹部ｇｔに挿入ピンｐｎの挿入嵌合に依り
原動軸ｘ１と従動輪Ｘ２とか単一軸心て以って廻転する
性能を持ち得るように成している。この場合にも基本的
にベベルギヤの性能には何らの変わりかなく使用の目的
も上記と同一である。

本発明の作用を詳細に説明する。

第３図は本発明の半球状ベベルギヤの多様な交叉状態を
示している０Ｍ動軸ｘ１と従動軸Ｘ２は図示されていな
い動力伝達系統の一部分と連結されて一組のベベルギヤ
Ｇ　＋　、　Ｇ　ｔか歯２どうして咬合って原動軸Ｘ、
の動力を従動軸Ｘ２に伝達するように構成されている。

此の時第３図に図示された成る一例の形体即ち特定され
た交叉角度に固定して使用する場合もあり、原動軸ｘ１
を軸受に固定して廻転させ従動軸ｘ２を成る機構を通し
交叉角度を変更し得るように設置して使用しうる場合も
あるか、如何なる場合でも一組のベベルギヤの性能は同
一である。例えば第３図（Ａ）に示した如く両輪Ｘ、、
Ｘ、を並行に列べて設置した場合一組のベベルギヤＧ＋
、Ｇ＊の歯２は下端部に於いて咬み合い動力を伝達する
。此の状態に於いて廻転中とか停止中にかかわらず図面
（Ｂ）のように両軸Ｘ、、Ｘ、を４５°に変更すれば交
叉された両生球状ベベルギヤＧ□、Ｇ２の歯の交み合い
の接触点Ｃは下端部から若干上部側に変更された地点と
なる０両ギヤの歯が咬合っている以上両軸Ｘ、、Ｘ、間
には動力伝達の性能は依然維持される。又図面（Ｃ）の
如く両輪Ｘ１．ｘ２の交叉角度を直角にすれば両ベベル
ギヤＧ＋、Ｇ＊の歯の接触点Ｃは半球状ギヤの中間地点
に於いて咬み合っており依然として動力伝達性能か維持
される。又図面（Ｄ）の如く交叉角度を１３５°に変更
するか図面（Ｆ）のように２２５°に変更すれば角度か
増加する程、接触の位置か殆ど上端頂点近くまて接近し
た位とて歯か咬み合うようになるか此の時にも歯２か咬
み合っているたけに両軸Ｘ　＋　、　Ｘ　を間には動力
伝達性能かそのまま維持される。以上両輪の交叉角度に
於いては両軸の廻転方向は相反し両軸の廻転中ても両軸
の交叉角度を望む範囲内で変更して動力伝達方向を任意
に変更させ得るのである。又図面（Ｅ）の如く両軸Ｘ３
、ｘ２を１８０°に交叉すれば両軸は単一軸芯−ヒに置
かれるので一組のベベルギヤの歯は咬合か終了し両ギヤ
の頂点に形成された凹部ｇｔと挿入ピンｐｎか互に咬み
合うように挿入されて原動軸と従動軸の区分はなくなり
単一軸に変る。従って廻転方向は両輪共同−であり此の
時は両軸を延長した結果となりギヤの性能は働かなくな
る。

［発明の効果］ 上述の如く本発明の半球状ベベルギヤは両軸を特定な交
叉角度て設置して使用し得るばかりてなく、両輪中どの
一方の軸をも任意の角度に変更し乍ら動力の伝達方向を
任意の方向に変更し得る。

又１両ギヤの交叉角度の変化にも動力伝達性能かそのま
ま維持できるから従来の円錐形のベベルギヤとはちかっ
てより簡単な伝動機構を構成てきるし工作機械、制御機
械、科学実験機械、ロボット機構、玩具、真値各種先端
科学機材の動力伝達性能として有効に使用し得る。

本発明は従来多数段階のベベルギヤ機構に依り動力伝達
方向を変換し得たのに比して、一組の半球状ベベルギヤ
に依り其の目的を達成することか出来るので構造も簡単
で小規模に構成し得るから安く生産できる利点かある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半球状ベベルギヤの第１実施例の斜視
図、 第２図は本発明の第１実施例の一組の半球状ベベルギヤ
の両輪か直角に交叉された状態の断面図、 第３図（Ａ）〜（Ｆ）は本発明の半球状ベベルギヤの交
叉角度を多様に変更させた状態を示す例示図で、 （Ａ）は両輪か並行に交叉された状態の例示図（Ｂ　）
　ハ両軸か４５°に交叉された　ＩＩ　　ＩＩ（Ｃ）は
両軸か直角に交叉された　　ＩＩ　　ＩＩ（Ｄ）はＰ４
軸か１３５”に交叉されたＩＩ　ｌノ（Ｅ）は両軸か一
直線に即ち１８０６に交叉された状態の例示図 ＣＦ）は両輪か２２５°の角度て交叉された状態の例示
図、 第４図は本発明の別実施例てギヤの頂点から咬合せ用凹
部と突出部とを相補的に形成して＋８０　”て交叉され
た時に廻転し得るように為した例示の斜視図、 第５図は！ｓ４図の断面図である。 ［主要部の符号の説明コ ｌ−本体　　２−歯　　３−谷　　４−ボス５−軸孔　
　５′−内壁　　５ａ−内端部６−ピン形突出爪　　７
−支軸　　７′−溝８−スブリンク　　Ｇ１　・Ｇ２−
ベベルギヤＰ−頂点　　Ｒ−ギヤの半径　　０１　・０
２−中心点　　Ｓ−ピッチサークル（中心線）Ｃ−咬合
（交叉）地点　　２Ｒ−両ギヤの中心距離　　Ｘ、−原
動軸　　Ｘ２−従動軸ｔｈ−歯の高さ　　ｔｓ−歯の表
面　　ｔｕ−谷の面　　ｇｔ−凹部　　Ｐｈ−挿入ピン
ｔ、ｔ′−門凸面。 第 図 （Ａ） （Ｂ） 第 ４ 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一組のベベルギヤ（Ｇ＿１）（Ｇ＿２）の本体（１
   ）は半球体に形成され、該半球体の頂点から四方に歯（
   ２）と谷（３）を放射状に縦線に従い任意のピッチ間隔
   に配列形成し、歯の外径（ｔｓ）と谷の底面（ｔｕ）は
   曲面に形成され、ギヤのボス（４）に軸孔（５）が形成
   され、該軸孔（５）に支軸（７）を挿設して、咬合う一
   組のギヤ（Ｇ＿１）（Ｇ＿２）の歯（２）の球面接触で
   動力を伝達し乍ら交叉角度を任意の角度に変更し得るよ
   うに構成したことを特徴とする半球状ベベルギヤ。 ２、ギヤの歯（２）と歯の谷（３）の幅は頂点（Ｐ）に
   至る程浅く狭くてギヤの下端部（Ｂ）に至る程歯（２）
   の高さ（ｔｈ）と歯の谷（３）の幅が広く形成されたこ
   とを特徴とする請求項１記載の半球状ベベルギヤ。 ３、一組の半球状のベベルギヤ（Ｇ＿１）（Ｇ＿２）に
   於いて一方のギヤ（Ｇ＿１）の頂点（Ｐ）には凹凸面（
   ｔ）を有する挿入ピン（Ｐｎ）が形成され、両軸が１８
   ０゜交叉の時に凹凸面（ｔ′）を有する凹部（ｇｔ）に
   挿入ピン（ｐｎ）が挿入されるように構成したことを特
   徴とする請求項１記載の半球状ベベルギヤ。 ４、一組の半球状ベベルギヤ（Ｇ＿１）（Ｇ＿２）のボ
   ス（４）に形成された軸孔（５）の内端部（５ａ）は塞
   がり、該軸孔（５）の内周面には一定の間隔で多数のピ
   ン突出爪（６）が形成され支軸（７）の周面にも相補的
   にピン突出爪（６）を挿入でき得る溝（７）が縦方向に
   形成されて咬み合えるように軸挿されるように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載の半球状ベベルギヤ。 ５、一組のベベルギヤ（Ｇ＿１）（Ｇ＿２）の本体（１
   ）を基本的に半球体に形成することを特徴とする請求項
   １記載の半球状ベベルギヤ。