JPH10231849A - 撓み軸継ぎ手 - Google Patents
撓み軸継ぎ手Info
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- JPH10231849A JPH10231849A JP9036349A JP3634997A JPH10231849A JP H10231849 A JPH10231849 A JP H10231849A JP 9036349 A JP9036349 A JP 9036349A JP 3634997 A JP3634997 A JP 3634997A JP H10231849 A JPH10231849 A JP H10231849A
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- polygon
- tooth surface
- pinion
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
- F16D3/04—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow radial displacement, e.g. Oldham couplings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/18—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth
- F16D3/185—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts the coupling parts (1) having slidably-interengaging teeth radial teeth connecting concentric inner and outer coupling parts
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
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- Y10T74/19963—Spur
- Y10T74/19972—Spur form
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Gears, Cams (AREA)
- Hydraulic Motors (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電気車の電動機軸と台車の車軸を揺動自在に
連結する撓み軸継ぎ手の高速回転時においても触れ回り
振動やねじり振動が少なく、傾斜角が大きくなったとき
にも接触歯数が少なくならない撓み軸継ぎ手を得る。 【解決手段】 原動軸、被動軸に連結されるピニオンの
外歯歯車のピッチ円近傍の歯形を、歯幅中間部において
軸方向であり許容傾斜角では歯幅端近くで接触する歯面
とし、背隙を小さくして指数関数曲線でピニオンの外歯
歯車をクラウニングした。背隙を小さくしたことによ
り、高速回転時の振れ回り振動やねじり振動を小さく抑
制することができる。指数関数のクラウニング曲線とし
たことにより、変位にしたがって接触点が歯幅端に移動
し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくな
り、傾斜したときの接触歯数が減少しても、接触応力の
増大が抑制され、従来のものより伝達動力が大きくとれ
る効果が得られる。
連結する撓み軸継ぎ手の高速回転時においても触れ回り
振動やねじり振動が少なく、傾斜角が大きくなったとき
にも接触歯数が少なくならない撓み軸継ぎ手を得る。 【解決手段】 原動軸、被動軸に連結されるピニオンの
外歯歯車のピッチ円近傍の歯形を、歯幅中間部において
軸方向であり許容傾斜角では歯幅端近くで接触する歯面
とし、背隙を小さくして指数関数曲線でピニオンの外歯
歯車をクラウニングした。背隙を小さくしたことによ
り、高速回転時の振れ回り振動やねじり振動を小さく抑
制することができる。指数関数のクラウニング曲線とし
たことにより、変位にしたがって接触点が歯幅端に移動
し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくな
り、傾斜したときの接触歯数が減少しても、接触応力の
増大が抑制され、従来のものより伝達動力が大きくとれ
る効果が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は電気車の電動機の
回転軸と台車の車輪に一諸に組み込まれた歯車装置の被
動軸とを揺動自在に接続する撓み軸継ぎ手に関するもの
である。
回転軸と台車の車輪に一諸に組み込まれた歯車装置の被
動軸とを揺動自在に接続する撓み軸継ぎ手に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電気車の台車の構成は、乗り心地をよく
するために車輪と台車枠の間にばねが設けられている。
電動機は台車枠に取り付けられており、車軸を駆動する
歯車装置は輪軸と一緒に組み込まれている。そのために
ばね上の電動機とばね下の歯車装置の間に撓み軸継ぎ手
が設けられ、車輪側の振動、騒音等を直接電動機側に波
及させないように構成されている。
するために車輪と台車枠の間にばねが設けられている。
電動機は台車枠に取り付けられており、車軸を駆動する
歯車装置は輪軸と一緒に組み込まれている。そのために
ばね上の電動機とばね下の歯車装置の間に撓み軸継ぎ手
が設けられ、車輪側の振動、騒音等を直接電動機側に波
及させないように構成されている。
【０００３】この撓み軸継ぎ手の従来の構成は、たとえ
ば実公昭４７−１４８０４号公報に示されたものがあ
る。図７にその構成の断面図を示す。図において１、１
１は回転軸、２、１２は回転軸１、１１に固着されたピ
ニオンでクラウニングが施された外歯歯車２ａ、１２ａ
が形成されている。３、１３は内側にピニオン２、１２
の外歯歯車２ａ、１２ａに噛み合うスリーブの内歯歯車
３ａ、１３ａが形成され、互いにボルトで結合されたス
リーブである。４、１４はスリーブ３、１３に固定さ
れ、内側はピニオン２、１２の固着部との間に装着され
た端カバーである。５はスリーブ３、１３の接合面に間
挿され、スリーブ３、１３の相互間を仕切る仕切板であ
る。６、１６は回転軸１、１１にピニオン２、１２を固
定する軸端ナット、７、１７は軸端ナット６、１６に固
着され、軸端ナット６、１６が仕切板５に当たってスリ
ーブ３、１３の内歯歯車とピニオン２、１２の外歯歯車
とが適正に噛み合うように位置決めするクッションであ
る。このように構成された撓み軸継ぎ手は、回転軸１、
１１のいずれか一方が電動機回転軸に繋がれ、他の一方
は台車の車軸と一緒に組み込まれた歯車装置に繋がれて
いる。
ば実公昭４７−１４８０４号公報に示されたものがあ
る。図７にその構成の断面図を示す。図において１、１
１は回転軸、２、１２は回転軸１、１１に固着されたピ
ニオンでクラウニングが施された外歯歯車２ａ、１２ａ
が形成されている。３、１３は内側にピニオン２、１２
の外歯歯車２ａ、１２ａに噛み合うスリーブの内歯歯車
３ａ、１３ａが形成され、互いにボルトで結合されたス
リーブである。４、１４はスリーブ３、１３に固定さ
れ、内側はピニオン２、１２の固着部との間に装着され
た端カバーである。５はスリーブ３、１３の接合面に間
挿され、スリーブ３、１３の相互間を仕切る仕切板であ
る。６、１６は回転軸１、１１にピニオン２、１２を固
定する軸端ナット、７、１７は軸端ナット６、１６に固
着され、軸端ナット６、１６が仕切板５に当たってスリ
ーブ３、１３の内歯歯車とピニオン２、１２の外歯歯車
とが適正に噛み合うように位置決めするクッションであ
る。このように構成された撓み軸継ぎ手は、回転軸１、
１１のいずれか一方が電動機回転軸に繋がれ、他の一方
は台車の車軸と一緒に組み込まれた歯車装置に繋がれて
いる。
【０００４】従来の撓み継ぎ手は以上のように構成さ
れ、電気車が走行中に台車が揺動して電動機の回転軸と
車軸と一緒に組み込まれた歯車装置との間の軸心がずれ
ると、図８のように両端の回転軸２、１２の軸心がずれ
た状態に変位する。変位が生じても、クラウニング加工
されたピニオン２、１２の外歯歯車２ａ、１２ａはスリ
ーブ３、１３の内歯歯車３ａ、１３ａに常に噛み合い円
滑な駆動力の伝達がなされる。
れ、電気車が走行中に台車が揺動して電動機の回転軸と
車軸と一緒に組み込まれた歯車装置との間の軸心がずれ
ると、図８のように両端の回転軸２、１２の軸心がずれ
た状態に変位する。変位が生じても、クラウニング加工
されたピニオン２、１２の外歯歯車２ａ、１２ａはスリ
ーブ３、１３の内歯歯車３ａ、１３ａに常に噛み合い円
滑な駆動力の伝達がなされる。
【０００５】近年、電気車の高速化は著しく、高速化は
電動機の回転数を高くして、小型化することによって、
車両全体のの軽量化をはかって対応されている。電動機
の高速化は軽量化に大きく寄与するが、振動、騒音が大
きくなり電気車の乗り心地の阻害要因となる。電動機の
回転が速くなり、撓み軸継手の回転が速くなると、ピニ
オン２とスリーブ３の歯車の噛み合い部には背隙があ
り、スリーブは揺動する状態であり、回転体としてのア
ンバランスもあり、回転が速くなると振れ回り振動やね
じり振動が発生することがある。
電動機の回転数を高くして、小型化することによって、
車両全体のの軽量化をはかって対応されている。電動機
の高速化は軽量化に大きく寄与するが、振動、騒音が大
きくなり電気車の乗り心地の阻害要因となる。電動機の
回転が速くなり、撓み軸継手の回転が速くなると、ピニ
オン２とスリーブ３の歯車の噛み合い部には背隙があ
り、スリーブは揺動する状態であり、回転体としてのア
ンバランスもあり、回転が速くなると振れ回り振動やね
じり振動が発生することがある。
【０００６】従来の撓み軸継ぎ手の歯車のクラウニング
は、図９に示すように加工されている。図１０はピニオ
ン２の外歯歯車の側面図である。図９において、３ａは
スリーブ３の内歯歯車、２ａはピニオン２の外歯歯車で
ある。図１０（ａ）に示すように、ピニオン２の外歯歯
車２ａは一対の回転軸の角度変位に対してスリーブ側の
内は歯車に円滑に噛み合うように丸みを持たせた加工が
行われ、ピッチ円径の円筒状断面の歯厚方向は図９に示
すようにクラウニング加工されている。Ｓはピッチ円
径、Ｔはピニオン２の外歯歯車２ａのピッチ円径Ｓにお
ける歯厚、Ｈはスリーブ３の内歯歯車３ａのピッチ円径
Ｓにおける内歯間隙、Ｇは背隙、Ｒｃは外歯歯車２ａの
クラウニング加工の半径、βwはスリーブ３とピニオン
２との中心線の許容変位角であり、変位角はβとする。
ピッチ円径Ｓにおける、背隙Ｇは下記式８の関係にあ
り、ピッチ円径Ｓにおける外歯歯車２ａと内歯歯車３ａ
の寸法関係は下記式９に示す関係になっている。
は、図９に示すように加工されている。図１０はピニオ
ン２の外歯歯車の側面図である。図９において、３ａは
スリーブ３の内歯歯車、２ａはピニオン２の外歯歯車で
ある。図１０（ａ）に示すように、ピニオン２の外歯歯
車２ａは一対の回転軸の角度変位に対してスリーブ側の
内は歯車に円滑に噛み合うように丸みを持たせた加工が
行われ、ピッチ円径の円筒状断面の歯厚方向は図９に示
すようにクラウニング加工されている。Ｓはピッチ円
径、Ｔはピニオン２の外歯歯車２ａのピッチ円径Ｓにお
ける歯厚、Ｈはスリーブ３の内歯歯車３ａのピッチ円径
Ｓにおける内歯間隙、Ｇは背隙、Ｒｃは外歯歯車２ａの
クラウニング加工の半径、βwはスリーブ３とピニオン
２との中心線の許容変位角であり、変位角はβとする。
ピッチ円径Ｓにおける、背隙Ｇは下記式８の関係にあ
り、ピッチ円径Ｓにおける外歯歯車２ａと内歯歯車３ａ
の寸法関係は下記式９に示す関係になっている。
【０００７】
【数５】
【０００８】この構成の撓み軸継ぎ手において、許容変
位角βwを確保するためには、ピニオン２の外歯歯車の
ピッチ円径Ｓにおけるクラウニング加工曲面の歯幅端近
くにおける接線のピニオン２の軸線に対する角度が許容
変位角βwであり、変位角が０のときのピッチ円径Ｓに
おける外歯歯車と内歯歯車の差が背隙Ｇであり、この構
成で、たとえば、許容変位角βwを０．１（βw＝約６
°）とするには、Ｇ＝０．８〜１．２ｍｍにする必要が
あった。許容変位角βwのときの噛み合いの状態図を図
１１に示す。このように、変位した方向の直角方向の噛
み合わせは背隙Ｇが生じた状態となり、その背隙Ｇの範
囲内スリーブ３の回転中心がずれて回転体としてのアン
バランスのために、触れ回り振動や、回転方向の遊びの
ためのねじり振動が発生することがあった。
位角βwを確保するためには、ピニオン２の外歯歯車の
ピッチ円径Ｓにおけるクラウニング加工曲面の歯幅端近
くにおける接線のピニオン２の軸線に対する角度が許容
変位角βwであり、変位角が０のときのピッチ円径Ｓに
おける外歯歯車と内歯歯車の差が背隙Ｇであり、この構
成で、たとえば、許容変位角βwを０．１（βw＝約６
°）とするには、Ｇ＝０．８〜１．２ｍｍにする必要が
あった。許容変位角βwのときの噛み合いの状態図を図
１１に示す。このように、変位した方向の直角方向の噛
み合わせは背隙Ｇが生じた状態となり、その背隙Ｇの範
囲内スリーブ３の回転中心がずれて回転体としてのアン
バランスのために、触れ回り振動や、回転方向の遊びの
ためのねじり振動が発生することがあった。
【０００９】また、一般にクラウニングされた撓み軸継
ぎ手では、一定の力を伝達しながら回転するとき、変位
角βが大きくなるにつれて、スリーブ３とピニオン２の
同時接触歯数が減少する。この状況の一例を図１２に示
す。この従来の撓み軸継ぎ手では一定の半径Ｒｃでクラ
ウニングされており、同時接触歯数が減少するにしたが
い、それに反比例して歯面の接触応力が増大し、歯面が
荒損する可能性が高くなっていた。
ぎ手では、一定の力を伝達しながら回転するとき、変位
角βが大きくなるにつれて、スリーブ３とピニオン２の
同時接触歯数が減少する。この状況の一例を図１２に示
す。この従来の撓み軸継ぎ手では一定の半径Ｒｃでクラ
ウニングされており、同時接触歯数が減少するにしたが
い、それに反比例して歯面の接触応力が増大し、歯面が
荒損する可能性が高くなっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
撓み軸継ぎ手は、歯面を一定の曲率半径でクラウニング
されており、許容変位角を確保するためには、ピニオン
の外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合わせ部分の背
隙は大きくなっているため、回転数が速くなると、振れ
回り振動やねじり振動が生じて電気車の乗り心地を悪く
するという問題点があり、あまり回転数を上げることが
できなかった。また、従来の一定の半径でクラウニング
された撓み軸継ぎ手は、背隙が大きいので、変位するに
従って同時噛み合い歯数少なくなることにより、変位角
にほぼ反比例して歯面の接触部の応力が大きくなり、歯
面が荒損し易くなる問題点もあった。
撓み軸継ぎ手は、歯面を一定の曲率半径でクラウニング
されており、許容変位角を確保するためには、ピニオン
の外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合わせ部分の背
隙は大きくなっているため、回転数が速くなると、振れ
回り振動やねじり振動が生じて電気車の乗り心地を悪く
するという問題点があり、あまり回転数を上げることが
できなかった。また、従来の一定の半径でクラウニング
された撓み軸継ぎ手は、背隙が大きいので、変位するに
従って同時噛み合い歯数少なくなることにより、変位角
にほぼ反比例して歯面の接触部の応力が大きくなり、歯
面が荒損し易くなる問題点もあった。
【００１１】この発明は、高速回転しても振れ回り振動
やねじり振動が少なく、変位に対して同時接触歯数の減
少があっても、接触部の応力の増大を抑制した撓み軸継
ぎ手を得ることを目的とする。
やねじり振動が少なく、変位に対して同時接触歯数の減
少があっても、接触部の応力の増大を抑制した撓み軸継
ぎ手を得ることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る撓み軸継ぎ手は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニ
オンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状
を、歯幅中央の歯面を通り、許容変位角になったときに
接触させる位置の歯面の軸方向の接線はピッチ円径の円
筒上の軸方向に対する角度が許容変位角であり、接線の
延長線は歯幅中央の歯面に背隙の１／２を加えた点を通
過し、歯厚方向に凸であり、歯幅方向に近づくにしたが
って曲率半径が大きくなる曲線でクラウニングしたもの
である。
る撓み軸継ぎ手は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニ
オンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状
を、歯幅中央の歯面を通り、許容変位角になったときに
接触させる位置の歯面の軸方向の接線はピッチ円径の円
筒上の軸方向に対する角度が許容変位角であり、接線の
延長線は歯幅中央の歯面に背隙の１／２を加えた点を通
過し、歯厚方向に凸であり、歯幅方向に近づくにしたが
って曲率半径が大きくなる曲線でクラウニングしたもの
である。
【００１３】この発明の請求項２に係る撓み軸継ぎ手
は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニオンの外歯歯車
のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状を、歯幅中央の歯
面を原点とし、許容変位角になったときに接触させる位
置の歯面の軸方向の接線は、ピッチ円径の円筒上の軸方
向に対する角度が許容変位角であり、その接線の延長線
は歯幅中央の歯面に背隙の１／２を加えた点を通過する
下記式１に示す指数関数曲線でクラウニングしたもので
ある。
は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニオンの外歯歯車
のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状を、歯幅中央の歯
面を原点とし、許容変位角になったときに接触させる位
置の歯面の軸方向の接線は、ピッチ円径の円筒上の軸方
向に対する角度が許容変位角であり、その接線の延長線
は歯幅中央の歯面に背隙の１／２を加えた点を通過する
下記式１に示す指数関数曲線でクラウニングしたもので
ある。
【００１４】
【数６】
【００１５】この発明の請求項３に係る撓み軸継ぎ手
は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニオンの外歯歯車
のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状を、歯幅中央の歯
面において、背隙が０であり、歯面の傾斜角が許容変位
角の基準多角形と、この基準多角形の両側の歯面それぞ
れに背隙の１／２を加えて基準多角形の歯面に平行な斜
辺の外接多角形を想定し、加えた背隙内であって、歯幅
の中央の基準多角形の頂部を原点とし、許容変位角にな
ったときに接触させる位置で外接多角形に接する下記式
１に示す指数関数曲線によりクラウニングしたものであ
る。
は、スリーブの内歯歯車に噛み合うピニオンの外歯歯車
のピッチ円径の円筒状断面の歯面形状を、歯幅中央の歯
面において、背隙が０であり、歯面の傾斜角が許容変位
角の基準多角形と、この基準多角形の両側の歯面それぞ
れに背隙の１／２を加えて基準多角形の歯面に平行な斜
辺の外接多角形を想定し、加えた背隙内であって、歯幅
の中央の基準多角形の頂部を原点とし、許容変位角にな
ったときに接触させる位置で外接多角形に接する下記式
１に示す指数関数曲線によりクラウニングしたものであ
る。
【００１６】
【数７】
【００１７】この発明の請求項４に係る撓み軸継ぎ手
は、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、下記式１の指数関数曲線であり、歯幅中央の歯面
に接し、歯幅中央の歯面において背隙が０であり、歯幅
方向の斜辺の傾斜角が許容変位角の基準多角形の両側の
それぞれの斜辺に背隙の１／２を加え、基準多角形の斜
辺に平行な斜辺とした外接多角形を想定し、歯幅の中央
の基準多角形の頂点を原点とし、許容変位角における接
触位置を外接多角形の斜辺上に設定し、その外接多角形
の斜辺上の近傍に２点をとり、この２点の座標から下記
式３により指数ｎを求め、式４により係数ｍを求め、こ
の求めた係数ｍ、指数ｎの式１の指数関数曲線によりク
ラウニングしたものである。
は、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、下記式１の指数関数曲線であり、歯幅中央の歯面
に接し、歯幅中央の歯面において背隙が０であり、歯幅
方向の斜辺の傾斜角が許容変位角の基準多角形の両側の
それぞれの斜辺に背隙の１／２を加え、基準多角形の斜
辺に平行な斜辺とした外接多角形を想定し、歯幅の中央
の基準多角形の頂点を原点とし、許容変位角における接
触位置を外接多角形の斜辺上に設定し、その外接多角形
の斜辺上の近傍に２点をとり、この２点の座標から下記
式３により指数ｎを求め、式４により係数ｍを求め、こ
の求めた係数ｍ、指数ｎの式１の指数関数曲線によりク
ラウニングしたものである。
【００１８】
【数８】
【００１９】この発明の請求項５に係る撓み軸継ぎ手
は、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、下記式１の指数関数曲線であり、歯幅中央の歯面
に接し、歯幅中央の歯面において背隙が０であり、歯幅
方向の斜辺の傾斜角が許容変位角の基準多角形の両側の
それぞれの斜辺に背隙の１／２を加え、基準多角形の斜
辺に平行な斜辺とした外接多角形を想定し、歯幅の中央
の基準多角形の頂点を原点とし、許容変位角における接
触位置を外接多角形の斜辺上に設定し、基準多角形の斜
辺と一致する接線の方程式の下記の式２と式１に、歯幅
の中央から歯幅方向の許容変位角になったときに接触さ
せる位置までの軸方向距離を式５に代入して許容変位角
になったときに接触させる位置の歯厚方向の座標位置を
求め、この座標位置、許容変位角および背隙を与え、式
６ににより指数ｎを求め、求めた指数ｎと、許容変位角
になったときに接触させる位置の歯厚方向の座標位置を
式７に与えて係数ｍを求め、この求めた係数ｍ、指数ｎ
の式１の指数関数曲線でクラウニングしたものである。
は、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、下記式１の指数関数曲線であり、歯幅中央の歯面
に接し、歯幅中央の歯面において背隙が０であり、歯幅
方向の斜辺の傾斜角が許容変位角の基準多角形の両側の
それぞれの斜辺に背隙の１／２を加え、基準多角形の斜
辺に平行な斜辺とした外接多角形を想定し、歯幅の中央
の基準多角形の頂点を原点とし、許容変位角における接
触位置を外接多角形の斜辺上に設定し、基準多角形の斜
辺と一致する接線の方程式の下記の式２と式１に、歯幅
の中央から歯幅方向の許容変位角になったときに接触さ
せる位置までの軸方向距離を式５に代入して許容変位角
になったときに接触させる位置の歯厚方向の座標位置を
求め、この座標位置、許容変位角および背隙を与え、式
６ににより指数ｎを求め、求めた指数ｎと、許容変位角
になったときに接触させる位置の歯厚方向の座標位置を
式７に与えて係数ｍを求め、この求めた係数ｍ、指数ｎ
の式１の指数関数曲線でクラウニングしたものである。
【００２０】
【数９】
【００２１】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態につい
て説明する。 実施の形態１．撓み軸継ぎ手の高速回転時の振れ回り振
動、ねじり振動を少なくするには歯車噛み合い部の背隙
を小さくすることが重要である。図１、図２は、撓み軸
継ぎ手のピニオンの外歯歯車の歯面のクラウニング曲線
の決め方の説明図である。撓み軸継ぎ手の全体構成とし
ては、従来の撓み軸継ぎ手の図７の構成とピニオンの歯
形以外は同一の構成である。
て説明する。 実施の形態１．撓み軸継ぎ手の高速回転時の振れ回り振
動、ねじり振動を少なくするには歯車噛み合い部の背隙
を小さくすることが重要である。図１、図２は、撓み軸
継ぎ手のピニオンの外歯歯車の歯面のクラウニング曲線
の決め方の説明図である。撓み軸継ぎ手の全体構成とし
ては、従来の撓み軸継ぎ手の図７の構成とピニオンの歯
形以外は同一の構成である。
【００２２】図１は撓み軸継ぎ手の背隙を０として許容
変位角に撓ませ得る理想形の歯形を示すものであり、図
１における多角形ＡＢＣＤＥＦは噛み合いピッチ円径Ｓ
における背隙を０にすることができる理想の歯形であ
り、βwは許容変位角である。このような歯形にすると
スリーブとの噛み合いが変位方向に対して直角方向の外
歯歯車と内歯歯車とが背隙０で噛み合うようになる。し
かしながら、理論上は歯幅中央の頂点のみが接している
ので、この部分の局部的な圧縮応力は非常に大きく、使
用すると早い時点で丸みをおびて接触部の応力は多少緩
和されるが、接触点がこの近傍からずれることがなく、
応力疲労は大きいので、この形状では実用性能は得られ
ない。
変位角に撓ませ得る理想形の歯形を示すものであり、図
１における多角形ＡＢＣＤＥＦは噛み合いピッチ円径Ｓ
における背隙を０にすることができる理想の歯形であ
り、βwは許容変位角である。このような歯形にすると
スリーブとの噛み合いが変位方向に対して直角方向の外
歯歯車と内歯歯車とが背隙０で噛み合うようになる。し
かしながら、理論上は歯幅中央の頂点のみが接している
ので、この部分の局部的な圧縮応力は非常に大きく、使
用すると早い時点で丸みをおびて接触部の応力は多少緩
和されるが、接触点がこの近傍からずれることがなく、
応力疲労は大きいので、この形状では実用性能は得られ
ない。
【００２３】この実施の形態１．は、ピニオンの外歯歯
車とスリーブの内歯歯車の噛み合い部分に背隙を与え、
スリーブの軸とピニオンの軸が相対的に角度変位したと
きに、歯面の接触点の変位角が大きくなるにつれて歯幅
端の方向に移動し、歯幅端に近ずくにしたがって曲率半
径が大きくなるように構成したものである。図２は接触
部応力を許容限度内になるように中心部に丸みをつけた
ピニオンの外歯歯車の背隙の決め方を説明する歯形説明
図である。
車とスリーブの内歯歯車の噛み合い部分に背隙を与え、
スリーブの軸とピニオンの軸が相対的に角度変位したと
きに、歯面の接触点の変位角が大きくなるにつれて歯幅
端の方向に移動し、歯幅端に近ずくにしたがって曲率半
径が大きくなるように構成したものである。図２は接触
部応力を許容限度内になるように中心部に丸みをつけた
ピニオンの外歯歯車の背隙の決め方を説明する歯形説明
図である。
【００２４】その方法は、図１に示す多角形と同じ多角
形を基準多角形ＡＢＣＤＥＦとし、この基準多角形ＡＢ
ＣＤＥＦの各斜辺ＡＢ、ＢＣ、ＤＥ、ＥＦに目標とする
背隙Ｇの１／２を加え、斜辺が基準多角形ＡＢＣＤＥＦ
の各斜辺ＡＢ、ＢＣ、ＤＥ、ＥＦと平行な外接多角形ａ
ｂｃｄｅｆを想定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲にお
いて、歯幅中央では基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅま
たはＢの原点をとおり許容変位角βwで接触させる位置
を歯幅の端部寄りで外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂ
とｄｅ、またはｂｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸であり、
歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくなる関数
曲線でクラウニングするものである。
形を基準多角形ＡＢＣＤＥＦとし、この基準多角形ＡＢ
ＣＤＥＦの各斜辺ＡＢ、ＢＣ、ＤＥ、ＥＦに目標とする
背隙Ｇの１／２を加え、斜辺が基準多角形ＡＢＣＤＥＦ
の各斜辺ＡＢ、ＢＣ、ＤＥ、ＥＦと平行な外接多角形ａ
ｂｃｄｅｆを想定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲にお
いて、歯幅中央では基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅま
たはＢの原点をとおり許容変位角βwで接触させる位置
を歯幅の端部寄りで外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂ
とｄｅ、またはｂｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸であり、
歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくなる関数
曲線でクラウニングするものである。
【００２５】このようにピニオン外歯歯車の歯形を小さ
く与えた背隙内で歯幅の中央を通り、歯厚方向に凸の歯
幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくなる曲線に
したことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回
り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得られ、
また、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがっ
て接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにし
たがって曲率半径が大きくなるので、変位したときの接
触歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来
のものより伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
く与えた背隙内で歯幅の中央を通り、歯厚方向に凸の歯
幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくなる曲線に
したことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回
り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得られ、
また、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがっ
て接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにし
たがって曲率半径が大きくなるので、変位したときの接
触歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来
のものより伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
【００２６】実施の形態２．実施の形態２．は、ピニオ
ンの外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合い部分の背
隙を小さく与え、ピニオン外歯歯車のピッチ円径の円筒
状の断面のクラウニング曲線を指数関数曲線としたもの
である。その構成は、撓み軸継ぎ手としては、従来のも
のの図７に示す構成と同一である。ピニオンの外歯歯車
は実施の形態１．と同様に図２のように、図１の理想的
な歯形の多角形ＡＢＣＤＥＦと同一の多角形を基準多角
形ＡＢＣＤＥＦとし、この基準多角形のＡＢＣＤＥＦの
それぞれの斜辺に背隙Ｇの１／２を加えた外接多角形ａ
ｂｃｄｅｆを想定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲内
で、歯幅中間部では基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅま
たはＢを原点とし、許容変位角βwで接触させる位置を
歯幅の端部寄りで外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂと
ｄｅ、またはｂｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸となる下
記式１の指数関数を選択してクラウニングしたものであ
る。式１の曲線の各点の変位角度は式１の微分値であり
式２のようになる。
ンの外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合い部分の背
隙を小さく与え、ピニオン外歯歯車のピッチ円径の円筒
状の断面のクラウニング曲線を指数関数曲線としたもの
である。その構成は、撓み軸継ぎ手としては、従来のも
のの図７に示す構成と同一である。ピニオンの外歯歯車
は実施の形態１．と同様に図２のように、図１の理想的
な歯形の多角形ＡＢＣＤＥＦと同一の多角形を基準多角
形ＡＢＣＤＥＦとし、この基準多角形のＡＢＣＤＥＦの
それぞれの斜辺に背隙Ｇの１／２を加えた外接多角形ａ
ｂｃｄｅｆを想定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲内
で、歯幅中間部では基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅま
たはＢを原点とし、許容変位角βwで接触させる位置を
歯幅の端部寄りで外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂと
ｄｅ、またはｂｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸となる下
記式１の指数関数を選択してクラウニングしたものであ
る。式１の曲線の各点の変位角度は式１の微分値であり
式２のようになる。
【００２７】
【数１０】
【００２８】式１の係数ｍ、指数ｎは、指数関数式１の
曲線が基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅを通り、許容傾
斜角βwになったとき、外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺
ｄｅに接する条件を満足する数値である。係数ｍ、指数
ｎの決定方法としては、図３に示すように、図２と同様
に基準多角形ＡＢＣＤＥＦと、この基準多角形ＡＢＣＤ
ＥＦの斜辺ＤＥと平行な斜辺を持つ外接多角形ａｂｃｄ
ｅｆを想定し、この斜辺ｄｅ上に許容変位角βwで接触
させる位置を外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ｄｅ上にと
り、その近傍の斜辺上に２点の点Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）、
点Ｐ２（Ｘ２、Ｙ２）を定め、この２点Ｐ１、Ｐ２のそ
れぞれの座標位置を、式１と式２に代入し、２点の各式
から得られた式３、式４にＰ１、Ｐ２の各点の座標位置
のＸ値、Ｙ値を代入して計算すると指数ｎが得られ、式
１を変形して得られた式４に式３で得られた指数ｎを代
入して係数ｍを求めることによりクラウニング曲線を決
めることができる。
曲線が基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点Ｅを通り、許容傾
斜角βwになったとき、外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺
ｄｅに接する条件を満足する数値である。係数ｍ、指数
ｎの決定方法としては、図３に示すように、図２と同様
に基準多角形ＡＢＣＤＥＦと、この基準多角形ＡＢＣＤ
ＥＦの斜辺ＤＥと平行な斜辺を持つ外接多角形ａｂｃｄ
ｅｆを想定し、この斜辺ｄｅ上に許容変位角βwで接触
させる位置を外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ｄｅ上にと
り、その近傍の斜辺上に２点の点Ｐ１（Ｘ１、Ｙ１）、
点Ｐ２（Ｘ２、Ｙ２）を定め、この２点Ｐ１、Ｐ２のそ
れぞれの座標位置を、式１と式２に代入し、２点の各式
から得られた式３、式４にＰ１、Ｐ２の各点の座標位置
のＸ値、Ｙ値を代入して計算すると指数ｎが得られ、式
１を変形して得られた式４に式３で得られた指数ｎを代
入して係数ｍを求めることによりクラウニング曲線を決
めることができる。
【００２９】
【数１１】
【００３０】式３、式４で得られた係数ｍ、指数ｎの式
１の指数関数曲線は、理論的に許容傾斜角βwは少し小
さい値であるが、点Ｐ１、Ｐ２は関数のほぼ直線部をと
っているので、実用的には許容変位角βwとして取り扱
うことができる。また、係数ｍ、指数ｎの式１に示す指
数関数曲線の曲率半径は歯幅端に近ずくにしたがって大
きくなる。
１の指数関数曲線は、理論的に許容傾斜角βwは少し小
さい値であるが、点Ｐ１、Ｐ２は関数のほぼ直線部をと
っているので、実用的には許容変位角βwとして取り扱
うことができる。また、係数ｍ、指数ｎの式１に示す指
数関数曲線の曲率半径は歯幅端に近ずくにしたがって大
きくなる。
【００３１】このように外歯歯車の歯形のクラウニング
曲線を小さく与えた背隙内で、歯幅中央の歯面を通る指
数関数曲線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転
しても触れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効
果が得られ、曲線の係数ｍ、指数ｎ外接多角形の斜辺上
の２点から求めることにより容易に求められる。また、
噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触
点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがっ
て曲率半径が大きくなるので、変位したときの接触歯数
が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来のもの
より伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
曲線を小さく与えた背隙内で、歯幅中央の歯面を通る指
数関数曲線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転
しても触れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効
果が得られ、曲線の係数ｍ、指数ｎ外接多角形の斜辺上
の２点から求めることにより容易に求められる。また、
噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触
点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがっ
て曲率半径が大きくなるので、変位したときの接触歯数
が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来のもの
より伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
【００３２】実施の形態３．実施の形態３．はクラウニ
ング曲線の指数関数の係数ｍ、指数ｎを別の方法で求め
るようにしたものである。その方法は、実施の形態１．
と同様に、図２のように、図１の理想的な歯形の多角形
ＡＢＣＤＥＦと同一の多角形を基準多角形ＡＢＣＤＥＦ
とし、この基準多角形のＡＢＣＤＥＦのそれぞれの斜辺
に背隙Ｇの１／２を加えた外接多角形ａｂｃｄｅｆを想
定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲内で、歯幅中間部で
は基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点ＥまたはＢを原点と
し、許容変位角βwで接触させる位置を歯幅の端部寄り
で外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂとｄｅ、またはｂ
ｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸となる実施の形態１．と
同じ下記式１の指数関数を選択してクラウニングしたも
のである。
ング曲線の指数関数の係数ｍ、指数ｎを別の方法で求め
るようにしたものである。その方法は、実施の形態１．
と同様に、図２のように、図１の理想的な歯形の多角形
ＡＢＣＤＥＦと同一の多角形を基準多角形ＡＢＣＤＥＦ
とし、この基準多角形のＡＢＣＤＥＦのそれぞれの斜辺
に背隙Ｇの１／２を加えた外接多角形ａｂｃｄｅｆを想
定し、加えた背隙Ｇの１／２の範囲内で、歯幅中間部で
は基準多角形ＡＢＣＤＥＦの頂点ＥまたはＢを原点と
し、許容変位角βwで接触させる位置を歯幅の端部寄り
で外接多角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ａｂとｄｅ、またはｂ
ｃとｅｆで接し、歯厚方向に凸となる実施の形態１．と
同じ下記式１の指数関数を選択してクラウニングしたも
のである。
【００３３】この実施の形態３．では、式１の指数関数
の指数ｎ、係数ｍを次のようにして求めたものである。
まず、許容変位角βwのときに接触させる位置を外接多
角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ｄｅ上の歯幅端近くのＷ点に設
定し、この設定位置の座標から指数ｎ、係数ｍを求める
ようにしたものである。クラウニング曲線は下記式１の
指数関数であり、その各点の接線の変位角は式２であ
り、許容変位角βwになったときに接触させる位置と歯
幅中央との距離をxwとするとその位置の歯厚方向の座標
は式５で求められ、式１、式２のＸをxw、Ｙをywに置き
換えて、変形して得られた式６により指数ｎが得られ、
式７により係数ｍが得られる。
の指数ｎ、係数ｍを次のようにして求めたものである。
まず、許容変位角βwのときに接触させる位置を外接多
角形ａｂｃｄｅｆの斜辺ｄｅ上の歯幅端近くのＷ点に設
定し、この設定位置の座標から指数ｎ、係数ｍを求める
ようにしたものである。クラウニング曲線は下記式１の
指数関数であり、その各点の接線の変位角は式２であ
り、許容変位角βwになったときに接触させる位置と歯
幅中央との距離をxwとするとその位置の歯厚方向の座標
は式５で求められ、式１、式２のＸをxw、Ｙをywに置き
換えて、変形して得られた式６により指数ｎが得られ、
式７により係数ｍが得られる。
【００３４】
【数１２】
【００３５】このように外歯歯車の歯形のクラウニング
曲線を小さく与えた背隙内で、歯幅中央を通る指数関数
曲線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても
触れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得
られ、曲線の係数ｍ、指数ｎ外接多角形の斜辺上に設定
し、この点の座標から求める方法をとることにより、係
数ｍ、指数ｎが容易に正確に求められる。また、噛み合
い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯
幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率
半径が大きくなり、変位したときの接触歯数が減少して
も、接触部応力の増大が抑制され、従来のものより伝達
動力が大きくとれる効果も得られる。
曲線を小さく与えた背隙内で、歯幅中央を通る指数関数
曲線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても
触れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得
られ、曲線の係数ｍ、指数ｎ外接多角形の斜辺上に設定
し、この点の座標から求める方法をとることにより、係
数ｍ、指数ｎが容易に正確に求められる。また、噛み合
い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯
幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率
半径が大きくなり、変位したときの接触歯数が減少して
も、接触部応力の増大が抑制され、従来のものより伝達
動力が大きくとれる効果も得られる。
【００３６】
【発明の効果】この発明の請求項１に係る撓み軸継ぎ手
は、ピニオン外歯歯車の歯形を小さく与えた背隙内で歯
幅の中央の歯面を通り、歯厚方向に凸の歯幅端に近づく
にしたがって曲率半径が大きくなる曲線にしたことによ
り、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り振動やねじ
れ振動が小さく抑えられる効果が得られ、また、噛み合
い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯
幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率
半径が大きくなるので、変位したときの接触歯数が減少
しても、接触応力の増大が抑制され、従来のものより伝
達動力が大きくとれる効果が得られる。
は、ピニオン外歯歯車の歯形を小さく与えた背隙内で歯
幅の中央の歯面を通り、歯厚方向に凸の歯幅端に近づく
にしたがって曲率半径が大きくなる曲線にしたことによ
り、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り振動やねじ
れ振動が小さく抑えられる効果が得られ、また、噛み合
い状況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯
幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率
半径が大きくなるので、変位したときの接触歯数が減少
しても、接触応力の増大が抑制され、従来のものより伝
達動力が大きくとれる効果が得られる。
【００３７】この発明の請求項２に係る撓み軸継ぎ手
は、ピニオンの外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を小
さく与えた背隙内で、歯幅中央の歯面を通る指数関数曲
線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触
れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得ら
れ、また、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにした
がって接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づく
にしたがって曲率半径が大きくなるので、変位したとき
の接触歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、
従来のものより伝達動力が大きくとれる効果が得られ
る。
は、ピニオンの外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を小
さく与えた背隙内で、歯幅中央の歯面を通る指数関数曲
線としたことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触
れ回り振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得ら
れ、また、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにした
がって接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づく
にしたがって曲率半径が大きくなるので、変位したとき
の接触歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、
従来のものより伝達動力が大きくとれる効果が得られ
る。
【００３８】この発明の請求項３に係る撓み軸継ぎ手
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央を通
り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜辺上
になる指数関数曲線としたものであり、背隙を小さくし
たことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り
振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得られ、ま
た、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがって
接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにした
がって曲率半径が大きくなるので、傾斜したときの接触
歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来の
ものより伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央を通
り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜辺上
になる指数関数曲線としたものであり、背隙を小さくし
たことにより、撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り
振動やねじれ振動が小さく抑えられる効果が得られ、ま
た、噛み合い状況は、変位角が大きくなるにしたがって
接触点が歯幅端の方向に移動し、歯幅端に近づくにした
がって曲率半径が大きくなるので、傾斜したときの接触
歯数が減少しても、接触応力の増大が抑制され、従来の
ものより伝達動力が大きくとれる効果が得られる。
【００３９】この発明の請求項４に係る撓み軸継ぎ手
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央の歯面
を通り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜
辺上になる指数関数曲線とし、許容傾斜角で接触させる
位置を外接多角形の斜辺上にとり、この近傍の外接多角
形の斜辺上の２点の座標から係数ｍ、指数ｎを求めるよ
うにしたことにより、指数関数の係数ｍ、指数ｎが容易
に求められ、背隙を小さくしたことにより、撓み軸継ぎ
手が高速回転しても触れ回り振動やねじれ振動が小さく
抑えられる効果が得られ、また、噛み合い状況は、変位
角が大きくなるにしたがって接触点が歯幅端の方向に移
動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくな
るので、変位したときの接触歯数が減少しても、接触応
力の増大が抑制され、従来のものより伝達動力が大きく
とれる効果が得られる。
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央の歯面
を通り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜
辺上になる指数関数曲線とし、許容傾斜角で接触させる
位置を外接多角形の斜辺上にとり、この近傍の外接多角
形の斜辺上の２点の座標から係数ｍ、指数ｎを求めるよ
うにしたことにより、指数関数の係数ｍ、指数ｎが容易
に求められ、背隙を小さくしたことにより、撓み軸継ぎ
手が高速回転しても触れ回り振動やねじれ振動が小さく
抑えられる効果が得られ、また、噛み合い状況は、変位
角が大きくなるにしたがって接触点が歯幅端の方向に移
動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径が大きくな
るので、変位したときの接触歯数が減少しても、接触応
力の増大が抑制され、従来のものより伝達動力が大きく
とれる効果が得られる。
【００４０】この発明の請求項５に係る撓み軸継ぎ手
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央の歯面
を通り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜
辺上になる指数関数曲線とし、外接多角形の斜辺上の許
容変位角で接触させる位置から、指数関数の係数ｍ、指
数ｎが容易に求められ、背隙を小さくしたことにより、
撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り振動やねじれ振
動が小さく抑えられる効果が得られ、また、噛み合い状
況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯幅端
の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径
が大きくなるので、傾斜したときの接触歯数が減少して
も、接触応力の増大が抑制され、従来のものより伝達動
力が大きくとれる効果が得られる。
は、外歯歯車の歯形のクラウニング曲線を、基準多角形
とこの基準多角形の斜辺に小さく設定した背隙を加えた
外接多角形を想定し、加えた背隙内で、歯幅中央の歯面
を通り、許容変位角で接触させる位置を外接多角形の斜
辺上になる指数関数曲線とし、外接多角形の斜辺上の許
容変位角で接触させる位置から、指数関数の係数ｍ、指
数ｎが容易に求められ、背隙を小さくしたことにより、
撓み軸継ぎ手が高速回転しても触れ回り振動やねじれ振
動が小さく抑えられる効果が得られ、また、噛み合い状
況は、変位角が大きくなるにしたがって接触点が歯幅端
の方向に移動し、歯幅端に近づくにしたがって曲率半径
が大きくなるので、傾斜したときの接触歯数が減少して
も、接触応力の増大が抑制され、従来のものより伝達動
力が大きくとれる効果が得られる。
【図１】 この発明の撓み軸継ぎ手のピニオンの外歯歯
車のピッチ円径部分の基準となる歯形断面図である。
車のピッチ円径部分の基準となる歯形断面図である。
【図２】 この発明による撓み軸継ぎ手のピニオンの外
歯歯車のピッチ円径における歯形断面図である。
歯歯車のピッチ円径における歯形断面図である。
【図３】 歯形曲線を求めるための歯形断面図である。
【図４】 図３の歯形の側面図である。
【図５】 歯面形状を示す指数関数の係数、指数の求め
方を示す説明図である。
方を示す説明図である。
【図６】 この発明の噛み合い部の変位角と同時接触歯
数の関係および曲率半径の関係を示す図である。
数の関係および曲率半径の関係を示す図である。
【図７】 従来の撓み軸継ぎ手の構成を示す断面図であ
る。
る。
【図８】 撓み軸継ぎ手の回転軸の変位状況の説明図で
ある。
ある。
【図９】 従来の撓み軸継ぎ手の形状の説明図である。
【図１０】 図７の側面図である。
【図１１】 従来の撓み軸継ぎ手の傾斜した場合のピニ
オンの外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合い状況の
説明図である。
オンの外歯歯車とスリーブの内歯歯車の噛み合い状況の
説明図である。
【図１２】 従来の噛み合い部の変位したときの変位角
と同時接触歯数の関係および曲率半径の関係を示す図で
ある。
と同時接触歯数の関係および曲率半径の関係を示す図で
ある。
１ 回転軸、２ ピニオン、２ａ ピニオン外歯、３
スリーブ、３ａ スリーブ内歯、４ 端カバー、５ 仕
切板、６ 軸端ナット、７ クッション、１１ 回転
軸、１２ ピニオン、１２ａ ピニオン外歯、１３ ス
リーブ、１３ａ スリーブ内歯、１４ 端カバー、１６
軸端ナット、１７ クッション。
スリーブ、３ａ スリーブ内歯、４ 端カバー、５ 仕
切板、６ 軸端ナット、７ クッション、１１ 回転
軸、１２ ピニオン、１２ａ ピニオン外歯、１３ ス
リーブ、１３ａ スリーブ内歯、１４ 端カバー、１６
軸端ナット、１７ クッション。
Claims (5)
- 【請求項１】 一対の回転軸それぞれに、外歯歯車を有
する一対のピニオンが固着されて、互いに対向して配置
され、両側に内歯歯車を有し、上記対向して配置された
一対のピニオンの外周の外歯歯車に内歯歯車が噛み合っ
て回転するスリーブとで構成される撓み軸継ぎ手であっ
て、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、歯幅の中央の歯面を通り、許容変位角になったと
きに接触させる位置の歯面の円筒軸方向の接線が、ピッ
チ円径の円筒上の軸方向に対する角度が許容変位角で接
線の延長線は歯幅の中央の歯面に背隙の１／２を加えた
点を通過し、歯厚方向に凸の曲線であり、歯幅端に近ず
くにしたがって曲率半径が大きくなる曲線でクラウニン
グされていることを特徴とする撓み軸継ぎ手。 - 【請求項２】 一対の回転軸それぞれに、外歯歯車を有
する一対のピニオンが固着されて、互いに対向して配置
され、両側に内歯歯車を有し、上記対向して配置された
一対のピニオンの外周の外歯歯車に内歯歯車が噛み合っ
て回転するスリーブとで構成される撓み軸継ぎ手であっ
て、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、歯幅の中央の歯面を通り、許容変位角になったと
きに接触させる位置の歯面の円筒軸方向の接線のピニオ
ンの軸線に対する角度が許容変位角であり、接線の延長
線は歯幅の中央の歯面に背隙の１／２を加えた点を通過
する下記式１の指数関数曲線でクラウニングされている
ことを特徴とする撓み軸継ぎ手。 【数１】 - 【請求項３】 一対の回転軸それぞれに、外歯歯車を有
する一対のピニオンが固着されて、互いに対向して配置
され、両側に内歯歯車を有し、上記対向して配置された
一対のピニオンの外周の外歯歯車に内歯歯車が噛み合っ
て回転するスリーブとで構成される撓み軸継ぎ手であっ
て、ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒状断面の歯
面は、歯幅の中央の歯面において、背隙が０であり、歯
面の軸方向の変位角が許容変位角の基準多角形と、この
基準多角形の歯厚方向の両側の斜辺それぞれに背隙の１
／２を加えて斜辺とした外接多角形を想定し、基準多角
形に加えた背隙内であって、歯幅の中央で基準多角形の
頂部を原点とし、許容変位角になったときに接触させる
位置が上記外接多角形の斜辺に接する下記式１の指数関
数曲線でクラウニングされていることを特徴とする撓み
軸継ぎ手。 【数２】 - 【請求項４】 ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒
状断面の歯面は、下記式１の指数関数曲線であり、その
係数ｍ、指数ｎは、歯幅中央の歯面に接し、歯幅中央の
歯面において背隙が０であり、歯幅方向の傾斜角が許容
変位角の基準多角形の両側のそれぞれの斜辺に背隙の１
／２を加え、基準多角形の斜辺に平行な斜辺とした外接
多角形を想定し、歯幅の中央の基準多角形の頂点を原点
とし、許容変位角における接触位置を外接多角形の斜辺
上に設定し、その外接多角形の斜辺上の近傍に２点をと
り、この２点の座標を式１、式２から得られた式５に代
入して指数ｎを求め、式１を変形して得られた式６によ
り係数ｍを求め、この求めた係数ｍ、指数ｎの指数関数
曲線でクラウニングされていることを特徴とする請求項
３記載の撓み軸継ぎ手。 【数３】 - 【請求項５】 ピニオンの外歯歯車のピッチ円径の円筒
状断面の歯面は、下記式１の指数関数曲線であり、その
係数ｍ、指数ｎは、歯幅中央の歯面に接し、歯幅中央の
歯面において背隙が０であり、歯幅方向の傾斜角が許容
変位角の基準多角形の両側のそれぞれの斜辺に背隙の１
／２を加え、基準多角形の斜辺に平行な斜辺とした外接
多角形を想定し、歯幅の中央の基準多角形の頂点を原点
とし、許容変位角における接触位置を外接多角形の斜辺
上に設定し、基準多角形の斜辺と一致する接線の方程式
の式２と、歯幅の中央から歯幅方向の許容変位角になっ
たときに接触させる位置までの距離と許容傾斜角および
背隙とからなる式３により指数ｎを求め、式４により係
数ｍを求め、この求めた係数ｍ、指数ｎの式１の指数関
数曲線でクラウニングされていることを特徴とする請求
項３記載の撓み軸継ぎ手。 【数４】
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