KR100245287B1 - 무전위치형의 3차원부편위가요물림식기어장치 - Google Patents

Abstract

컵 형상의 가요물림식 기어장치(1)에 있어서, 강성 내기어(2)와 가요성 외기어(3)를 모두 무전위의 평기어로 하고, 가요성 외기어(3)의 개구부(3a)를 정규의 가요량보다 적은 부편위 상태로 설정하고, 가요성 외기어(3)의 치근의 각각의 축 직각단면에 있어서의 상기 내기어에 대한 외기어의 치형의 랙근사에 의한 이동궤적을 하나의 축 직각단면에 중첩시켜 형성되는 이동궤적의 포락선 e에 다이어프램측 치근단부 혹은 단부 외측 근방의 축 직각단면에 있어서의 이동궤적을 원활하게 접속시켜 복합곡선 L을 얻는다. 포락선 e의 시작점 A로부터, 편위가 0인 경우에 이동궤적 ℓo의 정점에서부터 치형 높이방향으로 치형 높이의 2배에 상당하는 끝점 E까지의 부분은, 이 끝점을 원점으로 하여 ½의 축소비로 상사변환을 행함으로써 얻어지는 곡선 FE를, 양기어(2),(3)의 치말면의 凸치형의 주요부로 하고,치형의 기준점 M근방에 삽입시킨 개구부의 가요량에 상관하는 유한의 압력 각 α_M을 가지는 직선 MF와 이 직선을 凸치형 주요부에 원활하에 연결하는 이행곡선을 구비한 복합곡선 MFE를 양기어의 치말치형으로 한다.

Description

[발명의 명칭]

무전위 치형의 3차원 부편위 가요물림식 기어장치

[기술분야]

본 발명은, 가요물림식 기어장치에 관한 것이며, 특히 당해장치에 사용되는 강성내기어와 가요성외기어의 형상에 관한 것이다.

[배경기술]

대표적인 가요물림식 기어장치는, 강성 원형 내기어와, 상기 내기어의 내측에서 이것과 예를 들면 2개소에서 물리도록 타원형상으로 구부려져 있으며 내기어보다 2n(n은 양의 정수)만큼 적은 톱니수를 갖는 가요성 외기어와, 그리고 상기 외기어의 내측에 끼워져서 이 외기어를 타원형으로 구부리는 웨이브 제네레이터로 구성되어 있다. 이들 내기어 및 외기어의 기본적인 치형은 직선이다(미국 특허 제2,906,143호 참조). 이밖에, 인벌류트 치형도 고안되어 있다(일본 특허공고 소45-41171호 참조). 그러나, 직선 치형 혹은 인벌류트 치형을 채용한 경우에는, 내기어 및 외기어의 치끝단부(齒末)의 치형끼리 연속적으로 접촉할 수는 없다.

본 발명자는 일본 특허공개 소 63-115943호 공보에 있어서, 이러한 장치의 부하능력을 더욱 높이기 위하여, 양기어의 치끝단부의 치형을 웨이버 제네레이터의 형상에 따른 내기어에 대한 외기어의 랙근사(近似)에 의한 이동궤적상의 물림 한계점으로부터 이 궤적의 소요범위를 ½의 축소비로 상사(相似)변환하여 얻어진 곡선으로 하는 방식을 제안하고 있다. 이 공보에 개시되어 있는 치형을 채용하면, 내기어 및 외기어의 치끝단부의 치형을 연속적으로 접촉시킬 수 있다.

그래서, 가요물림식 기어장치로는, 컵 형상의 가요성 외기어가 조합된 형식의 장치가 알려져 있다. 이러한 형식의 기어장치의 내기어 및 외기어의 치형으로서, 상기의 일본 특허공개 소 63-115943호에 기재된 치형을 그대로 채용한 경우에는, 치근(齒根, tooth trace)방향에 있어서, 양기어의 치형을 연속적으로 맞물리게 할 수 없다.

즉, 상기 컵 형상의 가요물림식 기어장치에 있어서는, 상기 컵 형상 가요성 외기어에, 그 다이어프램 측에서 개구부에 걸쳐서, 다이어프램으로부터의 거리에 비례하여 굽힘량(타원형 곡선의 긴지름과 짧은 지름의 차)이 점차 증가한다. 예컨대 코닝 현상이 발생한다. 상기 코닝에 의한 축방향의 굽힘량의 변화, 즉, 편위량의 변화를, 일본국 특허공개 소 63-115943호 공보에 기재된 치형의 설정시에는 고려하지 않았다.

따라서, 컵 형상의 가요물림식 기어장치의 양기어에 대하여 상기 공보에 기재된 치형을 채용한 경우, 치근의 어느 특정 단면(예를 들면, 정규의 굽힘량에 대응하는 무편위의 단면)에서는 양기어의 치형을 연속적으로 맞물릴 수 있으나, 치근의 다른 단면에서는 치형의 간섭등의 문제를 발생시킨다.

상기의 문제를 해소하기 위한 방법으로서는, 예를 들면, 일본 특허공개 소 62-75153호 공보 및 특허공개 평 2-62461호에 개시된 것이 있다. 상기의 방법들은, 치형에 대하여 크라우닝이나 릴리이빙등의 특별한 추가공정을 필요로 한다.

이러한 크라우닝, 릴리빙등의 특별한 추가공정을 하지 않고, 컵 형상 가요성 외기어의 치근 전체에 걸쳐서, 상기 외기어와 내기어와의 사이에 간섭이 없으며, 보다 광범위하게 맞물리도록, 본 발명자는 일본 특허 출원 평 3-357036호에 개시된 치형을 제안하였다.

여기에 개시된 발명에서는, 가요물림식 기어장치의 컵 형상 가요성 외기어에서 치근의 각 단면에 있어서의 치형의 이동 궤적이, 그 개구부에서 보면, 치근을 따라 굽힘량이 감소하는 동시에 차츰 변화하여, 그 이동 궤적이 하나의 면에 겹쳐진 경우에, 그것이 하나의 포락선을 형성한다는 것에 착안하였다. 여기에서는, 해석을 간단히 하기 위하여, 랙 근사의 방법을 도입하여, 이 포락선의 식을 나타내었다. 또한 다이어프램측 치근 단부의 외측 근방의 축 직각단면에서의 가요성 외기어의 치형의 이동궤적을 상기 포락선에 접속시켜서 복합곡선을 형성하였다. 그리고, 상기 복합곡선상에 선정한 물림의 한계점으로부터 ½의 축소비로, 상기 복합곡선의 치형의 높이 방향에서 치형 높이의 2배에 상당하는 소정의 부분을 상사변환하여 얻어지는 곡선은, 상기 외기어 및 내기어의 치끝단부의 凸치형에 상당하다

또, 본 발명자는, 일본국 특원평 3-357037호에서, 상기 포락선을 유일하게 치형유도의 기본이 되는 이동궤적으로 삼는 것을 제안한 바 있다. 이 발명에서는, 상기 포락선이 무편위(無偏位) 상태에 상당하는 축 직각단면상에서 가요성 외기어의 치형의 이동궤적을 ½로 한 것과 상사형인 것에 착안하였다. 그리고, 이 포락선을 이용하여, 강성 내기어와 가요성 외기어의 치수(齒數)차가 4인 컵 형상의 가요물림식 기어장치의 양기어의 치형으로 채용가능한 치형을 형성하도록 하고 있다.

그러나, 상기 특원평 3-357036호 및 특원평 3-357037호에 개시된 발명의 경우에는, 컵 형상으로 된 가요성 외기어의 개구부는 모두 무편위 상태로 있다. 또, 치형의 기준점의 압력각 설정법에 관한 부분에 대해서도 특별히 언급되어 있지 않다.

더욱이, 가요물림식 기어장치의 고성능화에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 이 요구에 부응하기 위해서는, 이러한 가요물림식 기어장치의 강도와 강성 및 내마모성을 더욱 향상시켜야 할 필요가 있다. 상기 목적을 달성하기 위해서는, 치근을 따른 부하의 실제 분포를 가능한 한 균등하게 할 필요가 있다.

[발명의 개시]

본 발명은 일본국 특원평 3-357036호 및 특원평 3-357037호에 개시된 치형의 개량에 관한 것이다. 본 발명에서는, 가요물림식 기어장치에서 컵 형상 가요성 외기어의 개구부의 굽힘량을 정규보다 작은 부(負) 편위로 설정하는 것을 특징으로 하고 있다. 편위의 정부(正負)의 개념은 본 발명자에 의한 일본국 특공소 45-41171호 공보에 상세히 기술되어 있다.

또 본 발명에 있어서는, 가요성 외기어의 치형의 이동궤적인 포락선과 다이어프램측 치근단부 혹은 단부외측 근방의 축 직각단면에 잇어서의 이동궤적과의 복합곡선을 치형유도의 토대로 하고 있다. 이 점은, 단부의 축 직각단면에서 이동궤적의 이용을 제외하면, 상기 특원평 3-357036호 및 특원평 3-347037호에 개시된 발명과 동일하다.

그러나, 본 발명은 상기 특원평 3-357036호 및 특원평 3-357037호에 개시된 발명과 같이 무편위의 단면상의 이동궤적까지 포함한 포락선이 아니라, 가요성 외기어의 치근에 있어서 각각의 축 직각단면의 부편위량에 대응하는, 명확하게 한정된 포락선을 이용하는 것을 특징으로 하고 있다. 또 본 발명은, 가요성 외기어의 개구부의 부편위량과 관련하여 기준점의 압력각이 결정되는 것이 특징이다.

즉, 본 발명은 강성 내기어와, 그 내측의 컵형상 가요성 외기어 및 상기 외기어를 다이어프램측으로부터 개구부에 걸쳐서 다이어프램으로부터의 거리에 비례한 굽힘량을 발생시키도록 외기어를 타원형상으로 구부려 그 형상을 회전시키는 웨이버 제너레이터로 이루어지며, 웨이버 제너레이터의 회전에 의해 양기어에 상대회전을 발생시키는 가요물림식 기어장치에 있어서, 다음과 같이 하여 강성 내기어 및 가요성 외기어의 치형을 규정하고 있다. 우선, 강성 내기어와 가요성 외기어를 모두 무전위의 평기어로 하고, 가요성 외기어의 개구부를 정규의 굽힘량보다 적은 부편위 상태로 설정한다. 그리고, 가요성 외기어의 치근의 각 축 직각단면에 있어서의 내기어에 대한 외기어의 치형의 랙근사에 의한 이동궤적을 하나의 축직각 단면에 중첩시켜 형성되는 이동궤적의 포락선에, 다이어프램측 치근단부 혹은 단부 외측 근방의 축 직각단면에 있어서의 이동궤적을 원활하게 접속시켜 생기는 복합곡선의 포락선의 시작점에서부터, 편위가 0인 경우의 이동궤적의 정점으로부터 치형의 높이 방향으로 치형높이의 2배에 해당하는 끝점까지의 부분은, 이 끝점을 원점으로 하여 ½의 축소비로 상사변환을 행하므로써 얻어지는 곡선을 양기어의 치끝단부면의 凸치형의 주요부로 하고 있다. 또한, 치형의 기준점 근방에 삽입시킨 개구부의 굽힘량에 상관되는 유한 압력각을 가지는 직선과, 이 직선을 凸치형 주요부에 원활하게 연결시키는 이행곡선을 구비한 복합곡선 및 그 근접곡선을 양기어의 치끝단부치형으로 하고 있다. 그리고, 양기어의 치원(齒元)을 각각의 기준점에 관한 치끝단부치형의 점대칭도형으로서의 직선 및 凹 곡선으로 이루어진 복합치형 또는 이 치형에 약간의 여유를 준 치형으로 형성하고 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 컵형상 가요물림식 기어장치의 사시도이다.

제2도는 제1도의 장치에 대한 개략적인 정면도이다.

제3도는 코닝에 의한 가요성 외기어의 굽힘전의 상황을 나타내는 설명도이다.

제4도는 코닝에 의한 가요성 외기어의 굽힘후의 타원형 곡선의 장축상의 상황을 나타내는 설명도이다.

제5도는 코닝에 의한 가요성 외기어의 굽힘후의 타원형 곡선의 단축상의 상황을 나타내는 설명도이다.

제6도, 제7도 및 제8도는, 가요성 외기어의 하나의 치형이 강성 내기어의 치홈에 대해 이동하는 궤적을 나타내는 설명도이며, 제6도는 개구부의 축 직각단면에 있어서의 이동궤적을 나타내는 설명도이다. 제7도는 치근 중앙 축 직각단면에 있어서의 이동궤적을 나타내는 설명도이다. 제8도는 치근의 다이어프램측 단부 축 직각단면에 있어서의 이동궤적을 나타내는 설명도이다.

제9도는 본 발명의 치형을 유도하는 모체가 되는 복합곡선이다.

제10도는 제9도의 복합곡선으로부터 본 발명의 치형을 유도하는 설명도이다.

제11도, 제12도 및 제13도는 본 발명에 따른 치형의 맞물림예를 나타낸 것이며, 제11도는 개구부의 축 직각단면에 있어서의 물림을 나타내는 도면이다. 제12도는 치근의 중앙 축 직각단면에 있어서의 물림을 나타내는 도면이다. 제13도는 치근의 다이어프램측 단부 축 직각단면에 있어서의 물림을 나타내는 도면이다.

발명을 실시하기 위한 가장 양호한 형태

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도 및 제2도는 주지된 컵 형상 가요물림식 기어장치의 사시도 및 정면도이다. 가요물림식 기어장치(1)는, 원통형상의 강성 내기어(2)와, 그 내측에 배치된 컵형상의 가요성 외기어(3)와, 그리고 그 내측에 장착된 타원형상의 웨이브 제너레이터(4)로 구성되어 있다. 컵 형상의 가요성 외기어(3)는, 타원형상의 웨이브 제너레이터(4)에 의해 타원형상으로 구부려진 상태로 있다.

제3도, 제4도 및 제5도는, 코닝에 의해 가요성 외기어가 굽혀지는 상황의 축단면을 나타낸 것이다. 제3도는, 웨이브 제너레이터(4)에 의해 구부려지기전(변형전)의 상태이다. 제4도는 웨이브 제너레이터(4)에 의해 구부려진 상태에 있어서의 웨이브 제너레이터(4)의 장축을 포함한 축단면이다. 제6도는 웨이브 제너레이터(4)에 의해 구부려진 상태에 있어서의 웨이브 제너레이터의 단축을 포함하는 축단면이다.

상기 도면으로부터 알 수 있듯이, 컵 형상 가요성 외기어(3)는, 코닝에 의해 그 개구부(3a)에서 굽힘량이 최대이며, 그 다이어프램(3b)측으로 갈수록 굽힘량이 점차 감소하고 있다.

제6도, 제7도 및 제8도는, 가요물림식 기어장치(1)에 있어서, 컵 형상으로 된 가요성 외기어의 한개의 치형이 강성 내기어(2)의 치홈에 대하여 이동하는 궤적 ℓ을, 양기어(2),(3)의 치수(齒數)차이는 일정하게 유지한 채 무한대가 된 경우의 랙근사로서 나타낸 것이다. 이 경우의 이동궤적은 모두 부편위 상태에 있는 이동궤적이다. 상기 도면에서는, 내기어 및 가요성 외기어에 동일한 형태 시험적인 치형이 도시되어 있다.

상기 도면에 있어서, 제6도에 도시한 운동궤적은, 컵 형상으로 된 가요성 외기어(3)의 톱니(30)의 개구부(3a) 위치(31)에서의 축 직각단면에서 얻어진다. 제7도에 도시한 운동궤적은 치근 중앙 위치(32)에서의 축 직각 단면에서 얻어지며, 제8도에 도시한 운동궤적은 치근의 다이어프램(3b)측 단부위치(33)에서의 축 직각단면에서 얻어지는 것이다.

이를 도면으로부터 알 수 있듯이, 이 경우에는 개구부(3a)로부터 다이어프램 (3b)측에 걸쳐서 점차로 양치형의 간섭이 증대되고 있으므로, 간섭을 회피하려면, 릴리이빙 등의 추가공정이 필요하다.

상기 이동궤적을 임의의 치형이 직각단면에 대하여 수식으로 나타내면, 아래의 식(1)과 같이 된다.

여기서, x : 랙의 피치선 방향의 좌표.

y : 랙의 치형높이 방향의 좌표.

m : 모듈

n : 강성 내기어와 가요성 외기어의 치수차(差)의 ½.

η : 각도매개변수

κ : 굽힘계수(κ=1이 무편이, κ<1이 부편위에 상당한다).

상기 식(1)에서 η를 소거하면 다음의 식(2)가 얻어진다.

여기서 κ를 변수로 보고 이 식을 κ로 편미분하여, 그것을 κ에 대해 풀면 식(3)이 얻어진다.

식(2)와 식(3)으로부터 κ를 소거하면, κ의 여러가지 값에 대한 이동궤적을 한 평면에 중첩시켰을 때 나타나는 포락선 e의 식이 된다. 즉, 다음의 식(4)가 얻어진다.

상기 포락선의 정의로부터 다음 사실을 알 수가 있다. 하나의 굽힘계수 κ의 값을 정하는 것은, 컵 형상으로 된 가요성 외기어의 치근의 상기 κ에 대응하는 굽힘량을 가지는 축 직각단면을 선택하는 것에 상당한다. 이축 직각단면에서는, 계수 κ의 값을 식(3)에 대입하여 얻어지는 y값의 지점에서 포락선과 치형의 이동궤적이 접하고 있게 된다. 다시말하면, 포락선은 이 y값에 상당하는 근방에서는 치형의 이동궤적의 역할을 다하고 있다는 것이다.

여기서, 본 발명자는, 이 포락선이 바로 식(2)에서 κ=1(무편위)로 한 경우에 얻어지는 궤적곡선을 ½로 축소시킨 상사곡선이라는 것을 알아내었다. 그러나, 이 포락선만으로는 효과적인 치형깊이를 형성하기에 충분치 못하다. 이러한 경향은, n=1, 즉, 강성 내기어와 가요성 외기어의 치수차가 2인 경우에 특히 현저하다.

그리하여, 본 발명에서도, 일본국 특원평 3-357036호에 개시된 발명에 기초하여, 다이어프램측 치근단부 혹은 단부외측 근방의 치형의 직각단면(이하, 이 단면을 한계단면이라 한다)에 있어서의 가요성 외기어의 치형의 이동궤적을 이 포락선에 원활하게 접속시켜 복합곡선으로 하고, 이것을 치형 유도의 모체로 삼는다.

제9도에는, 이와 같이 하여 형성된 복합곡선 L을 나타내었다. 제9도에서는, 제6도, 제7도 및 제8도의 각각의 이동궤적 la, lb 및 lc외에, 참고적으로 무편위에 상당하는 단면상의 이동궤적 lo와 다이어프램 측 치근 단부 외측 근방의 축 직각단면(전술한 한계단면)에 있어서의 이동궤적 lg까지 모두하여 5개의 이동궤적이 그려져 있다. 또, 제9도의 A, B, C, D의 각 점은, 각각 이동궤적 la, lb, lc, lg가 포락선 e와 접하는 점을 나타내고 있다. 한계단면으로서 다이어프램측 치근단부를 취할 때는, lg가 lc에 일치한다.

제10도는 복합곡선 L로부터 본 발명의 치형을 유도한 설명도이다. 복합곡선의 일부분으로서 AE를 취한다. 시작점 A는 상술한 바와 같이 가요성 외기어(3)의 개구부(3a)에 있어서의 축 직각단면상의 이동궤적 la와 포락선 e와의 접점이다. 끝점 E는 y좌표가 치형깊이의 2배에 상당하는 점이며, 통상 포락선 e에 접속되는 상기 한계단면에 있어서의 이동궤적 lg상에 있다.

전술한 본 발명에 의한 일본국 특원평 3-357036호 및 특원평 3-357037호에 기재된 발명에 있어서, 이 A점의 결정방법은 특별히 한정되어 있지 않다.

그러나, 본 발명에서는 A점의 위치가 다음과 같이 하여 결정된다. 가요성 외기어(3)의 개구부(3a)의 굽힘계수는 κ라 하면, 부편위이므로 κa<1이고, 이때 식(3)으로부터,

가 성립되는데, 이것을 식(2)에 대입하면, A점의 x, y좌표가 결정된다. 또 나중의 필요성에 의해, A점에 대응하는 η_a의 값도 식(1)과 식(5)로부터 얻어지는 다음 식에 의해 구해둔다.

여기서, 좌표원점 O와 A점을 직선으로 연결한다. 끝점 E로부터 직선 OA와 곡선 AE로 구성되는 복합곡선 OAE를 ½의 축소비로 상사변환시킨 복합곡선 MFE를 취한다. 이 복합곡선 MFE의 F점의 각을 둥글게 하여 직선과 곡선이 원활하게 접속되도록 한 것을 강성내기어(2)의 치끝단부의 凸치형으로 한다. 다음으로, 이 치형의 M점(기준점)에 관한 점대칭 곡선 MO를 가요성 외기어(3)의 凸치형으로 한다 따라서, 본 발명에서는 기준점 근방에서 랙근사이면 직선치형이 된다. 그 다음, 이 직선의 압력각 α_M을 구한다. 식(1)과 식(6)을 사용하면 다음 식을 통하여 α_M이 얻어진다.

또, 본 실시예에서는, 이와 같이 하여 얻은 곡선 MFE 및 MO를 이용하여 각각 강성 내기어(2)의 치끝단부의 凸치형 및 컵 형상으로 된 가요성 외기어의 치끝단부의 凸치형으로 하고 있다.

상기와 같이 하여 얻어진 이들 치끝단부의 치형들은, 외기어의 치형이 내기어의 치홈내에서 이동할 때, 경과되는 매 y값에 대응하는 κ에 상당하는 단면에서 거의 정확히 접촉하는 것이 보증된다. 이것은 랙근사로 볼 때, 예를 들면, 도면의 Q점에서 서로 접촉하는 치끝단부의 치형이 Q점에 관해 대칭이고 강성 내기어의 치형에 대해 상기 치끝단부치형을 형성하는 경위로부터, 도면에 나타낸 바와 같이 가요성외기어의 치선단부 P가 직선 EQ를 Q를 넘어 2배로 연장된 점과 일치하고, Q점에서 양치형의 접선의 기울기가 같게 되는 것에 기초하는 것이다.

제11도, 제12도 및 제13도는 본 발명의 한계단면으로서 다이어프램측 치근단부를 취한 경우의 치형 맞물림의 예를 나타낸 도면이다. 이들 도면중, 제11도는, 개구부의 축 직각단면, 제12도는 치근 중앙의 축 직각단면, 그리고 제13도는 치근의 다이어프램측 치근단부의 축 직각단면에 있어서의 각각의 맞물림 상태를 나타내고 있다. 본 발명의 치형의 맞물림을 치근을 따라 보면, 복합곡선의 정점으로부터 포락선의 구간은 가요성 외기어의 개구부로부터 다이어프램측 치근단부 혹은 단부외측 근방의 한계단면에 이르기까지의 맞물림에 상당하고, 복합곡선의 그 이후의 부분은 한계단면내의 치형의 연속 접촉이 된다. 단, 한계단면으로서 다이어프램측 치근단부의 외측 근방을 취할 때는, 실제로는 이 부분에는 톱니가 존재하지 않고, 이 면내의 연속적인 맞물림은 가공(架空)의 것이 되나, 다이어프램측 치근단부의 치형을 이것에 가깝게 맞물린다고 보아도 좋다. 도면에서와 같이, 본 실시에의 가요물림식 기어장치는 제11도, 제12도의 단면에서는, 포락선과 상기 단면의 운동궤적의 접촉 정도(程度)에 따라서 연속접촉의 일부를 실현하였고, 제13도의 단면에서는 면내에서의 치형의 연속접촉을 실현하였다.

[산업상의 이용가능성]

본 발명은, 가요물림식 기어장치의 컵형상 가요성 외기어의 개구부의 굽힘량을 정규보다 작은 부편위로 설정한 경우에 얻어지는 가요성 외기어의 치형의 이동궤적의 포락선과, 다이어프램측 치근단부 혹은 단부외측 근방의 축 직각단면에 있어서의 이동궤적과의 복합곡선을 구하여, 이것을 양기어의 치형형성의 기초로서 이용하고 있다. 따라서, 가요성 외기어의 치근의 각각의 축 직각단면에 부편위량에 대응하는, 명확하게 한정된 포락선 부분을 치형형성의 기초로서 이용할 수가 있다. 또, 가요성 외기어의 개구부의 부편위량과 관련하여 기준점의 압력각을 설정할 수가 있다.

본 발명에 의한 치형을 채용하면, 컵 형상의 가요성 외기어를 가지는 가요물림식 기어장치에 있어서, 외기어에 크라우닝 내지 릴리이빙등의 추가 공정이 불필요하고 이에 따라, 치뿌리(齒)두께를 일정하게 유지하면서, 다이어프램측 치근단부에 이르기까지 치근 전반에 걸쳐 원활하고 자연스러운 맞물림이 실현된다. 또, 다이아프램 치근 단부에 한계단면을 취하면 그 면내의 취형의 연속적인 맞물림도 이용할 수 있다. 이것은 치면 압력을 저하시키는 효과와 치형의 강성을 높이는 효과를 가지고 있다. 뿐만 아니라, 특히 n=2, 즉 강성 내기어와 가요성 외기어의 치수차가 4일 때는, 치형깊이의 증가에 따라 치형의 곡률반경이 증가하여, 치면 압력저하의 효과는 더욱 현저하다.

또, 본 발명의 가요물림식 기어장치는 부편위의 영역에서 기능하기 때문에, 이뿌리부의 타원변형에 수반된 굽힘응력(bending stress)을 대폭 저감시킬 수가 있다. 예를 들면, κ_ㅁ=0.8로 할 때는 κ_ㅁ=1(무편위)로 한 경우와 비교하여 굽힘응력을 20% 저감시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 고강도, 고강성, 고정밀도의 3차원 가요물림식 기어장치를 얻을 수가 있다. 또, 본 발명의 내용은, 코닝의 각도에 상관없이 성립하므로, 컵 형상으로된 가요성 외기어의 몸체 길이가 짧은 타입에도 본 발명을 그대로 적용할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (2)

1. 강성내기어와; 상기 강성 내기어 내측의 컵 형상 가요성 외기어와; 상기 외기어를 그 다이어프램측으로부터 개구부에 걸쳐서 다이어프램측으로부터의 거리에 비례한 굽힘량을 발생시키도록 타원형으로 구부려 그 형상을 회전시키는 웨이브 제너레이터로 구성되며, 상기 웨이브 제너레이터의 회전에 의해 양기어에 상대회전을 발생시키는 가요물림식 기어장치에 있어서, 상기 강성 내기어와 가요성 외기어를 모두 무전위의 평기어로 하고, 상기 가요성 외기어의 개구부를 정규의 굽힘량보다 적은 부편위 상태로 설정하고, 상기 가요성 외기어의 치근의 각각의 축 직각단면에서 상기 내기어에 대한 상기 외기어의 치의 랙근사에 의한 이동궤적을 구하고, 상기 이동궤적을 하나의 축 직각단면에 중첩시켜 상기 이동궤적을 포락선을 구하고, 상기 포락선에, 다이어프램 축 치근단부 혹은 단부 외측 근방의 축 직각단면에서 이동궤적을 원활하게 접속시켜, 상기 포락선 및 이동궤적으로 구성되는 복합곡선을 구하고, 상기 복합곡선에서 상기 포락선의 시작점으로부터 편위가 0인 경우의 이동궤적의 정점에서 치형 깊이 방향으로 치형높이의 2배에 상당하는 끝점까지의 부분은, 상기 끝점을 원점으로 하여 ½의 축소비로 상사변환을 행함으로써 얻어지는 상사곡선을 구하고, 상기 상사곡선을 양기어의 치끝단부면의 凸치형의 주요부로 하고, 치형의 기준점 근방에 삽입시킨 개구부의 굽힘량에 상당하는 유한의 압력각을 가지는 직선과 이 직선을 상기 凸치형 주요부에 원활하게 이어주는 이행곡선을 갖춘 복합곡선 및 그 근접곡선을 양기어의 치끝단부 치형으로 하는 것을 특징으로 하는 무전위 치형의 3차원 부편위 가요물림식 기어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 내기어 및 외기어의 치원을, 각각의 기준점에 관한 상기 치끝단부 치형의 점대칭도형으로서의 직선 및 오목곡선으로 구성된 복합치형 또는 이 치형의 약간의 여유를 부여한 치형으로 하는 것을 특징으로 하는 치형의 3차원 부편위 가요물림식 기어장치.