JPH0560204A - 段付中間歯車 - Google Patents
段付中間歯車Info
- Publication number
- JPH0560204A JPH0560204A JP24037391A JP24037391A JPH0560204A JP H0560204 A JPH0560204 A JP H0560204A JP 24037391 A JP24037391 A JP 24037391A JP 24037391 A JP24037391 A JP 24037391A JP H0560204 A JPH0560204 A JP H0560204A
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- JP
- Japan
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- gear
- thrust
- stepped intermediate
- thrust force
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 歯車ボス端面でスラスト力を受ける段付中間
歯車ではスラスト力を相殺するため、二枚の歯車の歯す
じのねじれ方向を同方向としているが、歯車諸元を定め
る各要素のため、スラスト力を充分に均衡させることは
していないので、歯車ボス端面の摩耗等による問題が生
ずる。 【構成】 歯車1の歯数、モジュール、ねじれ角をz
1 ,m1,β1 とし、歯車2の歯数、モジュール、ねじ
れ角をz2 ,m2 ,β2 とすると であり、かつ歯すじのねじれ方向が同一である。
歯車ではスラスト力を相殺するため、二枚の歯車の歯す
じのねじれ方向を同方向としているが、歯車諸元を定め
る各要素のため、スラスト力を充分に均衡させることは
していないので、歯車ボス端面の摩耗等による問題が生
ずる。 【構成】 歯車1の歯数、モジュール、ねじれ角をz
1 ,m1,β1 とし、歯車2の歯数、モジュール、ねじ
れ角をz2 ,m2 ,β2 とすると であり、かつ歯すじのねじれ方向が同一である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、はすば歯車に関してお
り、特に固定した同軸上に段付で2枚のはすば歯車を有
し、該2枚の歯車のスラスト力を相殺させた段付中間歯
車及び回転自在で軸方向移動自在に軸承された回転軸に
固定され歯車ボス部でスラスト力を担持する段付中間歯
車(以下、何れも単に段付中間歯車と称する)に関する
ものである。
り、特に固定した同軸上に段付で2枚のはすば歯車を有
し、該2枚の歯車のスラスト力を相殺させた段付中間歯
車及び回転自在で軸方向移動自在に軸承された回転軸に
固定され歯車ボス部でスラスト力を担持する段付中間歯
車(以下、何れも単に段付中間歯車と称する)に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、はすば歯車の段付中間歯車はあら
ゆる方面で多岐にわたり使用されている。はすば歯車に
はスラスト力が作用するため、軸受と歯車ボス部端面に
発生する摩擦力によるトルク損失などの問題を引き起こ
す。そのため、はすば歯車の段付中間歯車の場合、歯す
じのねじれ方向を同方向にし、前段の歯車から駆動力を
受ける駆動側の歯車のスラスト力と該駆動側の歯車から
駆動力を受ける同軸の被動側の歯車のスラスト力とを逆
方向にして、段付中間歯車全体に作用するスラスト力を
低減することが知られている。
ゆる方面で多岐にわたり使用されている。はすば歯車に
はスラスト力が作用するため、軸受と歯車ボス部端面に
発生する摩擦力によるトルク損失などの問題を引き起こ
す。そのため、はすば歯車の段付中間歯車の場合、歯す
じのねじれ方向を同方向にし、前段の歯車から駆動力を
受ける駆動側の歯車のスラスト力と該駆動側の歯車から
駆動力を受ける同軸の被動側の歯車のスラスト力とを逆
方向にして、段付中間歯車全体に作用するスラスト力を
低減することが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、段付中間歯車の各はすば歯車のねじれ方向を同
一にすることは念頭にあるものの該段付中間歯車とかみ
合い前後段の歯車の歯車諸元との関係が前提とされてし
まうことが通常であり、はすば歯車のねじれ角をスラス
ト力の均衡を保つ数値とするように考慮に入れて段付中
間歯車を定めることはしていない。
例では、段付中間歯車の各はすば歯車のねじれ方向を同
一にすることは念頭にあるものの該段付中間歯車とかみ
合い前後段の歯車の歯車諸元との関係が前提とされてし
まうことが通常であり、はすば歯車のねじれ角をスラス
ト力の均衡を保つ数値とするように考慮に入れて段付中
間歯車を定めることはしていない。
【0004】又、歯車製作上の点から例えばねじれ角を
15°とする場合があり、必ずしもねじれ角が限定され
ない歯切機械を用いる場合も段付中間歯車の大小2枚の
歯車を同ねじれ角例えば15°とすることも多い。この
ため、段付中間歯車に生ずるスラスト力は充分に相殺さ
れない。そのため段付中間歯車のボス部と軸受間に加わ
るスラスト力により摩擦損失が発生してトルク損失が生
じ、又軸受とボス部の摩耗を生ぜしめて耐久性を損ず
る。
15°とする場合があり、必ずしもねじれ角が限定され
ない歯切機械を用いる場合も段付中間歯車の大小2枚の
歯車を同ねじれ角例えば15°とすることも多い。この
ため、段付中間歯車に生ずるスラスト力は充分に相殺さ
れない。そのため段付中間歯車のボス部と軸受間に加わ
るスラスト力により摩擦損失が発生してトルク損失が生
じ、又軸受とボス部の摩耗を生ぜしめて耐久性を損ず
る。
【0005】本発明は、固設した軸に回転自在又は回転
自在で軸方向移動自在に支持された回転軸に固定された
段付中間歯車において、作用するスラスト力がほぼ完全
に相殺される段付中間歯車を提供することを目的とす
る。
自在で軸方向移動自在に支持された回転軸に固定された
段付中間歯車において、作用するスラスト力がほぼ完全
に相殺される段付中間歯車を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は同軸上に、動力
源側の歯車と噛み合う駆動側の歯車と、該駆動側の歯車
から駆動力を受け負荷側の歯車と噛み合う被動側の歯車
とを軸方向移動自在に支持されたはすばの段付中間歯車
において、駆動側の歯車の歯数、モジュール、ねじれ角
をそれぞれ、z1 ,m1,β1 、被動側の歯車の歯数、
モジュール、ねじれ角をそれぞれz2 ,m2 ,β2 とす
ると、 であり、かつ歯すじのねじれ方向が同方向であることを
特徴とする段付中間歯車である。
源側の歯車と噛み合う駆動側の歯車と、該駆動側の歯車
から駆動力を受け負荷側の歯車と噛み合う被動側の歯車
とを軸方向移動自在に支持されたはすばの段付中間歯車
において、駆動側の歯車の歯数、モジュール、ねじれ角
をそれぞれ、z1 ,m1,β1 、被動側の歯車の歯数、
モジュール、ねじれ角をそれぞれz2 ,m2 ,β2 とす
ると、 であり、かつ歯すじのねじれ方向が同方向であることを
特徴とする段付中間歯車である。
【0007】はすば段付中間歯車の駆動側歯車の歯数、
モジュール、ねじれ角、ピッチ円半径、切線荷重、スラ
スト力をそれぞれz1 ,m1 ,β1 ,r1 ,Tt1,Fx1
、被動側歯車の歯数、モジュール、ねじれ角、ピッチ
円半径、切線荷重、スラスト力をそれぞれ、z2 ,m
2 ,β2 ,r2 ,Ft2,Fx2とすれば、段付中間歯車の
駆動側と被動側とに生じるトルクTは T=Ft1r1 =Ft2r2 よって、 また、 Fx1=Ft1tanβ1 Fx2=Ft2tanβ2 駆動側被動側の歯車のスラスト力を相殺させるためには
歯のねじれ方向を同一方向とし、且つ Fx1=Fx2 Ft1tanβ1 =Ft2tanβ2 ・・・・・・(2) 式(1) ÷(2) とすると つまり、はすば段付中間歯車のスラスト力を相殺させる
には、ねじれ角の方向を同方向にして、 を満足するようにすればよい。
モジュール、ねじれ角、ピッチ円半径、切線荷重、スラ
スト力をそれぞれz1 ,m1 ,β1 ,r1 ,Tt1,Fx1
、被動側歯車の歯数、モジュール、ねじれ角、ピッチ
円半径、切線荷重、スラスト力をそれぞれ、z2 ,m
2 ,β2 ,r2 ,Ft2,Fx2とすれば、段付中間歯車の
駆動側と被動側とに生じるトルクTは T=Ft1r1 =Ft2r2 よって、 また、 Fx1=Ft1tanβ1 Fx2=Ft2tanβ2 駆動側被動側の歯車のスラスト力を相殺させるためには
歯のねじれ方向を同一方向とし、且つ Fx1=Fx2 Ft1tanβ1 =Ft2tanβ2 ・・・・・・(2) 式(1) ÷(2) とすると つまり、はすば段付中間歯車のスラスト力を相殺させる
には、ねじれ角の方向を同方向にして、 を満足するようにすればよい。
【0008】実際には、歯面や軸での摩擦によるトルク
損失があるため、 Ft1r1 ≦Ft2r2 である。また、トルク損失を含む駆動側のトルクの大き
さはモジュールの大きさ、軸の径、摩擦係数の値、駆動
側と被動側の噛み合い位置の関係などによって計算によ
って求められるが、負荷のトルクの大きさによつて異な
るため、大雑把には、 Ft1r1 ≒Ft2r2 として、 としても、かなりのトルク損失の低減に寄与できる。ま
た、このとき、はすば段付中間歯車全体に作用するスラ
スト力Fx は、 Fx =|Fx1−Fx2|=|Ft1tanβ1 −Ft2tanβ2 |≧0 であるが、Fx は負荷のトルクの大きさによって当然そ
の大きさは異なるが、若干の大きさであれば、トルク損
失をさほど大きくすることなく、段付中間歯車全体にス
ラスト荷重が作用する。一般に、固定軸に回転自在に備
えられている段付中間歯車或は軸方向移動自在に軸承さ
れた回転軸に固定された段付中間歯車は、円滑に回転さ
せるために、スラスト方向に対して、多少移動できるよ
うに歯車ボス部とスラスト軸受面間にすきまを持たせて
ある。仮に、歯車に作用するスラスト力が0であるとす
ると、歯車はスラスト方向の位置が定まらないことにな
る。はすば歯車の場合、重なり噛み合い率を整数にする
ことにより、動力源であるモータのトルク変動が少なく
なるという効果があることは、本発明人が先に提案して
いる。歯車のスラスト方向の位置が変動すると、噛み合
い歯幅が変動し、結果として重なり噛み合い率が変動
し、トルク変動を引き起こしてしまう。その他、歯車の
強度、たわみなどを考察しても、噛み合い歯幅が変動す
ることは好ましくない。本発明によれば、歯車全体に若
干のスラスト力が作用するために、歯車のスラスト方向
の位置が定まり、噛み合い歯幅が安定する。
損失があるため、 Ft1r1 ≦Ft2r2 である。また、トルク損失を含む駆動側のトルクの大き
さはモジュールの大きさ、軸の径、摩擦係数の値、駆動
側と被動側の噛み合い位置の関係などによって計算によ
って求められるが、負荷のトルクの大きさによつて異な
るため、大雑把には、 Ft1r1 ≒Ft2r2 として、 としても、かなりのトルク損失の低減に寄与できる。ま
た、このとき、はすば段付中間歯車全体に作用するスラ
スト力Fx は、 Fx =|Fx1−Fx2|=|Ft1tanβ1 −Ft2tanβ2 |≧0 であるが、Fx は負荷のトルクの大きさによって当然そ
の大きさは異なるが、若干の大きさであれば、トルク損
失をさほど大きくすることなく、段付中間歯車全体にス
ラスト荷重が作用する。一般に、固定軸に回転自在に備
えられている段付中間歯車或は軸方向移動自在に軸承さ
れた回転軸に固定された段付中間歯車は、円滑に回転さ
せるために、スラスト方向に対して、多少移動できるよ
うに歯車ボス部とスラスト軸受面間にすきまを持たせて
ある。仮に、歯車に作用するスラスト力が0であるとす
ると、歯車はスラスト方向の位置が定まらないことにな
る。はすば歯車の場合、重なり噛み合い率を整数にする
ことにより、動力源であるモータのトルク変動が少なく
なるという効果があることは、本発明人が先に提案して
いる。歯車のスラスト方向の位置が変動すると、噛み合
い歯幅が変動し、結果として重なり噛み合い率が変動
し、トルク変動を引き起こしてしまう。その他、歯車の
強度、たわみなどを考察しても、噛み合い歯幅が変動す
ることは好ましくない。本発明によれば、歯車全体に若
干のスラスト力が作用するために、歯車のスラスト方向
の位置が定まり、噛み合い歯幅が安定する。
【0009】
「実施例1」はすば歯車の段付中間歯車において、駆動
側の歯車の歯数、モジュール、ねじれ角をそれぞれ、z
1 ,m1 ,β1 、被動側の歯車の歯数、モジュール、ね
じれ角をそれぞれ、z2 ,m2 ,β2 とし、駆動側の歯
車と被動側の歯車のスラスト力をほぼ等しくするには であり、かつ、ねじれ角の方向が同方向であればよい。
例えば、z1 =17,m1=0.6 ,z2 =34,m2=0.4
とすれば、 例えば、β1 =15°のとき、β2 =20.187°とすれば
よい。
側の歯車の歯数、モジュール、ねじれ角をそれぞれ、z
1 ,m1 ,β1 、被動側の歯車の歯数、モジュール、ね
じれ角をそれぞれ、z2 ,m2 ,β2 とし、駆動側の歯
車と被動側の歯車のスラスト力をほぼ等しくするには であり、かつ、ねじれ角の方向が同方向であればよい。
例えば、z1 =17,m1=0.6 ,z2 =34,m2=0.4
とすれば、 例えば、β1 =15°のとき、β2 =20.187°とすれば
よい。
【0010】図1は、このはすばの段付中間歯車を示し
た図であり、負荷側の不図示の歯車と噛み合う被動側の
歯車1は、z1 =17,m1 =0.6 ,β1 =15°であ
る。動力源側の不図示の歯車と噛み合い、被動側の歯車
1へ駆動力を伝える駆動側の歯車2はz2 =34,m2
=0.4 ,β2 =20.187°である。ねじれ角の方向はこの
場合は歯車1、歯車2とも右であるが、歯車1、歯車2
とも左であってもよい。このようにすれば、歯面や軸受
部での摩擦によるトルク損失がないと仮定すれば、歯車
1と歯車2に作用するスラスト力は等しくなるため、歯
車全体に作用するスラスト力の総和は0となり、スラス
ト方向の摩擦によるトルク損失をなくすことができる。
た図であり、負荷側の不図示の歯車と噛み合う被動側の
歯車1は、z1 =17,m1 =0.6 ,β1 =15°であ
る。動力源側の不図示の歯車と噛み合い、被動側の歯車
1へ駆動力を伝える駆動側の歯車2はz2 =34,m2
=0.4 ,β2 =20.187°である。ねじれ角の方向はこの
場合は歯車1、歯車2とも右であるが、歯車1、歯車2
とも左であってもよい。このようにすれば、歯面や軸受
部での摩擦によるトルク損失がないと仮定すれば、歯車
1と歯車2に作用するスラスト力は等しくなるため、歯
車全体に作用するスラスト力の総和は0となり、スラス
ト方向の摩擦によるトルク損失をなくすことができる。
【0011】実際には、歯面や軸受部での摩擦によるト
ルク損失があるため、この段付中間歯車には、スラスト
荷重が作用する。
ルク損失があるため、この段付中間歯車には、スラスト
荷重が作用する。
【0012】例えば、歯車1に作用する切線荷重Ft1を
1kgfとすると、トルク損失がないと仮定すれば、歯
車2に作用する切線荷重Ft2は、 より、Ft2=0.73kgfであるが、実際には、トルク損
失があるため、例えば、Ft2=0.8 kgfであるとする
と Fx1=Ft1tanβ1 =268gf Fx2=Ft2tanβ2 =294gf である。つまり段付中間歯車全体には、Fx =|Fx1−
Fx2|=26gfのスラスト力が作用し、結果として、
段付中間歯車はスラスト方向の位置が定まることにな
る。
1kgfとすると、トルク損失がないと仮定すれば、歯
車2に作用する切線荷重Ft2は、 より、Ft2=0.73kgfであるが、実際には、トルク損
失があるため、例えば、Ft2=0.8 kgfであるとする
と Fx1=Ft1tanβ1 =268gf Fx2=Ft2tanβ2 =294gf である。つまり段付中間歯車全体には、Fx =|Fx1−
Fx2|=26gfのスラスト力が作用し、結果として、
段付中間歯車はスラスト方向の位置が定まることにな
る。
【0013】仮に、β1 =β2 =20.187°とし、トルク
損失がないとすれば、 より、Ft2=0.75kgf Fx1=Ft1tanβ1 =368gf Fx2=Ft2tanβ2 =276gf である。つまり歯車全体には、Fx =|Fx1−Fx2|=
92gfのスラスト力が作用する。(実際にはトルク損
失がある。)本実施例で示した歯車の諸元の数値はあく
までも1例であり、本発明を限定するものではないこと
は当然である。
損失がないとすれば、 より、Ft2=0.75kgf Fx1=Ft1tanβ1 =368gf Fx2=Ft2tanβ2 =276gf である。つまり歯車全体には、Fx =|Fx1−Fx2|=
92gfのスラスト力が作用する。(実際にはトルク損
失がある。)本実施例で示した歯車の諸元の数値はあく
までも1例であり、本発明を限定するものではないこと
は当然である。
【0014】図2は前述の段付中間歯車を有する歯車列
の1実施例である。歯車2は動力源であるモータMのモ
ータ軸と一体である歯車3と噛み合い、歯車1は遊び歯
車4と噛み合い、遊び歯車4は遊び歯車5と、遊び歯車
5は負荷を生ずる回転体Tと一体である歯車6と噛み合
っている。このような歯車列はトルク損失が少なくな
り、モータなどの動力源の最大許容トルクを低減でき、
低消費電力、装置全体の小型化などに寄与する。また、
負荷は何であっても構わない。
の1実施例である。歯車2は動力源であるモータMのモ
ータ軸と一体である歯車3と噛み合い、歯車1は遊び歯
車4と噛み合い、遊び歯車4は遊び歯車5と、遊び歯車
5は負荷を生ずる回転体Tと一体である歯車6と噛み合
っている。このような歯車列はトルク損失が少なくな
り、モータなどの動力源の最大許容トルクを低減でき、
低消費電力、装置全体の小型化などに寄与する。また、
負荷は何であっても構わない。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、はすばの段付中間
歯車において、駆動側の歯車の歯数、モジュール、ねじ
れ角をそれぞれ、z1 ,m1 β1 、被動側の歯車の歯
数、モジュール、ねじれ角をそれぞれ、z2 ,m2 ,β
2 とすると であり、かつ、ねじれ角の方向を同方向とすることによ
り、はすばの段付中間歯車に発生するスラスト力の総和
をほぼ完全に相殺でき、トルク損失の低減が可能とな
る。また、実際には、歯面や軸受部での摩擦によるトル
ク損失があるため、段付中間歯車全体には、若干のスラ
スト方向の力が作用し、スラスト方向の位置が定まる。
このことにより、噛み合い歯幅を安定させることができ
る。
歯車において、駆動側の歯車の歯数、モジュール、ねじ
れ角をそれぞれ、z1 ,m1 β1 、被動側の歯車の歯
数、モジュール、ねじれ角をそれぞれ、z2 ,m2 ,β
2 とすると であり、かつ、ねじれ角の方向を同方向とすることによ
り、はすばの段付中間歯車に発生するスラスト力の総和
をほぼ完全に相殺でき、トルク損失の低減が可能とな
る。また、実際には、歯面や軸受部での摩擦によるトル
ク損失があるため、段付中間歯車全体には、若干のスラ
スト方向の力が作用し、スラスト方向の位置が定まる。
このことにより、噛み合い歯幅を安定させることができ
る。
【図1】本発明の実施例の平面図である。
【図2】駆動伝達装置の1実施例のフローシートであ
る。
る。
1 負荷側の歯車と噛み合う駆動側歯車 2 動力源側の歯車と噛み合う被動側歯車
Claims (1)
- 【請求項1】 同軸上に、動力源側の歯車と噛み合う駆
動側の歯車と、該駆動側の歯車から駆動力を受け負荷側
の歯車と噛み合う被駆動側の歯車とを軸方向移動自在に
支持されたはすばの段付中間歯車において、駆動側の歯
車の歯数、モジュール、ねじれ角をそれぞれ、z1 ,m
1 ,β1 、被動側の歯車の歯数、モジュール、ねじれ角
をそれぞれz2 ,m2 ,β2 とすると、 であり、かつ歯すじのねじれ方向が同方向であることを
特徴とする段付中間歯車。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24037391A JPH0560204A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 段付中間歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24037391A JPH0560204A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 段付中間歯車 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0560204A true JPH0560204A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=17058530
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24037391A Pending JPH0560204A (ja) | 1991-08-27 | 1991-08-27 | 段付中間歯車 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0560204A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0783314A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-28 | Canon Inc | 駆動歯車 |
JP2009197976A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Jtekt Corp | 歯車及びこれを備えた車両用差動装置 |
US20110237384A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-29 | Shimano Inc. | Planetary gear mechanism for a bicycle internal hub transmission |
US11169465B2 (en) | 2019-12-27 | 2021-11-09 | Brother Kogyo Kab Ushiki Kaisha | Image forming apparatus including input element, output element and transmission element for transmitting driving force of motor to roller |
-
1991
- 1991-08-27 JP JP24037391A patent/JPH0560204A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0783314A (ja) * | 1993-09-20 | 1995-03-28 | Canon Inc | 駆動歯車 |
JP2009197976A (ja) * | 2008-02-25 | 2009-09-03 | Jtekt Corp | 歯車及びこれを備えた車両用差動装置 |
US20110237384A1 (en) * | 2010-03-29 | 2011-09-29 | Shimano Inc. | Planetary gear mechanism for a bicycle internal hub transmission |
US8357071B2 (en) * | 2010-03-29 | 2013-01-22 | Shimano Inc. | Planetary gear mechanism for a bicycle internal hub transmission |
TWI453145B (zh) * | 2010-03-29 | 2014-09-21 | Shimano Kk | 用於腳踏車內輪轂傳動之行星齒輪機構 |
DE102011001632B4 (de) * | 2010-03-29 | 2015-10-08 | Shimano Inc. | Planetengetriebe für eine Fahrradnabenschaltung |
US11169465B2 (en) | 2019-12-27 | 2021-11-09 | Brother Kogyo Kab Ushiki Kaisha | Image forming apparatus including input element, output element and transmission element for transmitting driving force of motor to roller |
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