JPH09210144A - 歯車伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、歯幅の小さな傘歯車をコンパクトに
形成でき、歯車箱を含めた装置全体の小型軽量化を実現
できる歯車伝動装置を得ることにある。 【解決手段】歯車伝動装置は、互いに噛み合う複数の傘
歯車5,6,7 と、これら傘歯車を収容する歯車箱8 とを有
している。互いに噛み合う傘歯車は、その歯幅が互いに
異なっている。互いに噛み合う傘歯車は、夫々歯先円直
径によって定まる外周端縁5c,7c を有し、これら傘歯車
のうち歯幅の小さな傘歯車は、その外周端縁を歯幅の大
きな傘歯車の外周端縁よりもピッチ円すい頂点0 の方向
にずらした位置で、この歯幅の大きな傘歯車と噛み合わ
されている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、互いに噛み合う複
数の傘歯車を用いて動力伝達を行なう歯車伝動装置に係
り、特にその傘歯車の噛み合い構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】互いに噛み合う複数の傘歯車を有する歯
車伝動装置は、駆動源からの動力を従動側に伝える手段
として種々の分野において広く用いられている。図３
は、ヘリコプターのメインロータの駆動経路の一例を示
すもので、エンジン１から伝えられる動力は、歯車伝動
装置２を介してメインロータ３と油圧ポンプ４とに分配
されるようになっている。

【０００３】歯車伝動装置２は、上記エンジン１によっ
て駆動される駆動傘歯車５と、上記メインロータ３に連
動する第１の従動傘歯車６と、上記油圧ポンプ３に連動
する第２の従動傘歯車７と、これら傘歯車５〜７を収容
する歯車箱８とを備えている。そして、第１および第２
の従動傘歯車６，７は、一つの駆動傘歯車５に噛み合っ
ている。

【０００４】駆動傘歯車５、第１の従動傘歯車６および
第２の従動傘歯車７は、浸炭熱処理されたクロムモリブ
デン鋼にて構成されている。各傘歯車５〜７は、円すい
面の上に多数の歯５ａ，６ａ，７ａを有し、これら歯５
ａ，６ａ，７ａの歯すじは、ピッチ円すい頂点Ｏに向か
って延びている。また、各傘歯車５〜７は、夫々その回
転中心部に軸部５ｂ，６ｂ，７ｂを有している。軸部５
ｂ，６ｂ，７ｂの軸線Ｓ1 〜Ｓ3 は、歯車箱８の内側に
おいて互いに交差されている。これら軸線Ｓ1〜Ｓ3 の
交点は、各傘歯車５〜７のピッチ円すい頂点Ｏと一致し
ている。

【０００５】駆動傘歯車５の軸部５ｂは、上記歯車箱８
の側壁８ａを貫通して外方に導出されている。歯車箱８
の側壁８ａは、軸部５ｂが挿通される中空筒状の第１の
ボス部１０を有し、この第１のボス部１０の内面に一対
のボール軸受１１を介して上記軸部５ｂが回転自在に支
持されている。

【０００６】第１の従動傘歯車６の軸部６ｂは、上記歯
車箱８の側壁８ａを貫通して外方に導出されている。歯
車箱８の側壁８ａは、軸部６ｂが挿通される中空筒状の
第２のボス部１２を有し、この第２のボス部１２の内面
に、一対のボール軸受１３を介して上記軸部６ｂが回転
自在に支持されている。

【０００７】第２の従動傘歯車７の軸部７ｂは、上記歯
車箱８の側壁８ａを貫通して外方に導出されている。歯
車箱８の側壁８ａは、軸部７ｂが挿通される中空筒状の
第３のボス部１４を有している。第３のボス部１４は、
側壁８の外方に向かって突出されており、この第３のボ
ス部１４の内面に一対のボール軸受１５を介して上記軸
部７ｂが回転自在に支持されている。

【０００８】なお、上記歯車箱８は、マグネシウム合金
あるいはアルミニウム合金のような軽合金材料又は鉄系
材料にて構成されている。ところで、上記ヘリコプター
の駆動経路において、エンジン１の動力は、主にメイン
ロータ３に伝えられるため、上記歯車伝動装置２では、
駆動傘歯車５から第１の従動傘歯車６に伝えられる動力
の方が、第２の従動傘歯車７に伝えられる動力よりも大
きくなっている。そのため、メインロータ３に連なる第
１の従動傘歯車６の歯幅ｂ1 は、強度上の問題から駆動
傘歯車５の歯幅ｂ2 に合わせたものとなっている。これ
に対し、第２の従動傘歯車７に伝えられる動力は、第１
の従動傘歯車６に伝えられる動力よりも小さいので、こ
の第２の従動傘歯車７の歯幅ｂ3 は、コストおよび重量
の観点から駆動傘歯車５の歯幅ｂ2 よりも小さくなって
いる。

【０００９】この場合、互いに噛み合う駆動傘歯車５お
よび第２の従動傘歯車７は、夫々そのピッチ円すいの大
径側端部に、歯先円直径Ｄ1 およびＤ2 によって定まる
外周端縁５ｃ，７ｃを有している。そして、従来の歯車
伝動装置２では、上記歯幅の異なる傘歯車５，７は、図
３に示すように、必ずその外周端縁５ｃ，７ｃを一致さ
せた状態で噛み合わされており、この噛み合いの理由は
以下の通りである。

【００１０】すなわち、互いに噛み合う傘歯車５，７に
おいて、そのピッチ円すいの形状は、傘歯車５，７の軸
線Ｓ1 ，Ｓ3 の交差角度Σと、これら傘歯車５，７の歯
数とによって決定される。そのため、一方の傘歯車５又
は７が軸線Ｓ1 又はＳ3 の方向にずれると、両方の傘歯
車５，７の正しい噛み合いが損なわれ、歯当たりが狂っ
てくる。

【００１１】また、傘歯車５，７は、平歯車に比べて幾
何学的に非常に複雑であるため、その成形加工にも種々
な制限が生じてくる。特に航空機分野に用いられる傘歯
車では、高精度な歯形が要求されるために、この傘歯車
の製作方法は数種類に限定されているのが実情である。

【００１２】このようなことから、従来、互いに噛み合
う傘歯車は、ピッチ円直径／歯数によって定められるモ
ジュールｍを同一にするといった基本概念に基づいて成
形されている。そして、この際、傘歯車のモジュールｍ
は、傘歯車の成形の複雑さを少しでも取り除くために、
その歯先円直径となる外周端縁を基準として定められて
いる。

【００１３】したがって、従来では、互いに噛み合う傘
歯車は、その外周端縁が一致していなければ設計および
成形が不可能とされており、それ故、上記のような歯幅
が異なる傘歯車５，７においても、その外周端縁を一致
させた状態で噛み合っている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この噛
み合いによると、第２の従動傘歯車７の歯先円直径Ｄ2
は、駆動傘歯車５の歯先円直径Ｄ1 によって決まるため
に、この第２の従動傘歯車７の最大径が大きくなる。こ
の結果、第２の従動傘歯車７自体が重く大きなものとな
る。それとともに、この第２の従動傘歯車７の占有スペ
ースが増大するので、歯車箱８も大きく成形せざるを得
なくなり、歯車伝動装置２そのものが大型化するといっ
た不具合がある。

【００１５】本発明は、このような事情にもとづいてな
されたもので、歯幅の小さな傘歯車をコンパクトに形成
することができ、歯車箱を含めた装置全体の小型軽量化
を実現できるとともに、噛み合いの自由度が増大する歯
車伝動装置を得ることにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載された発明は、歯車箱の内部に互い
に噛み合う複数の傘歯車を収容し、これら傘歯車の歯幅
を互いに異ならせた歯車伝動装置を前提としている。そ
して、上記互いに噛み合う傘歯車は、夫々歯先円直径に
よって定まる外周端縁を有し、これら傘歯車のうち歯幅
の小さな傘歯車は、その外周端縁を歯幅の大きな傘歯車
の外周端縁よりもピッチ円すい頂点の方向にずらした位
置で、この歯幅の大きな傘歯車と噛み合わされているこ
とを特徴としている。

【００１７】この構成によれば、歯幅の小さな傘歯車
は、歯幅の大きな傘歯車の外周端縁よりもピッチ円すい
頂点側にずれた位置でこの傘歯車と噛み合うために、歯
幅の小さな傘歯車の外周端縁の直径が従来に比べて小さ
くなる。そのため、歯幅の小さな傘歯車をコンパクトに
形成することができ、この傘歯車自体の小型軽量化が可
能となる。また、歯車箱の内部での傘歯車の占有スペー
スが少なくなり、その分、歯車箱をコンパクトに成形す
ることができる。

【００１８】それとともに、傘歯車は、その外周端縁を
必ず一致させた状態で噛み合わせるる必要はなく、歯幅
方向の中央部や外周端縁とは反対側の内周端縁を一致さ
せた状態で噛み合わせることができる。そのため、傘歯
車の噛み合い位置の自由度が増大する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を、ヘリ
コプターのメインロータの駆動経路に適用した図１およ
び図２にもとづいて説明する。この実施の形態は、主に
油圧ポンプ４に連動する第２の従動傘歯車７に関する事
項が上記従来の歯車伝動装置２と相違しており、それ以
外の基本的な構成は同一である。そのため、この実施の
形態において、上記従来の歯車伝動装置２と同一の構成
部分には同一の参照符号を付して、その説明を省略す
る。

【００２０】図１に示すように、互いに噛み合う駆動傘
歯車５と第２の従動傘歯車７とは、夫々ピッチ円すいの
小径側端部に内周端縁５ｄ，７ｄを有している。この内
周端縁５ｄ，７ｄの直径ｄ1 ，ｄ2 は、歯先円直径Ｄ1
，Ｄ2 よりも小さくなっている。

【００２１】駆動傘歯車５と第２の従動傘歯車７とは、
その内周端縁５ｄ，７ｄを一致させた状態で互いに噛み
合っている。そのため、第２の従動傘歯車７の外周端縁
７ｃは、駆動傘歯車５の外周端縁５ｃよりもピッチ円す
い頂点Ｏの方向にずれている。 また、第２の従動傘歯
車７は、側壁８ａの第３のボス部１４と向かい合ってい
る。この場合、第２の従動傘歯車７は、駆動傘歯車５の
外周端縁５ｃよりもピッチ円すい頂点Ｏの方向にずれて
いるため、その分だけ第３のボス部１４や側壁８ａの一
部が歯車箱８の内側に入り込んでいる。

【００２２】次に、歯幅ｂ3 の小さな第２の従動傘歯車
７を製作する手順について説明する。まず、図２の
（Ａ）に示すように、駆動傘歯車５の歯幅ｂ2 と一致す
る歯７０ａを有する基本傘歯車７０を製作する。この基
本傘歯車７０は、歯７０ａの底に連なるリム７１を有
し、この基本傘歯車７０の外周端縁７０ｂは、上記駆動
傘歯車５と噛み合わせた時に、この駆動傘歯車５の外周
端縁５ｃと一致するようになっている。したがって、基
本傘歯車７０の歯先円直径Ｄ3 は、従来の第２の従動傘
歯車７の歯先円直径Ｄ2 と一致しており、それ故、基本
傘歯車７０のモジュールｍは、駆動傘歯車５のモジュー
ルｍと同一となっている。

【００２３】次に、図２の（Ｂ）に示すように、上記基
本傘歯車７０の歯７０ａおよびリム７１を、その歯幅方
向の中央から外周端縁７０ｂに亘る範囲に亘って切り落
とす。このことにより、歯幅ｂ3 の小さな第２の従動傘
歯車７が得られる。この場合、第２の従動傘歯車７は、
その外周端縁７ｃが駆動傘歯車５の外周端縁５ｃよりも
ピッチ円すい頂点Ｏの方向にずれているので、その最大
径となる歯先円直径Ｄ2 およびピッチ円直径も小さくな
る。この第２の従動傘歯車７のモジュールｍは、ピッチ
円直径／歯数によって得られることから、第２の従動傘
歯車７の歯数を従来と同じとすれば、この第２の従動傘
歯車７のモジュールｍは当然のことながら小さくなる。
そのため、駆動傘歯車５と第２の従動傘歯車７とは、互
いに噛み合いが可能であるにも拘らず、そのモジュール
ｍが異なったものとなっている。

【００２４】このような構成によれば、歯幅ｂ2 の大き
な駆動傘歯車５と歯幅ｂ3 の小さな第２の従動傘歯車７
とは、その内周端縁５ｄ，７ｄを一致させた状態で互い
に噛み合っているので、第２の従動傘歯車７の最大径と
なる外周端縁７ｃは、駆動傘歯車５の外周端縁５ｃより
もピッチ円すい頂点Ｏの方向にずれて位置される。その
ため、第２の従動傘歯車７の最大径を従来に比べて小さ
くすることができ、この第２の従動傘歯車７の小型・軽
量化が可能となる。

【００２５】また、この第２の従動傘歯車７の小型化に
より、歯車箱８の内部での第２の従動傘歯車７の占有ス
ペースが少なくなる。それとともに、この第２の従動傘
歯車７が歯車箱８の壁面８ａや第３のボス部１４にから
ピッチ円すい頂点Ｏの方向に遠ざかるので、壁面８ａと
第２の従動傘歯車７との間にデッドスペースが生じる。
そのため、このスペースに第３のボス部１４を突出させ
て配置できるとともに、側壁８ａを部分的にピッチ円す
い頂点Ｏに方向に近づけて配置することができる。

【００２６】すなわち、図１に二点鎖線で示す部分は、
従来の収納箱８の側壁８ａおよび第３のボス部１４の外
形を示している。この図１から明らかなように、第２の
従動傘歯車７の噛み合い位置をピッチ円すい頂点Ｏの方
向にずらすことで、側壁８ａおよび第３のボス部１４の
外方への張り出しを抑えることができ、その分、歯車箱
８をコンパクトに形成することができる。

【００２７】したがって、上記第２の従動傘歯車７の小
型化と相まって、歯車伝達装置２のコンパクト化が可能
となる。さらに、上記構成によると、駆動傘歯車５と第
２の従動傘歯車７とは、必ずその外周端縁５ｃ，７ｃを
一致させた状態で噛み合わせる必要はなく、これら傘歯
車５，７を噛み合わせる際の設計の自由度が増大する。

【００２８】なお、歯幅の小さな第２の従動傘歯車を製
作する手順は、上記実施の形態に特定されるものではな
く、例えば図２の（Ｂ）において、二点鎖線で示す部分
が存在すると仮定した仮想歯車を描き出し、歯形創成歯
切盤の刃物によって上記第２の従動傘歯車の歯面を創成
するようにしても良い。

【００２９】さらに、上記実施の形態では、駆動傘歯車
と第２の従動傘歯車とを、その内周端縁を一致させた状
態で噛み合わせたが、本発明はこれに限らず、第２の従
動傘歯車を駆動傘歯車の幅方向の中央部でこの駆動傘歯
車と噛み合わせても良い。

【００３０】また、本発明に係る歯車伝動装置は、ヘリ
コプターのメインロータの駆動経路に用いるものに特定
されず、その他の航空機や車両等の動力伝達経路にも同
様に適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】請求項１によれば、歯幅の小さな傘歯車
をコンパクトに形成することができ、この傘歯車の小型
軽量化が可能となる。また、歯車箱の内部での傘歯車の
占有スペースが少なくなるので、その分、歯車箱をコン
パクトに形成することができ、歯車伝動装置全体の小型
・軽量化が可能となる。それとともに、傘歯車は、その
外周端縁を必ず一致させた姿勢で噛み合わせる必要はな
く、傘歯車を噛み合わせる際の設計の自由度が増大する
といった利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る歯車伝動装置の断面
図。

【図２】（Ａ）は、従動傘歯車の元となる基準傘歯車の
断面図。（Ｂ）は、基準傘歯車の歯幅方向の中央部から
外周端縁に亘る範囲を削除した状態を示す断面図。

【図３】従来の歯車伝動装置の断面図。

【符号の説明】

５，６，７…傘歯車（駆動傘歯車、第１の従動傘歯車、
第２の従動傘歯車） ５ｃ，７ｃ…外周端縁 ８…歯車箱 Ｏ…ピッチ円すい頂点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 歯車箱の内部に互いに噛み合う複数の傘
   歯車を収容し、これら傘歯車の歯幅を互いに異ならせた
   歯車伝動装置において、 上記互いに噛み合う傘歯車は、夫々歯先円直径によって
   定まる外周端縁を有し、これら傘歯車のうち歯幅の小さ
   な傘歯車は、その外周端縁を歯幅の大きな傘歯車の外周
   端縁よりもピッチ円すい頂点の方向にずらした位置で、
   この歯幅の大きな傘歯車と噛み合わされていることを特
   徴とする歯車伝動装置。