JPS5857544A

JPS5857544A - シンクルギヤ用偏位面歯車およびその製造方法

Info

Publication number: JPS5857544A
Application number: JP56156366A
Authority: JP
Inventors: Buichi Nakamura; 中村　武一
Original assignee: Nichimen Co Ltd
Current assignee: Nichimen Co Ltd
Priority date: 1981-09-30
Filing date: 1981-09-30
Publication date: 1983-04-05
Also published as: JPH0474572B2; US4702126A; EP0078111B1; EP0078111A3; DE3276833D1; EP0078111A2

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】本発明は、シンクルギヤ用偏位面歯車およびその製造方
法に関する。

本発明において、シンクルギヤ（ＳＹＮＣＬ工ＮＥ　Ｆ
ＡＣＥＣＹＣＬＯよりＡＬ　ＧＥＡＲ工ＮＧ　、内科首
振歯車機構）とは、対向配置された自転面歯車の間に、
自転と首振（ＣＹＣＬＯＩＤ　ＭＯＴＩＯＮ、サイクロ
イドモーション）とができる、両面に歯山を持つ面歯車
（以下、首振歯車という）全内科して噛合させたものを
いい、このようなシンクルギヤの例を第１図および第２
図に示す。

第１図は、凸形面歯車（ピンチ円錐角が９０゜−１０°
までの歯車）を使用したシンクルギヤ減連撮の軸線位置
での中央断面図でおり、第２図は、凹凸形部歯車（凹形
の場合は、ピッチ円錐角が９０゜＋　ｌ　Ｏｏまでの歯
車）を使用した同上断面図である。

自転面歯車（面歯車とは、歯車の面部に歯形を持つ歯車
）■と４とが対向配置されており、この自転面歯車ｌと
４との間に、首振歯型３が内科して噛合されている。斜
軸Ｓ１によって首振歯車３は、図面上は左右に揺動、立
体上は首振運動させられ、この結果、面層歯車３は、自
転面歯車ｌと４の歯面上を首振運動して、自転面歯車の
歯数と自己の歯数との歯数差比に応じて出力軸Ｓ、を回
転させる。したがって、いずれか一方の自転面歯４（１
または４を固定すると、他方の自転面歯車１または４は
、前記歯数差の成分に応じて回転する。

たとえば、第１図において、自転面歯車ｌと４との歯数
を、それぞれ、Ｎ工とＮ４とし、首振歯車３０両面の歯
数をそれぞれＮ、とＮ８　とし、一方の自転面歯車１を
固定した場合について考えると、入力軸である斜軸Ｓ、
と出力軸Ｓ２との回転比Ｔはられる。

この場合、一般にＮ、・Ｎ４）　Ｎ、　−Ｎ３であるの
で、前記下は正となり、入力軸Ｓ、と出力軸Ｓ２は同方
向に回転する。今度は、他方の自転面歯車４であるので
、逆方向に回転する。

このように、シンクルギヤは、自転面歯車と首振歯車と
を組合わせたものでらる。ところで、シンクルギヤでは
、同一自転中心軸線上で、歯数が異なる同じ太き式の歯
形を持つ面崗卓を噛合させる必要があるので、普通の面
歯車を使用するときは、各面歯車のピッチ円錐線の交へ
（以下、ピッチ円錐頂点という）を、揺動中心点と一致
させなければならない。このため、自転面歯車は白系と
し、面層歯車は量系として、両歯車の噛合部、軸線上に
、例えば、第２図に示すように併設するか、あるいは半
径方向内の外側に設けている。

ところが、このようなシンクルギヤでは、機構そのもの
や、歯形製作上の困難さなどの理由によって、現在では
ほとんど製作されていない。

本発明は、上述に鑑みてなされたものであり、例えば第
１図に示すような同一軸線上に２組の噛合部を持つシン
クルギヤ用の偏位面歯車およびその製造方法を提供する
ことを目的とし、この偏位面歯車によってシンクルギヤ
が効率良く、大トルクの伝達が可能な油、様々の効果を
発揮することができるようにしたものである。本発明の
目的は、第３図以下を参照しながら行うシンクルギヤに
関する説明によって一層明らかとなる。

先ス、シンクルギヤでは、どのような歯形のものを使用
する場合でも、必ず歯の大きさの等しいもの同士が、全
ての噛合歯山の歯面を転接していかなければならない。

第３図は、歯先、ピッチ、歯底の各円錐頂点が軸心−に
の一点で合致する白系面歯車（このような歯形のものを
特に正規の面歯車という）の歯筋方向の中央断面を示し
、歯先円錐角が互いに等しい２ツノ面ｍ、４ｉ　Ｎ、　
トＮｓ　　（上述ｏ１１転数、Ｎｓ　ｒ　　Ｎｕとは区
別する）が内斜面Σ（図上、右側の面歯車Ｎ、Ｊが内科
角Σ０分、左傾されている）で噛合している状態におけ
る軸中心最大噛合位置での断面図である。

第４図は、各面歯車Ｎ１とＮ、の各円錐頂点０．。

０２を結ぶ直線０．−０．を含む下面を示し、各面歯車
Ｎ、とＮ、の各歯角θ、′、０２′の相互関係が明らか
にされている。

これらの図において、今、歯車の歯形をｍ（モジュール
）とし、面歯車Ｎ、、Ｎ２それぞれの歯数を２．．２．
とし、かつ、Ｚ□〈ｚ２であるとすると、各面歯車Ｎ、
、Ｎ２の円錐ｆｊｉ　、侭０１　ｒ　　”、ｌはｍ（，
１％−Ｚ、）／２＝φだけ偏位する。ところで、一般に
、白系面歯車の歯角θ０は、基準ＰＣＤ　（ｍｘＺ）位
置での弦歯厚と円錐底円半径ｒ＝ｍＺ／２、円錐高さｈ
によって求めることができる。また、正規の凸形面歯車
Ｎ１・　Ｎ２におけるシンクルギヤでは、基準ＰＣＤ位
置でのｍが等しく、歯数２が異なるので、各面歯車の頂
角はθ、′〉θ、′の関係にある。

したがって、各面歯車Ｎヨ、Ｎ２の各歯先円錐角ａ　ｋ
、　、δ’ＴＩをδに□＝δに、とした第３図の例では
、各面歯車Ｎ１・Ｎ２それぞれのピッチ円錐線δｏＩ、
δ０゜と、南底円錐線δｒ１．δｒ、２は、δ０□＜ａ
ｏいδｒ１（δｒ２となる。同様にピッチ円錐線ＪＯ，
＝δｏ２とすると、ａｋ、）δに２、δｒ、（δｒ、ト
なる。

故に、各面歯車Ｎ、、Ｎ、は基準ピッチ円である外径部
でのみ点接触して噛合うことになり、これによって、内
側歯面部ではギャップが生じてしまう。

ところが、普通、シンクルギヤでは、歯数差ｚ２−２１
−１〜４、内科角Σ０ｅｍＺ／２７Ｘｏ＝（１，５〜２
）ｍ、−Σ０＝（３〜４）／ｚとして、５〜１０’程度
で設計することが多いので、爾角差θ１゜−θ、。や、
前記ギャップ値は微小になるけれども、上述したように
各面歯車同士が１．（接触しているので、負荷能力が低
く、したがって実用することができないという問題点が
ある。

本発明は、この種の面歯車の歯形を偏位して南当り面積
を増大することによって、点接触をなくし上述の問題点
を解消している。

なお、ここで偏位面歯車について定義すると、この由１
（は、インポリウド系歯山の歯筋方向中火断面において
正規の面歯車のピンチ円錐線に対して平行でないピッチ
円錐線または曲線を持つものをいう。この偏位ピッチ線
が正規の面歯車のピッチ線の外側にずれたものが正偏位
、内側にずれたものが負偏位である。これに対し、ピッ
チ円錐線を、正規の面歯車のそれに対し、平行に移動さ
せたものは、一般のインボリュート系歯車の場合と同様
に転位（正、負）という。

第５図は、ピッチ円錐角δ０２がΣ０／２の正規の面歯
車Ｎ、に、ピンチ円錐角δＯＩがδ０．−δＯ９である
、直線的（Ｃ負偏位した面歯車ａ１を噛合せた場合の凸
千面歯車の歯筋方向の中央断面を示している。第５図で
は、各面歯車Ｎ、、Ｎ２の円錐角δに１．δに２　、’
　ＯＩ　ｌδ０９、δｒ１．δｒ２および頂角θ１゜θ
、はそれぞれ等しいので符号δｋ、δ０．ｌｒ、θでこ
れらをあられしている。この例では、第６図に示すよう
に、最大噛合位置において、歯筋方向の全域にわたって
、隙間なく噛合うことができるが、往面歯車ものメ動中心点Ｏと、各面歯車Ｎ、、Ｎ。

の円錐頂点０．．０．とを結んでできる三角形００．０
□の関係上、歯山と歯溝間に隙間がなければ回転するこ
とができない。

凸形面歯車の歯山のインボリュート曲線は、背円錐基礎
円に対する圧力角の関数で定まるが、面歯車が円錐歯形
であるので、半径方向直角断面山形の曲率が歯筋方向外
側と内側とでは異なる。例え、直線的なピッチ円錐線の
歯山であっても、その歯先と歯元の円錐線は油彩化する
。

これが、面歯車の油彩インボリュート歯形であるが、こ
の歯切加工は、倣いか創成歯切手段しかないために一般
には能率のよい直線運動刃によって歯切する。これが面
歯車の擬似インボリュート円錐歯形である。この歯形を
使う場合はインボリュート曲率半径を小さくするととも
にクラウニングや歯先、歯元修整を施し、更に相手歯車
と噛合せ、ラッピングによって歯当り面積の増大を計ら
なければならない。

このラッピングｊＩＸを少くするためにシンクルギヤで
は第７図のように面歯車Ｎ、を正、面歯車Ｎ、を負偏位
して南り加工する。この場合の歯山背隙は前例の半分で
済むのでラッピングによって容易に南当り面積を増大さ
せることができる。

但しインボリュート歯山で転接するのはピッチ円錐線部
だけで他の噛合歯面には滑りが生じる。

特にシンクルギヤの場合は、円錐項、−り、が一致しな
い面歯車の噛合であるから、歯筋方向にも滑りが生じる
。ただし、シンクルギヤ用面歯車のピッチ円錐余角は、
内科角の半分であり、極めて小さい。

すなわち、その余角は背円錐基礎円の関数で定まるイン
ボリュート曲率は大きく、その山形はラック歯に近いた
めに、滑シ率は小さい。

一般にインポリウド歯山の滑りによる摩耗はピッチ線上
の転接部によって噛合歯面の面圧が平均化した時点でＷ
ｌり噛合は円滑に行われるようになる。

以上は普通の直線運動切刃による歯切方法であるがホブ
による創成歯切と比べそのピッチ誤差は避けられない。

圧接噛合歯面にラップ剤を介在させる共摺り式のラッピ
ングでは滑り部分が摩滅されるだけでらるからこのピッ
チ誤差の修正はできない。

この方式は能率が悪く、歯形曲線を歪めたり、甚だしい
場合はピッチ点までくずす虞れがある。

本発明は近似的な歯形に歯切加工をした面南東の歯形を
ベースラップによって創成仕上げをして上記虞れを解消
している。シンクルギヤは角度と歯数差の少ない面歯車
相互の噛合であるために噛α山数が多く、噛合歯山を歯
筋方向に摺動させることはできないので歯数の少ない、
負転位したピニオン形うソプベースヲ噛合せる。ラップ
ベースの噛合率は歯数によって１〜１．５程度に定めら
れ又負転位によって（歯巾）〈（溝巾）とすることがで
きるため被加工面歯車と噛合せて両歯車を自転させなが
らランプベース金歯筋方向に噛合歯１１１の背隙がなく
なるまで摺動させることが出来る。又この機構では容易
に噛合角度も変えることも可能なため曲線偏位やクラウ
ニング化が行える。

ラップベースを軟質合金（例えばアルミやその合金）製
として軸直交傘歯車のピニオン形の円錐斜面を負転位し
たインポリウド歯形に歯切する。ラッグベースと被加工
南東の歯１１１差を奇数とし、歯山比を整数外に選び一
定の面圧をかけて自転させると噛合歯山は順次移動する
から各歯山は歯切時のピンチ誤差が修正されると共にラ
ップベースによって正しい歯形に創成仕上げされる。ラ
ンプ剤は適当な溶剤と混合して噛合画面に滴下するとラ
ッグベースに付着して保持される。

このため摩耗はこの而と摺動する焼入鋼の被加工物南面
のみでラップベース側は殆んど摩滅しない。

この種ラップベースによるシンクルギヤ用面歯車のラッ
ピングは主として正偏位した擺回面歯車Ｎ、だけ行うこ
とが多い。この場合の歯当りは曲率径の大きいインポリ
ウド曲線と歯筋方向曲線で構成された凸曲偏球と平面の
接触となり、歯面の弾性変形と相俟って面圧に応じた理
想的な歯当りとなる。

更に大型、強トルクを伝達する必要のちるもの−や高速
回転用のシンクルギヤではラッピング仕上をした面歯車
Ｎ、と負偏位に歯切りした面歯車Ｎ１を一定の面圧で噛
合せラップ剤を介在させてラッピング仕上げをすること
もある。この場合、面来東Ｎ１の歯形は歯筋方向に僅か
に凹偏位され、噛合歯当い面は凹凸同化する。この場合
背隙はやや増大する傾向にちるが、噛合間隔によって調
整することができる。

以」−は主としてシンクルギヤ用凸面インポリウド直歯
面歯車の形状やその歯切とペースラップによる創成仕上
方法について述べたがこのことは同様に斜向や曲り歯（
円弧歯形）並びに他の零歯屯や側面　、らせんＷｌ屯に
も適用す゛ることができる。

正負等量に偏位したシンクルギヤ用面歯車の歯形は正規
の偏位円錐曲面インポリウド歯形に近似しており、ピニ
オンフッ１ベースで能率的に創成仕上げ金することがで
きる。又この種の面歯車に避けることができないピッチ
誤差や歯形曲線もラッグベースや共摺シラソピングによ
って修正される。

シンクルギヤは、噛合角度が小さく、比較的大きな歯形
を採用することができるために噛合歯数が多く、しかも
その機構は他のサイクロイド機構と異なり、加工の容易
なインポリウド歯形を使用することができる。以上のよ
うに、本発明によれば、（イ）偏位円錐曲面歯形を使用することによって、背隙
を小さく抑えることができるとともに、歯当りが合−歯
合歯山に分散して生じるために面圧が分担される。しか
も、噛合基準ピンチ点近くの歯山は正確に転動し、他の
噛合画面の滑り率も小さいために効率がよく、大トルク
の伝達が可能である。

（ロ）確実に転勤する歯山面があるために、他の滑り歯
山部の摩耗が防止され、発熱書が少ない。

（ハ）　シンクルギヤの歯山の噛合動作速度は他の側面
円筒歯車に比べて非常に遅い。更に、歯山の創成仕−ト
げによって、ピッチ誤差が矯正されているために噛合音
が低い。

に）　負転位した歯数の少ないピニオン形のラップベー
スは、面歯車と噛合って自転するとともに、歯筋方向に
も摺動することができるためにラッピング速度が大きい
、などの効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、凸形面歯車を使用したシンクルギへ・減速機
の軸線位置での中央断面図、第２図は、凹凸形部歯車を
使用した同上断面図、第３図は歯先円錐角の等しい正規
の面歯車Ｎ＋　＋　　Ｎｘの最大噛合歯山の歯筋方向中
央断面図、第４図は各面歯車の円錐頂点０１−０２線平
面での面歯車Ｎ、、Ｎ、の歯角θ１０とθ２゜とを示す
平面図であって正規の面歯車Ｎ１　と負偏位した面歯車
が示されている。第５図〜第８図は、正負等量偏位した面歯ｒＫＮ＊とＮ
、の同上断面図である。ｌ・・・自転面歯車（固定）Ｎ□、２・・・首振歯車Ｎ
２゜Ｎ３．３・・・斜軸（高速軸Ｓ１付）、４・・・自
転面南東（低速軸８．２付）、５・・・ハウジング、○
・・・揺動中心点、０１・・・面歯車Ｎ１のピッチ円錐
線頂点、０２・・・面歯車Ｎ２のピンチ円錐線頂点、θ
１′、θ、ｌ。・・・面歯１１（Ｎ１とＮ２の歯角、Σ
０・・・内科角（噛合角）、δｋ・・・歯先円錐線、δ
Ｏ・・・ピッチ円錐線、δｒ・・・歯底円錐線、ｈａ・
・・歯先高さくｍモジュール）、ｈｄ・・・歯元高さ、
ｈ・・・全歯丈代理人弁理士　岡１月和秀代理人弁理士　西１）　新

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　シンクルギヤにおける互いに噛合う一対の面
歯車の歯形を歯筋方向に曲内錐形、化゛するように凸曲
または凹凸的偏位加工して、面歯車相互のピンチ円錐線
を近接させるとともに南当り面積を増大した曲用錐形直
歯または斜向を持つこと全特徴とする、シンクルギヤ用
偏位面歯車。
（２）　　同一噛合ピンチ円錐線で互いに噛合うように
歯切加工されたシンクルギヤ用直歯または斜向面歯車の
歯形を負転位した同一歯形の歯数と噛合率の少ないピニ
オン形ラップベースに噛合せ、一定の噛合圧力をかけて
自転させるとともに噛合角度と深さを調整しなから歯筋
方向に摺動させてラッピングすることによって、その歯
形全歯筋方向に曲内錐形、歯山方向にインポリウド形に
創成仕上げして、シンクルギヤ用偏位面歯車を製造する
方法。
（３）　　シンクルギヤ用偏位面歯車に、これと噛合う
面歯車と等形に加工されたラップベースを内科して噛合
せ、一定の圧力をかけて自転と面擺運動をさせながら噛
合せてラッピングして、シンクルギヤ用偏位面歯車を製
造する方法。