JPS61244966A - 歯車 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歯車、特に、接触点に於ける相対曲率の小さい
歯車に関する。

〔従来の技術〕

動力伝達用歯車としてはインボリュート歯形が代表的な
ものであるが、この他のものとしては、サイクロイド歯
形及び円弧歯形が用いられる。

上記各歯形を曲率半径について見ると７２円弧歯形以上
の歯形では曲率半径が単調連続的に変化するものであり
、従って、咬合時の歯形間の相対曲率を小さく又は一定
に保つことは不可能である。

また、歯形の強度はその曲げ応力によって定まる限界と
、歯面間の面圧によって定まる限界とがある。然しなが
ら、一般にインボリュート歯車に於ては、曲げ応力によ
る限界は歯面圧による限界よりも高いので、歯面圧応力
による限界、いわゆるに値を高めることが必要である。

而して、南面間の相対曲率が所謂ヘルツ応力に影響する
ので、上記に値を大きくするためには、咬合点に於ける
相対曲率が小さい歯形が要求される。

相対曲率が小さい歯形としてはウイルドハーバーノビコ
フ系歯形があるが、この歯形は歯形の一点でしか咬合わ
ない点接触歯形（咬合＝１）であるため、上記ウィルド
ハーバーノビコフ系歯形を動力伝達用歯車として使用す
るには、幅広のヘリカルギアにしなければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は叙上の観点に立ってなされたものであって、そ
の目的とするところは、相対曲率をウイルドハーバーノ
ビコフ歯形に近ずけると共に、その咬合率を１以上とし
、更には咬合圧力角を比較的小さくして、面圧と軸受応
力が高まるのを防止し、歯車の歯面間の相対曲率を小さ
く保つことにより、歯形の強度を大幅に高めることにあ
る。

而して、これを具体的に説明すると、従来の歯形と異な
りピンチ線上より歯先及び山元に向かってその曲率半径
が単調に変化することなく増加、減少を繰返し、また、
曲率半径が極小となる点では、曲率半径の中心をピッチ
線上に位置させるこ・とが望ましい。このようにすると
、その点で歯形間の相対曲率が零となるものであるが、
本発明歯車に於ては、この相対曲率が零となる点が１ピ
・νチの間に多数周期的なに現れることになる。

〔問題点を解決するための手段〕

而して、上記の目的は、歯形曲線の曲率が、単調には変
化しない連続且つ微分可能な函数であり、且つ、その曲
率中心の軌跡が通常ピッチ円の近傍に存在する連続的な
一連の曲線となるような歯形を与えることによって達成
される。

〔作　　用〕

上記の如く構成することにより、相対曲率をインボリュ
ート歯車に於ける値からウィルドハーバーノビコフ歯形
に於ける値に近すけなから、その咬合率を１以上とする
ことが可能となり、更に咬合圧力角を比較的小さくして
、面圧と軸受応力の高まるのを防止することができ、且
つ、叙上の如く、歯車の歯面間の相対曲率を従来のもの
に比べて小さく保つことができるので、歯形の強度を大
幅に高めることができる。

〔実　施　例〕

以下、図面により本発明の詳細を具体的に説明する。

第１図及び第２図は、それぞれ本発明かかる接触点に於
ける相対曲率の小さい歯車の歯形の一実施例を示す破断
一部拡大図、第３図は、上記歯車の咬合状態を示す説明
図、第４図は、上記歯形曲線の構成を示す説明図である
。

第１図乃至第３図中、１は歯数１５の歯車の歯形曲線、
２はそのピッチ円、３は歯数５の歯車の歯形曲線、４は
そのピッチ円である。

而して、本発明にかかる歯車の歯形１．３がそれらのピ
ンチ線上より歯先及び歯元に向かって、その曲率半径が
増加、減少を繰り返しながら変化するよう構成されてお
り、そして、曲率半径が極小となる点では、曲率半径の
中心がピッチ線上に来るので、そのような条件で咬合う
ときは、歯形ｌ及び３間の相対曲率は零となる。

而して、本発明にかかる歯車に於ては、上記歯形１及び
３間の相対曲率が零となる点が１ピツチの間に複数個あ
る周期的な特質を有するのである。

次に、第４図に基づき上記歯形の曲線を具体的に説明す
る。

而して、図中のＸ軸はピッチ線であり、５は歯形曲線の
一部である。。

而して、弧Ｃ，Ｃ１はアデンダム側に曲率中心Ａｏを有
する小円弧ｇｏｇＩのインボリュートであり、弧ＣｌＣ
２はデデンダム側に曲率中心Ａ１を有し、上記小円弧ｇ
ｏｇｒと点ｇＩで法線を共有する小円弧ｇ＋ｇ２のイン
ボリュートであり、弧Ｃ２Ｃ５はアデンダム側に曲率中
心Ａ２を有し、上記小円弧ｇ１ｇ２と点ｇ２に於て法線
を共有する小円弧ｇ２ｇ３のインボリュートである。

而して、これらの円弧の一方の終点ｇ。、ｇ２はピッチ
線上にあり、他の一方の終点ｇ＋、ｇ３はピンチ線の近
傍で歯形５と反対側にある。

この図から曲率半径が、弧ＣｏＣ１に於ては、ｃｏから
Ｃ，に向かってｒＱ　＝Ａｏ　ｇｏからｒ１−Ａｔ　ｇ
＋まで単調に増加しているが、弧ｃｌｃ２に於ては、Ｃ
１からＣ２に向かってｒ＋　＝Ａ＋　ｇｌからｒ２＝Ａ
２　ｇ２に単調に減少し、更に弧Ｃ２Ｃ５に於ては、Ｃ
２からＣ３に向かってｒ２＝Ａ２ｇ２からｇ３＝Ａ３　
ｇ３まで再び単調に増加していることが知られる。

而して、実際の歯形は上記と同様の手法で歯形曲線を図
中左右に延長して成るものである。

また、各小円弧がそれぞれ曲率中心に対して張る角度は
１ないし５度、望ましくは２ないし３度程度とする。

而して、この角度をＯに収斂させると、歯形はウイルド
ハーバーノビコフ歯形となり、また、角度が大きいと、
実質的にインボリュート歯車になってしまい、何れの場
合にも本発明の目的が達せられないことになる。この点
から、本発明歯車がインボリュート歯車とウイルドハー
バーノビコフ歯車の中間に位置づけられるものであるこ
とが知られる。

而して、上記の角度を３度前後とすると、例えば第１図
及び第２図に示したような歯車が得られる。これらの歯
車は、圧力角をあまり大きくとることなく、比較的自由
に設計でき、且つ、歯タケに沿って曲率半径が増減を繰
り返すので、咬合い点に於ける相対曲率を小さくできる
ものである。

なお、本発明は叙上の実施例に限定されるものではない
。部ち、例えば、実施例に於ては、歯形曲線を構成する
弧を円のインボリュートとしたが、これは必ずしもこれ
のみに限定されるものではなく、他の適宜の両市曲線を
適宜採用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明叙上の如く構成されるので、相対曲率を小さくし
、且つ咬合圧力角をあまり大きくすることなく、その咬
合率を１以上とすることが可能となり、面圧と軸受応力
の高まるのを防止することができるので、歯形の強度を
大幅に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明かかる接触点に於
ける相対曲率の小さい歯車の歯形の一実施例を示す破断
一部拡大図、第３図は、上記歯車の咬合状態を示す説明
図、第４図は、上記歯形曲線の構成を示す説明図である
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）歯形曲線の曲率が歯タケ方向に単調には変化しない
   連続且つ微分可能な函数であり、且つ、その曲率中心の
   軌跡がピッチ円の近傍に存在する連続的な一連の曲線と
   成ることを特徴とする接触点に於ける相対曲率の小さい
   歯車。 ２）曲率の極小となる点に対応する曲率中心がピッチ線
   上に位置する特許請求の範囲第１項記載の接触点に於け
   る相対曲率の小さい歯車。 ３）曲率中心の軌跡が、ピッチ円内に中心を有する小円
   弧と、ピッチ円外に中心を有する小円弧とを交互に多数
   それぞれの一端で法線を共通とするように接続して成る
   一連の曲線であり、歯形曲線が上記２種の小円弧の伸開
   線を交互になめらかに接続して成る曲線である特許請求
   の範囲語第１項又は第２項記載の接触点に於ける相対曲
   率の小さい歯車。