JP2010181013A - ダブルコニカルインボリュートギアの構成および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の山歯歯車（ダブルヘリカルギア）の製造においては、対向するギアの位相差管理に高い精密さが要求され、また加工上の制約により、中央部に研削砥石の逃げを設けなければならず、装置の軽量化をする場合は不利な形状であった
【解決手段】コニカルインボリュートギアを２つ対向させ、発生するスラスト力を互いに打ち消しあう様に配置させる構成とすることで、製造上の精度管理の簡易化を図り、これに係る多大な労力を解消し、歯車を軽量化することを目的とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ダブルコニカルインボリュートギアの構成および製造方法に関するものである。

スラスト力が発生しない動力の伝達方式には、二つのヘリカルギアを向き合う様に配置させている山歯歯車がある。山歯歯車は、動力伝達方式のひとつとして様々な分野の多くの歯車装置に使用されている。

特開２００２−３６４７３２号公報

山歯歯車（ダブルヘリカルギア）は、二つのヘリカルギアがあることから、特殊な場合を除いて位相差がないように構成されなければならない。

山歯歯車の構成する方法のひとつとして、二つのヘリカルギアを別々に製造し、組立する方法があるが、この場合、位相差を正確に管理するためには、多大なコストが必要となる。
さらに別の方法として、図２に示す様な一体成形の場合においては、対向する二つのヘリカルギアの間に、工具逃げのための溝が必要であり、これは歯車自体の質量の増加となり、製造コスト上昇の要因となる。また、前述の分割方式と同様に対向する歯の位相差を管理する面においても多大な労力を必要とする。

この発明が目的とするところは、ダブルコニカルインボリュートギアを用いて従来の山歯歯車の問題点を解消し、製造が容易で、かつ安価な歯車を提供するところにある。

請求項１の発明によれば、２つのコニカルインボリュートギアをもちい、発生するスラスト力を互いに打ち消しあう様に配置させていることを特徴とする歯車装置（以下名称をダブルコニカルインボリュートギアとする。）である。

請求項２の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、噛合いの対象となる歯車の片方については、ギア中央部に加工上必要な逃げ溝を必要しない構成とすることを特徴とする歯車装置である。

請求項３の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、噛合いの対象となる歯車の片方については、ギア中央部に加工上必要な逃げ溝を作ることなく製造するダブルコニカルインボリュートギアの製造方法である。

請求項４の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、位置精度管理ができることを特徴とする歯車装置である。

請求項５の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図１において、歯外径および、歯底径はテーパー形状であることを特徴とする歯車装置である。

請求項６の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図１において、歯外径および、歯底径をテーパー形状にして製造するダブルコニカルインボリュートギアの製造方法である。

請求項７の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図５において、歯外径はストレート形状であり、歯底径はテーパー形状であることを特徴とする歯車装置である。

請求項８の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図５において、歯外径はストレート形状であり、かつ、歯底径はテーパー形状にして製造するダブルコニカルインボリュートギアの製造方法である。

請求項９の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図６において、歯外径および、歯底径はストレート形状であることを特徴とする歯車装置である。

請求項１０の発明によれば、請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面図６において、歯外径および、歯底径をストレート形状にして製造するダブルコニカルインボリュートギアの製造方法である。

従来の山歯歯車（ダブルヘリカルギア）の製造においては、対向するギアの位相差管理に高い精密さが要求され、また加工上の制約により、中央部に研削砥石の逃げを設けなければならず、装置の軽量化をする場合は不利な形状であった。
そこで、コニカルインボリュートギアを２つ対向させ、発生するスラスト力を互いに打ち消しあう様に配置させる構成とすることで、製造上の精度管理の簡易化を図り、これに係る多大な労力を解消し、歯車を軽量化する。

ダブルコニカルインボリュートギアの形状（その１）および構成を示した説明図である。 山歯歯車の構成例を示した説明図である。 ダブルコニカルインボリュートギアの製造方法を示した説明図である。 ダブルコニカルインボリュートギアの加工方法を示した説明図である。 ダブルコニカルインボリュートギアの形状（その２）を示した説明図である。 ダブルコニカルインボリュートギアの形状（その３）を示した説明図である。

２つのコニカルインボリュートギアを用いた構成とすることで、課題を解決する。

図１は、上記目的を達成するためのダブルコニカルインボリュートギアの構成である。
１ａは一体成形としたギアである。２ａ、２ｂは単体のコニカルインボリュートギア左部とコニカルインボリュートギア右部であるが、対向させることによりピニオンを構成する。

従来の図２のような山歯歯車（山歯歯車のピニオン３、山歯歯車のギア４）においては、対向するヘリカルギアの中央に、工具逃げのための溝が必須である。また、研削仕上げの際は、ヘリカルギアの歯形の特徴により工作機械側において、対向するヘリカルギアの位相差の管理に多大な時間を要する。

これに対して、ダブルコニカルインボリュートギアの場合は、図４に示すように、歯形の特徴により工具６は、工具の軌跡７の動きとなり工具逃げを必要としないことがわかる。また、基本的に工作機械の動作が１パス動作となるため、対向するコニカルインボリュートギアの位相差の管理が容易である。

ところで、ギア１ａは凸形状のため一体成形が可能であるが、この噛合い対象となるピニオン２ａ、２ｂは凹形状ため、一体成形ができない。そこで、図３に示す様に、ギア１ａのように向かい合わせをし、歯切りの前にノックピン５ａ，５ｂを組み込み、歯切り、研削仕上げを実施する。コニカルギアの位相差の管理においては、前述のギア１で示したように容易である。
加工後はノックピン５ａ，５ｂを分解し、ピニオン２ａ、２ｂを図１の様に正規な向きとして、再度ノックピン５ａ，５ｂを組込み、軸２ｃに組立をすれば、対向するピニオン２ａ，２ｂの位相差は生じず、精度の高いダブルコニカルギアが完成する。

以上説明したようにこの発明によれば、歯の位相位置などに多大な労力を必要とせず、製造方法が安易で、かつ安価、軽量なものを提供することができる。

１ａ ギア
１ｂ 軸
２ａ ピニオン（コニカルインボリュートギア左部）
２ｂ ピニオン（コニカルインボリュートギア右部）
２ｃ 軸
３ 山歯歯車のピニオン
４ 山歯歯車のギア
５ａ、５ｂ ノックピン
６ 工具
７ 工具の軌跡

Claims (10)

1. ２つのコニカルインボリュートギアを用い、発生するスラスト力を互いに打ち消しあう様に配置させていることを特徴とする歯車装置。（以下名称をダブルコニカルインボリュートギアとする。）
2. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、噛合いの対象となる歯車の片方については、ギア中央部に加工上必要な逃げ溝を必要としない構成とすることを特徴とする歯車装置。
3. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、噛合いの対象となる歯車の片方については、ギア中央部に加工上必要な逃げ溝を作ることなく製造することを特徴とするダブルコニカルインボリュートギアの製造方法。
4. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアにおいて、位置精度管理ができることを特徴とする歯車装置。
5. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径および、歯底径はテーパー形状であることを特徴とする歯車装置。
6. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径および、歯底径をテーパー形状にして製造することを特徴とするダブルコニカルインボリュートギアの製造方法。
7. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径はストレート形状であり、歯底径はテーパー形状であることを特徴とする歯車装置。
8. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径はストレート形状であり、かつ、歯底径はテーパー形状にして製造することを特徴とするダブルコニカルインボリュートギアの製造方法。
9. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径および、歯底径はストレート形状であることを特徴とする歯車装置。
10. 請求項１記載のダブルコニカルインボリュートギアのギア断面において、歯外径および、歯底径をストレート形状にして製造することを特徴とするダブルコニカルインボリュートギアの製造方法。

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