JP2018004053A

JP2018004053A - 傘歯車

Info

Publication number: JP2018004053A
Application number: JP2016136064A
Authority: JP
Inventors: 圭貴中村; Keiki Nakamura
Original assignee: Isuzu Motors Co Thailand Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Co Thailand Ltd
Priority date: 2016-07-08
Filing date: 2016-07-08
Publication date: 2018-01-11
Also published as: CN107588178A

Abstract

【課題】傘歯車の小径端側の歯元強度を確保する。
【解決手段】傘歯車１０の歯底部１５は、小径端２側の端部の第１歯底部１６と第２歯底部１７とを有する。第２歯底部１７は、その幅方向の中央部で歯底円錐面１４に沿って延びる歯底面１９と、該歯底面１９の幅方向の両端と歯面１３ａ，１３ｂとを連結する１対の隅肉曲面２０ａ，２０ｂとによって構成される。第１歯底部１６は、その幅方向の中央部で軸方向と略平行に延びる歯底面２２と、該歯底面２２の幅方向の両端と歯面１３ａ，１３ｂとを連結する１対の隅肉曲面２３ａ，２３ｂとによって構成され、歯底円錐面１４よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ１は、第２歯底部１７との接続部１８側の端部の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種機械の動力伝達機構に用いられる傘歯車に関する。

特許文献１には、傘歯車が記載されている。この傘歯車では、歯面と歯底面の間の隅肉曲線の曲率半径を小径端部から大径端部へ向けて漸次増大させて、傘歯車の大径端側の歯元強度を向上させている。

特許文献２には、車両用のディファレンシャルギヤが記載されている。このディファレンシャルギヤのピニオンギヤ及びサイドギヤの小径端側の歯底部は、歯底円錐よりも径方向の外側に配置されている。

特開２００２−２９５６４２号公報特開２０１３−２２８０４７号公報

ところで、傘歯車は、その使用態様によっては、小径端側の歯元強度（歯元部分の強度）を向上させたい場合がある。しかし、特許文献１に記載の傘歯車では、歯面と歯底面の間の隅肉曲線の曲率半径を小径端部から大径端部へ向けて漸次増大させているので、小径端側の歯元強度が一番低く、傘歯車を大型化することなく小径端側の歯元強度を向上させることが難しい。また、特許文献２に記載の傘歯車（ピニオンギヤ及びサイドギヤ）では、小径端側の歯底部が歯底円錐よりも径方向の外側に配置されているので、その分だけ小径端側の断面積が増大するが、それでも小径端側の歯元強度を十分に確保できない可能性がある。

そこで、本発明は、小径端側の歯元強度を確保することが可能な傘歯車の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の傘歯車は、歯底円錐面から突出する複数の歯と、複数の歯のうちの隣り合う歯の相対向する歯面の間に配置されて小径端と大径端との間で延びる歯底部とを有し、歯底部は、第１歯底部と第２歯底部とを備える。第１歯底部は、第１歯底面と１対の第１曲面とを有し、歯底部のうちの小径端側の端部に配置され、歯底円錐面よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。第１歯底面は、第１歯底部の幅方向の中央部で軸方向と略平行に延びる。１対の第１曲面は、第１歯底面の幅方向の両側に配置されて第１歯底面と幅方向の両側の歯面とを連結する。第２歯底部は、第２歯底面と１対の第２曲面とを有し、第１歯底部から連続して歯底円錐面に沿って大径端側へ延びる。第２歯底面は、第２歯底部の幅方向の中央部で歯底円錐面に沿って延びる。１対の第２曲面は、第２歯底面の幅方向の両側に配置されて第２歯底面と歯面とを連結する。第１歯底部のうちの小径端側の端部の第１曲面の曲率半径は、第１歯底部と第２歯底部との接続部側の端部の第１曲面の曲率半径よりも大きい。

上記構成では、第１歯底部が、歯底円錐面よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。このため、第１歯底部を第２歯底部と同様に歯底円錐面に沿って延ばす場合に比べ、歯底円錐面よりも径方向の外側に第１歯底部が配置される分だけ小径端側の断面積を増大させることができ、小径端側の強度を確保することができる。

また、第１歯底部のうちの小径端側の端部の第１曲面の曲率半径が、第１歯底部と第２歯底部との接続部側の端部の第１曲面の曲率半径よりも大きいので、傘歯車の小径端側の歯元強度を確保することができる。

また、第１歯底部が、歯底円錐面よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。傘歯車では、隣り合う歯の相対向する歯面が歯元側から歯先側へ向かって互いに離間する方向へ延びるので、第１歯底部のうちの小径端側の端部の幅を、第１歯底部と第２歯底部との接続部の幅よりも広く確保することができる。このため、確実に小径端側の端部の第１曲面の曲率半径を大きくすることができ、傘歯車の小径端側の歯元強度を確保することができる。

本発明によれば、傘歯車の小径端側の歯元部分の強度を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る傘歯車の斜視図である。図１のII−II矢視断面図である。歯底部の各所の概略断面図であり、（ａ）は歯底部の小径端側の端部の断面図、（ｂ）は歯底部の接続部の断面図、（ｃ）は歯底部の大径端側の端部の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図２の一点鎖線ＣＬは傘歯車１０の回転軸（軸芯）を示す。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る傘歯車１０は、歯すじが直線状に延びるすぐばかさ歯車であって、自動車のディファレンシャルギヤ等に用いられる。傘歯車１０は、回転軸ＣＬの軸方向（以下、単に軸方向という）の一側（小径端２側）の一端面１１と、軸方向の他側（大径端３側）の他端面１２とを有する。

傘歯車１０の複数（本実施形態では、９つ）の歯１３は、歯底円錐面１４から径方向の外側へ突出し、小径端２から大径端３へ向かって歯底円錐面１４上の母線（歯底円錐の母線）の方向に沿って直線状に延びる。歯１３は、その歯厚が小径端２から大径端３へ向かうほど徐々に大きく、且つ歯先４から歯元５へ向かうほど徐々に大きくなるように形成される。複数の歯１３のうちの隣り合う歯１３の相対向する歯面１３ａ，１３ｂは、歯元５側（歯底円錐面１４側）から歯先４側へ向かって互いに離間する方向へ延びる。傘歯車１０は、相対向する歯面１３ａ，１３ｂの間に複数（本実施形態では、９つ）の歯底部１５を備える。なお、複数の歯底部１５は、同様の構成を有するため、以下では、一の歯底部１５について説明し、他の歯底部１５の説明を省略する。

図１〜図３に示すように、歯底部１５は、歯底部１５のうちの小径端２側の端部に配置されて軸方向と略平行に延びる第１歯底部１６と、第１歯底部１６の他側の端部（後述する接続部１８）から大径端３へ向かって歯底円錐面１４上の母線の方向に沿って延びる第２歯底部１７とを有し、小径端２と大径端３との間（本実施形態では、小径端２から大径端３の近傍まで）で延びる。なお、軸方向と略平行に延びるとは、軸方向と完全に平行に延びる場合に限定されず、例えば、傘歯車を鍛造する場合に金型から取り出し易くするために、第１歯底部１６を軸方向の他側から一側の回転軸側へ僅かに傾斜させてもよいし、或いは、図２に示すように、第１歯底部１６の小径端２側の角部を丸く面取りしてもよい。

第２歯底部１７は、その幅方向の中央部で歯底円錐面１４に沿って延びる歯底面（第２歯底面）１９と、該歯底面１９の幅方向の両端と歯面１３ａ，１３ｂとを連結する１対の隅肉曲面（第２曲面）２０ａ，２０ｂとによって構成される。第２歯底部１７の幅は、第１歯底部１６との接続部１８側（小径端２側）から大径端３側へ向かって徐々に拡大している。すなわち、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部の幅Ｌ３は、第１歯底部１６との接続部１８側の端部の幅Ｌ２よりも大きい（Ｌ３＞Ｌ２）。第２歯底部１７の歯底面１９は、両側の隅肉曲面２０ａ，２０ｂとの間で僅かに露出する歯底円錐面１４上の一部の領域である。第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂは、歯底円錐面１４と歯面１３ａ，１３ｂとが交叉する部分に設けられた隅肉部２１の表面である。第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂと歯面１３ａ，１３ｂとの境界線は、直線状に延びる。第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径は、第１歯底部１６との接続部１８側（小径端２側）から大径端３側へ向かって徐々に増大している。すなわち、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部（図３（ｃ）参照）の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ３は、第１歯底部１６との接続部１８側の端部（図３（ｂ）参照）の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きい（Ｒ３＞Ｒ２）。

第１歯底部１６は、その幅方向の中央部で軸方向と略平行に延びる歯底面（第１歯底面）２２と、該歯底面２２の幅方向の両端と歯面１３ａ，１３ｂとを連結する１対の隅肉曲面（第１曲面）２３ａ，２３ｂとによって構成され、歯底円錐面１４よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。第１歯底部１６の幅は、第２歯底部１７との接続部１８側（大径端３側）から小径端２側へ向かって徐々に拡大している。すなわち、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部の幅Ｌ１は、第２歯底部１７との接続部１８側の端部の幅Ｌ２よりも大きい（Ｌ１＞Ｌ２）。また、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部の幅Ｌ１は、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部の幅Ｌ３よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ３）。すなわち、歯底部１５の幅は、Ｌ３＞Ｌ１＞Ｌ２に設定される。第１歯底部１６の歯底面２２は、第２歯底部１７の歯底面１９の一側の端部から曲折して小径端２側へ、歯底円錐面１４よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂは、歯底面２２を幅方向の両側へ延長した仮想面２４と歯面１３ａ，１３ｂとが交叉する部分に設けられた隅肉部２５の表面である。第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂと歯面１３ａ，１３ｂとの境界線は、直線状に延びる。第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂと、第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂとは、接続部１８で接続されており、各々の接続部１８側の端部の曲率半径は略同一の大きさを有する。第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径は、第２歯底部１７との接続部１８側（大径端３側）から小径端２側へ向かって徐々に増大している。すなわち、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部（図３（ａ）参照）の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ１は、第２歯底部１７との接続部１８側の端部（図３（ｂ）参照）の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きい（Ｒ１＞Ｒ２）。また、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部（図３（ａ）参照）の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ１は、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部（図３（ｃ）参照）の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ３よりも小さい（Ｒ１＜Ｒ３）。すなわち、歯底部１５の隅肉曲面の曲率半径は、Ｒ３＞Ｒ１＞Ｒ２に設定される。

上記のように構成された傘歯車１０では、第１歯底部１６が、歯底円錐面１４よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる。このため、第１歯底部１６を第２歯底部１７と同様に歯底円錐面１４に沿って延ばす場合に比べ、歯底円錐面１４よりも径方向の外側に第１歯底部１６が配置される分だけ小径端２側の断面積を増大させることができ、傘歯車１０の小径端２側の強度を確保することができる。

また、第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径は、第２歯底部１７との接続部１８側（大径端３側）から小径端２側へ向かって徐々に増大している。このように、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ１が、第２歯底部１７との接続部１８側の端部の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きいので、傘歯車１０の小径端２側の歯元強度を確保することができる。

また、第１歯底部１６のうちの小径端２側の端部の幅Ｌ１が、第２歯底部１７との接続部１８側の端部の幅Ｌ２よりも大きい。このため、確実に小径端２側の端部の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径Ｒ１を大きくすることができ、傘歯車１０の小径端２側の歯元強度を確保することができる。

従って、本実施形態によれば、傘歯車１０の小径端２側の歯元部分の強度を確保することができる。

また、第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径が、第１歯底部１６との接続部１８側（小径端２側）から大径端３側へ向かって徐々に増大している。このように、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ３が、第１歯底部１６との接続部１８側の端部の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きいので、傘歯車１０の大径端３側の歯元強度を確保することができる。

また、第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの曲率半径が、第２歯底部１７との接続部１８側（大径端３側）から小径端２側へ向かって徐々に増大し、且つ第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径が、第１歯底部１６との接続部１８側（小径端２側）から大径端３側へ向かって徐々に増大している。このため、歯元強度は、第１歯底部１６と第２歯底部１７との接続部１８から小径端２側へ向かって徐々に増大し、且つ接続部１８から大径端３側へ向かって徐々に増大する。

なお、本実施形態では、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部の幅Ｌ３を、第１歯底部１６との接続部１８側の端部の幅Ｌ２よりも大きくし、第２歯底部１７のうちの大径端３側の端部の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ３を、第１歯底部１６との接続部１８側の端部の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径Ｒ２よりも大きくしたが、第２歯底部１７の形状は、これに限定するものではない。例えば、第２歯底部１７の幅を小径端２側と大径端３側との間で略同じ幅に設定し、隅肉曲面２０ａ，２０ｂの曲率半径を小径端２側と大径端３側との間で略同じ大きさに設定してもよい。

また、本実施形態では、歯底部１５は、歯底部１５のうちの小径端２側の端部に配置される第１歯底部１６と、第１歯底部１６の他側の端部から大径端３へ向かって歯底円錐面１４上の母線の方向に沿って延びる第２歯底部１７とを有したが、歯底部１５は、第１歯底部１６と第２歯底部１７とに加えて、第２歯底部１７の他側の端部から径方向の外側へ延びて、歯底円錐面１４よりも径方向の外側に配置される第３歯底部を、傘歯車１０の大径端３側の端部に有してもよい。

また、本実施形態では、第１歯底部１６の隅肉曲面２３ａ，２３ｂの接続部１８側の端部の曲率半径と、第２歯底部１７の隅肉曲面２０ａ，２０ｂの接続部１８側の端部の曲率半径とが略同一の大きさ（Ｒ２）であったが、これに限定されるものではない。

以上、本発明について、上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではなく、当然に本発明を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

２：小径端
３：大径端
１０：傘歯車
１３：複数の歯
１３ａ，１３ｂ：歯面
１４：歯底円錐面
１５：歯底部
１６：第１歯底部
１７：第２歯底部
１８：接続部
１９：第２歯底部の歯底面（第２歯底面）
２０ａ，２０ｂ：第２歯底部の１対の隅肉曲面（第２曲面）
２２：第１歯底部の歯底面（第１歯底面）
２３ａ，２３ｂ：第１歯底部の１対の隅肉曲面（第１曲面）

Claims

歯底円錐面から突出する複数の歯と、前記複数の歯のうちの隣り合う歯の相対向する歯面の間に配置されて小径端と大径端との間で延びる歯底部とを有する傘歯車であって、
前記歯底部は、
前記歯底部のうちの前記小径端側の端部に配置され、前記歯底円錐面よりも径方向の外側で軸方向と略平行に延びる第１歯底部と、
前記第１歯底部から連続して前記歯底円錐面に沿って前記大径端側へ延びる第２歯底部と、を備え、
前記第１歯底部は、幅方向の中央部で軸方向と略平行に延びる第１歯底面と、前記第１歯底面の幅方向の両側に配置されて前記第１歯底面と幅方向の両側の歯面とを連結する１対の第１曲面とを有し、
前記第２歯底部は、幅方向の中央部で前記歯底円錐面に沿って延びる第２歯底面と、前記第２歯底面の幅方向の両側に配置されて前記第２歯底面と前記歯面とを連結する１対の第２曲面とを有し、
前記第１歯底部のうちの前記小径端側の端部の前記第１曲面の曲率半径は、前記第１歯底部と前記第２歯底部との接続部側の端部の前記第１曲面の曲率半径よりも大きい
ことを特徴とする傘歯車。