図面 (/)

技術 修正された形状を有するベベルギヤ

出願人 クリンゲルンベルク・アクチェンゲゼルシャフト
発明者 ガリー・テプファー
出願日 2015年7月3日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2015-134067
公開日 2016年3月22日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2016-038095
状態 特許登録済
技術分野 歯車・カム
主要キーワード 長手方向ライン 円形エッジ 同心円状リング 出口エッジ 基準端面 デバリング スパイラルベベルギヤ はすば傘歯車
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2016年3月22日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

歯底におけるバリを取り除くための解決策を見出す

解決手段

ヒール側スキン面(65)を備えたメインボディを有するベベルギヤ(31)を提供する。前記ベベルギヤ(31)は、前記スキン面(65)の領域において前記メインボディ(60)からの出口を有する少なくとも1つの歯間(67)を備え、前記歯間(67)は記ワークピース回転軸(R1)に対するベース円錐角(δf)によって規定される輪郭を有する歯底(68)を備える。前記スキン面(65)に、該スキン面(65)から隆起した同心円状リング構造(80)が設けられ、前記リング構造(80)は、該リング構造と前記歯底(68)との間にヒール側の出口角(δ1)を生じさせ、前記出口角(δ1)は、125°と160°との間の範囲内である。

概要

背景

ベベルギヤ製作中、用いられるツールや技術によっては、切り屑生成加工が歯の外側端部でなされることにより、バリが生じる。

バリの形成やデバリング議論される前に、いくつかの基本的考察と図面に基づいて、対応する環境(corresponding environment)がより正確に定義されるべきである。

図1Aは、ベベルギヤピニオン31の概略側面図を示し、該側面図に基づいて、本願の範囲で用いられる要素及び用語が定義される。図1Bは、図1Aに示されるベベルギヤピニオン31のメインボディ60を概略的に示す。図示の例は、歯面の湾曲した長手方向ラインを有するベベルギヤピニオン31に関する。ただし、本発明は、他のベベルギヤ31にも適用され得る。図示された例では、図1Bに示すように、ベベルギヤピニオン31は、対応する円錐スキン面を有する2つの円錐台KK,FKによって規定されるメインボディ60を備えている。前記円錐スキン面は、厳密に言えば、円錐台状のスキン面である。これらに対応する参照符号61,62が付された完全な円錐状の円錐スキン面を、それぞれバック円錐面、ヘッド円錐面という。バック円錐面における図面の面と交わる線は、補助線61で示される。ヘッド円錐面における図面の面と交わる線は、補助線62で示される。2つの円錐台KK,FKは、それぞれ、互いに平行に拡がるカバー面71,73及びメイン面72,74を有する。両円錐台KK,FKは、ワークピース回転軸R1と同軸上に配置されており、円錐台KKのメイン面72は、円錐台FKのメイン面74に接している。図示された例において、2つの円錐台KK,FKは、互いに反対側を向いている。

ベベルギヤピニオン31の歯75は、ヘッド円錐面に沿って延びている。円錐台31の基準端面には符号63が付され、リヤ側端面には符号64が付されている。ここでは、端面64は、円錐台FKのカバー面73に相当する。図1Aにおいて薄で示された円錐台状のスキン面は、リヤ側円錐面のリング状部分を表しており、ここでは概して、(リング状の)ヒール側スキン面65と呼ばれる。歯75からヒール側スキン面65への遷移領域では、切り屑生成加工(ここでは、「歯切り」又は「ギヤの切り屑が生じる加工」とも呼ばれる)中に、バリ70が生じ得る(図3参照)。このようなバリは、とりわけ歯75の凹歯面上に、又は凹歯面におけるヒール側スキン面65への遷移領域に生じる。この遷移領域は、図1Aにおいて符号Pで示されるが、バリ70は歯面上及び歯底上の両方に生じ得ることに注意されたい。フライス加工が内側から外側へ行われるとき、すなわち、歯間67を通り抜けるツールがヒール側スキン面65の遷移領域において歯間67から抜け出るとき、通常、(ここでは領域Pにおける)ヒール部(かかと部)上でのみバリ70が生じる。図1Aにおいて、中央部に図示された歯間にブロック状の矢印が引かれており、該矢印は、この歯間67からツールが抜け出るときの切削方向を示す。図1Bにおいて、リヤ側円錐スキン面65の領域において該面65を貫通するときの歯間67の通り道が点線で示されている。

図2は、別のベベルギヤ31の詳細を示し、このイメージは、DIN(ドイツ工業規格)3971規格である「Begriffe und BestimmungsgroBen fur Kegelrader und Kegelradpaare(ベベルギヤ及びベベルギヤ対のための用語及び決定因子)」(1980年7月発行)に由来するものである。以下、このDIN規格の用語は、該用語が要求される限り、また、該用語が関連する限りにおいて用いられる。図2は断面を示す。ヘッド円錐台KKの領域には複数の補助線が示されており、これらの補助線は、全てワークピース回転軸R1と交差する。ヘッド円錐台の領域に示される補助線は、外側から順に、ヘッド円錐スキン面における図面の面との交差線破線)62、インデックス円錐スキン面における図面の面との交差線(破線)63、ベース円錐スキン面における図面の面との交差線(実線)66である。

ヘッド円錐の頂点は符号KKsで示されている。図示された例において、上記の交差線62,63,66は、互いに平行に延びることはなく、それぞれ異なる円錐角によって定義される。ベース円錐角δfは、本発明には特に重要である。この角度は図2に示されている。図示された例において、ヘッド円錐の頂点KKs、インデックス円錐の頂点、及び、ベース円錐の頂点は、ワークピース軸R1の同一点には存在しない。したがって、歯幅pの方向における考慮がなされつつ、歯の高さhは、(ヘッド円錐の頂点KKsを起源として)増大する。ヒール側スキン面65を通過する部分の歯の高さは、符号heで示されている(図2参照)。図示された例において、ベベルギヤの大径部(所謂ヒール部)に比べて、ベベルギヤの小径部(所謂トウ部)では、歯が、(そのが低いという意味で)小さい。

図示された例では、ヒール円錐の領域においても複数の補助線が引かれている。これらは、ヒール円錐スキン面における図面の面と交わる補助線(破線)61である。これらの補助線61は、ヒール円錐の頂点FKsにおいてワークピース軸R1と交差する。ヒール円錐の円錐角δvも、本発明には特に重要である。この角度も図2に示されている。さらに、ヘッド円錐角δa及びヒールエッジの角度δ2も重要である。

上述のバリは、主に、ヒール側スキン面65の領域に生じる。図3において、歯間67を1つのみ有する状態のベベルギヤ31が、非常に簡素化され且つ拡大されて図示されている。図3のベベルギヤ31は、円錐頂部において、非常に大きなベース円錐角δfを有する(ここではδfは約80°である)。ヒール円錐の円錐角δvは、ここでは約10°である。明細書及び対応する図面は、概略的な本質を示すものに過ぎず、単に例示として理解されるべきものであり、より分かりやすい説明のために用いられるものである。

ヒール側スキン面65を通る歯間67の通路は、概略U字状又は概略V字状の形状を有する。バリの形成は、U字形の側面脚部の領域(とりわけ、ここでは歯間67の領域における右側に位置する凹歯面上の領域)及びU字形の底部領域において生じ得る。底部領域におけるバリの形成には、次のことが特に関係する。バリ70(ここでは「ヒール側のバリ」ともいう)は、図3において単純化されて(斜線で)図示されており、底部領域において凹歯面に沿って延びている。(図1Aと同様、)図3においても、ツールの切削方向を示すブロック状の矢印が図示されており、該ツールは、歯間67を通って移動され、ヒール側スキン面65の領域に歯間67を残す。

ベベルギヤのヒール側のバリ70は特に複雑であり取り除き難いため、本発明は、特にこのようなバリに関連するものである。

ベベルギヤにおけるヒール側のバリを除去するために特別なフライス盤を用いなければならないという更なる欠点があることが考慮される。

ベベルギヤピニオンの製造において、デバリングはベベルギヤピニオンのヒール側において特に厄介である。なぜなら、図4の概略図から推察されるように、ベベルギヤ31のリヤ側の端面64は、しばしば、従来の歯切り盤において全く到達できないか又は部分的にしか到達できない部分であるためである。

図4は、シャフト32を有するベベルギヤ31の概略的な断面図を示す。シャフト32は、ワークピーススピンドル33に収容されている。ヒール側スキン面65とワークピーススピンドル33との間にはほとんどスペースが存在しないため、スキン面65は、領域Xにおいて辛うじて到達し得るのみである。

上述した理由により、ヒール側の底部領域におけるデバリングは、手間をかけなければなし得ない。

本発明は、歯底におけるバリを取り除くための解決策を見出すという課題に基づくものである。本発明は、とりわけ、ベベルギヤの歯底におけるヒール側のバリのデバリングに関連するものである。

概要

歯底におけるバリを取り除くための解決策を見出す。ヒール側スキン面(65)を備えたメインボディを有するベベルギヤ(31)を提供する。前記ベベルギヤ(31)は、前記スキン面(65)の領域において前記メインボディ(60)からの出口を有する少なくとも1つの歯間(67)を備え、前記歯間(67)は記ワークピース回転軸(R1)に対するベース円錐角(δf)によって規定される輪郭を有する歯底(68)を備える。前記スキン面(65)に、該スキン面(65)から隆起した同心円状リング構造(80)が設けられ、前記リング構造(80)は、該リング構造と前記歯底(68)との間にヒール側の出口角(δ1)を生じさせ、前記出口角(δ1)は、125°と160°との間の範囲内である。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

メインボディ(60)を有するベベルギヤ(31)であって、前記メインボディは、前記ベベルギヤ(31)のワークピース回転軸(R1)と同軸上に配置されたリング状のヒール側スキン面(65)を備え、前記ベベルギヤ(31)は、前記スキン面(65)の領域において前記メインボディ(60)からの出口を有する少なくとも1つの歯間(67)を備え、前記歯間(67)は、前記ワークピース回転軸(R1)に対するベース円錐角(δf)によって規定される輪郭を有する歯底(68)を備え、前記スキン面(65)に、該スキン面(65)から隆起した同心円状リング構造(80)が設けられ、前記リング構造(80)は、該リング構造と前記歯底(68)との間にヒール側の出口角(δ1)を生じさせ、前記出口角(δ1)は、125°と160°との間の範囲内であり、好ましくは135°と150°との間の範囲内であることを特徴とするベベルギヤ。

請求項2

前記リング構造(80)は、少なくとも1つの第1リング面(81)と、少なくとも1つの第2リング面(82)とを備え、前記ベベルギヤ(31)の断面において三角形状であるか、少なくとも1つの第1リング面(81)と、少なくとも1つの第2リング面(82)と、少なくとも1つの第3リング面(83)とを備え、前記ベベルギヤ(31)の断面において台形状であるか、又は、稜線が無い形状を有し、前記ベベルギヤ(31)の断面において凸形状であることを特徴とする請求項1に記載のベベルギヤ。

請求項3

前記出口角(δ1)を有する前記リング構造(80)によって、前記歯間(67)のヒール側の出口領域において、ヒール円錐台(FK)のヒール円錐角(δv)よりも小さな有効ヒール円錐角(δve)が規定されていることを特徴とする請求項1に記載のベベルギヤ。

請求項4

前記リング構造(80)は、第1リング面(81)を備え、前記第1リング面(81)は、前記ワークピース回転軸(R1)と同軸上に配置されてヒール円錐角(δv)よりも小さな有効ヒール円錐角(δve)を有する円錐台の一部であることを特徴とする請求項1に記載のベベルギヤ。

請求項5

前記リング状のヒール側スキン面(65)は、ヒール円錐台(FK)のヒール円錐台スキン面の一部であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のベベルギヤ。

請求項6

前記ベベルギヤ(31)は、前記ヒール円錐台(FK)に加えて、前記ワークピース回転軸(R1)と同軸上に配置された少なくとも1つのヘッド円錐台(KK)を備え、前記ヘッド円錐台(KK)は、リング状のヘッド円錐台スキン面を備え、前記ヘッド円錐台(KK)は、前記ワークピース回転軸(R1)に対する0°と90°との間のヘッド円錐角(δa)によって規定され、前記ヒール円錐台(FK)は、前記ワークピース回転軸(R1)に対する0°と90°との間のヒール円錐角(δv)によって規定されることを特徴とする請求項5に記載のベベルギヤ。

請求項7

前記ヒール円錐台(FK)は、前記ワークピース回転軸(R1)に対する0°と90°との間のヒール円錐角(δv)によって規定されることを特徴とする請求項5に記載のベベルギヤ。

請求項8

請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のベベルギヤ(31)を製造する方法であって、ベベルギヤブランクを提供するステップ(S1)と、前記ベベルギヤブランクの旋盤加工を実行するステップ(S2)であって、該旋盤加工の範囲において、前記ベベルギヤ(31)のワークピース回転軸(R1)と同軸上に配置されたリング構造(80)が形成されるステップ(S2)と、前記ベベルギヤブランクの切り屑生成加工を実行して、前記ベベルギヤ(31)に少なくとも1つの歯間(67)を形成するステップ(S3)と、を備えることを特徴とする方法。

請求項9

前記ヒール側スキン面(65)の領域において前記歯底(68)上にデバリング加工が実行されることなく、前記ベベルギヤ(31)のデバリング加工が実行されることを特徴とする請求項8に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、ベベルギヤの歯のエッジデバリングバリ取り)に関する。特に、本発明は、相応修正された形状を有するベベルギヤに関する。

背景技術

0002

ベベルギヤの製作中、用いられるツールや技術によっては、切り屑生成加工が歯の外側端部でなされることにより、バリが生じる。

0003

バリの形成やデバリングが議論される前に、いくつかの基本的考察と図面に基づいて、対応する環境(corresponding environment)がより正確に定義されるべきである。

0004

図1Aは、ベベルギヤピニオン31の概略側面図を示し、該側面図に基づいて、本願の範囲で用いられる要素及び用語が定義される。図1Bは、図1Aに示されるベベルギヤピニオン31のメインボディ60を概略的に示す。図示の例は、歯面の湾曲した長手方向ラインを有するベベルギヤピニオン31に関する。ただし、本発明は、他のベベルギヤ31にも適用され得る。図示された例では、図1Bに示すように、ベベルギヤピニオン31は、対応する円錐スキン面を有する2つの円錐台KK,FKによって規定されるメインボディ60を備えている。前記円錐スキン面は、厳密に言えば、円錐台状のスキン面である。これらに対応する参照符号61,62が付された完全な円錐状の円錐スキン面を、それぞれバック円錐面、ヘッド円錐面という。バック円錐面における図面の面と交わる線は、補助線61で示される。ヘッド円錐面における図面の面と交わる線は、補助線62で示される。2つの円錐台KK,FKは、それぞれ、互いに平行に拡がるカバー面71,73及びメイン面72,74を有する。両円錐台KK,FKは、ワークピース回転軸R1と同軸上に配置されており、円錐台KKのメイン面72は、円錐台FKのメイン面74に接している。図示された例において、2つの円錐台KK,FKは、互いに反対側を向いている。

0005

ベベルギヤピニオン31の歯75は、ヘッド円錐面に沿って延びている。円錐台31の基準端面には符号63が付され、リヤ側端面には符号64が付されている。ここでは、端面64は、円錐台FKのカバー面73に相当する。図1Aにおいて薄で示された円錐台状のスキン面は、リヤ側円錐面のリング状部分を表しており、ここでは概して、(リング状の)ヒール側スキン面65と呼ばれる。歯75からヒール側スキン面65への遷移領域では、切り屑生成加工(ここでは、「歯切り」又は「ギヤの切り屑が生じる加工」とも呼ばれる)中に、バリ70が生じ得る(図3参照)。このようなバリは、とりわけ歯75の凹歯面上に、又は凹歯面におけるヒール側スキン面65への遷移領域に生じる。この遷移領域は、図1Aにおいて符号Pで示されるが、バリ70は歯面上及び歯底上の両方に生じ得ることに注意されたい。フライス加工が内側から外側へ行われるとき、すなわち、歯間67を通り抜けるツールがヒール側スキン面65の遷移領域において歯間67から抜け出るとき、通常、(ここでは領域Pにおける)ヒール部(かかと部)上でのみバリ70が生じる。図1Aにおいて、中央部に図示された歯間にブロック状の矢印が引かれており、該矢印は、この歯間67からツールが抜け出るときの切削方向を示す。図1Bにおいて、リヤ側円錐スキン面65の領域において該面65を貫通するときの歯間67の通り道が点線で示されている。

0006

図2は、別のベベルギヤ31の詳細を示し、このイメージは、DIN(ドイツ工業規格)3971規格である「Begriffe und BestimmungsgroBen fur Kegelrader und Kegelradpaare(ベベルギヤ及びベベルギヤ対のための用語及び決定因子)」(1980年7月発行)に由来するものである。以下、このDIN規格の用語は、該用語が要求される限り、また、該用語が関連する限りにおいて用いられる。図2は断面を示す。ヘッド円錐台KKの領域には複数の補助線が示されており、これらの補助線は、全てワークピース回転軸R1と交差する。ヘッド円錐台の領域に示される補助線は、外側から順に、ヘッド円錐スキン面における図面の面との交差線破線)62、インデックス円錐スキン面における図面の面との交差線(破線)63、ベース円錐スキン面における図面の面との交差線(実線)66である。

0007

ヘッド円錐の頂点は符号KKsで示されている。図示された例において、上記の交差線62,63,66は、互いに平行に延びることはなく、それぞれ異なる円錐角によって定義される。ベース円錐角δfは、本発明には特に重要である。この角度は図2に示されている。図示された例において、ヘッド円錐の頂点KKs、インデックス円錐の頂点、及び、ベース円錐の頂点は、ワークピース軸R1の同一点には存在しない。したがって、歯幅pの方向における考慮がなされつつ、歯の高さhは、(ヘッド円錐の頂点KKsを起源として)増大する。ヒール側スキン面65を通過する部分の歯の高さは、符号heで示されている(図2参照)。図示された例において、ベベルギヤの大径部(所謂ヒール部)に比べて、ベベルギヤの小径部(所謂トウ部)では、歯が、(そのが低いという意味で)小さい。

0008

図示された例では、ヒール円錐の領域においても複数の補助線が引かれている。これらは、ヒール円錐スキン面における図面の面と交わる補助線(破線)61である。これらの補助線61は、ヒール円錐の頂点FKsにおいてワークピース軸R1と交差する。ヒール円錐の円錐角δvも、本発明には特に重要である。この角度も図2に示されている。さらに、ヘッド円錐角δa及びヒールエッジの角度δ2も重要である。

0009

上述のバリは、主に、ヒール側スキン面65の領域に生じる。図3において、歯間67を1つのみ有する状態のベベルギヤ31が、非常に簡素化され且つ拡大されて図示されている。図3のベベルギヤ31は、円錐頂部において、非常に大きなベース円錐角δfを有する(ここではδfは約80°である)。ヒール円錐の円錐角δvは、ここでは約10°である。明細書及び対応する図面は、概略的な本質を示すものに過ぎず、単に例示として理解されるべきものであり、より分かりやすい説明のために用いられるものである。

0010

ヒール側スキン面65を通る歯間67の通路は、概略U字状又は概略V字状の形状を有する。バリの形成は、U字形の側面脚部の領域(とりわけ、ここでは歯間67の領域における右側に位置する凹歯面上の領域)及びU字形の底部領域において生じ得る。底部領域におけるバリの形成には、次のことが特に関係する。バリ70(ここでは「ヒール側のバリ」ともいう)は、図3において単純化されて(斜線で)図示されており、底部領域において凹歯面に沿って延びている。(図1Aと同様、)図3においても、ツールの切削方向を示すブロック状の矢印が図示されており、該ツールは、歯間67を通って移動され、ヒール側スキン面65の領域に歯間67を残す。

0011

ベベルギヤのヒール側のバリ70は特に複雑であり取り除き難いため、本発明は、特にこのようなバリに関連するものである。

0012

ベベルギヤにおけるヒール側のバリを除去するために特別なフライス盤を用いなければならないという更なる欠点があることが考慮される。

0013

ベベルギヤピニオンの製造において、デバリングはベベルギヤピニオンのヒール側において特に厄介である。なぜなら、図4の概略図から推察されるように、ベベルギヤ31のリヤ側の端面64は、しばしば、従来の歯切り盤において全く到達できないか又は部分的にしか到達できない部分であるためである。

0014

図4は、シャフト32を有するベベルギヤ31の概略的な断面図を示す。シャフト32は、ワークピーススピンドル33に収容されている。ヒール側スキン面65とワークピーススピンドル33との間にはほとんどスペースが存在しないため、スキン面65は、領域Xにおいて辛うじて到達し得るのみである。

0015

上述した理由により、ヒール側の底部領域におけるデバリングは、手間をかけなければなし得ない。

0016

本発明は、歯底におけるバリを取り除くための解決策を見出すという課題に基づくものである。本発明は、とりわけ、ベベルギヤの歯底におけるヒール側のバリのデバリングに関連するものである。

0017

これらの課題は、本発明に係るベベルギヤによって解決され、該ベベルギヤの歯底の成形仕方によって、該歯底におけるヒール側のバリの生成が防止される。このようにして、苦労して取り除かなければならないようなバリが全く生じ得ない。本発明は、技術的な苦労を伴って歯底のデバリングを可能にするような機構的な解決策に関するものではなく、本発明は、好適な成形の仕方によって問題を低減又は防止することによって、完全に新たな道を進むものである。

0018

本発明は、ツールとワークピースとの間の局部的な切削状態が好ましくないときにバリが生じるという発見に基づくものである。とりわけ、(120°未満の出口角を有する)エッジにバリが生じることが分かった。出口角は、加工中にワークピースの金属の成形が行われるか否か、すなわち、実際の切削工程がバリの発生を防止するか否かに影響を及ぼす。歯切りの切削工程中に、ツールの刃先金属材料入り込み、これにより、金属材料が弾性的かつ塑性的に変形する。金属材料は、限界値を超えた後に流れ始める。刃先の形状に従って、変形された材料は切り屑を形成し、該切り屑は、ツール上のレーキ面によって流れ出る。歯間の出口角が120°よりも大きい場合、歯底上に生じる切り屑は、きれいに切除され得る。出口角が120°未満である場合、塑性変形によってバリが生じる。

0019

本発明のベベルギヤは、特別な形状を有するメインボディによって特徴付けられるものであり、該メインボディは、(回転の)ワークピース軸と同軸上に配置されて互いに反対側を向いているヘッド円錐台及びヒール円錐台に由来する。ヘッド円錐台は、リング状のヘッド円錐スキン面(ヘッド円錐台スキン面)を有し、ヒール円錐台は、リング状のヒール円錐スキン面(ヒール円錐台スキン面)を有する。ヘッド円錐台は、0°と90°の間であるヘッド円錐角によって規定される。ヒール円錐台は、0°と90°の間であるヒール円錐角によって規定される。ベベルギヤは、ヘッド円錐台スキン面の領域において、ヒール円錐台スキン面に入り込む少なくとも1つの歯間を有する。換言すると、該歯間は、ヒール側円錐台のスキン面の領域においてワークピースの材料からの出口を有する。この歯間は歯底を有し、該歯底の輪郭は、ベース円錐角によって規定される。

0020

本発明によれば、ワークピースのヒール円錐台に、ワークピース回転軸の方向において先細り状であるヒール円錐スキン面から隆起したリング構造が設けられる。このリング構造は、歯底におけるヒール側の出口角を規定し、該出口角は、本発明に係るあらゆる実施形態において、好ましくは125°と160°の間の範囲内である。

0021

歯底におけるヒール側の出口角は、あらゆる実施形態において135°と150°の間の範囲内であることが特に好ましい。これらの範囲指定のそれぞれには、上限値及び下限値も含まれる。

0022

本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、少なくとも1つの第1リング面と少なくとも1つの第2リング面とを有するリング構造を備えていることが好ましく、該リング構造は、(ワークピースのメインボディの)断面において三角形又は台形の形状を有する。本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、稜線の無い形状(edge-free configuration)とベベルギヤの断面における凸形状とを有するリング構造を備えてもよい。

0023

本発明のベベルギヤは、あらゆる実施形態において、歯間のヒール側出口領域における出口角を有するリング構造を備え、該出口角は、有効ヒール円錐角を規定し、該有効ヒール円錐角は、メインボディのヒール円錐台のヒール円錐角よりも大きいことが好ましい。

0024

ヒール側円錐台上でリング構造を特定することには、歯切り中にヒール側の歯底にバリが生じないという利点がある。ヒール側円錐台は実際の意味において機能を備えていないため、リング構造の適用は可能である。

0025

ツールの刃先(又はツールの切削速度ベクトル)とワークピースの材料との間の角度は、本発明のあらゆる実施形態において重要である。該角度は、歯底において、ツールのヘッド刃先の動き(該動作方向はベース円錐に概ね一致する。)と補助円錐外側エッジ(the outer edge of the supplementary cone)との間の角度に関連する。

0026

あらゆる実施形態において、歯の外側(ヒール側)端部の領域にリング構造が設けられる。

0027

そのような歯車ブランクは、一般的には旋盤において前加工され、その後、切り屑が発生する歯切り加工が行われる。そのため、回転対称リング構造が選択され得るが、該リング構造は、ブランクの旋盤加工中に問題なく形成され得る。

0028

本発明によれば、ヒール側円錐台上にリング構造が既に設けられたブランクは、好ましくは、旋盤加工の範囲に設けられる。

図面の簡単な説明

0029

以下、下記の添付図面を参照しながら、本発明の典型的な実施形態がより詳細に説明される。
ベベルギヤピニオンの概略側面図である。
図1Aのベベルギヤのメインボディの概略側面図であり、ヒール部の領域における1つの歯間の出口を示す図である。
別のベベルギヤピニオンの概略断面図(軸方向断面)であり、種々の用語を定義するために用いられる図である。
別のベベルギヤにおける1つの歯間のみを有する部分の概略斜視図であり、ヒール部及び凹歯面における底部領域での歯切り中にバリが生じた状態を示す図である。
チャッキングされたベベルギヤピニオンを有するクランプ装置の概略断面図を示す。
本発明に係る第1のベベルギヤにおける1つの歯間のみを有する部分の概略斜視図であり、第1のベベルギヤがヒール部上においてリング構造を備えることを示す図である。
本発明の別のベベルギヤピニオンの一部の概略断面図であり、典型的なリング構造の詳細を断面で示す図である。
図6Aの一部を拡大して詳細を示す図である。
リング構造を有する本発明の別のベベルギヤの概略側面図であり、1つの歯間が示された図である。
リング構造を有する本発明の別のベベルギヤの概略側面図であり、2つの歯と1つの歯間が図示された図である。
本発明に係る典型的な方法のステップを有する概略的なフローチャートを示す。

実施例

0030

本説明と併せて複数の用語が使用され、これらの用語は、関連の出版物及び特許でも使用されている。ただし、これらの用語の使用はよりよい理解に役立つものに過ぎないことに留意されるべきである。本発明の着想及び特許請求の範囲の保護範囲は、用語の特異的選択による解釈に限定されるべきでない。本発明は、他の用語体系及び/又は技術分野に容易に転換され得る。前記用語は、他の技術分野において適切に用いられるべきである。

0031

本発明は、一般にベベルギヤ31に適用され得るが、ベベルギヤには、本発明においてクラウンギヤも含まれる。クラウンギヤにおいて、ギヤの歯は、円筒における円形の端面に適用される。

0032

本発明は、歯の高さhが一定及び可変のいずれのベベルギヤ31にも適用され得る。また、本発明は、歯面の長手方向ラインの輪郭に関係なく、あらゆるベベルギヤ31に適用され得る。すなわち、本発明は、ストレートベベルギヤ(すぐば傘歯車)31、ヘリカルベベルギヤはすば傘歯車)31、スパイラルベベルギヤ(まがりば傘歯車)31のいずれにも適用され得る。

0033

ベベルギヤ31の形状は、種々の仕様によって規定される。これらには、特に、所望の変速比係数(modulus)、容量(carrying capacity)、重なり(overlap)が含まれる。ただし、更に、剛性ないし撓み、取付け設置状態での据え付け寸法も役割を果たす。ベベルギヤの実際の歯のマクロ形状に加えて、メインボディの形状(メイン形状)も、特に撓み、取付け、製造効率事項において役に立つ。

0034

図5は、非常に簡素化した図において本発明の第1のベベルギヤ31を示す。該ベベルギヤ31はメインボディを備え、該メインボディは、(例えば、図1の側面図又は図2の断面図に示されるような)ヘッド円錐台KK及びヒール円錐台FKからなるものである。ヘッド円錐台KK及びヒール円錐台FKは、ワークピース回転軸R1と同軸上に配置されている。ヘッド円錐台KKは、リング状のヘッド円錐台スキン面を有し、ヒール円錐台FKはリング状のヒール円錐台スキン面を有する。該リング状ヒール円錐台スキン面は、ここでは、ヒール側スキン面65とされている。図5において、ヘッド円錐台KKは、ポイントP1から左へ延びており、ヒール円錐台FKは、ポイントP1の下側に位置している。

0035

前述のDIN規格において規定されるように、かつ図2に示されるように、ヘッド円錐台KKは、ワークピース回転軸R1との関連でのヘッド円錐角δaによって規定され、ヒール円錐台FKは、ワークピース回転軸R1との関連でのヒール円錐角δvによって規定されている。

0036

ベベルギヤにおいて、ヘッド円錐角δaは0°と90°の間であり、ヒール円錐角δvは0°と90°の間である。ヒール円錐台FKは、ヒール円錐角が0°である場合には円筒に、ヒール円錐角が90°である場合には平らなリング状の面又は円形の面に「変異」することは、ここで言及されるべきである。これらの特別な場合にも本発明は適用可能である。したがって、必要に応じて、リング状のスキン面65が言及される。該リング状スキン面65は、ワークピース回転軸R1と同軸上に位置付けられる。リング状スキン面65は、あらゆる実施形態において円筒スキン面の一部又は前述のヒール円錐スキン面の一部とされ得る。

0037

さらに、図5に示すように、ベベルギヤ31は、ヒール円錐台スキン面の領域において少なくとも1つの歯間67を有する。該歯間67は、ヘッド円錐スキン面62を突き抜け、すなわち、歯間67は、ヒール円錐スキン面65の領域においてベベルギヤ31のメインボディの材料からの出口を有する。歯間67は歯底68を有し、該歯底68の輪郭は、ワークピース回転軸R1との関連でのベース円錐角δfによって規定される(図2参照)。ベース円錐角δfは、(歯間67の歯の高さhが一定であれば)ヘッド円錐角δaと一致してもよい。ただし、図2ではδaがδfよりも大きい例が示されている(δf≠δa、δf<δa)。

0038

本発明によれば、全ての実施形態において、ベベルギヤ31は、ヒール円錐台FK上において、ヒール円錐スキン面65から隆起したリング構造80を有する。図5は、第1の例に係るリング構造80を示す。リング構造80は、ヒール側の出口角δ1を規定し、該ヒール側の出口角δ1は、125°と160°の間の角度範囲内である。

0039

ここで、図6A及び図6Bを参照すると、本発明の詳細をより正確に説明することができる。図6Aは、本発明の別のベベルギヤ31の断面図の詳細を示す。右の歯面69は図6Aにおける右側に図示されている。歯間67は、図における歯面69の前側に位置している。図6Bは、図6Aを拡大した詳細図である。ヒール円錐スキン面65における図面の面との交差線は、補助的な破線61に基づいて示されている。補助線66は、ベース円錐における図面の面との交差線である。参照符号R1||によって、ワークピース回転軸R1に平行な線が示されている。

0040

リング構造80は、図示された断面において典型的な三角形の形状を有し、ヒール側スキン面65の領域に設けられている。図6Bの拡大図に見られるように、リング構造80は、歯底68の領域のすぐ近くで始まっている。ベベルギヤ31の三次元のメインボディを考慮すれば、リング構造80は、2つのリング面81,82を有する断面三角形状とされている。出口角δは、ベース円錐角δfとリヤ円錐角δvとから決定され得る(図6A参照)。具体的には、δ=180−δf−δvとなる。

0041

図6Aに示すように、第1のリング面81は、有効ヒール円錐角δveを規定する。ヒール円錐角δveは、リヤ円錐角δvよりも小さいため、従来のベベルギヤの出口角δよりも大きなヒール側の出口角δ1が形成される。本発明のこの形態は、図6Bから特に明確に推察され得る。

0042

上記の出口角δ1は、既述したように、あらゆる実施形態において125°と160°の間の角度範囲内であることが好ましい。従来のベベルギヤに比べて拡大された出口角δを特定することによって、歯切り中において、ヒール側のバリ70の形成が防止される。

0043

ヒール円錐台FKの形状は、任意に選択可能ではない。とりわけ、冠歯車(クラウンギヤ)を用いて問題なくベベルギヤピニオンを回転させるためには、冠歯車の歯が、ベベルギヤピニオンのヒール側において衝突することなくベベルギヤピニオンの歯間に噛み合えることが重要である。したがって、ヒール円錐台の位置及び形状は、歯底と相手の歯車の歯先との間に間隔、いわゆるヘッドベースクリアランス(head-base clearance)が存在するように、選択されなければならない。この間隔は、可能であれば、歯幅の全幅に亘って略一定であるべきである。歯は、歯底におけるテンションの集中を低減するための底部の丸み付けも有し、種々の動作条件下において、該歯の丸み付けと相手の歯車の歯先との間に接触が生じ得ない。ただし、歯の噛み合い部と歯底に力を加えるレバーがより大きくなることによって(due to a greater lever arm of the force on the tooth engagement and the tooth base)歯底のテンションが不必要に増大することを防ぐために、前記間隔は大きすぎてはいけない。

0044

図8に示すように、リング構造80は、全ての実施形態において台形の断面形状を有してもよい。台形状のリング構造80は、例えば、3つのリング面81,82,83で構成されてもよい。

0045

本発明のリング構造80によれば、あらゆる実施形態において、ヒール円錐台FKのヒール円錐角δvよりも小さな有効ヒール円錐角δveが、歯間67のヒール側出口領域に生じる。

0046

ヒール円錐台FKにおける外側ヘッド円錐エッジP1から設置面64までの距離a2を有するベベルギヤ31であって、距離a2が、ヒール円錐台FKの傾斜したスキン面(「ヒール側スキン面65」ともいう)の領域において歯底68が抜け出るのに十分な大きさを有するベベルギヤ31に、本発明は適用され得る。言い換えると、図2に示すように、ヒール側の歯の高さheの軸方向成分a1が前記距離a2よりも小さくなければならないと言える。

0047

本発明のリング構造80は、スキン面65を通る歯底68の出口に位置する円形上縁部84を有する。図5において、該円形上縁部84は、スキン面65を通る歯底68の出口の上方に小さな間隔を空けて位置付けられている。図7及び図8において、円形上縁部84は、各場合において、歯底68の出口に位置付けられている。リング構造80の位置決めでは、各場合においてスキン面65を通る歯底68の出口がリング構造80内に位置付けられるように、製造上の公差が考慮されるべきである。

0048

本発明のベベルギヤ31は、別の円錐台の一部を形成する第1のリング面81を備えたリング構造80を有する。前記別の円錐台は、ワークピース回転軸R1と同軸上に配置され、ヒール円錐角δvよりも小さな有効ヒール円錐角δveを有する。

0049

図7は、リング構造80を有する本発明の別のベベルギヤ31の概略側面図を示す。図7には、歯間67の輪郭が示されており、該歯間67は、ヘッド円錐KKのヘッド円錐台スキン面の領域において延びている。歯間67の歯底68がヒール円錐台FKのヒール円錐台スキン面を貫く場所において、ヒール円錐台FK上にリング構造80が設けられている。図7は、リング構造80が三角形で近似されてもよい実施形態を示す。対応する三角形の2つのリング面81,82は、図7において見える。

0050

図8は、リング構造80を有する本発明の別のベベルギヤ31の一部の概略側面図を示す。図8には、2つの歯75によって横方向に区切られ、規定された歯間67の輪郭が図示されている。歯間67は、ヘッド円錐KKのヘッド円錐台スキン面の領域内で延びている。歯間67の歯底68がヒール円錐台FKのヒール円錐台スキン面を貫く場所において、ヒール円錐台FK上にリング構造80が設けられている。図8は、リング構造80が台形で近似されてもよい実施形態を示す。対応する台形の3つのリング面81,82,83は、図8において見える。図8の右側部分には、面の場所を強調するために、表面の陰影付けがなされている。

0051

リング構造80は、ヒール円錐台FK上に配置されることが好ましく、全ての実施形態において、対応する従来のベベルギヤと比べて間隔a2が変わらないような寸法を有することが好ましい。したがって、設置位置は同じ位置に維持され、それにもかかわらず、歯切り中において、歯底68におけるヒール側のバリ70の形成が防止される。

0052

図9は、本発明の例示的な製造方法の概略的なフローチャートを示す。第1のステップS1において、ベベルギヤ31を製造するのに適したブランクが提供される。該ブランクは、例えば図1Bのメインボディ60の形状を有してもよい。該ブランクは、ステップS2において、ベベルギヤの場合に典型的であるように、旋盤加工にさらされる。この場合、例えば、端面が平らになるように回転(加工)されてもよい。更に、旋盤加工によってリング構造80が形成される。リング構造の位置は、ベベルギヤ31が設計された後にコンピュータによって確定されてもよい。旋盤加工によるリング構造80の形成のために十分な材料がブランクに提供されるように、これに応じて拡大されるか又は寸法が異なるヒール円錐FKが事前に規定される。

0053

リング構造80が生成されるか又は作り上げられた後、公知の方法によって歯切りS3(歯間の生成)が行われる。この場合、ヒール側(すなわち、ヒール円錐台の領域)にバリが生じ得るが、本発明によれば、歯面の出口エッジにしかバリが生じ得ない。歯底にはバリが生じ得ない。次のステップでは、歯切りマシン又は別のマシンにおいて、デバリングS4を実行することができ、このステップS4では、デバリングされるべきヒール側のバリ70は存在しない。したがって、従来のベベルギヤの場合に比べて、デバリングS4に要する時間が短縮され、コストが低減される。

0054

31 :ベベルギヤ
32 :シャフト
33 :ワークピーススピンドル
60 :メインボディ
61 :リヤ円錐
62 :ヘッド円錐
63 :インデックス円錐
64 :取付面(端面、ヒール部)
65 :ヒール側リヤ面(リング状スキン面)
66 :ベース円錐
67 :歯間
68 :歯底(谷底部)
69 :歯面
70 :バリ
71 :KKのカバー面
72 :KKのメイン面
73 :FKのカバー面
74 :FKのメイン面
75 :歯
80 :リング構造
81 :第1リング面
82 :第2リング面
83 :第3リング面
84 :上側円形エッジ
a1 :ヒール側の歯の高さの軸方向成分
a2 :ヘッド円錐の外側エッジから取付面までの距離
b :歯幅
dfe :ベース円の直径
df1 :第1ベース円の直径
δa :ヘッド円錐角
δf :ベース円錐角
δv :ヒール円錐角(リヤ円錐角)
δve :有効ヒール円錐角
δ :出口角(リング構造80なし)
δ1 :出口角
δ2 :ヒールエッジの角度
FK :ヒール円錐台
FKs :ヒール円錐の頂部
h :歯の高さ
he :ヒール側の歯の高さ
KK :ヘッド円錐台
KKs :ヘッド円錐の頂部
R1 :ワークピース軸
R1|| :ワークピース軸に平行な線
P :遷移領域
P1 :ヘッド円錐の外側エッジ
rv :リヤ円錐の長さ(ヒール円錐の長さ)
S1,S2,S3,S4:方法ステップ
X :臨界領域

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 住友重機械工業株式会社の「 撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】ロストモーションの抑制と外歯歯車の内周面におけるフレッチング摩耗を抑制できる撓み噛合い式歯車装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】この撓み噛合い式歯車装置(1)は、起振体(30A)と、起... 詳細

  • テクノダイナミックス株式会社の「 歯車機構、及び、内接式遊星歯車減速機」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】コンパクト性を備え等速性を満たすように形成された新たな歯形状を有する歯車機構を提供する。【解決手段】固定歯車と、固定歯車と噛み合い自転しつつ公転中心を中心として公転する移動歯車と、を備えた歯車... 詳細

  • 株式会社ジェイテクトの「 ステアリング装置」が 公開されました。( 2020/04/30)

    【課題】減速機構を介して操舵部モータの回転を伝達する操舵部アクチュエータに適した規制機構を備えるステアリング装置を提供する。【解決手段】操舵部アクチュエータは、操舵部モータにより回転駆動されるウォーム... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ