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特許7071188オイルポンプ用インナーロータ及び同製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-05-10
(45)【発行日】2022-05-18
(54)【発明の名称】オイルポンプ用インナーロータ及び同製造方法
(51)【国際特許分類】
   F04C 15/00 20060101AFI20220511BHJP
   F04C 2/10 20060101ALI20220511BHJP
【FI】
F04C15/00 K
F04C2/10 341F
F04C15/00 G
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2018059241
(22)【出願日】2018-03-27
(65)【公開番号】P2019173577
(43)【公開日】2019-10-10
【審査請求日】2021-03-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000144810
【氏名又は名称】株式会社山田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100067356
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 容一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100160004
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 憲雅
(74)【代理人】
【識別番号】100120558
【弁理士】
【氏名又は名称】住吉 勝彦
(74)【代理人】
【識別番号】100148909
【弁理士】
【氏名又は名称】瀧澤 匡則
(72)【発明者】
【氏名】赤坂 裕
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 稔
【審査官】北村 一
(56)【参考文献】
【文献】特開2015-200302(JP,A)
【文献】特開2003-066681(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F04C 11/00-15/06
F04C 2/08- 2/28
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータにおいて、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第1のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第2のマークが付されており、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第3のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第4のマークが付されており、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第1のマーク及び前記第4のマーク、又は、前記第2のマーク及び前記第3のマークは、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並んでいることを特徴とするオイルポンプ用インナーロータ。
【請求項2】
外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータの製造方法において、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第1のマークを付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第2のマークが付して、マーク付きシャフトを準備するシャフト準備工程と、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第3のマークが付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第4のマークが付して、マーク付きロータを準備するロータ準備工程と、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第1のマーク及び前記第4のマーク、又は、前記第2のマーク及び前記第3のマークが、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並ぶように、前記マーク付きシャフトに前記マーク付きロータを組み付ける組付工程と
、を有することを特徴とするオイルポンプ用インナーロータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ロータにシャフトを組付けて構成されるオイルポンプ用インナーロータに関する。
【背景技術】
【0002】
車両のトランスミッション又はエンジンの内部には、オイルを供給するオイルポンプが設けられている。オイルポンプには、例えば、内接式のタイプがある。内接式のオイルポンプは、内歯を有するアウターロータと、内歯に接する外歯を有するインナーロータと、を含む。インナーロータは、アウターロータに対して偏心している。インナーロータの外歯と、アウターロータの内歯との噛み合い量が変化することにより、オイルが吐出される。このようなオイルポンプのインナーロータに関する従来技術として特許文献1に開示される技術がある。
【0003】
特許文献1のインナーロータは、シャフトと、このシャフトに組付けられているロータと、からなる。シャフトは、外周面に複数の嵌合歯を有している。ロータは、複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有している。シャフトの嵌合歯は、周方向の任意の位置で、ロータの嵌合穴に嵌合させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2015-200302号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
一般に、シャフトやロータなど、回転軸を中心に回転する回転体には振れが生じる。そのため、シャフトとロータとからなるインナーロータについても、外周面に形成された外歯に振れが生じ得る。インナーロータとアウターロータとの噛み合いを円滑にするためには、振れを極力抑制することが好ましい。
【0006】
振れを抑制するために、特許文献1の技術では、インナーロータの外歯の振れが最も小さい組み合わせになるまで、シャフトとロータの着脱を繰り返している。そのため、組付けに時間を要する。1回の組み付けで、インナーロータの外歯の振れが極力小さくなるように、ロータにシャフトを組み付けられることが望ましい。
【0007】
本発明は、振れを抑制できるオイルポンプ用インナーロータ及びその製造方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
請求項による発明によれば、外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータにおいて、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第1のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第2のマークが付されており、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯には第3のマークが付されており、又は、歯先の振れが最小の歯には第4のマークが付されており、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第1のマーク及び前記第4のマーク、又は、前記第2のマーク及び前記第3のマークは、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並んでいることを特徴とするオイルポンプ用インナーロータが提供される。
【0011】
請求項による発明によれば、外周面に複数の嵌合歯を有するシャフトと、前記複数の嵌合歯が嵌合している嵌合穴を有すると共に外周面に複数の外歯を有するロータと、からなるオイルポンプ用インナーロータの製造方法において、
前記複数の嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第1のマークを付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第2のマークが付して、マーク付きシャフトを準備するシャフト準備工程と、
前記複数の外歯のなかで、歯先の振れが最大の歯に第3のマークが付して、又は、歯先の振れが最小の歯には第4のマークが付して、マーク付きロータを準備するロータ準備工程と、
前記シャフトの軸方向から見て、前記第1のマーク及び前記第4のマーク、又は、前記第2のマーク及び前記第3のマークが、前記シャフトの軸中心を基点として、略一方向上に並ぶように、前記マーク付きシャフトに前記マーク付きロータを組み付ける組付工程と、を有することを特徴とするオイルポンプ用インナーロータの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【0014】
請求項に係る発明では、シャフトの嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にはマークが付されている。同様に、ロータの外歯のなかで、歯先の振れが最小又は最大の歯にはマークが付されている。さらに、シャフトの軸方向から見て、最大を示すマークと、最小を示すマークとは、シャフトの軸中心を基点として、一方向上に並んでいる。
【0015】
即ち、振れの最大の歯と、最小の歯とが、最も近づくように、ロータはシャフトに組付けられている。一方向上において、振れの最大の歯と最小の歯を組み合わせることにより、インナーロータの振れを極力抑制できる。
【0018】
請求項に係る発明では、シャフトの嵌合歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にマークを付し、ロータの外歯のなかで、歯先の振れが最大又は最小の歯にはマークを付する。さらに、シャフトの軸方向から見て、最大を示すマークと、最小を示すマークとは、シャフトの軸中心を基点として、一方向上に並ぶようにシャフトにロータを組み付ける。
【0019】
即ち、組付け工程において、振れの最大と歯と、最小の歯とが、最も近づくように、ロータをシャフトに組み付けている。一方向上において、振れの最大の歯と最小の歯を組み合わせることにより、インナーロータの振れを極力抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の実施例1によるオイルポンプ用インナーロータの斜視図である。
図2図2(a)は、軸方向から見たシャフトの図である。図2(b)は、軸方向から見たロータの図である。
図3図1の3方向から見た矢視図である。
図4図1に示されたオイルポンプ用インナーロータの製造方法を説明する図である。
図5図4(a)に示されたロータの成形品を製造する成型ダイセットを説明する図である。
図6図5に示された成型ダイセットによる、ロータの成形方法を説明する図である。
図7】本発明の実施例2~実施例4によるオイルポンプ用インナーロータについて、軸方向から見た図である。
図8】本発明の実施例5、実施例6によるオイルポンプ用インナーロータについて、軸方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【0022】
<実施例1>
図1には、本発明の実施例1によるインナーロータ10が示されている。このインナーロータ10は、オイルポンプに組み込まれ、例えば、車両のトランスミッションに搭載される。インナーロータ10は、シャフト20と、このシャフト20に組み付けられているロータ30と、からなる。
【0023】
図2(a)には、軸方向から見たシャフト20が示されている。シャフト20は、外周面20aに嵌合部40を有する。嵌合部40は、外周面20aから外径方向に向かって突出している第1の嵌合歯41~第6の嵌合歯46を有する。嵌合歯41~46は、周方向に等間隔に形成されている。嵌合歯41~嵌合歯46の形状及び大きさは、互いに同一である。
【0024】
シャフト20の軸中心C1から径方向外側に向かう向きを正として、第1の嵌合歯41の歯先の振れをα1とする。同様に、第2の嵌合歯42~第6の嵌合歯46の歯先の振れを、それぞれ、α2~α6とする。
【0025】
歯先の振れα1~α6のなかで、第1の嵌合歯41の歯先の振れα1が最も大きい。歯先の振れα1~α6のなかで、第4の嵌合歯44の歯先の振れα4が最も小さい。振れが最も大きい第1の嵌合歯41には、第1のマーク21として、正方形のマークが付されている。
【0026】
図2(b)を参照する。ロータ30は、中心に、嵌合部40と嵌合する嵌合穴50を有する。嵌合穴50は、第1の嵌合溝51~第6の嵌合溝56を有する。嵌合溝51~56の形状及び溝の深さは、同一である。
【0027】
シャフト20の第1の嵌合歯41(図2(a))は、ロータ30の嵌合溝51~56のなかの、任意の溝に嵌合可能である。即ち、ロータ30及びシャフト20は、互いに、周方向に任意の位置で組み付けることができる。
【0028】
ロータ30は、第1の嵌合溝51よりも外径側において、第1の外歯61を有する。同様に、ロータ30は、第2の嵌合溝52~第6の嵌合溝56よりも外径側において、第2の外歯62~第6の外歯66を有する。外歯61~66は、オイルポンプのアウターロータ(不図示)の内歯と接する。
【0029】
回転中心C2から径方向外側に向かう向きを正として、第1の外歯61の歯先の振れをβ1とする。同様に、第2の外歯62~第6の外歯66の歯先の振れを、それぞれ、β2~β6とする。
【0030】
歯先の振れβ1~β6のなかで、第1の外歯61の歯先の振れβ1が最も大きい。歯先の振れβ1~β6のなかで、第4の外歯64の歯先の振れβ4が最も小さい。歯先の振れの最も大きい第1の外歯61には、第3のマーク33として、円板状のマークが付されている。
【0031】
なお、振れとは、回転軸を中心として回転する回転体について、回転体の外周面に形成された歯全体又は歯の歯先の径方向の位置ばらつきをいう。
【0032】
以下、実施例の効果について説明する。
【0033】
図3を参照する。シャフト20の嵌合歯41~46のなかで、歯先の振れが最も大きい第1の嵌合歯41には第1のマーク21が付されている。ロータ30の外歯61~66のなかで、歯先の振れが最も大きい第1の外歯61には第3のマーク33が付されている。
【0034】
シャフト20の第1の嵌合歯41は、ロータ30の第4の嵌合溝54に嵌合している。シャフト20の軸方向から見て、第1のマーク21及び第3のマーク33同士は、シャフト20の軸中心C1を挟んで、互いに反対側に位置している。
【0035】
即ち、振れの最大の歯41、61同士が、最も離れるように、ロータ30はシャフト20に組付けられている。そのため、シャフト20の嵌合歯の振れα1と、ロータ30の外歯の振れβ1は、相殺される。インナーロータ10の振れを極力抑制できる。
【0036】
図4を参照する。次に、インナーロータ10の製造方法について説明する。
【0037】
図4(a)を参照する。最初に、第1の嵌合歯41~第6の嵌合歯46のなかで、歯先の振れが最大の歯である第1の嵌合歯41に第1のマーク21を付する。第1のマーク21として、第1の嵌合歯41の側面に正方形状の凹部を形成する。これにより、第1のマーク21が付されたシャフト20(マーク付きシャフト20)が得られる(シャフト準備工程)。
【0038】
図4(b)を参照する。次に、第1の外歯61~第6の外歯66のなかで、歯先の振れが最大の歯である第1の外歯61に第3のマーク33を付する。第3のマーク33として、第1の外歯61の側面に円板状の凹部を形成する。これにより、第3のマーク33が付されたロータ30(マーク付きロータ30)が得られる(ロータ準備工程)。
【0039】
図4(c)を参照する。最後に、シャフト20の嵌合部40が、ロータ30の嵌合穴50に嵌合するように、シャフト20にロータ30を組み付ける。この時、第1のマーク21及び第3のマーク33が、シャフト20の軸中心C1を挟んで、互いに反対側に位置するように、シャフト20にロータ30を組み付ける(組み付け工程)。
【0040】
図4(d)には、完成したインナーロータ10が示されている。上記組付け工程により、振れの最も大きい歯41、61同士が、最も離れるように、ロータ30をシャフト20に組み付けられる。そのため、シャフト20の第1の嵌合歯41の振れα1と、ロータ30の第1の外歯61の振れβ1は、最大限相殺される。インナーロータ10の振れを極力抑制できる。
【0041】
ロータ30は、焼結体である。以下、鉄粉により成形されるロータ30の成形品の製造方法について説明する。
【0042】
図5(a)を参照する。成形ダイセット11は、床面に固定されているボルスタ70と、ボルスタ70に対して上下方向に移動可能なダイプレート80と、ダイプレート80に対して上下方向に移動可能な上パンチプレート90と、からなる。
【0043】
ボルスタ70は、固定パンチプレート71と、固定パンチプレート71の上面に固定されている下パンチ72と、からなる。
【0044】
ダイプレート80は、第1のコアプレート81と、この第1のコアプレート81に固定され固定パンチプレート71及び下パンチ72を貫通しているコア82と、コアプレート81から上方に延び固定パンチプレート71を貫通している第1のガイドポスト83、83と、第1のガイドポスト83、83の上端に固定されている第2のコアプレート84と、からなる。第1のガイドポスト83、83は、ダイプレート80に固定している。
【0045】
第1のダイプレート80は、ロータ30の外歯61~66(図2(b))を形成するダイ85を有する。ダイ85は、押え治具84により固定されている。コア82は、着脱可能な位置決めピン86、86により、第1のコアプレート81に固定されている。位置決めピン86、86を調整することにより、コア82の位置を調整することができる。
【0046】
第2のダイプレート90は、上パンチプレート91と、この上パンチプレート91の下面に固定している上パンチ92と、上パンチプレート91から下方に延び第1のダイプレート80を貫通している第2のガイドポスト93、93と、からなる。
【0047】
図6を参照する。以下、成形ダイセット11によるロータ30の成形について説明する。
【0048】
図6(a)を参照する。最初に、矢印(1)に示されるように、コアプレート81を上昇させると、コア82及び第1のダイプレート80が上昇する。コア82の先端部82aは、下パンチ72から突出する。第1のダイプレート80に固定されたダイ85は、先端部82aを囲む。これにより、環状の空洞のキャビティ87が形成される。
【0049】
図6(b)を参照する。次に、矢印(2)に示されるように、粉箱88をキャビティ87上で往復させ、粉末をキャビティ87振り落とす。キャビティ87に粉末が充填される。
【0050】
図6(c)を参照する。最後に、矢印(3)に示されるように、上パンチプレート91を下降させる。キャビティ87に充填された粉末は、下パンチ72と上パンチ92により圧縮され、ロータ30の成形品が完成する。
【0051】
なお、一般に、図6(c)に示された圧縮工程時の金型の精度及びダイセットの精度を吸収するために、コア82を固定しないことがある。ただし、コア82を固定しないと、成形品の寸法精度にばらつきが生じる。一方、本実施例では、コア82は、着脱可能な位置決めピン86、86により固定されている。そのため、コア82の先端部82aも固定される。そのため、成形品の寸法精度が高くなる。
【0052】
図2(b)、図5を参照する。上述した通り、位置決めピン86、86の調節によりコア82の位置の調整が可能となる。例えば、コア82を第1のマーク33の方向、即ち、最も大きい振れβ1を有する第1の外歯61の方向にずらすと、嵌合穴50の位置が移動する(嵌合穴50A参照)。振れβ1を小さくできると共に、振れβ4を大きくすることができる。同様にして、振れβ1~β6の大きさを調節することができる。このように意図的にコア82を真の中心からズラして配置することで、振れβ1~β6の大きさを調節できる。
【0053】
次に、実施例2~実施例4について説明する。
【0054】
図7を参照する。実施例1と比較すると、実施例2~実施例4では、マークが付される歯と、マークの形状が異なる。シャフト20の嵌合歯41~46の振れの特性、ロータ30の外歯61~66の振れの特性は、実施例1と同一である。その他の構成についても、実施例1のインナーロータ10と同様であり、符号を流用すると共に説明を省略する。
【0055】
<実施例2>
図7(a)を参照する。インナーロータ10Aは、シャフト20Aと、ロータ30Aと、からなる。シャフト20Aの第1の嵌合歯41~第6の嵌合歯46のなかで、第4の嵌合歯44の歯先の振れα4が最も小さい。この第4の嵌合歯44には、第2のマーク22として、菱形のマークが付されている。
【0056】
ロータ30A第1の外歯61~第6の外歯66のなかで、第4の外歯64の歯先の振れβ4が最も小さい。この第4の外歯64には、第4のマーク34として、三角のマークが付されている。
【0057】
シャフト20の軸方向から見て、第2のマーク22及び第4のマーク34同士は、シャフト20の軸中心Cを挟んで、互いに反対側に位置している。
【0058】
即ち、振れの最小の歯44、64同士が、最も離れるように、ロータ30Aはシャフト20Aに組付けられている。そのため、シャフト20Aの第4の嵌合歯の振れα4と、ロータ30Aの第4の外歯64の振れα4は、相殺される。インナーロータ10Aの振れを極力抑制できる。
【0059】
<実施例3>
図7(b)を参照する。インナーロータ10Bは、シャフト20Aと、ロータ30と、からなる。シャフト20Aの第1の嵌合歯41~第6の嵌合歯46のなかで、第4の嵌合歯44の歯先の振れα4が最も小さい。この第4の嵌合歯44には、第2のマーク22として、菱形のマークが付されている。
【0060】
ロータ30の第1の外歯61~第6の外歯66のなかで、第1の外歯61の歯先の振れβ1が最も大きい。この第1の外歯61には、第3のマーク33として、円板状のマークが付されている。
【0061】
シャフト20の軸方向から見て、第2のマーク22及び第3のマーク33は、シャフト20の軸中心C1を基点として、一方向上(線L)に並んでいる。
【0062】
即ち、外歯61~66のなかで、振れが最も大きい第1の外歯61と、嵌合歯41~44のなかで、振れが最も小さい第4の嵌合歯44が、最も近づくように、ロータ30はシャフト20Aに組付けられている。一方向上(線L)において、振れの最大の歯61と最小の歯44を組み合わせることにより、振れが大きくなることを抑制している。インナーロータ10Bの振れを極力抑制できる。
【0063】
<実施例4>
図7(c)を参照する。インナーロータ10Cは、シャフト20と、ロータ30Aと、からなる。シャフト20の第1の嵌合歯41~第6の嵌合歯46のなかで、第1の嵌合歯41の歯先の振れα1が最も大きい。この第1の嵌合歯41には、第1のマーク21として、正方形のマークが付されている。
【0064】
ロータ30Aの第1の外歯61~第6の外歯66のなかで、第4の外歯64の歯先の振れβ4が最も小さい。この第4の外歯64には、第4のマーク34として、三角形のマークが付されている。
【0065】
シャフト20の軸方向から見て、第1のマーク21及び第4のマーク34は、シャフト20の軸中心を基点として、一方向上(線L)に並んでいる。
【0066】
即ち、外歯61~66のなかで、振れが最も小さい第4の外歯64と、嵌合歯41~46のなかで、振れが最も大きい第1の嵌合歯41が、最も近づくように、ロータ30Aはシャフト一方向上(線L)において、振れの最大の歯41と最小の歯64を組み合わせることにより、振れが大きくなることを抑制している。インナーロータ10Cの振れを極力抑制できる。
【0067】
シャフト及びロータの歯数は、6つに限られない。またシャフト及びロータの歯数は同一でなくても良い。さらに、ロータに付されたマーク、シャフトに付されたマーク、及び、軸中心は、同一直線状にあるとは限らない。以下、実施例5、実施例6で説明する。
【0068】
<実施例5>
図8(a)を参照する。インナーロータ10Dは、シャフト20Bと、ロータ30Bと、からなる。シャフト20Bは、第1の嵌合歯41A~第7の嵌合歯47Aを有する。歯先の振れが最も大きい第1の嵌合歯41Aには、第1のマーク21が付されている。ロータ30Bは、第1の外歯61A~第7の外歯67Aを有する。歯先の振れが最も大きい第1の外歯61Aには、第3のマーク33が付されている。
【0069】
振れの最大の歯同士である第1の嵌合歯41A及び第1の外歯61Aが、最も離れるように、ロータ30Bはシャフト20Bに組付けられている。そのため、シャフト20Bの第1の嵌合歯41Aの振れα1と、ロータ30Bの第1の外歯61Aの振れβ1は、相殺される。インナーロータ10Dの振れを極力抑制できる。図8(a)のように180°反対側から周方向に半歯ずれたとしても本発明は同等の効果を奏する。本明細書で反対側とは、180°から周方向に半歯ずれた範囲内を含む。
【0070】
<実施例6>
図8(b)を参照する。インナーロータ10Eは、シャフト20Cと、ロータ30Cと、からなる。歯先の振れが最も小さい第4の嵌合歯44Bには、第2のマーク22が付されている。歯先の振れが最も大きい第1の外歯61Bには、第3のマーク33が付されている。
【0071】
振れが最も小さい第4の嵌合歯44Bと、振れが最も大きい第1の外歯61Bとが、最も近づくように、ロータ30Cはシャフト20Cに組付けられている。これにより、インナーロータ10Eの振れを極力抑制できる。図8(b)のように一方向上から周方向に半歯ずれたとしても本発明は同等の効果を奏する。本明細書で略一方向上とは、一方向上から周方向に半歯ずれた範囲内を含む。
【0072】
実施例2~実施例6のインナーロータの製造方法についての説明は、省略する。
【0073】
なお、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、上記の実施例に限定されるものではない。例えば、マークの形状は、図形に限らず、文字、記号などでもよく、さらに、マークはペンで付してもよい。
【産業上の利用可能性】
【0074】
本発明のオイルポンプ用インナーロータは、車両のトランスミッション又はエンジンに搭載するのに好適である。
【符号の説明】
【0075】
10…インナーロータ
20…シャフト
C1…軸中心
21…第1のマーク
22…第2のマーク
30…ロータ
C2…回転中心
33…第3のマーク
34…第4のマーク
40…嵌合部
41~46…第1の嵌合歯~第6の嵌合歯
α1~α6…嵌合歯の振れ
50…嵌合穴
51~56…第1の嵌合溝~第6嵌合溝
61~66…第1の外歯~第6の外歯
β1~β6…外歯の振れ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8