CN107228169B - 齿轮驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及齿轮驱动装置。提供即使缩短齿轮彼此的轴间距离也不会产生干涉的齿轮驱动装置。具有：第一齿轮(10)；第二齿轮(20)，其与第一齿轮(10)啮合，进行扭矩传递；以及扭簧(40)，其作为对第一齿轮(10)或者第二齿轮(20)施加一个方向的旋转扭矩的施力部件，通过扭簧(40)，在第一齿轮(10)与第二齿轮(20)抵接的抵接齿面的相反侧的非抵接齿面中，对第一齿轮(10)或者第二齿轮(20)的至少一方的非抵接齿面进行局部削除，从而构成齿轮驱动装置。

Description

齿轮驱动装置
技术领域
本发明涉及齿轮驱动装置。
背景技术
提出一种在将第二齿轮的相对于第一齿轮的啮合位置定位在规定的相位的基础上进行组装的齿轮驱动装置(例如，参照专利文献1)。
上述专利文献1中记载的齿轮驱动装置在背壳的第一轴以及第二轴的侧方平行地立起设置有夹具，使该夹具插通在定位孔等并将各齿轮依次组装至第一轴以及第二轴等(使其轴支承)，由此，能够以背壳为基准对各齿轮的旋转位置(相位、啮合位置)进行定位。
另外，提出一种有效地防止齿条齿与齿轮齿的干涉的齿条齿轮式齿轮驱动装置(例如，参照专利文献2)。
根据上述专利文献2中记载的齿轮驱动装置，在通过相对于齿条轴的外表面的切削加工而形成沿轴长方向并列的齿条齿的齿形之后，对上述齿形的齿顶部分的厚度方向两侧的边缘、以及在齿线方向的两端出现的齿形形状的边缘实施倒角处理，在边缘中的、至少齿顶侧的边缘形成具有适当的圆弧的倒角部。由此，能够有效地防止与齿轮齿的干涉，能够实现耐久性的提高。
专利文献1：日本特开2014-233452号公报
专利文献2：日本特开2005-3144号公报
但是，在齿轮驱动装置中，成对的齿轮彼此的轴间距离为各自的节圆直径的和是理想的，但若考虑轴间距离的公差、齿轮的公差，如果轴间距离为节圆直径的和，则在公差最差时存在产生齿彼此的干涉的情况。因此，在拉开轴间距离的情况下，齿轮彼此按照渐开曲线而不接触，从而存在齿轮未平稳地啮合而无法顺利地进行传递的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种即使缩短齿轮彼此的轴间距离也不会产生干涉的齿轮驱动装置。
[1]本发明为了实现上述目的，提供一种齿轮驱动装置，其特征在于，具有：第一齿轮；第二齿轮，其与上述第一齿轮啮合，进行扭矩传递；以及施力部件，其对上述第一齿轮或者上述第二齿轮施加一个方向的旋转扭矩，通过上述施力部件，在上述第一齿轮与上述第二齿轮抵接的抵接齿面的相反侧的非抵接齿面中，上述第一齿轮或者上述第二齿轮的至少一方的非抵接齿面被局部削除。
[2]优选，根据上述[1]所记载的齿轮驱动装置，其特征在于，在上述第一齿轮与上述第二齿轮的扭矩传递能够维持的范围内对上述非抵接齿进行削除。
[3]另外，优选，根据上述[1]所记载的齿轮驱动装置，其特征在于，上述非抵接齿面被沿着与齿根的齿根圆角接触且朝向齿顶的线削除。
[4]另外，优选，根据上述[1]～[3]中任一项所记载的齿轮驱动装置，其特征在于，上述非抵接齿面形成于上述第一齿轮与上述第二齿轮的啮合的范围的齿部。
根据本发明，能够提供即使缩短齿轮彼此的轴间距离也不会产生干涉的齿轮驱动装置。
附图说明
图1是示意地表示本发明的实施方式所涉及的齿轮驱动装置的立体透视图。
图2是从齿轮旋转轴的方向观察本发明的实施方式所涉及的齿轮驱动装置的主视图。
图3是表示分别设置于第一齿轮与第二齿轮的引导部的位置的立体透视图。
图4中，(a)～(c)是依次表示组装第一齿轮与第二齿轮的工序的组装工序图。
图5中，(a)是表示本实施方式所涉及的齿型的例子的啮合部分的剖视图，(b)是作为比较例表示的、表示通常的渐开线齿型的例子的啮合部分的剖视图。
附图标记说明：
1…齿轮驱动装置；10…第一齿轮；10a…齿部；10b…齿顶；10c…齿根；11…孔部；12…第一引导部；13…弹簧卡止部；14…凸起部；20…第二齿轮；20a…齿部；20b…齿顶；20c…齿根；21…孔部；22…第二引导部；23…驱动销；30…安装基座；30a…板面；31…切口部；40…扭簧；41…线圈部；42、43…臂部；50…马达；51…马达轴；60…块部件；61…卡止部；62…孔部；63…脚部；70…中心轴；80、81…螺钉；d1、d2…节圆直径；PC1、PC2…节圆；W1、W2…齿宽度；AS1、AS2…抵接齿面；NS1、NS2…非抵接齿面。
具体实施方式
图1是示意地表示本发明的实施方式所涉及的齿轮驱动装置的立体透视图。另外，图2是从齿轮旋转轴的方向观察本发明的实施方式所涉及的齿轮驱动装置的主视图。以下，基于这些附图对本发明的优选的实施方式具体地进行说明。
(本发明的实施方式)
(齿轮驱动装置1的整体结构)
本实施方式所涉及的齿轮驱动装置1简要构成为，具有：第一齿轮10；第二齿轮20，其与第一齿轮10啮合，进行扭矩传递；以及扭簧40，其作为对第一齿轮10或者第二齿轮20施加单向的旋转扭矩的施力部件，通过扭簧40，在第一齿轮10与第二齿轮20抵接的抵接齿面的相反侧的非抵接齿面中，第一齿轮10或者第二齿轮20的至少一方的非抵接齿面被局部削除。
(第一齿轮10)
如图1、图2所示，第一齿轮10是具有渐开曲线的齿型的正齿轮，例如，是POM(聚甲醛、聚缩醛)等树脂制。如图2所示，第一齿轮10形成为仅在节圆PC1的周上的规定范围具有齿部(齿的凸起部分)10a的扇形齿轮。
第一齿轮10构成为：旋转中心被设为安装孔部11，且安装于马达50的马达轴51。与安装孔部11嵌合的马达轴51一体化为不能相互旋转。由此，通过马达50的旋转，第一齿轮10被旋转驱动。
(第二齿轮20)
如图1、图2所示，第二齿轮20是具有渐开曲线的齿型的正齿轮，例如，是POM(聚甲醛、聚缩醛)等树脂制。如图2所示，第二齿轮20形成为仅在节圆PC2的周上的规定范围具有齿部(齿的凸起部分)20a的扇形齿轮。
第二齿轮20构成为：旋转中心被设为安装孔部21，且安装于从安装基座30立起设置的中心轴70。安装孔部21与中心轴70嵌合为能够旋转。由此，第二齿轮20能够以安装孔部21(中心轴70)为中心进行旋转。
第一齿轮10与第二齿轮20以相同的模数形成有齿部，如图2所示，第一齿轮10与第二齿轮20的中心轴的间隔大致设定为d1/2(节圆直径d1的1/2)与d2/2(节圆直径d2的1/2)的和。由此，如图1、图2所示，第一齿轮10与第二齿轮20的相互的齿部啮合，从而能够进行扭矩传递。
被第一齿轮10驱动的第二齿轮20通过设置于第二齿轮20的驱动销23，能够对驱动对象物进行驱动。
(引导部)
如图2所示，第一齿轮10、第二齿轮20是扇形齿轮，由此，在旋转方向上，需要按照特定的齿彼此进行组合从而进行组装。因此，第一齿轮10、第二齿轮20作为用于进行组装时的齿轮旋转方向的对位的引导部而分别具备第一引导部12、第二引导部22。
这里，图3是表示分别设置于第一齿轮与第二齿轮的引导部(第一引导部12、第二引导部22)的位置的立体透视图。
如图3所示，设置于第一齿轮10的第一引导部12与第一齿轮10的齿部10a分别设置。另外，相同地，设置于第二齿轮20的第二引导部22与第二齿轮20的齿部20a分别设置。
如图3所示，上述示出的第一引导部12在齿宽度W1的方向上形成于远离齿部10a的位置。相同地，如图3所示，第二引导部22在齿宽度W2的方向上形成于远离齿部20a的位置。因此，第一齿轮10与第二齿轮20在组装时，第一引导部12与第二引导部22在远离各自的齿部10a、20a的位置抵接。
另外，如图2、3所示，第一引导部12从第一齿轮10的齿顶10b突出形成。由此，在第一齿轮10与第二齿轮20组装时，能够更可靠地防止齿顶彼此的接触。
(安装基座30)
如图1、图2所示，安装基座30成为如下部件：用于经由马达50、中心轴70等支承第一齿轮10、第二齿轮20，从而将齿轮驱动装置1构成为单元的基座。例如，通过不锈钢、处理钢板等利用冲压加工形成。
(扭簧40)
如图1、图2所示，扭簧40在第一齿轮10的凸起部14安装有线圈部41，对第一齿轮10施加规定的旋转方向(A方向)的作用力。扭簧40通过弹簧钢、弹簧用不锈钢等形成且具有从线圈部41的两端伸出的臂部42、43。
如图1所示，扭簧40的一方的臂部42卡止于固定在安装基座30的块部件60的卡止部61。另一方的臂部43卡止于第一齿轮10的局部亦即弹簧卡止部13。由此，第一齿轮10被沿A方向旋转施力。
(马达50)
如图1、图2所示，以使马达轴51向第一齿轮10侧突出的状态通过螺钉80、81将马达50固定于安装基座30。对于马达50而言，能够使用DC电刷马达，DC无刷马达等各种马达。
(块部件60)
如图1所示，对于块部件60而言，安装孔部62插入于中心轴70，并且脚部63卡止于安装基座30的切口部31，从而固定于安装基座30。块部件60例如由树脂等形成。通过块部件60，第二齿轮20的中心轴70方向的移动被限制，从而能够防止从中心轴70的脱离。另外，如上所述，块部件60具备将扭簧40的一方的臂部42卡止的卡止部61。由此，能够从安装基座30侧经由扭簧40地对第一齿轮10向A方向旋转施力。
(第一齿轮10与第二齿轮20的组装工序)
在图4中，(a)～(c)是依次表示组装第一齿轮与第二齿轮的工序的组装工序图。
图4的(a)是相对于安装于安装基座30的马达50、并且相对于立起设置于安装基座30的中心轴70使第一齿轮10以及第二齿轮20插入于组装的初始位置的状态。第一齿轮10的安装孔部11插入于马达轴51。另外，第二齿轮20的安装孔部21插入于中心轴70。此外，在该状态下，未安有扭簧40。
如图4的(a)所示，第一齿轮10与第二齿轮20的组装前的初始位置是第一引导部12与第二引导部22抵接的状态。此外，作为第一齿轮10与第二齿轮20的组装前的初始位置，也可以是在图4的(a)中示出的A方向、与B方向相反的方向上，第一引导部12与第二引导部22分别旋转且第一引导部12与第二引导部22按照规定的距离分离的状态。
图4的(b)示出如下状态：若在图4的(a)的状态下使第二齿轮20向B方向旋转，则特定的齿彼此啮合并且第一齿轮10向A方向旋转。即，从图4的(a)的状态示出的第一引导部12与第二引导部22抵接的状态开始，第一齿轮10与第二齿轮20的特定的齿部彼此(10a与20a)啮合并且第一齿轮10随着第二齿轮20的B方向的旋转而向A方向旋转。
图4的(c)是使第二齿轮20进一步向B方向旋转，使得第二引导部22与安装基座30的板面30a抵接的状态。即，第一齿轮10与第二齿轮20在图4的(c)的位置被限制旋转。
如图1、2所示，若将扭簧40安装在第一齿轮10，则第一齿轮10被向A方向施力，由此，第二齿轮20被向B方向施力。因此，在进行了将扭簧40安装在第一齿轮10的组装之后，第二引导部22与安装基座30的板面30a抵接的状态成为组装后的状态。
因此，第二引导部22在组装之后，具有决定第一齿轮10或者第二齿轮20的齿轮旋转方向的初始位置的定位功能。此外，决定该组装后的初始位置的定位功能也可以构成为由第一引导部12进行。
(齿轮驱动装置的传递动作)
图5的(a)是表示本实施方式所涉及的齿型的例子的啮合部分的剖视图，图5的(b)是作为比较例表示的、表示通常的渐开线齿型的例子的啮合部分的剖视图。
如图1、2所示，对于本实施方式所涉及的齿轮驱动装置1而言，利用扭簧40，第一齿轮10被向A方向旋转施力，由此，第二齿轮20被向B方向施力。因此，如图5的(a)所示，第一齿轮10与第二齿轮20仅相互一方的齿面抵接并且旋转。即，以第一齿轮10与第二齿轮20相互抵接的抵接齿面AS1、AS2进行抵接并且旋转。这在由图1、2示出的马达50进行驱动的情况下、在从驱动销23侧驱动的情况下也相同。
如图5的(b)中作为比较例示出的那样，考虑在通常的齿轮彼此的啮合中，第一齿轮10向A方向旋转，第二齿轮20向B方向旋转，第一齿轮10与第二齿轮20的抵接齿面AS1、AS2彼此抵接并且旋转的情况。在图5的(b)中，抵接齿面AS1的相反侧的齿面不抵接的第一齿轮10的非抵接齿面NS1的齿面能够维持第一齿轮10与第二齿轮20的扭矩传递，或者能够在不对齿轮的强度产生影响的范围内预先进行局部削除。
即，若利用图5的(b)中示出的渐开线齿型的从谷部R朝向齿顶10b的线(双点划线)形成非抵接齿面NS1，则削除齿部10a。由此，如图5的(a)所示，可得到抵接的齿面为渐开曲线、非抵接齿面NS1为削除面的齿型。这些齿型针对第一齿轮10与第二齿轮20的啮合的范围而形成。
另外，相同地，在图5的(b)中，第二齿轮20中的、抵接齿面AS2的相反侧的齿面所不抵接的非抵接齿面NS2的齿面能够维持第一齿轮10与第二齿轮20的扭矩传递，或者能够在不对齿轮的强度产生影响的范围内预先进行削除。即，若利用图5的(b)中示出的渐开线齿型的从谷部r朝向齿顶20b的线(双点划线)形成非抵接齿面NS2，则削除齿部20a。由此，如图5的(a)所示，可得到抵接的齿面为渐开曲线、非抵接齿面NS2为削除面的齿型。这些齿型针对第一齿轮10与第二齿轮20的啮合的范围而形成。
如上述那样，至少能够通过削去第一齿轮10或第二齿轮20的一方的非抵接齿面来防止齿轮彼此的干涉。由此，能够将轴间距离Ld设定为节圆直径的和(图2中示出的d1/2(节圆直径d1的1/2)与d2/2(节圆直径d2的1/2)的和)，使得传递顺利。由此，能够形成为即使缩短齿轮彼此的轴间距离也不会产生干涉的结构的齿轮驱动装置。
(实施方式的效果)
本发明的实施方式所涉及的齿轮驱动装置具有如下效果。
(1)本实施方式所涉及的齿轮驱动装置对第一齿轮10、第二齿轮20的至少一方的非抵接齿面进行局部削除。由此，即使缩短齿轮彼此的轴间距离也不会产生干涉。
(2)另外，即使齿轮彼此的轴间距离根据第一齿轮10、第二齿轮20的公差、马达轴51与中心轴70的中心间距离的精度而发生变化，也难以产生齿轮彼此的干涉。
(3)另外，能够是不需要为了防止齿轮的干涉而通常采用的、将轴间距离较大地设定为规定量、或者预先将齿轮转位等而考虑对策的齿轮驱动装置。
根据以上的说明也可知，虽然对本发明所涉及的代表性的实施方式、变形例以及图示例进行了例示，但上述实施方式、变形例以及图示例并不限定权利要求书所涉及的发明。因此，应该注意的是，并不是上述实施方式、变形例以及图示例中说明的所有特征的组合都是用于解决发明的课题的手段所必须的。

Claims (3)

1.一种齿轮驱动装置，其特征在于，具有：
第一齿轮；
第二齿轮，其与所述第一齿轮啮合，进行扭矩传递；以及
施力部件，其对所述第一齿轮或者所述第二齿轮施加一个方向的旋转扭矩，
通过所述施力部件，在所述第一齿轮与所述第二齿轮抵接的抵接齿面的相反侧的非抵接齿面中，所述第一齿轮和所述第二齿轮的双方的非抵接齿面被局部削除，
所述非抵接齿面沿着与齿根的齿根圆角连接且朝向齿顶的线被削除。
2.根据权利要求1所述的齿轮驱动装置，其特征在于，
在所述第一齿轮与所述第二齿轮的扭矩传递能够维持的范围内，对所述非抵接齿面进行削除。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮驱动装置，其特征在于，
所述非抵接齿面形成于所述第一齿轮与所述第二齿轮的啮合的范围中的齿部。
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