CN108138925A - 齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

齿轮传动装置具有第二齿轮、与该第二齿轮啮合地在扇形状的齿轮主体的外周部形成有齿部的第一齿轮、设定第一齿轮的旋转极限的旋转限制机构。旋转限制机构具有：设于第一齿轮的抵接部、设于壳体的止动件，抵接部与止动件抵接的抵接面和止动件与抵接面抵接的限制面中的至少任一方具有在彼此抵接时利用扇形齿轮的旋转力产生分力的倾斜部。

Description

齿轮传动装置

技术领域

本发明涉及具有设定齿轮的旋转极限的旋转限制机构的齿轮传动装置。

背景技术

作为上述结构的齿轮传动装置，在专利文献1中公开了具有小齿轮、与小齿轮啮合的扇形齿轮、设定扇形齿轮的旋转极限的缓冲机构的技术。在该技术中，缓冲机构由形成于扇形齿轮的端部的卡定片、托架、被托架保持的橡胶等缓冲部件所构成，使卡定片与缓冲部件抵接而确定扇形齿轮的旋转极限。

另外，在专利文献2中，公开了具有小齿轮、与小齿轮啮合的扇形齿轮，并具有确定扇形齿轮的旋转极限的限制机构的技术。在该技术中，限制机构构成为在扇形齿轮的多个齿部排列方向的延长上成为凹状，并形成与小齿轮抵接的抵接部。利用该结构，通过使小齿轮与抵接部的内面抵接来确定扇形齿轮的旋转极限。

专利文献1：日本特开2004‐257078号公报

专利文献2：日本特开2011‐213149号公报

扇形齿轮为在不足360度的角度的范围内旋转，因此需要具有确定旋转极限的限制机构。另外，作为该限制机构，例如，假定具有与扇形齿轮抵接的止动件的结构中，在止动件与扇形齿轮抵接时，有时会导致冲击。

为了抑制这样的冲击，在专利文献1中具有缓冲部件。另外，在专利文献2中，作为限制机构，不具有专用的止动件等而是小齿轮与扇形齿轮的一部分抵接的结构，虽然实现了部件个数的减少，但难以抑制冲击。

此外，如专利文献2的结构所示，在第一齿轮达到旋转极限而使第一齿轮与小齿轮抵接的情况(与止动件抵接的情况也同样)下，在抵接的时刻瞬间，第一齿轮的全部旋转能量在抵接面转化为振动能量、热能等而导致冲击。

发明内容

发明要解决的技术课题

基于如上所述的理由，希望利用简单的结构能够抑制在确定扇形状的齿轮的旋转极限时的冲击的齿轮传动装置。

用于解决技术课题的技术方案

本发明的特征在于，在壳体的内部设有：在扇形状的齿轮主体的外周部形成有齿部的第一齿轮、与该第一齿轮啮合的第二齿轮、以及设定所述第一齿轮的旋转极限的旋转限制机构，

所述旋转限制机构具有：设于所述壳体的止动件；以及设于所述第一齿轮且与所述止动件抵接的抵接部，在所述止动件以及所述抵接部中的至少任一方具有倾斜部，该倾斜部使彼此抵接时产生的反力的方向相对于所述第一齿轮的旋转周向倾斜。

利用该结构，在第一齿轮的抵接部与壳体的止动件的限制面抵接的情况下，利用抵接面与限制面的至少任一方的倾斜部使第一齿轮的旋转力在相对于旋转周向倾斜的方向上作用。由此，由于释放抵接时的力，因此能够抑制第一齿轮的旋转能量的瞬间消耗，能够不使用用于缓冲的专用的部件就能缓和冲击。

其结果是，既能够是简单的结构，又能够获得能够抑制确定扇形状的齿轮的旋转极限时的冲击的齿轮传动装置。

本发明的所述倾斜部也可以形成为曲面。

因此，在第一齿轮的抵接部的抵接面与壳体的止动件的限制面抵接的情况下，能够使作用于抵接部与止动件之间的力逐渐变化。例如，在曲面形成为凹状的结构中，能够在抵接的初期使制动力比较缓和地增大，然后使制动力大幅增大。与之相反，在曲面形成为凸状的结构中，在抵接的初期作用比较强的制动力，然后能够缓和地使制动力增大。在任一曲面中，能够使第一齿轮的旋转速度逐渐降低而在旋转极限停止。

本发明也可以是所述第二齿轮为小齿轮，所述第一齿轮为平面齿轮，该平面齿轮在所述齿轮主体的外周部具有从一方的面突出的齿部并与所述小齿轮啮合，

所述倾斜部的形态设定为在所述止动件与所述抵接部抵接时，使所述第一齿轮从所述第二齿轮分离。

因此，在构成为平面齿轮的第一齿轮的抵接部的抵接面与壳体的止动件的限制面抵接的情况下，能够对第一齿轮作用从构成为小齿轮的第二齿轮分离的方向的力。利用该力的作用，在第一齿轮达到旋转极限的状态下，降低第一齿轮与第二齿轮的齿面彼此的压接力，抑制齿面的变形和损伤，并且，消除在第一齿轮达到旋转极限位置的状态下持续作用过多的力的不良影响。

本发明也可以在所述止动件与所述抵接部的至少任一方具有旋转自如的辊。

因此，即便在第一齿轮达到旋转极限，抵接部的抵接面与壳体的止动件的限制面强力抵接的状态下，由于辊旋转自如，因此能够消除各自固定等不良影响。然后，在扇形齿轮向消除抵接的方向旋转的情况下，通过使辊旋转容易进行抵接面与限制面的分离。

附图说明

图1是齿轮传动装置的纵剖视图。

图2是齿轮传动装置的横剖视图。

图3是平面齿轮的立体图。

图4是平面齿轮达到旋转极限的齿轮传动机构的剖视图。

图5是抵接部与止动件抵接的状态的图。

图6是表示抵接部与止动件抵接后的平面齿轮的图。

图7是抵接部与变形例的止动件抵接的状态的图。

图8是表示抵接部与变形例的止动件抵接后的平面齿轮的图。

图9是其他实施方式(a)的齿轮传动装置的纵剖视图。

图10是在其他实施方式(a)中扇形齿轮位于旋转极限位置的齿轮传动装置的纵剖视图。

图11是其他实施方式(b)的齿轮传动装置的纵剖视图。

图12是表示在其他实施方式(b)中扇形齿轮位于旋转极限位置的状态下，止动件与抵接部的纵剖视图。

图13是表示其他实施方式(c)的旋转限制机构的立体图。

图14是表示其他实施方式(d)的旋转限制机构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

〔齿轮传动装置的基本结构〕

如图1～图4所示，使以第一轴芯X1为中心旋转自如的扇形齿轮G1(第一齿轮的一例)和以与第一轴芯X1(旋转轴芯的一个例子)位置不一致的第二轴芯X2为中心旋转自如的小齿轮G2(第二齿轮的一个例子)相互啮合，并将它们收纳在壳体H而构成齿轮传动装置。

该齿轮传动装置被设置在通过利用电动机等致动器驱动旋转小齿轮G2而对扇形齿轮G1进行减速驱动的传动系统。

扇形齿轮G1(第一齿轮)构成为平面齿轮型，并以多个齿部2向以第一轴芯X1为中心的扇形状的齿轮主体1的外周部突出的方式形成。在该扇形齿轮G1中，以输出轴4插通在与第一轴芯X1同轴芯的中心位置的驱动孔3的状态连结，并通过将该输出轴4旋转自如地支承于壳体H，而相对于壳体H旋转自如地被支承。

假定扇形齿轮G1通过金属材料的锻造、冲压加工而进行制造，但也可以通过对原材料进行切削来制造多个齿部2，或者利用使用了模具的树脂成形来进行制造。

小齿轮G2(第二齿轮)构成为相对于轴12一体形成有成为螺纹状的两条齿轮部11(小齿轮G2的齿部)的螺旋齿轮。该小齿轮G2利用配置在内端位置和中间位置的轴承13，相对于壳体H以第二轴芯X2为中心被旋转自如地支承。

壳体H具有使盖状壳16与主壳15重合而密封的构造，并收纳扇形齿轮G1、小齿轮G2、旋转限制机构。此外，假定主壳15与盖状壳16由铝合金等金属构成，但也可以利用树脂形成。

〔旋转限制机构〕

在本结构的传动装置中，通过在设定的角度的范围内使扇形齿轮G1旋转，因此具有通过在扇形齿轮G1达到转动极限的情况下抵接而确定扇形齿轮G1的旋转极限的旋转限制机构。旋转限制机构利用形成于扇形齿轮G1的一对抵接部6、被壳体H支承的单一的止动件18构成。

旋转限制机构构成为在通过抵接部6与止动件18的抵接来确定扇形齿轮G1的旋转极限的同时，使由于该抵接而产生的反力的方向相对于所述第一齿轮的旋转周向倾斜。由此，在扇形齿轮G1达到旋转极限的情况下，对扇形齿轮G1的齿部2作用(产生分力)从小齿轮G2的齿轮部11分离的方向的力而抑制抵接时的冲击，抑制齿部2与齿轮部11的面压的上升。

在该实施方式中，在扇形齿轮G1的能够旋转的区域的两端设定旋转极限，但也可以将旋转极限设定在能够旋转的区域的一方的端部的一个位置。

作为具体结构，旋转限制机构具有：在扇形齿轮G1的齿轮主体1中的、使形成齿部2的圆弧区域的外端延长的区域突出形成的抵接部6、与抵接部6抵接地一体形成于主壳15的止动件18。此外，止动件18也可以形成于盖状壳16。另外，抵接部6可以与齿轮主体1一体形成，也可以安装于齿轮主体1。

在抵接部6，作为如图3，图5，图6所示的倾斜部T，形成有抵接面6a，在止动件18，作为倾斜部T形成有限制面18a。即，该旋转限制机构以在扇形齿轮G1达到转动极限的时点使抵接面6a与限制面18a抵接的方式来设定各自的位置关系。此外，在本实施方式中，在单一的止动件18上形成有两个限制面18a，也可以设置两个止动件18。

〔旋转限制机构的动作〕

例如，假定在从图2所示的方向观察，穿过第一轴芯X1，在沿扇形齿轮G1的半径方向延伸的虚拟线上形成有扇形齿轮G1的端面，并将与该端面抵接的限制片设置于壳体H的旋转限制机构。在这样假定的旋转限制机构中，在限制片与扇形齿轮G1的端面抵接的情况下，在抵接的时刻(瞬间地)，扇形齿轮G1的所有旋转能量在端面与限制片的接触面上转化为振动能量和热能量等，从而导致冲击。

与此相对，在本实施方式的旋转限制机构中，如图5所示，在扇形齿轮G1达到旋转极限，抵接面6a与限制面18a抵接时，由于作为倾斜部T发挥作用的限制面18a与抵接面6a抵接，因此在彼此的抵接部位产生稍许滑动，阻止在抵接的同时(瞬间地)消耗旋转能量的不良影响。由此，缓和冲击而缓解冲击音，使由扇形齿轮G1的旋转力产生的分力向扇形齿轮G1从小齿轮G2分离的方向作用。

另外，在图6中夸张表示了扇形齿轮G1的位移，但利用分力的作用能够使扇形齿轮G1利用弹性变形等整体向沿着第一轴芯X1的方向稍微位移。该稍微位移的结果是，减小作用于扇形齿轮G1的齿部2与小齿轮G2的齿轮部11之间的压力而抑制齿部2的变形损伤，并且，实现解除扇形齿轮G1与小齿轮G2陷入锁定状态的不良影响。

〔旋转限制机构的变形例〕

如前所述，利用抵接面6a与限制面18a的抵接而产生的分力的作用，而向使扇形齿轮G1从小齿轮G2分离的方向作用的功能在扇形齿轮G1的半径比较小的结构中有效。然而，在大径的扇形齿轮G1中，分力在使第一轴芯X1倾斜的方向上作用。即，以扇形齿轮G1的驱动孔3的中心部分作为倾斜中心的方式使扇形齿轮G1稍微倾斜。

为了如上所述那样地利用扇形齿轮G1倾斜的现象，而使扇形齿轮G1从小齿轮G2分离，在本变形例中，如图7，图8所示，将抵接面6a与限制面18a的倾斜方向设定为与实施方式反向。在该变形例中，通过将扇形齿轮G1的齿轮主体1的一部分加工为倾斜形状而形成抵接部6，但也可以与实施方式同样地，以抵接部6从齿轮主体1突出的方式形成。

通过如上所述地构成旋转限制机构，如图7所示，抵接面6a与限制面18a抵接而能够机械地确定扇形齿轮G1的旋转极限。另外，在图8中夸张表示了位移，但在扇形齿轮G1达到旋转极限，利用旋转限制机构限制旋转的状态下，通过向与先前说明的结构的相反方向作用分力，使扇形齿轮G1向扇形齿轮G1从小齿轮G2分离的方向稍微倾斜，而能够减小作用于扇形齿轮G1的齿部2与小齿轮G2的齿轮部11之间的压力。

〔其他实施方式〕

本发明除了上述实施方式以外，也可以如以下那样构成(对具有与实施方式同样功能的结构，标注与实施方式相同的符号、附图标记)。

(a)如图9，图10所示，齿轮传动机构构成为具有扇形齿轮G1和小齿轮G2，扇形齿轮G1以第一轴芯X1为中心旋转自如，并在外周形成有平齿的齿部2，小齿轮G2以与第一轴芯X1平行形态的第二轴芯X2为中心旋转自如，并形成有与齿部2啮合的平齿的齿轮部11。在该齿轮传动机构中，旋转限制机构具有：从扇形齿轮G1的端部向旋转方向突出的一对抵接部6、与抵接部6抵接地固定设置于壳体H的单一的止动件18。

在该结构中，相对于抵接部6，作为倾斜部T，形成有弯曲形状的抵接面6a，作为止动件18，使用圆柱状的销。此外，止动件18的外周中的与抵接面6a抵接的面作为限制面18a发挥作用。尤其是，在该结构中，在扇形齿轮G1达到旋转极限，限制面18a相对于抵接面6a抵接的情况下，以作用有使该抵接部位向外侧(从第一轴芯X1分离的方向)位移的分力的方式设定抵接面6a的倾斜方向。

即，在该其他实施方式(a)的结构中，如图10所示，在扇形齿轮G1达到旋转极限，抵接面6a与限制面18a抵接时，作为倾斜部T发挥作用的抵接面6a与止动件18的限制面18a抵接。利用该抵接，在抵接部位产生稍微的滑动，阻止在抵接的同时，瞬间消耗旋转能量的不良影响，缓和冲击而抑制冲击音。

进一步地，在该抵接时，由扇形齿轮G1的旋转力产生的分力作用于使扇形齿轮G1从小齿轮G2分离的方向。利用该分力的作用，扇形齿轮G1的齿部2稍微向从小齿轮G2的齿轮部11分离的方向位移，减小作用于与小齿轮之间的压力而抑制齿部2的变形和损伤，并且，解除扇形齿轮G1与小齿轮G2陷入锁定状态的不良影响。

此外，在图9以及图10所示的其他实施方式中设置有单一的止动件18，但也可以设置两个止动件18。

(b)如图11，图12所示，齿轮传动装置构成为使扇形齿轮G1与小齿轮G2啮合，并收纳在壳体H，扇形齿轮G1与上述实施方式同样地构成为以第一轴芯X1为中心旋转自如的平面齿轮型，小齿轮G2以与第一轴芯X1位置不一致的第二轴芯X2为中心旋转自如。在该齿轮传动机构中，旋转限制机构具有：在扇形齿轮G1的外周向径向外侧突出的一对抵接部6、与抵接部6抵接地固定设置于壳体H的一对止动件18。

在该结构中，相对于抵接部6，作为倾斜部T形成有抵接面6a，在止动件18中，作为与抵接面6a抵接的倾斜部T，形成有倾斜形态的限制面18a。尤其是，在该结构中，止动件18固定设置在小齿轮G2的附近的主壳15的内面，在扇形齿轮G1达到旋转极限，并相对于抵接部6的抵接面6a使止动件18的限制面18a抵接的情况下，以在该扇形齿轮G1沿着第一轴芯X1的方向上使分力作用于从小齿轮G2分离的方向的方式设定抵接面6a与限制面18a的倾斜形态。

由此，在达到旋转极限的情况下，抵接面6a与止动件18的限制面18a抵接，并在该抵接面产生稍微的滑动，因此抑制扇形齿轮G1的旋转能量的瞬间的消耗而缓和冲击。并且，利用分力的作用，使扇形齿轮G1整体向从小齿轮G2分离的方向稍微位移，减小作用于扇形齿轮G1的齿部2与小齿轮G2的齿轮部11之间的压力而抑制齿部2的变形和损伤，并且，实现解除扇形齿轮G1与小齿轮G2陷入锁定状态的不良影响。

(c)如图13所示，旋转限制机构具有：作为与齿轮主体1一体地(在扇形齿轮G1的端部位置)形成为凹陷状(凹状)的倾斜部T而具有抵接面6a的抵接部6；具有以平缓的曲面状突出的限制面18a的止动件18。通过如上所述地设定各自的形状，在抵接的初期作用缓慢增大的制动力，然后，使制动力大幅度增大而使扇形齿轮G1的旋转速度逐渐降低，而能够在旋转极限停止。尤其是，在该结构中，通过设定抵接面6a与限制面18a的曲率，能够在旋转极限不扩大各自的接触面积地抑制固定。

在该其他实施方式(c)的结构中，抵接面6a的倾斜部T形成为平缓地凹陷的曲面状，也可以形成为平缓的凸状的曲线状。另外，限制面18a的倾斜部T形成为平缓的凸状的曲线状，也可以形成为平缓地凹陷的凹状。进一步地，在该结构中，也可以使抵接面6a的倾斜部T与限制面18a的倾斜部T中的任一方形成为平坦状。

(d)如图14所示，旋转限制机构也可以具有：设置于扇形齿轮G1的抵接部6；由与作为该抵接部6的倾斜部T的抵接面6a抵接的辊构成的止动件18。止动件18旋转自如地支承于支轴21，并且使它们经由托架22支承于主壳15。

在该其他实施方式(d)的机构中，在抵接部6的抵接面6a作为倾斜部T发挥作用的同时，转子20的外周也作为倾斜部T发挥作用。尤其是，在扇形齿轮G1达到旋转极限，抵接部6的抵接面6a相对于倾斜部T使辊状的止动件18的外周抵接时，允许以支轴21为中心进行止动件18的旋转，因此不会导致各自固定的不良影响。此外，在该其他实施方式中，作为止动件18具有旋转自如的辊，也可以取而代之地在抵接部6设置辊。

(e)在之前说明的实施方式、其变形例、各其他实施方式中，作为旋转限制机构表示的抵接部6的抵接面6a、止动件18的限制面18a也可以形成为平坦的倾斜面，也可以形成为平缓的凸状的曲线状，也可以形成为平缓地凹陷的凹状的曲线状。进一步地，在使凸部或凹部形成为曲线状的情况下，曲率也可以变化。

工业实用性

本发明能够用于具有设定齿轮的旋转极限的旋转限制机构的齿轮传动装置。

附图标记说明

1 齿轮主体

2 齿部

6 抵接部

6a 抵接面

18 止动件

18a 限制面

20 辊

G1 第一齿轮(扇形齿轮/平面齿轮)

G2 第二齿轮(小齿轮)

H 壳体

T 倾斜部

X1 旋转轴芯(第一轴芯)

Claims (4)

1.一种齿轮传动装置，其中，

在壳体的内部设有：在扇形状的齿轮主体的外周部形成有齿部的第一齿轮、与该第一齿轮啮合的第二齿轮、以及设定所述第一齿轮的旋转极限的旋转限制机构，

所述旋转限制机构具有：设于所述壳体的止动件、以及设于所述第一齿轮且与所述止动件抵接的抵接部，

在所述止动件以及所述抵接部中的至少任一方具有倾斜部，该倾斜部使所述止动件与所述抵接部彼此抵接时产生的反力的方向相对于所述第一齿轮的旋转周向倾斜。

2.如权利要求1所述的齿轮传动装置，其中，

所述倾斜部形成为曲面。

3.如权利要求1或2所述的齿轮传动装置，其中，

所述第二齿轮为小齿轮，

所述第一齿轮为平面齿轮，该平面齿轮在所述齿轮主体的外周部具有从一方的面突出的齿部，并与所述小齿轮啮合，

所述倾斜部的形态设定为在所述止动件与所述抵接部抵接时，使所述第一齿轮从所述第二齿轮分离。

4.如权利要求1至3中任一项所述的齿轮传动装置，其中，

在所述止动件和所述抵接部中的至少任一方具有旋转自如的辊。