JP2000240761A - 歯 車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】歯車本体に円盤状の回転力伝達部材やゴム製緩
衝部材を取り付けることなく、歯車の回転に伴い発生す
る過度の衝撃を吸収して、歯車の歯部の噛み合いを向上
させ、騒音を低減させながら、この歯車に接続する動力
伝達部材に回転力を伝達することができるようにして、
歯車の製造に要する部品点数、作業工数、製造コストを
低減させることが可能な歯車を提供する。 【解決手段】外周面で複数の歯部１１と一体化している
リム１２と、リム１２の内側に同心円状に配置されたボ
ス１３とを、リム１２とボス１３との間に放射状に配置
された弾性変形可能な複数のリブ１５により連結した構
成となっている。接続軸部１８はセレーション軸として
形成されており、各種の歯車、プーリーなど各種の動力
伝達部材（図示省略）を接続することができるようにな
っている。リブ１５は歯車の回転の開始または停止に伴
う回転方向または回転方向とは逆方向の所定量の力を受
けたときに、弾性変形し易くなっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車の回転開始お
よび回転停止の際に生じる衝撃力を緩和して、回転時の
騒音を低減化させることが可能な歯車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、外周面で複数の歯部と一体化
しているリムと、前記リムの内側に同心円状に配置され
たボスと、前記リムと前記ボスとの間に放射状に配置さ
れ、両端が前記リムと前記ボスとに接続された複数のリ
ブとが一体成形されていて、かつ、前記ボスと前記リム
との間に嵌合部を有し、前記嵌合部に円盤状の回転力伝
達部材の一部を嵌合させることによって、歯車本体の回
転力を前記円盤状の回転力伝達部材に伝達することがで
きるように構成された歯車が知られている。

【０００３】この種の歯車の従来例を図８に示す。歯車
の本体１０は、歯部１１、リム１２、ボス１３、ウェブ
１４、リブ１５を有している。円筒形のリム１２は、外
周面で複数の歯部１１と一体化している。ボス１３は、
リム１２に対し同心円状に配置されている。ウェブ１４
は、リム１２とボス１３とに接続されている。また複数
のリブ１５が、ボス１３よりリム１２へ向けて放射状に
延びていて、ボス１３の外周面と、リム１２の内周面
と、ウェブ１４とに接続されている。歯部１１、リム１
２、ボス１３、ウェブ１４は、合成樹脂の溶融材料を金
型内に注入することによって一体形成されている。嵌合
部１６は、歯車本体を形成する合成樹脂に比べて軟質の
ゴムを用いて、リム１２、ボス１３、ウェブ１４、リブ
１５などとは別体に形成されており、リブ１５によって
区分けされ、リム１２、ボス１３、ウェブ１４とで構成
された、歯車本体１０の空間部にそれぞれ挿入されてい
る。また嵌合部１６には、所定の位置に切り欠き部（又
は、凹部）１６ａが形成されており、円盤状の回転力伝
達部材を嵌合させることできるようになっている。

【０００４】図９に円盤状の回転力伝達部材の一例を示
す。円盤状の回転力伝達部材１７の一方の側には、図８
に示す歯車に取り付けられた嵌合部１６の切り欠き部
（又は、凹部）１６ａに嵌合させることができるような
形状の凸部１７ａが設けられている。そして円盤状の回
転力伝達部材１７は、凸部１７ａを切り欠き部（又は、
凹部）１６ａに嵌合させることによって、歯車と同軸に
回転させられるようになっている。また円盤状の回転力
伝達部材１７の他方の側には、軸部１７ｂが設けられて
いる。軸部１７ｂは、例えば、図示のように矩形の箱状
に、または、セレーション軸として形成されており、そ
こに各種の歯車、プーリーなど各種の動力伝達部材を接
続することができるようになっている。そして、歯車本
体１０が回転すると、その回転力が嵌合部１６を介して
円盤状の回転力伝達部材１７に伝達されて、回転力伝達
部材１７が回転し、さらにその回転力が軸部１７ｂを介
して動力伝達部材に伝達されるようになっている。

【０００５】歯車が回転を開始するとき、および、回転
を停止するときには、歯車の歯部および歯車と共に回転
する円盤状の回転力伝達部材１７には過度の荷重が掛か
るため、歯部の噛合いが悪くなり、回転時に生じる騒音
が大きくなり、ひいては歯車の寿命に悪影響を及ぼすお
それがある。そこで従来のこの種の歯車は、上述のよう
に、歯車本体とは別体にゴム製の嵌合部１６を本体に取
り付けて、嵌合部１６の弾性変形により歯車の回転に伴
う衝撃（過度の荷重）を吸収する緩衝部材として機能さ
せ、歯車の回転の開始から停止に至るまでの歯車の歯部
の噛合いを向上させ、回転時に発生する騒音を低減させ
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の歯車の
ように、歯車本体とは別体に形成された円盤状の回転力
伝達部材やゴム製緩衝部材を、歯車本体に取り付けるよ
うにしたのでは、その分、部品点数が多くなり、その取
り付けのための作業が煩雑化して、歯車の製造効率が低
下すると共に、コスト高になる。また、ゴム製緩衝部材
を取り付けないで、歯車本体に、円盤状の回転力伝達部
材の凸部と嵌合可能な凹部を直接形成したのでは、歯車
の回転開始および回転停止時に掛かる過度の衝撃がその
まま円盤状の回転力伝達部材および歯車本体に伝達され
てしまい、歯車の歯部の噛合いが悪くなり、歯車の回転
に伴い発生する騒音を低減させることができない。

【０００７】そこで本発明は、歯車本体に円盤状の回転
力伝達部材やゴム製緩衝部材を取り付けることなく、歯
車の回転に伴い発生する過度の衝撃を吸収して、歯車の
歯部の噛み合いを向上させ、騒音を低減させながら、こ
の歯車に接続する動力伝達部材に回転力を伝達すること
ができるようにして、歯車の製造に要する部品点数、作
業工数、製造コストを低減させることが可能な歯車の提
供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に、本発明による歯車は、外周面で複数の歯部と一体化
しているリムと、前記リムの内側に同心円状に配置され
たボスとを、前記リムと前記ボスとの間に放射状に配置
された弾性変形可能な複数のリブにより連結したことを
特徴とする。

【０００９】また本発明は、前記リムと前記ボスとの間
の前記複数のリブによって仕切られた部分が中空となる
ように前記歯車本体を構成するのが好ましい。また本発
明は、前記ボスと同軸に接続軸部を形成するのが好まし
い。また本発明は、前記接続軸部に動力伝達部材を接続
して前記動力伝達部材を介して動力を伝達するに際し、
歯車の回転に伴う衝撃が前記リブの弾性変形によって所
定量吸収されるように構成するのが好ましい。

【００１０】また本発明は、前記接続軸部が、セレーシ
ョン軸として形成されているのが好ましい。

【００１１】また本発明は、前記接続軸部の内周部また
は外周部の少なくとも一方が、矩形の箱状に形成されて
いるのが好ましい。

【００１２】また本発明は、前記リブが、折曲げた形状
部分、および／または湾曲した形状部分を有しているの
が好ましい。

【００１３】また本発明は、前記リブの端部が、前記リ
ムおよび／または前記ボスに近付くにつれて肉厚が厚く
なるように湾曲した形状に形成されているのが好まし
い。

【００１４】また本発明は、前記リブが、Ｓ字状に形成
されているのが好ましい。

【００１５】また本発明は、前記複数のリブが、Ｓ字状
に形成されたリブと逆Ｓ字状に形成されたリブとで構成
され、それらが前記リムと前記ボスとの間に交互に配置
されているのが好ましい。

【００１６】また本発明は、前記リブの両端部が二股に
分かれて形成されているのが好ましい。

【００１７】また本発明は、前記リブが、両端部の間が
二股に分かれ、二股に分かれた部分が前記リブの中央部
において互いに最も離れるように、湾曲した形状に形成
されているのが好ましい。

【００１８】また本発明は、前記リブが、中央部の肉厚
が最も薄く中央部から両端部へ向かうにしたがって肉厚
が厚くなるように、湾曲した形状に形成されているのが
好ましい。

【００１９】また本発明は、前記各リブが、少なくとも
一部に薄肉部を有しているのが好ましい。

【００２０】また本発明は、前記各リブが、複数の薄肉
部を有しているのが好ましい。

【００２１】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を、図を用
いて説明する。図１は本発明による歯車の一実施形態を
示し、(a) は平面図、(b) は(a) に示す歯車のＡ−Ａ断
面図である。本実施形態の歯車は、図１(a)に示すよう
に、外周面で複数の歯部１１と一体化している円筒形の
リム１２と、リム１２と同心円状に位置するボス１３
と、ボス１３よりリム１２へ向けて放射状に延びてい
て、ボス１３の外周面とリム１２の内周面とに接続さ
れ、かつ均等に配置された複数のリブ１５とを有し、こ
れらが一体成形されている。この点においては、本実施
形態の歯車は、図８に示すような従来のこの種の歯車と
構成がほぼ同じである。本発明の歯車が、従来例の歯車
と構成が大きく異なるのは、所定の動力伝達部材を接続
可能な接続軸部がボスと同軸に一体成形されている点、
およびリブが弾性変形可能に接続されている点である。

【００２２】すなわち本実施形態では、歯車本体１０に
は、図１(b)に示すように、セレーション軸として形成
された接続軸部１８がボス１３と同軸に一体成形されて
おり、接続軸部１８に嵌合可能な接続部を備えた、各種
の歯車、プーリーなど各種の動力伝達部材（図示省略）
を接続することができるようになっている。また、歯車
本体１０は、図８に示す従来例の歯車に設けられていた
ウェブ１４を設けないで、図１(a)に示すように、リム
１２とボス１３との間のリブ１５によって仕切られた部
分が中空となるように構成されている。このため、リブ
１５は、リム１２およびボス１３との接続部１５ａ，１
５ｂを介して歯車の回転の開始または停止に伴って所定
量の力を受けたときに、弾性変形し易くなっている。

【００２３】本実施形態の歯車は、例えば、モーターな
どの動力源に取り付けられた駆動側歯車に歯部１１を噛
み合わせるなどして用いられ、前記動力源からの動力に
よって回転させられた歯車本体１０の回転力を、接続軸
部１８に接続された動力伝達部材に伝達することができ
るように構成されている。そして、リブ１５は、接続軸
部１８に動力伝達部材を接続した状態の歯車が回転を開
始するときに、リム１２との接続部１５ａと、ボス１３
との接続部１５ｂとで相対的に逆向きの力を受けて弾性
変形しながら接続軸部１８を介して動力伝達部材に回転
力を伝達し、回転中の歯車が回転を停止するときにも同
様に、弾性変形しながら（尚、このときに接続部１５
ａ，１５ｂが受ける力の向きは、回転を開始するときと
はそれぞれ逆向きになる。）接続軸部１８を介して動力
伝達部材の回転を停止させることができるように、歯車
の回転に伴うトルクの大きさを考慮して、肉厚、幅、長
さ、形状、弾性変形させる度合い、弾性変形させる方
向、本数などが設計されている。

【００２４】本実施形態の歯車は、このように構成した
ので、接続軸部１８に動力伝達部材を接続した状態の歯
部本体１０が回転を開始すると、リブ１５がリム１２と
の接続部１５ａから回転方向の力を受けて、ボス１３と
の接続部１５ｂを介してボス１３に回転力を伝達し、接
続軸部１８を介して動力伝達部材を回転させる。このと
きリブ１５には、リム１２を介して歯車の回転方向に過
度の荷重が掛かるが、リブ１５が弾性変形することによ
り、その過度の荷重が吸収される。

【００２５】他方、回転中の歯車本体１０の回転を停止
させると、リブ１５が、リム１２との接続部１５ａから
回転方向とは逆方向の力を受けて、ボス１３との接続部
１５ｂを介してボス１３に伝達し、接続軸部１８を介し
て動力伝達部材の回転を停止させる。このとき、リブ１
５には、リム１２を介して歯車の回転方向とは逆方向に
過度の荷重が掛かるが、リブ１５が弾性変形することに
より、その過度の荷重が吸収される。なお、歯車本体を
回転させるときに比べて、回転を停止させるときの方
が、リブ１５に掛かる力が大きいため、リブ１５の弾性
変形の度合いは大きくなる。

【００２６】このような本実施形態の歯車によれば、歯
車の回転に伴い発生する過度の衝撃をリブ１５で吸収す
ることができるので、ゴム製の緩衝部材、およびその緩
衝部材に取り付ける円盤状の回転力伝達部材を歯車本体
とは別体に取り付けていた従来の歯車よりも、歯車の回
転時の騒音を低減させることができる。すなわち、上記
従来例のような歯車では、緩衝部材で嵌合部１６を構成
し，回転力伝達部材１７に設けた凸部１６ａとの嵌合部
位における衝撃を吸収することによって騒音の発生を防
止しようとしているが、嵌合部１６と凸部１６ａとは別
体に構成されているため、両者が接触することによって
発生する騒音を低減するには限界があった。これに対し
て、本実施形態の歯車では、衝撃を吸収するために設け
たリブ１５は歯車本体１０と一体に形成されているた
め、上記従来例のような２部材が接触することによって
発生する騒音を抑えることができる。また、本実施形態
の歯車によれば、ボス１３に同軸に接続した接続軸部１
８を介して、動力伝達部材へ歯車の回転力を伝達するこ
とができる。しかも、本実施形態の歯車は、リブ１５、
接続軸部１８を歯車本体１０に一体形成したので、ゴム
製の緩衝部材、およびその緩衝部材に取り付ける円盤状
の回転力伝達部材を歯車本体とは別体に取り付ける必要
がなくなり、その分の材料コストが抑えられ、歯車の製
造作業を格段に簡単化することができる。従って、本実
施形態の歯車によれば、ゴム製緩衝部材および円盤状の
回転力伝達部材を取り付けた従来の歯車よりも優れた性
能を有するだけでなく、歯車の製造に要する材料、部品
点数、製造コストおよび作業負担を格段と減らすことが
できる。

【００２７】図２は本発明による歯車の他の実施形態を
示す平面図である。本実施形態の歯車では、リブ１５
は、両端部が、それぞれリム１２およびボス１３との接
続部１５ａ，１５ｂに近付くにつれて肉厚が厚くなるよ
うな湾曲した形状に形成されている。図１の実施形態の
ように、複数のリブ１５をリム１２とボス１３とに弾性
変形可能に接続すると、歯車の回転開始及びその停止時
にリブ１５に掛かる力は、リム１２およびボス１３との
接続部１５ａ，１５ｂに集中し易い。このため、リブ１
５には、リム１２およびボス１３との接続部１５ａ，１
５ｂが過度の荷重が掛けられたときに破損しない程度の
強度を有していることが必要とされる。本実施形態によ
れば、図２に示すように、リブ１５のリム１２およびボ
ス１３との接続面積が広がる分、その部分に掛かる力が
広範囲に分散されるので、リブ１５の接続部１５ａ，１
５ｂの強度が強化され、歯車に掛けることが可能な荷重
の許容量が広がる。その他の構成および作用、効果は、
図１の実施形態の歯車とほぼ同様である。

【００２８】図３は本発明による歯車のさらに他の実施
形態を示す平面図である。本実施形態の歯車は、Ｓ字状
に形成されたリブ１５が放射状に均等に配置された構成
となっている。このため、本実施形態によれば、リブ１
５が弾性変形し易くなり、歯車の回転および回転の停止
により掛かる過度の荷重を吸収緩和し易くなる。その他
の構成および作用、効果は、図１の実施形態の歯車とほ
ぼ同様である。

【００２９】図４は本発明による歯車のさらに他の実施
形態を示す平面図である。本実施形態の歯車は、Ｓ字状
に形成されたリブ１５と、それとは逆向きのＳ字（即
ち、逆Ｓ字状）に形成されたリブ１５'とが交互に配置
されている。リブ１５の向きを例えば図３の実施形態の
ようにＳ字状に揃えて歯車本体に配置した場合、リブ１
５のリム１２およびボス１３との接続部１５ａ，１５ｂ
は、一方向に傾斜した状態でリム１２およびボス１３に
接続しているため、歯車の回転に伴う過度の荷重を受け
て弾性変形するリブ１５の変形量および変形方向は、歯
車に掛かる力の向きによって大きく異なる。また、歯車
の回転開始と回転停止とにおいて、歯車に掛かる力の向
きは相互に反対になるため、一方向に湾曲した形状のリ
ブを均等に配置した場合には、歯車の回転開始と回転停
止とで過度の荷重を吸収緩和できる程度が異なる。本実
施形態によれば、図４に示すように、互いに向きが異な
るリブ１５，１５'を交互に均等に配置したので、歯車
に掛かる力の向きに影響されることなく、複数のリブ１
５全体の変形の度合いを一定に保つことができる。従っ
て、本実施形態によれば、歯車の回転方向に影響される
ことなく、回転開始と回転停止のいずれの場合において
も、それに伴う過度の荷重をコンスタントに吸収するこ
とができる。その他の構成および作用、効果は、図１の
実施形態の歯車とほぼ同様である。

【００３０】図５は本発明による歯車のさらに他の実施
形態を示し(a)はその一例を示す平面図、(b)は(a)の変
形例を示す平面図である。本実施形態の歯車は、リブ１
５が、両端部で二股に分かれた形状に形成されている。
本実施形態によれば、リブ１５のリム１２およびボス１
３との接続箇所が増える分、その部分に掛かる荷重が広
範囲に分散されるので、リブ１５の接続部１５ａ，１５
ｂの強度が強化され、歯車に掛けることが可能な荷重の
許容量が広がる。その他の構成および作用、効果は、図
１の実施形態の歯車とほぼ同様である。なお、二股に分
かれた部分１５ｃ，１５ｄは図５(a)，図５(b)に示すよ
うに、湾曲した形状、折り曲げた形状のいずれであって
もよい。

【００３１】図６は本発明による歯車のさらに他の実施
形態を示す平面図である。本実施形態の歯車は、リブ１
５が、両端部の間で二股に分かれ、二股に分かれた部分
１５ｃ，１５ｄが、リブ１５の中央部において互いに最
も離れるような湾曲した形状に形成されている。歯車が
回転を開始及び回転を停止するときに過度の荷重が掛か
ることにより、リブ１５は所定方向に引っ張られるが、
本実施形態によれば、リブは二股に分かれた部分１５
ｃ，１５ｄで衝撃を緩和するので、変形量が二分され、
その分強い衝撃にも耐えることができる。その他の構成
および作用、効果は、図１の実施形態の歯車とほぼ同様
である。

【００３２】図７は本発明による歯車のさらに他の実施
形態を示す平面図である。本実施形態の歯車は、リブ１
５が、中央部の肉厚が最も薄肉で、中央部からその両端
部へ向かうにしたがって、肉厚が厚くなるような湾曲形
状に形成されている。本実施形態によれば、リブ１５の
リム１２およびボス１３との接続面積が広がる分、その
部分に掛かる荷重が広範囲に分散されるので、接続部１
５ａ，１５ｂの強度が強化され、歯車に掛けることが可
能な荷重の許容量が広がる。その他の構成および作用、
効果は、図１の実施形態の歯車とほぼ同様である。

【００３３】その他、本発明の歯車において、リブは湾
曲した形状部分を有していても、折り曲げた形状部分を
有して形成されていてもよく、また、捩れた形状に形成
してもよい。またリブは、それぞれ一部に薄肉部を有し
ていてもよい。また、この場合、１つのリブ内におい
て、薄肉部を複数個形成するようにしてそれぞれの薄肉
部で弾性変形し易くなるようにしてもよい。また、リブ
はリムと一体化された歯車の歯幅と同じ幅を有している
必要はなく、さらにリムと面一でなく、段差がつくよう
にして接続されていてもよい。なお、それらの場合、そ
の折り曲げ角度，湾曲の度合い，薄肉部の肉厚、薄肉部
の個数，薄肉部を形成する箇所，リブの幅、歯車の歯幅
方向からみたリブの接続位置なども、歯車の回転に伴う
トルクの大きさを考慮して設計しておけば、上記各実施
形態と同様の効果を奏することができる。

【００３４】さらに，図１〜図７に示す上記各実施形態
では、動力伝達部材との接続軸部１８としてボス１３に
同軸にセレーション軸部を設けたが、動力伝達部材と接
続して歯車の回転力を動力伝達部材に伝達することがで
きれば、例えば、矩形の箱状に形成し、その矩形の箱状
部に嵌合するように形成された軸部を有する動力伝達部
材をこの接続軸部に接続させるようにしてもよい。

【００３５】また、例えば、回転が一方向のみに行われ
る歯車であれば、回転開始時に荷重がかかる弾性変形部
と、回転停止時に荷重がかかる弾性変形部とで、その形
状を変えて衝撃吸収の程度を異ならせてもよい。

【００３６】その他、本発明による歯車のリムの外周面
に形成される歯の種類は特に限定されず、例えば，平
歯、はす歯であってもよい。また、本発明による歯車
は、複数個同時に組み合わされた多段構成の歯車にも適
用可能である。また、本発明による歯車は、歯車の回転
開始および回転停止の際に生じる衝撃力を緩和して、回
転時の騒音を低減させることができるため、回転開始お
よび回転停止が断続的かつ頻繁に行われるような歯車と
して用いれば、騒音を低減させる効果が非常に大きくな
るので、例えば、自動車のパワーウインドウやサンルー
フなどのような断続的な開閉操作を行う開閉物を開閉す
るための動力を伝達するための歯車に最適である。

【００３７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来のゴム製緩衝部材および円盤状の回転力伝達部
材を取り付けた歯車よりも歯車の回転時に発生する騒音
を低減させながら、歯車の製造に要する部品点数、作業
工数および製造コストを大幅に低減させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による歯車の一実施形態を示し、(a) は
平面図、(b) は(a) に示す歯車のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明による歯車の他の実施形態を示す平面図
である。

【図３】本発明による歯車のさらに他の実施形態を示す
平面図である。

【図４】本発明による歯車のさらに他の実施形態を示す
平面図である。

【図５】本発明による歯車のさらに他の実施形態を示
し、(a)はその一例を示す平面図、(b)は(a)の変形例を
示す平面図である。

【図６】本発明による歯車のさらに他の実施形態を示す
平面図である。

【図７】本発明による歯車のさらに他の実施形態を示す
平面図である。

【図８】歯車の従来例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)
に示す歯車のＢ−Ｂ断面図である。

【図９】従来の歯車に用いられる円盤状の回転力伝達部
材の一例を示し、(a)は平面図、(b)は(a)に示す歯車の
Ｃ−Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１１ 歯部 １２ リム １３ ボス １４ ウェブ １５ リブ １５ａ，１５ｂ 接続部 １５ｃ，１５ｄ 二股に分かれた部分 １６ 嵌合部 １６ａ 切り欠き部（凹部） １７ 円盤状の回転力伝達部材 １７ａ 凸部 １７ｂ 軸部 １８ 接続軸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周面で複数の歯部と一体化しているリム
   と、前記リムの内側に同心円状に配置されたボスとを、
   前記リムと前記ボスとの間に放射状に配置された弾性変
   形可能な複数のリブにより連結したことを特徴とする歯
   車。