JP2001263453A - シザーズギヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バックラッシュを除去して振動・騒音を抑える
と共に、各アーム部が半径方向へ高い剛性を保持しつ
つ、回転方向の剛性を抑えて適正な撓みを有し、回転ム
ラ・ギヤノイズ・歯面の磨耗損傷等を無くせるシザーズ
ギヤの提供。 【解決手段】ほぼ同径で同歯数の２枚の歯車の内の一方
の歯車１を、薄板製で、外周に歯部５をもつリム部４と
中心のボス部６との間に、弾性変形可能な細帯状の複数
本のアーム部７で連結したものとし、他方の歯車の歯部
８との間で周方向へ僅かに偏位を与えるように付勢して
同一の軸上に軸装するシザーズギヤにおいて、上記各ア
ーム部７を、その長手方向の中心線の周りにひねり部９
をもつように形成する。アーム部７は半径方向へ直線状
のものや周方向へ湾曲状のものがある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックラッシュを
除去する歯車、特にシザーズギヤ（弾性ギヤ，サブギヤ
ともいう）に係るものであり、シンプルな構成ながら半
径方向への高い剛性を保持し、かつ周方向（回転方向）
に適正な撓みを得られるようにして、バックラッシュを
無くし、運転時の振動・騒音（ギヤノイズ）を解消する
ことを特徴とする。

【０００２】

【従来の技術】バックラッシュ除去歯車の内で、シザー
ズギヤについては従来より各種のものが考案されてい
る。例えば、実開昭４９−１３０３６１号公報、実開昭
５０−１１８３７７号公報、特開昭５４−９６６５５号
公報、実開昭６２−１０３２３８号公報、特開平８−２
３３０７１号公報、特開平９−８９０８４号公報等に記
載のものがある。

【０００３】これらの構造は、ほぼ同径で同歯数の２枚
の歯車の内の一方の歯車を、外周に歯部をもつリム部と
中心のボス部の間に弾性変形可能な帯状のアーム部で連
結した構造として、該２枚の歯車の外周の歯部間に回転
位相差を与えるように、換言すれば周方向へ僅かに偏位
を与えるように付勢して同軸上に軸装し、相手方の歯車
と噛合させるようにしたものである。

【０００４】このシザーズギヤは、相手方の歯車の歯部
を挟み込むように噛合するので、この状態で回転駆動さ
せた場合にバックラッシュが解消されることになり、騒
音や振動が減少することになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のシザーズギ
ヤでは、歯部をもつ外周のリム部と中心のボス部とを連
結する帯状のアーム部が、薄板で帯状のものを放射状に
直線的に形成されていたり（例えば上記特開昭５４−９
６６５５公報の図１、特開平９−８９０８４号公報の図
１等参照）、または周方向へ湾曲状に形成されている
（例えば上記実開昭４９−１３０３６１号公報の第２
図、特開平８−２３３０７１号公報の図１ａ、特開平９
−８９０８４号公報の図３等参照）。

【０００６】ところで、上記アーム部は半径方向へ高い
剛性を有する必要があり、それが不足すると外周の歯部
の位置が半径方向へ変わることになって、噛み合った相
手の歯車との間で回転のムラを生じ、振動・騒音が発生
したり、回転ムラによる付加的な力が加わって、歯面の
磨耗・損傷が生じたりすることがあった。

【０００７】しかし上記アーム部の半径方向の剛性を保
持しようとすると、周方向へ相当量の横幅が必要となる
ので、今度は周方向の剛性が高くなり過ぎてしまい、シ
ザーズギヤとしての機能を損なうことになる、という問
題点があった。

【０００８】本発明は、従来のシザーズギヤがもつ上記
問題点の解消を課題としたものである。即ちその目的と
するところは、シンプルな構成ながら、アーム部を半径
方向へは高い剛性を保持しつつ、周方向の剛性を抑えて
適正な撓みをもつようにし、バックラッシュを除去し
て、振動・騒音を抑えたシザーズギヤを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るシザーズギ
ヤは、ほぼ同径で同歯数の２枚の歯車１，２の内の一方
の歯車１が、薄板製で、外周に歯部５をもつリム部４と
中心のボス部６との間を、弾性変形可能な細帯状の複数
本のアーム部７で連結され、他方の歯車２の歯部８との
間で周方向へ僅かに偏位を与えるように付勢して、同一
の軸１０上に軸装されるものであり、上記各アーム部７
を、その長手方向の中心線の周りにひねり部９をもつ形
状に形成したものである。

【００１０】上記各アーム部７は、半径方向へは直線状
であるものや、周方向へは湾曲状であるものがある。

【００１１】

【発明の実施の形態】上記構成シザーズギヤにおいて、
２枚の歯車１，２の内の一方の歯車１は、弾性変形可能
な薄板製のものであり、金属薄板製とすることが望まし
いが、小形のギヤの場合は例えばナイロン，ポリエステ
ルエラストマーのような合成樹脂製としてもよい。製作
は、金属製のものでは例えばプレス成形、合成樹脂製の
ものでは例えば射出成形により形成すればよい。

【００１２】各アーム部７は細帯状のもので、弾性変形
して撓み得る可撓性を有するものであるが、上記のよう
に、半径方向へ直線状のものや、周方向へ湾曲状のもの
等があり、いずれの場合もひねり部９をもつ形状に形成
してある（例えば図１，図３，図４，図５参照）。

【００１３】上記のひねり部９は、アーム部７をその長
手方向の中心線の周りに９０度程度を捻じってひねり部
９を形成してある。このひねり部９を形成したことによ
り、各アーム部７は半径方向の幅が減少するから、周方
向の剛性を低減して適切な可撓性・弾力性を有すること
になるが、半径方向の剛性はそのまま保持したものにな
っている。

【００１４】図において、１１は他方の歯車２のボス
部、１２はスナップリング、１３は相手方の歯車の歯部
を示す。

【００１５】上記本発明に係るシザーズギヤの使用状態
は、次のようになる。まずこのシザーズギヤは、従来の
この種のギヤと同様に、弾性変形可能な薄板製の一方の
歯車１と、他方の歯車２とを同一の軸１０に軸装して用
いる。この軸装手段は、従来のものと同様に、例えばキ
ーとキー溝、スプライン等（図示略）で嵌合させ軸支し
た状態で、例えばスナップリング１２を用いて掛止させ
るのがよい（例えば上記図２参照）が、それに限らな
い。

【００１６】上記の軸装時には、他方の歯車２の歯部８
を相手方の歯車３の歯部１３とを噛合させた際に、この
薄板製の一方の歯車１の歯部５が、他方の歯車２の歯部
８との間で相手方の歯車３の歯部１３を挟み込み得るよ
うに、他方の歯車２の歯部８に対して周方向へ僅かに偏
位を与えるように付勢した状態で、軸装しておく。

【００１７】上記の如く一方の歯車１の歯部５を、他方
の歯車２の歯部８に対して周方向へ僅かに偏位を与えて
軸装することで、両歯車１，２の歯部５，８間で共通す
る谷部分が実質的に狭くなっている。そこでこの谷部分
を広げるように、相手方の歯車３の歯部１３を押し込ん
で、噛合させておく（例えば上記図１参照）。

【００１８】これで、一方の歯車１のリム部４が上記と
は逆に、偏位が解消される周方向へ付勢されるから、ア
ーム部７が弾性変形して弾性力をもち、他方の歯車２の
歯部８との間で相手方の歯車３の歯部１３を挟み込む。
そのため、噛合した歯車２，３間でのバックラッシが除
去されることになり、回転駆動して動力伝達を行って
も、バックラッシの影響を受けずに高精度に追従し、振
動や騒音を発生することが無くなる。

【００１９】上記の如くシザーズギヤとして機能する場
合に、一方の歯車１の外周のリム部４と中央のボス部６
間を連結する各アーム部７は、半径方向へは高い剛性を
有しながら、周方向への適切な撓みを有し弾力性が得ら
れることが必要である。

【００２０】なぜなら、周方向への剛性が高くなり過ぎ
ると、撓みが無くなって弾力性を得られず、シザーズギ
ヤとして機能しなくなるし、逆に半径方向への剛性が低
くなると、回転時に歯部５の半径方向の位置が変わって
しまい、相手方歯車３との噛合で回転ムラを生じ、ギヤ
ノイズの発生や回転ムラによる付加的な力により、歯面
の磨耗損傷を生じ易くなるからである。

【００２１】この点に関して本発明に係るシザーズギヤ
では、上記の如く、外周のリム部４と中央のボス部６間
を連結した各アーム部７を、その長手方向の中心線の周
りに捻じってひねり部９をもった形状に形成してある
（例えば図１，図３，図４，図５参照）。

【００２２】このひねり部９により、各アーム部７は半
径方向の幅が減ることで、周方向への適切な撓みを有し
て弾力性を得ると同時に、半径方向へは高い剛性を保持
したままとなっている。そのため、このシザーズギヤ
は、バックラッシュを除去することは勿論のこと、上記
のような回転ムラ・ギヤノイズ・歯面の磨耗損傷等も生
じないものになる。

【００２３】

【実施例】図１ないし図５は、本発明に係るシザーズギ
ヤの実施例を示すものである。このシザーズギヤも、従
来のものと同様に、同径で同歯数の２枚の歯車１，２の
内の一方の歯車１が、薄板製で、外周に歯部５をもつリ
ム部４と中心のボス部６との間を、弾性変形可能な細帯
状の複数本のアーム部７で連結し、他方の歯車２の歯部
８との間で周方向へ僅かに偏位を与えるように付勢し
て、同一の軸１０上に軸装するものである点は、従来の
ものと変わるところはない。

【００２４】即ち、上記２枚の歯車１，２の内の一方の
歯車２は、弾性変形可能な薄板製のものであり、ここで
は金属薄板製としてあり、外周に歯部５をもつリム部４
と中心のボス部６との間を、弾性変形可能な細帯状の複
数本のアーム部７で連結してある。上記各アーム部７
は、ここでは図１ないし図４で示す如く、半径方向へ直
線状のものにしてあり、プレス成形によるものである。

【００２５】そして、一方の歯車１は上記の如く薄板製
で細帯状のものであるが、本発明のシザーズギヤの特徴
は、上記図１ないし図４からも明らかな如く、リム部４
とボス部６間の各アーム部７を、単に平板状のものとは
せず、各アーム部７がひねり部９をもつ形状に形成して
ある。

【００２６】上記各アーム部７のひねり部９は、各アー
ム部７のリム部４近傍からボス部６近傍にかけての部分
を、その長手方向の中心線の周りに約９０度に近い角度
で捩じって形成してある。このひねり部９を形成したこ
とにより、各アーム部７は半径方向への幅が減少するか
ら、周方向への剛性が低減して可撓性・弾力性を有する
が、半径方向の剛性はそのまま保持したものになってい
る。

【００２７】上記シザーズギヤを同一の軸１０上に軸装
するには、ここでは軸１０の外周と２枚の各歯車１，２
の各ボス部６，１１の内周に、図示は省略したがスプラ
インを形成してスプライン嵌合させ、スナップリング１
２で掛止させてある。

【００２８】上記の軸装時に、弾性変形可能なアーム部
７をもつ薄板製の一方の歯車１を、その歯部５が他方の
歯車２との間で周方向へ僅かに偏位を与えるように付勢
して軸１０に設けておく。これにより上記図１で示す如
く、両歯車１，２の歯部５，８間で、相手方の歯車３の
歯部１３を挟み込んで噛合状態になる。

【００２９】なお、上記の図１ないし図４で示したもの
は、薄板製の一方の歯車１の各アーム部７を、半径方向
へ直線状としたものであるが、それに限らない。例えば
図５で示すように、各アーム部７を周方向へ湾曲状とし
たものでもよく、この場合も各アーム部７は、その長手
方向の中心線の周りに約９０度だけ捩じってひねり部７
を形成してある。このひねり部９により、各アーム部７
は半径方向の幅が減って周方向への適切な撓みと弾力性
を有するが、半径方向へは高い剛性を保持したままであ
ることは、上記と同様である。

【００３０】

【発明の効果】以上で明らかな如く、本発明に係るシザ
ーズギヤは、バックラッシュを除去して振動・騒音を抑
えることができることは勿論のこと、各アーム部が半径
方向へ高い剛性を保持しつつ、周方向への剛性を抑えて
適正な撓みと弾力性を有し、回転ムラ・ギヤノイズ・歯
面の磨耗損傷等の発生を無くすことができる。

【００３１】即ち、本発明に係るシザーズギヤは、相手
方の歯車と噛合させた場合に、従来のこの種のギヤと同
様に、薄板状の一方の歯車のアーム部が弾性変形して、
他方の歯車の歯部との間で相手方の歯車の歯部を挟み込
んで、バックラッシを除去できる。そのため、噛合する
両歯車同士はバックラッシの影響を受けずに高精度に追
従し、振動や騒音の発生を防止することができる。

【００３２】それに加えて本発明に係るシザーズギヤで
は、一方の薄板製の歯車の細帯状の各アーム部を、長手
方向の中心線の周りに９０度程度の角度で捻じったひね
り部をもつ形状にしてある。これで各アーム部は、半径
方向への幅が減り、周方向へ適切な撓みを有し弾力性を
得ることができるが、半径方向へ高い剛性を保持したま
まのものになる。

【００３３】そのため、このシザーズギヤは上記のバッ
クラッシュ除去機能を十分に有することは勿論のこと、
従来のものと異なり、半径方向への高い剛性によって、
各歯部の半径方向の位置が変わらないから、相手方歯車
との噛合で回転ムラが生じたりせず、ギヤノイズの発生
が無くなり、かつ付加的な力で歯面に磨耗損傷が生じる
ことも無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシザーズギヤの実施例を用いて、
相手方歯車と噛合した状態を示す一部省略正面図であ
る。

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。

【図３】本発明に係るシザーズギヤの実施例で、アーム
部が半径方向へ直線状のものを示す正面図である。

【図４】図３で示したものの一部の斜視図である。

【図５】本発明に係るシザーズギヤの他の実施例で、ア
ーム部が周方向へ湾曲したものを示す一部省略正面図で
ある。

【符号の説明】

１−一方の歯車 ２−他方の歯車 ３−相手方の歯車 ４−リム部 ５−歯部 ６−ボス部 ７−アーム部 ８−歯部 ９−ひねり部 １０−軸 １１−ボス部 １２−スナップリング １３−歯部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ同径で同歯数の２枚の歯車１，２の内
   の一方の歯車１を、薄板製で、外周に歯部５をもつリム
   部４と中心のボス部６との間に、弾性変形可能な細帯状
   の複数本のアーム部７を形成して連結したものとし、 他方の歯車２の歯部８との間で周方向へ僅かに偏位を与
   えるように付勢して、同一の軸１０上に軸装してなるシ
   ザーズギヤにおいて、 上記各アーム部７を、その長手方向の中心線の周りにひ
   ねり部９をもつ形状に形成したことを特徴とする、シザ
   ーズギヤ。
2. 【請求項２】各アーム部７が、半径方向へ直線状であ
   る、請求項１に記載のシザーズギヤ。
3. 【請求項３】各アーム部７が、周方向へ湾曲状である、
   請求項１に記載のシザーズギヤ。