JP2008101699A

JP2008101699A - 一対の樹脂製やまば歯車

Info

Publication number: JP2008101699A
Application number: JP2006284840A
Authority: JP
Inventors: Toru Hagiwara; 徹萩原
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】回転数の多い方の樹脂製やまば歯車の歯の強度を効果的に高め、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車の寿命を近づけることを目的とする。
【解決手段】噛み合う一方の樹脂製やまば歯車２の歯数が他方の樹脂製やまば歯車３の歯数よりも少なくなるように構成されている一対の樹脂製やまば歯車１に関するものである。この発明において、一方の樹脂製やまば歯車２は、山形形状の歯４の歯元側頂部１１と隣の歯４の歯元側谷部１０とが歯幅方向中央部において補強用リブ１２で接続されている。他方の樹脂製やまば歯車３は、動力伝達時において、一方の樹脂製やまば歯車２の補強用リブ１２と歯５とが干渉しないように、歯５の歯幅方向中央部であって且つ歯５の歯先側に、回転方向に沿った補強用リブ逃がし溝２２が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達用のギヤトレインの一部を構成する一対の樹脂製やまば歯車に関するものである。

従来から、動力伝達用のギヤトレインの一部には、動力伝達時における作動音を静粛化すると共に振動を抑えるために、一対の噛み合う樹脂製やまば歯車が使用されている（特許文献１参照）。
特開２００５−６９４５８号公報

しかしながら、一対の噛み合う樹脂製やまば歯車は、山形形状の歯の全歯幅方向中央に位置する頂部の歯元において、頂部近傍を除く歯の歯元応力よりも大きな応力が作用するため、この応力差に起因して最初に寿命に達する。そのため、機構設計を担当する技術者から、樹脂製やまば歯車の全歯幅方向中央に位置する頂部の歯元の応力値を低減でき、樹脂製やまば歯車の歯の強度を増すことができる技術の提供が望まれていた。

とりわけ、一対の樹脂製やまば歯車において、一方の樹脂製やまば歯車と他方の樹脂製やまば歯車とで回転数が異なるような場合（減速又は増速する場合）には、回転数の多い樹脂製やまば歯車の方が回転数の少ない樹脂製やまば歯車よりも早期に寿命に達することになる。そのため、機構設計を担当する技術者から、回転数の多い樹脂製やまば歯車の歯を補強し、回転数の多い樹脂製やまば歯車と回転数の少ない樹脂製やまば歯車の寿命を近づけることが求められていた。

そこで、本発明は、樹脂製やまば歯車の歯の強度を効果的に高めることができる技術を提供すること、及び回転数の多い方の樹脂製やまば歯車の歯の強度を効果的に高め、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車の寿命を近づけることができる技術を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、ねじれが反対のはすば歯車を歯幅方向中央部で貼り合わせたような山形形状の歯を多数有する一対の樹脂製やまば歯車であって、噛み合う一方の樹脂製やまば歯車の歯数が他方の樹脂製やまば歯車の歯数よりも少なくなるように構成されている一対の樹脂製やまば歯車に関するものである。この発明において、前記一方の樹脂製やまば歯車は、山形形状の歯の歯元側頂部と隣の歯の歯元側谷部とが歯底から突出するように形成された補強用リブによって歯幅方向中央部で接続されている。また、前記他方の樹脂製やまば歯車は、動力伝達時において、前記一方の樹脂製やまば歯車の前記補強用リブと前記歯とが干渉しないように、前記歯の歯幅方向中央部であって且つ前記歯の歯先側に、回転方向に沿った補強用リブ逃がし溝が形成されている。

請求項２の発明は、ねじれが反対のはすば歯車を歯幅方向中央部で貼り合わせたような山形形状の歯を多数有する一方の樹脂製やまば歯車と、この一方の樹脂製やまば歯車の前記歯と噛み合う多数の歯を有する他方の樹脂製やまば歯車と、からなる一対の樹脂製やまば歯車に関するものである。この発明において、前記一方及び他方の樹脂製やまば歯車は、山形形状の歯の歯元側頂部と隣の歯の歯元側谷部とが歯底から突出するように形成された補強用リブによって歯幅方向中央部で接続されている。また、前記一方及び他方の樹脂製やまば歯車は、動力伝達時において、噛み合う相手側の前記補強用リブと前記歯とが干渉しないように、前記歯の歯幅方向中央部であって且つ前記歯の歯先側に、回転方向に沿った補強用リブ逃がし溝が形成された、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車のうち、回転数の多い方の樹脂製やまば歯車の歯の強度を、隣り合う歯の歯元側の歯幅方向中央部で接続する補強用リブによって効果的に高めることができる。その結果、本発明は、一対の樹脂製やまば歯車を構成する両樹脂製やまば歯車（一方の樹脂製やまば歯車と他方の樹脂製やまば歯車）の寿命を近づけることができる。

請求項２の発明によれば、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車の歯のうちで、最も大きな応力が作用する歯幅方向中央部の歯元側を補強用リブによって補強することができ、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車の歯の強度を効果的に高めることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。

図１は、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車１を示すものである。この図１に示す一対の樹脂製やまば歯車１は、共に同一の樹脂材料（ポリアセタール，ポリアミド，ポリカーボネート，ＡＢＳ樹脂等）を使用して射出成形されたものであり、小径で歯数の少ない第１やまば歯車（一方の樹脂製やまば歯車）２と、この第１やまば歯車２よりも大径で歯数の多い第２やまば歯車（他方の樹脂製やまば歯車）３とで構成されている。これら第１やまば歯車２及び第２やまば歯車３の歯４，５は、歯のねじれ方向が反対のはすば歯車を貼り合わせたような山形形状（図２の平面形状が略Ｖ字形状）をしている。なお、この一対の樹脂製やまば歯車１は、第１やまば歯車２の歯数をＺ_１とし、第２やまば歯車３の歯数をＺ_２とすると、第１やまば歯車２から第２やまば歯車３へと動力が伝達される際の減速比がＺ_２／Ｚ_１となり、増速比がＺ_１／Ｚ_２となる。

図１に示す第１やまば歯車２は、ウェブ６の中央部に軸穴７が形成され、ウェブ６の外周側に複数の歯４が形成されている。そして、この第１やまば歯車２は、図２に示すように、全歯幅の中央部（歯幅方向中央部）で、且つ、隣り合う歯４，４（一方の歯４と他方の歯４）の間の歯底８において、一方の歯４の歯元側谷部（歯元側背面部）１０と他方の歯４の歯元側頂部（歯元側表面部）１１を周方向（回転方向又は回転方向と逆の方向）に沿って接続する補強用リブ１２が径方向外方へ向かって突出するように形成されている。

なお、補強用リブ１２は、図２（ｃ）に示す断面形状に限定されず、図２（ｄ）に示す断面形状（半円形形状の断面形状）、図２（ｅ）に示す断面形状（矩形形状の上部が丸められた断面形状）、図２（ｆ）に示す断面形状（裾部分が滑らかに広がる山形断面形状）等に形成してもよい。そして、この補強用リブ１２は、応力集中を防止するため、歯面１３，１４及び歯底８に滑らかな曲面で接続されている（図２（ｂ）参照）。また、図２（ｃ）に示す補強用リブ１２は、各コーナー部がＲ面取りされているのが好ましい。

以上のような第１やまば歯車２は、例えば、モータの出力軸に固定されるピニオンギヤとして使用され、減速装置の一部を構成するか、又は、被動側ギヤとして使用され、増速装置の一部を構成する。

図１に示す第２やまば歯車３は、中心部に軸穴１５が形成されたボス部１６と、このボス部１６の外周側で且つ幅方向中央部（軸芯ＣＬ２に沿った方向の中央部）から径方向外方へ向かって広がる円板状のウェブ１７と、このウェブ１７の外周に形成された円筒状のリム１８とを備え、このリム１８の外周側に第１やまば歯車２の歯４と噛み合う複数の歯５が形成されている。そして、この第２やまば歯車３は、図３に示すように、全歯幅の中央部で、且つ、歯５の歯先側において、歯５の頂部２０側から谷部２１側まで延びる補強用リブ逃がし溝２２が周方向（回転方向）に沿って形成されており、第１やまば歯車２と噛み合って回転する際（動力伝達時）に、第１やまば歯車２の補強用リブ１２と各歯５とが干渉しないようになっている（図２（ｃ）参照）。なお、図３（ｃ）〜（ｆ）の補強用リブ逃がし溝２２は、それぞれ図２（ｃ）〜（ｆ）の補強用リブ１２に対応する断面形状に形成されている。また、図３（ｃ）〜（ｆ）に示す各補強用リブ逃がし溝２２は、応力集中が生じないように、溝底のコーナー部や溝端部に面取り（Ｒ面取り、Ｃ面取り）等を施してある。

このような形状の第２やまば歯車３は、第１やまば歯車２と対で使用され、減速装置又は増速装置の一部を構成する。

以上のように、本実施形態によれば、第２やまば歯車３よりも回転数が多い第１やまば歯車２の強度を補強用リブ１２によって高くすることができるため、第１やまば歯車２の寿命を第２やまば歯車３の寿命に近づけることができる。

なお、第１やまば歯車２の歯４の強度を高くするには、歯４の歯元側の歯厚を全歯幅方向の全域にわたって大きくすることも考えられる。しかし、このようにすると、一対の樹脂製やまば歯車の噛み合い率が低下しすぎてしまい、作動音を静粛化し且つ振動を抑制するという一対の樹脂製やまば歯車本来の機能が損なわれてしまう。

これに対し、本実施形態の一対の樹脂製やまば歯車１によれば、応力集中しやすい歯４の歯元側頂部１１と隣りの歯４の歯元側谷部１０とが全歯幅の中央部（全歯幅の一部分である中央部）において補強用リブ１２で接続されるようになっているため、噛み合い率の低下を抑えて、歯４の強度を効率的に高めることができる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に係る一対の樹脂製やまば歯車１に限定されるものではなく、第１及び第２やまば歯車２，３の歯４，５の歯幅方向中央部の歯元側をそれぞれ補強用リブ１２で補強し、且つ、第１及び第２やまば歯車２，３の歯４，５の歯幅方向中央部の歯先側には噛み合う相手側の補強用リブ１２と干渉しないように補強用リブ逃がし溝２２を形成してもよい。

このような変形例によれば、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車１の歯４，５のうちで、最も大きな応力が作用する歯幅方向中央部の歯元側を補強用リブ１２によって効率的に補強することにより、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車１の歯４，５の強度を効果的に高めることができ、一対の樹脂製やまば歯車１の寿命を長くすることができる。なお、本変形例は、第１及び第２やまば歯車２，３の歯数が同じ場合に、第１及び第２やまば歯車２，３の歯４，５の強度を均等に増加させることができる。

本発明の実施形態に係る一対の樹脂製やまば歯車を示す図である。本発明の実施形態に係る一対の樹脂製やまば歯車のうち、第１やまば歯車を示す図である。このうち（ａ）が第１やまば歯車を模式的に示す部分的平面図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図、（ｃ）が（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図、（ｄ）が補強用リブの第１変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）、（ｅ）が補強リブの第２変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）、（ｆ）が補強リブの第３変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）である。本発明の実施形態に係る一対の樹脂製やまば歯車のうち、第２やまば歯車を示す図である。このうち（ａ）が第２やまば歯車を模式的に示す部分的平面図、（ｂ）が（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図、（ｃ）が（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図、（ｄ）が補強用リブ逃がし溝の第１変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）、（ｅ）が補強リブ逃がし溝の第２変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）、（ｆ）が補強リブ逃がし溝の第３変形例を示す断面図（（ｃ）に対応する断面図）である。

符号の説明

１……一対の樹脂製やまば歯車、２……第１やまば歯車（一方の樹脂製やまば歯車）、３……第２やまば歯車（他方の樹脂製やまば歯車）、４，５……歯、１０……歯元側谷部（歯元側背面部）、１１……歯元側頂部（歯元側表面部）、１２……補強用リブ、２２……補強用リブ逃がし溝

Claims

ねじれが反対のはすば歯車を歯幅方向中央部で貼り合わせたような山形形状の歯を多数有する一対の樹脂製やまば歯車であって、噛み合う一方の樹脂製やまば歯車の歯数が他方の樹脂製やまば歯車の歯数よりも少なくなるように構成されている一対の樹脂製やまば歯車において、
前記一方の樹脂製やまば歯車は、山形形状の歯の歯元側頂部と隣の歯の歯元側谷部とが歯底から突出するように形成された補強用リブによって歯幅方向中央部で接続され、
前記他方の樹脂製やまば歯車は、動力伝達時において、前記一方の樹脂製やまば歯車の前記補強用リブと前記歯とが干渉しないように、前記歯の歯幅方向中央部であって且つ前記歯の歯先側に、回転方向に沿った補強用リブ逃がし溝が形成された、
ことを特徴とする一対の樹脂製やまば歯車。
ねじれが反対のはすば歯車を歯幅方向中央部で貼り合わせたような山形形状の歯を多数有する一方の樹脂製やまば歯車と、この一方の樹脂製やまば歯車の前記歯と噛み合う多数の歯を有する他方の樹脂製やまば歯車と、からなる一対の樹脂製やまば歯車において、
前記一方及び他方の樹脂製やまば歯車は、山形形状の歯の歯元側頂部と隣の歯の歯元側谷部とが歯底から突出するように形成された補強用リブによって歯幅方向中央部で接続され、
また、前記一方及び他方の樹脂製やまば歯車は、動力伝達時において、噛み合う相手側の前記補強用リブと前記歯とが干渉しないように、前記歯の歯幅方向中央部であって且つ前記歯の歯先側に、回転方向に沿った補強用リブ逃がし溝が形成された、
ことを特徴とする一対の樹脂製やまば歯車。