JP2009074666A - 歯車装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フェースギヤの歯面の潤滑剤の枯渇を防止して、長期にわたって潤滑を行う。
【解決手段】フェースギヤ１０を平歯車によって回転させる。フェースギヤ１０の歯１２の歯面２１における径方向外方側への延長面を仮想延長面Ｈとして、仮想延長面Ｈの中側に潤滑剤保持部１３を設ける。潤滑剤保持部１３は、径方向外方側端面２３をほぼ台形状に径方向外方に突出させたような形状を有していて、貯留面１３ｂと径方向外方側端面２３とによって段状に構成されている。相手歯車の歯面のうち、接触時に歯面２１の径方向外方側端縁２１ａからはみ出した部分をはみ出し部とすると、貯留された潤滑剤は、はみ出し部に接触し、これを介して、長期にあたって歯面間に供給される。
【選択図】図４

Description

本発明は、各種自動車部品、産業機械、精密機械等の動力伝達装置等に使用される歯車装置に関する。

従来から、自動車の各種部品や産業機械等の動力伝達装置には、樹脂歯車が広く使用されている。その主な理由として、金属歯車と比較して、軽量であり、自己潤滑性があり、作動音が静かである、等の利点が挙げられている。

樹脂歯車において、高い減速比を得ようとした場合、金属歯車と同様、一般に、ウォームギヤとウォームホイールの組み合わせが用いられるが、近時、主に伝達効率を向上させるという観点から、この組み合わせに代えて、フェースギヤと平歯車（又は、はすば歯車）との組み合わせが使用されている。ところで、樹脂歯車は、上述のように自己潤滑性があるが、さらに外的に潤滑剤（例えば、グリス）を供給した場合には、さらなる長寿命化が可能であるといわれている。

ところが、潤滑剤を樹脂歯車に供給する場合、潤滑剤を単に、歯面に塗布しただけの場合、潤滑剤は、２つの歯面の接触部分の移動によって押し出されるようにして同方向に移動されるため、長期にわたる効果を期待することができない。なお、この点は、金属歯車についても同様である。

特許文献１では、金属製のフェースギヤの歯面に複数の段差を設け、ここに潤滑剤を保持するようにしている。これにより、潤滑剤の保持力を高め、長期にわたる潤滑剤の供給を可能にしている。
特開２００２−２３３２７６号公報

しかしながら、上述の特許文献１によると、フェースギヤの歯面に段差を設けることにより、潤滑剤の保持力は向上するものの、段差が形成された歯面に相手歯車の歯面が摺擦されるため、騒音が増加し、歯面の摩耗が促進されて寿命が低下するという問題があった。すなわち、騒音を低下させ、摩耗を抑制して長寿命化を達成することができる潤滑剤の保持力を高めるための構成自体が、一般に、騒音が増加し、歯面の摩耗を促進させて寿命を低下させる構成となっている。なお、上述のように、特許文献１は、金属歯車についての発明であるが、金属歯車についての特許文献１の問題点は、そのまま、樹脂製の歯車についても当てはまる問題である。

そこで、本発明は、騒音の増加や摩耗の増長を招くことのない構成でありながら、潤滑剤の保持力を高めて、潤滑剤による騒音の低下や摩耗の抑制を長期にわたって実現することができる歯車装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、フェースギヤと、前記フェースギヤと噛み合う相手歯車とからなる歯車装置であって、前記フェースギヤは、ウェブと、前記ウェブの径方向外側に形成された背面部と、歯先面、一方の歯面、及び他方の歯面を有し、前記背面部の一方の側面において周方向に沿って複数形成された歯と、前記背面部と一体に形成されるとともに、前記歯の径方向外方側端面よりも径方向外側に配置された潤滑剤保持部と、を備え、前記潤滑剤保持部は、前記歯の一方の歯面を径方向外方に延長して形成される一方の仮想延長面と、前記歯の他方の歯面を径方向外方に延長して形成される他方の仮想延長面との間の領域であって、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面を除く領域に配置され、前記相手歯車は、前記フェースギヤと噛み合う際、前記相手歯車の軸方向における両側面のうち、前記フェースギヤの前記歯の径方向外方側端面側の側面が、、前記フェースギヤの歯面における径方向外方側端縁よりも径方向外方側に位置する、ことを特徴としている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、前記歯の歯先面の歯たけと同じ高さに形成された潤滑剤保持部歯先面と、前記一方の仮想延長面に対向して配置される一方の面と、前記他方の仮想延長面に対向して配置される他方の面とを備え、前記潤滑剤保持部歯先面の歯厚方向における厚さは、前記歯の前記径方向外方側端面における前記歯先面の歯厚方向における厚さよりも薄くなる、ことを特徴としている。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、その径方向内方側端面が前記歯の前記径方向外方側端面に接続され、前記潤滑剤保持部歯先面は、前記歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成され、前記一方の面及び前記他方の面は、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面から歯厚方向中側に所定距離、離間した位置に形成された、ことを特徴としている。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、径方向外方側ほど歯たけ方向における断面の断面積が増加するように形成されている、ことを特徴としている。

請求項５に係る発明は、請求項３又は４に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部の前記径方向外方側端面には、前記潤滑剤保持部の前記径方向外方側端面よりも前記歯厚方向の厚さが厚く形成された潤滑剤止め部が形成された、ことを特徴としている。

請求項６に係る発明は、請求項１に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、前記潤滑剤保持部の径方向内方側端面が、前記歯の前記径方向外方側端面に対向するように形成された壁面部である、ことを特徴としている。

請求項７に係る発明は、請求項１乃至６に係る歯車装置において、前記歯の径方向内方側端面には、前記歯の歯たけよりも高く、且つ、円環状に形成された潤滑剤流出防止壁を備えた、ことを特徴としている。

請求項８に係る発明は、フェースギヤと、前記フェースギヤと噛み合う相手歯車とからなる歯車装置であって、前記フェースギヤは、ウェブと、前記ウェブの径方向外側に形成された背面部と、歯先面、一方の歯面、及び他方の歯面を有し、前記背面部の一方の側面において周方向に沿って複数形成された歯と、前記背面部と一体に形成されるとともに、前記歯の径方向内方側端面よりも径方向内側に配置された潤滑剤保持部と、を備え、前記潤滑剤保持部は、前記歯の一方の歯面を径方向内方に延長して形成される一方の仮想延長面と、前記歯の他方の歯面を径方向内方に延長して形成される他方の仮想延長面との間の領域であって、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面を除く領域に配置され、前記相手歯車は、前記フェースギヤと噛み合う際、前記相手歯車の軸方向における両側面のうち、前記フェースギヤの前記歯の径方向内方側端面側の側面が、、前記フェースギヤの歯面における径方向内方側端縁よりも径方向内方側に位置する、ことを特徴としている。

請求項９に係る発明は、請求項８に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、前記歯の歯先側となる位置に形成された潤滑剤保持部歯先面と、前記一方の仮想延長面に対向して配置される一方の面と、前記他方の仮想延長面に対向して配置される他方の面とを備え、前記潤滑剤保持部は、その径方向外方側端面が前記歯の前記径方向内方側端面に接続され、前記潤滑剤保持部歯先面は、前記歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成され、前記一方の面及び前記他方の面は、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面から歯厚方向中側に所定距離、離間した位置に形成された、ことを特徴としている。

請求項１０に係る発明は、請求項８に係る歯車装置において、前記潤滑剤保持部は、前記潤滑剤保持部の径方向外方側端面が、前記歯の前記径方向内方側端面に対向するように形成された壁面部である、ことを特徴としている。

請求項１１に係る発明は、請求項１乃至１０のいずれか１項に係る歯車装置において、射出成形によって形成される、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、相手歯車が駆動歯車で、フェースギヤが被動歯車となる構成を規定していて、両歯車の歯面の接触部分は、径方向外方側端縁から径方向内方側端縁に向けて移動する。また、潤滑剤保持部は、背面部と一体に形成されるとともに、歯の径方向外方側端面よりも径方向外側で、且つ、一方及び他方の仮想延長面の間の領域（ただし、一方及び他方の仮想延長面は除く。）に形成され、また、相手歯車は、フェースギヤと噛み合う際、軸方向における両側面のうち、前記フェースギヤの前記歯の径方向外方側端面側の側面が、フェースギヤの歯面の径方向外方側端縁よりも外方側に位置（この外方側に位置する部分を適宜「はみ出し部」という。）するので、潤滑剤保持部によって潤滑剤が保持されている場合には、この潤滑剤は、はみ出し部に接触することになる。そして、はみ出し部に接触した潤滑剤は、はみ出し部の少なくとも一部がフェースギヤの歯面の径方向外方側端縁を越えて径方向外方側から径方向内方側に移動するのに伴って、両歯面間に供給され、さらに両歯車の歯面の接触部分の移動に伴って径方向外方側端縁から径方向内方側端縁に向けて移動することになる。つまり、潤滑剤の移動方向に沿っての上流側（径方向外方側端縁側）に、潤滑剤の供給源となる潤滑剤保持部が形成されており、潤滑剤は供給源から順次にはみ出し部を介して両歯面の間に供給されるので、長期にわたって両歯面間の潤滑を維持することが可能となる。すなわち、騒音の増加や摩耗の増長を招くことのない構成でありながら、潤滑剤の保持力を高めて、潤滑剤による騒音の低下や摩耗の抑制を長期にわたって実現することができる。また、潤滑剤保持部は、一方及び他方の仮想延長面の間の領域に配置されているので、潤滑剤保持部が相手歯車の相手方歯面に、不要に接触するおそれはない。なお、はみ出し部については、その値が正の場合はもちろん、０の場合も含むものとする。この場合には、潤滑剤保持部に貯留された潤滑剤は、両歯面の隙間の潤滑剤が径方向外方側から径方向内方側に移動するのに伴って、引っ張られるようにして両歯面間に供給されることになる。

請求項２の発明によれば、潤滑剤保持部は、潤滑剤保持歯先面が、歯の歯先面の歯たけと同じ高さに形成されていて、一方の面と一方の仮想延長面との間、及び他方の面と他方の仮想延長面との間に潤滑剤を保持することができる。このため、フェースギヤと相手歯車との間に、少ない貯留量の潤滑剤を、長期にわたって無駄なく効率よく供給することができる。

請求項３の発明によれば、潤滑剤保持部は、歯における径方向外方側端面の一部を径方向外方側に突出させるように形成されていて、一方及び他方の面が、一方及び他方の仮想延長面から所定距離だけ離間した位置に形成され、潤滑剤保持部歯先面が、歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成されていて、これら一方の面，他方の面，及び潤滑剤保持歯先面が、歯の径方向外方側端面に対して段状に形成されている。つまり、径方向外方側から見ると、潤滑剤保持部は、歯の径方向外方側端面の内側にこれよりも小さく形成されている。そして、この段状の部分に潤滑剤を保持することができる。このため、フェースギヤと相手歯車との間に、少ない貯留量の潤滑剤を、長期にわたって無駄なく効率よく供給することができる。

請求項４の発明によれば、潤滑剤保持部は、径方向外方側ほど歯たけ方向における断面の断面積が増加するように形成されている。すなわち、一方の面、潤滑剤保持歯先面、他方の面のうち、少なくとも１つは、外側に広がるように形成されているので、潤滑剤保持部によって保持した潤滑剤にフェースギヤの回転によって遠心力が作用した場合であっても、その遠心力に対向する力を発生させて、潤滑剤が径方向外方側に移動するのを抑制することができる。

請求項５の発明によれば、潤滑剤止めにより、潤滑剤の径方向外方側への移動を一層、確実に防止することができる。

請求項６の発明によれば、歯の径方向外方側端面と潤滑剤保持部の壁面部の径方向内方側端面との間に、潤滑剤を保持することができる。

請求項７の発明によれば、径方向外方側端縁から径方向内方側端縁に移動した潤滑剤が、潤滑剤流出防止壁により、それ以上、径方向内方側へ移動するのを防止することができる。

請求項８の発明によれば、フェースギヤが駆動歯車で、相手歯車が被動歯車となる構成を規定していて、両歯車の歯面の接触部分は、径方向内方側端縁から径方向外方側端縁に向けて移動する。また、潤滑剤保持部は、背面部と一体に形成されるとともに、歯の径方向内方側端面よりも径方向内側で、且つ、一方及び他方の仮想延長面の間の領域（ただし、一方及び他方の仮想延長面は除く。）に形成され、また、相手歯車は、フェースギヤと噛み合う際、径方向内方側端縁が、フェースギヤの歯面の径方向内方側端縁よりも内方側に位置（この内方側に位置する部分を適宜「はみ出し部」という。）するので、潤滑剤保持部によって潤滑剤が保持されている場合には、この潤滑剤は、はみ出し部に接触することになる。そして、はみ出し部に接触した潤滑剤は、はみ出し部の少なくとも一部がフェースギヤの歯面の径方向内方側端縁を越えて径方向内方側から径方向外方側に移動するのに伴って、両歯面間に供給され、さらに両歯車の歯面の接触部分の移動に伴って径方向内方側端縁から径方向外方側端縁に向けて移動することになる。つまり、潤滑剤の移動方向に沿っての上流側（径方向内方側端縁側）に、潤滑剤の供給源となる潤滑剤保持部が形成されており、潤滑剤は供給源から順次にはみ出し部を介して両歯面の間に供給されるので、長期にわたって両歯面間の潤滑を維持することが可能となる。すなわち、騒音の増加や摩耗の増長を招くことのない構成でありながら、潤滑剤の保持力を高めて、潤滑剤による騒音の低下や摩耗の抑制を長期にわたって実現することができる。また、潤滑剤保持部は、一方及び他方の仮想延長面の間の領域に配置されているので、潤滑剤保持部が相手歯車の相手方歯面に、不要に接触するおそれはない。なお、はみ出し部については、その値が正の場合はもちろん、０の場合も含むものとする。この場合には、潤滑剤保持部に貯留された潤滑剤は、両歯面の隙間の潤滑剤が径方向内方側から径方向外方側に移動するのに伴って、引っ張られるようにして両歯面間に供給されることにな
る。

請求項９の発明によれば、潤滑剤保持部は、歯における径方向内方側端面の一部を径方向内方側に突出させるように形成されていて、一方及び他方の面が、一方及び他方の仮想延長面から所定距離だけ離間した位置に形成され、潤滑剤保持部歯先面が、歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成されていて、これら一方の面，他方の面，及び潤滑剤保持歯先面が、歯の径方向内方側端面に対して段状に形成されている。つまり、径方向内方側から見ると、潤滑剤保持部は、歯の径方向内方側端面の内側にこれよりも小さく形成されている。そして、この段状の部分に潤滑剤を保持することができる。このため、フェースギヤと相手歯車との間に、少ない貯留量の潤滑剤を、長期にわたって無駄なく効率よく供給することができる。

請求項１０の発明によれば、径方向内方側端縁から径方向外方側端縁に移動した潤滑剤が、潤滑剤流出防止壁により、それ以上、径方向外方側へ移動するのを防止することができる。

請求項１１の発明によれば、上述の請求項１乃至請求項１０に係る効果を奏するフェースギヤを射出成形によって容易に形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

＜実施形態１＞
図１〜図７を参照して、本発明に係る歯車装置１について説明する。このうち、図１（ａ）はフェースギヤ１０の正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のフェースギヤ１０の歯１２を矢印Ｂ方向から見た図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿って切断して示すフェースギヤ１０の断面図である。図２は、図１（ｃ）中の二点鎖線Ｐで示す歯１２の近傍の拡大図である。ただし、同図ではフェースギヤ１０に噛合する平歯車（相手歯車）２６及びモータ２７も図示している。つまり、歯車装置１の噛み合い部分を示している。る。図３（ａ）は、フェースギヤ１０から歯１２を取り出して拡大して示す斜視図であり、図３（ｂ）は歯１２を正面側（図３（ａ）における上方）から見た図である。ただし、同図では、潤滑剤保持部１３（図４参照）を取り除いた状態を図示している。図４（ａ）は潤滑剤保持部１３を説明する斜視図であり、図４（ｂ）は潤滑剤保持部１３を正面側（図４（ａ）における上方）から見た図である。図５（ａ）は潤滑剤保持部３０（第１の変形例）を説明する斜視図であり、図５（ｂ）は潤滑剤保持部３０を正面側（図５（ａ）における上方）から見た図である。図６（ａ）は潤滑剤保持部３２（第２の変形例）を説明する斜視図であり、図６（ｂ）は潤滑剤保持部３２を正面側（図６（ａ）における上方）から見た図である。図７（ａ）は潤滑剤保持部３３（第３の変形例）を説明する斜視図であり、図７（ｂ）は潤滑剤保持部３３を正面側（図７（ａ）における上方）から見た図である。

図２に示すように、歯車装置１は、フェースギヤ１０と、このフェースギヤ１０に噛み合う相手歯車２６とによって構成されている。

図１に示すように、フェースギヤ１０は、例えば、樹脂材料を射出成形することによって形成されている。樹脂材料、例えば、ポリアセタール，ポリアミド，ポリフェニレンサルファイド，ポリブチレンテレフタレート等の熱可塑性のものを使用することができる。

図１に示すように、フェースギヤ１０は、ウェブ１１と、このウェブ１１の径方向外側に形成された背面部１７と、この背面部１７における一方の側面において周方向沿って複数形成された歯１２と、これら歯１２における径方向外方側に形成された潤滑剤保持部１３とを備えている。

このうちウェブ１１は、ほぼ円板状に形成されていて、中心には、ウェブ１１と同心のボス１４が配設されている。ボス１４は、円筒状に形成されていて、中心には、回り止め（不図示）を介して軸１５が嵌合される軸孔１６が形成されている。

歯１２は、ウェブ１１の一方の側面における径方向外方端側、すなわち、ウェブ１１の径方向外方に形成された背面部１７における一方の側面側（正面側）に形成されている。各歯１２は、径方向外方端側において、径方向内方側から径方向外方側に延びるように形成され、且つ、ウェブ１１の周方向に沿って、所定のピッチで複数形成されている。図３に示すように、各歯１２は、歯先面２０と、この歯先面２０の周方向の両側端縁から斜め下方に延びる２つの歯面２１（一方の歯面２１及び他方の歯面２１）と、これら歯面２１の下端縁に連続する歯底面２２と、径方向外方側端面２３と、径方向内方側端面２４とを有している。なお、径方向内方側端面２４は、後述する潤滑剤止め（潤滑剤流出防止壁）２５によって覆われた状態となっている。ここで、一方の歯面２１及び他方の歯面２１における径方向の外側の端縁を径方向外方側端縁２１ａ、内側の端縁を径方向内方側端縁２１ｂとすると、２つの歯面２１をこれら径方向外方側端縁２１ａの外方及び径方向内方側端縁２１ｂの内方に延長した仮想的な面を仮想延長面Ｈ（一方の仮想延長面Ｈ及び他方の仮想延長面Ｈ）とする。

ここで、以下の説明においては、上述の「径方向外方側端面２３」と「径方向外方側端縁２１ａ」とは、意図的に区別して使用するものとする。「径方向外方側端面２３」とは、歯１２における歯先面２０及び２つの歯面２１に交差（ほぼ直交）する２つの端面のうち、内側ではなく外側に位置する面のことをいう。これに対して、「径方向外方側端縁２１ａ」とは、歯面２１における径方向の異なる位置にある２つの端縁のうち、内側ではなく外側に位置する端縁のことをいう。また、「径方向外方側端縁２１ａ」は、上述の「径方向外方側端面２３」と「歯面２１」との交線でもある。したがって、潤滑剤の供給（移動）についての説明では、専ら「径方向外方側端縁２１ａ」を使用することになる。後述するように、潤滑剤貯留面１３Ａ（図４参照）に貯留された潤滑剤は、この「径方向外方側端縁２１ａ」を越えて、径方向外側から径方向内側に移動して、フェースギヤ１０側の歯面２９ａと平歯車２６側の歯面２９ａとの間に供給されるからである。

本実施形態では、フェースギヤ１０は、歯１２が創成歯形であり、図２に示すように、この歯１２に噛合する相手歯車は、平歯車２６となっている。そして、フェースギヤ１０の歯１２と平歯車２６の歯２９とが噛合されており、歯１２の歯面２１と歯２９の歯面（相手方歯面）２９ａとが接触（当接）するようになっている。これら歯面２１，２９ａは、いずれもインボリュート歯形で形成されている。また、本実施形態では、上述の平歯車２６は、モータ２７の出力軸２８に固定されていて駆動歯車となり、したがって、フェースギヤ１０は被動歯車となっている。すなわち、モータ２７の駆動力は、出力軸２８を介して、平歯車２６に伝達され、平歯車２６側の歯面２９ａを介して、フェースギヤ１０側の歯面２１に伝達され、これにより、フェースギヤ１０が回転される（従動回転する）ようになっている。なお、平歯車２６は、フェースギヤ１０と同じ材質で形成されている。

ここで、本実施形態では、図２に示すように、フェースギヤ１０と平歯車２６とは、平歯車２６の歯２９の歯面２９ａに、はみ出し部Ｄができるように、それぞれの歯１２，２６が噛み合わされている。はみ出し部Ｄとは、平歯車２６の歯面２９ａのうち、フェースギヤ１０の歯面２１と接触する際にこの歯面２１の径方向外方側端縁２１ａから径方向外側にはみ出すことがある部分のことをいう。例えば、平歯車２６の回転によって、フェースギヤ１０が一方向に回転される場合、両歯面２９ａ，１２の接触が、フェースギヤ１０の中心に対してフェースギヤ１０の回転方向に沿って０〜θ度（θ＞０）の範囲で行われるものとすると、上述で定義したはみ出し部Ｄの径方向の幅Ｄ１は、原理的には、フェースギヤ１０の回転角度が０度のときにほぼ最大となり、θ／２度に近づくほど小さくなり、θ／２度を超えると、θ／２度から遠ざかるほど大きくなり、θ度のときにほぼ最大となる。この点を考慮すると、「はみ出すことがある部分」である「はみ出し部Ｄ」とは、その幅Ｄ１が最大となるとるときのはみ出し部Ｄであると考えられる。なお、このはみ出し部Ｄは、幅Ｄ１が最大となるときに確保されていれば十分であり、フェースギヤ１０の回転に伴ってなくなる場合であってもよい。このように、はみ出し部Ｄを確保しておけば、少なくともはみ出し部Ｄの幅Ｄ１が最大になったときには、後述するように、はみ出し部Ｄが、潤滑剤保持部１３（図４参照）に貯留された潤滑剤に接触することになり、フェースギヤ１０の回転に伴って、はみ出し部Ｄがフェースギヤ１０の歯面２１の径方向外方側端縁２１ａを越えて、径方向外側から内側に相対的に移動するときに、潤滑剤が両歯面２９ａ，２１間に供給されることになる。本実施形態１では、潤滑剤保持部１３からの潤滑剤の供給は、上述のフェースギヤ１０が０〜θ度回転する例では、主にフェースギヤ１０の回転角度の０〜θ／２度の範囲で行われ、θ／２度の範囲では、ほとんど行われない。

なお、本発明においては、はみ出し部Ｄの幅が０の場合も含まれるものとする。すなわち、はみ出し部Ｄの幅Ｄ１が最大となる、フェースギヤ１０の回転角度（上述の例示では、０度（又はθ度））において、幅Ｄ１が０となる場合、詳しくいうと、フェースギヤ１０の回転角度が０度の場合に、フェースギヤ１０の歯面２１の径方向外方側端縁２１ａと平歯車２６の歯面２９ａにおける図２中のモータ２７に近い方の端縁２９ｂとが一致するような場合、はみ出し部Ｄがないので、潤滑剤は、はみ出し部Ｄに接触することはない。しかし、潤滑剤は、相互に一致したフェースギヤ１０の歯面２１の径方向外方側端縁２１ａと平歯車２６側の歯面２９ａの端縁２９ｂとの接触部に接触することになる。このため、接触部に接触する潤滑剤は、両歯面２１，２９ａの間の潤滑剤が径方向外方側端縁から径方向内方側に移動されるのに伴って、両歯面２１，２９ａに引っ張られるようにして供給される。

以上のはみ出し部Ｄの説明をまとめると、はみ出し部Ｄは、その径方向の幅Ｄ１が最大となる場合に、少しでも確保されていれば十分である。また、はみ出し部Ｄは、径方向の幅Ｄ１を最大とするときのフェースギヤ１０の回転角度において、幅Ｄ１が０であってもよい。ただし、より良好な潤滑という観点からは、幅Ｄ１＞０となることが好ましい。

なお、後述する実施形態２においては、フェースギヤ１０の回転角度と、はみ出し部Ｄの径方向の幅Ｄ１の大小関係とは、本実施形態１とは逆になる。すなわち、はみ出し部Ｄの幅Ｄ１は、フェースギヤ１０の回転角度が０度のときにほぼ最小となり、θ／２度に近づくほど大きくなって、θ／２度でほぼ最大となり、θ／２度から遠ざかるほど大きくなり、θ度においてほぼ最大となる。また、潤滑剤保持部１３からの潤滑剤の供給についても、主にフェースギヤ１０の回転角度のθ／２〜θ度の間で行われることになる。

本実施形態では、図４に示すように、各歯１２の径方向外方側端面２３にそれぞれ潤滑剤保持部１３を設けた。この潤滑剤保持部１３は、図１（ｃ），図２，図４に示す背面部１７と一体的に構成されるとともに、歯１２の径方向外方側端面よりも径方向外側に配置されている。図４に示す潤滑剤保持部１３は、歯１２の径方向外方側端面２３の一部を、径方向外方側に突出させたような形状に形成されている。つまり、潤滑剤保持部１３は、一方の仮想延長面Ｈと他方の仮想延長面Ｈとの間の領域であって、一方の仮想平面Ｈ及び他方の仮想平面Ｈをも族領域に配置されている。言い換えると、潤滑剤保持部１３は、一方の仮想延長面Ｈ及び他方の仮想延長面Ｈに対して歯厚が薄くなるように形成された２つの貯留面１３ｂ（一方の面１３ｂ及び他方の面１３ｂ）を有していて、この貯留面１３ｂと、歯１２の径方向外方側端面２３における貯留面１３ｂよりも歯厚方向外側に位置する部分とにより、段状の潤滑剤保持部１３を構成している。なお、上述の２つの貯留面１３ｂは、それぞれ一方の仮想延長面Ｈ及び他方の仮想延長面Ｈに対向するように配置されている。

以下、潤滑剤保持部１３について詳述する。潤滑剤保持部１３は、２つの仮想延長面Ｈの間の領域、すなわち歯１２全体の歯厚方向（矢印Ｗ方向）の歯厚中心を通る中心面Ｃ（ただし、同図では、１本の一点鎖線で図示）側の領域において、歯１２の径方向外方側端面２３の一部を突設するように形成されている。潤滑剤保持部１３は、側面１３ａと２つの貯留面（傾斜面）１３ｂと、頂面（潤滑剤保持部歯先面）１３ｃとを有していて、歯１２の径方向外方側端面２３と、貯留面１３ｂ及び頂面１３ｃとの間には、歯面２１及び歯先面２０に沿った段部が形成されている。すなわち、潤滑剤保持部１３の貯留面１３ｂは、仮想延長面Ｈを歯厚方向中央側に向かって歯厚が薄くなる位置に配置されており、また、頂面１３ｃは、歯先面２０を径方向外方に延長した面（不図示）に対して、歯たけが低くなるような位置に配置されている。言い換えると、潤滑剤保持部１３は、その径方向内方側端面が、歯１２の径方向外方側端面２３に接続されており、さらに、潤滑剤保持部１３の頂面１３ｃは、歯１２の歯先面２０より歯たけ方向における高さが低く形成され、且つ一方の貯留面１３ｂ及び他方の貯留面１３ｂは、一方の仮想延長面Ｈ及び他方の仮想延長面Ｈから歯厚方向中側に所定距離（本実施形態では、ある一定の距離）、離間した位置に配置されている。上述した段部が潤滑剤を貯留する潤滑剤保持部１３を構成している。本実形態では、この段状の潤滑剤保持部１３に潤滑剤が貯留されることになる。なお、２つの貯留面１３ｂの下端は、歯底面２２と同一の面と交差することになる。

この潤滑部保持部１３に貯留された潤滑剤は、平歯車２６側の歯面２９ａとフェースギヤ１０側の歯面２１とが接触する際に、歯面２９ａのはみ出し部Ｄに接触する。そして、はみ出し部Ｄに付着した潤滑剤は、平歯車２６側の歯面２９ａとフェースギヤ１０側の歯面２１との接触部分が、径方向外方側端縁２１ａから径方向内方側端縁２１ｂに向かって移動するのに伴って、同方向に移動する。このように、供給源としての潤滑剤保持部１３に貯留されている潤滑剤は、はみ出し部Ｄを介して、両歯面２９ａ，２１間に供給されるので、長期にわたって両歯面２９ａ，２１間を潤滑することができる。また、本実施形態では、歯１２の径方向内方側端面２４を覆うように、潤滑剤流出防止壁２５が形成されている。潤滑剤流出防止壁２５は、ウェブ１１の一方の側面に壁状に立設されていて、ウェブ１１の全周にわたって環状に形成されている。潤滑剤流出防止壁２５は、歯１２の歯たけよりも高く、且つ、図１（ｃ）に示すボス１４の中心を基準として、円環状に形成されている。この潤滑剤流出防止壁２５は、上述の潤滑剤保持部１３に貯留されて、上述の両歯面２９ａ，２１の接触部分の移動に伴って、径方向外方側端縁２１ａから径方向外方側端縁２１ｂに向かって移動した潤滑剤が歯１２よりもウェブ１１の内側に不要に流れることを防止するためのものである。なお、図４に示す例では、潤滑剤保持部１３の頂面１３ｃが歯先面２０よりも低く形成されていて、この部分にも潤滑剤が貯まる構成となっているがこの部分は省略することも可能である。つまり、頂面１３ｃは、歯先面２０と同一平面上に形成されるようにしてもよい。

上述のフェースギヤ１０によると、潤滑剤の供給源となる潤滑剤保持部１３が、従来技術とは異なり、歯面２１以外の箇所に配置されているので、両歯面２９ａ，２１の接触（歯２１，２９の噛み合い）に悪影響を与えるおそれはない。つまり摩耗が促進されたり、騒音が増加したりするおそれはない。また、潤滑剤保持部１３を歯面２１以外の箇所に配置した場合であっても、積極的にはみ出し部Ｄを設けるようにしているので、潤滑剤をこのはみ出し部Ｄを介して、順次、両歯面２９ａ，２１間に供給することが可能になる。さらに、潤滑剤保持部１３を、２つの歯面２１，２１の仮想延長面Ｈの中側（仮想延長面Ｈと同一面を含む）に設けているので、この潤滑剤保持部１３に相手方の平歯車２６の歯２９が干渉するおそれもない。なお、上述では、貯留面１３ｂは、歯たけ方向の断面形状が、仮想延長面Ｈの歯たけ方向の断面形状と同形になる場合を例に説明したが、貯留面１３ｂはこれに限定されるものではなく、例えば、緩く湾曲した貯留面１３ｂに対して、これの凹凸をならすように近似させた平面で形成するようにしてもよい。

本実施形態における図４に示す例では、潤滑剤保持部１３の頂面１３ｃは、歯１２の歯先面２０より歯たけ方向における高さが低くなるように形成されているが、これに代えて、頂面１３ｃは、歯先面１３と同じ高さとなるように形成してもよい。この場合には、頂面１３の歯厚方向（矢印Ｗ方向）における厚さは、歯２１の径方向外方側端面における歯先面２０の歯厚方向における厚さよりも薄くなる。

図５を参照して、第１の変形例としての潤滑剤保持部３０を説明する。同図に示すように、潤滑剤保持部３０は、歯１２の径方向外方側端面２３の一部を歯たけ方向断面がほぼ台形状に形成されている。そして、径方向外方に行くほど潤滑剤保持部３０の歯たけ方向断面の断面積が増加するように、径方向外方側へ突出させるようにして形成されている。潤滑剤保持部３０は、端面３０ａと、貯留面３０ｂと、頂面３０ｃとを有していて、２つの歯面２１，２１の仮想延長面Ｈの中側に配置されるように形成されている。本第１の変形例において、上述の図４に示す潤滑剤保持部１３と比較して、異なる点は、貯留面３０ｂがテーパ状に形成されている点である。貯留面３０ｂは、径方向外方側ほど歯厚方向（矢印Ｗ方向）に広がるように形成されている。すなわち貯留面３０ｂは、径方向外方側に位置する部分ほど歯１２の中心面Ｃから遠ざかるように形成されている。第１の変形例では、径方向外方側端面２３と貯留面３０ｂとによって段状の潤滑剤保持部３０を構成し、ここに潤滑剤を貯留するようにしている。第１の変形例の潤滑剤保持部３０においても、上述の潤滑剤保持部１３と同様、相手方の平歯車２６のはみ出し部Ｄが、潤滑剤保持部３０Ａに貯留された潤滑剤に接触するので、このはみ出し部Ｄを介して、フェースギヤ１０の歯面２１と平歯車２６の歯面２９ａとの接触部分に順次に潤滑剤を供給することができる。さらに、第１の変形例の潤滑剤保持部３０においては、上述のように貯留面３０ｂが径方向外方に外開きのテーパ状に形成されているので、フェースギヤ１０が回転して、潤滑剤保持部３０の貯留されている潤滑剤に遠心力が作用した場合でも、貯留面３０ｂによって潤滑剤が径方向外方側へ移動しにくくすることができるので、上述の潤滑剤保持部１３と比較して、長期にわたって、潤滑剤がはみ出し部Ｄに接触しやすい状態を創り出すことができる。また、第１の変形例における頂面３０ｃの歯たけ方向の高さは、歯先面２０より低い場合を示したが、歯先面２０と同一平面上に形成されてもよい。

図６を参照して、第２の変形例としての潤滑剤保持部３２を説明する。同図に示す潤滑剤保持部３２は、図４に示す潤滑剤保持部１３と同形の凸部（以下適宜「凸部１３」という）の端面（径方向外方側端面）１３ａの周端縁に、縁取り状に潤滑剤止め３１を設けたものである。潤滑剤止め３１は、歯厚方向（矢印Ｗ方向）の厚さが、潤滑剤保持部３２における径方向外方側端面の歯厚方向の厚さよりも厚く形成されている。言い換えると、歯部１２の径方向外方側端面２３の一部をほぼ台形状に突出させた凸部１３の端面にこれよりも歯たけ方向及び歯厚方向の大きさが大きいほぼ台形状の薄板部材３４が一体的に形成されている。ここで、歯底面から２２から、歯先面２０までの高さをＬ１、凸部１３の頂面１３ｃまでの高さをＬ２、薄板部材３４の頂部３４ｃまでの高さをＬ３とすると、これらの高さｔ１，ｔ２，ｔ３は、
ｔ１≧ｔ３＞ｔ２
の関係が成立するように設定されている。

第２の変形例では、歯１２の径方向外方側端面２３と、凸部１３の貯留面１３ｂと、潤滑剤止め３１との間に潤滑剤保持部３２が構成され、ここに潤滑剤が貯留される。本第２の変形例の潤滑剤保持部３２によると、凸部１３に対して薄板部材３４が、歯たけ方向及び歯幅方向のいずれにも大きく形成されているので、つまり、凸部１３に対して、潤滑剤止め３１が歯たけ方向上方、及び歯厚方向外側に突出するように形成されているので、フェースギヤ１０が回転して、潤滑剤保持部３２に貯留された潤滑剤に遠心力が作用した場合に、径方向外方に移動しようとする潤滑剤を潤滑剤止め３１が確実に阻止して、滑剤を潤滑剤保持部３２に確実に保持しておくことができる。なお、本第２の変形例に係る潤滑剤保持部３２においてもその全体が２つの歯面２１，２１の仮想延長面Ｈの中側（仮想延長面Ｈと同一面を含む）に配設されていて、潤滑剤保持部３２が相手方の平歯車２６に不要に干渉するようなことはない。なお、第２の変形例では、凸部１３の端面に台形状の薄板部材３４を一体的に形成した例を示したが、これに限定されず、凸部１３の端面と薄板部材とが径方向に離間していてもよい。

図７を参照して、第３の変形例としての潤滑剤保持部３３を説明する。同図に示しように、潤滑剤保持部３３は、背面部１７と一体的に形成されたほぼ台形状の薄板状の部材によって形成されており、その径方向内方側端面が、歯１２の径方向外方側端面２３に対向するように配置されている。言い換えると、この潤滑剤保持部３３は、図６に示す潤滑剤保持部３２の凸部１３が形成されていないものであるといえる。ほぼ台形状の潤滑剤保持部３３は、２つの側部３３ｂ，３３ｂがそれぞれ２つの歯面２１の仮想延長面Ｈの中側に配置され、また、頂部３３ｃが歯先面２０よりも低く配置されている。潤滑剤保持部３３においては、歯１２の径方向外方側端面２３と潤滑剤保持部３３との間に構成されるスリットが潤滑剤保持部３３となり、また、潤滑剤保持部３３における、歯１２の歯底面２２に対応する面が貯留面３３ａとなる。本第３の変形例においても、潤滑剤保持部３３は、２つの歯面２１，２１の仮想延長面Ｈの中側（仮想延長面Ｈと同一面上を含む。）に形成されており、潤滑剤保持部３３に貯留された潤滑剤は、上述同様、はみ出し部Ｄを介して、両歯面２９ａ，２１間に供給される。

以上の説明では、潤滑剤保持部１３，３０，３２，３３は、いずれも歯１２に対して、その両歯面２１，２１に対応するように形成された場合について説明したが、本発明は、これに限定されず、例えば、潤滑剤保持部１３，３０，３２においては、一方の歯面２１に対応するように形成するようにしてもよい。この場合には、駆動歯車としての平歯車２６から駆動力が伝達される側の歯面２１に対応するように形成するものとする。ただし、バックラッシに起因する騒音等を低減するという観点からは、潤滑剤保持部１３，３０，３２は、両歯面２１に対応させて形成するのが好ましい。

＜実施形態２＞
上述の実施形態１では、平歯車２６が駆動歯車で、フェースギヤ１０が被動歯車である場合を例に説明したが、本発明は、この逆の場合、つまりフェースギヤ１０が駆動歯車で、平歯車２６が被動歯車である場合にも、同様に適用することができる。ここで、駆動歯車とは、その歯車が直接、モータ等の駆動源に取り付けられている場合に限定されず、動力伝達方向に沿っての、被動歯車よりも上流側に配置された歯車という意味で使用している。

フェースギヤ１０が駆動歯車である場合、フェースギヤ１０側の歯面２１と、平歯車２６側の歯面２９ａとの接触部は、フェースギヤ１０の回転に伴って、径方向内方側から径方向外方側へと移動する。したがって、両歯面２１，２９ａ間の潤滑剤も同方向に移動することになる。

そこで、フェースギヤ１０が駆動歯車である場合には、潤滑剤保持部は、歯１２に対して、その径方向内方側端面２４（図３参照）側に設けることが有効である。この場合、図３に示す潤滑剤流出防止壁２５は、潤滑剤保持部よりも径方向内方側に設けるものとする。そして、径方向内方側端面２４側に、例えば、図４，図６，図７に示す潤滑剤保持部１３，３２，３３と同様の潤滑剤保持部を配設するようにする。また、平歯車２６側の歯面２９ａは、図２に示すフェースギヤ１０側の歯面２１の径方向内方側端縁２１ｂの内側にはみ出すはみ出し部Ｄ（不図示）が構成されるようにする。潤滑剤保持部に保持された潤滑剤は、フェースギヤ１０の回転に伴い、はみ出し部Ｄを介して、歯面２１，２９ａ間に順次に供給され、これら歯面２１，２９ａ間を長期にわたって潤滑することができる。

以上の実施形態１，２では、フェースギヤ１０に対する相手歯車が平歯車２６である場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されず、相手歯車が例えば、はすば歯車である場合にも適用することができる。ただし、この場合には、フェースギヤの歯は、相手方の歯車に対応して、ねじれて形成されているものとする。

また、以上の説明では、フェースギヤ１０及び相手歯車２６が樹脂材料を射出成形によって形成した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、射出成形以外の製造方法で形成した合成樹脂製のものであってもよく、さらには、金属製のものであってもよい。

本発明のフェースギヤは、動力を回転伝達する手段又は装置において、例えば、自動車用途、ＯＡ機器などに広く適用することができる。

図１（ａ）はフェースギヤの正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のフェースギヤの歯１２をＢ方向から見た図、図１（ｃ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿って切断して示すフェースギヤの断面図である。 図１（ｃ）中の二点鎖線Ｐで示す歯の近傍の拡大図である。ただし、同図ではフェースギヤに噛合する平歯車（相手歯車）及びモータも図示している。 図３（ａ）はフェースギヤから歯を取り出して拡大して示す斜視図であり、図４（ｂ）は歯を正面側（図３（ａ）における上方）から見た図である。ただし、同図では、潤滑剤保持部を取り除いた状態を図示している。 図４（ａ）は潤滑剤保持部を説明する斜視図であり、図４（ｂ）は潤滑剤保持部を正面側（図４（ａ）における上方）から見た図である。 図５（ａ）は潤滑剤保持部（第１の変形例）を説明する斜視図であり、図５（ｂ）は潤滑剤保持部を正面側（図５（ａ）における上方）から見た図である。 図６（ａ）は潤滑剤保持部（第２の変形例）を説明する斜視図であり、図６（ｂ）は潤滑剤保持部を正面側（図６（ａ）における上方）から見た図である。 図７（ａ）は潤滑剤保持部（第３の変形例）を説明する斜視図であり、図７（ｂ）は潤滑剤保持部を正面側（図７（ａ）における上方）から見た図である。

符号の説明

１０……フェースギヤ、１１……ウェブ、１２……歯、１３，３０，３２，３３……潤滑剤保持部、１３ａ，３０ａ，３２ａ，３３ａ……貯留面、１７……背面部、２１……歯面、２１ａ……径方向外方側端縁、２１ｂ……径方向内方側端縁、２２……歯底面、２３……径方向外方側端面、２４……径方向内方側端面、２５……潤滑剤流出防止壁、２６……平歯車（相手歯車）、２９……歯、２９ａ……歯面（相手方歯面）、３１……潤滑剤止め、Ｗ……歯厚方向、Ｄ……はみ出し部、Ｈ……仮想延長面

Claims (11)

1. フェースギヤと、
   前記フェースギヤと噛み合う相手歯車とからなる歯車装置であって、
   前記フェースギヤは、
   ウェブと、
   前記ウェブの径方向外側に形成された背面部と、
   歯先面、一方の歯面、及び他方の歯面を有し、前記背面部の一方の側面において周方向に沿って複数形成された歯と、
   前記背面部と一体に形成されるとともに、前記歯の径方向外方側端面よりも径方向外側に配置された潤滑剤保持部と、を備え、
   前記潤滑剤保持部は、前記歯の一方の歯面を径方向外方に延長して形成される一方の仮想延長面と、前記歯の他方の歯面を径方向外方に延長して形成される他方の仮想延長面との間の領域であって、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面を除く領域に配置され、
   前記相手歯車は、前記フェースギヤと噛み合う際、前記相手歯車の軸方向における両側面のうち、前記フェースギヤの前記歯の径方向外方側端面側の側面が、前記フェースギヤの歯面における径方向外方側端縁よりも径方向外方側に位置する、
   ことを特徴とする歯車装置。
2. 前記潤滑剤保持部は、前記歯の歯先面の歯たけと同じ高さに形成された潤滑剤保持部歯先面と、
   前記一方の仮想延長面に対向して配置される一方の面と、
   前記他方の仮想延長面に対向して配置される他方の面とを備え、
   前記潤滑剤保持部歯先面の歯厚方向における厚さは、前記歯の前記径方向外方側端面における前記歯先面の歯厚方向における厚さよりも薄くなる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
3. 前記潤滑剤保持部は、その径方向内方側端面が前記歯の前記径方向外方側端面に接続され、
   前記潤滑剤保持部歯先面は、前記歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成され、
   前記一方の面及び前記他方の面は、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面から歯厚方向中側に所定距離、離間した位置に形成された、
   ことを特徴とする請求項２に記載の歯車装置。
4. 前記潤滑剤保持部は、径方向外方側ほど歯たけ方向における断面の断面積が増加するように形成されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の歯車装置。
5. 前記潤滑剤保持部の前記径方向外方側端面には、前記潤滑剤保持部の前記径方向外方側端面よりも前記歯厚方向の厚さが厚く形成された潤滑剤止め部が形成された、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の歯車装置。
6. 前記潤滑剤保持部は、前記潤滑剤保持部の径方向内方側端面が、前記歯の前記径方向外方側端面に対向するように形成された壁面部である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
7. 前記歯の径方向内方側端面には、前記歯の歯たけよりも高く、且つ、円環状に形成された潤滑剤流出防止壁を備えた、
   ことを特徴とする請求項１乃至６に記載の歯車装置。
8. フェースギヤと、
   前記フェースギヤと噛み合う相手歯車とからなる歯車装置であって、
   前記フェースギヤは、
   ウェブと、
   前記ウェブの径方向外側に形成された背面部と、
   歯先面、一方の歯面、及び他方の歯面を有し、前記背面部の一方の側面において周方向に沿って複数形成された歯と、
   前記背面部と一体に形成されるとともに、前記歯の径方向内方側端面よりも径方向内側に配置された潤滑剤保持部と、を備え、
   前記潤滑剤保持部は、前記歯の一方の歯面を径方向内方に延長して形成される一方の仮想延長面と、前記歯の他方の歯面を径方向内方に延長して形成される他方の仮想延長面との間の領域であって、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面を除く領域に配置され、
   前記相手歯車は、前記フェースギヤと噛み合う際、前記相手歯車の軸方向における両側面のうち、前記フェースギヤの前記歯の径方向内方側端面側の側面が、前記フェースギヤの歯面における径方向内方側端縁よりも径方向内方側に位置する、
   ことを特徴とする歯車装置。
9. 前記潤滑剤保持部は、前記歯の歯先側となる位置に形成された潤滑剤保持部歯先面と、
   前記一方の仮想延長面に対向して配置される一方の面と、
   前記他方の仮想延長面に対向して配置される他方の面とを備え、
   前記潤滑剤保持部は、その径方向外方側端面が前記歯の前記径方向内方側端面に接続され、
   前記潤滑剤保持部歯先面は、前記歯先面より歯たけ方向における高さが低く形成され、
   前記一方の面及び前記他方の面は、前記一方の仮想延長面及び前記他方の仮想延長面から歯厚方向中側に所定距離、離間した位置に形成された、
   ことを特徴とする請求項８に記載の歯車装置。
10. 前記潤滑剤保持部は、前記潤滑剤保持部の径方向外方側端面が、前記歯の前記径方向内方側端面に対向するように形成された壁面部である、
    ことを特徴とする請求項８に記載の歯車装置。
11. 射出成形によって形成される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の歯車装置。

Images