JP2014159818A - Gear and drive transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は歯車及び駆動伝達装置に関する。ここで歯車とは、いわゆるラック(はすばラックを含む)、ギヤ(はすば歯車を含む)のみならず、歯付きベルトや、歯付きベルトと噛み合って使用される歯付きプーリをも含む概念である。 The present invention relates to a gear and a drive transmission device. Here, the gear includes not only a so-called rack (including a helical rack) and a gear (including a helical gear) but also a toothed belt and a toothed pulley used by meshing with a toothed belt. It is a concept.
駆動伝達装置に備えられる歯付きベルトは、歯付きベルトを駆動させるための歯付きプーリと対で使用される。歯付きプーリはタイミングプーリとして使用される。汎用的な歯付きベルトと歯付きプーリを用いた駆動伝達装置としては、輪状の歯付きベルトを複数の歯付きプーリで駆動する場合が挙げられる。 The toothed belt provided in the drive transmission device is used in combination with a toothed pulley for driving the toothed belt. A toothed pulley is used as a timing pulley. As a drive transmission device using a general-purpose toothed belt and a toothed pulley, there is a case where a ring-shaped toothed belt is driven by a plurality of toothed pulleys.
歯付きプーリの取付け状態によっては、歯付きベルトに加わる引張力(以下、張力とする)が歯付きベルトの幅方向の両端で違いが生じる。これにより、歯付きベルトを駆動した際に、張力のバランスと駆動方向との関係によって、歯付きベルトが駆動方向と垂直である幅方向において、いわゆるスラスト力を受ける。このスラスト力は、歯付きベルトを歯付きプーリから外す原因となる。 Depending on the attachment state of the toothed pulley, the tensile force (hereinafter referred to as tension) applied to the toothed belt differs at both ends in the width direction of the toothed belt. Thus, when the toothed belt is driven, the toothed belt receives a so-called thrust force in the width direction perpendicular to the driving direction due to the relationship between the balance of tension and the driving direction. This thrust force causes the toothed belt to be detached from the toothed pulley.
従来から歯付きベルトの歯の形状には工夫がなされてきた。例えば特許文献1の歯付きベルトは、しかしながら、その目的が騒音や振動を軽減するためのものである。
Conventionally, the tooth shape of the toothed belt has been devised. For example, the toothed belt of
さらに、特許文献1のはす歯(以下、「斜歯」とも表記する)の形状では、歯付きベルトの駆動方向と幅方向のズレの向きの合成力が斜歯の方向に向く成分を有する場合、歯付きベルトにズレが生じるため、歯付きベルトのズレを防止することはできない。
Furthermore, the shape of the helical tooth (hereinafter also referred to as “oblique tooth”) of
他方、歯付きベルトのズレを防止する方法としては、歯付きプーリの形状に工夫を施す方法もある。例えばフランジを設けた歯付きプーリを用いれば、歯付きベルトが歯付きプーリから外れにくくなる。 On the other hand, as a method for preventing the deviation of the toothed belt, there is also a method of devising the shape of the toothed pulley. For example, if a toothed pulley provided with a flange is used, it becomes difficult for the toothed belt to come off the toothed pulley.
しかしスラスト力の発生を抑制しないまま、フランジ付きの歯付きプーリを使用すれば、歯付きベルトが幅方向に移動してフランジと接触する。これは歯付きベルトが削れる問題を招来する。 However, if a toothed pulley with a flange is used without suppressing the generation of thrust force, the toothed belt moves in the width direction and comes into contact with the flange. This leads to a problem that the toothed belt is scraped.
かかるスラスト力は、歯付きベルトと歯付きプーリとを用いた駆動伝達装置のみならず、斜歯を採用した歯車、例えば斜歯歯車同士、あるいは斜歯歯車と斜歯ラックとを組み合わせた場合にも発生する。 Such thrust force is not only applied to a drive transmission device using a toothed belt and a toothed pulley, but also when gears employing bevel teeth, for example, bevel gears or a combination of bevel gears and a bevel rack. Also occurs.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、歯車が駆動される方向、互いに噛み合う歯車同士を結ぶ方向、のいずれにも直交する方向に、力がかかることを低減、もしくは防止することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and reduces or prevents the application of force in the direction orthogonal to both the direction in which the gear is driven and the direction in which the gears mesh with each other. The purpose is to do.
この発明にかかる歯車は歯の複数を備える。ここで歯車とは、いわゆるラック(斜歯ラックを含む)、ギヤ(斜歯歯車を含む)のみならず、歯付きベルトや、歯付きベルトと噛み合って使用される歯付きプーリをも含む概念である。 The gear according to the present invention includes a plurality of teeth. Here, the gear is a concept including not only a so-called rack (including an inclined gear rack) and gear (including an inclined gear) but also a toothed belt and a toothed pulley used by meshing with the toothed belt. is there.
この発明にかかる歯車の第1の態様は、一の前記歯の歯末から歯元に向かう第1の方向に沿って見て、いずれも同じ第2の方向に駆動され、かつ互いに逆向きのねじれ角を呈する第1の歯面及び第2の歯面を有する。前記第1の歯面と前記第2の歯面とは、前記第1の方向もしくは前記第2の方向において隣接し、前記第1の方向及び前記第2の方向のいずれにも直交する第3の方向には隣接しないことを特徴とする。 The first aspect of the gear according to the present invention is such that the gears are driven in the same second direction and are opposite to each other when viewed along the first direction from the end of the tooth to the root. It has the 1st tooth surface and the 2nd tooth surface which exhibit a twist angle. The first tooth surface and the second tooth surface are adjacent to each other in the first direction or the second direction, and are orthogonal to both the first direction and the second direction. It is characterized by not adjoining in the direction.
この発明にかかる歯車の第2の態様は、その第1の態様であって、前記第1の歯面と前記第2の歯面とが同一の側面において交互に配置される。 The 2nd aspect of the gearwheel concerning this invention is the 1st aspect, Comprising: The said 1st tooth surface and the said 2nd tooth surface are alternately arrange | positioned in the same side surface.
この発明にかかる歯車の第3の態様は、その第2の態様であって、前記歯は、前記第1の歯面と前記第2の歯面との両方を呈する歯を備える。 The 3rd aspect of the gearwheel concerning this invention is the 2nd aspect, Comprising: The said tooth | gear is provided with the tooth | gear which exhibits both the said 1st tooth surface and the said 2nd tooth surface.
この発明にかかる歯車の第4の態様は、その第1の態様であって、前記歯は、前記第1の歯面を呈する第1の歯と、前記第2の歯面を呈する第2の歯とに区分される。 4th aspect of the gearwheel concerning this invention is the 1st aspect, Comprising: The said tooth | gear WHEREIN: The 1st tooth | gear which exhibits the said 1st tooth surface, and 2nd which exhibits the said 2nd tooth surface It is divided into teeth.
この発明にかかる歯車の第5の態様は、その第4の態様であって、前記第1の歯と前記第2の歯とが同一の側面において交互に配置される。 The 5th aspect of the gearwheel concerning this invention is the 4th aspect, Comprising: The said 1st tooth | gear and the said 2nd tooth | gear are alternately arrange | positioned in the same side surface.
この発明にかかる歯車の第6の態様は、その第4の態様であって、前記第1の歯が前記第2の方向に配列される第1の面と、前記第2の歯が前記第2の方向に配列され、前記第1の面とは前記第1の方向において対向する第2の面とを更に備える。 A sixth aspect of the gear according to the present invention is the fourth aspect thereof, wherein the first surface in which the first teeth are arranged in the second direction and the second teeth are the first aspect. The first surface further includes a second surface that is arranged in two directions and is opposed to the first surface in the first direction.
この発明にかかる駆動伝達装置の第1の態様は、この発明にかかる歯車の第3の態様である歯付きベルトと、この発明にかかる歯車の第4の態様である歯付きプーリとを備える。前記歯付きベルトと前記歯付きプーリとが噛み合う。 A first aspect of the drive transmission device according to the present invention includes a toothed belt that is the third aspect of the gear according to the present invention and a toothed pulley that is the fourth aspect of the gear according to the present invention. The toothed belt and the toothed pulley mesh with each other.
この発明にかかる駆動伝達装置の第2の態様は、この発明にかかる歯車の第4の態様である歯付きベルトと、この発明にかかる歯車の第3の態様である歯付きプーリとを備える。前記歯付きベルトと前記歯付きプーリとが噛み合う。 A second aspect of the drive transmission device according to the present invention includes a toothed belt that is the fourth aspect of the gear according to the present invention and a toothed pulley that is the third aspect of the gear according to the present invention. The toothed belt and the toothed pulley mesh with each other.
この発明にかかる駆動伝達装置の第3の態様は、この発明にかかる歯車の第6の態様でである歯付きベルトと、前記歯付きベルトの内周側から噛み合う歯付きプーリと、前記歯付きベルトの外周側から噛み合う歯付きプーリとを備える。 According to a third aspect of the drive transmission device of the present invention, there is provided a toothed belt that is the sixth aspect of the gear according to the present invention, a toothed pulley that meshes from an inner peripheral side of the toothed belt, and the toothed belt. And a toothed pulley that meshes from the outer peripheral side of the belt.
この発明にかかる駆動伝達装置の第4の態様は、その第3の態様であって、一対の前記歯付きプーリが前記歯付きベルトを挟む。 The 4th aspect of the drive transmission device concerning this invention is the 3rd aspect, Comprising: A pair of said toothed pulley pinches | interposes the said toothed belt.
この発明にかかる駆動伝達装置の第5の態様は、その第3の態様であって、前記内周側から前記歯付きベルトに噛み合う前記歯付きプーリは二つ以上設けられ、前記外周側から前記歯付きベルトに噛み合う前記歯付きプーリはテンショナーとして機能する。 A fifth aspect of the drive transmission device according to the present invention is the third aspect, wherein two or more toothed pulleys that mesh with the toothed belt from the inner peripheral side are provided, and The toothed pulley that meshes with the toothed belt functions as a tensioner.
この発明にかかる駆動伝達装置の第6の態様は、その第1〜5の態様のいずれかであって、前記歯付きベルトは線状であってその両端が固定され、前記歯付きベルトの両端間を前記歯付きプーリが移動可能である。 A sixth aspect of the drive transmission device according to the present invention is any one of the first to fifth aspects, wherein the toothed belt is linear and both ends thereof are fixed, and both ends of the toothed belt are fixed. The toothed pulley can move between them.
この発明にかかる歯車によれば、歯車が駆動される方向、互いに噛み合う歯車同士を結ぶ方向、のいずれにも直交する方向に、力がかかることを低減あるいは相殺する。 According to the gear according to the present invention, it is possible to reduce or cancel the application of force in the direction in which the gear is driven and the direction in which the meshing gears are connected to each other.
この発明にかかる駆動伝達装置によれば、歯付きベルトは歯付きプーリから外れにくいい。 According to the drive transmission device according to the present invention, the toothed belt is unlikely to come off the toothed pulley.
実施の形態1.
図1は実施の形態1で説明される歯付きベルト4Aの構成を部分的に示す斜視図である。歯付きベルト4Aは例えば輪状に形成されるが、当該斜視図においては歯付きベルト4Aのうち平坦になった部分を示している。当該部分においては歯付きベルト4Aをラックとして把握することができる。
FIG. 1 is a perspective view partially showing the configuration of a
他方、後述するように、歯付きベルト4Aの一部が、外歯車として機能する歯付きプーリに巻き付いている場合、当該一部では歯付きベルト4Aを内歯車の一部として把握することができる。
On the other hand, as described later, when a part of the
換言すれば歯付きベルト4Aは、ラックと内歯車の一部とが、その駆動方向に連結された構成を有していると把握することができる。
In other words, it can be understood that the
歯付きベルト4Aは方向ξrへ駆動される。図1では歯付きベルト4Aが平坦になった部分を示しているので、方向ξrも直線的な方向として示される。
The
歯付きベルト4Aは歯41,42を有している。歯41,42は歯底40に対して突出する。歯41,42の歯末から歯元をみた方向ζrは、方向ξrと非平行である。図1の例示では方向ξr,ζrは互いに直交する。
The toothed belt 4 </ b> A has
歯41は、歯の頂部41cと、一対の歯面41aとを有する。図1では、歯41の歯先41tが、歯の頂部41cと歯面41aとの境界として示されている。但し、これは便宜的な図示であって、歯の頂部41cと歯面41aとが平坦であることによって、歯先41tが歯の頂部41cと歯面41aとの境界と一致することを必ずしも意味しない。
The
歯42は、歯41と同様に、歯の頂部42cと一対の歯面42aとを有し、歯先42tが現れている。
Like the
図1においてねじれ角は歯先について図示する。これは、
・後述するようにこの実施の形態及びこの後の実施の形態において重要なのはねじれ角の大きさそれ自体ではなく、歯面のねじれる方向にあること、
・通常の歯車の歯の構成において、歯面のねじれ角と歯先のねじれ角との方向とは相反しないこと、
による。
In FIG. 1, the twist angle is illustrated for the tooth tip. this is,
-As will be described later, what is important in this embodiment and the following embodiments is not the magnitude of the torsion angle itself but the direction in which the tooth surface is twisted,
・ In the structure of normal gear teeth, the direction of the torsion angle of the tooth surface and the torsion angle of the tooth tip should not conflict.
by.
具体的には、図1において、歯面41a,42aのねじれ角は、それぞれ歯先41tのねじれ角β1、歯先42tのねじれ角β2として表されている。
Specifically, in FIG. 1, the torsion angles of the tooth surfaces 41a and 42a are represented as the torsion angle β1 of the
ここでねじれ角の基準となるのは、方向ηrであり、二点鎖線で示される。方向ηrは、方向ξr,ζrのいずれにも直交する。歯先41t,42tの延びる方向は一点鎖線で示される。
Here, the standard of the twist angle is the direction ηr, which is indicated by a two-dot chain line. The direction ηr is orthogonal to both the directions ξr and ζr. The direction in which the
但し、ねじれ角は、ある歯についての方向ζrに沿って見てそのねじれ方向が把握される。ここでは歯面41aのねじれ角β1は反時計回り方向であり、歯面42aのねじれ角β2は時計回り方向である。
However, the twist angle is grasped along the direction ζr for a certain tooth. Here, the twist angle β1 of the
図2、図3のいずれもが、歯付きベルト4Aの構成のうち、ラックとして把握できる部分を示す平面図である。図2は当該部分を方向ζrに沿って見た平面図である。図3は当該部分を方向ηrとは逆方向に沿って見た平面図である。
Both FIG. 2 and FIG. 3 are plan views showing a portion that can be grasped as a rack in the configuration of the
図2において、歯面41a,42aはいずれも平面である場合を例示している。よってねじれ角β1,β2は、いずれも方向ξrを基準として(当該基準を二点鎖線で示す)、それぞれ歯面41a,42aの法線のうち方向ζrと直交する成分の方向(いずれも一点鎖線で示す)がなす角度として表される。方向ξr,ηrが互いに直交するからである。 In FIG. 2, the tooth surfaces 41 a and 42 a are illustrated as being flat surfaces. Therefore, the torsion angles β1 and β2 are each based on the direction ξr (the reference is indicated by a two-dot chain line), and the directions of the components orthogonal to the direction ζr among the normal lines of the tooth surfaces 41a and 42a (both are one-dot chain lines). It is expressed as an angle formed by This is because the directions ξr and ηr are orthogonal to each other.
方向ζrに沿った平面視上、歯面41aは方向ξrに沿って例えば幅41dあるいは幅41eで拡がる。同様にして、歯面42aは方向ξrに沿って例えば幅42dあるいは幅42eで拡がる。また歯の頂部41c,42cは、方向ξrに沿って例えばそれぞれ幅41L,42Lで拡がる。
In plan view along the direction ζr, the
方向ηrに沿って見た歯41の断面形状が等脚台形であれば、幅41d,41eは互いに等しい。また方向ηrに沿って見た歯42の断面形状が等脚台形であれば、幅42d,42eは互いに等しい。また幅41L、42Lは互いに等しくても異なっていても良い。
If the cross-sectional shape of the
以上のことから、歯付きベルト4Aは下記の[特徴1]を備えると把握できる。
From the above, it can be grasped that the
[特徴1]
(1a)歯付きベルト4Aは歯面41a,42aを有する;
(1b)一の歯41(あるいは歯42)の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面41a,42aはいずれも同じ方向ξrに駆動される;
(1c)一の歯41(あるいは歯42)の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面41a,42aは互いに逆向きのねじれ角β1,β2を呈する;
(1d)歯面41a,42aは方向ξrにおいて隣接する。
[Feature 1]
(1a) The
(1b) The tooth surfaces 41a and 42a are driven in the same direction ξr when viewed along the direction ζr from the end of the tooth 41 (or the tooth 42) toward the tooth root;
(1c) When viewed along the direction ζr from the end of the tooth 41 (or tooth 42) toward the tooth root, the tooth surfaces 41a and 42a exhibit twist angles β1 and β2 opposite to each other;
(1d) The tooth surfaces 41a and 42a are adjacent in the direction ξr.
特徴(1b)において留意すべきは、ある一つの歯に着目し、その歯の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面41a,42aの駆動方向が判断されていることである。例えば通常の歯付きベルトにおいて、歯底からの突出方向が互いに対向して配置された一対の歯は、その一方の歯の歯末から歯元に向かう方向に沿って見て、同じ方向に駆動されてはいない(この点について後に図5を用いて再び説明する)。よって通常の斜歯ベルトは特徴(1c)を満足しても特徴(1b)をも満足することはない。 It should be noted in the feature (1b) that the driving direction of the tooth surfaces 41a and 42a is determined by paying attention to a certain tooth and looking along the direction ζr from the tooth end to the tooth root. It is. For example, in a normal toothed belt, a pair of teeth arranged so that the protruding directions from the tooth bottom face each other are driven in the same direction when viewed along the direction from the end of one tooth toward the root of the tooth. (This point will be described later again with reference to FIG. 5). Therefore, even if the normal inclined belt satisfies the feature (1c), it does not satisfy the feature (1b).
このような特徴、特に特徴(1c)により、上述のスラスト力は低減できる。つまり、歯41,42と噛み合う歯車を用いて歯付きベルト4Aを方向ξrへと駆動すると、方向ξrと、当該歯車と歯付きベルト4Aとを結ぶ方向(方向ζrとほぼ平行)のいずれにも直交する方向ηrへの力は、歯付きベルト4Aに掛かりにくくなる。歯面41aによるスラスト力と歯面42aによるスラスト力とが互いに反対方向となるからである。
With such a feature, particularly the feature (1c), the above-described thrust force can be reduced. That is, when the
歯41は一対の歯面41aを有し、歯42は一対の歯面42aを有するので、歯付きベルト4Aは下記の[特徴2]をも備えると把握できる。
Since the
[特徴2]歯付きベルト4Aが有する歯は、ねじれ方向が反時計回り方向である歯面41aを呈する歯41と、ねじれ方向が時計回り方向である歯面42aを呈する歯42とに区分される。
[Characteristic 2] The teeth of the
更に、歯41,42が方向ξrに沿って交互に配置される点も特徴として把握できる。
Furthermore, it can be grasped as a feature that the
さて、歯41についてみれば歯付きベルト4Aは左ねじれのラック(以下「左ラック」と称す)あるいは左ねじれの内歯車として把握できるが、歯42についてみれば歯付きベルト4Aは右ねじれのラック(以下「右ラック」と称す)あるいは右ねじれの内歯車として把握できる。よって歯付きベルト4Aを駆動する歯付きプーリには、通常の右ねじれの斜歯歯車である外歯車(以下「右ピニオン」と称す)や左ねじれの斜歯歯車である外歯車(以下「左ピニオン」と称す)を採用することができない。
The
図4は歯付きベルト4Aと噛み合って歯付きベルト4Aを駆動する歯付きプーリ5Aを部分的に示す斜視図である。歯付きプーリ5Aは歯53,54を備えており、外歯車として把握することができる。
FIG. 4 is a perspective view partially showing a
歯53,54は歯底50に対して突出する。歯53,54の歯末から歯元をみた方向ζpは、歯付きプーリ5Aが回転する方向ξpと非平行である。図4の例示では、方向ζpは歯付きプーリ5Aの中心(図示省略)へ向かい、方向ξp,ζpは互いに直交する。
The
歯53,54は、それぞれ歯の頂部53c,54cを有している。歯53,54は、更に、いずれも一対の歯面55a,55bを有する。図4では、歯先55atが、歯の頂部53cと歯面55aとの境界として、あるいは歯の頂部54cと歯面55aとの境界として示されている。同様に歯先55btが、歯の頂部53cと歯面55bとの境界として、あるいは歯の頂部54cと歯面55bとの境界として示されている。但し、これらは便宜的な図示であって、歯の頂部53c,54cや、歯面55a,55bが平坦であることを必ずしも意味しない。
The
歯53は、方向ξpに対して進行する側に歯面55aを、後行する側に歯面55bを、それぞれ有している。歯54は、方向ξpに対して進行する側に歯面55bを、後行する側に歯面55aを、それぞれ有している。
The
図4においても図1と同様に、歯面55a,55bのねじれ角は、それぞれ歯先55atのねじれ角β3、歯先55btのねじれ角β4として表されている。 In FIG. 4, as in FIG. 1, the torsion angles of the tooth surfaces 55a and 55b are expressed as the torsion angle β3 of the tooth tip 55at and the torsion angle β4 of the tooth tip 55bt, respectively.
ここでねじれ角の基準となるのは、方向ηpであり、二点鎖線で示される。方向ηpは、方向ξp,ζpのいずれにも直交する。歯先55at,55btの延びる方向は一点鎖線で示される。 Here, the standard of the twist angle is the direction ηp, which is indicated by a two-dot chain line. The direction ηp is orthogonal to both the directions ξp and ζp. The direction in which the tooth tips 55at and 55bt extend is indicated by a one-dot chain line.
但し、ねじれ角は、ある歯についての方向ζpに沿って見てそのねじれ方向が把握される。方向ζpはそれぞれの歯が突出する方向とほぼ反対向きであって、ラックとは異なり、外歯車では歯毎に異なる方向となる。 However, the twist angle is grasped along the direction ζp for a certain tooth. The direction ζp is substantially opposite to the direction in which each tooth protrudes. Unlike the rack, the direction ζp is different for each tooth in the external gear.
ここでは歯面55aのねじれ角β3は反時計回り方向であり、歯面55bのねじれ角β4は時計回り方向である。
Here, the twist angle β3 of the
以上のことから、歯付きプーリ5Aは上述の[特徴1]と類似して、下記の[特徴3]を備えると把握できる。
From the above, it can be understood that the
[特徴3]
(3a)歯付きプーリ5Aは歯面55a,55bを有する;
(3b)一の歯53(あるいは歯54)の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面55a,55bはいずれも同じ方向ξpに駆動される;
(3c)一の歯53(あるいは歯54)の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面55a,55bは互いに逆向きのねじれ角β3,β4を呈する;
(3d)歯面55a,55bは方向ξpにおいて隣接する。
[Feature 3]
(3a) The
(3b) The tooth surfaces 55a and 55b are both driven in the same direction ξp when viewed along the direction ζp from the end of the tooth 53 (or tooth 54) toward the tooth root;
(3c) When viewed along the direction ζp from the end of the tooth 53 (or tooth 54) toward the tooth root, the tooth surfaces 55a and 55b exhibit twist angles β3 and β4 opposite to each other;
(3d) The tooth surfaces 55a and 55b are adjacent in the direction ξp.
特徴(3b)において留意すべきは、ある一つの歯に着目し、その歯の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面55a,55bの駆動方向が判断されていることである。例えば通常の外歯車において、その回転軸を挟んで配置された一対の歯は、その一方の歯の歯末から歯元に向かう方向に沿って見て、同じ方向に駆動されてはいない。よって通常の斜歯歯車は特徴(3c)を満足しても特徴(3b)をも満足することはない。 It should be noted in the feature (3b) that the driving direction of the tooth surfaces 55a and 55b is determined by focusing on a certain tooth and looking along the direction ζp from the end of the tooth toward the root. It is. For example, in a normal external gear, a pair of teeth arranged with the rotation shaft interposed therebetween is not driven in the same direction as viewed along the direction from the end of one of the teeth toward the root. Therefore, even if the normal inclined gear satisfies the characteristic (3c), it does not satisfy the characteristic (3b).
なお、歯付きプーリ5Aが有する歯53,54のいずれもが、歯面55a,55bを有していることも特徴と言える。
In addition, it can be said that all of the
一般に、左ピニオンと右ラックとが噛み合い、右ピニオンと左ラックとが噛み合う。これに鑑みれば、ねじれ角β2とねじれ角β3とを同程度の角度とし、ねじれ角β1とねじれ角β4とを同程度の角度とすることにより、歯付きプーリ5Aと歯付きベルト4Aとが噛み合う。より具体的には歯面55aが歯面41aと、歯面55bが歯面42aと、それぞれ接触するように歯付きベルト4Aと歯付きプーリ5Aとを噛み合わせることができる。歯付きプーリ5Aと歯付きベルト4Aとの間でピッチを揃えることは当然である。
In general, the left pinion and the right rack mesh with each other, and the right pinion and the left rack mesh with each other. In view of this, the
[特徴3]、特に特徴(3c)により、上述のスラスト力は低減できる。つまり、歯面55aが歯面41aと、歯面55bが歯面42aと、それぞれ接触するように歯付きベルト4Aと歯付きプーリ5Aとを噛み合わせることにより、歯付きベルト4Aを方向ξrへと駆動することができる。そして上述のように、方向ηrへの力は、歯付きベルト4Aに掛かりにくくなる。
[Characteristic 3], particularly the characteristic (3c), can reduce the above-described thrust force. That is, by engaging the
図5は歯付きベルト4Aと歯付きプーリ5Aとが噛み合った状態を示す平面図である。当該平面は、歯付きベルト4Aについてみれば方向ηrに沿って見た平面であり、歯付きプーリ5Aについてみれば方向ηpと反対の方向に沿って見た平面である。
FIG. 5 is a plan view showing a state in which the
なお、図5において方向ξr,ζrは紙面左側と右側とで異なっているが、これは歯付きベルト4Aが歯付きプーリ5Aに噛み合ってUターンすることに由来する。紙面左側の方向ξr,ζrは、歯付きプーリ5Aに向かう歯付きベルト4Aであってラックとして把握される部分について示している。紙面右側の方向ξr,ζrは歯付きプーリ5Aから離れる歯付きベルト4Aであってラックとして把握される部分について示している。
In FIG. 5, the directions ξr and ζr are different between the left side and the right side of the drawing. This is because the
上記(1b)について付言したように、一つの歯についての方向ζrについて見た場合、歯付きプーリ5Aに向かう歯付きベルト4Aについての方向ξrは、歯付きプーリ5Aから離れる歯付きベルト4Aについての方向ξrと逆方向となる。
As described above with respect to (1b), when viewed in the direction ζr for one tooth, the direction ξr for the
以上のようにして、スラスト力が低減もしくは相殺され、歯付きベルト4Aは歯付きプーリ5Aから外れにくくなる。
As described above, the thrust force is reduced or offset, and the
歯53,54のいずれもが歯面55a,55bを有するので、歯付きプーリ5Aは下記の[特徴4]をも備えると把握できる。
Since both the
[特徴4]上記の[特徴3]を満足する歯面55a,55bは歯底50において交互に配置される。
[Feature 4] The tooth surfaces 55a and 55b satisfying the above [Feature 3] are alternately arranged in the
ここで歯底50は、歯付きプーリ5が外歯車であってほぼ円筒形であることから、その同一の側面、即ち外側面と内側面の両方ではなく、外側面のみとして把握できる。
Here, since the
このような歯53,54はその歯厚が方向ηpに依存して異なる。図4を参照して、方向ηpに向かうほど、歯53の歯厚は厚くなり、歯54の歯厚は薄くなる。
The
よって歯53,54は、歯の形状それ自体を同じとして、その歯厚が増大する方向が異なるように方向ξpに沿って交互に配置されたものとして把握することができる。
Therefore, the
但し、[特徴4]で示すように、必ずしも歯厚自体がこの実施の形態の作用を得るための前提とはならない。歯53は歯面55a,55bを有していれば良く、歯の頂部53cが台形ではなく、方向ηpに向かって開口するV字形状であっても良い。同様に、歯54は歯面55a,55bを有していれば良く、歯の頂部54cが台形ではなく、方向ηpとは反対の方向に向かって開口するV字形状であっても良い。
However, as indicated by [Feature 4], the tooth thickness itself is not necessarily the premise for obtaining the operation of this embodiment. The
実施の形態2.
実施の形態1では、歯付きベルト4Aと歯付きプーリ5Aとが噛み合うのであるから、それぞれの歯の構成を入れ替えても噛み合う。そしてこのような噛み合いでもスラスト力は低減もしくは相殺できる。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, since the
図6は実施の形態2で説明される歯付きベルト4Bの構成を部分的に示す斜視図である。当該斜視図においては歯付きベルト4Bのうち平坦になった部分を示している。当該部分においては、歯付きベルト4Aと同様に、歯付きベルト4Bをラックとして把握することができる。また、歯付きベルト4Aと同様に、歯付きベルト4Bも、ラックと内歯車の一部とが、その駆動方向に連結された構成を有していると把握することができる。
FIG. 6 is a perspective view partially showing the configuration of the
歯付きベルト4Bは方向ξrへ駆動される。図1と同様にして、図6でも方向ξrが直線的な方向として示される。
The
歯付きベルト4Bは歯43,44を有している。歯43,44は歯底40に対して突出する。歯43,44の歯末から歯元をみた方向ζrは、歯付きベルト4Bが駆動される方向ξrと非平行である。図6の例示では方向ξr,ζrは互いに直交する。
The toothed belt 4 </ b> B has
歯43,44は、それぞれ歯の頂部43c,44cを有している。歯43,44は、更に、いずれも一対の歯面45a,45bを有する。図6では、歯先43atが、歯の頂部43cと歯面45aとの境界として、あるいは歯の頂部44cと歯面45aとの境界として示されている。同様に、歯先43btが、歯の頂部43cと歯面45bとの境界として、あるいは歯の頂部44cと歯面45bとの境界として示されている。但し、これらは便宜的な図示であって、歯の頂部43c,44cや、歯面45a,45bが平坦であることを必ずしも意味しない。
The
歯43は、方向ξrに対して進行する側に歯面45bを、後行する側に歯面45aを、それぞれ有している。歯44は、方向ξrに対して進行する側に歯面45aを、後行する側に歯面45bを、それぞれ有している。
The
図6においても図1と同様に、歯面45a,45bのねじれ角は、それぞれ歯先45atのねじれ角β5、歯先45btのねじれ角β6として表されている。 In FIG. 6, as in FIG. 1, the torsion angles of the tooth surfaces 45a and 45b are represented as the torsion angle β5 of the tooth tip 45at and the torsion angle β6 of the tooth tip 45bt, respectively.
ここでねじれ角の基準となるのは、方向ηrであり、二点鎖線で示される。方向ηrは、方向ξr,ζrのいずれにも直交する。歯先45at,45btの延びる方向は一点鎖線で示される。 Here, the standard of the twist angle is the direction ηr, which is indicated by a two-dot chain line. The direction ηr is orthogonal to both the directions ξr and ζr. The direction in which the tooth tips 45at and 45bt extend is indicated by a one-dot chain line.
実施の形態1と同様に、ねじれ角は、ある歯についての方向ζrに沿って見てそのねじれ方向が把握される。 Similar to the first embodiment, the twist angle is grasped along the direction ζr of a certain tooth.
ここでは歯面45aのねじれ角β5は反時計回り方向であり、歯面45bのねじれ角β6は時計回り方向である。
Here, the twist angle β5 of the
図7は歯付きベルト4Bの構成のうち、ラックとして把握できる部分を方向ζrに沿って見た平面図である。図8は歯付きベルト4Bの構成のうち、ラックとして把握できる部分を方向ηrとは逆方向に沿って見た平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a portion of the configuration of the
図7において、歯面45a,45bはいずれも平面である場合を例示している。よってねじれ角β5,β6は、いずれも方向ξrを基準として(当該基準を二点鎖線で示す)、それぞれ歯面45a,45bの法線のうち方向ζrと直交する成分の方向(いずれも一点鎖線で示す)がなす角度として表される。方向ξr,ηrが互いに直交するからである。 In FIG. 7, the tooth surfaces 45a and 45b illustrate the case where both are planes. Accordingly, the torsion angles β5 and β6 are all based on the direction ξr (the reference is indicated by a two-dot chain line), and the directions of the components orthogonal to the direction ζr among the normal lines of the tooth surfaces 45a and 45b (both are one-dot chain lines). It is expressed as an angle formed by This is because the directions ξr and ηr are orthogonal to each other.
方向ζrに沿った平面視上、歯43は、歯底40と接する位置での歯厚が方向ηrと反対の方向に沿って幅43eから幅43dに拡がる。同様にして、歯44は、歯底40と接する位置での歯厚が方向ηrに沿って幅44dから幅44eに拡がる。例えば幅43e,44d同士が等しく、幅43d,44e同士が等しい。
In plan view along the direction ζr, the
以上のことから、歯付きベルト4Bは上述の[特徴3][特徴4]と類似して、下記の[特徴5][特徴6]を備えると把握できる。
From the above, it can be understood that the
[特徴5]
(5a)歯付きベルト4Bは歯面45a,45bを有する;
(5b)一の歯43(あるいは歯44)の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面45a,45bはいずれも同じ方向ξrに駆動される;
(5c)一の歯43(あるいは歯44)の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面45a,45bは互いに逆向きのねじれ角β5,β6を呈する;
(5d)歯面45a,45bは方向ξrにおいて隣接する。
[Feature 5]
(5a) The
(5b) The tooth surfaces 45a and 45b are both driven in the same direction ξr when viewed along the direction ζr from the end of the tooth 43 (or the tooth 44) toward the root.
(5c) When viewed along the direction ζr from the end of the tooth 43 (or the tooth 44) toward the root, the tooth surfaces 45a and 45b have twist angles β5 and β6 opposite to each other;
(5d) The tooth surfaces 45a and 45b are adjacent in the direction ξr.
[特徴6]上記の[特徴5]を満足する歯面45a,45bは歯底40において交互に配置される。
[Characteristic 6] The tooth surfaces 45a and 45b satisfying the above [Characteristic 5] are alternately arranged in the
ここで歯底40は、歯付きベルト4Bが例えば輪状であることから、その同一の側面、即ち外側面と内側面の両方ではなく、内側面のみとして把握できる。
Here, since the
このような歯43,44はその歯厚が方向ηrに依存して異なる。図7を参照して、方向ηrに向かうほど、歯43の歯厚は薄くなり、歯44の歯厚は厚くなる。
The
よって歯43,44は、歯の形状それ自体を同じとして、その歯厚が増大する方向が異なるように方向ξrに沿って交互に配置されたものとして把握することができる。
Therefore, the
但し、[特徴4]と同様に、必ずしも歯厚自体がこの実施の形態の作用を得るための前提とはならない。 However, like [Feature 4], the tooth thickness itself is not necessarily the premise for obtaining the operation of this embodiment.
また特徴(5b)において留意すべきは、ある一つの歯に着目し、その歯の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面45a,45bの駆動方向が判断されていることである。これは特徴(1b)において留意すべきであると指摘したことと同様である。 Further, in the feature (5b), attention should be paid to a certain tooth, and the driving direction of the tooth surfaces 45a and 45b is determined by looking along the direction ζr from the tooth end to the tooth base. That is. This is the same as pointed out in feature (1b).
なお、歯付きベルト4Bが有する歯43,44のいずれもが、歯面45a,45bを有していることも特徴と言える。
It can be said that the
図9は歯付きベルト4Bと噛み合って歯付きベルト4Bを駆動する歯付きプーリ5Bを部分的に示す斜視図である。歯付きプーリ5Bは歯56,57を備えており、外歯車として把握することができる。歯付きベルト4Bと歯付きプーリ5B同士を結ぶ方向は方向ζrにほぼ平行となる。
FIG. 9 is a perspective view partially showing a
歯56,57は歯底50に対して突出し、それぞれの歯末から歯元をみた方向ζpは、歯付きプーリ5Bが回転する方向ξpと非平行である。図9の例示では方向ξp,ζpは互いに直交する。
The
歯56は、歯の頂部56cと、一対の歯面56aとを有する。歯57は、歯の頂部57cと、一対の歯面57aとを有する。図9においても、歯56の歯先56tが、歯の頂部56cと歯面56aとの境界として示されている。しかし実施の形態1で説明したように、これは便宜的な図示であって、歯先56tが歯の頂部56cと歯面56aとの境界と一致することを必ずしも意味しない。
The
歯57は、歯56と同様に、歯の頂部57cと一対の歯面57aとを有し、歯先55tが現れている。
Similarly to the
図9においても図4と同様に、歯面56a,57aのねじれ角は、それぞれ歯先56tのねじれ角β7、歯先57tのねじれ角β8として表されている。
In FIG. 9, as in FIG. 4, the torsion angles of the tooth surfaces 56a and 57a are represented as the torsion angle β7 of the
ここでねじれ角の基準となるのは、方向ηpであり、二点鎖線で示される。方向ηpは、方向ξp,ζpのいずれにも直交する。歯先56t,57tの延びる方向は一点鎖線で示される。
Here, the standard of the twist angle is the direction ηp, which is indicated by a two-dot chain line. The direction ηp is orthogonal to both the directions ξp and ζp. The direction in which the
実施の形態1と同様に、ねじれ角は、ある歯についての方向ζpに沿って見てそのねじれ方向が把握される。ここでは歯面56aのねじれ角β7は反時計回り方向であり、歯面57aのねじれ角β8は時計回り方向である。
As in the first embodiment, the twist angle is grasped along the direction ζp for a certain tooth. Here, the twist angle β7 of the
以上のことから、歯付きプーリ5Bは、上述の[特徴1][特徴2]と類似して、下記の[特徴7][特徴8]を備えると把握できる。
From the above, it can be understood that the
[特徴7]
(7a)歯付きプーリ5Bは歯面56a,57aを有する;
(7b)一の歯56(あるいは歯57)の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面56a,57aはいずれも同じ方向ξpに駆動される;
(7c)一の歯56(あるいは歯57)の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面56a,57aは互いに逆向きのねじれ角β7,β8を呈する;
(7d)歯面56a,57aは方向ξpにおいて隣接する。
[Feature 7]
(7a) The
(7b) The tooth surfaces 56a and 57a are both driven in the same direction ξp when viewed along the direction ζp from the end of the tooth 56 (or the tooth 57) toward the tooth root;
(7c) When viewed along the direction ζp from the end of the tooth 56 (or the tooth 57) toward the tooth root, the tooth surfaces 56a and 57a exhibit twist angles β7 and β8 opposite to each other;
(7d) The tooth surfaces 56a and 57a are adjacent in the direction ξp.
[特徴8]歯付きプーリ5Bが有する歯は、ねじれ方向が反時計回り方向である歯面56aを呈する歯56と、ねじれ方向が時計回り方向である歯面57aを呈する歯57とに区分される。
[Characteristic 8] The teeth of the
更に、歯56,57が方向ξpに沿って交互に配置される点も特徴として把握できる。
Furthermore, it can be understood as a feature that the
特徴(7b)において留意すべきは、ある一つの歯に着目し、その歯の歯末から歯元に向かう方向ζpに沿って見て、歯面56a,57aの駆動方向が判断されていることである。これは特徴(3b)において留意すべきであると指摘したことと同様である。 It should be noted in the feature (7b) that the driving direction of the tooth surfaces 56a and 57a is determined by paying attention to one tooth and looking along the direction ζp from the end of the tooth toward the root. It is. This is similar to the pointed out in feature (3b).
よって実施の形態1と同様にして、ねじれ角β6とねじれ角β7とを同程度の角度とし、ねじれ角β5とねじれ角β8とを同程度の角度とすることにより、歯付きプーリ5Bと歯付きベルト4Bとが噛み合う。より具体的には歯面57aが歯面45aと、歯面56aが歯面45bと、それぞれ接触するように歯付きベルト4Bと歯付きプーリ5Bとを噛み合わせることができる。歯付きプーリ5Bと歯付きベルト4Bとの間でピッチを揃えることは当然である。
Therefore, in the same manner as in the first embodiment, the torsion angle β6 and the torsion angle β7 are set to the same degree, and the torsion angle β5 and the torsion angle β8 are set to the same degree, so that the
図10は歯付きベルト4Bと歯付きプーリ5Bとが噛み合った状態を示す平面図である。当該平面は、歯付きベルト4Bについてみれば方向ηrに沿って見た平面であり、歯付きプーリ5Bについてみれば方向ηpと反対の方向に沿って見た平面である。
FIG. 10 is a plan view showing a state in which the
なお、図10において方向ξr,ζrは紙面左側と右側とで異なっているのは、図5において方向ξr,ζrは紙面左側と右側とで異なっているのと同様の事情による。 In FIG. 10, the directions ξr and ζr are different between the left side and the right side in FIG. 5 because the directions ξr and ζr are different between the left side and the right side in FIG.
以上のようにして、スラスト力が低減もしくは相殺され、歯付きベルト4Bは歯付きプーリ5Bから外れにくくなる。
As described above, the thrust force is reduced or offset, and the
実施例(実施の形態1及び実施の形態2に基づく).
実施の形態1及び実施の形態2は、歯付きベルトと歯付きプーリとの間で歯の形状が交換された関係にある。よって両者は上述のスラスト力の低減もしくは相殺という効果、及びこの効果が得られるときの作用は同じである。
Example (based on
The first embodiment and the second embodiment are in a relationship in which the tooth shape is exchanged between the toothed belt and the toothed pulley. Therefore, both have the same effect of reducing or canceling the thrust force described above, and the action when this effect is obtained.
そこで、これら二つの実施の形態についての実施例を、従来の技術と比較した作用効果も含めて説明する。 Therefore, examples of these two embodiments will be described including the effects compared with the prior art.
図11及び図12は従来の技術における歯付きベルト4Qと駆動側の歯付きプーリ5及び従動側の歯付きプーリ6の組合せを示す斜視図である。
11 and 12 are perspective views showing a combination of the
歯付きプーリ5は駆動機器1に連結され、駆動機器1によって駆動される。駆動機器1には例えばモータが採用される。歯付きベルト4Qは歯付きプーリ5,6の両方に掛けられる。歯付きベルト4Qの歯(図示省略)は歯付きプーリ5の歯(線分で略記)及び歯付きプーリ6の歯(線分で略記)のいずれとも噛み合う。歯付きベルト4Qの歯は例えば左ねじれの斜歯であり、歯付きプーリ5,6の歯はいずれも右ねじれの斜歯である。
The
駆動機器1が歯付きプーリ5を回転させる動力は、歯付きプーリ5から歯付きベルト4Qを介して、歯付きプーリ6へと伝達される。図11では歯付きプーリ5,6が回転する方向を弧状の矢印で示し、歯付きベルト4Qが駆動される方向を図中で上向き、下向きの矢印で示している。歯付きベルト4Qと歯付きプーリ5,6との組合せは駆動伝達装置として把握できる。
The power for the
図12ではこのような従来の技術の問題点を模式的に示している。歯付きプーリ5,6のいずれもが、Z方向を回転軸としてΘ方向に回転している。Θ方向はZ方向に対して、いわゆる右ネジの螺旋方向と当該右ネジが進行する方向との関係を有している。
FIG. 12 schematically shows such problems of the conventional technique. Each of the
歯付きベルト4Qは歯付きプーリ5,6の間を行き来するので、歯付きプーリ5,6の歯のねじれ角と、歯付きベルト4Qの歯のねじれ角とはいずれもねじれ角αに揃えられる。歯すじがT方向に沿っているとして、ねじれ角αはZ方向とT方向とのなす角度として把握することができる。
Since the
歯付きプーリ5(あるいは歯付きプーリ6)と歯付きベルト4Qとが噛み合っている位置において、Θ方向とT方向とのなす角度が90度未満であれば、駆動機器1が歯付きプーリ5を回転させる動力は、T方向に向いた分力を有する。逆に当該角度が90度より大きければ、当該動力は、T方向と逆方向に向いた分力を有する。
If the angle between the Θ direction and the T direction is less than 90 degrees at the position where the toothed pulley 5 (or the toothed pulley 6) and the
即ち、歯付きプーリ5,6の歯が右ねじれの斜歯であれば、それらが回転する回転軸に沿って、当該回転を時計回り方向に見ることができる方向に沿って、歯付きベルト4Qがスラスト力を受ける。歯付きプーリ5,6の歯が左ねじれの斜歯であれば、歯付きベルト4Qがスラスト力を受ける方向は逆となる。
That is, if the teeth of the
図12では歯付きプーリ5,6のいずれも右ピニオンとして把握される場合を例示している。よって、歯付きベルト4QがZ方向にスラスト力を受け、Z方向に移動する場合が例示されている。
FIG. 12 illustrates a case where both the
しかしながら、実施の形態1,2にかかる歯付きベルト4A,4B及び歯付きプーリ5A,5Bを採用することにより、歯付きベルト4A,4Bには、歯付きプーリ5A,5Bの回転軸の方向に沿ったスラスト力は低減もしくは相殺される。上述のように、これらは歯面のねじれる方向が逆となっている歯を有しているので、そのようなスラスト力は互いに減じあうからである。
However, by adopting the
図13及び図14のいずれにおいても、構成要素4A/4Bには歯付きベルト4A,4Bのいずれかが採用され、構成要素5A/5Bには歯付きプーリ5A,5Bのいずれかが採用される。但し、構成要素4A/4Bに歯付きベルト4Aが採用されるときには構成要素5A/5Bに歯付きプーリ5Aが採用され、構成要素4A/4Bに歯付きベルト4Bが採用されるときには構成要素5A/5Bに歯付きプーリ5Bが採用される。
13 and 14, any of the
図13及び図14のいずれにおいても構成要素4A/4Bの歯を省略し、構成要素5A/5Bの歯はねじれ角を考慮せずに線分として略記している。
In both FIG. 13 and FIG. 14, the teeth of the
構成要素4A/4Bは一対の構成要素5A/5Bの両方に掛けられる。駆動機器1に連結された構成要素5A/5Bは駆動側の歯付きプーリとして機能し、駆動機器1によって駆動される。これにより構成要素4A/4Bは一対の構成要素5A/5Bの間で周回する。構成要素4A/4Bと構成要素5A/5Bとの組合せは駆動伝達装置として把握できる。
The
図13及び図14のいずれにおいても構成要素4A/4Bは、構成要素5A/5Bから外れにくい。
In both FIG. 13 and FIG. 14, the
図13の例示では、構成要素4A/4Bに対して移動体10が設けられている。これにより構成要素4A/4Bが周回する動きは、移動体10が直線的に移動する動きに変換される。
In the illustration of FIG. 13, the moving
図14の例示では、従動側の歯付きプーリとして機能する構成要素5A/5Bに対して回転体11が設けられている。これにより構成要素4A/4Bが周回する動きは、回転体11が回転する動きに変換される。
In the illustration of FIG. 14, the rotating
例えば、回転体11に対して棒状の部品を接続することができる。この場合、当該部品を踏切の遮断棒に採用することができる。
For example, a rod-like component can be connected to the
例えば、回転体11を回転テーブルとして用いることができる。回転テーブルを水平に保つ観点からは、構成要素5A/5Bの回転軸は鉛直に配置されることが望ましい。
For example, the
実施の形態3.
実施の形態1及び実施の形態2で説明された技術では、歯付きベルト4A,4Bのいずれについても、これと組み合わせて用いられる歯付きプーリとして、単なる左ピニオンや右ピニオンを採用することは容易ではない。
Embodiment 3 FIG.
In the technology described in the first and second embodiments, it is easy to adopt a simple left pinion or right pinion as a toothed pulley used in combination with any of the
しかしながら、歯付きベルトとしてその両面に、適切な方向にねじれる斜歯を有するものを用いることにより、単なる左ピニオンや右ピニオンを歯付きプーリとして採用できる。しかもスラスト力を低減もしくは相殺しつつも、動力を伝達することができる。 However, a simple left pinion or right pinion can be used as a toothed pulley by using a toothed belt having inclined teeth that twist in an appropriate direction on both sides. Moreover, power can be transmitted while reducing or canceling the thrust force.
図15は実施の形態3で説明される歯付きベルト4Cの構成を部分的に示す斜視図である。歯付きベルト4Cは例えば輪状に形成されるが、当該斜視図においては歯付きベルト4Cのうち平坦になった部分を示している。
FIG. 15 is a perspective view partially showing the configuration of the
当該部分においては、歯付きベルト4A,4Bと同様に、歯付きベルト4Cをラックとして把握することができる。また、歯付きベルト4A,4Bと同様に、歯付きベルト4Cも、ラックと内歯車の一部とが、その駆動方向に連結された構成を有していると把握することができる。更に、ラックと外歯車の一部とが、その駆動方向に連結された構成を有していると把握することもできる。
In this portion, similarly to the
歯付きベルト4Cは方向ξrへ駆動される。図15では歯付きベルト4Cが平坦になった部分を示しているので、方向ξrも直線的な方向として示される。
The
歯付きベルト4Cはその厚さ方向において対向する一方側の面に歯底40Aを、他方側の面に歯底40Bを、それぞれ有している。歯付きベルト4Cは歯46,47を有している。歯46,47はそれぞれ歯底40A,40Bに対して突出する。歯46,47がそれぞれ歯底40A,40Bに対して突出する方向は、互いにほぼ反対である。歯46の歯末から歯元をみた方向ζrは、方向ξrと非平行である。図15の例示では方向ξr,ζrは互いに直交する。歯付きベルト4Cと、これに噛み合う歯付きプーリとを結ぶ方向は方向ζrにほぼ平行である。
The toothed belt 4 </ b> C has a tooth bottom 40 </ b> A on one surface facing in the thickness direction and a tooth bottom 40 </ b> B on the other surface. The toothed belt 4 </ b> C has
歯46は、歯の頂部46cと、一対の歯面46aとを有する。図15では、歯46の歯先46tが、歯の頂部46cと歯面46aとの境界として示されている。但し、これは実施の形態1,2で採用された図示と同様に、歯先46tが歯の頂部46cと歯面46aとの境界と一致することを必ずしも意味しない。
The
歯47は、歯46と同様に、歯の頂部47cと一対の歯面47aとを有し、歯先47tが現れている。
Similarly to the
図15において、歯面46a,47aのねじれ角は、それぞれ歯先46tのねじれ角β9、歯先47tのねじれ角β10として表されている。
In FIG. 15, the torsion angles of the tooth surfaces 46a and 47a are represented as the torsion angle β9 of the
ここでねじれ角の基準となるのは、方向ηrであり、二点鎖線で示される。方向ηrは、方向ξr,ζrのいずれにも直交する。歯先46t,47tの延びる方向は一点鎖線で示される。
Here, the standard of the twist angle is the direction ηr, which is indicated by a two-dot chain line. The direction ηr is orthogonal to both the directions ξr and ζr. The direction in which the
但し、ねじれ角は、ある歯46についての方向ζrに沿って見てそのねじれ方向が把握される。ここでは歯面46aのねじれ角β9は時計回り方向であり、歯面47aのねじれ角β10は反時計回り方向である。
However, the twist angle is grasped along the direction ζr for a
図16、図17、図18は、いずれも歯付きベルト4Cの構成のうち、ラックとして把握できる部分を示す平面図である。図16は当該部分を方向ζrに沿って見た平面図である。図17は当該部分を方向ζrとは逆方向に沿って見た平面図である。図18は当該部分を方向ηrとは逆方向に沿って見た平面図である。
16, FIG. 17, and FIG. 18 are plan views showing a portion that can be grasped as a rack in the configuration of the
図16、図17において、歯面46a,47aはいずれも平面である場合を例示している。よってねじれ角β9,β10は、いずれも方向ξrを基準として(当該基準を二点鎖線で示す)、それぞれ歯面46a,47aの法線のうち方向ζrと直交する成分の方向(いずれも一点鎖線で示す)がなす角度として表される。方向ξr,ηrが互いに直交するからである。 In FIG. 16 and FIG. 17, the tooth surfaces 46a and 47a exemplify a case where both are flat surfaces. Accordingly, the torsion angles β9 and β10 are each based on the direction ξr (the reference is indicated by a two-dot chain line), and the directions of the components orthogonal to the direction ζr among the normal lines of the tooth surfaces 46a and 47a (both are one-dot chain lines) It is expressed as an angle formed by This is because the directions ξr and ηr are orthogonal to each other.
以上のことから、歯付きベルト4Cは上述の[特徴1]、[特徴3]、[特徴5]、[特徴7]と類似して、下記の[特徴9]を備えると把握できる。
From the above, it can be understood that the
[特徴9]
(9a)歯付きベルト4Cは歯面46a,47aを有する;
(9b)一の歯46の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面46a,47aはいずれも同じ方向ξrに駆動される;
(9c)一の歯46の歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面46a,47aは互いに逆向きのねじれ角β9,β10を呈する;
(9d)歯面46a,47aは方向ζrにおいて隣接する。
[Feature 9]
(9a) The
(9b) The tooth surfaces 46a and 47a are both driven in the same direction ξr as viewed along the direction ζr from the end of the
(9c) The tooth surfaces 46a and 47a have twist angles β9 and β10 that are opposite to each other when viewed along the direction ζr from the end of the
(9d) The tooth surfaces 46a and 47a are adjacent in the direction ζr.
特徴(9b)において留意すべきは、ある一つの歯46に着目し、その歯末から歯元に向かう方向ζrに沿って見て、歯面46a,47aの駆動方向が判断されていることである。
It should be noted in the feature (9b) that the driving direction of the tooth surfaces 46a and 47a is determined by paying attention to a
また特徴(1d)(3d)(5d)(7d)(9d)は、着目する歯の歯末から歯元に向かう方向、歯面が駆動される方向のいずれに対しても直交する方向には、二種の歯面が隣接しないという点で共通する。 In addition, the characteristics (1d), (3d), (5d), (7d), and (9d) indicate that in the direction orthogonal to both the direction from the end of the target tooth toward the root and the direction in which the tooth surface is driven This is common in that the two tooth surfaces are not adjacent.
また、歯付きベルト4Cは下記の[特徴10]を備えると把握できる。
Further, the
[特徴10]
歯46が方向ξrに配列される面(これは歯底40Aを含む)と、歯47が方向ξrに配列される面(これは歯底40Bを含む)とが、方向ζrにおいて対向する。
[Feature 10]
A surface in which the
図15〜図18で例示された歯付きベルト4Cは、両面に斜歯を設け、いずれの面の斜歯も右ねじれである歯付きベルトとして把握できる。もちろん、両面に斜歯を設け、いずれの面の斜歯も左ねじれである歯付きベルトも、歯付きベルト4Cと同様の作用効果を果たす。
The
このように両面に設けられた斜歯のねじれ方向を揃えることにより、特徴(7b)(7c)を実現することができる。方向ζrに沿ってみて、両面のうち、いずれか一方の面に設けられた歯のねじれ方向は、通常の意味でのねじれ方向とは反対向きになるからである。 Thus, the features (7b) and (7c) can be realized by aligning the twist directions of the inclined teeth provided on both surfaces. This is because when viewed along the direction ζr, the twisting direction of the teeth provided on either one of the two surfaces is opposite to the twisting direction in the normal sense.
歯付きベルト4Cは、その内周側(例えば歯46が設けられている側)からも、その外周側(例えば歯47が設けられている側)からも、右ピニオンとして機能する歯付きプーリと噛み合う。
The
そして、歯付きベルト4Cの内周側から噛み合う歯付きプーリと、外周側から噛み合う歯付きプーリとは、回転方向が反対となる。そしてこれらの歯付きプーリはいずれも右ピニオンとして機能する。よって図12を用いて説明したように、内周側から噛み合う歯付きプーリとの噛み合いによって歯付きベルト4Cに働く力は、外周側から噛み合う歯付きプーリとの噛み合いによって歯付きベルト4Cに働く力と逆になる。
The rotation direction of the toothed pulley that meshes from the inner peripheral side of the
従って、スラスト力が低減もしくは相殺され、歯付きベルト4Cは歯付きプーリから外れにくくなる。
Accordingly, the thrust force is reduced or offset, and the
実施例(実施の形態3に基づく).
図19〜図22は、実施の形態3が適用できる歯付きベルトと歯付きプーリの組合せを示す斜視図である。これらの組合せも駆動伝達装置として把握できる。
Example (based on Embodiment 3).
19 to 22 are perspective views showing a combination of a toothed belt and a toothed pulley to which the third embodiment can be applied. These combinations can also be grasped as a drive transmission device.
図19〜図21のいずれにおいても歯付きベルト4Cの歯を省略し、歯付きプーリ5C,5D,5Eの歯はねじれ角を考慮せずに線分として略記している。図22においては一部において歯の形状を示し、他の部分において歯を略記している。
In any of FIGS. 19 to 21, the teeth of the
図19では、歯付きベルト4Cがその内周側から歯付きプーリ5Cによって、外周側から歯付きプーリ5Dによって、それぞれ保持され、これらと噛み合っている。
In FIG. 19, the toothed belt 4 </ b> C is held by the
駆動機器1は駆動側の歯付きプーリ5Cを駆動する。この歯付きプーリ5Cと噛み合う歯付きベルト4Cは、従動側の歯付きプーリ5Cを回転させるだけでなく、歯付きプーリ5Dをも駆動する。歯付きプーリ5Dは歯付きプーリ5Cと共に歯付きベルト4Cを挟み込む、補助プーリとして機能する。
The driving
歯付きプーリ5Cと歯付きベルト4Cとの間に働くスラスト力と、歯付きプーリ5Dと歯付きベルト4Cとの間に働くスラスト力とは互いに逆方向となる。よって歯付きベルト4Cは歯付きプーリ5Cから外れにくくなる。
The thrust force acting between the
歯付きプーリ5Dは駆動側の歯付きプーリ5C、あるいは従動側の歯付きプーリ5Cのいずれか一方のみに対応して設けらてもよい。しかし、スラスト力を低減する観点からは、図19で例示されたように、歯付きプーリ5Cのそれぞれに対応して歯付きプーリ5Dを設けることが望ましい。
The toothed pulley 5D may be provided corresponding to only one of the driving-side
図20では、歯付きベルト4Cがその内周側から歯付きプーリ5Cによって、外周側から歯付きプーリ5Eによって、それぞれ保持され、これらと噛み合っている。
In FIG. 20, the
歯付きプーリ5Eは、歯付きプーリ5Dのように歯付きベルト4Cを歯付きプーリ5Cと共に挟み込むのではなく、テンショナーとして機能する。具体的には、歯付きプーリ5Eは、一対の歯付きプーリ5C同士を結ぶ線(図中一点鎖線で示す)に向かって歯付きベルト4を外周側から押さえる方向7に移動可能である。この押さえる力に基づいて、歯付きプーリ5C間を周回する歯付きベルト4Cの張力が調整される。
The
歯付きプーリ5Eも歯付きプーリ5Dと同様に、歯付きプーリ5Cとは逆の方向へ、歯付きベルト4Cにスラスト力を与える。よって歯付きベルト4Cは歯付きプーリ5Cから外れにくくなる。
Similarly to the toothed pulley 5D, the
図21では、歯付きベルト4Cがその内周側から四つの歯付きプーリ5Cによって、外周側から歯付きプーリ5Eによって、それぞれ保持され、これらと噛み合っている。
In FIG. 21, the
このように歯付きベルト4Cがその内周側から三つ以上の歯付きプーリ5Cによって保持される場合、歯付きプーリ5Cと共に歯付きベルト4Cを挟み込む歯付きプーリ5Dを設けることは、二つの歯付きプーリ5Cによって保持される場合(図19参照)よりも困難となる。
When the
このような場合、歯付きベルト4Cの外周側から歯付きプーリ5Eによって保持することが望ましい。歯付きプーリ5Eは方向7に移動可能であって、方向7に沿って歯付きベルト4を外周側から押さえる。方向7は、歯付きプーリ5Eが歯付きベルト4Cに接触する位置から、歯付きベルト4Cが掛かる一対の歯付きプーリ5C同士を結ぶ線(図中一点鎖線で示す)に向かう。
In such a case, it is desirable to hold by the
図22では歯付きベルト4Cが輪状ではなく、線状に形成されている場合が例示されている。歯付きベルト4Cは両端にベルトクランプ15が設けられて固定される。
FIG. 22 illustrates a case where the
駆動機器1及び歯付きプーリ5C,5Fは移動体10に載置され、移動体10は歯付きベルト4Cの両端間を移動可能である。歯付きプーリ5C,5Fは固定された歯付きベルト4Cと噛み合っている。駆動機器1によって駆動された歯付きプーリ5Cが回転することにより、駆動機器1及び歯付きプーリ5C,5Fは移動体10と共に、歯付きベルト4Cの両端間を移動する。
The driving
歯付きプーリ5Fは、歯付きプーリ5Cに対する歯付きベルト4Cが巻き付く長さを多くすることに貢献している。更に、歯付きプーリ5Fも歯付きプーリ5Dと同様に、歯付きプーリ5Cとは逆の方向へ、歯付きベルト4Cにスラスト力を与える。よって歯付きベルト4Cは歯付きプーリ5Cから外れにくくなる。
The
なお、図22に示された構成において、歯付きベルト4Cに変えて、歯付きベルト4Aあるいは歯付きベルト4Bを用いてもよい。この場合、歯付きプーリ5Cは単純な斜歯歯車ではなく、歯付きプーリ5A或いは歯付きプーリ5Bに置換する。
In the configuration shown in FIG. 22, a
この場合、スラスト力の低減あるいは相殺は、歯付きベルト4Aあるいは歯付きベルト4Bと、歯付きプーリ5A或いは歯付きプーリ5Bとによってなされる。よって、歯付きベルト4A,4Bは片方の面にのみ歯が有ればよい。よって、歯付きプーリ5Fを単純な円筒状の形状のプーリに置換する。
In this case, the thrust force is reduced or offset by the
上記のいずれの実施の形態、実施例においても、歯の側面形状は、台形や半円形であってもよく、歯車の歯として機能できる形状で有ればよい。 In any of the above-described embodiments and examples, the side surface shape of the tooth may be a trapezoidal shape or a semicircular shape, as long as it has a shape that can function as a gear tooth.
また、歯付きベルトと歯付きプーリ以外に、通常の歯車を用いた動力伝達機構においても、各実施の形態を採用できる。 In addition to the toothed belt and the toothed pulley, each embodiment can also be adopted in a power transmission mechanism using a normal gear.
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
4A〜4C 歯付きベルト、5A〜5F 歯付きプーリ、41〜44,46,47,53,54,56,57 歯、41a,42a,45a,45b,46a,47a,55a,55b,56a,57a 歯面、β1〜β10 ねじれ角、ξr,ηr,ζr,ξp,ηp,ζp 方向。 4A-4C toothed belt, 5A-5F toothed pulley, 41-44, 46, 47, 53, 54, 56, 57 teeth, 41a, 42a, 45a, 45b, 46a, 47a, 55a, 55b, 56a, 57a Tooth surface, β1 to β10 twist angle, ξr, ηr, ζr, ξp, ηp, ζp directions.
Claims (12)
一の前記歯の歯末から歯元に向かう第1の方向に沿って見て、いずれも同じ第2の方向に駆動され、かつ互いに逆向きのねじれ角を呈する第1の歯面及び第2の歯面を有し、
前記第1の歯面と前記第2の歯面とは、
前記第1の方向もしくは前記第2の方向において隣接し、
前記第1の方向及び前記第2の方向のいずれにも直交する第3の方向には隣接しないことを特徴とする歯車。 A gear comprising a plurality of teeth,
A first tooth surface and a second tooth surface that are driven in the same second direction and have twist angles opposite to each other when viewed along a first direction from the end of the tooth toward the root of the tooth. Tooth surface,
The first tooth surface and the second tooth surface are:
Adjacent in the first direction or the second direction;
A gear that is not adjacent to a third direction orthogonal to either the first direction or the second direction.
を備える、請求項2記載の歯車。 The gear according to claim 2, wherein the teeth include teeth that exhibit both the first tooth surface and the second tooth surface.
前記第2の歯が前記第2の方向に配列され、前記第1の面とは前記第1の方向において対向する第2の面と
を更に備える、請求項4記載の歯車。 A first surface on which the first teeth are arranged in the second direction;
5. The gear according to claim 4, further comprising: a second surface arranged in the second direction, the second surface facing the first surface in the first direction.
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