JP4725727B2

JP4725727B2 - 歯車

Info

Publication number: JP4725727B2
Application number: JP2005375920A
Authority: JP
Inventors: 洋一竹内
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-12-27
Also published as: JP2007177861A

Description

本発明は、外周面に山形の複数の歯が形成され、その歯の噛み合いによって２軸間に回転運動を伝達する歯車に関し、詳しくは、山形の複数の歯を噛み合わせた歯車装置の組み立てを部品点数を増やすことなく、且つ作業工程を複雑にすることなく容易に行なえるようにする歯車に係るものである。

従来、この種の歯車で特にやまば歯車（ダブルヘリカルギヤ）は、互いに向きが反対となる一対のはすば歯車を同軸に組み合わせた形となっており、高速でも振動、騒音が少なく、円滑な回転運動をし、軸方向のスラストを生じない特徴を有するものである。

しかし、このようなやまば歯車を複数個用いて各歯車の歯が互いに噛み合った状態の歯車装置に組み立てる場合には、装置本体の側壁から一方向に平行に立てられた複数の回転軸に対して単純に装着するだけでは互いに相手側の歯と噛み合わせることができず歯車装置として組み立てることができなかった。

そこで、このような問題に対処する方向として、一方の第１のダブルヘリカルギヤを、２つのヘルカルギヤに分割することで組み立てを行なう方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この場合、この歯車装置の組み立ては、先ず、アイドラシャフトに第１のヘリカルギヤを取り付け、次に第１のダブルヘリカルギヤと第２のダブルヘリカルギヤとをそれぞれ装着して各ダブルヘリカルギヤの一方側の斜歯と第１のヘリカルギヤとを噛み合わせ、その後、アイドラシャフトに第２のヘリカルギヤを取り付けて第１及び第２のダブルヘリカルギヤの他方側の斜歯と第２のヘリカルギヤとを噛み合わせて行なわれる。これにより、ダブルヘリカルギヤ（やまば歯車）を別々に組み立てることができるようになっている。
特開平０８−２８４６７７号公報（図４〜６）

しかし、従来の歯車装置においては、ダブルヘリカルのアイドラギヤを歯幅方向の中央部で分割して第１及び第２のヘリカルギヤとし、この第１及び第２のヘリカルギヤを別々にダブルヘリカルギヤの一方側の斜歯と他方側の斜歯とに噛み合わせるようにしているので、部品点数が増えるという問題があり、部品管理が煩雑となるおそれがあった。また、組み立て作業としても工数が増えて複雑になるという問題もあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、山形の複数の歯を噛み合わせた歯車装置の組み立てを部品点数を増やすことなく、且つ作業工程を複雑にすることなく容易に行なえるようにする歯車を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による歯車は、円板状に形成されたウェブの外周面に山形の複数の歯が形成され、相手歯車の歯と噛み合って前記ウェブに固着された回転軸に回転運動を伝達する歯車であって、前記外周面の歯形成部と前記回転軸を通す軸穴との間の前記ウェブに前記軸穴の内周面に沿って形成された切欠部と、該切欠部と前記軸穴との間の薄肉部とで弾性変形部を構成し、半径方向の外力の作用により前記弾性変形部の前記薄肉部を弾性変形させて、前記外周面の歯形成部を前記回転軸に対して前記外力の作用方向に移動可能としたものである。

このような構成により、半径方向に外力を作用して円板状に形成されたウェブの外周面に形成された山形の複数の歯の歯形成部と回転軸を通す軸穴との間のウェブに軸穴の内周面に沿って形成された切欠部と、該切欠部と軸穴との間の薄肉部とで構成された弾性変形部を弾性変形させ、外周面の歯形成部を回転軸に対して外力の作用方向に移動させて組み立て時に山形の複数の歯の噛み合いを可能にする。

請求項１に係る発明によれば、ウェブに軸穴の内周面に沿って形成された切欠部と、該切欠部と軸穴との間の薄肉部とで構成された弾性変形部を弾性変形させ、外周面の歯形成部を回転軸に対して外力の作用方向に移動させることができる。したがって、複数の歯車を組み合わせて歯車装置に組み立てる場合に、本発明の歯車を指でつまんで半径方向にずらせば、相手歯車の歯との間に隙間を作ることができ、各歯車を別々に装置本体に装着することができる。この場合、装着後、本発明の歯車から指を離せば外周面の歯形成部と回転軸との間の部分の弾性復元力によって、本発明の歯車は元の位置に戻り、山形の歯を相手歯車の歯に噛み合わせることができる。これにより、山形の歯を噛み合わせた歯車装置の組み立てを部品点数を増やすことなく容易に行なうことができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による歯車の第１の実施形態を示す正面図である。この歯車Ｇ₁は、山形の複数の歯の噛み合いによって２軸間に回転運動を伝達するもので、やまば歯車と呼ばれ、ウェブ１と、歯２と、軸穴３と、弾性変形部４とからなり、樹脂、金属等により形成されている。

ウェブ１は、円板状に形成された部材である。
ウェブ１の外周には、複数の歯２が形成されている。この歯２は、図示省略の相手歯車の歯と噛み合って回転運動を伝達するもので、例えば図２に示すように山形に形成されている。

ウェブ１の中心部には、軸穴３が形成されている。この軸穴３は、回転軸を通す部分であり、例えばその内面に歯みぞを形成して回転軸の外周面に形成したスプラインと噛み合わせてウェブ１を回転軸に固着し、平行な２軸間に回転運動を伝達できるようになっている。

外周面の歯形成部と回転軸との間のウェブ１の部分には、弾性変形部４が設けられている。この弾性変形部４は、半径方向の外力の作用により弾性変形する形状に形成されており、外力を受けて外周面の歯形成部を回転軸に対して図１に矢印Ｆで示す外力の作用方向に移動させるものであり、外周面の歯形成部と軸穴３との間のウェブ１に軸穴３の内周面に沿って形成された切欠部５と、この切欠部５と軸穴３との間の薄肉部６とで構成され、切欠部５の一方の端部にこの切欠部５と軸穴３とを結ぶスリット７を形成して薄肉部６が矢印Ａ方向へたわみ易くなっている。

次に、このように構成された本発明の歯車Ｇ₁を用いて歯車装置に組み立てる手順を、図３〜図５を参照して説明する。なお、図３〜図５において、歯車Ｇ₁及び相手歯車Ｇ₂の歯２，１２は、図面が煩雑となるため簡略化して示している。
先ず、図３に示すように、第１段階として歯車装置本体８の側壁９から平行に立てられた複数の回転軸、例えば図３においては、２本の回転軸１０，１１のうち一方の回転軸１０に相手歯車Ｇ₂を装着して所定位置に固着する。

次に、第２段階として他方の回転軸１１に本発明の歯車Ｇ₁を、弾性変形部４を相手歯車Ｇ₂の回転軸１０側に位置させて装着する。その際、図４（ａ）に示すように、歯車Ｇ₁を例えば、指でつまんで同図に矢印Ｆで示す方向（外力の作用方向）に引っ張る。これにより、歯車Ｇ₁に設けられた弾性変形部４の薄肉部６が矢印Ａ方向に弾性変形して歯車Ｇ₁が回転軸１１に対して矢印Ａと反対の矢印Ｆ方向にずれることになる。その結果、相手歯車Ｇ₂の歯１２と歯車Ｇ₁の歯２との間に隙間ｄが生じ、同図（ｂ）に示すように相手歯車Ｇ₂の歯１２に邪魔されることなく歯車Ｇ₁を相手歯車Ｇ₂と同じ位置まで矢印Ｂ方向に挿入することができる。

その後、第３段階として歯車Ｇ₁から指を離せば、歯車Ｇ₁は、図５に示すように弾性変形部４の薄肉部６の矢印Ｃ方向への弾性復元力によって矢印Ｄ方向に移動して元の位置まで戻る。これにより、歯車Ｇ₁と相手歯車Ｇ₂との歯２，１２が噛み合うこととなり、歯車Ｇ₁の装着が完了する。

なお、三個以上の歯車の組み立ても上述と同様にして、複数の回転軸に対して別々に装着して行なうことができる。

図６は、弾性変形部４の一変形例を示す正面図である。この弾性変形部４は、複数の歯２と軸穴３との間のウェブ１に軸穴３の内周面３ａに沿って一つ形成された切欠部５と軸穴３との間の薄肉部６を、その真ん中に形成したスリット７で二つに分離した構造を有するものである。これにより、弾性変形部４が外力Ｆの作用方向と反対の矢印Ａ方向にたわみ易くなっている。

図７は、弾性変形部４の他の変形例を示す正面図である。この弾性変形部４は、複数の歯２と軸穴３との間のウェブ１に軸穴３の内周面３ａに沿って二つの切欠部５，５を円周方向に並べて形成し、この二つの切欠部５，５と軸穴３との間の各薄肉部６，６にて、互いに一番遠くに離れて位置する端部側には、各切欠部５，５と軸穴３とをつなぐスリット７，７を形成し、各薄肉部６，６にて隣接した端部間には、軸穴３の側壁３ａにその中心軸に沿って所定深さの溝１３を形成した構造を有するものである。これにより、弾性変形部４が外力Ｆの作用方向と反対の矢印Ａ方向にたわみ易くなっている。

図８は、弾性変形部４の更に他の変形例を示す正面図である。この弾性変形部４は、切欠部５の円周方向の両端側方にて軸穴３の内周面３ａに、その中心軸に沿って所定深さの溝１３，１３を形成した構造を有するものである。これにより、弾性変形部４が外力Ｆの作用方向と反対の矢印Ａ方向にたわみ易くなっている。

図９は、本発明による歯車Ｇ₁の第２の実施形態を示す正面図である。この第２の実施形態の歯車Ｇ₁は、外周面の歯形成部と回転軸との間の部分が半径方向にてあらゆる方向に弾性変形する形状に形成されたものである。その具体的構成例は、回転軸を固着する軸穴３が形成されたボス１５と、ボス１５を中心部に保持する放射状に延びた複数のアーム１６とを備えたものである。そして、アーム１６は、回転方向に屈曲した形状に形成されて例えば矢印Ｆ₁で示す外力の作用方向と反対の矢印Ａ₁方向、又は矢印Ｆ₂で示す外力の作用方向と反対の矢印Ａ₂方向にたわみ易くなっており、回転軸の軸方向へはたわみ難くなっている。

なお、以上の説明においては、ウェブ１の中心部に軸穴３を形成した場合について説明したが、これに限られず、ウェブ１の中心部にウェブ１と一体的に回転軸を設けたものであってもよい。

本発明による歯車の第１の実施形態を示す正面図である。本発明の歯車の歯形を示す斜視図である。本発明の歯車を用いて歯車装置に組み立てる手順の第１段階を示す説明図である。本発明の歯車を用いて歯車装置に組み立てる手順の第２段階を示す説明図である。本発明の歯車を用いて歯車装置に組み立てる手順の第３段階を示す説明図である。本発明の歯車の弾性変形部の一変形例を示す正面図である。本発明の歯車の弾性変形部の他の変形例を示す正面図である。本発明の歯車の弾性変形部の更に他の変形例を示す正面図である。本発明による歯車の第２の実施形態を示す正面図である。

符号の説明

Ｇ₁…歯車
Ｇ₂…相手歯車
Ｆ，Ｆ₁，Ｆ₂…外力の作用方向
Ａ，Ａ₁，Ａ₂…弾性変形方向
１…ウェブ
２…歯車の歯
３…軸穴
３ａ…軸穴の内周面
４，１４…弾性変形部
５…切欠部
６…薄肉部
７…スリット
１０…一方の回転軸
１１…他方の回転軸
１２…相手歯車の歯
１３…溝
１５…ボス
１６…アーム

Claims

円板状に形成されたウェブの外周面に山形の複数の歯が形成され、相手歯車の歯と噛み合って前記ウェブに固着された回転軸に回転運動を伝達する歯車であって、
前記外周面の歯形成部と前記回転軸を通す軸穴との間の前記ウェブに前記軸穴の内周面に沿って形成された切欠部と、該切欠部と前記軸穴との間の薄肉部とで弾性変形部を構成し、半径方向の外力の作用により前記弾性変形部の前記薄肉部を弾性変形させて、前記外周面の歯形成部を前記回転軸に対して前記外力の作用方向に移動可能としたことを特徴とする歯車。