JP4744355B2

JP4744355B2 - 歯車装置

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Publication number: JP4744355B2
Application number: JP2006134533A
Authority: JP
Inventors: 徹萩原
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: JP2007303612A

Description

本発明は、一対の歯車を組み合わせて対向する相手歯車の歯との噛み合いにより２軸間に回転運動を伝達する歯車装置に関し、詳しくは、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くして回転伝達誤差を低減しようとする歯車装置に係るものである。

従来、歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くそうとする歯車としては、歯車軸が互いに平行に配列された平歯車において、歯面が歯幅方向に一定の傾斜面（テーパ面）に形成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、他のバックラッシを低減もしくは無くそうとする歯車としては、ローラの軸と一体化したギヤをテーパ歯車とすると共に、そのテーパ歯車と噛み合う他のテーパ歯車をスプリングによってローラ側のテーパ歯車に圧接するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭５７−１９０１５９号公報（第３図）特開平６−２４６０２号公報（図３）

しかし、特許文献１に記載の歯車においては、通常の平歯車と、歯面が歯幅方向に一定の傾斜面（テーパ面）に形成された歯車とが噛み合っており、あたかも平歯車と傘歯車とが噛み合った状態となり、回転中に段々と噛み合っている位置がずれて行き、正しく噛み合いが行われない虞がある。したがって、滑らかな回転伝達ができず、回転伝達誤差を十分に低減することはできない。

また、特許文献２に記載の歯車においては、二つの傘歯車がその傘の向きを逆にして互いに噛み合った状態となり、一方の歯車の小径部分が他方の歯車の大径部分と噛み合うと共に、一方の歯車の大径部分が他方の歯車の小経部分と噛み合うこととなる。この場合、一つの歯車において、小径部分の歯数と大径部分の歯数とは同じであるが、小径部分の歯たけと大径部分の歯たけとは異なったものとなるので、次式で表されるモジュールＭが相違することとなる。
モジュールＭ＝（ピッチ円の径）／歯数
したがって、特許文献２に記載の歯車においては、モジュールＭが相違する歯車同士が噛み合った状態となり、回転中に段々と噛み合っている位置がずれて行き、正しく噛み合いが行われない虞がある。したがって、滑らかな回転伝達ができず、回転伝達誤差を十分に低減することはできない。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くして回転伝達誤差を低減しようとする歯車装置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、本発明による歯車装置は、一対の歯車を組み合わせて対向する相手歯車の歯との噛み合いにより２軸間に回転運動を伝達する歯車装置であって、上記一対の歯車の一方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて歯幅方向の一部にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が狭まる第１の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成し、他方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて上記一方の歯車の歯の第１の突合せ段部に対応する位置にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が拡がる第２の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成し、対向する一対の歯車同士を、各々の歯の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部を回転軸方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせると共に、上記第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接しないで隙間が形成されるようにしたものである。

このような構成により、一方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて歯幅方向の一部にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が狭まる第１の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成した歯と、他方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて上記一方の歯車の歯の第１の突合せ段部に対応する位置にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が拡がる第２の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成した歯とを、対向する一対の歯車同士の噛み合いにおいて、各々の歯の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部を回転軸方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせると共に、上記第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接しないで隙間が形成されるようにする。これにより、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くす。

また、一方の歯車の第１の突合せ段部と他方の歯車の第２の突合せ段部とは、各歯の歯幅方向の一方の端面の近くに形成してもよい。これにより、一方の歯車と他方の歯車の各歯の歯幅方向の一方の端面の近くに形成された第１及び第２の突合せ段部によって、一方の歯車と他方の歯車とが互いに突き合わせるようにして噛み合う。

さらに、一方の歯車の第１の突合せ段部と他方の歯車の第２の突合せ段部とは、各歯の歯幅方向の中間部に形成してもよい。これにより、一方の歯車と他方の歯車の各歯の歯幅方向の中間部に形成された第１及び第２の突合せ段部によって、一方の歯車と他方の歯車とが互いに突き合わせるようにして噛み合う。

そして、一対の歯車の対向する相手歯車の歯との噛み合いは、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、弾性部材を用いて回転軸方向にて圧接して突き合わせるようにしてもよい。これにより、一方の歯車及び他方の歯車の各歯の歯面に突合せ段部が形成された歯が、相手歯車の歯との噛み合いにおいて弾性部材によって回転軸方向にて圧接して突き合わされて、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くす。

また、一対の歯車の対向する相手歯車の歯との噛み合いは、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、磁気による吸引力又は反発力を利用して回転軸方向にて圧接して突き合わせるようにしてもよい。これにより、一方の歯車及び他方の歯車の各歯の歯面に突合せ段部が形成された歯が、相手歯車の歯との噛み合いにおいて磁気による吸引力又は反発力によって回転軸方向にて圧接して突き合わされて、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くす。

請求項１に係る発明によれば、一対の歯車の一方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて歯幅方向の一部にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が狭まる第１の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成した歯と、他方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて上記一方の歯車の歯の第１の突合せ段部に対応する位置にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が拡がる第２の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成した歯とを、対向する一対の歯車同士の噛み合いにおいて、各々の歯の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部を回転軸方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせると共に、上記第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接しないで隙間が形成されるようにしたことで、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くすことができる。したがって、正しく噛み合いが行われ、滑らかな回転伝達ができ、回転伝達誤差を低減することができる。この場合、各々の歯のテーパー状の第１及び第２の突合せ段部は歯面の一部にしか形成されていないと共に、上記第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接しないで隙間が形成されるようにしたことで、対向する一対の歯車同士が噛み合った状態で例えば熱膨張したとしても、第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接せず、歯が食い込んでしまうのを防止できる。

また、請求項２に係る発明によれば、一方の歯車と他方の歯車の各歯の歯幅方向の一方の端面の近くに形成された第１及び第２の突合せ段部によって、一方の歯車と他方の歯車とが互いに突き合わせるようにして噛み合わせることができる。

また、請求項３に係る発明によれば、一方の歯車と他方の歯車の各歯の歯幅方向の中間部に形成された第１及び第２の突合せ段部によって、一方の歯車と他方の歯車とが互いに突き合わせるようにして噛み合わせることができる。

そして、請求項４に係る発明によれば、一方の歯車及び他方の歯車の各歯の歯面に突合せ段部が形成された歯が、相手歯車の歯との噛み合いにおいて弾性部材によって回転軸方向にて圧接して突き合わされて、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くすことができる。

また、請求項５に係る発明によれば、一方の歯車及び他方の歯車の各歯の歯面に突合せ段部が形成された歯が、相手歯車の歯との噛み合いにおいて磁気による吸引力又は反発力によって回転軸方向にて圧接して突き合わされて、一対の歯車の噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くすことができる。

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装置の実施形態を示す図であり、一対の歯車の噛み合い状態の要部説明図である。この歯車装置は、一対の歯車を組み合わせて対向する相手歯車の歯との噛み合いにより２軸間に回転運動を伝達するもので、一方の歯車Ｇ₁と、他方の歯車Ｇ₂とを組み合わせて成る。一方の歯車Ｇ₁は、例えば歯数の多い方の歯車であり、大歯車と呼ばれるものである。また、他方の歯車Ｇ₂は、例えば歯数の少ない方の歯車であり、小歯車と呼ばれるものである。

図１において、符号Ｐ₁は一方の歯車Ｇ₁のピッチ円を示し、符号Ｐ₂は他方の歯車Ｇ₂のピッチ円を示している。また、符号Ｂは、一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂を噛み合わせたときの対向する歯１と歯２との歯面間の遊びであるバックラッシを示している。

まず、一方の歯車Ｇ₁の形状について説明する。この歯車Ｇ₁は、複数の歯１，１，…を備えその歯１が相手歯車（Ｇ₂）の歯２と噛み合って回転運動を伝達するもので、一般的には図２に示すように、インボリュート曲線で左右対称とされた標準歯車の歯形５に形成されている。すなわち、各々の歯１がその歯先面３の歯幅Ｗ₃と歯元４の歯幅Ｗ₄とが同一寸法とされ、全歯たけＨが歯幅方向に一定とされている。

ここで、本発明においては、一方の歯車Ｇ₁の各歯１の形状は、図３の断面図に示すように、各々の歯１の両側方の歯面の一部に、各歯１の回転軸Ｏ₁（図４参照）に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、図２に示す標準歯車の歯形５に対してテーパー状に歯１の歯厚が狭まる第１の突合せ段部６が形成されている。図３の実施形態では、一方の歯車Ｇ₁の第１の突合せ段部６は、各歯１の歯幅方向の一方の端面８の近くに形成されている。すなわち、各歯１の歯幅方向の一方の端面８の近くにのみ第１の突合せ段部６が形成され、歯幅方向のそれ以外の部分は一定の厚さとされている。

このように構成された一方の歯車Ｇ₁の全体形状は、図４に示すようになる。すなわち、各々の歯１の回転軸Ｏ₁に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状は、歯元から歯先までの全歯たけＨに渡って、一方の端面８側にテーパー状に歯１の歯厚が狭まる第１の突合せ段部６が形成された形状となる。

次に、図１に示す他方の歯車Ｇ₂の形状について説明する。この歯車Ｇ₂は、複数の歯２，２，…を備えその歯２が相手歯車（Ｇ₁）の歯１と噛み合って回転運動を伝達するもので、一般的には図２に示すように、インボリュート曲線で左右対称とされた標準歯車の歯形５に形成されている。すなわち、各々の歯２がその歯先面３の歯幅Ｗ₃と歯元４の歯幅Ｗ₄とが同一寸法とされ、全歯たけＨが歯幅方向に一定とされている。

ここで、他方の歯車Ｇ₂の各歯２の形状は、図３の断面図に示すように、各々の歯２の両側方の歯面の一部に、各歯２の回転軸Ｏ₂（図４参照）に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、図２に示す標準歯車の歯形５に対してテーパー状に歯２の歯厚が拡がる第２の突合せ段部７が形成されている。図３の実施形態では、他方の歯車Ｇ₂の第２の突合せ段部７は、各歯２の歯幅方向の一方の端面８′の近くに形成されている。すなわち、各歯２の歯幅方向の一方の端面８′の近くにのみ第２の突合せ段部７が形成され、歯幅方向のそれ以外の部分は一定の厚さとされている。

このように構成された他方の歯車Ｇ₂の全体形状は、図４に示すようになる。すなわち、各々の歯２の回転軸Ｏ₂に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状は、歯元から歯先までの全歯たけＨに渡って、一方の端面８′側にテーパー状に歯２の歯厚が拡がる第２の突合せ段部７が形成された形状となる。

そして、上述のように構成された一方の歯車Ｇ₁と他方の歯車Ｇ₂とを、図４に示すように噛み合わせて、本発明の歯車装置が構成される。すなわち、対向する一対の歯車（Ｇ₁，Ｇ₂）同士を、各々の歯１，２の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部６，７を回転軸Ｏ₁，Ｏ₂方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせている。この場合、図３に示すように、一方の歯車Ｇ₁の各歯１の歯幅方向の一方の端面８の近くに形成された第１の突合せ段部６と、他方の歯車Ｇ₂の各歯２の歯幅方向の一方の端面８′の近くに形成された第２の突合せ段部７とが隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。なお、この歯車Ｇ₁と歯車Ｇ₂との噛み合いにおいて、第１及び第２の突合せ段部６，７以外の歯面は当接しないで隙間ｇが形成されるようになっており、お互いの歯１，２が食い込んでしまうのを防止する。

図５は、一方の歯車Ｇ₁の各歯１の形状及び他方の歯車Ｇ₂の各歯２の形状の他の実施形態を示す歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面図である。この実施形態は、一方の歯車Ｇ₁の第１の突合せ段部６と他方の歯車Ｇ₂の第２の突合せ段部７とを、各歯１，２の歯幅方向の中間部に形成したものである。一方の歯車Ｇ₁については、各々の歯１の両側方の歯面にて歯幅方向の中間部に、各歯１の回転軸Ｏ₁（図６参照）に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、図２に示す標準歯車の歯形５に対してテーパー状に歯１の歯厚が狭まる第１の突合せ段部６が形成されている。すなわち、各歯１の歯幅方向の中間部にのみ第１の突合せ段部６が形成され、歯幅方向の両端部はそれぞれ平行な面に形成されて一様な厚さとされている。

このように構成された一方の歯車Ｇ₁の全体形状は、図６に示すようになる。すなわち、各々の歯１の回転軸Ｏ₁に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状は、歯元から歯先までの全歯たけＨに渡って、歯幅方向の中間部にテーパー状に歯１の歯厚が狭まる第１の突合せ段部６が形成された形状となる。

次に、他方の歯車Ｇ₂については、各々の歯２の両側方の歯面にて歯幅方向の中間部に、各歯２の回転軸Ｏ₂（図６参照）に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、図２に示す標準歯車の歯形５に対してテーパー状に歯２の歯厚が拡がる第２の突合せ段部７が形成されている。すなわち、各歯２の歯幅方向の中間部にのみ第２の突合せ段部７が形成され、歯幅方向の両端部はそれぞれ平行な面に形成されて一様な厚さとされている。

このように構成された他方の歯車Ｇ₂の全体形状は、図６に示すようになる。すなわち、各々の歯２の回転軸Ｏ₂に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状は、歯元から歯先までの全歯たけＨに渡って、歯幅方向の中間部にテーパー状に歯２の歯厚が拡がる第２の突合せ段部７が形成された形状となる。

そして、上述のように構成された一方の歯車Ｇ₁と他方の歯車Ｇ₂とを、図６に示すように噛み合わせて、本発明の歯車装置が構成される。すなわち、対向する一対の歯車（Ｇ₁，Ｇ₂）同士を、各々の歯１，２の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部６，７を回転軸Ｏ₁，Ｏ₂方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせている。この場合、図５に示すように、一方の歯車Ｇ₁の各歯１の歯幅方向の中間部に形成された第１の突合せ段部６と、他方の歯車Ｇ₂の各歯２の歯幅方向の中間部に形成された第２の突合せ段部７とが隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。なお、この歯車Ｇ₁と歯車Ｇ₂との噛み合いにおいて、第１及び第２の突合せ段部６，７以外の両端部側の歯面は当接しないで隙間ｇが形成されるようになっており、お互いの歯１，２が食い込んでしまうのを防止する。

次に、上述のような一方の歯車Ｇ₁と他方の歯車Ｇ₂とを噛み合わせて成る歯車装置の組み合わせについて説明する。図７に示すように、一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１１上に固着されており、他方の歯車Ｇ₂は、他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に軸方向にスライド可能に保持されている。このような状態で、対向する相手歯車Ｇ₁，Ｇ₂同士を、各々の歯１，２の横断面形状を回転軸１１，１３の方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせている。

このとき、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、弾性部材を用いて回転軸１１，１３の方向にて圧接して突き合わせている。すなわち、例えば他方の歯車Ｇ₂において、ハウジング１２と歯車Ｇ₂のウェブとの間の回転軸１３の周りに、弾性部材としてのコイルバネ１４を介装して、このコイルバネ１４の弾性力によって他方の歯車Ｇ₂を一方の歯車Ｇ₁に対し矢印Ｃのように圧接している。ここで、前述のように、一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の歯１，２は、その回転軸１１，１３の方向にて各々の歯１，２の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部６，７を互いに突き合わせるように噛み合わせているので、それぞれ対向する歯１，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。

図８は、歯車装置における一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の組み合わせの第２の実施形態を示す説明図である。この実施形態は、図７に示す歯車装置において、一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１１上に軸方向にスライド可能に保持されており、他方の歯車Ｇ₂は、他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に固着されている。そして、一方の歯車Ｇ₁において、ハウジング１０と歯車Ｇ₁のウェブとの間に、弾性部材としての板バネ１５を介装して、この板バネ１５の弾性力によって一方の歯車Ｇ₁を他方の歯車Ｇ₂に対し矢印Ｄのように圧接して、歯１，２を噛み合わせている。この場合も、前述と同様にして、それぞれ対向する歯１，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。なお、板バネ１５は、金属製でも、樹脂製であってもよい。また、板バネ１５は、一方の歯車Ｇ₁に一体的に形成してもよい。さらに、一方の歯車Ｇ₁の板バネ１５は、コイルバネ１４に代えてもよい。

図９は、歯車装置における一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の組み合わせの第３の実施形態を示す説明図である。この実施形態は、一方の歯車Ｇ₁と他方の歯車Ｇ₂との間に、アイドルギヤＧ₃を介装したものである。すなわち、一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１１上に固着されており、他方の歯車Ｇ₂は、他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に軸方向にスライド可能に保持されており、さらにアイドルギヤＧ₃は、他のハウジング１６に回転可能に支持された回転軸１７上に軸方向にスライド可能に保持されている。なお、図９において、符号１９は、アイドルギヤＧ₃の外周面に形成された歯を示している。このような状態で、それぞれ対向する一方の歯車Ｇ₁とアイドルギヤＧ₃同士を、またアイドルギヤＧ₃と他方の歯車Ｇ₂同士を、各々の歯１，１９，２の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部６，７を互いに突き合わせるように噛み合わせている。

そして、他方の歯車Ｇ₂において、ハウジング１２と歯車Ｇ₂のウェブとの間の回転軸１３の周りにコイルバネ１４を介装して、このコイルバネ１４の弾性力によって他方の歯車Ｇ₂をアイドルギヤＧ₃に対し矢印Ｅのように圧接している。また、アイドルギヤＧ₃において、ハウジング１６とアイドルギヤＧ₃のウェブとの間の回転軸１７の周りにコイルバネ１８を介装して、このコイルバネ１８の弾性力によってアイドルギヤＧ₃を一方及び他方の歯車Ｇ₁，Ｇ₂に対し矢印Ｆのように圧接している。これにより、それぞれ対向する歯１，１９，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図９に示す一方の歯車Ｇ₁とアイドルギヤＧ₃と他方の歯車Ｇ₂との噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くすことができる。

なお、図９におけるアイドルギヤＧ₃のコイルバネ１８による矢印Ｆ方向の荷重Ｋ₁と、他方の歯車Ｇ₂のコイルバネ１４による矢印Ｅ方向の荷重Ｋ₂とは、Ｋ₁＞Ｋ₂であることが望ましい。この荷重Ｋ₁とＫ₂との大小関係により、三つの歯車Ｇ₁，Ｇ₂，Ｇ₃の噛み合わせを正しく維持することができる。

図１０は、歯車装置における一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の組み合わせの第４の実施形態を示す説明図である。この実施形態は、図９に示す歯車装置において、一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１１上に軸方向にスライド可能に保持されており、他方の歯車Ｇ₂は、他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に軸方向にスライド可能に保持されており、さらにアイドルギヤＧ₃は、他のハウジング１６に回転可能に支持された回転軸１７上に固着されている。このような状態で、それぞれ対向する一方の歯車Ｇ₁とアイドルギヤＧ₃同士を、またアイドルギヤＧ₃と他方の歯車Ｇ₂同士を、各々の歯１，１９，２の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部６，７を互いに突き合わせるように噛み合わせている。

そして、一方の歯車Ｇ₁において、ハウジング１０と歯車Ｇ₁のウェブとの間に板バネ１５を介装して、この板バネ１５の弾性力によって一方の歯車Ｇ₁をアイドルギヤＧ₃に対し矢印Ｄのように圧接している。また、他方の歯車Ｇ₂において、ハウジング１２と歯車Ｇ₂のウェブとの間の回転軸１３の周りにコイルバネ１４を介装して、このコイルバネ１４の弾性力によって他方の歯車Ｇ₂をアイドルギヤＧ₃に対し矢印Ｅのように圧接している。これにより、それぞれ対向する歯１，１９，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図１０に示す一方の歯車Ｇ₁とアイドルギヤＧ₃と他方の歯車Ｇ₂との噛み合い時のバックラッシを低減もしくは無くすことができる。なお、一方の歯車Ｇ₁側の板バネ１５は、コイルバネ１４に代えてもよい。或いは、他方の歯車Ｇ₂側のコイルバネ１４は、板バネ１５に代えてもよい。

図１１は、一方の歯車Ｇ₁を他方の歯車Ｇ₂に対して回転軸方向にて圧接して突き合わせる弾性部材の他の実施例を示す平面図である。この実施例における弾性部材は、リング状板バネ２５とされている。このリング状板バネ２５は、歯車のボス部分に嵌まり合う内径とされた平板状リング部材２６の外周部に、例えば３個ずつのバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃ；２８ａ，２８ｂ，２８ｃを交互に外向きに取り付けて成る。この場合、一方の３個のバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、平板状リング部材２６から上向きに適宜の角度（例えば３０度程度）だけ折り曲げて取り付けられている。また、他方の３個のバネ片２８ａ，２８ｂ，２８ｃは、平板状リング部材２６から下向きに適宜の角度（例えば３０度程度）だけ折り曲げて取り付けられている。そして、一方のバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃの上面は上向きの半球状の突面に形成され、他方のバネ片２８ａ，２８ｂ，２８ｃの下面は下向きの半球状の突面に形成されている。この結果、平板状リング部材２６の外周部に、例えば６個のバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃ；２８ａ，２８ｂ，２８ｃが等間隔に交互に取り付けられて、平面視で恰も亀のような形状に形成されている。

図１２は、上述のリング状板バネ２５を用いて一方の歯車Ｇ₁と他方の歯車Ｇ₂とを噛み合わせた状態を示す断面説明図である。一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に支持された軸１１上に軸方向にスライド可能に保持されており、他方の歯車Ｇ₂は、他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に固着されている。そして、一方の歯車Ｇ₁において、ボス部分２９の周りにてハウジング１０と歯車Ｇ₁のウェブとの間に、リング状板バネ２５を介装して、このリング状板バネ２５の弾性力によって一方の歯車Ｇ₁を他方の歯車Ｇ₂に対し矢印Ｄのように圧接して、歯１，２を噛み合わせている。この場合も、前述と同様にして、それぞれ対向する歯１，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。

なお、リング状板バネ２５は、下向きの３個のバネ片２８ａ，２８ｂ，２８ｃがハウジング１０の上面に当接すると共に、上向きの３個のバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃが歯車Ｇ₁のウェブ面に当接するので、一方の歯車Ｇ₁を他方の歯車Ｇ₂に対し安定して矢印Ｄのように圧接することができる。また、上向きのバネ片２７ａ，２７ｂ，２７ｃは、歯車Ｇ₁のウェブ面に対して上向きの半球状の突面で接触するので、点接触の状態になって接触抵抗が小さくなり、歯車Ｇ₁の回転がスムーズになる。なお、リング状板バネ２５は、金属製でも、樹脂製であってもよい。

図１３は、歯車装置における一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の組み合わせの第５の実施形態を示す断面説明図である。この実施形態においては、一方の歯車Ｇ₁は、ハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１１上に固着されており、他方の歯車Ｇ₂は、同じくハウジング１０に回転可能に支持された回転軸１３上に軸方向にスライド可能に保持されている。このような状態で、対向する一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂同士を、各々の歯１，２の横断面形状を回転軸１１，１３の方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせている。このとき、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、磁気による吸引力又は反発力を利用して回転軸１１，１３の方向にて圧接して突き合わせている。

すなわち、例えば他方の歯車Ｇ₂において、その回転軸１３の周りに磁気を発生させる手段として磁石２０を組み込み、この磁石２０に対向するハウジング１０側にて回転軸１３の根元部の周りには鉄板等の磁性体板２１を取り付け、磁石２０と磁性体板２１との間に作用する磁気吸引力によって他方の歯車Ｇ₂を一方の歯車Ｇ₁に対し矢印Ｃのように圧接している。この場合も、図７の場合と同様にして、それぞれ対向する歯１，２の第１及び第２の突合せ段部６，７が隙間なく当接して、図１に示す一対の歯車Ｇ₁，Ｇ₂の噛み合い時のバックラッシＢを低減もしくは無くすことができる。

なお、図１３においては、他方の歯車Ｇ₂側に磁石２０を組み込み、この磁石２０に対向するハウジング１０側に磁性体板２１を取り付けたものとしたが、これとは逆に、他方の歯車Ｇ₂側に磁性体板２１を組み込み、これと対向するハウジング１０側に磁石２０を取り付けてもよい。また、他方の歯車Ｇ₂が、図７に示すように他のハウジング１２に回転可能に支持された回転軸１３上に軸方向にスライド可能に保持されている場合は、他方の歯車Ｇ₂側とこれに対向するハウジング１２側とに、同極性の磁石を対向させて取り付け、両磁石間に作用する磁気反発力によって他方の歯車Ｇ₂を一方の歯車Ｇ₁に対し矢印Ｃのように圧接してもよい。或いは、図１３において、他方の歯車Ｇ₂の全体をプラスチックマグネットとして、対向するハウジング１０側に取り付けられた磁性体板２１との間に作用する磁気吸引力によって他方の歯車Ｇ₂を一方の歯車Ｇ₁に対し矢印Ｃのように圧接してもよい。

本発明による歯車装置の実施形態を示す図であり、一対の歯車の噛み合い状態の要部説明図である。標準歯車の歯形を示す斜視図である。一方の歯車の各歯の形状及び他方の歯車の各歯の形状の実施形態を示す、歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面図である。一方の歯車と他方の歯車とを噛み合わせて構成された歯車装置の実施形態を示す斜視図である。一方の歯車の各歯の形状及び他方の歯車の各歯の形状の他の実施形態を示す、歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面図である。一方の歯車と他方の歯車とを噛み合わせて構成された歯車装置の他の実施形態を示す斜視図である。歯車装置における一対の歯車の組み合わせの実施形態を示す説明図である。同じく一対の歯車の組み合わせの第２の実施形態を示す説明図である。同じく一対の歯車の組み合わせの第３の実施形態を示す説明図である。同じく一対の歯車の組み合わせの第４の実施形態を示す説明図である。一方の歯車を他方の歯車に対して回転軸方向にて圧接して突き合わせる弾性部材の他の実施例を示す平面図である。リング状板バネを用いて一方の歯車と他方の歯車とを噛み合わせた状態を示す断面説明図である。歯車装置における一対の歯車の組み合わせの第５の実施形態を示す断面説明図である。

符号の説明

Ｇ₁…一方の歯車
Ｇ₂…他方の歯車
Ｇ₃…アイドルギヤ
１…一方の歯車の歯
２…他方の歯車の歯
５…標準歯車の歯形
６…第１の突合せ段部
７…第２の突合せ段部
８，８′…一方の端面
１０，１２，１６…ハウジング
１１，１３，１７…回転軸
１４，１８…コイルバネ
１５…板バネ
１９…アイドルギヤの歯
２０…磁石
２１…磁性体板
２５…リング状板バネ
２６…平板状リング部材
２７ａ〜２７ｃ；２８ａ〜２８ｃ…バネ片

Claims

一対の歯車を組み合わせて対向する相手歯車の歯との噛み合いにより２軸間に回転運動を伝達する歯車装置であって、
上記一対の歯車の一方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて歯幅方向の一部にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が狭まる第１の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成し、
他方の歯車について、各々の歯の両側方の歯面にて上記一方の歯車の歯の第１の突合せ段部に対応する位置にのみ、各々の歯の回転軸に直交する断面に対し直角かつ歯厚方向に平行な面内の横断面形状にて、標準歯車の歯形に対してテーパー状に上記歯の歯厚が拡がる第２の突合せ段部を形成すると共に、それ以外の部分は平行な面として一様な厚さに形成し、
対向する一対の歯車同士を、各々の歯の横断面形状の第１及び第２の突合せ段部を回転軸方向にて互いに突き合わせるように噛み合わせると共に、上記第１及び第２の突合せ段部以外の歯面は当接しないで隙間が形成されるようにしたことを特徴とする歯車装置。
上記一方の歯車の第１の突合せ段部と他方の歯車の第２の突合せ段部とは、各歯の歯幅方向の一方の端面の近くに形成したことを特徴とする請求項１記載の歯車装置。
上記一方の歯車の第１の突合せ段部と他方の歯車の第２の突合せ段部とは、各歯の歯幅方向の中間部に形成したことを特徴とする請求項１記載の歯車装置。
上記一対の歯車の対向する相手歯車の歯との噛み合いは、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、弾性部材を用いて回転軸方向にて圧接して突き合わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車装置。
上記一対の歯車の対向する相手歯車の歯との噛み合いは、少なくとも一方の歯車を他方の歯車に対して、磁気による吸引力又は反発力を利用して回転軸方向にて圧接して突き合わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の歯車装置。