JP6627395B2 - ギヤ伝動装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピニオンギヤと、当該ピニオンギヤに噛み合う歯部が円盤状のディスク部の外周部に形成されたフェースギヤとを備えたギヤ伝動装置に関する。

上記構成のギヤ伝動装置として特許文献１には、フェースギヤとピニオンギヤとの噛み合いを調整するために、フェースギヤの回転中心部をピニオンギヤに対する噛み合い側に向けて付勢する付勢部材を装着した技術が示されている。

特許文献２には、フェースギヤの回転中心部をピニオンギヤに対する噛み合い側に向けて付勢する付勢部材を装着し、フェースギヤとピニオンギヤとの噛み合い部に過負荷が作用したときにその噛み合いが付勢力に抗して解除される技術が示されている。

特許文献３には、フェースギヤの傾きを規制するため、フェースギヤのうち歯部が形成された面と反対側となる背面にギヤ受け部を備えた技術が示されている。この技術では、ギヤ受け部として、支軸に回転自在に支持されたローラを有しており、このローラを、フェースギヤの背面のうちフェースギヤとピニオンギヤとの噛み合い部に対向する位置に配置している。

特開平１０−２１０９０１号公報 特開２００４−１３２４１８号公報 特開２００１−７８６３０号公報

特許文献１，２の装置は、いずれも、フェースギヤの全周に亘って噛み合い側に向けて付勢する付勢部材を有しているため、フェースギヤとピニオンギヤとの噛み合い深さを適切に維持して耐久性の低下を抑制できるものである。しかしながら、フェースギヤの回転軸芯の姿勢が振れる場合には、フェースギヤとピニオンギヤとの噛み合い部における歯部どうしの相対姿勢が変化して円滑な相対移動が阻害され、動力伝達効率が低下する虞があった。

特許文献３の装置は、ピニオンギヤとフェースギヤとの噛合位置に対向する背面位置にギヤ受け部を配置しているので、フェースギヤとピニオンギヤとの噛み合い深さを適切に維持して耐久性の低下を抑制できるものである。また、この装置では、噛み合い部における歯部どうしの円滑な相対移動を維持して動力伝達効率の低下を抑制するものである。
しかしながら、特許文献３の装置では、ギヤ受け部のローラがフェースギヤの背面に対して常時接触する構成であるため、フェースギヤの回転時にエネルギーロスを招くだけでなく、ギヤ受け部を備えるために部品点数が増大するものであった。

即ち、フェースギヤの姿勢を安定させつつ円滑な伝動を可能にするギヤ伝動装置が求められる。

本発明の特徴は、ピニオンギヤと、円盤状のディスク部の外周部において一方の第１面から突出する歯部を有し、前記ピニオンギヤに噛み合うフェースギヤと、を備え、
前記ディスク部のうち、前記歯部を形成していない他方の第２面に、前記フェースギヤの回転軸芯に対する周方向に沿って予め設定した長さの突出部が形成され、当該突出部の突出端に潤滑油を保持する凹部が形成され、
前記凹部と、前記回転軸芯の径方向における前記突出部の内側および外側の少なくとも何れか一方に開口する開口端部とに亘る連通部を有する点にある。

この構成によると、第２面に形成される突出部を、例えば、装置のハウジング等の内面に近接させることや、軽く接触させるように配置することにより、外力等が作用によりフェースギヤの回転軸芯が振れるようにフェースギヤの姿勢が変化する場合でも、突出部がハウジング等の内面に接触することによりフェースギヤの姿勢を安定させることが可能となる。また、突出部に形成された凹部に潤滑油が保持され、突出部がハウジング等の内面に接触しても潤滑油が摩擦による抵抗の増大を抑制し、円滑な回転を実現する。
従って、フェースギヤの姿勢を安定させつつ円滑な伝動を可能にするギヤ伝動装置が構成された。

本発明は、前記凹部が、前記突出部の幅方向の中央位置において前記突出部の延出方向に沿って形成されても良い。

このように、凹部を突出部の幅の中央位置に形成することにより、潤滑油を突出部の幅方向の中央から内外に送り出し、ハウジング等の内面と突出部との接触部位に対して確実に供給して偏りのない潤滑を行える。また、突出部の延出方向（長さ方向）に沿って凹部を形成しているので、凹部からの潤滑油を延出方向に沿って送り、摩擦軽減効果を高めることも可能となる。

本発明は、前記連通部は、前記フェースギヤの回転に伴い潤滑油が前記開口端部から導入されて前記凹部に送り込まれる姿勢で形成されても良い。

これによると、突出部の内側と外側との少なくとも何れか一方に存在する潤滑油をフェースギヤの回転に伴い、連通部を介して凹部に導くことが可能となり、良好な潤滑性を維持できる。

本発明は、前記連通部の断面積が、前記凹部と連通する位置における断面積に対して、前記開口端部における断面積を大きく設定しても良い。

このように、連通部が凹部に連通する位置の断面積より、連通部の開口端部の断面積を大きくすると、突出部の外部に存在する潤滑油を、大きく開放する開口端部を介して連通部に取り込み易くなり、充分な量の潤滑油を凹部に供給できる。

本発明は、前記突出部の一部に、径方向に幅を拡大した幅広部が形成され、前記連通部の前記開口端部は、前記幅広部の端部に形成されても良い。

これによると、フェースギヤが回転する場合に、突出部の幅広部に潤滑油が接触して滞留する潤滑油が、幅広部の下流側の開口から連通部に確実に案内されるため、充分な量の潤滑油を凹部に対して積極的に供給できる。

ギヤ伝動装置の横断面図である。 図１のII−II線断面図である。 突出部とケース内面との位置関係を示す断面図である。 突出部と連通部とを示す図である。 別実施形態（ａ）の連通部を示す図である。 別実施形態（ｂ）の連通部と幅広部とを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔ギヤ伝動装置の基本構成〕
図１及び図２に示すように、第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在なフェースギヤＧ１と、第１軸芯Ｘ１と食い違う位置の第２軸芯Ｘ２を中心に回転自在なピニオンギヤＧ２とを互いに噛み合わせ、ハウジングＨに収容してギヤ伝動装置が構成されている。

このギヤ伝動装置は、ピニオンギヤＧ２を電動モータ等のアクチュエータで駆動回転することによりフェースギヤＧ１を減速駆動する伝動系に備えられるものである。

フェースギヤＧ１は、第１軸芯Ｘ１を中心とする円盤状のディスク部１の第１面１ａの外周部に複数の歯部２が突出形態で形成され、中心の駆動孔３に出力軸４が挿通状態で連結する。フェースギヤＧ１は、ハウジングＨに対して出力軸４を介して第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在に支持されている。また、フェースギヤＧ１において第１面１ａの反対側の第２面１ｂに対して後述する突出部２０が形成されている。

このフェースギヤＧ１は、金属材料を用いて鍛造やプレス加工により製造されるものを想定しているが、素材の切削により複数の歯部２や、突出部２０が製造されるものでも良い。また、金型を用いた樹脂成形により製造されるものでも良い。

ピニオンギヤＧ２は、シャフト１０に対してネジ状となる２条のギヤ部１１（ピニオンギヤＧ２の歯部）を一体形成したヘリカルギヤとして構成され、第２軸芯Ｘ２を中心に回転自在に支持される。このピニオンギヤＧ２は、内端位置と中間位置とに配置された軸受１３によりハウジングＨに対し回転自在に支持されている。

ハウジングＨは、主ケース１５に蓋状ケース１６を重ね合わせて密封した構造を有し、フェースギヤＧ１と、ピニオンギヤＧ２とを収容する。特に、主ケース１５の内側には、第１軸芯Ｘ１に直交する姿勢で平坦なケース内面１５Ｓが形成されている。

〔突出部〕
図３、図４に示すように、フェースギヤＧ１の歯部２の一部にピニオンギヤＧ２のギヤ部１１が噛合するギヤ伝動装置では、ピニオンギヤＧ２の押圧力が、フェースギヤＧ１の姿勢を傾ける（第１軸芯Ｘ１の姿勢を傾動させる）方向に作用する。このような状況においてフェースギヤＧ１の姿勢を安定させるため、フェースギヤＧ１の第２面１ｂに突出部２０を形成し、その突出端をケース内面１５Ｓに軽く接触させている。尚、突出部２０をケース内面１５Ｓに近接させても良い。

つまり、フェースギヤＧ１には、ディスク部１のうち歯部２が形成された第１面１ａと反対側となる第２面１ｂに対して突出部２０が第１軸芯Ｘ１を中心にする円周状領域に沿って突状に突出形成されている。

この突出部２０は、第１軸芯Ｘ１に沿う方向視において歯部２の歯幅方向での中央に重複する位置に環状に配置され、突出部２０の突出端には、突出部２０の幅方向の中央部において第１軸芯Ｘ１を中心とする円周状領域に溝状に凹部２１が形成されている。

突出部２０には、この突出部２０の外部（内側および外側）の潤滑油を凹部２１に導くため複数の連通部２２が溝状に形成されている。これらの連通部２２は、突出部２０の内周側と外周側との一方または双方に形成して良く、本実施形態では内周側に形成されたものを示している。

また、連通部２２は、フェースギヤＧ１の回転に伴い外部の潤滑油としてのグリスを凹部２１に送り込む姿勢で形成されている。つまり、フェースギヤＧ１は矢印で示す回転方向Ｆの方向に回転するものであり、この回転方向Ｆに回転した場合に、その開口端部２２Ａが回転方向Ｆの下流側に開放するように連通部２２が形成されている。

つまり、連通部２２は、グリスを導入する方向の上流側となるように突出部２０の外面に形成される開口端部２２Ａと、連通部２２のうち、グリスを凹部２１に送り込むため凹部２１に接続する接続端部２２Ｂとを有している。この構成において、開口端部２２Ａの位置が、フェースギヤＧ１の回転方向Ｆの下流側に向かう姿勢で、且つ、ディスク部１の径方向の内方に向けて張り出す形態で形成されている。

ギヤ伝動装置は、フェースギヤＧ１を正逆両方に回転するように構成することも可能である。この構成のギヤ伝動装置では、正転時にグリスを凹部２１に送り込むための連通部２２と、逆転時にグリス（潤滑油）を凹部２１に送る込む連通部２２との２種の連通部２２を形成することも可能である。尚、２種の連通部２２を突出部２０の内側と外側との何れか一方に形成する場合には、各々が異なる姿勢で形成される。また、２種の連通部２２の一方を突出部２０の内側に形成し、他方を突出部２０の外側に形成することも可能である。

〔潤滑構成〕
ハウジングＨの内部にはグリス（潤滑油の一例）を貯留しており、このグリスにより、フェースギヤＧ１の歯部２とピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との間の潤滑を供給して円滑な作動を実現している。グリスは、主ケース１５のケース内面１５Ｓと、フェースギヤＧ１の第２面１ｂとの間にも存在する。従って、第２面１ｂにおいて突出部２０より径方向の内側に存在するグリスは、フェースギヤＧ１の回転により開口端部２２Ａから連通部２２に導入され、接続端部２２Ｂを介して凹部２１に供給される。

このような構成から、フェースギヤＧ１の歯部２とピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との間に強い力が作用し、この力がフェースギヤＧ１の姿勢を変化させる方向に作用する状況でも、突出部２０とケース内面１５Ｓとが接触することでフェースギヤＧ１の姿勢を安定的に維持する。更に、突出部２０とケース内面１５Ｓとの間にグリスを継続的に供給できるので、フェースギヤＧ１を円滑に回転させ、突出部２０とケース内面１５Ｓとの摩耗を抑制し、耐久性を高めることが可能となる。

〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。

（ａ）連通部２２は孔状に形成されるものであっても良い。また、溝状と孔状との何れであっても連通部２２は、図５に示すようにグリス（潤滑油）を取り込む開口端部２２Ａの開口断面積を、凹部２１に接続する接続端部２２Ｂの開口断面積より大きく設定しても良い。

この別実施形態では、開口端部２２Ａの開口幅Ｗａを、接続端部２２Ｂの開口幅Ｗｂより広く設定している。尚、開口端部２２Ａの開口断面積を、接続端部２２Ｂの開口断面積より大きく設定するため、各々の開口幅を等しくし、開口の深さ（第１軸芯Ｘ１に沿う方向での寸法）を異ならせても良い。

この構成により、突出部２０の外部のグリスを連通部２２に送り込む際には、大きく開放する開口端部２２Ａを介してグリスを取り込み、凹部２１に供給することが可能となり、充分な量のグリスを凹部２１に供給できる。

（ｂ）図６に示すように、突出部２０の一部の幅を拡大した幅広部２０Ａを突出部２０に一体的に形成し、この幅広部２０Ａのうち、フェースギヤＧ１の回転方向Ｆの下流側位置において連通部２２にグリスを取り込むための開口端部２２Ａを形成しても良い。

この構成により、フェースギヤＧ１が回転方向Ｆに回転する場合には幅広部２０Ａに接触したグリスは、幅広部２０Ａの下流側に滞留し、開口端部２２Ａから連通部２２に案内されるため、充分な量のグリスを凹部２１に供給できる。尚、このような位置に連通部２２を形成する構成では、別実施形態（ａ）のように開口端部２２Ａの開口断面積を、接続端部２２Ｂの開口断面積より大きく設定しても良い。また、幅広部２０Ａが複数形成され、各々に連通部２２が形成されても良い。

ギヤ伝動装置は、フェースギヤＧ１を正逆両方に回転するように構成できるため、何れの方向に回転した場合にも、凹部２１にグリス（潤滑油）を供給出来るように幅広部２０Ａを挟む位置（フェースギヤＧ１の周方向で幅広部２０Ａを挟む位置）の２箇所に連通部２２の開口端部２２Ａを形成しても良い。

（ｃ）突出部２０は、第１軸芯Ｘ１を中心とする周方向で予め設定された長さで形成されるものでも良い。つまり、この突出部２０は、必ずしも全周に亘って環状に形成される必要はなく、第１軸芯Ｘ１を中心とする円周状領域に部分的に形成することで、複数の突出部２０を独立して形成しても良い。また、連通部２２は、突出部２０の外周側に形成しても良い。更に、突出部２０を、第１軸芯Ｘ１を中心として異なる半径となる複数の円周状領域に形成することも可能である。

本発明は、ピニオンギヤとフェースギヤとを備えたギヤ伝動装置に利用することができる。

１ ディスク部
１ａ 第１面
１ｂ 第２面
２ 歯部
２０ 突出部
２１ 凹部
２２ 連通部
２２Ａ 開口端部
Ｇ１ フェースギヤ
Ｇ２ ピニオンギヤ
Ｘ１ 回転軸芯（第１軸芯）

Claims (5)

1. ピニオンギヤと、
   円盤状のディスク部の外周部において一方の第１面から突出する歯部を有し、前記ピニオンギヤに噛み合うフェースギヤと、を備え、
   前記ディスク部のうち、前記歯部を形成していない他方の第２面に、前記フェースギヤの回転軸芯に対する周方向に沿って予め設定した長さの突出部が形成され、当該突出部の突出端に潤滑油を保持する凹部が形成され、
   前記凹部と、前記回転軸芯の径方向における前記突出部の内側および外側の少なくとも何れか一方に開口する開口端部とに亘る連通部を有するギヤ伝動装置。
2. 前記凹部が、前記突出部の幅方向の中央位置において前記突出部の延出方向に沿って形成されている請求項１に記載のギヤ伝動装置。
3. 前記連通部は、前記フェースギヤの回転に伴い潤滑油が前記開口端部から導入されて前記凹部に送り込まれる姿勢で形成されている請求項１または２に記載のギヤ伝動装置。
4. 前記連通部の断面積が、前記凹部と連通する位置における断面積に対して、前記開口端部における断面積を大きく設定してある請求項３に記載のギヤ伝動装置。
5. 前記突出部の一部に、径方向に幅を拡大した幅広部が形成され、
   前記連通部の前記開口端部は、前記幅広部の端部に形成されている請求項３または４に記載のギヤ伝動装置。

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