JPS6037440A - 緩衝駆動ギヤ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 本発明は一般的にギヤ装置に関し、特に荷Φを５− 駆動するギヤ装置に関する。

口、従来の技術 ギＡ７ホイールを駆動するウオームギヤはＪ、く知られ
ている。このギヤ装置において一般的にそのギヤホイー
ルの歯先面、即ち各ギア歯の頂部に沿った而の直径は一
定にされている。従ってそのギＡ７ホイールは偏平な円
筒の垂直側部から歯が延びるような形状を晶える。第１
図は、そのような従来において、軽い荷車が１１Ｆかつ
ている場合のウオームギヤ４０とギヤホイール４２との
間の接触区域４１を示す。

ハ１発明が解決しようとする問題点 １記従来技術に４３いてウオームギヤ４０とギヤホイー
ル４２に掛かる荷重が相当に増大すると、ギヤ歯接触区
域は第２図の４１Ａで示されるＪ：うに減小される。こ
のような減小１ノた接触区域４１ＡはギＶ１〜レーンの
ギヤの外れその伯の故障の原因になる。そこで大荷重に
よる駆動つＡ−ムギャとギヤホイールどの間の分前を減
少または無くすことが非常に望まれる。

６− 特に叙−にのよう＜ｉ問題は自動車の風防ガラスのワイ
パー装置６において生じ易い、、その４！ヤ］−１ノー
ンＩＪＩ　、ワイパー１１ノードがＥｆｉｌ防ガラツガ
ラスしたり、あるいは大雪の荷重のためにワイパーブレ
ードの帰動角度が制限されるような不都合な情況におい
て、風防ガラスのワイパー七−夕のストール及びアーマ
ブコア慣ｖ１衝撃荷重に耐λられるように設計１しな【
ノればならｔｒい。そのにうな情況においてはギヤ歯に
高い応力が１１Ｆかり、機能ができなくなる。本発明は
そうした問題を解決しようどするものである。

また従来の技術において、ギＡ７ホイールの歯の両端部
をウオームギアフの輪郭に沿って延長させたギヤホイー
ルが知られている。このような、ウオームギヤを受ける
中間の凹部とこれの両側のリッジを備えたギヤホイール
の構成は製作が困升という問題を伴なう。ギヤホイール
をプラスチック材料でモールド成形する場合、成形され
たギヤホイールを外すためモールドは少なくとも２つの
部分に分割しなＣノればならない。イれらモールド部分
の合わけ不良ができ易いため、高品質のギ（７ホイール
の１１作（まテ１１シい。更にそのようなギヤホイール
は一般的に内部が中実であるので可撓１１１に欠ける。

可撓性が無いとつＡ−ムギＡ７の駆動荷重は全−Ｃその
つＡ−ムギＡ７ど接触のギＡ７１１＼イール歯に掛かり
、そこでそれらギヤホイール爾の破損が４１．しること
もあり得る。

二９問題点を解決号−るだめの手段 そこで本発明によれば、つＡ−ムギャとこれに係合する
ギヤホイールを備える荷重駆動モータギヤにおいて、そ
のギＡ７ホイールのギ１７山の歯先面が、ギＡ７ホイー
ルの外周縁に沿った段付ぎ部分を備えるような輪郭にさ
れ、イこでぞの段部のより高い方の部分がウオームギ（
］の外側の一方の部分の湾曲に沿って延長され、これに
よってウオームギヤどギヤホイールとの間の接触区域が
増大される。このようｔ１構成によって、荷重が掛かっ
た場合にギＡ７ホイールのギＡ７山が、ギヤホイールを
駆動覆るつＡ−ムギ（７から外れようとする傾向に対抗
することができる。

また９ｒ適にギヤホイールのスポークが可撓性材料で作
られ、これにＪ、って、大きな荷重が掛かったときＶヤ
ホイールが駆動つＡ−ムギャの方へ偏向し、ウオームギ
Ｖどギヤホイールとを分Ｈ１させる力によるそれら両１
！ヤ間の南のずれを部分的に補１で゛きる。

ホ、実ｆ他例 第５図に示されるＪ：うに、ギヤ組立体１０は駆動つＡ
−ムギＡ７１２とギヤホイール１４を備える。

ギヤホイール１４のギヤ歯１６は、第４図に示されるに
うな輪郭をイ」【」られた歯先面１８を有する。

即ちギヤホイール１４の両端面に近い歯先面１８の両端
部は、その一方の側が平らな部分２０を、そして他方の
側が平らな部分２２を備える。これら両平ら部分２０と
２２の間に、ウオームギア１２の中心より外れた成る点
を中心とする変化する半径をもった湾曲部分２４が設け
られる。ギヤホイール１４の両平ら部分２０ど２２の軸
方向の各位首における直径は一定である。平ら部分２０
にお（〕る直径は平ら部分２２におけるそれＪ：り大９
− きい。湾曲部分２４にお１ノる直径は、平ら部分２２か
ら平ら部分２０の方への距離が増大するに従って大きく
なる。

湾曲部分２４が少なくとも部分的に駆動ウオームギア１
２を巻くように設問されることによって、ギヤホイール
１４の歯とウオームギＡ７１２の歯との間の接触区域１
１は、歯先面１８が全体的に平らな場合よりも大ぎくさ
れる。各ギヤ歯１６は頂部（歯先）２８から下方へ延び
るフランク２６を有する（第５図）。歯の断面の１払ど
形状は頂部の各位１Ｎにおいて同じである。しかし湾曲
部分２４では歯先面１８に沿った各軸方向位首にお（）
る断面は半径方向にずれている。

駆動ウオームギＡ７１２の歯の深さとギヤホイール１４
の歯の深さは好適には実質的に同じにされ、これによっ
て大きな歯接触区域１１が得られる（第３図）。

第４図に示されるように、駆動ウオームギヤ１２が距離
（１））だけギヤホイール１４がら分離した場合でも、
なお歯接触区域１１Δが残ってい１０− る。特に第４図の鎖線アラ１〜ラインで示されるＪ：う
な、軸方向平面内の約１度から１１！２度の歯の偏向は
、偏向されないギ１７ホイールに比較して接触区域を影
付【ノ区域１１Ｂだり増大させる。ぞのようなギヤホイ
ールの傾斜はまた接触区域の一部分１１Ｃを１０失させ
るが、偏向されないギヤホイールに比較した接触区域の
利１［１はイの損失分より大きく、成る正味利得が１！
１られるのである。好適には、湾曲部分２４が駆動つＡ
−−ムギＸ７１２の周縁に沿って高くなるように、ウオ
ームギヤ１２の中心線は湾曲部分２４の半径方向最内側
端部に近く設置される。

ギヤホイール１４は撓曲できるスポーク３０を有する。

ギヤホイール１４に好適な材料は、全ての荷重条例にお
ける従動システムの機能に適合する必要な物理特性を有
する充実されないアセタル樹脂である。スポーク３０が
可撓性であることにより、ギヤホイール１４は回転平面
と軸方向平面の両方において偏向できる（第７図）。軸
方向平面内のギヤホイール１４の偏向は、非常に人ぎい
荷重が掛かったどぎのギＡノ分随力による駆動ウオーム
ギＡ７１２とギヤホイール１４どの間の歯の外れを部分
的に補正づる。スポーク３０の撓曲は、駆動つＡ−−ム
ギｒ１２の全て駆動荷重が、そのつＡ−ムギャ１２と接
触しているギ（７歯１６に吸収されるのを防ぐ。

第１図に示されるよう４Ｔ従来技術の荷重の無いギヤホ
イールの典ハ“！的な接触区域（面積）は０．７８７ｃ
ｎ＋２　（０，１２２平方インヂ）であり、ぞの荷重が
掛かった場合の接触区域は第２図に示される３１：うに
０．５０３ｃｍ２　（０，０７８平方インチ）であって
、接触区域は３６％減小される。

第３図に示されるよう４丁ギヤホイールの無荷重時の典
型的な接触区域は０．９／′１８ｃｍ２（０，１４７平
方インチ）であり、そしてその荷重が掛かったときの接
触区域は第１図に示されるようにＯ−６３２ｃｍ２　（
０，０９８平方インチ）であって、接触区域は３３％減
小される。この従来技術（第１図及び第２図）と本発明
の実施例（第３図及び第４図）との間の比較は、同じ直
径の：ｔ′Ｘ７ホイールと同じ寸法及び形状のつＡ−ム
ギャに１１りいＣ１本発明の実施例では接触区域の派生
率が３％小さいことを承り。

第７図と第８図は、ｒヤホイール１４の軸に対し成る角
度をもった爾１６に対して、接線り自力Ｗ１がイのホイ
ール軸と平行な方向に１１Ｆかる場合を示し−Ｃいる。

回転力Ｗ×は回転平面に平ｔｉに掛かる。分離力ＷＯが
ギヤホイール１４に対し半径方向に掛かる。それら３つ
の力の合力がＷである。

第７図は、ギヤホイールの軸を通る軸方向平面と、ギヤ
ホイールの平面に平行な回転平面とを示す。

典型的な風防ガラスワイパーモータの力がギ１７ホイー
ル１４に１珪かると、このギＡ７ホイール１４は、これ
の軸に対して、回転平面内で約３．５°、そして軸方向
平面内で約１°偏向する。回転平面内の約３．５°の偏
向はスポーク３０の撓曲によって生じるものである。そ
のギヤホイール１４の合成偏向が、ギヤ歯１６の長手方
向に直角な平面内に現われる。

第５５図に示されるように、スポーク３０は全体１３− 的に、ギＡ７ホイール１４の中心軸からの？１′径方向
距離が大きくなるに従ったテーパを付けられる。

隣合うスポーク３０の間に、スポークの撓曲を制限する
ストップ４５が備えられる。これらストップ４５はそれ
ぞれ、半径方向に整合した頭部４６と脚部４７を右する
。スポーク３０が撓曲すると頭部４６に当たり、それ以
」−の撓曲が制御−される。

頭部４６とこれに隣接するスポーク３０との間の典型的
４Ｔ間隔は約０．７６ｍｍである。撓曲に抵抗づる力は
非線形的に増大し、スポーク３０が頭部４６に接触Ｊる
と大ぎく増加してスポークの半径方向外方部分の材料の
破損を防ぐ。

ギＸ７絹立体１０の典型的な寸法を以下に示す。

湾曲部分２４の曲率半径−０，２１０ｍｍ部分２０の長
さ　−０，１５５ｍｍ 部分２２の長さ　−０，１７５ｍｍ 歯頂部長さ　−０，３３５ｍｍ 歯フランク長さ　−０，４２５ｎｕａ スポーク３０の寸法　−１４，１７３１１１ｍ　（０，
５５８インチ）長さ −Ｌ／Ｉ− （，１６２″から１００” テーパ付き） −１１，３７９ｍｍ　（０，４４８イ ンチ）厚さ 本発明の様々な変化形が可能なことは当該技術省にとっ
て自明であろう。例えば、歯先面の湾曲部分と平ら部分
との相対長さはここに開示したものと異なるようにでき
る。当該技術の改良を行う本発明中の技術にも１本的に
関わるそれら変化形は全て本発明の範囲内に含まれるも
のと認められるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術による駆動ウオームギＡ７とこれに
係合したギＡ７ホイールの断面図で、通常荷重にｊハ゛
Ｊるイｊ効歯接触区域を示Ｊ図面、第２図は、第１図の
ギヤ装買において、大きな荷重が１１Ｆかつて減小した
歯接触区域を示す一面、第３図は、本発明の実施例に従
つＣ歯接触区域が増大されるにうな輪郭にされた歯先面
を備えるギヤホイールとこれを駆動するウオームギやの
断面図、 第４図は、第３図に示される本発明の実施例によるギヤ
ホイールが、第２図のＪ：うに大きい荷重を掛けられた
場合の残余歯接触区域が、第２図の従来技術に比較して
大きくされたことを示す図面、第５図は、本発明の実施
例にＪ：る駆動ウオームギヤとギＡ７ホイールの側面図
、 第６図は第５図のＶｌ−Ｖｌ線による断面図、第７図は
、ギヤホイールに接線方向力、分離力、及び通常力の掛
かる状態を示づ斜視図、第８図はギヤホイールの縁部の
平面図で、ギヤのリード角Ｌα及び接線方向荷重と駆動
荷重の掛かる方向を示す図面である。 １０・・・ギヤ組立体、１１・・・ギヤ爾接触区域、１
２・・・ウオーム１＝ヤ、１４・・・ギヤホイール、１
６・・・同ギヤ歯、１８・・・同歯先面、２０．２２・
・・同平ら部分、２４・・・同湾曲部分、３０・・・ス
ポーク、４５・・・ストップ。 代理人　浅　村　皓 ？ｒ巨；・７・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　荷重を駆動りるギヤ装置行において、ウオーム
   ギヤ、 該ウオームギヤと係合づるギヤホイールを備え、 該つＡ−ムギ）２に隣接りる該ギ１７１１＼イールのギ
   ヤ歯の歯先面が該つＡ−ムギャの外周縁の一方の側へ引
   延ばされるＪ：うに、該ギヤホイールの各ギヤ歯の歯先
   面の輪郭が、その歯先面の第１端部の、該ギＡ７ホイー
   ルの中心からの半径方向距離が、該歯先面の第２端部の
   それより大きいものとされ、該第１端部と第２端部との
   間の傾斜部分の該ギヤホイール中心からの半径方向距離
   が、該第２＠部からの距離が大きくなるに従って、大ぎ
   くなる如き輪郭にされ、 該ギヤ装置に荷重が掛かった場合に該ギヤホイールのギ
   ヤ歯が該ウオームギヤから外れそうになる傾向に対抗Ｊ
   るにうに該ギヤ歯と該つＡ−ムギャどの間の接触区域を
   増大さ１！るＪ：う該１’　Ｓ７ホイールの撓曲を可能
   にするため該ギヤホイールのギＩ′？＋ＳＩｉ支持装置
   が可撓性にされる、ギヤ装置。 （２、特許請求の範囲第１項のギ（ア装Ｒ’（において
   、該可撓性支持装置が、該ギル］装首の筒中応答性をＱ
   好にりるように大荷重の元で撓曲づる複数個の円周方向
   に相方に離間した、全体的に≧１′径プ）向の可撓１１
   スポークを含み、 これらスポークは、該ギＡ７ホイールの平面に平行な回
   転平面内の曲げ成分、及び該ギＡ７ホイールの中心軸を
   含む軸方向平面内の曲げ成分を右づるように構成される
   、 ギヤ装置。 （３）　特許請求の範囲第１項のギＡ７装置において、
   該ギヤホイールが充実したアセタル樹脂で作られる、ギ
   Ｖ装首。 （４）　特許請求の範囲第１Ｔｒ４のギヤ装置において
   、該ホイールの断面が、 第１の直径が一定の平ら４ｒ縁レクシ３ン、第１の直径
   が減小していく湾曲した縁セクション、 該第１直径一定平ら縁ヒクションより小さい直径の、第
   ２の直径が一定の平らな縁セクションを有し、 該第１湾曲縁セクションの第１端部の直径が該第１平ら
   縁セクションの直径に等しく、同第２端部の直径が該第
   ２平ら縁レクシ］ンの直径に等しい、 ギヤ装置。 （５）　特許請求の範囲第４項のギヤ装置において、該
   第１湾曲縁セクションの該第２端部が該ウオームギヤの
   中心とほぼ整合する位置に設定される、ギヤ装置。 （６）　ウオームギヤと係合する複数個のギヤ歯を有す
   るギヤホイールにおいて、各該ギヤ歯の歯先面が、該ギ
   ヤホイールの軸方向に延びる実質的に一定の直径の部分
   と、該ギヤホイールの軸、方向に沿って直径が増大する
   湾曲部分とを有し、また、該ギヤ装置に荷重が掛かった
   場合に該ギＸノ歯が該ウオームギヤから外れそうになる
   傾向に対抗するように該湾曲部分に隣接の該ギＸ？歯と
   該ウオームギヤとの間の接触区域を増大させるよう該ギ
   ヤホイールの撓曲を可能にづる可撓１４支持装詔を備え
   るギヤホイール。 （７）　特許請求の範囲第６項のギヤホイールにおいて
   、該湾曲部分の第１端部の側で該歯先面に沿って延びる
   第１の平らイ【部分、及び該湾曲部分の第２端部の側で
   該歯先面に沿って延びる第２の平らな部分を備え、該第
   １平ら部分の直径は該第２平ら部分の直径より大きく、
   該湾曲部分の該第１端部は該第１平ら部分と等しい直径
   を有し、該湾曲部分の該第２喘部は該第２平ら部分と等
   しい直径を右Ｊ−る、ギヤホイール。 （８）　特許請求の範囲第７頂のギヤホイールにおいて
   、該可撓（７１支持装置が、該ギヤホイールの中心部と
   周縁部とを結合させるように全体的に半径方向に延びる
   複数個の相互に周方向に離間した可撓性スポークを備え
   、そして更に、隣合うスボーりの間にあってぞれらスポ
   ークの撓曲を限定するストップＫｎを備える、ギヤホイ
   ール。 （９）　特許請求の範囲第８項のギヤホイールにおいて
   、該スポークが、該ギヤホイールの中心ｈＸらの半径方
   向距離の増大に応じたテーパの付（１だ幅を有し、該ス
   （〜ツブ駅間が、該ギヤホイールの周縁部から半径方向
   内方向に延びる脚部、及び、該スポークの所定点を超え
   る撓曲を妨げるように該脚部から周方向に延出づる頭部
   を備える、ギヤホイール。 （１０）　特許請求の範囲第９項のギヤホイールにおい
   て、該スポークが該ギヤホイールの中心部と外周縁部と
   の間に延び、該ストップ装置が該外周縁部から半径方向
   内方向に延び、該頭部が該脚部の内端部に設【」られ、
   該頭部は該ギヤホイール中心部及び該スポークから離間
   されている、ギヤホイール。