KR20210001849A

KR20210001849A - 피니언 및 동력 전달 장치

Info

Publication number: KR20210001849A
Application number: KR1020190154168A
Authority: KR
Inventors: 요시타케 카타야마; 유스케 후쿠오카; 이쿠요 요시다
Original assignee: 가모세이코 가부시키가이샤
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-01-06
Also published as: JP2021008903A; KR102304826B1; JP6584045B1; TW202100895A; US20200408279A1; TWI717922B

Abstract

과제: 핀 톱니바퀴에 의해 구성되는 피니언(1)에 있어서, 상대방 기어로의 맞물림이나, 상대방 기어로부터의 이탈을 보다 간편하게 한다.
해결 수단: 피니언(1)은, 복수의 핀(2)에 의해 톱니를 형성하고, 다음의 제1, 제2 플레이트(4, 5)를 구비한다. 우선, 제1 플레이트(4)는, 복수의 핀(2)의 일방 측을 연결한다. 또한, 제2 플레이트(5)는, 제1 플레이트(4)로부터 피니언(1)의 회전 축방향으로 떨어져서 배치되고, 복수의 핀(2)의 타방 측을 연결한다. 그리고 제2 플레이트(5)의 외주 가장자리 중, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 핀(2) 사이는 핀(2)의 내주단보다도 내주측으로 움푹 들어간 오목부(15, 16)를 형성한다. 이에 의해, 피니언(1)을 축방향으로 이동시킴으로써 랙(3)에 맞물리게 하거나, 랙(3)으로부터 이탈시키거나 할 수 있다. 이 때문에, 상대방 기어로의 맞물림 작업이나, 상대방 기어로부터의 이탈 작업에 관해, 자유도를 향상시킬 수 있다.

Description

피니언 및 동력 전달 장치{PINION AND POWER TRANSMISSION DEVICE}

본 개시는 주로 피니언에 관한 것이다.

종래부터, 랙 앤드 피니언(rack and pinion)의 맞물림을 이용하는 이동 장치나, 톱니바퀴(齒車)끼리의 맞물림을 이용하는 감속기 등에 이용하는 피니언에는, 핀 톱니바퀴를 이용하는 것이 주지로 되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 또한, 피니언에 이용하는 핀 톱니바퀴에 있어서, 동작의 안정성이나 정숙성 등을 높이기 위하여, 각종 개선이 행해지고 있다(예를 들어, 특허문헌 3 참조).

특허문헌 3에 의하면, 핀의 단부를 보존지지(保持)하는 플레이트에, 다음과 같은 베어링을 수용하고 있다. 즉, 플레이트에는, 핀의 단부 및 베어링을 수용하는 둥근 구멍이 마련되어 있다. 또한, 베어링은, 원통모양으로 늘어선 니들 롤러, 및, 니들 롤러를 보존지지하는 보존지지기를 갖는다. 그리고 둥근 구멍 내에서, 니들 롤러가 형성하는 원통의 내주에 핀의 단부가 감합되어 있고, 니들 롤러의 외주면이 핀 롤러의 외주면에 접촉함으로써 핀 롤러가 지지되어 있다.

이상에 의해, 특허문헌 3의 구성에 의하면, 백래시(backlash)를 매우 작게 할 수 있고, 이에 의해 안정성이나 정숙성을 대폭 개선할 수 있다.

그런데 상기와 같은 핀 톱니바퀴를 피니언으로서 이용하는 분야에서는, 상대방 기어로의 맞물림 작업이나, 상대방 기어로부터의 이탈 작업에 관해, 자유도의 향상이 요구되고 있다.

일본 공표특허공보 특표2018－508720호 일본 공표특허공보 특표2014－513253호 일본 공개특허공보 특개2013－36488호

본 개시는, 핀 톱니바퀴에 의해 구성되는 피니언에 있어서, 상대방 기어로의 맞물림 작업이나, 상대방 기어로부터의 이탈 작업에 관해, 자유도를 향상시키는 것을 과제로 한다.

본 개시의 피니언은, 복수의 핀에 의해 톱니(齒)를 형성하는 것이며, 다음의 제1, 제2 플레이트를 구비한다. 우선, 제1 플레이트는, 복수의 핀의 일방 측을 연결한다. 제2 플레이트는, 제1 플레이트로부터 피니언의 회전 축방향으로 떨어져서 배치되고, 복수의 핀의 타방 측을 연결한다. 또한, 제2 플레이트의 외주 가장자리 중, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 핀 사이는 핀의 외주 둘레단(周端)보다도 내주측으로 움푹 들어간 오목부(窪)를 형성하는 것을 특징으로 한다.　

이에 의해, 본 개시의 피니언은, 잠재적으로, 상대방 기어로의 맞물림 작업이나, 상대방 기어로부터의 이탈 작업에 관해, 자유도를 향상시킨다고 하는 효과를 갖는다.

도 1은 피니언의 평면도이다(실시예 1).
도 2는 피니언의 측면도이다(실시예 1).
도 3은 피니언의 사시도이다(실시예 1).
도 4는 피니언의 분해 사시도이다(실시예 1).
도 5는 도 1의 Ⅴ―Ⅴ 단면도이다(실시예 1).
도 6은 피니언과 크라운 기어와의 맞물림을 도시하는 사시도이다(실시예 2).

본 개시를 실시하기 위한 형태를 이하의 실시예에 의해 상세하게 설명한다.

[실시예]

[실시예 1의 구성]

실시예 1의 피니언(1)을 도 1∼도 5를 이용해서 설명한다.

피니언(1)은, 이른바 핀 톱니바퀴이고, 복수의 핀(2)에 의해 톱니를 형성하며, 예를 들어 랙(3)과의 맞물림을 이용하는 랙 앤드 피니언식의 반송 장치에 호적하게 이용된다.

피니언(1)은 다음의 제1, 제2 플레이트(4, 5) 및 원통체(6)를 구비한다.

우선, 제1 플레이트(4)는, 복수의 핀(2)의 일방 측을 연결한다. 또한, 핀(2)은 원기둥체이다.

제1 플레이트(4)는, 피니언(1)의 회전 축방향으로 소정의 두께를 갖는 원판이다. 또한, 제1 플레이트(4)의 중앙부에는, 제1 플레이트(4) 전체와 동축의 원통형 구멍(8)이 관통되어 있다. 또한, 구멍(8) 주위에는, 핀(2)의 일방 측 단부가 압입되는 압입 구멍(9)이 등각도 간격으로 마련되고, 압입 구멍(9)에 핀(2)의 일방 측 단부를 압입함으로써, 핀(2)은 제1 플레이트(4)에 고정되어 있다.

또한, 압입 구멍(9)의 내주측에는, 피니언(1)을 다른 부품에 장착할 때에 이용되는 장착 구멍(10)이 관통되어 있다. 장착 구멍(10)은, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 압입 구멍(9) 사이에, 하나 걸러 마련되어 있다. 이 때문에, 예를 들어 핀(2)이 10개 장착되는 경우, 장착 구멍(10)은 5개 마련된다.

또한, 핀(2)의 축방향 타단에는, 나사의 축부(11)가 마련되어 있고, 제2 플레이트(5)와 핀(2)의 체결에 이용된다.

다음에, 제2 플레이트(5)는, 제1 플레이트(4)로부터 피니언(1)의 회전 축방향으로 떨어져서 배치되고, 복수의 핀(2)의 타방 측을 연결한다.

제2 플레이트(5)는, 제1 플레이트(4)보다도 축방향의 두께가 얇으며, 예를 들어 제1 플레이트(4)의 두께의 1/2 이하이다. 또한, 제2 플레이트(5)는, 축부(11)와 너트(12)의 나사결합에 의해, 원통체(6)와 함께 너트(12)와 제1 플레이트(4) 사이에 축방향으로 끼워넣어져 있다. 또한, 제2 플레이트(5)와 너트(12) 사이에는, 와셔(13)가 개재삽입(介揷)되어 있다.

또한, 제2 플레이트(5)의 외주 가장자리 중, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 핀(2) 사이는, 핀(2)의 내주단보다도 내주측으로 움푹 들어간 오목부(15, 16)를 형성한다. 여기서, 오목부(16)는, 오목부(15)보다도 내주측으로 움푹 들어가 있고, 오목부(15)와 오목부(16)는 둘레 방향으로 번갈아 마련되어 있다. 또한, 오목부(16)는, 둘레 방향에 관해 장착 구멍(10)과 동일한 방위에 위치하도록 조립되어 있다. 또한, 오목부(15, 16)의 내주측은, 반원호 형상으로 내주측으로 움푹 들어가 있고, 제2 플레이트(5)의 외주 가장자리 중, 오목부(15, 16) 이외의 부분은, 반원호 형상으로 외주측으로 돌출되어 있다.

다음에, 원통체(6)는, 핀(2) 중, 제1 플레이트(4)와 제2 플레이트(5) 사이 부분의 외주측을 덮는다. 여기서, 원통체(6)는, 제2 플레이트(5)와 함께, 상기한 바와 같이 축부(11)와 너트(12)의 나사결합에 의해, 너트(12)와 제1 플레이트(4) 사이에 축방향으로 끼워넣어져 있지만, 축부(11)와 너트(12)는, 원통체(6)가 자유롭게 회전할 정도로 나사결합된다.

[실시예 1의 효과]

실시예 1의 피니언(1)은, 복수의 핀(2)에 의해 톱니를 형성하는 것이며, 다음의 제1, 제2 플레이트(4, 5)를 구비한다. 우선, 제1 플레이트(4)는, 복수의 핀(2)의 일방 측을 연결한다. 또한, 제2 플레이트(5)는, 제1 플레이트(4)로부터 축방향으로 떨어져서 배치되고, 복수의 핀(2)의 타방 측을 연결한다. 그리고 제2 플레이트(5)의 외주 가장자리 중, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 핀(2) 사이는 핀(2)의 내주단보다도 내주측으로 움푹 들어간 오목부(15, 16)를 형성한다.

이에 의해, 피니언(1)을 축방향으로 이동시킴으로써 랙(3)에 맞물리게 하거나, 랙(3)으로부터 이탈시키거나 할 수 있다. 이 때문에, 상대방 기어로의 맞물림 작업이나, 상대방 기어로부터의 이탈 작업에 관해, 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 실시예 1의 피니언(1)에 의하면, 오목부(16)는, 오목부(15)보다도 내주측으로 움푹 들어가 있고, 오목부(15)와 오목부(16)는 둘레 방향으로 번갈아 마련되어 있다. 또한, 오목부(16)는, 둘레 방향에 관해 장착 구멍(10)과 동일한 방위에 위치하도록 조립되어 있다.

이에 의해, 피니언(1)을 다른 기기에 용이하게 장착할 수 있다.

또한, 실시예 1의 피니언(1)은 다음의 원통체(6)를 구비한다. 즉, 원통체(6)는, 핀(2) 중, 제1 플레이트(4)와 제2 플레이트(5) 사이 부분의 외주측을 덮는다.

이에 의해, 원통체(6)를 거쳐서 핀(2)과 랙(3)의 톱니를 맞물리게 함으로써, 특허문헌 3과 같은 베어링을 이용하는 경우 없이, 특허문헌 3과 동등한 백래시를 실현해서 안정성이나 정숙성을 유지할 수 있다. 이 때문에, 핀 톱니바퀴를 이용하는 피니언(1)에 있어서, 안정성이나 정숙성을 해치는 경우 없이, 비용 절감(Cost-down)을 달성할 수 있다.

또한, 상기한 3개의 효과는, 제2 플레이트(5)를 생략하고 피니언(1)을 구성하는 것에 의해서도 달성할 수 있다. 그러나 제2 플레이트(5)를 생략하고, 제2 플레이트(5)에 의해 핀(2)의 타방 측을 연결하지 않는 경우, 피니언(1)의 강성이 저하해 버린다. 이 때문에, 제2 플레이트(5)를 생략하는 경우 없이, 제2 플레이트(5)에 의해 핀(2)의 타방 측을 연결해서 피니언(1)의 강성을 높여 둠으로써, 피니언(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

또한, 오목부(15, 16)는, 레이저 가공이나 프레스의 펀칭(打拔)에 의해 마련할 수 있다.

[실시예 2]

실시예 2의 피니언(1)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 크라운 기어(18)와 맞물려져서 동력 전달 장치를 구성한다.

피니언(1)을 크라운 기어(18)에 맞물리게 한 구조에서는, 오목부(15, 16)를 갖는 것에 의한 효과, 다시 말해, 피니언(1)을 축방향으로 이동시킴으로써 상대방 기어와 맞물리게 하거나, 상대방 기어로부터 이탈시키거나 할 수 있다고 하는 효과를, 보다 현저하게 얻을 수 있다.

[변형예]

본원 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지 변형예를 생각할 수 있다.

예를 들어, 실시예 1, 2의 피니언(1)은 원통체(6)를 구비하고, 원통체(6)는, 핀(2) 중, 제1 플레이트(4)와 제2 플레이트(5) 사이 부분의 외주측을 덮고 있었지만, 원통체(6)를 생략하고 핀(2)과 랙(3)의 톱니를 직접 맞물리게 해도 좋다.

또한, 실시예 1의 피니언(1)은 랙(3)에 맞물려지고, 실시예 2의 피니언(1)은 크라운 기어(18)에 맞물려져 있었지만, 랙(3)이나 크라운 기어(18) 이외의 톱니바퀴에 맞물리게 해도 좋다.

또한, 실시예 1, 2의 피니언(1)에 의하면, 오목부(15, 16)는 핀(2)의 내주단보다도 내주측으로 움푹 들어가 있었지만, 피니언(1)을 축방향으로 이동시킴으로써 상대방 기어와 맞물리게 하거나, 상대방 기어로부터 이탈시키거나 할 수 있다는 효과를 갖는 한, 이와 같은 양태에 한정되지 않는다. 다시 말해, 피니언(1)을 축방향으로 이동시킴으로써 상대방 기어와 맞물리게 하거나, 상대방 기어로부터 이탈시키거나 할 수 있다고 하는 효과를 갖는 것이라면, 랙(3)이나 크라운 기어(18)의 톱니높이(齒丈)에 따라서 오목부(15, 16)의 움푹 들어가는 양(窪量)을 변경해도 좋다. 예를 들어, 오목부(15)의 움푹 들어가는 양을, 핀(2)의 외주단과 핀(2)의 내주단 사이로 설정해도 좋다.

1: 피니언 2:　핀 4: 제1 플레이트
5: 제2 플레이트 15, 16: 오목부

Claims

복수의 핀(2)에 의해 톱니(齒)를 형성하는 피니언(1)에 있어서,
상기 복수의 핀의 일방 측을 연결하는 제1 플레이트(4)와,
상기 제1 플레이트로부터 상기 피니언의 회전 축방향으로 떨어져서 배치되고, 상기 복수의 핀의 타방 측을 연결하는 제2 플레이트(5)를 구비하고,
상기 제2 플레이트의 외주 가장자리 중, 둘레 방향으로 서로 인접하는 2개의 핀 사이는 상기 핀의 외주 둘레단(周端)보다도 내주측으로 움푹 들어간 오목부(窪)(15, 16)를 형성하는 것을 특징으로 하는 피니언.
제 1 항에 있어서,
복수의 상기 오목부 중, 일부의 상기 오목부(16)는 다른 상기 오목부(15)보다도, 내주측으로 더욱더 움푹 들어가 있는 것을 특징으로 하는 피니언.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 핀 중, 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이 부분의 외측을 덮는 원통체(6)를 구비하는 것을 특징으로 하는 피니언.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 피니언과 크라운 기어를 서로 맞물리게 한 동력 전달 장치.