(57)【要約】【課題】所望のバックラッシュ量で他のギヤとかみ合わせ、ギヤのサイズに関わらず、大きなトルクを伝達することが可能なギヤを提供する。【解決手段】ギヤは、軸方向に延びる回転軸を中心に回転し、外周面にｎ（ｎは２以上の自然数）個の歯を有する第１のギヤ部材と、前記回転軸を中心に回転し、前記第１のギヤ部材と略同じ径を有し、外周面にｎ個の歯を有する第２のギヤ部材と、前記第２のギヤ部材と前記第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を調整する調整部材と、前記第１のギヤ部材と前記第２のギヤ部材との相対位置を固定する固定部材と、を備える。【選択図】図２
2020159503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる回転軸を中心に回転し、外周面にｎ（ｎは２以上の自然数）個の歯を有する第１のギヤ部材と、
前記回転軸を中心に回転し、前記第１のギヤ部材と略同じ径を有し、外周面にｎ個の歯を有する第２のギヤ部材と、
前記第２のギヤ部材と前記第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を調整する調整部材と、
前記第１のギヤ部材と前記第２のギヤ部材との相対位置を固定する固定部材と、を備える、
ギヤ。
【請求項２】
前記調整部材は、
前記第１のギヤ部材及び前記第２のギヤ部材の一方において回転自在に支持され、前記第１のギヤ部材及び前記第２のギヤ部材の他方と当接し、回転することによって前記第２のギヤ部材と前記第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を変化させるカム部材を含む、
請求項１に記載のギヤ。
【請求項３】
前記カム部材は、
第１の円柱部と、
前記第１の円柱部の中心軸とは異なる中心軸を有する第２の円柱部と、を含み、
前記一方のギヤ部材には、前記第１の円柱部が挿入される孔が前記回転軸と略平行に形成され、
前記他方のギヤ部材には、前記第２の円柱部が挿入され、前記周方向と交差する方向に延びる長孔が形成される、
請求項２に記載のギヤ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギヤを備える、
減速機。
【請求項５】
請求項４に記載の減速機を備える、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、バックラッシュが小さくなるよう調整可能なギヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ギヤ同士のかみ合わせにおけるバックラッシュを小さくするためのシザーズギヤがある。このような、シザーズギヤは、たとえば特許文献１及び２などに開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−９６２６３号公報
【特許文献２】特開２０００−２４０７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び２に記載のシザーズギヤは、軸心部にボス部を有するメインギヤと、メインギヤと同一の歯数を有するサブギヤと、を有する。サブギヤは、ボス部の外周部に挿入され、メインギヤの側部に並行に配置される。そして、相手ギヤの挟み込みを行なう付勢力を一対の端部から出力するばね部材、具体的には、Ｕ字状のばねまたはコイルばねが、ギヤのメインギヤとは反対側の側部に配置される。これによって、相手ギヤの歯は、メインギヤの歯及びブギヤの歯の両方と密着し、バックラッシュ量がゼロでギヤがかみ合う。
【０００５】
上記従来の構成では、たとえば、シザーズギヤを用いて大きいトルクを伝達する場合、大きな付勢力を与える付勢部材が必要となるため、サイズの大きいＵ字状のばねまたはコイルばねが必要となる。しかしながら、ギヤのサイズが小さい場合、このようなサイズの大きいばねをギヤに配置することが困難となることがある。また、シザーズギヤを用いる場合、バックラッシュ量が自動的にゼロとなるため、バックラッシュ量をゼロ以外の値に設定することが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００７】
本発明の一の手段は、
軸方向に延びる回転軸（Ａ１）を中心に回転し、外周面にｎ（ｎは２以上の自然数）個の歯（１１ａ）を有する第１のギヤ部材（１１）と、
前記回転軸を中心に回転し、前記第１のギヤ部材と略同じ径を有し、外周面にｎ個の歯（１２ａ）を有する第２のギヤ部材（１２）と、
前記第２のギヤ部材と前記第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を調整する調整部材（１３）と、
前記第１のギヤ部材と前記第２のギヤ部材との相対位置を固定する固定部材（１４ｇ、１４ｈ）と、を備える、
ギヤである。
【０００８】
上記構成のギヤによれば、第１のギヤ部材の歯と第２のギヤ部材の歯とのずれ度合いを調整して固定することができるので、他のギヤとのかみ合いにおけるバックラッシュ量を所望の値にすることができる。また、Ｕ字状のばねまたはコイルばねなどを用いることなく第１のギヤ部材と第２のギヤ部材とを固定する構成にすることで、サイズの小さいギヤであっても大きいトルクを伝達することができる。つまり、所望のバックラッシュ量で他のギヤとかみ合わせつつ、小型のギヤであっても大きなトルクを伝達可能な構成にすることができる。
【０００９】
上記ギヤにおいて、好ましくは、
前記調整部材は、
前記第１のギヤ部材及び前記第２のギヤ部材の一方において回転自在に支持され、前記第１のギヤ部材及び前記第２のギヤ部材の他方と当接し、回転することによって前記第２のギヤ部材と前記第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を変化させるカム部材（１３）を含む。
【００１０】
上記構成のギヤによれば、カム部材を回転させる簡易な操作で、第２のギヤ部材と第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を変化させることができる。また、コンパクトなカム部材を用いる構成にすることで、サイズの小さいギヤへの配置を容易にすることができる。
【００１１】
上記ギヤにおいて、好ましくは、
前記カム部材は、
第１の円柱部（１３ｂ）と、
前記第１の円柱部の中心軸（Ｅ２）とは異なる中心軸（Ｅ１）を有する第２の円柱部（１３ａ）と、を含み、
前記一方のギヤ部材には、前記第１の円柱部が挿入される孔（１２ｃ）が前記回転軸と略平行に形成され、
前記他方のギヤ部材には、前記第２の円柱部が挿入され、前記周方向と交差する方向に延びる長孔（１１ｃ）が形成される。
【００１２】
上記構成のギヤによれば、簡易な形状の第１の円柱部及び第２の円柱部を有する偏芯ピンなどのカム部材を形成することができるので、カム部材を簡易に製造することができる。そして、第１のギヤ部材及び第２のギヤ部材の一方に形成された孔に第１の円柱部を挿入することで、カム部材を回転自在に支持させることができる。また、第１のギヤ部材及び第２のギヤ部材の他方に形成された長孔に第２の円柱部を挿入することで、カム部材が回転する際に、第２の円柱部が長孔の内部で主に径方向に移動するスペースを確保しながら第２の円柱部を長孔の周方向の内壁に当接させ、第２のギヤ部材と第１のギヤ部材との回転方向の相対位置を変化させることができる。
【００１３】
上記いずれかのギヤは、減速機（６）に好適に適用される。
【００１４】
上記構成の減速機によれば、第１のギヤ部材の歯と第２のギヤ部材の歯とのずれ度合いを調整することができるので、減速機における他のギヤとのかみ合いにおけるバックラッシュ量を所望の値にすることができる。また、Ｕ字状のばねまたはコイルばねなどを用いることなく第１のギヤ部材と第２のギヤ部材とを固定する構成にすることで、サイズの小さいギヤであっても大きいトルクを伝達可能な構成とすることができる。つまり、減速機において、所望のバックラッシュ量で他のギヤとかみ合わせつつ、サイズの小さいギヤであっても大きなトルクを伝達可能な構成にすることができる。
【００１５】
上記の減速機は、自転車の電動変速機、パーソナルコンピュータ、スマートフォン及びタブレットなどの電子機器に好適に適用される。
【００１６】
上記構成の電子機器によれば、第１のギヤ部材の歯と第２のギヤ部材の歯とのずれ度合いを調整することができるので、減速機における他のギヤとのかみ合いにおけるバックラッシュ量を所望の値にすることができる。また、Ｕ字状のばねまたはコイルばねなどを用いることなく第１のギヤ部材と第２のギヤ部材とを固定する構成にすることで、サイズの小さいギヤであっても大きいトルクを伝達することができる。つまり、電子機器において、所望のバックラッシュ量で他のギヤとかみ合わせつつ、サイズの小さいギヤであっても大きなトルクを伝達可能な構成にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態の駆動装置の外観斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態のカバーが取り外された状態における駆動装置の外観斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態の駆動装置のｙｚ面に略平行な断面であって回転軸を含む断面をｘ軸−側から見た断面図である。
【図４】図４は、本実施形態の駆動装置のｚｘ面に略平行な断面であって回転軸を含む断面をｙ軸−側から見た断面図である。
【図５】図５は、本実施形態の駆動装置のｚｘ面に略平行な断面であって偏芯ピンを含む断面をｙ軸−側から見た断面図である。
【図６】図６は、本実施形態のバックラッシュ調整ギヤをカバー側から見た平面図である。
【図７】図７は、本実施形態の偏芯ピンの外観斜視図である。
【図８】図８は、本実施形態の曲げ座金の外観斜視図である。
【図９】図９は、本実施形態の重なり状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。
【図１０】図１０は、本実施形態の第１のずれ状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。
【図１１】図１１は、本実施形態の第２のずれ状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のギヤは、略同じ径及び同じ歯数を有し、共通の回転軸を有する第１のギヤ部材及び第２のギヤ部材を備え、第１のギヤ部材と第２のギヤ部材との回転方向の相対位置を所望の位置に調整して固定可能な構成としている点を特徴のひとつとする。
【００１９】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．本実施形態の特徴
３．補足事項
【００２０】
＜１．実施形態＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の駆動装置の外観斜視図である。図２は、本実施形態のカバーが取り外された状態における駆動装置の外観斜視図である。図３は、本実施形態の駆動装置のｙｚ面に略平行な断面であって回転軸を含む断面をｘ軸−側から見た断面図である。図４は、本実施形態の駆動装置のｚｘ面に略平行な断面であって回転軸を含む断面をｙ軸−側から見た断面図である。図５は、本実施形態の駆動装置のｚｘ面に略平行な断面であって偏芯ピンを含む断面をｙ軸−側から見た断面図である。
【００２１】
各図面にはｘ軸、ｙ軸およびｚ軸を示している。回転軸Ａ１に平行な軸であって、ギヤ部材１２から見てギヤ部材１１へ向いている軸を「ｚ軸」と定義する。ｚ軸に垂直な軸を「ｘ軸」と定義する。また、ｚ軸およびｘ軸の両方に垂直な軸を「ｙ軸」と定義する。ここでは、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸は、右手系の３次元の直交座標を形成する。以下、ｚ軸の矢印方向をｚ軸＋側、矢印とは逆方向をｚ軸−側と呼ぶことがあり、その他の軸についても同様である。また、ｚ軸＋側及びｚ軸−側をそれぞれ「カバー側」及び「地板側」と呼ぶことがある。また、回転軸Ａ１方向に対して垂直な方向であって、回転軸Ａ１から離れる方向を径方向と定義する。回転軸Ａ１を中心とする回転方向を周方向と定義する。回転軸Ａ１の延びる方向は、本発明でいう「軸方向」の一具体例である。
【００２２】
＜駆動装置５＞
図１〜図５に示されるように、本実施形態の駆動装置５は、減速機６、駆動部２０及び筐体３０を含んで構成される。駆動装置５では、小径シャフト１２ｆ及び大径シャフト１２ｇが、駆動装置５のカバー側及び地板側からそれぞれ突出し、これらのシャフトから回転駆動力が出力される。小径シャフト１２ｆと大径シャフト１２ｇとは同軸である。駆動装置５は、たとえば、自転車の電動変速機、パーソナルコンピュータ、スマートフォン及びタブレットなどの電子機器などに用いられるが、これらには限定されない。具体的には、駆動装置５は、たとえば、自転車のギヤを変速するディレーラーの駆動、またはパーソナルコンピュータ、スマートフォン及びタブレットにおいて出し入れされるカメラユニットの駆動などを行う。
【００２３】
＜筐体３０＞
筐体３０は、駆動装置５の筐体を形成する部材であって金属または樹脂などで形成され、地板３１及びカバー３２を含んで構成される。地板３１は、略矩形の断面を有する板状の部材である。地板３１は、ｚ軸＋側に向いた第１面と、ｚ軸−側に向いた第２面と、を有する。カバー３２は、ｚ軸−側が地板３１と連結可能に開放された箱型状の部材である。カバー３２は、地板３１と対向する略矩形かつ板状の対向部と、当該対向部の四辺からそれぞれｚ軸−側へ延びる壁状の４つの側板部と、を有している。地板３１とカバー３２とが連結されることで、減速機６及び駆動部２０を収容する内部空間が形成される。
【００２４】
＜駆動部２０＞
駆動部２０は、モータ２１及びウォーム２２などを含んで構成される。モータ２１は、ｙ軸と略平行な軸の回りに回転する出力シャフト２１ａを有し、地板３１のｘ軸＋側に配置される。ウォーム２２は、モータ２１の出力シャフト２１ａの外周に形成されたねじ状の歯車である。モータ２１は、たとえば、駆動装置５の外部から供給される電力によって、ウォーム２２を回転駆動する。ウォーム２２は、ウォームホイル２３とともにウォームギヤを構成する。
【００２５】
＜減速機６＞
減速機６は、バックラッシュ調整ギヤ１、ウォームホイル２３ならびに伝達ギヤ２４及び２５を含んで構成され、駆動部２０から出力されるトルクを増大して小径シャフト１２ｆ及び大径シャフト１２ｇへ出力する。
【００２６】
＜ウォームホイル２３＞
ウォームホイル２３は、地板３１のｙ軸＋側に位置し、ｚ軸と略平行な回転軸２３ｂの回りに回転自在となるように筐体３０によって支持される。本実施形態では、ウォームホイル２３は、ウォームホイル２３とかみ合う大径ギヤ部と、当該大径ギヤ部のカバー側に位置し、当該大径ギヤ部と一体となって回転する小径ギヤ部と、を有する複合ギヤである。ウォームホイル２３は、大径ギヤ部がウォーム２２から受ける駆動力によって回転軸２３ｂを中心として回転する。
【００２７】
＜伝達ギヤ２４＞
伝達ギヤ２４は、ウォームホイル２３のｘ軸−側に位置し、ｚ軸と略平行な回転軸２４ｂの回りに回転自在となるように筐体３０によって支持される。本実施形態では、伝達ギヤ２４は、ウォームホイル２３の小径ギヤ部とかみ合う大径ギヤ部と、当該大径ギヤ部のカバー側に位置し、当該大径ギヤ部と一体となって回転する小径ギヤ部と、を有する複合ギヤである。伝達ギヤ２４は、大径ギヤがウォームホイル２３から受ける駆動力によって回転軸２４ｂを中心として回転する。
【００２８】
＜伝達ギヤ２５＞
伝達ギヤ２５は、伝達ギヤ２４のｙ軸−側に位置し、ｚ軸と略平行な回転軸２５ｂの回りに回転自在となるように筐体３０によって支持される。本実施形態では、伝達ギヤ２５は、伝達ギヤ２４の小径ギヤ部とかみ合う大径ギヤ部と、当該大径ギヤ部の地板側に位置し、当該大径ギヤ部と一体となって回転する小径ギヤ部２５ａと、を有する複合ギヤである。小径ギヤ部２５ａは、外周面に複数の歯を有する平歯車である。伝達ギヤ２５は、大径ギヤが伝達ギヤ２４から受ける駆動力に基づき回転軸２５ｂを中心として回転する。
【００２９】
＜バックラッシュ調整ギヤ１＞
図６は、本実施形態のバックラッシュ調整ギヤ１をカバー側から見た平面図である。なお、図６では、偏芯ピン１３、ねじ１４ｇ及び１４ｈならびに曲げ座金１５ｇ及び１５ｈの図示を省略している。図７は、本実施形態の偏芯ピン１３の外観斜視図である。図８は、本実施形態の曲げ座金１５の外観斜視図である。ここで、ｚ軸＋側からｚ軸−側を見て時計回りに回転する方向を時計方向ｃｗと定義する（図６参照）。ｚ軸＋側からｚ軸−側を見て反時計回りに回転する方向を反時計方向ｃｃｗと定義する（図６参照）。
【００３０】
図２〜図８に示されるように、本実施形態のバックラッシュ調整ギヤ１は、ギヤ部材１１及び１２、偏芯ピン１３、ねじ１４ｇ及び１４ｈならびに曲げ座金１５ｇ及び１５ｈを含んで構成される。以下、ねじ１４ｇ及び１４ｈの各々を、ねじ１４と称することがある。曲げ座金１５ｇ及び１５ｈの各々を、曲げ座金１５と称することがある。バックラッシュ調整ギヤ１は、本発明でいう「ギヤ」の一具体例である。
【００３１】
本実施形態では、バックラッシュ調整ギヤ１は、伝達ギヤ２５のｙ軸−側に位置し、伝達ギヤ２５の小径ギヤ部２５ａとかみ合うことで伝達ギヤ２５からトルクを受け、ｚ軸に平行な回転軸Ａ１を中心に回転する。この際、バックラッシュ調整ギヤ１は、伝達ギヤ２５から受けたトルクを、大径シャフト１２ｇ及び小径シャフト１２ｆを介して駆動装置５の外部へ伝達する。バックラッシュ調整ギヤ１と伝達ギヤ２５の小径ギヤ部２５ａとのかみ合いにおけるバックラッシュ量は、バックラッシュ調整ギヤ１、ウォームホイル２３ならびに伝達ギヤ２４及び２５が駆動装置５に組み込まれた後においても、所望の大きさに調整することが可能である。本実施形態では、バックラッシュ量は、工場での組み立ての際に略ゼロとなるように調整される。なお、バックラッシュ量は、ゼロ以外の値にも調整可能である。
【００３２】
本実施形態では、ねじ１４は、十字穴が形成された頭部と、ねじ山が形成されたねじ部と、を有する雄ねじである。曲げ座金１５は、円環形状を有するワッシャーを波状に湾曲させた部材であり、可撓性を有する（図８参照）。ねじ１４は、本発明でいう「固定部材」の一具体例である。
【００３３】
＜偏芯ピン１３＞
偏芯ピン１３は、ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を調整する部材である。相対位置の調整の詳細については後述する。本実施形態では、偏芯ピン１３は、大径部１３ａ及び小径部１３ｂを含んで構成され、金属などで形成された単一部材である（図７参照）。小径部１３ｂは、中心軸Ｅ２方向に延びる円柱形状の部材であり、径Ｒ２を有する。大径部１３ａは、中心軸Ｅ２と平行な中心軸Ｅ１方向に延びる円柱形状の部材であり、径Ｒ２より大きい径Ｒ１を有する。中心軸Ｅ１と中心軸Ｅ２とは、距離Ｄだけ離れている。偏芯ピン１３における両端面のうちの大径部１３ａ側の端面には、マイナスドライバーを差し込み可能な溝１３ｃが形成される。偏芯ピン１３は、本発明でいう「調整部材」及び「カム部材」の一具体例である。大径部１３ａ及び小径部１３ｂは、それぞれ本発明でいう「第２の円柱部」及び「第１の円柱部」の一具体例である。
【００３４】
＜ギヤ部材１２＞
ギヤ部材１２は、回転軸Ａ１を中心に回転し、外周面にｎ（ｎは２以上の自然数）個のギヤ歯１２ａを有する。本実施形態では、ギヤ部材１２は、小径シャフト１２ｆ、大径シャフト１２ｇ及びギヤ部１２ｍを含んで構成される。ギヤ部１２ｍは、回転軸Ａ１を中心軸とする略円柱形状を有し、外周面にｎ個のギヤ歯１２ａが形成される平歯車である。大径シャフト１２ｇは、回転軸Ａ１を中心軸とし、ギヤ部１２ｍの地板側の面の中心からｚ軸−側へ延びる略円柱形状の部材であり、ギヤ部１２ｍの径より小さい径を有する。小径シャフト１２ｆは、回転軸Ａ１を中心軸とし、ギヤ部１２ｍのカバー側の面の中心からｚ軸＋側へ延びる略円柱形状の部材であり、大径シャフト１２ｇの径より小さい径を有する。ギヤ部材１２は、本発明でいう「第２のギヤ部材」の一具体例である。
【００３５】
＜ねじ孔１２ｄ及び１２ｅ＞
ギヤ部１２ｍには、ｚ軸と平行に延びるねじ孔１２ｄ及び１２ｅが形成される（図６参照）。詳細には、ねじ孔１２ｄは、ねじ１４ｇのねじ部と螺合することが可能な雌ねじである。ねじ孔１２ｄは、ギヤ部１２ｍをカバー側から平面視したとき、回転軸Ａ１から径方向外側に半径ｒ１離れた位置に形成される（図６参照）。ねじ孔１２ｅは、ねじ１４ｈのねじ部と螺合することが可能なめねじである。ねじ孔１２ｅは、回転軸Ａ１を挟んでねじ孔１２ｄの反対側に、回転軸Ａ１から半径ｒ１離れた位置に形成される。
【００３６】
＜軸孔１２ｃ＞
ギヤ部材１２には、回転軸Ａ１と略平行に延びる軸孔１２ｃが形成される。詳細には、軸孔１２ｃは、回転軸Ａ１から見てねじ孔１２ｄへ向かう方向を反時計方向ｃｃｗに略９０°回転させた方向に、回転軸Ａ１から半径ｒ２離れた位置に形成される（図６参照）。軸孔１２ｃは、偏芯ピン１３の小径部１３ｂの径Ｒ２より若干大きい径を有する円形の貫通孔であり、小径部１３ｂが挿入される。ここで、回転軸Ａ１から軸孔１２ｃの中心軸に向かうベクトルを径方向ベクトルＰ２と定義する。
【００３７】
＜ギヤ部材１１＞
ギヤ部材１１は、回転軸Ａ１を中心に回転し、ギヤ部材１２と略同じ径を有し、外周面にｎ個のギヤ歯１１ａを有する。本実施形態では、ギヤ部材１１は、円筒部１１ｉ及びギヤ部１１ｍを含んで構成される。ギヤ部１１ｍは、回転軸Ａ１を中心軸とする略円筒形状を有し、外周面にｎ個のギヤ歯１１ａが形成される平歯車である。ギヤ部１１ｍの径は、ギヤ部１２ｍの径と略同じである。円筒部１１ｉは、回転軸Ａ１を中心軸とし、ギヤ部１１ｍのカバー側の面の中心からｚ軸＋側へ延びる略円筒形状の部材であり、ギヤ部１１ｍの径より小さい外径を有する。ギヤ部材１１には、回転軸Ａ１を中心軸とする貫通孔１１ｂが円筒部１１ｉ及びギヤ部１１ｍを貫通して形成される。貫通孔１１ｂは、ギヤ部材１２の小径シャフト１２ｆの径より若干大きい径を有し、小径シャフト１２ｆが挿入される。ギヤ部材１１は、本発明でいう「第１のギヤ部材」の一具体例である。
【００３８】
＜長孔１１ｄ及び座ぐり１１ｇ＞
ギヤ部１１ｍには、長孔１１ｄ及び座ぐり１１ｇがｚ軸と平行に延びるよう形成される。詳細には、長孔１１ｄ及び座ぐり１１ｇは、ギヤ部１１ｍをカバー側から平面視したとき、回転軸Ａ１から径方向外側に半径ｒ１離れた位置に形成される（図６参照）。長孔１１ｄは、座ぐり１１ｇよりもｚ軸−側に形成される。長孔１１ｄは、径方向と直交する方向を長軸とする貫通孔である。長孔１１ｄの短軸方向の幅は、ねじ１４ｇのねじ部の径より大きく、ねじ１４ｇの頭部の径より小さい。長孔１１ｄの長軸方向の長さは、長孔１１ｄの短軸方向の幅より大きい。座ぐり１１ｇは、ねじ１４ｇの頭部の径より大きい径を有する円形の穴であり、ねじ１４ｇの頭部を収容できる程度の深さをｚ軸−側に有する。
【００３９】
＜長孔１１ｅ及び座ぐり１１ｈ＞
ギヤ部１１ｍには、長孔１１ｅ及び座ぐり１１ｈがｚ軸と平行に延びるよう形成される。詳細には、長孔１１ｅ及び座ぐり１１ｈは、回転軸Ａ１を挟んで長孔１１ｄの反対側に、回転軸Ａ１から半径ｒ１離れた位置に形成される（図６参照）。長孔１１ｅは、座ぐり１１ｈよりもｚ軸−側に形成される。長孔１１ｅは、径方向と直交する方向を長軸とする貫通孔である。長孔１１ｅの短軸方向の幅及び長軸方向の長さは、長孔１１ｄの短軸方向の幅及び長軸方向の長さとそれぞれ同じである。座ぐり１１ｈの径及び深さは、座ぐり１１gの径及び深さとそれぞれ同じである。
【００４０】
＜長孔１１ｃ及び座ぐり１１ｆ＞
ギヤ部材１１には、長孔１１ｃ及び座ぐり１１ｆがｚ軸と平行に延びるよう形成される。本実施形態では、長孔１１ｃは、回転軸Ａ１から見て長孔１１ｄへ向かう方向を反時計方向ｃｃｗに略９０°回転させた方向に、回転軸Ａ１から半径ｒ２離れた位置にｚ軸と平行に延びるよう形成される（図６参照）。長孔１１ｃは、座ぐり１１ｆよりもｚ軸−側に形成される。ここで、回転軸Ａ１から長孔１１ｃに向かうベクトルを径方向ベクトルＰ１と定義する。
【００４１】
長孔１１ｃは、周方向と交差する方向を長軸とする貫通孔であり、偏芯ピン１３の大径部１３ａが挿入される。本実施形態では、長孔１１ｃは、長軸が径方向ベクトルＰ１の方向と平行になるように形成される。長孔１１ｃの内壁には、互いに対向する対向面１１ｊ及び１１ｋが形成される。対向面１１ｊは、径方向ベクトルＰ１及び回転軸Ａ１の両方を含む面（以下、対称面と称することがある。）と平行な面であって、対称面の長孔１１ｄ側に距離ｕだけ離れた面である。対向面１１ｋは、上記対称面と平行な面であって、対称面の長孔１１ｅ側へ距離ｕだけ離れた面である。
【００４２】
対向面１１ｊと対向面１１ｋとの間の距離２ｕ、すなわち長孔１１ｃの幅は、偏芯ピン１３の大径部１３ａの径Ｒ１より若干大きい。長孔１１ｃの長軸方向の長さは、大径部１３ａの径Ｒ１に、上記の偏芯距離Ｄを２倍した値を加えた長さより大きい。座ぐり１１ｆは、所定の径を有する円形の穴であり、所定の深さを有する。
【００４３】
＜バックラッシュ調整ギヤ１の組み立て＞
図３及び図４に示されるように、ギヤ部材１１及び１２は、ギヤ部材１２の小径シャフト１２ｆが地板側からギヤ部材１１の貫通孔１１ｂに挿入されることで、相対的に回転自在に連結される。ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置は、ギヤ部材１１をカバー側から平面視したとき、ギヤ部材１２の軸孔１２ｃ、ねじ孔１２ｄ及びねじ孔１２ｅが、それぞれギヤ部材１１の長孔１１ｃ、１１ｄ及び１１ｅから視認される位置に合わせられる（図６参照）。
【００４４】
図４に示されるように、ねじ１４ｇは、ギヤ部材１１とギヤ部材１２との回転方向の相対位置を固定する。本実施形態では、ねじ１４ｇは、ねじ部が曲げ座金１５ｇの貫通孔に挿入された状態で、ギヤ部材１１のｚ軸＋側から長孔１１ｄを介してねじ孔１２ｄにねじ込まれる。この際、ねじ１４ｇは、曲げ座金１５ｇがギヤ部材１１をｚ軸−側へ付勢させる程度にねじ込まれる。つまり、ねじ１４ｇは、ねじ孔１２ｄには、完全にねじ込まれない。
【００４５】
同様に、ねじ１４ｈは、ギヤ部材１１とギヤ部材１２との回転方向の相対位置を固定する。本実施形態では、ねじ１４ｈは、ねじ部が曲げ座金１５ｈの貫通孔に挿入された状態で、ギヤ部材１１のｚ軸＋側から長孔１１ｅを介してねじ孔１２ｅにねじ込まれる。この際、ねじ１４ｈは、曲げ座金１５ｈがギヤ部材１１をｚ軸−側へ付勢させる程度にねじ込まれる。つまり、ねじ１４ｈは、ねじ孔１２ｅには、完全にねじ込まれない。これにより、ギヤ部材１１とギヤ部材１２との間において、ギヤ部材１１及び１２を完全に固定しない程度の摩擦力を発生させることができる。この状態では、ギヤ部材１１または１２に閾値以上の回転力を加えた場合にギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を移動させることができる。
【００４６】
図５〜図７に示されるように、偏芯ピン１３の小径部１３ｂは、ギヤ部材１１のｚ軸＋側から長孔１１ｃを介して軸孔１２ｃに挿入され、ギヤ部材１２において回転自在に支持される。この際、偏芯ピン１３の大径部１３ａは、長孔１１ｃの内部に位置し、長孔１１ｃの対向面１１ｊ及び１１ｋの少なくともいずれか一方と当接する。
【００４７】
偏芯ピン１３は、回転することによってギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を変化させる。詳細には、偏芯ピン１３の溝１３ｃに作業者がマイナスドライバーを差し込んで偏芯ピン１３を回転させると、偏芯ピン１３の小径部１３ｂ及び大径部１３ａはともに回転する。小径部１３ｂは、軸孔１２ｃに隙間なく挿入されているが、大径部１３ａは、長孔１１ｃの長軸方向に隙間を有しているため、偏芯ピン１３は、軸孔１２ｃの中心軸を回転軸として回転する。つまり、小径部１３ｂの回転軸は中心軸Ｅ２と一致し、小径部１３ｂは軸孔１２ｃの内部において中心軸Ｅ２の位置を変えずに回転する。
【００４８】
一方、大径部１３ａは、大径部１３ａの中心軸Ｅ１が回転軸すなわち中心軸Ｅ２から偏芯距離Ｄだけずれているため、長孔１１ｃの内部において中心軸Ｅ１の位置を変えながら回転する。詳細には、大径部１３ａの中心軸Ｅ１は、偏芯ピン１３が１回転する際に、中心軸Ｅ２を中心とする円であって偏芯距離Ｄを半径として有する円（以下、偏芯円と称することがある。）の円周上を１周する。大径部１３ａは、中心軸Ｅ１が偏芯円の円周上を１周する際に、長孔１１ｃの内部において、長孔１１ｃの長軸方向に沿って１往復しながら１回転する。この際、ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を変化させることができる。以下では、当該相対位置の変化を具体的に説明する。
【００４９】
図９は、本実施形態の重なり状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。図９では、カバー側から見たバックラッシュ調整ギヤ１の平面図が左側に示される。また、図９では、偏芯ピン１３を含み、径方向ベクトルＰ２と垂直な断面を平面視した図が右側に示される。なお、図９では、ねじ１４ｇ及び１４ｈならびに曲げ座金１５ｇ及び１５ｈの図示を省略している。図９の重なり状態は、バックラッシュ調整ギヤ１をカバー側から平面視した場合において、径方向ベクトルＰ１と径方向ベクトルＰ２とが重なっている状態である。つまり、図９の重なり状態は、ギヤ部材１１のギヤ歯１１ａとギヤ部材１２のギヤ歯１２ａとが、回転方向にずれることなく、重なっている状態である。
【００５０】
図９に示されるように、偏芯ピン１３の大径部１３ａの中心軸Ｅ１が回転軸Ａ１から最も離れた位置に位置する場合、径方向ベクトルＰ１と径方向ベクトルＰ２とが重なる状態となる。また、図示しないが、大径部１３ａの中心軸Ｅ１が回転軸Ａ１に最も近づいた位置に存在する場合も、径方向ベクトルＰ１と径方向ベクトルＰ２とが重なる状態となる。本実施形態では、これらの状態において、ギヤ部材１１のギヤ歯１１ａとギヤ部材１２のギヤ歯１２ａとが揃う。
【００５１】
図１０は、本実施形態の第１のずれ状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。図１０では、カバー側から見たバックラッシュ調整ギヤ１の平面図が左側に示される。また、図１０では、偏芯ピン１３を含み、径方向ベクトルＰ２と垂直な断面を平面視した図が右側に示される。なお、図１０では、ねじ１４ｇ及び１４ｈならびに曲げ座金１５ｇ及び１５ｈの図示を省略している。図１０の第１のずれ状態は、バックラッシュ調整ギヤ１をカバー側から平面視した場合において、径方向ベクトルＰ１が径方向ベクトルＰ２に対して反時計方向ｃｃｗへ最もずれた状態である。また、当該状態における中心軸Ｅ１に対する中心軸Ｅ２の位置を、第１のずれ位置と定義する。
【００５２】
図１０に示されるように、偏芯ピン１３が回転する場合において、中心軸Ｅ１が任意の位置から第１のずれ位置へ近づく方向へ移動するとき、大径部１３ａは対向面１１ｋと当接し、ギヤ部材１１を反時計方向ｃｃｗへ回転させる。中心軸Ｅ１が第１のずれ位置へ到達すると、径方向ベクトルＰ１は、径方向ベクトルＰ２に対して反時計方向ｃｃｗへ角度θずれ、ギヤ部材１１のギヤ歯１１ａとギヤ部材１２のギヤ歯１２ａとのずれが最大となる。
【００５３】
図１１は、本実施形態の第２のずれ状態におけるバックラッシュ調整ギヤの平面図及び断面図である。図１１では、カバー側から見たバックラッシュ調整ギヤ１の平面図が左側に示される。また、図１１では、偏芯ピン１３を含み、径方向ベクトルＰ２と垂直な断面を平面視した図が右側に示される。なお、図１１では、ねじ１４ｇ及び１４ｈならびに曲げ座金１５ｇ及び１５ｈの図示を省略している。図１１の第２のずれ状態は、バックラッシュ調整ギヤ１をカバー側から平面視した場合において、径方向ベクトルＰ１が径方向ベクトルＰ２に対して時計方向ｃｗへ最もずれた状態である。また、当該状態における中心軸Ｅ１に対する中心軸Ｅ２の位置を、第２のずれ位置と定義する。
【００５４】
図１１に示されるように、偏芯ピン１３が回転する場合において、中心軸Ｅ１が任意の位置から第２のずれ位置へ近づく方向へ移動するとき、大径部１３ａは対向面１１ｊと当接し、ギヤ部材１１を時計方向ｃｗへ回転させる。中心軸Ｅ１が第２のずれ位置へ到達すると、径方向ベクトルＰ１は、径方向ベクトルＰ２に対して時計方向ｃｗへ角度θずれ、ギヤ部材１１のギヤ歯１１ａとギヤ部材１２のギヤ歯１２ａとのずれが最大となる。
【００５５】
つまり、偏芯ピン１３を回転させることで、第１のずれ状態（図１０参照）と第２のずれ状態（図１１参照）との間で、ギヤ歯１１ａ及び１２ａのずれ度合いを調整することができる。
【００５６】
図１〜図５に示されるように、バックラッシュ調整ギヤ１は、回転軸Ａ１の回りに回転自在となるように、ベアリングを介して筐体３０によって支持される。バックラッシュ調整ギヤ１が筐体３０に組み付けられた状態において、偏芯ピン１３の溝１３ｃに作業者がマイナスドライバーを差し込んで偏芯ピン１３を回転させることで、伝達ギヤ２５の小径ギヤ部２５ａとギヤ歯１１ａ及び１２ａとのかみ合いにおけるバックラッシュ量を所望の値に調整することができる。本実施形態では、当該バックラッシュ量がたとえばゼロに調整される。なお、当該バックラッシュ量は所望の値に調整可能である。バックラッシュ量が調整された状態でねじ１４ｇ及び１４ｈがねじ込まれることで、ギヤ部材１１及び１２が連結され、完全に固定されて一体のギヤとして機能する。
【００５７】
本実施形態では、バックラッシュ調整ギヤ１は、偏芯ピン１３がギヤ部材１１及び１２に取り付けられた状態で使用される。なお、偏芯ピン１３は、ギヤ部材１１との回転方向の相対位置の調整が完了し、ギヤ部材１１と１２とが固定された後に、バックラッシュ調整ギヤ１から取り外されてもよい。この場合、バックラッシュ調整ギヤ１は、ギヤ部材１１及び１２から偏芯ピン１３が取り外された状態で使用されてもよい。
【００５８】
＜２．本実施形態の特徴＞
上記構成のバックラッシュ調整ギヤによれば、ギヤ部材１１のギヤ歯１１ａとギヤ部材１２のギヤ歯１２ａとのずれ度合いを調整して固定することができるので、伝達ギヤ２５の小径ギヤ部２５ａとのかみ合いにおけるバックラッシュ量を所望の値にすることができる。また、Ｕ字状のばねまたはコイルばねなどを用いることなくギヤ部材１１とギヤ部材１２とを固定する構成にすることで、サイズの小さいギヤであっても大きいトルクを伝達することができる。つまり、所望のバックラッシュ量で伝達ギヤ２５の小径ギヤ部２５ａとかみ合わせつつ、小型のギヤであっても大きなトルクを伝達可能な構成にすることができる。
【００５９】
上記構成のギヤでは、偏芯ピン１３が、ギヤ部材１２において回転自在に支持され、ギヤ部材１１と当接し、回転することによってギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を変化させる。これにより、偏芯ピン１３を回転させる簡易な操作で、ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を変化させることができる。また、コンパクトな偏芯ピン１３を用いる構成にすることで、サイズの小さいギヤへの配置を容易にすることができる。
【００６０】
上記構成のギヤでは、偏芯ピン１３が、小径部１３ｂと、小径部１３ｂの中心軸Ｅ２とは異なる中心軸Ｅ１を有する大径部１３ａと、を含む。ギヤ部材１２には、小径部１３ｂが挿入される軸孔１２ｃが回転軸Ａ１と略平行に形成される。そして、ギヤ部材１１には、大径部１３ａが挿入され、周方向と交差する方向に延びる長孔１１ｃが形成される。これにより、簡易な形状の小径部１３ｂ及び大径部１３ａを有する偏芯ピン１３を形成することができるので、偏芯ピン１３を簡易に製造することができる。そして、ギヤ部材１２に形成された軸孔１２ｃに大径部１３ａを挿入することで、偏芯ピン１３を回転自在に支持させることができる。また、ギヤ部材１１に形成された長孔１１ｃに小径部１３ｂを挿入することで、偏芯ピン１３が回転する際に、大径部１３ａが長孔１１ｃの内部で主に径方向に移動するスペースを確保しながら大径部１３ａを長孔１１ｃの周方向の内壁に当接させ、ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を変化させることができる。
【００６１】
＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００６２】
本実施形態のギヤでは、ギヤ部材１２に軸孔１２ｃが形成され、ギヤ部材１１に長孔１１ｃが形成される構成について説明したが、ギヤ部材１２に長孔１１ｃが形成され、ギヤ部材１１に軸孔１２ｃが形成される構成であってもよい。
【００６３】
また、本実施形態のギヤは、偏芯ピン１３を用いてギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置を調整する構成について説明したが、たとえば、小径部１３ｂ及び大径部１３ａが先端からこの順に形成された工具を用いて、ギヤ部材１２とギヤ部材１１との回転方向の相対位置の調整がされる構成であってもよい。この場合、ギヤ部材１１及び１２の固定が行われた後に当該工具がバックラッシュ調整ギヤ１から取り外される。そして、バックラッシュ調整ギヤ１は、ギヤ部材１１及び１２から当該工具が取り外された状態で使用される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、減速機などに配置されるギヤとして好適に利用される。
【符号の説明】
【００６５】
１…バックラッシュ調整ギヤ
５…駆動装置
６…減速機
１１…ギヤ部材
１１ａ…ギヤ歯
１１ｂ…貫通孔
１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ…長孔
１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ…座ぐり
１１ｉ…円筒部
１１ｊ、１１ｋ…対向面
１１ｍ…ギヤ部
１２…ギヤ部材
１２ａ…ギヤ歯
１２ｃ…軸孔
１２ｄ、１２ｅ…ねじ孔
１２ｆ…小径シャフト
１２ｇ…大径シャフト
１２ｍ…ギヤ部
１３…偏芯ピン
１３ａ…大径部
１３ｂ…小径部
１３ｃ…溝
１４ｇ、１４ｈ…ねじ
１５ｇ、１５ｈ…曲げ座金
２０…駆動部
２１…モータ
２１ａ…出力シャフト
２２…ウォーム
２３…ウォームホイル
２３ｂ…回転軸
２４…伝達ギヤ
２４ｂ…回転軸
２５…伝達ギヤ
２５ａ…小径ギヤ部
２５ｂ…回転軸
３０…筐体
３１…地板
３２…カバー
【図１】
2020159503.tif 000003
【図２】
2020159503.tif 000004
【図３】
2020159503.tif 000005
【図４】
2020159503.tif 000006
【図５】
2020159503.tif 000007
【図６】
2020159503.tif 000008
【図７】
2020159503.tif 000009
【図８】
2020159503.tif 000010
【図９】
2020159503.tif 000011
【図１０】
2020159503.tif 000012
【図１１】
2020159503.tif 000013