(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピニオンギヤと、
当該ピニオンギヤに噛み合うよう円盤状のディスク部の外周部に歯部を突出形成したフェースギヤと、を備え、
前記フェースギヤの夫々の歯部における歯筋方向の両端部のうち内径側の端部に形成された内端面と、前記ディスク部の表面とに亘って補強部が形成されているギヤ伝動装置。
【請求項２】
前記歯部が所定の歯筋曲線に沿う形状で形成され、前記補強部が前記歯筋曲線に沿ってリブ状に形成されている請求項１に記載のギヤ伝動装置。
【請求項３】
前記補強部が、前記フェースギヤの軸芯に近い位置ほど、その厚みが薄くなるリブ状に設定されている請求項１又は２に記載のギヤ伝動装置。
【請求項４】
前記ディスク部の前記表面を基準にして前記フェースギヤの軸芯に沿う方向に突出する突出部が当該ディスク部の外周部に形成され、前記突出部に対して複数の前記歯部が形成されると共に、前記表面から前記突出部に向けて傾斜する傾斜面を有する厚肉部が前記ディスク部と前記突出部とに亘って一体形成され、
前記補強部が、前記内端面と前記傾斜面と前記表面とに連結している請求項１〜３のいずれか一項に記載のギヤ伝動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フェースギヤやハイポイドギヤ等のように第１ギヤと第２ギヤとで構成されるギヤ伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のように構成されたギヤ伝動装置として特許文献１には、円盤部の外周に複数の歯部を突設したフェースギヤと、捩れ状の歯部を有する入力ギヤとを、各々の軸芯を食い違う関係で配置することにより、入力ギヤの回転力をフェースギヤに伝える技術が示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ハイポイドギヤとピニオンギヤとを、各々の軸芯を食い違う関係で配置することにより、ピニオンギヤの回転力をハイポイドギヤに伝える技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３‐１５５８０１号公報
【特許文献２】特開２００４‐２１１７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１あるいは特許文献２に示されるギヤ伝動装置は、高い減速比を得るものである。しかしながら、フェースギヤとハイポイドギヤとの何れも円盤状となるギヤ本体の一方の面の外周部に複数の歯部が形成されるため、各々の歯部の歯厚が回転軸芯に近接する部位ほど、必然的に小さく（薄く）なり、この部位の強度が低下するものである。
【０００６】
軸芯を中心に回転するフェースギヤを例に挙げると、特許文献１の図面に示されるように、複数の歯部が形成される環状の領域より内側（回転軸芯に近い領域）に歯部の歯底より更に回転軸芯に沿う方向に窪む凹状空間が形成される。
【０００７】
この凹状空間を形成することにより、このフェースギヤに噛合する入力ギヤの歯部の一部（フェースギヤの軸芯に接近する方向に突出する部位）がギヤ本体に干渉する現象を回避している。しかしながら、この凹状空間が形成されることによりフェースギヤの複数の歯部が、歯幅方向で回転軸芯に向かう端部が切り取られた形となり、歯部の強度低下を招く要因になっている。そして、このように強度低下を招く場合には、歯部の変形や歯部の破損にも繋がることになる。
【０００８】
歯部の強度を考えると、平歯ギヤでは、歯幅を拡大することにより歯部の強度を向上し、歯部に作用する圧力を減ずることも可能であるが、フェースギヤとハイポイドギヤとの何れも歯幅を拡大することは容易ではない。このような理由から、フェースギヤと、フェースギヤに噛合する入力ギヤとのオフセット量を大きくし、フェースギヤと入力ギヤとが噛合する領域の面積を拡大することも考えられる。しかしながら、オフセット量を大きくした場合にはギヤ効率の低下に繋がるものであった。
【０００９】
このような理由から、ピニオンギヤと、これに噛合するフェースギヤとで構成されるギヤ伝動装置において、フェースギヤの歯部の強度の向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の特徴は、ピニオンギヤと、当該ピニオンギヤに噛み合うよう円盤状のディスク部の外周部に歯部を突出形成したフェースギヤと、を備え、
前記フェースギヤの夫々の歯部における歯筋方向の両端部のうち内径側の端部に形成された内端面と、前記ディスク部の表面とに亘って補強部が形成されている点にある。
【００１１】
これによると、複数の歯部のうち歯筋方向で内径側となる内端面と、ディスク部の表面とに亘って補強部が形成されるため、フェースギヤの歯筋方向での内端に力が作用した場合には、その力を補強部で受け止め、変形量を少なくできる。
従って、ピニオンギヤと、これに噛合するフェースギヤとで構成されるギヤ伝動装置において、フェースギヤの歯部の強度が向上し、歯部の変形や破損の抑制が可能となる。
【００１２】
本発明は、前記歯部が所定の歯筋曲線に沿う形状で形成され、前記補強部が前記歯筋曲線に沿ってリブ状に形成されても良い。
【００１３】
これによると、フェースギヤの歯部の歯筋曲線に沿う形状でリブ状に補強部が形成されるため、ピニオンギヤの歯部のうち、フェースギヤの歯部の内周方向に突出する部位が補強部に接触する不都合を抑制して円滑な伝動を実現する。
【００１４】
本発明は、前記補強部が、前記フェースギヤの軸芯に近い位置ほど、その厚みが薄くなるリブ状に設定されても良い。
【００１５】
フェースギヤの複数の歯部の歯厚は、その軸芯に近い位置ほど小さく（薄く）設定される。このように歯厚が薄くなる傾向に従って軸芯に近い位置ほど補強部を薄くすることにより、ピニオンギヤの歯部のうち、フェースギヤの歯部の内周方向に突出する部位が、リブ状の補強部に接触する不都合を抑制して円滑な伝動を実現する。
【００１６】
本発明は、前記ディスク部の前記表面を基準にして前記フェースギヤの軸芯に沿う方向に突出する突出部が当該ディスク部の外周部に形成され、前記突出部に対して複数の前記歯部が形成されると共に、前記表面から前記突出部に向けて傾斜する傾斜面を有する厚肉部が前記ディスク部と前記突出部とに亘って一体形成され、
前記補強部が、前記内端面と前記傾斜面と前記表面とに連結しても良い。
【００１７】
これによると、突出部の内周部分に厚肉部が一体形成されることにより、突出部とディスク部との境界部分の強度を高めることが可能になるだけでなく、厚肉部の傾斜面に対して補強部を形成するため、フェースギヤの歯部の強度の向上も実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ギヤ伝動装置の平面図である。
【図２】ギヤ伝動装置の縦断側面図である。
【図３】第１ギヤの歯部と補強部との断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】第１ギヤの歯部と補強部とを示す斜視図である。
【図６】第１ギヤの歯部と補強部との拡大平面図である。
【図７】別実施形態（ａ）のギヤ伝動装置の平面図である。
【図８】別実施形態（ａ）のギヤ伝動装置の縦断側面図である。
【図９】別実施形態（ａ）の第１ギヤの歯部と補強部との断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】別実施形態（ａ）の第１ギヤの歯部と補強部とを示す斜視図である。
【図１２】別実施形態（ｂ）第１ギヤの歯部と補強部との断面図である。
【図１３】別実施形態（ｂ）第１ギヤの歯部と補強部との平面拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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〜図６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てギヤ伝動装置が構成されている。
【００２０】
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。
【００２１】
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の中心の駆動孔２に出力軸が挿通状態で連結する。フェースギヤＧ１は、出力軸を介して第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在に支持される。ディスク部１の外周部には第１軸芯Ｘ１を中心とする環状の歯部形成領域Ａが形成され、この歯部形成領域Ａに複数の歯部５が形成されている。
【００２２】
このフェースギヤＧ１は、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５が製造されるものや、金型を用いた樹脂成形により製造されるものでも良い。
【００２３】
図５、図６に示す如く、フェースギヤＧ１の複数の歯部５の各々は、歯先５ａと、歯面５ｂと、歯底５ｃとで構成されるものであり、これらが歯筋曲線に沿って形成されている。また、複数の歯先５ａは第１軸芯Ｘ１に直交する姿勢の仮想平面上に配置される。
【００２４】
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。
【００２５】
〔補強部〕
フェースギヤＧ１では、複数の歯部５が形成される歯部形成領域Ａより内径側（第１軸芯Ｘ１に近い領域）のディスク部１に第１ギヤの複数の歯部の歯底５ｃより更に第１軸芯Ｘ１に沿う方向に窪む凹状空間Ｓが形成されている。
【００２６】
この凹状空間Ｓが形成されることにより、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１のうち、フェースギヤＧ１の歯部形成領域Ａより内側に（第１軸芯Ｘ１の方向に）に突出する部分と、フェースギヤＧ１の構成部材（基本的にはディスク部１）との干渉が抑制される。尚、凹状空間Ｓが形成されることにより、例えば、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１のうち第１軸芯Ｘ１の方向への突出部分（内端部）を支持するための軸受の配置を容易にする。
【００２７】
フェースギヤＧ１の複数の歯部５は、第１軸芯Ｘ１に近い部位ほど歯厚が小さく（薄く）設定される。しかも、凹状空間Ｓが形成されているため、複数の歯部５の歯幅方向での内端側が凹状空間Ｓにおいて切り取られた形となり、強度不足から変形や破損を招くこともあった。このような課題を解消するため、歯部５の両端部のうち内径側の端部となる内端面Ｖとディスク部１のディスク面１Ｓ（ディスク部１の表面）との間に補強部１５が形成されている。
【００２８】
具体的な構成として、ディスク部１の外周には、歯部形成領域Ａと重複する位置にディスク面１Ｓから第１軸芯Ｘ１に沿う方向に立ち上がる状態で厚肉となる突出部３がディスク部１と一体形成されている。尚、ディスク部１と突出部３と歯部５とは一体形成されるものであるが、図３には、これらの位置関係を明らかにするため、歯部５と突出部３とディスク部１とを明示している。
【００２９】
内端面Ｖは本来、歯部５の内径側の端部の面であるが、図３〜図５に示す如く、歯部５の内径側の端部（凹状空間Ｓとの境界側の端部）と、突出部３の内径側の端部（凹状空間Ｓとの境界側の端部）とを合わせて内端面Ｖとして説明している。
【００３０】
つまり、補強部１５は、フェースギヤＧ１を鍛造やプレス加工により製造する際にディスク面１Ｓから垂直に立ち上がるリブ状に形成されるものであり、歯部５の内端面Ｖとディスク部１のディスク面１Ｓとを連結するように一体形成される。また、この補強部１５は、内端面Ｖのうち歯部５の歯先５ａに近接する位置からディスク面１Ｓに至る領域に対して補強部１５の一辺が連結し、ディスク面１Ｓに対して補強部１５の他の一辺が連結している。更に、内端面Ｖのうち歯部５の歯先５ａに近接する位置からディスク面１Ｓを結ぶ領域に突出側の端部のラインが形成されることにより三角形に形成される領域に形成されている。
【００３１】
補強部１５は、第１軸芯Ｘ１に沿う方向視で歯部５の歯筋曲線を延長する領域に形成されることにより曲線状となるものであり、内端面Ｖに対して厚さＴで連結すると共に、第１軸芯Ｘ１に近い位置ほど厚さが薄くなる形状となる。
【００３２】
この補強部１５の厚さＴは、内端面Ｖにおいて歯部５の歯厚と一致する値であっても良い。また、ディスク面１Ｓから立ち上がる高さは、歯部５の歯先５ａと一致する値でも良い。
【００３３】
〔実施形態の作用・効果〕
このように、複数の歯部５の全てに補強部１５が形成されることにより、複数の歯部５のうち、歯幅方向での内端位置にピニオンギヤＧ２のギヤ部１１から圧力が作用した場合には、その圧力を補強部１５が受け止め、応力集中を緩和できる。このように応力集中を緩和することにより歯部５の変形を抑制して性能低下を招くことがなく、歯部５の破損を招くこともない。
【００３４】
また、補強部１５が歯筋曲線に沿う領域に形成され、しかも、補強部１５のうち第１軸芯Ｘ１に近い領域ほど、その厚みを小さくしているため、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１が補強部１５に接触する不都合を招くこともない。
【００３５】
尚、補強部１５が、例えば、歯部５の内端面Ｖに連結する部位の厚さＴを歯厚と一致する値まで拡大したものでは、極めて強力な補強を実現する。
【００３６】
〔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）。
【００３７】
（ａ）図７〜図１１に示すように、フェースギヤＧ１が、ディスク部１の外周においてディスク面１Ｓを基準にして第１軸芯Ｘ１に沿う方向に突出する突出部３と、ディスク面１Ｓとに亘る領域に厚肉部４を備えて構成されている。この厚肉部４は、ディスク面１Ｓから突出部３に向けて傾斜する傾斜面４Ｓを有している。
【００３８】
この構成においても、実施形態と同様に突出部３の歯部形成領域Ａに対して複数の歯部５が形成され、補強部１５は、歯部５の内端面Ｖと傾斜面４Ｓとディスク部１のディスク面１Ｓ（ディスク部１の表面）とに連結状態で形成されている。
【００３９】
この別実施形態の構成においても、補強部１５は、ディスク面１Ｓから垂直に立ち上がるリブ状であり、歯部５の歯筋曲線を延長した歯筋曲線に沿って形成され、内端面Ｖに対して厚さＴで連結すると共に、第１軸芯Ｘ１に近い位置ほど厚さが薄くなるように形成されている。
【００４０】
このように厚肉部４を形成することにより、ディスク部１と突出部３との境界部分の強度を高めると同時に、補強部１５が歯部５の強度を向上する。
【００４１】
（ｂ）補強部１５の形状としては、実施形態に示した三角形に限るものではなく、例えば、図１２に示すように歯先５ａに連結する位置から緩やかな円弧状に伸びるように形成することや、ディスク部１の半径方向での延出量Ｌを、実施形態のものより短くしても良い。この別実施形態では、ディスク部１の半径方向での補強部１５の延出量Ｌを短くすることにより、補強部１５の延出方向での端部（第１軸芯Ｘ１の方向に伸びる方向での端部）と、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との接触を抑制しやすくなる。
【００４２】
（ｃ）別実施形態（ｂ）のように補強部１５のディスク部１の半径方向での延出量Ｌを短くした構成では、図１３に示すように、補強部１５の全体の厚さＴを一定にするように構成しても良い。この構成でも、別実施形態（ｂ）で説明したように補強部１５とピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との接触が抑制されるため、厚さＴを一定にして補強部１５の強度低下を抑制することも可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、ディスク部の外周に軸芯に沿う方向に突出する複数の歯部を形成したギヤを有する伝動装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１          ディスク部
１Ｓ        表面（ディスク面）
３          突出部
４          厚肉部
４Ｓ        傾斜面
５          歯部
１５        補強部
Ｇ１        フェースギヤ
Ｇ２        ピニオンギヤ
Ｘ１        軸芯
Ｖ          内端面
【図１】
0006565537.tif 000002
【図２】
0006565537.tif 000003
【図３】
0006565537.tif 000004
【図４】
0006565537.tif 000005
【図５】
0006565537.tif 000006
【図６】
0006565537.tif 000007
【図７】
0006565537.tif 000008
【図８】
0006565537.tif 000009
【図９】
0006565537.tif 000010
【図１０】
0006565537.tif 000011
【図１１】
0006565537.tif 000012
【図１２】
0006565537.tif 000013
【図１３】
0006565537.tif 000014