(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セクタ状のギヤ本体の外周部に歯部を形成した第１ギヤと、
当該第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、
前記第１ギヤの回転限界を設定する回転規制機構とが、ハウジングの内部に設けられ、
前記回転規制機構が、前記ハウジングに設けられたストッパと、前記第１ギヤに設けられ前記ストッパに当接する当接部と、を備え、
前記ストッパおよび前記当接部のうち少なくとも何れか一方に、互いの当接時に生じる反力の方向を前記第１ギヤの回転周方向に対して傾斜させる傾斜部を備えているギヤ伝動装置。
【請求項２】
前記傾斜部が曲面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】
前記第２ギヤが、ピニオンギヤであり、
前記第１ギヤが、前記ギヤ本体の外周部において一方の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であって、
前記傾斜部の姿勢が、前記ストッパと前記当接部との当接時に、前記第１ギヤを前記第２ギヤから離間させるように設定してある請求項１または２に記載のギヤ伝動装置。
【請求項４】
前記ストッパと前記当接部との少なくとも何れか一方に、回転自在なローラが備えられている請求項１〜３の何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、ギヤの回転限界を設定する回転規制機構を有するギヤ伝動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記構成のギヤ伝動装置として特許文献１には、ピニオンギヤと、これに噛合するセクタギヤと、セクタギヤの回転限界を設定する緩衝機構を備えた技術が示されている。この技術では、緩衝機構が、セクタギヤの端部に形成した係止片と、ブラケットと、ブラケットに保持されたゴム等の緩衝部材とで構成され、係止片を緩衝部材に当接させてセクタギヤの回転限界が決まるように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ピニオンギヤと、これに噛み合うセクタギヤとを有し、セクタギヤの回転限界を決める規制手段を備えた技術が示されている。この技術では、規制手段が、セクタギヤの複数の歯部が並ぶ方向の延長上において凹状となり、ピニオンギヤと当接する当接部を形成して構成されている。この構成から、ピニオンギヤを当接部の内面に当接させることでセクタギヤの回転限界が決まることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４‐２５７０７８号公報
【特許文献２】特開２０１１‐２１３１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
セクタギヤは、３６０度の角度未満の範囲内で回転するものであるため、回転限界を決めるための規制機構を備えることも必要となる。また、この規制機構として、例えば、セクタギヤに当接するストッパを備えたものを想定すると、ストッパがセクタギヤに当接した際に衝撃を招くこともある。
【０００６】
このような衝撃を抑制するため特許文献１には緩衝部材を備えている。また、特許文献２では、規制機構として専用のストッパ等を備えずにピニオンギヤをセクタギヤの一部に当接させる構成であるため、部品点数の低減を実現するものの衝撃を抑制し難いものであった。
【０００７】
尚、特許文献２の構成のように、第１ギヤが回転限界に達し第１ギヤがピニオンギヤに当接した場合（ストッパに当接した場合も同様）には、当接したタイミングで瞬間的に、第１ギヤの回転エネルギーの全てが、当接面において振動エネルギーや熱エネルギー等に変化するため衝撃を招くことになる。
【０００８】
このような理由から、簡単な構成によりセクタ状のギヤの回転限界を決める際の衝撃を抑制し得るギヤ伝動装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、セクタ状のギヤ本体の外周部に歯部を形成した第１ギヤと、当該第１ギヤに噛み合う第２ギヤと、前記第１ギヤの回転限界を設定する回転規制機構とが、ハウジングの内部に設けられ、
前記回転規制機構が、前記ハウジングに設けられたストッパと、前記第１ギヤに設けられ前記ストッパに当接する当接部と、を備え、前記ストッパおよび前記当接部のうち少なくとも何れか一方に、互いの当接時に生じる反力の方向を前記第１ギヤの回転周方向に対して傾斜させる傾斜部を備えている点にある。
【００１０】
この構成によると、第１ギヤの当接部と、ハウジングのストッパのストッパ面とが当接した場合には、当接面とストッパ面との何れか少なくとも一方の傾斜部により第１ギヤの回転力が、回転周方向に対して傾斜する方向に作用する。これにより、当接時の力を逃がすことにより、第１ギヤの回転エネルギーの瞬間的な消費を抑制でき、緩衝のための専用の部材を用いることなく衝撃を和らげることが可能となる。
その結果、簡単な構成でありながら、セクタ状のギヤの回転限界を決める際の衝撃を抑制し得るギヤ伝動装置が得られた。
【００１１】
本発明は、前記傾斜部が曲面に形成されても良い。
【００１２】
これによると、第１ギヤの当接部の当接面と、ハウジングのストッパのストッパ面とが当接する場合に、当接部とストッパとの間に作用する力を徐々に変化させることが可能となる。例えば、曲面が凹状に形成されたものでは、当接の初期には比較的緩やかに制動力を増大させ、この後に制動力を大きく増大させることが可能となる。これとは逆に、曲面が凸状に形成されたものでは、当接の初期に比較的強い制動力を作用させ、この後に、緩やかに制動力を増大させることが可能となる。何れの曲面であっても第１ギヤの回転速度を徐々に低下させ回転限界で停止させるができる。
【００１３】
本発明は、前記第２ギヤが、ピニオンギヤであり、前記第１ギヤが、前記ギヤ本体の外周部において一方の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であって、
前記傾斜部の姿勢が、前記ストッパと前記当接部との当接時に、前記第１ギヤを前記第２ギヤから離間させるように設定しても良い。
【００１４】
これによると、フェースギヤとして構成される第１ギヤの当接部の当接面と、ハウジングのストッパのストッパ面とが当接した場合には、第１ギヤをピニオンギヤとして構成される第２ギヤから離間させる方向に力を作用させることが可能となる。この力の作用により、第１ギヤが回転限界に達した状態では、第１ギヤと、第２ギヤのとの歯面同士の圧接力を低減して、歯面の変形や傷みを抑制し、しかも、第１ギヤが回転限界位置に達した状態で無理な力が継続して作用する不都合も解消する。
【００１５】
本発明は、前記ストッパと前記当接部との少なくとも何れか一方に、回転自在なローラが備えて構成されても良い。
【００１６】
これによると、第１ギヤが回転限界に達し、当接部の当接面と、ハウジングのストッパのストッパ面とが強く当接した状態でも、ローラが回転自在であるため、各々が固着する等の不都合を解消できる。この後に、当接を解消する方向にセクタギヤが回転する場合には、ローラが回転することにより当接面とストッパ面との分離が容易に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ギヤ伝動装置の縦断面図である。
【図２】ギヤ伝動装置の横断面図である。
【図３】フェースギヤの斜視図である。
【図４】フェースギヤが回転限界に達したギヤ伝動機構の断面図である。
【図５】ストッパに当接部が当接した状態の図である。
【図６】ストッパに当接部が当接した後のフェースギヤを示す図である。
【図７】変形例のストッパに当接部が当接した状態の図である。
【図８】変形例のストッパに当接部が当接した後のフェースギヤを示す図である。
【図９】別実施形態（ａ）のギヤ伝動装置の縦断面図である。
【図１０】別実施形態（ａ）でセクタギヤが回転限界位置にあるギヤ伝動装置の縦断面図である。
【図１１】別実施形態（ｂ）のギヤ伝動装置の縦断面図である。
【図１２】別実施形態（ｂ）でセクタギヤが回転限界位置にある状態でストッパと当接部とを示す縦断面図である。
【図１３】別実施形態（ｃ）の回転規制機構を示す斜視図である。
【図１４】別実施形態（ｄ）の回転規制機構を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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４に示すように、第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在なセクタギヤＧ１（第１ギヤの一例）と、第１軸芯Ｘ１（回転軸芯の一例）に対し食い違う位置の第２軸芯Ｘ２を中心に回転自在なピニオンギヤＧ２（第２ギヤの一例）とを互いに噛み合わせ、これらをハウジングＨに収容してギヤ伝動装置が構成されている。
【００１９】
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、セクタギヤＧ１を減速駆動する伝動系に備えられるものである。
【００２０】
セクタギヤＧ１（第１ギヤ）は、フェースギヤ型に構成され、第１軸芯Ｘ１を中心とするセクタ状のギヤ本体１の外周部に複数の歯部２が突出する形態で形成されている。このセクタギヤＧ１では、第１軸芯Ｘ１と同軸芯の中心位置の駆動孔３に出力軸４が挿通状態で連結し、この出力軸４が回転自在にハウジングＨに支承されることにより、ハウジングＨに対して回転自在に支持される。
【００２１】
セクタギヤＧ１は、金属材料の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。
【００２２】
ピニオンギヤＧ２（第２ギヤ）は、シャフト１２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ている。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に対して第２軸芯Ｘ２を中心に回転自在に支持されている。
【００２３】
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、セクタギヤＧ１と、ピニオンギヤＧ２と、回転規制機構とを収容している。尚、主ケース１５と蓋状ケース１６とはアルミニウム合金等の金属により構成されるものを想定しているが、樹脂で形成されるものでも良い。
【００２４】
〔回転規制機構〕
本構成の伝動装置では、設定された角度の範囲内でセクタギヤＧ１が回転する構成であるため、セクタギヤＧ１が回動限界に達した場合に当接することでセクタギヤＧ１の回転限界を決める回転規制機構を備えている。回転規制機構は、セクタギヤＧ１に形成された一対の当接部６と、ハウジングＨに支持された単一のストッパ１８とで構成されている。
【００２５】
回転規制機構は、当接部６とストッパ１８との当接によりセクタギヤＧ１の回転限界を決めると同時に、この当接により生ずる反力の方向を前記第１ギヤの回転周方向に対して傾斜させるように構成されている。これにより、セクタギヤＧ１が回転限界に達した場合には、セクタギヤＧ１の歯部２をピニオンギヤＧ２のギヤ部１１から離間させる方向に力を作用（分力を発生）させて当接時の衝撃を抑制し、歯部２とギヤ部１１との面圧の上昇を抑制する。
【００２６】
この実施形態では、セクタギヤＧ１の回転可能な領域の両端に回転限界が設定されているが、回転限界を回転可能な領域の一方の端部の１箇所に設定しても良い。
【００２７】
具体的な構成として、回転規制機構は、セクタギヤＧ１のギヤ本体１のうち、歯部２が形成される円弧領域の外端を延長する領域に突出形成された当接部６と、これに当接するように主ケース１５に一体形成されたストッパ１８とで構成されている。尚、ストッパ１８は蓋状ケース１６に形成されても良い。また、当接部６は、ギヤ本体１と一体形成されるものでも、ギヤ本体１に対して取付けられるものでも良い。
【００２８】
当接部６には、図３、図５、図６に示す如く傾斜部Ｔとして当接面６ａが形成され、ストッパ１８には傾斜部Ｔとしてストッパ面１８ａが形成されている。つまり、この回転規制機構は、セクタギヤＧ１が回動限界に達した時点で当接面６ａがストッパ面１８ａに当接するように各々の位置関係が設定されている。尚、本実施形態では単一のストッパ１８に２つのストッパ面１８ａを形成しているが、ストッパ１８を２つ設けても良い。
【００２９】
〔回転規制機構による作動〕
例えば、図２に示す方向視において、第１軸芯Ｘ１を通り、セクタギヤＧ１の半径方向に延びる仮想ライン上にセクタギヤＧ１の端面を形成し、この端面に当接する規制片をハウジングＨに備えた回転規制機構を想定する。このように想定された回転規制機構では、セクタギヤＧ１の端面に規制片が当接した場合には、当接したタイミングで（瞬間的に）セクタギヤＧ１の回転エネルギーの全てが、端面と規制片との接触面において振動エネルギーや熱エネルギー等に変化するため衝撃を招くことになる。
【００３０】
これに対して、本実施形態の回転規制機構では、図５に示すようにセクタギヤＧ１が回転限界に達し、当接面６ａがストッパ面１８ａに当接する際には、傾斜部Ｔとして機能するストッパ面１８ａと当接面６ａとが当接することにより、互いの当接部位で僅かな滑りを生じ、当接と同時に（瞬間的に）回転エネルギーが消費される不都合を阻止する。これにより衝撃を緩和して衝撃音を和らげセクタギヤＧ１の回転力から作り出される分力を、ピニオンギヤＧ２からセクタギヤＧ１が離間する方向に作用させることが可能となる。
【００３１】
また、図６にはセクタギヤＧ１の変位を誇張して示しているが、分力の作用によりセクタギヤＧ１を、弾性変形等により全体的に第１軸芯Ｘ１に沿う方向に僅かに変位させることが可能となる。この僅かな変位の結果、セクタギヤＧ１の歯部２と、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との間に作用する圧力を低減して歯部２の変形や傷みを抑制し、しかも、セクタギヤＧ１とピニオンギヤＧ２とがロック状態に陥る不都合の解消を実現する。
【００３２】
〔回転規制機構の変形例〕
前述したように当接面６ａとストッパ面１８ａとの当接による分力の作用により、ピニオンギヤＧ２からセクタギヤＧ１が離間する方向に作用させる機能は、セクタギヤＧ１の半径が比較的小さいものに有効である。しかしながら、大径のセクタギヤＧ１では、分力が第１軸芯Ｘ１を傾斜させる方向に作用する。つまり、セクタギヤＧ１の駆動孔３の中心部分を傾斜中心とするようにセクタギヤＧ１が僅かに傾斜することになる。
【００３３】
このようにセクタギヤＧ１が傾斜する現象を利用して、ピニオンギヤＧ２からセクタギヤＧ１を離間させるために、本変形例では、図７、図８に示すように、当接面６ａとストッパ面１８ａとの傾斜方向を実施形態と逆向きに設定している。この変形例では、セクタギヤＧ１のギヤ本体１の一部を傾斜形状に加工することで当接部６を形成しているが、実施形態と同様に、当接部６をギヤ本体１から突出する形態で形成しても良い。
【００３４】
このように回転規制機構を構成することにより、図７に示すように当接面６ａがストッパ面１８ａに当接してセクタギヤＧ１の回転限界を機械的に決めることが可能となる。また、図８には変位を誇張して示しているが、セクタギヤＧ１が回転限界に達し、回転規制機構により回転が規制された状態では、先に説明したものとは逆方向に分力を作用させることにより、ピニオンギヤＧ２からセクタギヤＧ１を離間させる方向にセクタギヤＧ１を僅かに傾斜させ、セクタギヤＧ１の歯部２と、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との間に作用する圧力を低減することも可能にする。
【００３５】
〔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）。
【００３６】
（ａ）図９、図１０に示すように、第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在で外周に平歯の歯部２を形成したセクタギヤＧ１と、第１軸芯Ｘ１と平行姿勢の第２軸芯Ｘ２を中心に回転自在で、歯部２に噛合する平歯のギヤ部１１を形成したピニオンギヤＧ２とを備えてギヤ伝動機構を構成している。このギヤ伝動機構では、回転規制機構が、セクタギヤＧ１の端部から回転方向に突出する一対の当接部６と、これに当接するようにハウジングＨに固設された単一のストッパ１８とで構成されている。
【００３７】
この構成では、当接部６に対して傾斜部Ｔとして湾曲する形状の当接面６ａが形成され、ストッパ１８として円柱状のピンが用いられている。尚、ストッパ１８の外周のうち当接面６ａに当接する面がストッパ面１８ａとして機能する。特に、この構成では、セクタギヤＧ１が回転限界に達し、当接面６ａに対してストッパ面１８ａが当接した場合に、この当接部位を外方（第１軸芯Ｘ１から離間する方向）に向けて変位させる分力を作用させるように当接面６ａの傾斜方向が設定されている。
【００３８】
つまり、この別実施形態（ａ）の構成では、図１０に示すようにセクタギヤＧ１が回転限界に達し、当接面６ａがストッパ面１８ａに当接する際には、傾斜部Ｔとして機能する当接面６ａがストッパ１８のストッパ面１８ａに当接する。この当接により、当接部位で僅かな滑りを生じ、当接と同時に瞬間的に回転エネルギーが消費される不都合を阻止し、衝撃を緩和して衝撃音を抑制する。
【００３９】
更に、この当接時には、セクタギヤＧ１の回転力から作り出される分力を、ピニオンギヤＧ２からセクタギヤＧ１を離間させる方向に作用させている。この分力の作用により、セクタギヤＧ１の歯部２を、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１から離間する方向に僅かに変位させ、ピニオンギヤとの間に作用する圧力を低減して歯部２の変形や傷みを抑制し、しかも、セクタギヤＧ１とピニオンギヤＧ２とがロック状態に陥る不都合を解消している。尚、本別実施形態では単一のストッパ１８を形成しているが、ストッパ１８を２つ設けても良い。
【００４０】
（ｂ）図１１、図１２に示す如く、実施例と同様に第１軸芯Ｘ１を中心に回転自在なフェースギヤ型に構成されるセクタギヤ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。このギヤ伝動機構では、回転規制機構が、セクタギヤＧ１の外周において径方向外方に突出する一対の当接部６と、これに当接するようにハウジングＨに固設された一対のストッパ１８とで構成されている。
【００４１】
この構成では、当接部６に対して傾斜部Ｔとして当接面６ａが形成され、ストッパ１８には当接面６ａに当接する傾斜部Ｔとして傾斜姿勢のストッパ面１８ａが形成されている。特に、この構成では、ストッパ１８がピニオンギヤＧ２の近傍の主ケース１５の内面に固設されており、セクタギヤＧ１が回転限界に達し、当接部６の当接面６ａに対してストッパ１８のストッパ面１８ａが当接した場合に、このセクタギヤＧ１を第１軸芯Ｘ１に沿う方向でピニオンギヤＧ２から離間させる方向に分力を作用させるように当接面６ａとストッパ面１８ａとの傾斜姿勢が設定されている。
【００４２】
これにより、回転限界に達した場合には当接面６ａがストッパ１８のストッパ面１８ａに当接し、この接当面で僅かな滑りを生ずることから、セクタギヤＧ１の回転エネルギーの瞬間的な消費を抑制して衝撃を和らげる。そして、分力の作用によりセクタギヤＧ１の全体をピニオンギヤＧ２から離間する方向に僅かに変位させ、セクタギヤＧ１の歯部２と、ピニオンギヤＧ２のギヤ部１１との間に作用する圧力を低減して歯部２の変形や傷みを抑制し、しかも、セクタギヤＧ１とピニオンギヤＧ２とがロック状態に陥る不都合の解消を実現する。
【００４３】
（ｃ）図１３に示すように、回転規制機構を、ギヤ本体１と一体的に（セクタギヤＧ１の端部位置に）窪み状（凹状）に形成された傾斜部Ｔとして当接面６ａを有する当接部６と、緩やかな曲面状に突出するストッパ面１８ａを有するストッパ１８とで構成する。このように各々の形状を設定することにより、当接の初期には緩やかに増大する制動力を作用させ、この後に制動力を大きく増大させてセクタギヤＧ１の回転速度を徐々に低下させ、回転限界で停止させることが可能となる。特に、この構成では、当接面６ａとストッパ面１８ａとの曲率の設定により、回転限界において各々の接触面積の拡大させず、固着を抑制することも可能となる。
【００４４】
この別実施形態（ｃ）の構成では、当接面６ａの傾斜部Ｔは、緩やかに窪む曲面状に形成されているが、緩やかな凸状となる曲線状に形成されるものでも良い。また、ストッパ面１８ａの傾斜部Ｔが緩やかな凸状となる曲線状に形成されているが、緩やかに窪む凹状に形成されるものでも良い。更に、この構成では、当接面６ａの傾斜部Ｔとストッパ面１８ａの傾斜部Ｔとの何れか一方が平坦に形成されても良い。
【００４５】
（ｄ）図１４に示すように、回転規制機構を、セクタギヤＧ１に備えられる当接部６と、この当接部６の傾斜部Ｔとしての当接面６ａに当接するローラで構成されるストッパ１８とで構成しても良い。ストッパ１８は支軸２１に回転自在に支承されると共に、これらがブラケット２２を介して主ケース１５に支持されるように構成されている。
【００４６】
この別実施形態（ｄ）の機構では、当接部６の当接面６ａが傾斜部Ｔと機能すると同時にロータ２０の外周も傾斜部Ｔとして機能することになる。特に、セクタギヤＧ１が回転限界に達して当接部６の当接面６ａが傾斜部Ｔに対してローラ状のストッパ１８の外周が当接した際には、支軸２１を中心にストッパ１８の回転が許されるため、各々が固着する不都合を招くことがない。尚、この別実施形態では、ストッパ１８として回転自在なローラを備えていたが、これに代えて、当接部６にローラを備えても良い。
【００４７】
（ｅ）先に説明した実施形態と、その変形例と、各別実施形態とにおいて回転規制機構として示した当接部６の当接面６ａと、ストッパ１８のストッパ面１８ａとは、平坦な傾斜面に形成されるものでも、緩やかな凸状となる曲線状に形成されるものでも、緩やかに窪む凹状となる曲線状に形成されるものでも良い。更に、凸部又は凹部を曲線状に形成する場合、曲率が変化するものでも良い。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ギヤの回転限界を設定する回転規制機構を有するギヤ伝動装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１          ギヤ本体
２          歯部
６          当接部
６ａ        当接面
１８        ストッパ
１８ａ      ストッパ面
２０        ローラ
Ｇ１        第１ギヤ（セクタギヤ・フェースギヤ）
Ｇ２        第２ギヤ（ピニオンギヤ）
Ｈ          ハウジング
Ｔ          傾斜部
Ｘ１        回転軸芯（第１軸芯）
【図１】
0006455387.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006455387.tif 000008
【図８】
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【図９】
0006455387.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0006455387.tif 000012
【図１２】
0006455387.tif 000013
【図１３】
0006455387.tif 000014
【図１４】
0006455387.tif 000015