(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸まわりに環形状に配置された複数のギヤ歯を有するフェースギヤと、前記ギヤ歯と噛合う複数の歯を有するピニオンと、を備えるギヤセットであって、
前記フェースギヤの半径方向外方の部分における前記ギヤ歯の歯厚及び全歯丈が、前記フェースギヤの半径方向内方の部分における前記ギヤ歯の歯厚及び全歯丈より大きく、
前記フェースギヤの半径方向内方端部から半径方向外方端部に向かうに従い、前記半径方向内方端部における前記ギヤ歯の頂部と、前記ピニオンの前記歯の歯底との最小隙間の程度だけ前記ギヤ歯の全歯丈が連続的に増大しているギヤセット。
【請求項２】
前記ギヤ歯の歯厚は、前記半径方向内方から前記半径方向外方に向けて連続的に増加している請求項１に記載のギヤセット。
【請求項３】
前記ギヤ歯の歯厚は、前記半径方向内方から前記半径方向外方に向けて段階的に増加している請求項１に記載のギヤセット。
【請求項４】
前記フェースギヤは、樹脂又は金属により作製される請求項１乃至３のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項５】
前記ギヤセットが無回転の際の前記フェースギヤと前記ピニオンとの間のバックラッシはゼロである請求項１から４のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項６】
前記フェースギヤの回転軸と前記ピニオンの回転軸とは、ほぼ垂直である請求項１から５のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項７】
前記フェースギヤは、前記フェースギヤの回転軸の半径方向に対して捩れ角をなす歯すじを有し、前記ピニオンは、はすば歯車である請求項１から６のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項８】
前記フェースギヤは、前記フェースギヤの回転軸の半径方向と平行な歯すじを有し、前記ピニオンは、平歯車である請求項１から６のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項９】
前記フェースギヤの回転軸と前記ピニオンの回転軸とが一点で交わる交差軸歯車である請求項１から８のいずれか一項に記載のギヤセット。
【請求項１０】
前記フェースギヤの回転軸と前記ピニオンの回転軸との間に空間を有する食い違い軸歯車である請求項１から９のいずれか一項に記載のギヤセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフェースギヤ及びこれを用いたギヤセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車、産業機械、精密機械等のギヤ装置に使用されるフェースギヤはピニオンと歯車対を構成している。フェースギヤとピニオンとが噛合って回転する際、フェースギヤはピニオンからフェースギヤの回転軸に平行で下方に向かう負荷を常に受けている。この場合、フェースギヤとピニオンとで噛合い離れが発生し、噛合い率の低下や、歯の強度が低い部分での噛合いが発生することがある。
【０００３】
特許文献１では、樹脂製フェースギヤの射出成型を容易にし、また樹脂製フェースギヤの不良を低減するような半径方向外方の歯形を修正している。
【０００４】
また特許文献２では、フェースギヤの回転中心から半径方向外方にかけてギヤ歯の全歯丈を連続的に低くしている。そして、フェースギヤのギヤ歯の歯末頂面に回転方向の歯厚の増大部を設けてエッジ状部分の形成を防止している。この結果、フェースギヤの耐久性を向上させている。
【０００５】
また特許文献３では、フェースギヤの半径方向外方に逃し部を形成し、フェースギヤとピニオンとの噛合い状態を滑らかにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０６９８６７号公報
【特許文献２】特開２００８−０９５７２４号公報
【特許文献３】特開２００７−２５９７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、フェースギヤとピニオンとの間の動力伝達効率の改良のための歯形修正が考慮されていない。
【０００８】
また、特許文献２及び特許文献３においては、フェースギヤのギヤ軸の下方に向かってピニオンから力を受け、その結果発生するフェースギヤの背面反りの場合の噛合いが考慮されていない。
【０００９】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、フェースギヤの回転を増加させて定格回転数に達し、フェースギヤの出力回転軸に平行で下方に向かうピニオンからの力によりフェースギヤに反りが発生した場合であっても、フェースギヤとピニオンとの噛合いが良好であるフェースギヤ及びそれを使用したギヤセットを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係るフェースギヤは、回転軸まわりに環形状に配置された複数のギヤ歯を有し、環形状の半径方向外方の部分のギヤ歯の歯厚及び歯底から頂部までの全歯丈が、半径方向内方の部分のギヤ歯の歯厚及び全歯丈より大きいように構成されている。
【００１１】
また本発明に係るフェースギヤにおいては、ギヤ歯の歯厚は、環形状の半径方向内方から半径方向外方に向けて連続的に増加している。
【００１２】
また本発明に係るフェースギヤにおいては、ギヤ歯の全歯丈は、環形状の半径方向内方から半径方向外方に向けて連続的に増加している。
【００１３】
また本発明に係るフェースギヤは樹脂又は金属により作製されている。
【００１４】
また本発明に係るギヤセットは、本発明に係るフェースギヤと、フェースギヤの複数のギヤ歯と噛合う複数の歯を有するピニオンとを備え、フェースギヤの環形状の半径方向内方のギヤ歯の端部の全歯丈と環形状の半径方向外方のギヤ歯の端部の全歯丈との差は、ギヤセットが無回転の際の、フェースギヤの環形状の半径方向外方の端部におけるフェースギヤのギヤ歯の頂部とピニオンの歯の歯底との最少隙間と同じ大きさである。
【００１５】
また本発明に係るギヤセットにおいては、ギヤセットが無回転の際のフェースギヤとピニオンとの間のバックラッシはゼロである。
【００１６】
また本発明に係るギヤセットにおいては、フェースギヤの回転軸とピニオンの回転軸とはほぼ垂直である。
【００１７】
また本発明に係るギヤセットにおいては、フェースギヤは、フェースギヤの回転軸の半径方向に対して捩れ角をなす歯すじを有し、ピニオンは、はすば歯車である。
【００１８】
また本発明に係るギヤセットにおいては、フェースギヤは、フェースギヤの回転軸の半径方向と平行な歯すじを有し、ピニオンは、平歯車である。
【００１９】
また本発明に係るギヤセットにおいては、フェースギヤの回転軸とピニオンの回転軸とが一点で交わる交差軸歯車である。
【００２０】
また本発明に係るギヤセットにおいては、フェースギヤの回転軸とピニオンの回転軸との間に空間を有する食い違い軸歯車である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、フェースギヤの回転を増加させて定格回転数に達し、フェースギヤの出力回転軸に平行で下方に向かうピニオンからの力によりフェースギヤの反りが発生した場合であっても、フェースギヤとピニオンとの噛合いが良好であるフェースギヤ及びそれを使用したギヤセットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるフェースギヤの正面図を示す。
【図２】本発明によるフェースギヤの部分斜視図を示す。
【図３】本発明によるフェースギヤの図１のＢ−Ｂ断面図を示す。
【図４】本発明によるフェースギヤのギヤ歯の拡大斜視略図を示す。
【図５】本発明によるフェースギヤの歯すじ方向の断面図を示す。
【図６】（ａ）本発明によるフェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面による歯形の概略図を示す。（ｂ）本発明によるフェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面による歯形の概略図を示す。
【図７】本発明によるギヤセットの回転時における噛合い状態を示す。（ａ）フェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図を示す。（ｂ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。（ｃ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。
【図８】本発明によるギヤセットの無回転時における噛合い状態を示す。（ａ）フェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図を示す。（ｂ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。（ｃ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。
【図９】従来技術によるギヤセットの回転時における噛合い状態を示す。（ａ）フェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図を示す。（ｂ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。（ｃ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。
【図１０】従来技術によるギヤセットの無回転時における噛合い状態を示す。（ａ）フェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図を示す。（ｂ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。（ｃ）フェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面によるギヤセットの噛合いの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図中において同一部材は同一記号で図示されているが、発明の理解を容易にするため、図中の寸法は必ずしも同一に表されていない部分もある。
【００２４】
はじめに、図１から図６を参照し、本発明のフェースギヤの詳細について説明する。
【００２５】
図１は本発明によるフェースギヤの正面図である。図２は本発明によるフェースギヤの部分斜視図である。図３は図１の本発明によるフェースギヤのＢ−Ｂ断面図である。
【００２６】
図４は本発明によるフェースギヤのギヤ歯の半径方向内方から見た拡大斜視図である。図５は本発明によるフェースギヤの歯すじ方向の断面図である。
【００２７】
図６（ａ）は本発明によるフェースギヤのギヤ歯の半径方向内方端部における歯直角断面による歯形の概略図である。図６（ｂ）は本発明によるフェースギヤのギヤ歯の半径方向外方端部における歯直角断面による歯形の概略図である。ここで「歯直角断面」とは、複数の歯のそれぞれの延在方向を法線とする面により切った断面を指す。また、図６においては、フェースギヤの歯形を明確化すべく、ギヤ歯を紙面左右方向に模式的に展開する状態として示している。
【００２８】
図１を参照し、フェースギヤ１は基礎部２及び複数のギヤ歯３を備えている。基礎部２は円盤形状に作製されており、その中心に出力軸穴１０が設けられている。不図示の出力回転軸が出力軸穴１０にはめ込まれて固定されることで基礎部２に接続される。出力回転軸の軸線Ａは出力軸穴１０の中心、すなわち基礎部２の中心を通過しており、軸線Ａの方向は基礎部２の半径方向に対し垂直となっている。
【００２９】
図２から図６を参照し、基礎部２には、その一方の円盤表面４の上に複数のギヤ歯３が設けられている。複数のギヤ歯３のそれぞれは、歯面５、頂部６、歯底７、半径方向内方端部８、及び半径方向外方端部９を有し、円盤形状を有する基礎部２の半径方向内方から半径方向外方に向かって延在して基礎部２の円周に沿った環形状を形成するよう配置されている。環形状の内円に半径方向内方端部８が一致し、外円に半径方向外方端部９が一致している。
【００３０】
歯面５は、複数のギヤ歯３の噛合い及び寸法の基準となる基準面（不図示）と複数のギヤ歯３の全ての頂部６を含む歯先面との間の歯末と、その基準面と複数のギヤ歯３の全ての歯底７を含む歯底面との間の歯元とから構成されている。基準面と歯面５との交線が複数のギヤ歯３のそれぞれの歯すじＣ（図１）となり、歯すじＣの方向は複数のギヤ歯３のそれぞれの延在方向と一致している。歯面５は頂部６と歯底７とに接続してそれらの間に位置付けられ、歯面５と歯底７とにより、複数のギヤ歯３のそれぞれの隣り合う二つの間の空間である歯溝が形成されている。歯溝には歯車対（フェースギヤ対）を成す他方のギヤの歯が入り込み、ギヤの噛合いが構成される。
【００３１】
また、環形状に配置された複数のギヤ歯３のそれぞれにおいては、歯底７から頂部６までの軸線Ａの方向に平行な高さである全歯丈が、半径方向内方端部８における部分よりも半径方向外方端部９における部分の方が連続的に大きくなっている。従って、頂部６の面は半径方向内方から半径方向外方にかけて傾斜平面を形成している。環形状部Ｄの半径方向長さをｘ、半径方向内方端部８と半径方向外方端部９との間の全歯丈の差をｙ、複数のギヤ歯３のそれぞれの頂部６の傾斜平面の傾斜角度をθとすると、ｔａｎθ＝ｙ／ｘが満たされている。また、複数のギヤ歯３のそれぞれにおいては、出力回転軸の軸線Ａを法線とする面で切った場合、半径方向内方端部８におけるよりも半径方向外方端部９におけるほうが連続的に歯厚は大きく構成されている。また、ここで歯厚とは、歯直角断面における歯の横幅を指している。
【００３２】
本発明のフェースギヤ１は、例えば、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等のプラスチック樹脂により作製されている。しかしこれには限られず、金属等により作製してもよい。
【００３３】
以上の構成により、歯車の運動は、複数のギヤ歯３の歯面５とフェースギヤ１と歯車対を成す他方のギヤの歯の歯面とが接触することで伝達可能となり、フェースギヤ１が複数のギヤ歯３にて受ける駆動入力は、基礎部２を介して軸線Ａを中心とする回転として出力回転軸から出力することができる。
【００３４】
本実施例においては、基礎部２が円盤形状を有するものとしたが、本発明はこれには限られない。複数のギヤ歯３のそれぞれを基礎部２の半径方向内方から半径方向外方に向かって延在させて環形状を構成するように配置できれば円盤形状以外の形状を有するものであっても良い。例えば、椀形状を有するものであっても良い。
【００３５】
また本実施例においては、フェースギヤ１の出力回転軸を基礎部２と別個の部材としているが、本発明はこれには限られない。出力回転軸と基礎部２とを一体の部材、すなわち、出力回転軸とフェースギヤ１とを一体的に構成するようにしても良い。
【００３６】
また本実施例においては、頂部６が傾斜平面を構成するものでしているが、本発明はこれには限られない。環形状部Ｄの所定の半径方向長さｘ、半径方向内方端部８と半径方向外方端部９との間の所定の全歯丈の差ｙが満たされていれば、傾斜湾曲面であっても良く、またさらに、歯厚と全歯丈とが、連続的ではなく、段階的に増加するものであっても良い。
【００３７】
また本実施例においては、フェースギヤ１の歯すじＣが基礎部２の半径方向に対し所定の捩れ角を有しているが、本発明はこれには限られない。フェースギヤ１の歯すじＣが基礎部２の半径方向に対し平行であっても良い。
【００３８】
続いて、図７から図１０を参照し、フェースギヤと、フェースギヤと歯車対（フェースギヤ対）を成すピニオンとを有するギヤセットについて説明する。
【００３９】
図７は本発明によるフェースギヤとピニオンとを有するギヤセットの回転時における噛合い状態を示している。図７（ａ）はフェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図である。図７（ｂ）はフェースギヤの半径方向内方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。図７（ｃ）はフェースギヤの半径方向外方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。なお、図７（ｂ）及び図７（ｃ）においては、フェースギヤとピニオンとの噛合い状態を明確化すべく、それぞれの歯を紙面左右方向に模式的に展開する状態として示している。
【００４０】
図８は本発明によるフェースギヤとピニオンとを有するギヤセットの無回転時における噛合い状態を示している。図８（ａ）はフェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図である。図８（ｂ）はフェースギヤの半径方向内方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。図８（ｃ）はフェースギヤの半径方向外方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。なお、図８（ｂ）及び図８（ｃ）においては、フェースギヤとピニオンとの噛合い状態を明確化すべく、それぞれの歯を紙面左右方向に模式的に展開する状態として示している。
【００４１】
図９は従来技術によるフェースギヤとピニオンとのギヤセットの回転時における噛合い状態を示す。図９（ａ）はフェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図である。図９（ｂ）はフェースギヤの半径方向内方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。図９（ｃ）はフェースギヤの半径方向外方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。なお、図９（ｂ）及び図９（ｃ）においては、フェースギヤとピニオンとの噛合い状態を明確化すべく、それぞれの歯を紙面左右方向に模式的に展開する状態として示している。
【００４２】
図１０は従来技術によるフェースギヤとピニオンとのギヤセットの無回転時における噛合い状態を示す。図１０（ａ）はフェースギヤの歯すじ方向のギヤセットの断面略図である。図１０（ｂ）はフェースギヤの半径方向内方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。図１０（ｃ）はフェースギヤの半径方向外方端部におけるギヤセットの噛合いの断面略図である。なお、図１０（ｂ）及び図１０（ｂ）においては、フェースギヤとピニオンとの噛合い状態を明確化すべく、それぞれの歯を紙面左右方向に模式的に展開する状態として示している。
【００４３】
図７及び図８を参照し、本発明のギヤセット２００はフェースギヤ１とピニオン１０１とを備えている。ピニオン１０１は、円筒部１０２、及びその外面に複数の歯１０３を有している。円筒部１０２は内側に入力軸穴１１０が設けられている。不図示の入力回転軸が入力軸穴１１０にはめ込まれて固定されることで円筒部１０２に接続される。入力回転軸の軸線Ｅは入力軸穴１１０の中心、すなわち円筒部１０２の中心を通過しており、軸線Ｅの方向は、フェースギヤ１の出力回転軸の軸線Ａの方向に対しほぼ垂直となっている。なお、入力回転軸と円筒部１０２とを一体的な構成に、すなわち、入力回転軸とピニオン１０１とを一体的に構成するようにしても良い。
【００４４】
ピニオン１０１の円筒部１０２には、その外面に複数の歯１０３が設けられている。ピニオン１０１の複数の歯１０３のそれぞれは、歯面１０５、頂部１０６、歯底１０７、入力軸方向内方端部１０８、及び入力軸方向外方端部１０９を有している。そして複数の歯１０３のそれぞれはさらに、円筒部１０２の入力軸方向内方端部１０８から入力軸方向外方端部１０９に向かって延在している。
【００４５】
複数の歯１０３のそれぞれは、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３の歯溝に入り込むことで噛合っている。ピニオン１０１の入力軸方向外方端部１０９がフェースギヤ１の半径方向内方端部８にほぼ一致し、ピニオン１０１の入力軸方向内方端部１０８がフェースギヤ１の半径方向外方端部９にほぼ一致している。
【００４６】
本実施例においては、フェースギヤ１の歯すじＣが基礎部２の半径方向に対し所定の捩れ角を有しているため（図１）、ピニオン１０１の複数の歯１０３のそれぞれの歯すじは、入力回転軸の軸線Ｅに対し所定の捩れ角を有している。すなわち、ピニオン１０１は、はすば歯車となっている。
【００４７】
図９及び図１０を参照し、従来技術のギヤセット４００はフェースギヤ３０１とピニオン１０１とを備えている。フェースギヤ３０１は、不図示の出力回転軸、基礎部３０２及び複数のギヤ歯３０３を備えている。本発明の基礎部２と同様な構造を有する基礎部３０２は、円盤形状に作製されているとともに、円盤形状の中心に出力軸穴を備えている。出力回転軸は、基礎部３０２の出力軸穴にはめ込まれた状態で、固定され接続されている。
【００４８】
基礎部３０２には、その一方の円盤表面３０４の上に複数のギヤ歯３０３が設けられている。複数のギヤ歯３０３のそれぞれは、歯面３０５、頂部３０６、歯底３０７、半径方向内方端部３０８、及び半径方向外方端部３０９を有している。そして、複数のギヤ歯３０３のそれぞれは、円盤形状を有する基礎部３０２の半径方向内方から半径方向外方に向かって延在し、基礎部３０２の円周に沿った環形状を構成するよう配置されている。環形状の内円に半径方向内方端部３０８が一致し、外円に半径方向外方端部３０９が一致している。
【００４９】
歯面３０５は、複数のギヤ歯３０３の噛合い及び寸法の基準となる基準面（不図示）と複数のギヤ歯３０３の全ての頂部３０６を含む歯先面との間の歯末と、その基準面と複数のギヤ歯３０３の全ての歯底３０７を含む歯底面との間の歯元とから構成されている。そして、歯面３０５は頂部３０６と歯底３０７とに接続してそれらの間に位置付けられ、歯面３０５と歯底３０７とにより、複数のギヤ歯３０３のそれぞれの隣り合う二つの間の空間である歯溝が形成されている。歯溝には歯車対（フェースギヤ対）を成すピニオン１０１の歯１０３が入り込み、ギヤの噛合いが形成される。
【００５０】
フェースギヤ３０１の複数のギヤ歯３０３のそれぞれは、所定の全歯丈と歯厚とを有しており、それらは半径方向内方端部３０８から半径方向外方端部３０９に至るまで一定の寸法を有している。さらに複数のギヤ歯３０３のそれぞれの延在方向（歯すじ）は基礎部３０２の半径方向に対し所定の捩れ角を有している。
【００５１】
図７を参照し、本発明のギヤセット２００のフェースギヤ１とピニオン１０１との間で回転が生じている場合、フェースギヤ１は常にピニオン１０１から、フェースギヤ１の出力回転軸の軸線Ａに略平行でフェースギヤ１の方向の負荷を受けている。そのため、フェースギヤ１においては、軸線Ａから半径方向外方に向かうに従い基礎部２の傾きが増加する。本発明においては、フェースギヤ１が半径方向内方端部８から半径方向外方端部９に向かうにつれ、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれの全歯丈及び歯厚が共に増加する構成を有している。そのため、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれは、半径方向内方端部８から半径方向外方端部９に向かうに従い、その半径方向内方端部８におけるフェースギヤ１のギヤ歯の頂部６とピニオン１０１の複数の歯１０３のそれぞれの歯底１０７との最少隙間の程度だけ全歯丈を連続的に増大させている。また、その半径方向内方端部８におけるフェースギヤ１のギヤ歯とピニオン１０１の歯との間のバックラッシの程度だけ、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれの歯厚を連続的に増大させている。
【００５２】
一方、図９を参照し、従来技術のギヤセット４００のフェースギヤ３０１とピニオン１０１との間で回転が生じている場合、フェースギヤ３０１も常に本発明のフェースギヤ１と同様な負荷をピニオン１０１から受けている。そのため、フェースギヤ３０１においても、半径方向外方に向かうに従い基礎部３０２の傾きが増加する。フェースギヤ３０１は、半径方向内方端部３０８から半径方向外方端部３０９の間で複数のギヤ歯３０３のそれぞれの全歯丈及び歯厚が一定である構成を有している。そのため、半径方向内方端部３０８から半径方向外方端部３０９に向かうにつれて、フェースギヤ３０１とピニオン１０１との噛合い位置がピニオン１０１の歯の頂部側に移動する噛合い離れを生じる。その結果、フェースギヤとピニオンとの噛合い率の低下や歯の強度が低い部分での噛合いが発生する。
【００５３】
本発明のギヤセット２００の構成においては、フェースギヤ１の構造により、フェースギヤ１とピニオン１０１との間の回転を増加させて定格回転に達し、フェースギヤ１の基礎部２において傾きが生じた場合であっても、その傾きに応じた歯接触部の位置の最適化が行われている。従って、フェースギヤ１とピニオン１０１との間の噛合いは定格回転時においても常に最良の状態とすることができ、従来技術と比較し、フェースギヤとピニオンとの間の応答性や動力の伝達効率の向上、静粛化、高強度化等が図られている。
【００５４】
なお、フェースギヤ１が回転時に傾く割合は、フェースギヤ１の材質、ピニオン１０１からの入力トルク等により異なる。そのため、歯の諸言設計の前に使用先のアクチュエータ等の仕様やギヤの材質を決定し、傾き角度を予め算出しておく必要がある。しかし、フェースギヤ１の基礎部２の一方の面４の背面に負荷受けの構造等を配置することで、フェースギヤ１の最大の傾き角度を容易に所定の値に設定することもできる。
【００５５】
図８を参照し、本発明のギヤセット２００のフェースギヤ１とピニオン１０１との間が停止時である又は逆回転に移行する場合、すなわち無回転時の場合、フェースギヤ１はピニオン１０１から負荷を受けない。フェースギヤ１は半径方向内方端部８から半径方向外方端部９に向かうにつれ、フェースギヤ１のギヤ歯の全歯丈及び歯厚のそれぞれが増加する構成を有している。そのため、フェースギヤ１の基礎部２において回転による傾きが発生しない際は、半径方向外方端部９に近づくに従い、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれがピニオン１０１の歯溝により深く入り込む。
【００５６】
一方、図１０を参照し、従来技術のギヤセット４００のフェースギヤ３０１とピニオン１０１との間が停止時である又は逆回転に移行する場合、すなわち無回転時の場合においても、フェースギヤ３０１はピニオン１０１から負荷を受けない。そのため、フェースギヤ３０１においては、基礎部３０２において回転の際に生じる傾きが発生しない。フェースギヤ３０１は、半径方向内方端部３０８から半径方向外方端部３０９の間で複数のギヤ歯３０３のそれぞれの全歯丈及び歯厚が一定である構成を有している。そのため、フェースギヤ３０１とピニオン１０１との噛合いは所定のバックラッシを保持した状態になる。
【００５７】
本発明のギヤセット２００においては、無回転時において、半径方向外方端部９に近づくに従い、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれがピニオン１０１の歯溝により深く入り込む。そのため、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３の半径方向外方端部９の近傍において、フェースギヤ１とピニオン１０１との間のバックラッシがゼロ（ノンバッラッシ）となる。すなわち、フェースギヤ１の複数のギヤ歯３のそれぞれが、ピニオン１０１の複数の歯１０３のそれぞれと隙間無く接触している部分が存在する。これにより、従来技術と比較し、無回転又は逆回転時におけるフェースギヤ１とピニオン１０１との間の応答性の向上や歯打ち音の低減を図ることができる。そして、例えば、精密な位置制御が要求され得る産業機械のアクチュエータ等においても本発明は非常に有用となる。
【００５８】
本実施例のギヤセット２００は、フェースギヤ１のギヤ歯３の歯すじＣが基礎部２の半径方向に対し所定の捩れ角を有しているため（図１）、ピニオン１０１は、はすば歯車となっている。しかし本発明はこれに限定されず、フェースギヤ１のギヤ歯３の歯すじＣが基礎部２の半径方向に対し平行であっても良く、その場合、ピニオン１０１は平歯車となる。
【００５９】
また、本実施例のギヤセット２００は、フェースギヤ１の軸線Ａとピニオン１０１の軸線Ｅとが一点で交わる交差軸歯車による歯車対として記載されている。しかし本発明はこれに限定されず、ピニオン１０１がはすば歯車であれば、軸線Ａから軸線Ｅがオフセットされた、すなわち軸線Ａと軸線Ｅとの間に空間を有する食い違い軸歯車による歯車対であってもよい。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１：フェースギヤ
２：基礎部
３：フェースギヤのギヤ歯
４：一方の円盤表面
５：フェースギヤのギヤ歯の歯面
６：フェースギヤのギヤ歯の頂部
７：フェースギヤのギヤ歯の歯底
８：半径方向内方端部
９：半径方向外方端部
１０：出力軸穴
１０１：ピニオン
１０２：円筒部
１０３：ピニオンの歯
１０５：ピニオンの歯の歯面
１０６：ピニオンの歯の頂部
１０７：ピニオンの歯の歯底
１０８：入力軸方向内方端部
１０９：入力軸方向外方端部
１１０：入力軸穴
２００：ギヤセット
Ａ：軸線
Ｃ：歯すじ
Ｄ：環形状部
Ｅ：軸線
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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