(57)【要約】【課題】歯６に捩れ角を持つ歯車１において、部品点数を増加させることなく捩れ角による軸方向荷重Ｌが作用する歯車１の軸方向端面２ｂの摺動抵抗を低減させることができ、軸方向端面２ｂに摺動摩耗が発生するのを抑えることができる歯車１を提供する。【解決手段】樹脂単体または樹脂と金具とで形成されたハスバ歯車またはウォームホイールなど歯６に捩れ角を持つ歯車１において、捩れ角による軸方向荷重Ｌが作用する当該歯車１の軸方向端面２ｂに油溝７を設けることにした。油溝７は放射状に設けられ、またはスパイラル状の動圧溝として設けられる。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂単体または樹脂と金具とで形成されたハスバ歯車またはウォームホイール等の歯（６）に捩れ角を持つ歯車（１）において、
前記捩れ角による軸方向荷重（Ｌ）が作用する当該歯車（１）の軸方向端面（２ｂ）に油溝（７）を設けたことを特徴とする歯車。
【請求項２】
請求項１の歯車において、油溝（７）を放射状に設けたことを特徴とする歯車。
【請求項３】
請求項１の歯車において、油溝（７）をスパイラル状の動圧溝として設けたことを特徴とする歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝動部品の一種である歯車に係り、更に詳しくは、樹脂単体または樹脂と金具とで形成されたハスバ歯車またはウォームホイールなど歯に捩れ角を持つ歯車に関するものである。この歯車は、内燃機関、自動車業界またはその他の歯車を利用する全ての分野で利用される。
【０００２】
【従来の技術】
ハスバ歯車またはウォームホイールなど歯に捩れ角を持つ歯車は、相手歯車との接触面積（歯面）や歯元断面積を大きく取ることができ、また歯に加わる荷重を回転方向と軸方向とに分散させることができることから、歯元曲げ強度の向上や耐久性の向上を図ることが可能である。
【０００３】
しかしながら、この種の歯車においては、上記捩れ角による軸方向荷重が作用する歯車の軸方向端面が高摺動面圧下で摺動するために、以下のような不都合がある。
▲１▼　前記軸方向端面の摺動抵抗が大きいために、動力伝達効率が余り良くない。
▲２▼　前記軸方向端面に摺動摩耗が発生するために、摺動の相手材との間に軸方向クリアランスが発生し、ガタが発生し、ガタによる異音が発生する。
▲３▼　同じく前記軸方向端面に摺動摩耗が発生するために、相手歯車との噛合いズレが発生し、これを原因として、動力伝達効率が低下する。また、歯車の耐久性が低下し、破損の要因となる。
【０００４】
上記不都合を解消するため、従来、図６に示すように、歯車５１とこの歯車５１を軸支する軸部材５２との間にアイドルカラーやスラストワッシャー等の摺動部材５３を介装することが行なわれているが、この場合には、部品点数が増加したり、占有スペースが拡大したりの不都合がある。
【０００５】
また、従来、潤滑剤を保持する溝を設けた歯車として特開２００２−２１９７８号公報に記載されたもの（発明の名称「樹脂製ギヤ及び金型構造」）や、特開２００１−３１７６１３号公報に記載されたもの（発明の名称「樹脂製高歯歯車およびそれを用いたタイマ装置」）が知られているが、これらの従来技術は、歯に捩れ角を持たない歯車に関するものであり、また歯の外表面や先端部に潤滑剤を保持する溝を設けたものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２１９７８号公報
【特許文献２】
特開２００１−３１７６１３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、歯に捩れ角を持つ歯車において、部品点数を増加させることなく、捩れ角による軸方向荷重が作用する歯車の軸方向端面の摺動抵抗を低減させることができ、またこの軸方向端面に摺動摩耗が発生するのを抑えることができる歯車を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による歯車は、樹脂単体または樹脂と金具とで形成されたハスバ歯車またはウォームホイール等の歯に捩れ角を持つ歯車において、前記捩れ角による軸方向荷重が作用する当該歯車の軸方向端面に油溝を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の請求項２による歯車は、上記した請求項１の歯車において、油溝を放射状に設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項３による歯車は、上記した請求項１の歯車において、油溝をスパイラル状の動圧溝として設けたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成を備えた本発明の請求項１による歯車のように、捩れ角による軸方向荷重が作用する歯車の軸方向端面に油溝を設けると、この油溝に潤滑油を供給することによってこの軸方向端面を潤滑することが可能となる。歯車がボス部を有してこのボス部が軸受部として作用する場合、捩れ角による軸方向荷重はこのボス部の軸方向端面に作用するので、この場合は、このボス部の軸方向端面に油溝を設けることになる。また、このように歯車の軸方向端面に油溝を設ける場合には多くの場合、その内径側から潤滑油を供給することになるため、油溝はこれを放射状に設けるのが好ましい（請求項２）。また、油溝をスパイラル状の動圧溝として設けると、歯車の回転時に発生する動圧作用によって油膜が形成されるために、摺動抵抗を一層低減させることが可能となる（請求項３）。
【００１２】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【００１３】
すなわち、上記目的を達成するため、本件出願が提案する一の歯車は、樹脂単体または樹脂と金具で構成されたハスバ歯車、ウォームホイールなど捩れ角を持つ歯車において、捩れ角による軸方向荷重が作用する歯車の軸方向端面に油溝を設けたことを特徴とする樹脂歯車（樹脂製歯車）である。
【００１４】
また、歯車の軸受部の軸方向端面に油溝を設けたものであり、これにより、軸受端面に発生する摩耗および摩擦抵抗を低減できる他、従来設けていたアイドルカラーやスラストワッシャー等の摺動部材を無くすことができ、よって部品点数の削減や省スペース化などが可能となる。
【００１５】
歯車の軸方向端面には放射状溝を設けるが、放射状溝だけでなく、これに代えて油膜を形成させるための動圧溝を設けるようにすると、摩擦、摩耗の低減効果を一層増大することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施例に係る歯車１の正断面図を示しており、図２は同歯車１の右側面図を示している。また、図３は図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図を示しており、図４は同歯車１の装着状態の断面図を示している。
【００１８】
当該実施例に係る歯車１は、以下のように構成されている。
【００１９】
すなわち、当該歯車１は、フェノール樹脂等の樹脂単体によって形成された捩れ角を持つハスバ歯車であって、装着および摺動の相手方である軸部材１１の軸部１２の外周に回転自在に外挿されるものであり、前記軸部１２を挿通する軸孔３を備えたボス部２と、このボス部２の外周側に一体成形されたアーム部（ウェブ部）４と、このアーム部４の外周側に一体成形されるとともに外周面に多数の歯６を形成したリム部５とを一体に有している。
【００２０】
図４に示すように、この歯車１は、軸部材１１の軸部１２の外周に摺動自在に外挿されて止め輪１３によって抜け止めされるので、回転時、ボス部２の内周面２ａが軸部１２の周面１２ａと摺動するとともに、ボス部２の軸方向端面２ｂが軸部材１１の突当て端面１１ａと摺動し、軸受部を形成する。すなわち、ボス部２が軸受部である。またこの歯車１は、上記したようにハスバ歯車であってその歯６に捩れ角（図示せず）が設定されているので、当該歯車１が相手歯車（図示せず）と歯合して回転作動すると、歯６に加わる荷重が回転方向と図上矢印で示す軸方向一方とに分散される。したがってこの後者の軸方向荷重Ｌによってボス部２の軸方向端面２ｂが軸部材１１の突当て端面１１ａに強く押し付けられるので、この軸方向端面２ｂの突当て端面１１ａに対する摺動抵抗が大きく、よってここに摺動摩耗が発生する虞がある。
【００２１】
そこで、当該歯車１には、以下のような潤滑油供給部が設けられている。
【００２２】
すなわち、上記捩れ角による軸方向荷重Ｌが作用する当該歯車１のボス部２の軸方向端面２ｂに油溝７が設けられており、併せて、今一つの摺動面であるボス部２の内周面２ａにも油溝８が設けられている。
【００２３】
この油溝７，８のうち、ボス部２の端面２ｂに設けられた油溝７は複数（図では四箇所）が放射状に形成されており、各溝７は端面２ｂの内周縁部から外周縁部にまで達している。ボス２の内周面２ａに設けられた油溝８は環状に形成されており、ボス部２の内周面２ａの軸方向中央部に配置されている。
【００２４】
また、油溝７，８に潤滑油を供給するよう、軸部材１１およびこの軸部材１１を支持する支持部材１４に、以下のような潤滑油供給部が設けられている。
【００２５】
すなわち、軸部材１１の取付面１１ｂにおける軸部１２の中心軸線位置に凸部１５が軸方向一方へ向けて設けられるとともに、この凸部１５と組み合わされる凹部１６が支持部材１４に設けられており、この凸部１５および凹部１６の組み合わせによってチャンバ１７が設けられている。支持部材１４には、図示しない潤滑油供給源からチャンバ１７に通じる流路１８が設けられており、軸部材１１には、チャンバ１７から油溝８に通じる流路１９が設けられている。この後者の流路１９は、主流路１９ａと分岐流路１９ｂの組み合わせによって形成されている。主流路１９ａは軸部１２の中心軸線上を軸方向に延びる流路であって、その一端がチャンバ１７に通じるよう凸部１５の端面に開口しており、他端は油溝８の内周部位に達している。分岐流路１９ｂは軸部１２内を径方向に延びる流路であって、一端が主流路１９ａの他端に通じており、他端は油溝８に通じるように軸部１２の周面１２ａに開口している。分岐流路１９ｂは所要数（図では二箇所）が放射状に配置されている。
【００２６】
したがって以上の構成により、潤滑油供給源から流路１８、チャンバ１７および流路１９を介して油溝８に達する潤滑油供給路が形成されており、図示しないオイルポンプの作動によって潤滑油が潤滑油供給源から油溝８へと供給される。油量は例えば３０〜５０ｃｃ／ｍｉｎ程度である。
【００２７】
油溝８に供給された油は、ボス部２の内周面２ａと軸部１２の周面１２ａとの組み合わせよりなる摺動部を潤滑し、更にその一部が油溝７に達して油溝７をその内周端部から外周端部へと流れ、ボス部２の軸方向端面２ｂと軸部材１１の突当て端面１１ａの組み合わせよりなる摺動部を潤滑することになる。
【００２８】
したがって、上記構成を備えた歯車１によれば、上記したように捩れ角による軸方向荷重Ｌによってボス部２の軸方向端面２ｂの摺動抵抗が大きく、よって摺動摩耗が発生しやすいところ、ここに油溝７が設けられて潤滑油が供給されるように構成されているために、ボス部２の軸方向端面２ｂを潤滑し、その摺動抵抗を低減させることができる。したがって、摺動抵抗が低減するため、動力伝達効率を向上させることができ、併せて、摺動摩耗が抑制されるため、ガタや異音、相手歯車との噛合いズレの発生等を抑えることができる。
【００２９】
また、上記構成の歯車１によれば、油溝８によってボス部２の内周面２ａを同時に潤滑することができるとともに、カラー（アイドルカラー）やワッシャー（スラストワッシャー）等の摺動部材を一切必要としないことから、部品点数の増加や占有スペースの拡大を抑えることもできる。
【００３０】
尚、上記実施例に係る歯車１は、その構成を以下のように変更しても良い。
【００３１】
▲１▼　上記実施例において、歯車１が樹脂単体製品であるのを、樹脂と金具との組み合わせ品とする。金具は樹脂に埋設されて樹脂を補強するものであって、両者を所謂インサート成形の実施により一体成形するのが好適である。
【００３２】
▲２▼　上記実施例において、歯車１がハスバ歯車であるのを、ウォームホイール等の他の種類の歯車とする。上記したように本発明は、歯６に捩れ角が設定されていて捩れ角による軸方向荷重Ｌが作用する歯車全てを対象とする。
【００３３】
▲３▼　上記実施例において、歯車１の端面２ｂに油溝７を放射状に設けたのを、スパイラル状の動圧溝（動圧発生溝とも称する）として設ける。動圧溝は、歯車１の回転時に発生する動圧作用によって歯車１の端面２ａと摺動の相手材との間に油膜を形成するものであって、油膜を形成することにより摺動抵抗を一層低減させることができる。図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）はそれぞれこの動圧溝の例を示しており、以下のように動圧溝が設けられている。
【００３４】
図５（Ａ）・・・
多数の溝７が端面２ｂの内周端部から外周端部へかけてスパイラル状に設けられている。各溝７は円周方向一方へ向けて漸次傾斜している。
【００３５】
図５（Ｂ）・・・
多数の溝７が端面２ｂの径方向中央部から外周端部へかけてスパイラル状に設けられている。各溝７は円周方向一方へ向けて漸次傾斜している。端面２ｂの内周部には、溝７の底面と同一面をなす環状の平坦部９が設けられている。
【００３６】
図５（Ｃ）・・・
多数の溝７が端面２ｂの内周端部から外周端部へかけてスパイラル状に設けられている。各溝７は、端面２ｂの内周端部から径方向中央部へかけて円周方向一方へ向けて漸次傾斜しており、連続して、径方向中央部から外周端部へかけて円周方向他方へ向けて漸次傾斜している。
【００３７】
この動圧溝の形状（幅、深さ、角アールなど）は、使用条件（回転数、受圧荷重、面積、油種、油の粘度など）により決定される。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００３９】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１による歯車によると、捩れ角による軸方向荷重が作用する歯車の軸方向端面に油溝が設けられているために、この油溝に潤滑油を供給することによって軸方向端面を潤滑し、その摺動抵抗を低減させることができる。したがって、摺動抵抗が低減するため、動力伝達効率を向上させることができ、併せて、摺動摩耗が抑制されるため、ガタや異音、相手歯車との噛合いズレの発生等を抑えることができる。また、アイドルカラーやスラストワッシャー等の摺動部材を必要としないことから、部品点数の増加や占有スペースの拡大を抑えることができる。
【００４０】
また、本発明の請求項２による歯車においては、油溝が放射状に形成されるために、歯車の軸方向端面に万遍なく潤滑油を供給することができ、請求項３による歯車においては、油溝が動圧溝として形成されるために、歯車の回転時に発生する動圧作用によって油膜を形成し、この油膜によって摺動抵抗を一層低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る歯車の断面図
【図２】同歯車の側面図
【図３】図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【図４】同歯車の装着状態を示す断面図
【図５】（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）ともそれぞれ油溝の他の例を示す説明図
【図６】従来例に係る歯車の装着状態を示す断面図
【符号の説明】
１　歯車
２　ボス部
２ａ　内周面
２ｂ　軸方向端面
３　軸孔
４　アーム部
５　リム部
６　歯
７，８　油溝
９　平坦部
１１　軸部材
１１ａ　突当て端面
１１ｂ　取付面
１２　軸部
１３　止め輪
１４　支持部材
１５　凸部
１６　凹部
１７　チャンバ
１８，１９　流路
１９ａ　主流路
１９ｂ　分岐流路
Ｌ　軸方向荷重
【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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