(57)【要約】  【課題】  歯車装置の周辺で冷却用の空気を効果的に流通させ、空冷効果を高める。  【解決手段】  金属製の保持体１１の外周部に樹脂歯車部１２が射出成形されている歯車装置であって、保持体１１には冷却用の空気を通すための通気孔１３が貫通形成されており、この通気孔１３を通じて、歯車装置９の一面側から他面側に空気が流通しうるようになっている。通気孔１３は、保持体１１の円周方向に沿って複数形成され、保持体１１は、薄肉鋼板からプレス加工により製作されるものであることが望ましい。  【選択図】  図１  
2005249035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の保持体の外周部に樹脂歯車部が射出成形されている歯車装置であって、
前記保持体には冷却用の空気を通すための通気孔が貫通形成されていることを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車装置において、
前記通気孔は、前記保持体の円周方向に沿って複数形成されている歯車装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の歯車装置において、
前記保持体は、薄肉鋼板からプレス加工により製作されるものである歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールねじ装置等に適用される歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製の保持体の外周部に樹脂歯車部を一体に設けてなる歯車装置を用いたパワーステアリング装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
前記の歯車装置は、全体が樹脂からなる歯車装置に比べ、材料コストが少なくて済む等の利点があるので、各種の機械装置に使用されている。それらの機械装置では、歯車装置は、他の伝動部品、機構部品とともに密封型のハウジングの内部に組み込まれるのが普通である。
【０００４】
他の機械装置、例えば、自動車のＣＶＴ(ベルトドライブの無段変速機)では、ハウジング内に、一対のプーリと、これらプーリ間に掛け渡されたベルトとのほかに、プーリの両フランジの間隔を変更するためにボールねじ装置が設けられており、このボールねじ装置のナット部材に、前記の歯車装置が取り付けられている。
【特許文献１】特開２００２−１４５０８６号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の歯車装置が設けられているハウジングの内部では、伝動部品どうしの摩擦等により熱が発生するので、ハウジング内部を冷却する必要が生じる場合がある。しかし、ハウジングは密閉型で、内部に空気の流れがほとんどないので、空冷効果は望めない。
【０００６】
そのため、前記したＣＶＴでは、プーリのフランジの背面にフィンを設けて、プーリの回転に伴うフィンの回転で、ハウジングの内部に空気を循環させて内部の部材を空冷することが考えられている。
【０００７】
しかし、ＣＶＴでは、プーリのフランジの背面側に、該フランジを軸方向に動かすためのボールねじ装置や、その受動用の歯車装置が近接して位置する。そのため、ボールねじ装着や歯車装置が、フィンによる冷却用空気の流れを阻害する壁となり、冷却用空気が効果的に流通しなくなるおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明の主たる課題は、歯車装置の周辺で冷却用の空気を効果的に流通させ、空冷効果を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を達成するために、本発明は、金属製の保持体の外周部に樹脂歯車部が射出成形されている歯車装置であって、前記保持体には冷却用の空気を通すための通気孔が貫通形成されている歯車装置を構成している。
【００１０】
上記の構成によれば、保持体に形成された通気孔を通じて、歯車装置の一面側から他面側に空気が流通しうる。これで、歯車装置の周辺で空気が循環しやすくなり、歯車装置やその周辺にある部材が空冷される。
【００１１】
この歯車装置が、ＣＶＴ用のボールねじ装置に設けられている場合、歯車装置は、プーリに突設されたフィンにより起こされる風に対して、その流れを阻害する壁とはならず、冷却用の空気を効果的に流通させる。
【００１２】
通気孔は金属製の保持体に形成されるものであるから、樹脂部に形成されている場合に比べ、歯車としての強度や精度に及ぼす影響が極めて小さく、したがって、通気孔の大きさを大きくしたり、その数を増やしたりして、冷却用空気の流通量を増大させることができる。
【００１３】
上記構成での通気孔は単一でもよいが、保持体の円周方向に沿って複数形成されていることが望ましい。ＣＶＴ用のボールねじ装置に設けられている歯車装置の場合、これら複数の通気孔は円周方向に沿って並んで、プーリに突設されたフィンの回転軌跡と同心位置でフィンに対向することになり、そのため、フィンに対しては多量の空気が流通し、冷却用空気の流通量が増大する。
【００１４】
上記構成での保持体は、冷間鍛造、切削加工等の手段により製作してよいが、保持体は、薄肉鋼板からプレス加工により製作されるものであることが望ましい。
【００１５】
上記の構成では、保持体、ひいては歯車装置の全体が軽量化するほか、プレス加工で保持体を造る際、プレスの打ち抜きにより、通気孔を形成することができるから、加工工程を増やす必要がなく、コスト面で有利である。また、プレスの打ち抜きにより通気孔が形成されるため、通気孔の形状を自由に設定しうる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、保持体に形成されている通気孔を通じて、空気が流通しうるから、歯車装置の周辺で空気が循環しやすくなり、この空気の流れにより歯車装置やその周辺の部材が空冷される。
【００１７】
特に、本発明の歯車装置が、ＣＶＴ用のボールねじ装置に設けられている場合、歯車装置が径方向に大きく広がっていても、プーリのフランジに突設されたフィンにより起こされる風に対して、その流れを阻害する壁とはならず、冷却用の空気を効果的に流通させることができる。
【００１８】
また、通気孔は金属製の保持体に形成されるものであるから、通気孔が樹脂部に形成されている場合に比べ、歯車としての強度や精度に及ぼす影響が極めて小さく、したがって、通気孔の大きさを大きくしたり、その数を増やしたりして、冷却用空気の流通量を増大させることができる。
【００１９】
さらに、保持体が、薄肉鋼板からプレス加工により製作されるものである場合、保持体、ひいては歯車装置の全体が軽量化するほか、プレス加工で素材を所要の形状に成形する際、プレスの打ち抜きにより、通気孔を形成することができるから、加工工程を増やす必要がなく、コスト面で有利である。また、通気孔をプレスの打ち抜きにより形成するから、歯車装置の強度に影響を与えない範囲で、通気孔の形状、大きさ、数等を自由に設定しうる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の詳細を図示の実施形態に基づいて説明すると、図１ないし図３は、本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係る歯車装置を含むボールねじ装置の断面図で、ボールねじ装置が短縮している状態を示している。図２は、図１のボールねじ装置に含まれる歯車装置の正面図、図３は、図２の歯車装置の(３)−(３)線に沿った断面図である。
【００２１】
図１において、符号１は、本発明の歯車装置を含むボールねじ装置の全体を示し、２は、一対のフランジ２ａ，２ｂ間の間隔が変更可能なプーリ、３は、プーリ２に巻掛られているベルト、４は、プーリ２とボールねじ装置１とを貫通する回転軸である。ボールねじ装置１は、プーリ２の両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔を変更するために設けられており、その軸方向の伸縮動作により、プーリ２の一方のフランジ２ａに対して他方のフランジ２ｂを遠近動させる。プーリ２では、両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔が変わることで、ベルト３の巻き掛け径が変化する。
【００２２】
プーリ２は、回転軸４と一体に回転するよう該回転軸４に固着された固定フランジ２ａと、回転軸４にスプライン嵌合している可動フランジ２ｂとを備える。可動フランジ２ｂの背面側であって、ボールねじ装置１に対向する面部には、冷却風を発生するためのフィン５が突設されている。このフィン５は、図示例では、径方向に沿って直線状に伸びる板状のフィンである。
【００２３】
ボールねじ装置１は、保持器を有しない総ボール型のボールねじ装置であり、いずれの方向にも回転駆動される筒状のナット部材６と、このナット部材６の内周側に同心に配置される円筒状のねじ軸７と、ナット部材６およびねじ軸７にそれぞれ形成されたねじ溝６ａ，７ａ間で転動する多数のボール８と、ナット部材６のプーリ２側の端部に回転力の受動部材として設けられた本発明の歯車装置９とを含むものである。
【００２４】
ナット部材６の内周面には、軸方向のほぼ全長にわたって所定のリード角の一条のねじ溝６ａが形成されている。ねじ軸７は、その内周面と回転軸４との間に設けられた転がり軸受(図示例ではアンギュラ玉軸受)１０により回転軸４に対して支持されるとともに、図示しない所定の固定装置でもって回転方向にも軸方向にも不動状に固定されている。このねじ軸７の外周面には、互いに平行でそれぞれ独立の閉ループとした所定のリード角を有する２条のねじ溝７ａ，７ａが形成されている。各ねじ溝７ａは、図面には図示しないが、その上流側と下流側とが、Ｓ字形に蛇行するとともに内径側に深く沈み込んでいるボール循環溝で接続されて、別個に閉ループとされている。
【００２５】
歯車装置９は、金属製で環状の保持体であるブラケット１１と、このブラケット１１の外周部に一体に設けられた樹脂歯車部１２とを有する。
【００２６】
ブラケット１１は、薄肉鋼板をプレス加工することによって、図２および図３に明示するように、内外２つの筒部(内筒部１１ａおよび外筒部１１ｂ)を有する形状に形成されているものである。
【００２７】
ブラケット１１の内筒部１１ａと外筒部１１ｂとは、その軸方向一端(図３で左端)で径方向に沿って立ち上がる立ち上がり部１１ｃを介して連続しており、この立ち上がり部１１ｃと内筒部１１ａと外筒部１１ｂとで、ほぼコ字形の断面形状を呈している。立ち上がり部１１ｃには、通気孔１３が円周方向等間隔に複数個(図面では８個)軸方向に貫通する形で形成されている。この通気孔１３は、ブラケット１１の一面側から他面側へ冷却用の空気を通すためのもので、図示の例では、径方向には立ち上がり部１１ｃの立ち上がり高さに近い幅で、円周方向には約４０度の広がり角度の扇形となっている。
【００２８】
ブラケット１１の内筒部１１ａの内周には、折返し筒部１１ｄと、隔壁１１ｅとが形成されている。折返し筒部１１ｄは、内筒部１１ａの軸方向他端(立ち上がり部１１ｃとは反対側の端部で、図１において右端)から内筒部１１ａの内周面に沿って折返されて形成されたものである。隔壁１１ｅは、折返し筒部１１ｄの折返し先端から径方向内方に向けて内歯状に突出するよう、円周方向等配位置に複数形成されている。
【００２９】
折返し筒部１１ｄの内周には、ナット部材６の軸方向一端部が挿入されて、その挿入端は隔壁１１ｅと軸方向に嵌合している。これで、ナット部材６はブラケット１１と回転方向に一体になるよう結合されている。
【００３０】
また、隔壁１１ｅの背面側では、内筒部１１ａの内周面と、可動フランジ２ｂと一体のスリーブ１４との間に転がり軸受(図示例ではアンギュラ玉軸受)１５が介装されている。この転がり軸受１５により、歯車装置９とナット部材６とがスリーブ１４に対して相対回転しうるが軸方向には一体化するよう支持されている。
【００３１】
隔壁１１ｅのうちの一個は、その先端部がさらに径方向内方に延長されて、ねじ軸７の軸方向端面と係合するストッパ１１ｆとされている。このストッパ１１ｆは、ねじ軸７の軸方向端面と係合することで、ナット部材６がねじ軸７の周りで必要以上に回転するのを防止するためのものである。
【００３２】
樹脂歯車部１２は、合成樹脂の射出成形により形成されるもので、ブラケット１１の外筒部１１ｂの外周面で、この外周面に形成されているセレーション１１ｇを覆う個所に設けられて、ブラケット１１と一体化されている。符号１２ａは、樹脂歯車部１２の外周の歯部で、この歯部１２ａには、図外の回転動力源から駆動力が伝達されて回転する駆動歯車１６の歯が噛合している。樹脂歯車部１２の側面には、円周方向に沿って多数の凹部１２ｂが形成され、これにより樹脂材料の削減が図られている。
【００３３】
上記の構成において、図１に示すように、ナット部材６の内周にねじ軸７が深く入り込んでボールねじ装置１全体が短縮している状態のもとで、駆動歯車１６の回転により、歯車装置９が所定の一方向に回転すると、歯車装置９と一体化されているナット部材６は、ねじ軸７の周りで同方向に回転する。ねじ軸７は、軸方向にも回転方向にも固定された状態にあるから、このねじ軸７に対して、ナット部材６はねじの作用で、軸方向に沿ってプーリ２の側(図１で左側)へに移動する。これで、プーリ２の可動フランジ２ｂが固定フランジ２ａに近づくよう押し動かされて、両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔が狭くなり、ベルト３の巻き掛け径が大径になる。
【００３４】
以上のように、ボールねじ装置１全体が伸張したのち、歯車装置９が駆動歯車１６の駆動により逆方向に回転すると、ナット部材６はプーリ２とは反対の側へ移動し、これにより、プーリ２の両フランジ２ａ，２ｂ間の間隔が広がり、ベルト３の巻き掛け径が小径になる。
【００３５】
一方、プーリ２の可動フランジ２ｂの背面側では、フィン５が可動フランジ２ｂとともに回転することで、可動フランジ２ｂの背面側からその径方向外方に向けて空気の流れが生成される。
【００３６】
この場合、可動フランジ２ｂの背面と対向する位置には、ボールねじ装置１の歯車装置９や、その内径側の転がり軸受１５等が位置するが、歯車装置９のブラケット１１の立ち上がり部１１ｃには通気孔１３があるから、この通気孔１３を通じて多量の空気が可動フランジ２ｂの背面側に流入する。これにより、空気が図１に矢印で示すように、ボールねじ装置１の軸方向外方から、可動フランジ２ｂの背面側、その径方向外方へと流れ、この空気の流れにより、その流通路の途中にある歯車装置９やナット部材６、可動フランジ２ｂばかりでなく、近傍にある部材もが冷却される。
【００３７】
なお、フィン５の形を図示のものとは異なる形に変えて、空気が可動フランジ２ｂの背面側からボールねじ装置１に向けて流れるようにしてもよい。その場合、空気は可動フランジ２ｂの側から通気孔１３を通じてナット部材６の側に流れ、この空気の流れにより、周囲の部材が冷却される。
【００３８】
上記の実施形態では、歯車装置９に近接した位置にフィン５が設けられているが、歯車装置９とフィン５とは、互いに離れた位置に設けられていてもよい。その場合でも、フィン５の回転により生じた気流の一部は、歯車装置９の側にも流れ、通気孔１３を通じて歯車装置９の一面側から他面側に流通するから、歯車装置９を含む部材が冷却される。
【００３９】
上記の実施形態では、歯車装置９の保持体であるブラケット１１は、薄肉鋼板のプレス加工により製作されるものであるが、肉厚の素材を用い、冷間鍛造や切削等、他の加工手段により製作するようにしてもよい。
【００４０】
このほか、通気孔１３は、保持体を軸方向に貫通する形に形成するほか、保持体を軸方向に対して斜めに貫通する形してもよく、保持体に対する通気孔の貫通形状は、図示のものに限定されない。通気孔が保持体を軸方向に貫通する形で形成されている場合、空気は歯車装置の一面側から他面側へ直線的に流れ、方向を変えられることが少なく、それだけ流通する空気に対する抵抗が小さくなる利点がある。
【００４１】
歯車装置９が、上記実施形態のように、ボールねじ装置１の一部として用いられるものである場合は、その保持体であるブラケット１１の内周に、ナット部材６の外周面に嵌合する折返し筒部１１ｄや、ナット部材６の軸方向端面と嵌合する隔壁１１ｅ、ねじ軸７の軸方向端面と係合するストッパ１１ｆ等を形成する必要がある。しかし、ナット部材６への取り付け形態を、図示のものとは異なる形態にする場合や、ナット部材６以外の回転部材に取り付ける場合は、折返し筒部１１ｄや隔壁１１ｅを省略する等、ブラケット１１の内周側の構造、形状を適宜変更してもよい。
【００４２】
要するに、保持体の形状は、歯車装置９の使用個所に応じて適宜設定されるもので、図示の実施形態のブラケット１１のように、環状もしくは円筒状に限らず、円盤状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車装置を含むボールねじ装置の断面図で、ボールねじ装置が短縮している状態を示している。
【図２】図１のボールねじ装置に含まれる歯車装置の正面図である。
【図３】図２の歯車装置の(３)−(３)線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    ボールねじ装置
２    プーリ
５    フィン
６    ナット部材
７    ねじ軸
９    歯車装置
１１  ブラケット(保持体)
１１ｃ  立ち上がり部
１２  樹脂歯車部
１３  通気孔
【図１】
2005249035.tif 000003
【図２】
2005249035.tif 000004
【図３】
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