(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に複数の歯を軸に平行に形成した平歯車と、該平歯車の歯と噛み合う複数の歯を円盤の周縁に沿って形成したフェースギヤとを有し、両歯車の歯の噛み合いによって直交２軸間に回転力を伝達する歯車装置であって、
前記平歯車の歯は、その歯幅内で複数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に所定ピッチだけずれて形成され、
前記フェースギヤの歯は、その歯幅内で複数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に前記平歯車のピッチずれと同じだけずれて形成されていることを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
前記平歯車及び前記フェースギヤの少なくとも一方には、前記隣り合う歯列の境界部に所定深さの溝を形成されていることを特徴とする請求項１記載の歯車装置。
【請求項３】
前記平歯車は、前記隣り合う歯列の歯の境界部側端面がその軸を中心にしてフェースギヤの内側へ傾いた形状とされていることを特徴とする請求項１又は２記載の歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平歯車とフェースギヤの歯の噛み合いによって直交２軸間に回転力を伝達する歯車装置に関し、詳しくは、平歯車とフェースギヤの歯の噛み合い率を向上して騒音の低減及び強度の向上を実現しようとする歯車装置に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の歯車装置は、外周面に複数の歯を形成した平歯車と、円盤の一面にその周縁に沿って複数の歯を放射状に形成したフェースギヤとが軸を直交させて組み合わされ、各歯車の歯の噛み合いによって直交した２軸間に回転力が伝達されるようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭６１−６０９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の歯車装置においては、フェースギヤの複数の歯がその軸を中心にしてそこから放射状に形成されているのに対して、平歯車の複数の歯がその軸に対して平行に形成されているため、平歯車の歯の一つをフェースギヤの半径線に一致させても、この一つの歯に隣接する歯は、フェースギヤの半径線と一致しなかった。したがって、両歯車の歯の噛み合いを深くして噛み合い率を向上しようとしても両歯車の歯が互いに干渉して深く噛み合わせることが困難であり、それ故、歯の噛み合い率を高くすることができなかった。そこで、一般には、歯の噛み合いを浅くして低い噛み合い率で使用される場合が多かった。そのため、たたき音や１対噛み合いと２対噛み合いとの繰り返しによる振動音が発生し、その振動による衝撃で強度も低くなっていた。
【０００４】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、平歯車及びフェースギヤの歯の噛み合い率を向上して騒音の低減及び強度の向上を実現しうる歯車装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明による歯車装置は、外周面に複数の歯を軸に平行に形成した平歯車と、該平歯車の歯と噛み合う複数の歯を円盤の周縁に沿って形成したフェースギヤとを有し、両歯車の歯の噛み合いによって直交２軸間に回転力を伝達する歯車装置であって、前記平歯車の歯は、その歯幅内で複数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に所定ピッチだけずれて形成されており、前記フェースギヤの歯は、その歯幅内で複数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に前記平歯車のピッチずれと同じだけずれて形成されたものである。
【０００６】
このような構成により、複数の歯が外周面に軸に平行に形成され、歯幅内で複数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に所定ピッチだけずれて形成された平歯車の歯と、平歯車の歯と噛み合う複数の歯が円盤の周縁に沿って形成され、歯幅内で平歯車と同数の歯列に分かれ、隣り合う歯列がその境界部で互いに円周方向に平歯車のピッチずれと同じだけずれて形成されたフェースギヤの歯とを噛み合わせて、直交２軸間に回転力を伝達する。
【０００７】
また、前記平歯車及び前記フェースギヤの少なくとも一方には、前記隣り合う歯列の境界部に所定深さの溝を形成したものである。これにより、平歯車及びフェースギヤの少なくとも一方の隣り合う歯列の境界部に形成された所定深さの溝でフェースギヤの歯と噛み合って回転する平歯車のスラストによる軸方向への振れを吸収する。
【０００８】
そして、前記平歯車は、前記隣り合う歯列の歯の境界部側端面がその軸を中心にしてフェースギヤの内側へ傾いた形状としたものである。これにより、隣り合う歯列の歯の境界部側端面がその軸を中心にしてフェースギヤの内側へ傾いた形状の平歯車の歯をフェースギヤの歯に噛み合わせて回転力を伝達する。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、平歯車とフェースギヤの歯の噛み合いが浅くても各歯車に形成された複数の歯列の歯がそれぞれ噛み合っていることにより噛み合い率を向上することができる。したがって、噛み合い率が低いときに発生するたたき音や、噛み合い率が低いために１対噛み合い及び２対噛み合いが繰り返し生じることによる振動音等の騒音を低減することができる。また、噛み合い率が向上することにより噛み合う歯にかかる荷重が分散されて強度及び耐久性を向上することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る発明によれば、平歯車がスラストによりその軸方向に振れても、隣り合う歯列の境界部の溝でその振れを吸収することができる。したがって、回転力の伝達をスムーズに行なうことができる。また、フェースギヤ側に溝を設けた場合には、この溝をグリス溜まりとして機能させることもでき、二つの歯車の歯の噛み合いをより一層スムーズにして、耐久性をより向上することができる。
【００１１】
そして、請求項３に係る発明によれば、平歯車の各歯列の歯の境界部側端面がフェースギヤの各歯列の歯の境界部側端面に接触して回転するので平歯車の軸方向のスラストを小さくすることができる。したがって、フェースギヤの各歯列の境界部に円周方向に形成された溝の幅を狭くすることができ、又は溝を無くすこともできる。これにより、二つの歯車の歯の接触幅を広くすることができ、歯の噛み合いをより安定にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による歯車装置の実施形態を示す中央断面図である。この歯車装置は、一対の歯車の歯の噛み合いによって直交２軸間に回転力を伝達するようにしたもので、平歯車Ｇ１、フェースギヤＧ２とを組み合わせてなる。
【００１３】
平歯車Ｇ１は、例えば軸Ｏ１を駆動装置に連結して動力を後述のフェースギヤＧ２に伝達する駆動側歯車となるものであり、外周面に複数の歯を軸Ｏ１に平行に形成している。そして、図２に示すように、その歯幅Ｗ１内で二つの歯列Ｓ１，Ｓ２に分かれ、隣り合う歯列Ｓ１，Ｓ２がその境界部で互いに円周方向のピッチの半ピッチ分だけずれて形成されている。また、各歯列Ｓ１，Ｓ２には、それぞれ平歯車Ｇ１の歯を構成する歯１，２が形成されている。
【００１４】
また、この歯車装置には、平歯車Ｇ１の歯とその歯を噛み合わせて用いられるフェースギヤＧ２が設けられている。このフェースギヤＧ２は、例えば平歯車Ｇ１の回転力をその軸Ｏ１と直交する軸Ｏ２に伝達する従動側歯車となるものであり、円盤の一面にその周縁に沿って複数の歯が軸Ｏ２を中心に放射状に形成されている。そして、図３に示すように、その歯幅Ｗ２内で二つの歯列Ｓ３，Ｓ４に分かれ、隣り合う歯列Ｓ３，Ｓ４がその境界部で互いに円周方向に平歯車Ｇ１のピッチずれと同じように半ピッチ分だけずれて形成されている。また、各歯列Ｓ３，Ｓ４には、それぞれフェースギヤＧ２の歯を構成する歯３，４が形成されている。さらに、歯列Ｓ３と歯列Ｓ４との境界部には、平歯車Ｇ１がスラストによりその軸方向に振れても、その振れを吸収することができる十分な幅の溝５が所定深さで形成されている。
【００１５】
そして、平歯車Ｇ１とフェースギヤＧ２とは、各軸Ｏ１とＯ２とを直交させ、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ１の歯１とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ３の歯３とを噛み合わせ、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ２の歯２とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ４の歯４とを噛み合わせて歯車装置に組み立てられている。
【００１６】
次に、このように構成された歯車装置の動作について図１を参照して説明する。
例えば、平歯車Ｇ１の軸Ｏ１に図示省略の駆動装置が連結されて駆動できるようになっている場合に、駆動装置により平歯車Ｇ１が回転されると、その回転力が平歯車Ｇ１の歯とフェースギヤＧ２の歯との噛み合いによってフェースギヤＧ２の軸Ｏ２に伝達される。この場合、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ１の歯１とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ３の歯３とが噛み合い、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ２の歯２とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ４の歯４とが噛み合って回転力が伝達される。
【００１７】
前述したように、本発明の歯車装置においては、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ１，Ｓ２は円周方向に円周ピッチの半ピッチ分ずれており、また、フェースギヤＧ２の歯列Ｓ３，Ｓ４もまた円周方向に円周ピッチの半ピッチ分ずれている。したがって、例えば、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ１の歯１とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ３の歯３とが噛み合っているとき、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ２の歯２とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ４の歯４も噛み合うこととなる。
【００１８】
この場合、平歯車Ｇ１の歯列Ｓ１の歯１とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ３の歯３との噛み合い状態は、従来の歯車装置におけるものと同じ浅い噛み合い状態であるが、本発明の歯車装置においては、同時に平歯車Ｇ１の歯列Ｓ２の歯２とフェースギヤＧ２の歯列Ｓ４の歯４とが噛み合うため、結果的に、噛み合い状態が浅くても従来の歯車装置よりも歯の噛み合い率が高くなる。したがって、回転運動の伝達がスムーズに行われ、振動騒音が低減されて強度も高くなる。
【００１９】
図４は、平歯車Ｇ１の変形例を示す一部断面正面図である。この平歯車Ｇ１は、歯幅Ｗ１内で二つに分かれた歯列Ｓ１，Ｓ２の歯１，２の境界部側端面１ａ，２ａがその軸Ｏ１を中心にフェースギヤＧ２の内側へ角度θだけ傾いた形状としたものである。具体的には、平歯車Ｇ１は、図５に示すように、ウェブ面６が軸Ｏ１を中心に点Ｐを頂点として軸Ｏ１に直交する面に対して角度θだけ矢印Ａで示すフェースギヤＧ２の内側へ傾いて円錐凹状に形成された第１の平歯車７と、ウェブ面８が軸Ｏ１を中心に軸Ｏ１に直交する面に対して角度θだけ矢印Ａで示すフェースギヤＧ２の内側へ傾いて円錐凸状に形成され第２の平歯車９とをウェブ面６とウェブ面８とを対向させて同軸に同図中矢印Ｂ方向に組み合わせ、第１の平歯車７に形成された歯列Ｓ１と第２の平歯車９に形成された歯列Ｓ２とを互いに円周ピッチの半ピッチ分だけ円周方向にずらした形状としたものである。
【００２０】
これにより、平歯車Ｇ１は、図５に示す歯列Ｓ１の歯１の境界部側端面１ａをフェースギヤＧ２の歯列Ｓ４の歯４の境界部側端面４ａ（図１参照）に接触させて回転し、歯列Ｓ２の歯２の境界部側端面２ａをフェースギヤＧ２の歯列Ｓ３の歯３の境界部側端面３ａ（図１参照）に接触させて回転する。したがって、平歯車Ｇ１のスラストによる軸Ｏ１方向のずれが抑えられて、フェースギヤＧ２の歯の境界部に形成した溝５の幅を狭くすることができる。究極的には、溝５を無くすことができ、この場合、平歯車Ｇ１の軸Ｏ１方向への振れを無くすことができる。
【００２１】
なお、平歯車Ｇ１の歯を構成する歯１，２の境界部側端面１ａ，２ａは、軸Ｏ１上にてフェースギヤＧ２の内側に中心を有する所定半径の球面の一部をなす形状であってもよい。又は、軸Ｏ１を中心にフェースギヤＧ２の内側へ所定の角度θだけ傾けて面取りされたものであってもよい。
【００２２】
また、本実施形態においては、平歯車Ｇ１を駆動側歯車とし、フェースギヤＧ２を従動側歯車とした場合について説明したが、フェースギヤＧ２を駆動側歯車とし、平歯車Ｇ１を従動側歯車としてもよい。
さらに、以上の説明においては、溝５をフェースギヤＧ２側に形成した場合について説明したが、これに限られず、平歯車Ｇ１側又は両歯車に形成してもよい。
【００２３】
また、以上の説明においては、平歯車Ｇ１及びフェースギヤＧ２の歯列が二列の場合について説明したが、これに限られず、複数列であればいくつであってもよい。
そして、平歯車Ｇ１及びフェースギヤＧ２は、樹脂成形により一体的に形成されてもよく、又は、樹脂若しくは金属で形成された複数の歯車を同軸上で隣り合う歯列を所定ピッチずらして組み合わせたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による歯車装置の実施形態を示す中央断面正面図である。
【図２】歯車装置の平歯車の形状を示す斜視図である。
【図３】歯車装置のフェースギヤの形状を示す平面図である。
【図４】平歯車の変形例を示す一部断面正面図である。
【図５】図４に示す平歯車の各歯列の歯の境界部側端面形状を説明する分解斜視図である。
【符号の説明】
【００２５】
Ｇ１…平歯車
Ｇ２…フェースギヤ
Ｏ１…平歯車の軸
Ｏ２…フェースギヤの軸
Ｗ１…平歯車の歯幅
Ｗ２…フェースギヤの歯幅
Ｓ１，Ｓ２…平歯車の歯列
Ｓ３，Ｓ４…フェースギヤの歯列
１…平歯車の歯列Ｓ１の歯
１ａ…歯列Ｓ１の歯の境界部側端面
２…平歯車の歯列Ｓ２の歯
２ａ…歯列Ｓ２の歯の境界部側端面
３…フェースギヤの歯列Ｓ３の歯
４…フェースギヤの歯列Ｓ４の歯  
５…溝
【図１】
0004583304.tif 000002
【図２】
0004583304.tif 000003
【図３】
0004583304.tif 000004
【図４】
0004583304.tif 000005
【図５】
0004583304.tif 000006