(57)【要約】      （修正有）【課題】インボリュート歯車を使った、ギア同士の伝達方法は、線接触で当たる為に、この接触線の面圧を小さくするのは、無理な事である。その為どうしても第1ギアは小さく出来ない。伝達トルクや、衝撃.係数が大きい場合は、ギアの有効径は、かなり大きくなる。これを出来るだけ、有効径の外形を小さくしたい。【解決手段】インボリュート形歯車は歯形の根元は細く出来ている。この根元を最大に構成し、富士山形の歯型を持つ歯形の歯車を製作する。さらに２個の歯車間に円柱形コロを挿入し、これを自由回転出来る様に、嵌装する。【選択図】図３
2012163188.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車装置において第1ギア、第2ギア、の回転方向切断面が富士山型歯を設ける。第1ギアの両側に、左側にコロリング13、保持穴4、右側にコロリング13‘、
保持穴5を設けて、少なくとも１っ以上の円柱形コロ1を、全周の保持穴に
嵌装束ねて第1ギアと一体化する。第1ギアからコロ1を介し、第2ギアに接触、回転を伝達するベアリングギア
【請求項２】
前記記載の第3ギア、にコロ12を全周に少なくとも１っ以上配置し、その外側にコロカバー15、を設けるが。その形状は第3ギア8，と、コロの回転部を覆い、第4ギア9、との接触部にカバー開口部14を持つ構造とし、第3ギアの回転をコロ、を介し第4ギアに伝達する事を特微とする特許請求項第1項記載のベアリングギア
【請求項３】
前記記載の第3ギア、の外側にコロケース24、を設けるが。その形状は第3ギア8，と、コロ12の回転部を覆い、第4ギア9、との接触部のみにケース開口部34、を持つ構造とし、第3ギアの回転をコロ、を介し第4ギアに伝達する事を特微とする特許請求項第1項記載のベアリングギア
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は回転力を、伝達装置、増減速装置に使用する、すべてのギアの歯形、形状が、インボリュート歯形状になっている。これを富士山形歯車に変更して、各ギアの間にインサート、コロを挿入し伝達能力を改良するための技術である。
【背景技術】
【０００２】
現在、伝達歯車はインボリュート歯車を使用する、インボリュート歯車は、精密なギアであり、インボリュート曲線の歯形をしている。インボリュート歯形ギア同士の伝達接触面は線接触である。インボリュート歯形は難解な曲線であり、製作も難しく、高価である。この結果、すべてのギアや、変速機は高価となり変速機の価格の高騰をもたす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ギア歯形は必ずインボリュート形状をし、伝達トルクや、衝撃.係数を考慮して、ギア-モジュールを計算して、ギアの大きさ、形状を決める、もちろんギアの減速比も考慮する。多くの場合安全係数を考慮しギアタイプが決まる。
伝達トルクや、衝撃.係数が大きい場合は、ギアの有効径は、かなり大きくなる。これを出来るだけ、有効径の外形を小さくしたい。
【０００４】
なぜなら、全ての装置を小さくする事は、場所を取ら無い事と、安価に出来る事となる。インボリュート歯車を使った、ギア同士の伝達方法は、線接触で当たる為に、この接触線の面圧を小さくするのは、無理な事である。その為どうしても第1ギアは小さく出来ない。特に最小有効半径はある程度以上は小さくならない物である。ギアの耐久力は表面摩擦と歯形の剪断力によって決まる。表面摩擦耐力は  
（トルク力）/（接触面積）で決まる、面積は歯車厚さのみ、であり少なすぎる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
まず全てのギアの形を見なおす。今までのインボリュート形歯車はインボリュート曲線と言う、複雑な形状を持つ、この形状を製作するのは、それなりの精密機械で無ければ製作出来ない。また、インボリュート形歯車は歯形の根元は細く出来ている。つまり折れやすい形である、この根元を最大に構成し、富士山形の歯型を持つ歯形の歯車を製作する。さらに２個の歯車間に円柱形コロを挿入し、これを自由回転出来る様に、嵌装する。
【０００６】
第1ギア2と第2ギア3の噛み合わせの間にコロ1，1‘、1“・・を挿入して、噛み合わせ部分を線条部分から接触面積を四辺形に広げる為に構成して行く物である。本発明の第1ギア2の接触面積は（コロの半径）X（歯厚）で決まる、しかも耐-剪断力の力は、歯形が.安定的な富士山型であり、力を常にどちらかの回転方向に逃がす形である。コロ1の自由回転により、表面摩耗を少なくする効果がある。
【０００７】
第1ギア2及び第2ギア3の制作上の難しさは、全く無く、平歯（インボリュート歯）よりもはるかに簡単な円形である。富士山型歯車は、多くの歯車の中で最も簡単な歯形である。円周方向の誤差やバックラッシュが大きくても、小さくても充分通用する。これらの構造は量産部品とした時、確実に安価な物となる。更に耐久性も、耐衝撃値もかなり高くなり、出来るだけ小型化したい制作者にとって好都合な物となる。
【０００８】
（図5，8）を見て解るが、第1ギア山型歯6、第2ギア山形歯7の凸部が剪断面であり、回転トルクの伝達部分である。更に重用なことコロ1は、円形断面である。回転入力側、出力側ともに切断面は富士山形の断面であるから、伝達接触面はコロ1の    （コロの半径）X  (歯車幅)＝コロのスラスト断面積である。歯車装置を小さくするには、各第1ギア、第3ギアの有効直径を小さくする事である。
【０００９】
インボリュート歯車をはすば歯車にして、かなり伝達能力は向上したが、もう限界に成っており、これ以上の伝達手段は、本発明のベアリングギア（インサート方式）しか存在しない。駆動力は回転方向のみならず、コロが外側に押される圧力となり、前保持穴3、後保持穴4やコロカバー15に押され抵抗摩擦力となる。コロ1の大きさで第1、2ギアの有効直径が決まる。コロ12の大きさで第3，4ギアの有効直径が決まる。
【００１０】
第1ギア，第3ギアを小型にしても、コロのスラスト断面積（伝達圧力面積）さえ確保すれば、伝達トルクは変わらない。コロ1と隣のコロ1‘の間隔により第1ギア山形歯6と第2ギア山形歯7と（図3，4、5、8を見ながら）がコロ1，1‘と第1，2ギア2，3どちらかに、接触し続ける事が必要十分条件である。隣合わせのコロ12と隣のコロ12‘のどちらかが、第3ギア山形歯10、第4ギア11に接触している必要がある。
【００１１】
コロ1の破壊応力を計算する必要があり、
（コロの圧力）を（コロの直径）X(歯長さ)＝面積で割る、これが鉄材の許容応力を十分下回らねばならない。コロの許容応力が許すなら、コロの直径を小さくした方が第1ギアも小さく出来る事となる。コロ1，12の役割は山形歯にインサート部品として、山形歯の耐―剪断面積を数倍にする役目を成す。
【００１２】
当然剪断面積、摩擦面積を2倍にすると耐-剪断力を2倍にする事となる。
これらの効果により、ギアの有効径を小さくできる。
1・重量の軽量化  2・ギアの占有体積の低下  3・ギアの価格の低下
（図5，8を見ながら）本発明の第3ギアの山型歯10がコロ12を押し出し、コロ12の面圧が第4ギアの山型歯11を押し回転力となる。
【００１３】
（図5で）ここの山型歯剪断部35が強力な力を受ける事となるが。インボリュート歯車の歯元より、はるかに面積が大きい。これは剪断破壊―耐力を大きく上げる、さらに山型歯10,11の富士山型断面は衝撃―耐力を大きく上げる形であり、更にコロという緩衝材を間に挟んだ為。コロは自由回転出来る為に、ベアリングギアは最高の面圧伝達手段である。
本発明はギア伝達にコロ1，12と言う緩衝材を挿入して、製作すると、外形の大きさ、価格が1/2になる。
【実施例】
【００１４】
第１実施例（図1〜5）を見ながら、第1、2、3，4ギアをハウジング19の中へ組み込で、ベアリングで回転可能とする。（図1，２を見ながら）入力側の第1ギア外側において、コロ1の前部をコロリング13、テーパ状の保持穴4、に嵌装されており、後部は、コロリング13、テーパ状の保持穴5に喰い込む構成で、コロ1、1‘を嵌装、外れなくする。
入力軸17が回転、直結第1ギア2、コロ1も一体で駆動するが、コロ1の第1、2ギア山型歯6、7のかみ合い部は図3の様になり、コロ1、を半分しか噛みこまない。
【００１５】
コロ1は第1ギア2と一体、無回転移動する。第2ギアの山形歯7に接触して、面圧伝達する。組み立ては、第1ギア2にコロ1を組み込でから、コロリング13、13‘をボルトで止めるか、溶接で固定する。ここは力を掛っても、外れない耐力を持たせる構造とする。コロ1、1‘、１“の形は円柱形であり、コロの両端前後部は三角錘にし、コロリング13、13’に食い込む様に組み立てます。配置は図3の様に、全周に16個配置する。
【００１６】
第2実施例は図1〜5の右半分、出力側の第3ギア8と第4ギア9である。
コロ12の大きさでほぼ耐久力が決まるのだが、本図面は説明用で実用には、コロの大きさを、小さくして、歯数を多くする。第2ギア3は第3ギアと直結しており、第3ギア山型歯10，第4ギア山型歯11のかみ合い部は図5（D断面）になり、コロ12を半分しか噛みこまない。これは相手の第4ギア9、の山型歯11が半分を噛み込む事となる。第4ギアは出力軸18に直結している。この配置で回転する事となる。
【００１７】
（図5）を見ながら、山型歯が山形断面形状での様に（コロ直径）X（歯厚み）が剪断耐力と考えられる、剪断部35が歯厚みとなる。図1,2より、
入力軸17―第1ギア2→コロ1→第2ギア3
（→直結第3ギア8）→コロ12→第4ギア9―出力軸18    と伝わる。
第1，2ギアで1/3減速、第3，4ギアで1/3減速、これで合計1/9減速する。
第3ギア8が回転するが、山型歯10が全周に付いており、回転方向断面は富士山形である。
【００１８】
コロ12は前部、後部をコロ保持板16、16‘により外れ無いようにし、コロ.外側をコロカバー15で覆われている。コロ保持板16、16‘は第3ギアと連結されて同時に回転する。コロ12,12‘・は自由回転出来る構造である。
コロカバー15はカバー取付部20に直結し、ハウジング19にボルトで固定されている、しかし上部の第4ギアの接触部は開いている。これはカバー開口部14で第4ギアと接触しない様にすると同時にコロ12が外れ無い様にしてある。
【００１９】
コロ12は第3ギアの周りに16個配置されている。コロ12のバックラッシュも適当に存在する。コロ12はコロカバー15の内側を回転しながら移動し、第4ギア山形歯11に接触して、面圧接触回転しながら駆動力を伝達する。
本発明の特微は、コロ12は円柱形をしているが、コロカバー15はコロの脱線を防止するし、かなりの強度に耐える形状でカバー取り付け部20で、ハウジングケースに固定されている。
【００２０】
第３実施例（図3，図6〜8入力側）を見ながら、第１実施例と同じ様な円柱形のコロ21，21‘であるが、両端が少し小さい径となっている。第1実施例ではコロリング13、13’が固着されていたが、固着されずに前にコロリング50、保持穴22，後ろにコロリング50’保持穴23が存在する。コロリング50,50‘はコロ21が脱落しない様に前後を固定する為に、保持穴22，保持穴23、が前後に設けてあり、コロ21、21’・・を束ねる構造である。コロリング50，50‘は固着されて無くても、コロ21に脱落防止機能を付ければ脱落しない。基本構造の第1ギア2、と第2ギア3は第1実施例とほぼ同じである。
【００２１】
第４実施例（図6〜8、4の出力側）第3ギア8コロ21，の外周にはコロケース24が配置されている、コロケース24、ケース取付部36はハウジング19にボルトで固定する。これによって、コロ21が脱落しない様なC形袋構造とする。
コロケース24の形状は（図4）の様になっている、第2実施例のコロカバー15とコロ保持板16を合わせた袋形をしている。
【００２２】
上部の第4ギアに接触する部分は開口部ケース開口部34が開いており、この穴は第4ギア9と噛み合わせ結合する為である。コロ21は第3ギア8、とコロケース24の内部を回転移動するが、第4ギア9の山形歯11と面圧接触で伝達する。コロケース24の下部、ケース取付部34でハウジング19に固定されている。
コロ21はコロケース24の内部を回転移動し第4ギアと面接触する。
【００２３】
第5実施例（図9〜12）遊星歯車減速機タイプである。入力軸37、外輪ギア33と内輪ギア32の間に遊星歯車28，が存在する。星歯車28、外周のコロ12、の前後にはコロ押さえ41が配置されている。図9の右側が入力軸37で外輪フレーム43、外輪ギア33に直結し
入力軸37→外輪フレーム43→外輪ギア33→
（コロ12→遊星歯車28→コロ押さえ41）3ケ所
→ギア回転子31→内輪ギア32→出力軸38
【００２４】
この減速機のポイントは、コロ12が外れない様に、コロ押さえ41が存在する事である。コロ12が遊星歯車28に挿入されており、コロ押さえ41がコロを外れ無い様に、両側から束ねており、一体となって回転する。このコロ押さえ41が3個等角に配置され、一体となっている、これが一組になり外輪ギア33の内部に配置されている。
【００２５】
コロ12は両側から束縛されている為に外れる事は無い、コロ12と遊星歯車28が強度のポイントとなっている為に、あまり小さく出来ないが、インボリュート形ギアよりは遙かに伝達効率が良い。コロ12の回転方向及び外側に耐久強度が必要である。過去の『特許文献』には理論的に似せた物は多くある、インサート機能を持った、高面圧に耐えられる特許は無く、理論だけの変形ベアリングである。
【００２６】
特にベアリング機構はみな似ている為、本図面と同様な物は多くあるが、本発明の様に、常時接触、伝達可能な機能は存在し無い、実用的な形である。
現在プラスチックギアが幅広く使われているが、本発明を利用すれば金属なみの伝達能力を発揮できる。更に高比率の変速機も可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１、２実施例の歯車装置.正面図
【図２】図１の歯車装置の中心垂直断面図
【図３】図２のA（図7のD）矢視図
【図４】図２のB（図7のE）矢視図
【図５】図4の接触部C部断面図
【図６】第3、4実施例、歯車装置の正面図
【図７】図6の歯車装置の中心垂直断面図
【図８】図7のF矢視図
【図９】第5実施例の減速装置の正面図
【図１０】図9の中心断面図
【図１１】図10のG矢視図
【図１２】図11のH部拡大図
【符号の説明】
【００２８】
1・・・コロ                2・・第1ギア
3・・第2ギア              4・・保持穴
5・・保持穴                6・・第1ギア山型歯
7・・第2ギア山型歯        8・・第3ギア
9・・第4ギア              10・第3ギア山形歯
11・・第4ギア山型歯      12・・コロ
13・・コロリング          13‘・コロリング          
14・・カバー開口部        15・・コロカバー  
16・・保持板              16‘・保持板
17・・入力軸              18・・出力軸
19・・ハウジングケース    20・・カバー取付部
【００２９】
21・・コロ                22・・保持穴
23・・保持穴              24・・コロケース  .
25・・入力軸              26・・出力軸
27・・ボルト穴            28・・遊星歯車
29・・ベアリング          30・・・コロ
31・・ギア回転子          
32・・内輪ギア            33・外輪ギア  
34・・ケース開口部        35・耐―剪断部  
36・・ケース取付部
37・・入力軸              38・・出力軸
39・・ベアリング          40・・ベアリング
41・・コロ押さえ          42・ハウジング  
43・・外輪フレーム        44・・・キー
45・ボルト                46・・ボルト
50・コロリング            50‘・コロリング
【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】
2012163188.tif 000009
【図８】
2012163188.tif 000010
【図９】
2012163188.tif 000011
【図１０】
2012163188.tif 000012
【図１１】
2012163188.tif 000013
【図１２】
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