(57)【要約】【課題】簡単な構造で且つ低コストに歯車間のガタ付きを補償できる歯車装置の提供を目的としている。【解決手段】本発明は、歯車同士の噛み合いにより動力を伝達する歯車装置１を提供する。歯車装置１は、第１の回転軸２を中心に回転する第１の平歯車４と、第１の平歯車４と噛み合うとともに、第１の回転軸２と平行な第２の回転軸を中心に回転する第２の平歯車６とを備えている。第１および第２の平歯車４，６のうちの一方の平歯車４の歯先面４ａおよび他方の平歯車６の歯底面６ｂは、回転軸２の軸線に対して略同じ傾斜角度θで傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成されている。また、歯車装置１は、歯先テーパ面４ａと歯底テーパ面６ｂとを互いに当て付けるように第１の平歯車４を付勢する付勢手段としてコイルバネ１２を更に備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車同士の噛み合いにより動力を伝達する歯車装置であって、
第１の回転軸を中心に回転する第１の平歯車と、
前記第１の平歯車と噛み合うとともに、前記第１の回転軸と平行な第２の回転軸を中心に回転する第２の平歯車と、
を備え、
前記第１および第２の平歯車のうちの一方の平歯車の歯先面および他方の平歯車の歯底面は、前記回転軸の軸線に対して略同じ傾斜角度で傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成され、
前記歯先テーパ面と前記歯底テーパ面とを互いに当て付けるように平歯車を付勢する付勢手段を更に備えている、
ことを特徴とする歯車装置。
【請求項２】
前記回転軸と平行な軸線に対する前記歯先テーパ面および前記歯底テーパ面の傾斜角度が３°〜７°であることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記第１の回転軸と前記第１の平歯車との間に形成される環状空間内に介挿されるコイルバネから成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の歯車装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は歯車装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つの歯車の噛み合いによって歯車間で力を伝達する場合、回転運動を円滑に行なうために所定のバックラッシュが設けられている。しかしながら、必要以上のバックラッシュが発生した場合、例えば摩耗等により歯間に必要以上の隙間が生じた場合には、例えば歯車機構を用いた位置決めにおいて精度が低下してしまう。そのため、バックラッシュが発生しないように様々な構造的工夫が従来からなされている（例えば、特許文献１ないし特許文献３参照）。
【０００３】
１つの具体例として、歯車間での回転力伝達を利用して旋回動作する監視カメラについて説明すると、所定の対象物にカメラの照準を合わせるべく旋回位置を予め設定する際には、カメラがその設定された位置に正確に位置決めされることが要求されるが、歯車の摩耗等により歯間に必要以上のガタが生じた場合には、カメラを設定位置に正確に位置決めすることができなくなる虞がある。特に、監視カメラで例えば３００ｍ遠方の対象物に照準を合わせて監視する場合には、歯車間の僅かなズレ（ガタ）が３００ｍ先では大きなズレとなって表われ、対象物の監視が不可能になってしまう。このような不具合を回避するべく、従来にあっては、特に監視カメラ等においては、ウォームギヤとはすば歯車とを組み合わせ、付勢機構によってウォームギヤをはすば歯車に対して押し付けることにより歯車のガタ付きを吸収するようにしていた。
【特許文献１】特開２００７−１９２３７１号公報
【特許文献２】特開昭６３−１３５６４７号公報
【特許文献３】特開平９−２１０１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、そのようなウォームギヤとはすば歯車とを組み合わせた付勢機構を伴う構造は、複雑でありコスト高になる。また、前述した特許文献１ないし特許文献３のバックラッシュ防止構造を採用する場合にも、構造が複雑であることから、加工が難しく、寸法管理も難しくなる。
【０００５】
本発明は前記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造で且つ低コストに歯車間のガタ付きを補償できる歯車装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された歯車装置は、歯車同士の噛み合いにより動力を伝達する歯車装置であって、第１の回転軸を中心に回転する第１の平歯車と、前記第１の平歯車と噛み合うとともに、前記第１の回転軸と平行な第２の回転軸を中心に回転する第２の平歯車と、を備え、前記第１および第２の平歯車のうちの一方の平歯車の歯先面および他方の平歯車の歯底面は、前記回転軸と平行な軸線に対して略同じ傾斜角度で略径方向に向けて傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成され、前記歯先テーパ面と前記歯底テーパ面とを互いに当て付けるように平歯車を付勢する付勢手段を更に備えていることを特徴とする。
【０００７】
この請求項１に記載された歯車装置によれば、安価且つ容易に加工できる平歯車の歯先面および歯底面をテーパ面として形成し、このテーパ面同士が常に当て付くように付勢して平歯車同士をかみ合わせているため、簡単且つ安価な構造で歯車同士の噛み合いガタを恒常的に補償することができる。なお、上記構成において、「傾斜角度が略同じ」とは、傾斜角度が完全に一致する以外に、若干の角度のずれも含むことを意味する。
【０００８】
また、請求項２に記載された歯車装置は、請求項１に記載された歯車装置において、前記回転軸と平行な軸線に対する前記歯先テーパ面および前記歯底テーパ面の傾斜角度が３°〜７°であることを特徴とする。
【０００９】
この請求項２に記載された歯車装置によれば、請求項１に記載された歯車装置と同様の作用効果が得られるとともに、より効果的に歯車同士の噛み合いガタを補償することができる。なお、前記傾斜角度が３°を下回ると、平歯車同士の噛み合い状態が付勢手段の付勢力により外れ、一方の平歯車が他方の平歯車から抜け出てしまう可能性が高くなり、一方、前記傾斜角度が７°を上回ると、平歯車同士の噛み合い状態が悪くなり、スムーズな噛合回転を確保できなくなる（回転性能が悪化する）。そのため、３°〜７°の傾斜角度が適正である。
【００１０】
また、請求項３に記載された歯車装置は、請求項１または請求項２に記載された歯車装置において、前記付勢手段は、前記第１の回転軸と前記第１の平歯車との間に形成される環状空間内に介挿されるコイルバネから成ることを特徴とする。
【００１１】
この請求項３に記載された歯車装置によれば、請求項１または請求項２に記載された歯車装置と同様の作用効果が得られるとともに、第１の回転軸と第１の平歯車と付勢手段とを１つのユニットとして構成することも可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な構造で且つ低コストに歯車間のガタ付きを補償できる歯車装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１には、本発明の一実施形態に係る歯車装置１が示されている。この歯車装置１は、例えば監視カメラの旋回機構の回転力伝達装置として使用される。具体的に、本実施形態の歯車装置１は、第１の回転軸２を中心に回転するとともに第１の回転軸２の軸方向に沿って移動可能な例えば樹脂から成る第１の平歯車４と、第１の平歯車４と噛み合うとともに第１の回転軸２と平行な第２の回転軸（図示せず）を中心に回転する例えば樹脂から成る第２の平歯車６とを有している。この場合、第１の回転軸２は、その一端（下端）がハウジング８に固定され、ハウジング８から上方へ延びている。また、第１の平歯車４は、下方へ延出して径方向に膨出するフランジ部１９を有しており、そのフランジ部１９には、図示しないモータ等の回転駆動源に結合された駆動側ギヤ２２と噛み合う伝動歯車１０が形成されている。なお、第２の平歯車６はもしくはこれと一体に回転する台座には、例えば監視カメラが取り付けられている。また、第１の平歯車４には、第１の回転軸２が貫通するための貫通穴１８が形成されている（図２参照）。
【００１５】
また、第１および第２の平歯車４，６のうちの一方の平歯車の歯先面および他方の平歯車の歯底面は、回転軸２の中心軸線Ｏと平行な軸線Ｌに対して略同じ傾斜角度θで略径方向に向けて傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成されている。特に、本実施形態では、第１の平歯車４の歯先面４ａおよび歯底面４ｂが、回転軸２の中心軸線Ｏと平行な軸線Ｌに対して傾斜角度θで略径方向に向けて傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成されるとともに、第２の平歯車６の歯先面６ａおよび歯底面６ｂが、回転軸２の中心軸線Ｏと平行な軸線Ｌに対して傾斜角度θで略径方向に向けて傾斜する歯先テーパ面および歯底テーパ面として形成されている。なお、傾斜角度θは、噛合される歯の数を規定する基準歯位置と軸線Ｌとの交点を中心とした軸線Ｌからの角度として定められるものである。
【００１６】
また、本実施形態の歯車装置１は、歯先テーパ面４ａ（６ａ）と歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）とを互いに当て付けるように第１の平歯車４を上方へ付勢する付勢手段を更に備えている。具体的に、この付勢手段は、第１の回転軸２と第１の平歯車４との間に介挿されたスプリング、更に具体的には、第１の回転軸２の径方向フランジ部２ａと円筒状の第１の平歯車４の内面との間に形成される環状空間Ｓ内に配設されたコイルバネ１２によって形成されている。また、第１の回転軸２の上端には、コイルバネ１２による上方への付勢力によって第１の平歯車４が回転軸２から抜け出ることを防止するための止め輪２０が装着されている。
【００１７】
なお、本実施形態において、歯先テーパ面４ａ（６ａ）および歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）の傾斜角度θは３°〜７°に設定されている。傾斜角度が３°を下回ると、平歯車４，６同士の噛み合い状態がコイルバネ１２の付勢力により外れ（歯先テーパ面４ａ（６ａ）と歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）との当接状態を維持できなくなり）、第１の平歯車４が第２の平歯車６から上方へ抜け出てしまう可能性が高くなり、一方、傾斜角度が７°を上回ると、平歯車４，６同士の噛み合い状態が悪くなり、スムーズな噛合回転を確保できなくなる（回転性能が悪化する）。
【００１８】
したがって、上記構成の歯車装置１では、歯先テーパ面４ａ（６ａ）と歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）とが常に当て付くようにコイルバネ１２により第１の平歯車４が第２の平歯車６に対して常時付勢されているため、歯車４，６の摩耗等により歯間に必要以上のガタが生じた場合でも、コイルバネ１２の付勢力により第１の平歯車４が図中二点鎖線で示されるように上方へ変位することにより歯先テーパ面４ａ（６ａ）と歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）との当接状態が常に維持される。すなわち、歯車同士の噛み合いガタを恒常的に補償することができる。このような補償は、本実施形態では、第１の平歯車４がコイルバネ１２の付勢力により止め輪２０に当て付くまでの範囲（軸方向距離Ｘ）内で行なうことができる。つまり、この範囲内において歯車のガタ付き（摩耗量）を吸収することができる。
【００１９】
なお、本実施形態では、歯先テーパ面４ａ（６ａ）および歯底テーパ面６ｂ（４ｂ）の軸線Ｌに対する傾斜角度θが大きければ大きいほど、摩耗の影響を細かく吸収調整（ガタを細かく補償）することができる一方、傾斜角度θが小さければ小さいほど、コイルバネ１２のバネ力が小さくて済む。また、本実施形態では、第１の平歯車４側から駆動力が伝達されているが、無論、第２の平歯車６側から駆動力が伝達され、第１の平歯車４側に監視カメラ等の被回転対象物が設置されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る歯車装置の要部断面図である。
【図２】図１の歯車装置の第１の平歯車の断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  歯車装置
２  第１の回転軸
４  第１の平歯車
４ａ  歯先テーパ面
４ｂ  歯底テーパ面
６  第２の平歯車
６ａ  歯先テーパ面
６ｂ  歯底テーパ面
１２  コイルバネ（付勢手段）
Ｌ  軸線
θ  傾斜角度
【図１】
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【図２】
2009150472.tif 000004