(57)【要約】【課題】歯車間の変速比の任意の設計、一対の歯車間において中心距離を任意に設定した設計、扇形歯車などの歯車が占有するスペースを狭くした設計、複数の歯車に対して支軸の共通化を図った設計を採用できるなど、設計上の自由度を高めることのできる歯車伝達機構および歯車を提供すること。【解決手段】周方向の一部のみに複数の第１の歯１１が等ピッチで形成された第１の歯車１０と、第１の歯１１と噛合する複数の第２の歯２１が等ピッチで形成された第２の歯車２０とを有する歯車伝達機構１において、第１の歯１１のモジュールをｍとし、第１の歯１１の基準円直径をｄとしたとき、（ｄ／ｍ）が整数以外の値になっており、全周に仮想の歯を第１の歯１１と等ピッチで形成した際に仮想の歯の数が整数以外の数になる。それ故、第１の歯１１の基準円直径ｄについては任意の値とすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向の一部のみに複数の第１の歯が等ピッチで形成された第１の歯車と、前記第１の歯と噛合する複数の第２の歯が等ピッチで形成された第２の歯車とを有する歯車伝達機構において、
前記第１の歯車のモジュールをｍとし、前記第１の歯車の基準円直径をｄとしたとき、以下の値
ｄ／ｍ
が整数以外の値となることを特徴とする歯車伝達機構。
【請求項２】
前記第１の歯車は、前記第２の歯車に従動して回転するとともに、
当該第１の歯車には、該第１の歯車と増速輪列を構成する第３の歯車が噛合していることを特徴とする請求項１に記載の歯車伝達機構。
【請求項３】
真円の一部を構成する円弧部分に沿って複数の歯が等ピッチで形成された扇形歯車であって、
前記真円の全周に仮想の歯を前記複数の歯と等ピッチで形成した際に当該仮想の歯の数が整数以外の数となることを特徴とする歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力の伝達に用いられる歯車伝達機構および歯車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力の伝達には各種の歯車伝達機構が用いられ、かかる歯車伝達機構において、１回転未満の回転を行なう歯車については、周方向の一部のみに複数の歯が等ピッチで形成された扇形歯車が用いられることが多い。このような扇形歯車でも、従来は平歯車と同様、基準円直径、歯数、およびモジュールを各々、ｄ、ｚ、ｍとしたとき、以下の関係
ｍ＝ｄ／ｚ
が成り立つよう設計され、歯数ｄは整数となる。従って、扇形歯車でも、真円の全周に仮想の歯を等ピッチで形成した際、かかる仮想の歯の数は整数となる（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０７−２６６６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このため、従来の扇形歯車を用いた歯車伝達機構では、扇形歯車と噛合する歯車との間での変速比が定まると、扇形歯車の基準円直径が一義的に定まるなど、設計上の自由度がないため、歯車伝達機構をコンパクトに設計できないなどの問題点がある。また、歯車間の変速比を９９９／１０００に設定しようとした場合、２つの歯車の各々に対して、９９９枚の歯、および１０００枚の歯を形成する必要があり、事実上不可能である。
【０００４】
以上の問題的に鑑みて、本発明の課題は、歯車間の変速比の任意の設計、一対の歯車間において中心距離を任意に設定した設計、扇形歯車などの歯車が占有するスペースを狭くした設計、複数の歯車に対して支軸の共通化を図った設計を採用できるなど、設計上の自由度を高めることのできる歯車伝達機構および扇形歯車を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明では、周方向の一部のみに複数の第１の歯が等ピッチで形成された第１の歯車と、前記第１の歯と噛合する複数の第２の歯が等ピッチで形成された第２の歯車とを有する歯車伝達機構において、前記第１の歯のモジュールをｍとし、前記第１の歯の基準円直径をｄとしたとき、以下の値
ｄ／ｍ
が整数以外の値となることを特徴とする。
【０００６】
すなわち、真円の一部を構成する円弧部分に沿って複数の歯が等ピッチで形成された歯車であって、前記真円の全周に仮想の歯を前記複数の歯と等ピッチで形成した際に当該仮想の歯の数が整数以外の数となる歯車を用いることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、扇形歯車など、真円の一部を構成する円弧部分のみに沿って複数の歯が等ピッチで形成された歯車では、前記複数の歯が形成されていない領域が動力の伝達に寄与しないことに着目して、歯のモジュールをｍとし、基準円直径をｄとしたとき、以下の値
ｄ／ｍ
が整数以外の値となるように設計してある。このため、基準円直径については略任意の値とすることができ、設計上の自由度を高めることができる。
【０００８】
本発明に係る歯車伝達機構では、前記第１の歯車は、前記第２の歯車に従動して回転するとともに、当該第１の歯車には、該第１の歯車と増速輪列を構成する第３の歯車が噛合している構成を採用することができる。このように構成すると、前記第１の歯車は１回転以上の回転が不能であっても、第３の歯車を１回転以上の回転を行なわせることが可能である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、扇形歯車など、真円の一部を構成する円弧部分のみに沿って複数の歯が等ピッチで形成された歯車では、真円の全周に仮想の歯を前記複数の歯と等ピッチで形成した際に当該仮想の歯の数が整数以外の数となるように設計してあるため、基準円直径については略任意の値とすることができ、設計上の自由度が高い。従って、歯車間の変速比の任意の設計、一対の歯車間において、中心距離を任意に設定した設計、扇形歯車などの歯車が占有するスペースを狭くした設計、複数の歯車に対して支軸の共通化を図った設計などを行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
【００１１】
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した扇形歯車を用いた歯車伝達機構、およびこの歯車伝達機構の応用例を示す説明図である。図２は、歯車におけるモジュールや基準円直径の説明図である。図３は、本発明を適用した扇形歯車の特徴を示す説明図である。
【００１２】
図１（ａ）に示す歯車伝達機構１は、周方向の一部のみに複数の第１の歯１１が等ピッチで形成された第１の歯車１０（扇形歯車）と、第１の歯１１と噛合する複数の第２の歯２１が等ピッチで全周に形成された第２の歯車２０とを有している。第２の歯車２０は、その全周に第２の歯２１が形成されており、中心Ｏ2周りに双方に回転する。これに対して、第１の歯車１０は、真円の一部を構成する円弧部分のみに第２の歯２１が形成されており、中心Ｏ1周りに所定の角度範囲のみで双方向に回転する。
【００１３】
このような歯車伝達機構１に用いる第１の歯車１０および第２の歯車２０を設計するにあたっては、例えば、図２に示すように、第１の歯車１０の基準円直径、第１の歯１１を全周に等ピッチで形成した場合の仮想の歯数、第２の歯車２０の基準円直径、第２の歯２１の歯数、モジュールを各々、ｄ1、ｚ1、ｄ2、ｚ2、ｍとすると、以下の式
ｄ1／ｚ1＝ｍ＝ｄ2／ｚ2
を満たすように、第１の歯車１０の基準円直径ｄ1、第１の歯１１を全周に形成した場合の仮想の歯数ｚ1、第２の歯車２０の基準円直径ｄ2、第２の歯２１の歯数ｚ2、モジュールｍが決定される。ここで、歯数ｚ1、ｚ2は、第１の歯車１０と第２の歯車２０との間の変速比で決定される。
【００１４】
このように構成した歯車伝達機構１において、第２の歯車２０は１回転以上可能であるように全周に第２の歯２１が形成されているので、第２の歯２１の歯数ｚ2は整数でなければならないが、扇形歯車である第１の歯車１０についても、従来のように、全周に第１の歯１１が形成されている場合と同様な考え方に基づいて、第１の歯１１を全周に形成した場合の仮想の歯数ｚ1も整数とすると、第１の歯車１０の基準円直径ｄ1は、離間した寸法にしか成り得ず、設計上の自由度が低い。また、第１の歯車１０と第２の歯車２０との間の変速比の任意の設計が不可能である。
【００１５】
しかるに本発明では、扇形歯車からなる第１の歯車１０では、第１の歯１１が形成されていない領域については、動力の伝達に寄与しないので、仮想の歯がモジュールｍ通りに配置されている必要がないことに着目して、第１の歯１１が形成されている領域については、上式で求められたモジュールｍ通りに第１の歯１１を形成するが、第１の歯１１を全周に形成した場合の仮想の歯数ｚ1については整数であるとの制約を排除し、整数以外の値とする。従って、第２の歯車２０の基準円直径ｄ2は、概ね連続した任意の値に設定することができる。
【００１６】
すなわち、本形態の第１の歯車１０は、以下の式
ｄ＝ｍ×ｚ1
ｚ1＝ｄ／ｍ
において、第１の歯１１を全周に形成した場合の仮想の歯数ｚ1を整数以外の値とした構成を有する。また、第２の歯車２０の円ピッチをｐ1とした場合、以下の式
ｚ1＝πｄ／ｐ1
において、第１の歯１１を全周に形成した場合の仮想の歯数ｚ1を整数以外の値とした構成を有するともいえる。
【００１７】
このような構成は、図３に示すように、第１の歯車１０において、真円の一部を構成する円弧部分に沿って形成されている第１の歯１１と等ピッチで真円の全周に仮想の歯１１′を形成した場合、第１の歯１１と仮想の歯１１′とが重なった構成としても理解できる。
【００１８】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、第１の歯車１０については基準円直径ｄ1については任意の値とすることができるので、例えば、第１の歯車１０と第２の歯車２０との間の変速比を任意の設計とすることができる。例えば、第１の歯車１０と第２の歯車２０との間の変速比を９９９／１０００に設定しようとした場合、第１の歯車１０の仮想の歯数ｚ1および第２の歯車２０の歯数ｚ2を各々、１９．９８枚および２０枚に設定すればよい。さらに、第１の歯車１０の仮想の歯数ｚ1および第２の歯車２０の歯数ｚ2を各々、２０π枚および２０枚に設定すれば、変速比を１／πといった無理数に設定することも可能である。
【００１９】
また、第２の歯車２０の基準円直径ｄ2を、概ね連続した任意の値に設定することができるので、第１の歯車１０と第２の歯車２０との間において中心距離Ｌを任意に設定した設計も可能である。
【００２０】
さらに、第１の歯車１０（扇形歯車）が占有するスペースを狭くした設計、第１の歯車１０と他の歯車とにおいて支軸の共通化を図った設計を行なうことができるなど、設計の自由度を高めることができる。
【００２１】
また、本発明に係る歯車伝達機構１においては、例えば、図１（ｂ）に示すように、第１の歯車１０に対して第１の歯１１とは別の歯１２を形成し、かかる別の歯１２に対して、小径の第３の歯車３０を噛合させて、第１の歯車１０と第３の歯車３０とによって増速輪列を構成すれば、第２の歯車２０によって第１の歯車１０が駆動された際、第１の歯車１０については所定の角度範囲内で往復回転しかできず、１回転以上の回転はできない場合でも、第３の歯車３０を介することにより、複数回転の出力を行なうこともできる。
【００２２】
［その他の実施の形態］
上記形態では、第１の歯車１０として外歯の扇形歯車を例に説明したが、第１の歯車１０が内歯の扇形歯車である場合に本発明を適用してもよい。また、上記形態では、第１の歯車１０の形状自身が扇形の平面形状を有している構成を採用したが、第１の歯１１が形成されている領域の形状については、強度面などの理由から小径の円盤部などが形成されている構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した扇形歯車を用いた歯車伝達機構、およびこの歯車伝達機構の応用例を示す説明図である。
【図２】歯車におけるモジュールや基準円直径の説明図である。
【図３】本発明を適用した扇形歯車の特徴を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  歯車伝達機構
１０  第１の歯車（扇形歯車）
１１  第１の歯
１１′  仮想の歯
１２  第１の歯車の別の歯
２１  第２の歯
２０  第２の歯車
３０  第３の歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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