JPH068364Y2 - 消音歯車 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、歯車の噛み合いの際に発生する噛合騒音を防
止するようにした消音歯車に関するものである。

〔従来の技術〕

一般に歯車にはバックラッシが付与されている。これ
は、バックラッシをなくした場合、歯車製作上の誤差や
運動中における歯車の変形などによって歯と歯がきしみ
合って円滑な運動が妨げられてしまうためである。しか
し、バックラッシが存在すると、噛合している歯車の歯
間の遊びに伴う歯の衝合によって騒音が発生するように
なるという別の問題が生じるようになる。

そこで従来、騒音を防止するためバックラッシをなくし
ても順調に回転の伝達を行えるようにした歯車が種々提
案されている。

第３図はこの種歯車の従来の一例を示し、弾性を有する
合成樹脂などから一体的に形成された歯車１の各歯１ａ
にその歯元部１ｂから歯先部１ｃ方向に伸びる凹部１ｄ
を一体的に形成すると共に、各歯１ａの歯厚をバックラ
ッシとほぼ等しい寸法だけ大きくし、歯溝の幅をその分
だけ小さく形成することにより、バックラッシがなくて
も噛み合い状態において歯１ａが弾性変形するように
し、歯のきしみを起こすことなく、円滑な駆動力の伝達
を可能にしている。

第４図は他の例を示し、歯車２の歯２ａの基部２ｂを、
細く形成すると共に歯車２の面に直交方向に突出するよ
うにＬ字形に形成した垂直腕２ｃと水平腕２ｄとにより
構成することにより、基部２ｂを矢印Ａ，Ｂ及びＣ方向
に弾性変形可能にし、バックラッシがなくても歯２ａの
移動によって円滑な駆動力の伝達を可能にしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した従来の歯車では、歯車の小さな各歯を弾性変形
可能に成形しているため、弾性の管理が極めて難しく、
歯毎の弾性にばら付きが生じたり、各歯車の適用可能な
回転伝達速度が狭く、低速から高速までの広範囲の回転
伝達には不向きである。すなわち、使用する回転速度に
応じて各歯の弾性を変えた歯車を用意する必要があっ
た。

よって本考案は、上述した従来のものの欠点に鑑み、弾
性の管理が比較的簡単で、しかも低速から高速までの広
範囲の速度の回転伝達に使用可能な消音歯車を提供しよ
うとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため本考案により成された消音
歯車は、駆動歯車に噛合される第１の歯部と、被動部材
に噛合される第２の歯部とを有し、前記駆動歯車の回転
を前記被動部材に伝達するように使用される消音歯車で
あって、前記第２の歯部と一体に形成され、軸に回転自
在に支承される回転中心部と、前記回転中心部及び前記
第１の歯部間を同心円状に連結すると共に、弾性変形に
より前記回転中心部及び前記第１の歯部が周方向及び放
射方向に相対移動するように連結する円弧状のリムから
なる弾性連結部とを備え、前記回転中心部、前記第１の
歯部及び前記弾性連結部を弾性を有する合成樹脂により
一体に形成し、駆動歯車１回転軸と前記軸の軸間距離
を、前記駆動歯車と前記第１の歯部の半径の和よりも僅
かに小さくしたことを特徴としている。

〔作用〕

以上の構成により、第１の歯部と駆動歯車の回転軸間距
離を第１の歯部と駆動歯車の半径の和よりも小さくして
いるので、回転中心部及び第１の歯部間を同心円状に連
結している円弧状のリムからなる弾性連結部が弾性変形
し、回転中心部及び第１の歯部が周方向及び放射方向に
相対移動するので、円滑な駆動力の伝達を損なうことな
く、第１の歯部が駆動歯車の歯に常時圧接されバックラ
ッシがなくされ、円滑な駆動力の伝達を損なうことな
く、歯面間のバックラッシに伴う歯の衝合による騒音が
解消される。

また、弾性連結部が円弧状のリムからなっているので、
径の小さな歯車であっても各リムの長さを大きくとれ、
リムの単位長さあたりの変形量を小さくすることがで
き、歯と歯の圧接力が第１の歯部の全周に亘って略均一
になり、この点からも円滑な回転駆動力の伝達が行われ
る。

更に、回転中心部、第１及び第２の歯部並びに弾性連結
部が弾性を有する合成樹脂により一体的に形成されてい
るので、非常に安価となる他、小型で精度の良い歯車で
得られる。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図に基づいて説明する。

第１図において、１０はステッピングモータであり、そ
の回転軸１０ａには例えば合成樹脂などから形成された
ピニオン歯車１１が固着されている。１２は本考案を適
用した消音歯車であり、弾性を有する合成樹脂により一
体的に形成され、支持部材１３ａ及び１３ｂ間に挟持さ
れた軸１４ａに回転自在に支承されている。

歯車１２は、第２図(a)〜(c)に示すように、軸１４ａが
回転自在に嵌合される軸孔１２ａを有する円柱状の回転
中心部１２ｂと、該回転中心部１２ｂの上部に形成され
た小径歯部１２ｃと、環状の大径歯部１２ｄとを有し、
大径歯部１２ｄはその内周と回転中心部１２ｂの下部外
周との間に形成した弾性連結部１２ｅによって回転中心
部１２ｂと同心円状に連結されている。

弾性連結部１２ｅの構成をより詳細に説明すると、回転
中心部１２ｂの下部外周には１２０°の等間隔で放射状
に突出された突起１２ｆが形成されると共に、回転中心
部１２ｂの外周より十分大きな内径を有する大径歯部１
２ｄの内周には１２０°の等間隔で放射状に突出された
突起１２ｇが形成されている。そして回転中心部１２ｂ
の突起１２ｆと大径歯部１２ｄの突起１２ｇとは６０°
ずれた状態で位置決めされた上で、１８０°ずれた突起
１２ｆ及び１２ｇ相互間が円弧状のリム１２ｈによって
連結されている。

上記歯車１２は、その大径歯部１２ｄがピニオン歯車１
１の歯に噛み合わされ、小径歯部１２ｂが支持部材１３
ａ及び１３ｂによって支持された軸１４ｂに回転自在に
支承されている歯車１５の大径歯部１５ａに噛み合わさ
れ、ステッピングモータ１０の回転を減速して歯車１５
に伝達する。

上記歯車１２の大径歯部１２ｄはピニオン歯車１１と同
一のモジュールとなっているが、ステッピングモータ１
０の回転軸１０ａと軸１４ａの軸間距離Ｌがピニオン歯
車１１及び歯車１２の大径歯部１２ｄの半径の和よりも
僅かに小さくされ、ピニオン歯車１１と歯車１２の大径
歯部１２ｄとの噛み合い状態において、歯車１２のリム
１２ｈがたわまされ大径歯部１２ｄがピニオン歯車１１
に圧接されている。従って、この噛み合い状態で歯面間
の遊びであるバックラッシがなくなっている。

バックラッシがなくなることにより、ステッピングモー
タ１０のステップ回転によってピニオン歯車１１の回転
にムラがあっても、歯面間衝突音が生じることがなくな
り、しかもバックラッシがなくてもリム１２ｈの弾性変
形によって大径歯部１２ｄ全体が逃げるため、歯と歯が
きしみ合って円滑な運動が妨げられることがない。

以上により、弾性連結部１２ｅとしてのリム１２ｈが回
転中心部１２ｂと大径歯部１２ｄとの間に介在されてい
て、各々の歯に弾性を付与する必要がないので製造が容
易である他、大径歯部１２ｄの歯は通常の歯車の歯と同
じく形成され十分な強度を有するので、低速から高速ま
での広範囲の回転伝達に使用可能な歯車が得られる。

特に、上述した円弧状のリム１２ｈの構造によれば、径
の小さな歯車であっても各リムの長さを大きくとれ、リ
ムの単位長さ当りの変形量を小さくすることができるた
め、歯と歯の圧接力が全周に亘って略均一になり、円滑
な回転駆動が行われるようになっている。

また、ステップ動作するステッピングモータ１０の回転
を伝達する歯車としての使用例を示しているが、連続回
転を伝達する歯車として使用しても同等の効果が得られ
る。

〔効果〕 以上説明したように本考案によれば、円滑な駆動力の伝
達を損なうことなく、第１の歯部が駆動歯車の歯に常時
圧接されバックラッシがなくされ、歯面間のバックラッ
シに伴う歯の衝合による騒音が解消される。

また、径の小さな歯車であっても各リムの長さを大きく
とれ、リムの単位長さあたりの変形量を小さくすること
ができ、歯と歯の圧接力が第１の歯部の全周に亘って略
均一になり、この点からも円滑な回転駆動力の伝達が行
われる。

更に、非常に安価となる他、小型で性度の良い歯車が得
られる。

更にまた、回転中心部と第１の歯部とを連結している弾
性連結部が第１の歯部の全周の全ての歯に共用され、各
々の歯に弾性を付与する必要がない。

しかも、第１の歯部と回転中心部との間の弾性連結部は
回転力を緩衝するので、第２の歯部による被動歯車の駆
動時の歯面の衝合も緩和されるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による消音歯車の使用例を示す断面図、 第２図は第１図中の消音歯車の詳細を示す図、 第３図及び第４図は従来の消音歯車の例をそれぞれ示す
図である。 １０ａ…駆動軸、１１…ピニオン歯車（駆動歯車）、１
２…消音歯車、１２ｂ…回転中心部、１２ｃ…小径歯部
（第２の歯部）、１２ｄ…大径歯部（第１の歯部）、１
２ｅ…弾性連結部、１２ｈ…円弧状のリム、１４…軸、
１５…歯車（被動歯車）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動歯車に噛合される第１の歯部と、被動
   部材に噛合される第２の歯部とを有し、前記駆動歯車の
   回転を前記被動部材に伝達するように使用される消音歯
   車であって、 前記第２の歯部と一体に形成され、軸に回転自在に支承
   される回転中心部と、 前記回転中心部及び前記第１の歯部間を同心円状に連結
   すると共に、弾性変形により前記回転中心部及び前記第
   １の歯部が周方向及び放射方向に相対移動するように連
   結する円弧状のリムからなる弾性連結部とを備え、 前記回転中心部、前記第１の歯部及び前記弾性連結部を
   弾性を有する合成樹脂により一体に形成し、 かつ前記駆動歯車の回転軸と前記軸の軸間距離を、前記
   駆動歯車と前記第１の歯部の半径の和よりも僅かに小さ
   くした ことを特徴とする消音歯車。