JPH0783314A - 駆動歯車 - Google Patents

駆動歯車

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JPH0783314A
JPH0783314A JP5232952A JP23295293A JPH0783314A JP H0783314 A JPH0783314 A JP H0783314A JP 5232952 A JP5232952 A JP 5232952A JP 23295293 A JP23295293 A JP 23295293A JP H0783314 A JPH0783314 A JP H0783314A
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JP
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gear
gears
drive gear
spur gear
spur
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JP5232952A
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Masaaki Ichikawa
匡明 市川
Hiroyuki Ishii
博之 石井
Ryukichi Inoue
隆吉 井上
Toshiyuki Takano
敏行 高野
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 一体成形が可能で、駆動力の伝達損失を最小
限に抑えて噛み合い率を大きくすることができる駆動歯
車を提供すること。 【構成】 平歯車1と補助用平歯車2の間に、これら平
歯車1と補助用平歯車2の歯元円直径の小さの方の値よ
りも小さな直径の隙間3を形成して一体成形によって駆
動歯車G1を得る。本発明によれば、両歯車1,2の間
に隙間3を形成したため、一体成形時の素材のはみ出し
が防がれ、駆動歯車G1の一体成形が可能となる。又、
2枚の歯車1,2の組み合せにより、駆動力の伝達損失
を最小限に抑えて噛み合い率を大きくすることも可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、駆動力を伝達するため
の駆動歯車に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の駆動歯車の例を図11乃至図14
にそれぞれ示す。
【0003】図11は平歯車G5を示し、該平歯車G5
の噛み合い率ε0 は次式によって求められる。
【0004】
【数1】 ここに、dK1:駆動側歯先円直径 dK2:従動側歯先円直径 dg1:駆動側基礎円直径 dg2:従動側基礎円直径 a:中心間距離 α:圧力角 m:モジュール ここで、画像形成装置の駆動歯車1枚当りの最大歯数を
120歯前後として考えると、圧力角αが20°の場合
の噛み合い率ε0 は1.8程度となり、ε0 =2.0以
上を得ることはできない。
【0005】一方、圧力角αが14.5°の場合は噛み
合い率ε0 の限界値はε0 =2.3程度になるが、駆動
歯車と従動歯車の歯数の和が160〜180歯となるた
めに歯車比を大きく取ることができず、設計上の制約が
大きい。
【0006】又、図12ははすば歯車G6を示し、該は
すば歯車G6の噛み合い率εH は次式によって求められ
る。
【0007】
【数2】 εH =ε0 +εSP=ε0 +btanβ/(πmS ) ここに、ε0 :正面歯形に対する噛み合い率(
【数1】参照) εSP:ねじれた歯すじに対する噛み合い率 β:ねじれ角 b:噛み合い歯幅 mS :軸直角モジュール 而して、はすば歯車G6においては、ε0 は既に1.4
〜1.8あるため、εSPが0.6以上になるように歯幅
bとねじれ角βを決めれば良く、実際にεH =2.0以
上は容易に得られるが、ねじれ角βによって回転軸のス
ラスト方向へ駆動力が分散してしまうため、平歯車に比
較して駆動力の伝達損失が大きい。
【0008】更に、図13は段歯車G7を示しており、
該段歯車G7は平歯車の欠点を補うために2枚の平歯車
21,22で構成されており、その2枚の平歯車21,
22の位相を互いにずらすことによって噛み合い率の向
上を図っている。
【0009】又、図14はやまば歯車G8を示してお
り、該やまば歯車G8ははすば歯車の欠点を補うために
2枚のはすば歯車31,32で構成されており、2枚の
はすば歯車31,32のねじれ角を反対にして組み合せ
ることによってスラスト力を相殺し、駆動力の伝達損失
を小さく抑えて伝達効率の向上を図っている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図11
に示す平歯車G5を用いた駆動力の伝達においては、平
歯車G5の噛み合い率を大きくするには次のような問題
があった。
【0011】(1)圧力角αを20°にすると、実用領
域において噛み合い率ε0 を1.8以上にはできないた
め、駆動力を伝達するときの法線荷重が変動する。
【0012】(2)圧力角αを14.5°にすると、
2.0以上の噛み合い率ε0 を得ることはできるが、駆
動側と従動側の歯数の制約から歯車比を大きく取ること
ができない。
【0013】又、図12に示すはすば歯車G6による駆
動力の伝達においては、はすば歯車G6の噛み合い率を
大きくするには次のような問題があった。
【0014】(3)噛み合い率を大きくするためにねじ
れ角βを大きくすると、それに伴ってねじれ角βによっ
て分散される駆動力も大きくなり、駆動力の伝達効率が
悪くなる。
【0015】更に、図13に示す段歯車G7や図14に
示すやまば歯車G8を製作するには、次のような問題が
あった。
【0016】(4)1枚の段歯車G7又はやまば歯車G
8を製作するのに2枚の平歯車21,22又ははすば歯
車31,32を製作し、両歯車21,22又は31,3
2を接着・溶着・ビス締め等によって固定する必要があ
り、通常の歯車に比較して加工費が高くなる。
【0017】(5)段歯車G7ややまば歯車G8の一体
成形を行なうと、異なる歯車21,22又は31,32
の合わせ面に素材のはみ出しが発生した場合に歯車精度
が低下し、駆動力を伝達する歯車としての機能が低下す
る。
【0018】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、一体成形が可能となるととも
に、駆動力の伝達損失を最小限に抑えて噛み合い率を大
きくすることができる駆動歯車を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、2枚の歯車の間に、これら2枚の歯車の歯元円
直径の小さい方の値よりも小さな直径の隙間を形成して
一体成形によって駆動歯車を得るようにしたことをその
特徴とする。
【0020】
【作用】本発明によれば、2枚の歯車の間に隙間を形成
したため、一体成形時の素材のはみ出しが防がれ、当該
駆動歯車の一体成形が可能となる。
【0021】又、2枚の歯車の組み合せにより、駆動力
の伝達損失を最小限に抑えて噛み合い率を大きくするこ
とも可能となる。
【0022】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0023】<第1実施例>図1は本発明の第1実施例
に係る駆動歯車の斜視図である。
【0024】本実施例に係る駆動歯車G1は一体成形品
であって、これは主たる駆動を行なう平歯車1と、該平
歯車1の歯の噛み合いが次の歯へ移動して行くときに発
生する法線荷重の変動を抑えるための補助用平歯車2と
で構成されており、両平歯車1,2の間には、該平歯車
1,2の歯元円直径の小さい方の値よりも小さな直径の
隙間3が形成されている。
【0025】而して、駆動歯車G1の成形は、図2に示
すように平歯車1の形状1’を金型15の片面に彫り込
み、同様に補助用平歯車2の形状2’を不図示の金型の
面に彫り込んで行なうが、例えば、図示のように平歯車
1の金型15側に、前記隙間3の形状3’が彫り込まれ
た2分割のスライド板16a,16bを設け、このスラ
イド板16a,16bによって歯車2との間に隙間3を
形成することでお互いの歯車1,2からの素材のはみ出
しの影響を無くすことができ、当該駆動歯車G1の一体
成形が可能となる。尚、図2ではスライド板16a,1
6bを平歯車1の金型15側に設けた例を示したが、ス
ライド板16a,16bは補助用平歯車2の金型側に設
けても良い。
【0026】ここで、駆動歯車G1における法線荷重の
変動を図3及び図4を用いて説明する。
【0027】図3は通常の平歯車における1組当りの歯
面に加わる法線荷重の変動を表わしたものであり、同図
において、噛み合い長さを線分E12 とし、点E1
(噛み合い開始点)及び点E2 (噛み合い終了点)から
それぞれ法線ピッチ分だけ隔たった位置を点B1 、点B
2 とする。
【0028】而して、歯の噛み合いが点B1 〜点B2
範囲で行なわれると、隣りの歯はこの噛み合いから外れ
て実際には噛み合わないことになるため、点E1 〜点B
2 と点B1 〜点E2 の範囲は2組の歯の噛み合い範囲と
なる。
【0029】斯かる平歯車の場合、駆動力の伝達に必要
な歯面における法線荷重をPとすると、該法線荷重Pは
図示のように50%の変動を繰り返すことになる。
【0030】これに対し、図4は本実施例に係る駆動歯
車G1の1組当りの歯面に加わる法線荷重Pの変動を表
わしたものであり、該駆動歯車G1は平歯車1に対して
位相を1/2ピッチずらした補助用平歯車2を用いたた
め、図3に示す通常の平歯車のメカニズムと異なり、平
歯車1の点E1 〜点E2 の噛み合いに補助用平歯車2の
点E1 ’〜点E2 ’の噛み合いが合成される。従って、
該駆動歯車G1は常に3組乃至4組の歯面で駆動力を伝
達することとなり、これにより法線荷重Pの変動が約8
%に抑えられた。
【0031】而して、本実施例によれば、次の効果が得
られる。
【0032】(1)駆動歯車G1の実質の噛み合い率が
向上することで法線荷重の変動が減少する。
【0033】(2)駆動歯車G1の一体成形が可能にな
ったことで通常の平歯車と同じ製造コストで該駆動歯車
G1を製作することができる。
【0034】<第2実施例>次に、本発明の第2実施例
を図5及び図6に基づいて説明する。
【0035】図5は本実施例に係る駆動歯車G2の斜視
図であり、同図において、4は主たる駆動を行なう平歯
車、5は平歯車4の補助用平歯車であって、これはモジ
ュールを歯車4のモジュールの2倍、3倍といった整数
倍にした歯車を歯の噛み合う組数が一番多くなる位相に
合わせて成形して得られる。
【0036】而して、本実施例に係る駆動歯車G2も前
記第1実施例に係る駆動歯車G1と同様に一体成形さ
れ、両平歯車4,5の間には、該平歯車4,5の歯元円
直径の小さい方の値よりも小さな直径の隙間6が形成さ
れている。
【0037】図6は補助用平歯車5のモジュールを平歯
車4のそれの2倍にし、1歯飛びに位相を合わせて構成
される駆動歯車G2の1組の当りの歯面に加わる法線荷
重Pの変動を表わしたものである。該駆動歯車G2の基
本的なメカニズムは図4に示した駆動歯車G1のそれと
同じであるが、平歯車4と補助用平歯車5の歯数は上述
の整数値を公約数に持たなければならない。
【0038】而して、本実施例によれば、前記第1実施
例での前記(1),(2)の効果に加え、次の効果が得
られる。
【0039】(3)一般に歯元の曲げ強度はモジュール
に比例するため、補助用平歯車5の歯も曲げ強度は平歯
車4の整数倍となり、荷重を平歯車4と補助用平歯車5
に均一に分散すれば、補助用平歯車5の歯幅を従来の1
/整数にするこ とが可能となり、全歯幅を薄くする
ことができる。
【0040】<第3実施例>次に、本発明の第3実施例
を図7及び図8に基づいて説明する。
【0041】図7は本実施例に係る駆動歯車G3の斜視
図であり、同図において、7は主たる駆動を行なう平歯
車、8は平歯車7の補助用歯車であって、平歯車7のモ
ジュールに軸直角モジュールが合うように作られたはす
ば歯車である。
【0042】而して、本実施例に係る駆動歯車G3も前
記第1及び第2実施例に係る駆動歯車G1,G2と同様
に一体成形され、両歯車7,8の間には、該平歯車7,
8の歯元円直径の小さい方の値よりも小さな直径の隙間
9が形成されている。
【0043】ここで、噛み合い率ε≧2.0となるはす
ば歯車8と平歯車7で駆動歯車G3を構成したとき、該
駆動歯車G3の1組当りの歯面に加わる法線荷重Pの変
動を図8に示す。該駆動歯車G3の基本的なメカニズム
は図4に示した駆動歯車G1のそれと同じであるが、本
実施例によれば、次の効果が得られる。
【0044】(4)はすば歯車8側が常に2組以上で噛
み合うことが可能なため、常に噛み合い率ε≧3.0と
なり、安定した駆動力の伝達ができる。
【0045】<第4実施例>次に、本発明の第4実施例
を図9及び図10に基づいて説明する。
【0046】図9は本実施例に係る駆動歯車G4の斜視
図であり、該駆動歯車G4は、同じ大きさで方向が正反
対のねじれ角を持つはすば歯車10,11で構成されて
いる。
【0047】尚、本実施例に係る駆動歯車G4も前記第
1乃至第3実施例に係る駆動歯車G1,G2,G3と同
様に一体成形され、両はすば歯車10,11の間には、
該はすば歯車10,11の歯元円直径の小さい方の値よ
りも小さな直径の隙間12が形成されている。
【0048】而して、本実施例に係る駆動歯車G4によ
れば、はすば歯車10,11のねじれ角の方向が互いに
反対であるため、図10に示すように、駆動力の伝達損
失となるスラスト力f1 及びf2 が互いに打ち消され
る。
【0049】従って、本実施例によれば、前記(4)に
対し、次の効果が追加される。
【0050】(5)はすば歯車を用いた場合に特有のス
ラスト力による駆動力の伝達損失を解消することができ
る。
【0051】
【発明の効果】以上の説明で明らかな如く、本発明によ
れば、2枚の歯車の間に、これら2枚の歯車の歯元円直
径の小さい方の値よりも小さな直径の隙間を形成して一
体成形によって駆動歯車を得るようにしたため、当該駆
動歯車の一体成形が可能となるとともに、駆動力の伝達
損失を最小限に抑えて噛み合い率を大きくすることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る駆動歯車の斜視図で
ある。
【図2】本発明の第1実施例に係る駆動歯車の成形方法
を示す金型の斜視図である。
【図3】従来の平歯車の歯面に作用する法線荷重の変動
図である。
【図4】本発明の第1実施例に係る駆動歯車の歯面に作
用する法線荷重の変動図である。
【図5】本発明の第2実施例に係る駆動歯車の斜視図で
ある。
【図6】本発明の第2実施例に係る駆動歯車の歯面に作
用する法線荷重の変動図である。
【図7】本発明の第3実施例に係る駆動歯車の斜視図で
ある。
【図8】本発明の第3実施例に係る駆動歯車の歯面に作
用する法線荷重の変動図である。
【図9】本発明の第4実施例に係る駆動歯車の斜視図で
ある。
【図10】本発明の第4実施例に係る駆動歯車における
スラスト力のベクトル図である。
【図11】従来の平歯車の斜視図である。
【図12】従来のはすば歯車の斜視図である。
【図13】従来の段歯車の斜視図である。
【図14】従来のやまば歯車の斜視図である。
【符号の説明】
G1〜G4 駆動歯車 1,4,7 平歯車 2,5 補助用平歯車 3,6,9,12 隙間 8 補助用はすば歯車 10,11 はすば歯車
フロントページの続き (72)発明者 高野 敏行 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の歯車の間に、これら2枚の歯車の
    歯元円直径の小さい方の値よりも小さな直径の隙間を形
    成して一体成形されることを特徴とする駆動歯車。
  2. 【請求項2】 前記2枚の歯車は、同じモジュールで位
    相を互いに1/2ずらした歯車であることを特徴とする
    請求項1記載の駆動歯車。
  3. 【請求項3】 前記2枚の歯車は、モジュールが整数倍
    で、且つ、それぞれの歯数がその整数値を公約数とした
    関係を有する2種類の歯車であることを特徴とする請求
    項1記載の駆動歯車。
  4. 【請求項4】 前記2枚の歯車は、軸直角モジュールを
    同じにしたねじれ角の異なる2種類の歯車であることを
    特徴とする請求項1記載の駆動歯車。
  5. 【請求項5】 前記2枚の歯車は、同じねじれ角でねじ
    れ方向が正反対の2種類の歯車であることを特徴とする
    請求項1記載の駆動歯車。
JP5232952A 1993-09-20 1993-09-20 駆動歯車 Pending JPH0783314A (ja)

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