JP2008014392A - 歯車の噛合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】互いに噛合する歯車の位置決め機能を確保しつつ、バックラッシュを防止するための歯部の撓み機能を十分に確保できる歯車の噛合構造の提供を図る。
【解決手段】セクタギア１０のラック歯１２と本体部１１との間に、ラック歯１２の撓みを許容するスリット１４を形成し、ブリッジ状部材３１で形成して、そのブリッジ状部材３１の両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２を撓み非影響部１５となるスリット１４の両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に固定（この例では一体形成）し、かつ、ブリッジ状部材３１にピニオンギア２０の位置決めピン２２を係合させる位置決め凹部３２を形成することにより、スリット１４の機能が阻害されることなくラック歯１２の撓みが許容されるとともに、セクタギア１０とピニオンギア２０の初期噛合位置の位置決めを目視によることなく簡単に行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車の噛合構造に関する。

従来の歯車の噛合構造としては、互いに噛合される２つの歯車で一方から他方に伝達する回転が往復回転である場合には、セクタギアとピニオンギアとの噛合構造が一般に用いられるが、例えば、ウインドレギュレータやワイパーの駆動部、あるいは、空調装置の空調風吹出口で吹出し方向を調節するルーバーを傾動させる駆動部等に用いられている
ところで、このようにセクタギアおよびピニオンギアを用いて往復回転させる場合に、回転方向の切換え部分でギアのバックラッシュによるガタが発生され、円滑な往復運動が阻害されてしまう。

そこで、例えば、前記空調風の吹出口のルーバー駆動部では、セクタギアを、僅かにピッチをずらせて相対回転可能に同軸配置した２枚のギアで構成し、それら２つのギア間に回転方向の弾発力を持たせることにより、バックラッシュの発生を防止するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ところが、この場合はピッチの異なる２枚のギアを用意し、かつ、それらの間に弾発力を持たせる必要があることなどから構造が複雑化し、かつ、コストアップが余儀なくされる。

このため、簡単な構造によってバックラッシュを防止できる手段として、少なくとも一方のギアの歯部形成部分に沿って本体部との間にスリットを形成し、そのスリットの潰れを伴って歯部が撓むことにより、そのときの弾発力をもってバックラッシュを防止できるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００３−２３７３６１号公報 特開２０００−３５５２１２号公報

ところで、このように往復回転させる歯車の噛合構造では、往復回転時の初期位置を合わせるために、それぞれの歯車に印等の位置決め部を設け、組み付け時にそれら位置決め部を合わせるようになっている。

このような位置決め部を、互いに係合する係合部によって形成すると、歯部の近傍の剛性が高まって、歯部の撓み自由度が低下してバックラッシュを十分に防止できない虞がある。

そこで、本発明は、互いに噛合する歯車の位置決め機能を確保しつつ、バックラッシュを防止するための歯部の撓み機能を十分に確保できる歯車の噛合構造を提供するものである。

請求項１に記載の発明は、歯車の噛合構造であって、本体部の外周部に形成された歯部と、歯部の内周側で前記歯部と前記本体部との間に設けられ前記歯部の撓みを許容する撓み許容部と、を有する第１のギアと、前記第１のギアの歯部に噛合する第２のギアと、前記第２のギアに設けられ、両ギアの噛合位置を合わせるための位置決め部と、前記第１のギアの歯部の撓みに影響しない撓み非影響部に固定された部材であって、前記第２のギアの位置決め部と係合して両ギアの噛合位置を合わせるための位置決め部を有する部材と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の歯車の噛合構造であって、前記第２のギアの位置決め部は突起部であり、かつ、前記第１のギアの位置決め部は、前記突起部に係合する位置決め凹部であることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の歯車の噛合構造であって、前記撓み非影響部は、前記撓み許容部の両端側で前記歯部と前記本体部とを連結する両端連結部であり、前記部材は、前記歯部に沿って設けられたブリッジ状部材であって、その両端部が前記両端連結部に固定されたブリッジ状部材であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の歯車の噛合構造であって、前記ブリッジ状部材の両端部の一方が、前記両端連結部の一方にヒンジ部を介して回動自在に連結されるとともに、前記ブリッジ状部材の両端部の他方が、前記両端連結部の他方に着脱自在に係合されることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の歯車の噛合構造であって、前記ブリッジ状部材は、前記第１のギアと一体形成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の歯車の噛合構造であって、前記ブリッジ状部材の両端部が、前記両端連結部一体形成されていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１または２の歯車の噛合構造であって、前記撓み非影響部は、前記第１ギアの本体部であり、前記部材は、前記本体部の一側面に固定されたプレート状部材であることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、撓み許容部により歯部の撓みが許容されるため、バックラッシュを効率良く防止できる。また、第１のギアと第２のギアとの位置合わせは、両位置決め部によって行うことができる。このとき、第１のギアの位置決め部を形成した部材が、撓み非影響部に固定されているため、撓み許容部の機能が阻害されることなく歯部の撓みが許容され、バックラッシュを十分に防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１の効果に加えて、第２のギアの位置決め部としての突起部が、第１のギアの位置決め部としての凹部に係合して第１・第２両ギアの位置決めがなされるため、簡素な構造となる。また位置決めを、目視によることなく正確かつ簡単に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項１および２の効果に加えて、前記部材を前記第１のギアの歯部に沿って配置されるブリッジ状部材で形成して、その両端部が撓み許容部の両端側に設けられた両端連結部に固定されることにより、ブリッジ状部材の剛性が撓み許容部に影響するのを防止し、ひいては、バックラッシュを効率良く防止できる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３の効果に加えて、第１のギアの組み付け時に、前記ブリッジ状部材の一端部を撓み許容部の一端部に設けたヒンジ部を中心に回動して、他端部をその撓み許容部の他端部に係合すればよく、位置決め部を形成した部材の組み付け性を簡素化して、組付作業性の向上を図ることができる。

請求項５、６に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、ブリッジ状部材が第１のギアと一体形成されているため、部品点数が少なく、部品管理が容易になる利点がある。

請求項７に記載の発明によれば、請求項１および２の効果に加えて、位置決め部を形成した部材としてのプレート状部材を、第１のギアの本体部に固定したので、位置決め部を形成したそのプレート状部材が撓み許容部に影響するを防止し、ひいては、バックラッシュを効率良く防止することができる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図３は本発明にかかる歯車の噛合構造の第１実施形態を示し、図１は第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の正面図、図２は図１中Ａ−Ａ線に沿った断面図、図３は第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の斜視図である。

本実施形態の歯車の噛合構造は、図１〜図３に示すように本体部１１の外周に歯部としてのラック歯１２を形成した第１のギアとしてのセクタギア１０と、そのセクタギア１０に噛合する第２のギアとしてのピニオンギア２０と、の噛合部分に適用される。

セクタギア１０側とピニオンギア２０側とには、両ギア１０，２０の噛合位置を合わせるための位置決め部１３，２１がそれぞれ設けられるとともに、前記セクタギア１０のラック歯１２と本体部１１との間に、そのラック歯１２の撓みを許容する撓み許容部としてのスリット１４が形成されている。

そして、本発明では前記セクタギア１０の位置決め部１３がそのセクタギア１０とは部材３０に形成され、その部材３０を、セクタギア１０のラック歯１２の撓みに影響しない撓み非影響部１５に固定するようになっている。

本実施形態では、前記セクタギア１０は、自動車に搭載される空調装置の外気導入口と内気導入口との開度調整するエアミックスドアの駆動レバーとして用いられ、回転制御される電動モータで回転されるピニオンギア２０の回転量をセクタギア１０に伝達し、このセクタギア１０の回転中心孔１６に固定したエアミックスドアの回転軸を回転制御するようになっている。

前記セクタギア１０の本体部１１は、前記回転中心孔１６を中心とする扇状を成し、その外周部に前記ラック歯１２が形成されており、そのラック歯１２の内周に沿って前記スリット１４が弧状に形成されている。

スリット１４は、本実施形態では同心円状に配置される外周側のメインスリット１４ａと内周側のサブスリット１４ｂとで構成され、サブスリット１４ｂはメインスリット１４ａよりも短く形成されて、そのメインスリット１４ａの周方向中央部に配置され、これらメインスリット１４ａとサブスリット１４ｂとによってラック歯１２の撓み変形が許容される。

このように構成されたセクタギア１０では、ラック歯１２の撓み変形に影響しない前記撓み非影響部１５は、前記スリット１４の両端側で本体部１１とラック歯１２とを連結する両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２であり、また、本体部１１全体である。

ここで、前記部材３０が、前記ラック歯１２に沿って設けられたブリッジ状部材３１として形成され、その両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２が前記スリット１４の両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に固定されている。この実施形態では、初めらかブリッジ状部材３１は第１のギアとしてのセクタギア１０に一体成形されている。

ブリッジ状部材３１は、図２に示すように断面矩形状の部材をもって弓形に形成され、その両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２が本体部１１の中心方向に折曲して、その折曲片が前記両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に一体形成されている。

このとき、ピニオンギア２０の位置決め部２１は突起部としての位置決めピン２２であり、かつ、セクタギア１０の位置決め部１３は、その位置決めピン２２に係合する位置決め凹部３２として形成される。

つまり、本実施形態では図１に示すようにブリッジ状部材３１を、ピニオンギア２０の初期噛合位置に対応する部位で本体部１１側に凹設し、その凹設部分を前記位置決め凹部３２としてあり、ピニオンギア２０の位置決めピン２２が前記位置決め凹部３２の底部に位置した時が、初期噛合位置となっている。

以上の構成により本実施形態の歯車の噛合構造によれば、セクタギア１０の位置決め凹部３２を形成したブリッジ状部材３１を撓み非影響部となるスリット１４の両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に固定することにより、スリット１４の機能が阻害されることなくラック歯１２の撓みが許容される。

このため、ラック歯１２とピニオンギア２０との噛合部分に作用する押圧力が変化した場合に、ラック歯１２の撓みが許容されてバックラッシュを効率良く防止することができる。

また、本実施形態ではセクタギア１０とピニオンギア２０との位置合わせは、ブリッジ状部材３１に形成した位置決め凹部３２にピニオンギア２０に形成した位置決めピン２２が係合されることによって行われるため、その位置決めを目視によることなく正確かつ簡単に行うことができる。

更に、部材３０を前記ラック歯１２に沿って配置されるブリッジ状部材３１で形成して、その両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２がスリット１４の両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に固定（この例では一体成形）されることにより、そのブリッジ状部材３１の剛性がスリット１４に影響するのを防止し、ひいては、バックラッシュを効率良く防止することができる。

以下、本実施形態の効果を列挙する。

本実施形態の歯車の噛合構造は、本体部１１と、本体部１１の外周部に形成された歯部１２と、この歯部１２の内周側で前記歯部１２と前記本体部１１との間に設けられ前記歯部１２の撓みを許容する撓み許容部１４（この例ではスリット１４）と、を有する第１のギア１０（この例ではセクタギア）と、前記第１のギア１０の歯部１２に噛合する第２のギア２０と、前記第２のギア２０に設けられ両ギア１０、２０の噛合位置を合わせるための位置決め部２１と、前記第１のギア１０の歯部１２の撓みに影響しない撓み非影響部１５に固定（この例では一体成形）された部材３０であって、前記第２のギア２０の位置決め部２１と係合して両ギア１０、２０の噛合位置を合わせるための位置決め部１３を有する部材３０と、を備える。

そのため、位置決め部１３を有する部材３０が、撓み非影響部１５に固定されているため、撓み許容部１４の機能が阻害されることなく、歯部１２の撓みが許容されるため、バックラッシュを効率良く防止できる。勿論、第１のギア１０と第２のギア２０との位置合わせは、部材３０に形成した位置決め部１３と第２のギア２０に形成した位置決め部２１とによって行うことができる。

また本実施形態の歯車の噛合構造は、前記第２のギア２０の位置決め部２１は突起部２２であり、かつ、前記第１のギア１０の位置決め部１３は、前記突起部２２に係合する位置決め凹部３２である。

そのため、第２のギア２０の位置決め部２１としての突起部２２が、第１のギア１０の位置決め部１３としての凹部３２に係合して、第１・第２両ギア１０、２０の位置決めがなされるため、その位置決めを、目視によることなく正確かつ簡単に行うことができる。

また、本実施形態の歯車の噛合構造は、前記撓み非影響部１５は、前記撓み許容部１４の両端側で前記歯部１２と前記本体部１１とを連結する両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２であり、前記部材３０は、前記歯部１２に沿って設けられたブリッジ状部材であって、その両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２が前記両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２に固定されたブリッジ状部材３１である。

そのため、位置決め部１３を有する部材３０を、第１のギア１０の歯部１２に沿って設けられるブリッジ状部材３１で形成したことにより、ブリッジ状部材３１の剛性が撓み許容部１４に影響するのを防止し、ひいては、バックラッシュを効率良く防止できる。

また、本実施形態の歯車の噛合構造では、前記ブリッジ状部材３１は、前記第１のギア１０と一体形成されている。より具体的には、前記ブリッジ状部材３１の両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２が、前記両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２一体形成されている。そのため、部品点数が少なく、部品管理が容易になる利点がある。

（第２実施形態）
図４，図５は本発明の第２実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図４はブリッジ状部材が開かれた状態で第１のギアと第２のギアとが噛合した状態を示す斜視図、図５はブリッジ状部材が正規に取付けられた状態で第１のギアと第２のギアとが噛合した状態を示す斜視図である。

本実施形態では前記ブリッジ状部材３１の両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２の一方（つまり、一端部３１Ｅ１）が、前記スリット１４の両端部に設けられる両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２の一方（つまり、一方の連結部１４Ｅ１）に、ヒンジ部３３を介して回動自在に一体形成されるとともに、前記両端部３１Ｅ１，３１Ｅ２の他方（つまり、他端部３１Ｅ２）が、前記両端連結部１４Ｅ１，１４Ｅ２の他方（つまり、他方の連結部１４Ｅ２）に着脱自在に係合される点が第１実施形態と異なっている。

前記ブリッジ状部材３１の他端部３１Ｅ２の係合構造は、スリット１４の他方の連結部１４Ｅ２近傍の本体部１１に係合ピン３４を突設するとともに、ブリッジ状部材３１の他端部３１Ｅ２を本体部１１方向に折曲して、その折曲片３５の先端部に形成した係合穴３５ａが、前記係合ピン３４に抜き差し自在に嵌合されるようになっている。

勿論、前記ブリッジ状部材３１には、ピニオンギア２０の位置決めピン２２を係合する位置決め凹部３２が形成されている。

以上の構成により本実施形態の歯車の噛合構造によれば、ブリッジ状部材３１の一端部３１Ｅ１を、スリット１４の一方の連結部１４Ｅ１にヒンジ部３３を介して回動自在に連結し、他端部３１Ｅ２を他方の連結部１４Ｅ２に着脱自在に係合したので、セクタギア１０の組み付け時に、ブリッジ状部材３１をヒンジ部３３を中心に回動して、他端部３１Ｅ２をスリット１４の他方の連結部１４Ｅ２に係合すればよく、ブリッジ状部材３１がセクタギア１０と別体で形成された構造において、ブリッジ状部材３１の組み付け性が簡素化して、組付作業性が向上する。

（第３実施形態）
図６〜図８は本発明の第３実施形態を示し、前記第１実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べるものとし、図６は第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の正面図、図７は図６中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図、図８は第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の斜視図である。

本実施形態では、図６〜図８に示すように部材３０がプレート状部材３６で形成されている点が第１および第２実施形態と異なる。プレート状部材３６は、撓み非影響部１５である本体部１１の一側面１１ａに固定されて、その外周部がラック歯１２の片面を覆うようになっている。

即ち、前記プレート状部材３６は、本体部１１の外周部分の所定範囲に沿った扇状に形成され、それの内周部分３６ａを本体部１１の一側面１１ａに結合するとともに、図７に示すようにラック歯１２に対応する外周部分３６ｂを前記内周部分３６ａから段差状に持ちあげてラック歯１２の片面を覆ってある。

尚、本実施形態では前記プレート状部材３６には、本体部分１１の突起部１７を避ける開口部３６ｃが形成されている。

勿論、前記プレート状部材３６には、外周部分３６ｂにピニオンギア２０の位置決めピン２２に係合する位置決め凹部３２が形成されている。

以上の構成により本実施形態の歯車の噛合構造によれば、部材３０として形成したプレート状部材３６を本体部１１に固定したので、位置決め凹部３２を形成したそのプレート状部材３６がスリット１４に影響するを防止し、ひいては、バックラッシュを効率良く防止することができる。

ところで、本発明の歯車の噛合構造は前記第１〜第３実施形態に例をとって説明したが、これら実施形態に限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で他の実施形態を各種採用することができ、例えば、撓み許容部はスリット１４に限ることなくラック歯１２の撓みを許容できる構造、例えば薄肉部とすることもでき、また、そのスリット１４はメインスリット１４ａおよびサブスリット１４ｂの二重構造に限ることなく、一重構造または三重構造以上でもよい。

本発明の第１実施形態における第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の正面図。 図１中Ａ−Ａ線に沿った断面図。 本発明の第１実施形態における第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の斜視図。 本発明の第２実施形態におけるブリッジ状部材が開かれた状態で第１のギアと第２のギアとが噛合した状態を示す斜視図。 本発明の第２実施形態におけるブリッジ状部材が正規に取付けられた状態で第１のギアと第２のギアとが噛合した状態を示す斜視図。 本発明の第３実施形態における第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の正面図。 図６中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図。 本発明の第３実施形態における第１のギアと第２のギアとが位置合わせ位置で噛合した状態の斜視図。

符号の説明

１０ セクタギア（第１のギア）
１１ 本体部
１２ ラック歯
１３ 位置決め部
１４ スリット（撓み許容部）
１４Ｅ１，１４Ｅ２ スリットの連結部
１５ 撓み非影響部
２０ ピニオンギア（第２のギア）
２１ 位置決め部
２２ 位置決めピン（突起部）
３１ ブリッジ状部材（部材）
３２ 位置決め凹部
３３ ヒンジ部
３６ プレート状部材（部材）

Claims (7)

1. 本体部（１１）の外周部に形成された歯部（１２）と、歯部（１２）の内周側で前記歯部（１２）と前記本体部（１１）との間に設けられ前記歯部の撓みを許容する撓み許容部（１４）と、を有する第１のギア（１０）と、
   前記第１のギア（１０）の歯部（１２）に噛合する第２のギア（２０）と、
   前記第２のギア（２０）に設けられ、両ギア（１０，２０）の噛合位置を合わせるための位置決め部（２１）と、
   前記第１のギア（１０）の歯部（１２）の撓みに影響しない撓み非影響部（１５）に固定された部材であって、前記第２のギア（２０）の位置決め部（２１）と係合して両ギア（１０、２０）の噛合位置を合わせるための位置決め部（１３）を有する部材と、を備えることを特徴とする歯車の噛合構造。
2. 請求項１に記載の歯車の噛合構造であって、
   前記第２のギア（２０）の位置決め部（２１）は突起部（２２）であり、かつ、
   前記第１のギア（１０）の位置決め部（１３）は、前記突起部（２２）に係合する位置決め凹部（３２）であることを特徴とする歯車の噛合構造。
3. 請求項１または２に記載の歯車の噛合構造であって、
   前記撓み非影響部（１５）は、前記撓み許容部（１４）の両端側で前記歯部（１２）と前記本体部（１１）とを連結する両端連結部（１４Ｅ１，１４Ｅ２）であり、
   前記部材（３０）は、前記歯部（１２）に沿って設けられたブリッジ状部材であって、その両端部（３１Ｅ１，３１Ｅ２）が前記両端連結部（１４Ｅ１，１４Ｅ２）に固定されたブリッジ状部材（３１）であることを特徴とする歯車の噛合構造。
4. 請求項３に記載の歯車の噛合構造であって、
   前記ブリッジ状部材（３１）の両端部（３１Ｅ１，３１Ｅ２）の一方が、前記両端連結部（１４Ｅ１，１４Ｅ２）の一方にヒンジ部（３３）を介して回動自在に連結されるとともに、前記ブリッジ状部材（３１）の両端部（３１Ｅ１，３１Ｅ２）の他方が、前記両端連結部（１４Ｅ１，１４Ｅ２）の他方に着脱自在に係合されることを特徴とする歯車の噛合構造。
5. 請求項３に記載の歯車の噛合構造であって、
   前記ブリッジ状部材（３１）は、前記第１のギア（１０）と一体形成されていることを特徴とする歯車の噛合構造。
6. 請求項５に記載の歯車の噛合構造であって、
   前記ブリッジ状部材（３１）の両端部（３１Ｅ１，３１Ｅ２）が、前記両端連結部（１４Ｅ１，１４Ｅ２）一体形成されていることを特徴とする歯車の噛合構造。
7. 請求項１または２の歯車の噛合構造であって、
   前記撓み非影響部（１５）は、前記第１ギアの本体部（１１）であり、
   前記部材（３０）は、前記本体部（１１）の一側面に固定されたプレート状部材（３６）であることを特徴とする歯車の噛合構造。
   
   
   

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