JP4363771B2 - 動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の歯車から構成される動力伝達装置に係り、特に前記歯車の噛み合わせを容易にした動力伝達装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の動力伝達装置には、複数の歯車を用いたものがある。このような動力伝達装置では、複数の歯車を噛み合わせて回転させることで、動力を伝達させている。
【0003】
図5は歯車を用いた従来の動力伝達装置を示す平面図であり、大歯車1と小歯車2から構成されている。
【0004】
前記大歯車1は、軸3に固定されて軸3と一緒に回転するものであり、外周部に歯部5が形成されている。前記小歯車2も軸6に固定されて軸6と一緒に回転するものであり、外周部には歯部7が形成されている。前記軸6にモータからの回転動力が与えられると、小歯車2から大歯車1に動力が減速されて伝達され、軸3に回転動力が与えられると、小歯車2に動力が増速されて伝達される。
【0005】
この種の動力伝達装置を組み立てるときには、予めピッチ円に合わせて間隔が設定されている軸3と6に、大歯車1および小歯車2の中心穴を挿通し、このとき大歯車1の歯部5と、小歯車2の歯部7とを噛み合わせるのが通常である。
【0006】
前記のような組立作業において、例えば最初に大歯車1を軸3に取付けておき、次に小歯車2を軸6に取付ける際に、小歯車2を手で少しだけ回転させながら、または小歯車2と大歯車1を手で少しだけ回転させながら、一方の歯車の歯部を他方の歯車の歯溝に一致させるように調節し、この調節を行ないながら、小歯車2を軸6に対して押し込む様にして両歯車の歯部の噛み合わせを完了させる必要がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記組立作業では、歯車を手で回転させながら、一方の歯車の歯溝内に他方の歯車の歯部を嵌合させるという非常に手間のかかる工程が必要である。特に、狭い場所や目視できない場所に歯車を組み込む場合に、その作業が非常に困難である。
【0008】
さらに、前記組立作業のときに、両歯車の歯部の端面どうしが当たったり、あるいは歯部の歯面どうしが擦れることがあり、この当りまたは擦れにより歯面に傷がつけられたり、また歯車の材質によっては歯面に欠けが生じることがありうる。このように歯部に傷や欠損が生じると、回転時に傷ついた歯の部分が噛み合う際の歯当りのノイズが増大し、またバックラッシュが必要以上に大きくなって歯車の回転に一時的なワウフラッタが生じやすくなる。
【0009】
特に、カセットテーププレーヤ、ディスク装置、ディスクチェンジャなどの音響機器では、部品が小さく精密であり、また外から見えない狭い箇所に歯車が配置されているため、組立の際に前記の傷や欠損が生じる可能性が高くなる。またこの種の音響機器では、非常に小さいノイズでも耳障りになることがある。
【0010】
また、動力伝達装置が、一方の歯車が軸方向へ移動させられて、歯車との噛み合いと、噛み合いの解除の切換えが行なわれる断続クラッチである場合、一方の歯車が軸方向へ移動したときに、歯車の歯部どうしが当たって噛み合いがスムーズに移行しないことがあり、その結果、動力伝達装置の切換え不良が発生するおそれがある。また、前記断続クラッチにおいても、歯車どうしが噛み合う度に前記のような歯部どうしの擦れが発生し、傷や欠損が生じやすい。
【0011】
本発明は、従来の課題を解決するものであり、歯車の歯部どうしの噛み合いをスムーズにできるようにした動力伝達装置を提供することを目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、互いに噛み合う2つ以上の歯車で構成される動力伝達装置において、
前記各歯車は回転方向に向けて歯部と歯溝が交互に設けられ、前記歯部が、歯車の軸方向の上下に向く端面を有し、少なくとも一方の前記端面に、前記軸方向へ延びる突部が形成されており、
前記突部の表面が案内面であり、前記案内面は、前記突部の基部が円筒面で、前記突部の先部が前記円筒面と連続する円錐面であることを特徴とするものである。
【0013】
前記において、前記歯部は、回転方向に向く両側面に歯面を有しており、前記円筒面の一部が前記歯面に連続していることが好ましい。
【0014】
また、前記円錐面の頂部が、歯車のピッチ円上に位置し、前記ピッチ円上で、前記円筒面の一部が前記歯面に連続していることが好ましい。
【0015】
また、少なくとも一方の歯車が軸方向へ移動することで、対を成す歯車の噛み合いと噛み合いの解除が行われるものであり、噛み合いが解除されたときに対を成す歯車が互いに対向する側の歯部の端面に、前記突部が形成されているものとして構成することも可能である。
【0016】
本発明では、歯車の歯部の端面に前記案内面を有する突部を形成することによって、組立作業時に、前記歯部どうしが、前記案内面によって正しく噛合う位置へ自動的に案内される。よって、歯車どうしを噛み合せて組み込む作業が容易である。また一方の歯車が軸方向へ移動する断続クラッチを構成した場合に、歯車どうしの噛み合いを確実に行うことができ、動作不良が発生し難い。
【0017】
さらに歯車どうしの噛み合わせの際に、歯面に傷や破損を与えることがなく、傷や欠損を防止でき、前記傷などに起因するノイズを低減できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の第1の実施の形態の動力伝達装置を示す平面図であり、図2はその部分斜視図であり、図3は参考例を示す部分斜視図である。また図4は本発明の第2の実施の形態の動力伝達装置を示す断面図である。
【0019】
図1に示す第1の実施の形態の動力伝達装置は、歯車10および歯車11を有している。前記歯車10は軸12に回転自在に支持され、前記歯車11は軸13に回転自在に支持されている。または歯車10が軸12に固定されて歯車11と軸12が一緒に回転し、また歯車11と軸13が固定されて、歯車11と軸13が一緒に回転するように構成されている。また、歯車10のピッチ円を符号P1で示し、歯車11のピッチ円を符号P2で示している。
【0020】
前記軸12および軸13は、車載用ディスク装置などの小型オーディオ機器を構成する機構内において、前記ピッチ円P1,P2を基準とした軸心間距離を開けて前記機構内に設置される。前記歯車10と歯車11の一方にモータの回転動力が与えられて駆動側となり、他方が従動側となる。
【0021】
前記歯車10の外周部には所定のピッチ円P1で、歯部14および歯溝16が円周方向に交互に形成され、前記歯車11の外周部には所定のピッチ円P2で、歯部15および歯溝17が円周方向に交互に形成されている。前記歯部14と前記歯部15は同じモジュールで形成されており、この実施の形態では、歯車10と歯車11が平歯車である。ただし本発明では、歯車がはす歯歯車などであってもよい。
【0022】
図2は図1に示す歯車10と歯車11を拡大して示している。前記歯車10の歯部14は、円周方向の両側面に、歯先面14aと歯元面14bとから成る歯面14cを有している。また前記歯車11の歯部15は、円周方向の両側面に、歯先面15aと歯元面15bとから成る歯面15cを有している。そして前記歯部14のピッチ円P1上での前記歯面14cと歯面14cとの歯厚および、前記歯部15のピッチ円P2上での前記歯面15cと歯面15cとの歯厚は、共にWである。
【0023】
前記歯車10の全ての歯部14の上端面14dと下端面14eには突部21が一体に形成されている。この突部21は、基端部が円筒面21a、その上が円錐面21bであり、円錐の頂部21cは前記ピッチ円P1上に位置している。そして突部21の基部は、符号21a1で示す部分において前記歯面14cとピッチ円P1上で連続している。すなわち前記円筒面21aと円錐面21bとで、前記歯面14cと一部(ピッチ円P1上)において連続し、且つ歯部14から軸方向へ離れるにしたがって前記歯厚(W)方向の対向間隔が徐々に狭くなる案内面が形成されている。
【0024】
前記歯車11の全ての歯部15においては、その上端面15dと下端面15eと突部22が一体に形成されている。この突部22は前記突部21と同じ形状で且つ同じ寸法であり、頂部22cはピッチ円P2上に位置している。そして、前記円筒面22aと円錐面22bとで、前記歯面15cと一部(ピッチ円P2上)において連続し、且つ歯部15から軸方向へ離れるにしたがって前記歯厚(W)方向の対向間隔が徐々に狭くなる案内面が形成されている。
【0025】
図1と図2に示す動力伝達装置を組み立てるときには、一方の歯車、例えば歯車10の中心穴を軸12に挿通させ、図示しない抜け止めリングなどにより歯車10の軸方向の位置を設定する。次に、他方の歯車11の中心穴を軸13に挿通し、歯車11を軸方向へ押し込むように組み込む。
【0026】
このとき、歯車10の歯部14と歯車11の歯部15とが重なる位置に対向したとしても、突部21の円錐面21bと突部22の円錐面22bとが当たり、各円錐面が案内面として機能し、一方の歯車または双方の歯車が回転させられて、歯部14が歯溝17内に入るように、また歯部15が歯溝16内に入るように歯部どうしが案内される。
【0027】
特に前記実施の形態では、円錐面21bの頂部21cおよび円錐面22bの頂部22cが、ピッチ円P1,P2上に位置し、その結果突部21の一部がピッチ円P1上で歯面14cと連続し、突部22の一部がピッチ円P2上で歯面15cと連続する形状である。そのため、予め軸心間隔が設定されている軸12と13に歯車10,11を挿通させ、歯車を軸方向へ押し込んだときに、突部21と突部22が前記ピッチ円P1,P2上またはその付近で当たることになるため、円錐面21bと22bの案内動作を十分に発揮でき、歯部14と歯部15が確実に噛み合い方向へ誘導されるようになる。
【0028】
よって、前記の一方の歯車を押し込む作業だけで、歯車10の歯部14と歯車11の歯部15が互いに噛み合うように組み立てることが可能である。
【0029】
また、歯車10と歯車11とは、突部21と突部22とが当たることで、前記のように歯部14と歯部15が互いに噛み合う状態に移行するため、歯面14cと端面14d,14eとの角部が相手側の歯部によって削られたり傷つけられることが起こりにくくなる。また歯面14cと歯面15cどうしもスムーズに嵌合するために、前記歯面14c,15cに傷がついたり損傷することが生じにくい。
【0030】
よって、その後に両歯車10と11が回転するときの歯当り音が、前記傷などにより増大されることがない。
【0031】
図3は参考例を示している。
図3に示すものは歯車10と11の歯部14,15の形状および寸法が、図2に示す実施の形態と同じである。
【0032】
図3に示す参考例では、一方の歯車10の歯部14の上端面14dと下端面14eに、突部23が一体に突出形成されている。前記突部23は、変形された三角錐形状であり、円周方向の両側に、歯面14cと連続する案内面23aが形成されている。前記案内面23aと案内面23aとの歯厚(W)方向の対向間隔は、歯部14から離れるにしたがって徐々に小さくなるように曲面状(または傾斜平面状)に形成されている。またこの案内面23aは、ピッチ円P1が通過する領域を含み、ピッチ円P1よりも歯元側と歯先側に所定の範囲で形成されている。
【0033】
他方の歯車11の歯部15の上端面15dと下端面15eにも突部24が一体に突出形成されており、この突部24は前記突部23と同じ形状で同じ寸法であり、突部24には歯面15cと連続する案内面24aが形成されている。
【0034】
図3に示す参考例においても、歯車10と歯車11を組み合わせるときに、前記突部23の案内面23aと突部24の案内面24aとの摺動による案内動作により、歯部14と歯部15とが簡単に且つ確実に噛み合う状態に至る。
【0035】
また、図2に示す実施の形態と図3に示す参考例では、歯部14の上端面14dと下端面14eの双方に突部21または23が突出形成され、同様に歯部15の上端面15dと下端面15eの双方に突部22または24が突出形成されているため、軸12と13に歯車10と11を組み込む際に、歯車を表裏いずれの方向から組み込んでも、必ず突部と突部が当たって、歯部どうしが噛み合うように誘導できる。ただし、歯車の歯部の一方の端面にのみ突部が形成されていてもよい。この場合、歯車を組み込むときに、両歯車が対向する側に前記突部が向くように方向性をもたせて組み込めばよい。
【0036】
図4に示す第2の実施の形態の動力伝達装置では、歯車の噛み合いおよび噛み合いの解除を行う断続クラッチが形成されている。
【0037】
この動力伝達装置では、切換え歯車33の中心穴にスリーブ32が保持されて、このスリーブ32が軸31に摺動自在に挿通されている。そして、切換え歯車33は、切換えアーム37によって軸方向へ移動切換え可能とされている。
【0038】
前記切換え歯車33の上端には大径のピッチ円に沿って歯部34が形成されており、各歯部34の上端面および下端面に図2に示すような突部21が一体に形成されている。
【0039】
また切換え歯車33の下部には小径ピッチ円に沿って歯部35が形成されている。この歯部35は、軸方向に長く形成されており、この歯部35に、駆動歯車36の歯部が噛み合っている。
【0040】
従動側では、下部歯車41が軸42に固定されており、この軸42が回転自在に支持されている。下部歯車41の上端には、歯部43が形成されており、各歯部43の上端面に図2に示す突部22が一体に突出形成されている。上方に位置する軸受部45と前記軸42の上端との間に、短軸46が回動自在に支持されており、この短軸46に、上部歯車47が固定されている。よって、前記下部歯車41と上部歯車47は互いに独立して回転可能となっている。そして、上部歯車47の歯部48の下端面に、前記と同様に突部22が一体に突出形成されている。
【0041】
この動力伝達装置では、図4に示すように、切換え歯車33が下降しているときに、切換え歯車33の歯部34が下部歯車41の歯部43と噛み合っている。このときモータの動力で駆動歯車36が回転すると、その動力は、切換え歯車33から下部歯車41に伝達される。
【0042】
次に切換えアーム37により切換え歯車33が上昇させられると、歯部34が上部歯車47の歯部48に噛み合い、駆動歯車36の回転動力は、切換え歯車33から上部歯車47に伝達される。
【0043】
切換えアーム37によって切換え歯車33が下降および上昇するたびに、切換え歯車33の歯部34が、下部歯車41の歯部43と上部歯車47の歯部48に選択的に噛み合うが、このときも突部21と突部22とが当たり、その案内動作により、歯部と歯部とが確実に噛み合うように誘導される。したがって、切換え時の歯車どうしの噛み合い不良が発生することがない。
【0044】
また歯車の切換えの際に、歯部が損傷することも防止できる。
なお、図4に示す実施の形態において、突部21,22を四角錘や三角錘などの多角錘形状にしてもよい。
【0045】
【発明の効果】
本発明の動力伝達装置では、組立作業時に歯車どうしの歯部を噛み合せる際に、歯部どうしが噛み合うように誘導されるため、噛み合い状態に確実に移行させることができる。また歯部と歯部とを噛み合わせる際に、歯部に傷がつけられたり欠損するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の動力伝達装置を示す平面図、
【図2】図1の動力伝達装置の部分斜視図、
【図3】参考例を示す部分斜視図、
【図4】本発明の第2の実施の形態の動力伝達装置を示す断面図、
【図5】歯車を用いた従来の動力伝達装置を示す平面図、
【符号の説明】
10、11、33、41、47 歯車
12、13、31、46 軸
14、15、34、43、48 歯部
21、22、23、24 突部
21b,22b 円錐面
23a,24a 案内面
37 切換えアーム
Claims (4)
- 互いに噛み合う2つ以上の歯車で構成される動力伝達装置において、
前記各歯車は回転方向に向けて歯部と歯溝が交互に設けられ、前記歯部が、歯車の軸方向の上下に向く端面を有し、少なくとも一方の前記端面に、前記軸方向へ延びる突部が形成されており、
前記突部の表面が案内面であり、前記案内面は、前記突部の基部が円筒面で、前記突部の先部が前記円筒面と連続する円錐面であることを特徴とする動力伝達装置。 - 前記歯部は、回転方向に向く両側面に歯面を有しており、前記円筒面の一部が前記歯面に連続している請求項1記載の動力伝達装置。
- 前記円錐面の頂部が、歯車のピッチ円上に位置し、前記ピッチ円上で、前記円筒面の一部が前記歯面に連続している請求項2記載の動力伝達装置。
- 少なくとも一方の歯車が軸方向へ移動することで、対を成す歯車の噛み合いと噛み合いの解除が行われるものであり、噛み合いが解除されたときに対を成す歯車が互いに対向する側の歯部の前記端面に、前記突部が形成されている請求項1ないし3のいずれか1項に記載の動力伝達装置。
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