专利名称：树脂制齿轮装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合而在两轴间传递旋转运动的齿轮装置。具体地说，是涉及一种用齿隙吸收部吸收一对齿轮相互啮合时的齿隙量、并且减低该齿隙吸收部的变形和应力的树脂制齿轮装置。
背景技术：
此种树脂制齿轮装置的特点是比金属制的齿轮装置轻，而且由于具有自身润滑性，可以在无润滑下使用，而且为低噪音。另外，成形塑料齿轮等的树脂制齿轮与金属制齿轮相比，还具有其批量生产性高、可以减低产品成本的特点。为此，近年来，成形塑料齿轮广泛应用于喷墨打印机的齿轮系、汽车部件的传动部和精密机械的齿轮系等。
在此，通常，一对齿轮组合时，在相对啮合的齿与齿之间设有称为齿隙的间隙(游隙)。该齿隙的作用是防止由于齿形、组装误差等导致齿背面相互摩擦，并且也使齿与齿的啮合顺滑。
但是，近年来的齿轮装置中，要求非常高精度地传递旋转运动。例如，在某种角度传感器等中，必须将检测出的角度无误差地、绝对准确地传递给输出侧。这时，一对齿轮啮合中的齿隙是导致在旋转运动传递中产生误差的原因。因此，要求一种无论使用温度环境和尺寸误差如何、齿隙都总是为零的齿轮装置。为了适应这样的要求，现有技术中提出了无齿隙齿轮。
例如如图10所示，已往的无齿隙齿轮，在齿轮50上，在齿51的齿宽方向一端侧的两个齿面上形成翅片部52，使该翅片部52与相啮合的对方齿轮接触，利用该翅片部52的变形来吸收啮合时的冲击(例如参照日本实开昭55-100745号公报，图1、图3)。
但是，在上述已往的无齿隙齿轮中，仅对一对齿轮组合中的一方齿轮的齿，在其齿宽方向端部形成可弹性变形的翅片部52，而对另一方齿轮的齿，未作任何改进，所以，一方齿轮的齿的翅片部52与另一方齿轮的齿的齿面直接接触，有时会受到高应力。即，一方齿轮的齿宽方向端部的翅片部52虽然可以弹性变形，但是，另一方齿轮的齿的齿面是不能弹性变形的传动面，所以，一方齿轮的翅片部52与该传动面接触，有时会超过弹性限度范围地变形。尤其是当一方齿轮的翅片部52沿着齿形周缘部连续地形成、并在齿顶部弯折成U字形时，在其弯折部分应力高度集中，极端时，可能会导致一方齿轮的齿的翅片部52破损。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种树脂制齿轮装置，该树脂制齿轮装置，用齿隙吸收部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并且，能减低该齿隙吸收部的变形和应力。
为了实现上述目的，第1发明的树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其中，仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面，在其齿形内侧设置挖空部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
根据该构造，通过仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的伸出部，在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面的齿形内侧设置挖空部，从而在一对齿轮的相对的齿啮合时，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。因此，可用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的挖空部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并且可以减低该伸出部和挖空部的变形及应力。
另外，第2发明的树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其中，在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面，在其齿形内侧设置挖空部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
根据该构造，通过在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的伸出部，在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面的齿形内侧设置挖空部，从而在一对齿轮的相对的齿相互啮合时，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。因此，可用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的挖空部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并且可以减低该伸出部和挖空部的变形及应力。
另外，第3发明的树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其中，仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；仅在另一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部对应的端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的相对伸出部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
根据该构造，通过仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的伸出部，仅在另一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部对应的端部上设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的相对伸出部，从而在上述一对齿轮的相对的齿啮合时，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。因此，可用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的相对伸出部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并可以减低该伸出部和相对伸出部的变形及应力。另外，这时，由于用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的相对伸出部吸收齿隙量，所以，可使一方齿轮的伸出部的伸出量大致减半。
第4发明的树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其特征在于，在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；
在另一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部对应的端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的的相对伸出部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
根据该构造，通过在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的的伸出部，在另一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部件对应的端部设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的相对伸出部，从而上述一对齿轮的相对的齿啮合时，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。因此，可用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的相对伸出部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并且可以减低该伸出部和相对伸出部的变形及应力。另外，这时，由于用一方齿轮的伸出部和另一方齿轮的相对伸出部吸收齿隙量，所以，可使一方齿轮的伸出部的伸出量大致减半。
图1表示本发明树脂制齿轮装置的实施方式，是一对齿轮啮合状态的要部说明图。
图2是表示上述一对齿轮中的一方齿轮的主视图。
图3是图2中的A-A线截面图。
图4是表示一方齿轮形状的第1实施方式的立体图。
图5是从齿顶面看一方齿轮的齿的俯视图。
图6是表示上述一对齿轮中的另一方齿轮形状的图，(a)是表示一个齿的要部主视图，(b)是(a)的E-E线截面图，(c)是(a)的F-F线截面图。
图7是表示一方齿轮形状的第2实施方式的图，(a)是其立体图，(b)是从齿顶面看一个齿的俯视图。
图8是表示第2实施方式中的一方齿轮的齿的图，(a)是表示齿的排列的要部放大主视图，(b)是(a)的H-H线截面图。
图9是表示一方齿轮形状的第3实施方式的图，(a)是其立体图，(b)是从齿顶面看一个齿的俯视图。
图10是表示已往的无齿隙齿轮的形状的说明图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。
图1表示本发明树脂制齿轮装置的实施方式，是一对齿轮啮合状态的要部说明图。该树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿轮的相互啮合，在两轴间传递旋转运动。该树脂制齿轮装置是将一方齿轮G1和另一方齿轮G2组合而成的。一方齿轮G1，例如是齿数少的齿轮，称为小齿轮。另外，另一方齿轮G2，例如是齿数多的齿轮，称为大齿轮。
在一方齿轮G1上，仅在齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的两端部或一端部设有伸出部C，该伸出部C从上述一个齿面侧朝向相邻的齿侧倾斜地伸出，用于消除一对齿轮G1、G2啮合时的齿隙。另外，在另一方齿轮G2上，在齿的齿宽方向端部的两端部或一端部，在与上述一方齿轮G1的伸出部C对应的端部侧的端面上，在其齿形内侧设有挖空部D。
首先，参照图2至图5说明一方齿轮G1的形状。该齿轮G1，例如是使用聚缩醛、聚酰胺、聚亚苯基硫醚、聚对苯二甲酸丁二酯等树脂材料，用注射成形形成的正齿轮。如图2所示，该齿轮G1在大致圆板状的幅板3的外周侧形成有多个齿2，在幅板3的中心部穿设有用于固定旋转轴的轴孔4。另外，如图3所示，在齿2的轴向具有规定的齿宽。
并且，如图4所示，仅在上述齿轮G1的齿2的一个齿面6侧，在其齿宽方向两端部设有作为伸出部C的薄壁的伸出部件5。该伸出部件5成为用于消除一对齿轮G1、G2啮合时的齿隙的齿隙吸收部，并从齿2的一个齿面6侧朝向相邻齿2侧倾斜地伸出的，即，在齿2的一个齿面6侧突出形成有从齿顶面7到齿底面8厚度大致一样的伸出部件5，该伸出部件5的突出量越往齿宽方向两端越大。
该伸出部件5朝向相邻的齿2侧突出，其突出的尺寸至少与啮合的对方齿轮G2的齿之间的齿隙大致相同，在该伸出部件5与齿2的端部10之间形成有间隙11。该间隙11的齿宽方向的深度，与伸出部件5的切起位置P1大致一致，该间隙11沿着一个齿面6从齿顶面7一直延伸到齿底面8。这样，沿着伸出部件5形成间隙11时，当伸出部件5被啮合的对方齿轮G2的齿面挤压而变形时，该变形后的伸出部件5成为收容在间隙11内的形状，这样，防止伸出部件5妨碍啮合的齿轮G1、G2的齿面之间的接触。
即，该实施方式的齿轮G1中，其齿2的另一个齿面12(未形成伸出部件5一侧的齿面)与啮合对方齿轮G2的齿面接触，成为传递旋转运动的传动面，但是，当传递与主旋转方向相反的旋转时，伸出部件5被相啮合的对方齿轮G2的齿面挤压而变形时，该变形后的伸出部件5收容在间隙11内，伸出部件5不会从一齿面6向外侧伸出，可以使刚性大的齿面之间接触，即使在逆旋转时，也能准确地传递旋转运动。
在此，如图5所示，伸出部件5的、从齿宽方向端缘13到切起位置P1的尺寸L，是根据齿宽尺寸和伸出部件5的厚度等决定的最佳尺寸，例如，在齿轮模数为0.5mm～2.0mm左右的齿轮中，如果伸出部件5的厚度为0.2mm，则上述尺寸L设定为齿宽尺寸的1/6～1/4左右。另外，间隙11的切入深度设定为与伸出部件5的尺寸L大致相同的尺寸。
另外，在图3～图5所示的例子中，是在齿2的一个齿面6侧，在齿宽方向两端部分别设置了伸出部件5，但本发明并不局限于此，也可以仅在齿宽方向的任一端部设置伸出部件5。
下面，参照图6说明另一方齿轮G2的形状。该齿轮G2也是使用聚缩醛、聚酰胺、聚亚苯基硫醚、聚对苯二甲酸丁二酯等树脂材料，用注射成形形成的正齿轮。如图6(a)所示，该齿轮G2在大致圆板状的幅板14的外周侧形成有多个齿15，沿着该齿15的节圆具有规定的齿厚。
并且，如图6(b)、图6(c)所示，在齿15的齿宽方向两端部的端面，在其齿形内侧设有挖空部D。该挖空部D成为用于吸收齿隙量的齿隙吸收部，通过图1所示一对齿轮G1、G2的相对齿2、15的啮合，一方齿轮G1的伸出部C弹性变形、同时另一方齿轮G2的端部也弹性变形，这样来吸收齿隙量。该挖空部D是从齿15的齿宽方向两端部的端面、例如呈楔形地挖空规定深度而形成的。这时，如图6(c)所示，挖空部D越往齿15的齿宽方向两端部的端面越宽，剩余的部件变薄而容易变形。另外，在图6(a)中，17表示齿15的齿顶面，18表示齿底面。
另外，在图6所示例子中，是在齿15的齿宽方向两端部的端面分别设置挖空部D，但本发明并不局限于此，也可以仅在与一方齿轮G1的伸出部件5对应的端部侧的端面设置挖空部D。
图7和图8是表示一方齿轮G1的形状的第2实施方式的说明图。在该实施方式中，在齿2的齿宽方向两端部侧形成空洞部25，形成包围该空洞部25的薄壁部26，使该薄壁部26中的一方齿面6侧朝向相邻的另一个齿2侧伸出，将该部分作为薄壁的伸出部件27。
与图4所示实施方式同样，该伸出部件27在齿2的齿宽方向两端部的一方齿面6侧，突出形成为从齿顶面7到齿底面8大致一样厚度，其突出量越向齿宽方向两端越大。另外，空洞部25的深度尺寸，与图4所示间隙11的切入深度尺寸相同，伸出部件27的厚度与图4所示伸出部件5的厚度相同。
另外，在图7所示例子中，是在齿2的一个齿面6侧，在齿宽方向两端部分别设置伸出部件27，但本发明并不局限于此，也可以仅在齿宽方向的任一端部设置伸出部件27。
图9是表示一方齿轮G1的形状的第3实施方式的说明图。在该实施方式中，在齿2的齿宽方向两端部，在一个齿面6及另一个齿面12的两侧，设置朝向相邻的另一齿2侧伸出的薄壁伸出部件33。即，与图7所示一个齿面6侧的伸出部件27同样地形成伸出部件33，该伸出部件33也形成在另一个齿面12侧。
在该实施方式中，由于用两个齿面6、12的伸出部件33、33吸收齿隙，所以，可以使该伸出部件33的伸出量是图7所示伸出部件27的伸出量的一半。
另外，在图9所示例子中，是在齿2的一个齿面6及另一个齿面12的两侧，在齿宽方向两端部分别设置伸出部件33，但本发明并不局限于此，也可以仅在齿宽方向的任一端部设置伸出部件33。
而且，上面的说明中，如图1和图6所示，是在另一方齿轮G2的齿15的齿宽方向端部，在其齿形内侧设置挖空部D作为齿轮G2的齿隙吸收部，但本发明并不局限于此，也可以在另一方齿轮G2的齿15的一个齿面侧或两个齿面侧，在与一方的齿轮G1的伸出部件5、27、33对应的端部，与图4、图7或图9所示同样地，可以设置从一个齿面侧或两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的的相对伸出部件(未图示)。
这时，用一方齿轮G1的伸出部件5、27、33和另一方齿轮G2的相对伸出部件来吸收齿隙，所以，可以使一方齿轮G1的伸出部件5、27、33的伸出量减半。
权利要求
1.一种树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其特征在于，仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面，在其齿形内侧设置挖空部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
2.一种树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其特征在于，在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面，在其齿形内侧设置挖空部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
3.一种树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其特征在于，仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；仅在另一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部对应的端部，设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的相对伸出部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
4.一种树脂制齿轮装置，将树脂制的一对齿轮组合起来，借助相对齿的相互啮合，在两轴间传递旋转运动，其特征在于，在一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的两个齿面侧，在其齿宽方向端部的、与上述一方齿轮的伸出部对应的端部，设置从上述两个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的相对伸出部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的相对伸出部也弹性变形，从而吸收齿隙量。
全文摘要
本发明提供一种树脂制齿轮装置，仅在一方齿轮的齿的一个齿面侧，在其齿宽方向端部的至少一端部设置从上述一个齿面侧朝向相邻齿侧倾斜地伸出的、用于消除上述一对齿轮啮合时的齿隙的伸出部；在另一方齿轮的齿的齿宽方向端部，在与上述一方齿轮的伸出部对应的端部侧的端面、在其齿形内侧设置挖空部；通过上述一对齿轮的相对的齿的啮合，一方齿轮的伸出部弹性变形、同时另一方齿轮的挖空部也弹性变形，从而吸收齿隙量。由此，用齿隙吸收部吸收一对齿轮啮合时的齿隙量，并且减低该齿隙吸收部的变形和应力。
文档编号F16H55/08GK1815059SQ200610002909
公开日2006年8月9日 申请日期2006年1月27日 优先权日2005年1月31日
发明者增井博纪 申请人:恩普乐股份有限公司