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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-12
(45)【発行日】2024-07-23
(54)【発明の名称】ピニオン、および、ピニオンの製造方法
(51)【国際特許分類】
   F16H 57/04 20100101AFI20240716BHJP
   B23P 15/14 20060101ALI20240716BHJP
【FI】
F16H57/04 E
B23P15/14
F16H57/04 L
F16H57/04 D
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2022088178
(22)【出願日】2022-05-31
(65)【公開番号】P2023176088
(43)【公開日】2023-12-13
【審査請求日】2023-11-22
(73)【特許権者】
【識別番号】000124188
【氏名又は名称】加茂精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003373
【氏名又は名称】弁理士法人石黒国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 政志
(72)【発明者】
【氏名】片山 嘉丈
(72)【発明者】
【氏名】福岡 佑介
【審査官】前田 浩
(56)【参考文献】
【文献】特許第7001984(JP,B1)
【文献】特開2000-130529(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16H 57/04
B23P 15/14
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
円柱状の複数のピンローラを備え、それぞれのピンローラを歯先として他の歯車に噛み合うピニオンにおいて、
胴部および2つのフランジ部を有するボビン状に設けられ、前記胴部の周囲に、前記複数のピンローラを平行かつ円筒状に並ぶように、前記2つのフランジ部で支持する支持体と、
含油性の材料からなり、
前記ピンローラに対し外周側に付勢する力を及ぼすように内周側から前記ピンローラに接触することで、自身のオイルを前記ピンローラに給油する給油体とを備えるピニオン。
【請求項2】
請求項1に記載のピニオンにおいて、
前記給油体は、前記ピンローラに内周側から当接する凸部を有し、
周方向に隣り合う2つの凸部により、前記他の歯車の歯が入り込む凹部が形成されていることを特徴とするピニオン。
【請求項3】
請求項2に記載のピニオンにおいて、
前記給油体は、周方向に隣り合う2つの凸部を接続するとともに、前記凹部の内周側の底をなす接続部を有することを特徴とするピニオン。
【請求項4】
請求項3に記載のピニオンの製造方法において、
前記給油体は、前記胴部の周囲を回る周方向に関して複数に分割されたパーツを有し、
前記ピニオンの製造方法では、
前記複数のパーツを前記胴部の周囲に組み付けた後、前記複数のピンローラを前記2つのフランジ部に組み付けることを特徴とするピニオンの製造方法。
【請求項5】
請求項3に記載のピニオンの製造方法において、
前記給油体は、前記胴部の周囲を回る周方向に関して分断する合口を有する環状体であり、
前記ピニオンの製造方法では、
前記合口を広げて前記胴部の外周に前記環状体を嵌めた後、前記複数のピンローラを前記2つのフランジ部に組み付けることを特徴とするピニオンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ピンローラ型のピニオンに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、例えば、ラック・アンド・ピニオン式の駆動力伝達装置では、バックラッシの発生防止等を目的として、いわゆるピンローラ型のピニオンが採用される場合がある。
ところで、このようなピンローラ型のピニオンを用いた駆動力伝達装置では、ピンローラと他の歯車の歯とを円滑に噛み合わせるため、歯の表面に給油する必要がある。そこで、歯に、直接、手作業でオイルを塗布する煩雑さを回避するため、次のような給油部をピニオンに取り付けてピンローラに給油する構成が開示されている(例えば、特許文献1、2参照。)。
【0003】
特許文献1、2の給油部は、以下に説明する含油性樹脂および複数のコイルスプリングを有する。つまり、含油性樹脂は、ピニオンが回転するときのピンローラの最外周部の公転半径と実質的に同一の半径である円筒面を具備する。また、コイルスプリングは、ピニオンの回転に伴い、ピンローラの最外周部が円筒面を摺動するように含油性樹脂を付勢する。このような構成により、ピンローラは、含油性樹脂の円筒面に接触することで、含油性樹脂のオイルを給油される。そして、給油されたピンローラが他の歯車の歯と噛み合うことで、他の歯車にも給油される。
【0004】
さらに、特許文献2の給油部によれば、複数のコイルスプリングは、ピニオンの回転の軸方向、および、ピンローラの最外周部が公転するときに描く円の接線の方向の2つの方向と垂直な方向に含油性樹脂を付勢する。
これにより、円筒面の摩耗に伴う給油能力の低下を抑制することができるとともに、給油能力の復元を容易に行うことができる。
しかし、ピンローラ型のピニオンを使用する分野では、更なる耐久性および静粛性の向上が要請されており、より一層の給油能力の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2013-19435号公報
【文献】特許第7001984号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、ピンローラ型のピニオンにおいて、給油能力を更に向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示のピニオンは、円柱状の複数のピンローラを備え、それぞれのピンローラを歯先として他の歯車に噛み合う。また、ピニオンは、次のような支持体および給油体を備える。まず、支持体は、胴部および2つのフランジ部を有するボビン状に設けられ、胴部の周囲に、複数のピンローラを平行かつ円筒状に並ぶように、2つのフランジ部で支持する。次に、給油体は、含油性の材料からなり、ピンローラに対し外周側に付勢する力を及ぼすように内周側からピンローラに接触することで、自身のオイルをピンローラに給油する。
これにより、本開示のピニオンは、潜在的に、ピンローラ型のピニオンにおいて、給油能力を更に向上させる、という課題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】ピニオンの内部を部分的に示す斜視図である(実施例1)。
図2】ラックと噛み合っているピニオンを示す断面図である(実施例1)。
図3】ラックと噛み合っているピニオンを示す断面図である(実施例1)。
図4】中間体に円孔を設ける様子を示す説明図である(実施例1)。
図5】給油体のパーツを支持体へ組み付ける様子を示す説明図である(実施例1)。
図6】給油体の一部を示す部分斜視図である(実施例2)。
図7】非分割型の給油体を挟んで2つの材料をネジ締結する様子を示す説明図である(実施例3)。
図8】中間体に円孔を設ける様子を示す説明図である(実施例3)。
図9】ピニオンの内部を示す断面図である(変形例)。
図10】ピニオンの内部を示す断面図である(変形例)。
図11】給油体とピンローラとの接触を示す説明図である(変形例)。
図12】2つの材料をネジ締結する様子を示す説明図である(変形例)。
図13】中間体に円孔を設ける様子を示す説明図である(変形例)。
図14】円孔を設けた後に、支持体を2つの材料に分解する様子を示す説明図である(変形例)。
図15】非分割型の給油体を挟んで2つの材料を、再度、ネジ締結する様子を示す説明図である(変形例)。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本開示を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例
【0010】
〔実施例1の構成〕
実施例1のピニオン1を、図1図5を用いて説明する。
ここで、ピニオン1は、例えば、ラック2と噛み合わされてラック・アンド・ピニオン式の駆動力伝達装置を構成する。そして、駆動力伝達装置は、例えば、ピニオン1を回転駆動することにより、ピニオン1の歯部をラック2の歯部に噛み合わせながらピニオン1をラック2に沿って進行させる。なお、ラック2の歯部は、例えば、所定のサイクロイド曲線に倣うプロフィールを有する。
以下、ピニオン1を詳細に説明する。
【0011】
ピニオン1は、円柱状かつ金属製の複数のピンローラ3を備え、それぞれのピンローラ3を歯先として他の歯車に噛み合うものであり、次のような支持体4および給油体5を備える。
まず、支持体4は、胴部7および2つのフランジ部8A、8Bを有するボビン状に設けられている。胴部7は、例えば、円筒形であり、胴部7の中心軸がピニオン1の回転軸となる(以下、ピニオン1の回転軸の方向を軸方向と呼ぶことがある。)。次に、フランジ部8A、8Bは、互いに略同一の円板形であり、複数のピンローラ3を、胴部7の周囲に、ピニオン1の回転軸と平行かつ円筒状に並ぶように支持する。
【0012】
ここで、フランジ部8A、8Bは、それぞれ、ピンローラ3の軸方向の一方、他方の端部を支持する。すなわち、フランジ部8A、8Bは、それぞれ、ピンローラ3の軸方向の一方、他方の端部を収容するための円孔9を、ピンローラ3と同数だけ等角度間隔で有する。
【0013】
また、フランジ部8Aの円孔9とフランジ部8Bの円孔9とは互いに向かい合っており、それぞれのピンローラ3は、フランジ部8A、8Bの間を架け渡すように組み付けられている。さらに、円孔9には、有底円筒形のハウジング10が装着されており、ハウジング10に図示しないベアリングが収容され、ピンローラ3の軸方向の一方、他方の端部は、それぞれ、ベアリングを介して、それぞれのハウジング10内で回転可能に支持されている。
【0014】
次に、給油体5は、例えば、含油性の樹脂であり、ピンローラ3に対し外周側に付勢する力を及ぼすように内周側からピンローラ3に接触することで、自身のオイルをピンローラ3に給油する。
また、給油体5は、例えば、次のような具体的な形状を有する。すなわち、給油体5は、胴部7と略同一径の貫通孔12を有する特異形状の筒体であり、外周に向かって放射状に、ピンローラ3と同数の凸部13が突き出ている。そして、給油体5は、胴部7とピンローラ3との間に組み付けられて、貫通孔12の内周面において胴部7に支持され、かつ、凸部13の先端側においてピンローラ3に内周側から当接している。
【0015】
ここで、凸部13は、軸方向に平行に伸び、かつ、周方向に幅広であり、先端側は、ピンローラ3の径と略同一の径を有して内周側に窪む円筒面14を有する。そして、円筒面14がピンローラ3の円筒面に内周側から当接している。これにより、円筒面14は、ピンローラ3にオイルを供給する給油面として機能する。
また、周方向に隣り合う2つの凸部13により、ラック2の歯が入り込む凹部15が形成されている。
【0016】
さらに、凸部13の側面の内、円筒面14に近い範囲は、ラック2の歯面にならう形状に設けられている(図2参照。)。そして、凹部15の内周側の底の部分は、周方向に隣り合う2つの凸部13を接続する接続部16をなす。
なお、実施例1の給油体5は、例えば、自身の中心軸を含む平面により2回対称となるように2つに分割された2つのパーツ5A、5Bを組み合わせて構成される(図5参照。)。
【0017】
〔実施例1の製造方法〕
実施例1のピニオン1の製造方法を説明する。
まず、実施例1の製造方法によれば、まず、支持体4の素材となる中間体Xを設ける。ここで、中間体Xは、胴部7およびフランジ部8A、8Bのそれぞれに相当する部分を一体的に有するボビン状を呈する(以下、中間体Xにおいてフランジ部8A、8Bのそれぞれに相当する部分を、フランジ部XA、XBと呼ぶことがある。)。
また、実施例1の製造方法では、いわゆる「削り出し」により中間体Xを設ける。例えば、中間体Xよりも大きい円柱状の材料から不要な部分を取り除いて中間体Xを設ける。
【0018】
そして、フランジ部XA、XBにドリル等の穴開け工具18を軸方向に貫通させて、フランジ部XA、XBの両方に一度に円孔9を設ける(図4参照。)。
引き続き、2つのパーツ5A、5Bを胴部7の周囲に組み付けて給油体5を構成する(図5参照。)。その後、ピンローラ3の両方の端部にベアリングおよびハウジング10を装着してフランジ部8A、8Bに組み付ける。
【0019】
〔実施例1の効果〕
実施例1のピニオン1は、円柱状の複数のピンローラ3を備え、それぞれのピンローラ3を歯先としてラック2に噛み合う。また、ピニオン1は、次のような支持体4および給油体5を備える。まず、支持体4は、胴部7および2つのフランジ部8A、8Bを有するボビン状に設けられ、複数のピンローラ3を、胴部7の周囲に、平行かつ円筒状に並ぶように、2つのフランジ部8A、8Bで支持する。
【0020】
次に、給油体5は、含油性の樹脂からなり、ピンローラ3に対し外周側に付勢する力を及ぼすように内周側からピンローラ3に接触することで、自身のオイルをピンローラ3に給油する。
これにより、実施例1のピニオン1によれば、潜在的に、給油能力を更に向上させる、という課題を解決することができる。
【0021】
すなわち、ピニオン1によれば、給油体5は、ピンローラ3に対し外周側に付勢する力を及ぼすように内周側から接触し、このような内周側からの接触によってピンローラ3にオイルを供給する。このため、給油体5は、ラック2が存在する方位に関わりなく、例えば、全ての方位に存在するピンローラ3に対して同時に内周側から接触して給油することができる。
【0022】
ここで、特許文献1、2に示す従来のピニオンでは、給油体がピンローラに対し内周側に付勢する力を及ぼすように外周側から接触する。この場合、ラックと給油体との立体的な干渉を避ける必要があるので、ラックが存在する方位には、給油体を配置することができない。このため、ラックが存在する方位では、ピンローラに給油することができない。
【0023】
これに対し、実施例1のピニオン1によれば、ラック2の位置に関わりなく、どの方位でも給油体5を存在させてピンローラ3に給油することができる。このため、例えば、全てのピンローラ3に対し内周側から給油体5を接触させることで、全てのピンローラ3に同時に給油することができるので、給油能力を高めることができる。
【0024】
また、給油体5は、ピンローラ3に内周側から当接する凸部13を有し、周方向に隣り合う2つの凸部13により、ラック2の歯が入り込む凹部15が形成されている。
これにより、ピンローラ3の内周側に給油体5を配置しても、ピンローラ3とラック2とを確実に噛み合わせることができる。
【0025】
また、給油体5は、次のような接続部16を有する。すなわち、接続部16は、周方向に隣り合う2つの凸部13を接続するとともに、凹部15の内周側の底をなす。
これにより、複数の凸部13は一体物としてまとまるので、部品点数を減らすことができるとともに、給油体5の組み付けを簡易化することができる。
【0026】
さらに、給油体5は、胴部7の周囲を回る周方向に関して2つに分割されたパーツ5A、5Bを有する。そして、ピニオン1の製造方法によれば、パーツ5A、5Bを胴部7の周囲に組み付けた後、複数のピンローラ3をフランジ部8A、8Bに組み付ける。
これにより、支持体4の素材として、ピンローラ3の軸合わせが容易なボビン状の中間体Xを用いる場合に、給油体5をピンローラ3の内周側に確実に組み付けることができる。
【0027】
ここで、ピニオン1の製造は、2つのフランジ部8A、8Bに対するピンローラ3の軸合わせの容易性から、次のように行われる。
すなわち、予めボビン状の中間体Xを設け、中間体Xにおいて、ピンローラ3を支持するための円孔9を、フランジ部XA、XBに一度に設け、その後、ピンローラ3を組み付ける。このため、給油体5は、ピンローラ3を支持体4に組み付ける前に、フランジ部8A、8Bで挟まれた領域に組み付けておく必要がある。
【0028】
そこで、給油体5を、例えば、周方向に2分割したパーツ5A、5Bを組み合わせて構成するように、設定しておく。そして、ピンローラ3を支持体4に組み付ける前に、パーツ5A、5Bを胴部7の周囲に組み付けて給油体5を形成する。
これにより、ピンローラ3の内周側に給油体5を確実に組み付けることができる。
【0029】
〔実施例2〕
実施例2のピニオン1によれば、給油体5は、周方向に関して分断する合口20を有する環状体である(図6参照。)。そして、実施例2の製造方法では、合口20を広げて胴部7の外周に給油体5を嵌めた後、複数のピンローラ3をフランジ部8A、8Bに組み付ける。
これにより、実施例1と同様に、給油体5をピンローラ3の内周側に確実に組み付けることができる。
【0030】
〔実施例3〕
実施例3のピニオン1によれば、給油体5は、周方向に関して複数のパーツに分割されておらず、かつ、合口20を有さず、一体物として設けられている(以下、周方向に関して複数のパーツに分割されておらず、かつ、合口20を有さず、一体物として設けられている給油体5を「非分割型の給油体5」と呼ぶことがある。)。
【0031】
また、実施例3の製造方法によれば、次のような材料X1、X2をネジ締結することで中間体Xを設ける(図7参照。)。ここで、材料X1は、支持体4における胴部7および一方のフランジ部8Aに相当する部分(中間体Xのフランジ部XAに相当する部分)からなり、材料X2は、他方のフランジ部8Bに相当する部分(中間体Xのフランジ部XBに相当する部分)からなる。
【0032】
そして、実施例3では、材料X1、X2の間に非分割型の給油体5を挟んだ状態で、材料X1、X2をネジ締結する。
その後、実施例1と同様に、フランジ部XA、XBに相当する部位に穴開け工具18を軸方向に貫通させて、フランジ部XA、XBの両方に一度に円孔9を設ける(図8参照。)。
【0033】
このとき、穴開け工具18は、例えば、凸部13の先端近傍を通過するように操作される。このため、穴開け工具18は、凸部13の先端を僅かに削りながら、フランジ部XA、XBの両方に一度に円孔9を設ける。その後、ピンローラ3の両方の端部にベアリングおよびハウジング10を装着してフランジ部8A、8Bに組み付ける。
【0034】
〔変形例〕
本願発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、実施例1~3のピニオン1によれば、給油体5は、凸部13および接続部16を一体物として有していたが、給油体5の態様はこのような態様に限定されない。
例えば、給油体5を、接続部16を有さない態様で設けてもよい(図9参照。)。すなわち、給油体5を凸部13のみで設け、胴部7に、それぞれの凸部13の嵌め代が嵌る篏合穴を設け、篏合穴に嵌め代を嵌めることで給油体5を構成してもよい。
【0035】
また、実施例1~3のピニオン1によれば、ピンローラ3の径と略同一の径を有する円筒面14を給油面として機能させていたが、例えば、給油面を、次のような2つの平面22A、22Bにしてもよい。すなわち、給油面をなす2つの平面22A、22Bを、軸方向に垂直な断面において鈍角を形成するように、かつ、互いに交差してできる直線が軸方向に平行となるように設けてもよい(図10参照。)。
また、実施例1、2のピニオン1によれば、給油体5は、自身の弾性によりピンローラ3に接触していたが、例えば、バネにより給油体5をピンローラ3に接触させてもよい。
【0036】
また、実施例1~3のピニオン1によれば、凸部13は、軸方向に長い形状であり、フランジ部8A、8Bで挟まれた領域の軸方向の全範囲でピンローラ3の円周面に当接していたが、例えば、次のような形状に凸部13を設けてもよい。すなわち、給油体5を、全周で外周側に突き出る形状に設け(図11参照。)、ピンローラ3の外周面の内、軸方向に関して1点で接触させて給油するようにしてもよい。
【0037】
また、実施例1のピニオン1によれば、給油体5は、自身の中心軸を含む平面で、2回対称となるように2つに分割された2つのパーツ5A、5Bを組み合わせて構成されていたが、このような態様に限定されない。例えば、給油体5を、3回対称となるように3つに分割された3つのパーツを組み合わせて構成してもよく、さらに、回転対称性を有さない態様で周方向に関して分割された複数のパーツを組み合わせて構成してもよい。
【0038】
さらに、実施例3のピニオン1の製造方法によれば、非分割型の給油体5を、円孔9を設ける前に中間体Xに組み付けていたが、非分割型の給油体5を用いる場合に、次のようにしてピニオン1を製造してもよい。
すなわち、給油体5を材料X1、X2で挟まない状態で、材料X1、X2をネジ締結して中間体Xを設け、穴開け工具18によりフランジ部XA、XBの両方に一度に円孔9を設ける(図12および図13参照。)。その後、一旦、ネジ締結を解除して材料X1、X2に分解し、材料X1、X2の間に非分割型の給油体5を挟んで、再度、材料X1、X2をネジ締結する(図14および図15参照。)。
【0039】
なお、この変形例では、円孔9を設けた後に、一旦、支持体5のネジ締結を解除して材料X1、X2に分解する。このため、再度、材料X1、X2をネジ締結するときに、材料X1、X2それぞれの円孔9同士の軸合わせを行ったり、支持体5のネジ締結を解除するときに、円孔9同士の軸ずれ防止策を施したりしてもよい。
【0040】
また、実施例1~3のピニオン1によれば、給油体5は、含油性の樹脂であったが、含油性の材料であれば、他の材料を給油体5として採用してもよく、例えば、含油性の金属を給油体5として採用してもよい。
さらに、実施例1~3のピニオン1によれば、ラック2と組み合わされてラック・アンド・ピニオン式の駆動力伝達装置を構成していたが、ピニオン1をラック2以外の歯車(例えば、平歯車)に噛み合わせてラック・アンド・ピニオン式以外の駆動力伝達装置を構成してもよい。
【符号の説明】
【0041】
1 ピニオン 2 ラック 3 ピンローラ 4支持体 5 給油体 7 胴部 8A、8B フランジ部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15