CN110892166A - 接头装置 - Google Patents

Abstract

本发明的接头装置具备：第一联接构件(24a)，其在圆盘面上具有第一齿(30a)；第二联接构件(24b)，其在圆盘面上具有第二齿(30b)；以及紧固构件(24c)，其在中央部紧固第一联接构件(24a)与第二联接构件(24b)。将基准面(31)设为与圆盘面平行的表面。将齿面角度设为与第一联接构件(24a)的径向垂直的截面上的、第一齿(30a)与第二齿(30b)的啮合齿面(26a1)与基准面(31)的相交线上的点C处的、啮合齿面(26a1)的切线(26a2)与基准面(31)所成的锐角的角度。第一齿(30a)的齿面角度α、β沿着第一联接构件(24a)的径向而变化。

Description

接头装置

技术领域

本发明涉及一种接头装置。

背景技术

接头装置用于连接两个部件，例如用于传递转矩的轴。作为这样的接头装置，例如有专利文献1所记载的鼠牙盘。鼠牙盘通过组合两个在平面部配置有多个齿的圆盘状的齿轮(端面齿轮)而构成，一个齿轮是从动侧鼠牙盘，另一个齿轮是驱动侧鼠牙盘。从动侧鼠牙盘的齿与驱动侧鼠牙盘的齿相互啮合。鼠牙盘的特征在于，在从动侧鼠牙盘和驱动侧鼠牙盘紧固时，能够确保齿面的接触面积较大，因此能够紧凑地传递过大的转矩，以及，齿高从外周部朝向中心部变低，因此在紧固时能够得到自动调芯作用。例如，在专利文献2中，记载了在涡轮压缩机的转子中，作为叶轮和支承叶轮的旋转轴的接头装置，也可以使用鼠牙盘。在专利文献2所记载的涡轮压缩机的转子中，通过鼠牙盘的自动调芯作用，仅通过贯通叶轮的旋转中心的拉紧螺栓来施加紧固力，就能够简便地紧固叶轮与旋转轴。

鼠牙盘例如可以在内燃机用连杆机构的致动器中使用。在专利文献3中，记载了内燃机用连杆机构的致动器的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开2006-022893号公报

专利文献2:日本专利特开2008-133745号公报

专利文献3:日本专利特开2011-169152号公报

发明内容

发明要解决的问题

图6A和图6B是沿径向截取的截面图，示出了鼠牙盘24的紧固部分。图6A是表示用螺栓24c紧固从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之前的状态的图。图6B是表示用螺栓24c紧固从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之后的状态的图。作为紧固构件的螺栓24c插通鼠牙盘24的中央部，即，插通从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的中央部。

如图6A所示，在用螺栓24c紧固鼠牙盘24的中央部之前，从动侧鼠牙盘24a的齿面24a1与驱动侧鼠牙盘24b的齿面24b1相互无间隙地接触。

若在组装鼠牙盘24时用螺栓24c紧固鼠牙盘24的中央部，则从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b在相互啮合的齿面上不作用均匀的紧固力，而在螺栓24c附近的内周部作用过大的紧固力。其结果是，在从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的内周部，由于高的表面压力而产生摩擦力，不会产生成为微动磨损的主要原因的齿面间的相对滑动(从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之间的齿面的相对滑动)。但是，在从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的外周部，由于只作用微小的紧固力，因此是容易发生齿面的相对滑动的状态。

在为了提高鼠牙盘24的紧固能力而对螺栓24c施加较高的轴向力的情况下，在鼠牙盘24的中央部会产生过大的压缩力。

如图6B所示，当在鼠牙盘24的中央部产生过大的压缩力时，不发生齿面的相对滑动的内周部的端部发挥旋转中心那样的作用，外周部浮起，从动侧鼠牙盘24a的齿面24a1与驱动侧鼠牙盘24b的齿面24b1相互分离。由于这些齿面以旋转中心为基准以画圆的方式分离，因此驱动侧鼠牙盘24b的齿仅在内周部与从动侧鼠牙盘24a的齿接触，外周部从从动侧鼠牙盘24a浮起。由于在从动侧鼠牙盘24a的齿面24a1与驱动侧鼠牙盘24b的齿面24b1之间产生有间隙，因此，鼠牙盘24的外周部不产生表面压力，不作用由摩擦产生的约束力。其结果是，在施加了转矩负载时，在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b的齿面之间产生相对滑动，由微动磨损引起的齿面的损伤变得显著。

本发明是鉴于上述实际情况而完成的，其目的在于提供一种接头装置，在鼠牙盘中，能够减少转矩负载时的从动侧鼠牙盘与驱动侧鼠牙盘的齿面之间产生的相对滑动量，能够抑制由微动磨损引起的齿面的损伤。

用于解决问题的技术手段

本发明的接头装置具备：第一联接构件，其为圆盘状，在圆盘面上具有多个第一齿；第二联接构件，其为圆盘状，在圆盘面上具有与所述第一联接构件所具有的所述第一齿啮合的多个第二齿；以及紧固构件，其插通所述第一联接构件和所述第二联接构件的中央部，紧固所述第一联接构件与所述第二联接构件。所述第一齿沿所述第一联接构件的径向延伸。所述第二齿沿所述第二联接构件的径向延伸。将基准面设为与所述圆盘面平行的表面。将齿面角度设为与所述第一联接构件的所述径向垂直的截面上的、在所述第一齿与所述第二齿的啮合齿面与所述基准面的相交线上的点处的、所述啮合齿面的切线与所述基准面所成的锐角的角度。所述第一齿的所述齿面角度沿着所述第一联接构件的所述径向而变化。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种接头装置，其能够减少在鼠牙盘中因转矩负载而在从动侧鼠牙盘与驱动侧鼠牙盘的齿面之间产生的相对滑动量，能够抑制因微动磨损而引起的齿面的损伤。

附图说明

图1是设置有具备本发明的接头装置的致动器的内燃机用连杆机构的概略图。

图2是具备实施例1的接头装置的、内燃机用连杆机构的致动器的截面图。

图3是实施例1的接头装置(鼠牙盘)的分解图。

图4A是从动侧鼠牙盘的立体图，是表示从动侧鼠牙盘的齿形的例子的图。

图4B是驱动侧鼠牙盘的立体图，是表示驱动侧鼠牙盘的齿形的例子的图。

图5A是表示以往的接头装置中的从动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图5B是表示以往的接头装置中的驱动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图5C是表示实施例1的接头装置中的从动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图5D是表示实施例1的接头装置中的驱动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图6A是沿径向截取的、表示鼠牙盘的紧固部分的截面图，是表示用螺栓紧固从动侧鼠牙盘与驱动侧鼠牙盘之前的状态的图。

图6B是沿径向截取的、表示鼠牙盘的紧固部分的截面图，是表示用螺栓紧固从动侧鼠牙盘与驱动侧鼠牙盘之后的状态的图。

图7A是表示在用螺栓紧固鼠牙盘之前，从动侧鼠牙盘的齿与驱动侧鼠牙盘的齿啮合时的齿形的图。

图7B是表示用螺栓紧固鼠牙盘之后的、从动侧鼠牙盘的齿的齿形和驱动侧鼠牙盘的齿的齿形的图。

图7C是表示在用螺栓紧固以往的鼠牙盘之前，从动侧鼠牙盘的齿与驱动侧鼠牙盘的齿啮合时的三个截面上的齿形的形状的图。

图7D是表示用螺栓紧固以往的鼠牙盘之后的三个截面上的齿形的形状的图。

图7E是表示在用螺栓紧固实施例1的鼠牙盘之前，从动侧鼠牙盘的齿与驱动侧鼠牙盘的齿啮合时的三个截面上的齿形的形状的图。

图7F是表示用螺栓紧固实施例1的鼠牙盘之后的三个截面上的齿形的形状的图。

图8A是表示实施例2的鼠牙盘中的从动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图8B是表示实施例2的鼠牙盘中的驱动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图9A是表示在实施例2中从动侧鼠牙盘的齿形的啮合齿面的图。

图9B是表示在实施例2中图9A所示的齿形的齿顶面的图。

图10A是表示实施例3的鼠牙盘中的从动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图10B是表示实施例3的鼠牙盘中的驱动侧鼠牙盘的齿的齿形的示意图。

图11A是表示在实施例3中从动侧鼠牙盘的齿形的啮合齿面的图。

图11B是表示在实施例3中图11A所示的齿形的齿顶面的图。

图12是表示针对鼠牙盘的齿形为以往的形状、实施例2中的形状、以及实施例3中的形状的情况，通过数值解析求出的相对滑动量的图。

具体实施方式

本发明的接头装置例如能够在内燃机用连杆机构的致动器所具备的鼠牙盘中使用。

如使用图6A和图6B所说明的那样，在鼠牙盘24中，由于在组装时用螺栓24c紧固中央部时的螺栓轴向力，在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之间，在供螺栓24c插通的中央部附近的内周部(径向内侧)，施加高的表面压力而产生摩擦力。但是，在外周部(径向外侧)，由于不施加表面压力，因此不作用由摩擦产生的约束力，在施加了转矩负载时，在齿面间发生相对滑动，齿面由于微动磨损而损伤。

本发明的接头装置(鼠牙盘)能够减少因螺栓24c的轴向力而在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b的齿面外周部之间产生的相对滑动量，能够抑制由微动磨损引起的齿面的损伤。进一步地，在本发明的接头装置中，通过对鼠牙盘24的外周部施加表面压力并降低内周部的表面压力，从而将螺栓24c的紧固力从中央部(内周部)分配到外周部，由此能够进一步提高螺栓24c的轴向力，还能够进一步提高螺栓24c的紧固力。

以下，对本发明的实施例的接头装置(鼠牙盘)进行说明。

实施例1

图1是设有具备本发明的接头装置的致动器的内燃机用连杆机构的概略图。该连杆机构的基本构成例如记载在专利文献3(特别是图1和其说明)中，因此在此简单地进行说明。

在内燃机的气缸体的气缸内往复运动的活塞1上经由活塞销2旋转自如地连结有上连杆3的上端。在上连杆3的下端经由连结销6旋转自如地连接有下连杆5。在下连杆5上经由曲柄销4a旋转自如地连接有曲轴4。另外，在下连杆5上经由连结销8旋转自如地连结有第一控制连杆7的上端部。第一控制连杆7的下端部与具有多个连杆构件的连杆机构9连结。连杆机构9是内燃机的连杆机构，具备第一控制轴10、第二控制轴(致动器的控制轴)11以及第二控制连杆12。

第一控制轴10与沿内燃机内部的气缸列方向延伸的曲轴4平行地延伸。第一控制轴10具有第一轴颈部10a、控制偏心轴部10b、偏心轴部10c、第一臂部10d以及第二臂部10e。第一轴颈部10a旋转自如地支承在内燃机主体上。控制偏心轴部10b旋转自如地与第一控制连杆7的下端部连结，设置在相对于第一轴颈部10a偏心规定量的位置。偏心轴部10c旋转自如地与第二控制连杆12的一端部12a连结，设置在相对于第一轴颈部10a偏心规定量的位置。第一臂部10d的一端与第一轴颈部10a连结，另一端与第一控制连杆7的下端部连结。第二臂部10e的一端与第一轴颈部10a连结，另一端与第二控制联杆12的一端部12a连结。

第二控制连杆12的另一端部12b旋转自如地与臂连杆13的一端连结。在臂连杆13的另一端以不能相对移动的方式连结有第二控制轴11。臂连杆13是与第二控制轴11分体的构件。

第二控制轴11经由多个轴颈部旋转自如地被支承在后述的致动器的外壳内。

第二控制连杆12连结第一控制轴10与第二控制轴11。第二控制连杆12为杆形状，与偏心轴部10c连结的一端部12a为大致直线形状，与臂连杆13连结的另一端部12b为弯曲形状。在一端部12a的顶端部具有供偏心轴部10c转动自如地插通的插通孔。

第二控制轴11通过经由内燃机用连杆机构的致动器所具备的波动齿轮减速机从电动马达传递来的转矩而旋转。当第二控制轴11旋转时，臂连杆13以第二控制轴11为中心旋转，第一控制轴10经由第二控制连杆12而旋转，第一控制连杆7的下端部的位置被变更。由此，下连杆5的姿势变化，活塞1在气缸内的行程位置、行程量变化，内燃机压缩比随之而被变更。

接着，使用图2说明具备本发明的实施例1的接头装置的、内燃机用连杆机构的致动器的构成。

图2是具备本发明的实施例1的接头装置的、内燃机用连杆机构的致动器100的截面图。内燃机用连杆机构的致动器100具备电动马达22、波动齿轮减速机21、鼠牙盘24、外壳20以及第二控制轴11。

电动马达22例如是无刷马达，具备马达壳体45、线圈46、转子47以及马达输出轴48。马达壳体45是有底的圆筒状构件。线圈46固定在马达壳体45的内周面上。转子47旋转自如地设置在线圈46的内侧。马达输出轴48固定在转子47的中心，其一端部由设置在马达壳体45的底部的滚珠轴承52可旋转地支承。

波动齿轮减速机21使马达输出轴48的旋转速度减慢，将马达输出轴48的转矩传递到第二控制轴11。

第二控制轴11旋转自如地支承在外壳20上，并具有轴部主体23及鼠牙盘24。轴部主体23沿致动器100的轴向延伸。鼠牙盘24具有从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b，从动侧鼠牙盘24a位于轴部主体23的一端部，直径与轴部主体23相同，驱动侧鼠牙盘24b具有朝向轴部主体23的径向外侧延伸的部分。从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b在鼠牙盘24的中央部通过螺栓24c(图2中未示出)紧固。轴部主体23和从动侧鼠牙盘24a成为一体，构成由铁系金属材料形成的第二控制轴11。驱动侧鼠牙盘24b具有沿外周部的圆周方向等间隔地形成的多个螺栓插通孔。通过插通在该螺栓插通孔中的螺栓，驱动侧鼠牙盘24b与波动齿轮减速机21的挠性外齿轮36的凸缘部36b结合。

此外，在鼠牙盘24中，从动侧鼠牙盘24a的位置和驱动侧鼠牙盘24b的位置也可以相互调换。

波动齿轮减速机21具有刚性内齿轮27、配置在刚性内齿轮27的内部的挠性外齿轮36、配置在挠性外齿轮36的内部的波动发生器37、以及与波动发生器37的中央部连接的输入轴，该波动齿轮减速机21安装在电动马达22的一端部。该输入轴是电动马达22的马达输出轴48。另外，在挠性外齿轮36上连接有输出轴。该输出轴是致动器100的第二控制轴11。

接着，使用图3、图4A～4B、以及图5A～5D，说明本发明的实施例1的接头装置(鼠牙盘24)的构成。

图3是本实施例的鼠牙盘24的分解图。鼠牙盘24具备从动侧鼠牙盘24a、驱动侧鼠牙盘24b、以及螺栓24c(参照图6A、6B)。作为紧固构件的螺栓24c在图3中未示出。从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b通过螺栓24c相互紧固，该螺栓24c插通从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的中央部、即鼠牙盘24的中央部。

图4A是从动侧鼠牙盘24a的立体图，是表示从动侧鼠牙盘24a的齿形的例子的图。图4B是驱动侧鼠牙盘24b的立体图，是表示驱动侧鼠牙盘24b的齿形的例子的图。从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b是圆盘状的齿轮，分别在圆盘面上具备多个齿30a和多个齿30b。齿30a和齿30b分别在从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的周向上等间隔地配置，沿径向延伸。齿30a和齿30b相互啮合。

在从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b中，将与设有齿30a和齿30b的表面平行的表面(与从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的圆盘面平行的表面，即，与螺栓24c的螺栓轴向垂直的表面)称为基准面31。

在齿30a和齿30b中以如下方式定义齿面角度。齿面角度是与径向(齿的延伸方向)垂直的截面上的、啮合齿面与基准面31的相交线上的点处的、啮合齿面的切线与基准面31所成的角度(锐角的角度)。啮合齿面是指齿30a和齿30b啮合时相互接触的齿面的部分。

图5A是表示以往的接头装置(鼠牙盘)中的从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形25a的示意图。图5B是表示以往的接头装置(鼠牙盘)中的驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形25b的示意图。

在图5A中，啮合齿面25a1的齿面角度是与齿形25a的径向垂直的截面上的、齿面25a1与基准面31的相交线上的点A处的、齿面25a1的切线25a2与基准面31所成的角度。在图5B中，啮合齿面25b1的齿面角度是与齿形25b的径向垂直的截面上的、齿面25b1与基准面31的相交线上的点B处的、齿面25b1的切线25b2与基准面31所成的角度。

在以往的接头装置中，从动侧鼠牙盘24a的齿形25a的齿面25a1和驱动侧鼠牙盘24b的齿形25b的齿面25b1的齿面角度与齿面25a1、25b1的径向位置无关，是固定的值α。

图5C是表示本实施例的接头装置(鼠牙盘)中的从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形26a的示意图。图5D是表示本实施例的接头装置(鼠牙盘)中的驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形26b的示意图。

在图5C中，齿30a的齿形26a的啮合齿面26a1的齿面角度是与齿形26a的径向垂直的截面上的、齿面26a1与基准面31的相交线上的点C处的、齿面26a1的切线26a2与基准面31所成的角度(锐角)。在图5D中，啮合齿面26b1的齿面角度是与齿形26b的径向垂直的截面上的、齿面26b1与基准面31的相交线上的点D处的、齿面26b1的切线26b2与基准面31所成的角度。此外，在本实施例中，齿面26a1和齿面26b1是平面。

在本实施例的接头装置中，从动侧鼠牙盘24a的齿形26a的齿面26a1和驱动侧鼠牙盘24b的齿形26b的齿面26b1的齿面角度沿着齿面26a1、26b1的径向而变化。例如，如图5C和图5D所示，齿面26a1和齿面26b1的齿面角度在内周部(径向内侧)为α，但沿径向而变化，在外周部(径向外侧)为β(α<β)。由于从动侧鼠牙盘24a的齿30a与驱动侧鼠牙盘24b的齿30b啮合，因此齿面角度在齿30a的齿面26a1和齿30b的齿面26b1上沿着径向同样地变化。

图7A是表示在用螺栓24c紧固鼠牙盘24之前，从动侧鼠牙盘24a的齿30a与驱动侧鼠牙盘24b的齿30b啮合时的齿30a的齿形25a的图。在图7A中，齿30a的齿形25a的啮合齿面25a1与齿30b的齿形25b的啮合齿面25b1以相互一致的方式相接(在图7A中，齿形25b由于轮廓与齿形25a一致而未示出)。

图7B是表示用螺栓24c紧固鼠牙盘24后的从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形25a和驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形25b的图。在图7B中，齿形25a的啮合齿面25a1与齿形25b的啮合齿面25b1相互不一致，从内周部(径向内侧)朝向外周部(径向外侧)偏移变大。即，在鼠牙盘24中，当用螺栓24c紧固时，在从动侧鼠牙盘24a和驱动侧鼠牙盘24b的外周部(径向外侧)，齿面25a1和齿面25b1相互较大地偏离。因此，如使用图6B所说明的那样，在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之间，不会在外周部(径向外侧)施加表面压力，不作用由摩擦产生的约束力。

图7A和图7B表示齿形25a和齿形25b的、与径向垂直的3个截面L、M及N。截面L、M及N按照该顺序从径向的内侧朝向外侧定位。

图7C是表示在用螺栓24c紧固以往的鼠牙盘24之前，从动侧鼠牙盘24a的齿30a与驱动侧鼠牙盘24b的齿30b啮合时的、截面L、M及N处的齿形25a和齿形25b的形状的图。

图7D是表示用螺栓24c紧固以往的鼠牙盘24后的、截面L、M及N处的齿形25a和齿形25b的形状的图。

使用图7C和图7D，说明在用螺栓24c紧固以往的鼠牙盘24时的、齿形25a的啮合齿面25a1与齿形25b的啮合齿面25b1的啮合状态的变化。

如图7C所示，在用螺栓24c紧固之前，齿形25a的齿面25a1与齿形25b的齿面25b1以相互一致的方式相接。齿面25a1的齿面角度和齿面25b1的齿面角度分别与齿面25a1和齿面25b1的径向的位置无关，为固定的值α。

使用图7D说明用螺栓24c紧固后的齿面25a1和齿面25b1的啮合状态的变化。在用螺栓24c紧固后，如使用图6B和图7B说明的那样，在外周部(径向外侧)，齿面25a1和齿面25b1相互较大地偏离，驱动侧鼠牙盘24b的外周部从从动侧鼠牙盘24a浮起。此时，如图7D所示，由于齿面25a1和齿面25b1的齿面角度与径向的位置无关，为固定的值α，因此在外周部不会产生由齿面角度引起的对齿面25a1的表面压力。因此，在外周部，不会在齿面25a1与齿面25b1之间作用由摩擦产生的约束力。

图7E是表示在用螺栓24c紧固本实施例的鼠牙盘24之前，从动侧鼠牙盘24a的齿30a与驱动侧鼠牙盘24b的齿30b啮合时的、截面L、M及N处的齿形26a和齿形26b的形状的图。

图7F是表示用螺栓24c紧固本实施例的鼠牙盘24后的、截面L、M及N处的齿形26a和齿形26b的形状的图。

使用图7E和图7F，说明在用螺栓24c紧固本实施例的鼠牙盘24时的、齿形26a的啮合齿面26a1与齿形26b的啮合齿面26b1的啮合状态的变化。

如图7E所示，在用螺栓24c紧固之前，齿形26a的齿面26a1与齿形26b的齿面26b1以相互一致的方式相接。齿面26a1的齿面角度和齿面26b1的齿面角度分别根据齿面26a1和齿面26b1的径向的位置而不同。如截面L、M及N所示，齿面角度沿着径向从内周部朝向外周部(从径向的内侧朝向外侧)以α、γ、β的方式变化(α<γ<β)。

在以往的鼠牙盘24中，在用螺栓24c紧固后，齿面25a1和齿面25b1在外周部(径向外侧)相互较大地偏离，驱动侧鼠牙盘24b的外周部从从动侧鼠牙盘24a浮起。

如图7F所示，在本实施例的鼠牙盘24中，在用螺栓24c紧固后，齿面26a1和齿面26b1的齿面角度根据径向的位置而不同，因此，在外周部也会产生因相互接触的齿面26a1、26b1的齿面角度而引起的对齿面26a1的表面压力32。齿面26a1承受螺栓24c的转矩负载的角度根据齿面角度(即，根据径向的位置)而不同，齿面26a1承受的表面压力32也不同。在图7E和图7F的例子中，齿面角度从内周部朝向外周部变大(α<γ<β)，因此齿面26a1承受的表面压力32也从内周部朝向外周部变大。此外，在截面M和N中，示出了形状因螺栓24c的转矩负载所产生的表面压力32而变化的齿形26a和齿形26b。

在本实施例的鼠牙盘24中，齿形26a和齿形26b具有齿面角度根据径向的位置而不同的形状，因此，在齿面25a1上，在外周部也产生由沿着齿形26a和齿形26b的径向的形状的变化而引起的表面压力32。即，在外周部，即使驱动侧鼠牙盘24b要从从动侧鼠牙盘24a浮起，由于齿形26a和齿形26b的形状沿径向变化，因此使齿面26a1与齿面26b1接触，能够在这些齿面之间产生表面压力32。

由此，在本实施例的鼠牙盘24中，能够抑制在齿面26a1与齿面26b1之间产生摩擦力，并抑制驱动侧鼠牙盘24b从从动侧鼠牙盘24a浮起。其结果是，与以往相比，能够减少因转矩负载而在齿面26a1和齿面26b1之间产生的相对滑动量，能够抑制由微动磨损引起的齿面26a1、26b1的损伤。

在本实施例中，在从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形26a和驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形26b中，外周部的齿面角度β比内周部的齿面角度α大，但齿面角度也可以沿径向任意变化。例如，即使内周部的齿面角度α比外周部的齿面角度β大，也能够减少在齿面26a1与齿面26b1之间产生的相对滑动量。但是，由于螺栓24c的紧固力作用在螺栓轴向上，螺栓24c的紧固所产生的转矩负载作用在与包含螺栓轴的平面垂直的方向上，因此外周部的齿面角度β优选比内周部的齿面角度α大。若外周部的齿面角度β比内周部的齿面角度α大，则在外周部，齿面以比内周部更接近垂直的角度承受由转矩负载产生的表面压力32，能够减小产生作用在齿面26a1与齿面26b1之间的齿面的相对滑动的力，能够进一步减少在齿面26a1与齿面26b1之间产生的相对滑动量。

齿面角度优选沿径向从内周部朝向外周部变大。另外，齿面角度优选沿径向单调地变化。因此，齿面角度更优选沿着径向从内周部朝向外周部单调地增加。

在鼠牙盘中，齿高(齿的高度)从外周部朝向内周部变低，因此，即使在本实施例的鼠牙盘24中，也能够使从动侧鼠牙盘的齿形26a和驱动侧鼠牙盘的齿形26b的齿高从外周部朝向内周部变低。

齿形26a也可以以周向的长度随着沿着从动侧鼠牙盘24a的径向从从动侧鼠牙盘24a的内周部朝向外周部而变长(齿30a的厚度变厚)的方式构成。若周向的长度从内周部朝向外周部变长，则在用螺栓24c紧固时能够得到自动调芯作用。通过该自动调芯作用，仅通过螺栓24c赋予紧固力，就能够简便地紧固从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b。齿形26b也与齿形26a同样，也可以以周向的长度从内周部朝向外周部变长的方式构成。

实施例2

使用图8A、图8B、图9A、图9B，说明本发明的实施例2的接头装置(鼠牙盘)。本实施例的鼠牙盘24具有与实施例1的鼠牙盘24相同的构成，以下，对与实施例1的鼠牙盘24不同的构成(齿面的形状)进行说明。

图8A是表示本实施例的鼠牙盘24中的从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形27a的示意图。图8B是表示本实施例的鼠牙盘24中的驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形27b的示意图。

在本实施例的鼠牙盘24中，与实施例1的鼠牙盘24同样，从动侧鼠牙盘24a的齿形27a的啮合齿面27a1和驱动侧鼠牙盘24b的齿形27b的啮合齿面27b1的齿面角度沿齿面27a1、27b1的径向而变化。例如，如图8A和图8B所示，齿面27a1和齿面27b1的齿面角度在内周部(径向内侧)为α，在外周部(径向外侧)为β(α<β)。

在实施例1中，齿面26a1和齿面26b1为平面，但在本实施例中，齿面27a1和齿面27b1为曲面。齿面27a1和齿面27b1是能够相互啮合的形状。例如，如果齿面27a1和齿面27b1中的一个是向齿形的外侧凸出的曲面，则另一个是向齿形的内侧凸出的曲面。

由于齿面27a1和齿面27b1为曲面，因此齿面27a1和齿面27b1的相互接触面积能够确保为比实施例1的齿面26a1和齿面26b1(均为平面)的相互接触面积大。因此，在本实施例的鼠牙盘24中，作用在齿面27a1与齿面27b1之间的摩擦力的总和变大，能够更有效地抑制驱动侧鼠牙盘24b从从动侧鼠牙盘24a浮起。其结果是，在用螺栓24c紧固鼠牙盘24时，能够进一步减少因螺栓24c的转矩负载而在齿面27a1与齿面27b1之间产生的相对滑动量，能够更有效地抑制由微动磨损引起的齿面27a1、27b1的损伤。

图9A是表示从动侧鼠牙盘24a的齿形27a的啮合齿面27a1的图。图9A所示的啮合齿面27a1是使从动侧鼠牙盘24a的齿30a与驱动侧鼠牙盘24b的齿30b啮合时的相互接触的齿面。

图9A所示的齿面27a1通过如下方式得到：在径向上准备多个与齿形27a的径向(齿宽)垂直的截面，在这些截面的每一个中定义曲线，将这些多个曲线在径向上排列并相互插补。其中，以齿面角度根据齿面27a1的径向的位置而不同的方式(沿径向变化的方式)，将多个曲线沿径向排列并相互插补。

在本实施例中，在与齿形27a的径向垂直的截面中定义的曲线(表示啮合齿面27a1的、与齿形27a的径向垂直的截面中的形状的曲线)由下式(1)表示。

[式1]

以下，将式(1)所示的曲线称为“布莱恩曲线”。在布莱恩曲线中，用极坐标(r_b，θ)表示与齿形27a的径向垂直的截面上的坐标(x_bry，y_bry)。使用布莱恩曲线，将θ作为参变量并使其变化，由此得到表示齿形27a的啮合齿面27a1的曲线。r_b是由齿30a的齿高(齿30a的高度)等齿30a的齿形27a的大小决定的常数。

在本实施例中，在与齿形27a的径向垂直的任意的截面中，啮合齿面27a1的形状用布莱恩曲线表示。此外，一个齿形27a在齿的厚度方向(鼠牙盘24的周向)上具有与齿顶面(齿的顶部)连接的两个啮合齿面27a1，但优选任一个齿面27a1都是使用布莱恩曲线构成的曲面。

图9B是表示图9A所示的齿形27a的齿顶面27c的图。齿顶面27c是连接两个啮合齿面27a1的表面(齿的顶部的表面)，由平面或任意的曲面构成。但是，关于齿顶面27c，在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b啮合时，使齿顶面27c不与驱动侧鼠牙盘24b的齿根干扰。

此外，在鼠牙盘中，齿高(齿的高度)从外周部朝向内周部变低。因此，在本实施例的鼠牙盘24中，也能够使从动侧鼠牙盘的齿形27a和驱动侧鼠牙盘的齿形27b的齿高从外周部朝向内周部变低。

布莱恩曲线是发明人独自发现的曲线，是使齿形27a的啮合齿面27a1的形状尽可能膨胀，尽量增大齿面27a1的表面积(即齿面27a1与齿面27b1的相互接触面积)的曲线。因此，在使用布莱恩曲线来确定齿形27a的形状的本实施例的鼠牙盘24中，作用于齿面27a1与齿面27b1之间的摩擦力的总和进一步增大，能够进一步减少在齿面27a1与齿面27b1之间产生的相对滑动量。

此外，在本实施例中，说明了从动侧鼠牙盘24a的齿形27a是使用布莱恩曲线表示的形状的例子，但驱动侧鼠牙盘24b的齿形27b也可以是使用布莱恩曲线表示的形状。如上所述，齿形27a的齿面27a1和齿形27b的齿面27b1是能够相互啮合的形状。

实施例3

使用图10A、图10B、图11A、图11B说明本发明的实施例3的接头装置(鼠牙盘)。本实施例的鼠牙盘24具有与实施例2的鼠牙盘24相同的构成，以下，对与实施例2的鼠牙盘24不同的构成(齿面的形状)进行说明。

图10A是表示本实施例的鼠牙盘24中的从动侧鼠牙盘24a的齿30a的齿形28a的示意图。图10B是表示本实施例的鼠牙盘24中的驱动侧鼠牙盘24b的齿30b的齿形28b的示意图。

在本实施例的鼠牙盘24中，与实施例2的鼠牙盘24同样，从动侧鼠牙盘24a的齿形28a的啮合齿面28a1和驱动侧鼠牙盘24b的齿形28b的啮合齿面28b1的齿面角度沿齿面28a1、28b1的径向而变化。例如，如图10A和图10B所示，齿面28a1和齿面28b1的齿面角度在内周部(径向内侧)为α，在外周部(径向外侧)为β(α<β)。

在本实施例中，齿面28a1和齿面28b1与实施例2同样为曲面，但曲面的形状与实施例2不同。

图11A是表示从动侧鼠牙盘24a的齿形28a的啮合齿面28a1的图。在本实施例中，在与齿形28a的径向垂直的截面中定义的曲线(表示啮合齿面28a1的、与齿形28a的径向垂直的截面中的形状的曲线)由下式(2)表示。

[式2]

式(2)是表示渐开线曲线的式子，用极坐标(r_b，θ)表示与齿形28a的径向垂直的截面上的坐标(x_inv，y_inv)。使用式(2)所示的渐开线曲线，以θ为参变量并使其变化，由此得到表示齿形28a的啮合齿面28a1的曲线。r_b是由齿30a的齿高(齿30a的高度)等齿30a的齿形28a的大小决定的常数。

在本实施例中，在与齿形28a的径向垂直的任意的截面中，啮合齿面28a1的形状用式(2)所示的渐开线曲线表示。此外，一个齿形28a在齿的厚度方向(鼠牙盘24的周向)上具有与齿顶面(齿的顶部)连接的两个啮合齿面28a1，但优选任一个齿面28a1都是使用式(2)所示的渐开线曲线而构成的曲面。

图11B是表示图11A所示的齿形28a的齿顶面28c的图。齿顶面28c是连接两个啮合齿面28a1的表面(齿的顶部的表面)，由平面或任意的曲面构成。但是，关于齿顶面28c，在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b啮合时，使齿顶面28c不与驱动侧鼠牙盘24b的齿根干扰。

此外，在鼠牙盘中，齿高(齿的高度)从外周部朝向内周部变低。因此，在本实施例的鼠牙盘24中，也能够使从动侧鼠牙盘的齿形28a和驱动侧鼠牙盘的齿形28b的齿高从外周部朝向内周部变低。

本实施例的鼠牙盘24与实施例2的鼠牙盘24同样，作用于齿面28a1与齿面28b1之间的摩擦力的总和进一步增大，能够进一步减少在齿面28a1与齿面28b1之间产生的相对滑动量。

在本实施例中，齿形28a的形状使用式(2)所示的渐开线曲线来确定。渐开线曲线是经常用于表示鼠牙盘等齿轮的形状的曲线。因此，本实施例的鼠牙盘24与实施例2的鼠牙盘24相比，能够使用现有的技术容易地制造齿。

接着，使用图12对本发明的效果进行说明。这里，示出了对显著得到本发明的效果的实施例2和实施例3的鼠牙盘24执行的数值分析的结果。在数值分析中，将在可适用本发明的鼠牙盘的产品(例如内燃机用连杆机构的致动器)中使用的鼠牙盘模型化，利用使用了有限元法的通用的结构分析软件求出了模型中的相对滑动量。求出的相对滑动量是在模型化的产品中，将用螺栓24c紧固鼠牙盘24的中央部时产生的最大转矩施加到螺栓24c上时的、从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b之间的齿面的相对滑动量(因螺栓24c的紧固而偏离的距离)。

图12是表示针对鼠牙盘24的齿形为以往的形状(齿面角度沿径向恒定)、实施例2中的形状、以及实施例3中的形状的情况，通过数值解析求出的相对滑动量的图。作为以往的齿形的形状，使用了常用的典型的鼠牙盘24的齿形。关于实施例2、3中的齿形的形状，为了能够充分减少相对滑动量，选择内周部(径向内侧)的齿面角度α和外周部(径向外侧)的齿面角度β(α<β)，并且使齿面角度沿径向变化。相对滑动量以以往形状的情况为基准(100％)。

如图12所示，成为微动磨损的主要原因的齿面间的相对滑动的量与以往的齿形相比，实施例2中的齿形降低到52.9％，实施例3中的齿形降低到32.6％。这样，在本实施例的鼠牙盘24中，能够减少因螺栓紧固时的螺栓24c的转矩负载而在从动侧鼠牙盘24a与驱动侧鼠牙盘24b的齿面之间产生的相对滑动量，能够抑制由微动磨损引起的齿面的损伤。

此外，本发明不限于上述实施例，可以进行各种变形。例如，上述实施例是为了易于理解地说明本发明而进行的详细说明，本发明不一定限定于具备所说明的全部构成的方式。另外，可以将某实施例的构成的一部分置换为其他实施例的构成。另外，也可以在某实施例的构成上增加其他实施例的构成。另外，对于各实施例的构成的一部分，可以删除，或者追加、置换其他构成。

符号说明

1…活塞、2…活塞销、3…上连杆、4…曲轴、4a…曲柄销、5…下连杆、6…连结销、7…第一控制连杆、8…连结销、9…连杆机构、10…第一控制轴、10a…第一轴颈部、10b…控制偏心轴部、10c…偏心轴部、10d…第一臂部、10e…第二臂部、11…第二控制轴、12…第二控制连杆、12a…第二控制连杆的一端部、12b…第二控制连杆的另一端部、13…臂连杆、20…外壳、21…波动齿轮减速机、22…电动马达、23…轴部主体、24…鼠牙盘、24a…从动侧鼠牙盘、24a1…齿面、24b…驱动侧鼠牙盘、24b1…齿面、24c…螺栓、25a…以往的从动侧鼠牙盘的齿形、25a1…啮合齿面、25a2…啮合齿面的切线、25b…以往的驱动侧鼠牙盘的齿形、25b1…啮合齿面、25b2…啮合齿面的切线、26a…实施例1的从动侧鼠牙盘的齿形、26a1…啮合齿面、26a2…啮合齿面的切线、26b…实施例1的驱动侧鼠牙盘的齿形、26b1…啮合齿面、26b2…啮合齿面的切线、27…刚性内齿轮、27a…实施例2的从动侧鼠牙盘的齿形、27a1…啮合齿面、27b…实施例2的驱动侧鼠牙盘的齿形、27b1…啮合齿面、27c…从动侧鼠牙盘的齿形的齿顶面、28a…实施例3的从动侧鼠牙盘的齿形、28a1…啮合齿面、28b…实施例3的驱动侧鼠牙盘的齿形、28b1…啮合齿面、28c…从动侧鼠牙盘的齿形的齿顶面、30a…从动侧鼠牙盘的齿、30b…驱动侧鼠牙盘的齿、31…基准面、32…表面压力、36…挠性外齿轮、36b…凸缘部、37…波动发生器、45…马达壳体、46…线圈、47…转子、48…马达输出轴、52…滚珠轴承、100…内燃机用连杆机构的致动器。

Claims (5)

1.一种接头装置，其特征在于，具备：

第一联接构件，其为圆盘状，在圆盘面上具有多个第一齿；

第二联接构件，其为圆盘状，在圆盘面上具有与所述第一联接构件所具有的所述第一齿啮合的多个第二齿；以及

紧固构件，其插通所述第一联接构件和所述第二联接构件的中央部，紧固所述第一联接构件与所述第二联接构件，

所述第一齿沿所述第一联接构件的径向延伸，

所述第二齿沿所述第二联接构件的径向延伸，

将基准面设为与所述圆盘面平行的表面，

若将齿面角度设为与所述第一联接构件的所述径向垂直的截面上的、所述第一齿与所述第二齿的啮合齿面与所述基准面的相交线上的点处的、所述啮合齿面的切线与所述基准面所成的锐角的角度，

则所述第一齿的所述齿面角度沿着所述第一联接构件的所述径向而变化。

2.根据权利要求1所述的接头装置，其特征在于，

所述第一齿的所述齿面角度沿着所述第一联接构件的所述径向，随着从所述第一联接构件的内周部朝向外周部而变大。

3.根据权利要求1或2所述的接头装置，其特征在于,

所述第一联接构件的所述啮合齿面和所述第二联接构件的所述啮合齿面是曲面。

4.根据权利要求3所述的接头装置，其特征在于，

所述第一齿在所述截面上的所述啮合齿面的形状用式(1)的曲线表示，在式(1)中，用极坐标(r_b，θ)表示所述截面上的坐标(x_bry，y_bry)，r_b是由所述第一齿的大小决定的常数，θ是参变量，

[式1]

5.根据权利要求3所述的接头装置，其特征在于，

所述第一齿在所述截面上的所述啮合齿面的形状用式(2)的曲线表示，在式(2)中，用极坐标(r_b，θ)表示所述截面上的坐标(x_inv，y_inv)，r_b是由所述第一齿的大小决定的常数，θ是参变量，

[式2]

Images