JP2000161469A - シザーズギヤ用サブギヤおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サブギヤの製造における工程数削減および
コスト低減を実現して低価格にするシザーズギヤ用サブ
ギヤおよびその製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 歯の接触側の面にインボリュート歯形
の歯面を形成し、非接触側の面に軸方向への型抜きを容
易にするための抜き勾配を設けた歯形形状の歯面を形成
するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギヤかみ合い騒音
を低減させるシザーズギヤに用いられるシザーズギヤ用
サブギヤおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のＤＯＨＣ（ダブルオーバーヘッ
ドカム）構造において、ギヤかみ合い騒音を低減させる
シザーズギヤを採用するものが増加している。例えば、
図６，７に示すような駆動軸１からカムシャフト２ａ，
２ｂおよびカムシャフト３ａ，３ｂ側へ動力を伝達する
バルブ駆動系では、タイミングベルト４を介してアイド
ラープーリー５，６を回転させ、アイドラープーリー
５，６と同軸に設けられているはすば歯車７，８によっ
てカムシャフトドライブギヤ９ａ，９ｂおよび１０ａ，
１０ｂを回転させることにより、カムシャフト２ａ，２
ｂおよび３ａ，３ｂを回転させる。

【０００３】このようなバルブ駆動系のカムシャフトド
ライブギヤ９ａ，９ｂおよび１０ａ，１０ｂには、図８
に示すようなメインギヤ２１とサブギヤ２２の２枚の歯
車をスプリング２３によって連結し、ウェーブワッシャ
ー２４を介してスナップリング２５をカムシャフト２
ａ，２ｂ（または３ａ，３ｂ）にはめ込み、軸から抜け
ないようにぬけ止めして、カムシャフト２ａ，２ｂ（ま
たは３ａ，３ｂ）にギヤ２１，２２を組み付けるシザー
ズギヤ２０が用いられる。

【０００４】メインギヤ２１とサブギヤ２２とをスプリ
ング２３によって連結するには、例えば、ボルト（図示
せず）によりメインギヤ２１とサブギヤ２２との位置を
予め設定しておいた相対位置で仮止めしてからスプリン
グ２３を取り付けてボルトを取り外すことによりスプリ
ング２３の付勢力を作用させる方法や、特開昭６０−２
３７２６２号公報記載の方法等によって行われている。

【０００５】シザーズギヤ２０では、図９（ａ），
（ｂ）に示すように、相手ギヤであるはすば歯車７（ま
たは８）のかみ合う歯７ａ（８ａ）を、メインギヤ２１
とサブギヤ２２との対応する歯２１ａ，２２ａがスプリ
ング２３の付勢力により挟持してバックラッシュをなく
した噛合状態を作り出す。

【０００６】〔従来技術の問題点〕上記従来の技術にお
いては、メインギヤ２１およびサブギヤ２２の歯部は、
歯切による成形が一般に行われており、サブギヤ２２も
メインギヤ２１と同じはすば歯車の歯形形状を有してい
た。このため、サブギヤ２２のような歯車を歯切加工す
る場合、薄い板厚の円板の終端部を歯切加工するときに
生じる応力が残留することによって、加工後の熱処理に
よる変形が大きくなり、後処理として研削仕上げ等の加
工を必要としていた、また、歯切加工は工程数も多く、
投資や工数がかさむため、高価な部品となっていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
における前記問題点に鑑みて成されたもので、それを解
決するため具体的に設定した課題は、サブギヤの製造に
おける工程数削減およびコスト低減を実現して低価格に
するシザーズギヤ用サブギヤおよびその製造方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を効果的に解決
できる具体的に構成させた手段としての本発明における
請求項１に係るシザーズギヤ用サブギヤは、はすば歯車
に形成したシザーズギヤ用サブギヤにおいて、歯の接触
側の面にインボリュート歯形の歯面を形成し、非接触側
の面に軸方向への型抜きを容易にするための抜き勾配を
設けた歯形形状の歯面を形成したことを特徴とするもの
である。

【０００９】請求項２に係るシザーズギヤ用サブギヤ
は、スプリングのバックラッシュをなくす方向への付勢
力を受ける突出部をギヤホイールの一面側に突設したこ
とを特徴とする。

【００１０】請求項３に係るシザーズギヤ用サブギヤの
製造方法は、はすばの接触側の面にインボリュート歯形
の歯面を形成するための雌型を有し、非接触側の面に軸
方向への型抜きを容易にする抜き勾配を設けた歯形形状
の歯面を形成するための雌型を有する金型を用いて、金
属粉末を型締してギヤ形状を成形し、成形後に加熱焼結
させてシザーズギヤ用サブギヤを製造することを特徴と
する。

【００１１】請求項４に係るシザーズギヤ用サブギヤの
製造方法は、はすばの接触側の面にインボリュート歯形
を形成するための雌型を有し、非接触側の面に軸方向へ
の型抜きを容易にする抜き勾配を設けた歯形形状を形成
するための雌型を有する金型に用いて、金属素材を冷間
鍛造してシザーズギヤ用サブギヤを製造することを特徴
とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明における実施の形態につき
詳細に説明する。ただし、従来の技術と重複する部分に
ついては同一符号を付して説明を省略する。なお、この
実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具
体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明
内容を限定するものではない。

【００１３】〔構成〕実施の形態におけるサブギヤの全
体形状を図１（ａ），（ｂ）に示す。サブギヤ３０はメ
インギヤ２１と同数の歯（はすば）３１を有し、ギヤホ
イール３２のメインギヤと対面する側の面にはスプリン
グ２３のバックラッシュをなくす方向への付勢力を受け
る突出部３３を一体に突設させる。

【００１４】サブギヤ３０の歯３１は、図２，３に示す
ように、相手ギヤ７または８との接触側の歯面３１ａを
正規インボリュート歯形の歯面とし、非接触側の歯面３
１ｂを軸方向への型抜きを容易にするための抜き勾配を
設け、正規インボリュート歯形よりも小さい歯形の歯面
とする。

【００１５】ギヤホイール３２の一面側に突設させる突
出部３３は、従来のサブギヤにおけるピンに相当するも
ので、ギヤ成形後にピンを植立させる代わりに、ギヤ成
形時にギヤホイール３２の成形と同時に一体的に突出し
た突出部３３を成形する。その他の必要なピン孔やネジ
孔等は、従来同様に、必要に応じてギヤ成形後に加工す
る。

【００１６】このようなサブギヤの製造方法は、粉末冶
金（焼結）工法または冷間鍛造工法等によって製造す
る。どちらの場合にも金型が用いられる。金型は、粉末
冶金工法の場合には金属粉末の型締め成形時に用いら
れ、冷間鍛造工法の場合には冷間鍛造時に用いられる。

【００１７】粉末冶金用、冷間鍛造用のどちらの場合で
も、金型は、焼結時における縮みしろまたは焼結後や鍛
造後の表面加工しろ等を考慮して、それぞれの製造方法
に従い大きめに寸法を形成することを別にすれば、型抜
き時に、成形すべきはすばの傾斜に応じた金型の回転を
行うことなく、軸方向への引き抜きだけで型抜きできる
ように形成する。

【００１８】このため、図４に示すように、製造すべき
サブギヤ３０に対して、可動型（または上型）３５に
は、はすば形成箇所に、歯部の非接触側の面に抜き勾配
を設けた歯形形状を形成する歯面と、歯部の接触側の面
に正規のインボリュート歯形を形成する歯面とを有する
雌型（または凹部）３５ａを形成し、固定型（または下
型）３６は、可動型３５の雌型３５ａ形成箇所に対応す
るはすば形成箇所に、可動型３５からの押圧力を受ける
比較的平坦な面３６ａを形成する。

【００１９】また、金型の可動型３５と固定型３６のい
ずれか一方には、ギヤホイール成形部の一面側に突出部
３３を突設させるための孔（図示せず）を、孔の軸心を
ギヤホイールの軸心と平行にして形成する。

【００２０】このような形状を有する粉末冶金用金型を
使用した粉末冶金工法の場合では、粉末冶金用金型によ
り金属粉末を型締してギヤ形状を成形し、成形後に加熱
焼結させてシザーズギヤ用サブギヤを製造する。また、
前記形状を有する冷間鍛造用金型を使用した冷間鍛造工
法の場合では、冷間鍛造用金型により金属素材を冷間鍛
造してシザーズギヤ用サブギヤを製造する。

【００２１】〔作用効果〕このように構成した実施の形
態においては、金型３５，３６を用いてサブギヤ３０の
形状を一気に形成させるので、成形性が向上し、製造工
程が簡略化して、コスト低減ができる。また、はすば歯
車を形成しても型抜きには、金型を回転させる必要がな
く、まっすぐ軸方向へ抜くことにより容易に型抜きがで
き、製造を容易にして作業時間を短縮させることができ
る。

【００２２】製造されたサブギヤ３０がシザーズギヤ用
サブギヤとして、歯の接触側の歯面には正規のインボリ
ュート歯形を有し、歯の非接触側の歯面には抜き勾配を
持った特殊な形状に成形された面を有するから、相手ギ
ヤに対してバックラッシュを無くして噛み合わせるとと
もに、接触に関わらない面を適当に逃がした形状に形成
させることができて、不必要な箇所に高精度な歯面を形
成させることなくサブギヤを製造することができ、コス
トを低減させることができる。

【００２３】〔別態様〕この実施の形態は、発明の趣旨
を理解し易くするため具体的に説明しているが、発明内
容を限定するものではないから、特に説明されていない
別の態様を制限するものではなく、適宜変更しても良
い。このような意味で発明の趣旨に沿う幾つかの別態様
を以下に示す。

【００２４】例えば、歯幅が厚い歯車の場合には、前記
実施の形態とは別の抜き勾配（または逃がし形状）を形
成させる金型によりサブギヤを製造する。この場合に
は、図５に示すように、比較的厚めの幅を有する歯４０
ａの非接触側の一部に抜き勾配４０ｂを設けたサブギヤ
４０に対して、可動型（または上型）４１には、歯部の
非接触側に抜き勾配を形成する凹面４１ｂと、歯部の接
触側の面に正規のインボリュート歯形を形成する凹面４
１ｃとを有する歯部形成用雌型（または凹部）４１ａを
形成し、そして、固定型（または下型）４２には歯部の
接触側と正反対の位置（背面側）の面を形成させる面４
２ａと、可動型４１の抜き勾配形成用の歯面４１ｂに接
続する面４２ｂとを有する突出部４２ｃを突設し、この
突出部４２ｃと可動型４１の歯部形成用雌型４１ａとを
組み合わせてサブギヤ４０の歯４０ａを形成させる空間
を形作ることができるようにする。

【００２５】また、この厚い歯を有するサブギヤ４０を
形成させる金型では、可動型４１の雌型歯部４１ａと固
定型４２の突出部４２ｃとの形状の境界（型分割線）
を、さらに別の形状に形成させても良い。このように、
型抜きのための抜き勾配は、サブギヤの歯の非接触側に
設けられる限り、歯面の全面に形成させても、また、歯
面の一部に形成させても良く、あるいは、平面ばかりで
なく曲面を形成させても良く、製造を容易にさせる限り
制限はしない。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明における請求項１に
係るシザーズギヤ用サブギヤでは、歯の接触側の面にイ
ンボリュート歯形の歯面を形成し、非接触側の面に軸方
向への型抜きを容易にするための抜き勾配を設けた歯形
形状の歯面を形成したことにより、不必要な箇所に高精
度な歯面を形成させることなくサブギヤを形成できて製
品コストを低減させることができ、また、サブギヤ成形
用金型を軸方向への抜き取りによって型抜きすることが
でき、はすば歯車を金型により成形する場合の金型回転
機構が不要となり、製造工程および製造設備を簡素化
し、コストを低減させることができる。

【００２７】また、請求項２に係るシザーズギヤ用サブ
ギヤでは、スプリングのバックラッシュをなくす方向へ
の付勢力を受ける突出部をギヤホイールの一面側に突設
したことにより、歯車形成後のスプリング付勢力を受け
るピンを別途植立させる工程が省略でき、製造工程数を
削減し、一層、コスト低減させることができる。

【００２８】また、請求項３に係るシザーズギヤ用サブ
ギヤの製造方法では、はすばの接触側の面にインボリュ
ート歯形の歯面を形成するための雌型を有し、非接触側
の面に軸方向への型抜きを容易にする抜き勾配を設けた
歯形形状の歯面を形成するための雌型を有する金型を用
いて、金属粉末を型締してギヤ形状を成形し、成形後に
加熱焼結させてシザーズギヤ用サブギヤを製造すること
により、焼結法を利用してサブギヤを製造することがで
き、使用材料の範囲を拡大し、より適切な材料使用によ
って強度および耐久性を向上させるとともにコストを低
減させることができる。

【００２９】また、請求項４に係るシザーズギヤ用サブ
ギヤの製造方法では、はすばの接触側の面にインボリュ
ート歯形を形成するための雌型を有し、非接触側の面に
軸方向への型抜きを容易にする抜き勾配を設けた歯形形
状を形成するための雌型を有する金型に用いて、金属素
材を冷間鍛造してシザーズギヤ用サブギヤを製造するこ
とにより、冷間鍛造によって量産性良くサブギヤを製造
することができ、歯部の強度および耐久性を向上させる
とともにコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシザーズギヤ用サ
ブギヤを示す説明図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は
縦断面図である。

【図２】実施の形態におけるサブギヤの歯列を示す部分
拡大平面図である。

【図３】実施の形態におけるサブギヤの歯列を示す部分
拡大正面図である。

【図４】実施の形態におけるサブギヤとその金型を示す
部分拡大平面図である。

【図５】実施の形態の別態様のサブギヤとその金型を示
す部分拡大平面図である。

【図６】従来の自動車のタイミングトレインを示す正面
図である。

【図７】従来の自動車のタイミングトレインにおけるシ
ザーズギヤとアイドラプーリー側のギヤとの噛み合いを
背面側の上方より見た場合で示す斜視説明図である。

【図８】従来におけるシザーズギヤを示す分解斜視図で
ある。

【図９】従来におけるシザーズギヤの作用を示す説明図
であり、（ａ）は相手ギヤと噛み合うシザーズギヤの歯
の相互位置を示す平面説明図、（ｂ）は噛み合う歯の位
置を示す正面説明図である。

【符号の説明】

７，８ 相手ギヤ（はすば歯車） ７ａ，８ａ 歯 ２１ メインギヤ ２３ スプリング ２２，３０ サブギヤ ３１ 歯 ３１ａ （接触側の）歯面 ３１ｂ （非接触側の）歯面 ３２ ギヤホイール ３３ 突出部 ３５ 可動型（上型） ３５ａ 雌型（凹部） ３６ 固定型（下型） ３６ａ （平坦な）面 ４０ サブギヤ ４０ａ 歯 ４０ｂ 抜き勾配 ４１ 可動型（上型） ４１ａ 歯部形成用雌型（凹部） ４１ｂ 抜き勾配を形成する凹面 ４１ｃ インボリュート歯形を形成する凹面 ４２ 固定型（下型） ４２ａ 歯部の背面側の面を形成させる面 ４２ｂ 可動型の抜き勾配形成用の歯面に接続する面 ４２ｃ 突出部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】はすば歯車に形成したシザーズギヤ用サブ
   ギヤにおいて、 歯の接触側の面にインボリュート歯形の歯面を形成し、
   非接触側の面に軸方向への型抜きを容易にするための抜
   き勾配を設けた歯形形状の歯面を形成したことを特徴と
   するシザーズギヤ用サブギヤ。
2. 【請求項２】スプリングのバックラッシュをなくす方向
   への付勢力を受ける突出部をギヤホイールの一面側に突
   設したことを特徴とする請求項１記載のシザーズギヤ用
   サブギヤ。
3. 【請求項３】はすばの接触側の面にインボリュート歯形
   の歯面を形成するための雌型を有し、非接触側の面に軸
   方向への型抜きを容易にする抜き勾配を設けた歯形形状
   の歯面を形成するための雌型を有する金型を用いて、金
   属粉末を型締してギヤ形状を成形し、成形後に加熱焼結
   させてシザーズギヤ用サブギヤを製造することを特徴と
   するシザーズギヤ用サブギヤの製造方法。
4. 【請求項４】はすばの接触側の面にインボリュート歯形
   を形成するための雌型を有し、非接触側の面に軸方向へ
   の型抜きを容易にする抜き勾配を設けた歯形形状を形成
   するための雌型を有する金型に用いて、金属素材を冷間
   鍛造してシザーズギヤ用サブギヤを製造することを特徴
   とするシザーズギヤ用サブギヤの製造方法。