JP2009103279A - Gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤ装置に係り、詳しくはエンジンやトランスミッション等に使用されるギヤトレインにて各ギヤ間に生じるバックラッシュを抑制するためのシザーズギヤ構造に関する。 The present invention relates to a gear device, and more particularly to a scissors gear structure for suppressing backlash generated between gears in a gear train used for an engine, a transmission, or the like.
車両用のエンジンやトランスミッション等に使用される一連のギヤトレインでは、伝達される動力の負荷変動に伴う回転変動により、例えばドライブギヤとアイドラギヤ間、或いはアイドラギヤとドリブンギヤ間で歯面分離及び歯面衝突、即ちバックラッシュが生じるという問題があり、当該バックラッシュによる歯打ちが騒音や部材の劣化の要因となっている。 In a series of gear trains used in vehicle engines and transmissions, for example, tooth surface separation and tooth surface collision between a drive gear and an idler gear, or between an idler gear and a driven gear, due to rotational fluctuations accompanying load fluctuations of transmitted power. That is, there is a problem that backlash occurs, and rattling by the backlash causes noise and deterioration of members.
そこで、例えば、リバースアイドラギヤの両端面にサイドギヤ(サブギヤ)を設け、各サイドギヤに回転方向の捩り力を与える付勢手段を設け、一方のサイドギヤでドライブギヤの歯を挟み付け、他方のサイドギヤでドリブンギヤの歯を挟み付けるような所謂シザーズギヤ構造をなしてバックラッシュを吸収する構成の変速装置が知られている(特許文献1参照)。
上記特許文献1に開示された装置では、各サイドギヤに回転方向の捩り力を与える付勢手段を設けるようにしているが、当該付勢手段に必要な付勢力は主としてエンジンからドライブギヤを介して入力される駆動力に対して生じる駆動反力に基づいて適宜決定され、通常は、当該特許文献1に示すように一定の捩り力(捩りばね力)に設定されている。
しかしながら、バックラッシュを生じるエンジンの負荷変動や回転変動はエンジンの負荷の大きさや回転速度の大きさに応じてその度合いが変化するため、これに伴い駆動反力も比較的大きく変動し、上記特許文献1に開示されるように付勢手段の捩り力が一定であると、エンジンの運転領域の全域に亘ってバックラッシュを適切に抑制できないおそれがある。
In the device disclosed in Patent Document 1, biasing means for applying a twisting force in the rotational direction to each side gear is provided. The biasing force necessary for the biasing means is mainly from the engine via the drive gear. It is determined appropriately based on the driving reaction force generated with respect to the input driving force, and is usually set to a constant torsional force (torsion spring force) as shown in Patent Document 1.
However, since the degree of engine load fluctuation or rotation fluctuation causing backlash changes according to the engine load or rotation speed, the driving reaction force fluctuates relatively greatly. If the torsional force of the urging means is constant as disclosed in No. 1, there is a possibility that the backlash cannot be properly suppressed over the entire operation region of the engine.
即ち、例えば付勢手段に必要な付勢力(ばね力)をエンジンが低負荷、低回転である駆動反力の小さな場合に合わせて設定した場合には、エンジンが高負荷、高回転である場合において付勢力が不足してバックラッシュを十分に抑制できず、一方、エンジンが高負荷、高回転である駆動反力の大きな場合に合わせて設定した場合には、エンジンが低負荷、低回転である場合において付勢力が過剰となり、全体に付勢力が強過ぎ歯面面圧が増大して装置の耐久性、信頼性に劣るという問題がある。 That is, for example, when the urging force (spring force) necessary for the urging means is set according to the case where the engine is low load and low rotation and the driving reaction force is small, the engine is high load and high rotation In this case, the backlash cannot be suppressed sufficiently due to insufficient urging force, but if the engine is set to a high load and high rotation and the driving reaction force is large, the engine will be under low load and low rotation. In some cases, the biasing force becomes excessive, and the biasing force is too strong as a whole, and the tooth surface pressure increases, resulting in inferior durability and reliability of the device.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ギヤ間に生じる駆動反力の大きさに拘わらずバックラッシュを適切に抑制可能なシザーズギヤ構造を有したギヤ装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and the object of the present invention is to have a scissor gear structure capable of appropriately suppressing backlash regardless of the magnitude of the driving reaction force generated between the gears. It is in providing a gear device.
上記の目的を達成すべく、請求項1のギヤ装置は、一の回転軸に回転可能に連結された一方のメインギヤと、他の回転軸に回転可能に連結され、前記一方のメインギヤに噛合する他方のメインギヤと、前記一方のメインギヤの端面に前記他方のメインギヤと噛合するよう該一方のメインギヤと同軸且つ相対回転可能に同一歯数及び同一歯形を有して並列に設けられたサブギヤと、前記一方のメインギヤと前記サブギヤとの間に設けられ、前記サブギヤを前記一方のメインギヤに対し弾性部材により回転方向に付勢する第1の付勢手段と、前記サブギヤが該サブギヤの歯と前記他方のメインギヤの歯との間に所定の隙間を形成するよう前記一方のメインギヤと前記サブギヤとの間で回転方向に所定量の遊びを有して設けられ、該遊びが詰められると前記サブギヤを前記一方のメインギヤに対し弾性部材により前記第1の付勢手段と同一の回転方向に付勢する第2の付勢手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the gear device of claim 1 is one main gear rotatably connected to one rotating shaft, and rotatably connected to another rotating shaft, and meshes with the one main gear. The other main gear and a sub-gear provided in parallel with the same number of teeth and the same tooth shape so as to be coaxially and relatively rotatable with the other main gear so as to mesh with the other main gear on the end surface of the one main gear; A first urging means provided between one main gear and the sub gear, for urging the sub gear with respect to the one main gear in a rotational direction by an elastic member; and the sub gear includes a tooth of the sub gear and the other gear. A predetermined amount of play is provided in the rotational direction between the one main gear and the sub gear so as to form a predetermined gap between the teeth of the main gear, and the play is packed. Characterized in that the sub gear and a second biasing means for biasing the same rotational direction as said first biasing means by the elastic member to the main gear of the one with.
また、請求項2のギヤ装置では、請求項1において、前記弾性部材はコイルスプリングであり、前記第1の付勢手段と前記第2の付勢手段とは、それぞれ前記一方のメインギヤの前記サブギヤ側に設けられたメインギヤ側ストッパ部材と前記サブギヤの前記一方のメインギヤ側に設けられたサブギヤ側ストッパ部材との間に前記コイルスプリングを周方向に延設してなり、前記第2の付勢手段は、前記メインギヤ側ストッパ部材と前記コイルスプリングとの間または前記サブギヤ側ストッパ部材と前記コイルスプリングとの間で回転方向に前記遊びを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the gear device according to the first aspect, the elastic member is a coil spring, and the first urging means and the second urging means are respectively the sub gears of the one main gear. The coil spring extends in the circumferential direction between a main gear side stopper member provided on the side and a sub gear side stopper member provided on the one main gear side of the sub gear, and the second biasing means Has the play in the rotational direction between the main gear side stopper member and the coil spring or between the sub gear side stopper member and the coil spring.
また、請求項3のギヤ装置では、請求項2において、前記コイルスプリングは、それぞれ前記一方のメインギヤ及び前記サブギヤのいずれか一方に穿設された開口孔に埋設されてなることを特徴とする。
また、請求項4のギヤ装置では、請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記所定の隙間は、前記一方のメインギヤの歯と前記他方のメインギヤの歯との間におけるバックラッシュの最大寸法よりも小さいことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the gear device according to the second aspect, the coil spring is embedded in an opening hole formed in either one of the one main gear and the sub gear.
According to a fourth aspect of the present invention, in the gear device according to any one of the first to third aspects, the predetermined gap is larger than a maximum backlash dimension between the teeth of the one main gear and the teeth of the other main gear. It is small.
また、請求項5のギヤ装置では、請求項1乃至4のいずれかにおいて、前記第2の付勢手段の弾性部材による付勢力は前記第1の付勢手段の弾性部材による付勢力よりも大きいことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, the urging force of the elastic member of the second urging means is greater than the urging force of the elastic member of the first urging means. It is characterized by that.
請求項1のギヤ装置によれば、一方のメインギヤの端面に並列にサブギヤを設け、一方のメインギヤとサブギヤとの間にサブギヤを弾性部材で回転方向に付勢する第1の付勢手段を設けるとともに、サブギヤが該サブギヤの歯と他方のメインギヤの歯との間に所定の隙間を形成するよう一方のメインギヤとサブギヤとの間で回転方向に所定量の遊びを有してサブギヤを弾性部材により上記回転方向に付勢する第2の付勢手段を設けるようにしたので、一方のメインギヤの歯と他方のメインギヤの歯とが噛み合う場合において、伝達される駆動力に応じた一方のメインギヤと他方のメインギヤとの間に生じる駆動反力が小さい範囲では、駆動反力を第1の付勢手段の弾性力で受け止めながら他方のメインギヤの歯が一方のメインギヤの歯とサブギヤの歯とに挟まれるように噛合して一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュが良好に解消され、駆動反力が大きくなって一方のメインギヤとサブギヤとの間の回転方向の遊びが詰められると、駆動反力を第1の付勢手段の弾性力と第2の付勢手段の弾性力の合力で受け止めながら他方のメインギヤの歯が一方のメインギヤの歯とサブギヤの歯とに挟まれるように噛合して一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュが良好に解消される。 According to the first aspect of the present invention, the sub-gear is provided in parallel on the end surface of the one main gear, and the first urging means for urging the sub-gear in the rotational direction by the elastic member is provided between the one main gear and the sub-gear. In addition, the sub-gear has a predetermined amount of play in the rotational direction between the one main gear and the sub-gear so that the sub-gear forms a predetermined gap between the teeth of the sub-gear and the teeth of the other main gear. Since the second urging means for urging in the rotational direction is provided, when the teeth of one main gear mesh with the teeth of the other main gear, one main gear and the other according to the transmitted driving force In the range where the driving reaction force generated between the main gear and the main gear is small, the tooth of the other main gear and the tooth of the one main gear are subtracted while the driving reaction force is received by the elastic force of the first biasing means. The backlash between one main gear and the other main gear is satisfactorily eliminated, and the driving reaction force is increased so that the play in the rotational direction between the one main gear and the sub gear is eliminated. When packed, the other main gear teeth are sandwiched between the one main gear teeth and the sub gear teeth while receiving the driving reaction force by the resultant force of the first urging means and the second urging means. The backlash between one main gear and the other main gear is satisfactorily eliminated.
即ち、一方のメインギヤと他方のメインギヤとの間に生じる駆動反力が小さい範囲では当該小さい駆動反力に合わせた第1の付勢手段による比較的弱い弾性力で一方のメインギヤの歯とサブギヤの歯とが他方のメインギヤの歯を挟み付け、駆動反力が大きい範囲では当該大きい駆動反力に合わせた第1の付勢手段と第2の付勢手段の合力からなる強い弾性力で一方のメインギヤの歯とサブギヤの歯とが他方のメインギヤの歯を挟み付けるシザーズギヤ構造が一枚のサブギヤによって呈される。これにより、一方のメインギヤと他方のメインギヤとの間に生じる駆動反力の大きさに拘わらず、弾性力の不足や過剰な弾性力での付勢を防止して一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュを一枚のサブギヤでもって二段階に適切に抑制でき、これにより歯打ちによる騒音や部材の劣化を良好に防止することができ、ギヤ装置の耐久性及び信頼性を高く維持することができる。 That is, in the range where the driving reaction force generated between one main gear and the other main gear is small, the relatively small elastic force by the first urging means in accordance with the small driving reaction force causes the teeth of the one main gear and the sub gears to move. In the range in which the teeth sandwich the teeth of the other main gear and the driving reaction force is large, one of the first urging means and the second urging means is combined with the large driving reaction force with a strong elastic force. A scissors gear structure in which the teeth of the main gear and the teeth of the sub gear sandwich the teeth of the other main gear is exhibited by one sub gear. As a result, regardless of the magnitude of the driving reaction force generated between one main gear and the other main gear, the lack of elastic force and the urging with excessive elastic force are prevented, and the distance between one main gear and the other main gear is reduced. Can be adequately suppressed in two stages with a single sub-gear, which can effectively prevent noise and member deterioration due to gearing and maintain high durability and reliability of the gear device. Can do.
従って、例えば一方のメインギヤ或いは他方のメインギヤが車両のエンジンからの駆動力を車輪に伝達するエンジン或いはトランスミッションのギヤトレインの一部である場合において、簡単な構成にしてバックラッシュを防止するためのシザーズギヤ構造を付勢力の過不足なく構成でき、エンジンが低負荷、低回転であるような駆動反力の小さな状況から高負荷、高回転であるような駆動反力の大きな状況に至るまでの広い範囲に亘り一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュを適切に抑制することができ、騒音や部材の劣化を良好に防止してエンジンやトランスミッションの耐久性及び信頼性を高く維持することができる。 Therefore, for example, when one main gear or the other main gear is a part of the engine or transmission gear train that transmits the driving force from the vehicle engine to the wheels, the scissors gear for preventing backlash with a simple configuration. The structure can be configured without excess or deficiency of the urging force, and it covers a wide range from the low driving reaction force situation where the engine is low load and low rotation to the high driving reaction force situation where the engine is high load and high rotation. Thus, the backlash between one main gear and the other main gear can be appropriately suppressed, and noise and deterioration of members can be satisfactorily prevented, and the durability and reliability of the engine and transmission can be maintained high.
請求項2のギヤ装置によれば、第1の付勢手段と第2の付勢手段とは、それぞれ一方のメインギヤに設けられたメインギヤ側ストッパ部材とサブギヤに設けられたサブギヤ側ストッパ部材との間にコイルスプリングを周方向に延設して構成され、第2の付勢手段は、メインギヤ側ストッパ部材とコイルスプリングとの間またはサブギヤ側ストッパ部材とコイルスプリングとの間で回転方向に遊びを有するので、第1の付勢手段と第2の付勢手段とをコイルスプリングを用いて容易に構成でき、第2の付勢手段において一方のメインギヤとサブギヤとの間で回転方向に容易に遊びを設けることができる。 According to the gear device of the second aspect, the first urging means and the second urging means are respectively a main gear side stopper member provided on one main gear and a sub gear side stopper member provided on the sub gear. The second urging means has a play in the rotational direction between the main gear side stopper member and the coil spring or between the sub gear side stopper member and the coil spring. Therefore, the first urging means and the second urging means can be easily configured by using the coil spring, and the second urging means can easily play between the one main gear and the sub gear in the rotation direction. Can be provided.
請求項3のギヤ装置によれば、コイルスプリングはそれぞれ一方のメインギヤ及びサブギヤのいずれか一方に穿設された開口孔に埋設されてなるので、コイルスプリングを一方のメインギヤ或いはサブギヤの内部にコンパクトに収納するようにできる。
好ましくは、コイルスプリングは一方のメインギヤに穿設された開口孔に埋設されるのがよく、これにより、一方のメインギヤを厚肉に構成する一方でサブギヤを強度の不足を防止しつつ薄肉に構成することができる。
According to the third aspect of the present invention, the coil spring is embedded in an opening hole formed in one of the one main gear and the sub gear, so that the coil spring can be compacted inside the one main gear or the sub gear. Can be stored.
Preferably, the coil spring is preferably embedded in an opening hole formed in one of the main gears, so that one of the main gears is configured to be thick while the sub gear is configured to be thin while preventing insufficient strength. can do.
請求項4のギヤ装置によれば、所定の隙間は一方のメインギヤの歯と他方のメインギヤの歯との間におけるバックラッシュの最大寸法よりも小さいので、所定の隙間に対応する所定量の遊びもバックラッシュの最大寸法に対応する寸法より小さく、故に駆動反力が比較的小さい段階から駆動反力を第1の付勢手段の弾性力と第2の付勢手段の弾性力の合力で十分に受けるようにでき、一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュを適切にして十分に抑制することができる。 According to the gear device of the fourth aspect, since the predetermined gap is smaller than the maximum backlash dimension between the teeth of one main gear and the teeth of the other main gear, there is also a predetermined amount of play corresponding to the predetermined gap. Since the driving reaction force is smaller than the size corresponding to the maximum size of the backlash and the driving reaction force is relatively small, the driving reaction force is sufficiently obtained by the resultant force of the elastic force of the first urging means and the elastic force of the second urging means. The backlash between one main gear and the other main gear can be appropriately suppressed and sufficiently suppressed.
請求項5のギヤ装置によれば、第2の付勢手段による弾性部材の付勢力は第1の付勢手段による弾性部材の付勢力よりも大きいので、特に、駆動反力が小さいときに過剰な付勢力が付勢されないようにできるとともに、駆動反力が大きいときに付勢力が不足しないようにでき、一方のメインギヤと他方のメインギヤ間のバックラッシュを適切にして確実に抑制することができる。 According to the gear device of claim 5, since the biasing force of the elastic member by the second biasing means is larger than the biasing force of the elastic member by the first biasing means, it is excessive particularly when the driving reaction force is small. It is possible to prevent the biasing force from being biased and to prevent the biasing force from being insufficient when the driving reaction force is large, and it is possible to appropriately and reliably suppress the backlash between the one main gear and the other main gear. .
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
図1を参照すると、車両に搭載された本発明に係るギヤ装置の要部外観図が示され、図2を参照すると、図1のギヤ装置の縦断面図が示され、図3を参照すると、図1のギヤ装置の軸方向から見た側面図(a)と噛合状態を示す上視図(b)とが模式的に示されており、以下図1〜3に基づき本発明に係るギヤ装置の構成を説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, an external view of a main part of a gear device according to the present invention mounted on a vehicle is shown. Referring to FIG. 2, a longitudinal sectional view of the gear device of FIG. 1 is shown. FIG. 1 schematically shows a side view (a) viewed from the axial direction of the gear device of FIG. 1 and a top view (b) showing a meshing state. The configuration of the apparatus will be described.
本発明に係るギヤ装置は、例えば、入力軸がエンジン(図示せず)の出力軸に連結されるとともに出力側が車軸を経て車輪に連結されたトランスミッション(変速機)のギヤトレインの一部である。なお、トランスミッションはマニュアルトランスミッション(MT)、オートトランスミッション(AT)のいずれでもよいが、当該トランスミッションは公知であり、その全体構成についてはここでは説明を省略する。 The gear device according to the present invention is, for example, a part of a gear train of a transmission (transmission) in which an input shaft is connected to an output shaft of an engine (not shown) and an output side is connected to wheels via an axle. . The transmission may be either a manual transmission (MT) or an automatic transmission (AT), but the transmission is well known, and the description of the entire configuration is omitted here.
本発明に係るギヤ装置は、具体的には、例えば、トランスミッションのカウンタシャフト2に断接可能に嵌合されたリバースギヤ(他方のメインギヤ)4と、カウンタシャフト2と平行に配設されたアイドラシャフト6に嵌合されて上記リバースギヤ4と噛合するアイドラギヤ8とから構成されている。なお、ここでは図示していないが、カウンタシャフト2と平行にエンジンからの駆動力が入力するドライブシャフトが設けられ、当該ドライブシャフトにはドライブギヤが嵌合されており、アイドラギヤ8には当該ドライブギヤ(共に図示せず)も噛合されている。これにより、エンジンの駆動力は、例えば、トランスミッションのシフトレンジが前進位置にあるときにはドライブギヤからアイドラギヤ8を経てリバースギヤ4を空転させており、トランスミッションのシフトレンジが後退位置(リバースレンジ)に切り換えられてリバースギヤ4がカウンタシャフト2に接続されたときには、ドライブギヤからアイドラギヤ8、リバースギヤ4を経て車軸に伝達される。
Specifically, the gear device according to the present invention includes, for example, a reverse gear (the other main gear) 4 that is slidably connected to the
ここに、リバースギヤ4とアイドラギヤ8とはヘリカルギヤで構成されており、これによりリバースギヤ4とアイドラギヤ8との滑らかな噛み合いが実現されている。
ところで、アイドラギヤ8は、アイドラギヤ本体(一方のメインギヤ)10がアイドラシャフト6に嵌合されており、アイドラギヤ本体10の一方の端面には薄肉のサブギヤ20がアイドラギヤ本体10と同軸且つ相対回転可能にして同一歯数及び同一歯形を有して並列に設けられている。詳しくは、サブギヤ20はアイドラギヤ本体10の一方の端面側のボスに回転可能に嵌合されている。なお、サブギヤ20はスナップリング22で軸方向のずれが規制されている。
Here, the reverse gear 4 and the idler gear 8 are constituted by helical gears, whereby a smooth meshing between the reverse gear 4 and the idler gear 8 is realized.
By the way, the idler gear 8 has an idler gear main body (one main gear) 10 fitted to the idler shaft 6, and a
アイドラギヤ本体10には、例えば同一周上に軸心周りに点対称に位置してメインギヤ側ストッパ部材14及びメインギヤ側ストッパ部材16がそれぞれサブギヤ20に向けて突設されており、一方、サブギヤ20には、同様にしてサブギヤ側ストッパ部材24及びサブギヤ側ストッパ部材26がそれぞれアイドラギヤ本体10に向けて突設されている。
そして、メインギヤ側ストッパ部材14とサブギヤ側ストッパ部材24との間にはコイルスプリング(第1の付勢手段)30が介装され、メインギヤ側ストッパ部材16とサブギヤ側ストッパ部材26との間にはコイルスプリング(第2の付勢手段)40が介装されている。
The idler gear
A coil spring (first biasing means) 30 is interposed between the main gear
詳しくは、アイドラギヤ本体10には、コイルスプリング30、40を収納可能にして開口孔12、13が穿設されており、コイルスプリング30はメインギヤ側ストッパ部材14とサブギヤ側ストッパ部材24とに介装された状態で開口孔12に収納され、コイルスプリング40はメインギヤ側ストッパ部材16とサブギヤ側ストッパ部材26とに介装された状態で開口孔13に埋設されて収納されている。
Specifically, the idler gear
即ち、アイドラギヤ本体10とサブギヤ20との間には、メインギヤ側ストッパ部材14、16及びサブギヤ側ストッパ部材24、26を介してコイルスプリング30、40が開口孔12、13に収納された状態で介装されており、コイルスプリング30の弾性力α及びコイルスプリング40の弾性力βの少なくともいずれか一方により、サブギヤ20がアイドラギヤ本体10に対し回転方向に付勢されている。
That is, the coil springs 30 and 40 are interposed between the
つまり、アイドラギヤ8では、アイドラギヤ本体10とサブギヤ20とから所謂シザーズギヤ構造が構成されており、故に、アイドラギヤ8は、アイドラギヤ本体10とリバースギヤ4とが噛合する際において、サブギヤ20の歯20aがアイドラギヤ本体10の歯10aとの間にリバースギヤ4の歯4aを挟み付けるように構成されている。
このようにアイドラギヤ本体10とサブギヤ20とからシザーズギヤ構造が構成されていると、一般にアイドラギヤ本体10の歯10aとリバースギヤ4の歯4aとの間には隙間があるため、伝達される駆動力の変化に伴う負荷変動や回転変動によりリバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力が変動して歯面分離及び歯面衝突、即ちバックラッシュが生じるのであるが、このようなバックラッシュがシザーズギヤ構造によって良好に抑制される。
That is, in the idler gear 8, a so-called scissor gear structure is constituted by the idler gear
When the scissors gear structure is constituted by the idler gear
ところで、図3に示すように、リバースギヤ4とアイドラギヤ8とが噛合した状態では、コイルスプリング30はメインギヤ側ストッパ部材14とサブギヤ側ストッパ部材24との間に縮設される一方、コイルスプリング40はメインギヤ側ストッパ部材16とサブギヤ側ストッパ部材26との間に遊嵌され、コイルスプリング40とサブギヤ側ストッパ部材26との間に遊びθcを有している。即ち、コイルスプリング40に関して言えば、アイドラギヤ本体10とサブギヤ20との間で回転方向に遊びθcを有している。
Incidentally, as shown in FIG. 3, when the reverse gear 4 and the idler gear 8 are engaged with each other, the
詳しくは、コイルスプリング40は、単独で視た場合に、リバースギヤ4とアイドラギヤ8とが噛合した状態で、サブギヤ20の歯20aとリバースギヤ4の歯4aとの間にクリアランスθ(所定の隙間)の隙間を有するように設定されており、遊びθcは当該クリアランスθに対応した所定量θ’に設定されている。
つまり、サブギヤ20の歯20aは、初期状態や例えばリバースギヤ4とアイドラギヤ8とが定速回転状態で噛合する場合には、図3(b)に示すように、先ずコイルスプリング30の弾性力αにより付勢されてアイドラギヤ本体10の歯10aとの間にリバースギヤ4の歯4aを挟み付けることになるが、この状態で、図3(a)に示すように、コイルスプリング40とサブギヤ側ストッパ部材26との間には所定量θ’の遊びθcが生じている(θc=θ’)。
Specifically, the
That is, when the
具体的には、図3(b)にはリバースギヤ4の歯4aとアイドラギヤ本体10の歯10aとの間に生じるバックラッシュの最大寸法δ(以下、バックラッシュδ)が示されているが、上記所定量θ’は、クリアランスθが当該バックラッシュδよりも小さく(θ<δ)なるように設定されている。実験によれば、所定量θ’は、クリアランスθが例えばバックラッシュδの50%以下の寸法となるように設定されるのが好ましい。
Specifically, FIG. 3B shows the maximum backlash dimension δ (hereinafter referred to as backlash δ) generated between the
なお、コイルスプリング30の弾性力αとコイルスプリング40の弾性力βとは互いに等しくてもよいが、ここではコイルスプリング40の弾性力βの方がコイルスプリング30の弾性力αよりも大きな付勢力となるよう、コイルスプリング40のばね定数の方が第コイルスプリング30のばね定数よりも大きく設定されている。
以下、このように構成された本発明に係るギヤ装置の作用及び効果について説明する。
The elastic force α of the
The operation and effect of the gear device according to the present invention configured as described above will be described below.
リバースギヤ4とアイドラギヤ8とが例えば低負荷、低回転の定速回転状態で噛合している状況下では、大きな負荷変動や回転変動もなくリバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力は小さく、上記図3(b)に示すように、サブギヤ20の歯20aはコイルスプリング30の弾性力αにより付勢されてリバースギヤ4の歯4aと当接している。即ち、リバースギヤ4の歯4aがシザーズギヤ構造をなすサブギヤ20の歯20aとアイドラギヤ本体10の歯10aとで弾性力αにより挟み付けられている。これにより、低負荷、低回転におけるリバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュが良好に抑制される。
For example, when the reverse gear 4 and the idler gear 8 are meshed at a constant speed with a low load and a low rotation, the driving reaction force generated between the reverse gear 4 and the idler gear 8 is small without large load fluctuations and rotation fluctuations. As shown in FIG. 3B, the
一方、エンジンの負荷、回転速度が急変して高負荷、高回転となり、アイドラギヤ8に入力する駆動力が急激に変動して大きな負荷変動や回転変動が生じると、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力が大きく変動する。これにより、サブギヤ20の歯20aが当該駆動反力によってコイルスプリング30の弾性力αに抗して後退し、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間にバックラッシュが生じ始める。
On the other hand, when the engine load and rotation speed change suddenly to become high load and high rotation, and the driving force input to the idler gear 8 fluctuates suddenly and a large load fluctuation or rotation fluctuation occurs, the reverse gear 4 and the idler gear 8 are The generated driving reaction force varies greatly. As a result, the
そして、図4を参照すると、サブギヤ20の歯20aが当該駆動反力によってコイルスプリング30の弾性力αに抗して後退した場合のギヤ装置の軸方向から見た側面図(a)と噛合状態を示す上視図(b)とが図3と同様に模式的に示されているが、同図に示すように、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュの量がクリアランスθに達し(図4(b)では同義としてアイドラギヤ本体10の歯10aの前面側でリバースギヤ4の歯4aとの間に生じる隙間がクリアランスθに達することを示す)、即ちコイルスプリング40とサブギヤ側ストッパ部材26との間の遊びθcが詰められて無くなると(θc=0)、サブギヤ20の歯20aはコイルスプリング30の弾性力αに加えてコイルスプリング40の弾性力βにより付勢されてリバースギヤ4の歯4aと当接することとなる。即ち、遊びθcが詰められて無くなると、リバースギヤ4の歯4aはシザーズギヤ構造をなすサブギヤ20の歯20aとアイドラギヤ本体10の歯10aとにより上記弾性力αと弾性力βとの合力によって挟み付けられる。これにより、高負荷、高回転となってリバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力が大きく変化したとしても、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュがやはり良好に抑制される。
Then, referring to FIG. 4, when the
このように、本発明に係るギヤ装置では、アイドラギヤ8においてアイドラギヤ本体10の端面にコイルスプリング30の弾性力αとコイルスプリング40の弾性力βとにより付勢されるサブギヤ20を設け、さらに、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュの量がクリアランスθに達したときに初めて弾性力βが作用するよう、コイルスプリング40をアイドラギヤ本体10とサブギヤ20との間に遊びθcを有するよう配設してシザーズギヤ構造を二段階で構成するようにしている。
As described above, in the gear device according to the present invention, the
これにより、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力が小さい範囲では、駆動反力をコイルスプリング30の弾性力αで受け止めながらリバースギヤ4の歯4aをサブギヤ20の歯20aとアイドラギヤ本体10の歯10aとで挟み付けるようにしてリバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュを良好に抑制でき、また駆動反力が大きくなってアイドラギヤ本体10とサブギヤ20との間の遊びθcが詰められると、駆動反力をコイルスプリング30の弾性力αとコイルスプリング40の弾性力βの合力で受け止めながらリバースギヤ4の歯4aをサブギヤ20の歯20aとアイドラギヤ本体10の歯10aとで挟み付けるようにしてリバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュを良好に抑制することができる。
Thus, in a range where the driving reaction force generated between the reverse gear 4 and the idler gear 8 is small, the
従って、アイドラギヤ本体10の一方の端面に一枚のサブギヤ20を設けるという簡単な構成でありながら、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間に生じる駆動反力の大きさに拘わらず、エンジンが低負荷、低回転であるような駆動反力の小さな状況から高負荷、高回転であるような駆動反力の大きな状況に至るまでの広い範囲に亘り、弾性力の不足や過剰な弾性力での付勢を防止して、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュを二段階で適切に抑制でき、歯打ちによる騒音や部材の劣化を良好に防止することができ、トランスミッションの耐久性及び信頼性を高く維持することができる。
Accordingly, the engine has a low load and a low load regardless of the magnitude of the driving reaction force generated between the reverse gear 4 and the idler gear 8 while having a simple configuration in which one
特に、第1の付勢手段としてコイルスプリング30を、第2の付勢手段としてコイルスプリング40を用い、サブギヤ側ストッパ部材26とコイルスプリング40との間に遊びθcを有するので、第1の付勢手段と第2の付勢手段とをコイルスプリング30、40を用いて容易に構成でき、第2の付勢手段においてアイドラギヤ本体10とサブギヤ20との間に容易に遊びθcを設けることができる。
In particular, the
また、コイルスプリング30、40をアイドラギヤ本体10に穿設された開口孔12、13にそれぞれ埋設し収納するようにしているので、コイルスプリング30、40をアイドラギヤ本体10の内部にコンパクトに収納するようにできる。さらに、このようにコイルスプリング30、40をアイドラギヤ本体10側に埋設することにより、アイドラギヤ本体10を厚肉に構成する一方でサブギヤ20を強度の不足を防止しつつ薄肉に構成することができる。
Further, since the coil springs 30 and 40 are respectively embedded and stored in the opening holes 12 and 13 formed in the idler gear
また、所定量θ’をクリアランスθがバックラッシュδよりも小さく(θ<δ)なるように設定することにより、駆動反力が比較的小さい段階から駆動反力をコイルスプリング30の弾性力αとコイルスプリング40の弾性力βの合力で十分に受けるようにでき、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュを適切にして十分に抑制することができる。
Further, by setting the predetermined amount θ ′ so that the clearance θ is smaller than the backlash δ (θ <δ), the driving reaction force is set to the elastic force α of the
また、コイルスプリング40の弾性力βがコイルスプリング30の弾性力αよりも大きな付勢力となるようコイルスプリング40のばね定数をコイルスプリング30のばね定数よりも大きく設定することで、エンジンが低負荷、低回転であって駆動反力が小さいときに過剰な付勢力が付勢されないようにできるとともに、エンジンが高負荷、高回転であって駆動反力が大きいときに付勢力が不足しないようにでき、リバースギヤ4とアイドラギヤ8間のバックラッシュを適切にして確実に抑制することができる。
Further, by setting the spring constant of the
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記実施形態では、コイルスプリング40とサブギヤ側ストッパ部材26との間に所定量θ’の遊びθcを有するようにしたが、当該遊びθcは、コイルスプリング40とメインギヤ側ストッパ部材16との間に有ってもよいし、コイルスプリング40とサブギヤ側ストッパ部材26との間及びコイルスプリング40とメインギヤ側ストッパ部材16との間に振り分けられていてもよい。
The description of one embodiment of the present invention is finished above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, a play θc of a predetermined amount θ ′ is provided between the
また、上記実施形態では、アイドラギヤ本体10に開口孔12、13を穿設し、コイルスプリング30、40をそれぞれ開口孔12、13に埋設し収納するようにしたが、これに限られず、サブギヤ20にコイルスプリング30、40を収納可能な開口孔をそれぞれ設けるようにしてもよいし、開口孔を敢えて設けなくてもよい。
また、上記実施形態では、コイルスプリング30とコイルスプリング40とで付勢手段を構成したが、付勢手段はコイルスプリングに限られるものではなく、捩りスプリング等で構成するようにしてもよく、いずれか一方の付勢手段をコイルスプリングで構成し、いずれか他方を捩りスプリング等で構成するようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the opening holes 12 and 13 are formed in the idler gear
In the above embodiment, the biasing means is configured by the
また、上記実施形態では、コイルスプリング(第1の付勢手段)30とコイルスプリング(第2の付勢手段)40の二つで二段階に付勢手段を構成したが、三段階以上で付勢手段を構成するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、コイルスプリング30とコイルスプリング40とを例えば同一周上に軸心に点対称に配設するようにしたが、これに限られるものではなく、周方向に自由に配設可能であり、付勢手段を三段階以上で構成した場合においても、付勢手段を同一周上に互いに放射状に設けるようにしてもよいし、これに限られず周方向に自由に配設可能である。
In the above-described embodiment, the biasing means is configured in two stages by the coil spring (first biasing means) 30 and the coil spring (second biasing means) 40. You may make it comprise a biasing means.
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態では、ギヤ装置がトランスミッション(変速機)のギヤトレインの一部である場合を例に説明したが、これに限られるものではなく、バックラッシュを生じる構成であれば、ギヤ装置はエンジンのギヤトレインの一部であってもよいし、その他の機構のギヤトレインの一部であってもよい。
また、上記実施形態では、リバースギヤ4とアイドラギヤ8とをヘリカルギヤで構成するようにしているが、これらは通常の平歯車であってもよい。
In the above embodiment, the case where the gear device is a part of the gear train of the transmission (transmission) has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the gear device may be used as long as it has a backlash. May be part of the gear train of the engine or part of the gear train of other mechanisms.
Moreover, in the said embodiment, although the reverse gear 4 and the idler gear 8 are comprised with a helical gear, these may be a normal spur gear.
4 リバースギヤ(他方のメインギヤ)
8 アイドラギヤ
10 アイドラギヤ本体(一方のメインギヤ)
12、13 開口孔
14、16 メインギヤ側ストッパ部材
20 サブギヤ
24、26 サブギヤ側ストッパ部材
30 コイルスプリング(第1の付勢手段)
40 コイルスプリング(第2の付勢手段)
4 Reverse gear (the other main gear)
8
12, 13 Opening holes 14, 16 Main gear
40 Coil spring (second biasing means)
Claims (5)
他の回転軸に回転可能に連結され、前記一方のメインギヤに噛合する他方のメインギヤと、
前記一方のメインギヤの端面に前記他方のメインギヤと噛合するよう該一方のメインギヤと同軸且つ相対回転可能に同一歯数及び同一歯形を有して並列に設けられたサブギヤと、
前記一方のメインギヤと前記サブギヤとの間に設けられ、前記サブギヤを前記一方のメインギヤに対し弾性部材により回転方向に付勢する第1の付勢手段と、
前記サブギヤが該サブギヤの歯と前記他方のメインギヤの歯との間に所定の隙間を形成するよう前記一方のメインギヤと前記サブギヤとの間で回転方向に所定量の遊びを有して設けられ、該遊びが詰められると前記サブギヤを前記一方のメインギヤに対し弾性部材により前記第1の付勢手段と同一の回転方向に付勢する第2の付勢手段と、
を備えたことを特徴とするギヤ装置。 One main gear rotatably connected to one rotating shaft;
The other main gear that is rotatably connected to the other rotating shaft and meshes with the one main gear;
A sub gear provided in parallel with the same number of teeth and the same tooth shape so as to be coaxially and relatively rotatable with the one main gear so as to mesh with the other main gear on the end surface of the one main gear;
A first urging means provided between the one main gear and the sub gear, and urging the sub gear with respect to the one main gear in the rotation direction by an elastic member;
The sub gear is provided with a predetermined amount of play in the rotational direction between the one main gear and the sub gear so as to form a predetermined gap between the teeth of the sub gear and the teeth of the other main gear; Second urging means for urging the sub gear with the elastic member in the same rotational direction as the first urging means when the play is packed;
A gear device comprising:
前記第1の付勢手段と前記第2の付勢手段とは、それぞれ前記一方のメインギヤの前記サブギヤ側に設けられたメインギヤ側ストッパ部材と前記サブギヤの前記一方のメインギヤ側に設けられたサブギヤ側ストッパ部材との間に前記コイルスプリングを周方向に延設してなり、
前記第2の付勢手段は、前記メインギヤ側ストッパ部材と前記コイルスプリングとの間または前記サブギヤ側ストッパ部材と前記コイルスプリングとの間で回転方向に前記遊びを有することを特徴とする、請求項1記載のギヤ装置。 The elastic member is a coil spring;
The first urging means and the second urging means are respectively a main gear side stopper member provided on the sub gear side of the one main gear and a sub gear side provided on the one main gear side of the sub gear. The coil spring is extended in the circumferential direction between the stopper member,
The second biasing means has the play in a rotation direction between the main gear side stopper member and the coil spring or between the sub gear side stopper member and the coil spring. The gear device according to 1.
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-
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