JP2009156338A - シザーズギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】歯打ち音を低減可能であり、メインギヤとサブギヤとの摩擦を抑制可能なシザーズギヤを提供する。
【解決手段】シザーズギヤ１は、メインギヤ１０と、このメインギヤ１０に対し同軸かつ相対回転可能に設けられるサブギヤ２０と、メインギヤ１０およびサブギヤ２０を周方向で互いに反対の方向に付勢するシザーズスプリングとを備えている。そして、メインギヤ１０には、その回転にともなって径方向へ移動可能な錘体１５およびピン１６と、錘体１５およびピン１６を径方向の一方側へ付勢するスプリング１８とが設けられている。サブギヤ２０には、ピン１６が挿入されるガイド溝２４が設けられている。ガイド溝２４には、メインギヤ１０およびサブギヤ２０によるバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部およびバックラッシ除去機能を発揮不可能な拘束部が設けられている。
【選択図】図３

Description

本発明は、シザーズギヤに関する。本発明のシザーズギヤは、さまざまな箇所に適用可能であり、例えば、車両に搭載されるトランスミッションや内燃機関などにも適用可能である。

一般的なギヤでは、互いに噛み合うギヤ間にバックラッシ（隙間）が存在するため、このバックラッシに起因する歯打ち音が問題となる。つまり、駆動トルクや負荷トルクに変動が生じると、歯面分離および歯打ちが生じ、歯打ち音が発生する。例えば、車両のトランスミッションなどの動力伝達機構として歯車を用いた場合、駆動トルクの変動にともなって歯打ち音が発生し、品質を悪化させてしまう。

従来では、バックラッシによる歯打ち音の低減を図るため、シザーズギヤが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、シザーズギヤを内燃機関の動弁装置に適用した例が示されている。また、特許文献２には、シザーズギヤを内燃機関のバランサ装置に適用した例が示されている。

シザーズギヤは、同軸上に重ね合わせられるメインギヤおよびサブギヤと、メインギヤおよびサブギヤを周方向（回転方向）で互いに反対の方向に付勢する付勢部材（シザーズスプリング）とを備えた構成となっている。そして、メインギヤとサブギヤとによって周方向の両側から相手ギヤを挟み込むことで、バックラッシをなくするバックラッシ除去機能を有する構成となっている。
特開平１１−１０１３２９号公報 特開平８−１３５７６７号公報

ところで、一般的なギヤでは、ギヤの回転数域が広範囲にわたると、その範囲内にはバックラッシによる歯打ち音が問題となる回転数域と、そうではない回転数域とが含まれる場合がある。例えば、マニュアルトランスミッションでは、ニュートラル時の歯打ち音がアイドリング回転付近の回転数域で問題となり、また、通常走行時のいわゆるねじり共振に起因する歯打ち音がその共振点（共振周波数）付近の回転数域で問題となる。したがって、歯打ち音が問題となる回転数域では、バックラッシを低減して歯打ち音の発生を抑制し、そうではない回転数域では、歯打ち音以外の問題に対処することが好ましい。

歯打ち音以外の問題としては、例えば、次のような問題が挙げられる。シザーズギヤは、メインギヤとサブギヤとの相対回転が可能な構成であるので、その相対回転にともなってメインギヤとサブギヤとの間で摩擦が発生する。このため、摩擦によるエネルギー損失（摩擦損失）や、メインギヤおよびサブギヤの摩耗が懸念される。

本発明は、そのような点に着目して提案されたものであり、その目的は、歯打ち音が問題となる回転数域における歯打ち音の低減、および、そうではない回転数域におけるメインギヤとサブギヤとの摩擦の抑制の両立を図るようにする点にある。

本発明は、上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。すなわち、本発明は、メインギヤと、このメインギヤに対し同軸かつ相対回転可能に設けられるサブギヤと、メインギヤおよびサブギヤを周方向で互いに反対の方向に付勢する付勢手段とを備えたシザーズギヤであって、上記メインギヤおよびサブギヤの回転にともなって径方向へ移動可能な可動部材と、上記可動部材を径方向一方側へ付勢する付勢部材と、上記メインギヤおよびサブギヤによるバックラッシ除去機能を発揮可能な部位および発揮不可能な部位を、上記可動部材の径方向の位置に対応して設定する設定手段とを備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、設定手段にメインギヤおよびサブギヤによるバックラッシ除去機能を発揮可能な部位および発揮不可能な部位が設けられているので、シザーズギヤの回転時、可動部材に作用する遠心力と付勢部材の付勢力とのバランスによって可動部材が径方向へ移動することで、回転数に応じてバックラッシ除去機能の要否を切り替えることができる。そして、設定手段におけるバックラッシ除去機能を発揮可能な部位および発揮不可能な部位の位置、数などを工夫することで、歯打ち音が問題となる回転数域に対応させてバックラッシ除去機能を発揮可能な部位を設けることができるとともに、そうではない回転数域に対応させてバックラッシ除去機能を発揮不可能な部位を設けることができる。これにより、歯打ち音が問題となる回転数域におけるシザーズギヤと相手ギヤとの間で発生する歯打ち音の低減、および、そうではない回転数域におけるメインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失などの回避の両立を図ることができる。

本発明のシザーズギヤにおいて、上記メインギヤおよびサブギヤの一方には上記可動部材、他方には上記設定手段がそれぞれ設けられており、上記可動部材には、上記メインギヤおよびサブギヤの他方側へ向けて突出する突起が一体的に設けられており、上記設定手段は、径方向に延びかつ上記突起が挿入可能な溝となっており、この溝には、周方向の幅が上記突起に比べ大きい第１の部位が少なくとも１つ設けられるとともに、周方向の幅が上記突起と同じ第２の部位が少なくとも１つ設けられていることが好ましい。

ここでは、可動部材および設定手段の構成を特定している。この構成によれば、溝の周方向の幅が突起に比べ大きい第１の部位が、バックラッシ除去機能を発揮可能な部位となるとともに、溝の周方向の幅が突起と同じ第２の部位が、バックラッシ除去機能を発揮不可能な部位となる。このため、溝における第１の部位および第２の部位の位置、数などを工夫することで、歯打ち音が問題となる回転数域におけるシザーズギヤと相手ギヤとの間で発生する歯打ち音の低減、および、そうではない回転数域におけるメインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失などの回避の両立を図ることができる。

本発明のシザーズギヤにおいて、上記溝には、内径側から外径側にかけて順に、上記第１の部位、上記第２の部位、上記第１の部位、および、上記第２の部位が設けられていることが好ましい。このような構成のシザーズギヤは、例えばトランスミッションなどに適している。トランスミッションでは、ニュートラル時に発生する歯打ち音と、いわゆるねじり共振に起因する歯打ち音とが問題となる。上記構成によれば、そのような歯打ち音が問題となる回転数域では、バックラッシ除去機能を発揮不可能な第１の部位に突起を位置させることができ、ニュートラル時および通常走行時の歯打ち音を低減することができる。一方、それ以外の回転数域では、バックラッシ除去機能を発揮不可能な第２の部位に突起を位置させることができ、メインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失を防ぐことができ、また、メインギヤおよびサブギヤの摩耗を抑制することができる。

本発明のシザーズギヤにおいて、上記溝には、内径側から外径側にかけて順に、上記第１の部位、上記第２の部位、および、上記第１の部位が設けられていることが好ましい。このような構成のシザーズギヤは、例えば内燃機関などに適している。内燃機関では、アイドリング時の歯打ち音と、通常走行時の高回転域の歯打ち音とが問題となる。上記構成によれば、そのような歯打ち音が問題となる回転数域では、バックラッシ除去機能を発揮不可能な第１の部位に突起を位置させることができ、アイドリング時および通常走行時の歯打ち音を低減することができる。一方、通常走行時の中間回転域では、バックラッシ除去機能を発揮不可能な第２の部位に突起を位置させることができ、メインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失を防ぐことができ、また、メインギヤおよびサブギヤの摩耗を抑制することができる。付勢手段の弾性力が相手ギヤには伝わらないため、シザーズギヤと相手ギヤとの噛み合い音（噛み合いによって発生する騒音）の悪化を防ぐことができる。

本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。

まず、実施形態に係るシザーズギヤの概略構成について、図１、図２を用いて説明する。図１は、実施形態に係るシザーズギヤを示す側面図、図２は、図１のシザーズギヤのＸ−Ｘ断面図である。

図１、図２に示すように、シザーズギヤ１は、メインギヤ１０と、このメインギヤ１０に対し同軸かつ相対回転可能に設けられるサブギヤ２０と、メインギヤ１０およびサブギヤ２０を周方向（回転方向）で互いに反対の方向に付勢する付勢手段としてのシザーズスプリング３０とを備えている。メインギヤ１０およびサブギヤ２０は、外径および歯数が等しく形成されている。メインギヤ１０は、サブギヤ２０に比べ軸方向の幅（厚み）が大きく形成されている。メインギヤ１０およびサブギヤ２０は、例えばヘリカルギヤとして構成することが可能であるが、その他の構成（例えば平ギヤなど）であってもよい。

メインギヤ１０およびサブギヤ２０の中心には、図示しない回転軸への組み付け用の貫通孔１１，２１が形成されている。メインギヤ１０は、回転軸にキーなどによって固定され、回転軸と一体的に回転可能に設けられている。一方、サブギヤ２０は、回転軸には固定されておらず、メインギヤ１０に対し相対回転可能に設けられている。

メインギヤ１０のサブギヤ２０への組み付け面側の側面には、シザーズスプリング３０の一方の先端部３１に係合するストッパーとしてのピン１２が突設されている。また、サブギヤ２０のメインギヤ１０への組み付け面の側面には、シザーズスプリング３０の他方の先端部３２に係合するストッパーとしてのピン２２が突設されている。

メインギヤ１０のサブギヤ２０側の側面には、環状の凹部１３が形成されている。この凹部１３内にはシザーズスプリング３０が配設されている。シザーズスプリング３０は、メインギヤ１０およびサブギヤ２０を周方向で互いに反対の方向に付勢する弾性部材である。具体的には、シザーズスプリング３０は、側面視で一部が欠けた円環形状、つまり、ほぼＣ字形状に形成されている。このシザーズスプリング３０の対向する先端部３１，３２には、上述したピン１２，２２が係合されている。シザーズスプリング３０の弾性力は、対向する固定ピン１２，２２を近づける方向に作用している。これにより、相手ギヤ２（図４参照）をメインギヤ１０とサブギヤ２０とによって挟むことが可能になっている。

次に、この実施形態の特徴部分について説明する。

この実施形態の特徴部分は、メインギヤ１０およびサブギヤ２０の回転にともなって径方向へ移動可能な可動部材と、可動部材を径方向一方側へ付勢する付勢部材と、メインギヤ１０およびサブギヤ２０によるバックラッシ除去機能を発揮可能な場合および発揮不可能な場合を、可動部材の径方向の位置に対応して設定する設定手段とを設けた点にある。

以下、この特徴構成について、図１〜図４を用いて詳しく説明する。図３は、図１のシザーズギヤをＹ−Ｙ断面図、図４は、シザーズギヤの動作を説明するための図である。なお、図４ではサブギヤ側から見たメインギヤとサブギヤとの位置関係を示しており、シザーズギヤと相手ギヤとのバックラッシをやや誇張して示している。

図１〜図４に示すように、メインギヤ１０には、シザーズギヤ１の回転にともなって径方向へ移動可能な可動部材としての錘体１５およびピン１６が設けられている。具体的には、メインギヤ１０のサブギヤ２０側の側面には、径方向に延びる凹部１４が形成されている。この場合、凹部１４は、上述した環状の凹部１３に連続して設けられている。この凹部１４内には、錘体１５が径方向に移動可能に設けられている。

錘体１５は、可動部材の質量の大部分が集中している部材である。この錘体１５は、凹部１４内の径方向内側（図３では下側）の部分に配設されており、付勢部材であるスプリング１８を介して凹部１４の径方向外側（図３では上側）の壁面１４ａに連結されている。スプリング１８は、圧縮状態で設けられており、このスプリング１８の弾性力によって錘体１５が径方向内側へ向けて付勢されている。錘体１５には、サブギヤ２０側へ向けて突出する円柱形状のピン（突起）１６が一体的に設けられている。ピン１６は、メインギヤ１０の側端面から突出しており、サブギヤ２０側にわたって設けられている。

サブギヤ２０には、シザーズギヤ１のバックラッシ除去機能を発揮可能な場合および発揮不可能な場合を、可動部材の径方向の位置に対応して設定する設定手段としてのガイド溝２４が設けられている。具体的には、ガイド溝２４は、径方向の内側から外側へ延びる溝部となっている。ここでは、ガイド溝２４は、サブギヤ２０の厚み方向に貫通して設けられている。ガイド溝２４は、側面視でメインギヤ１０の凹部１４と重なり合う位置に設けられている。このガイド溝２４内には上述したピン１６が挿入されている。そして、ピン１６がガイド溝２４に沿って移動可能となっている。

ガイド溝２４には、少なくとも１つの逃げ部（非拘束部）２５と少なくとも１つの拘束部２６とが設けられている。図４では、ガイド溝２４に、逃げ部２５と拘束部２６とが２つずつが設けられた例を示している。このガイド溝２４には、内径側から外径側にかけて逃げ部２５と拘束部２６とが交互に設けられている。なお、ガイド溝２４の形状、ガイド溝２４における逃げ部２５および拘束部２６の位置、数などは、この場合だけに限定されず、シザーズギヤの適用対象に応じてさまざまに変更される。

逃げ部２５は、周方向の幅が大きい部分であり、その幅はピン１６の直径（周方向の幅）に比べ大きくなっている。この逃げ部２５にピン１６が位置しているとき、ピン１６の周方向の移動は逃げ部２５の壁面によっては規制されず（拘束されず）、ピン１６の周方向の移動が可能となっている。このため、シザーズスプリング３０の弾性力によってメインギヤ１０とサブギヤ２０との相対回転が可能となる。そして、この状態では、相手ギヤ２をメインギヤ１０とサブギヤ２０とによって周方向の両側から挟み込むことが可能となり、シザーズギヤ１と相手ギヤ２とのバックラッシがなくなる。したがって、逃げ部２５は、シザーズギヤ１のバックラッシ除去機能を発揮可能な部位（第１の部位）となっている。

拘束部２６は、周方向の幅が小さい部分であり、その幅はピン１６の直径と等しくなっている。この拘束部２６にピン１６が位置しているとき、ピン１６の周方向の移動が拘束部２６の壁面によって規制されて（拘束されて）、ピン１６の周方向の移動は不可能になる。このため、シザーズスプリング３０の弾性力が作用していてもメインギヤ１０とサブギヤ２０との相対回転は不可能となる。ここで、拘束部２６は、この拘束部２６にピン１６が位置しているとき、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが同じ位相で重なり合うような位置に設けられている。この状態では、相手ギヤ２をメインギヤ１０とサブギヤ２０とによって周方向の両側から挟み込むことは不可能となり、シザーズギヤ１と相手ギヤ２とのバックラッシはなくならない。したがって、拘束部２６は、シザーズギヤ１のバックラッシ除去機能を発揮不可能な部位（第２の部位）となっている。

次に、以上のような構成のシザーズギヤ１の動作について説明する。

まず、シザーズギヤ１が回転していないときには、メインギヤ１０の錘体１５は、スプリング１８の弾性力によって径方向の内側へ向けて付勢されており、図３に示す状態で静止している。このとき、ピン１６は、図４（ａ）に示すように、ガイド溝２４の内径側の逃げ部２５に位置している。

次に、シザーズギヤ１が回転しているときには、メインギヤ１０の錘体１５には遠心力（慣性力）が作用する。そして、その遠心力とスプリング１８の弾性力のバランスによって錘体１５およびピン１６が径方向へ移動する。これにともなって、ガイド溝２４におけるピン１６の径方向の位置が変化する。

ガイド溝２４におけるピン１６の径方向の位置は、錘体１５（およびピン１６）に作用する遠心力に応じて変化する。このため、ガイド溝２４におけるピン１６の径方向の位置は、シザーズギヤ１の回転数に対応して変化する。つまり、シザーズギヤ１の回転数が高くなるほど、ピン１６の位置が外径側へと変化し、逆に、シザーズギヤ１の回転数が低くなるほど、ピン１６の位置が内径側へと変化する。これにより、ピン１６の位置がガイド溝２４の逃げ部２５と拘束部２６との間で切り替わる。

具体的に、シザーズギヤ１の回転数が低く、錘体１５に作用する遠心力がスプリング１８の弾性力に打ち勝つまでは、ピン１６は、シザーズギヤ１が回転していない場合（図４（ａ））と同じ位置にある。つまり、ピン１６は、ガイド溝２４の内径側の逃げ部２５に位置している。

シザーズギヤ１の回転数が高くなり錘体１５に作用する遠心力がスプリング１８の弾性力に打ち勝つと、ピン１６の位置が、図４（ａ）〜（ｄ）に示すように変化していく。ピン１６の位置は、シザーズギヤ１の回転数が高くなるほど、内径側の逃げ部２５（図４（ａ））→内径側の拘束部２６（図４（ｂ））→外径側の逃げ部２５（図４（ｃ））→外径側の拘束部２６（図４（ｄ））のように変化していく。

そして、ピン１６が、例えば図４（ａ），（ｃ）に示すように、ガイド溝２４の逃げ部２５に位置しているとき、シザーズギヤ１のバックラッシ除去機能が発揮可能となるため、シザーズギヤ１と相手ギヤ２とのバックラッシがなくなる。これにより、シザーズギヤ１と相手ギヤ２との間で発生する歯打ち音を低減することができる。

一方、ピン１６が、例えば図４（ｂ），（ｄ）に示すように、ガイド溝２４の拘束部２６に位置しているとき、シザーズギヤ１のバックラッシ除去機能が発揮不可能となるため、メインギヤ１０とサブギヤ２０とが同じ位相で重なり合う。そして、メインギヤ１０とサブギヤ２０との相対回転が不可能となるので、メインギヤ１０とサブギヤ２０との摩擦を防止できる。これにより、その摩擦によるエネルギー損失（摩擦損失）を回避することができ、また、メインギヤ１０およびサブギヤ２０の摩耗を回避することができる。また、シザーズスプリング３０の弾性力が相手ギヤ２には伝わらないため、シザーズギヤ１と相手ギヤ２との噛み合い音（噛み合いによって発生する騒音）の悪化を防ぐことができる。

この実施形態では、ガイド溝２４に逃げ部２５および拘束部２６を設けているので、シザーズギヤ１の回転数に応じてシザーズギヤ１のバックラッシ除去機能の要否を切り替えることができる。そして、ガイド溝２４における逃げ部２５および拘束部２６の位置および数を工夫することで、歯打ち音が問題となる回転数域に対応させてバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部２５を設けることができるとともに、そうではない回転数域に対応させてバックラッシ除去機能を発揮不可能な拘束部２６を設けることができる。これにより、歯打ち音が問題となる回転数域におけるシザーズギヤ１と相手ギヤ２との間で発生する歯打ち音の低減、および、そうではない回転数域におけるメインギヤ１０とサブギヤ２０との間で発生する摩擦損失などの回避の両立を図ることができる。

この実施形態に係るシザーズギヤは、互いに噛み合うギヤの駆動側のギヤにも被駆動側にギヤにも適用可能である。そして、実施形態に係るシザーズギヤは、さまざまな箇所に適用可能であるが、以下では、図５に示すような車両に搭載されるトランスミッションの遊転ギヤに適用した例について説明する。

図５に例示するトランスミッション１００は、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）車両に搭載される、前進６速段、後進１速段の同期噛み合い式の手動変速機（マニュアルトランスミッション）である。このようなトランスミッション１００の構成や動作については既に公知であるので、ここではその詳細な説明は省略する。

トランスミッション１００においては、互いに平行に配置されたインプットシャフト１０１、アウトプットシャフト１０２、および、リバースシャフト１０３（図５では２点鎖線で示す）が、図示しないトランスミッションケースによって回転自在に支持されている。インプットシャフト１０１は、図示しないエンジンのクランクシャフトにクラッチ機構を介して連結されており、このクラッチ機構の係合動作によりエンジンの回転駆動力が入力されるようになっている。その回転駆動力は、トランスミッション１００において所定の変速比で変速されまたは逆回転されてアウトプットシャフト１０２に伝達され、さらに、ファイナルリダクションギヤ列１１５の終減速比によって減速された後、ディファレンシャル装置１１６へ伝達される。これによって、図示しない駆動輪が前進方向または後進方向に回転するようになっている。

インプットシャフト１０１とアウトプットシャフト１０２との間には、前進１速段〜前進６速段および後進段の各変速段を成立させるための複数の変速ギヤ列１０４〜１１０が設けられている。具体的には、前進段用のギヤ列として、図５において右側から軸線方向左側に向かって、１速ギヤ列１０４、２速ギヤ列１０５、３速ギヤ列１０６、４速ギヤ列１０７、５速ギヤ列１０８、および、６速ギヤ列１０９が順に配設されている。そして、上記各変速ギヤ列の切り換え動作（変速動作）は、３つのシンクロメッシュ機構（同期装置）１１１，１１２，１１３によって行われるようになっている。また、後進段用のギヤ列として、リバースギヤ列１１０が配設されている。

ここで、前進１速段〜前進６速段の変速ギヤ列１０４〜１０９は、インプットシャフト１０１上に支持されるドライブギヤ１０４ａ〜１０９ａと、アウトプットシャフト１０２上に支持されるドリブンギヤ１０４ｂ〜１０９ｂとによって構成される。そして、変速ギヤ列１０４〜１０９のドライブギヤ１０４ａ〜１０９ａおよびドリブンギヤ１０４ｂ〜１０９ｂのうち、一方は相対回転自在に支持軸（インプットシャフト１０１またはアウトプットシャフト１０２）に設けられ、他方は回転一体に支持軸（アウトプットシャフト１０２またはインプットシャフト１０１）に設けられるようになっている。

そして、シザーズギヤは、トランスミッション１００において、支持軸に相対回転自在に設けられる遊転ギヤに適用される。

具体的には、１速ギヤ列１０４は、インプットシャフト１０１に回転一体に取り付けられた１速ドライブギヤ１０４ａと、アウトプットシャフト１０２に対して相対回転自在に組み付けられた１速ドリブンギヤ１０４ｂとを備えており、これら１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとは互いに噛み合っている。

この１速ギヤ列１０４では、遊転ギヤである１速ドリブンギヤ１０４ｂがシザーズギヤとして構成されている。１速ドリブンギヤ１０４ｂは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており（図３参照）、メインギヤ１４１とサブギヤ１４２とを備えている。また、サブギヤ１４２に設けられるガイド溝２４’は、径方向に延びており、図６に示すような形状になっている。なお、図６では、サブギヤ１４２のガイド溝２４’だけを示している。

２速ギヤ列１０５は、インプットシャフト１０１に回転一体に取り付けられた２速ドライブギヤ１０５ａと、アウトプットシャフト１０２に対して相対回転自在に組み付けられた２速ドリブンギヤ１０５ｂとを備えており、これら２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとは互いに噛み合っている。

この２速ギヤ列１０５では、遊転ギヤである２速ドリブンギヤ１０５ｂがシザーズギヤとして構成されている。２速ドリブンギヤ１０５ｂは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており、メインギヤ１５１とサブギヤ１５２とを備えている。また、サブギヤ１５２に設けられるガイド溝は、図６に示すガイド溝２４’と同様の形状になっている。

３速ギヤ列１０６は、インプットシャフト１０１に相対回転自在に組み付けられた３速ドライブギヤ１０６ａと、アウトプットシャフト１０２に回転一体に取り付けられた３速ドリブンギヤ１０６ｂとを備えており、これら３速ドライブギヤ１０６ａと３速ドリブンギヤ１０６ｂとは互いに噛み合っている。

この３速ギヤ列１０６では、遊転ギヤである３速ドライブギヤ１０６ａがシザーズギヤとして構成されている。３速ドライブギヤ１０６ａは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており、メインギヤ１６１とサブギヤ１６２とを備えている。また、サブギヤ１６２に設けられるガイド溝は、図６に示すガイド溝２４’と同様の形状になっている。

４速ギヤ列１０７は、インプットシャフト１０１に相対回転自在に組み付けられた４速ドライブギヤ１０７ａと、アウトプットシャフト１０２に回転一体に取り付けられた４速ドリブンギヤ１０７ｂとを備えており、これら４速ドライブギヤ１０７ａと４速ドリブンギヤ１０７ｂとは互いに噛み合っている。

この４速ギヤ列１０７では、遊転ギヤである４速ドライブギヤ１０７ａがシザーズギヤとして構成されている。４速ドライブギヤ１０７ａは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており、メインギヤ１７１とサブギヤ１７２とを備えている。また、サブギヤ１７２に設けられるガイド溝は、図６に示すガイド溝２４’と同様の形状になっている。

５速ギヤ列１０８は、インプットシャフト１０１に相対回転自在に組み付けられた５速ドライブギヤ１０８ａと、アウトプットシャフト１０２に回転一体に取り付けられた５速ドリブンギヤ１０８ｂとを備えており、これら５速ドライブギヤ１０８ａと５速ドリブンギヤ１０８ｂとは互いに噛み合っている。

この５速ギヤ列１０８では、遊転ギヤである５速ドライブギヤ１０８ａがシザーズギヤとして構成されている。５速ドライブギヤ１０８ａは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており、メインギヤ１８１とサブギヤ１８２とを備えている。また、サブギヤ１８２に設けられるガイド溝は、図６に示すガイド溝２４’と同様の形状になっている。

６速ギヤ列１０９は、インプットシャフト１０１に相対回転自在に組み付けられた６速ドライブギヤ１０９ａと、アウトプットシャフト１０２に回転一体に取り付けられた６速ドリブンギヤ１０９ｂとを備えており、これら６速ドライブギヤ１０９ａと６速ドリブンギヤ１０９ｂとは互いに噛み合っている。

この６速ギヤ列１０９では、遊転ギヤである６速ドライブギヤ１０９ａがシザーズギヤとして構成されている。６速ドライブギヤ１０９ａは、上記シザーズギヤ１と同様の構成となっており、メインギヤ１９１とサブギヤ１９２とを備えている。また、サブギヤ１９２に設けられるガイド溝は、図６に示すガイド溝２４’と同様の形状になっている。

そして、第１のシンクロメッシュ機構１１１は、１速ドリブンギヤ１０４ｂと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間におけるアウトプットシャフト１０２上に設けられている。つまり、この第１のシンクロメッシュ機構１１１が１速ドリブンギヤ１０４ｂ側に作動すると、この１速ドリブンギヤ１０４ｂがアウトプットシャフト１０２に回転一体に連結され、１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第１変速段の成立）。一方、第１のシンクロメッシュ機構１１１が２速ドリブンギヤ１０５ｂ側に作動すると、この２速ドリブンギヤ１０５ｂがアウトプットシャフト１０２に回転一体に連結され、２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第２変速段の成立）。

第２のシンクロメッシュ機構１１２は、３速ドライブギヤ１０６ａと４速ドライブギヤ１０７ａとの間におけるインプットシャフト１０１上に設けられている。つまり、この第２のシンクロメッシュ機構１１２が３速ドライブギヤ１０６ａ側に作動すると、この３速ドライブギヤ１０６ａがインプットシャフト１０１に回転一体に連結され、３速ドライブギヤ１０６ａと３速ドリブンギヤ１０６ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第３変速段の成立）。一方、第２のシンクロメッシュ機構１１２が４速ドライブギヤ１０７ａ側に作動すると、この４速ドライブギヤ１０７ａがインプットシャフト１０１に回転一体に連結され、４速ドライブギヤ１０７ａと４速ドリブンギヤ１０７ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第４変速段の成立）。

第３のシンクロメッシュ機構１１３は、５速ドライブギヤ１０８ａと６速ドライブギヤ１０９ａとの間におけるインプットシャフト１０１上に設けられている。つまり、この第３のシンクロメッシュ機構１１３が５速ドライブギヤ１０８ａ側に作動すると、この５速ドライブギヤ１０８ａがインプットシャフト１０１に回転一体に連結され、５速ドライブギヤ１０８ａと５速ドリブンギヤ１０８ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第５変速段の成立）。一方、第３のシンクロメッシュ機構１１３が６速ドライブギヤ１０９ａ側に作動すると、この６速ドライブギヤ１０９ａがインプットシャフト１０１に回転一体に連結され、６速ドライブギヤ１０９ａと６速ドリブンギヤ１０９ｂとの間で、インプットシャフト１０１からアウトプットシャフト１０２への動力伝達が行われることになる（第６変速段の成立）。

このようにして、前進時には、シフトチェンジ動作時を除いて、上記インプットシャフト１０１の回転駆動力が、上述したシンクロメッシュ機構１１１，１１２，１１３のうちのいずれか１つの作動によって選択された１つの変速ギヤ列１０４〜１０９を介してアウトプットシャフト１０２へ伝達される。

また、リバースギヤ列１１０は、インプットシャフト１０１に回転一体に取り付けられたリバースドライブギヤ１１０ａと、アウトプットシャフト１０２に回転一体に組み付けられたリバースドリブンギヤ１１０ｂと、リバースシャフト１０３に対してスライド移動自在に組み付けられたリバースアイドラギヤ１１０ｃ（図５では２点鎖線で示す）とを備えている。リバースドリブンギヤ１１０ｂは、上記第１のシンクロメッシュ機構１１１の外周側に回転一体に配設されている。これらギヤ１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは前進時には動力伝達を行っておらず、後進時においては、全てのシンクロメッシュ機構１１１，１１２，１１３が中立状態に設定され、リバースアイドラギヤ１１０ｃがリバースシャフト１０３の軸線方向に沿って移動することにより、リバースドライブギヤ１１０ａとリバースドリブンギヤ１１０ｂとの両方に噛み合うことで、リバースドライブギヤ１１０ａの回転方向を逆転させてリバースドリブンギヤ１１０ｂに伝達することになる。これにより、アウトプットシャフト１０２が上記前進段の場合とは逆方向に回転し、駆動輪は後退方向に回転する。

上述したように、トランスミッション１００では、遊転ギヤである１速ドリブンギヤ１０４ｂ、２速ドリブンギヤ１０５ｂ、３速ドライブギヤ１０６ａ、４速ドライブギヤ１０７ａ、５速ドライブギヤ１０８ａ、および、６速ドライブギヤ１０９ａが、シザーズギヤとして構成されている。そして、シザーズギヤのサブギヤに設けられるガイド溝が、図６に示すような形状になっており、このガイド溝にはメインギヤのピン１６が挿入されるようになっている。ここでは、１速ドリブンギヤ１０４ｂのサブギヤ１４２に設けられるガイド溝２４’だけを示しているが、他のサブギヤに設けられるガイド溝も同様の形状になっている。

図６に示すように、ガイド溝２４’には、２つの逃げ部２５ａ’，２５ｂ’と２つの拘束部２６ａ’，２６ｂ’とが設けられている。ガイド溝２４’には、内径側から外径側にかけて順に、逃げ部２５ａ’，拘束部２６ａ’，逃げ部２５ｂ’，拘束部２６ｂ’が配置されている。そして、トランスミッション１００に駆動力が入力され、インプットシャフト１０１が回転すると、ガイド溝２４’におけるピン１６の径方向の位置が変化する。ガイド溝２４’におけるピン１６の径方向の位置は、シザーズギヤの回転数が高くなるほど、逃げ部２５ａ’→拘束部２６ａ’→逃げ部２５ｂ’→拘束部２６ｂ’のように変化する。

ここで、トランスミッション１００において、シザーズギヤの回転数Ｎｇが所定の設定回転数（第１の閾値）Ｎ１未満のときに（Ｎｇ＜Ｎ１）、ピン１６が逃げ部２５ａ’に位置するように、ガイド溝２４’の形状が設定されている。

また、シザーズギヤの回転数Ｎｇが上記設定回転数Ｎ１以上であり、所定の設定回転数（第２の閾値）Ｎ２未満のときに（Ｎ１≦Ｎｇ＜Ｎ２）、ピン１６が拘束部２６ａ’に位置するように、ガイド溝２４’の形状が設定されている。

また、シザーズギヤの回転数Ｎｇが上記設定回転数Ｎ２以上であり、所定の設定回転数（第３の閾値）Ｎ３未満のときに（Ｎ２≦Ｎｇ＜Ｎ３）、ピン１６が逃げ部２５ｂ’に位置するように、ガイド溝２４’の形状が設定されている。

そして、シザーズギヤの回転数Ｎｇが上記設定回転数Ｎ３以上のときに（Ｎ３≦Ｎｇ）、ピン１６が拘束部２６ｂ’に位置するように、ガイド溝２４’の形状が設定されている。

上記設定回転数Ｎ１〜Ｎ３は、トランスミッション１００の特性を考慮して予め設定された値となっている。ここで、上記設定回転数Ｎ１は、ニュートラル時のアイドリング回転付近の回転数域よりも若干高い値に設定され、例えば８００ｒｐｍに設定される。また、上記設定回転数Ｎ２は、通常走行時のいわゆるねじり共振の共振点（共振周波数）付近の回転数域よりも若干低い値に設定され、例えば１５００ｒｐｍに設定される。上記設定回転数Ｎ３は、そのねじり共振の共振点付近の回転数域よりも若干高い値に設定され、例えば２５００ｒｐｍに設定される。ただし、上記設定回転数Ｎ１〜Ｎ３の値は、トランスミッションごとに特有の値であり、さまざまに変更される。

そして、シザーズギヤをトランスミッション１００の遊転ギヤに適用すれば、次のような作用効果も得られる。

トランスミッション１００では、ニュートラル時に、インプットシャフト１０１の回転数がアイドリング回転付近の回転数域で変化する。このとき、全てのシンクロメッシュ機構１１１，１１２，１１３が中立状態となっているが、１速ギヤ列１０４の１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとの間、および、２速ギヤ列１０５の２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間では回転が伝達される。このため、１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとの間、および、２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間でバックラッシがあれば、歯打ち音が発生して問題となる可能性がある。

この例では、アイドリング回転付近の回転数域は上記設定回転数Ｎ１未満の領域となるので、シザーズギヤである１速ドリブンギヤ１０４ｂおよび２速ドリブンギヤ１０５ｂにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部２５ａ’に位置する。このため、１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとの間、および、２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間のバックラッシがなくなる。これにより、ニュートラル時に、１速ドライブギヤ１０４ａと１速ドリブンギヤ１０４ｂとの間、および、２速ドライブギヤ１０５ａと２速ドリブンギヤ１０５ｂとの間で発生する歯打ち音を低減することができる。

また、トランスミッション１００では、通常走行時に、インプットシャフト１０１の回転数が、アイドリング回転付近の回転数から最高回転数の広範囲にわたって変化し、その範囲内にねじり共振の共振点付近の回転数域に含まれる場合がある。このとき、シンクロメッシュ機構１１１，１１２，１１３のうちいずれか１つが作動状態となり、残り２つが中立状態となっているため、中立状態となっているシンクロメッシュ機構のドライブギヤとドリブンギヤとの間でバックラッシがあれば、歯打ち音が発生して問題となる可能性がある。

この例では、ねじり共振の共振点付近の回転数域は上記設定回転数Ｎ２およびＮ３の間に含まれるので、シザーズギヤである遊転ギヤにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部２５ｂ’に位置する。このため、中立状態となっているシンクロメッシュ機構のドライブギヤとドリブンギヤとの間のバックラッシがなくなる。これにより、通常走行時に、そのドライブギヤとドリブンギヤとの間で発生する歯打ち音を低減することができる。

一方、トランスミッション１００では、アイドリング回転付近の回転数域およびねじり共振の共振点付近の回転数域以外の回転数域では、ドライブギヤとドリブンギヤとの間の歯打ち音はあまり問題とはならない。この例では、上記設定回転数Ｎ１およびＮ２の間の回転数域、および、上記設定回転数Ｎ３以上の回転数域では、シザーズギヤである遊転ギヤにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮不可能な拘束部２６ａ’，２６ｂ’に位置する。これにより、メインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失を防ぐことができ、また、メインギヤおよびサブギヤの摩耗を抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、ここに示した実施形態は一例であり、さまざまに変形することが可能である。

（１）シザーズギヤの適用対象として挙げたトランスミッションは一例であって、シザーズギヤはさまざまな箇所に適用可能である。シザーズギヤは、例えば内燃機関などにも適用可能である。内燃機関においては、図示はしないが、例えば上記特許文献１，２などに示されるように、動弁装置やバランサ装置などにシザーズギヤを適用することが可能である。

図７には、内燃機関の動弁装置やバランサ装置に用いる場合に適したシザーズギヤのサブギヤのガイド溝を示している。この図７に示すシザーズギヤのガイド溝２４”は、径方向に延びており、メインギヤのピン１６が挿入されるようになっている。具体的に、ガイド溝２４”には、２つの逃げ部２５ａ”，２５ｂ”と１つの拘束部２６ａ”とが設けられている。ガイド溝２４”には、内径側から外径側にかけて順に、逃げ部２５ａ”，拘束部２６ａ”，逃げ部２５ｂ”が配置されている。そして、内燃機関が駆動すると、ガイド溝２４”におけるピン１６の径方向の位置が変化する。ガイド溝２４”におけるピン１６の径方向の位置は、シザーズギヤの回転数が高くなるほど、逃げ部２５ａ”→拘束部２６ａ”→逃げ部２５ｂ”のように変化する。

ここで、内燃機関において、シザーズギヤの回転数Ｎｇが所定の設定回転数（第１の閾値）Ｎ１１未満のときに（Ｎｇ＜Ｎ１１）、ピン１６が逃げ部２５ａ”に位置するように、ガイド溝２４”の形状が設定されている。

また、シザーズギヤの回転数Ｎｇが上記設定回転数Ｎ１１以上であり、所定の設定回転数（第２の閾値）Ｎ１２未満のときに（Ｎ１１≦Ｎｇ＜Ｎ１２）、ピン１６が拘束部２６ａ”に位置するように、ガイド溝２４”の形状が設定されている。

そして、シザーズギヤの回転数Ｎｇが上記設定回転数Ｎ１２以上のときに（Ｎ１２≦Ｎｇ）、ピン１６が逃げ部２５ｂ”に位置するように、ガイド溝２４”の形状が設定されている。

上記設定回転数Ｎ１１，Ｎ１２は、内燃機関の特性を考慮して予め設定された値となっている。ここで、上記設定回転数Ｎ１１は、アイドリング時の回転数域よりも若干高い値に設定され、例えば１０００ｒｐｍに設定される。また、上記設定回転数Ｎ１２は、通常走行時の中間回転域と高回転域との境の値に設定され、例えば３０００ｒｐｍに設定される。ただし、上記設定回転数Ｎ１１，Ｎ１２の値は、内燃機関ごとに特有の値であり、さまざまに変更される。

そして、シザーズギヤを内燃機関に適用すれば、次のような作用効果も得られる。内燃機関では、アイドリング時の歯打ち音と、通常走行時の高回転域の歯打ち音とが問題となる。この例では、アイドリング回転付近の回転数域は上記設定回転数Ｎ１１未満の領域となるので、シザーズギヤにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部２５ａ”に位置する。これにより、アイドリング時に、シザーズギヤと相手ギヤとの間で発生する歯打ち音を低減することができる。また、通常走行時の高回転域は上記設定回転数Ｎ１２以上の領域となるので、シザーズギヤにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮可能な逃げ部２５ｂ”に位置する。これにより、通常走行時の高回転域におけるシザーズギヤと相手ギヤとの間で発生する歯打ち音を低減することができる。

一方、内燃機関では、通常走行時の中間回転域では歯打ち音はあまり問題とはならない。この例では、上記設定回転数Ｎ１１およびＮ１２の間の回転数域では、シザーズギヤにおいて、ピン１６がバックラッシ除去機能を発揮不可能な拘束部２６ａ”に位置する。これにより、メインギヤとサブギヤとの間で発生する摩擦損失を防ぐことができ、また、メインギヤおよびサブギヤの摩耗を抑制することができる。この場合、シザーズスプリング３０の弾性力が相手ギヤには伝わらないため、シザーズギヤと相手ギヤとの噛み合い音の悪化を防ぐことができる。

（２）可動部材と付勢部材と設定手段の構成は一例であって、それ以外の構成であってもよい。

上記実施形態では、メインギヤ１０に可動部材である錘体１５およびピン１６、付勢部材であるスプリング１８を設け、サブギヤ２０に設定手段であるガイド溝２４を設けた場合について説明したが、これとは逆に、メインギヤに設定手段を設け、サブギヤに可動部材と付勢部材を設ける構成としてもよい。

上記実施形態では、突起であるピン１６が錘体１５に一体的に設けられている場合について説明したが、錘体１５の一部分を加工して突起を設ける構成としてもよい。

突起であるピン１６の形状は円柱形状以外であってもよい。ガイド溝２４は貫通孔ではなく凹形状の溝であってもよい。また、錘体１５とスプリング１８との位置関係が逆であってもよい。つまり、錘体１５を径方向外側の部分に設け、スプリング１８を径方向内側の部分に設けて、錘体１５をスプリング１８の弾性力によって引っ張り方向に付勢する構成としてもよい。また、付勢部材としてスプリング１８以外のもの（例えばゴムなど）を用いてもよい。

実施形態に係るシザーズギヤを示す側面図である。 図１のシザーズギヤのＸ−Ｘ断面図である。 図１のシザーズギヤのＹ−Ｙ断面図である。 シザーズギヤの動作を説明するための図である。 シザーズギヤの適用対象となるマニュアルトランスミッションを示す図である。 シザーズギヤのガイド溝の一例を示す図である。 シザーズギヤのガイド溝の他の例を示す図である。

符号の説明

１ シザーズギヤ
２ 相手ギヤ
１０ メインギヤ
１５ 錘体
１６ ピン
１８ スプリング
２０ サブギヤ
２４ ガイド溝
２５ 逃げ部
２６ 拘束部
３０ シザーズスプリング

Claims (4)

1. メインギヤと、このメインギヤに対し同軸かつ相対回転可能に設けられるサブギヤと、メインギヤおよびサブギヤを周方向で互いに反対の方向に付勢する付勢手段とを備えたシザーズギヤにおいて、
   上記メインギヤおよびサブギヤの回転にともなって径方向へ移動可能な可動部材と、上記可動部材を径方向一方側へ付勢する付勢部材と、上記メインギヤおよびサブギヤによるバックラッシ除去機能を発揮可能な部位および発揮不可能な部位を、上記可動部材の径方向の位置に対応して設定する設定手段とを備えていることを特徴とするシザーズギヤ。
2. 請求項１に記載のシザーズギヤにおいて、
   上記メインギヤおよびサブギヤの一方には上記可動部材、他方には上記設定手段がそれぞれ設けられており、
   上記可動部材には、上記メインギヤおよびサブギヤの他方側へ向けて突出する突起が一体的に設けられており、
   上記設定手段は、径方向に延びかつ上記突起が挿入可能な溝となっており、この溝には、周方向の幅が上記突起に比べ大きい第１の部位が少なくとも１つ設けられるとともに、周方向の幅が上記突起と同じ第２の部位が少なくとも１つ設けられていることを特徴とするシザーズギヤ。
3. 請求項２に記載のシザーズギヤにおいて、
   上記溝には、内径側から外径側にかけて順に、上記第１の部位、上記第２の部位、上記第１の部位、および、上記第２の部位が設けられていることを特徴とするシザーズギヤ。
4. 請求項２に記載のシザーズギヤにおいて、
   上記溝には、内径側から外径側にかけて順に、上記第１の部位、上記第２の部位、および、上記第１の部位が設けられていることを特徴とするシザーズギヤ。

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