JP2010255741A - ダブルヘリカルギヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダブルヘリカルギヤを構成する２つのヘリカルギヤのうち一方のヘリカルギヤのみが相手側ヘリカルギヤと噛合う状態の発生を抑制する。
【解決手段】２つのヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂと、２つのヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの内径部３２に嵌め込まれた円筒部４１とこの円筒部４１より径方向外側に延在してヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの間に介装されたフランジ部４２とを有するハブ４と、フランジ部４２に形成された貫通孔４３と、貫通孔４３に移動自在に嵌入され、両端部に回転方向幅が縮小したテーパ部７１を有し、且つ、両端部がフランジ部４２の両側面より突出するような全長を有するキー７と、ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの対向面のキー７に対応する位置に形成され、手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、且つ、キー７の端部を遊嵌した凹部３３と、２つのヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂが互いに離反しないように規制するスナップリング５と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのヘリカルギヤを互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置したダブルヘリカルギヤ装置に関する。

自動車等の車両に使用する歯車では、噛合い振動を小さくすることが望まれる。周知の通り、ヘリカルギヤは、平歯車と比較して噛合い振動が低いため、自動車等のトランスミッションに多用されている。

ヘリカルギヤには、軸線方向へのスラスト力が発生するが、このスラスト力を低減するために、２つのヘリカルギヤを互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置したダブルヘリカルギヤ（やまば歯車）が自動車等の車両に採用されることも多い（例えば、特許文献１，２を参照。）。

特開２００２−３６４７３２号公報 特開平１０−１６１４７７号公報

ところが、２つのヘリカルギヤからダブルヘリカルギヤを組み上げる際に、周方向に組付け誤差が生じることがある。また、歯切り寸法誤差が周方向に累積してしまうこともある。

上記周方向の組付け誤差や歯切り寸法誤差がある程度存在すると、隣接するダブルヘリカルギヤ同士の歯面位置が周方向に大きくずれてしまう。そうなると、ダブルヘリカルギヤのうち、一方のヘリカルギヤのみが相手側ヘリカルギヤと噛合い、もう一方のヘリカルギヤと相手側ヘリカルギヤとの歯間に隙間が生まれ、回転駆動力が一方のヘリカルギヤの噛合いのみによって伝達されてしまうおそれがある。

本発明は上記問題点に鑑みて創案されたものであり、ダブルヘリカルギヤを構成する２つのヘリカルギヤのうち一方のヘリカルギヤのみが相手側ヘリカルギヤと噛合う状態の発生を抑制するダブルヘリカルギヤ装置を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するための手段として、本発明のダブルヘリカルギヤ装置は、以下のように構成されている。

すなわち、本発明のダブルヘリカルギヤ装置は、互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置された２つのヘリカルギヤと、前記２つのヘリカルギヤの内径部に嵌め込まれた円筒部と該円筒部より径方向外側に延在して前記ヘリカルギヤの間に介装されたフランジ部とを有するハブと、前記フランジ部に形成された貫通孔と、前記貫通孔に前記フランジ部の板厚方向へ移動自在に嵌入され、両端部に同板厚方向外側へ向かって回転方向幅が縮小したテーパ部を有し、且つ、前記両端部が前記フランジ部の両側面より突出するような全長を有する可動部材と、前記ヘリカルギヤの対向面の前記可動部材に対応する位置に形成され、手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、且つ、前記可動部材の端部を遊嵌した凹部と、前記２つのヘリカルギヤが互いに離反しないように規制する規制部材と、を備えることを特徴としている。

かかる構成を備えるダブルヘリカルギヤ装置によれば、例えば、ダブルヘリカルギヤ装置の組み上げ時の周方向誤差や歯切り寸法の周方向誤差の累積等によって、一方のヘリカルギヤ（以下「第１ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯とその相手側ヘリカルギヤ（「第１相手側ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯との間に隙間が生じ、他方のヘリカルギヤ（以下「第２ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯のみがその相手側ヘリカルギヤ（「第２相手側ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯と噛合っている場合、第２ヘリカルギヤが受ける回転駆動力は、可動部材を介してハブに伝達される。このとき、第２ヘリカルギヤが受ける回転駆動力の伝達は、第２ヘリカルギヤの凹部の傾斜面（回転方向後側の傾斜面）が可動部材のテーパ部を押圧することによりなされるため、第２ヘリカルギヤが可動部材に対して付与する回転駆動力の分力が可動部材の一端部をフランジ部側へ押し込む力として作用する。その結果、可動部材の他端部が第１ヘリカルギヤの凹部内に突出する。そうすると、可動部材のテーパ部が第１ヘリカルギヤの凹部の傾斜面（回転方向後側の傾斜面）を押圧し、第１ヘリカルギヤ（駆動力を受けていなかったヘリカルギヤ）の第２ヘリカルギヤに対する相対的な周方向位置が逆回転方向へ若干後退する。これにより、第１ヘリカルギヤの歯と第１相手側ヘリカルギヤの歯との間の隙間が埋まり、双方のヘリカルギヤが均等に相手側ヘリカルギヤと噛合うようになる。

また、本発明のダブルヘリカルギヤ装置は、互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置された２つのヘリカルギヤと、前記２つのヘリカルギヤの内径部に嵌め込まれた円筒部と、該円筒部より径方向外側に延在して前記ヘリカルギヤの間に介装されたフランジ部とを有するハブと、前記フランジ部に形成された貫通孔と、前記貫通孔に前記フランジ部の板厚方向へ移動自在に嵌入され、前記フランジ部の両側面より突出するような直径を有する可動球体と、前記ヘリカルギヤの対向面の前記可動球体に対応する位置に形成され、手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、且つ、前記可動部材の端部を遊嵌した凹部と、前記２つのヘリカルギヤが互いに離反しないように規制する規制部材と、を備えるものであってもよい。

かかる構成を備えるダブルヘリカルギヤ装置によれば、例えば、ダブルヘリカルギヤ装置の組み上げ時の周方向誤差や歯切り寸法の周方向誤差の累積等によって、一方のヘリカルギヤ（以下「第１ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯とその相手側ヘリカルギヤ（「第１相手側ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯との間に隙間が生じ、他方のヘリカルギヤ（以下「第２ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯のみがその相手側ヘリカルギヤ（「第２相手側ヘリカルギヤ」ともいう。）の歯と噛合っている場合、第２ヘリカルギヤが受ける回転駆動力は、可動球体を介してハブに伝達される。このとき、第２ヘリカルギヤが受ける回転駆動力の伝達は、第２ヘリカルギヤの凹部の傾斜面（回転方向後側の傾斜面）が可動球体を押圧することによりなされるため、第２ヘリカルギヤが可動球体に対して付与する回転駆動力の分力が可動球体の一方をフランジ部側へ押し込む力として作用する。その結果、可動球体の他方が第１ヘリカルギヤの凹部内に突出する。そうすると、可動球体が第１ヘリカルギヤの凹部の傾斜面（回転方向後側の傾斜面）を押圧するため、第１ヘリカルギヤ（駆動力を受けていなかったヘリカルギヤ）の第２ヘリカルギヤに対する相対的な周方向位置が逆回転方向へ若干後退する。これにより、第１ヘリカルギヤの歯と第１相手側ヘリカルギヤの歯との間の隙間が埋まり、双方のヘリカルギヤが均等に相手側ヘリカルギヤと噛合うようになる。

本発明に係るダブルヘリカルギヤ装置によれば、組み上げ時の周方向誤差や歯切り寸法の周方向誤差の累積等に起因して、２つのヘリカルギヤのうち一方のヘリカルギヤのみが相手側ヘリカルギヤと噛合ってしまうことを抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るダブルヘリカルギヤ装置とこのダブルヘリカルギヤ装置に噛合わされた相手側ダブルヘリカルギヤとを示す斜視図である。 ダブルヘリカルギヤ装置および相手側ダブルヘリカルギヤを２つの回転軸の軸線を含む平面で切断して表した概略断面図である。 ３種類のハブを軸線方向から視た図である。 図２のＢ−Ｂ断面図である。 図２のＢ−Ｂ断面図に対応するものであって、可動部材を球体に置き換えた実施形態を表した図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るダブルヘリカルギヤ装置１と、このダブルヘリカルギヤ装置１に噛合わされた相手側ダブルヘリカルギヤ２Ａ，２Ｂとを示す斜視図である。図２は、ダブルヘリカルギヤ装置１および相手側ダブルヘリカルギヤ２Ａ，２Ｂの断面図である。

図１および図２に示すように、ダブルヘリカルギヤ装置１は、２つのヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂ（以下「第１ヘリカルギヤ３Ａ」、「第２ヘリカルギヤ３Ｂ」ともいう。）、ハブ４、スナップリング５等を備えている。

第１および第２ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂは、図１に示すように、互いに歯３１のねじれ方向を逆にして隣接配置されている。ここで、第１ヘリカルギヤ３Ａは相手側ヘリカルギヤ２Ａ（以下「第１相手側ヘリカルギヤ２Ａ」ともいう。）と噛合い、第２ヘリカルギヤ３Ｂは相手側ヘリカルギヤ２Ｂ（以下「第２相手側ヘリカルギヤ２Ｂ」ともいう。）と噛合うように配置されている。

ハブ４は、図２および図３（ａ）に示すように、回転軸６（図３では図示省略）の外周面にスプライン嵌合され、その外周面が第１および第２ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの内径部３２に嵌め込まれた円筒部４１と、この円筒部４１の外周面より径方向外側に延在した円板状のフランジ部４２とを有する。

フランジ部４２は、円筒部４２の軸線方向中央位置に形成されており、２つのヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの間に介装されている。なお、円筒部４１の両端面４１ａ，４１ａとヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂの両外側面３Ａａ，３Ｂａとは概ね面一状態になっている。また、フランジ部４２には、図３（ａ）に示すように、貫通孔４３が同心円上に等間隔で複数形成されている。なお、上記貫通孔４３は、同心円上に等間隔に形成されたものに限定されず、図３（ｂ）に示すように、フランジ部４２の任意の位置に形成されていてもよい。また、図３（ｃ）に示すように、潤滑油溝４４を設けたものであってもよい。

図４に示すように、上記貫通孔４３には、フランジ部４２の板厚方向へ移動自在にキー７（可動部材）が嵌入されている。このキー７は、その全長Ｌがフランジ部４２の板厚Ｗより大きく、キー７の両端部がフランジ部４２の両側面より突出するようになっている。また、キー７は、その両端部にフランジ部４２の板厚方向外側へ向かって縮径したテーパ状（回転方向幅が縮小したテーパ状）のテーパ部７１，７１を有している。

また、ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂ同士の対向面３Ａｂ，３Ｂｂには、上記キー７および貫通孔４３の配置に対応する位置に、キー７のテーパ部（端部）７１，７１を遊嵌する凹部３３が形成されている。この凹部３３は、手前から奥に向かって縮径し（回転方向幅が縮小し）、最深部で平坦面を形成した略すり鉢状のものとなっている。なお、上記遊嵌は、少なくとも、回転方向および回転方向に直交する方向に遊びを持たせて嵌めることを意味する。

キー７のサイズおよび形状（全長、テーパ角等）と、凹部３３，３３のサイズおよび形状（凹み深さ、テーパ角、開口径等）とは、ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂ同士がごく小さな一定範囲内に限り相対回転自在となるよう設定されている。

図１および図２に示すように、前記スナップリング５は、２つのヘリカルギヤが互いに離反しないように規制する規制部材であり、回転軸６に設けられた周方向の溝６１に嵌め込まれて、隣接配置されたヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂを係止している。

以上のように構成されたダブルヘリカルギヤ装置１において、相手側ダブルヘリカルギヤ２Ａ，２Ｂが回転駆動すると、その回転駆動力がダブルヘリカルギヤ装置１のヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂに伝達される。このとき、例えば、第２相手側ヘリカルギヤ２Ｂの歯２１と第２ヘリカルギヤ３Ｂの歯３１とが隙間無く噛合う一方で、ダブルヘリカルギヤ装置１の組み上げ時の周方向誤差や歯切り寸法の周方向誤差の累積等によって、第１相手側ヘリカルギヤ２Ａの歯２１と第１ヘリカルギヤ３Ａの歯３１との間に隙間が生じることがある。

この場合、図４（ａ）に示すように、第２相手側ヘリカルギヤ２Ｂと噛合っている第２ヘリカルギヤ３Ｂは全駆動力（例えば全駆動力を「１０」とする。）を受けるが、第１相手側ヘリカルギヤ２Ａと噛合っていない（歯間に隙間が生じている）第１ヘリカルギヤ３Ａは、駆動力を受けない状態となる。

第２ヘリカルギヤ３Ｂが受けた駆動力（回転駆動力）は、キー７を介してハブ４のフランジ部４２に伝達されるが、この回転駆動力の伝達は、第２ヘリカルギヤ３Ｂの凹部３３の回転方向後側の傾斜面３３ａがキー７のテーパ部７１を押圧することによりなされる。このため、第２ヘリカルギヤ３Ｂがキー７に対して付与する駆動力の一部（フランジ部４の板厚方向への分力）がキー７の一端部をフランジ部４２側へ押し込む力として作用し、その結果、キー７の他端部が第１ヘリカルギヤ３Ａの凹部３３内に突出する。すると、キー７のテーパ部７１が第１ヘリカルギヤ３Ａの凹部３３の回転方向後側の傾斜面３３ａを押圧するため、図４（ｂ）に示すように、第１ヘリカルギヤ３Ａの第２ヘリカルギヤ３Ｂに対する相対的な周方向位置が逆回転方向へ若干後退する。これにより、第１相手側ヘリカルギヤ２Ａの歯２１と第１ヘリカルギヤ３Ａの歯３１との間の隙間が埋まり、双方のヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂが均等に相手側ヘリカルギヤ２Ａ，２Ｂと噛合うようになる。

＜他の実施形態＞
既述の実施形態では、キー７の両端のテーパ部７１が円錐状になっており、凹部３３が略すり鉢状となったものを例に挙げて説明した。しかし、既述した作用効果を奏するために、キー７の両端部は、フランジ部４２の板厚方向外側へ向かって回転方向幅が縮小するテーパ状（くさび状）であれば足りる。また、凹部３３も手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、そのようなキー７のくさび状部を遊嵌（少なくとも、回転方向および回転方向に直交する方向へ遊びを持たせて嵌め込む）するものであれば足りる。

また、既述の実施形態で用いたキー７の代わりに、図５に示すように、球体９（可動球体）を採用してもよい。この場合、球体９は、貫通孔４３に板厚方向へ移動自在に嵌入する。また、球体９は、フランジ部４２の両面から露出するように、その直径をフランジ部４２の板厚より大きくすることが必要である。

球体９のサイズと、凹部３３，３３のサイズおよび形状（凹み深さ、テーパ角、開口径等）とは、ヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂ同士が一定範囲内に限り相対回転自在となるように設定される。

なお、図５は、図４（ｂ）に対応する状態を示している。つまり、第１ヘリカルギヤ３Ａの第２ヘリカルギヤ３Ｂに対する相対的な周方向位置が逆回転方向へ若干後退し、これにより、第１相手側ヘリカルギヤ２Ａの歯２１と第１ヘリカルギヤ３Ａの歯３１との間の隙間が埋まり、双方のヘリカルギヤ３Ａ，３Ｂが均等に相手側ヘリカルギヤ２Ａ，２Ｂと噛合うようになった状態を示している。

本発明は、自動車等の車両に使用されるダブルヘリカルギヤに適用することが可能である。

１ ダブルヘリカルギヤ装置
３Ａ，３Ｂ ヘリカルギヤ
４ ハブ
５ スナップリング（規制部材）
７ キー（可動部材）
９ 球体（可動球体）
３１ 歯
３２ ヘリカルギヤの内径部
３３ 凹部
３３ａ 凹部の傾斜面
４１ 円筒部
４２ フランジ部
４３ 貫通孔
７１ テーパ部

Claims (2)

1. 互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置された２つのヘリカルギヤと、
   前記２つのヘリカルギヤの内径部に嵌め込まれた円筒部と、該円筒部より径方向外側に延在して前記ヘリカルギヤの間に介装されたフランジ部とを有するハブと、
   前記フランジ部に形成された貫通孔と、
   前記貫通孔に前記フランジ部の板厚方向へ移動自在に嵌入され、両端部に同板厚方向外側へ向かって回転方向幅が縮小したテーパ部を有し、且つ、前記両端部が前記フランジ部の両側面より突出するような全長を有する可動部材と、
   前記ヘリカルギヤの対向面の前記可動部材に対応する位置に形成され、手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、且つ、前記可動部材の端部を遊嵌した凹部と、
   前記２つのヘリカルギヤが互いに離反しないように規制する規制部材と、
   を備えることを特徴とするダブルヘリカルギヤ装置。
2. 互いに歯のねじれ方向を逆にして隣接配置された２つのヘリカルギヤと、
   前記２つのヘリカルギヤの内径部に嵌め込まれた円筒部と、該円筒部より径方向外側に延在して前記ヘリカルギヤの間に介装されたフランジ部とを有するハブと、
   前記フランジ部に形成された貫通孔と、
   前記貫通孔に前記フランジ部の板厚方向へ移動自在に嵌入され、前記フランジ部の両側面より突出するような直径を有する可動球体と、
   前記ヘリカルギヤの対向面の前記可動球体に対応する位置に形成され、手前から奥に向かって回転方向幅が縮小し、且つ、前記可動部材の端部を遊嵌した凹部と、
   前記２つのヘリカルギヤが互いに離反しないように規制する規制部材と、
   を備えることを特徴とするダブルヘリカルギヤ装置。

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