JP2011179565A - Gear device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、歯車装置に関し、特に歯車が動力伝達時に受ける荷重により弾性変形する歯車装置に関するものである。 The present invention relates to a gear device, and more particularly to a gear device that is elastically deformed by a load that the gear receives during power transmission.
歯車装置は、動力を伝達するときに、従動側歯車を回転させる方向に動力を伝達するとともに、その従動側歯車の回転方向とは異なる方向に荷重をかける場合がある。特に、はすば歯車の場合には、従動側歯車の回転方向と垂直な方向すなわち回転軸線方向の荷重(スラスト荷重)と歯車の半径方向の荷重(ラジアル荷重)とが生じる。 When transmitting the power, the gear device transmits the power in the direction in which the driven gear is rotated and may apply a load in a direction different from the rotation direction of the driven gear. In particular, in the case of a helical gear, a load (thrust load) in a direction perpendicular to the rotation direction of the driven gear, that is, a rotation axis direction and a load in the radial direction of the gear (radial load) are generated.
特許文献1には、駆動側歯車のシャフトと従動側歯車のシャフトとが平行でない場合には、通常は、かさ歯車を設けるが、かさ歯車の成形は困難なため、平歯車が反り返る方向に弾性変形できるように、歯車の半径方向での中間部の一部の板厚を薄くした構成の歯車装置が記載されている。 In Patent Document 1, when the shaft of the driving gear and the shaft of the driven gear are not parallel, a bevel gear is usually provided. However, since it is difficult to form a bevel gear, the spur gear is elastic in the direction in which it warps. A gear device having a configuration in which the plate thickness of a part of the intermediate portion in the radial direction of the gear is thinned so as to be deformable is described.
上記特許文献1に記載の歯車装置は、歯車の半径方向での中間部の一部の板厚を薄くすることにより、歯車が反り返ることができ、駆動側歯車のシャフトと従動側歯車のシャフトとが平行でない場合でも、平歯車は噛み合うことができる。しかしながら、平行でないシャフト同士に、上記反り返り方向に弾性可能な平歯車を噛み合わせることは、回転軸からの距離が歯車の軸線方向における一端側とその他端側とで異なる。つまり、歯車の軸線方向における異端側と他端側との端部での速さが異なるので、ミスアライメントによる噛み合い損失が増大する可能性がある。また、特許文献1に記載された装置は、樹脂製のものであって、例えば、車両における動力伝達装置のように大きな伝達荷重が作用する箇所すなわち歯車の半径方向の荷重が大きい箇所に使用される場合には、半径方向の剛性が低いため、歯飛びなどが生じる可能性があり適用することができない。したがって、伝達荷重が大きい箇所に設けられ、かつ回転軸が傾いた場合においても、噛み合い状態を維持することのできる歯車装置については、未だ改善の余地がある。 The gear device described in Patent Literature 1 can reduce the thickness of a part of the intermediate portion in the radial direction of the gear so that the gear can be warped. The shaft of the driving side gear and the shaft of the driven side gear The spur gears can mesh even when are not parallel. However, meshing a spur gear that is elastic in the warping direction with non-parallel shafts differs in the distance from the rotating shaft on one end side and the other end side in the axial direction of the gear. That is, since the speeds at the ends of the different end side and the other end side in the axial direction of the gear are different, there is a possibility that the meshing loss due to misalignment increases. Further, the device described in Patent Document 1 is made of resin, and is used, for example, in a place where a large transmission load acts, that is, in a place where a radial load of the gear is large, like a power transmission device in a vehicle. In this case, since the rigidity in the radial direction is low, there is a possibility that tooth skipping may occur, and it cannot be applied. Therefore, there is still room for improvement with respect to the gear device that is provided at a location where the transmission load is large and can maintain the meshing state even when the rotation shaft is inclined.
この発明は上記の課題に着目してなされたものであり、歯車が反り返る方向には弾性変形ができ、かつ半径方向の剛性を高くすることにより、歯車同士のミスアライメントを低減させることのできる歯車装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problem, and is a gear that can be elastically deformed in the direction in which the gear warps and can reduce misalignment between the gears by increasing the rigidity in the radial direction. An object is to provide an apparatus.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、軸に嵌合するボス部の外周側に、ハブ部を介してリム部が一体に形成され、かつそのリム部の外周面に歯が形成されている歯車を備え、該歯車を互いに噛み合わせて動力を伝達することに伴って、該歯車に嵌合している前記軸に撓みが生じる歯車装置において、前記ボス部とハブ部との少なくともいずれか一方に、前記軸が撓んだ際に前記歯と軸との相対的な反り返りを許容する弾性部位と、該弾性部位の側壁面に設けられ、かつ前記歯車の半径方向の剛性を増大させる補強部材とを備えていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a rim portion is integrally formed on the outer peripheral side of a boss portion fitted to a shaft via a hub portion, and teeth are formed on the outer peripheral surface of the rim portion. In the gear device in which the shaft that is engaged with the gear is deflected by transmitting the power by meshing the gears with each other, the boss portion and the hub portion are provided. At least one of the elastic portion that allows a relative curvature between the teeth and the shaft when the shaft is bent, and the rigidity of the gear in the radial direction provided on the side wall surface of the elastic portion. And a reinforcing member for increasing the thickness.
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記弾性部位は、前記ハブ部と前記ボス部との少なくともいずれか一方の板厚を薄くすることにより形成され、前記補強部材が前記ハブ部の板厚を薄くした箇所の全体に嵌め込まれて設けられていることを特徴とする歯車装置である。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the elastic portion is formed by reducing a plate thickness of at least one of the hub portion and the boss portion, and the reinforcing member is the hub portion. The gear device is characterized by being fitted into the entire portion where the plate thickness is reduced.
請求項3の発明は、請求項1の発明において、前記弾性部位は、前記ハブ部と前記ボス部との少なくともいずれか一方の板厚を薄くすることにより形成され、前記補強部材が前記ハブ部の円周方向に一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とする歯車装置である。 According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the elastic portion is formed by reducing a plate thickness of at least one of the hub portion and the boss portion, and the reinforcing member is the hub portion. The gear device is provided with a certain interval in the circumferential direction.
この発明によれば、軸に嵌合するボス部とそのボス部の外周側に設けられたハブ部との少なくともいずれか一方に弾性部位が設けられているので、歯車の動力伝達の際に生じる荷重により軸が撓んだ場合でも、歯車が反り返ることができ、歯車の噛み合い状態を維持することができる。また、その弾性部位の側壁面に歯車の半径方向の剛性を増大させる補強部材が設けられているから、歯車の半径方向の剛性が増大するので、歯車がラジアル荷重を受けた場合でも、半径方向の変形を規制することができる。したがって、歯車のミスアライメントによる噛み合い損失を低減させることができる。 According to the present invention, the elastic part is provided in at least one of the boss part fitted to the shaft and the hub part provided on the outer peripheral side of the boss part. Even when the shaft is bent by a load, the gear can be warped and the meshing state of the gear can be maintained. In addition, since the reinforcing member for increasing the radial rigidity of the gear is provided on the side wall surface of the elastic part, the radial rigidity of the gear is increased, so even when the gear receives a radial load, Can be controlled. Therefore, the meshing loss due to gear misalignment can be reduced.
つぎに、この発明に係る歯車装置について説明する。図2は、車両における歯車装置1のギアトレーンを模式的に示したものであり、図示しない動力源に連結された第1のシャフト2に嵌合された第1のギア3と、第1のシャフト2と平行に設けられた第2のシャフト4に嵌合された第2のギア5とが噛み合って動力を伝達する。また、第2のシャフト4に嵌合され、かつ第2のギア5の図における左側に設けられた第3のギア6と、第2のシャフト4に平行に設けられた第3のシャフト7に嵌合された第4のギア8とが噛み合って動力を伝達する。そして、第3のシャフト7は、図示しない車軸などを介して車輪と連結されている。
Next, a gear device according to the present invention will be described. FIG. 2 schematically shows a gear train of a gear device 1 in a vehicle, and includes a first gear 3 fitted to a
このように構成された歯車装置1のギアトレーンにおいて、特に各ギア3,5,6,8がはすば歯車の場合には、噛み合っているギアがお互いを離す方向に力を作用させるいわゆる分離力を各ギア3,5,6,8が半径方向に受ける。したがって、各ギア3,5,6,8と嵌合している各シャフト2,4,7は図における上下方向に力を受ける。図3には、第2のシャフト4が受ける力を模式的に示してあり、第1のギア3と第2のギア5との動力伝達により、第2のシャフト4に上方向に力W2が作用し、第3のギア6と第4のギア8との動力伝達により、下方向に力W1が作用する。なお、下方向に作用する力W1および上方向に作用する力W2の最大値は、それぞれの歯車3,5,6,8に作用させる最大トルクを予め定めることにより求めることができる。そして、第2のシャフト4に下方向に作用する力W1により、第2のシャフト4の左支持部Aと下方向に作用する力W1の作用点Bとの間における撓み量を次式(1)で、また、作用点Bと第2のシャフト4の右支持部Dとの間における撓み量を次式(2)で求めることができる。
In the gear train of the gear device 1 configured as described above, particularly when each of the
なお、式(1),(2)におけるy'は第2のシャフト4の撓みがない状態すなわち設計値を基準としての撓み量を示し、aは左支持部Aと作用点Bとの距離、bは作用点Bと第2のシャフト4に上方向に作用する力W2の作用点Cとの距離、cは作用点Cと右支持部Dとの距離、Eはヤング率、Iは弾性二次モーメント、lは第2のシャフト4の全長を表し、xは左支持部Aからの任意の距離を表す。
In the equations (1) and (2), y ′ represents the state in which the
また、第2のシャフト4に上方向に作用する力W2により、左支持部Aと作用点Cとの間における撓み量を次式(3)で、また、作用点Cと右支持部Dとの間における撓み量を次式(4)で求めることができる。
Further, due to the force W 2 acting upward on the
なお、式(3),(4)におけるy''は第2のシャフト4の撓みがない状態すなわち設計値を基準としての撓み量を示す。
Note that y ″ in the equations (3) and (4) indicates a state in which the
さらに、固定端Aおよび固定端Dに働くそれぞれのモーメントによる左支持部Aと右支持部Dとの間の撓み量は次式(5)で求めることができる。 Furthermore, the amount of deflection between the left support portion A and the right support portion D due to the respective moments acting on the fixed end A and the fixed end D can be obtained by the following equation (5).
なお、式(5)におけるy'''は第2のシャフト4の撓みがない状態すなわち設計値を基準としての撓み量を示し、MAおよびMBは次式(6)および(7)である。
In y '''in Formula (5) shows the bending amount of the basis of the absence state or the design value deflection of the
なお、MAは左支持部Aに働くモーメントを示し、MBは右支持部Dに働くモーメントを示す。以上の式を合計することにより、第2のシャフト4に生じる合力による撓み量を求めることができる。
Incidentally, M A represents a moment acting on the left support section A, M B represents the moment acting on the right support portion D. By summing up the above equations, the amount of deflection due to the resultant force generated in the
したがって、第2のシャフト4の任意の箇所の撓み量を求めることができるので、図4に示すように、第2のシャフト4の傾きに従って第2のギア5が傾いた場合の第2のギア5の軸線方向における両端座標x1,x2を上記の式(5)に代入することにより、第2シャフトの半径方向における高さ差を求めることができる。なお、第2のシャフト4の撓み量は微量なので、第2のシャフト4が撓んでいない状態での、第2のギア5の両端座標を近似値としてx1,x2とする。つまり、次式(9)および(10)を上記の式(5)に代入することにより、それぞれの箇所でのシャフト4の半径方向の撓み量y1,y2を求めることができる。
Therefore, the amount of deflection at an arbitrary position of the
そして、式(9)、(10)で求められたx1,x2を上記の式(5)に代入して求められるy1,y2の差の絶対値すなわち高さ差で第2のシャフト4に上方向に作用する力W2を割った値が、この第2のシャフト4に作用する力W1,W2および固定端のモーメントの合力により第2のシャフト4が撓む量を吸収するために必要となるバネ定数となる。なお、バネ定数を求める式(11)を以下に示す。
Then, the absolute value of the difference between y 1 and y 2 obtained by substituting x 1 and x 2 obtained by the equations (9) and (10) into the equation (5), that is, the height difference is the second value. The value obtained by dividing the upward force W 2 acting on the
以上の計算により、第2のシャフト4の撓みを吸収するために必要なバネ定数が求めることができるので、そのバネ定数にあわせて第2のギア5が弾性変形することができる形状を決められる。
As a result of the above calculation, the spring constant required to absorb the deflection of the
つまり、図6に示すように、歯が形成されているリム部10とシャフトに固定されているボス部9との間に位置するハブ部11の板厚を薄くすることにより、歯車の反り返り方向の剛性を下げることができ、その板厚は上記バネ定数に合わせるように形成させればよい。なお、第2のギア5が第2のシャフト4の傾きを吸収している状態を図6に示す。
That is, as shown in FIG. 6, by reducing the plate thickness of the
このように構成することにより、シャフトの傾きをギアが吸収することができる。また、シャフトの両端部は固定端であるので図における上下方向に移動することはなく、シャフトの回転軸線は変化することはない。つまり、回転軸線と歯すじとは平行な状態を維持することができる。 With this configuration, the gear can absorb the inclination of the shaft. Further, since both end portions of the shaft are fixed ends, the shaft does not move in the vertical direction in the figure, and the rotation axis of the shaft does not change. That is, the rotation axis and the tooth trace can be maintained in a parallel state.
また、この発明に係る歯車は、伝達力が大きい場合すなわち歯車の半径方向への荷重が大きい場合に歯車が半径方向に撓むことを抑制するものであり、上記の板厚を薄くした箇所に補強部材12が設けられることにより半径方向の剛性を増大させるものである。図1には、その補強部材12を設けた一例を示してあり、上記板厚を薄くした箇所の側壁面に、円環状の補強部材12が焼きばめにより取り付けられている。また、この補強部材12の材料は、歯車の材料よりも剛性の高い材料とすることが好ましい。例えば、歯車の材料が合金鋼(E=200GPa)で補強部材12が超硬合金(E=440〜550GPa)とすることが好ましい。したがって、歯車の半径方向の剛性は、補強部材12により高くすることができる。また、歯車が反り返る方向には、ハブ部11の補強部材12の板厚を含む板厚が薄くなっているので、従来の歯車すなわち板厚が均一な歯車より反り返りやすく、歯車の噛み合い状態はシャフトの傾きに影響され難い。なお、図における補強部材12は、ハブ部11の両壁面に設けられているが、片壁面のみでも良い。
Further, the gear according to the present invention suppresses bending of the gear in the radial direction when the transmission force is large, that is, when the load in the radial direction of the gear is large. By providing the reinforcing
なお、この発明は、歯車の一部の板厚を薄くして歯車が反り返る方向の弾性変形を容易にしつつ、それに伴う半径方向の剛性の低下を補強部材12により補うものであり、上述した構成例に限定されない。つまり、上記補強部材12を図7に示すようにボス部9からリム部10へ向けて円周方向に所定間隔を空けて設けられたリブ13としても良い。
In the present invention, the thickness of a part of the gear is thinned to facilitate elastic deformation in the direction in which the gear is warped, and the reduction in the rigidity in the radial direction is compensated by the reinforcing
1…歯車装置、 2,4,7…シャフト、 3,5,6,8…ギア、 9…ボス部、10…リム部、11…ハブ部、12…補強部材、13…リブ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gear apparatus, 2, 4, 7 ... Shaft, 3, 5, 6, 8 ... Gear, 9 ... Boss part, 10 ... Rim part, 11 ... Hub part, 12 ... Reinforcement member, 13 ... Rib
Claims (3)
該歯車を互いに噛み合わせて動力を伝達することに伴って、該歯車に嵌合している前記軸に撓みが生じる歯車装置において、
前記ボス部とハブ部との少なくともいずれか一方に、前記軸が撓んだ際に前記歯と軸との相対的な反り返りを許容する弾性部位と、
該弾性部位の側壁面に設けられ、かつ前記歯車の半径方向の剛性を増大させる補強部材と
を備えていることを特徴とする歯車装置。 On the outer peripheral side of the boss part fitted to the shaft, a rim part is integrally formed through a hub part, and a gear having teeth formed on the outer peripheral surface of the rim part,
In the gear device in which the shaft engaged with the gear bends as the gears mesh with each other to transmit power,
An elastic part that allows a relative warp between the teeth and the shaft when the shaft is bent in at least one of the boss portion and the hub portion;
A gear device, comprising: a reinforcing member provided on a side wall surface of the elastic portion and increasing rigidity in a radial direction of the gear.
前記補強部材が前記ハブ部の板厚を薄くした箇所の全体に嵌め込まれて設けられていることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。 The elastic part is formed by reducing the thickness of a part of at least one of the hub part and the boss part,
2. The gear device according to claim 1, wherein the reinforcing member is provided so as to be fitted into an entire portion where the thickness of the hub portion is reduced.
前記補強部材が前記ハブ部の円周方向に一定の間隔を空けて設けられていることを特徴とする請求項1に記載の歯車装置。 The elastic part is formed by reducing the thickness of a part of at least one of the hub part and the boss part,
2. The gear device according to claim 1, wherein the reinforcing members are provided at a predetermined interval in a circumferential direction of the hub portion.
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EP3282145A1 (en) | 2016-08-09 | 2018-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gear assembly and manufacturing method thereof |
CN113404842A (en) * | 2021-05-11 | 2021-09-17 | 重庆大学 | High-order tuning method capable of achieving near-zero fluctuation of gear time-varying meshing stiffness |
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3282145A1 (en) | 2016-08-09 | 2018-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gear assembly and manufacturing method thereof |
US20180045286A1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gear assembly and manufacturing method thereof |
JP2018025220A (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-15 | トヨタ自動車株式会社 | Gear mechanism and its manufacturing method |
CN107701659A (en) * | 2016-08-09 | 2018-02-16 | 丰田自动车株式会社 | Gear mechanism and its manufacture method |
KR20180018352A (en) | 2016-08-09 | 2018-02-21 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | Gear assembly and manufacturing method thereof |
RU2668016C1 (en) * | 2016-08-09 | 2018-09-25 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Gear transmission and method for manufacture thereof |
KR102031160B1 (en) * | 2016-08-09 | 2019-10-11 | 도요타지도샤가부시키가이샤 | Gear assembly and manufacturing method thereof |
CN113404842A (en) * | 2021-05-11 | 2021-09-17 | 重庆大学 | High-order tuning method capable of achieving near-zero fluctuation of gear time-varying meshing stiffness |
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