JP2011206864A - 歯車部品の締結治具 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車部品の組み立てに用いられる締結治具を提供する。
【解決手段】歯車（５５）を有する軸（５１）と、軸（５１）の端部に締結されるネジ部品（５２）と、からなる歯車部品（５０）において、ネジ部品（５２）を軸（５１）に締結するための締結治具であって、歯車部品（５０）を設置する基盤（１１）に、歯車部品（５０）の歯車（５５）と噛合して歯車部品（５０）を回転不可能に係止する固定用歯車（２２Ａ、２２Ｂ）が備えられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車部品の組み立てに用いられる締結治具に関する。

自動車等に用いられる変速機は、軸に嵌合された歯車やベアリングからなる歯車部品を複数組み合わせ、これらをクラッチ等によって切り換えることで変速を行っている。

このような歯車部品は、軸に形成されたスプラインに歯車やベアリング等を嵌合した後、抜け止めの目的で軸端部にボルトやナット等のネジ部品を締結する。軸にナットを締結する場合は、軸が空転することを防止する必要がある。従来、軸の空転を防止する方法として、ナットを固定する軸端部とは逆の軸端部に、回り止めを目的とした二面幅を形成していた。

軸端部に二面幅を形成して回り止めをするものとして、歯車の内周に形成された回止め突起と連動部材の外周に形成されて前記歯車の回止め突起に対し軸線に沿った方向から嵌合する回止め溝と、を備える歯車の組み付け構造がある（特許文献１参照。）。

公開実用平３−６１５４号

歯車部品の軸端部に空転を防止するための溝や二面幅等の構造を形成した場合は、この構造の分だけ軸が長くなり、質量も増加する。そのため、このような歯車部品を変速機に用いた場合は、ユニットの全長が長くなり、質量が増加することによって、車両への搭載性が悪化し、質量増加により燃費が悪化していた。

本願発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、歯車部品の軸端部に二面幅を形成することなく軸の空転を防止して、ナットの締結を容易にすることができる歯車部品の締結治具を提供することを目的とする。

本発明の一実施態様によると、歯車を有する軸と、軸の端部に締結されるネジ部品と、からなる歯車部品において、ネジ部品を軸に締結するための締結治具であって、歯車部品を設置する基盤に、歯車と噛合して歯車部品を回転不可能に係止する固定用歯車が備えられることを特徴とする。

本発明によると、固定用歯車を歯車に噛合させることによって、ネジ部品の締結時に、軸の空転を防止することができる。このような構成によって、軸に二面幅等の回り止め部を形成する必要がなくなり、歯車部品の軸長が長くなること、重量が増加すること、を防止することができる。

本発明の実施形態の締結治具の構成を示す説明図である。 本発明の実施形態の歯車部品の説明図である。 本発明の実施形態の締結治具の詳細な説明図である。

以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の歯車部品の締結治具の説明図である。

締結治具１０は、歯車部品５０の軸が空転しないように固定して、歯車部品５０にナット５２を締結することを容易にするための治具である。

締結治具１０は、円盤状の基盤１１と、基盤１１上に装着される一対のアンビル２０Ａ、２０Ｂと、アンビル２０Ａ、２０Ｂにそれぞれ固定される固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂとから構成される。

基盤１１には、直径方向に溝１２が形成されている。アンビル２０Ａ、２０Ｂは、この溝１２に嵌合するとともに、この溝１２に沿って基盤１１の直径方向に摺動可能に構成されている。

アンビル２０Ａ、２０Ｂには、長穴２４Ａ、２４Ｂが穿設されており、この長穴２４Ａ、２４Ｂに、それぞれ固定ボルト２３Ａ、２３Ｂが貫通する。固定ボルト２３Ａ、２３Ｂは、基盤１１の溝１２の底部に設けられたネジ穴に螺合される。

アンビル２０Ａ、２０Ｂは、溝１２に沿って、長穴２４Ａ、３４Ｂを固定用ボルト２３Ａ、２３Ｂが可動する範囲でスライドする。また、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂを締結することによって、アンビル２０Ａ、２０Ｂを、この可動範囲内の所望の位置に固定することができる。

なお、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂは、歯車部品５０を構成する第２の歯車５５と噛合するように、第２の歯車５５の歯車諸元と略同一の歯車諸元を有する。

図２は、本発明の実施形態の歯車部品５０の説明図である。

歯車部品５０は、第２の歯車５５を有する軸５１に、第１の歯車５４及びベアリング５３が装着されて構成される。

第２の歯車と一体に形成された軸５１にはスプラインが形成されており、第１の歯車５４はこのスプラインに嵌合されている。また、ベアリング５３は軸５１に圧入される。軸５１の頂部には、抜け止めを目的とするナット５２が締結される。なお、第１の歯車５４及び第２の歯車５５は、はすば歯車によって構成されている。

この歯車部品５０は、変速機におけるリダクションギヤとして構成されている。例えば、第１の歯車５４がアイドラギヤに、第２の歯車５５がリダクションギヤに、それぞれ対応する。

図３は、本発明の実施形態の締結治具１０のより詳細な説明図であり、図３（Ａ）が、締結治具１０の上面図を、図３（Ｂ）が図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図を、それぞれ示す。

なお、この図３は、一点鎖線の中心線を境として、左側に歯車部品５０を締結するときの状態を示し、右側に歯車部品５０を装着又は取り外すときの状態を示す。

締結治具１０は、図１で前述したように、円盤状の基盤１１の直径方向に形成された溝１２に、一組のアンビル２０Ａ、２０Ｂが配置されて構成されている。

アンビル２０Ａ、２０Ｂには、それぞれ、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂが固定されている。固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂは、それぞれの歯面が基盤１１の中心部に向かうように固定されている。後述するように、この固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂが歯車部品５０の第２の歯車５５と噛み合いつつ挟持して、それぞれが噛合することによって、軸５１が空転することを防止する。

アンビル２０Ａ、２０Ｂは、基盤１１の直径方向に摺動可能に備えられている。アンビル２０Ａ、２０Ｂには溝１２の長手方向と略同一の方向に長穴２４Ａ、２４Ｂが穿設されている。この長穴２４Ａ、２４Ｂには、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂがそれぞれ貫通しており、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂが溝１２の底面に螺合されている。

従って、アンビル２０Ａ、２０Ｂは、固定ボルト２３Ａ、２３Ｂが長穴２４Ａ、２４Ｂの長手方向に突き当たる範囲で、溝１２での位置を変更することができる。

また、溝１２の幅は、嵌合するアンビル２０Ａ、２０Ｂの幅よりも若干大きく形成されている。これにより、アンビル２０Ａ、２０Ｂは、溝１２の長手方向のみならず、溝１２の短辺方向にも若干のスライドを許容する。

このような構成によって、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂが歯車部品５０の第２の歯車５５へと噛合するときに、歯面が適切な位置に移動することによって、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂと歯車部品５０との噛合が容易となる。

溝１２の中央部には、溝１２の底面よりも更に陥没する逃げ穴１３が形成されている。この逃げ穴１３は、歯車部品５０を基盤１１に搭載したときに、歯車部品５０の下側に延設する軸５１を逃がして、第２の歯車５５の端面を溝１２の底面へと当接させる目的で設けられている。

次に、このように構成された締結治具１０による歯車部品５０の締結方法を説明する。

本発明の実施形態では、図２のように構成される歯車部品５０の軸５１の端部に締結するナット５２を、締結治具１０によって歯車部品５０の回り止めを行った状態で、締め付ける。

まず、図３（Ｂ）の中心線よりも右側に示すように、搭載される歯車部品５０が固定用ギヤ２２Ａの歯面と干渉しないように、アンビル２０Ａを基盤１１の周側へと後退させておく。この状態で歯車部品５０を基盤１１に搭載する。なお、溝１２は、歯車部品５０の第２の歯車５５の直径よりも幅広に形成される。

歯車部品５０は、基盤１１の溝１２の底面に搭載されることによって、溝１２の底面に第２の歯車５５の端面が当接する。また、第２の歯車５５の端面よりもさらに下側に延接する軸５１は、逃げ穴１３に収容される。

次に、アンビル２０Ａを歯車部品５５側へとスライドさせて、固定用ギヤ２２Ａと歯車部品５０の第２の歯車５５とを近づけ、これらの歯を噛合させる。また同様に、逆側のアンビル２０Ｂを歯車部品５５側へとスライドさせて、図３（Ａ）の中心線よりも左側に示すように、固定用ギヤ２２Ｂと第２の歯車５５とを噛合させる。

これにより、歯車部品５０の第２の歯車５５が、アンビル２０Ａの固定用ギヤ２２Ａと、アンビル２０Ｂの固定用ギヤ２２Ｂとに挟持され、それぞれが噛合することによって、歯車部品５０の回転が係止される。

この状態において、軸５１の端部に備えられるナット５２を、スパナ、レンチ等の工具によって締め付ける。

このとき、ナット５２の締め付け方向（回転方向）が、はすば歯車である第２の歯車５５のネジレ方向と同一であれば、ナット５２を締め付けるときの軸５１の回転力によって、第２の歯車５５に下向きのスラスト力が発生する。具体的には、ナット５２の回転方向が反時計回り（左回り）である場合は、第２の歯車のネジレ方向が左ネジレである場合に、下向きのスラスト力が発生する。

このスラスト力によって、第２の歯車５５の端面が溝１２に底面に押し付けられるので、第２の歯車５５の端面によって、歯車部品５０の水平が確保される。そのため、歯車部品５０を強固に固定する必要がなく、また第２の歯車５５の歯面を傷つけることなく、ナットの締結が容易となる。

具体的には、図２に示すように、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂによって固定される第２の歯車５５のネジレ方向は左側であるので、ナット５２が左ネジである場合に、第２の歯車５５に下向きのスラスト力が発生する。なお、これとは逆に、ナット５２が右ネジである場合は、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂによって固定される第２の歯車５５のネジレ方向が右側である場合に、本実施形態の締結治具１０を適用することができる。

以上のように、本発明の実施形態の締結治具１０は、はすば歯車によって構成される歯車部品５０の軸５１にナット５２を締結するときに、歯車部品５０を構成する歯車（第２の歯車５５）を、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂによって挟持するとともに、これらを噛合させることによって、歯車部品５０を回り止めするように構成した。

このような構成によって、歯車部品５０の軸５１の空転を防止して回り止めをすることができるので、軸５１に回り止めをのみ目的とする二面幅を軸端部に形成する必要がなく、軸５１の全長を短くすることができるので、歯車部品５０の軸長が長くなること、及び、重量が大きくなること、を防止することができる。

従って、本実施形態の締結治具１０によって組立てられる歯車部品５０を用いる変速機は、ユニットの大きさを小さくでき、重量も削減できるので、変速機を搭載する車両の製造コストを低減することができるとともに、燃費効率を向上することができる。これらの効果は請求項１及び３に対応する。

また、固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂは、ナットの締め付けの回転方向が反時計回りである場合に、この回転方向（左回り）と同一方向のネジレ方向（左ネジレ）を持つ第２の歯車５５と同一の歯車諸元を備えて、第２の歯車５５に噛合するので、ナット５２の締結時に下向きのスラスト力が発生する。なお、ナットの回転方向が時計回り（右回り）である場合は、第２の歯車５５が右ネジレとなる。

このスラスト力によって、第２の歯車５５の歯面が溝１２の底面に押し付けられて、歯車部品５０を水平とすることができるので、ナット５２の締結が容易となる。また、歯車部品５０の水平を保つための構成をさらに備える必要がなくなるので、作業工数を低減することができる。この効果は請求項２に対応する。

なお、本実施形態の締結治具１０は、２つの歯車（第１の歯車５４及び第２の歯車５５）からなる歯車部品を、２つの固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂによって挟持する例を示したが、少なくとも一つのはすば歯車を備え、該はすば歯車のネジレ方向がナット５２の締め付けの回転方向と同一である歯車部品５０に、少なくとも一方から固定用ギヤ２２が噛合うような構成であれば、本発明の作用は達成される。

なお、固定用ギヤ２２が一つである場合は、ナット５２の締結時に歯車部品５０が不安定になる場合があるので、他に固定用のボルトや支持部材を設けることが好適である。

また、軸５１に締結する部品はナット５２に限らず、ネジが切られたケースの一部や、ボルトのようなネジ部品であればよい。

また、第２の歯車５５に噛合する固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂは、第２の歯車５５の歯面を傷つけることを防止するために、第２の歯車５５よりも軟質の材質とすることが好適であり、例えば焼き入れ前の歯車等を用いることができる。

また、本実施形態の固定用ギヤ２２Ａ、２２Ｂは、円形状の歯車の一部を切り出した、いわゆるセクタ歯車によって構成されるが、これに限られない。第２の歯車５５の歯車諸元と略同一の歯車諸元を持ち、軸５１の空転を防止できる程度に第２の歯車５５と噛合する歯車であれば、ラックやウォームギヤのような形状であってもよい。

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

１０ 締結治具
１１ 基盤
１２ 溝
２０Ａ、２０Ｂ アンビル
２２Ａ、２２Ｂ 固定用ギヤ（固定用歯車）
２３Ａ、２３Ｂ 固定ボルト
２４Ａ、２４Ｂ 長穴
５０ 歯車部品
５１ 軸
５２ ナット（ネジ部品）
５３ ベアリング
５４ 第１の歯車
５５ 第２の歯車（歯車）

Claims (3)

1. 歯車を有する軸と、前記軸の端部に締結されるネジ部品と、からなる歯車部品において、前記ネジ部品を前記軸に締結するための締結治具であって、
   前記歯車部品を設置する基盤に、前記歯車と噛合して前記歯車部品を回転不可能に係止する固定用歯車が備えられることを特徴とする歯車部品の締結治具。
2. 前記歯車ははすば歯車であり、前記ネジ部品を締結するときの回転方向と同方向のネジレ方向を有することを特徴とする請求項１に記載の歯車部品の締結治具。
3. 前記基盤に、前記歯車を挟持するように一組の前記固定用歯車が対向して備えられ、
   前記固定用歯車は、前記歯車部品に向けて移動可能であるとともに、前記歯車部品を回転不可能に係止する位置に固定可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車部品の締結治具。

Images