JP2014126182A - 歯車の軸部材へのネジ部品の締付方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な機構で、歯車の軸部材に対してネジ部品を締め付け可能とする。
【解決手段】一対の歯車１０，２０を互いに噛み合わせた状態で、一方の歯車１０の軸部材１２にネジ部品（ナット４０）を締め付けるにあたり、固定用歯車３０を一対の歯車１０，２０の双方と噛み合わせることにより一対の歯車１０，２０の回転を規制した状態で、軸部材１２にナット４０を締め付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、歯車の軸心に設けられた軸部材にネジ部品を締め付けるための方法に関する。

歯車は、回転トルクを伝達する用途として様々な機械製品に用いられる。例えば自動車用トランスミッションには、ハウジングの内部にベアリング等を介して回転支持された複数の歯車が設けられる。通常、歯車の軸心には軸部材がスプライン嵌合され、この軸部材にナット等のネジ部品を締め付けることにより、歯車が軸部材に固定される。

歯車の軸部材にネジ部品を締め付ける際には、ネジ部品の締付トルクにより歯車が共回りすることを防止するために、歯車の回転を規制する必要がある。例えば、下記の特許文献１には、歯車に固定用歯車を噛み合わせることにより歯車部品を回転不可能とし、この回転不可能とされた歯車部品の軸部材にネジ部品を締め付ける方法が示されている。

特開２０１１−２０６８６４号公報

しかし、上記特許文献１の方法では、ネジ部品の締付トルクにより歯車及び固定用歯車が共回りしないように、固定用歯車を強固に固定する必要がある。このため、固定用歯車は、基盤等に強固に固定し、且つ、この基盤自体も回転しないように別途の手段で固定する必要があるため、装置の大型化を招く。

以上のような事情に鑑み、本発明が解決すべき課題は、簡素な機構で、歯車の軸部材に対してネジ部品を締め付け可能とすることにある。

前記課題を解決するために、本発明は、一対の歯車を互いに噛み合わせた状態で、少なくとも一方の歯車の軸部材にネジ部品を締め付けるための方法であって、前記一対の歯車の双方に共通の固定用歯車を噛み合わせることにより、前記一対の歯車の回転を規制した状態で、前記軸部材にネジ部品を締め付ける歯車の軸部材へのネジ部品の締付方法を提供する。

このように、一対の歯車の双方に共通の固定用歯車を噛み合わせた状態で、一方の歯車の軸部材にネジ部品を正方向（図１の矢印Ｔ参照）に締め付けることにより、一方の歯車は正方向に回転しようとする（図１の矢印Ｒ₁参照）と共に、他方の歯車は逆方向に回転しようとする（図１の矢印Ｒ₂参照）。これにより、固定用歯車は、一方の歯車から逆方向の回転トルクを受ける（図１の矢印Ｒ₃参照）と共に、他方の歯車部品から正方向の回転トルクを受ける（図１の矢印Ｒ₄参照）。このため、固定用歯車は正逆何れの方向にも回転することができず、その結果、一対の歯車も回転することができない。すなわち、一対の歯車の双方に固定用歯車を噛み合わせることにより、特別な固定手段を要することなく、一対の歯車の回転を規制することができる。

例えば図８に示すように、一対の歯車１０，２０同士の噛み合わせ部Ｐよりも回転方向先行側で、固定用歯車３０と一対の歯車１０，２０とを噛み合わせた状態で、一方の歯車１０の軸部材１２にナット４０を締め付けると、一対の歯車１０，２０がそれぞれ点線矢印方向に回転しようとすることで、固定用歯車３０が矢印Ｑ方向にスライドして、一対の歯車１０，２０から固定用歯車３０が外れてしまう恐れがある。従って、固定用歯車３０は、一対の歯車１０，２０の噛み合わせ部Ｐよりも回転方向後方側で各歯車１０，２０と噛み合わせることが好ましい（図１参照）。これにより、一対の歯車１０，２０が回転しようとしたときに、固定用歯車３０が一対の歯車１０，２０の噛み合わせ部Ｐに引き込まれようとするが、固定用歯車３０は既に両歯車１０，２０と噛み合っているため、それ以上噛み合わせ部Ｐ側にスライドすることができない。従って、一対の歯車の双方に固定用歯車を噛み合わせるだけで、一対の歯車の回転だけでなく、固定用歯車のスライドも規制することができる。

上記の方法において、固定用歯車を、各歯車と干渉して回転不能となる形状とすれば、固定用歯車と各歯車とを噛み合わせるだけで、一対の歯車及び固定用歯車の回転が規制される。

一対の歯車がヘリカル歯車である場合、固定用歯車に、一対の歯車の一方と噛み合う歯面と、一対の歯車部品の他方と噛み合う歯面とを形成すれば、一個の固定用歯車に双方の歯車を噛み合わせることができる。

固定用歯車を、一対の歯車とノーバックラッシュ状態で噛み合わせれば、一対の歯車の回転を完全に規制することができるため、一対の歯車の噛み合わせ部で互いの歯面を傷つける事態を防止できる。

以上のように、本発明によれば、一対の歯車の双方に共通の固定用歯車を噛み合わせるだけで、一対の歯車の回転を規制することができるため、簡素な機構で歯車の軸部材に対してネジ部品を締め付けることが可能となる。

本発明の一実施形態を示す図であり、一対の歯車に固定用歯車を噛み合わせて、一方の歯車の軸部材にナットを締め付ける様子を示す平面図である。 図１の一対の歯車の噛み合わせ部を拡大して示す平面図である。 図１の各歯車と固定用歯車との噛み合わせ部を拡大して示す平面図である。 一対の歯車に固定用歯車を噛み合わせて、他方の歯車の軸部材にナットを締め付ける様子を示す平面図である。 他の実施形態を示す図であり、一対の歯車に固定用歯車を噛み合わせた状態を示す平面図である。 図５の各歯車と固定用歯車との噛み合わせ部を拡大して示す平面図である。 （ａ）は、一対の歯車に固定用歯車を噛み合わせた状態を示す平面図、（ｂ）は、（ａ）図の一対の歯車をＢ方向から見た側面図、（ｃ）は、（ａ）図の固定用歯車をＣ方向から見た側面図である。 他の実施形態を示す図であり、一対の歯車に固定用歯車を噛み合わせた状態を示す平面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す一対の歯車１０，２０は、例えば自動車のトランスミッションに組み込まれたものであり、外周に歯面１１，２１を有し、軸心に軸部材１２，２２がスプライン嵌合している。一対の歯車１０，２０は、それぞれ軸部材１２，２２を中心に自由回転可能とされ、噛み合い部Ｐで互いに噛み合っている。噛み合い部Ｐでは、図２に示すように、歯面１１，２１の間にバックラッシュＳが形成される。

本発明に係る締付方法で使用される固定用歯車３０は、一対の歯車１０，２０の歯面１１，２１と噛み合い可能な形状の歯面３１を有する。歯車１０，２０及び固定用歯車３０は、金属製あるいは樹脂製とされる。例えば、固定用歯車３０は、歯車１０，２０よりも軟らかい材料で形成される。一対の歯車１０，２０及び固定用歯車３０は、何れも外歯歯車であり、図示例では平歯車である。本実施形態では、互いに噛み合った一対の歯車１０，２０のうち、一方の歯車１０の軸部材１２に対してネジ部材としてのナット４０を締め付ける手順を説明する。尚、図１では、図の簡略化のため、歯車１０，２０及び固定用歯車３０のピッチ円のみを示している（図４、図５、図７、図８においても同様）。

まず、固定用歯車３０を移動させて、一対の歯車１０，２０の双方と噛み合わせる。本実施形態では、一対の歯車１０，２０同士の噛み合わせ部Ｐよりも回転方向後方側（図１の下側）で、固定用歯車３０と各歯車１０，２０とを噛み合わせる。また、本実施形態では、固定用歯車３０を歯車１０，２０側に付勢することで（図１の白抜き矢印参照）、図３に示すように、固定用歯車３０の歯面３１と各歯車１０，２０の歯面１１，２１とをノーバックラッシュ状態（バックラッシュ０の状態）で噛み合わせる。尚、固定用歯車３０の歯面３１は、固定用歯車３０の外周全周に形成してもよいし、各歯車１０，２０と噛み合う箇所にのみに部分的に形成してもよい。

この状態で、一方の歯車１０の軸部材１２にナット４０を締め付ける（実線矢印Ｔ参照）。これにより、一方の歯車１０は正方向（図示例では時計回り方向、点線矢印Ｒ₁参照）に回転しようとし、これと噛み合う他方の歯車２０は逆方向（図示例では反時計回り方向、点線矢印Ｒ₂参照）に回転しようとする。このとき、両歯車１０，２０が共通の固定用歯車３０と噛み合っているため、固定用歯車３０は、一方の歯車１０からの逆方向のトルクを受ける（点線矢印Ｒ₃参照）と共に、他方の歯車２０から正方向のトルクを受ける（点線矢印Ｒ₄参照）。このため、固定用歯車３０は何れの方向にも回転することができず、その結果、一対の歯車１０，２０も回転することができない。このように、一対の歯車１０，２０及び固定用歯車３０が互いに回転を規制し合うことにより、大掛かりな固定手段を要することなく、簡素な機構で一対の歯車１０，２０の回転を規制して、軸部材１２にナット４０を締め付けることができる。これにより、歯車１０，２０をトランスミッション等の装置に組み付けた状態でも、他部材と干渉することなく歯車１０，２０の軸部材１２，２２にナット４０を締め付けることができる。

また、本実施形態では、一対の歯車１０，２０同士の噛み合わせ部Ｐよりも回転方向後方側で、固定用歯車３０と各歯車１０，２０とを噛み合わせている。この場合、上記のようにナット４０を締め付けるトルクにより一方の歯車１０が回転しようとすると、固定用歯車３０は、歯車１０から受けるトルクにより一対の歯車１０，２０の噛み合わせ部Ｐに引き込まれようとするが、既に両歯車１０，２０と噛み合っているためそれ以上噛み合わせ部Ｐ側にスライドすることができない。このように、固定用歯車３０を一対の歯車１０，２０に噛み合わせるだけで、各歯車１０，２０の回転だけでなく、固定用歯車３０の軸直交方向のスライドを規制することができる。尚、他方の歯車２０の軸部材２２にナット４０を締め付ける場合は、図４に示すように、固定用歯車３０を図１とは反対側からアクセスして一対の歯車１０，２０に噛み合わせることで、上記と同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施形態では、固定用歯車３０の歯面３１と各歯車１０，２０の歯面１１，２１とをノーバックラッシュ状態で噛み合わせているため、固定用歯車３０により歯車１０，２０の回転を完全に規制することができる。従って、ナット４０を締め付けるトルクにより、歯車１０，２０の歯面１１，２１同士が圧接して互いに傷つけあう事態を防止できる。

本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、固定用歯車３０の歯面３１を、各歯車１０，２０と干渉することで回転不能となる形状とすれば、固定用歯車３０と各歯車１０，２０とを噛み合わせるだけで、ナット４０の締付方向に関わらず、歯車１０，２０の回転を規制することができる。具体的には、例えば図５に示すように、固定用歯車３０の外径（ピッチ円）を歯車１０，２０の外径（ピッチ円）よりも十分に小さくすると、図６に示すように、歯車１０，２０の歯先が固定用歯車３０の歯底と干渉し、それ以上回転することができなくなる。このように、固定用歯車３０と歯車１０，２０とを意図的に干渉させることで、固定用歯車３０と各歯車１０，２０との噛み合わせ部において何れの方向への回転を規制することができる。尚、この場合、上記実施形態のように固定用歯車３０を軸直交方向からアクセスして各歯車１０，２０に噛み合わせることはできないため、固定用歯車３０を軸方向からアクセスして各歯車１０，２０に噛み合わせる。

また、以上の実施形態では、歯車１０，２０及び固定用歯車３０が何れも平歯車である場合を示したが、これに限らず、他の種類の歯車であってもよい。例えば、歯車１０，２０がヘリカルギアである場合、図７（ｂ）に示すように、各歯車１０，２０の歯面１１，２１のねじれ方向（軸方向に対する傾斜方向）は反対向きとなる。この場合、固定用歯車３０には、図７（ｃ）に示すように、一方の歯車１０の歯面１１と噛み合う歯面３１ａと、他方の歯車２０の歯面２１と噛み合う歯面３１ｂとを形成すればよい。本実施形態では、図７（ａ）に示すように、固定用歯車３０の外周のうち、１／４の領域に歯面３１ａを形成し、他の１／４の領域に歯面３１ｂを形成し、その他の１／２の領域には歯面を形成していない。

また、以上の実施形態では、一対の歯車１０，２０及び固定用歯車３０が何れも外歯歯車である場合を示したが、これらのうちの何れかが内歯歯車であってもよい。また、以上の実施形態では、一対の歯車１０，２０及び固定用歯車３０が何れも回転歯車である場合を示したが、これらのうちの何れかが直線歯車（ラック）であってもよい。

また、以上の実施形態では、一対の歯車１０，２０の噛み合わせ部Ｐの回転方向後方側で、固定歯車３０と各歯車１０，２０とを噛み合わせた場合を示したが（図１参照）、これに限らず、図８に示すように、噛み合わせ部Ｐの回転方向先行側で、固定用歯車３０と各歯車１０，２０とを噛み合わせてもよい。ただし、この状態でナット４０を締め付けた場合、一対の歯車１０，２０が回転しようとすることで、固定用歯車３０が矢印Ｑ方向にスライドしようとするため、このスライドを規制する手段を設け、それぞれの軸部材３２、１２、２２の位置関係を固定することが好ましい。

また、以上の実施形態では、固定用歯車３０と各歯車１０，２０とをノーバックラッシュ状態で噛み合わせているが、これに限らず、これらの噛み合わせ部にバックラッシュを形成してもよい。

１０ 歯車
１１ 歯面
１２ 軸部材
２０ 歯車
２１ 歯面
２２ 軸部材
３０ 固定用歯車
３１ 歯面
３２ 軸部材
４０ ナット（ネジ部品）
Ｐ 噛み合わせ部
Ｓ バックラッシュ

Claims (3)

1. 一対の歯車を互いに噛み合わせた状態で、少なくとも一方の歯車の軸心に設けられた軸部材にネジ部品を締め付けるための方法であって、
   前記一対の歯車に共通の固定用歯車を噛み合わせることにより、前記一対の歯車の回転を規制した状態で、前記軸部材にネジ部品を締め付ける歯車の軸部材へのネジ部品の締付方法。
2. 前記一対の歯車同士の噛み合わせ部よりも回転方向後方側で、前記固定用歯車と前記一対の歯車とを噛み合わせる請求項１記載の歯車の軸部材へのネジ部品の締付方法。
3. 前記固定用歯車が、各歯車と干渉して回転不能となる形状を有する請求項１記載の歯車の軸部材へのネジ部品の締付方法。

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