JP2017067259A - やまば歯車の支持構造 - Google Patents

Abstract

【課題】調心やバックラッシュを要因としてやまば歯車が軸線方向に移動することによる振動が、やまば歯車を支持する軸部材に伝達されることを抑制することができるやまば歯車の支持構造を提供する。
【解決手段】軸線方向における一方側の歯車片３（４）の捩れ角と他方側の歯車片５（６）の捩れ角とが相反するやまば歯車１（２）と、固定部材１０に支持されかつ前記やまば歯車１（２）を支持する軸部材８とを備えたやまば歯車の支持構造において、前記やまば歯車１（２）は、前記軸部材８に対して軸線方向に移動することができるように支持されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、やまば歯車を回転可能に支持する構造に関するものである。

特許文献１には、入力軸と一体に回転するように構成された小径のやまば歯車と、出力軸と一体に回転するように構成された大径のやまば歯車とを備えた動力伝達装置が記載されている。また、その入力軸と出力軸とのそれぞれは、円筒ころ軸受を介してケースなどの固定部に回転自在に保持されている。

特開２００５−６９３７３号公報

特許文献１に記載されたように構成されたやまば歯車は、互いに噛み合うやまば歯車同士の軸線方向の位置がずれている場合やバックラッシュを要因とした噛み合い位置が変化する場合に、そのずれや噛み合い位置の変化を修正するために軸線方向にある程度移動する（調心する）ことができるように構成することになる。したがって、特許文献１に記載されたようにやまば歯車と回転軸とが一体化されている場合には、やまば歯車が軸線方向に移動することを要因として、回転軸が軸線方向に振動する可能性がある。そのように回転軸が振動した場合には、回転軸を回転可能に支持する軸受を介してケースなどの固定部に振動が伝達される可能性がある。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、調心やバックラッシュを要因としてやまば歯車が軸線方向に移動することによる振動が、やまば歯車を支持する軸部材に伝達されることを抑制することができるやまば歯車の支持構造を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、この発明は、軸線方向における一方側の歯車片の捩れ角と他方側の歯車片の捩れ角とが相反するやまば歯車と、固定部材に支持されかつ前記やまば歯車を支持する軸部材とを備えたやまば歯車の支持構造において、前記やまば歯車は、前記軸部材に対して軸線方向に移動することができるように支持されていることを特徴とするものである。

この発明によれば、やまば歯車は、そのやまば歯車を支持する軸部材に対して軸線方向に移動することができる。したがって、トルク伝達時にやまば歯車が軸線方向に移動したとしても、やまば歯車の移動を起振力として、軸部材が軸線方向に振動することを抑制することができる。また、やまば歯車のみが軸線方向に移動することになるので、その軸線方向に移動する部材の慣性力を小さくすることができる。その結果、やまば歯車の伝達効率を向上させることができる。更に、軸線方向に移動する部材の慣性力を小さくすることにより、起振力を低減することができ、やまば歯車が振動することによる異音を低減することができる。

この発明の実施例におけるやまば歯車の支持構造の一例を説明するための断面図である。 中心軸を回転可能に保持した構成の一例を説明するための断面図である。 デファレンシャルギヤユニットに適用した例を説明するための断面図である。

この発明の実施例におけるやまば歯車の支持構造の一例を図１に示している。図１に示す例では、外径が小さい第１やまば歯車１と、第１やまば歯車１よりも外径が大きい第２やまば歯車２とが一体化されて設けられ、図示しない他の歯車から、第１やまば歯車１にトルクが入力され、図示しない更に他の歯車に、第２やまば歯車２からトルクが出力されるように構成されている。すなわち、図１に示す例では、入力された動力の回転方向を反転させて出力しつつ、そのトルクを第１やまば歯車１と第２やまば歯車２とのギヤ比に応じて増幅させて出力するように構成されている。

上述した各やまば歯車１，２は、従来知られているやまば歯車と同様に、軸線方向における一方側の歯車片３（４）の捩れ角と、軸線方向における他方側の歯車片５（６）の捩れ角とが相反して構成されている。すなわち、やまば歯車における半径方向の外側から見た歯形状が、山型またＶ字型になるように形成されている。そのように構成されたやまば歯車１，２は、各歯車片に作用するトルクに応じたスラスト力が対抗して作用することにより、そのスラスト力が相殺される。そのため、図１に示す例では、スラスト軸受けが設けられていない。

上記第１やまば歯車１と第２やまば歯車２とにより構成された歯車ユニット７は、歯車軸部材８に対する回転方向および軸線方向への移動を許容するように保持されている。具体的には、歯車ユニット７の回転中心軸に沿って貫通孔が形成されており、その貫通孔に円柱ころ軸受（ラジアル軸受）９を介して、歯車軸部材８が挿入されている。この歯車軸部材８の両端は、ケースやハウジングなどの固定部材１０に固定されている。言い換えると、歯車ユニット７を挟み込むように配置された各固定部材１０に、歯車軸部材８が架け渡されている。

なお、上述したように構成されたやまば歯車の支持構造は、例えば、車両に搭載されたトランスミッションにおけるカウンター軸や、リダクション軸などを支持する構造として用いることができる。

上述したようにやまば歯車１，２を支持することにより、バックラッシュや各やまば歯車１，２の噛み合い位置を修正するために、トルク伝達時にやまば歯車ユニット７が軸線方向に移動したとしても、その歯車ユニット７の移動を起振力として、歯車軸部材８が軸線方向に振動することを抑制することができる。また、歯車ユニット７のみが軸線方向に移動するため、その慣性力が小さくなり、その結果、各やまば歯車１，２の伝達効率を向上させることができる。または、上記のように慣性力が小さいことにより、起振力が小さくなるので、歯車ユニット７が振動することによる異音を小さくすることができる。

さらに、上述したように歯車軸部材８が、各固定部材１０に架け渡されているので、固定部材１０間の剛性を向上させることができる。その結果、歯車ユニット７から固定部材１０に振動が伝達されたとしても、固定部材１０の振動を低減することができる。またさらに、やまば歯車１，２のみが軸線方向に移動することになるため、各やまば歯車１，２と一体になって軸線方向に移動する部材の質量を低下させることができる。そのため、上述したバックラッシュや各やまば歯車１，２の噛み合い位置を修正するために、トルク伝達時に歯車ユニット７が軸線方向に移動するための荷重を小さくすることができる。すなわち、歯車ユニット７が軸線方向に移動しやすくなる。その結果、第１やまば歯車１における一方の歯車片３（５）あるいは第２やまば歯車２における一方の歯車片４（６）に形成された歯のみが噛み合うなどの歯の片当たりが生じることを抑制することができるため、各やまば歯車１，２の耐久性が低下することを抑制することができる。

図２は、車両に搭載されたトランスミッションにおける入力軸からやまば歯車を介してトルクを出力することができる構成、またはやまば歯車を介して出力軸にトルクを伝達することができる構成の一例を示している。図２に示す例では、歯車軸部材８として機能する回転軸１２の両端部が、固定部材１０にラジアル軸受１３を介して回転自在に保持されている。

その回転軸１２の軸線方向における中央部分には、ボールスプライン１４を介してやまば歯車１５が嵌合している。すなわち、やまば歯車１５は、回転軸１２と一体となって回転するとともに、回転軸１２の軸線方向に移動することができるように、回転軸１２に嵌合している。

なお、図２に示すラジアル軸受１３は、例えば、ころ軸受や、深溝玉軸受、テーパころ軸受により構成することができ、ボールスプライン１４に代えて、従来知られているスプライン構造やキー構造により回転方向で一体化させてもよい。

このように構成することにより、図１に示す構成と同様の効果に加え、やまば歯車１５と回転軸１２とが一体に回転することができる。その結果、回転軸１２へ軸線方向の振動が伝達されることを抑制しつつ、やまば歯車１５と回転軸１２とのトルクの伝達が可能になる。

図２に示すようにやまば歯車１５と回転軸１２とを一体に回転させるとともに、やまば歯車１５が回転軸１２の軸線方向に移動することができる構成を車両のデファレンシャルギヤユニットに適用した例を図３に示している。

図３に示すデファレンシャルギヤユニット１６は、従来知られたデファレンシャルギヤユニットと同様に構成することができ、固定部材１０にラジアル軸受１３を介して支持されたデフケース１７と、ラジアル軸受１３の中心軸線を中心としてデフケース１７と一体に回転するとともに、その中心軸線に直交する軸線を中心に自転することができるようにデフケース１７に取り付けられたかさ歯車であるピニオンギヤ１８と、そのピニオンギヤ１８と噛み合いかつ上記中心軸線を中心に回転するとともに、デフケース１７と相対回転可能に設けられたかさ歯車であるサイドギヤ１９とにより構成されており、そのサイドギヤ１９にドライブシャフト２０がスプライン係合している。より具体的には、中心軸線の回転方向に所定の間隔を空けて二つのピニオンギヤ１８が設けられており、各ピニオンギヤ１８に噛み合うように二つのサイドギヤ１９が設けられている。

そして、上記デフケース１７の外周側には、ボールスプライン１４を介してリングギヤとして機能するやまば歯車１５が嵌合している。すなわち、やまば歯車１５は、デフケース１７と一体に回転するとともに、デフケース１７の回転軸線方向に移動することができる。

図３に示すように構成することにより、やまば歯車１５に入力されたトルクを、デフケース１７に伝達することができるとともに、やまば歯車１５が軸線方向に移動した場合であっても、デフケース１７にその荷重が伝達されにくくなる。その結果、やまば歯車１５が軸線方向に移動することを要因とした振動がデフケース１７、あるいは固定部材１０に伝達されることを抑制することができる。

１，２，１５…やまば歯車、 ３，４，５，６…歯車片、 ７…歯車ユニット、 ８…歯車軸部材、 １０…固定部材、 １２…回転軸、 １４…ボールスプライン。

Claims (1)

1. 軸線方向における一方側の歯車片の捩れ角と他方側の歯車片の捩れ角とが相反するやまば歯車と、固定部材に支持されかつ前記やまば歯車を支持する軸部材とを備えたやまば歯車の支持構造において、
   前記やまば歯車は、前記軸部材に対して軸線方向に移動することができるように支持されている
   ことを特徴とするやまば歯車の支持構造。

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