JP2020041569A - シザーズギア - Google Patents

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健吾 林
Kengo Hayashi
健吾 林
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Abstract

【課題】サブギアの傾きを抑制する。【解決手段】シザーズギアGは、内周部に円筒状ボス10を有するメインギア1と、ボスに相対回転可能に嵌合されたサブギア2と、サブギアをメインギアに対し周方向に付勢するスプリング8と、ボスに取り付けられサブギアを軸方向に位置決めする位置決め部材6と、メインギアおよびサブギアの一方に設けられ、メインギアおよびサブギアの他方に向かって突出する突出部30と、他方に設けられ、突出部をスライド可能に受容する溝部31とを備える。【選択図】図2

Description

本開示はシザーズギアに関する。
ギアの中には、歯打ち振動によるラトル音を低減するため、相手ギアとのバックラッシュを除去するシザーズギアなるものが存在する。シザーズギアは、内周部に円筒状ボスを有するメインギアと、ボスに相対回転可能に嵌合されたサブギアと、サブギアをメインギアに対し周方向に付勢するスプリングとを備え、メインギアの歯とサブギアの歯とで相手ギアの歯を挟み込むことでバックラッシュを除去する。
特開平8−109961号公報
ところでこのシザーズギアでは、メインギアに対するサブギアの相対回転を許容するため、サブギアの嵌合面とメインギアの嵌合面との間に極僅かな半径方向の隙間が存在する。するとこの隙間に起因して、サブギアが倒れ、あるいは傾く虞がある。こうしたサブギアの倒れあるいは傾きは、適正なトルク伝達や相手ギアとの噛み合いを妨げたり騒音を増大させたりする原因となるので、極力回避すべきである。
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、サブギアの傾きを抑制できるシザーズギアを提供することにある。
本開示の一の態様によれば、
内周部に円筒状ボスを有するメインギアと、
前記ボスに相対回転可能に嵌合されたサブギアと、
前記サブギアを前記メインギアに対し周方向に付勢するスプリングと、
前記ボスに取り付けられ前記サブギアを軸方向に位置決めする位置決め部材と、
前記メインギアおよび前記サブギアの一方に設けられ、前記メインギアおよび前記サブギアの他方に向かって突出する突出部と、
前記他方に設けられ、前記突出部をスライド可能に受容する溝部と、
を備えることを特徴とするシザーズギアが提供される。
好ましくは、前記突出部および前記溝部は、全周に延びるリング状とされる。
好ましくは、前記メインギアおよび前記サブギアは、それぞれ外周部にメイン歯部およびサブ歯部を有し、
前記突出部は、前記メイン歯部および前記サブ歯部の一方の基部に設けられ
前記溝部は、前記メイン歯部および前記サブ歯部の他方の基部に設けられる。
好ましくは、前記位置決め部材は、スナップリングにより形成される。
本開示によれば、サブギアの傾きを抑制できる。
本開示の実施形態に係るシザーズギアの正面図である。 本開示の実施形態に係るシザーズギアの縦断側面図である。 第1変形例のシザーズギアの正面図である。 第2変形例のシザーズギアの縦断側面図である。
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお本開示は以下の実施形態に限定されない点に留意されたい。
図1は、本開示の実施形態に係るシザーズギアの正面図である。図2は、シザーズギアの縦断側面図である。シザーズギアGは、メインギア1およびサブギア2を備え、これら2枚のギア1,2の組み合わせで1枚のシザーズギアG、すなわちギアアセンブリを構成するようになっている。CはシザーズギアGの中心軸(ギア軸という)を示す。以下、特に断らない限り、軸方向、半径方向、周方向とは、ギア軸Cを基準とした軸方向、半径方向、周方向をいうものとする。便宜上、図2の右側を軸方向前方、図2の左側を軸方向後方とする。図1は、軸方向前方から見たときの正面図である。
シザーズギアGは外周歯を有するはすば歯車として構成され、図示しない相手ギアに噛合されるよう適用される。なおシザーズギアGは他の種類の歯車、例えば平歯車として構成されてもよい。
メインギア1およびサブギア2は、軸方向に互いに隣接され、サブギア2はメインギア1の軸方向前方に隣接して配置される。
メインギア1およびサブギア2は、それぞれ外周部にメイン歯部11およびサブ歯部12を有する。これらメイン歯部11およびサブ歯部12は、同一のモジュール、歯数および歯形を有する。あたかも1枚のギアの歯部を厚さ方向に分割したような格好でメイン歯部11およびサブ歯部12が形成される。相手ギアには、メイン歯部11およびサブ歯部12の両方が噛合される。サブギア2は主にバックラッシュを除去する目的で用いられ、駆動力の伝達に積極的に用いられるものではない。そのため、サブ歯部12の歯幅はメインギア1の歯幅より薄くされる。
メインギア1は、その内周部に円筒状ボス10を一体に有する。他方、サブギア2は、概してリング板状に一体形成され、その内周部に嵌合穴5を有する。嵌合穴5が、ボス10の外周部に形成されたギア嵌合面4に嵌合されることで、サブギア2はボス10に相対回転可能にかつ同軸に嵌合される。
なお、本実施形態のメインギア1とサブギア2は、図2に示すような側面断面視において概ねクランク状とされているが、それら断面形状は任意であり、単なる直線状であってもよい。
ボス10には、サブギア2を軸方向に位置決めするための位置決め部材が取り付けられる。本実施形態において、位置決め部材はスナップリング6により形成される。
ボス10の内周部にはボス穴11Aが設けられ、本実施形態の場合、ボス穴11Aには円筒状の別のギア3が圧入等により固定されている。但しボス穴11Aに挿入される部材は任意であり、例えば回転シャフトまたは固定シャフトが挿入されてもよい。
シザーズギアGにはスプリング室7が形成され、スプリング室7には、サブギア2をメインギア1に対し周方向に付勢するスプリング8が収容されている。スプリング室7は、メインギア1の前面に設けられたリング状の溝9と、サブギア2の後面との間の軸方向隙間によって形成される。
スプリング8は、本実施形態ではC形のトーションスプリングであるが、その種類は変更可能である。メインギア1における溝9底面の所定位相位置に、スプリング8の一端を係止するためのメインピン13が圧入等により固定されている。また、溝9底面に対向するサブギア2の後面の所定位相位置にも、スプリング8の他端を係止するためのサブピン14が圧入等により固定されている。スプリング8によりメインピン13とサブピン14を挟み、スプリング8の一端と他端に形成された凹座15,16をメインピン13とサブピン14にそれぞれ着座させることで、スプリング8の一端と他端がメインピン13とサブピン14にそれぞれ係止される。
サブギア2をメインギア1に組み付けただけの状態では、メインギア1(メイン歯部11)とサブギア2(サブ歯部12)の位相がずれており、相手ギアに噛合させることができない。相手ギアに噛合させられるようにするには、スプリング8の付勢力に逆らってメインギア1とサブギア2を互いに捩り、スプリング8を押し開き、それらを同一位相としなければならない。
そこで、メインギア1とサブギア2を同一位相に保持するため、シザーズギアGには固定ボルト17が設けられる。固定ボルト17は、サブギア2に設けられた挿通穴18に前方から挿入されると共に、メインギア1に設けられたネジ穴19に螺合され締め付けられる。これら挿通穴18とネジ穴19は当然ながら、メインギア1とサブギア2が同一位相となったとき同軸状態となる。こうしてメインギア1とサブギア2を同一位相に保持することで、シザーズギアGを相手ギアに容易に噛合させることができる。なお噛合後、固定ボルト17は取り外される。
固定ボルト17は、本実施形態では六角穴付きボルトとされているが、その種類は任意であり、例えば六角ボルトとされてもよい。
次にサブギア2の軸方向位置決めに関し、サブギア2の外周部に位置するサブ歯部12の基部22の後面は、メインギア1の外周部に位置するメイン歯部11の基部21の前面に摺動可能に面接触される。これによりサブギア2は、それ以上軸方向後側に移動しないよう、軸方向後向きに対して位置決めされる。
他方、サブギア2の内周端部23は、その前方に隣接された位置決め部材としてのスナップリング6に摺動可能に面接触される。これにより、サブギア2は、それ以上軸方向前側に移動しないよう、軸方向前向きに対して位置決めされる。
スナップリング6は、ボス10のギア嵌合面4に形成されたリング溝24に着脱可能に嵌め入れられる。なおスナップリングとは周知のように、拡縮変形可能なC形の金属リングであり、スナップリングプライヤー等の工具を用いて主に手作業で着脱するリングである。
ところで本実施形態のシザーズギアGは、サブギア2に設けられメインギア1に向かって突出する突出部30と、メインギア1に設けられ突出部30をスライド可能に受容する溝部31とを備える。
突出部30および溝部31は、図1に示すように、ギア軸Cを中心とした周方向に延び、特に全周に延びるリング状とされる。また突出部30および溝部31は、サブギア2およびメインギア1の外周端部に設けられる。突出部30は、サブ歯部12の基部22の後面に、後方に突出して一体に設けられる。また溝部31は、メイン歯部11の基部21の前面に、後方に凹んで一体に設けられる。本実施形態では、図2に示すような側面断面視における突出部30および溝部31の断面形状が四角形である。
なお詳細には、突出部30の外周面および内周面が溝部31の外周面および内周面に対しスライドし、突出部30の先端面すなわち後端面は、溝部31の底面すなわち後端面から離間されるよう、突出部30および溝部31の寸法および形状が設定されている。
次に、本実施形態の作用効果を述べる。
シザーズギアGは、固定ボルト17によりメインギア1とサブギア2が同一位相に保持されている状態で、相手ギアに噛合される。その後、固定ボルト17が取り外されると、スプリング8が収縮し、メインギア1とサブギア2の位相がずれる。これにより、メインギア1の歯とサブギア2の歯が相手ギアの歯を挟むようになり、バックラッシュが除去される。そして歯打ち振動によるラトル音を低減することができる。
ところで本実施形態においては、メインギア1に対するサブギア2の相対回転を許容するため、サブギア2の嵌合穴5の内面(すなわち嵌合面)とメインギア1のギア嵌合面4との間に、極僅かな半径方向の隙間が存在する。するとこの隙間に起因して、図2に仮想線aで示すように、サブギア2が倒れ、あるいは傾く虞がある。
また本実施形態においては、サブギア2の軸方向位置決めがスナップリング6によって行われる。スナップリング6をリング溝24に確実に嵌め入れる必要があるため、リング溝24の幅Wはスナップリング6の厚さtより僅かに大きくされる。するとこの寸法差に起因して、スナップリング6とサブギア2の間に隙間ができ、この隙間にも起因してサブギア2が倒れ、あるいは傾く虞がある。
こうしたサブギア2の倒れあるいは傾きは、適正なトルク伝達や相手ギアとの噛み合いを妨げたり騒音を増大させたりする原因となるので、極力回避すべきである。
そこで本実施形態では、互いに係合する突出部30と溝部31を設け、これらの係合部においてもサブギア2をメインギア1に対し支持するようになっている。こうすると、溝部31内で突出部30が傾き難いので、メインギア1に対してサブギア2を傾き難くし、サブギア2の倒れあるいは傾きを確実に抑制することができる。そしてサブギア2の傾きに起因する諸問題も解決できる。
特に本実施形態では、突出部30と溝部31を全周に延びるリング状としたので、周方向の全ての位置でサブギア2を支持でき、サブギア2の傾きを効果的に抑制することができる。
また本実施形態では、突出部30および溝部31をサブギア2およびメインギア1の外周端部に設けている。具体的には、突出部30をサブ歯部12の基部22に設け、溝部31をメイン歯部11の基部21に設けている。これにより、サブ歯部12およびメイン歯部11の歯や噛合部自体に影響を及ぼすことなく、できるだけ外周側の位置にて、サブギア2を支持できるので、サブギア2の傾きを一層確実に抑制することができる。
また本実施形態では、厚さの薄いサブ歯部12の基部22に突出部30を設ける一方で、厚さの厚いメイン歯部11の基部21に溝部31を設けたので、突出部30および溝部31の軸方向長さを長くでき、サブギア2の支持および傾き抑制を一層促進することができる。
なお、突出部30と溝部31が周方向にスライド可能なので、シザーズギアGの使用時にメインギア1とサブギア2の相対回転が生じても、これに支障を来すことはない。
次に、変形例を説明する。なお前述の基本実施形態と同様の部分には図中同一符号を付して説明を割愛し、以下、基本実施形態との相違点を主に説明する。
図3に示す第1変形例において、突出部30および溝部31は全周に延びず、周方向に間欠的ないし部分的に設けられる。図示例の場合、円弧状に延びる四つずつの突出部30および溝部31が等間隔で設けられるが、その数や配置は任意である。溝部31に対する突出部30の周方向スライド移動を許容すべく、溝部31の周方向長さは突出部30の周方向長さより長くされる。突出部30を間欠的に設ける一方で、溝部31を全周に延びるリング状としてもよい。突出部30を、円弧状に配置された多数のピン等で構成してもよい。
図4に示す第2変形例においては、メインギア1におけるメイン歯部11の基部21に突出部30が設けられ、サブギア2におけるサブ歯部12の基部22に溝部31が設けられる。このように突出部30と溝部31は基本実施形態と逆に配置してもよい。
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示の実施形態は他にも様々考えられる。
(1)例えば、突出部30および溝部31の断面形状は四角形以外の形状であってもよい。
(2)突出部30は、メインギア1またはサブギア2に別体で設けられてもよい。同様に溝部31も、メインギア1またはサブギア2に別体で設けられてもよい。
(3)溝部31は、全周に延びないものである場合、底が無い貫通溝から形成されてもよい。
本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
G シザーズギア
1 メインギア
2 サブギア
6 スナップリング
8 スプリング
10 ボス
11 メイン歯部
12 サブ歯部
21,22 基部
30 突出部
31 溝部

Claims (4)

  1. 内周部に円筒状ボスを有するメインギアと、
    前記ボスに相対回転可能に嵌合されたサブギアと、
    前記サブギアを前記メインギアに対し周方向に付勢するスプリングと、
    前記ボスに取り付けられ前記サブギアを軸方向に位置決めする位置決め部材と、
    前記メインギアおよび前記サブギアの一方に設けられ、前記メインギアおよび前記サブギアの他方に向かって突出する突出部と、
    前記他方に設けられ、前記突出部をスライド可能に受容する溝部と、
    を備えることを特徴とするシザーズギア。
  2. 前記突出部および前記溝部は、全周に延びるリング状とされる
    請求項1に記載のシザーズギア。
  3. 前記メインギアおよび前記サブギアは、それぞれ外周部にメイン歯部およびサブ歯部を有し、
    前記突出部は、前記メイン歯部および前記サブ歯部の一方の基部に設けられ
    前記溝部は、前記メイン歯部および前記サブ歯部の他方の基部に設けられる
    請求項1または2に記載のシザーズギア。
  4. 前記位置決め部材は、スナップリングにより形成される
    請求項1〜3のいずれか一項に記載のシザーズギア。
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Date Code Title Description
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Effective date: 20180907