JP2020041569A - シザーズギア - Google Patents

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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