JP2020046053A - 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】シザーズギアは、外周部にメイン歯部を有するメインギアと、メインギアに相対回転可能に嵌合され、外周部にサブ歯部１２を有するサブギア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、スプリングの一端に形成され半径方向に突出する突起４０と、サブギアに形成され突起が係合される係合溝４１とを備える。ギア軸Ｃ方向において、突起の幅中心とサブ歯部の幅中心とは同一位置に位置される。【選択図】図３

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、メインギアと、メインギア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、スプリングの付勢力を利用して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２００５−２４０８４２号公報

一般的に、スプリングはＣ形スプリングであり、その一端は、メインギアに固定されサブギア側に突出するメインピンに係止される。またスプリングの他端は、サブギアに固定されメインギア側に突出するサブピンに係止される。

しかし、こうした構造の場合、サブピン上におけるスプリングからの荷重中心が、サブギアの歯部における噛み合い中心すなわち幅中心からギア軸方向にずれ、オフセットしてしまう。このためサブギアに、サブギアをメインギアに対し傾け、または倒れさせようとする荷重が働き、サブギアの傾きまたは倒れを促進するという問題がある。こうしたサブギアの傾きまたは倒れは、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、
外周部にメイン歯部を有するメインギアと、
前記メインギアに相対回転可能に嵌合され、外周部にサブ歯部を有するサブギアと、
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、
前記スプリングの一端に形成され半径方向に突出する突起と、
前記サブギアに形成され前記突起が係合される係合溝と、
を備え、
ギア軸方向において、前記突起の幅中心と前記サブ歯部の幅中心とは同一位置に位置される
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、前記ギア軸方向において、前記突起の幅と前記サブ歯部の幅とは等しくされる。

好ましくは、前記サブギアは、前記スプリングを収容する収容溝を有する。

好ましくは、前記突起は、半径方向外側に突出される。

好ましくは、前記スプリングは、Ｃ形のスプリングであり、前記突起を含めた全体が前記ギア軸方向の一定の幅を有する。

本開示によれば、サブギアの傾きを抑制することができる。

本開示の実施形態に係るシザーズギアの正面図である。 シザーズギアの縦断側面図であり、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 収容溝内にスプリングが配置されたサブギアを後方から見たときの様子を示す背面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

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り、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。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。

また、メインギア１に対しサブギア２を軸方向に位置決めするため、ギア嵌合面４に形成されたリング溝３１に、拡縮変形可能なＣ形のスナップリング３２が嵌合して取り付けられる。

ボス１０の内周部にはシャフト穴１１Ａが設けられ、このシャフト穴１１Ａに図示しないシャフトが挿入される。本実施形態では、シャフト穴１１Ａに円筒状のすべり軸受３が圧入により固定され、すべり軸受３がシャフトに嵌合されることで、シザーズギアＧがシャフトに回転可能かつ同軸に支持される。すべり軸受３はメインギア１に一体的に取り付けられてメインギア１の一部をなす。

もっとも、すべり軸受３をシャフト穴１１Ａに相対回転可能に嵌合してもよい。またすべり軸受３を省略してシャフト穴１１Ａをシャフトに直接嵌合させてもよい。メインギア１を、回転可能なシャフトに嵌合固定してもよい。

メインギア１とサブギア２の間にはスプリング室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が配置されている。スプリング室７は、サブギア２の後面に形成されスプリング８を収容するリング状の収容溝９と、メインギア２の前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、周方向に約１周するＣ形のスプリングであり、その一端と他端はメインギア１とサブギア２にそれぞれ係止される。この点については後に詳述する。

スプリング室７にスプリング８を配置し、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。これによりスプリング８が収縮し、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。

図３には、収容溝９内にスプリング８が配置されたサブギア２を後方から見たときの様子を示す。図３には、メインギア１に固定されサブギア２側に向かって前方に突出するメインピン１３も示す。また図４には、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す。

図示されるように、スプリング８は、周方向に約１周するＣ形のスプリングであり、その長手方向の一端がメインピン１３に係止される。すなわち、その一端には半円状の凹座１５が形成され、この凹座１５が円柱状のメインピン１３に着座されることで、スプリング８の一端がメインピン１３、ひいてはメインギア１に係止される。

他方、スプリング８の長手方向の他端（特許請求の範囲にいう一端に相当）には、半径方向に突出する突起４０が形成されている。本実施形態の場合、突起４０は半径方向外側に突出される。そしてサブギア２には、突起４０が係合される係合溝４１が形成されている。係合溝４１は、収容溝９の外周面から半径方向外側に向かって延び、収容溝９と連通されている。突起４０が係合溝４１に係合され、もしくは挿入されることで、スプリング８の他端はサブギア２に係止される。

スプリング８は、突起４０を含めた全体が軸方向の一定の幅Ｗ１を有する。すなわち突起４０の軸方向の幅は、突起４０の部分を除いたスプリング８の本体部分４２の軸方向の幅と等しい。スプリング８の本体部分４２の半径方向の幅Ｗ２も一定である。突起４０はスプリング８に一体形成され、本体部分４２と一体に形成される。スプリング８は例えば、バネ鋼からなる板材をプレス加工により打ち抜いて一体形成される。突起４０は、その幅Ｗ１方向の全体が係合溝４１内に挿入される。

ここで図４に示すように、軸方向（図４の左右方向）において、突起４０の幅中心（すなわちスプリングの幅中心）Ｃ１と、サブ歯部１２の幅中心Ｃ２とは、同一位置に位置される。また、軸方向において、突起４０の幅（すなわちスプリングの幅）Ｗ１と、サブ歯部１２の幅Ｗ２とは、等しくされる。

なお、スプリング８が収容溝９の後向きの底面４３に当接した状態で、突起４０の幅中心Ｃ１とサブ歯部１２の幅中心Ｃ２とが同一位置に位置されるよう、底面４３の軸方向位置が設定されている。従って、両幅中心Ｃ１，Ｃ２を同一位置にできるだけ維持することが可能となる。サブギア２の後面には、メインギア１の前面に摺接する摺接面４４が形成される。摺接面４４は、サブ歯部１２の後端よりも僅かに後方に位置される。また摺接面４４は、収容溝９の底面４３に当接したスプリング８の後端よりも僅かに後方に位置される。また摺接面４４は、サブ歯部１２の半径方向内側で、かつ収容溝９の半径方向外側に位置される。この摺接面４４に係合溝４１が形成される。

次に、本実施形態の作用効果を述べる。

シザーズギアＧの使用時、サブギア２のサブ歯部１２には、これに噛み合う相手ギアの歯部から回転方向の荷重が付加される。この荷重の軸方向の中心すなわち荷重中心は、サブ歯部１２の幅中心Ｃ２に一致する。

またサブギア２における係合溝４１の内壁には、スプリング８の突起４０から回転方向の荷重が付加される。この荷重の軸方向の中心すなわち荷重中心は、突起４０の幅中心Ｃ１に一致する。

本実施形態の場合、突起４０の幅中心Ｃ１は、サブ歯部１２の幅中心Ｃ２と同一位置に位置される。従って、両方の幅中心Ｃ１，Ｃ２すなわち荷重中心の間に軸方向のずれは無く、オフセットは存在しない。

このため、サブギア２をメインギア１に対し傾け、または倒れさせようとする、スプリング荷重に起因した荷重（傾動荷重という）が、サブギア２に働くのを抑制できる。それ故、メインギア１に対するサブギア２の傾きを抑制することが可能となる。またサブギア２の傾きに起因する諸問題も解決できる。

また本実施形態では、突起４０の幅Ｗ１を、サブ歯部１２の幅Ｗ２と等しくしている。こうすると、サブギア２が突起４０から荷重を受ける軸方向領域の軸方向位置を、サブギア２が相手ギアから荷重を受ける軸方向領域の軸方向位置と等しくすることができる。そのため、傾動荷重がサブギア２に働くのを一層抑制でき、サブギア２の傾きを一層抑制できる。

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、スプリングの突起は半径方向内側に突出させてもよい。これに対応して、係合溝も、収容溝の内周面から半径方向内側に向かって延びるよう形成してもよい。

（２）軸方向における突起の幅は、サブ歯部の幅と異ならせてもよく、スプリングの本体部分の幅と異ならせてもよい。

（３）突起は、スプリングに一体形成されていなくてもよく、別体で形成されてもよい。

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
８ スプリング
９ 収容溝
１１ メイン歯部
１２ サブ歯部
４０ 突起
４１ 係合溝
Ｃ ギア軸

Claims (5)

1. 外周部にメイン歯部を有するメインギアと、
   前記メインギアに相対回転可能に嵌合され、外周部にサブ歯部を有するサブギアと、
   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、
   前記スプリングの一端に形成され半径方向に突出する突起と、
   前記サブギアに形成され前記突起が係合される係合溝と、
   を備え、
   ギア軸方向において、前記突起の幅中心と前記サブ歯部の幅中心とは同一位置に位置される
   ことを特徴とするシザーズギア。
2. 前記ギア軸方向において、前記突起の幅と前記サブ歯部の幅とは等しくされる
   請求項１に記載のシザーズギア。
3. 前記サブギアは、前記スプリングを収容する収容溝を有する
   請求項記１または２に載のシザーズギア。
4. 前記突起は、半径方向外側に突出される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のシザーズギア。
5. 前記スプリングは、Ｃ形のスプリングであり、前記突起を含めた全体が前記ギア軸方向の一定の幅を有する
   請求項１〜４のいずれか一項に記載のシザーズギア。

Images