JP3221880U - 動力伝達ギヤ - Google Patents

Abstract

【課題】過度なトルクを受けても振動や騒音を招くことがないほか、製作コストをより低減でき、しかも組み立て易い動力伝達ギヤを提供する。【解決手段】第１ギヤ２５と、第１ギヤ２５と同軸となるように第１ギヤ２５と嵌合される第２ギヤ２６と、を有する動力伝達ギヤであって、第１ギヤ２５および第２ギヤ２６の一方に形成された嵌合凹部としての円形有底孔３２と、第１ギヤ２５および第２ギヤ２６の他方に形成され、円形有底孔３２にすきまばめ可能な嵌合突部としての嵌合側軸部３７と、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６を締結する締結ボルト２７と、を有した。【選択図】 図２

Description

本考案は、第１ギヤと第１ギヤと同軸の第２ギヤを有する動力伝達ギヤに関するものである。

動力伝達ギヤの従来の技術としては、例えば、特許文献１に開示された複合ギヤが知られている。特許文献１に開示された複合ギヤは、第１ギヤと、第２ギヤと、を有している。第１ギヤの外周面には第１ギヤ歯が形成されている。第１ギヤは、ギヤ回転軸線に沿って貫通する嵌合孔を有している。第２ギヤは第１ギヤよりも小径の円柱状の形状であり、第２ギヤの一部の外周面には、第２ギヤ歯が形成されている。また第２ギヤは、ギヤ回転軸線に沿った一方端の側に、第２ギヤ歯が形成されることなく第１ギヤの嵌合孔に嵌合される嵌合軸部を有している。

第１ギヤの嵌合孔の内周面における一方端の側には、スプラインを有する第１ギヤ側スプライン部が形成されている。また、第１ギヤの嵌合孔の内周面における他方端の側には、スプラインを有していない第１ギヤ側非スプライン部が形成されている。第２ギヤの嵌合軸部における第１ギヤ側スプライン部に対応する位置には、スプラインを有する第２ギヤ側スプライン部が形成されている。また、第２ギヤの嵌合軸部における第１ギヤ側非スプライン部に対応する位置には、スプラインを有していない第２ギヤ側非スプライン部が形成されている。

第１ギヤの嵌合孔に、第２ギヤの嵌合軸部が挿通され、第１ギヤ側スプライン部と第２ギヤ側スプライン部とが嵌合された状態とされている。つまり、第１ギヤ側スプライン部のスプラインに、第２ギヤ側スプライン部のスプラインが嵌合された状態とされている。複合ギヤは、第１ギヤ側非スプライン部に、第２ギヤ側非スプライン部が圧入された状態とされている。これにより、第２ギヤに第１ギヤが組み付けられて複合ギヤが構成されている。

特開２０１８−２５２６５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された複合ギヤでは、第１ギヤと第２ギヤとは圧入により組み付けられているため、過度なトルクの発生により圧入による緊締力が低下すると、第１ギヤと第２ギヤとのがたつきが生じ、このがたつきにより振動や騒音を招くおそれがある。また、スプライン嵌合のために第１ギヤおよび第２ギヤにスプラインを加工する必要があり、製作コストが嵩むという問題がある。一方、第１ギヤと第２ギヤを一体形成することも考えられる。しかしながら、第１ギヤと第２ギヤを一体形成する場合では、第２ギヤを、例えば、工作機械によって加工すると、第２ギヤの歯に対する工具の逃げ代が必要となり、第１ギヤと第２ギヤとの間に第２ギヤよりも小径の軸部を形成する必要が生じる。そして、小径の軸部を設けると、例えば、複合ギヤの焼入れ処理において軸部に歪が生じ易くなる。

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本考案の目的は、過度なトルクを受けても振動や騒音を招くことがないほか、製作コストをより低減でき、しかも組み立て易い動力伝達ギヤの提供にある。

上記課題を達成するため、本考案は、第１ギヤと、前記第１ギヤと同軸となるように前記第１ギヤと嵌合される第２ギヤと、を有する動力伝達ギヤであって、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの一方に形成された嵌合凹部と、前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの他方に形成され、前記嵌合凹部にすきまばめ可能な嵌合突部と、前記第１ギヤと前記第２ギヤを締結する締結ボルトと、を有することを特徴とする。

本考案では、第１ギヤおよび第２ギヤの一方の嵌合凹部に、第１ギヤおよび第２ギヤの他方の嵌合突部が挿入され、第１ギヤおよび第２ギヤはすきまばめで嵌合され、締結ボルトは、第１ギヤおよび第２ギヤを締結する。このため、過度のトルクが生じても締結ボルトの締結力が過度のトルクに対抗し、第１ギヤと第２ギヤとの間でがたつきが生じることはない。また、スプラインのような複雑な加工を必要としないことから製作コストを低減できる。第１ギヤとの第２ギヤとはすきまばめによる嵌合であるから、圧入と比較して組み立て易い。

また、上記の動力伝達ギヤにおいて、前記嵌合凹部および前記嵌合突部は、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間におけるトルクの伝達が可能な形状を有している構成としてもよい。

この場合、第１ギヤと第２ギヤとの間におけるトルクの伝達は、締結ボルトだけでなく嵌合凹部および嵌合突部により可能である。このため、第１ギヤと第２ギヤとの間ではより安定したトルク伝達が可能である。

本考案によれば、過度なトルクを受けても振動や騒音を招くことがないほか、製作コストをより低減でき、しかも組み立て易い動力伝達ギヤを提供することができる。

第１の実施形態に係る動力伝達ギヤが適用されたドライブユニットの横断面図である。 第１の実施形態に係る動力伝達ギヤの縦断面図である。 分解した状態の動力伝達ギヤを示す縦断面図である。 （ａ）は第２の実施形態に係る動力伝達ギヤの縦断面図であり、（ｂ）は分解した状態の動力伝達ギヤの縦断面図である。 （ａ）は変形例１に係る動力伝達ギヤの要部の分解斜視図であり、（ｂ）は変形例２に係る動力伝達ギヤの要部の分解斜視図であり、（ｃ）は変形例３に係る動力伝達ギヤの要部の分解斜視図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る動力伝達ギヤについて図面を参照して説明する。本実施形態の動力伝達ギヤは、産業車両としてのバッテリ式フォークリフトのドライブユニットの複合ギヤに適用した例である。

図１に示すドライブユニット１０は、バッテリ式フォークリフトを走行させるための電動モータ１１の回転力を前輪としての駆動輪（図示せず）に伝達するためのユニットである。電動モータ１１は、ドライブユニット１０が備えるユニットケース１２により支持されている。

電動モータ１１は、ユニットケース１２に回転可能に支持される回転軸１３と、回転軸１３と一体的に回転するロータ１４と、ユニットケース１２に固定されるステータ１５と、回転軸１３に設けたモータギヤ１６と、を有する。モータギヤ１６の外周部にはギヤ歯１７が形成されている。

ドライブユニット１０は、モータギヤ１６と噛み合う動力伝達ギヤとしての複合ギヤ１８と、複合ギヤ１８と噛み合うドライブシャフトギヤ１９と、を有している。ドライブシャフトギヤ１９から説明すると、ドライブシャフトギヤ１９は、ユニットケース１２に回転可能に支持されたデフケース２０と一体的に回転するギヤである。ドライブシャフトギヤ１９の外周部にはギヤ歯２１が形成されている。

デフケース２０には、左右一対のドライブシャフト２２、２３が回転可能に支持されている。デフケース２０内には、ドライブシャフト２２、２３をデフ機構２４が収容されている。ドライブシャフト２２には、駆動輪（左）が備えられ、ドライブシャフト２３には駆動輪（右）が備えられている。ドライブシャフトギヤ１９の回転力は、デフケース２０、デフ機構２４およびドライブシャフト２２、２３を通じて左右の駆動輪に伝達する。

複合ギヤ１８は、電動モータ１１の回転力をドライブシャフトギヤ１９に伝達する減速ギヤである。図２、図３に示すように、複合ギヤ１８は、一方のギヤに相当する大径の第１ギヤ２５と、他方のギヤに相当する第１ギヤ２５より小径の第２ギヤ２６と、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６とを連結する締結ボルト２７と、を有する。

第１ギヤ２５の略円盤状のギヤ本体２８は外周にギヤ歯２９を備えている。ギヤ歯２９はモータギヤ１６のギヤ歯１７と噛合する。ギヤ本体２８の一方の面の中心部には、一方へ向けて突出するボス部３０が形成されている。ボス部３０は第１ギヤ２５の回転中心Ｐと同軸である。ボス部３０の外周部は軸受３１が装着される部位である。図１に示すように、軸受３１は複合ギヤ１８をユニットケース１２に回転可能に支持するラジアル軸受である。

ギヤ本体２８の中心部におけるボス部３０の反対側となる他方の面には嵌合凹部としての円形有底孔３２が設けられている。円形有底孔３２は第２ギヤ２６の一部が挿入される有底の孔である。円形有底孔３２の中心は回転中心Ｐと一致する。ボス部３０の断面円形の通孔３３は円形有底孔３２と連通している。

第２ギヤ２６の円柱状のギヤ本体３５は外周にギヤ歯３６を備えている。ギヤ歯３６はドライブシャフトギヤ１９と噛合する。ギヤ本体３５の一方の端部には嵌合突部としての嵌合側軸部３７が形成されている。嵌合側軸部３７は円柱状であって円形有底孔３２にすきまばめによって挿入可能である。嵌合側軸部３７の軸方向の長さは、円形有底孔３２の深さ以下に設定されている。図２に示すように、第２ギヤ２６が第１ギヤ２５に固定されている状態では、嵌合側軸部３７の中心は回転中心Ｐと一致する。嵌合側軸部３７の外径はギヤ本体３５の外径より小さくなるように設定されている。第２ギヤ２６は嵌合側軸部３７の先端から軸方向に穿孔されたボルト孔３８を有している。ボルト孔３８の孔径は、円形有底孔３２の孔径よりも小さい。

ギヤ本体３５の他方の端部には軸受４０を装着するための円柱状の軸受側軸部３９が形成されている。図２に示すように、第２ギヤ２６が第１ギヤ２５に固定されている状態では、軸受側軸部３９の中心は回転中心Ｐと一致する。軸受側軸部３９の外径はギヤ本体３５の外径より小さい外径に設定されている。図１に示すように、軸受４０は、軸受３１とともに複合ギヤ１８をユニットケース１２に回転可能に支持するラジアル軸受である。なお、第１ギヤ２５および第２ギヤ２６は切削加工により製作される。

本実施形態では、複合ギヤ１８を組み立てるとき、第１ギヤ２５の円形有底孔３２に第２ギヤ２６の嵌合側軸部３７を挿入することにより、第２ギヤ２６が第１ギヤ２５にすきまばめによって嵌合される。第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との嵌合がすきまばめであることから、円形有底孔３２に嵌合側軸部３７を挿入する作業は、圧入の場合と比較して容易である。第２ギヤ２６が第１ギヤ２５に嵌合された状態で締結ボルト２７をボス部３０の通孔３３に挿通し、ボルト孔３８に螺入することにより、第２ギヤ２６と第１ギヤ２５とは締結ボルト２７により締結される。締結ボルト２７は頭部４１および軸部４２を有する公知の六角ボルトである。

締結ボルト２７により第１ギヤ２５と第２ギヤ２６とが締結された状態では、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間のトルクの伝達は締結ボルト２７を介して行われる。締結ボルト２７には平座金およびばね座金を必要に応じて装着するようにしてもよい。あるいは、円形有底孔３２の底部に位置するようにばね座金を設けるようにしてもよい。

本実施形態の複合ギヤ１８は以下の作用効果を奏する。
（１）第１ギヤ２５の嵌合凹部としての円形有底孔３２に、第２ギヤ２６の嵌合突部として嵌合側軸部３７が挿入され、第１ギヤ２５および第２ギヤ２６はすきまばめで嵌合され、締結ボルト２７は、第１ギヤ２５および第２ギヤ２６を締結する。このため、過度のトルクが生じても締結ボルト２７の締結力が過度のトルクに対抗し、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間でがたつきが生じることはない。また、嵌合側軸部３７にはスプラインのような複雑な加工を必要としないことから製作コストを低減できる。第１ギヤ２５との第２ギヤ２６とはすきまばめによる嵌合であるから、圧入と比較して組み立て易い。

（２）第１ギヤおよび第２ギヤが一体形成される複合ギヤと比較すると、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間に工具の逃げ代に対応させる小径の軸部を形成する必要がないため、複合ギヤ１８における軸方向の長さを短縮することができる。複合ギヤ１８における軸方向の長さの短縮化により複合ギヤ１８のコンパクト化や軽量化が期待できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る動力伝達ギヤについて説明する。本実施形態の動力伝達ギヤは、第１の実施形態と同様の複合ギヤであるが、第１ギヤが嵌合突部を有し、第２ギヤが嵌合凹部を有する点で第１の実施形態と相違する。第１の実施形態と同じ構成については第１の実施形態の説明を援用し、同一の符号を用いる。

図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、複合ギヤ５０は、大径の第１ギヤ５１と、第１ギヤ５１より小径の第２ギヤ５２と、第１ギヤ５１と第２ギヤ５２とを連結する締結ボルト５３と、を有する。本実施形態では、第１ギヤ５１が他方のギヤに相当し、第２ギヤ５２は一方のギヤに相当する

第１ギヤ５１の略円盤状のギヤ本体５４は外周にギヤ歯５５を備えている。ギヤ歯５５はモータギヤ１６のギヤ歯１７と噛合する。ギヤ本体５４の一方の面の中心部には、一方へ向けて突出する第１ボス部５６が形成されている。第１ボス部５６は第１ギヤ５１の回転中心Ｐと同軸である。第１ボス部５６の外周部は軸受３１が装着される部位である。

ギヤ本体５４の中心部における第１ボス部５６の反対側となる他方の面には嵌合突部としての第２ボス部５７が設けられている。第１ギヤ５１は第１ボス部５６と第２ボス部５７を貫通する通孔５８を備えている。通孔５８の中心は回転中心Ｐと一致する。

第２ギヤ５２の円柱状のギヤ本体５９は外周にギヤ歯６０を備えている。ギヤ歯６０はドライブシャフトギヤ１９と噛合する。ギヤ本体５９の一方の端部には嵌合凹部としての円形有底孔６１が形成されている。円形有底孔６１は第１ギヤ５１の第２ボス部５７が挿入される有底の孔である。円形有底孔６１の深さは、第２ボス部５７の軸方向の長さ以上に設定されている。図４（ａ）に示すように、第２ギヤ５２が第１ギヤ５１に固定されている状態では、円形有底孔６１の中心は回転中心Ｐと一致する。円形有底孔６１に対して第２ボス部５７はすきまばめによって挿入可能である。第２ギヤ５２は円形有底孔６１の底部から軸方向に穿孔されたボルト孔６２を有している。ボルト孔６２の孔径は、円形有底孔６１の孔径よりも小さい。

ギヤ本体５９の他方の端部には軸受４０を装着するための円柱状の軸受側軸部６３が形成されている。図４（ａ）に示すように、第２ギヤ５２が第１ギヤ２５に固定されている状態では、軸受側軸部６３の中心は回転中心Ｐと一致する。軸受側軸部６３の外径はギヤ本体５９の外径より小さい外径に設定されている。第１ギヤ５１および第２ギヤ５２は切削加工により製作される。

本実施形態では、複合ギヤ５０を組み立てるとき、第２ギヤ５２の円形有底孔６１に第１ギヤ５１の第２ボス部５７を挿入することにより、第２ギヤ５２が第１ギヤ５１にすきまばめによって嵌合される。第１ギヤ５１と第２ギヤ５２との嵌合がすきまばめであることから、円形有底孔６１に第２ボス部５７を挿入する作業は、圧入の場合と比較して容易である。第２ギヤ５２が第１ギヤ５１に嵌合された状態で締結ボルト５３を第１ボス部５６、第２ボス部５７の通孔５８に挿通し、ボルト孔６２に螺入することにより、第２ギヤ５２と第１ギヤ５１とは締結ボルト５３により締結される。締結ボルト５３は頭部６４および軸部６５を有する公知の六角ボルトである。軸部６５は第１の実施形態の軸部４２と比較して長い。

本実施形態によれば、過度のトルクが生じても締結ボルト５３の締結力が過度のトルクに対抗し、第１ギヤ５１と第２ギヤ５２との間でがたつきが生じることはない。また、第２ボス部５７にはスプラインのような複雑な加工を必要としないことから製作コストを低減できる。第１ギヤ５１との第２ギヤ５２とはすきまばめによる嵌合であるから、圧入と比較して組み立て易い。

（変形例）
次に、第１の実施形態の変形例１〜３について説明する。図５（ａ）に示す変形例１では、嵌合凹部が円形有底孔ではなく、断面四角形の有底孔７１であり、嵌合突部は、断面四角形の有底孔７１にすきまばめ可能な四角柱の嵌合側軸部７２としている。また、図５（ｂ）に示す変形例２では、嵌合凹部は断面略十字形の有底孔７３とし、嵌合突部は略十字形の有底孔にすきまばめ可能な嵌合突部としての略十字形柱の嵌合側軸部７４としている。また、図５（ｃ）に示す変形例３では、嵌合凹部は断面楕円形の有底孔７５とし、嵌合突部は、断面楕円形の有底孔７５にすきまばめ可能な楕円柱の嵌合側軸部７６としている。

変形例１〜３では、嵌合凹部に対する嵌合突部の嵌合はいずれもすきまばめであり、嵌合凹部および嵌合突部が第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間におけるトルクの伝達が可能な形状を有している。従って、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間におけるトルクの伝達は、締結ボルト２７だけでなく嵌合部および嵌合突部により可能である。その結果、第１ギヤ２５と第２ギヤ２６との間ではより安定したトルク伝達が可能である。なお、変形例１〜３は、第２の実施形態の複合ギヤに適用可能である。

本考案は、上記の実施形態（変形例１〜３を含む）に限定されるものではなく考案の趣旨の範囲内で種々の変更が可能であり、例えば、次のように変更してもよい。

○ 上記の実施形態（変形例１〜３を含む）では、締結ボルトにより第１ギヤと第２ギヤを締結するとしたが、この限りではない。締結ボルトにより第１ギヤと第２ギヤ締結するだけでなく溶接により第１ギヤと第２ギヤとの一体化を図ってもよい。
○ 上記の実施形態（変形例１〜３を含む）では、バッテリ式フォークリフトのドライブユニットの動力伝達ギヤに適用した例を説明したが、これに限定されない。例えば、エンジン式フォークリフトのトルクコンバータに適用してもよく、産業車両以外の機器に用いられている動力伝達ギヤに適用してもよい。

１０ ドライブユニット
１１ 電動モータ
１２ ユニットケース
１６ モータギヤ
１８、５０ 複合ギヤ
１９ ドライブシャフトギヤ
２５、５１ 第１ギヤ
２６、５２ 第２ギヤ
２７、５３ 締結ボルト
３０ ボス部
３２、５７、６０ 円形有底孔
３７、７２、７４、７６ 嵌合側軸部
３８ ボルト孔
３９、６２ 軸受側軸部
５５ 第１ボス部
５６ 第２ボス部
６１ ボルト孔
６２ 軸受側軸部
７１、７３、７５ 有底孔
Ｐ 回転中心

Claims (2)

1. 第１ギヤと、
   前記第１ギヤと同軸となるように前記第１ギヤと嵌合される第２ギヤと、を有する動力伝達ギヤであって、
   前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの一方に形成された嵌合凹部と、
   前記第１ギヤおよび前記第２ギヤの他方に形成され、前記嵌合凹部にすきまばめ可能な嵌合突部と、
   前記第１ギヤと前記第２ギヤを締結する締結ボルトと、を有することを特徴とする動力伝達ギヤ。
2. 前記嵌合凹部および前記嵌合突部は、前記第１ギヤと前記第２ギヤとの間におけるトルクの伝達が可能な形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達ギヤ。

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