JP6256237B2 - ギア装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１面および第１面とは異なる第２面を有し、且つ、第１回転軸芯の周りで回転するフェースギアと、前記第１回転軸芯と異なる方向の第２回転軸芯の周りで回転し、前記フェースギアの前記第１面に噛み合うピニオンギアとを有するギア装置に関する。

上記ギア装置において、フェースギアの第１面とピニオンギアとの噛み合い部に過負荷が作用し、その噛合位置においてフェースギアがピニオンギアから離間するときに、フェースギアはピニオンギアが噛み合わない第２面の側に向けて傾き易い。
フェースギアが第２面の側に向けて傾くとピニオンギアとの噛み合い深さが浅くなり、歯部に作用する面圧が高くなって耐久性が低下したり、場合によってはギア飛びが発生するおそれがある。

特許文献１には、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い部のがたつきを抑制するために、フェースギアの回転中心部をピニオンギアに対する噛み合い側に向けて付勢する付勢部材が装着されたギア装置が記載されている。
特許文献２には、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い部に過負荷が作用したときにその噛み合いが付勢力に抗して解除されるように、フェースギアの回転中心部をピニオンギアに対する噛み合い側に向けて付勢する付勢部材が装着されたギア装置が記載されている。
特許文献３には、フェースギアの第２面の側に向けた傾きを規制するために、フェースギアの第２面に対向する壁部のうち、第１回転軸芯に沿う方向視においてピニオンギアとフェースギアとの噛合位置に対応する位置に、フェースギアの第２面を支持するギア受部を設けてあるギア装置が記載されている。

特開平１０−２１０９０１号公報 特開２００４−１３２４１８号公報 特開２００１−７８６３０号公報

特許文献１，２のギア装置は、いずれも、フェースギアの回転中心部を全周に亘って噛み合い側に向けて付勢する付勢部材を有しているので、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い深さを適切に維持して耐久性の低下を抑制し易いが、フェースギアの第２面の側に向けた傾きを規制する規制部は備えていない。
このため、フェースギアが第２面の側に向けて傾いたときに、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い部における歯部どうしの相対姿勢が変化して円滑な相対移動が阻害され、動力伝達効率が低下するおそれがある。

特許文献３のギア装置は、ピニオンギアとの噛合位置におけるフェースギアの第２面を支持するギア受部を設けてあるので、フェースギアの第２面の側に向けた傾きを規制できる。
このため、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い深さを適切に維持して耐久性の低下を抑制できる共に、噛み合い部における歯部どうしの円滑な相対移動を維持して動力伝達効率の低下を抑制することができる。
ところが、特許文献３のギア装置に設けてあるギア受部は、フェースギアの第２面に常時接触するローラをフェースギアの回転に伴って従動回転するように回転自在に支持して構成してある。

このため、フェースギアの傾きが生じていないと見なせる通常回転時においてもフェースギアの第２面に接触しているローラが回転するのでエネルギー損失が生じ、その損失分に相当する動力伝達効率の低下が生じる。
また、ローラおよびローラを回転自在に支持する支持構造などを有する大型のギア受部をフェースギアの第２面と壁部との間に設ける必要があり、構造が複雑化すると共に大型化する問題がある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、フェースギアのピニオンギアとの噛合位置における第２面の側に向けた傾きを規制するにあたって、動力伝達効率の低下を一層抑制することができ、構造の簡略化および小型化を図ることもできるギア装置を提供することを目的とする。

本発明によるギア装置の特徴構成は、第１面および第１面とは異なる第２面を有し、且つ、第１回転軸芯の周りで回転するフェースギアと、前記第１回転軸芯と異なる方向の第２回転軸芯の周りで回転し、前記フェースギアの前記第１面に噛み合うピニオンギアと、前記フェースギアの前記第２面に対向する壁部のうち、前記第１回転軸芯に沿う方向視において前記ピニオンギアと前記フェースギアとの噛合位置に対応する位置に設けられ、前記フェースギアが前記ピニオンギアから離間するとき、前記フェースギアの前記第２面に当接して当該フェースギアが傾くのを規制する傾き規制部と、前記傾き規制部に設けられ、潤滑剤を溜める凹部と、を有する点にある。

本構成のギア装置は、フェースギアのピニオンギアが噛み合わない第２面に対向する壁部のうち、第１回転軸芯に沿う方向視においてピニオンギアとフェースギアとの噛合位置に対応する位置に、フェースギアがピニオンギアから離間するとき、フェースギアの第２面に当接してフェースギアが傾くのを規制する傾き規制部を設けてある。
すなわち、傾き規制部は、フェースギアの傾きが生じていないと見なせる通常回転時にはフェースギアの第２面から離間している。そして、フェースギアとピニオンギアとの噛み合い部に過負荷が作用し、その結果、噛合位置においてフェースギアがピニオンギアから離間するとき、傾き規制部はフェースギアの第２面に当接する。

これにより、フェースギアの第２面の側に向けた傾きを規制できるので、回転時におけるエネルギー損失を軽減することができ、動力伝達効率の低下を一層抑制することができる。
また、フェースギアの回転に伴って従動回転するローラのような可動部材を設けることなく、フェースギアの第２面の側に向けた傾きを規制できる。
したがって、本構成のギア装置であれば、フェースギアのピニオンギアとの噛合位置における第２面の側に向けた傾きを規制するにあたって、動力伝達効率の低下を一層抑制することができ、構造の簡略化および小型化を図ることもできる。
また、フェースギアの第２面と傾き規制部とが当接したときに、それらの当接箇所に潤滑材を供給して、傾き規制部とフェースギアとの摩擦抵抗を軽減することができる。

本発明の他の特徴構成は、前記フェースギアの前記第２面に当接する前記傾き規制部の面は曲面状をなす点にある。

本構成であれば、傾き規制部をフェースギアの第２面に対して点接触状態で当接させて、傾き規制部とフェースギアの第２面との相対移動に対する摩擦抵抗を軽減することができる。

本発明の他の特徴構成は、前記凹部は前記フェースギアの回転方向に沿って延びる溝である点にある。

本構成であれば、フェースギアの回転に伴って、フェースギアの第２面と傾き規制部との当接箇所に潤滑剤を連続的に供給し易く、傾き規制部とフェースギアとの摩擦抵抗を効果的に軽減することができる。

本発明の他の特徴構成は、前記噛合位置から前記第１回転軸芯を中心とする９０度以下の角度範囲に対応する領域において前記フェースギアの前記第２面に当接する少なくとも一つの当接部が前記傾き規制部とは別に前記壁部に設けられる点にある。

フェースギアとピニオンギアとの噛合位置においてフェースギアが第２面の側に向けて傾くときは、その噛合位置から第１回転軸芯を中心とする９０度以下の角度範囲に対応する領域のフェースギア部分も第２面の側に向けて傾く。
本構成であれば、噛合位置に対応する位置に設けた傾き規制部に加えて、噛合位置から第１回転軸芯を中心とする９０度以下の角度範囲に対応する領域のフェースギア部分の第２面に対して当接する少なくとも一つの当接部を設けてあるので、フェースギアの傾きを安定的に規制することができる。

本発明の他の特徴構成は、前記傾き規制部に対して回転周方向から当接し、前記フェースギアの回転範囲を１８０度以下の角度範囲に規制する一対の回転規制部が前記フェースギアの前記第２面から延出し、前記フェースギアが前記ピニオンギアから離間するとき、前記壁部に当接する当接部が回転規制部に設けられる点にある。

本構成のように、噛合位置に対応する位置に設けた傾き規制部に加えて、傾き規制部に対する当接によりフェースギアの回転範囲を１８０度以下の角度範囲に規制する回転規制部材に、フェースギアがピニオンギアから離間するとき、壁部に当接する当接部を設けてあれば、フェースギアの傾きを安定的に規制することができる。

ギア装置を示す平面図である。 ギア装置を示す底面図である。 ギア装置を示す側面図である。 ギア装置を示す斜視図である。 傾き規制軸部材の固定構造を示す斜視図である。 傾き規制軸部材の固定状態を示す平面図である。 第２実施形態のギア装置を示す平面図である。 図７におけるVIII−VIII線矢視図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１〜図６は、第１実施形態のギア装置を示す。
本実施形態のギア装置は、例えば自動車用のＡＭＴ（オートマチック・マニュアル・トランスミッション）（図示せず）に装備され、フェースギア１の回転にクラッチ操作部材（図示せず）を連係させてＡＭＴを作動させる。

ギア装置は、図１〜図４に示すように、第１回転軸芯Ｘの周りで回転自在に支持された円盤状のフェースギア１と、電動モータＭにより第２回転軸芯Ｙの周りで正逆に駆動回転自在に片持ち支持され、フェースギア１の第１面３Ａに形成されたギア形成部１ｂの一部に噛み合うピニオンギア２と、フェースギア１の第２面３Ｂに当接して当該フェースギア１が傾くのを規制する傾き規制部４とを有する（以下の説明において、「背面」は「第２面」を指す。）。

フェースギア１は、ピニオンギア２の電動モータＭによる駆動回転で第１回転軸芯Ｘの周りで回転する。第２回転軸芯Ｙは、第１回転軸芯Ｘに対してオフセットｄを有し、第１回転軸芯Ｘと異なる方向、つまり、第１回転軸芯Ｘに対して直角に交差する方向に平行な軸芯である。

ピニオンギア２は、第２回転軸芯Ｙの周りで回転自在に支持されるピニオン軸２ａを有する小歯数ヘリカルギアであり、ピニオン軸２ａの外周部に第２回転軸芯Ｙの周りで螺旋状に形成された二条の歯部２ｂを有している。

フェースギア１は、ボルト固定用のフランジ５ｃを備えた円盤状壁部５に背面３Ｂを対向させて、壁部５に設けた支軸５ａに第１回転軸芯Ｘの周りで回転自在に支持してあり、支軸５ａが挿通されるボス部１ａとギア形成部１ｂとを一体に有する。
ギア形成部１ｂは、フェースギア１の外周部に沿った円形帯状に形成してあり、ピニオンギア２の歯部２ｂに噛み合う複数の歯部１ｃを配設してある。

傾き規制部４は、フェースギア１の背面３Ｂに対向する壁部５のうちの、第１回転軸芯Ｘに沿う方向視においてピニオンギア２とフェースギア１との噛合位置Ｐに表裏の関係で対応し、かつ、ギア形成部１ｂの外周側に近い位置に設けられている。
傾き規制部４は、図５，図６にも示すように、壁部５からフェースギア１の背面３Ｂに向けて突出する円柱状の突出軸部６ａと、壁部５に形成した嵌合孔５ｂに嵌合固定する円柱状の嵌合軸部６ｂとを同軸芯で一体に備えた傾き規制軸部材６を設けて構成してある。

フェースギア１の背面３Ｂに対向する突出軸部６ａの当接面６ｃは、球面状に突出する凸曲面に形成してあり、グリスなどの潤滑剤を溜める凹部７を設けてある。
凹部７は、フェースギア１の回転方向に沿って延びる複数の凹溝で構成してある。

突出軸部６ａの壁部５からの突出量を突出軸部６ａの端面と壁部５の壁面との当接により一定に維持できるように、突出軸部６ａの外径を嵌合軸部６ｂよりも大径に形成してある。
これにより、傾き規制部４は、フェースギア１の傾きが生じていないと見なせる通常回転時には当接面６ｃとフェースギア１の背面３Ｂとの間に僅かな隙間が形成されて、当接面６ｃと背面３Ｂとが接触しないように保持される。

そして、フェースギア１とピニオンギア２との噛み合い部に過負荷が作用し、その噛合位置Ｐにおいてフェースギア１が傾いてピニオンギア２から離間するときには、当接面６ｃが背面３Ｂに当接してその傾きを規制する。
したがって、噛み合い部に作用する過負荷は、フェースギア１の背面３Ｂが傾き規制軸部材６の当接面６ｃに当接するように傾く程度の負荷を意味する。

図４に示すように、壁部５には、傾き規制部４とは別に、フェースギア１とピニオンギア２との噛合位置Ｐから第１回転軸芯Ｘを中心とする９０度以下の角度範囲に対応する領域においてフェースギア１の背面３Ｂに当接する少なくとも一つの当接部８を設けてある。
当接部８は、傾き規制軸部材６を流用して構成したもので、傾き規制軸部材６と同様に、フェースギア１の背面３Ｂに向けて突出する当接用軸部材８ａと、壁部５に形成した嵌合孔５ｂに嵌合固定する円柱状の嵌合軸部８ｂと、フェースギア１の背面３Ｂに対向する当接面８ｃとを備える。

当接部８は、フェースギア１に傾きが生じていないと見なせる通常回転時には当接面８ｃと背面３Ｂとの間に僅かな隙間が形成されるように保持される。
そして、フェースギア１とピニオンギア２との噛み合い部に過負荷が作用し、その噛合位置Ｐにおいてフェースギア１が傾く際に、噛合位置Ｐから離れた位置において、当接面８ｃが背面３Ｂに当接してその傾きを規制する。

当接部８は、具体的には、第１回転軸芯Ｘからの距離が傾き規制部４と同じで、傾き規制部４のフェースギア１に対する当接位置から第１回転軸芯Ｘを中心にして一方の回転方向に９０度の角度でずれた位置に設けてある。
なお、一つ以上の当接部８を、噛合位置Ｐから正逆の回転方向の夫々にずれた位置に設けてあってもよい。

〔第２実施形態〕
図７，図８は、第２実施形態のギア装置を示す。
本実施形態のギア装置は、フェースギア１が、第１回転軸芯Ｘを中心とする扇形に形成されたセクタフェースギアで構成され、ギア形成部１ｂが第１回転軸芯Ｘを中心とする円弧帯状に設けられている。

フェースギア１は、ピニオンギア２を電動モータＭで正逆に駆動回転させることにより、第１回転軸芯Ｘの周りの一定角度範囲内で往復回転自在に支持されている。
フェースギア１の背面３Ｂには、傾き規制部４に対して回転周方向から当接することにより、フェースギア１の回転範囲を一定角度範囲に規制する一対の回転規制部９を突出形成してある。

各回転規制部９は、傾き規制軸部材６を流用した回転規制軸部材１０を設けて構成してある。回転規制軸部材１０は、突出軸部１０ａがフェースギア１の背面３Ｂから壁部５に向けて突出するように、フェースギア１の背面３Ｂに形成した嵌合孔に嵌合軸部１０ｂを嵌合固定してある。
そして、フェースギア１が噛合位置において傾いてピニオンギア２から離間するときに壁部５に当接する凸曲面を備えた当接部１０ｃを突出軸部１０ａの先端に設けてある。
その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．本発明によるギア装置は、第２回転軸芯が第１回転軸芯に対してオフセットを有しないものであってもよい。
２．本発明は、回転自在に支持されたピニオンギアと、ピニオンギアとの噛み合いにより一定角度範囲内で往復回転自在に支持されたフェースギアとを備えているギア装置に利用可能である。

１ フェースギア
２ ピニオンギア
３Ａ 第１面
３Ｂ 第２面
４ 傾き規制部
５ 壁部
６ｃ 当接面
７ 潤滑剤を溜める凹部
８ 当接部
９ 回転規制部
１０ｃ 当接部
Ｐ 噛合位置
Ｘ 第１回転軸芯
Ｙ 第２回転軸芯

Claims (5)

1. 第１面および第１面とは異なる第２面を有し、且つ、第１回転軸芯の周りで回転するフェースギアと、
   前記第１回転軸芯と異なる方向の第２回転軸芯の周りで回転し、前記フェースギアの前記第１面に噛み合うピニオンギアと、
   前記フェースギアの前記第２面に対向する壁部のうち、前記第１回転軸芯に沿う方向視において前記ピニオンギアと前記フェースギアとの噛合位置に対応する位置に設けられ、前記フェースギアが前記ピニオンギアから離間するとき、前記フェースギアの前記第２面に当接して当該フェースギアが傾くのを規制する傾き規制部と、
   前記傾き規制部に設けられ、潤滑剤を溜める凹部と、
   を有するギア装置。
2. 前記フェースギアの前記第２面に当接する前記傾き規制部の面は曲面状をなす請求項１記載のギア装置。
3. 前記凹部は前記フェースギアの回転方向に沿って延びる溝である請求項１又は２記載のギア装置。
4. 前記噛合位置から前記第１回転軸芯を中心とする９０度以下の角度範囲に対応する領域において前記フェースギアの前記第２面に当接する少なくとも一つの当接部が前記傾き規制部とは別に前記壁部に設けられる請求項１〜３のいずれか１項記載のギア装置。
5. 前記傾き規制部に対して回転周方向から当接し、前記フェースギアの回転範囲を１８０度以下の角度範囲に規制する一対の回転規制部が前記フェースギアの前記第２面から延出し、
   前記フェースギアが前記ピニオンギアから離間するとき、前記壁部に当接する当接部が回転規制部に設けられる請求項１〜３のいずれか１項記載のギア装置。

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