WO2011080824A1

WO2011080824A1 - ギアプレート

Info

Publication number: WO2011080824A1
Application number: PCT/JP2009/071761
Authority: WO
Inventors: 杉村　一昭
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2011-07-07
Also published as: EP2520831A4; JPWO2011080824A1; EP2520831A1; JP5170323B2

Abstract

　ギアプレートは、略円盤形状のインナーレース１と、インナーレース１の外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部２０と、そのフランジ部２０の外周に圧入や焼嵌めにより固定されたリングギア３と、を備えている。こうしたギアプレートにおいて、フランジ部２０は、その折り曲げ部２０ａからその先端部２０ｂに向うにつれてその外周の外径とその厚みが増すように形成される。これにより、フランジ部２の剛性の軸方向における格差縮小とリングギア３の圧入締め代の不均衡とを利用して、リングギア３の偏り変形が好適に抑制される。

Description

ギアプレート

　本発明は、Ｌ字状に曲折したフランジ部が外周縁に形成された略円盤形状のプレートと、そのプレートのフランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定された円環状のリングギアとを備えるギアプレートに関するものである。

　車載等のエンジンの始動機構として、特許文献１に見られるような、常時噛み合いギア式の始動機構がある。この常時噛み合いギア式始動機構では、エンジンのクランクシャフトに連結されたギアプレートであるリングギアサブアッシーが、始動用モーターのピニオンギアに常時噛み合されている。そしてピニオンギアを介して始動用モーターから回転力を受けることで、リングギアサブアッシーが、ひいてはエンジンのクランクシャフトが回転されるようになっている。

　図６（ａ）は、こうした常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーの平面構造を、図６（ｂ）は、その側部断面構造をそれぞれ示している。これらの図に示すように、リングギアサブアッシーは、略円盤形状のプレートであるインナーレース１と、そのインナーレース１の外周縁に形成されたフランジ部２と、そのフランジ部２の外周にアーク溶接にて固定された円環状のリングギア３とを有している。

特開２００７－１２６９９９号公報

　ところでアーク溶接にてリングギア３をインナーレース１に固定すると、溶接時の熱でギアの硬度が低下したり、ギアが変形したりすることがある。またインナーレース１やリングギア３の材質によっては、溶接が困難なこともある。そこで、インナーレース１に対するリングギア３の固定を、圧入や焼嵌めにより行うことが提案されている。

　図７（ａ）は、図６（ｂ）の二点鎖線円で示される、インナーレース１の外周縁部分を拡大して示したものである。同図に示すように、インナーレース１の外周縁は、Ｌ字状に曲折されており、それによりフランジ部２が形成されている。

　ここで、こうしたフランジ部２の外周に圧入や焼嵌めによりリングギア３を固定することを考える。このときのフランジ部２の径方向外側からの押圧に対する剛性は、その折り曲げ部分と先端部分とで異なっている。すなわち、径方向外側からの押圧に対する剛性は、フランジ部２の折り曲げ部２ａでは高く、先端部２ｂでは低くなっている。そのため、図７（ｂ）に示すように、圧入締め代によるリングギア３の変形量がリングギア３の軸方向で異なるようになる。すなわち、リングギア３の変形量は、フランジ部２の折り曲げ部側では大きく、フランジ部２の先端部側では小さくなる。そしてその結果、同図に点線で示すように、リングギア３が偏倚して歪んでしまい、噛み合い不良が発生してしまうようになる。

　なおこうした問題は、常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーに限らず、エンジンのクランクシャフトに設けられて、そのエンジンの動力をトランスミッションに伝えるドライブプレート等にも同様に生じ得るものとなっている。すなわち、同様の問題は、Ｌ字状に曲折したフランジ部が外周縁に形成された略円盤形状のプレートと、そのプレートのフランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定された円環状のリングギアとを有するギアプレートに共通したものとなっている。

　本発明の目的は、リングギアの偏り変形を好適に抑制することのできるギアプレートを提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明に従うギアプレートは、略円盤形状のプレートと、前記プレートの外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部と、前記フランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定される円環状のリングギアと、を備え、前記フランジ部は、同フランジ部の折り曲げ部から先端部に向うにつれてその厚みが増すように形成される。

　こうしたギアプレートでは、折り曲げ部から先端部に向うにつれてフランジ部の厚みが増されている。そのため、フランジ部の折り曲げ部と先端部との間での剛性の格差が縮小されるようになる。したがって、本発明のギアプレートによれば、リングギアの偏り変形が好適に抑制されるようになる。

　なお、こうした本発明のギアプレートのフランジ部は、テーパ状に形成したり、階段状に形成したりすることが可能である。
　またフランジ部の外径が、折り曲げ部から先端部に向うにつれて大きくなるようにすれば、リングギアの圧入締め代が軸方向において均一化されるようになる。そのため、リングギアの圧入締め代の軸方向における格差が縮小されて、リングギアの偏り変形が更に好適に抑制されるようになる。

　更に上記本発明のギアプレートは、フランジ部の外径が、前記プレートの軸方向において一定とされるように形成することも可能である。この場合、フランジ部の剛性の軸方向における格差の是正により、リングギアの偏り変形が抑制されることになる。

　また上記目的を達成するため、本発明に従うもう一つのギアプレートは、略円盤形状のプレートと、前記プレートの外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部と、前記フランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定される円環状のリングギアと、を備え、前記フランジ部は、同フランジ部の折り曲げ部から先端部に向うにつれてその外径が大きくなるように形成される。

　こうしたギアプレートでは、折り曲げ部から先端部に向うにつれてフランジ部の外径が大きくされている。そのため、フランジ部の折り曲げ部と先端部とに対するリングギアの圧入締め代とフランジ部剛性分布とがバランス正されるようになり、リングギアの偏り変形が好適に抑制されるようになる。

　なお、こうした本発明のギアプレートのフランジ部は、テーパ状に形成したり、階段状に形成したりすることが可能である。
　ちなみに本発明のギアプレートは、エンジンのクランクシャフトに設けられて、スタータモーターのピニオンギアに噛み合わされる、常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーや、エンジンのクランクシャフトに設けられて、そのエンジンの動力をトランスミッションに伝えるドライブプレートなどに適用することができる。

（ａ）は本発明の第１実施形態のギアプレートについて、リングギアの圧入前のフランジ部及びその周辺部の断面構造を示す断面図、（ｂ）はリングギアの圧入後のフランジ部及びその周辺部の断面構造を示す断面図。本発明の第２実施形態のリングギアの圧入前のフランジ部及びその周辺部の断面構造を示す断面図。（ａ）は変形例１のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図、（ｂ）は変形例２のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図。（ａ）は変形例３のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図、（ｂ）は変形例４のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図。（ａ）は変形例５のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図、（ｂ）は変形例６のフランジ部の断面構造を拡大して示す断面図。（ａ）は常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーとして形成されたギアプレートの平面構造を示す図、（ｂ）はそのギアプレートの側部断面構造を示す図。（ａ）は常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーとして形成された従来のギアプレートについて、リングギアの圧入前のフランジ部及びその周辺部の断面構造を示す断面図、（ｂ）はリングギアの圧入後のフランジ部及びその周辺部の断面構造を示す断面図。

　（第１の実施の形態）
　本発明のギアプレートを具体化した第１の実施の形態を、図１を参照して詳細に説明する。本実施の形態のギアプレートは、常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーとして使用されるものとなっている。

　ちなみに本実施の形態のギアプレートは、そのインナーレースのフランジ部の形状が異なる以外は、図６に示した従来のギアプレートと同様となっている。すなわち、本実施の形態のギアプレートは、略円盤形状のプレートであるインナーレース１を備えている。そしてインナーレース１の外周縁には、インナーレース本体（プレート本体）に対してＬ字状に曲折されたフランジ部が形成され、その外周に圧入又は焼嵌めにより円環状のリングギア３が固定されている。

　図１（ａ）は、リングギアの圧入前における本実施の形態のギアプレートのフランジ部２０及びその周辺部の断面構造を示している。同図に示すように、本実施の形態のギアプレートでは、フランジ部２０の外周面がインナーレース１の軸線に対して傾斜したテーパ状に形成されている。より詳しくは、このフランジ部２０では、その折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれて、その外径が大きくされている。一方、フランジ部２０の内径はインナーレース１の軸方向において一定となっている。よって、フランジ部２０の厚みは、折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれて次第に増している。なお、こうしたインナーレース１は、プレス加工後に、そのフランジ部２０の外周を旋削加工等によりテーパ状に形成されている。

　こうした本実施の形態のギアプレートでは、折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれてフランジ部２０の外径を大きくすることで、リングギア３の圧入締め代が元より大きい折り曲げ部２０ａではその圧入締め代が抑えられ、その先端部２０ｂでは圧入締め代が増されている。そのため、フランジ部２０の圧入締め代によるギア変形の軸方向における格差が縮小されるようになる。

　また本実施の形態のギアプレートでは、折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれてフランジ部２０の厚みが増されている。そのため、折り曲げ部２０ａと先端部２０ｂとの間での剛性の格差が縮小されるようになる。

　（１）本実施の形態のギアプレートは、略円盤形状のインナーレース１と、そのインナーレース１の外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部２０と、フランジ部２０の外周に圧入又は焼嵌めにより固定される円環状のリングギア３とを備えている。そして、フランジ部２０は、折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれてその厚みが増すように形成されている。そのため、フランジ部２０の剛性の軸方向における格差を縮小して、リングギア３の偏り変形を好適に抑制することができるようになる。

　（２）本実施の形態では、フランジ部２０の外径が、折り曲げ部２０ａから先端部２０ｂに向うにつれて大きくされている。そのため、リングギア３の圧入締め代の軸方向における格差を利用して、リングギア３の偏り変形を更に好適に抑制することができるようになる。

　（３）本実施の形態では、フランジ部２０の内径が軸方向において一定とされている。そのため、フランジ部２０の外周の加工以外は、プレス加工のみでインナーレース１を製造することができる。なお、アーク溶接によりリングギア３をインナーレース１に固定する場合にあっても、フランジ部２０の外周の加工は必要であったことから、従来と同様の工程のみでギアプレートの製造が可能となっている。

　（第２の実施の形態）
　続いて本発明のギアプレートを具体化した第２の実施の形態を、図２を参照して詳細に説明する。本実施の形態のギアプレートは、第１の実施の形態のギアプレートのフランジ部の形状を変更したものとなっている。

　図２は、本実施の形態のギアプレートのフランジ部２１及びその周辺部の断面構造を示している。同図に示すように、本実施の形態のギアプレートでは、フランジ部２１の外周面が階段状に形成されている。すなわち、このフランジ部２１は、その折り曲げ部２１ａから先端部２１ｂに向うにつれて、その外径が段階的に大きくされている。一方、フランジ部２１の内径は、軸方向において一定とされている。よって、フランジ部２１は、折り曲げ部２１ａから先端部２１ｂに向うにつれて、その厚みが段階的に増されている。

　一方、こうしたフランジ部２１の外周に圧入又は焼嵌めにより固定されるリングギア３０の内周面３０ａも、階段状に形成されている。詳しくは、リングギア３０は、フランジ部２１の折り曲げ部２１ａに対向する部分から同フランジ部２１の先端部２１ｂに対向する部分に向うにつれて、段階的にその内径が拡大されている。ただし、リングギア３０の内周面３０ａの各段差は、フランジ部２１の外周の各段差よりも小さく形成されている。

　こうした本実施の形態のギアプレートでは、折り曲げ部２１ａから先端部２１ｂに向うにつれてフランジ部２１の外径を各段毎に調整することで、リングギア３の圧入締め代が軸方向に好適に設定されるようになる。また本実施の形態のギアプレートでは、折り曲げ部２１ａから先端部２１ｂに向うにつれてフランジ部２１の厚みが増されている。そのため、フランジ部２１の折り曲げ部２１ａと先端部２１ｂとの間での剛性の格差が縮小されるようになる。したがって本実施の形態のギアプレートによっても、リングギア３の偏り変形を更に好適に抑制することができるようになる。

　（他の実施の形態）
　本発明のギアプレートは、更に以下の態様で実施することもできる。
　上記実施の形態では、折り曲げ部２０ａ，２１ａから先端部２０ｂ，２１ｂに向うにつれ、フランジ部２０，２１の外径を拡大する一方で、フランジ部２０，２１の内径は一定とするようにしていた。ただし、内径が変化するようにフランジ部を形成することも可能である。

　例えば図３（ａ）に示す変形例１のギアプレートでは、折り曲げ部２２ａから先端部２２ｂに向うにつれて、フランジ部２２の外径が拡大されるとともに、フランジ部２２の内径が次第に縮小されている。また、図３（ｂ）に示す変形例２のギアプレートでは、折り曲げ部２３ａから先端部２３ｂに向うにつれて、フランジ部２３の内径が段階的に縮小されている。こうした場合にも、折り曲げ部２２ａ，２３ａから先端部２２ｂに向うにつれてフランジ部２２，２３の外径が大きくなり、また折り曲げ部２２ａ，２３ａから先端部２２ｂに向うにつれてフランジ部２２，２３の厚みが増している。そのため、こうした変形例１、２のギアプレートによっても、リングギア３の偏り変形を更に好適に抑制することができるようになる。

　なお上記実施の形態では、折り曲げ部から先端部に向けてのフランジ部の外径の拡大と厚みの増加とを通じてリングギア３の偏り変形を抑制するようにしていた。しかし、フランジ部の外径の拡大のみ、或いは厚みの増加のみによっても、リングギア３の偏り変形の抑制は可能である。

　例えば図４（ａ）に示す変形例３のギアプレートでは、折り曲げ部２４ａから先端部２４ａに向けてフランジ部２４の外径が拡大されているが、その内径も同様に拡大することで、その厚みが一定とされている。また図４（ｂ）に示す変形例４のギアプレートでは、折り曲げ部２５ａから先端部２５ａに向けてフランジ部２５の外径を拡大するとともに、その内径も段階的に拡大することで、フランジ部２５の厚みはほぼ一定とされている。

　こうした場合にも、リングギア３の圧入締め代の軸方向における不均衡を利用することができるため、これら変形例３，４のギアプレートによっても、リングギア３の偏り変形を抑制することが可能である。

　一方、図５（ａ）に示す変形例５のギアプレートでは、そのフランジ部２６の外径は一定となっている。ただし、フランジ部２６の内径は、その折り曲げ部２６ａから先端部２６ｂに向うにつれて縮小されており、フランジ部２６の厚みが次第に増されるようになっている。また図５（ｂ）に示す変形例６のギアプレートでも、そのフランジ部２７の外径は一定であるが、その内径は、折り曲げ部２７ａから先端部２７ｂに向うにつれて段階的に縮小されており、フランジ部２７の厚みが段階的に増されるようになっている。こうした場合にも、そうした厚みの変化により、折り曲げ部２６ａ，２７ａと先端部２６ｂ，２７ｂとの間での剛性の不均衡が是正されるようにはなる。したがってこれら変形例５，６のギアプレートによっても、リングギア３の偏り変形を更に好適に抑制することができるようになる。

　以上説明した各実施の形態及び変形例のギアプレートは、次のように変更して実施することもできる。
　・第２の実施の形態では、フランジ部２１の折り曲げ部２１ａから同フランジ部２１の先端部２１ｂに向うにつれ、リングギア３０の圧入締め代を大きくするようにしている。一方、フランジ部２１では、その折り曲げ部２１ａから先端部２１ｂに向うにつれて厚みが段階的に増されており、先端部２１ｂ側の剛性が大きくされている。剛性のバランスだけでもリングギア３の偏り変形を抑制することは可能である。そこでリングギア３０の圧入締め代は一定とし、リングギア３の偏り変形は、フランジ部２１の剛性の均一化のみで抑制するようにギアプレートを構成することも可能である。

　・上記実施の形態では、常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーとして使用されるギアプレートに本発明を適用した場合を説明したが、本発明はそれ以外のギアプレートにも適用することができる。例えばエンジンのクランクシャフトに設けられて、そのエンジンの動力をトランスミッションに伝えるドライブプレートとして使用されるギアプレートにも、本発明の適用が可能である。要は、Ｌ字状に曲折したフランジ部が外周縁に形成された略円盤形状のプレートと、そのプレートのフランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定された円環状のリングギアとを備えるギアプレートであれば、本発明の適用により、そのリングギアの偏り変形を好適に抑制することが可能である。

　１…インナーレース（プレート）、２，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７…フランジ部（２ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａ，２７ａ…折り曲げ部、２ｂ，２０ｂ，２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ…先端部）、３…リングギア。

Claims

　略円盤形状のプレートと、
　前記プレートの外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部と、
　前記フランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定される円環状のリングギアと、
　を備え、前記フランジ部は、同フランジ部の折り曲げ部から先端部に向うにつれてその厚みが増すように形成される、ギアプレート。
　前記フランジ部は、テーパ状に形成される
　請求項１に記載のギアプレート。
　前記フランジ部は、階段状に形成される
　請求項１に記載のギアプレート。
　前記フランジ部の外径が、前記折り曲げ部から前記先端部に向うにつれて大きくされた
請求項１～３のいずれか１項に記載のギアプレート。
　前記フランジ部の外径が、前記プレートの軸方向において一定である
請求項１～３のいずれか１項に記載のギアプレート。
　略円盤形状のプレートと、
　前記プレートの外周縁にＬ字状に曲折するように形成されたフランジ部と、
　前記フランジ部の外周に圧入又は焼嵌めにより固定される円環状のリングギアと、
　を備え、前記フランジ部は、同フランジ部の折り曲げ部から先端部に向うにつれてその外径が大きくなるように形成される、ギアプレート。
　前記フランジ部がテーパ状に形成される
　請求項６に記載のギアプレート。
　前記フランジ部が階段状に形成される
　請求項６に記載のギアプレート。
　当該ギアプレートは、エンジンのクランクシャフトに設けられて、スタータモーターのピニオンギアに噛み合わされる、常時噛み合いギア式始動機構のリングギアサブアッシーである
　請求項１～８のいずれか１項に記載のギアプレート。
　当該ギアプレートは、エンジンのクランクシャフトに設けられて、そのエンジンの動力をトランスミッションに伝えるドライブプレートである
　請求項１～８のいずれか１項に記載のギアプレート。