WO2016080227A1 - ギア装置 - Google Patents

Abstract

　ギア装置は、駆動部に接続される第１端部と、第１端部とは異なる第２端部とを有し、第１回転軸芯の周りで駆動回転するピニオンと、第１回転軸芯と異なる第２回転軸芯の周りで回転しピニオンに噛み合うフェースギアと、ピニオンおよびフェースギアを収容するケースと、を有する。該ギア装置には、ピニオンの第２端部をフェースギアに対向する部位で保持し、且つ、ピニオンが駆動される際にピニオンがフェースギアから遠ざかるのを防止する保持部がケースの内側に設けられている。

Description

ギア装置

　本発明は、ピニオンとフェースギアとが噛み合うギア装置に関する。

　特許文献１には、第１回転軸芯の周りで駆動回転するピニオンと、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、ピニオンに噛み合うフェースギアとを有するギア装置が記載されている。
　このギア装置では、ピニオンの駆動に際し、ピニオンがフェースギアから離れるのを防止するために、フェースギアの軸周りにボス部が備えられており、ボス部の外周面に設けられた周溝にピニオンの一端部が支持されている。ピニオンの一端部は、この周溝に相対摺動自在に入り込んで支持され、フェースギアから離間する方向への移動が規制される。

特開２００９－２８７５８１号公報

　上記従来のギア装置では、第１回転軸芯と第２回転軸芯との軸間距離が大きいほどフェースギアにおいて周溝を設けるボス部を大径にする必要がある。このため、フェースギアの占有領域が大きくなり、ギア装置が大型になり易い。

　上記実情に鑑み、ピニオンとフェースギアとを収容するケースの内部に、ピニオンを合理的に支持することができるギア装置が望まれている。

　本発明によるギア装置の特徴構成は、駆動部に接続される第１端部と、前記第１端部とは異なる第２端部とを有し、第１回転軸芯の周りで駆動回転するピニオンと、前記第１回転軸芯と異なる第２回転軸芯の周りで回転し、前記ピニオンに噛み合うフェースギアと、前記ピニオンおよび前記フェースギアを収容するケースと、を有し、前記ピニオンの前記第２端部を前記フェースギアに対向する部位で保持し、前記ピニオンが駆動される際に、前記ピニオンが前記フェースギアから遠ざかるのを防止する保持部を前記ケースの内側に設けてある点にある。

　本構成のギア装置は、ピニオンの駆動部に接続されていない第２端部を、ケースの内側に設けた保持部においてフェースギアに対向する部位で保持する。よって、第２端部を周方向の全周に亘って包み込むように保持する保持部を設けてある場合に比べて、保持部の構造を簡略化することができ、ピニオンの組み付けも容易になる。
　ピニオンを挟んでフェースギアに対向するケースにピニオンの第２端部の保持部を設けたので、保持部を構成するためにフェースギアやピニオンに特別な加工を施す必要がない。また、保持部は、ピニオンの第２端部の領域だけに配置することができるため、保持部の占有領域を小さくすることができ、ギア装置をコンパクトに構成することができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記保持部が、前記ピニオンが前記フェースギアの平面方向に沿って揺動するのを防止する揺動規制部を備えている点にある。

　ピニオンの駆動時には、駆動トルク等に基づいてピニオンがフェースギアの平面方向に沿って揺動する場合がある。
　本構成のように揺動規制を行うことで、フェースギアに対するピニオンの噛み合い状態を最適に維持することができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記保持部が、前記ピニオンの前記第２端部を前記フェースギアに向ける付勢力を発揮する付勢機構を備えている点にある。

　保持部を一体に設けてあるケースを組み付けるだけでは、ケースの寸法誤差などによってピニオンをフェースギアに対して適切に押圧できない場合がある。
　そこで、本構成のように、ケースの組み付け後にピニオンの第２端部をフェースギアに向ける付勢力を発揮する付勢機構を備えることで、ピニオンの第２端部を保持部によって押圧し、ピニオンとフェースギアとの当接状態を最適に設定することができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記付勢機構として、前記保持部により前記ピニオンが前記フェースギアに押し付けられるよう、前記保持部に隣接した樹脂充填部を前記ケースに備えている点にある。

　本構成であれば、樹脂充填部を形成する空間を保持部に隣接して設ける簡易な構造で、その空間への樹脂の充填量によってピニオンの第２端部への付勢力を変化させることができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記ピニオンの前記第２端部に軸受けが装着されている点にある。

　本構成のように、ピニオンの第２端部に軸受けを装着することで、ピニオンの回転抵抗を軽減し、ギア装置の動作を滑らかにすることができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記保持部が、前記軸受けが前記ピニオンから前記第１回転軸芯に沿う方向に抜け出るのを阻止する規制部を備えている点にある。

　ピニオンの駆動に際して軸受けが回転すると、軸受けが、第１回転軸芯の延出方向に沿ってピニオン上を移動し、ピニオンから脱落する可能性がある。
　そこで、本構成のように、保持部が規制部を備えることで、保持部に対して軸受けを確実に組み付けた状態とし、ギア装置の信頼性を向上させることができる。

　本発明の他の特徴構成は、前記ピニオンの前記第２端部が磁性材料で構成され、前記保持部のうち、少なくとも前記第２端部に対向する部位がマグネットによって構成されている点にある。

　本構成のように、ピニオンにおいて磁性材料で構成された第２端部に対して保持部のマグネットを対向させることで、ピニオンの第２端部をマグネットに吸着させることができる。これにより、仮にピニオンとフェースギアとの当接状態にがたつきがあり、回転時にピニオンとフェースギアとが当接離間を繰り返して異音や振動が生じる場合でも、保持部に対してピニオンは、第２端部ではがたつきが起きず、回転時の振れが生じ難い。その結果、ピニオンは安定した姿勢でフェースギアに回転力を伝達することができる。
　一方、ピニオンの第２端部が保持部のマグネットと同極に磁化された場合には、第２端部は保持部に対して反発するため、ピニオンをフェースギアの方に常に付勢することができる。この場合にも、ピニオンのがたつきや回転時の振れを低減することができる。

は、ギア装置の内部を示す斜視図である。 は、ギア噛み合い構造を示す平面図である。 は、ギア噛み合い構造を示す側面図である。 は、ギア噛み合い構造を示す断面図である。 は、ピニオンの支持構造を示す要部の正面図である。 は、第２実施形態におけるギア噛み合い構造を示す断面図である。 は、第３実施形態におけるピニオンの支持構造を示す要部の正面図である。 は、第４実施形態におけるギア装置の要部を示す斜視図である。 は、第４実施形態におけるピニオンの支持構造を示す要部の断面図である。 は、第４実施形態の変形例の断面図である。

　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５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Ａを連係させてＡＭＴを作動させる。

　ギア装置は、図１～図３に示すように、第１回転軸芯Ｘの周りで駆動回転するピニオン２と、第１回転軸芯Ｘと異なる方向の第２回転軸芯Ｙの周りで回転するフェースギア１と、ピニオン２およびフェースギア１を収容するケース３とを有する。
　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２は、第１回転軸芯Ｘの周りで回転自在に支持される小歯数ヘリカルギアであり、第１回転軸芯Ｘの周りで螺旋状に形成された二条の歯部２ａを有している。
　ピニオン２は、歯部２ａを軸芯方向から挟む基部側軸部２ｂと先端側軸部２ｃとを同軸芯に備えている。

　ピニオン２は、基部側軸部２ｂが駆動部である電動モータＭの出力軸に連結され、電動モータＭの駆動により第１回転軸芯Ｘの周りで駆動回転する。
　したがって、基部側軸部２ｂが駆動部に接続される第１端部に相当し、先端側軸部２ｃが第１端部とは異なる第２端部に相当する。
　図４に示すように、電動モータＭのケース３に対する固定用座板３ａに第１軸受け（転がり軸受け）４ａを組み付けてある。基部側軸部２ｂが第１軸受け４ａに回転自在に支持されている。
　先端側軸部２ｃには軸受けに相当する第２軸受け（転がり軸受け）４ｂを装着してあり、歯部２ａと先端側軸部２ｃとの間に第２軸受け４ｂの位置決め用の大径部２ｄを設けてある。

　図２に示すように、フェースギア１は、第２回転軸芯Ｙを中心とする扇形に形成されたセクタフェースギアであり、ピニオン２に噛み合うギア形成部１ａを第２回転軸芯Ｙを中心とする円弧帯状に設けてある。
　フェースギア１は、ピニオン２を電動モータＭで正転方向及び逆転方向に駆動回転させることにより、第２回転軸芯Ｙ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は、平板状の扇形基板１ｃにボス部１ｂを有し、扇形基板１ｃの一側面側にギア形成部１ａを一体に突設してある。
　図１、図３に示すように、ケース３の内側上部には下向きに突出する片持ち姿勢で支軸３ｂを固定してある。
　フェースギア１は、この支軸３ｂをボス部１ｂに挿通して第２回転軸芯Ｙの周りで回転自在に支持してある。

　図４に示すように、ケース３の内側には、ピニオン２の端部のうち駆動部に接続されていない側の他端部、つまり、電動モータＭの出力軸に連結されていない先端側軸部２ｃを、フェースギア１に対向する部位で保持する保持部５を設けてある。この保持部５は、第２軸受け４ｂを介してピニオン２をフェースギア１の側に押圧する。これにより、ピニオン２とフェースギア１との当接状態が維持される。保持部５は、ピニオン２の先端側軸部２ｃをフェースギア１に対向する部位で保持し、ピニオン２が駆動する際に、ピニオン２がフェースギア１から遠ざかるのを防止する。

　ケース３の内面側には、フェースギア１の側に向けて開口する嵌合凹部６を形成してある。保持部５は、この嵌合凹部６に例えば第２回転軸芯Ｙと平行な方向から嵌合することによりケース３と一体に組み付けられる嵌合部材５ａを有する。

　嵌合部材５ａは、第２軸受け４ｂの円筒状外周面を保持する。
　このため、嵌合部材５ａは、図４及び図５に示すように第１回転軸芯Ｘに沿う方向視で半円弧状の保持面５ｂと、第２軸受け４ｂがピニオン２から第１回転軸芯Ｘに沿う方向（図４の左方向）に抜け出るのを阻止する抜け出し規制部５ｃ（規制部の一例）とを備えている。

　半円弧状の保持面５ｂが、ピニオン２がフェースギア１の平面方向に沿って揺動するのを防止する揺動規制部を構成している。
　なお、フェースギア１の平面方向とは、第２回転軸芯Ｙに直交する平面に沿う方向を意味する。

　保持部５は、嵌合凹部６に嵌合してある嵌合部材５ａの保持面５ｂをフェースギア１の側に向けて第２軸受け４ｂの円筒状外周面に密着させると共に、抜け出し規制部５ｃを第２軸受け４ｂの軸芯方向端面に当接させる。
　これにより、保持部５は、ピニオン２がフェースギア１に当接するように第２軸受け４ｂをフェースギア１に向けて押圧すると共に、第２軸受け４ｂの先端側軸部２ｃからの抜け出しを抜け出し規制部５ｃにより阻止する。

　本実施形態では、図２に示すように、第２軸受け４ｂがギア形成部１ａとボス部１ｂとの間に位置するように、ピニオン２をフェースギア１のギア形成部１ａを跨いで配置してある。
　これにより、第２軸受け４ｂがギア形成部１ａに干渉しないように短いピニオン２を設けてケース３を小型化できると共に、保持部５の配置上の自由度を高めることができる。

　図４に示すように、保持部５は、先端側軸部２ｃをフェースギア１に向ける付勢力を発揮する付勢機構７を備えている。
　付勢機構７は、嵌合部材５ａによりピニオン２がフェースギア１に押し付けられるよう（図４中の白い矢印）、樹脂が嵌合部材５ａに当接した状態で充填されて保持部５に隣接した樹脂充填部７ａをケース３の側に備えている。

　樹脂充填部７ａは、嵌合凹部６に連通する充填空間７ｂと、この充填空間７ｂをケース外側に連通する連通路７ｃとをケース３に設け、連通路７ｃを通した充填空間７ｂへの注入により充填した未硬化樹脂を硬化させて形成してある。
　図４は、未硬化樹脂を充填空間７ｂに注入した後、連通路７ｃをプラグ７ｄで塞いだ状態でその未硬化樹脂を硬化させた樹脂充填部７ａを示している。

　なお、付勢機構７は、ピニオン２がフェースギア１に押し付けられるよう、ピニオン２に必要な弾性曲り変形が生じるものであればよい。充填する未硬化樹脂は、硬化しても弾性力を発揮し続けるものが好ましいが、硬化後に弾性力を発揮しなくなるものでもよい。

〔第２実施形態〕
　図６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、付勢機構７を、嵌合部材５ａをフェースギア１の側に向かって押し出すビス８をケース３に螺合して構成してある点で第１実施形態と異なっている。

　本実施形態であれば、ビス８の螺合深さを適宜調節することにより、フェースギア１に対するピニオン２の押し付け力を容易に調節することができる。
　その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第３実施形態〕
　図７は、第３実施形態のギア装置を示す。
本実施形態のギア装置は、嵌合部材５ａが第２軸受け４ｂの円筒状外周面を保持するＶ字状の保持面５ｂを備え、Ｖ字状の保持面５ｂが、ピニオン２がフェースギア１の平面方向に沿って揺動するのを防止する揺動規制部を構成している点で第１実施形態と異なっている。

　本構成であれば、保持面５ｂの二箇所が第２軸受け４ｂの外周面に必ず当接するので、ピニオン２の先端側軸部２ｃをがたつきなく保持することが可能となる。
　その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第４実施形態〕
　図８及び図９は、第４実施形態のギア装置を示す。
　嵌合部材５ａは、図８及び図９に示すように第１回転軸芯Ｘに沿う方向視で半円弧状の保持面５ｂがマグネット１０によって構成されている。一方、第２軸受け４ｂの少なくとも外周面は磁性材料で構成されている。こうして、保持部５のうち、少なくとも先端側軸部２ｃに対向する部位にマグネット１０が配置されている。
　マグネット１０は、周方向における両端部１０ａ，１０ｃが負極に着磁され、中央部１０ｂが正極に着磁されている。マグネット１０は、周方向において中央部１０ｂの領域が両端部１０ａ，１０ｃの領域よりも大きく設定されている。このため、第２軸受け４ｂの外周面はマグネット１０の中央部１０ｂの磁力に影響されて負極に磁化される。

　こうして、マグネット１０の中央部１０ｂと第２軸受け４ｂとが吸着し、ピニオン２の先端側軸部２ｃが保持部５に保持される。これにより、ピニオン２の回転時の振れを低減することができ、ピニオン２は安定した姿勢でフェースギア１に回転力を伝達することができる。

　一方、第２軸受け４ｂの外周面と、マグネット１０の両端部１０ａ，１０ｃとは同極どうしになる。このため、仮に両端部１０ａ，１０ｃと第２軸受け４ｂの外周面との間に隙間が存在する場合には、第２軸受け４ｂは、両端部１０ａ，１０ｃから反発力を受けて両端部１０ａ，１０ｃから離間した位置で保持される。これにより、ピニオン２の先端側軸部２ｃの横方向の軸振れを抑制することができる。

　なお、マグネット１０の極性の設定は任意であり、マグネット１０と第２軸受け４ｂとの吸引、反発状態は適宜設定可能である。
　その他の構成は第１実施形態と同様である。

〔第４実施形態の変形例〕
　図１０は、第４実施形態のギア装置の変形例を示す。
　本実施形態では、ピニオン２の先端側軸部２ｃが磁性材料で構成されており、マグネット１０の内周面にすべり部材１１が配置されている。このため、マグネット１０の中央部１０ｂに引き付けられるピニオン２の先端側軸部２ｃは、すべり部材１１に対して摺動しつつ回転することができる。これにより、ピニオン２の回転抵抗は低減される。
　なお、すべり部材１１はマグネット１０と一体的に構成されるか、マグネット１０の内周面に対して接着等により固着されている。
　その他の構成は第４実施形態と同様である。

〔その他の実施形態〕
１．第２回転軸芯Ｙが第１回転軸芯Ｘに対してオフセットｄを有しないギア装置であってもよい。
２．円盤状のフェースギア１を有するギア装置であってもよい。
３．上記の実施形態において、ピニオン２が第２軸受け４ｂを備えない構成であってもよい。

　本発明は、自動車用ＡＭＴに装備されるギア装置に限定されず、ピニオンとフェースギアとが噛み合う各種用途のギア装置に利用することができる。

１　　　フェースギア
２　　　ピニオン
２ｂ　　基部側軸部（第１端部）
２ｃ　　先端側軸部（第２端部）
３　　　ケース
４ｂ　　第２軸受け（軸受け）
５　　　保持部
５ｂ　　保持面（揺動規制部）
５ｃ　　抜け出し規制部（規制部）
７　　　付勢機構
７ａ　　樹脂充填部
１０　　マグネット
Ｍ　　　電動モータ（駆動部）
Ｘ　　　第１回転軸芯
Ｙ　　　第２回転軸芯

Claims (7)

1. 　駆動部に接続される第１端部と、前記第１端部とは異なる第２端部とを有し、第１回転軸芯の周りで駆動回転するピニオンと、
   　前記第１回転軸芯と異なる第２回転軸芯の周りで回転し、前記ピニオンに噛み合うフェースギアと、前記ピニオンおよび前記フェースギアを収容するケースと、を有し、
   　前記ピニオンの前記第２端部を前記フェースギアに対向する部位で保持し、前記ピニオンが駆動される際に、前記ピニオンが前記フェースギアから遠ざかるのを防止する保持部を前記ケースの内側に設けてあるギア装置。
2. 　前記保持部が、前記ピニオンが前記フェースギアの平面方向に沿って揺動するのを防止する揺動規制部を備えている請求項１記載のギア装置。
3. 　前記保持部が、前記ピニオンの前記第２端部を前記フェースギアに向ける付勢力を発揮する付勢機構を備えている請求項１又は２記載のギア装置。
4. 　前記付勢機構として、前記保持部により前記ピニオンが前記フェースギアに押し付けられるよう、前記保持部に隣接した樹脂充填部を前記ケースに備えている請求項３記載のギア装置。
5. 　前記ピニオンの前記第２端部に軸受けが装着されている請求項１～４のいずれか一項に記載のギア装置。
6. 　前記保持部が、前記軸受けが前記ピニオンから前記第１回転軸芯に沿う方向に抜け出るのを阻止する規制部を備えている請求項５記載のギア装置。
7. 　前記ピニオンの前記第２端部が磁性材料で構成され、
   　前記保持部のうち、少なくとも前記第２端部に対向する部位がマグネットによって構成されている請求項１～６のいずれか一項に記載のギア装置。

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