特許 6815936 はすば歯車装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6815936

(24)【登録日】2020年12月25日

(45)【発行日】2021年1月20日

(54)【発明の名称】はすば歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/08 20060101AFI20210107BHJP

   F16H 55/18 20060101ALI20210107BHJP

【ＦＩ】

   F16H1/08

   F16H55/18

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2017-112015(P2017-112015)

(22)【出願日】2017年6月6日

(65)【公開番号】特開2018-204730(P2018-204730A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2019年9月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085361

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 治幸

(74)【代理人】

【識別番号】100147669

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 光治郎

(72)【発明者】

【氏名】頼田 浩

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 岳嗣

(72)【発明者】

【氏名】塚本 健一朗

(72)【発明者】

【氏名】荒川 一哉

(72)【発明者】

【氏名】橋本 学

【審査官】 鷲巣 直哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１３０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６２３５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０２６６４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｈ １／０８

Ｆ１６Ｈ ５５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸線まわりに回転駆動される第１はすば歯車と、
前記第１軸線と平行な第３軸線まわりに回転可能に配設された第３はすば歯車と、
前記第１はすば歯車および前記第３はすば歯車の両方と噛み合わされるとともに、回転中心に挿通孔が設けられた第２はすば歯車と、
前記第１軸線と平行な第２軸線と同軸に配設されて、前記挿通孔内を径方向に所定の遊びを有する状態で挿通させられ、前記第２はすば歯車を該第２軸線まわりに回転可能に支持する支持軸と、
を有し、前記第１はすば歯車から前記第２はすば歯車を介して前記第３はすば歯車に回転を伝達するはすば歯車装置において、
前記第２はすば歯車および前記第３はすば歯車は、両者のピッチ円が互いに接する基準噛み合い状態で所定の頂げきを有するとともに、該頂げきは、該基準噛み合い状態におけるバックラッシの径方向隙間よりも小さい
ことを特徴とするはすば歯車装置。

【請求項2】

前記支持軸と前記挿通孔との間には転がり軸受が配設されており、前記第２はすば歯車は該転がり軸受を介して径方向に所定の遊びを有する状態で前記支持軸によって前記第２軸線まわりに回転自在に支持されている
ことを特徴とする請求項１に記載のはすば歯車装置。

【請求項3】

前記頂げきは、前記第２はすば歯車および前記第３はすば歯車が接近させられて該頂げきが０となり、且つ前記遊びに起因して該第２はすば歯車が前記第２軸線に対して傾斜した状態でも、該第２はすば歯車および該第３はすば歯車のバックラッシが０になる噛み合い干渉が発生しないように設定される
ことを特徴とする請求項１または２に記載のはすば歯車装置。

【請求項4】

前記第１はすば歯車、前記第２はすば歯車、および前記第３はすば歯車は何れも外歯のはすば歯車であり、
前記第１軸線、前記第２軸線、および前記第３軸線の位置関係は、軸線方向から見た正面視において、それ等の軸線を結ぶ中心線が該第２軸線を頂点として６０°〜１５０°の範囲内の角度で折れ曲がり、且つ該第２軸線を頂点とする内角側において前記第２はすば歯車の回転方向の下流側に該第３軸線が位置するように定められている
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のはすば歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明ははすば歯車装置に係り、特に、３つの第１はすば歯車、第２はすば歯車、および第３はすば歯車が直列に連結されたはすば歯車装置の耐久性や伝達効率を向上させる技術に関するものである。

【背景技術】

【0002】

(a) 第１軸線まわりに回転駆動される第１はすば歯車と、(b) 前記第１軸線と平行な第３軸線まわりに回転可能に配設された第３はすば歯車と、(c) 前記第１はすば歯車および前記第３はすば歯車の両方と噛み合わされるとともに、回転中心に挿通孔が設けられた第２はすば歯車と、(d) 前記第１軸線と平行な第２軸線と同軸に配設されて前記挿通孔内を挿通させられ、前記第２はすば歯車をその第２軸線まわりに回転可能に支持する支持軸と、を有し、(e) 前記第１はすば歯車から前記第２はすば歯車を介して前記第３はすば歯車に回転を伝達するはすば歯車装置が知られている。特許文献１に記載の装置はその一例で、遊星歯車装置４６の第２ピニオンギヤ５６が第１はすば歯車、第１ピニオンギヤ５２が第２はすば歯車、サンギヤ４８が第３はすば歯車に相当し、第２はすば歯車に相当する第１ピニオンギヤ５２は支持軸である第１ピニオン軸６２によりニードル軸受６６を介して回転自在に支持されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−１３０５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このようなはすば歯車装置においては、ニードル軸受の径方向のクリアランス（遊び）等によって第２はすば歯車が芯ずれし、第３はすば歯車に接近してバックラッシが０になる噛み合い干渉が生じる可能性があった。歯打ち音を抑えるためにバックラッシを小さく設定すると、噛み合い干渉が発生する可能性が高くなる。このように第３はすば歯車との間で噛み合い干渉が生じると、伝達効率が著しく悪化するとともに、第１はすば歯車との間の噛み合い荷重の軸方向成分により第２はすば歯車に偏荷重が作用し、摩耗等により各部の耐久性が損なわれる恐れがある。例えば、第２はすば歯車の軸方向に隣接して小径のスラストワッシャが設けられる場合、その径寸法の差に応じて噛み合い荷重の軸方向成分が倍力（増力）され、過大なスラスト荷重がスラストワッシャに加えられて早期に摩耗したり損傷したりする可能性がある。

【0005】

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、第２はすば歯車の芯ずれによって第３はすば歯車との間で噛み合い干渉が発生し、伝達効率が悪化したり耐久性が損なわれたりすることを抑制することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる目的を達成するために、第１発明は、(a) 第１軸線まわりに回転駆動される第１はすば歯車と、(b) 前記第１軸線と平行な第３軸線まわりに回転可能に配設された第３はすば歯車と、(c) 前記第１はすば歯車および前記第３はすば歯車の両方と噛み合わされるとともに、回転中心に挿通孔が設けられた第２はすば歯車と、(d) 前記第１軸線と平行な第２軸線と同軸に配設されて、前記挿通孔内を径方向に所定の遊びを有する状態で挿通させられ、前記第２はすば歯車をその第２軸線まわりに回転可能に支持する支持軸と、を有し、(e) 前記第１はすば歯車から前記第２はすば歯車を介して前記第３はすば歯車に回転を伝達するはすば歯車装置において、(f) 前記第２はすば歯車および前記第３はすば歯車は、両者のピッチ円が互いに接する基準噛み合い状態で所定の頂げきを有するとともに、その頂げきは、基準噛み合い状態におけるバックラッシの径方向隙間よりも小さいことを特徴とする。

【0007】

上記頂げきは、第２はすば歯車および第３はすば歯車の一方の歯先曲面と他方の歯底曲面との間の中心線（line of centres ；第２軸線と第３軸線とを結ぶ直線）上の距離で、通常は一方および他方が反対でも同じ大きさである。両はすば歯車の歯たけが相違する場合は頂げきも相違するが、その場合は小さい方の頂げきを意味する。また、基準噛み合い状態におけるバックラッシの径方向隙間とは、基準噛み合い状態からバックラッシが０になるまで両はすば歯車を中心線に沿って接近させた場合の接近距離で、その時のピッチ円の重なり寸法と一致する。

【0008】

第２発明は、第１発明のはすば歯車装置において、前記支持軸と前記挿通孔との間には転がり軸受が配設されており、前記第２はすば歯車はその転がり軸受を介して径方向に所定の遊びを有する状態で前記支持軸によって前記第２軸線まわりに回転自在に支持されていることを特徴とする。

【0009】

第３発明は、第１発明または第２発明のはすば歯車装置において、前記頂げきは、前記第２はすば歯車および前記第３はすば歯車が接近させられて頂げきが０となり、且つ前記遊びに起因して第２はすば歯車が前記第２軸線に対して傾斜した状態でも、第２はすば歯車および第３はすば歯車のバックラッシが０になる噛み合い干渉が発生しないように設定されることを特徴とする。

【0010】

第４発明は、第１発明〜第３発明の何れかのはすば歯車装置において、(a) 前記第１はすば歯車、前記第２はすば歯車、および前記第３はすば歯車は何れも外歯のはすば歯車であり、(b) 前記第１軸線、前記第２軸線、および前記第３軸線の位置関係は、軸線方向から見た正面視において、それ等の軸線を結ぶ中心線が第２軸線を頂点として６０°〜１５０°の範囲内の角度で折れ曲がり、且つ第２軸線を頂点とする内角側（角度が小さい側）において前記第２はすば歯車の回転方向の下流側に第３軸線が位置するように定められていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

このようなはすば歯車装置においては、第２はすば歯車および第３はすば歯車の基準噛み合い状態における頂げきが、基準噛み合い状態におけるバックラッシの径方向隙間よりも小さいため、第２はすば歯車と支持軸との間の遊びによる第２はすば歯車の芯ずれに拘らず、頂げきが０になることで両はすば歯車のバックラッシが０になる噛み合い干渉が抑制される。これにより、噛み合い干渉を抑制しつつバックラッシを小さくできるとともに、噛み合い干渉に起因する伝達効率の悪化や、第１はすば歯車との噛み合い荷重の軸方向成分によって生じる偏荷重による摩耗等の耐久性の低下が抑制される。

【0012】

第２発明は、支持軸と挿通孔との間に転がり軸受が配設されている場合で、その転がり軸受の径方向のクリアランスによって第２はすば歯車は支持軸に対して所定の遊びを有するが、頂げきがバックラッシの径方向隙間よりも小さくされることにより噛み合い干渉が抑制され、伝達効率の悪化や耐久性の低下が抑制される。

【0013】

第３発明では、頂げきが０となり且つ遊びに起因して第２はすば歯車が傾斜した状態でも噛み合い干渉が発生しないように、頂げきの大きさが設定されるため、第２はすば歯車の芯ずれだけでなく第２軸線に対して傾斜した場合でも、第３はすば歯車との噛み合い干渉が適切に防止されて伝達効率の悪化や耐久性の低下が抑制される。

【0014】

第４発明は、第１はすば歯車、第２はすば歯車、および第３はすば歯車が何れも外歯のはすば歯車で、第１軸線〜第３軸線の位置関係が、軸線方向から見た正面視において、第２軸線を頂点として６０°〜１５０°の範囲内の角度で折れ曲がり、且つ第２はすば歯車の回転方向の下流側に第３軸線が位置するように定められているため、第１はすば歯車から第２はすば歯車に加えられる噛み合い荷重と、第３はすば歯車から第２はすば歯車に加えられる噛み合い反力とにより、その第２はすば歯車には第３はすば歯車に対して接近する方向成分を有する芯ずれ力が作用する。これにより、第２はすば歯車が第３はすば歯車に対して接近する方向の芯ずれが生じ易くなるが、その芯ずれに拘らず頂げきが０になることで噛み合い干渉が抑制され、伝達効率の悪化や耐久性の低下が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施例であるはすば歯車装置を説明する概略正面図で、噛み合い部Ｅ１、Ｅ２の拡大図を併せて示した図である。

【図2】図１の第２はすば歯車の側面図で、第１はすば歯車および第３はすば歯車の噛み合い歯（断面）を併せて示した図である。

【図3】図２の第２はすば歯車の軸線方向の断面図である。

【図4】図１のはすば歯車装置の第２はすば歯車と第３はすば歯車との噛み合い部Ｅ２の拡大図で、頂げきｄ１およびバックラッシの径方向隙間ｄ２を説明する図である。

【図5】図４のバックラッシの径方向隙間ｄ２を、ピッチ円Ｐ２、Ｐ３の重なり寸法として示した図である。

【図6】図４において、噛み合い回転時に第２はすば歯車の芯ずれで第３はすば歯車との間の頂げきｄ１が０となった状態を示した図である。

【図7】図２に対応する第２はすば歯車の側面図で、第２はすば歯車が遊びに起因して支持軸に対して傾斜させられた状態を説明する図である。

【図8】第２はすば歯車が支持軸にスプライン嵌合されている場合を説明する正面図である。

【図9】従来のはすば歯車装置の図２に対応する第２はすば歯車の側面図で、第３はすば歯車との間で噛み合い干渉が発生した場合を説明する図である。

【図10】図９に対応する軸線方向の断面図で、第１はすば歯車との間の噛み合い荷重の軸方向成分Ｆ１ｓが倍力されてスラストワッシャに加えられることを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

第１はすば歯車は例えば入力軸と一体的に第１軸線まわりに回転させられ、第３はすば歯車は例えば出力軸と一体的に第３軸線まわりに回転させられるように、それ等の入力軸や出力軸にスプライン等を介して相対回転不能に連結されるが、更に別のはすば歯車と噛み合わされて回転が伝達され、或いは回転を伝達する場合でも良い。第２はすば歯車は、例えば転がり軸受を介して支持軸により第２軸線まわりに回転自在に支持されるが、軸受メタル等の滑り軸受を介して支持することもできるし、スプライン嵌合を介して相対回転不能に支持軸に連結し、支持軸と共に第２軸線まわりに回転可能に支持することもできるなど、径方向に所定の遊びを有する状態で支持する種々の支持態様が可能である。転がり軸受としては、例えば針状ころ軸受（ニードル軸受）やころ軸受が用いられるが、ボールベアリング等を用いることも可能である。

【0017】

第２はすば歯車と第３はすば歯車との間の頂げきは、その頂げきが０となり且つ第２はすば歯車が第２軸線に対して傾斜した状態でも、第２はすば歯車および第３はすば歯車のバックラッシが０になる噛み合い干渉が発生しないように設定することが望ましいが、少なくとも第２はすば歯車が第２軸線と平行な基準噛み合い状態においてバックラッシの径方向隙間よりも小さい寸法であれば良い。第１はすば歯車、第２はすば歯車、および第３はすば歯車が何れも外歯のはすば歯車である場合、第１軸線〜第３軸線の位置関係は、軸線方向から見た正面視において、それ等の軸線を結ぶ中心線が第２軸線を頂点として６０°〜１５０°の範囲内の角度で折れ曲がり、且つ第２軸線を頂点とする内角側において第２はすば歯車の回転方向の下流側に第３軸線が位置するように定めることが望ましい。すなわち、第２軸線を頂点とする角度が６０°未満になると第２はすば歯車に作用する芯ずれ力が小さくなり、第２軸線を頂点とする角度が１５０°を超えると芯ずれ力の方向が第３軸線に向かう方向から大きくずれるが、６０°未満や１５０°超の場合でも第２はすば歯車が第３はすば歯車に対して接近する方向へ芯ずれする可能性があるため、本発明が同様に適用され得る。なお、第２はすば歯車の回転方向の下流側に第３軸線が位置する動力伝達状態が可能であれば、逆方向へ回転する動力伝達状態があっても差し支えない。

【0018】

第１はすば歯車、第２はすば歯車、および第３はすば歯車は、例えば何れも外歯のはすば歯車にて構成されるが、第１はすば歯車および第３はすば歯車の何れか一方が内歯のリングギヤであっても良い。また、第１軸線〜第３軸線は、例えばケース等によって一定の位置に定められるが、ダブルピニオン型の遊星歯車装置のように第１軸線がサンギヤ或いはリングギヤの中心軸線で、その第１軸線まわりに回転可能に配設されるキャリアに第２軸線および第３軸線が設定されても良い。同様に、第３軸線がサンギヤ或いはリングギヤの中心軸線で、その第３軸線まわりに回転可能に配設されるキャリアに第１軸線および第２軸線が設定されても良い。

【実施例】

【0019】

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

【0020】

図１は、本発明の一実施例であるはすば歯車装置１０を説明する概略正面図で、噛み合い部Ｅ１、Ｅ２の拡大図を併せて示した図である。このはすば歯車装置１０は、車両用動力伝達装置等に用いられるもので、第１軸線Ｃ１まわりに回転可能に配設された第１はすば歯車１２と、第１軸線Ｃ１と平行な第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に配設された第２はすば歯車１４と、第１軸線Ｃ１と平行な第３軸線Ｃ３まわりに回転可能に配設された第３はすば歯車１６とを備えており、第２はすば歯車１４は第１はすば歯車１２および第３はすば歯車１６の両方と噛み合わされている。これ等のはすば歯車１２、１４、１６は、何れも軸線まわりに捩じれた噛み合い歯１８、２０、２２を外周部に備えている外歯のはすば歯車で、それ等の噛み合い歯１８、２０、２２が互いに噛み合わされて回転を伝達する。また、第１軸線Ｃ１〜第３軸線Ｃ３は、例えばケース等によって一定の位置に定められるが、ダブルピニオン型の遊星歯車装置のように第１軸線Ｃ１がサンギヤの中心軸線で、その第１軸線Ｃ１まわりに回転可能に配設されるキャリアに第２軸線Ｃ２および第３軸線Ｃ３が設定されても良い。すなわち、第１はすば歯車１２がサンギヤで、第２はすば歯車１４および第３はすば歯車１６が、それぞれキャリアに配設された第１ピニオンおよび第２ピニオンであっても良い。

【0021】

第１はすば歯車１２は、第１軸線Ｃ１と同軸に配設された入力軸２４にスプライン等を介して相対回転不能に連結されており、入力軸２４を介して回転動力が伝達されて、入力軸２４と一体的に第１軸線Ｃ１まわりに回転駆動される。第３はすば歯車１６は、第３軸線Ｃ３と同軸に配設された出力軸２６にスプライン等を介して相対回転不能に連結されており、出力軸２６と一体的に第３軸線Ｃ３まわりに回転させられて、その出力軸２６を介して回転動力を出力する。すなわち、入力軸２４から第１はすば歯車１２に伝達された回転は、第２はすば歯車１４を介して第３はすば歯車１６に伝達され、更に第３はすば歯車１６から出力軸２６に出力される。例えば第１はすば歯車１２が矢印Ａで示すように右まわりに回転駆動されると、第２はすば歯車１４は矢印Ｂで示すように左まわりに回転させられ、第３はすば歯車１６は矢印Ｃで示すように右まわりに回転させられる。

【0022】

第２はすば歯車１４の回転中心には挿通孔３０が設けられており、第２はすば歯車１４は、挿通孔３０内を挿通させられた支持軸３２により転がり軸受３４を介して第２軸線Ｃ２まわりに回転自在に支持されている。図２は第２はすば歯車１４の側面図で、第１はすば歯車１２および第３はすば歯車１６の噛み合い歯１８、２２の断面を併せて示した図であり、図３は図２の第２はすば歯車１４の軸線方向の断面図である。これ等の図において、支持軸３２には、第２はすば歯車１４の軸方向に隣接して第４はすば歯車３８が一体的に固設されており、それ等の第２はすば歯車１４と第４はすば歯車３８との間には、両者の相対回転抵抗を低減するためにスラストワッシャ３６が介在させられている。第４はすば歯車３８は第２はすば歯車１４よりも小径であり、スラストワッシャ３６の外径は、第４はすば歯車３８の外径よりも僅かに大きい寸法で第２はすば歯車１４の外径よりも十分に小さい。

【0023】

第２はすば歯車１４は、外周部に噛み合い歯２０を有する円板部４０と、円板部４０の内周側に回転中心（第２軸線Ｃ２と同じ）と同心に一体に設けられた円筒部４２とを備えており、その円筒部４２の内周面が挿通孔３０で、その挿通孔３０と支持軸３２の外周面との間の環状空間に転がり軸受３４が配設されている。円筒部４２の外径は前記スラストワッシャ３６の外径と略同じで、円筒部４２の内径すなわち挿通孔３０の径寸法は、第４はすば歯車３８の外径と略同じである。転がり軸受３４は、円筒状の内輪４４、多数のころ４６、および保持器４８等を備えており、内輪４４は支持軸３２に嵌合されている。この転がり軸受３４は、例えばころ４６として針状ころが用いられる針状ころ軸受（ニードル軸受）で、径方向に所定のクリアランス（遊び）を有する。

【0024】

ここで、前記第１軸線Ｃ１、第２軸線Ｃ２、および第３軸線Ｃ３の位置関係は、図１に示す軸線方向から見た正面視において、第１軸線Ｃ１と第２軸線Ｃ２とを結ぶ直線である第１中心線Ｌｃ１と、第２軸線Ｃ２と第３軸線Ｃ３とを結ぶ直線である第２中心線Ｌｃ２とが、第２軸線Ｃ２を頂点として６０°〜１５０°の範囲内（実施例では約９０°）の角度で折れ曲がり、且つ第２軸線Ｃ２を頂点とする内角側（図１における左側の角度範囲）において第２はすば歯車１４の回転方向の下流側に第３軸線Ｃ３が位置するように定められている。この場合、第１はすば歯車１２から第２はすば歯車１４を介して第３はすば歯車１６へ動力が伝達される動力伝達時には、第３はすば歯車１６の回転抵抗に基づいて、第１はすば歯車１２と第２はすば歯車１４との噛み合い部Ｅ１では、第１はすば歯車１２から第２はすば歯車１４に対して噛み合い荷重Ｆ１が加えられ、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６との噛み合い部Ｅ２では、第３はすば歯車１６から第２はすば歯車１４に対して噛み合い反力Ｆ２が加えられる。これ等の噛み合い荷重Ｆ１および噛み合い反力Ｆ２により、第２はすば歯車１４には、それ等の合力である芯ずれ力Ｆａが作用し、その芯ずれ力Ｆａに基づいて第２はすば歯車１４は転がり軸受３４の径方向クリアランス分だけ第３はすば歯車１６に対して接近させられる可能性がある。なお、これ等の噛み合い荷重Ｆ１および噛み合い反力Ｆ２により、第２はすば歯車１４には図２における右まわり方向のモーメントが作用するが、転がり軸受３４により受け止められて転がり性能が適切に維持されるとともに、軸方向成分は互いに相殺されてスラストワッシャ３６に過大なスラスト荷重が加えられる恐れはない。

【0025】

一方、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６との噛み合い部Ｅ２では、図４に示すように、第２はすば歯車１４のピッチ円Ｐ２および第３はすば歯車１６のピッチ円Ｐ３が互いに接する基準噛み合い状態において、所定の頂げきｄ１を有する。図４には、第２はすば歯車１４の歯先と第３はすば歯車１６の歯底との間の頂げきｄ１が示されているが、第２はすば歯車１４および第３はすば歯車１６の噛み合い歯２０、２２の断面形状は同じであり、第２はすば歯車１４の歯底と第３はすば歯車１６の歯先との間の頂げきも同じ大きさである。そして、この頂げきｄ１は、基準噛み合い状態におけるバックラッシ５０の径方向隙間ｄ２よりも小さい寸法に定められている。バックラッシ５０のの径方向隙間ｄ２は、図４に示す基準噛み合い状態から、図５に示すようにバックラッシ５０が０になるまで両はすば歯車１４、１６を第２中心線Ｌｃ２に沿って接近させた場合の接近距離で、その時のピッチ円Ｐ２、Ｐ３の重なり寸法と一致する。図５は、第２はすば歯車１４の歯先と第３はすば歯車１６の歯底との干渉を無視して、バックラッシ５０が０になるまで両者を接近させたと仮定した場合の図である。このように頂げきｄ１がバックラッシ５０の径方向隙間ｄ２よりも小さくされると、前記芯ずれ力Ｆａに従って第２はすば歯車１４が第３はすば歯車１６に接近させられても、図６に示すようにバックラッシ５０が０になる前に頂げきｄ１が０になり、それ以上の接近が阻止されてバックラッシ５０が０になる噛み合い干渉が防止される。

【0026】

すなわち、噛み合い干渉が発生すると、第２はすば歯車１４および第３はすば歯車１６の噛み合い歯２０、２２の歯面の接触（食い込み）による摺動抵抗やこじりによって回転抵抗が大きくなり、伝達効率が著しく損なわれる。また、噛み合い反力Ｆ２が小さくなるため、第１はすば歯車１２との噛み合い荷重Ｆ１の軸方向成分により第２はすば歯車１４に偏荷重が作用して耐久性が損なわれる恐れがある。図９および図１０は、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６との間の頂げきｄ１がバックラッシ５０の径方向隙間ｄ２よりも大きい従来のはすば歯車装置１００に関するもので、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６との噛み合い干渉により噛み合い反力Ｆ２が略０になると、その噛み合い干渉部位を支点として第１はすば歯車１２との噛み合い部Ｅ１に噛み合い荷重Ｆ１が作用することにより、その噛み合い荷重Ｆ１の軸方向成分Ｆ１ｓが、第２はすば歯車１４の軸方向に隣接して配設されたスラストワッシャ３６との径寸法の差に応じて倍力されて、そのスラストワッシャ３６に過大なスラスト荷重Ｆ１ｓ＊が加えられ、早期に摩耗したり損傷したりする恐れがある。特に、第２はすば歯車１４の円筒部４２の外径およびスラストワッシャ３６の外径が第４はすば歯車３８の外径よりも大きく、第４はすば歯車３８から外周側へ突き出しているとともに、円筒部４２の内径が第４はすば歯車３８の外径と略同じである場合、過大なスラスト荷重Ｆ１ｓ＊によってスラストワッシャ３６が変形する可能性がある。

【0027】

また、第２はすば歯車１４は、噛み合い荷重Ｆ１および噛み合い反力Ｆ２によるモーメントにより、転がり軸受３４の径方向クリアランスの範囲で図７に矢印Ｄで示すように回転し、第２軸線Ｃ２に対して傾斜する可能性がある。このように第２はすば歯車１４が傾斜すると、第２はすば歯車１４の歯溝（または噛み合い歯２０）に対して第３はすば歯車１６の噛み合い歯２２（または歯溝）が傾斜させられ、バックラッシ５０が０になる噛み合い干渉が生じ易くなる。第３はすば歯車１６の歯幅が第２はすば歯車１４の歯幅よりも小さい本実施例では、噛み合い歯２２の両端のエッジ２２ａ、２２ｂが第２はすば歯車１４の噛み合い歯２０の歯面に食い込み易くなる。第２はすば歯車１４の歯幅が第３はすば歯車１６の歯幅よりも小さい場合は、第２はすば歯車１４の噛み合い歯２０の両端のエッジが第３はすば歯車１６の噛み合い歯２２の歯面に食い込み易くなる。前記図９の従来のはすば歯車装置１００において、第２はすば歯車１４が傾斜した状態で第３はすば歯車１６との間で噛み合い干渉が生じると、エッジ２２ａ、２２ｂが第２はすば歯車１４の噛み合い歯２０の歯面に食い込むことにより第２はすば歯車１４の軸方向の逃げが阻止され、過大なスラスト荷重Ｆ１ｓ＊がスラストワッシャ３６に一層確実に加えられる。これに対し、本実施例では、前記頂げきｄ１が、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６とが接近させられて頂げきｄ１が０となり、且つ図７に示すように転がり軸受３４の径方向クリアランスに起因して第２はすば歯車１４が第２軸線Ｃ２に対して傾斜させられた状態でも、バックラッシ５０が０になる噛み合い干渉が発生しないように定められており、第２はすば歯車１４の芯ずれや傾斜に拘らず噛み合い干渉が適切に防止される。

【0028】

このように本実施例のはすば歯車装置１０においては、第２はすば歯車１４および第３はすば歯車１６の基準噛み合い状態における頂げきｄ１が、基準噛み合い状態におけるバックラッシ５０の径方向隙間ｄ２よりも小さいため、第２はすば歯車１４と支持軸３２との間の遊び（転がり軸受３４の径方向クリアランス）による第２はすば歯車１４の芯ずれに拘らず、頂げきｄ１が０になることでバックラッシ５０が０になる噛み合い干渉が抑制される。これにより、噛み合い干渉を抑制しつつバックラッシ５０を小さくできるとともに、その噛み合い干渉に起因する伝達効率の悪化や、第１はすば歯車１２との間の噛み合い荷重Ｆ１の軸方向成分Ｆ１ｓによって生じる偏荷重による摩耗等の耐久性の低下が抑制される。すなわち、図９、図１０に示すｄ１＞ｄ２の従来のはすば歯車装置１００において、第２はすば歯車１４と第３はすば歯車１６との間で噛み合い干渉が生じると、第２はすば歯車１４の軸方向に隣接して配設されたスラストワッシャ３６との径寸法の差に応じて、噛み合い荷重Ｆ１の軸方向成分Ｆ１ｓが倍力されて過大なスラスト荷重Ｆ１ｓ＊がスラストワッシャ３６に加えられるとともに、第２はすば歯車１４の円筒部４２の外径が第４はすば歯車３８の外径よりも大きく、且つ円筒部４２の内径が第４はすば歯車３８の外径と略同じであるため、過大なスラスト荷重Ｆ１ｓ＊によってスラストワッシャ３６が損傷したり早期に摩耗したりする恐れがあるが、ｄ１＜ｄ２とされて噛み合い干渉が抑制されることにより損傷や摩耗が適切に抑制される。

【0029】

また、頂げきｄ１が０となり且つ転がり軸受３４の径方向クリアランスに起因して第２はすば歯車１４が傾斜した状態でも噛み合い干渉が発生しないように、頂げきｄ１の大きさが設定されるため、第２はすば歯車１４の芯ずれだけでなく第２軸線Ｃ２に対して傾斜した場合でも、第３はすば歯車１６との噛み合い干渉が適切に防止されて伝達効率の悪化や耐久性の低下が抑制される。

【0030】

また、第１はすば歯車１２、第２はすば歯車１４、および第３はすば歯車１６が何れも外歯のはすば歯車で、第１軸線Ｃ１〜第３軸線Ｃ３の位置関係が、軸線方向から見た正面視において、第２軸線Ｃ２を頂点として６０°〜１５０°の範囲内の角度で折れ曲がり、且つ第２はすば歯車１４の回転方向の下流側に第３軸線Ｃ３が位置するように定められているため、第１はすば歯車１２から第２はすば歯車１４に加えられる噛み合い荷重Ｆ１と、第３はすば歯車１６から第２はすば歯車１４に加えられる噛み合い反力Ｆ２とにより、その第２はすば歯車１４には第３はすば歯車１６に対して接近する方向成分を有する芯ずれ力Ｆａが作用し、第２はすば歯車１４が第３はすば歯車１６に対して接近する方向の芯ずれが生じ易くなるが、その芯ずれに拘らず頂げきｄ１が０になることで噛み合い干渉が防止され、伝達効率の悪化や耐久性の低下が抑制される。

【0031】

なお、上記実施例では第２はすば歯車１４が転がり軸受３４を介して支持軸３２により第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されているが、図８に示すように、第２はすば歯車１４がスプライン嵌合部６０を介して相対回転不能に支持軸３２に連結され、支持軸３２と共に第２軸線Ｃ２まわりに回転可能に支持されるようになっていても良い。すなわち、スプライン嵌合部６０が、径方向に所定の遊びを有する状態で第２はすば歯車１４と支持軸３２とを連結している場合には、本発明が同様に適用され得る。

【0032】

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

【符号の説明】

【0033】

１０：はすば歯車装置 １２：第１はすば歯車 １４：第２はすば歯車 １６：第３はすば歯車 ３０：挿通孔 ３２：支持軸 ３４：転がり軸受 ５０：バックラッシ Ｃ１：第１軸線 Ｃ２：第２軸線 Ｃ３：第３軸線 Ｌｃ１：第１中心線 Ｌｃ２：第２中心線 Ｐ２：第２はすば歯車のピッチ円 Ｐ３：第３はすば歯車のピッチ円 ｄ１：頂げき ｄ２：バックラッシの径方向隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】