特許 7413937 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】

(24)【登録日】2024-01-05

(45)【発行日】2024-01-16

(54)【発明の名称】歯車装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 3/40 20060101AFI20240109BHJP

【ＦＩ】

F16H3/40

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020106197

(22)【出願日】2020-06-19

(65)【公開番号】P2022001768

(43)【公開日】2022-01-06

【審査請求日】2023-05-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】東 健

(72)【発明者】

【氏名】有田 直之

【審査官】小川 克久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－２５０４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１０３４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５９８３７４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０８０７３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の歯を有し、回転中心軸方向に移動不能に設けられた固定歯車と、回転中心軸方向に摺動することにより、前記固定歯車の前記複数の歯のそれぞれに噛み合う複数の歯を有する摺動歯車とを備え、
前記摺動歯車の各歯が、前記摺動歯車の回転中心軸方向の一端部に形成されるチャンファと、前記各歯の両側面に形成され、前記チャンファから前記摺動歯車の回転中心軸方向の他端部に向かって前記各歯の歯厚が薄くなるように傾斜する傾斜面とを有する歯車装置であって、
前記摺動歯車の前記各歯の両側面に形成されるそれぞれの傾斜面は、前記チャンファ側に形成される第１の傾斜面と、前記摺動歯車の回転中心軸方向で前記第１の傾斜面に対して前記チャンファと反対側に形成される第２の傾斜面とを有し、
前記摺動歯車の回転中心軸に対する前記第１の傾斜面の傾斜角度よりも前記第２の傾斜面の傾斜角度が大きく形成されていることを特徴とする歯車装置。

【請求項2】

前記摺動歯車の回転中心軸方向の前記第１の傾斜面の長さは、前記摺動歯車の回転中心軸方向の前記第２の傾斜面の長さよりも長く形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、歯車装置に関する。

【背景技術】

【0002】

歯車装置を有する変速機としては、特許文献１に記載されるものが知られている。この変速機は、歯車装置として後退速用ギヤ列を有し、後退速用ギヤ列は、プライマリシャフトに固設されたリバースプライマリギヤと、セカンダリシャフトに固設されたリバースセカンダリギヤと、アイドラシャフトに遊嵌合されたリバースアイドラギヤとで構成されている。

【0003】

後退速への変速操作時には、シフトレバーの操作に連動してリバースアイドラギヤが、リバースプライマリギヤとリバースセカンダリギヤとに噛み合わされて後退速用ギヤ列が動力伝達状態となる、所謂、選択摺動式から構成されている。

【0004】

ところで、選択摺動式の後退速用ギヤ列においては、動力伝達状態で各ギヤの抜けを抑制するためにギヤの回転中心軸方向の両側面にバックテーパを形成することが知られているが、バックテーパを設けると、各歯の歯厚がギヤの後端側で薄くなってギヤの強度が低下する。

【0005】

一方、選択摺動式の後退速用ギヤ列においては、シャフト自体の撓み等により、動力伝達時にリバースプライマリギヤの各歯とリバースアイドラギヤの各歯およびリバースセカンダリギヤの各歯とが、それぞれ相対的に傾いた状態で噛み合うことがある。

【0006】

この場合には、バックテーパにおいて不利な位置（例えば、ギヤ歯の薄い位置）で歯同士が接触すると、強度の弱い歯の部分に荷重が集中し、ギヤの耐久性が悪化するおそれがある。

【0007】

従来の変速機では、各歯の両側の歯面のうち、抜け方向の力が作用する側の歯面にのみバックテーパを設けることにより、各歯の両側の歯面にバックテーパを設ける場合に比べて、ギヤの歯の強度が低下することを抑制してギヤ抜けを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開２０１８－８０７３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

しかしながら、従来の変速機にあっては、各歯の両側の歯面のうち、抜け方向の力が作用する側の歯面にのみバックテーパを設けているが、バックテーパは、先端側（チャンファ側）から後端側に向かって傾斜しているので、後端側に向かってギヤの歯の厚みが減少して各歯の強度が低下することには変わりがない。

【0010】

このため、噛み合うギヤ同士の位置関係がばらついて各歯が噛み合った場合に、強度的に不利な位置や角度で各歯が噛み合うおそれがあり、ギヤの耐久性が悪化するおそれがある。

【0011】

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、摺動歯車と固定歯車の位置関係がばらついて各歯が噛み合った場合であっても、摺動歯車の耐久性が悪化することを抑制できる歯車装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明は、複数の歯を有し、回転中心軸方向に移動不能に設けられた固定歯車と、回転中心軸方向に摺動することにより、前記固定歯車の前記複数の歯のそれぞれに噛み合う複数の歯を有する摺動歯車とを備え、前記摺動歯車の各歯が、前記摺動歯車の回転中心軸方向の一端部に形成されるチャンファと、前記各歯の両側面に形成され、前記チャンファから前記摺動歯車の回転中心軸方向の他端部に向かって前記各歯の歯厚が薄くなるように傾斜する傾斜面とを有する歯車装置であって、前記摺動歯車の前記各歯の両側面に形成されるそれぞれの傾斜面は、前記チャンファ側に形成される第１の傾斜面と、前記摺動歯車の回転中心軸方向で前記第１の傾斜面に対して前記チャンファと反対側に形成される第２の傾斜面とを有し、前記摺動歯車の回転中心軸に対する前記第１の傾斜面の傾斜角度よりも前記第２の傾斜面の傾斜角度が大きく形成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

このように上記の本発明によれば、摺動歯車と固定歯車の位置関係がばらついて各歯が噛み合った場合であっても、摺動歯車の耐久性が悪化することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る歯車装置を備えた変速機の骨子図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係る歯車装置の噛み合いの位置関係を示す図である。

【図3】図３は、本発明の一実施例に係る歯車装置のリバースアイドラギヤの歯の構成を示す図である。

【図4】図４（ａ）から図４（ｄ）は、一般的な形状のリバースアイドラギヤの歯とリバースカウンタギヤの歯の噛み合い状態を示す図である。

【図5】図５（ａ）は、一般的な形状のリバースアイドラギヤにリバースカウンタギヤが点接触した状態を示し、図５（ｂ）は、本発明の一実施例に係る歯車装置のリバースアイドラギヤにリバースカウンタギヤが面接触した状態を示す図である。

【図6】図６（ａ）、（ｂ）は、傾斜面の深さを変更した一般的な形状のリバースアイドラとリバースカウンタギヤの噛み合い状態を示す図であり、図６（ｃ）は、本発明の一実施例に係る歯車装置のリバースアイドラギヤのリバースカウンタギヤの噛み合い状態を示す図である。

【図7】図７（ａ）から図７（ｄ）は、本発明の一実施例に係る歯車装置のリバースアイドラギヤの歯とリバースカウンタギヤの歯の噛み合い状態を示す図である。

【図8】図８は、本発明の一実施例に係る歯車装置のリバースアイドラギヤの歯とリバースカウンタギヤの歯とリバース入力軸の歯との噛み合い状態を示す図であり、図８（ａ）は、リバースアイドラギヤが一方に傾いた状態、図８（ｂ）は、リバースアイドラギヤが一方に傾いた状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の一実施の形態に係る歯車装置は、複数の歯を有し、回転中心軸方向に移動不能に設けられた固定歯車と、回転中心軸方向に摺動することにより、固定歯車の複数の歯のそれぞれに噛み合う複数の歯を有する摺動歯車とを備え、摺動歯車の各歯が、摺動歯車の回転中心軸方向の一端部に形成されるチャンファと、各歯の両側面に形成され、チャンファから摺動歯車の回転中心軸方向の他端部に向かって各歯の歯厚が薄くなるように傾斜する傾斜面とを有する歯車装置であって、摺動歯車の各歯の両側面に形成されるそれぞれの傾斜面は、チャンファ側に形成される第１の傾斜面と、摺動歯車の回転中心軸方向で第１の傾斜面に対してチャンファと反対側に形成される第２の傾斜面とを有し、摺動歯車の回転中心軸に対する第１の傾斜面の傾斜角度よりも第２の傾斜面の傾斜角度が大きく形成されている。

【0016】

これにより、本発明の一実施の形態に係る歯車装置は、摺動歯車と固定歯車の位置関係がばらついて各歯が噛み合った場合であっても、摺動歯車の耐久性が悪化することを抑制できる。

【実施例】

【0017】

以下、本発明の一実施例に係る歯車装置について、図面を用いて説明する。
まず、構成を説明する。

【0018】

図１において、車両には変速機１が搭載されており、変速機１には発進用のクラッチ３を介してエンジン２に接続されている。

【0019】

変速機１は、入力軸４、カウンタ軸５およびリバース軸６を有する。入力軸４は、発進用のクラッチ３を介してエンジン２に接続されており、入力軸４には発進用のクラッチ３を介してエンジン２の動力が伝達される。

【0020】

入力軸４には１速用の入力ギヤ４Ａ、２速用の入力ギヤ４Ｂ、３速用の入力ギヤ４Ｃ、４速用の入力ギヤ４Ｄ、５速用の入力ギヤ４Ｅおよびリバース入力ギヤ４Ｒが設けられている。

【0021】

１速用の入力ギヤ４Ａ、２速用の入力ギヤ４Ｂおよびリバース入力ギヤ４Ｒは、入力軸４に固定されており、３速用の入力ギヤ４Ｃ、４速用の入力ギヤ４Ｄおよび５速用の入力ギヤ４Ｅは、入力軸４と相対回転自在となっている。

【0022】

カウンタ軸５には１速用のカウンタギヤ５Ａ、２速用のカウンタギヤ５Ｂ、３速用のカウンタギヤ５Ｃ、４速用のカウンタギヤ５Ｄ、５速用のカウンタギヤ５Ｅおよびファイナルドライブギヤ５Ｆが設けられており、カウンタギヤ５Ａからカウンタギヤ５Ｅは、同一の変速段を構成する入力ギヤ４Ａから入力ギヤ４Ｅに噛み合っている。

【0023】

３速用のカウンタギヤ５Ｃ、４速用のカウンタギヤ５Ｄ、５速用のカウンタギヤ５Ｅおよびファイナルドライブギヤ５Ｆは、カウンタ軸５に固定されており、１速用のカウンタギヤ５Ａおよび２速用のカウンタギヤ５Ｂは、カウンタ軸５と相対回転自在となっている。

【0024】

リバース軸６にはリバースアイドラギヤ６Ｒが設けられており、リバースアイドラギヤ６Ｒは、リバース軸６の回転中心軸方向に摺動自在となっている。

【0025】

変速機１には１速－２速用の同期装置１０、３速－４速用の同期装置１１および５速用の同期装置１２が設けられている。

【0026】

１速－２速用の同期装置１０は、ハブ１３およびスリーブ１４を備えている。ハブ１３は、カウンタ軸５に取付けられており、カウンタ軸５と一体で回転する。スリーブ１４は、ハブ１３にスプライン嵌合されており、カウンタ軸５の回転中心軸方向に移動自在となっている。

【0027】

スリーブ１４は、シフト操作によって変速段が１速段または２速段にシフトされると、中立位置から図示しないシフトフォークによって１速用のカウンタギヤ５Ａ側または２速用のカウンタギヤ５Ｂ側に移動される。

【0028】

スリーブ１４が１速用のカウンタギヤ５Ａ側に移動されると、１速用のカウンタギヤ５Ａがハブ１３を介してカウンタ軸５に連結され、１速用のカウンタギヤ５Ａがカウンタ軸５と一体で回転される。

【0029】

これにより、エンジン２の動力が発進用のクラッチ３を介して入力軸４に伝達された後、１速用の入力ギヤ４Ａから１速用のカウンタギヤ５Ａを介してカウンタ軸５に伝達される。

【0030】

カウンタ軸５にはファイナルドライブギヤ５Ｆが設けられており、ファイナルドライブギヤ５Ｆは、ディファレンシャル装置１５のファイナルドリブンギヤ１５Ｆに噛み合っている。

【0031】

ディファレンシャル装置１５は、図示しない左右のドライブシャフトを介して図示しない左右の駆動輪に連結されている。

【0032】

エンジン２から変速機１に入力される動力は、変速機１によって１速段に変速され、ファイナルドライブギヤ５Ｆからファイナルドリブンギヤ１５Ｆに伝達された後、ディファレンシャル装置１５によって左右のドライブシャフトを介して左右の駆動輪に分配される。

【0033】

また、スリーブ１４が２速用のカウンタギヤ５Ｂ側に移動されると、２速用のカウンタギヤ５Ｂがハブ１３を介してカウンタ軸５に連結され、２速用のカウンタギヤ５Ｂがカウンタ軸５と一体で回転される。

【0034】

これにより、エンジン２から変速機１に入力される動力は、変速機１によって２速段に変速され、ファイナルドライブギヤ５Ｆからファイナルドリブンギヤ１５Ｆに伝達された後、ディファレンシャル装置１５によって左右のドライブシャフトを介して左右の駆動輪に分配される。

【0035】

なお、３速－４速用の同期装置１１および５速用の同期装置１２は、１速－２速用の同期装置１０と同一の構成を有するので、具体的な説明を省略する。

【0036】

１速－２速用の同期装置１０のスリーブ１４にはリバースカウンタギヤ１４Ｒが一体に設けられており、リバースカウンタギヤ１４Ｒは、スリーブ１４と一体で回転する。

【0037】

車両の後退時にリバースアイドラギヤ６Ｒが図示しない駆動部材によってリバース軸６の回転中心軸方向でリバース入力ギヤ４Ｒ側に摺動されると、リバースアイドラギヤ６Ｒがリバース入力ギヤ４Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒに噛み合う。

【0038】

これにより、エンジン２の動力が発進用のクラッチ３を介して入力軸４に伝達された後、リバース入力ギヤ４Ｒからリバースアイドラギヤ６Ｒおよびリバースカウンタギヤ１４Ｒを介してカウンタ軸５に伝達される。

【0039】

このとき、カウンタ軸５が車両の前進方向と反対方向に回転し、エンジン２の動力がファイナルドライブギヤ５Ｆからファイナルドリブンギヤ１５Ｆに伝達された後、ディファレンシャル装置１５によって左右のドライブシャフトを介して左右の駆動輪に分配される。これにより、車両が後退する。

【0040】

本実施例のリバース入力ギヤ４Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒは、入力軸４とカウンタ軸５の回転中心軸方向に移動不能に設けられている。リバースアイドラギヤ６Ｒは、リバース軸６の回転中心軸方向に移動自在に設けられ、車両の後退時に歯６ｒがリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒに噛み合う選択摺動式のギヤである（図２参照）。

【0041】

本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、本発明の摺動歯車を構成し、リバース入力ギヤ４Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒは、本発明の固定歯車を構成する。

【0042】

図２に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒは、円周方向に等間隔に歯６ｒが形成されている。

【0043】

図３に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒは、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の一端部（左端部）に形成されるチャンファ６ａと、歯６ｒの両側面に形成され、チャンファ６ａからリバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の他端部（右端部）に向かって歯６ｒの歯厚が薄くなるように傾斜する第１の傾斜面６ｂと第２の傾斜面６ｃを有する。

【0044】

すなわち、第１の傾斜面６ｂおよび第２の傾斜面６ｃは、歯６ｒの両側面に形成されており、回転中心軸Ｌの方向に対して同一の形状に形成されている。第１の傾斜面６ｂおよび第２の傾斜面６ｃは、バックテーパに相当する。

【0045】

なお、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌは、リバース軸６の回転中心軸と同一である。また、歯６ｒの両側面とは、回転中心軸Ｌの方向に沿った面である。

【0046】

第１の傾斜面６ｂは、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向でチャンファ６ａ側に形成されており、第２の傾斜面６ｃは、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向で第１の傾斜面６ｂに対してチャンファ６ａと反対側に形成されている。

【0047】

チャンファ６ａは、回転中心軸Ｌの方向でリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒと噛み合う側に形成されている。

【0048】

第２の傾斜面６ｃは、回転中心軸Ｌの方向でリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒとの噛み合いが解除される側に形成されている。なお、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向とリバースアイドラギヤ６Ｒの摺動方向とは同一方向である。また、各歯４ｒ、６ｒ、１４ｒは同一形状である。

【0049】

第１の傾斜面６ｂは、リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒと正常に噛み合った場合に面接触となるように、歯４ｒ、１４ｒの傾斜面（バックテーパ）と同一の傾斜角に形成されている。

【0050】

図３に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌに対する第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αよりも第２の傾斜面６ｃの傾斜角度βが大きく形成されている。

【0051】

これにより、第１の傾斜面６ｂの歯厚は、チャンファ６ａからリバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の他端部に向かって歯厚が厚い状態で傾斜した後、第２の傾斜面６ｃで薄くなる。

【0052】

図３に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の第１の傾斜面６ｂの長さＳ１は、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の第２の傾斜面６ｃの長さＳ２よりも長く形成されており、第１の傾斜面６ｂの面積は、第２の傾斜面６ｃの面積よりも大きい。

【0053】

図３に示すように、歯６ｒの外周面には歯６ｒの耐磨耗性を向上させるために焼き入れによる硬化層７が形成されており、硬化層７は、歯６ｒの外周面を覆っている。

【0054】

図１、図２に示すように、本実施例の入力軸４、カウンタ軸５、リバース軸６、入力ギヤ４Ａから入力ギヤ４Ｅ、リバース入力ギヤ４Ｒ、カウンタギヤ５Ａからカウンタギヤ５Ｅ、ファイナルドライブギヤ５Ｆおよびリバースアイドラギヤ６Ｒは、歯車装置２０を構成する。

【0055】

次に、作用を説明する。
まず、図４を用いて一般的な形状のリバースアイドラギヤ２１とリバースカウンタギヤ２２の噛み合いについて説明する。

【0056】

リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａは、リバース軸の回転中心軸Ｌの方向の一端部に形成されるチャンファ２１ａと、歯２１Ａの両側面に形成される傾斜面（バックテーパ）２１ｂとを有する。リバースカウンタギヤ２２の歯２２Ａは、リバースカウンタギヤ２２の回転中心軸Ｌの一端部に形成されるチャンファ２２ａと、チャンファ２２ａの両側面に形成される傾斜面（バックテーパ）２２ｂを有する。

【0057】

図４では、リバースアイドラギヤ２１の回転方向Ｒを紙面の下方から上方側とする。回転方向Ｒに回転するリバースアイドラギヤ２１をリバース軸に対して摺動させることにより、リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａをリバースカウンタギヤ２２の歯２２Ａに噛み合わせる。

【0058】

このとき、リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａのチャンファ２１ａが、リバースカウンタギヤ２２の歯２２Ａのチャンファ２２ａを掻き分けることにより、リバースアイドラギヤ２１とリバースカウンタギヤ２２の角度にずれがあった場合でも、歯２１Ａと歯２２Ａの噛み合いを開始できる。

【0059】

リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａとリバースカウンタギヤ２２の歯２２Ａの噛み合いが完了すると、リバースアイドラギヤ２１からリバースカウンタギヤ２２に動力が伝達される。

【0060】

リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａとリバースカウンタギヤ２２の歯２２Ａの噛み合い時には傾斜面２１ｂと傾斜面２２ｂとが接触する。

【0061】

傾斜面２１ｂ、２２ｂは、リバースアイドラギヤ２１とリバースカウンタギヤ２２の回転中心軸Ｌの方向に対して傾斜する傾斜面であり、リバースアイドラギヤ２１からリバースカウンタギヤ２２に動力を伝達する際の反力Ｆを歯２１Ａと歯２２Ａの抜けを抑制する方向に向けることにより、歯２１Ａと歯２２Ａの噛み合いを保ち、ギヤ抜けを抑制する。

【0062】

図４（ａ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａが正常な噛み合い位置で、かつ、正常な角度で噛み合う場合には、リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａの歯厚の厚い部位３１ａに歯２２Ａが面接触しているので、歯２１Ａから歯２２Ａに加わる荷重を分散でき、歯２１Ａの強度が低下することを抑制できる。

【0063】

選択摺動式のリバースアイドラギヤ２１は、リバースアイドラギヤ２１が回転中心軸Ｌの方向に移動することにより、歯２１Ａがリバースカウンタギヤ２２の歯２２Ｂに噛み合う。

【0064】

このため、歯２１Ａと歯２２Ａの噛み合い位置のばらつきが発生することや、カウンタ軸やリバース軸の撓みや噛み合い部のクリアランス（歯２１Ａと歯２２Ａが噛み合ったときに生じる回転方向のクリアランス）によって歯２１Ａと歯２２Ａが傾いた状態で噛み合うことがある。

【0065】

例えば、図４（ｂ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａが正常な噛み合い位置で、かつ、不利な角度で噛み合う場合には、歯厚が厚い部位３２ａで歯２１Ａと歯２２Ａが噛み合うが、歯２１Ａと歯２２Ａが面接触ではなく点接触で噛み合うため、歯２１Ａの強度が低下する。

【0066】

また、図４（ｃ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａが不利な噛み合い位置で、かつ、正常な角度で噛み合う場合には、歯２１Ａと歯２２Ａが面接触で噛み合うので、歯２１Ａから歯２２Ａに加わる荷重を分散できるが、歯２２Ａが歯２１Ａの歯厚が薄い部位３３ａで噛み合うため、歯２１Ａの強度が低下する。

【0067】

また、図４（ｄ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａが不利な噛み合い位置で、かつ、不利な角度で噛み合う場合には、歯２２Ａが歯２１Ａの歯厚が薄い部位３４ａで、かつ、点接触で噛み合うため、歯２１Ａの強度がより一層低下する。

【0068】

また、図５（ａ）に示すように、リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａの外周面には歯２１Ａの耐磨耗性を向上させるために焼き入れによる硬化層２３（ハッチングで示す）が形成されており、硬化層２３は、歯２１Ａの外周面を覆っている。

【0069】

焼き入れによる硬化層２３は、硬度が高いが靱性が低下した脆い組織である。歯２１Ａの傾斜面２１ｂの他端部は、歯厚が減少して強度が低下しており、また、焼き入れは傾斜面２１ｂの他端部からチャンファ２１ａに向かって処理されることから、歯２１Ａの傾斜面２１ｂの他端部は、硬化層の占める割合が高くなる。

【0070】

図５（ａ）に示すように、リバースアイドラギヤ２１の回転中心軸Ｌの方向で靱性を有する歯２１Ａの範囲を矢印２１ｃで示し、脆弱個所を矢印２１ｄで示す。

【0071】

歯２１Ａの傾斜面２１ｂの他端部の矢印２１ｄで示す脆弱個所は、靱性が低下して強度に関して脆弱な個所となる。

【0072】

このため、図４（ｄ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａが不利な噛み合い位置で、かつ、不利な角度で噛み合う場合には、図５（ａ）に示すように、歯２２Ａが歯２１Ａの脆弱個所において点接触で噛み合い、脆弱個所に荷重が集中し、歯２１Ａの強度がより一層低下することになる。

【0073】

このような点を考慮し、歯２１Ａと歯２２Ａが傾いた状態で噛み合うことを見越して、図６（ａ）に示すように、不利な噛み合い位置で、かつ不利な角度となっても歯２１Ａと２２Ａが面接触となるように、リバースアイドラギヤ２１の歯２１Ａの傾斜面２１ｂの傾斜角を深くする、すなわち、リバースアイドラギヤ２１の回転中心軸Ｌに対する傾斜面２１ｂの傾斜角を大きくすることが考えられる。

【0074】

しかしながら、歯２１Ａの傾斜面２１ｂの傾斜角を深くすると、歯２１Ａの前端部の歯厚が必要以上に大きくなり、歯２１Ａと歯２２Ａの間の隙間ａが小さくなる。

【0075】

このため、図６（ａ）の仮想線で示すように歯２１Ａのチャンファ２１ａと歯２２Ａのチャンファ２２ａが衝突してリバースアイドラギヤ２１が摺動できずに歯２１Ａと歯２２Ａが噛み合わないおそれがある。

【0076】

これに対して、歯２１Ａと歯２２Ａが噛み合うようにするために、図６（ｂ）に示すように、歯２１Ａと歯２２Ａの間の隙間を小さくせずに、傾斜面２１ｂの傾斜角度を深くすると、歯２１Ａの歯厚が小さくなり、歯２１Ａの強度が大きく低下する。

【0077】

したがって、傾斜面２１ｂの深さを変更して歯２１Ａの強度が低下することを抑制するには限界がある。

【0078】

本実施例の変速機１は、複数の歯４ｒ、１４ｒを有し、回転中心軸Ｌの方向に移動不能に設けられたリバース入力ギヤ４Ｒおよびリバースカウンタギヤ１４Ｒと、回転中心軸Ｌの方向に摺動することにより、リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒとにそれぞれ噛み合う複数の歯６ｒを有するリバースアイドラギヤ６Ｒとを備えている。

【0079】

リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒは、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の一端部に形成されるチャンファ６ａと、歯６ｒの両側面に形成され、チャンファ６ａからリバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の他端部に向かって歯６ｒの歯厚が薄くなるように傾斜する傾斜面とを有する。

【0080】

歯６ｒの両側面に形成されるそれぞれの傾斜面は、チャンファ６ａ側に形成される第１の傾斜面６ｂと、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向で第１の傾斜面６ｂに対してチャンファ６ａと反対側に形成される第２の傾斜面６ｃとを有する。

【0081】

これに加えて、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌに対する第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αよりも第２の傾斜面６ｃの傾斜角度βが大きく形成されている。

【0082】

図７を用いて、本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの噛み合いについて説明する。

【0083】

本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、歯６ｒの第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αをリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒと正常な角度で噛み合う傾斜角度に設定し、第２の傾斜面６ｃの傾斜角度βを歯１４ｒと不利な角度で噛み合う傾斜角度に設定している。

【0084】

図７（ａ）に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒが正常な噛み合い位置で、かつ、正常な角度で噛み合う場合には、歯６ｒの歯厚が厚く、かつ、靱性を有する第１の傾斜面６ｂで歯６ｒと歯１４ｒが面接触する。これにより、歯６ｒから歯１４ｒに加わる荷重を分散でき、歯６ｒの強度が低下することを抑制できる。

【0085】

また、図７（ｂ）に示すように、歯６ｒと歯１４ｒが正常な噛み合い位置で、かつ、不利な角度で噛み合う場合には、歯６ｒが歯１４ｒに点接触するが、歯６ｒの歯厚の厚く、かつ、靱性を有する第１の傾斜面６ｂで歯６ｒと歯１４ｒが噛み合うので、歯６ｒの強度が低下することを抑制できる。

【0086】

また、図７（ｃ）に示すように、歯６ｒと歯１４ｒが不利な噛み合い位置で、かつ、正常な角度で噛み合う場合には、歯４ｒと歯１４ｒが点接触で噛み合うが、歯６ｒの歯厚が厚く、かつ、靱性を有する第１の傾斜面６ｂで歯６ｒと歯１４ｒが噛み合う。これにより、歯６ｒの強度が低下することを抑制できる。

【0087】

また、図７（ｄ）に示すように、歯６ｒと歯１４ｒが不利な噛み合い位置で、かつ、不利な角度で噛み合う場合には、歯６ｒの第２の傾斜面６ｃに歯１４ｒが面接触する。

【0088】

また、図５（ｂ）に示すように、第２の傾斜面６ｃの他端部は、靱性が低下して強度的に脆弱な個所であるが、歯６ｒの第２の傾斜面６ｃに歯１４ｒが面接触することにより、歯６ｒから歯１４ｒに加わる荷重を分散でき、歯６ｒの強度が低下することを抑制できる。

【0089】

図５（ｂ）に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向で靱性を有する６Ｒの範囲を矢印６ｄで示し、脆弱個所を矢印６ｅで示す。

【0090】

このように本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、チャンファ６ａ側に形成される第１の傾斜面６ｂと、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向で第１の傾斜面６ｂに対してチャンファ６ａと反対側に形成される第２の傾斜面６ｃとを有し、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌに対する第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αよりも第２の傾斜面６ｃの傾斜角度βが大きく形成されている。

【0091】

これにより、リバースアイドラギヤ６Ｒの第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αをリバースアイドラギヤ２１の傾斜面２１ｂの傾斜角度よりも小さくでき、チャンファ６ａから第２の傾斜面６ｃまでの歯厚を厚くできる。

【0092】

このため、リバースアイドラギヤ６Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの位置関係がばらついてリバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒにリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒが点接触した場合に、歯１４ｒを歯６ｒの歯厚の厚い第１の傾斜面６ｂに接触させることができる。

【0093】

このため、歯６ｒの強度不足によってリバースアイドラギヤ６Ｒの耐久性が悪化することを抑制できる。

【0094】

また、靱性が低下して強度的に脆弱な歯６ｒの他端部において、不利な角度で歯６ｒと歯１４ｒが接触した場合に、歯６ｒの第２の傾斜面６ｃに歯１４ｒが面接触することにより、歯６ｒから歯１４ｒに加わる荷重を分散できる。

【0095】

これにより、歯６ｒの強度が低下することを抑制でき、歯６ｒの強度不足によってリバースアイドラギヤ６Ｒの耐久性が悪化することを抑制できる。

【0096】

一方、上述したように、従来形状のリバースアイドラギヤ２１は、傾斜面２１ｂの深さを変更して歯２１Ａの強度が低下することを抑制するには限界があった。

【0097】

これに対して、本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、図６（ｃ）に示すように、リバースアイドラギヤ６Ｒが摺動を行うための歯６ｒの隙間ｂを確保しつつ、歯６ｒの他端側（第２の傾斜面６ｃよりチャンファ６ａ側）の歯６ｒの歯厚を確保できる。

【0098】

すなわち、本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、第１の傾斜面６ｂの深さを自由に変更して歯６ｒの強度（歯厚）が低下することを抑制できる。

【0099】

この結果、リバースアイドラギヤ６Ｒの摺動を確実に行って歯６ｒと歯１４ｒを確実に噛み合わせることができるとともに、歯６ｒの強度不足によってリバースアイドラギヤ６Ｒの耐久性が悪化することを抑制できる。

【0100】

なお、詳細な説明は省略するが、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒとリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒの噛み合いに関しても、図７（ａ）から図７（ｄ）の噛み合いと同様の噛み合いとなり、上述した効果と同じ効果を得ることができる。

【0101】

また、本実施例の変速機１によれば、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の第１の傾斜面６ｂの長さＳ１を、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の第２の傾斜面６ｃの長さＳ２よりも長く形成したので、第１の傾斜面６ｂの面積は、第２の傾斜面６ｃの面積よりも大きくできる。

【0102】

リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒは、正常な噛み合い位置で正常な角度で噛み合うことが多い。

【0103】

このため、リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒが正常に噛み合った場合に歯６ｒと歯１４ｒを面接触させて、歯６ｒから歯１４ｒに加わる荷重を分散でき、歯６ｒの強度が低下することを抑制できる。この結果、リバースアイドラギヤ６Ｒの耐久性が低下することをより効果的に抑制できる。

【0104】

本実施例のリバースアイドラギヤ６Ｒは、第１の傾斜面６ｂと第２の傾斜面６ｃが同一形状に形成されているが、これに限定されるものではない。

【0105】

例えば、リバースアイドラギヤ６Ｒの第１の傾斜面６ｂおよび第２の傾斜面６ｃは、リバース入力ギヤ４Ｒに対して従動側となり、リバースアイドラギヤ６Ｒに対しては駆動側となる。

【0106】

このため、従動側の第１の傾斜面６ｂと駆動側の第１の傾斜面６ｂの傾斜角度を異ならせてもよく、従動側の第２の傾斜面６ｃと駆動側の第２の傾斜面６ｃの傾斜角度を異ならせてもよい。

【0107】

また、リバースアイドラギヤ６Ｒに第１の傾斜面６ｂと第２の傾斜面６ｃの２つの傾斜面が形成されているが、傾斜面は、３つ以上であってもよい。

【0108】

この場合には、リバースアイドラギヤ６Ｒに、例えば、第１の傾斜面として傾斜角度が異なる１つの傾斜面を形成し、第２の傾斜面として傾斜角度が異なる２つの傾斜面を形成することや、第１の傾斜面として傾斜角度が異なる２つの傾斜面を形成し、第２の傾斜面として傾斜角度が異なる１つの傾斜面を形成することが考えられる。

【0109】

すなわち、本実施例の第１の傾斜面は、傾斜角度が異なる１つ以上の傾斜面であり、第２の傾斜面は、傾斜角度が異なる１つ以上の傾斜面を構成するものであり、いずれも１つの傾斜面に限定されるものではない。

【0110】

また、リバースアイドラギヤ６Ｒの側面において、第１の傾斜面６ｂと第２の傾斜面６ｃの境界（連絡部）は、リバースアイドラギヤ６Ｒのチャンファ６ａから他端部までの間のどの部位であってもよい。

【0111】

すなわち、リバースアイドラギヤ６Ｒの回転中心軸Ｌの方向の第１の傾斜面６ｂの長さは、自由に設定可能である。また、第１の傾斜面６ｂと第２の傾斜面６ｃの境界を丸みがあってもよい。

【0112】

図８（ａ）、図８（ｂ）は、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒがリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒに噛み合った状態を示す図である。

【0113】

リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒの第１の傾斜面６ｂの傾斜角度αを歯４ｒ、１４ｒと正常な角度で噛み合う傾斜角度に設定し、第２の傾斜面６ｃの傾斜角度βを歯４ｒ、１４ｒと不利な角度で噛み合う傾斜角度に設定した場合には、リバースアイドラギヤ６Ｒの傾く方向Ａ１、Ａ２によって図８（ａ）、図８（ｂ）に示す噛み合いとなる。

【0114】

すなわち、図８（ａ）においては、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒの第２の傾斜面６ｃがリバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒに面接触し、歯６ｒにリバースカウンタギヤ１４Ｒの歯１４ｒが点接触するので、歯６ｒは歯１４ｒに対して不利な角度となる。

【0115】

また、図８（ｂ）においては、歯６ｒの第２の傾斜面６ｃが歯４ｒに点接触し、歯６ｒに歯１４ｒが面接触するので、歯６ｒは歯４ｒに対して不利な角度となる。

【0116】

歯６ｒの第２の傾斜面６ｃの傾斜角度を浅くすると、歯４ｒ、６ｒ、１４ｒの噛み合い部でギヤ抜けを防ぐ方向の成分が減少する。

【0117】

この場合には、３つのギヤ４Ｒ、６Ｒ、１４Ｒの歯４ｒ、６ｒ、１４ｒが噛み合っていることを利用し、リバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒにおいて、ギヤ抜けを防ぐ方向の成分が減少した側と反対側の噛み合い反力が大きくなるように、歯６ｒの第２の傾斜面６ｃの角度を設定することが好ましい。

【0118】

また、ギヤ抜けを防ぐ方向は、噛み合い位置が不利になる方向であるため、歯４ｒおよび歯１４ｒのいずれか一方と噛み合う歯６ｒの第２の傾斜面６ｃの一方の噛み合い反力が大きくなったときには、歯４ｒおよび歯１４ｒのいずれか他方と噛み合う歯６ｒの第２の傾斜面６ｃの他方の噛み合い反力が小さくなるように第２の傾斜面６ｃの傾斜角度を設定してもよい。

【0119】

このように第２の傾斜面６ｃの傾斜角度を設定できるのは、リバース入力ギヤ４Ｒとリバースカウンタギヤ１４Ｒが摺動せずに位置関係が変わらないからである。

【0120】

ここで、回転中心軸Ｌの方向に対するリバースアイドラギヤ６Ｒの歯６ｒの長さは、リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒの長さよりも短く、リバース入力ギヤ４Ｒの歯４ｒの長さよりも長く形成されている。

【0121】

そして、リバースアイドラギヤ６Ｒが回転中心軸Ｌの方向に摺動したときに、歯６ｒは、歯４ｒに噛み合った後に歯１４ｒに噛み合う。これにより、歯６ｒは、歯４ｒ、１４ｒに円滑に噛み合う。なお、本実施の形態の歯車装置は、変速機１以外にも適用可能であることはいうまでもない。

【0122】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0123】

６ａ...チャンファ、６ｂ...第１の傾斜面、６ｃ...第２の傾斜面、６Ｒ...リバースアイドラギヤ（摺動歯車）、６ｒ...歯（摺動歯車の歯）、１４Ｒ...リバースカウンタギヤ（固定歯車）、１４ｒ...歯（固定歯車の歯）、Ｌ...摺動歯車の回転中心軸、Ｓ１...摺動歯車の回転中心軸方向の第１の傾斜面の長さ、Ｓ２...摺動歯車の回転中心軸方向の第２の傾斜面の長さ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】