特許 7477017 シザーズギア及び伝達機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-22

(45)【発行日】2024-05-01

(54)【発明の名称】シザーズギア及び伝達機構

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/18 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

F16H55/18

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023088453

(22)【出願日】2023-05-30

【審査請求日】2023-05-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000000170

【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110004222

【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100166006

【弁理士】

【氏名又は名称】泉 通博

(74)【代理人】

【識別番号】100154070

【弁理士】

【氏名又は名称】久恒 京範

(74)【代理人】

【識別番号】100153280

【弁理士】

【氏名又は名称】寺川 賢祐

(74)【代理人】

【識別番号】100167793

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 学

(72)【発明者】

【氏名】山岸 誠弥

【審査官】畔津 圭介

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－１７０６４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平７－３４２５１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平４－１１３０７４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－１２５８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５５／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャフトに連結されたメインギアと、
前記メインギアに対して周方向に回転可能に設けられるとともに、前記メインギアに近づき又は遠ざかるように前記シャフトの軸方向に沿って移動可能に設けられたサブギアと、
前記サブギアが前記メインギアに対して回転した際、前記サブギアが前記サブギアの初期位置に戻るように周方向の力を付与する付勢部材と、
を備えるシザーズギアであって、
前記付勢部材は、
一端が前記メインギアの固定部に係止され、他端がサブギアの固定部に係止され、前記メインギアと前記サブギアとの間で螺旋状に延在するばねである、
シザーズギア。

【請求項2】

前記付勢部材は、前記シャフトの周りを３６０度以上に亘って延在している、
請求項１に記載のシザーズギア。

【請求項3】

前記付勢部材の前記一端は、前記メインギアの固定部として設けられた、前記メインギアの挿入孔に挿入された第１軸部材に係止され、
前記付勢部材の前記他端は、前記サブギアの固定部として設けられた、前記サブギアの他の挿入孔に挿入された第２軸部材に係止される、
請求項１又は２に記載のシザーズギア。

【請求項4】

前記メインギア及び前記サブギアはいずれもヘリカルギアであり、
前記付勢部材は、前記メインギアと前記サブギアとが前記軸方向に互いに離れる方向の付勢力を前記メインギア及び前記サブギアに付与している、
請求項１又は２に記載のシザーズギア。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のシザーズギアと、
前記シザーズギアと噛み合うヘリカルギアと、
を備える伝達機構であって、
前記サブギアは、前記ヘリカルギアの歯と前記サブギアの歯とが噛み合う作用によりスラスト方向の力が生じ、当該スラスト方向の力によって前記メインギア側に移動するように設けられている、
伝達機構。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シザーズギア及び伝達機構に関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンからの駆動力をクランクを介して伝えるギアトレインでは、クランクの回転変動やカム駆動トルクによって、ギアどうしが衝突するギアラトルが発生する。ギアラトルによって発生した振動は、ギア軸受を伝わってエンジンブロック本体に伝達され、エンジン騒音を悪化させる。ギアラトルに対する対策として、従来、２枚の歯で相手側のギアを挟み込み、ギアの相対移動を抑制するシザーズギアにより騒音悪化を抑える方法が提案されている。

【0003】

ラトル音を低減するために、例えば、メインギアとサブギアとの間においてそれらの回転方向に沿ったＣ字型のスプリングを設置し、その一端がメインギアのストッパピンに係止され、他端はサブギアのストッパピンに係止されたシザーズギアを用いることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２２－１１５４２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来のシザーズギアはメインギアとサブギアとの間にＣ字型の平板状のスプリングが設けられている。このスプリングのばね定数は、通常、そのシザーズギアが抑え込むべきトルク変動の最大値を考慮して設定される。このような構成では、スプリングの付勢力を高く設定した場合、トルク変動が生じていない初期状態において、サブギアの歯が相手側のギアの歯に当接する力が増大し、フリクションの悪化の要因となる。

【0006】

そこで、本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、フリクションの悪化を抑え、効率的に力を伝達することができるシザーズギア及び伝達機構を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様のシザーズギアは、シャフトに連結されたメインギアと、前記メインギアに対して周方向に回転可能に設けられるとともに、前記メインギアに近づき又は遠ざかるように前記シャフトの軸方向に沿って移動可能に設けられたサブギアと、前記サブギアが前記メインギアに対して回転した際、前記サブギアが前記サブギアの初期位置に戻るように周方向の力を付与する付勢部材と、を備えるシザーズギアであって、前記付勢部材は、一端が前記メインギアの固定部に係止され、他端がサブギアの固定部に係止され、前記メインギアと前記サブギアとの間で螺旋状に延在するばねである。

【0008】

前記付勢部材は、前記シャフトの周りを３６０度以上に亘って延在していてもよい。

【0009】

前記付勢部材の前記一端は、前記メインギアの固定部として設けられた、前記メインギアの挿入孔に挿入された第１軸部材に係止され、前記付勢部材の前記他端は、前記サブギアの固定部として設けられた、前記サブギアの他の挿入孔に挿入された第２軸部材に係止されてもよい。

【0010】

前記メインギア及び前記サブギアはいずれもヘリカルギアであり、前記付勢部材は、前記メインギアと前記サブギアとが前記軸方向に互いに離れる方向の付勢力を前記メインギア及び前記サブギアに付与していてもよい。

【0011】

本発明の一形態の伝達機構は、上記に記載のシザーズギアと、前記シザーズギアと噛み合うヘリカルギアと、を備える伝達機構であって、前記サブギアは、前記ヘリカルギアの歯と前記サブギアの歯とが噛み合う作用によりスラスト方向の力が生じ、当該スラスト方向の力によって前記メインギア側に移動するように設けられている。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、フリクションの悪化を抑え、効率的に力を伝達することができるシザーズギア及び伝達機構を提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】シザーズギアの分解斜視図である。

【図2】シザーズギアを含む伝達機構の動作を説明するための図である。

【図3】シザーズギアを含む伝達機構の断面図である。

【図4】付勢部材及びその周辺構造を示す図である。

【図5】シザーズギアにおけるメインギアとサブギアとの動きを説明するための模式図である。

【図6】螺旋ばねの他の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、シザーズギアの分解斜視図である。図２は、シザーズギアを含む伝達機構の動作を説明するための図である。図３は、シザーズギアを含む伝達機構の断面図である。図４は、付勢部材及びその周辺構造を示す図である。各図において、伝達機構の構成部品は模式的に示されており、一の図面の部品形状と他の図面の部品形状とが一致しない場合があるが、これらの相違は本発明において本質的なものではない。以下の説明において、シザーズギアの初期状態とは、伝達機構においてトルク変動が生じておらず、サブギアがメインギアに対して所定の初期位置にある状態のことをいう。

【0015】

本実施形態の伝達機構１は、図２及び図３に示すように、シザーズギアＳ１００と、シザーズギアＳ１００と噛み合うヘリカルギアであるギア５０とを備え、例えば、車両に搭載されている。伝達機構１は、一例として、エンジン又はトランスミッション等の動力伝達機構の一部として用いられる。

【0016】

シザーズギアＳ１００は、メインギア１０、サブギア２０、螺旋ばね３０、シャフト４１、及びフランジ４２を備えている。本実施形態のシザーズギアＳ１００の特徴の１つは、メインギア１０とサブギア２０との間に螺旋形の螺旋ばね３０が設けられている点である。

【0017】

メインギア１０は、外周にギアの歯部が形成されたギアであり、中央部には貫通孔が形成されている。メインギア１０は一例としてヘリカルギアである。メインギア１０は、シャフト４１の軸部４１ａに連結されており、シャフト４１の回転に応じてシャフト４１とともに回転する。

【0018】

サブギア２０は、メインギア１０と同様、外周に歯部が形成されたギアであり、一例としてヘリカルギアである。サブギア２０は、メインギア１０に隣接してメインギア１０と同軸上に配置されている。サブギア２０の中央部には貫通孔が形成され、サブギア２０は、メインギア１０と同様、シャフト４１によって支持される。但し、サブギア２０は、シャフト４１の軸部４１ａ周りに動くことができるように構成されている。これにより、サブギア２０は、メインギア１０に対して周方向に回転可能に設けられている。

【0019】

サブギア２０は、図３に示すように、メインギア１０から軸方向に沿って離れた位置に設けられている。サブギア２０は、具体的には、メインギア１０に近づき又は遠ざかることができるように、シャフト４１の軸方向に沿って移動可能に設けられている。

【0020】

シャフト４１は、例えばエンジンの駆動力により回転するシャフトである。シャフト４１は、メインギア１０の貫通孔及びサブギア２０の貫通孔に挿入される軸部４１ａを有している。フランジ４２は、シャフト４１の軸部の先端側に対して固定される。

【0021】

サブギア２０は、図２に示すように、シザーズギアＳ１００の初期状態で、メインギア１０の歯１０ａとサブギア２０の歯２０ａとが相手方のギア５０の歯５０ａを挟み込むように設けられている。歯２０ａは、歯５０ａに対して接している。シザーズギアＳ１００の動作については、螺旋ばね３０を説明した後に詳細に説明する。

【0022】

螺旋ばね３０は、図１及び図３に示すように、メインギア１０とサブギア２０との間に配置された付勢部材である。螺旋ばね３０は、従来の一般的な平たいＣ字型のばねではなく、螺旋状に延在するＣ字型のばねである。螺旋ばね３０は、サブギア２０がメインギア１０に対して回転した際、サブギア２０が当該サブギア２０の初期位置に戻るように周方向の力を付与する。

【0023】

螺旋ばね３０は、図３及び図４に示すように、一端がメインギア１０に係止され、他端がサブギア２０に係止されている。具体的には、螺旋ばね３０の一端である第１端部３１が、メインギア１０に設けられた第１軸部材１１に係止され、螺旋ばね３０の他端である第２端部３２が、サブギア２０に設けられた第２軸部材２１に係止されている。

【0024】

第１軸部材１１は、メインギア１０の固定部として設けられた部材であり、メインギア１０の挿入孔１０ｈに挿入されている。第２軸部材２１は、サブギア２０の固定部として設けられた部材であり、サブギア２０の挿入孔２０ｈに挿入されている。第１軸部材１１及び第２軸部材２１は、棒状の部材であり、例えばボルト又はピンである。図３では第１軸部材１１及び第２軸部材２１は模式的に描かれているが、第１軸部材１１及び第２軸部材２１は、第１端部３１及び第２端部３２が軸部材から外れるのを防止するための頭部を有していてもよい。頭部は、例えば、軸部より大径に形成された部位であってもよい。

【0025】

螺旋ばね３０は、螺旋ばね３０がメインギア１０とサブギア２０との間に相対的な周方向の付勢力を付与する。この付勢力により、図２に示したように、サブギア２０の歯２０ａがギア５０の歯５０ａに押し付けられ、メインギア１０の歯１０ａとサブギア２０の歯２０ａとが、相手側のギア５０の歯５０ａを挟み込む。

【0026】

螺旋ばね３０は、シザーズギアＳ１００の初期状態で、メインギア１０とサブギア２０との間において軸方向（シザーズギアの厚み方向）にやや押し縮められた状態で配置されている。これにより、螺旋ばね３０は、メインギア１０とサブギア２０とが互いに軸方向に離れる方向の付勢力をメインギア１０とサブギア２０とに付与している。

【0027】

図５は、シザーズギアＳ１００におけるメインギア１０とサブギア２０との動きを説明するための模式図である。図５（ａ）はシザーズギアＳ１００の初期状態であり、図２の状態に対応する。図５（ｂ）はトルク変動が生じ、サブギアがメインギア側に動いた状態である。図５において、歯１０ａ－１及び歯１０ａ－２はメインギア１０の歯であり、歯２０ａ－１及び歯２０ａ－２はサブギア２０の歯である。

【0028】

図５（ａ）では、ギア５０の歯５０ａが、メインギア１０の歯１０ａ－１と、サブギア２０の歯２０ａ－２とによって挟まれている。メインギア１０、サブギア２０及びギア５０はいずれもヘリカルギアである。トルク変動が生じ、例えば、ギア５０の歯５０ａが図示上方に移動ずると、ギア５０の歯５０ａとサブギア２０の歯２０ａ－２とが噛み合う作用によりスラスト方向の力が生じる。このスラスト方向の力（図５（ｂ）の矢印参照）によって、サブギア２０はメインギア１０側に移動する。トルク変動が解消すると、螺旋ばね３０の作用によってサブギア２０は図５（ａ）の位置に戻る。

【0029】

（動作）
上述のように構成された伝達機構１では、トルク変動が生じていない状態では、図２及び図５（ａ）の状態でシザーズギアＳ１００とギア５０とが噛み合って力が伝達される。

【0030】

一方、トルク変動が生じた際には、ギア５０の歯５０ａがサブギア２０の歯２０ａ－２を付勢し、サブギア２０が、螺旋ばね３０の付勢力に抗しながらメインギア１０に対して相対的に回転する。サブギア２０は、また、図５（ｂ）を参照して説明したように、軸方向（スラスト方向）にも移動する。

【0031】

そして、トルク変動が解消した場合には、サブギア２０は、周方向及びスラスト方向の位置が所定の初期位置に戻る。

【0032】

（シザーズギアＳ１００の効果）
以上のように構成された本実施形態のシザーズギアＳ１００では、メインギア１０とサブギア２０との間の付勢部材が螺旋ばね３０として設けられている。このような螺旋状の螺旋ばね３０によれば、周方向にのみ変形する従来のＣ字型のばねに比べて、ばねが周方向に加えてスラスト方向にも変形する。この構成の場合、単位長さ当たりのばねを変形させる力が、周方向にのみに変形するばねと比べて小さくなる。すなわち、本実施形態の構成によれば、ばね定数を小さくできるので、初期状態においてギアの歯に加わる摩擦力が低減し、その結果、シザーズギアＳ１００のフリクションの悪化を防止することが可能となる。

【0033】

＜変形例＞
図６は螺旋ばねの他の構成例を示す図である。上記実施形態では、螺旋ばね３０はＣ字型であり、螺旋の回転角が３６０度未満のものであった。しかしながら、螺旋ばね３０Ａは、例えば図６に示すように、螺旋の回転角が３６０度以上のものであってもよい。この螺旋ばね３０Ａは、シャフト４１（図３）の周りを３６０度以上に亘って延在する。平板状のＣ字型のばねの場合、このようにシャフト４１を３６０度以上に亘って延在する形状は実現できないが、本発明のように螺旋状のばねの場合、このような構成が可能となる。このような構成の螺旋ばね３０Ａは、ばねの長さが十分に確保されるため、ばね定数を小さくでき、シザーズギアＳ１００のフリクションの悪化より効果的に防止できる。回転角が３６０度以上の例として、例えば、螺旋の回転角が５４０度であってもよく、この場合、螺旋ばねの両端が互いに周方向に１８０度に離れた位置となる。

【0034】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

【符号の説明】

【0035】

１ 伝達機構
１０ メインギア
１０ａ 歯
１０ａ－１ 歯
１０ａ－２ 歯
１０ｈ 挿入孔
１１ 第１軸部材
２０ サブギア
２０ａ 歯
２０ａ－１ 歯
２０ａ－２ 歯
２０ｈ 挿入孔
２１ 第２軸部材
３１ 第１端部
３２ 第２端部
４１ シャフト
４１ａ 軸部
４２ フランジ
５０ ギア
５０ａ 歯
Ｓ１００ シザーズギア

【要約】

【課題】フリクションの悪化を抑え、効率的に力を伝達することができるシザーズギアを提供する。
【解決手段】シザーズギアＳ１００は、シャフト４１に連結されたメインギア１０と、前記メインギア１０に対して周方向に回転可能に設けられるとともに、前記メインギアに近づき又は遠ざかるように前記シャフトの軸方向に沿って移動可能に設けられたサブギア２０と、前記サブギア２０が前記メインギア１０に対して回転した際、前記サブギアが前記サブギアの初期位置に戻るように周方向の力を付与する付勢部材と、を備え、前記付勢部材は、一端が前記メインギア１０の固定部に係止され、他端がサブギア２０の固定部に係止され、前記メインギア１０と前記サブギア２０との間で螺旋状に延在するばねである。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】