特許 7477018 シザーズギア及びシザーズギアシステム

(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】シザーズギア及びシザーズギアシステム

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/18 20060101AFI20240423BHJP

【ＦＩ】

F16H55/18

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2023088489

(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】韓国公開特許第１０－２０２０－０１０１６００（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開平９－８９０８３（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、前記メインギアとの間に油路を形成するように配置されたサブギアと、
前記メインギア及び前記サブギアの内周側の領域において前記油路に潤滑油を供給する供給流路と、
を備えるシザーズギアであって、
前記サブギアは、
前記油路を内周側から外周側に向かって流れる潤滑油の流れにより、前記サブギアを前記メインギアに対して周方向に回転させる方向の力を生じさせる突出部を有する
シザーズギア。

【請求項2】

前記サブギアは、複数の前記突出部を有し、
前記複数の突出部は、前記サブギアの周方向に沿って配置されている、
請求項１に記載のシザーズギア。

【請求項3】

前記供給流路は、前記シャフトに形成されている、
請求項１又は２に記載のシザーズギア。

【請求項4】

前記油路は、前記メインギアの歯部と前記サブギアの歯部との間に前記潤滑油を供給するポートを有する、
請求項１又は２に記載のシザーズギア。

【請求項5】

エンジンの駆動力を伝達する請求項１に記載のシザーズギアと、
前記シザーズギアに潤滑油を供給する供給機構と、
前記供給機構の動作を制御する制御装置と、
を備えるシザーズギアシステムであって、
前記制御装置は、
前記油路に第１の供給量で前記潤滑油を供給している状態で、エンジンの回転数が閾値以上となった場合に、前記第１の供給量よりも多い第２の供給量で前記潤滑油を供給するように、前記供給機構を動作させる、
シザーズギアシステム。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記供給機構が前記第２の供給量で前記潤滑油を供給している状態で、前記シザーズギアのラトル音の大きさを検知するセンサの出力値が閾値未満となった場合に、前記第１の供給量で前記潤滑油を供給するように、前記供給機構の動作を変更させる、
請求項５に記載のシザーズギアシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シザーズギア及びシザーズギアシステムに関する。

【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、メインギア及びサブギアの間に配置されたＣ字型のスプリングによりサブギアに対して付勢力を付与する構造であるため、シザーズギアの構造が複雑化するという課題がある。

【0006】

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、簡素な構成でサブギアに対して付勢力を付与できるシザーズギア及びそれを備えたシザーズギアシステム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】

本発明の一形態のシザーズギアは、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、前記メインギアとの間に油路を形成するように配置されたサブギアと、前記メインギア及び前記サブギアの内周側の領域において前記油路に潤滑油を供給する供給流路と、を備えるシザーズギアであって、前記サブギアは、前記油路を内周側から外周側に向かって流れる潤滑油の流れにより、前記サブギアを前記メインギアに対して周方向に回転させる方向の力を生じさせる突出部を有する。

【0008】

前記サブギアは、複数の前記突出部を有し、前記複数の突出部は、前記サブギアの周方向に沿って配置されていてもよい。

【0009】

前記供給流路は、前記シャフトに形成されていてもよい。

【0010】

前記油路は、前記メインギアの歯部と前記サブギアの歯部との間に前記潤滑油を供給するポートを有してもよい。

【0011】

本発明の一形態のシザーズギアシステムは、エンジンの駆動力を伝達する上記に記載のシザーズギアと、前記シザーズギアに潤滑油を供給する供給機構と、前記供給機構の動作を制御する制御装置と、を備えるシザーズギアシステムであって、前記制御装置は、前記油路に第１の供給量で前記潤滑油を供給している状態で、エンジンの回転数が閾値以上となった場合に、前記第１の供給量よりも多い第２の供給量で前記潤滑油を供給するように、前記供給機構を動作させる。

【0012】

前記制御装置は、前記供給機構が前記第２の供給量で前記潤滑油を供給している状態で、前記シザーズギアのラトル音の大きさを検知するセンサの出力値が閾値未満となった場合に、前記第１の供給量で前記潤滑油を供給するように、前記供給機構の動作を変更させてもよい。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、簡素な構成でサブギアに対して付勢力を付与できるシザーズギア及びシザーズギアシステムを提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】シザーズギアシステムの構成を説明するための図である。

【図2】シザーズギアの分解斜視図である。

【図3】シザーズギアの断面図である。

【図4】シザーズギアの機能を説明するための図である。

【図5】シザーズギアシステムにおける動作変更の制御を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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、シザーズギアシステムの構成を説明するための図である。図２は、シザーズギアの分解斜視図である。図３は、シザーズギアの断面図である。図４は、シザーズギアの機能を説明するための図である。各図において、シザーズギアシステム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。

【0016】

図１に示すように、本実施形態のシザーズギアシステム１は、シザーズギアＳ１００と、供給機構２と、制御装置３と、センサ４とを備えている。シザーズギアシステム１は、一例として、車両のエンジン５の駆動力を伝達する機動機構の一部として構成されている。

【0017】

シザーズギアＳ１００は、図２に示すように主要な構成要素として、メインギア１０、サブギア２０シャフト４１、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、サブギア２０に突出部２５が設けられており、メインギア１０とサブギア２０との間に供給された潤滑油の流れが突出部２５に作用することにより、サブギア２０をメインギア１０に対して回転させる力が生じるように構成されている点（詳細後述）である。すなわち、本実施形態では、メインギア１０とサブギア２０とのＣ字型のスプリングは設けられておらず、油圧によってサブギア２０が回転するようになっている。

【0018】

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、ギア本体１１と、筒状部１２とを有している。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。

【0019】

ギア本体１１は円盤状に形成され、外周に歯部が形成されている。ギア本体１１は、一例として筒状部１２と一体的に形成されている。ギア本体１１は、サブギア２０に対向する面に形成された凹部１１ａを有する。凹部１１ａは、ギア本体１１の円環状の領域を部分的に薄く形成した部位である。

【0020】

筒状部１２は、ギア本体１１から突出するように形成され、シャフト４１を取り囲む形状を有する。筒状部１２は、具体的にはシャフト４１の軸部４１ａを取り囲む円筒状のブッシュである。筒状部１２には、油供給孔１２ａが形成されている。

【0021】

サブギア２０は、メインギア１０と同様、外周にギアの歯部が形成されており、一例としてヘリカルギアである。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の筒状部１２に支持される。サブギア２０は、筒状部１２周りに動くことができるように構成されている。サブギア２０は、これにより、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。

【0022】

サブギア２０を回転させるために、サブギア２０の側面には、同側面から突出する突出部２５が形成されている。突出部２５は、メインギア１０とサブギア２０との間を内周側から外周側に向かって半径方向に流れる潤滑油によって、サブギア２０をメインギア１０に対して周方向に回転させる方向の力を生じさせる構造部である。突出部２５は、この例では、サブギア２０の周方向に沿って複数配置された羽部である。

【0023】

突出部２５は、具体例として、内周側における潤滑油の圧力と外周側における潤滑油の圧力との差圧によって周方向の回転力を生じさせる形状である。突出部２５は、このように回転力（付勢力）を生じさせることができるものであれば特定の形状に限定されるものではない。突出部２５は、例えば、翼のような流線形状の羽部であってもよい。

【0024】

サブギア２０は、突出部２５が潤滑油の流れを受けることにより生じた付勢力が付与された場合に、図４に示すように、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。車両の伝達機構において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を付勢し、サブギア２０が、メインギア１０に対して相対的に回転する。歯５０ａには、周方向の付勢力が付与されているので、これによりギア５０の回転が抑えられ、ラトルの発生が抑制される。

【0025】

シャフト４１（図２参照）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の貫通孔と、サブギア２０の貫通孔とに挿入される軸部４１ａを有している。シャフト４１の内部には潤滑油を供給する流路が形成されているが、これについては後述する。

【0026】

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。フランジ４２は、例えばボルトＢ（図３参照）によりシャフト４１に対して固定される。

【0027】

（潤滑油の油路及びその周辺構造）
本実施形態のシザーズギアＳ１００では、図３に示すように、メインギア１０とサブギア２０との間に油路３０が形成されている。油路３０は、メインギア１０とサブギア２０との間の領域で、シザーズギアＳ１００の内周側から外周側へ向かって延在している。

【0028】

この油路３０に潤滑油を供給するために、シャフト４１には供給流路４５が設けられている。供給流路４５は、供給機構２（図１参照）から供給された潤滑油が流れる流路である。供給流路４５は、シャフト４１の軸部４１ａの開口部４１ｂ及び筒状部１２の油供給孔１２ａを通じて、潤滑油を油路３０に供給する。

【0029】

油路３０は、メインギア１０の歯部と前記サブギア２０の歯部との間に潤滑油を供給するポート３２を有する。ポート３２の末端は開放されており、これによりポート３２は潤滑油の圧力を逃がす。ポート３２の断面積は、この例では、油路３０の内周側の断面積よりも小さい。

【0030】

再び図１を参照する。供給機構２は、シザーズギアＳ１００に潤滑油を供給する機構である。供給機構２は、潤滑油をシザーズギアＳ１００に向けて圧送するポンプを有する。ポンプは、例えばエンジン５のオイルポンプであってもよいし、エンジン５のオイプポンプとは別に設けられたポンプであってもよい。ポンプは、エンジン５の回転数に連動して供給量が増減する（回転数の上昇にともなって供給量も増加する）構成であってもよい。又は、ポンプは、第１の供給量で潤滑油を供給する動作と、第１の供給量よりも多い第２の供給量で潤滑油を供給する動作とを実施するものであってもよい。

【0031】

センサ４は、シザーズギアＳ１００のラトル音の大きさを検知するセンサである。センサ４は、例えば、シザーズギアＳ１００を含む伝達機構の付近に配置され、シザーズギアＳ１００から発生するラトル音を検知する。センサ４は、制御装置３に接続されており、センサ４の出力値は制御装置３に与えられる。

【0032】

制御装置３は、供給機構２の動作を制御する。制御装置３は、具体的には、例えばポンプに対して動作開始の制御信号と、動作停止の制御信号とを与え、ポンプの動作を開始させたり停止させたりする。制御装置３は、供給機構２に第１の供給量で潤滑油を供給する動作と、第２の供給量で潤滑油を供給する動作とを行わせる。

【0033】

本実施形態のシザーズギアＳ１００では、油圧によってサブギア２０に付勢力が与えられる構成であるため、油圧が生じていないとサブギア２０は付勢されない。したがって、制御装置３は、例えば、エンジン５が動作しておりシザーズギアＳ１００が回転する状態又は回転しうる状態の間、継続的に供給機構２を動作させて、潤滑油をシザーズギアＳ１００に供給する。制御装置３は、具体的には、油路３０に第１の供給量で潤滑油が供給されるように、供給機構２を動作させる。

【0034】

これにより、油路３０に潤滑油が供給され、潤滑油は、供給機構２のポンプの圧力及びシザーズギアＳ１００の回転による遠心力によって、内周側から外周側に向かって流れる。この潤滑油の流れによって、サブギア２０が周方向に付勢されシザーズギアＳ１００がシザーズギアとしての機能を発揮する。

【0035】

（動作変更制御）
図５は、シザーズギアシステムにおける動作変更の制御を示すフローチャートである。ラトル音は、エンジンの回転数が上がった場合に大きくなる傾向がある。したがって、シザーズギアＳ１００に供給される潤滑油の量を増やし、付勢力を一時的に増加させる制御を行うことが一形態において好ましい。以下、この制御について、図５のフローチャートを参照して説明する。

【0036】

まず、ステップＳ１では、エンジン５が始動し、制御装置３が、油路３０に第１の供給量で潤滑油が供給されるように、供給機構２を動作させる。これにより、サブギア２０に付勢力が付与される。

【0037】

次いで、制御装置３は、エンジン５の回転数が閾値以上となった場合に、供給機構２が第１の供給量よりも多い第２の供給量で潤滑油を供給するように、供給機構２を動作させる。具体的には、制御装置３は、ステップＳ２において、エンジン５の回転数が、ラトル音が大きくなることが見込まれる回転数の値として設定された閾値以上であるかを判定する。ステップＳ２でＮｏの場合、同ステップを繰り返す。

【0038】

ステップＳ２でＹｅｓの場合、制御装置３は、ステップＳ３において、供給機構２が第２の供給量で潤滑油を供給するように、供給機構２を動作させる。

【0039】

制御装置３は、さらに、上記第２の供給量で潤滑油を供給している状態で、センサ４の出力値が閾値未満となった場合に、第１の供給量で前記潤滑油を供給するように、供給機構２の動作を変更させる。具体的には、制御装置３は、ステップＳ４において、センサ４の出力値が、ラトル音が低下したことを示す値として設定された閾値未満であるかを判定する。ステップＳ４でＮｏの場合、同ステップを繰り返す。

【0040】

ステップＳ４でＹｅｓの場合、制御装置３は、ステップＳ５において、供給機構２が第１の供給量で潤滑油を供給するように、供給機構２の動作を変更させる。制御装置３は、例えば、エンジン５が停止された場合に、以上一連のフローを終了する。

【0041】

（シザーズギアＳ１００の効果）
以上のように構成されたシザーズギアＳ１００によれば、メインギア１０とサブギア２０との間の油路３０に潤滑油が供給され、その潤滑油の流れを突出部２５が受けることで、サブギア２０を回転させるための付勢力が生じる。このような構成のため、従来のシザーズギアのようにＣ字型のスプリングをメインギア１０とサブギア２０との間に設ける必要がなく、シザーズギアＳ１００の構成を簡素化することができる。また、ギアラトルの衝撃力が、潤滑油によって緩衝されるため、ギアや軸受への振動伝達が低減する。

【0042】

また、図３に示したように、油路３０の末端にポート３２が設けられている場合、このポート３２を通じて潤滑油がメインギア１０の歯部及びサブギア２０の歯部に供給されるため、シザーズギアＳ１００とギア５０とを良好に潤滑することができる。

【0043】

＜変形例＞
以上、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明したが、本発明は適宜変更されてもよい。例えば、図２では、油供給孔１２ａが１つのみ描かれているが、複数の油供給孔１２ａが周方向に沿って設けられていてもよい。シャフト４１の開口部４１ｂについても同様である。

【0044】

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】

【0045】

１ シザーズギアシステム
２ 供給機構
３ 制御装置
４ センサ
５ エンジン
１０ メインギア
１０ａ 歯
１１ ギア本体
１１ａ 凹部
１２ 筒状部
１２ａ 油供給孔
２０ サブギア
２０ａ 歯
２５ 突出部
３０ 油路
３２ ポート
４１ シャフト
４１ａ 軸部
４１ｂ 開口部
４２ フランジ
４５ 供給流路
５０ ギア
５０ａ 歯
Ｂ ボルト
Ｓ１００ シザーズギア

【要約】

【課題】簡素な構成でサブギアに対して付勢力を付与できるシザーズギアを提供する。
【解決手段】このシザーズギアＳ１００は、シャフト４１に連結されたメインギア１０と、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、メインギア１０との間に油路３０を形成するように配置されたサブギア２０と、メインギア１０及びサブギア２０の内周側の領域において油路３０に潤滑油を供給する供給流路４５と、を備え、サブギア２０は、油路３０を内周側から外周側に向かって流れる潤滑油の流れにより、サブギア２０をメインギア１０に対して周方向に回転させる方向の力を生じさせる突出部２５を有する。
【選択図】図３

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】