JP2005207454A - Laminated gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は複数のギア構成部品を積層して構成される積層ギアに関する。 The present invention relates to a laminated gear constituted by laminating a plurality of gear components.
歯面に切削加工で油溝を形成し、その油溝に潤滑油を供給して歯面の摩耗を抑えるようにしたギアが知られている(特許文献1参照)。また、水平に配置されるギアの上面に油溜りを形成し、その油溜りから外周の歯底に向けて油路を設けた例も知られている(特許文献2参照)。その他に、本発明に関連する先行技術文献として特許文献3が存在する。
しかしながら、特許文献1のギアのように、歯車の一つ一つの歯面に切削加工で油溝を形成するには相当の手間を要する。また、特許文献2のギアのように油溜りから歯底まで油通路を設ける場合には小径でかつ長い深穴加工が必要となり、加工に手間がかかる。
However, as in the gear of Patent Document 1, considerable effort is required to form the oil groove on each tooth surface of the gear by cutting. Further, when the oil passage is provided from the oil reservoir to the tooth bottom as in the gear of
そこで、本発明は積層ギアの一部のギアを潤滑の為のギア構造とすることにより油溝や油路を従来よりも簡単に設けることが可能な積層ギアを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a laminated gear in which oil grooves and oil passages can be provided more easily than in the past by providing a gear structure for lubrication as a part of the laminated gear.
本発明の第1の積層ギアは、複数のギア構成部品が同軸的に積層され、各ギア構成部品には歯部が設けられた積層ギアであって、前記ギア構成部品の積層方向に関して両端に配置されるギア構成部品よりも当該積層方向の内側に配置される少なくとも一つのギア構成部品の歯部の少なくとも一部が、隣接する他のギア構成部品の歯部よりも歯厚方向又は歯高方向の少なくともいずれか一方向に関して小さく形成されることにより、上述した課題を解決する(請求項1)。 A first laminated gear of the present invention is a laminated gear in which a plurality of gear components are coaxially laminated, and each gear component is provided with a tooth portion, and is provided at both ends with respect to the lamination direction of the gear components. At least a part of the tooth portion of at least one gear component arranged inside the stacking direction with respect to the gear component to be arranged has a tooth thickness direction or tooth height higher than the tooth portion of another adjacent gear component. The above-described problem is solved by being formed small in at least one of the directions (Claim 1).
この発明によれば、一部のギア構成部品の歯部の少なくとも一部をその他のギア構成部品の歯部よりも小さく形成したので、これらを組み合わせて得られる積層ギアの歯面又は歯先に段差が生じ、その段差を油溝として機能させることができる。一部のギア構成部品の歯部を小さく形成するだけで油溝を設けることができ、ギア構成部品を組み合わせて積層ギアを構成した後に一つ一つの歯面に油溝を加工するような手間を要しない。 According to the present invention, since at least a part of the teeth of some gear components is formed smaller than the teeth of other gear components, the tooth surface or the tooth tip of the laminated gear obtained by combining them. A level | step difference arises and the level | step difference can be functioned as an oil groove. An oil groove can be provided simply by forming the tooth part of some gear components small, and it takes time and effort to process the oil groove on each tooth surface after combining the gear components to form a laminated gear. Is not required.
本発明の第2の積層ギアは、複数のギア構成部品が同軸的に積層され、外部から潤滑油が供給される供給部が設けられるとともに各ギア構成部品には歯部が設けられた積層ギアであって、前記ギア構成部品の積層方向に関して両端に配置されるギア構成部品よりも当該積層方向の内側に配置される少なくとも一つのギア構成部品には、前記供給部から当該ギア構成部品の歯部へ潤滑油を導出する導出用溝部が設けられ、前記導出用溝部が隣接するギア構成部品にて覆われることにより前記供給部から前記歯部まで延びる導出用油路が形成されることにより、上述した課題を解決する(請求項2)。 The second laminated gear of the present invention is a laminated gear in which a plurality of gear components are coaxially laminated, a supply portion to which lubricating oil is supplied from the outside is provided, and each gear component is provided with a tooth portion. The at least one gear component disposed inside the stacking direction relative to the gear component disposed at both ends with respect to the stacking direction of the gear component is connected to the teeth of the gear component from the supply unit. A lead-out groove for leading the lubricating oil to the part is provided, and a lead-out oil passage extending from the supply part to the tooth part is formed by covering the lead-out groove with an adjacent gear component; The problem described above is solved (claim 2).
この発明によれば、一部のギア構成部品に設けられた溝部をこれに隣接して配置される他のギア構成部品にて覆うことにより、その溝部を潤滑油の供給部から歯部へ通じる油溝として機能させることができる。この場合も、組み合わせ前の一部のギア構成部品に溝部を設けておけばよく、ギア構成部品の組み合わせ後に深穴加工のような手間のかかる追加工を要しない。 According to the present invention, the groove portion provided in a part of the gear component parts is covered with the other gear component parts arranged adjacent thereto, so that the groove portion is communicated from the lubricating oil supply part to the tooth part. It can function as an oil groove. Also in this case, it is only necessary to provide a groove in some of the gear components before the combination, and no additional work such as deep hole machining is required after the combination of the gear components.
本発明の第2の積層ギアにおいても、前記積層方向の内側に配置される少なくとも一つのギア構成部品の歯部の少なくとも一部が、隣接する他のギア構成部品の歯部よりも歯厚方向又は歯高方向の少なくともいずれか一方向に関して小さく形成されてもよい。この場合には導出用溝部から排出される潤滑油を歯面又は歯先の油溝に無理なく導くことができ、潤滑性能がさらに向上する。 Also in the second laminated gear of the present invention, at least a part of the teeth of at least one gear component arranged inside the lamination direction is in the tooth thickness direction than the teeth of other adjacent gear components. Or you may form small regarding at least any one direction of a tooth height direction. In this case, the lubricating oil discharged from the lead-out groove portion can be easily guided to the tooth surface or the oil groove on the tooth tip, and the lubricating performance is further improved.
また、本発明の第2の積層ギアにおいては、外部から前記供給部を経て前記導出用溝部に至るまでの潤滑油の油路が複数のギア構成部品の組み合わせによって形成されてもよい(請求項3)。このように複数のギア構成部品を組み合わせて油路を形成すれば、深穴加工では実現不可能な様々な形状の油路を簡単に形成することができる。 Further, in the second laminated gear of the present invention, the lubricating oil passage from the outside through the supply section to the lead-out groove section may be formed by a combination of a plurality of gear components. 3). Thus, if an oil path is formed by combining a plurality of gear components, oil paths having various shapes that cannot be realized by deep hole machining can be easily formed.
本発明においてギア構成部品は様々な材料及び加工法にて製造することができるが、好適には前記ギア構成部品をプレス成型にて形成するとよい(請求項4)。プレス成型により同一形状のギア構成部品を安価に製造することができ、複数のギア構成部品の積層構造としたことにより見かけ上は部品点数が増加しても、一つ一つのギア構成部品を極めて安価に製造して積層ギア全体ではコストダウンを図ることができる。 In the present invention, the gear component can be manufactured by various materials and processing methods. Preferably, the gear component is formed by press molding. The gear components of the same shape can be manufactured at low cost by press molding. Even if the number of components increases due to the laminated structure of multiple gear components, each gear component is extremely It can be manufactured at low cost and the entire laminated gear can be reduced in cost.
以上に説明したように、本発明によればギア構成部品を組み合わせて積層ギアを構成した後に、各歯面への油溝の追加工や積層ギア内部への深穴加工を行う必要がなく、油溝や油路を簡単に設けることができるという優れた効果を奏する。 As described above, according to the present invention, after configuring a laminated gear by combining gear components, there is no need to perform additional processing of oil grooves on each tooth surface or deep hole processing inside the laminated gear, There is an excellent effect that an oil groove and an oil passage can be easily provided.
図1は本発明の一形態に係る積層ギアが使用された内燃機関用始動装置の一例を示している。始動装置1は、不図示のスタータモータの出力軸と連結されるスタータギア軸2の回転を、そのスタータギア軸2上に設けられたスタータギア3からこれと噛み合うドリブンギア4へ伝達し、そのドリブンギア4の回転をワンウェイクラッチ5を介してドリブンギア4と同軸の中間ギア6へ伝達し、その中間ギア6の回転をこれと噛み合うクランクギア7に伝達してクランクギア7と同軸のクランクシャフト8をクランク軸線CLの回りに所定方向に回転させるように構成されている。ワンウェイクラッチ5はドリブンギア4から中間ギア6への回転伝達を許容し、その反対に中間ギア6からドリブンギア4への回転伝達を阻止するもので、内燃機関の始動後にクランクシャフト8によってスタータモータが回転駆動されることによる回転負荷の増加を防止する目的で設けられている。噛み合い率の向上によるギア騒音の低減化等を目的として、各ギア3、4、6、7はいずれも歯筋が軸線方向に対して斜めに傾斜したはすば歯車として構成されている。
FIG. 1 shows an example of a starter for an internal combustion engine in which a laminated gear according to an embodiment of the present invention is used. The starter 1 transmits the rotation of the
以上のような始動装置1において、例えばクランクギア7が本発明の積層ギアに相当する。以下、クランクギア7の詳細を説明する。図2(a)、(b)はそれぞれクランクギア7を構成する2種類のギアプレート10A、10Bを示している。ギアプレート10A、10Bはいずれも鋼板のプレス打ち抜き加工によって形成されている。ギアプレート10A、10Bの厚さはクランクギア7の歯幅(クランク軸線CLの方向に関する寸法に相当)よりも十分に小さく、最低でも3枚のギアプレート10A、10Bを重ねることによってクランクギア7が構成されるように各プレート10A、10Bの厚さが定められる。なお、ギアプレート10A、10Bの厚さは互いに等しくてもよいし、異なってもよい。
In the starting device 1 as described above, for example, the crank gear 7 corresponds to the laminated gear of the present invention. Hereinafter, details of the crank gear 7 will be described. 2A and 2B show two types of
ギアプレート10A、10Bに共通する特徴として、中心にはクランクシャフト8が嵌り込む中心孔11が形成され、外周には歯部12A、12Bがそれぞれ形成されている。また、各プレート10A、10Bの中心部には4つの貫通孔13が周方向に等しいピッチ(90°)で形成されている。一方、図2(a)に示す第1のギアプレート10Aには中心孔11から貫通孔13に通じる導入用溝部14が形成されている。一方、図2(b)に示す第2のギアプレート10Bには、上述した導入用溝部14に代えて、いずれか一つの貫通孔13から歯部12Bの歯底12btに通じる導出用溝部15が形成されている。これらの溝部14、15はギアプレート10A、10Bの両面に開口するスリット状に形成されている。但し、ギアプレート10A、10Bが十分な板厚を有している場合には溝部14、15をギアプレート10A、10Bの片面のみに開口させてもよい。
As a feature common to the
なお、ギアプレート10A、10Bの中心孔11、歯部12A、12B、貫通孔13、溝部14、15はいずれもギアプレート10A、10Bの素材を打ち抜く際に一体的にプレス成型加工される。
Note that the
以上のギアプレート10A、10Bにおいて、中心孔11の直径は互いに等しく、その大きさはクランクシャフト8のギア受け部8a(図1参照)の外周に所定の嵌め合い公差で取り付けられるように設定されている。また、ギアプレート10A、10Bの中心から貫通孔13までの半径方向の距離も互いに等しい。貫通孔13と歯部12A、12Bの周方向の位置関係もギアプレート10A、10Bの間で互いに等しく設定されている。
In the
一方、歯部12A、12Bの大きさは第1のギアプレート10Aと第2のギアプレート10Bとで互いに異なっている。すなわち、第1のギアプレート10Aの歯部12Aは、中間ギア6と適正に噛み合うためにクランクギア7に設計上要求される歯部の軸直角断面と合同となるようにその大きさが設定されている。一方、第2のギアプレート10Bの歯部12Bは第1のギアプレート10Aの歯部12Aの大きさよりも歯厚方向及び歯高方向のいずれにおいても小さく形成されている。なお、歯厚方向はギアプレート10A、10Bの周方向に相当し、歯高方向はギアプレート10A、10Bの半径方向に相当する。第2のギアプレート10Bの歯部12Bの歯厚及び歯高は、第1のギアプレート10Aの歯部12Aに対して潤滑油の保持に必要な程度の溝部がクランクギア7の歯面や歯先に生じるように定めればよい。
On the other hand, the sizes of the
以上のギアプレート10A、10Bを適宜の枚数ずつクランク軸線CLの方向に積層することによりクランクギア7が構成される。その組み合わせの一例を図3に示す。この例では、クランクギア7の両端に第1のギアプレート10Aが配置され、それらの間には第2のギアプレート10Bと第1のギアプレート10Aとが交互に配置されている。これらのギアプレート10A、10Bは、それぞれの歯部12A、12Bが図中に二点鎖線TLで示す歯筋方向に並ぶように、かつ貫通孔13が歯筋方向に連続するように周方向に位置決めされつつクランク軸線CLの方向に同軸的に組み合わされる。なお、複数枚の第2のギアプレート10Bを使用する場合、第2のギアプレート10B同士の間において導出用溝部15の周方向の位置を90°又はそれ以上の角度でずらしておくことが望ましい。クランクギア7をはすば歯車とせず、平歯車として構成するならば歯部12A、12B及び貫通孔13をクランク軸線CLの方向に揃えてギアプレート10A、10Bを組み合わせればよい。
A crank gear 7 is configured by laminating an appropriate number of the
以上のようにギアプレート10A、10Bを組み合わせることにより、クランクギア7の歯面7a及び歯先7bのそれぞれには第2のギアプレート10Bに対応して油溝20が形成される。また、図4に示すように、クランクギア7の内部では貫通孔13が連続して潤滑油の供給部21が形成される。なお、図4では供給部21がクランク軸線CLの方向に延びているが、実際には歯筋方向に供給部21が延びるようになる。供給部21の両端は適当な埋栓16にて閉鎖される。
By combining the
また、導入用溝部14及び導出用溝部15が隣接するギアプレート10B又は10Aにて覆われることにより、クランクギア7の内部にはクランクギア7の内周から供給部21に通じる導入用油路22と、供給部21からクランクギア7の歯底7cに通じる導出用油路23とが形成される。
Further, the
クランクギア7が取り付けられるクランクシャフト8の内部には潤滑油を供給する油穴24が形成されており、その油穴24はギア受け部8aの外周に設けられた環状の油溝25に開口する。従って、クランクギア7のいずれか一つの導入用油路22を油溝25と合わせることにより、クランクシャフト8の油穴24から導かれる潤滑油を導入用油路22を介して供給部21に供給し、さらにその供給部21から導出用油路23を介して歯底7cに潤滑油を導きことができる。そして、歯底7cに排出された潤滑油が油溝20に保持されることにより、クランクギア7と中間ギア6との噛み合い部分には十分な潤滑油が確実に供給される。
An
以上のクランクギア7において、組み合わせられたギアプレート10A、10Bは、その後にばらけることなくクランクギア7の形態を保てるよう適当な結合手段により相互に結合されてもよい。結合手段としてはリベットやボルト等の連結具、接着剤を用いることができる。ギアプレート10A、10Bを相互にかしめて結合してもよい。あるいは、そのような結合手段を用いなくても、クランクシャフト8にクランクギア7を組み付けた状態においてギアプレート10A、10Bをクランク軸線CLの方向に強固に締め込むことにより、ギアプレート10A、10Bの間に十分な摩擦力を生じさせてギアプレート10A、10Bの周方向のずれを防ぐようにしてもよい。ギアプレート10A、10Bを固定する各種の手段はクランクギア7の負荷や組み立ての都合等に応じて適宜に選択することができる。
In the above crank gear 7, the combined gear plates 10 </ b> A and 10 </ b> B may be coupled to each other by appropriate coupling means so that the form of the crank gear 7 can be maintained without being separated thereafter. As the coupling means, a connecting tool such as a rivet or a bolt, or an adhesive can be used. The
また、クランクギア7を積層ギアとして構成した場合にはクランクギア7とクランクシャフト8との間に回り止め手段を設けて両者を一体回転できるように組み合わせる必要がある。回り止め手段としては好適にはキーを用いることができるが、この場合にはクランクギア7を構成するギアプレート10A、10Bの中心孔11にキー溝を加工する必要がある。キー溝の加工はギアプレート10A、10Bの組み合わせ前の個々のギアプレート10A、10Bに対して行ってもよいし、組み合わせ後のギアプレート10A、10Bに対して一括して行ってもよい。
Further, when the crank gear 7 is configured as a laminated gear, it is necessary to provide a detent means between the crank gear 7 and the
ギアプレート10A、10Bを組み合わせる前にキー溝を加工する場合には、歯筋の捩れを生じさせるべくキー溝と歯部12A、12Bとの周方向の位置関係を、ギアプレート10A、10Bの組み立て順序に従って各プレート10A、10Bの板厚と歯筋の捩れ角から定まる所定量ずつずらしておく必要がある。この場合にはギアプレート10A、10Bの組み立て順序もキー溝加工時に考慮した順序に従う必要がある。一方、組み合わせ後のギアプレート10A、10Bに一括してキー溝を加工する場合には、ギアプレート10A、10Bが相互にずれないように配慮しておけば、歯筋の方向に対して捩れ角相当だけずれた方向に確実にキー溝を加工できて便利である。その他に、回り止め手段としては例えばクランクシャフト8にフランジを設け、そのフランジとクランクギア7とをボルト等の連結手段にて連結するような構造でもよい。
When the key groove is processed before the
上記の形態では、ギアプレート10A、10Bの素材をクランク軸線CLの方向に打ち抜いて歯部12A、12Bを成型しているため、図3から明らかなようにクランクギア7の歯面7aにはギアプレート10A、10Bの境界において微小な段差が生じる。歯筋の捩れ角が小さく、あるいはギアプレート10A、10Bの板厚が十分に小さければその段差は無視してよい。但し、そのような段差がクランクギア7の性能に何らかの影響を与える場合には、ギアプレート10A、10Bを組み合わせた後に歯面7aに対して研削等による仕上げ加工を施してもよい。
In the above embodiment, the
本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、ギアプレート10A、10Bは交互に配置する必然性はなく、図5に一例を示したように同一のギアプレート10A又は10Bが二枚以上連続して配置されてもよい。本発明の積層ギアにおいては、歯部が小さく形成された少なくとも一枚のギア構成部品が通常の歯部を有するギア構成部品によって両側から挟まれている部分が存在すればよい。従って、図6に示したように一枚のギアプレート10Bを二枚のギアプレート10Aにて挟んだ構成も本発明の範囲に含まれるものである。なお、図6の例では積層ギアの両端に必然的に歯部の大きなギア構成部品が配置されることになるが、歯部の小さなギア構成部品を少なくとも2枚以上使用する場合においては、歯部の小さい少なくとも一枚のギア構成部品が通常のギア構成部品にて挟まれた部分が存在する限りにおいて、積層ギアの少なくともいずれか一方の端に歯部の小さなギア構成部品が配置されていても構わない。また、供給部21を形成するための貫通孔13や導入用溝部14、導出用溝部15は図示した形態に限らず、例えば図7(a)、(b)に示したように、歯部12A、12B毎に設けてもよい。
The present invention is not limited to the form described above, and may be implemented in various forms. For example, the
上記の形態では歯部12Bを歯厚方向及び歯高方向のいずれに関しても歯部12Aより小さく形成したが、いずれか一方の方向のみ歯部12Bを小さく形成してもよい。また、歯部12Bは少なくとも一部が歯部12Aよりも小さく形成されていればよい。例えば、ピッチ円直径よりも歯元側のみ歯部12Bを歯部12Aよりも小さく形成して、油溝を歯元付近に限定するような構成も本発明の範囲に含まれる。
In the above embodiment, the
本発明の積層ギアは内燃機関の始動装置のクランクギアに限らず、各種のギアに適当可能である。外周に歯部が設けられたギアに限らず、内周に歯部が設けられたインターナルギアにも本発明は適用できる。 The laminated gear of the present invention is not limited to the crank gear of the starter of the internal combustion engine, and can be applied to various gears. The present invention can be applied not only to gears having teeth on the outer periphery but also to internal gears having teeth on the inner periphery.
1 始動装置
3 スタータギア
4 ドリブンギア
5 ワンウェイクラッチ
6 中間ギア
7 クランクギア(積層ギア)
8 クランクシャフト
10A、10B ギアプレート(ギア構成部品)
11 中心孔
12A、12B 歯部
13 貫通孔
14 導入用溝部
15 導出用溝部
20 油溝
21 供給部
22 導入用油路
23 導出用油路
24 油穴
25 油溝
1 Starter 3 Starter Gear 4
8
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ギア構成部品の積層方向に関して両端に配置されるギア構成部品よりも当該積層方向の内側に配置される少なくとも一つのギア構成部品の歯部の少なくとも一部が、隣接する他のギア構成部品の歯部よりも歯厚方向又は歯高方向の少なくともいずれか一方向に関して小さく形成されていることを特徴とする積層ギア。 A plurality of gear components are laminated coaxially, and each gear component is a laminated gear provided with a tooth portion,
At least a part of the tooth portion of at least one gear component disposed inside the stacking direction of the gear component disposed at both ends with respect to the stacking direction of the gear component is adjacent to another gear component. A laminated gear characterized by being formed smaller than at least one of a tooth thickness direction and a tooth height direction than a tooth portion.
前記ギア構成部品の積層方向に関して両端に配置されるギア構成部品よりも当該積層方向の内側に配置される少なくとも一つのギア構成部品には、前記供給部から当該ギア構成部品の歯部へ潤滑油を導出する導出用溝部が設けられ、前記導出用溝部が隣接するギア構成部品にて覆われることにより前記供給部から前記歯部まで延びる導出用油路が形成されていることを特徴とする積層ギア。 A plurality of gear components are coaxially stacked, a supply portion to which lubricating oil is supplied from the outside is provided, and each gear component is a stacked gear provided with a tooth portion,
At least one gear component arranged inside the stacking direction with respect to the stacking direction of the gear component in the stacking direction includes a lubricant from the supply unit to a tooth portion of the gear component. And a lead-out oil passage extending from the supply portion to the tooth portion is formed by covering the lead-out groove portion with an adjacent gear component. gear.
The laminated gear according to any one of claims 1 to 3, wherein the gear component is formed by press molding.
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