JP2526927Y2

JP2526927Y2 - 歯車装置

Info

Publication number: JP2526927Y2
Application number: JP1993008998U
Authority: JP
Inventors: 一郎上村; 武美井上
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2007-02-26
Also published as: JPH0662255U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、主としてエンジンに
使用される歯車装置に関し、詳しくは金属製ギヤと樹脂
製ギヤとからなる歯車装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エンジンにおけるギヤ音の低減、
コストダウンおよび軽量化などの観点から、ギヤの樹脂
化が普及している。こうした樹脂製ギヤは、一般的にナ
イロン樹脂などの熱可塑性樹脂により一体成形で製造さ
れている。

【０００３】上記した樹脂製ギヤは、一方の歯面を歯幅
方向に沿って見た歯すじ形状を歯厚方向に拡大した図３
に示すように、成形後の収縮ひけにより、理想的な歯す
じ形状２１ｄに対して歯の中央部分２１ａが凹状にやや
へこむとともに歯端付近２１ｂが凸状にやや膨らむ傾向
がある。さらに、金型合わせ部においてギヤ２１の歯端
縁に沿って、成形圧力によるバリ２１ｃが発生し易い。

【０００４】そこで、樹脂製ギヤ２１の歯端付近におけ
る凸部やバリの影響を少なくするするため、図５(ａ)の
ように金属製ギヤ３１の歯幅を樹脂製ギヤ２１のそれよ
りも狭くすると、噛み合い幅が小さくなるために面圧が
上昇し、図５(ｂ)のように樹脂製ギヤ２１の歯面が段状
に摩耗してこの段付き摩耗箇所２２が徐々に進行するの
で、耐久性に問題がある。そのため、樹脂製ギヤを金属
製ギヤと組み合わせる場合には、従来は、図４のよう
に、金属製ギヤ３１の歯幅を樹脂製ギヤ２１のそれより
もやや広くしている。

【０００５】なお、その他の先行技術として、特公昭５
９−４１０５６号公報に記載のものがある。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、樹脂製
ギヤを歯幅をやや広くした金属製ギヤと組み合わせて歯
車装置を構成する場合（図４）に、以下のような不都合
がある。

【０００７】１）樹脂製ギヤの歯幅中央部分にて金属製
ギヤとのバックラッシを適正値に設定すると、歯端部で
はひけによる凸部とバリによりバックラッシがゼロ以下
（マイナス）になるため、特に運転初期にヒューヒュー
というセリ音が発生する。

【０００８】２）上記１）のセリ音の発生を避けるた
め、歯端部でバックラッシを適正値に設定すると、摺合
わせ運転後にバリが除去されてバックラッシが増大する
ため、トルク変動によりガタガタというガラ音が発生す
る。

【０００９】３）成形後に樹脂製ギヤのバリ取りのた
め、バフがけなどの仕上げ加工を行うと、加工工程が増
えてコストアップとなる。

【００１０】４）樹脂製ギヤの成形条件・後処理条件に
より、ひけによる歯端部の凸量およびバリ高さのばらつ
きが大きいため、金属製ギヤとの噛み合いが不安定であ
る。

【００１１】この考案は上述の点に鑑みなされたもの
で、樹脂製ギヤの耐久性を損なわすことなく、ひけによ
る歯端部の凸部およびバリに起因する噛み合い不良を回
避し、金属製ギヤとの安定した噛み合いを実現する歯車
装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本考案の歯車装置は、a)歯幅が歯元部分でほぼ等
しく相互に噛合する金属製ギヤと樹脂製ギヤとを備えた
歯車装置であって、b)前記金属製ギヤの歯幅方向の少な
くとも一方の端部を、歯先から歯元付近にかけて歯の端
面全体にわたって歯丈方向に対し傾斜するように面取り
し、c)前記金属製ギヤの面取りした部分の歯元付近が、
前記樹脂製ギヤの歯先の端部より内側を通るように相互
に噛合させている。

【００１３】

【作用】上記の構成を有する本考案の歯車装置によれ
ば、金属製ギヤの歯端部が歯の端面全体にわたり歯丈方
向に対し傾斜させて歯元付近まで面取りされているた
め、樹脂製ギヤに対する金属製ギヤの歯端部との噛み合
いを、樹脂製ギヤの歯端部の凸部やバリの影響を受けに
くい箇所に設定することができ、これによりバックラッ
シのばらつきが少なくなる。

【００１４】また、金属製ギヤの歯幅を樹脂製ギヤのそ
れよりも狭くした場合（図５(ａ)参照）に比べて、図２
(ｂ)の斜線部分の噛み合い幅が増加するため、樹脂製ギ
ヤに作用する面圧を低下させることができ、耐久性の向
上が図られる。

【００１５】さらに、樹脂製ギヤは成形後の収縮ひけに
より、インボリュート歯形形状に比べて歯先側の歯厚が
薄くなって逃げる傾向があるため、歯元側の面圧が上昇
する傾向にあるが、本考案では金属製ギヤの歯端部を歯
の端面全体にわたって面取りし歯丈方向に対して傾斜さ
せているから、図２(ｃ)に示すように、歯端部における
樹脂製ギヤとの噛み合いが、Ａ点からＢ点へと変位して
いくので、インボリュート歯形形状に沿った理想の噛み
合わせに近付き、樹脂製ギヤの歯元側の面圧上昇が緩和
される。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の歯車装置の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１７】図１は本実施例にかかる歯車装置の一部を
示す斜視図で、同図において、本実施例の歯車装置１
は、ナイロン６６樹脂などの熱可塑性樹脂により一体形
成されたはすば歯車からなる樹脂製ギヤ２に対し、はす
ば歯車からなる金属製ギヤ３を噛合させた、２つのギヤ
２・３により構成されている。なお各ギヤ２・３は、は
すば歯車でなく、たとえば平歯車であってもよい。

【００１８】金属製ギヤ３は、図２(ａ)に示すように樹
脂製ギヤ２と歯幅が歯元部分でほぼ等しく（正確には、
金属製ギヤ３の方がやや広い）、歯の両端部３ａ・３ａ
を、歯先円径３ｓに対して約４５゜の傾斜角度で面取り
している。図２(ａ)中の符号４は樹脂製ギヤ２により駆
動される回転軸のフランジで、これと補強部材４ｂで樹
脂製ギヤ２のリム部２ｂが挟持され、止具４ａで一体に
結合されている。

【００１９】金属製ギヤ３の歯端部３ａの面取線（歯元
付近）が、樹脂製ギヤ２の歯先の端部よりわずか内側寄
りを通るように、各ギヤ２・３を相互に噛合させて組み
合わせている。つまり、樹脂製ギヤ２の歯端の凸部およ
びバリの影響を受けにくい箇所に、金属製ギヤ３の歯端
部（面取部）３ａを噛合させている。そして、両ギヤ２
・３の歯端部付近で、バックラッシを適正値に設定して
いる。

【００２０】図２(ｂ)は両ギヤ２・３の噛合部分の一端
部を示すもので、図２(ｃ)は図２（ｂ）の樹脂製ギヤ２
のＸ−Ｘ線断面とＹ−Ｙ線断面とにおける金属製ギヤ３
の噛み合い状態を表している。図２（ｃ）に示すよう
に、金属製ギヤ３との噛み合いは、相対的に樹脂製ギヤ
２のＡ点からＢ点へと進行するので、インボリュート歯
形同士の噛み合い状態に近くなる。したがって、樹脂製
ギヤ２の歯元側の面圧上昇が緩和され、金属製ギヤ３と
の円滑かつ安定した噛み合いが得られる。

【００２１】上記実施例では、歯車装置１の使用箇所を
具体的に示していないが、たとえばエンジンのクランク
シャフトギヤに金属製ギヤ３が用いられ、このクランク
シャフトギヤと噛合されるカムシャフトギヤに樹脂製ギ
ヤ２が用いられる。とくに限定するものではないが、通
常は金属製ギヤ３が駆動側のギヤに用いられ、従動側の
ギヤに樹脂製ギヤ２が用いられる。また、樹脂製ギヤ２
は、エンジンでは、バランスシャフトギヤやガバナギヤ
などに使用されることが多い。

【００２２】ところで、上記実施例では、金属製ギヤ３
の歯の両端部を面取りする場合を示したが、効果はやや
低下するが歯の一方の端部を面取りしても有効である。

【００２３】また、金属製ギヤ３の端部を面取りする際
には、歯先より歯元付近まで面取りする必要があるが、
その面取りの角度は、樹脂製ギヤ２の歯端部のひけやバ
リなどの発生状況に応じて適宜設定される。

【００２４】さらに、金属製ギヤ３に対し複数の樹脂製
ギヤ２を同時に噛み合わせた歯車装置とすることもでき
る。

【００２５】

【考案の効果】以上説明したことから明らかなように、
本考案の歯車装置には、次のような効果がある。

【００２６】(1) 樹脂製ギヤの成形後の収縮ひけによる
歯端部の凸部およびバリに起因する噛み合い不良が回避
され、金属製ギヤとの円滑かつ安定した噛み合いが達成
される。

【００２７】(2) 金属製ギヤの端部を面取りするだけの
簡単な加工を施すだけで済むから、樹脂製ギヤにバリ取
り等の仕上げ加工を施すのに比べ製造コストが安く、経
済的である。

【００２８】(3) 金属製ギヤの端部を面取りしたことに
よる、樹脂製ギヤに対する噛み合い幅の減少は小さいの
で、耐久性にはほとんど影響がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の歯車装置の実施例を示す一部を省略し
た斜視図である。

【図２】図２(ａ)は図１の歯車装置の一部を拡大して示
す断面図、図２(ｂ)は図１の２つのギヤの噛合部分の一
端部をさらに拡大して示す断面図、図２(ｃ)は図２(ｂ)
の樹脂製ギヤのＸ−Ｘ線断面とＹ−Ｙ線断面とにおける
金属製ギヤの噛み合い状態の進行過程を拡大して表す、
図２(ｂ)のＺ方向矢視図である。

【図３】樹脂製ギヤの一方の歯面を歯幅方向に沿って見
た歯すじ形状を、歯幅方向に対し歯厚方向に１００倍程
度拡大して示す平面図である。

【図４】歯幅をやや広くした金属製ギヤと樹脂製ギヤと
の噛み合わせ部分を拡大して示す断面図である。

【図５】図５(ａ)は歯幅を狭くした金属製ギヤと樹脂製
ギヤとの噛み合わせ部分を拡大して示す断面図、図５
(ｂ)は樹脂製ギヤの歯面に生じた段付き摩耗部分および
それを拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１歯車装置２樹脂製ギヤ３金属製ギヤ３ａ歯端部（面取部）

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】歯幅が歯元部分でほぼ等しく相互に噛合
する金属製ギヤと樹脂製ギヤとを備えた歯車装置であっ
て、前記金属製ギヤの歯幅方向の少なくとも一方の端部を、
歯先から歯元付近にかけて歯の端面全体にわたって歯丈
方向に対し傾斜するように面取りし、前記金属製ギヤの面取りした部分の歯元付近が、前記樹
脂製ギヤの歯先の端部より内側を通るように相互に噛合
させたことを特徴とする歯車装置。