(57)【要約】【課題】やまば歯車により構成されたギヤ対で生じる振動および騒音を低減すること。【解決手段】互いに異なる回転中心軸線Ｏ１，Ｏ２上に配置された第１やまば歯車１０と第２やまば歯車２０とが噛み合っているギヤ対３を備えた変速機１において、第１やまば歯車１０は、一体成形された二つのヘリカルギヤにより構成され、かつ転造加工された成形品であるとともに、第２やまば歯車２０よりも小径かつ歯数が少ないギヤであり、第２やまば歯車２０は、別体に成形された二つのヘリカルギヤが一体化された構造を有するとともに、歯面修正された歯面を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異なる回転中心軸線上に配置された第１やまば歯車と第２やまば歯車とが噛み合っているギヤ対を備えた変速機において、
前記第１やまば歯車は、一体成形された二つのヘリカルギヤにより構成され、かつ転造加工された成形品であるとともに、前記第２やまば歯車よりも小径かつ歯数が少ないギヤであり、
前記第２やまば歯車は、別体に成形された二つのヘリカルギヤが一体化された構造を有するとともに、歯面修正された歯面を有する
ことを特徴とする変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両に搭載される変速機において、ファイナルドライブギヤとファイナルドリブンギヤとが噛み合うファイナルギヤ対をやまば歯車同士が噛み合うギヤ対により構成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−０５６８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構成では、ギヤ対を構成する両方のやまば歯車はそれぞれに二つのヘリカルギヤが一体成形された成形品であるため、転造加工などの塑性加工によって両方のやまば歯車を成形した場合には歯面精度が低くなり、ギヤ対の噛合い部で生じる振動および騒音が大きくなる虞がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、やまば歯車により構成されたギヤ対における振動および騒音を低減することができる変速機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】
【０００６】
本発明は、互いに異なる回転中心軸線上に配置された第１やまば歯車と第２やまば歯車とが噛み合っているギヤ対を備えた変速機において、第１やまば歯車は、一体成形された二つのヘリカルギヤにより構成され、かつ転造加工された成形品であるとともに、第２やまば歯車よりも小径かつ歯数が少ないギヤであり、第２やまば歯車は、別体に成形された二つのヘリカルギヤが一体化された構造を有するとともに、歯面修正された歯面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一対のやまば歯車からなるギヤ対を備えた変速機について、一方が一体式、他方が別体組立式となる。これにより、別体組立式のやまば歯車において歯面修正が可能となるため、噛合い部での噛合い伝達誤差を低減でき、振動および騒音を低減することができる。また、転造用の型の歯数は、型寿命の観点から製造する歯車（第１やまば歯車）の歯数の４倍以上であることが望ましいので、転造される一体式のやまば歯車を歯数が少ない小径ギヤとすることで製造上有利となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態における変速機を模式的に示す図である。
【図２】図２は、各やまば歯車の製造工程を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施の形態における変速機について具体的に説明する。
【００１０】
図１は、実施の形態における変速機１を模式的に示す図である。変速機１は、互いに平行に配置された二つの回転軸２ａ，２ｂの間を、やまば歯車同士が噛み合うギヤ対３によって動力伝達するように構成されている。ギヤ対３は、小径ギヤである第１やまば歯車１０と、大径ギヤである第２やまば歯車２０とによって構成される。なお、この説明では、軸線方向の配置について図１に示す右側と左側を用いる場合がある。
【００１１】
第１やまば歯車１０は、互いに逆向きに傾斜する歯面を有する左歯車１０ａと右歯車１０ｂの二つのヘリカルギヤにより構成されたダブルヘリカルギヤである。この第１やまば歯車１０は、左歯車１０ａと右歯車１０ｂとが一体成形された構造を有し、第２やまば歯車２０よりも小径かつ歯数が少ないギヤである。
【００１２】
第２やまば歯車２０は、互いに逆向きに傾斜する歯面を有する左歯車２０ａと右歯車２０ｂの二つのヘリカルギヤにより構成されたダブルヘリカルギヤである。この第２やまば歯車２０は、別体に成形された左歯車２０ａと右歯車２０ｂとが一体化された構造を有し、第１やまば歯車１０よりも大径かつ歯数が多いギヤである。
【００１３】
図１に示す変速機１では、第１やまば歯車１０は入力側の回転軸（以下「第１軸」という）２ａの回転中心軸線Ｏ１を回転中心とする駆動歯車であり、第２やまば歯車２０は出力側の回転軸（以下「第２軸」という）２ｂの回転中心軸線Ｏ２を回転中心とする被駆動歯車である。入力軸となる第１軸２ａに設けられた第１やまば歯車１０が第１軸２ａと一体回転し、出力軸となる第２軸２ｂに設けられた第２やまば歯車２０が第２軸２ｂと一体回転する。また、第１やまば歯車１０は第２やまば歯車２０よりも小径かつ歯数が少ないので、ギヤ対３は減速ギヤ対として機能する。
【００１４】
ここで、ギヤ対３を構成する第１やまば歯車１０と第２やまば歯車２０の構造について、より詳細に説明する。
【００１５】
第１やまば歯車１０は、転造加工等の塑性加工や、焼結、焼結転造等によって左歯車１０ａと右歯車１０ｂとが一体成形された成形品（一体式の歯車）である。例えば転造加工によって第１やまば歯車１０が製造された場合、転造型の歯形状が左歯車１０ａおよび右歯車１０ｂに転写されて左歯面１０ｃと右歯面１０ｄが成形される。また、左歯車１０ａ（左歯面１０ｃ）と右歯車１０ｂ（右歯面１０ｄ）との間の中央部には、バイト逃がし溝が設けられる。逃がし溝幅ΔＷが狭いほど第１やまば歯車１０の体格（軸線方向長さ）は小さくなる。そのため、逃がし溝幅ΔＷは５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、第１やまば歯車１０において、左歯車１０ａと右歯車１０ｂの位相は同位相でも、位相をずらしてもよい。
【００１６】
第２やまば歯車２０は、別体に成形された左歯車２０ａと右歯車２０ｂとを組立製造された別体組立式の歯車である。左歯車２０ａの左歯面２０ｃ、および右歯車２０ｂの右歯面２０ｄは、一体式である第１やまば歯車１０の左右歯面１０ｃ，１０ｄに合わせて適切な歯面修正加工を施した歯面形状を有する。なお、左右歯車２０ａ，２０ｂを組み立てた後の状態、すなわち一体化された状態の第２やまば歯車２０について、当業者であれば、左歯面２０ｃおよび右歯面２０ｄが歯面修正済みであるか否かをその外観から特定することは可能である。また、第２やまば歯車２０において、左歯車２０ａと右歯車２０ｂの位相は同位相でも、位相をずらしてもよい。
【００１７】
このような構造を有する一体式の第１やまば歯車１０と別体組立式の第２やまば歯車２０とは、別々の製造方法によって製造される。その製造方法の工程フローの一例を図２に示す。
【００１８】
図２は、各やまば歯車１０，２０の製造工程を説明するための図である。まず、一体式の第１やまば歯車１０の製造工程フローについて説明する。第１やまば歯車１０の工程フローは、粗形材工程（ステップＳ１）後に、転造前加工として熱処理前加工（ステップＳ２）を実施してから歯車を転造する（ステップＳ３）。ステップＳ３の転造工程では、二つの転造型を回転同期させながらワーク（やまば歯車）に押し付けることで、転造型の形状をワークに転写する。この転造に関しては、転造型の歯数は第１やまば歯車１０の歯数の４倍以上であることが望ましい。これは、型寿命の観点、つまり転造型の歯数が多いと転造型の歯厚を厚くできるので転造型の寿命を延ばすことが可能となるためである。そして、ステップＳ３の転造工程後に、熱処理を施し（ステップＳ４）、熱処理後の歯面精度測定する（ステップＳ５）。このように、左右歯車１０ａ，１０ｂが一体式の第１やまば歯車１０を転造加工によって製造することで、例えば歯切り（歯研を含む）やスカイビング加工で製造するよりも、中央部のバイト逃がし溝幅ΔＷを狭くでき、ワークの寸法を小さくでき、かつ質量を軽くできる点で有利である。なお、一体式の第１やまば歯車１０は、塑性加工を応用した転造や鍛造、焼結、焼結転造により製造されてよい。
【００１９】
次に、別体組立式の第２やまば歯車２０の製造工程フローについて説明する。第２やまば歯車２０は、粗形材工程（ステップＳ６）後に、熱処理前加工としての歯切り加工（ステップＳ７）を実施してから、熱処理を行い（ステップＳ８）、その後仕上げ加工を行う（ステップＳ９）。ステップＳ９の仕上げ加工は、歯面仕上げ、歯面修正加工であり、例えば歯研、ホーニング、ハードスカイビング等を含む。この仕上げ加工では、上述したステップＳ５で測定した一体式の第１やまば歯車１０の歯面精度を基に、別体組立式の第２やまば歯車２０の左右歯面２０ｃ，２０ｄの歯面仕上げ、歯面修正加工を行う。例えば、一体式の第１やまば歯車１０の歯面精度に合わせて、ギヤ対３の噛合い部での噛合い伝達誤差が最小となるように目標値を設定して第２やまば歯車２０に対して歯面修正加工を行う。そして、ステップＳ９の仕上げ加工後に、左歯車２０ａと右歯車２０ｂとを組み立て（ステップＳ１０）、左右歯車２０ａ，２０ｂを接合する（ステップＳ１１）。この組立後の接合方法は、レーザ接合、電子ビーム溶接、円筒圧入、スプライン圧入、塑性締結、機械的締結（ボルト締め、リベット止め）等が適用可能である。
【００２０】
以上説明した実施の形態によれば、ギヤ対３を構成する一方のやまば歯車（第１やまば歯車１０）を一体式、他方のやまば歯車（第２やまば歯車２０）を別体組立式とすることにより、一体式による小型軽量化に併せて、別体組立式による歯面精度の向上を図れる。これにより、ギヤ対３の噛合い部で生じる振動および騒音を低減可能であるとともに、ギヤ対３の強度を向上できる。
【００２１】
例えば、ギヤ対を構成する両方のやまば歯車を転造で一体式として製造する場合よりも、上述した実施の形態のように一方のやまば歯車を別体組立式とすることで、転造された一体式の第１やまば歯車１０が、歯面精度の高い別体組立式の第２やまば歯車２０とギヤ対３を構成するため、ギヤ対３の相対歯面精度が向上し、一体式の歯面精度に合わせて別体組立式の歯面修正も可能になる。これにより、ギヤ対３における噛合い部の振動および騒音を低減でき、歯面の強度も向上する。
【００２２】
また、ギヤ対を構成する両方のやまば歯車を別体組立式で製造する場合よりも、上述した実施の形態のように一方のやまば歯車を一体式とすることで、部品点数（締結要素点数など）を削減でき、組み立て・接合工程を減少できる。
【００２３】
さらに、一体式の第１やまば歯車１０を転造や焼結、焼結転造で製造することによって、歯切り（歯研を含む）やスカイビング加工で製造するよりも、左右歯の間に設けられた中央部の逃がし溝幅ΔＷを狭くできる。仮に歯切り加工により一体式のやまば歯車を製造する場合、歯切り加工の際に必要なバイト逃げ溝幅が大きくなってしまう。このため、上述した実施の形態によれば、転造により製造された一体式のやまば歯車１０によって、歯幅を狭くでき、歯車の小型化や軽量化を図れる。
【００２４】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されない。例えば、上述した実施の形態では、小径ギヤである第１やまば歯車１０を一体式、大径ギヤである第２やまば歯車２０を別体組立式としたが、第１やまば歯車１０の歯数と第２やまば歯車の歯数との差が小さい場合には、どちらのやまば歯車を一体式または別体組立式にしてもよい。要するに、小径ギヤである第１やまば歯車１０が別体組立式、大径ギヤである第２やまば歯車２０が一体式により構成されてもよい。ただし、その歯数の差が大きい場合には、歯数の少ないやまば歯車を一体式に構成することが好ましい。一例として、車両のトランスアクスルに設けられるドライブピニオンギヤ（ファイナルドライブギヤ）とデフリングギヤ（ファイナルドリブンギヤ）からなるギヤ対（ファイナルギヤ対）を一対のやまば歯車で構成する場合には、その歯数差が４倍近くある。この場合には大径ギヤであるデフリングギヤを別体組立式のやまば歯車としたほうが製造上有利である。これは、デフリングギヤを転造によって一体式のやまば歯車とするためには、型寿命の観点から転造型の歯厚を厚くする必要があり、また転造型の歯数がデフリングギヤの歯数の４倍近く必要になるためである。このトランスアクスルに変速機１を適用する場合も体格を小さくするため、逃がし溝幅ΔＷは５ｍｍ以下であることが好ましい。また、デフリングギヤのようにデフケースと一体化されるギヤ（車軸の回転中心軸線上で車軸に対して相対回転可能なギヤ）に第２やまば歯車２０を適用することができる。要するに、第１やまば歯車１０と第２やまば歯車２０とは回転軸に取り付けられるギヤ（回転軸と一体回転するギヤ）に限定されない。
【００２５】
さらに、上述した実施の形態では、第１軸２ａを入力軸、第２軸２ｂを出力軸、第１やまば歯車１０を駆動歯車、第２やまば歯車２０を被駆動歯車として、ギヤ対３を減速ギヤ対としたが、これに限定されない。第２軸２ｂを入力軸、第２やまば歯車２０を駆動歯車、第１やまば歯車１０を被駆動歯車、第１軸２ａを出力軸として、ギヤ対３を増速ギヤ対としてもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  変速機
２ａ  第１軸
２ｂ  第２軸
３  ギヤ対
１０  第１やまば歯車
１０ａ  左歯車
１０ｂ  右歯車
１０ｃ  左歯面
１０ｄ  右歯面
２０  第２やまば歯車
２０ａ  左歯車
２０ｂ  右歯車
２０ｃ  左歯面
２０ｄ  右歯面
【図１】
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【図２】
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