(57)【要約】【課題】  潤滑油を保持するための油溝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。【解決手段】  複数のギアプレート１０Ａ、１０Ｂが同軸的に積層され、各ギアプレート１０Ａ、１０Ｂには歯部１２Ａ、１２Ｂが設けられたギア７において、ギアプレート１０Ａ、１０Ｂの積層方向に関して両端に配置されるギアプレート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プレート１０Ｂの歯部１２Ｂの少なくとも一部を、隣接する他のギアプレート１０Ａの歯部１２Ａ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する。【選択図】      図３
2005207454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ていることを特徴とする積層ギア。
【請求項２】
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ていることを特徴とする積層ギア。
【請求項３】
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いること特徴とする請求項２に記載の積層ギア。
【請求項４】
前記ギア構成部品がプレス成型にて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の積層ギア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００３−２０７０３１号公報
【特許文献２】実開平１−８２３６６号公報
【特許文献３】特開平８−７４９４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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）。
【０００６】
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。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【発明の効果】
【００１２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の積層ギアが適用される内燃機関用始動装置の一例を示す図。
【図２】図１のクランクギアを構成するギア構成部品としてのギアプレートの正面図。
【図３】図２のギアプレートの歯部を歯筋方向に沿って並べた状態を示す図。
【図４】ギアプレートを組み合わせたクランクギアをクランクシャフトに取り付けた状態を示す軸線方向断面図。
【図５】図２のギア構成部品の組み合わせの他の例を示す図。
【図６】最も少ない枚数のギアプレートで積層ギアを構成した例を示す図。
【図７】ギアプレートの他の例を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
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
【図１】
2005207454.tif 000003
【図２】
2005207454.tif 000004
【図３】
2005207454.tif 000005
【図４】
2005207454.tif 000006
【図５】
2005207454.tif 000007
【図６】
2005207454.tif 000008
【図７】
2005207454.tif 000009