(57)【要約】 【課題】  製造コストを上昇させることなく、かつスプリングを大型化することなく、相手歯車に対する拘束力を向上できるシザーズギアを提供する。【解決手段】  メインギア１と、メインギア１に対して同軸且つ相対回転可能に設けられたサブギア２と、上記メインギア１の側面に形成された溝７内に収容されると共に、上記メインギア１及びサブギア２と係合し、それらを周方向に相反する方向に付勢するＣ型スプリング２２とを備え、上記Ｃ型スプリング２２の外周部に、径方向外側に突出した突起２３を形成したものである。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインギアと、
該メインギアに対して同軸且つ相対回転可能に設けられたサブギアと、
上記メインギアの側面に形成された溝内に収容されると共に、上記メインギア及びサブギアと係合し、それらを周方向に相反する方向に付勢するためのＣ型スプリングとを備え、
上記Ｃ型スプリングの外周部に、径方向外側に突出した突起を形成したことを特徴とするシザーズギア。
【請求項２】
上記メインギアとサブギアとが相対回転したときに、上記突起が上記メインギアの溝の内壁と接触し、上記Ｃ型スプリングが上記突起を支点として変形する請求項１記載のシザーズギア。
【請求項３】
上記突起が、上記Ｃ型スプリングの開口部を中心とした両側のほぼ中央部にそれぞれ形成される請求項１又は２記載のシザーズギア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シザーズギアに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転及びトルクを伝達する機構として歯車（ギア）が広く使われている。
【０００３】
一般的な歯車は、互いに噛合する歯車の歯面間にバックラッシュ（隙間）が存在するため、このバックラッシュに起因するラトル音（歯打音）が問題となる。つまり、駆動トルク又は負荷トルクに変動が生じると、歯面分離及び歯打ちが生じ、ラトル音が発生する。車両のエンジンやトランスミッション等の動力伝達機構として歯車を用いた場合、このラトル音が騒音となり、品質を悪化させてしまう。
【０００４】
そこで、バックラッシュを無くしてラトル音を防止した歯車として、シザーズギアが知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
シザーズギアの一例を図３に示す。
【０００６】
図３はシザーズギアの展開図である。
【０００７】
図に示すように、シザーズギア１０１は、メインギア１とサブギア２との二つの歯車を有している。これらメインギア１及びサブギア２はそれぞれ、外周部に同形状の歯１ａ，２ａを有しており、互いに同軸且つ相対回転可能に連結される。メインギア１におけるサブギア２との対向面（側面）には、周方向に延出する環状溝７が形成されており、この溝７内に、両ギア１，２を周方向（回転方向）に相反する方向に付勢するＣ型スプリング３が収容される。
【０００８】
メインギア１の溝７の底面７ａ、及びサブギア２の対向面２ｂにそれぞれ、両ギア１，２の軸方向に延出するピン５，６が設けられ、Ｃ型スプリング３は、その両端部に設けられた係合部３ａがピン５，６とそれぞれ係合する。
【０００９】
メインギア１は回転軸（図示せず）に対して相対回転不可に結合される。サブギア２はメインギア１のボス部８に相対回転可能に嵌合され、皿バネ９及びスナップリング１０によって軸方向への移動が規制される。
【００１０】
係るシザーズギア１０１を相手側の歯車と噛合させる際には、メインギア１とサブギア２とを相対回転させてメインギア１の歯１ａとサブギア２の歯２ａとを同位相に位置させる。その状態でメインギア１及びサブギア２の歯１ａ，２ａ間に相手側の歯車の歯を挿入して噛合させ、メインギア１及びサブギア２に対する回転力を開放する。すると、Ｃ型スプリング３の復元力（弾性力）によりサブギア２とメインギア１とが相反する方向に相対回転して、図４に示すように、相手歯車１１の歯１１ａを両ギア１，２の歯１ａ，２ａで周方向両側から挟み込んで拘束する。従って、シザーズギヤ１０１と相手歯車１１との間にバックラッシュが存在しなくなり、ラトル音を防止できる。このとき、図５に示すようにＣ型スプリング３は、その長手方向のほぼ中央部Ｃを支点として変形した状態となる。
【００１１】
このように、シザーズギヤ１０１は、そのＣ型スプリング３が変形（拡径）された状態で相手歯車１１と噛合するので、Ｃ型スプリング３の外周部とメインギア１の溝７の外周壁７ｂとの間には、Ｃ型スプリング３の変形を許容するための隙間を確保する必要がある。
【００１２】
【特許文献１】特許第３２７３７２０号公報
【特許文献２】特開平６−４２６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ところで、係るシザーズギア１０１では、メインギア１及びサブギア２の歯１ａ，２ａにより相手歯車１１の歯１１ａを拘束する力（挟み込む力）が高いほど歯面分離が発生し難くなり、ラトル音を防止できる。相手歯車１１の拘束力を高めるためには、Ｃ型スプリング３の付勢力を高める必要があり、そのためには、Ｃ型スプリング３の幅Ｗ（図５参照）及び／又は厚さ（図５中紙面裏表方向長さ）を大きくすることが考えられる。
【００１４】
しかしながら、メインギア１の溝７を大きくすることが困難な場合では、Ｃ型スプリング３と溝７とが干渉してしまうため、Ｃ型スプリング３を大きくすることができない。あるいは、メインギア１及びサブギア２を大きくしなければならず、シザーズギヤ１０１の大型化につながってしまう。
【００１５】
そこで、スプリングを大型化することなく付勢力を高めたシザーズギヤが提案されている（特許文献２参照）。このシザーズギヤは、スプリングを周方向に分割して複数個設けることにより付勢力の向上を図ったものである。
【００１６】
しかしながら、このシザーズギヤでは、スプリング及びスプリングを係合させる手段（図５のピン５，６に相当）を複数設ける必要があるため、部品点数及び製造コストの上昇につながっていた。
【００１７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、製造コストを上昇させることなく、かつスプリングを大型化することなく、相手歯車に対する拘束力を向上できるシザーズギアを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、メインギアと、該メインギアに対して同軸且つ相対回転可能に設けられたサブギアと、上記メインギアの側面に形成された溝内に収容されると共に、上記メインギア及びサブギアと係合し、それらを周方向に相反する方向に付勢するためのＣ型スプリングとを備え、上記Ｃ型スプリングの外周部に、径方向外側に突出した突起を形成したものである。
【００１９】
ここで、上記メインギアとサブギアとが相対回転したときに、上記突起が上記メインギアの溝の内壁と接触し、上記Ｃ型スプリングが上記突起を支点として変形することが好ましい。
【００２０】
また、上記突起が、上記Ｃ型スプリングの開口部を中心とした両側のほぼ中央部にそれぞれ形成されるようにしても良い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、製造コストを上昇させることなく、かつスプリングを大型化することなく、相手歯車に対する拘束力を向上できるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２３】
図１は本実施形態のシザーズギアのメインギア及びＣ型スプリングを示す正面図である。本実施形態のシザーズギア２０の基本的な構成は、図３及び図５で示したシザーズギア１０１と同様であるので、同様の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
本実施形態のシザーズギア２０の特徴は、Ｃ型スプリング２２の外周部に、径方向外側に突出した突起２３を形成した点にある。
【００２５】
Ｃ型スプリング２２は、メインギア１の側面（図示しないサブギアと対向する面）に形成された環状溝７内に収容される。メインギア１の溝７の底面７ａ、及びサブギアの対向面（図示せず）にはピン５，６がそれぞれ設けられ、Ｃ型スプリング２２の両端部に形成された係合部２２ａがピン５，６と係合する。このＣ型スプリング２２によって、メインギア１とサブギアとが周方向（回転方向）に相反する方向に付勢される。
【００２６】
上述したように、Ｃ型スプリング２２の外周部には、径方向外側に突出する突起２３が形成される。本実施形態では、突起２３は、Ｃ型スプリング２２の開口部２２ｂを中心とする両側部の長手方向ほぼ中央部にそれぞれ形成される。つまり、これら突起２３は、周方向にほぼ１８０°間隔を隔てて互いに対向するように形成される。
【００２７】
両突起２３の先端部は、メインギア１の溝７の外周壁（内壁）７ｂと当接する。なお、突起２３はシザーズギヤ２０が相手歯車と噛合するとき、即ちメインギア１及びサブギアの歯で相手歯車の歯を挟み込んで拘束する状態で外周壁７ｂと当接していれば良く、Ｃ型スプリング２２に荷重を加えていない自然状態では、突起２３と外周壁７ｂとの間に若干の隙間が形成されても良い。
【００２８】
係るシザーズギア２０を相手側の歯車と噛合させる際には、メインギア１とサブギア２とを相対回転させてメインギア１の歯１ａとサブギア２の歯２ａとを同位相に位置させる。その状態でメインギア１及びサブギア２の歯１ａ，２ａ間に相手側の歯車の歯を挿入して噛合させ、メインギア１及びサブギア２に対する回転力を開放する。すると、Ｃ型スプリング２２の復元力（弾性力）によりサブギア２とメインギア１とが相反する方向に相対回転して、図４に示すように、相手歯車１１の歯１１ａを両ギア１，２の歯１ａ，２ａで周方向両側から挟み込んで拘束する。
【００２９】
このとき、Ｃ型スプリング２２の突起２３が溝７の外周壁７ｂと当接するため、Ｃ型スプリング２２は、図２に示すように、両側の突起２３，２３を支点として、それよりも端部側（開口部２２ｂ側）の部分が径方向外側に変形する。
【００３０】
このように、本実施形態のシザーズギヤ２０では、Ｃ型スプリング２２が二つの突起２３を支点として変形するため、Ｃ型スプリング２２の付勢力が向上し、相手歯車１１の歯１１ａに対する拘束力を高めることができ、ラトル音をより確実に防止できる。
【００３１】
この理由を説明すると、まず、図５に示した従来のシザーズギヤ１０１では、Ｃ型スプリング３が長手方向のほぼ中央部Ｃを支点として変形するため、変形時のＣ型スプリング３の有効長さＬ（曲げの支点から先端部までの長さ）は、Ｃ型スプリング３の全長をＳとすると、Ｓ／２となる。
【００３２】
これに対して、本実施形態のシザーズギヤ２０では、Ｃ型スプリング２２がその両側のほぼ中央部に形成された突起２３を支点として変形するため、変形時の有効長さＬはほぼＳ／４となる。
【００３３】
ここで、Ｃ型スプリング３，２２のバネ定数Ｋは、有効長さＬが短いほど大きくなることが知られている。
【００３４】
本実施形態のシザーズギヤ２０では、Ｃ型スプリング２２の有効長さＬが、従来のシザーズギヤ１０１の約１／２であるので、Ｃ型スプリング２２のバネ定数Ｋが従来よりも大きくなり、その付勢力が向上する。
【００３５】
なお、従来のシザーズギヤ１０１のＣ型スプリング３と、本実施形態のシザーズギヤ２０のＣ型スプリング２２とのバネ定数をＦＥＭ（有限要素法）を用いて解析した結果、従来のＣ型スプリング３のバネ定数が２．９ｋｇｆ／ｍｍであるのに対して、本実施形態のＣ型スプリング２２は１０．７ｋｇｆ／ｍｍと約３倍程度上昇することが分かった。
【００３６】
つまり、突起２３を二ヶ所に設けてＣ型スプリング２２の変形の支点を増やし、Ｃ型スプリング２２の変形部位の有効長さＬを短くすることによって、Ｃ型スプリング２２を周方向に複数分割した場合と同様の効果を得ることができるようにしたのである。そしてこの構成によれば、Ｃ型スプリング２２及びそれと係合する部材（ピン５，６）の個数を増やす必要がないので、部品点数及び製造コストが上昇することはない。また、突起２３を備えたＣ型スプリング２２は、従来のＣ型スプリング３と同様に打ち抜きなどにより成形することができるので、突起２３により製造コストが上昇することはない。
【００３７】
また、Ｃ型スプリング２２の突起２３以外の部分のサイズ（幅や厚さなど）は従来と同一にできるので、Ｃ型スプリング２２及びシザーズギヤ２０が大型化することはない。また、相手歯車１１の歯１１ａに対する拘束力を従来と同等とするのであれば、Ｃ型スプリング２２のサイズを小さくすることができ、シザーズギヤ２０の小型化が図れる。
【００３８】
なお、本出願人は、Ｃ型スプリング２２に所定荷重を加えたときに突起２３部分に発生する応力の解析を行った。その結果、突起２３に発生する応力は、従来のＣ型スプリング３の中央部Ｃ（曲げの支点）に発生する応力とほぼ同等であることが分かった。これは、Ｃ型スプリング２２では、そのバネ定数が従来のＣ型スプリング３と比較して高く、同一荷重を加えたときの変位量（変形量）が小さくなることが理由である。このことから、突起２３を備えたＣ型スプリング２２に過度の応力集中は発生せず、従来と同等の強度を有することが確認された。
【００３９】
なお、本発明は以上説明した実施形態に限定はされない。
【００４０】
例えば、上記実施形態では、突起２３をＣ型スプリング２２の両側部のほぼ中央部に形成するとしたが、突起２３の形成位置に制約はない。例えば、突起２３をより開口部２２ｂ側（端部側）に形成すれば、曲げの有効長さＬがより短くなるため、Ｃ型スプリング２２のバネ定数をより高めることができる。従って、突起２３の形成位置は、シザーズギヤ２０に必要とされる相手歯車の拘束力などを考慮して適宜設定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係るシザーズギヤのメインギア及びＣ型スプリングを示す正面図である。
【図２】図１のシザーズギヤにおいてメインギアとサブギアとが相対回転して、Ｃ型スプリングが変形した状態を示す正面図である。
【図３】従来のシザーズギヤの展開図である。
【図４】相手歯車の歯をメインギア及びサブギアの歯で挟み込んだ状態を示す図である。
【図５】従来のシザーズギヤにおいて、メインギアとサブギアとが相対回転して、Ｃ型スプリングが変形した状態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  メインギア
２  サブギア
７  溝
７ｂ  外周壁（内壁）
２２  Ｃ型スプリング
２２ｂ  開口部
２３  突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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