JP2018021648A - ギヤの構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンプライアンスを下げながら、ねじり共振を発生させる可能性を低減することが可能なギヤの構造を提供すること。【解決手段】ギヤの構造は、回転方向に運動し、当該回転方向に沿って複数の肉盗み穴が設けられるギヤの構造において、肉盗み穴に嵌合される錘部材と、肉盗み穴の周縁に設けられ、錘部材を回転方向の両側から支持する、弾性を有する弾性部材と、を有する。例えば、錘部材は、肉盗み穴を設けたことによるギヤの慣性モーメントの低下を抑えるように構成される。【選択図】図１

Description

本開示は、ギヤの構造に関する。

従来、ギヤのかみ合い音を低減するため、ギヤに周方向に沿って肉盗み穴（肉抜き穴とも称される）を設け、肉盗み穴を大きくすることにより、ギヤの剛性を低下させて、振動の伝達を低減していた。

異音の発生を抑制するためのギヤであるが、ギヤに周方向に沿って肉盗み穴を設けた技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１７２４３６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、肉盗み穴を大きくすることによって、ギヤの慣性モーメントが低下し、慣性モーメントの低下に応じて、ギヤにおけるねじり振動の固有振動数が上昇して、ねじり共振を発生させる可能性が高まるという問題点があった。

本開示の目的は、コンプライアンスを下げながら、ねじり共振を発生させる可能性を低減することが可能なギヤの構造を提供することである。

本開示のギヤの構造は、
回転方向に運動し、当該回転方向に沿って複数の肉盗み穴が設けられるギヤの構造において、
前記肉盗み穴に嵌合される錘部材と、
前記肉盗み穴の周縁に設けられ、前記錘部材を前記回転方向の両側から支持する、弾性を有する弾性部材と、を有する。

本開示のギヤの構造によれば、コンプライアンスを下げながら、ねじり共振を発生させる可能性を低減することができる。

本開示の一実施の形態にかかるギヤの構造の一例を示す図 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図 図１のＩＩＩ-ＩＩＩ線断面図

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜ギヤの構造＞
まず、本開示の一実施の形態にかかるギヤの構造について説明する。

図１は、本開示の一実施の形態にかかるギヤ１の構造１００の一例を示す図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図１にギヤ１の周方向ｃを示し、また、ギヤ１の径方向ｒを示す。図２にギヤ１の軸方向ｚを示す。周方向ｃはギヤ１の回転方向に相当する。また、軸方向ｚは、ギヤ１の板厚方向と平行な方向である。

図１に示すように、ギヤ１の構造１００は、ギヤ１と、錘部材２と、弾性部材３と、を備える。

ギヤ１は、周囲のリム部１２と、中央のハブ部１４と、両者を連結する複数（ここでは、５本）のスポーク部１６と、を備えている。

リム部１２は、ハブ部１４よりも大きい円環状に形成され、その外周部分には、複数の歯部１３が形成されている。

ハブ部１４は、円環状に形成され、その中央部分には、軸体（図示略）が圧入される圧入孔１５が形成されている。図２にギヤ１の板厚方向（軸方向ｚと平行な方向）を示すように、ハブ部１４はリム部１２より厚く形成されている。

図１に示すように、スポーク部１６は、ハブ部１４とリム部１２との間の薄板部１７に設けられる。薄板部１７は、図２に示すように、リム部１２より薄く形成されている。スポーク部１６は、ハブ部１４の外周縁からリム部１２の内周縁に向かって放射状に延在しており、リム部１２およびハブ部１４を連結している。周方向ｃで隣接する二個のスポーク部１６の間には、板厚方向に貫通し、周方向ｃに沿って円弧状をなし、所定幅を有する肉盗み穴１８が設けられている。肉盗み穴１８は、具体的には、薄板部１７をくり抜いて設けられる。

錘部材２は、肉盗み穴１８を設けたことによるギヤ１の慣性モーメントの低下を抑えるように構成されている。図１に示すように、錘部材２は、肉盗み穴１８に遊びがある状態で嵌合するように配置される。

錘部材２は、薄板部１７をくり抜いて肉盗み穴１８が設けられる場合に、くり抜いた肉盗み穴１８の形状をした板の外周を機械加工で一周削ることにより、肉盗み穴１８の形状よりを一回り小さい形状を有している。肉盗み穴１８の周縁とそれより一回り小さな錘部材２の外周縁との間には、全周隙間Ｓが設けられる。

図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図３に、全周隙間Ｓのうち周方向ｃの両端に位置する隙間（以下、周方向の隙間）Ｓ１を示し、周方向の隙間Ｓ１を介して対向する錘部材２の端縁２２と肉盗み穴１８の端縁１８２とを示す。また、図２に、全周隙間Ｓのうち径方向ｒの両側に位置する隙間（以下、径方向の隙間）Ｓ２を示し、径方向ｒの隙間Ｓ２を介して対向する錘部材２の側縁２４と肉盗み穴１８の側縁１８４とを示す。

弾性部材３は、所定の縦弾性係数を有する。図１および図３にハッチングを付して示すように、弾性部材３は、周方向の隙間Ｓ１に設けられる。弾性部材３としては、例えば、肉盗み穴１８の端縁１８２から錘部材２へ伝播する振動を遮断する防振ゴムが用いられる。

弾性部材３を周方向の隙間Ｓ１に設けるには公知の技術が用いられる。公知の技術としては、例えば、金型における所定位置にギヤ１を配置し、さらに、ギヤ１の肉盗み穴１８の中に錘部材２を配置し、周方向の隙間Ｓ１に生ゴムに硫黄などを加えて熱する方法（加硫操作）がある。これによって、錘部材２の端縁２２が弾性部材３を介して肉盗み穴１８の端縁１８２に接合される。また、公知の技術として、周方向の隙間Ｓ１を間にして対向する錘部材２の端縁２２または肉盗み穴１８の端縁１８２のいずれか一方に弾性部材３を接着し、その後、錘部材２を肉盗み穴１８に嵌合する方法がある。

なお、本実施の形態では、周方向の隙間Ｓ１以外の隙間、例えば、図２に示す径方向の隙間Ｓ２には、弾性部材３が設けられていない。径方向の隙間Ｓ２は空隙である。したがって、ギヤ１において発生した振動は、肉盗み穴１８の側縁１８４から錘部材２へ伝播しない。

＜本実施の形態にかかるギヤ１の構造１００の効果＞
以上のように、本実施の形態にかかるギヤ１の構造１００は、ギヤ１の薄板部１７をくり抜いて設けられた肉盗み穴１８に錘部材２を嵌合する。また、肉盗み穴１８と錘部材２との間の全周隙間Ｓにおいて、周方向の隙間Ｓ１に設けられた弾性部材３により、錘部材２を周方向の両側から支持する。これにより、肉盗み穴１８の周縁から錘部材２へ伝播する振動を遮断するため、コンプライアンスを下げながらギヤ１の慣性モーメントを確保することができ、ねじり振動の固有振動数が上がるのを防止し、ねじり共振を発生させる可能性を低減することができる。

また、錘部材２として、薄板部１７をくり抜いて設けられた肉盗み穴１８の形状の板の外周を一回り小さくしたものを用いているので、錘部材２を、例えばギヤ１とは別の材料を用いて、特別に作製する場合に比べて、コストを低減することができる。

＜本実施の形態の変形例＞
なお、上記実施の形態にかかる弾性部材３は、周方向の隙間Ｓ１（図３参照）に設けられているが、隙間Ｓ１以外の隙間、例えば径方向の隙間Ｓ２（図２参照）に設けられていない。

これに対し、変形例にかかる弾性部材３は、全周隙間Ｓに設けられる。この場合において、全周隙間Ｓにおける周方向の隙間Ｓ１以外の隙間に設けられる弾性部材３の縦弾性係数が、周方向の隙間Ｓ１に設けられる弾性部材３の縦弾性係数より低く設定される。

上述するように、弾性部材３の縦弾性係数は、全周隙間Ｓにおいて一律ではなく、弾性部材３が設けられている位置（ここでは、隙間Ｓ１,Ｓ２の位置）に応じて異なる。このように、位置に応じて縦弾性係数を異ならせるには、加硫操作における硫黄の配合量や加硫操作時間や加硫操作温度などを位置に応じて異ならせる方法が用いられる。なお、隙間Ｓ１以外の隙間に設けられる弾性部材３の縦弾性係数は、理論上「０」であってもよい。

＜変形例にかかるギヤ１の構造１００の効果＞
変形例によれば、ギヤ１に錘部材２を組み付ける場合に、例えば、加硫操作において、全周隙間Ｓに生ゴムと硫黄とを混ぜ合わせたものを流し込み、熱で硬化させればよく、加硫操作時に、弾性部材３を介して錘部材２を肉盗み穴１８の周縁に接合させるため、錘部材２の組付性を向上させることができる。また、加硫操作時に、金型などを用いずに済むため、ギヤ１の構造１００を製造し易くすることができる。

なお、上記実施の形態および変形例では、外歯歯車としてのギヤ１の構造１００について説明したが、本発明はこれに限らず、内歯歯車としてのギヤの構造としても適用することができる。

また、上記実施の形態及び変形例では、ギヤ１の薄板部１７に肉盗み穴１８を設けたことによるギヤ１の慣性モーメントの低下を抑えるために、肉盗み穴１８に、薄板部１７と同じ厚さを有し、肉盗み穴１８より一回り小さな形状の錘部材２を嵌合させたが、本発明はこれに限らず、例えば、錘部材２は、肉盗み穴１８より二回り以上小さな形状であってもよい。この場合における錘部材２は、慣性モーメントの低下を抑えるために、錘部材２の外形を小さくするに応じて、錘部材２の厚さを薄板部１７より厚くすればよい。

また、上記実施の形態では、周方向の隙間Ｓ１に設けた弾性部材３により、錘部材２を回転方向（周方向ｃ）の両側から支持するようにしたが、本発明はこれに限らず、肉盗み穴１８の周縁に設けた弾性部材３により、錘部材２を周方向ｃの両側から支持するようにしてもよい。

なお、上記変形例では、全周隙間Ｓにおける周方向の隙間Ｓ１以外の隙間に設けられる弾性部材３の縦弾性係数が、周方向の隙間Ｓ１に設けられる弾性部材３の縦弾性係数より低くなるように、全周隙間Ｓにおける位置に応じて縦弾性係数を異なせるようにしたが、本発明はこれに限らず、全周隙間Ｓにおける位置に応じて弾性部材３の形状（例えば板厚方向の寸法）を異ならせることで、弾性を異ならせてもよい。

本開示のギヤ１の構造１００は、コンプライアンスを下げながら、ねじり共振を発生させる可能性を低減することが要求される内燃機関のタイミングギヤなどの動力伝達用のギヤとして有用である。

１ ギヤ
２ 錘部材
３ 弾性部材
１２ リム部
１３ 歯部
１４ ハブ部
１５ 圧入孔
１６ スポーク部
１８ 肉盗み穴
１００ ギヤの構造

Claims (4)

1. 回転方向に運動し、当該回転方向に沿って複数の肉盗み穴が設けられるギヤの構造において、
   前記肉盗み穴に嵌合される錘部材と、
   前記肉盗み穴の周縁に設けられ、前記錘部材を前記回転方向の両側から支持する、弾性を有する弾性部材と、を有する、
   ギヤの構造。
2. 前記錘部材は、前記肉盗み穴を設けたことによる前記ギヤの慣性モーメントの低下を抑えるように構成される、請求項１に記載のギヤの構造。
3. 前記肉盗み穴の周縁と当該肉盗み穴に嵌合される前記錘部材の外周縁との間に全周隙間が設けられ、
   前記弾性部材は、前記全周隙間のうち少なくとも前記回転方向の両端に位置する隙間に設けられる、請求項１または２に記載のギヤの構造。
4. 前記弾性部材は、防振ゴムである、請求項１から３のいずれかに記載のギヤの構造。

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