JPH09217816A - ギアダンパー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課 題】 クランクシャフトの捩り振動に起因してフ
ァンギアを介して発生するアイドル前方音等による騒音
の低減をはかりうるギアダンパーを提供する。 【解決手段】 アイドルギア３の一方のギアにピン１５
の一端部を固定し、他方のギアにはピン１５に対応した
位置に設けた嵌合穴１６に巻きバネ１７の外周端を支持
し、かつ巻きバネ１７の中心端をピン１５の他端部に固
定しているダンパー部を少なくとも１つ以上配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの駆動ギ
ア側から被駆動ギア側に動力を伝達する際に、介設され
るアイドルギア部分におけるアイドル騒音の低減をはか
ることのできるギアダンパーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のエンジンにおいては、例えば図１
２のギアトレーンにおいて、被駆動ギア側であるファン
駆動用のファンギア１と、そのファンギア１に動力を伝
達する駆動ギア側であるクランクシャフトの端部に設け
たクランクギア２とを直結せずに、同軸上に複数のギ
ア、例えば３段のギアを配設した、図１３に示す３段の
アイドルギア３を設けてエンジン内の限られたスペース
内にギアトレーンを取りまとめており、前記ファンギア
１を駆動する３段のアイドルギア３のアイドルギア４
は、噴射ポンプ駆動用のギア５に駆動を伝達するアイド
ルギア６に固定されている。

【０００３】なお、図１２において、カムギア７は上記
３段のアイドルギア３にアイドルギア８，９を介して動
力が伝えられ、また、これらのギアトレーンを介してウ
ォーターポンプギア１０及びパワステアリングギア１１
に動力が伝えられる。一方、エンジンの各シリンダの燃
焼によりクランクシャフト２に発生する捩り振動に起因
して発生するギアの打音や、クランクギア２からファン
ギア１を経由してファンブレードが加振される事による
ブレードの共振、また、ファンギア１のギア部分がヘリ
カルギアであることによりファンギア１がスラスト方向
に振動するために、ギアがギアケースをたたく打音など
によるアイドル騒音が発生し、これらがエンジンにおけ
る前方音悪化の主要因となっている。

【０００４】また、前記のごとくトルク伝達時に生起さ
れる捩り振動を吸収するために、ピンの周りにゴム材製
の弾性部材を取り付けた複数のブッシュを有し、ハブの
外周にフランジを形成し、軸方向に並ぶ前記フランジと
ギアリングのいずれか一方に複数の収容窓を形成してそ
れぞれにブッシュを嵌合すると共に、それらの他方に上
記ピンの先端部を係合し、さらに前記ハブとギアリング
にインローを設定したギアダンパが実開昭６３−１１０
７５９で提案されている。

【０００５】しかしながら、エンジン内部においては、
常に潤滑油にさらされている高温の環境下にあるので、
ゴム材製の弾性部材の場合、ゴム特性が経時劣化し、そ
の結果減衰特性も次第に劣化し、最悪の場合はゴムの破
損に至り、エンジン寿命を全うできない恐れがある。ま
た、被動ギアとこの被動ギアに隣接して設けた従動プレ
ートとの間に、この被動ギアが駆動ギアから動力を受け
る際に、両ギアの噛合状態が起因して前記従動プレート
側に振動が伝達されて円滑な動力伝達がなされない場合
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、クランクシ
ャフトの捩り振動に起因したファンブレート及びファン
ギアの加振ならびにギアの打音などのアイドル時の、特
に前方音を低減することができるギアダンパーを提供す
ることを第１の解決課題としたものである。更に第２の
解決課題は、駆動ギアに噛合する被動ギアと、この被動
ギアに隣接して設けた従動プレートとの間の動力伝達を
円滑に行う装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るギアダンパ
ーは、被動ギアと、この被動ギアに隣接して同軸に設け
られた従動プレートと、前記被動ギアあるいは従動プレ
ートの一方にピンの一端を固定し、他方に前記ピンに対
応した嵌合穴を開口し、この嵌合穴内に巻きバネの外周
端を支持させるとともに、この巻きバネの中心端を前記
ピンの他端部に固定して構成されている。

【０００８】また、駆動ギア側の動力を被駆動ギア側に
伝達するために同軸上に複数のギアを配設したアイドル
ギアの一方のギアにピンの一端部を固定し、他方のギア
には前記ピンに対応した位置に嵌合穴を設け、この嵌合
穴に巻きバネの外周端を支持させ、かつその巻きバネの
中心端を前記ピンの他端部に固定しているダンパー部
を、少なくとも１つ以上配設して構成されている。更
に、巻きバネの外周端を固定した嵌合穴に、嵌合穴内で
のピンの移動量を制限するストッパーを、ピンと同心状
に設けて構成されている。

【０００９】

【発明の実施形態】以下、図面を参照して本発明の一実
施形態によるギアダンパーを説明するが、図１にアイド
ルギアの側断面図を、図２に図１のＤ−Ｄ方向の正断面
図をそれぞれ示しているが、図１２を参照して説明した
従来例と同様に駆動ギア側、即ちクランクギア２の動力
を被駆動ギア側であるファンギア１等に伝達する同軸上
に複数のギアを配設した３段のアイドルギア３部分に相
当する断面図である。

【００１０】図１のファンギア１ａはファンセンター軸
１２の端部に固定され、このファンギア１ａには３段の
アイドルギア３ａを構成しているアイドルギア４ａによ
り図１２におけるクランクギア２の動力が伝達される。
次に、図１の３段のアイドルギア３ａを構成しているア
イドルギア１３の中央部の穴に段付軸２５を支持し、こ
の段付軸２５の太径部２５ａにアイドルギア４ａを軸受
筒２６を介して支持し、更に細径部２５ｂにアイドルギ
ア１３を支持している。

【００１１】そしてアイドルギア１３に設けた穴にピン
１５を圧入するとともに、対面するアイドルギア４ａに
設けた穴にピン１５ａをそれぞれ圧入する。前記ピン１
５，１５ａはアイドルギア１３と４ａに所定の間隔をも
って、交互に設けてあるとともに、これらのピン１５，
１５ａの相当位置のアイドルギア４ａ側に嵌合穴１６
を、更にアイドルギア１３側に嵌合穴１６ａをぞれぞれ
形成する。そしてこの嵌合穴１６，１６ａ内にそれぞれ
巻きバネ１７，１７ａを挿入し、その外周端を嵌合穴１
６，１６ａの壁面に支持させる。一方、その巻きバネ１
７，１７ａの中心端を前記ピン１５，１５ａにそれぞれ
固定してダンパー部を構成している。

【００１２】即ち、アイドルギア４ａ側の周囲に設けた
複数の嵌合穴１６に巻きバネ１７をそれぞれ挿入固定
し、対面するアイドルギア１３側の周囲に設けた複数の
嵌合穴１６ａに巻きバネ１７ａをそれぞれ嵌合し、これ
らの巻きバネ１７，１７ａの中央部に固定されるピン１
５，１５ａをそれぞれ設けて巻きバネ１７，１７ａをア
イドルギア４ａと１３に分散配置している。なお、アイ
ドルギア１３の側部にはアイドルギア１３ａを一体的に
形成して３段のアイドルギア３ａを形成している。

【００１３】前記の構成からなるダンパー部におけるト
ルク、即ち、図１２に示すクランクシャフト２側からの
動力の伝達は、ピン１５，１５ａから巻きバネ１７，１
７ａを介してアイドルギア４ａの経路で行い、その際、
各巻きバネ１７，１７ａ部分のダンパー部で捩り振動を
吸収することができる。図３は別の実施の形態のギアダ
ンパーを示しており、全てのピン１５をアイドルギア１
３側に固定し、全ての巻きバネ１７をアイドルギア４ａ
側に設けた嵌合穴１６内に挿入して支持させたもので、
前記実施の形態において説明したギアダンパーと本質的
に同一の機能を持つものである。

【００１４】次に、前記の巻きバネ１７とピン１５とか
らなるダンパー部の原理を説明すると、図４においてト
ルク変動に伴なって巻きバネ１７の中心に置いたピン１
５を任意のＸ方向に移動させようとすると、この巻きバ
ネ１７には恰も半円バネを連続するように組合せた状態
で反力が得られることになり、この反力を利用してクラ
ンクシャフト２から伝わる捩り振動を巻きバネ１７の部
分で減衰させることになる。

【００１５】しかしながら、例えば図４のようにアイド
ルギア４ａとアイドルギア１３との間が最もずれた最大
変位時においては、巻きバネ１７の変形による応力が過
大となり、目標寿命を満足しない場合も発生することが
ある。この、その対策として本発明では、ダンパー部に
よるダンピング機能を満足しつつ、目標寿命を全うする
ようにするため、図５、図６及び図７に示すごとく、巻
きバネ１７を収容している嵌合穴１６に、ピン１５と同
心状に設けられ、かつこの嵌合穴１６内でのピン１５の
移動量を制限するためのストッパー２０を設けている。

【００１６】すなわち、図５、図６は前記ストッパー２
０が作用しない中立時を示している。そして伝達トルク
が巻きバネ１７の弾性力を越えた場合は、図６に示すよ
うに巻きバネ１７による弾性支持のダンピング状態か
ら、図７に示すようにストッパー２０の周面が嵌合穴１
６の内壁面に接触して機構を設けることにより、ダンピ
ング機能を満足しつつ、目標寿命を全うすることができ
る。

【００１７】なお、図１においては、前記ストッパー２
０をアイドルギア４ａと１３の双方に植立したピン１
５，１５ａにそれぞれ形成しているが、何れか一方に設
けておくだけでも充分にストップ効果を発揮することが
できる。次に、図９においては、上記本発明の一実施形
態のギアダンパーを有するエンジンと、前記のごときギ
アダンパーを持たない従来のエンジンとにおいて、それ
ぞれのファンアイドルギアのエンジアイドリング時の回
転変動の各実測値を線図で示している。本発明による場
合を線図Ａで、これに対する従来の場合を線図Ｂでそれ
ぞれ示しており、これらの線図において、実測値が０に
近づく程回転変動の少ない滑らかな回転が得られること
を意味している。

【００１８】即ち、従来の線図Ｂにおいては、図１３に
示すようにアイドルギア４がより大径のアイドルギア１
３に固定されているため、クランクギア２側の回転変動
が直接伝わり、変動の大きな波形となっている。これに
対して本発明による線図Ａにおいては、図１〜図３に示
すようにアイドルギア１３と４ａとの間に、巻きバネ１
７（１７ａ）とピン１５（１５ａ）からなるダンパー部
を設けているので、捩り振動による回転変動が減衰さ
れ、線図Ｂに示す従来の装置に比べて滑らかに回転する
ことが確認されている。

【００１９】次に、図１０においては、エンジンがアイ
ドリング時のギアダンパーの効果を示す線図を示し、前
方音をｄＢで示したものである。本発明による線図をＡ
で、そして従来のエンジンの場合を線図Ｂでそれぞれの
実測値を示しており、前記線図ＡとＢとに囲まれた矢印
Ｅで示す部分が本発明を採用することによる前方音の騒
音低減効果である。

【００２０】さらに、図１１に本発明の実施形態におけ
るギアダンパーを有するエンジンと、従来のギアダンパ
ーを有しないエンジンの前方音（騒音）ｄＢとエンジン
回転数との関係線図を示しており、本発明の実施形態に
おけるエンジンを線図Ａで、従来のエンジンを線図Ｂで
それぞれ示している。そして両線図Ａ，Ｂの間の斜線で
示す部分が本発明の実施の形態におけるギアダンパーを
有するエンジンの方が従来のエンジンに比較して前方音
が低下した範囲を示している。

【００２１】なお、本発明においては前方音の低減効果
のみではなく、左方音やその他の方向の音にも低減効果
が認められる。図８は本発明の別の実施の形態を示すも
ので、駆動軸３０と従動軸３１との間を駆動ギヤ３２と
従動ギア３３とで連結し、この従動ギア３３に従動プレ
ート３４を固定し、この従動プレート３４と従動ギア３
３との間にギアダンパー機構３５を設けたものである。

【００２２】このように構成した駆動機構によれば、駆
動軸３０から従動ギア３３へ動力伝達される際の変動
は、従動ギア３３と従動プレート３４との間で吸収緩和
されて従動軸３１に円滑な動力を伝達し、その結果、フ
ァン３６を円滑に駆動することができる。なお、この実
施の形態はファン軸を含む動力伝達系のみではなく、他
の動力伝達系においても効果的に応用することができる
ものである。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した本発明のギアダンパーによ
れば、駆動軸と従動軸との間をギアによって連結した駆
動系におけるギアの回転変動をダンピング機能により吸
収緩和して、振動や騒音を発生することなく、駆動軸よ
り従動軸へ円滑に動力を伝達することができる。

【００２４】更に、エンジンのクランクシャフトの捩り
振動に起因するファン駆動部におけるファンブレードの
共振及びファンギアの打音によるアイドル前方音及びそ
の他の方向の騒音を、ダンパー部のダンピング機能によ
り低減することができる。また、前記のダンピング機能
を満足しながら、本発明のストッパー機構により、その
エンジンの目標寿命を全うすることができ、長寿命化を
はかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアイドルギアの一実施の形態における
側断面図である。

【図２】図１のＤ−Ｄ方向の要部正断面図である。

【図３】図１のアイドルギアの変形例を示す側断面図で
ある。

【図４】ストッパーを有しないダンパー部の作用状態を
示す正面図である。

【図５】ストッパーを有するダンパー部の正面図であ
る。

【図６】図５のダンパー部の側断面図である。

【図７】図５のダンパー部のストッパーが機能している
状態を示す正面図である。

【図８】スクリュー軸と駆動軸との間に本発明を適用し
た装置の要部を断面して示す説明図である。

【図９】本発明の一実施の形態におけるギアダンパーを
有するエンジンと従来のエンジンとにおけるファンアイ
ドルギアの回転変動の各実測値の線図である。

【図１０】図９と同様の本発明のエンジンと従来のエン
ジンとにおけるエンジン前方音を示す線図である。

【図１１】本発明の一実施の形態におけるギアダンパー
を有するエンジンと、ギアダンパーを有しない従来のエ
ンジンの前方音と回転数との関係線図である。

【図１２】従来のエンジンのギアトレーンの配置図であ
る。

【図１３】図１２の３段のアイドルギアの拡大側断面図
である。

【符号の説明】

３ アイドルギア １５ ピン １６ 嵌合穴 １７ 巻きバネ ２０ ストッパー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被動ギアと、この被動ギアに隣接して同
   軸に設けられた従動プレートと、前記被動ギアあるいは
   従動プレートの一方にピンの一端を固定し、他方に前記
   ピンに対応した嵌合穴を開口し、この嵌合穴内に巻きバ
   ネの外周端を支持させるとともに、この巻きバネの中心
   端を前記ピンの他端部に固定したギアダンパー。
2. 【請求項２】 駆動ギア側の動力を被駆動ギア側に伝達
   するために同軸上に複数のギアを配設したアイドルギア
   の一方のギアにピンの一端部を固定し、他方のギアには
   前記ピンに対応した位置に嵌合穴を設け、この嵌合穴に
   巻きバネの外周端を支持させ、かつその巻きバネの中心
   端を前記ピンの他端部に固定しているダンパー部を、少
   なくとも１つ以上配設しているギアダンパー。
3. 【請求項３】 巻きバネの外周端を固定した嵌合穴に、
   嵌合穴内でのピンの移動量を制限するストッパーを、ピ
   ンと同心状に設けている請求項１、及び請求項２記載の
   ギアダンパー。