JP2001336610A - Gear device - Google Patents
Gear deviceInfo
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- JP2001336610A JP2001336610A JP2000155662A JP2000155662A JP2001336610A JP 2001336610 A JP2001336610 A JP 2001336610A JP 2000155662 A JP2000155662 A JP 2000155662A JP 2000155662 A JP2000155662 A JP 2000155662A JP 2001336610 A JP2001336610 A JP 2001336610A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両用内燃
機関の駆動力伝達系に好適に適用される歯車装置に関
し、特に、互いに噛合する歯車間のバックラッシに起因
する振動や歯打ち音を有効に防止する技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gear device suitably applied to, for example, a driving force transmission system of a vehicular internal combustion engine, and more particularly to a vibration device and a rattling noise caused by backlash between gears meshing with each other. Related to prevention technology.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、互いに噛合する歯車装置
では、寸法誤差,組立誤差や熱膨張等によって噛み合い
が阻害されることのないように、一方の歯車の歯の背面
と相手歯車の次の歯との間に所定の隙間すなわちバック
ラッシが設定されている。このようなバックラッシに起
因する振動や歯打ち音(騒音)を防止するものとして、
シザーズギヤが知られている。このようなシザーズギヤ
の構成を簡単に説明すると、主歯車に隣設する緩衝歯車
が、主歯車とともに相手歯車と噛み合うように構成さ
れ、これら主歯車と緩衝歯車との間に、両者を位相がず
れた状態に保持するスプリング等のバネ要素が介装され
る。2. Description of the Related Art As is well known, in a gear device that meshes with each other, the back surface of the tooth of one gear and the gear next to the mating gear do not interfere with the meshing due to dimensional errors, assembly errors or thermal expansion. A predetermined gap, that is, a backlash, is set between the tooth and the other tooth. In order to prevent vibration and rattle (noise) caused by such backlash,
Scissor gears are known. To briefly explain the structure of such a scissors gear, a buffer gear adjacent to the main gear is configured to mesh with a mating gear together with the main gear, and the phase of the two is shifted between the main gear and the buffer gear. A spring element, such as a spring, which keeps the spring in a closed state is interposed.
【0003】また、特開平11−153211号に記載
されている歯車装置では、荷重の伝達方向に関わらずバ
ックラッシに起因する振動,騒音を抑制するために、主
歯車に対する位相が互いに逆方向にずれた2つの緩衝歯
車を主歯車の軸方向両側にそれぞれ配置する技術が記載
されている。加えて、この公報の実施例2では、硬質ゴ
ム等の弾性体で形成された両緩衝歯車を主歯車の側面に
ボルトで固定し、これら緩衝歯車自身の弾性変形により
衝撃を吸収する構造となっている。このような歯車装置
は、伝達されるトルクの変動の振幅・頻度が小さい場合
には有効である。In the gear device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-153211, the phase with respect to the main gear is shifted in opposite directions to suppress vibration and noise caused by backlash regardless of the direction of load transmission. A technique is described in which the two shock-absorbing gears are arranged on both axial sides of the main gear. In addition, the second embodiment of this publication has a structure in which both shock-absorbing gears formed of an elastic body such as hard rubber are fixed to the side surfaces of the main gear with bolts, and the shock is absorbed by the elastic deformation of the shock-absorbing gears themselves. ing. Such a gear device is effective when the amplitude and frequency of fluctuation of the transmitted torque are small.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな歯車装置を、内燃機関のクランクシャフトからカム
シャフトへの駆動力伝達系のように、伝達されるトルク
の変動が大きく、かつ、レイアウト等の関係で各歯車を
小型化する必要があるものに適用する場合、硬質ゴムや
樹脂製の緩衝歯車では衝撃を十分受け止めることができ
ず、歯打ち音が十分低減できないという問題点があっ
た。また、生産性,耐久性の見地からも改善が望まれ
る。However, such a gear device is provided with a large variation in the transmitted torque, such as a driving force transmission system from a crankshaft to a camshaft of an internal combustion engine, and with a layout and the like. In the case where the gears need to be miniaturized, there is a problem that a shock absorbing gear made of a hard rubber or a resin cannot sufficiently receive the impact, and the rattling noise cannot be sufficiently reduced. Improvement is also desired from the viewpoint of productivity and durability.
【0005】そこで、仮に上述したゴム製の緩衝歯車を
単に鋼製とした場合、衝撃を緩衝するために十分な弾性
を付与しようとすると、緩衝歯車の歯幅(板厚)を小さ
くする必要があるが、このために強度,耐久性が低下す
るおそれがある。つまり、歯打ち音等を抑制し得る弾性
の確保と、高い耐久性と、を両立させることが困難であ
る。[0005] Therefore, if the rubber shock absorbing gear described above is simply made of steel, it is necessary to reduce the tooth width (plate thickness) of the shock absorbing gear in order to impart sufficient elasticity to absorb an impact. However, the strength and durability may be reduced. That is, it is difficult to ensure both elasticity that can suppress rattling noise and the like and high durability.
【0006】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たもので、伝達される駆動トルクが大きい場合に特に好
適な鋼製の緩衝歯車を用いつつ、所望の弾性と耐久性と
を高いレベルで両立し得る新規な歯車装置を提供するこ
とを一つの目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a high level of desired elasticity and durability while using a steel shock-absorbing gear which is particularly suitable when the transmitted driving torque is large. It is an object of the present invention to provide a new gear device compatible with the above.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る歯車装置
は、主歯車と、この主歯車の軸方向一側に同軸上に隣設
配置される薄肉鋼製の緩衝歯車と、これら主歯車及び緩
衝歯車を軸回転方向に固定する固定手段と、を有し、少
なくとも上記緩衝歯車の一方の歯面が主歯車の一方の歯
面よりも歯溝側へ突出している。According to the present invention, there is provided a gear device comprising: a main gear; a thin steel buffer gear coaxially disposed adjacent to one side of the main gear in the axial direction; Fixing means for fixing the buffer gear in the axial rotation direction, at least one tooth surface of the buffer gear protrudes more toward the tooth space than one tooth surface of the main gear.
【0008】従って、先ず緩衝歯車の一方の歯面が相手
歯車の歯面に当接し、ここに作用するトルクが非常に大
きい場合には、主として緩衝歯車自身の弾性変形によ
り、この緩衝歯車の歯面が歯溝側から後退して衝撃を吸
収し、最終的には主歯車の一方の歯面と相手歯車の歯面
とが当接する。Accordingly, first, when one of the tooth surfaces of the shock-absorbing gear comes into contact with the tooth surface of the mating gear, and the torque applied thereto is very large, the tooth of the shock-absorbing gear is mainly deformed by elastic deformation of the shock-absorbing gear itself. The surface retreats from the tooth space side to absorb the impact, and eventually one tooth surface of the main gear and the tooth surface of the mating gear come into contact.
【0009】このように本発明は、鋼製の緩衝歯車を主
歯車に軸方向で固定し、主として緩衝歯車自身の弾性変
形により衝撃を吸収する構造となっているため、そのバ
ネ定数が非常に高く、内燃機関の動力伝達系等のように
伝達トルクの変動が非常に大きいものに好適に適用され
る。As described above, the present invention has a structure in which the steel shock absorbing gear is fixed to the main gear in the axial direction and the shock is absorbed mainly by the elastic deformation of the shock absorbing gear itself. The method is suitably applied to a motor having a high transmission torque and a large fluctuation in transmission torque, such as a power transmission system of an internal combustion engine.
【0010】そして請求項1に係る発明では、所期の弾
性を得るために、緩衝歯車の歯元のたけを主歯車の歯元
のたけよりも長くしている。このため、緩衝歯車の歯の
長さが相対的に長くなり、特に相手歯車と接触,噛合す
る外周側の歯先部分では、周方向へ弾性変形し易い。従
って、緩衝歯車のバネ定数を小さくするために、仮に緩
衝歯車の歯幅を小さくしたものに比して、緩衝歯車の耐
久性や剛性の低下が十分に抑制される。つまり、所期の
弾性と耐久性とを高いレベルで両立させることができ
る。According to the first aspect of the present invention, in order to obtain the desired elasticity, the tooth gear of the buffer gear is made longer than the tooth gear of the main gear. For this reason, the length of the teeth of the buffering gear becomes relatively long, and in particular, at the tip of the outer peripheral side that comes into contact with and meshes with the mating gear, it is likely to be elastically deformed in the circumferential direction. Therefore, in order to reduce the spring constant of the shock-absorbing gear, the durability and rigidity of the shock-absorbing gear can be sufficiently reduced as compared with the case where the tooth width of the shock-absorbing gear is reduced. That is, the desired elasticity and durability can be compatible at a high level.
【0011】また、請求項2に係る発明では、所期の弾
性を得るために、上記緩衝歯車に、歯筋方向で歯厚を分
割するように歯先から径方向内方へ延びるスリットが形
成されている。このため、請求項1の発明と同様、緩衝
歯車が周方向へ変形し易い構造となる。従って、緩衝歯
車の歯幅を小さくした場合に比して、緩衝歯車の耐久性
や剛性の低下が十分に抑制される。つまり、弾性の確保
と耐久性の確保とを高いレベルで実現することができ
る。According to the second aspect of the present invention, in order to obtain a desired elasticity, a slit extending radially inward from the tooth tip is formed in the buffer gear so as to divide the tooth thickness in the tooth trace direction. Have been. Therefore, similarly to the first aspect of the invention, the buffer gear has a structure that is easily deformed in the circumferential direction. Therefore, compared with the case where the tooth width of the shock-absorbing gear is reduced, the reduction in durability and rigidity of the shock-absorbing gear is sufficiently suppressed. In other words, it is possible to secure the elasticity and the durability at a high level.
【0012】請求項3に係る発明では、上記のように緩
衝歯車の一方の歯面が主歯車の一方の歯面よりも歯溝側
へ突出するように、上記緩衝歯車の歯厚が主歯車の歯厚
よりも大きく設定されている。この場合、相手歯車との
噛み合いを阻害することのないように、両者の歯厚差は
バックラッシ以下に設定される。According to the third aspect of the present invention, as described above, the tooth thickness of the buffer gear is set so that the tooth thickness of the buffer gear protrudes more toward the tooth space than the one tooth surface of the main gear. Is set to be larger than the tooth thickness. In this case, the tooth thickness difference between the two is set to be equal to or less than the backlash so as not to hinder the meshing with the mating gear.
【0013】また、軸方向で上記緩衝歯車の反主歯車側
に隣設配置され、これら主歯車及び緩衝歯車を軸方向に
固定するための円形プレート(つまりワッシャ)を有す
る構成の場合、好ましくは、この円形プレートの外径
を、上記緩衝歯車の歯底径より大きく、かつ、主歯車の
歯底径より小さくする。この場合、この円形プレートに
よって、緩衝歯車の軸方向の倒れやぐらつき等が有効に
抑制される。また、緩衝歯車は主歯車の歯底径よりも小
さいため、相手歯車の歯と干渉する虞もない。In the case of a configuration having a circular plate (that is, a washer) disposed in the axial direction on the side opposite to the main gear side of the buffering gear and fixing the main gear and the buffering gear in the axial direction, it is preferable. The outer diameter of the circular plate is larger than the root diameter of the buffer gear and smaller than the root diameter of the main gear. In this case, the circular plate effectively suppresses the tilting and wobbling of the shock absorbing gear in the axial direction. In addition, since the buffer gear is smaller than the root diameter of the main gear, there is no possibility of interference with the teeth of the mating gear.
【0014】更に、上記主歯車(及び相手歯車)がヘリ
カルギヤの場合、上記円形プレートは主歯車の軸方向ク
リアランスを管理するシムの機能を兼ね備えることがで
きる。Further, when the main gear (and the mating gear) is a helical gear, the circular plate can also have a function of a shim for managing the axial clearance of the main gear.
【0015】請求項6に係る発明は、上記主歯車の歯面
に対する緩衝歯車の歯面の歯溝側への突出量の中で、駆
動時に接触する歯面側の突出量が他方の歯面側の突出量
に比して大きく設定されていることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in the protrusion amount of the tooth surface of the buffer gear with respect to the tooth surface of the main gear to the tooth space side, the protrusion amount on the tooth surface side which comes into contact at the time of driving is the other tooth surface. It is characterized in that it is set to be larger than the amount of protrusion on the side.
【0016】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、簡素かつコンパクトな
構造でありながら、上記公報のように硬質ゴム等を使用
した緩衝歯車に比べて高いバネ定数,耐久性を確保する
ことができ、トルク入力の変動が大きな場合でもその衝
撃を有効に緩和して、バックラッシに起因する振動や歯
打ち音を効果的に低減することができる。しかも、バネ
定数を適宜に低減するために、緩衝歯車の歯元のたけを
主歯車の歯元のたけよりも長くする、あるいは緩衝歯車
に径方向に延びるスリットを形成しており、このような
バネ定数の低減化に伴う剛性や耐久性の低下が最小限に
抑制される。According to the present invention, it is possible to secure a higher spring constant and durability compared with a shock absorbing gear using hard rubber or the like as described in the above-mentioned publication, while having a simple and compact structure. Even if the input fluctuation is large, the impact can be effectively reduced, and the vibration and rattle caused by the backlash can be effectively reduced. In addition, in order to appropriately reduce the spring constant, the height of the tooth root of the shock-absorbing gear is made longer than that of the tooth root of the main gear, or a radially extending slit is formed in the shock-absorbing gear. A reduction in rigidity and durability due to a reduction in the spring constant is suppressed to a minimum.
【0017】加えて、請求項4に係る発明によれば、緩
衝歯車及び主歯車を軸方向に固定するための円形プレー
ト(所謂ワッシャ)により、緩衝歯車の面外方向のぐら
つき等を効果的に抑制することができ、歯先側のめくれ
等の3次元的な変形を抑止することができるため、緩衝
機能の低下や騒音発生をより確実に防止することができ
る。In addition, according to the invention according to claim 4, a circular plate (so-called washer) for fixing the buffering gear and the main gear in the axial direction can effectively prevent wobble in the out-of-plane direction of the buffering gear. Since it is possible to suppress the three-dimensional deformation such as the turning of the tooth tip side, it is possible to more reliably prevent the reduction of the buffer function and the generation of noise.
【0018】更に、請求項5に係る発明によれば、上記
の円形プレートが主歯車の軸方向クリアランスを管理す
るシムの機能を併せ持つため、簡素な構造でありなが
ら、この歯車装置の軸方向クリアランスを十分小さい値
に保持することができ、ヘリカルギヤによるトルク伝達
に付随して発生する軸方向加振力が作用した場合におい
ても、軸方向のがた打ち等による騒音発生を最小限に抑
制することができる。Further, according to the fifth aspect of the present invention, since the circular plate has a function of a shim for managing the axial clearance of the main gear, the axial clearance of the gear device has a simple structure. Can be maintained at a sufficiently small value, and even when the axial excitation force generated accompanying the transmission of torque by the helical gear acts, noise generation due to axial rattling etc. is minimized. Can be.
【0019】請求項6に係る発明によれば、例えば駆動
時のトルク変動が大きく、大きな緩衝機能が要求される
場合にも、大入力に対して十分な緩衝機能が確保され、
確実に歯打ち騒音を抑制することができる。According to the sixth aspect of the invention, even when the torque fluctuation during driving is large and a large buffering function is required, a sufficient buffering function for a large input is ensured.
Toothing noise can be reliably suppressed.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る歯車装置を、
内燃機関の駆動力伝達系としてのクランクシャフト〜カ
ムシャフト間に適用した実施の形態について、図面を参
照して詳細に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a gear device according to the present invention will be described.
An embodiment applied between a crankshaft and a camshaft as a driving force transmission system of an internal combustion engine will be described in detail with reference to the drawings.
【0021】図1〜5は第1実施形態を示している。図
1に示すように、シリンダヘッド1の上部には、気筒列
方向に沿って2本のカムシャフト2a,2bが平行に配
設されている。各カムシャフト2a,2bには、それぞ
れ吸気弁又は排気弁(図示省略)を駆動する駆動カム2
cが各気筒毎に設けられており、各カムシャフト2a,
2bは、カムキャップ3a,3b,3cとシリンダヘッ
ド1との間で軸周りに回転可能に支持されている。1 to 5 show a first embodiment. As shown in FIG. 1, two camshafts 2a and 2b are arranged in parallel in the cylinder row direction above the cylinder head 1. A drive cam 2 for driving an intake valve or an exhaust valve (not shown) is provided on each of the camshafts 2a and 2b.
c is provided for each cylinder, and each camshaft 2a,
2b is rotatably supported around the axis between the cam caps 3a, 3b, 3c and the cylinder head 1.
【0022】各カムシャフト2a,2bの前端(図1の
左端)には、硬質な鋼製のドライブギヤ(相手歯車)
4,ドリブンギヤ(主歯車)5がそれぞれ取り付けられ
ている。ドライブギヤ4の前端にはチェーンスプロケッ
ト6が設けられ、このチェーンスプロケット6には、ク
ランクシャフト(不図示)からチェーン機構(不図示)
を介して駆動力が伝達される。これらのドライブギヤ4
及びチェーンスプロケット6は、ワッシャ7aを介して
ボルト8aにより一方のカムシャフト2aの前端へ軸方
向に共締め固定されている。At the front end (left end in FIG. 1) of each camshaft 2a, 2b, a hard steel drive gear (counter gear) is provided.
4, a driven gear (main gear) 5 is attached. A chain sprocket 6 is provided at the front end of the drive gear 4, and the chain sprocket 6 is provided with a chain mechanism (not shown) from a crankshaft (not shown).
The driving force is transmitted via the. These drive gears 4
The chain sprocket 6 and the chain sprocket 6 are axially fastened and fixed to the front end of one camshaft 2a by bolts 8a via washers 7a.
【0023】一方、ドリブンギヤ5の軸方向両側にはク
ッションギヤ(緩衝歯車)9a,9b)がドリブンギヤ
5を挟み込むように配置されている。これらのクッショ
ンギヤ9a,9bは、ギヤ4,5と同様の硬質な鋼製で
あり、ワッシャ7bを介してボルト8bによりカムシャ
フト2bの前端へ軸方向に共締め固定されている。ここ
で、クッションギヤ9a,9bがドリブンギヤ5ととも
にドライブギヤ4に噛合するように、同軸上に隣設配置
されるギヤ9a,5,9bの歯幅合計がドライブギヤ4
の歯幅以下に設定されている。On the other hand, cushion gears (buffer gears) 9a, 9b) are arranged on both sides in the axial direction of the driven gear 5 so as to sandwich the driven gear 5. These cushion gears 9a and 9b are made of the same hard steel as the gears 4 and 5, and are coaxially fixed to the front end of the camshaft 2b by bolts 8b via washers 7b. Here, the total tooth width of the gears 9a, 5 and 9b arranged coaxially next to each other is such that the cushion gears 9a and 9b mesh with the drive gear 4 together with the driven gear 5.
Is set to be equal to or less than the tooth width.
【0024】上記のドライブギヤ4及び被駆動側のギヤ
5,9a,9bは、例えばカムシャフト2a,2b前端
のフランジ部2dに設けられたダウエルピン(不図示)
によって、軸周り方向に位置決め及び固定されており、
これらのカムシャフト2a,2bと一体的に軸回転する
ように構成されている。The drive gear 4 and the driven gears 5, 9a, 9b are provided with, for example, a dowel pin (not shown) provided on a flange 2d at the front end of the camshafts 2a, 2b.
Is positioned and fixed around the axis,
The camshafts 2a and 2b are configured to rotate integrally with the camshafts 2a and 2b.
【0025】従って、クランクシャフトが回転すると、
チェーン機構を介してチェーンスプロケット6が軸周り
に回転し、このチェーンスプロケット6と一体的にドラ
イブギヤ4及びカムシャフト2aが回転するとともに、
ドライブギヤ4に噛合するドリブンギヤ5が回転し、こ
のドリブンギヤ5と一体的にカムシャフト2bが回転す
る。Therefore, when the crankshaft rotates,
The chain sprocket 6 rotates around the axis via the chain mechanism, and the drive gear 4 and the camshaft 2a rotate integrally with the chain sprocket 6,
The driven gear 5 meshing with the drive gear 4 rotates, and the camshaft 2b rotates integrally with the driven gear 5.
【0026】図2は、上記ドリブンギヤ5側の構造の詳
細を示す分解説明図である。クッションギヤ9a,9b
は、ドリブンギヤ5を挟み込むようにして軸方向に結合
されているが、このドリブンギヤ5に対するクッション
ギヤ9a,9bの回転方向の位置決め及び固定は、この
実施形態では、ドリブンギヤ5の側面より突出するピン
10と、クッションギヤ9a,9bに形成された穴11
a,11bとを互いに嵌合させることによって行われて
いる(固定手段)。また、ドリブンギヤ5(及びクッシ
ョンギヤ9a,9b)とカムシャフト2bとの軸周り方
向の位置決め及び固定は、上述したカムシャフト2bの
フランジ部2dに設けられたダウエルピンがドリブンギ
ヤ5及びクッションギヤ9a,9bに形成された穴1
2,13に嵌合することにより行われる。なお、寸法誤
差等を吸収するために、穴13は嵌め合いではなくダウ
エルピンの逃がし穴となっており、穴12よりも相対的
に大径に形成されている。FIG. 2 is an exploded explanatory view showing details of the structure of the driven gear 5 side. Cushion gears 9a, 9b
Are axially coupled with each other so as to sandwich the driven gear 5. In this embodiment, the positioning and fixing of the cushion gears 9 a and 9 b in the rotational direction with respect to the driven gear 5 are performed by a pin 10 protruding from the side surface of the driven gear 5. And holes 11 formed in the cushion gears 9a and 9b.
a and 11b (fitting means). The positioning and fixing of the driven gear 5 (and the cushion gears 9a and 9b) and the camshaft 2b in the direction around the axis are performed by using the dowel pins provided on the flange portion 2d of the camshaft 2b by the driven gear 5 and the cushion gears 9a and 9b. Hole 1 formed in
This is carried out by fitting them into 2 and 13. In order to absorb a dimensional error or the like, the hole 13 is not a fitting but a relief hole for the dowel pin, and is formed to have a relatively larger diameter than the hole 12.
【0027】ワッシャ7bは、硬質な薄板状の円形プレ
ートであって、ボルト8bの頭部の座面を受けて、カム
シャフト2bのフランジ部2dとの間でギヤ9a,5,
9bを挟み込むように軸方向に締結,固定する機能を有
している。ここで、ワッシャ7bの外径は、図1及び図
3〜5の一点鎖線に示すように、少なくとも隣設するク
ッションギヤ9aの歯底径よりも大きく設定されてお
り、クッションギヤ9aの歯先部分の面外方向の変形を
抑制する機能を兼ね備えている。また、ワッシャ7bの
外径は、万が一にもドライブギヤ4の歯と緩衝すること
のないように、ドリブンギヤ5の歯底径よりも小さく設
定されている。The washer 7b is a hard thin circular plate, which receives the bearing surface of the head of the bolt 8b, and the gears 9a, 5 and 5 between the washer 7b and the flange 2d of the camshaft 2b.
It has a function of fastening and fixing in the axial direction so as to sandwich 9b. Here, the outer diameter of the washer 7b is set to be larger than at least the root diameter of the adjacent cushion gear 9a, as shown by the one-dot chain line in FIGS. It also has the function of suppressing deformation of the portion in the out-of-plane direction. The outer diameter of the washer 7b is set to be smaller than the root diameter of the driven gear 5 so as not to buffer the teeth of the drive gear 4 by any chance.
【0028】図3は、ドリブンギヤ5及びクッションギ
ヤ9(9a,9b)の歯先部分を拡大して示している。
クッションギヤ9の歯厚9cは、ドリブンギヤ5の歯厚
に比して所定量だけ大きく成形されており、両者の歯厚
差は、好ましくはギヤ4,5間のバックラッシ以下、よ
り好ましくは略バックラッシと等しく設定される。この
結果、ドリブンギヤ5の両歯面に対し、クッションギヤ
9の両歯面が歯溝側へ突出している。なお、クッション
ギヤ9の歯面の突出量は、例えば両方の歯面側で同一の
値(Δt)に設定される。FIG. 3 is an enlarged view of the tooth tips of the driven gear 5 and the cushion gear 9 (9a, 9b).
The tooth thickness 9c of the cushion gear 9 is formed to be larger by a predetermined amount than the tooth thickness of the driven gear 5, and the difference between the tooth thicknesses is preferably equal to or less than the backlash between the gears 4 and 5, more preferably substantially the backlash. Is set equal to As a result, both tooth surfaces of the cushion gear 9 protrude toward the tooth space with respect to both tooth surfaces of the driven gear 5. The protrusion amount of the tooth surface of the cushion gear 9 is set to the same value (Δt) on both tooth surface sides, for example.
【0029】そして、クッションギヤ9の歯溝が、ドリ
ブンギヤ5の歯溝に比して深く設定されている。つま
り、図4にも示すように、クッションギヤ9の歯底から
ピッチ円P1までの径方向距離すなわち歯元のたけH1
が、ドリブンギヤ5の歯底からピッチ円P1までの歯元
のたけH2よりも大きく設定されている。The tooth grooves of the cushion gear 9 are set deeper than the tooth grooves of the driven gear 5. That is, as shown in FIG. 4, the radial distance from the tooth bottom of the cushion gear 9 to the pitch circle P1, that is, the root height H1
However, it is set larger than the root height H2 from the tooth bottom of the driven gear 5 to the pitch circle P1.
【0030】なお、この実施形態ではクッションギヤ9
a,9bが互いに同形状に設定されているが、互いに異
なる形状とすることもできる。In this embodiment, the cushion gear 9 is used.
Although a and 9b are set to have the same shape, they may have different shapes.
【0031】次に、図4,5を参照して本実施形態の作
用を説明する。なお、矢印A1,A2はそれぞれギヤ
4,5の回転方向を表している。ドライブギヤ4がドリ
ブンギヤ5にかみ込んでいく場合、ドリブンギヤ5より
もクッションギヤ9の歯厚が大きく、クッションギヤ9
の歯面が歯溝側へ突出しているため、ドライブギヤ4
は、まずクッションギヤ9に接触する(図4)。そし
て、ドライブギヤ4からの入力が非常に大きい場合、主
にクッションギヤ9の歯先部分が周方向に弾性変形する
ことにより、その衝撃が緩和され、最終的にはドライブ
ギヤ4がドリブンギヤ5に接触する(図5)。Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. Note that arrows A1 and A2 indicate the rotation directions of the gears 4 and 5, respectively. When the drive gear 4 bites into the driven gear 5, the tooth thickness of the cushion gear 9 is larger than that of the driven gear 5, and the cushion gear 9
Of the drive gear 4
First comes into contact with the cushion gear 9 (FIG. 4). When the input from the drive gear 4 is very large, the impact is reduced by mainly elastically deforming the tooth tip portion of the cushion gear 9 in the circumferential direction, and finally the drive gear 4 is connected to the driven gear 5. Contact (FIG. 5).
【0032】このように本実施形態では、ドリブンギヤ
5に固定される鋼製のクッションギヤ9a,9b自身の
弾性変形によって衝撃を緩和,吸収する構成となってい
る。このため、上記従来例のようにスプリング等のバネ
要素が不要で、簡素かつコンパクトな構成とすることが
できる。また、内燃機関の動弁系のギヤやクランクギヤ
のように、トルク変動が大きく、レイアウト等の関係で
小型化が要求される部分に適用した場合でも、十分なバ
ネ定数を確保することができ、バックラッシに起因する
振動,歯打ち騒音を確実に低減することができる。As described above, in the present embodiment, the shock is reduced and absorbed by the elastic deformation of the steel cushion gears 9a and 9b fixed to the driven gear 5. For this reason, a spring element such as a spring is unnecessary as in the above-described conventional example, and a simple and compact configuration can be achieved. Further, even when applied to a portion where torque fluctuation is large and downsizing is required due to a layout or the like, such as a gear of a valve train of an internal combustion engine or a crank gear, a sufficient spring constant can be secured. In addition, vibration and rattling noise due to backlash can be reliably reduced.
【0033】特に、本実施形態では、クッションギヤ9
a,9bの歯元のたけH1をドリブンギヤ5の歯元のた
けH2よりも大きくすることにより、クッションギヤ9
a,9bの剛性,耐久性の低下を伴うことなく、クッシ
ョンギヤ9a,9bのバネ定数を有効に抑制することが
でき、所期の弾性と耐久性とを高いレベルで両立するこ
とができる。In particular, in the present embodiment, the cushion gear 9
By setting the root height H1 of the roots a and 9b to be larger than the root height H2 of the driven gear 5, the cushion gear 9 is provided.
The spring constants of the cushion gears 9a and 9b can be effectively suppressed without lowering the rigidity and durability of the cushions 9a and 9b, and the desired elasticity and durability can be compatible at a high level.
【0034】なお、クッションギヤ9a,9bの歯先部
分の剛性(逆に言えば弾性)は、その歯幅及び歯溝深さ
で調整できる。従って、ドライブギヤ4側のトルク変動
やドリブンギヤ5側の慣性モーメントの値に応じた歯先
剛性を設定することにより、負荷条件に応じた適切な歯
打ち音低減効果を得ることができる。The rigidity (elasticity, in other words) of the tooth tips of the cushion gears 9a and 9b can be adjusted by their tooth width and tooth groove depth. Therefore, by setting the tooth stiffness in accordance with the value of the torque fluctuation on the drive gear 4 side and the value of the inertia moment on the driven gear 5 side, it is possible to obtain an appropriate rattling noise reduction effect according to the load condition.
【0035】図6は、第2実施形態に係るドリブンギヤ
5及びクッションギヤ15の歯先部分を拡大して示して
いる。なお、以下の説明において、全体的な構造は図1
〜3に示す第1実施形態と同様であり、同一部分には同
一参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。FIG. 6 is an enlarged view of the tooth tips of the driven gear 5 and the cushion gear 15 according to the second embodiment. In the following description, the overall structure is shown in FIG.
The third embodiment is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3, and the same portions are denoted by the same reference characters and overlapping description will be appropriately omitted.
【0036】内燃機関においては、一般的に、駆動時の
トルク変動が大きく、駆動時の接触歯面側に、より大き
な緩衝機能が要求される。そこで、この第2実施形態で
は、ドリブンギヤ5の歯面に対するクッションギヤ15
の歯溝側への突出量(歯厚差)のうち、ドリブンギヤ5
の被駆動時にドライブギヤ4と接触する歯面側つまり図
6の下側の歯面側の歯厚差Δt1が、駆動時に接触しな
い歯面側つまり図6の上側の歯面側の歯厚差Δt2より
も大きく設定されている。これによって、駆動時に接触
歯面側に大入力が作用しても、十分な緩衝機能が確保さ
れ、確実に歯打ち騒音を抑制することができる。In an internal combustion engine, torque fluctuation during driving is generally large, and a larger cushioning function is required on the contact tooth surface side during driving. Therefore, in the second embodiment, the cushion gear 15 with respect to the tooth surface of the driven gear 5 is used.
Of the protruding amount (difference in tooth thickness) of the driven gear 5
The tooth thickness difference Δt1 on the tooth surface side contacting the drive gear 4 when driven, ie, the lower tooth surface side in FIG. 6, is the tooth thickness difference on the tooth surface side not contacting during driving, ie, the upper tooth surface side in FIG. It is set larger than Δt2. As a result, even when a large input acts on the contact tooth surface during driving, a sufficient cushioning function is ensured, and it is possible to reliably suppress the rattling noise.
【0037】なお、駆動トルク変動の負値が小さい、あ
るいはドリブンギヤ5側に常時回転抵抗が付与されてい
る等の理由で、駆動時に接触しない側(図6の上側)の
歯面同士が衝突して歯打ち騒音を生じる可能性が低い場
合は、この歯面側の緩衝機能が実質的に不要となるの
で、その歯厚差△t2を略0(ゼロ)としてもよい。The tooth surfaces on the side that does not come into contact during driving (upper side in FIG. 6) collide with each other because the negative value of the drive torque fluctuation is small, or the driven gear 5 is constantly provided with rotational resistance. When the possibility of rattling noise is low, the cushioning function on the tooth surface side is substantially unnecessary, and thus the tooth thickness difference Δt2 may be set to approximately 0 (zero).
【0038】あるいは図7に示すように、クッションギ
ヤ15’の歯先部分の歯形(歯厚)をドリブンギヤ5と
同一に作成し、クッションギヤ15’のドリブンギヤ5
に対する位相を歯厚差△t1分だけずらした状態で、ク
ッションギヤ15’とドリブンギヤ5とを軸方向に固定
することによっても、同様の効果が得られる。この場
合、駆動時に接触しない歯面側では、ドリブンギヤ5の
歯面がクッションギヤ15’の歯面よりも歯溝側へΔt
1だけ突出することとなる。Alternatively, as shown in FIG. 7, the tooth profile (teeth thickness) of the tip of the cushion gear 15 'is made the same as that of the driven gear 5, and the driven gear 5 of the cushion gear 15' is formed.
The same effect can be obtained by fixing the cushion gear 15 'and the driven gear 5 in the axial direction while the phase with respect to is shifted by the tooth thickness difference Δt1. In this case, the tooth surface of the driven gear 5 on the tooth surface that does not contact during driving is Δt toward the tooth space from the tooth surface of the cushion gear 15 ′.
It will protrude by one.
【0039】次に本発明の第3実施形態を図8〜10に
基づいて説明する。図8は本実施形態におけるドリブン
ギヤ5とクッションギヤ16(16a,16b)の歯先
拡大図である。上記第1実施形態と同様、クッションギ
ヤ16の歯厚はドリブンギヤ5の歯厚よりも大きく成形
されており、両者の歯厚差は、好ましくはギヤ4,5間
のバックラッシ以下、より好ましくは略バックラッシと
等しく設定される。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is an enlarged view of the tooth tips of the driven gear 5 and the cushion gear 16 (16a, 16b) in the present embodiment. As in the first embodiment, the tooth thickness of the cushion gear 16 is formed larger than the tooth thickness of the driven gear 5, and the difference between the tooth thicknesses is preferably equal to or less than the backlash between the gears 4 and 5, and more preferably approximately. It is set equal to the backlash.
【0040】そして、各クッションギヤ16の歯先部分
に、歯筋方向で歯厚を2等分に分割するように歯先から
径方向内方へ延びる1本のスリット17が形成されてい
る。なお、スリット17を間欠的に複数設ける構成とし
ても良い。A single slit 17 extending radially inward from the tooth tip is formed in the tooth tip portion of each cushion gear 16 so as to divide the tooth thickness into two in the tooth trace direction. Note that a plurality of slits 17 may be provided intermittently.
【0041】また、この実施形態では、クッションギヤ
16とドリブンギヤ5とで歯元のたけが同一に設定され
ている。しかしながら、更なるバネ定数の低減化を図る
ために、上記第1,第2実施形態と同様に、クッション
ギヤの歯元のたけを相対的に大きくしても良い。In this embodiment, the roots of the cushion gear 16 and the driven gear 5 are set to be the same. However, in order to further reduce the spring constant, the tooth height of the cushion gear may be relatively increased as in the first and second embodiments.
【0042】このように第3実施形態では、クッション
ギヤ16に径方向へ延びるスリット17が形成されてい
るため、例えばバネ定数を抑制するために歯幅を小さく
したようなものに比して、クッションギヤ16の剛性,
耐久性の低下を抑制することができる。従って、クッシ
ョンギヤ16における所期の弾性と耐久性とを高いレベ
ルで両立することができる。As described above, in the third embodiment, the slit 17 extending in the radial direction is formed in the cushion gear 16, so that, for example, the tooth width is reduced in order to suppress the spring constant. Rigidity of the cushion gear 16,
A decrease in durability can be suppressed. Therefore, the desired elasticity and durability of the cushion gear 16 can be compatible at a high level.
【0043】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の
変形,変更が可能である。例えば、上記第1〜3実施形
態ではドリブンギヤ5の軸方向両側にクッションギヤを
配設しているが、ドライブギヤ4側にクッションギヤを
設ける構成としても良く、また、ギヤ5の軸方向一側に
のみクッションギヤを設ける構成としても良い。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the first to third embodiments, cushion gears are provided on both sides of the driven gear 5 in the axial direction, but a cushion gear may be provided on the drive gear 4 side. It is good also as a structure provided with a cushion gear only in.
【0044】また、ドライブギヤ4及びドリブンギヤ5
をヘリカルギヤとしても良い。この場合、好ましくは上
記のワッシャ(円形プレート)7がドリブンギヤ5の軸
方向クリアランスを管理するシムの機能を兼ね備える形
とする。The drive gear 4 and the driven gear 5
May be a helical gear. In this case, the washer (circular plate) 7 preferably has a function of a shim for managing the axial clearance of the driven gear 5.
【図1】本発明の第1実施形態に係る歯車装置を適用し
た内燃機関の上面対応図。FIG. 1 is a top view corresponding to an internal combustion engine to which a gear device according to a first embodiment of the present invention is applied.
【図2】第1実施形態に係る歯車装置の分解斜視図。FIG. 2 is an exploded perspective view of the gear device according to the first embodiment.
【図3】第1実施形態の要部を示す斜視対応図。FIG. 3 is a perspective view illustrating a main part of the first embodiment.
【図4】第1実施形態の作用説明図。FIG. 4 is an operation explanatory view of the first embodiment.
【図5】同じく第1実施形態の作用説明図。FIG. 5 is an operation explanatory view of the first embodiment.
【図6】第2実施形態の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a second embodiment.
【図7】第2実施形態の他の例を示す構成図。FIG. 7 is a configuration diagram showing another example of the second embodiment.
【図8】第3実施形態の要部を示す斜視対応図。FIG. 8 is a perspective view showing a main part of a third embodiment.
【図9】第3実施形態の作用説明図。FIG. 9 is an operation explanatory view of the third embodiment.
【図10】同じく第3実施形態の作用説明図。FIG. 10 is an operation explanatory view of the third embodiment.
4…ドライブギヤ(相手歯車) 5…ドリブンギヤ(主歯車) 7b…ワッシャ(円形プレート) 9a,9b…クッションギヤ(緩衝歯車) 10…ピン(固定手段) 11…穴(固定手段) 15,15’,16…クッションギヤ(緩衝歯車) 17…スリット 4 Drive gear (mating gear) 5 Driven gear (main gear) 7b Washer (circular plate) 9a, 9b Cushion gear (buffer gear) 10 Pin (fixing means) 11 Hole (fixing means) 15, 15 ' , 16 ... cushion gear (buffer gear) 17 ... slit
Claims (6)
軸上に隣設配置される薄肉鋼製の緩衝歯車と、これら主
歯車及び緩衝歯車を軸回転方向に固定する固定手段と、
を有し、 少なくとも上記緩衝歯車の一方の歯面が主歯車の一方の
歯面よりも歯溝側へ突出しており、かつ、上記緩衝歯車
の歯元のたけが主歯車の歯元のたけよりも長いことを特
徴とする歯車装置。1. A main gear, a thin steel buffer gear coaxially disposed adjacent to one side in the axial direction of the main gear, and fixing means for fixing the main gear and the buffer gear in the axial rotation direction. ,
Wherein at least one tooth surface of the buffer gear protrudes toward the tooth space more than one tooth surface of the main gear, and the gear root of the buffer gear is smaller than the gear root of the main gear. A gear device characterized in that it is also long.
軸上に隣設配置される薄肉鋼製の緩衝歯車と、これら主
歯車及び緩衝歯車を軸回転方向に固定する固定手段と、
を有し、 少なくとも上記緩衝歯車の一方の歯面が主歯車の一方の
歯面よりも歯溝側へ突出しており、かつ、上記緩衝歯車
に、歯筋方向で歯厚を分割するように歯先から径方向内
方へ延びるスリットが形成されていることを特徴とする
歯車装置。2. A main gear, a thin steel buffer gear disposed coaxially adjacent to one axial side of the main gear, and fixing means for fixing the main gear and the buffer gear in the axial rotation direction. ,
At least one tooth surface of the buffering gear projects to the tooth space side than one tooth surface of the main gear, and the buffering gear has teeth so as to divide the tooth thickness in the tooth trace direction. A gear device, wherein a slit extending radially inward from the tip is formed.
も大きく、かつ、両者の歯厚差がバックラッシ以下に設
定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
歯車装置。3. The gear according to claim 1, wherein the tooth thickness of the buffer gear is larger than the tooth thickness of the main gear, and the difference between the tooth thicknesses is set to be less than the backlash. apparatus.
設配置され、これら主歯車及び緩衝歯車を軸方向に固定
するための円形プレートを有し、 この円形プレートの外径は、上記緩衝歯車の歯底径より
大きく、かつ、主歯車の歯底径より小さいことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の歯車装置。4. A circular plate is provided adjacent to the buffer gear in a direction opposite to the main gear in the axial direction, and has a circular plate for fixing the main gear and the buffer gear in the axial direction. The gear device according to any one of claims 1 to 3, wherein the root diameter is larger than the root diameter of the buffer gear and smaller than the root diameter of the main gear.
円形プレートが主歯車の軸方向クリアランスを管理する
シムの機能を兼ね備えることを特徴とする請求項4に記
載の歯車装置。5. The gear device according to claim 4, wherein the main gear is a helical gear, and the circular plate also has a function of a shim for managing an axial clearance of the main gear.
面の歯溝側への突出量の中で、駆動時に接触する歯面側
の突出量が他方の歯面側の突出量に比して大きく設定さ
れていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記
載の歯車装置。6. The protruding amount of the tooth surface side of the buffer gear, which is in contact with the driving gear, on the tooth surface side of the buffer gear relative to the tooth surface of the main gear is smaller than the protruding amount on the other tooth surface side. The gear device according to any one of claims 1 to 5, wherein the gear device is set large.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2019157709A (en) * | 2018-03-09 | 2019-09-19 | いすゞ自動車株式会社 | Gear pump |
CN110296199A (en) * | 2019-06-19 | 2019-10-01 | 柳州五菱柳机动力有限公司 | A kind of balance shaft of engine gear set with pooling feature |
-
2000
- 2000-05-26 JP JP2000155662A patent/JP2001336610A/en active Pending
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