JP2004162754A - Transmission - Google Patents

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JP2004162754A
JP2004162754A JP2002327360A JP2002327360A JP2004162754A JP 2004162754 A JP2004162754 A JP 2004162754A JP 2002327360 A JP2002327360 A JP 2002327360A JP 2002327360 A JP2002327360 A JP 2002327360A JP 2004162754 A JP2004162754 A JP 2004162754A
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JP
Japan
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case
weight member
transmission
weight
gear
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002327360A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Yamazaki
泰正 山▲崎▼
Kazunari Saiki
一成 才木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Sumitomo Heavy Industries Ltd filed Critical Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transmission capable of preventing resonance of a case and a gear irrespective of the number of teeth of the gear stored in the case and rotation speed. <P>SOLUTION: This transmission 10 is provided with a gear transmission mechanism (not shown) for decelerating rotation of an input shaft 12 and transmitting it to an output shaft 14, the case 16 storing the gear transmission mechanism, and a weight member 18 attachable and detachable to/from the case 16 to adjust natural frequency of the case 16 by attaching and detaching the weight member 18. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、産業設備、輸送機器等に備えられる変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、産業設備、輸送機器等では、歯車伝達機構と、該歯車伝達機構を収容するケースと、を備えた変速機が広く使用されている。
【0003】
歯車伝達機構は歯車同士が噛み合い係合することにより、歯数、回転速度等に応じた振動、騒音を発生させる。歯車に起因する振動の振動数と軸、ケース等の他の部材の固有振動数とが同等又は整数倍に近い関係であると、軸、ケース等と歯車とが共振し、振動、騒音が増大することがある。
【0004】
特に、ケースは変速機の他の部材に対して大きく、又、壁面が音を増幅させやすいため、ケースと歯車とが共振すると振動、騒音が著しく増大することがある。
【0005】
このような振動、騒音を防止するため、ケースの壁面の剛性を高めて固有振動数を高くすると共に共振の振幅を抑制し、ケースと歯車との共振を防止するようにした変速機が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0006】
【特許文献1】
特開2001―124187号公報(全頁)
【特許文献2】
特開昭50―125159号公報(第342頁)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、変速機のケースは一般的に形状が複雑で、形状と固有振動数との関係を求める構造解析は容易ではない。更に、ケースは歯車伝達機構等の収容物、設置環境等により形状が制約されるため、構造解析により剛性が高い形状を推定することができたとしても、その形状を実際の製品として実現することができないこともある。このような事情により、剛性が高いケースを設計するためには多大な労力、時間を要していた。
【0008】
又、変速機は、様々な用途に対応できるように、変速比が異なる複数種類が一連のシリーズとして設定されていることが多い。一方、ケースは型費が高いため、同一シリーズの複数種類の変速機に共通の設計のケースが使用されていることが多い。即ち、1種類のケースに様々な歯数の歯車が収容されることがある。
【0009】
従って、ケースの剛性を高めて固有振動数を高くすることで、シリーズのうちの一部の種類の変速機におけるケースと歯車との共振を防止できたとしても、歯数が異なる歯車をケースに収容した他の種類の変速機では、ケースと歯車とが共振することがあった。更に、同一の種類の変速機でも歯車の回転速度は必ずしも一定ではなく、用途等により様々な回転速度で回転し得る。そのため、同一の種類の変速機でも歯車の回転速度が異なると、ケースと歯車とが共振することがあった。
【0010】
尚、多種のケースを用意し、収容する歯車の歯数、回転速度に合わせて最適なケースを選択すれば、ケースと歯車との共振を防止しうるが、ケースの型費のために変速機のコストが大幅に上昇することとなる。
【0011】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、ケースに収容した歯車の歯数、回転速度に拘らず、ケースと歯車との共振を防止することができる低コストな変速機を提供することをその課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、歯車伝達機構と、該歯車伝達機構を収容するケースと、を含んでなる変速機において、前記ケースに着脱自在とされた重錘部材を備え、該重錘部材を着脱することにより前記ケースの固有振動数を調節可能としたことにより、上記課題を解決したものである。
【0013】
従来は、ケースの剛性を高めることで固有振動数を高くすると共に振幅を抑制してケースと歯車の共振を防止しようとしていた。これに対し本発明は、固有振動数が、剛性だけでなく質量(慣性)にも影響されることに着目し、重錘部材をケースに着脱することで固有振動数を増減(調節)するようにしたものである。
【0014】
即ち、本発明は、質量に着目し、ケースの固有振動数を高める方向でなく、多くの場合、ケースの固有振動数をより低くしてケースと歯車との共振を防止する点で、従来の技術と著しく相違している。
【0015】
尚、ケースのように形状が複雑な部材は一般的に多数の振動モードを有していが、本明細書における「ケースの固有振動数を調節可能」とは、必ずしもケースの総ての振動モードの固有振動を調節できるという意義に限定されず、一部の振動モードの固有振動を調節できる場合も含まれる。
【0016】
固有振動数の調節は、例えば、実際に変速機を稼働させて騒音、振動等を実測しながら騒音等が小さくなるように、重錘部材を着脱すればよく、この作業は容易であり、且つ、ケースと歯車との共振を確実に防止することができる。
【0017】
又、ケースの固有振動数が調節可能であるので、設計段階でケースの固有振動数を厳密に解析する必要がなく、ケースの設計が容易である。更に、重錘部材はケースの質量を変更できるものであればよいので、設計の自由度が高く、製造も容易である。例えば、四角形、円形等の板状体の重錘部材とすれば設計、製造が極めて容易である。又、重錘部材のケースへの装着は、ボルト等を利用すればよく、着脱作業も容易である。即ち、本発明に係る変速機は、重錘部材、ケースの設計、製造が容易であり低コストである。
【0018】
尚、前記重錘部材を、前記ケースの壁面の中央近傍に装着可能とするとよい。
【0019】
本発明を完成させる過程において、発明者はケースの様々な部位に重錘部材を装着することを試みた。その結果、同じ質量の重錘部材であっても、ケースの壁面の中央近傍に装着した場合、他の部位に装着した場合よりも固有振動数の変化(低下)が大きいことが判明した。言い換えれば、同じ固有振動数の変化を得る場合、重錘部材をケースの壁面の中央近傍に装着すれば、他の部位に装着する場合よりも小さな質量の重錘部材を着脱すれば足り、それだけ重錘部材の軽量化、コンパクト化を図ることができる。
【0020】
又、前記重錘部材を、質量が異なり、且つ、前記ケースへの装着のための取り合いが共通とされた複数の種類用意し、これら複数の種類の重錘部材のうち前記ケースに装着する重錘部材の種類を選択することにより、前記ケースの固有振動数を調節可能としてもよい。
【0021】
このように、質量が異なる複数種類の重錘部材を用意すれば、それだけ多様で適正にケースの固有振動数を調節でき、歯車の振動数が異なる多種の変速機に適用することができる。
【0022】
この場合、前記重錘部材として、材質が異なり、且つ、外形形状が等しい複数の種類を用意してもよい。
【0023】
例えば、鉄系材料、アルミニウム系材料等のようにそれぞれ材質の比重が異なり、形状が等しい重錘部材を複数種類用意すれば、選択する重錘部材の種類に拘らず、変速機の形状を常に一定に保持することできる。特に、重錘部材の装着部として該重錘部材を組み込むだけの大きさの凹部をケースに形成すれば、選択する重錘部材の種類に拘らず、重錘部材がケースから突出することを常に回避することができる。これにより、周辺の部材との干渉を確実に回避することができ、又、従来の変速機と外形形状が等しい変速機とすることも可能である。
【0024】
又、前記重錘部材を複数用意し、且つ、これら複数の重錘部材のうちの任意の個数の重錘部材を前記ケースに装着可能とし、前記重錘部材の装着個数を調節することにより、前記ケースの固有振動数を調節可能としてもよい。
【0025】
このようにすれば、重錘部材の種類の増加を制限しつつ歯車の振動数が異なる多種の変速機に適用することができる。例えば、形状が等しい1種類の重錘部材を複数用意し、これらの装着個数を変えることでケースの固有振動数を多段階で調節することができる。
【0026】
又、前記重錘部材を、磁力により前記ケースに装着可能としてもよい。
【0027】
磁力を利用することにより、重錘部材の着脱作業の大幅な容易化を図ることができる。又、ケース、重錘部材の製造も容易である。例えば、ケースの材質が鉄系材料等の磁性体である場合、重錘部材側に磁石を配設すれば、ケース側にボルト穴等を形成しなくてもケースに重錘部材を着脱自在とすることができる。この場合、例えば、既存のケースに本発明を適用することも可能である。尚、ケースの材質がアルミニウム系材料等の非磁性体の場合は、ケース側に磁石を配設し、重錘部材の材質を磁性体とすればよい。又、非磁性体のケースに磁性体の取付部を設け、重錘部材側に磁石を配設してもよい。更に、ケース及び重錘部材双方の側に磁石を配設してもよい。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0029】
図1は、本実施形態に係る変速機10の全体構造の概要を示す正面図、図2は同左側面図である。
【0030】
変速機10は、入力軸12の回転を減速して出力軸14に伝達するための歯車伝達機構(図示省略)と、歯車伝達機構を収容するケース16と、ケース16に着脱自在とされた重錘部材18と、を備え、重錘部材18を着脱することによりケース16の固有振動数を調節可能としたことを特徴としている。
【0031】
その他の構造については従来の変速機と同様であるので、説明を適宜省略する。
【0032】
尚、変速機10は主として産業機械に使用され、ケース16と設計が共通のケースに、変速比等の仕様が異なる歯車伝達機構を収容した他の複数の種類の変速機と共に一連の変速機のシリーズを構成している。
【0033】
歯車伝達機構は、具体的には、ベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ウォームギヤ等の種類のギヤを備え、回転力の方向を変更して伝達するようにされている。
【0034】
ケース16は、上方に開口した箱型の下ケース20と、下ケース20の上部を閉塞する上ケース22と、を有して構成されている。
【0035】
重錘部材18は、下ケース20の正面の壁面20Aの中央近傍に装着可能とされている。
【0036】
図3は、重錘部材18の装着部の周辺の構造を拡大して示す分解斜視図である。
【0037】
重錘部材18は、具体的には長方形の板状体で、複数の貫通孔18Aが形成されている。又、該貫通孔18Aに対応して下ケース20の壁面20Aの中央近傍には、複数のねじ孔20Bが形成されている。重錘部材18は、貫通孔18Aを貫通し、ねじ孔20Bに螺合するボルト24により、壁面20Aの中央近傍に装着可能とされている。
【0038】
又、重錘部材18は、質量が異なり、且つ、共通の位置に貫通孔18Aが形成された(ケース16への装着のための取り合いが共通とされた)複数の種類が用意されている。具体的には、厚さが異なる複数の種類の重錘部材18が用意されている。
【0039】
次に、変速機10の作用について説明する。
【0040】
変速機10は、重錘部材18をケース16に着脱することによりケース16の固有振動数を調節し、ケース16内の歯車とケース16との共振を防止することが可能である。
【0041】
例えば、ケース16に重錘部材18を装着すれば、ケース16の振動モードのうち、主として下ケース20の壁面20Aに関連する振動モードの固有振動数は低下する。一方、ケース16から重錘部材18を取り外せば、固有振動数は上昇する。又、壁面20Aに装着する重錘部材18の種類を変更すれば、各重錘部材18の質量に応じた固有振動数が得られる。
【0042】
ケース16と歯車との共振は、歯車に起因する振動の振動数とケース16の固有振動数とが、同等又は整数倍に近い関係であると発生するので、このような共振が発生する振動数からケース16の固有振動数をずらすような調節を行うことにより、ケース16と歯車との共振を防止することができる。
【0043】
固有振動数の調節は、例えば、実際に変速機10を稼働させ、騒音、振動等を実測しながら重錘部材18をケース16に着脱し、騒音・振動が最も小さくなるような種類の重錘部材18をケース16に装着すれば(又は取り外せば)よく、この作業は容易である。又、騒音、振動等を確認しながら調節するのでケース16と歯車との共振を確実に防止することができる。
【0044】
尚、変速機10の用途変更等により、収容した歯車の回転速度が増減すると、ケース16と歯車とが共振しうるが、重錘部材18を着脱することにより、固有振動数を増減させて共振を容易に回避することができる。
【0045】
又、ケース16の固有振動数が調節可能であり、設計段階でケース固有振動数を厳密に解析する必要がないので、ケース16は設計が容易である。又、重錘部材18も長方形の板状体で設計、製造が極めて容易である。即ち、変速機10は、重錘部材18、ケース16の設計、製造が容易で低コストである。
【0046】
尚、変速機10と同一のシリーズの他の種類の変速機においても上記と同様に、ケースの固有振動数を調節することでケースと歯車との共振を容易に回避することができる。即ち、収容する歯車の歯数、回転速度に拘らず、設計が容易で低コストな共通のケースを複数の種類の変速機に使用し、且つ、ケースと歯車との共振を容易に回避することができ、変速機のシリーズとして、特にコスト低減の効果が大きい。
【0047】
又、下ケース20の壁面20Aの中央近傍に重錘部材18を装着するので、同じ固有振動数の変化を得る場合、壁面20Aの他の部位に装着するよりも、重錘部材18の着脱による質量の変化は小さくて足り、それだけ重錘部材18の軽量・コンパクト化が図られている。
【0048】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
【0049】
図4は、本第2実施形態に係る重錘部材の装着部の周辺を示す分解斜視図である。
【0050】
本第2実施形態は、同一の種類の重錘部材18を複数用意し、且つ、これら複数の重錘部材18のうちの任意の個数の重錘部材18をケースに装着可能とし、重錘部材18の装着個数を調節することにより、ケース16の固有振動数を調節可能としたものである。
【0051】
他の構成については、前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0052】
この場合も、前記第1実施形態と同様に、ケース16と歯車との共振を容易に防止することが可能である。
【0053】
更に、重錘部材18が1種類に共通化されているので、重錘部材18は一層の低コスト化が図られている。
【0054】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
【0055】
図5は、本第3実施形態に係る重錘部材の装着部の周辺を示す分解斜視図である。
【0056】
本第3実施形態は、重錘部材40の材質を磁石とし、磁力によりケース16に装着可能としたものである。尚、重錘部材40は、形状が前記重錘部材18と同様であるが、貫通孔は形成されていない。又、ケース16は、鉄系材料等の磁性材料である。
【0057】
他の構成については前記第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0058】
このように磁力を利用すれば、重錘部材40をケース16に装着するためにボルト等を使用する必要がなく、重錘部材の着脱作業を一層容易に行うことができる。又、ケース16、重錘部材40に、ねじ孔、貫通孔を形成する必要がないので、ケース、重錘部材の製造も容易で低コストである。
【0059】
更に、ケースの材質が鉄系材料等の磁性体であれば他の変速機にも、重錘部材40に容易に装着でき、例えば、既存の変速機に装着して、ケースと歯車との共振を防止することも可能である。
【0060】
尚、本第3実施形態では重錘部材40全体を磁石としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、重錘部材の一部として磁石を配設してもよい。又、ケース16は材質が鉄系材料等の磁性体とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ケースの材質をアルミニウム系材料等の非磁性体としてケース側に磁石を配設し、重錘部材の材質を磁性体としてもよい。又、非磁性体のケースに磁性体の装着部を設け、重錘部材の一部又は全部を磁石としてもよい。更に、ケース及び重錘部材双方に磁石を配設してもよい。
【0061】
又、本第3実施形態及び前記第1実施形態において、厚さが異なる複数の種類の重錘部材18、40が用意されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、材質が異なり、且つ、外形形状が等しい複数の種類の重錘部材18、40を用意してケースに選択的に装着するようにしてもよい。
【0062】
例えば、鉄系材料、アルミニウム系材料等のようにそれぞれ材質の比重が異なり、形状が等しい重錘部材18、40を複数種類用意すれば、装着する重錘部材の種類に拘らず、変速機の形状を常に一定に保持することできる。特に、図6のように、重錘部材18の装着部として該重錘部材18を組み込むだけの大きさの凹部20Cを下ケース20に形成すれば、選択する重錘部材18の種類に拘らず、重錘部材18がケース16から突出することを常に回避することができる。これにより、周辺の部材との干渉を確実に回避することができると共に従来の変速機と外形形状を等しくすることも可能である。
【0063】
又、本第3実施形態及び前記第1実施形態において、複数の種類の重錘部材のうちの1種類を選択的にケース16に装着するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数の種類の重錘部材を組合わせて前記第2実施形態と同様にケース16に複数同時に装着するようにしてもよい。
【0064】
又、前記第1〜第3実施形態において、重錘部材はいずれも長方形の板状体とされているが、重錘部材の形状は特に限定されず、例えば、円形板状体等の他の形状の重錘部材としてもよい。更に、形状が異なる重錘部材を複数種類混在して用意してもよい。尚、この場合も、各重錘部材の装着のための取り合いは共通とすることが好ましい。
【0065】
又、前記第1及び第2実施形態において、重錘部材はボルトによりケースに装着可能とされているが、重錘部材の着脱が可能であれば装着方法は特に限定されない。
【0066】
又、前記第1〜第3実施形態において、重錘部材18、40は、ケース16の壁面20Aの中央近傍に装着可能とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、壁面20Aの他の部位に重錘部材を装着するようにしてもよい。尚、固有振動数を効果的に変化させるためには、重錘部材の装着部は壁面の中央に近いことが好ましい。
【0067】
更に、前記第1〜第3実施形態において、重錘部材18、40は、下ケース20の正面の壁面20Aに装着可能とされているが、本発明はこれに限定されるものではなく、固有振動数を調節しようとする振動モードに対応して重錘部材を装着する部位は適宜選択すればよい。
【0068】
又、前記第1〜第3実施形態において、変速機は、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機であるが、入力軸の回転を増速して出力軸に伝達する増速機に対しても本発明は当然に適用可能である。
【0069】
又、前記第1〜第3実施形態において、歯車伝達機構は、回転の方向を変更して伝達するベベルギヤ、ハイポイドギヤ、ウォームギヤ等のギヤを備えているが、歯車の種類は特に限定されず、例えば、平歯車、斜歯歯車等の他の種類の歯車を備えた変速機に対しても本発明は当然に適用可能である。更に、本発明は、産業機械の分野に限定されず、例えば、輸送機器等に対しても当然適用可能である。
【0070】
又、前記第1〜第3実施形態において、変速機10はケースの設計が共通である一連の変速機のシリーズのうちの一の変速機であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリーズ化されず単独で設定された変速機に対しても本発明は当然適用可能である。
【0071】
(実施例)
図7は、重錘部材18を装着した場合と装着していない場合とを対比して、変速機10における入力回転速度と騒音との関係を示したものである。
【0072】
入力回転速度が1500rpmの近傍では、重錘部材を装着すると、重錘部材を装着していない場合に対して騒音値が大幅に低減していることが分かる。
【0073】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ケースに収容した歯車の歯数、回転速度に拘らず、ケースと歯車との共振を防止することができる低コストな変速機を提供することが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る変速機の全体構造を示す正面図
【図2】同左側面図
【図3】同変速機の重錘部材の装着部の周辺構造を拡大して示す分解斜視図
【図4】本発明の他の実施形態に係る重錘部材の装着部の周辺構造を拡大して示す分解斜視図
【図5】本発明の他の実施形態に係る重錘部材の装着部の周辺構造を拡大して示す分解斜視図
【図6】本発明の他の実施形態に係る重錘部材の装着部の周辺構造を拡大して示す側断面図
【図7】同変速機の重錘部材の着脱と騒音レベルとの関係を示すグラフ
【符号の説明】
10…変速機
12…入力軸
14…出力軸
16…ケース
18、40…重錘部材
18A…貫通孔
20…下ケース
20A…壁面
20B…ねじ孔
22…上ケース
24…ボルト
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission provided in industrial equipment, transportation equipment, and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in industrial equipment and transportation equipment, a transmission including a gear transmission mechanism and a case for housing the gear transmission mechanism has been widely used.
[0003]
The gear transmission mechanism generates vibrations and noises according to the number of teeth, the rotation speed, and the like when the gears mesh with each other. If the frequency of the vibration caused by the gear and the natural frequency of the other members such as the shaft and the case have the same or nearly integral multiple, the shaft and the case and the gear resonate, increasing the vibration and noise. Sometimes.
[0004]
In particular, the case is large relative to other members of the transmission, and the wall surface is liable to amplify the sound. Therefore, when the case and the gear resonate, vibration and noise may be significantly increased.
[0005]
In order to prevent such vibration and noise, there is known a transmission in which the rigidity of the wall of the case is increased to increase the natural frequency and the amplitude of resonance is suppressed to prevent resonance between the case and the gear. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2001-124187 A (all pages)
[Patent Document 2]
JP-A-50-125159 (page 342)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the case of a transmission generally has a complicated shape, and it is not easy to perform a structural analysis for obtaining a relationship between the shape and the natural frequency. Furthermore, since the shape of the case is limited by the contents of the gear transmission mechanism and the like, the installation environment, etc., even if a highly rigid shape can be estimated by structural analysis, the shape must be realized as an actual product. Sometimes you can't. Under such circumstances, a great deal of labor and time were required to design a case having high rigidity.
[0008]
In addition, a plurality of types of transmissions having different speed ratios are often set as a series of series so as to be compatible with various uses. On the other hand, since the case is expensive, a case having a common design is often used for a plurality of types of transmissions in the same series. That is, there are cases where gears having various numbers of teeth are accommodated in one type of case.
[0009]
Therefore, even if it is possible to prevent the resonance between the case and the gears in some types of transmissions of the series by increasing the rigidity of the case and increasing the natural frequency, gears having different numbers of teeth are used in the case. In other types of transmissions accommodated, the case and the gear sometimes resonated. Further, even with the same type of transmission, the rotation speed of the gear is not always constant, and can rotate at various rotation speeds depending on the application and the like. Therefore, even in the same type of transmission, if the rotation speed of the gear is different, the case and the gear may resonate.
[0010]
If various types of cases are prepared and the most suitable case is selected according to the number of gear teeth to be accommodated and the rotational speed, resonance between the case and the gears can be prevented. Cost will increase significantly.
[0011]
The present invention has been made in view of the above problems, and is a low-cost transmission that can prevent resonance between a case and a gear, regardless of the number of teeth and the rotation speed of the gear housed in the case. To provide
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a transmission including a gear transmission mechanism and a case accommodating the gear transmission mechanism, comprising a weight member detachably attached to the case, and attaching and detaching the weight member. The above problem has been solved by making the natural frequency of the case adjustable.
[0013]
Conventionally, it has been attempted to prevent the resonance between the case and the gear by suppressing the amplitude by increasing the natural frequency by increasing the rigidity of the case. On the other hand, the present invention focuses on the fact that the natural frequency is affected not only by the rigidity but also by the mass (inertia), and increases / decreases (adjusts) the natural frequency by attaching / detaching the weight member to / from the case. It was made.
[0014]
That is, the present invention focuses on the mass, and not in the direction of increasing the natural frequency of the case, but in many cases, lowering the natural frequency of the case to prevent resonance between the case and the gear. Significantly different from technology.
[0015]
Note that a member having a complicated shape such as a case generally has many vibration modes. However, in this specification, "adjustable natural frequency of the case" does not necessarily mean that all vibration modes of the case are used. It is not limited to the meaning that the natural vibration can be adjusted, and also includes a case where the natural vibration of some vibration modes can be adjusted.
[0016]
The adjustment of the natural frequency can be performed, for example, by actually attaching and detaching the weight member so as to reduce the noise while actually operating the transmission to measure the noise, vibration, etc., and this operation is easy, and Thus, resonance between the case and the gear can be reliably prevented.
[0017]
In addition, since the natural frequency of the case is adjustable, it is not necessary to strictly analyze the natural frequency of the case at the design stage, and the case can be easily designed. Further, since the weight member only needs to be able to change the mass of the case, the degree of freedom of design is high and the manufacture is easy. For example, if the weight member is a plate-shaped body such as a square or a circle, design and manufacture are extremely easy. Further, the weight member may be mounted on the case by using a bolt or the like, and the attaching / detaching operation is easy. That is, in the transmission according to the present invention, the weight member and the case are easily designed and manufactured, and the cost is low.
[0018]
Preferably, the weight member can be mounted near the center of the wall surface of the case.
[0019]
In the process of completing the present invention, the inventor tried to attach weight members to various parts of the case. As a result, it has been found that even when the weight members have the same mass, the change (decrease) in the natural frequency is larger when the weight member is mounted near the center of the wall surface of the case than when the weight member is mounted on another part. In other words, when obtaining the same natural frequency change, if the weight member is mounted near the center of the wall of the case, it is sufficient to attach and detach a weight member having a smaller mass than when mounting it on other parts. The weight member can be reduced in weight and size.
[0020]
In addition, a plurality of types of weight members having different masses and a common arrangement for mounting to the case are prepared, and a weight of the plurality of types of weight members to be mounted on the case is prepared. The natural frequency of the case may be adjustable by selecting the type of the weight member.
[0021]
Thus, if a plurality of types of weight members having different masses are prepared, the natural frequency of the case can be adjusted appropriately and variously, and the present invention can be applied to various types of transmissions having different gear frequencies.
[0022]
In this case, a plurality of types of weight members having different materials and the same outer shape may be prepared as the weight member.
[0023]
For example, if a plurality of types of weight members having different specific gravities and the same shape such as an iron-based material and an aluminum-based material are prepared, regardless of the type of the weight member to be selected, the shape of the transmission is always changed. Can be kept constant. In particular, if a recess having a size large enough to incorporate the weight member is formed in the case as a mounting portion for the weight member, the weight member always projects from the case regardless of the type of the weight member selected. Can be avoided. As a result, interference with peripheral members can be reliably avoided, and a transmission having the same outer shape as a conventional transmission can be provided.
[0024]
Further, by preparing a plurality of the weight members, and by allowing any number of weight members of the plurality of weight members to be mounted on the case, by adjusting the number of mounting of the weight members, The natural frequency of the case may be adjustable.
[0025]
In this way, the present invention can be applied to various types of transmissions having different frequencies of the gears while limiting the increase in the types of weight members. For example, it is possible to adjust the natural frequency of the case in multiple steps by preparing a plurality of one type of weight members having the same shape and changing the number of these members.
[0026]
Further, the weight member may be attachable to the case by magnetic force.
[0027]
By utilizing the magnetic force, the work of attaching and detaching the weight member can be greatly facilitated. Also, the manufacture of the case and the weight member is easy. For example, when the material of the case is a magnetic material such as an iron-based material, if a magnet is provided on the weight member side, the weight member can be detachably attached to the case without forming a bolt hole or the like on the case side. can do. In this case, for example, the present invention can be applied to an existing case. When the material of the case is a non-magnetic material such as an aluminum-based material, a magnet may be provided on the case side, and the material of the weight member may be a magnetic material. Further, a magnetic material attaching portion may be provided in a non-magnetic material case, and a magnet may be provided on the weight member side. Further, magnets may be provided on both sides of the case and the weight member.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0029]
FIG. 1 is a front view showing an outline of the overall structure of a transmission 10 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a left side view of the same.
[0030]
The transmission 10 includes a gear transmission mechanism (not shown) for reducing the rotation of the input shaft 12 and transmitting the rotation to the output shaft 14, a case 16 accommodating the gear transmission mechanism, and a weight detachably attached to the case 16. And a weight member 18, and the natural frequency of the case 16 can be adjusted by attaching and detaching the weight member 18.
[0031]
The other structures are the same as those of the conventional transmission, and the description thereof will not be repeated.
[0032]
Note that the transmission 10 is mainly used for industrial machines, and a series of transmissions together with a plurality of other types of transmissions accommodating gear transmission mechanisms having different specifications such as a speed ratio are provided in a case having a common design with the case 16. Make up the series.
[0033]
The gear transmission mechanism specifically includes a bevel gear, a hypoid gear, a worm gear, and other types of gears, and changes the direction of the rotational force to transmit.
[0034]
The case 16 includes a box-shaped lower case 20 opened upward and an upper case 22 that closes an upper part of the lower case 20.
[0035]
The weight member 18 can be mounted near the center of the wall surface 20A on the front of the lower case 20.
[0036]
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the structure around the mounting portion of the weight member 18 in an enlarged manner.
[0037]
The weight member 18 is specifically a rectangular plate-like body, and has a plurality of through holes 18A. A plurality of screw holes 20B are formed near the center of the wall surface 20A of the lower case 20 corresponding to the through holes 18A. The weight member 18 can be mounted near the center of the wall surface 20A by a bolt 24 that penetrates the through hole 18A and is screwed into the screw hole 20B.
[0038]
In addition, a plurality of types of weight members 18 having different masses and having a through hole 18A at a common position (a common arrangement for attachment to the case 16) are prepared. Specifically, a plurality of types of weight members 18 having different thicknesses are prepared.
[0039]
Next, the operation of the transmission 10 will be described.
[0040]
The transmission 10 can adjust the natural frequency of the case 16 by attaching and detaching the weight member 18 to and from the case 16, and can prevent resonance between the gears in the case 16 and the case 16.
[0041]
For example, when the weight member 18 is attached to the case 16, the natural frequency of the vibration mode mainly related to the wall surface 20A of the lower case 20 among the vibration modes of the case 16 decreases. On the other hand, when the weight member 18 is removed from the case 16, the natural frequency increases. Further, if the type of the weight member 18 mounted on the wall surface 20A is changed, a natural frequency corresponding to the mass of each weight member 18 can be obtained.
[0042]
The resonance between the case 16 and the gear occurs when the frequency of the vibration caused by the gear and the natural frequency of the case 16 have a relationship that is equal to or close to an integral multiple. By adjusting the natural frequency of the case 16 from the above, resonance between the case 16 and the gear can be prevented.
[0043]
The natural frequency can be adjusted by, for example, actually operating the transmission 10 and attaching and detaching the weight member 18 to and from the case 16 while actually measuring noise, vibration, and the like. This operation is easy if the member 18 is mounted on (or removed from) the case 16. In addition, since the adjustment is made while checking the noise, vibration and the like, the resonance between the case 16 and the gear can be reliably prevented.
[0044]
The case 16 and the gears may resonate when the rotational speed of the accommodated gears increases or decreases due to a change in the use of the transmission 10 or the like. However, by attaching or detaching the weight member 18, the natural frequency is increased or decreased to resonate. Can be easily avoided.
[0045]
In addition, since the natural frequency of the case 16 is adjustable and it is not necessary to strictly analyze the natural frequency of the case at the design stage, the design of the case 16 is easy. Further, the weight member 18 is also a rectangular plate-shaped body, and is very easy to design and manufacture. That is, in the transmission 10, the design and manufacture of the weight member 18 and the case 16 are easy and the cost is low.
[0046]
It should be noted that in the other types of transmissions in the same series as the transmission 10, the resonance between the case and the gears can be easily avoided by adjusting the natural frequency of the case in the same manner as described above. That is, regardless of the number of gear teeth to be accommodated and the rotational speed, a common case that is easy to design and low in cost is used for a plurality of types of transmissions, and resonance between the case and the gear is easily avoided. As a series of transmissions, the effect of cost reduction is particularly large.
[0047]
In addition, since the weight member 18 is mounted in the vicinity of the center of the wall surface 20A of the lower case 20, when obtaining the same change in the natural frequency, the weight member 18 is attached and detached rather than mounted on other parts of the wall surface 20A. A small change in mass is sufficient, and the weight member 18 is reduced in weight and size accordingly.
[0048]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0049]
FIG. 4 is an exploded perspective view showing the periphery of the mounting portion of the weight member according to the second embodiment.
[0050]
In the second embodiment, a plurality of weight members 18 of the same type are prepared, and an arbitrary number of the weight members 18 among the plurality of weight members 18 can be attached to a case. The natural frequency of the case 16 can be adjusted by adjusting the number of mountings 18.
[0051]
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
[0052]
Also in this case, similarly to the first embodiment, resonance between the case 16 and the gear can be easily prevented.
[0053]
Further, since the weight member 18 is shared by one type, the weight member 18 is further reduced in cost.
[0054]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0055]
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the periphery of the mounting portion of the weight member according to the third embodiment.
[0056]
In the third embodiment, the material of the weight member 40 is a magnet, and the weight member 40 can be attached to the case 16 by magnetic force. The weight member 40 has the same shape as the weight member 18, but has no through hole. The case 16 is made of a magnetic material such as an iron-based material.
[0057]
The other configuration is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.
[0058]
If the magnetic force is used in this way, it is not necessary to use bolts or the like to attach the weight member 40 to the case 16, and the work of attaching and detaching the weight member can be performed more easily. Further, since it is not necessary to form a screw hole and a through hole in the case 16 and the weight member 40, the case and the weight member can be manufactured easily and at low cost.
[0059]
Furthermore, if the material of the case is a magnetic material such as an iron-based material, the case can be easily mounted on the weight member 40 in other transmissions. Can also be prevented.
[0060]
In the third embodiment, the entire weight member 40 is a magnet, but the present invention is not limited to this, and a magnet may be provided as a part of the weight member. The case 16 is made of a magnetic material such as an iron-based material, but the present invention is not limited to this. The case is made of a non-magnetic material such as an aluminum-based material and a magnet is provided on the case side. The weight member may be provided as a magnetic material. Alternatively, a magnetic material mounting portion may be provided in a non-magnetic material case, and part or all of the weight member may be a magnet. Further, magnets may be provided on both the case and the weight member.
[0061]
In the third embodiment and the first embodiment, a plurality of types of weight members 18 and 40 having different thicknesses are prepared. However, the present invention is not limited to this, and the material is not limited thereto. A plurality of different weight members 18 and 40 having different and equal outer shapes may be prepared and selectively mounted on the case.
[0062]
For example, if a plurality of types of weight members 18 and 40 having different specific gravities and the same shape such as an iron-based material and an aluminum-based material are prepared, regardless of the type of weight member to be mounted, the transmission can be used. The shape can always be kept constant. In particular, as shown in FIG. 6, if a concave portion 20C large enough to incorporate the weight member 18 is formed in the lower case 20 as a mounting portion for the weight member 18, regardless of the type of the weight member 18 to be selected. In addition, it is possible to always prevent the weight member 18 from protruding from the case 16. As a result, interference with peripheral members can be reliably avoided, and the external shape can be made equal to that of a conventional transmission.
[0063]
In the third embodiment and the first embodiment, one of a plurality of types of weight members is selectively mounted on the case 16, but the present invention is not limited to this. Instead, a plurality of types of weight members may be combined and simultaneously mounted on the case 16 as in the second embodiment.
[0064]
In the first to third embodiments, each of the weight members is a rectangular plate, but the shape of the weight member is not particularly limited. For example, another weight such as a circular plate may be used. A weight member having a shape may be used. Furthermore, a plurality of types of weight members having different shapes may be prepared. Also in this case, it is preferable that the arrangement for mounting the weight members is common.
[0065]
In the first and second embodiments, the weight member can be attached to the case by bolts. However, the attachment method is not particularly limited as long as the weight member can be attached and detached.
[0066]
In the first to third embodiments, the weight members 18 and 40 can be mounted near the center of the wall surface 20A of the case 16, but the present invention is not limited to this. The weight member may be attached to another portion of the 20A. In order to effectively change the natural frequency, the mounting portion of the weight member is preferably close to the center of the wall surface.
[0067]
Furthermore, in the first to third embodiments, the weight members 18 and 40 can be mounted on the wall surface 20A on the front surface of the lower case 20, but the present invention is not limited to this, and The portion to which the weight member is attached may be appropriately selected according to the vibration mode in which the frequency is to be adjusted.
[0068]
In the first to third embodiments, the transmission is a reduction gear that reduces the rotation of the input shaft and transmits the rotation to the output shaft. However, the transmission increases the rotation of the input shaft and transmits the rotation to the output shaft. The present invention is naturally applicable to a high speed machine.
[0069]
In the first to third embodiments, the gear transmission mechanism includes gears such as a bevel gear, a hypoid gear, and a worm gear that change the direction of rotation and transmit the rotation. However, the type of gear is not particularly limited. The present invention is naturally applicable to a transmission having other types of gears such as a spur gear, a bevel gear, and the like. Furthermore, the present invention is not limited to the field of industrial machinery, but is naturally applicable to, for example, transportation equipment.
[0070]
In the first to third embodiments, the transmission 10 is one of a series of transmissions having a common case design, but the present invention is not limited to this. However, the present invention is naturally applicable to a transmission that is set independently without being serialized.
[0071]
(Example)
FIG. 7 shows the relationship between the input rotation speed and the noise in the transmission 10 in comparison with the case where the weight member 18 is mounted and the case where the weight member 18 is not mounted.
[0072]
It can be seen that when the input rotation speed is near 1500 rpm, the noise value is significantly reduced when the weight member is mounted, compared to when the weight member is not mounted.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a low-cost transmission that can prevent resonance between the case and the gears regardless of the number of teeth and the rotation speed of the gears housed in the case. An excellent effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing an entire structure of a transmission according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a left side view of the transmission. FIG. 3 is an exploded view showing an enlarged structure around a mounting portion of a weight member of the transmission. FIG. 4 is an exploded perspective view showing, on an enlarged scale, a peripheral structure of a weight member mounting portion according to another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a mounting diagram of a weight member according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is an exploded perspective view showing, in an enlarged manner, a peripheral structure of a portion. FIG. 6 is a side cross-sectional view showing, in an enlarged manner, a peripheral structure of a mounting portion of a weight member according to another embodiment of the present invention. Graph showing the relationship between the attachment and detachment of the weight member and the noise level [Explanation of reference numerals]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Transmission 12 ... Input shaft 14 ... Output shaft 16 ... Case 18, 40 ... Weight member 18A ... Through hole 20 ... Lower case 20A ... Wall surface 20B ... Screw hole 22 ... Upper case 24 ... Bolt

Claims (6)

歯車伝達機構と、該歯車伝達機構を収容するケースと、を含んでなる変速機において、
前記ケースに着脱自在とされた重錘部材が備えられ、該重錘部材を着脱することにより前記ケースの固有振動数を調節可能とした
ことを特徴とする変速機。
In a transmission including a gear transmission mechanism and a case accommodating the gear transmission mechanism,
A transmission, wherein the case is provided with a detachable weight member, and the natural frequency of the case can be adjusted by attaching and detaching the weight member.
請求項1において、
前記重錘部材は、前記ケースの壁面の中央近傍に装着可能とされた
ことを特徴とする変速機。
In claim 1,
A transmission, wherein the weight member can be mounted near a center of a wall surface of the case.
請求項1又は2において、
前記重錘部材は、質量が異なり、且つ、前記ケースへの装着のための取り合いが共通とされた複数の種類が用意され、これら複数の種類の重錘部材のうち前記ケースに装着する重錘部材の種類を選択することにより、前記ケースの固有振動数を調節可能とした
ことを特徴とする変速機。
In claim 1 or 2,
A plurality of types of the weight members having different masses and a common arrangement for mounting to the case are prepared, and a weight to be mounted to the case among the plurality of types of weight members. A transmission characterized in that the natural frequency of the case can be adjusted by selecting the type of member.
請求項3において、
前記重錘部材として、材質が異なり、且つ、外形形状が等しい複数の種類を用意した
ことを特徴とする変速機。
In claim 3,
A transmission, wherein a plurality of types of weight members having different materials and the same outer shape are prepared.
請求項1〜4のいずれかにおいて、
前記重錘部材は、複数用意され、且つ、これら複数の重錘部材のうちの任意の個数の重錘部材が前記ケースに装着可能とされ、前記重錘部材の装着個数を調節することにより、前記ケースの固有振動数を調節可能とした
ことを特徴とする変速機。
In any one of claims 1 to 4,
A plurality of the weight members are prepared, and an arbitrary number of the weight members among the plurality of the weight members can be attached to the case, and by adjusting the number of the weight members attached, A transmission, wherein the natural frequency of the case is adjustable.
請求項1〜5のいずれかにおいて、
前記重錘部材は、磁力により前記ケースに装着可能とされた
ことを特徴とする変速機。
In any one of claims 1 to 5,
A transmission, wherein the weight member is attachable to the case by magnetic force.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009280007A (en) * 2008-05-20 2009-12-03 Tokai Rika Co Ltd Webbing retractor device
JPWO2013008308A1 (en) * 2011-07-11 2015-02-23 トヨタ自動車株式会社 Power transmission device for vehicle
US20170074387A1 (en) * 2015-09-15 2017-03-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Transmission case

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