JP2007303484A - Transmission device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、2輪車等において設けられた伝動装置であって、ドライブギアと、前記ドライブギアと噛合するドリブンギアと、前記ドライブギアと噛合する打音又は異音対策用のシザーズギアとを備え、前記ドリブンギアと前記シザーズギアとが相対回転可能に軸方向に重ね合わされると共に、互いに反対の回転方向に付勢された伝動装置に関する。なお、ここでいう打音又は異音とは通称「カタカタ」という歯面の衝突音のことである。 The present invention is, for example, a transmission provided in a two-wheeled vehicle or the like, and includes a drive gear, a driven gear that meshes with the drive gear, and a scissors gear that counteracts a beating sound or abnormal noise that meshes with the drive gear. The driven gear and the scissor gear are overlapped in the axial direction so as to be relatively rotatable, and are urged in the opposite rotational directions. Here, the hitting sound or abnormal sound is a tooth surface collision sound called “katakata”.
例えば、2輪車の第1次減速歯車列において、駆動歯車はクランク軸に取り付けられたクランクギアに相当し、被駆動歯車はクラッチ機構上に取り付けられたクラッチギアに相当しており、エンジンの低速回転時における回転速度の変動により、両歯車の歯と歯との衝突が起こり、歯打音が発生する。この打音を防止する機構として、駆動歯車・被駆動歯車間のバックラッシュを極力小さくするフリクションギアやシザーズギアを用いることが知られており、被駆動歯車にシザーズギアを組み合わせることでバックラッシュを除去する方式が一般的である。なお、シザーズギアに関しては、例えば、特許文献1や特許文献2に記載のものが公知である。
For example, in the primary reduction gear train of a two-wheeled vehicle, the drive gear corresponds to a crank gear attached to the crankshaft, and the driven gear corresponds to a clutch gear attached to the clutch mechanism. Due to fluctuations in the rotational speed during low-speed rotation, the teeth of both gears collide with each other, and a rattling sound is generated. It is known to use friction gears and scissors gears that minimize the backlash between the drive gear and the driven gear as a mechanism to prevent this hitting sound, and the backlash is eliminated by combining the scissors gear with the driven gear. The method is common. As for the scissors gear, for example, those described in Patent Document 1 and
図4は、従来のシザーズギアを用いた伝動装置の要部を示す正面図である。符号1はドライブギア(駆動歯車)としてのクランクギアであり、符号2はドリブンギア(被駆動歯車)としてのクラッチギアである。また、符号3は駆動歯車・被駆動歯車間のバックラッシュを除去するためのシザーズギアである。クラッチギア2とシザーズギア3とは図示しない軸方向に重なった状態で保持され、クラッチギア2は軸に対して回転不可に係合され、シザーズギア3は前記軸に回転可能に設けられている。クラッチギア2とシザーズギア3との対向面には、アンチラッシュ用のコイルバネ4が収容配置され、コイルバネ4の一端はクラッチギア2に当接され、コイルバネ4の他端はシザーズギア3に当接されている。コイルバネ4は、クラッチギア2とシザーズギア3の歯すじが合った位置から、シザーズギア3をギアの回転方向に付勢する。
FIG. 4 is a front view showing a main part of a transmission device using a conventional scissor gear. Reference numeral 1 denotes a crank gear as a drive gear (drive gear), and
クランクギア1にクラッチギア2及びシザーズギア3が噛み合って回転伝達が行われている状態では、クランクギア1が矢印a方向に回転すると、その歯1aがクラッチギア2の歯2aにP面で当接してクラッチギア2を矢印b方向に回転駆動する。クランクギア1の歯1aの後に生じるバックラッシュは、コイルバネ4の付勢力により後続するシザーズギア3の歯3aがクランクギア1の歯1aに回転方向後方からq面で圧接することによって除去される。
In the state where the
ところで、シザーズギアを用いた従来の伝動装置においては、動力伝達用主歯車対の(クランクギア1とクラッチギア2との)バックラッシュは小さく設定されており、シザーズギア3の歯厚もクラッチギア2の歯厚とあまり差をつけない構造が一般的であった。
By the way, in the conventional transmission device using the scissors gear, the backlash (with the crank gear 1 and the clutch gear 2) of the power transmission main gear pair is set small, and the tooth thickness of the scissors gear 3 is also the same as that of the
図4において、円周方向バックラッシュについて、BMは、クランクギア1及びクラッチギア2間のバックラッシュ量、BSは、クランクギア1とシザーズギア3間のバックラッシュ量を表しており、BS>BMであるが、従来では、クランクギア1とシザーズギア3間のバックラッシュBSが小さいため、運転中のクランクギア1の回転速度の変化によって発生するシザーズギア3の捩り振動により、シザーズギア3がクランクギア1の歯1aの回転方向に向いたp面に回転方向前方から当ることがある。即ち、クランクギア1とシザーズギア3間のバックラッシュBSの値がシザーズギア3の捩り振動の振幅より小さいとクランクギア1のp面に当ることになる。シザーズギア3がクランクギア1のp面に当ると、新たな打音が生じることになる。
In FIG. 4, regarding the circumferential backlash, BM represents the backlash amount between the crank gear 1 and the
本発明の目的は、運転中にシザーズギアが捩り振動を起しても、シザーズギアの歯がクランクギアの歯の回転方向に向いた面に回転方向前方から当ることがない伝動装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a transmission device in which even if the scissor gear undergoes torsional vibration during operation, the teeth of the scissor gear do not hit the surface of the crank gear teeth facing the rotational direction from the front in the rotational direction. is there.
請求項1に係る伝達装置は、ドライブギアと、前記ドライブギアと噛合するドリブンギアと、前記ドライブギアと噛合するシザーズギアとを備え、前記ドリブンギアと前記シザーズギアとが相対回転可能に軸方向に重ね合わされると共に、互いに反対の回転方向に付勢されたものであって、上記課題を解決するために、前記シザーズギアは、前記ドライブギアの回転速度の変動によって発生する前記シザーズギアの捩り振動の振幅より大きなバックラッシュ量を与える歯厚を有し、かつ前記ドライブギアとの噛み合い率は、前記ドライブギアと前記ドリブンギアとの噛み合い率よりも小さい値であり、歯底径は前記ドリブンギアと同じであることを特徴とする。 The transmission device according to claim 1 includes a drive gear, a driven gear that meshes with the drive gear, and a scissors gear that meshes with the drive gear, and the driven gear and the scissors gear are overlapped in an axial direction so as to be relatively rotatable. In order to solve the above-described problem, the scissor gear is obtained from the amplitude of the torsional vibration of the scissor gear generated by the fluctuation of the rotational speed of the drive gear. It has a tooth thickness that gives a large backlash amount, and the meshing rate with the drive gear is smaller than the meshing rate between the drive gear and the driven gear, and the root diameter is the same as that of the driven gear. It is characterized by being.
請求項1に係る伝動装置によれば、シザーズギアがクランクギアの歯の回転方向に向いた面に当ることがなくなる。また、噛み合い率を小さくした低歯歯車(クラッチギア2に比べて)にすることで加工が容易になる。 According to the transmission of the first aspect, the scissor gear does not hit the surface of the crank gear facing the rotation direction of the teeth. Further, by using a low-tooth gear (compared to the clutch gear 2) having a low meshing rate, processing becomes easy.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず最初に、シザーズギアの捩り振動について説明する。図4において、シザーズギア3は慣性モーメントを有する部材であり、クランクギア1は速度変動をもって回転しているので、シザーズギア3は1つの捩り振動系と考えることができる。なお、シザーズギア3とクラッチギア2の間には皿バネ等による軸力が与えられており、捩り振動におけるダンピング効果も与えられている。
シザーズギアの慣性モーメントをIとし、摩擦抵抗によるダンピング係数をρとし、アンチラッシュ用のコイルバネ4のばね定数をkとすると、シザーズギアの捩り振動は、数1で表される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the torsional vibration of the scissor gear will be described. In FIG. 4, the scissors gear 3 is a member having a moment of inertia, and the crank gear 1 rotates with a speed variation, so that the scissors gear 3 can be considered as one torsional vibration system. An axial force by a disc spring or the like is applied between the scissors gear 3 and the
Assuming that the moment of inertia of the scissors gear is I, the damping coefficient due to frictional resistance is ρ, and the spring constant of the anti-rush coil spring 4 is k, the torsional vibration of the scissors gear is expressed by the following equation (1).
数1の右辺は、エンジンの回転変動からくる強制力である。また、θ0は、組付け時の初期変位角である。Rはコイルバネ4の取付半径である。エンジン特性、エンジンの大きさ等により、I、ρ、k等は異なるが、I、ρ、kの値により振動状態が決まり、捩り振動の振幅2Aを求めることができる。図1は、シザーズギアの捩り振動を示す図である。振動の中心から上側の領域は、シザーズギア3の歯3aがクランクギア1の歯1aのq面(回転方向後方)から離れる領域であり、振動の中心から下側の領域は、シザーズギア3の歯3aがクランクギア1の歯1aのq面に当っている領域である。
The right side of Equation 1 is the forcing force resulting from engine rotation fluctuations. Θ 0 is an initial displacement angle at the time of assembly. R is the mounting radius of the coil spring 4. Although I, ρ, k, etc. differ depending on the engine characteristics, the size of the engine, etc., the vibration state is determined by the values of I, ρ, k, and the torsional vibration amplitude 2A can be obtained. FIG. 1 is a diagram illustrating torsional vibration of the scissor gear. The upper region from the center of vibration is a region where the teeth 3a of the scissors gear 3 are separated from the q surface (rear in the rotational direction) of the
図2は、シザーズギアの歯厚を薄くした状態を示す図である。図2に示すように、クランクギアとシザーズギアとのバックラッシュ量BSを、BS>Aとなるような歯厚の薄いシザーズギアとすることで、シザーズギアが捩り振動を起しても、シザーズギアの歯がクランクギアの歯の回転方向に向いたp面に回転方向前方から当るという問題を解決することができる。 FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the tooth thickness of the scissor gear is reduced. As shown in FIG. 2, by setting the backlash amount BS between the crank gear and the scissors gear to a scissors gear with a thin tooth thickness such that BS> A, even if the scissors gear causes torsional vibration, the teeth of the scissors gear It is possible to solve the problem of hitting the p-plane facing the rotation direction of the teeth of the crank gear from the front in the rotation direction.
なお、図2において、Tsはシザーズギアの歯厚を表し、Toはクラッチギアの歯厚を示す。また、Rrsはシザーズギアの歯底径、Rrcはクラッチギアの歯底径を表している。クラッチギアの歯厚Toは、転位のない歯車において、かつバックラッシュ量BMをクラッチギアだけで与える場合には、
To=(πm/2)−BM=[π×(モジュール)/2]−(バックラッシュ量)
で求められる。Ts<To−BSの円弧歯厚の歯車にすることにより、シザーズギア3がクランクギア1の歯1aの回転方向に向いたp面に当ることがなくなる。本発明の実施例では、クランクギアとシザーズギアとのバックラッシュ量BSを0.5mmとした。
In FIG. 2, Ts represents the tooth thickness of the scissor gear, and To represents the tooth thickness of the clutch gear. Rrs represents the root diameter of the scissors gear, and Rrc represents the root diameter of the clutch gear. The tooth thickness To of the clutch gear is determined in the case of a gear without displacement and when the backlash amount BM is given only by the clutch gear.
To = (πm / 2) −BM = [π × (module) / 2] − (backlash amount)
Is required. By using a gear with an arc tooth thickness Ts <To-BS, the scissors gear 3 does not hit the p-plane facing the rotation direction of the
2輪車用の第1次減速歯車の動力伝達用歯車対は、噛合騒音を低減するために高歯歯車が用いられている。シザーズギアの歯厚を上記のような歯厚の薄い(円弧歯厚Ts)歯車を加工する方法として、(−)転位を行わなければならないが、BSの値が相当大きいので、歯底径をクラッチギアと同じとするためには、やや低歯にすることが望ましい。 A high-tooth gear is used for the power transmission gear pair of the primary reduction gear for a two-wheeled vehicle in order to reduce meshing noise. As a method of processing a gear with a thin tooth thickness (arc tooth thickness Ts) as described above, the scissors gear must be shifted (−), but since the BS value is considerably large, In order to make it the same as the gear, it is desirable to use a low tooth.
また、シザーズギアのアンチクラッシュ用のコイルバネ4によるアンチラッシュトルクは、それ程大きくない。即ち、q面と接する歯面荷重はそれ程大きくなく、q面とシザーズギアの噛合騒音のレベルは低いので、噛み合い率をクラッチギアより小さくしても許容できる。また、歯厚を薄くするので、歯丈を低くすることで歯元強度の低下も抑えることができる。 Further, the anti-rush torque due to the anti-crash coil spring 4 of the scissors gear is not so large. That is, the load on the tooth surface in contact with the q-plane is not so large, and the level of meshing noise between the q-plane and the scissors gear is low, so that it is acceptable even if the meshing rate is smaller than that of the clutch gear. Further, since the tooth thickness is reduced, the reduction of the tooth root strength can be suppressed by reducing the tooth height.
図3は、本発明の実施形態に係る伝達装置におけるクランクギア(ドライブギア)とクラッチギア(ドリブンギア)及びシザーズギアの噛合部を示す正面図である。伝達装置の基本的な構成は図4に示した従来の伝達装置と同様であるので、同一要素には同一の符号を付して説明を省略する。図3に示す実施例は、
クランクギア1とクラッチギア2の噛合率は2.43
歯丈係数(歯末の丈係数)=1.35
(歯元の丈係数)=1.70
転位係数(±0)に対して
クランクギア1とクラッチギア2のバックラッシュ量=0.12mm
クランクギア1とシザーズギア5とのバックラッシュ量BS=0.5mm
クランクギア1とシザーズギア5の噛合率は1.68
歯丈係数(歯末の丈係数)=1.0
(歯元の丈係数)=1.0
転位係数(−)0.48
にすることで、クラッチギア2とシザーズギア5の歯底径を合すことができる。また、シザーズギアの歯丈を小さくすることができるので、加工しやすい形状となる。また、歯厚TSを薄くしているが、(−)転位をしているので歯底隅Rを大きくできる。上の例では、隅R=0.7mmくらいにすることができ、歯元強さの低下を抑えることができる。
FIG. 3 is a front view showing meshing portions of a crank gear (drive gear), a clutch gear (driven gear), and a scissor gear in the transmission device according to the embodiment of the present invention. Since the basic configuration of the transmission device is the same as that of the conventional transmission device shown in FIG. 4, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. The embodiment shown in FIG.
The meshing rate of the crank gear 1 and the
Tooth height factor (end tooth height factor) = 1.35
(Length factor of tooth base) = 1.70
Backlash amount of crank gear 1 and
Backlash amount BS = 0.5mm between crank gear 1 and
The meshing ratio of crank gear 1 and
Tooth height coefficient (length coefficient of tooth end) = 1.0
(Length factor of tooth base) = 1.0
Dislocation coefficient (-) 0.48
By doing so, the root diameters of the
上記の歯形形状とすることで、シザーズギアがクランクギアの歯の回転方向に向いた面に当ることがなくなる。また、噛み合い率を小さくした低歯歯車(クラッチギア2に比べて)にすることで加工が容易になるという効果も期待できる。 By setting it as said tooth profile shape, a scissor gear does not contact | win the surface which faced the rotation direction of the tooth | gear of the crank gear. In addition, an effect of facilitating processing can be expected by using a low-tooth gear (compared to the clutch gear 2) having a low meshing rate.
1 クランクギア(ドライブギア)
2 クラッチギア(ドリブンギア)
3 シザーズギア(従来)
4 コイルバネ
5 シザーズギア(本発明)
1 Crank gear (drive gear)
2 Clutch gear (driven gear)
3 Scissor gear (conventional)
4
Claims (1)
A drive gear, a driven gear that meshes with the drive gear, and a scissors gear that meshes with the drive gear, wherein the driven gear and the scissors gear are overlapped in an axial direction so as to be relatively rotatable, and opposite in rotation directions The scissors gear has a tooth thickness that gives a backlash amount larger than the amplitude of the torsional vibration of the scissors gear generated by fluctuations in the rotational speed of the drive gear, and the drive gear. The transmission device is characterized in that the meshing rate is smaller than the meshing rate of the drive gear and the driven gear, and the root diameter is the same as that of the driven gear.
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