JP2011169269A - Low noise gear structure in internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関における低騒音ギヤ構造に関するものである。 The present invention relates to a low noise gear structure in an internal combustion engine.
内燃機関においては、図5に示すようにカムシャフト2は、クランクシャフト1からギヤトレイン18を介して駆動される。なお図5に示すバルブメカニズムはDOHC(ダブルオーバーヘッドカムシャフト)式のため、カムシャフト2が2本ある(例えば、特許文献1、2参照)。
In the internal combustion engine, the
ところで、内燃機関においては、クランクシャフト1は回転変動を伴いながら回転する。またカムシャフト2も、カム山を有しているため回転変動を伴いながら回転する。このため、図5におけるカムギヤ3a,4a(カムシャフト2,2に取り付けられているギヤ)とアイドルドライブギヤ16は、互いに回転変動を伴いながら噛み合っている。また通常、噛み合う2枚の歯車の間には、バックラッシュという隙間がある。そのためカムギヤ3a,4aとアイドルドライブギヤ16の歯面は接触したり、離れたりしながら衝突を繰り返している。それにより、いわゆる「歯打ち音」が発生する。この「歯打ち音」を回避するために、実公平4−13467号公報や実開平5−71519号公報に開示されているシザーズギヤ5がある。
By the way, in an internal combustion engine, the crankshaft 1 rotates with rotational fluctuation. Further, since the
すなわち、図6及び図7に示すように、シザーズギヤ5,5a(シザーズギヤ5aは、シザーズギヤ5と同一であるので、以下シザーズギヤ5について述べる)は、カムシャフト2に固定されるメインギヤ50と、このメインギヤ50に対して相対回動自在なメインギヤ50より歯幅の薄いサブギヤ51と、メインギヤ50及びサブギヤ51の合わせ面である背面側にそれぞれ固定されたノックピン52,52(図7ではサブギヤ51に固定されたノックピン52のみが見えている)と、これらのノックピン52,52に両端部が係合する切欠きリング状のトーションスプリング53とを備え、このトーションスプリング53の弾発力によりメインギヤ50とサブギヤ51とを相対回動させて、これらに噛み合うアイドルドライブギヤ16との間のバックラッシュを除去するように構成されたものである。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, the
このようにシザーズギヤ5の場合、メインギヤ50とサブギヤ51からなる2枚のギヤをトーションスプリング53で突っ張ることでバックラッシュをゼロとする。
As described above, in the case of the scissors gear 5, the backlash is made zero by stretching the two gears including the
そのため、本来、図7に示すシザーズギヤ5を駆動するのに必要な荷重に、スプリングによる荷重(トーションスプリング53の弾発力)を加えた荷重がギヤの歯面にかかる。したがって歯面で生じる摩擦力がスプリングの荷重分だけ増えてしまい、結果として燃費を悪化させている。 Therefore, a load obtained by adding a load by the spring (elastic force of the torsion spring 53) to the load necessary for driving the scissor gear 5 shown in FIG. 7 is applied to the gear tooth surface. Therefore, the frictional force generated on the tooth surface is increased by the amount of the spring load, resulting in a deterioration in fuel consumption.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歯面での摩擦を少なくでき、燃費を向上することができる内燃機関における低騒音ギヤ構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a low noise gear structure in an internal combustion engine that can reduce friction on the tooth surface and improve fuel efficiency. is there.
前記課題を解決するために本発明の内燃機関における低騒音ギヤ構造は、クランクギヤからギヤトレインを介して駆動されるアイドルドライブギヤと、このアイドルドライブギヤと噛み合ってカムシャフトに回転を伝えるカムギヤとを備えた内燃機関における低騒音ギヤ構造であって、前記カムギヤを前記カムシャフトに固定される内側部材と前記アイドルドライブギヤと噛み合う外側部材とに分割し、前記内側部材と前記外側部材との間に内部摩擦抵抗を増やすと共に、振動を減衰するための振動減衰部材を設けたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a low noise gear structure in an internal combustion engine of the present invention includes an idle drive gear driven from a crank gear via a gear train, and a cam gear that meshes with the idle drive gear and transmits rotation to the camshaft. An internal combustion engine having a low noise gear structure, wherein the cam gear is divided into an inner member fixed to the camshaft and an outer member meshing with the idle drive gear, and between the inner member and the outer member. In addition to increasing the internal frictional resistance, a vibration damping member for attenuating vibration is provided.
また前記振動減衰部材は、ゴムに1〜2mm四方の布チップまたは直径1mm程度の樹脂ボールないしは金属ボールのいずれかを混ぜ込んでなるものでもよい。 Further, the vibration damping member may be formed by mixing rubber with either a 1-2 mm square cloth chip or a resin ball or metal ball having a diameter of about 1 mm.
また前記振動減衰部材が、ゴム製の緩衝部材と、該緩衝部材の一側に設けられた樹脂製の摺動部材とからなり、前記摺動部材が前記内側部材と前記外側部材との間に圧入されたものでもよい。 The vibration damping member includes a rubber shock absorbing member and a resin sliding member provided on one side of the shock absorbing member, and the sliding member is between the inner member and the outer member. It may be press-fitted.
また前記振動減衰部材が、ゴム製のリング部材の内部に周方向に沿って断続的に複数のスリットを有すると共に、これらスリットが密着するように前記リング部材を前記内側部材と前記外側部材との間に圧入されていてもよい。 The vibration damping member has a plurality of slits intermittently along the circumferential direction inside the rubber ring member, and the ring member is connected to the inner member and the outer member so that the slits are in close contact with each other. It may be press-fitted in between.
上記構成によれば、アイドルドライブギヤと噛み合って回転するカムギヤは、振動減衰部材によって内部摩擦抵抗が増加すると共に、振動が減衰され、「歯打ち音」が回避される。 According to the above configuration, the cam gear rotating while meshing with the idle drive gear has the internal frictional resistance increased by the vibration damping member, the vibration is attenuated, and the “tooth rattling noise” is avoided.
本発明によれば、歯面での摩擦を少なくでき、燃費を向上することができる。 According to the present invention, friction on the tooth surface can be reduced and fuel consumption can be improved.
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。なお従来例と同様の部分については同一の符号を付して説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and demonstrated about the part similar to a prior art example.
内燃機関は、図1に示すようにDOHCの場合、カムシャフト2,2は、クランクシャフト1のクランクギヤ10からアイドルギヤ11,12、スプロケット13、チェーン14、スプロケット15、アイドルドライブギヤ16を介してカムギヤ3,4が回転することで駆動される。なお、図1において、6はシリンダブロック、8はシリンダヘッド、14aはチェーンテンション、14bはガイド部材、17はオイルポンプ駆動用ギヤである。
When the internal combustion engine is DOHC as shown in FIG. 1, the
図2に示すようにカムギヤ3,4(カムギヤ4は、カムギヤ3と同一であるので、以下カムギヤ3について述べる)は、カムシャフト2に固定される内側部材30と、アイドルドライブギヤ16と噛み合う歯34を有する外側部材31と、内側部材30と外側部材31との間に介在される振動減衰部材33とからなる。内側部材30の中心に形成された軸穴32にカムシャフト2が挿通され、図示しないキー等を介して内側部材30はカムシャフト2と共に回転するようになっている。
As shown in FIG. 2, cam gears 3 and 4 (the cam gear 4 is the same as the cam gear 3, so the cam gear 3 will be described below) are teeth that mesh with the
振動減衰部材33は、例えばリング状に形成されたゴムで、その内周面33aが内側部材30の外周面30aに当接し、外周面33bが外側部材31の内周面31aに当接している。このため内側部材30と外側部材31とは、振動減衰部材33を介して接続されている。
The
振動減衰部材33は、ゴムだけだと内部損失(内部摩擦抵抗)が少ないため、カムシャフト2の回転変動による共振が起き、かえって騒音が悪化する場合がある。そこでゴムの内部でメカニカルなこすりを行う、例えば1〜2mm四方の布チップまたは直径1mm程度の樹脂ボールないしは金属ボール等のこすり部材35を、ゴム混錬時に混ぜ込んで振動減衰部材33の内部損失を増やすようにする。樹脂としては、耐熱強度がある程度確保されたエンジニアプラスチックを使用する。
If the
このように構成されたカムギヤ3は、内側部材30がカムシャフト2に取り付けられ、外側部材31がアイドルドライブギヤ16と噛み合ってクランクギヤ10から回転が伝達される。
In the cam gear 3 configured as described above, the
ところで「歯打ち音」の元となる振動は歯面の衝突で生じるが、その振動がカムシャフト2を伝わり、シリンダヘッド8を伝わり、騒音(歯打ち音)として放射される。 By the way, the vibration that becomes the source of the “tooth rattling sound” is generated by the collision of the tooth surface.
本実施形態によれば、図2に示すようにカムギヤ3は、内側部材30と外側部材31の間に振動減衰部材33を設けて振動を減衰するので、騒音(歯打ち音)の発生が回避される。また振動減衰部材33の内部にこすり部材35が混入されているので、クランクギヤ10からの回転伝達時、振動減衰部材33の内部でメカニカルなこすりが生じ、内部摩擦抵抗が増大し、カムシャフト2の回転変動による共振が起こることがない。
According to the present embodiment, as shown in FIG. 2, the cam gear 3 is provided with the
図3に、本発明の他の実施形態を示す。 FIG. 3 shows another embodiment of the present invention.
本実施形態は、振動減衰部材33が、リング状のゴム製の緩衝部材36と、この緩衝部材36の一側に設けられたリング状の樹脂製の摺動部材37とからなり、摺動部材37が内側部材30と外側部材31との間に圧入されている。樹脂としては、耐熱強度がある程度確保されたエンジニアプラスチックを使用する。摺動部材37が内側部材30と外側部材31との間で摺動しながら変形することによって、カムギヤ3のフリクションダンパーの役目をする。
In this embodiment, the
本実施形態も回転伝達時、摺動部材37が摺動しながら変形して内部摩擦抵抗が増大し、カムシャフト2の回転変動による共振が起こることがない。
In the present embodiment as well, when the rotation is transmitted, the sliding
図4に、本発明の他の実施形態を示す。 FIG. 4 shows another embodiment of the present invention.
本実施形態は、振動減衰部材33が、ゴム製のリング部材38の内部に周方向に沿って断続的に複数のスリット39を有すると共に、これらスリット39が密着するようにリング部材38を内側部材30と外側部材31との間に圧入されている。各スリット39の両端には、丸穴39aが形成されている。ゴム製のリング部材38を内側部材30と外側部材31との間に圧入することでスリット39を密着させ、フリクションダンパーとすることができる。
In the present embodiment, the
本実施形態も回転伝達時、密着したスリット39のすべり抵抗により内部摩擦抵抗が増大し、カムシャフト2の回転変動による共振が起こることがない。
Also in this embodiment, the internal frictional resistance increases due to the sliding resistance of the closely-
以上、本発明によればギヤの一部に内部摩擦抵抗を増大させると共に、振動を減衰するための振動減衰部材33を設けるだけでよく、従来のシザーズギヤに比べて部品点数が少なく、組立が容易で安価である。またシザーズギヤに比べて歯面での摩擦が少ないので、燃費が向上する。
As described above, according to the present invention, it is only necessary to increase the internal frictional resistance and to provide the
またギヤ全体を樹脂とした、いわゆる樹脂ギヤに比べて歯が金属なので、歯の強度が高く、荷重の高い箇所にも使える。また樹脂自体の強度は上げなくてよいので、値段の高い樹脂を使わなくてもよい。 In addition, since the teeth are metal compared to a so-called resin gear using the entire gear as a resin, the teeth have high strength and can be used in places with high loads. In addition, since the strength of the resin itself does not need to be increased, it is not necessary to use an expensive resin.
なお、これまで内燃機関における低騒音ギヤ構造(カムギヤ)として説明したが、本発明はこれに限定されることなく、どのギヤに用いてもかまわない。また回転変動があれば、内燃機関でなくても本発明の効果を得ることができる。 In addition, although demonstrated as a low noise gear structure (cam gear) in an internal combustion engine until now, this invention is not limited to this, You may use for any gear. Further, if there is rotational fluctuation, the effect of the present invention can be obtained even if the engine is not an internal combustion engine.
1 クランクシャフト
2 カムシャフト
3,4 カムギヤ
6 シリンダブロック
8 シリンダヘッド
10 クランクギヤ
13,15 スプロケット
16 アイドルドライブギヤ
30 内側部材
31 外側部材
33 振動減衰部材
35 こすり部材
36 緩衝部材
37 摺動部材
38 リング部材
39 スリット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記カムギヤを前記カムシャフトに固定される内側部材と前記アイドルドライブギヤと噛み合う外側部材とに分割し、
前記内側部材と前記外側部材との間に内部摩擦抵抗を増やすと共に、振動を減衰するための振動減衰部材を設けたことを特徴とする内燃機関における低騒音ギヤ構造。 A low noise gear structure in an internal combustion engine comprising an idle drive gear driven from a crank gear via a gear train and a cam gear that meshes with the idle drive gear and transmits rotation to the camshaft,
Dividing the cam gear into an inner member fixed to the camshaft and an outer member meshing with the idle drive gear;
A low noise gear structure for an internal combustion engine, wherein a vibration damping member for increasing internal friction resistance and damping vibration is provided between the inner member and the outer member.
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DE102013216511A1 (en) | 2012-08-31 | 2014-03-06 | Hitachi Automotive Systems, Ltd. | Engine balance shaft |
KR20170076493A (en) * | 2015-12-24 | 2017-07-04 | 주식회사 만도 | Gear assembly and reducer having the same |
CN109578526A (en) * | 2019-01-28 | 2019-04-05 | 东风楚凯(武汉)汽车零部件有限公司 | A kind of variable damping harmonic drive gear |
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2010
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