JP2013181615A - ギヤの騒音低減構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ギヤの共振による騒音を簡単な構造で低減する。
【解決手段】 ギヤ１９は、軸線Ｌに対して径方向に延びる板状のアーム部２０と、アーム部２０の外周から軸線Ｌ方向に延びる環状のフランジ部２１と、フランジ部２１の外周に形成された複数のギヤ歯２２とを備える。環状の共振防止部材２３は、ギヤ１９のアーム部２０の一側面からフランジ部２１の内周面に沿うように配置されて固定部２０ａにてギヤ１９に固定される。ギヤ１９の共振周波数と共振防止部材２３の共振周波数とは異なるように設定されるので、ギヤ１９の共振を共振防止部材２３で抑え、かつ共振防止部材２３の共振をギヤ１９で抑えることで、ギヤ１９および共振防止部材２３よりなる系の振動による騒音を低減することができ、しかもギヤ１９に共振防止部材２３を固定するだけの簡単な構造であるので低コストで実現可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、軸線に対して径方向に延びる板状のアーム部と、前記アーム部の外周から前記軸線方向に延びる環状のフランジ部と、前記フランジ部の外周に形成された複数のギヤ歯とを備えるギヤの騒音を低減するためのギヤの騒音低減構造に関する。

強磁性型高減衰金属や転移型高減衰金属からなる円環状の制振合金を、予め静的歪みを与えた状態でギヤの側面にボルトやリベットで固定することで、ギヤの側面に発生する軸線方向の面振動を抑制して騒音を低減するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００８−２２３８７１号公報

しかしながら、上記従来のものは、強磁性型高減衰金属や転移型高減衰金属のような特殊な制振合金を使用することが必要になるだけでなく、それをギヤの側面に取り付ける際に予め静的歪みを与える必要があるため、その材料コストや組付コストが嵩むという問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ギヤの共振による騒音を簡単な構造で低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、軸線に対して径方向に延びる板状のアーム部と、前記アーム部の外周から前記軸線方向に延びる環状のフランジ部と、前記フランジ部の外周に形成された複数のギヤ歯とを備えるギヤの騒音を低減するためのギヤの騒音低減構造において、前記アーム部の一側面から前記フランジ部の内周面に沿うように配置されて固定部にて前記ギヤに固定された環状の共振防止部材を備え、前記ギヤの共振周波数と前記共振防止部材の共振周波数とは異なるように設定されることを特徴とするギヤの騒音低減構造が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記共振防止部材は前記固定部だけが前記ギヤに接触して固定され、前記固定部以外の部分で前記ギヤとの間に隙間を有することを特徴とするギヤの騒音低減構造が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項２の構成に加えて、前記ギヤはディファレンシャルケースの外周の取付フランジにボルトで固定される円環状のファイナルドリブンギヤであり、前記共振防止部材は前記ボルトで前記ファイナルドリブンギヤに共締めされることを特徴とするギヤの騒音低減構造が提案される。

また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記共振防止部材の内径は前記ディファレンシャルケースの外径よりも大きいことを特徴とするギヤの騒音低減構造が提案される。

尚、実施の形態のファイナルドリブンギヤ１９は本発明のギヤに対応する。

請求項１の構成によれば、ギヤは、軸線に対して径方向に延びる板状のアーム部と、アーム部の外周から前記軸線方向に延びる環状のフランジ部と、フランジ部の外周に形成された複数のギヤ歯とを備える。環状の共振防止部材は、ギヤのアーム部の一側面からフランジ部の内周面に沿うように配置されて固定部にてギヤに固定される。ギヤの共振周波数と共振防止部材の共振周波数とは異なるように設定されるので、ギヤの共振を共振防止部材で抑え、かつ共振防止部材の共振をギヤで抑えることで、ギヤおよび共振防止部材よりなる系の振動による騒音を低減することができ、しかもギヤに共振防止部材を固定するだけの簡単な構造であるので低コストで実現可能である。

また請求項２の構成によれば、共振防止部材は固定部だけがギヤに接触して固定され、固定部以外の部分でギヤとの間に隙間を有するので、共振防止部材をギヤの固有振動数と異なる固有振動数で振動させて制振効果を有効に発揮させることができる。

また請求項３の構成によれば、円環状のファイナルドリブンギヤをディファレンシャルケースの外周の取付フランジにボルトで固定する際に、共振防止部材を前記ボルトでファイナルドリブンギヤに共締めするので、共振防止部材を固定するための特別のボルトが不要になって部品点数を削減することができる。

また請求項４の構成によれば、共振防止部材の内径はディファレンシャルケースの外径よりも大きいので、ディファレンシャルケースと干渉することなく、ファイナルドリブンギヤの軸線方向両側面の何れにも共振防止部材を固定することができ、共振防止部材の組み付け時の作業性が向上する。

ディファレンシャルギヤの縦断面図。（第１の実施の形態） ファイナルドリブンギヤおよび共振防止部材の分解斜視図。（第１の実施の形態） ファイナルドリブンギヤおよび共振防止部材の振動特性を示すグラフ。（第１の実施の形態） 本発明の作用効果を説明するグラフ。（第１の実施の形態） ディファレンシャルギヤの縦断面図。（第２の実施の形態）

第１の実施の形態

以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１実施の形態を説明する。

図１および図２に示すように、自動車のディファレンシャルギヤＤは、ミッションケース１１に左右一対のボールベアリング１２，１２を介して回転自在に支持されたディファレンシャルケース１３を備える。ディファレンシャルケース１３には軸線Ｌに対して直交する方向にピニオンシャフト１４が固定されており、このピニオンシャフト１４に一対のディファレンシャルピニオン１５，１５が回転自在に支持される。軸線Ｌ上に相互に対向するように配置された左右のハーフシャフト１６，１６の軸端部に一対のディファレンシャルサイドギヤ１７，１７が固定されており、これらのディファレンシャルサイドギヤ１７，１７は前記ディファレンシャルピニオン１５，１５に噛合する。ディファレンシャルケース１３の外周面から径方向外側に環状の取付フランジ１８が突出する。取付フランジ１８はディファレンシャルケース１３の軸線Ｌ方向中央部から図中左側に偏倚しており、そこに複数のボルト孔１８ａ…が形成される。

ファイナルドリブンギヤ１９は円環状の部材であって、軸線Ｌに対して直交する方向に延びる板状のアーム部２０と、アーム部２０の外周から軸線Ｌ方向両側に突出する環状のフランジ部２１と、フランジ部２１の外周面に形成された複数のギヤ歯２２…とを備える。アーム部２０には円周方向に所定間隔で配置された複数の肉抜き孔２０ａ…が形成が記正されるとともに、アーム部２０の複数の肉抜き孔２０ａ…よりも径方向内側の部分には肉厚が僅かに増加した取付部２０ｂが形成され、そこに円周方向に所定間隔で配置された複数のボルト孔２０ｃ…が形成される。

共振防止部材２３は金属板を円環状にプレス成形したものであって、その内周寄りの固定部２３ａに円周方向に所定間隔で配置された複数個のボルト孔２３ｂ…が形成される。共振防止部材２３の内径は、ディファレンシャルケース１３の取付フランジ１８の外径よりも大きく設定されている。共振防止部材２３のボルト孔２３ｂ…を貫通した複数本のボルト２４…はファイナルドリブンギヤ１９のボルト孔２０ｃ…を貫通した後、ディファレンシャルケース１３の取付フランジ１８のボルト孔１８ａ…に螺合する。これにより、ボルト２４…によって共振防止部材２３およびファイナルドリブンギヤ１９がディファレンシャルケース１３に共締めされ、それらを別個のボルトで固定する場合に比べて部品点数を削減することができる。

ファイナルドリブンギヤ１９に共振防止部材２３を締結した状態で、共振防止部材２３はファイナルドリブンギヤ１９のアーム部２０の一側面およびフランジ部２１の内周面に沿うように配置されるが、共振防止部材２３は内周寄りの固定部２３ａだけがファイナルドリブンギヤ１９の取付部２０ｂに接触し、それ以外の部分ではファイナルドリブンギヤ１９のアーム部２０およびフランジ部２１との間に隙間αが形成される。

図３は、ファイナルドリブンギヤ１９および共振防止部材２３の振動特性を示すもので、横軸は周波数で縦軸は振幅である。実線で示すように、ファイナルドリブンギヤ１９は単独の状態で共振周波数ｆ１を有しており、この共振周波数ｆ１においてファイナルドライブギヤ２７は共振して最大振幅Ａ１で振動する。破線で示すように、共振防止部材２３は単独の状態で共振周波数ｆ２を有しており、この共振周波数ｆ２において共振防止部材２３は共振して最大振幅Ａ２で振動する。

鎖線はファイナルドリブンギヤ１９および共振防止部材２３を一体に結合したものの振動特性を示しており、周波数ｆ１において共振しているファイナルドリブンギヤ１９の振動が共振していない共振防止部材２３によって抑制され、周波数ｆ１における振幅はＡ１からＡ１′に減少する。また周波数ｆ２において共振している共振防止部材２３の振動が共振していないファイナルドリブンギヤ１９によって抑制され、周波数ｆ２における振幅はＡ２からＡ２′に減少する。このように、ファイナルドリブンギヤ１９および共振防止部材２３を一体化した系では、各々が単独で振動する場合に比べて最大振幅がなまされることで、全ての周波数領域で振幅が減少して制振効果が発揮される。

図４は、共振防止部材２３を備えるファイナルドリブンギヤ１９と、共振防止部材２３を備えないファイナルドリブンギヤ１９との振動特性を比較するもので、横軸は周波数で縦軸は音圧である。共振防止部材２３を備えるファイナルドリブンギヤ１９（実線参照）は、共振防止部材２３を備えないファイナルドリブンギヤ１９（実線参照）に対してピーク音圧が低下しており、共振防止部材２３を設けたことで制振効果が発揮されていることが分かる。

以上のように、本実施の形態によれば、ファイナルドリブンギヤ１９に、その共振周波数と異なる共振周波数を有する共振防止部材２３を固定したので、ファイナルドリブンギヤ１９の共振を共振防止部材２３で抑え、かつ共振防止部材２３の共振をファイナルドリブンギヤ１９で抑えることで、ファイナルドリブンギヤ１９および共振防止部材２３よりなる系の振動による騒音を低減することができる。

また共振防止部材２３は、その径方向内側の固定部２３ａだけがファイナルドリブンギヤ１９の取付部２０ｂに接触して固定されており、それ以外の部分でファイナルドリブンギヤ１９および共振防止部材２３との間に隙間αが形成されるので、共振防止部材２３をファイナルドリブンギヤ１９の固有振動数と異なる固有振動数で振動させて制振効果を有効に発揮させることができる。

しかもファイナルドリブンギヤ１９に共振防止部材２３を固定するだけの簡単な構造であるので低コストで実現可能であるだけでなく、ファイナルドリブンギヤ１９をディファレンシャルケース１３の取付フランジ１８に固定するボルト２４…を利用して共振防止部材２３をファイナルドリブンギヤ１９に固定するので、部品点数や組付工数の削減に寄与することができる。

また共振防止部材２３の内径はディファレンシャルケース１３の外径よりも大きいので、ディファレンシャルケース１３と干渉することなく、ファイナルドリブンギヤ１９の軸線Ｌ方向両側面の何れにも共振防止部材２３を固定することができ、共振防止部材２３の組み付け時の作業性が向上する。

第２の実施の形態

次に、図５に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。

第１の実施の形態では共振防止部材２３をボルト２４…でファイナルドリブンギヤ１９に固定しているが、第２の実施の形態は共振防止部材２３を溶接２５でファイナルドリブンギヤ１９に固定したものである。第２の実施の形態のその他の構成は第１の実施の形態と同じである。

この第２の実施の形態によっても、上述した第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、本発明のギヤは、実施の形態のディファレンシャルギヤＤのファイナルドリブンギヤ１９に限定されるものではない。

また実施の形態では共振防止部材２３の径方向内側部分をファイナルドリブンギヤ１９に固定しているが、径方向外側部分をファイナルドリブンギヤ１９に固定しても良い。

１３ ディファレンシャルケース
１８ 取付フランジ
１９ ファイナルドリブンギヤ（ギヤ）
２０ アーム部
２１ フランジ部
２２ ギヤ歯
２３ 共振防止部材
２３ａ 固定部
２４ ボルト
Ｌ 軸線
α 隙間

Claims (4)

1. 軸線（Ｌ）に対して径方向に延びる板状のアーム部（２０）と、前記アーム部（２０）の外周から前記軸線（Ｌ）方向に延びる環状のフランジ部（２１）と、前記フランジ部（２１）の外周に形成された複数のギヤ歯（２２）とを備えるギヤ（１９）の騒音を低減するためのギヤの騒音低減構造において、
   前記アーム部（２０）の一側面から前記フランジ部（２１）の内周面に沿うように配置されて固定部（２３ａ）にて前記ギヤ（１９）に固定された環状の共振防止部材（２３）を備え、前記ギヤ（１９）の共振周波数と前記共振防止部材（２３）の共振周波数とは異なるように設定されることを特徴とするギヤの騒音低減構造。
2. 前記共振防止部材（２３）は前記固定部（２３ａ）だけが前記ギヤ（１９）に接触して固定され、前記固定部（２３ａ）以外の部分で前記ギヤ（１９）との間に隙間（α）を有することを特徴とする、請求項１に記載のギヤの騒音低減構造。
3. 前記ギヤはディファレンシャルケース（１３）の外周の取付フランジ（１８）にボルト（２４）で固定される円環状のファイナルドリブンギヤ（１９）であり、前記共振防止部材（２３）は前記ボルト（２４）で前記ファイナルドリブンギヤ（１９）に共締めされることを特徴とする、請求項２に記載のギヤの騒音低減構造。
4. 前記共振防止部材（２３）の内径は前記ディファレンシャルケース（１３）の外径よりも大きいことを特徴とする、請求項３に記載のギヤの騒音低減構造。

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