JP2019124303A - Gear device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ギヤ装置に関する。 The present invention relates to a gear device.
エンジンが要求する性能として静穏性が挙げられる。そこで、このような静穏性を確保するために、バランサ装置を構成するギヤとして樹脂製のギヤが用いられている。例えば、特許文献1では、エンジンのバランサーシャフトギヤ等に用いられる樹脂歯車は、外周に等間隔に設けられる歯部が樹脂によって形成されている。 Quietness is mentioned as the performance required by the engine. Then, in order to ensure such quietness, a gear made of resin is used as a gear which constitutes a balancer device. For example, in patent document 1, the resin gear used for the balancer shaft gear of an engine, etc., the tooth part provided at equal intervals on the perimeter is formed of resin.
ところで、近年エンジンのダウンサイジングに伴って、小排気量であってもギヤに対する入力トルクが大きい高負荷のエンジンが用いられている。しかしながら、特許文献1に開示されるような樹脂製のギヤは、金属製のギヤなどに比べて強度が劣ってしまう。そのため、高負荷に耐えられ、ノイズバイブレーション特性にも優れたギヤが求められている。 By the way, in recent years, along with downsizing of an engine, a high load engine having a large input torque to a gear even with a small displacement is used. However, the resin gear as disclosed in Patent Document 1 is inferior in strength to a metal gear or the like. Therefore, there is a demand for a gear that can withstand high loads and is also excellent in noise and vibration characteristics.
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させ得るギヤ装置を提供することを目的とする。 The present invention is completed based on the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a gear device capable of improving noise vibration characteristics while securing durability.
本発明のギヤ装置は、回転部材の外周において回転方向に変位可能に設けられ、駆動側の相手ギヤにその回転方向で対向する金属対向歯面を有する金属ギヤと、前記回転部材の外周に前記金属ギヤと前記回転部材の軸方向に並んで設けられ、前記相手ギヤにその回転方向で対向する樹脂対向歯面を有し、前記樹脂対向歯面が前記金属対向歯面より前記相手ギヤ側に近接して接触する進出位置からその回転方向で前記金属対向歯面に近づく退避位置へと、前記金属ギヤに対して相対変位可能な樹脂ギヤと、前記樹脂ギヤに前記退避位置から前記進出位置への付勢力を付与する弾性部材と、を備えることを特徴とする。 The gear device according to the present invention is provided on the outer periphery of the rotary member so as to be displaceable in the rotational direction, and has a metal gear having a metal facing tooth surface facing the opposite gear on the drive side in the rotational direction; It has a resin facing tooth surface that is provided side by side in the axial direction of the metal gear and the rotating member and faces the other gear in the rotation direction, and the resin facing tooth surface is on the other gear side than the metal facing tooth surface. A resin gear capable of relative displacement with respect to the metal gear, and a retreat position from the retraction position to the retreat position from the retraction position And an elastic member for applying a biasing force of
本発明のギヤ装置は、弾性部材の付勢力によって進出位置にある樹脂ギヤの樹脂対向歯面を相手ギヤに噛合させることができ、金属ギヤのみを噛合させる構成に比べてギヤの噛み合いによって生じる音および振動の抑制が可能であり、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。その上で、ギヤ装置は、例えばギヤ装置への入力トルクが大きくなる高負荷時に、相手ギヤの押圧力が弾性部材の付勢力に抗して樹脂ギヤの樹脂対向歯面を進出位置から退避位置に変位させることで、樹脂対向歯面を金属対向歯面に近づけることができる。そのため、ギヤ装置は、金属対向歯面を相手ギヤに接触させることができ、相手ギヤからの荷重を金属ギヤで受けることができる。これにより、樹脂ギヤが相手ギヤから受ける荷重を低減させることができ、樹脂ギヤの耐久性を向上させることができる。したがって、ギヤ装置は、樹脂ギヤの耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。 According to the gear device of the present invention, the resin opposing tooth surface of the resin gear in the advanced position can be meshed with the other gear by the biasing force of the elastic member, and the sound generated by the gear meshing compared to the configuration in which only the metal gear is meshed And vibration can be suppressed, and noise vibration characteristics can be improved. Further, in the gear device, for example, at high load when the input torque to the gear device is large, the pressing force of the other gear resists the biasing force of the elastic member and the resin opposing tooth surface of the resin gear is retracted from the advancing position The resin opposing tooth surface can be brought closer to the metal opposing tooth surface by displacing the resin. Therefore, in the gear device, the metal opposing tooth flank can be brought into contact with the other gear, and the load from the other gear can be received by the metal gear. Thereby, the load which the resin gear receives from the other gear can be reduced, and the durability of the resin gear can be improved. Therefore, the gear device can improve the noise vibration characteristic while securing the durability of the resin gear.
本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記樹脂ギヤの回転方向の歯厚は、前記金属ギヤの回転方向の歯厚よりも大きいとよい。これにより、ギヤ装置が回転方向のどちら側に回転した場合であっても、樹脂ギヤを金属ギヤよりも優先的に相手ギヤに接触させることができ、金属ギヤの相手ギヤへの接触を抑制して、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
Preferred embodiments of the present invention are shown below.
The tooth thickness in the rotational direction of the resin gear may be larger than the tooth thickness in the rotational direction of the metal gear. As a result, even when the gear device rotates in either direction of the rotation direction, the resin gear can be made to contact the mating gear preferentially to the metal gear, and the contact of the metal gear to the mating gear can be suppressed. Noise and vibration characteristics can be improved.
前記金属ギヤは、前記金属対向歯面が前記相手ギヤ側に接触する金属側進出位置と、前記相手ギヤの回転方向に変位した金属側退避位置とに、前記回転部材の軸周りに変位可能とされるとよい。前記金属ギヤに前記金属側退避位置から前記金属側進出位置への付勢力を付与する金属側弾性部材を備えるとよい。これにより、ギヤ装置は、金属対向歯面が相手ギヤ側に接触する金属側進出位置と、相手ギヤの回転方向に変位した金属側退避位置とに、回転部材の軸周りに変位可能であるため、回転部材に対して樹脂ギヤとともに金属ギヤを相対回転させることができる。そして、金属側弾性部材の付勢力によって、金属対向歯面が金属側進出位置において相手ギヤ側に接近することができるため、金属ギヤと相手ギヤとの間においてバックラッシを生じ難くすることができる。 The metal gear is displaceable around the axis of the rotating member to a metal side advancing position in which the metal opposing tooth surface contacts the other gear side, and a metal side retraction position displaced in the rotation direction of the other gear. Good to be done. The metal gear may be provided with a metal-side elastic member that applies a biasing force from the metal-side retracted position to the metal-side advanced position. Thereby, the gear device can be displaced around the axis of the rotating member between the metal side advancing position where the metal opposing tooth surface contacts the other gear side and the metal side retracted position displaced in the rotation direction of the other gear. The metal gear can be relatively rotated together with the resin gear with respect to the rotating member. And since the metal opposing tooth flank can approach the other gear side at the metal side advanced position by the biasing force of the metal side elastic member, it is possible to make it difficult to cause backlash between the metal gear and the other gear.
前記弾性部材は、軸方向に関して前記金属ギヤと前記樹脂ギヤとの間に両ギヤと重なるように配置され、前記金属ギヤと前記樹脂ギヤの双方に係合するとよい。これにより、ギヤ装置は、弾性部材が軸方向に関して金属ギヤと樹脂ギヤに重なるため、軸方向において弾性部材を設けるスペースを別途設ける必要がなく、軸方向における省スペース化を図ることができる。 The elastic member may be disposed between the metal gear and the resin gear in the axial direction so as to overlap with both gears, and be engaged with both the metal gear and the resin gear. Thus, in the gear device, since the elastic member overlaps the metal gear and the resin gear in the axial direction, it is not necessary to separately provide a space for providing the elastic member in the axial direction, and space saving in the axial direction can be achieved.
<実施例1>
実施例1の内燃機関は、例えば、直列4気筒のレシプロエンジンであって、図1に示すように、クランクシャフト20、駆動側のドライブギヤ21(相手ギヤ)、及びバランサ装置10を備えている。ドライブギヤ21は、クランクシャフト20に固定して設けられている。バランサ装置10は、バランスシャフト30(回転部材)、及びドリブンギヤ50(ギヤ装置)を備えている。バランスシャフト30は、クランクシャフト20にその軸方向に平行に配置されている。ドリブンギヤ50は、バランスシャフト30に固定して設けられ、ドライブギヤ21と噛合可能になっている。
Example 1
The internal combustion engine according to the first embodiment is, for example, an in-line four-cylinder reciprocating engine, and includes a
バランスシャフト30は、クランクケース側の壁(図示略)に回動可能に支持されている。ドリブンギヤ50は、バランスシャフト30において、ドライブギヤ21と対応する端部に配置されている。ドリブンギヤ50の歯数は、ドライブギヤ21の歯数と同数に設定されている。ドライブギヤ21は、金属製であり、ヘリカルギヤからなる。ドライブギヤ21は、外周面全体において等間隔に形成される複数のドライブ歯部22を備えている。
The
クランクシャフト20が回転すると、ドライブギヤ21及びドリブンギヤ50を介して、クランクシャフト20の回転力がバランスシャフト30に伝達される。バランスシャフト30は、クランクシャフト20と互いに反対方向に同一速度で回転する。このため、クランクシャフト20に設けられたピストン(図示略)の慣性力が打ち消されるようになっている。
When the
次に、ドリブンギヤ50の詳細構造について説明する。
ドリブンギヤ50は、図2に示すように、金属ギヤ60、樹脂ギヤ70、及び弾性部材80を備えている。金属ギヤ60は、金属製(例えば鉄製)であり、ヘリカルギヤとして構成されている。金属ギヤ60は、本体部61、及び複数の金属歯部62を備えている。本体部61は、中心に貫通穴63を有する略円板状である。本体部61は、一方面(図2では左側の面)において板厚方向に略円弧状に突出するウェイト64が形成されている。本体部61は、図4に示すように、他方面(図2では右側の面)において板厚方向に凹んだ複数の凹部65が形成されている。凹部65は、周方向に沿った略円弧状であり、後述する弾性部材80の連結部82が入り込む部分である。複数の金属歯部62は、本体部61の外周面全体において等間隔に形成されている。金属歯部62は、歯すじがつるまき線状のハス歯形状である。金属歯部62は、噛合相手であるドライブギヤ21にその回転方向(金属歯部62の配列方向)で対向する金属対向歯面62Aを有する。
Next, the detailed structure of the driven
The driven
樹脂ギヤ70は、図2に示すように、ヘリカルギヤとして構成されている。樹脂ギヤ70は、ギヤ部71、及びインサート部73を備えている。ギヤ部71は、中心に貫通穴を有する円板状である。ギヤ部71は、円環状の外周面全体に複数の樹脂歯部72が形成されている。樹脂歯部72は、歯すじがつるまき線状のハス歯形状である。インサート部73は、金属製であり、環状に形成されている。インサート部73は、ギヤ部71の内周部分に嵌め込まれている。インサート部73は、中心に貫通穴74を有し、貫通穴74の周囲において、後述する弾性部材80を保持する複数の保持部75が形成されている。保持部75は、軸方向に貫通する貫通孔であり、断面が四角形に近い略扇状になっている。保持部75は、中心側の壁面から径方向に突出する凸部76が形成されている。
The
樹脂ギヤ70の回転方向(樹脂歯部72の配列方向)における歯厚は、図5に示すように、金属ギヤ60の回転方向(金属歯部62の配列方向)の歯厚よりも大きい。また、樹脂歯部72は、ドライブギヤ21にその回転方向で対向する樹脂対向歯面72Aを有する。
The tooth thickness in the rotational direction of the resin gear 70 (arrangement direction of the resin tooth portions 72) is larger than the tooth thickness in the rotational direction of the metal gear 60 (arrangement direction of the metal tooth portions 62) as shown in FIG. Further, the
弾性部材80は、ゴム製であり、弾性変形可能である。弾性部材80は、図2に示すように、一対の弾性変形部81,81と、連結部82と、を備えている。弾性変形部81は、一方側(連結部82の連結部分とは反対側)に向かうにつれて幅広となる略角柱形状である。連結部82は、略円弧状であり、一対の弾性変形部81,81を連結している。具体的には、連結部82は、一対の弾性変形部81,81に対して、それぞれにおける一方面(図2では左側の面)から延出するようにして連結している。
The
次に、ドリブンギヤ50の組み立て構造について説明する。
複数の弾性部材80は、図4に示すように、樹脂ギヤ70の保持部75に組み付けられている。一対の弾性変形部81は、周方向において凸部76を挟むようにして、保持部75内に収容されている。連結部82は、樹脂ギヤ70の一方面側(金属ギヤ60との合わせ面である背面側)に突出している。樹脂ギヤ70は、図1、図4に示すように、金属ギヤ60に対してバランスシャフト30の軸方向にほぼ当接しつつ並んで設けられている。連結部82は、金属ギヤ60の凹部65に入り込んでいる。
Next, the assembly structure of the driven
The plurality of
樹脂ギヤ70は、図3、図5(A)に示す配置関係となるように、金属ギヤ60に対して相対変位可能に組み付けられている。なお、図5では、説明を分かり易くするために、金属ギヤ60が含まれる所定の軸直方向の断面と、樹脂ギヤ70が含まれる所定の軸直方向の断面と、を重ねて示している。弾性部材80は、金属ギヤ60と樹脂ギヤ70との間に配置され、保持部75内に収容されることで金属ギヤ60に係合されている。金属歯部62は、バランスシャフト30の軸方向から見て樹脂歯部72の歯幅内に収まっている。具体的には、軸方向から見て、両方の樹脂対向歯面72A,72Aの内側に金属対向歯面62Aが位置している。
The
ドリブンギヤ50の低負荷時(ドライブギヤ21からの入力トルクが低い時)には、金属歯部62及び樹脂歯部72に組み付けられる弾性部材80の撓み量が小さく、バランスシャフト30の軸方向から見て金属歯部62が樹脂歯部72の歯幅内に収まるようにドリブンギヤ50が構成されている。なお、金属歯部62と樹脂歯部72の回転方向に沿った歯厚の差は、ドライブギヤ21からドリブンギヤ50に入力されるトルクの大きさと弾性部材80の撓み量の関係から決定される。すなわち、両歯部62,72の歯厚の差は、ドリブンギヤ50の高負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpmよりも大きい時)に、弾性部材80が撓んで、図5(B)に示すように、金属対向歯面62Aと樹脂対向歯面72Aがドライブギヤ21の歯面22Aに接触するように決定される。
When the load of driven
以上のように組み立てられるドリブンギヤ50は、金属ギヤ60が、図1、図3、図4に示すように、貫通穴63にバランスシャフト30が入り込むようにして、バランスシャフト30に固定されている。樹脂ギヤ70は、貫通穴74にバランスシャフト30を挿通するようにして、バランスシャフト30に対して同方向に回転自在になっている。
In the driven
次に、実施例1のドリブンギヤ50の動作について説明する。
エンジン駆動前の状態においては、図5(A)に示すように、ドリブンギヤ50は、ドライブギヤ21に対してバックラッシが生じない状態で噛み合っている。なお、ドライブギヤ21とドリブンギヤ50の間には、多少のバックラッシが生じていてもよい。弾性部材80が自然状態にあり、樹脂対向歯面72Aが金属対向歯面62Aよりドライブギヤ21側に近接して接触する進出位置に位置している。金属歯部62は、バランスシャフト30の軸方向から見て樹脂歯部72の歯幅内に収まっており、ドライブギヤ21に接触していない。すなわち、金属ギヤ60は、ドライブギヤ21に対してバックラッシが生じている。エンジン駆動前は、金属ギヤ60を挟んだ周方向両側に樹脂ギヤ70の樹脂対向歯面72Aが位置する。
Next, the operation of the driven
In the state before driving the engine, as shown in FIG. 5A, the driven
エンジン駆動後において、ドライブギヤ21からの入力トルクが低い状態であるドリブンギヤ50の低負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpm以下の時)には、ドライブギヤ21に接触する樹脂ギヤ70がドライブギヤ21から駆動力を受けて回転方向(図5(A)では反時計方向)に回転する。樹脂ギヤ70とともに回転する弾性部材80は、連結部82が金属ギヤ60の凹部65を構成する壁部を回転方向に押圧するため、金属ギヤ60が回転方向に回転する。これにより、樹脂ギヤ70は、弾性部材80を介して金属ギヤ60へ駆動力を伝達する。しかしながら、ドリブンギヤ50の低負荷時には、弾性部材80の回転方向への撓み量が小さく、金属ギヤ60に対する樹脂ギヤ70の回転方向への相対回転が小さい。そのため、金属歯部62は、バランスシャフト30の軸方向から見て樹脂歯部72の歯幅内に収まったままであり、ドライブギヤ21に接触しない。すなわち、弾性部材80の付勢力により、樹脂対向歯面72Aが金属対向歯面62Aよりドライブギヤ21側に近接して接触するように進出位置に位置している。このように、ドリブンギヤ50の低負荷時には、金属ギヤ60のみを用いる構成に比べて、樹脂ギヤ70のみがドリブンギヤ50に噛み合うため、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
After engine driving, at low load of driven gear 50 (for example, when the rotation speed of
ドリブンギヤ50の高負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpmより大きい時)には、低負荷時に比べて弾性部材80の回転方向への撓み量が大きく、金属ギヤ60に対する樹脂ギヤ70の回転方向(図5(B)では時計方向)への相対回転も大きくなる。そして、樹脂ギヤ70の回転方向とは反対側の樹脂対向歯面72Aは、図5(B)に示すように、弾性部材80の付勢力に抗して、金属ギヤ60の回転方向とは反対側の金属対向歯面62A側に退避する。すなわち、樹脂対向歯面72Aが金属対向歯面62Aに近づく退避位置へ変位する。これにより、樹脂対向歯面72A、及び金属対向歯面62Aは、ドライブギヤ21の歯面22Aに接触する。このように、一定の大きさ以上のトルクが樹脂ギヤ70に入力された場合に、金属対向歯面62Aをドライブギヤ21の歯面22Aに接触させることで、ドライブギヤ21からの荷重を金属ギヤ60でも受けることができる。そのため、樹脂ギヤ70がドライブギヤ21から受ける荷重を低減させることができ、樹脂ギヤ70の耐久性を向上させることができる。したがって、ドリブンギヤ50は、樹脂ギヤ70の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
At high load of the driven gear 50 (for example, when the rotational speed of the
以上説明したように、実施例1によれば、ドリブンギヤ50は、弾性部材80の付勢力によって進出位置にある樹脂ギヤ70の樹脂対向歯面72Aをドライブギヤ21に噛合させることができ、金属ギヤ60のみを噛合させる構成に比べてギヤの噛み合いによって生じる音および振動の抑制が可能であり、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。その上で、ドリブンギヤ50は、例えばドリブンギヤ50への入力トルクが大きくなる高負荷時に、ドライブギヤ21の押圧力が弾性部材80の付勢力に抗して樹脂ギヤ70の樹脂対向歯面72Aを進出位置から退避位置に変位させることで、樹脂対向歯面72Aを金属対向歯面62Aに近づけることができる。そのため、ドリブンギヤ50は、金属対向歯面62Aをドライブギヤ21に接触させることができ、ドライブギヤ21からの荷重を金属ギヤ60で受けることができる。これにより、樹脂ギヤ70がドライブギヤ21から受ける荷重を低減させることができ、樹脂ギヤ70の耐久性を向上させることができる。したがって、ドリブンギヤ50は、樹脂ギヤ70の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
As described above, according to the first embodiment, the driven
樹脂ギヤ70の回転方向の歯厚は、金属ギヤ60の回転方向の歯厚よりも大きい。これにより、ドリブンギヤ50が回転方向のどちら側に回転した場合であっても、樹脂ギヤ70を金属ギヤ60よりも優先的にドライブギヤ21に接触させることができ、金属ギヤ60のドライブギヤ21への接触を抑制して、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
The tooth thickness in the rotational direction of the
弾性部材80は、軸方向に関して金属ギヤ60と樹脂ギヤ70との間に両ギヤと重なるように配置され、金属ギヤ60と樹脂ギヤ70の双方に係合するとよい。これにより、ドリブンギヤ50は、弾性部材80が軸方向に関して金属ギヤ60と樹脂ギヤ70に重なるため、軸方向において弾性部材80を設けるスペースを別途設ける必要がなく、軸方向における省スペース化を図ることができる。
The
<実施例2>
図6〜図8は、本発明の実施例2を示す。実施例2は、ドリブンギヤ50、及びバランスシャフト30の形態が実施例1とは異なるが、その他は実施例1と同様である。なお、実施例2において、実施例1と同一又は相当する構造には同一符号又は同符号にAを付し、重複する説明を省略する。
Example 2
6 to 8 show Embodiment 2 of the present invention. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the configurations of the driven
金属ギヤ60は、図6、図7(A)に示すように、本体部61、及び複数の金属歯部62を備えている。本体部61は、中心に貫通穴63を有する略円板状である。本体部61は、一方面(図7では左側の面)において板厚方向に延出する複数の爪部66が形成されている。爪部66は、略直方体状に形成されている。金属ギヤ60は、金属対向歯面62Aがドライブギヤ21側に接触する金属側進出位置と、ドライブギヤ21の回転方向に変位した金属側退避位置とに、バランスシャフト30の軸周りに変位可能に構成されている。
The
樹脂ギヤ70は、図6、図7(B)に示すように、本体部71A、及び複数の樹脂歯部72を備えている。本体部71Aは、中心に貫通穴74Aを有する略円板状である。本体部71Aは、一方面(図6では右側の面)において板厚方向に延出する複数の爪部77が形成されている。爪部77は、略直方体状に形成されている。爪部77の横方向(軸方向及び径方向に直交する方向)の長さL2は、爪部66の横方向(軸方向及び径方向に直交する方向)の長さL1よりも大きくなっている。金属ギヤ60と樹脂ギヤ70の歯厚の関係は、実施例1と同様であり、図5に示す状態となる。
The
弾性部材80は、図7に示すように、一対の弾性変形部81A,81Aを備えている。弾性変形部81Aは、一方側(図7では、径方向外側)に向かうにつれて幅広となる略角柱形状である。
The
バランスシャフト30は、図6、図7に示すように、弾性部材80を介して金属ギヤ60を支持する支持部32、及び弾性部材80を介して樹脂ギヤ70を支持する支持部34を備えている。支持部32,34は、リング状に形成され、弾性部材80を保持する複数の保持部33,35がそれぞれ形成されている。保持部33,35は、軸方向に貫通する貫通孔であり、断面が四角形に近い略扇状になっている。金属ギヤ60と樹脂ギヤ70は、いずれも弾性部材80を介してバランスシャフト30に回転方向に変位可能とされている。
The
弾性部材(金属ギヤ側弾性部材)80は、図6、図7(A)に示すように、支持部32の保持部33に固定されている。金属ギヤ60は、爪部66が弾性変形部81A,81Aの間に配置されるようにして、弾性部材80を介してバランスシャフト30に組み付けられている。弾性部材80は、図6、図7(B)に示すように、支持部34の保持部35に固定されている。樹脂ギヤ70は、爪部77が弾性変形部81A,81Aの間に配置されるようにして、弾性部材80を介してバランスシャフト30に組み付けられている。爪部66の横方向の長さL1の方が、爪部77の横方向の長さL2よりも小さく、図7に示すように、爪部66と弾性部材80との間にクリアランスが生じ、爪部77と弾性部材80との間にクリアランスが生じない。なお、爪部77と弾性部材80との間に、爪部66と弾性部材80との間に生じるクリアランスよりも小さなクリアランスが生じてもよい。なお、爪部66の横方向の長さL1と、爪部77の横方向の長さL2の差は、ドライブギヤ21からドリブンギヤ50に入力されるトルクの大きさと弾性部材80の撓み量の関係から決定される。すなわち、長さL1,L2は、ドリブンギヤ50の高負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpmよりも大きい時)に、図8(B)に示すように金属対向歯面62Aと樹脂対向歯面72Aがドライブギヤ21の歯面22Aに接触するように決定される。
The elastic member (metal gear side elastic member) 80 is fixed to the holding
次に、実施例2のドリブンギヤ50の動作について説明する。
エンジン駆動前の状態においては、図8(A)に示すように、弾性部材80の自然状態において、金属歯部62は、バランスシャフト30の軸方向から見て樹脂歯部72の歯幅内に収まっており、ドライブギヤ21に接触していない。
Next, the operation of the driven
In the state before driving the engine, as shown in FIG. 8A, in the natural state of the
エンジン駆動後において、ドライブギヤ21からの入力トルクが低い状態であるドリブンギヤ50の低負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpm以下の時)には、ドライブギヤ21に接触する樹脂ギヤ70がドライブギヤ21から駆動力を受けて回転方向(図8(A)では左方向)に回転する。樹脂ギヤ70の回転に伴って、バランスシャフト30及び金属ギヤ60が回転方向に回転する。しかしながら、金属ギヤ60の爪部66と弾性部材80との間にクリアランスが生じる構成であるため、ドリブンギヤ50の低負荷時には、金属ギヤ60に対する樹脂ギヤ70の回転方向への相対回転が小さい。そのため、金属歯部62は、バランスシャフト30の軸方向から見て樹脂歯部72の歯幅内に収まったままであり、弾性部材80がバランスシャフト30の回転力に抗して金属対向歯面62Aをドライブギヤ21側から相対的に離間する離間位置に位置させている。これにより、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。なお、動力伝達ルートは、ドライブギヤ21、樹脂ギヤ70、支持部32に保持された弾性部材80、バランスシャフト30、支持部34に保持された弾性部材80、金属ギヤ60の順になっている。
After engine driving, at low load of driven gear 50 (for example, when the rotation speed of
ドリブンギヤ50の高負荷時(例えば、ドライブギヤ21の回転数が2000rpmより大きい時)には、低負荷時に比べて支持部34にそれぞれ組み付けられた弾性部材80の回転方向への撓み量が大きくなる。そして、樹脂ギヤ70の回転方向とは反対側の樹脂対向歯面72Aは、弾性部材80の付勢力に抗して、金属ギヤ60の回転方向とは反対側の金属対向歯面62A側に退避することで、図8(B)に示すように、樹脂対向歯面72Aとともに金属対向歯面62Aもドライブギヤ21の歯面22Aに接触するようになる。ドライブギヤ21が樹脂ギヤ70と金属ギヤ60の両ギヤに接触した後、両ギヤが回転方向に同期変位して退避位置に至る。具体的には、金属ギヤ60は、金属側退避位置に変位する。以上のように、実施例1と同様に、ドリブンギヤ50は、樹脂ギヤ70の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
At high load of the driven gear 50 (for example, when the number of revolutions of the
図8に示すように、バランスシャフト30に対する樹脂ギヤ70の変位量はAであり、保持部35に保持された弾性部材80の撓み量に相当する。また、バランスシャフト30に対する金属ギヤ60の変位量はBであり、保持部33に保持された弾性部材80の撓み量に相当する。そして、樹脂ギヤ70の変位量Aと金属ギヤ60の変位量Bとの差は、爪部66と弾性部材80との間に生じるクリアランスの周方向に沿った長さL3に相当する。また、金属ギヤ60は、変位量Bに相当する距離だけドライブギヤ21に近づくことができるため、バックラッシを小さくすることができる。
As shown in FIG. 8, the displacement amount of the
以上説明したように、実施例2によれば、金属ギヤ60は、金属対向歯面62Aがドライブギヤ21側に接触する金属側進出位置と、ドライブギヤ21の回転方向に変位した金属側退避位置とに、回転部材の軸周りに変位可能とされる。金属ギヤ60に金属側退避位置から金属側進出位置への付勢力を付与する弾性部材80を備える。これにより、ドリブンギヤ50は、金属対向歯面62Aがドライブギヤ21側に接触する金属側進出位置と、ドライブギヤ21の回転方向に変位した金属側退避位置とに、回転部材の軸周りに変位可能であるため、回転部材に対して樹脂ギヤ70とともに金属ギヤ60を相対回転させることができる。そして、弾性部材80の付勢力によって、金属対向歯面62Aが金属側進出位置においてドライブギヤ21側に接近することができるため、金属ギヤ60とドライブギヤ21との間においてバックラッシを生じ難くすることができる。
As described above, according to the second embodiment, the
<他の実施例>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施例1において、ドリブンギヤ50は、図9に示すように、弾性部材80が金属ギヤ60に対して所定のクリアランスを介して保持される構成であってもよい。金属ギヤ60の保持部67と、樹脂ギヤ70の保持部78とによって弾性部材80が保持されている。弾性部材80と金属ギヤ60の間に設けられるクリアランスの大きさを変えることで、樹脂ギヤ70に対する金属ギヤ60の相対回転の大きさを調整する構成としてもよい。
(2)上記実施例1において、ドリブンギヤ50は、図10に示すように、弾性部材80が金属ギヤ60に係合せず、実施例2と同様に、バランスシャフト30の支持部34に形成された保持部35に保持される構成であってもよい。このような構成であっても、ドリブンギヤ50は、上記実施例1,2と同様に、樹脂ギヤ70の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。
(3)上記実施例1,2では、ドリブンギヤ50が所定の回転方向(例えば、図3では反時計回り)に回転する例を示したが、反対方向(例えば、図3では時計回り)に回転してもよく、上記効果と同様の効果を奏することができる。
(4)上記実施例1,2では、各ギヤ21、60,70をヘリカルギヤとしたが、ヘリカルギヤでなく平歯車などのギヤであってもよい。
(5)上記実施例1,2では、バランサ装置に限らず、内燃機関のその他の動力伝達装置に広く適用することが可能である。
Other Embodiments
The present invention is not limited to the embodiments described above with reference to the drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1) In the first embodiment, as shown in FIG. 9, the driven
(2) In the first embodiment, as shown in FIG. 10, in the driven
(3) In the first and second embodiments described above, the driven
(4) In the first and second embodiments, each of the
(5) In the above-described first and second embodiments, the present invention can be widely applied not only to the balancer device but also to other power transmission devices of the internal combustion engine.
21…ドライブギヤ(相手ギヤ)
22A…歯面
30…バランスシャフト(回転部材)
50…ドリブンギヤ(ギヤ装置)
60…金属ギヤ
62A…金属対向歯面
70…樹脂ギヤ
72A…樹脂対向歯面
80,83…弾性部材(金属ギヤ側弾性部材)
21 ... Drive gear (other gear)
22A: Tooth surface 30: Balance shaft (rotating member)
50 ... driven gear (gear unit)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記回転部材の外周に前記金属ギヤと前記回転部材の軸方向に並んで設けられ、前記相手ギヤにその回転方向で対向する樹脂対向歯面を有し、前記樹脂対向歯面が前記金属対向歯面より前記相手ギヤ側に近接して接触する進出位置からその回転方向で前記金属対向歯面に近づく退避位置へと、前記金属ギヤに対して相対変位可能な樹脂ギヤと、
前記樹脂ギヤに前記退避位置から前記進出位置への付勢力を付与する弾性部材と、を備えることを特徴とするギヤ装置。 A metal gear provided on the outer periphery of the rotating member so as to be displaceable in the rotational direction, and having a metal opposing tooth surface facing the driving counterpart gear in the rotational direction;
It has a resin opposing tooth surface which is provided on the outer periphery of the rotating member in the axial direction of the metal gear and the rotating member and has a resin opposing tooth surface facing the other gear in the rotational direction, and the resin opposing tooth surface is the metal opposing tooth A resin gear that is relatively displaceable with respect to the metal gear from an advanced position in close contact with the mating gear side from a surface to a retracted position approaching the metal opposing tooth surface in the rotational direction;
A gear device comprising: an elastic member which applies an urging force from the retracted position to the advanced position to the resin gear.
前記金属ギヤに前記金属側退避位置から前記金属側進出位置への付勢力を付与する金属側弾性部材を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のギヤ装置。 The metal gear is displaceable around the axis of the rotating member to a metal side advancing position in which the metal opposing tooth surface contacts the other gear side, and a metal side retraction position displaced in the rotation direction of the other gear. And
The gear device according to claim 1 or 2, further comprising a metal-side elastic member that applies an urging force from the metal-side retracted position to the metal-side advanced position to the metal gear.
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