JP3132375B2 - 低騒音歯車 - Google Patents

低騒音歯車

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JP3132375B2 JP07348479A JP34847995A JP3132375B2 JP 3132375 B2 JP3132375 B2 JP 3132375B2 JP 07348479 A JP07348479 A JP 07348479A JP 34847995 A JP34847995 A JP 34847995A JP 3132375 B2 JP3132375 B2 JP 3132375B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジンの
タイミングギヤ装置におけるアイドラギヤ等に採用され
て好適な低騒音歯車に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車両用エンジンのタイミングギヤ装置
等、ギヤトレーンの噛合い騒音を低減するために、歯車
を、半径方向内方のボス側部材と、同ボス側部材の半径
方向外側に同心的に配設され外周に歯を設けた環状の歯
側部材とに分割し、上記ボス側部材の外周と上記歯側部
材との間に、ゴム等の弾性部材を介装した構造は、従来
公知である(例えば、特開昭60−256679号公報
参照)。
【0003】上記既提案の歯車において、歯側部材外周
に設けられる歯を、通常の平歯即ち歯車の軸線に対し平
行な歯条ではなく、歯車の軸線に対し傾斜したヘリカル
歯とし、噛み合い率を増加することによって一層の噛合
い騒音の低減を図ると共に、伝達トルクの変動を低減し
ようとした場合、歯側部材に上記ヘリカル歯の歯車軸線
に対する傾斜に基因する軸線方向の推力が作用するの
で、歯側部材とボス側部材との間に介装された通常ゴム
からなる弾性部材に剪断力が作用するため、耐久性が著
しく損なわれる不具合がある。
【0004】特に、上記ヘリカル歯車が、エンジンのタ
イミングギヤ装置におけるギヤ列内のアイドラギヤの場
合、円周上の少くとも2個所で他の歯車と噛合うため、
上記ヘリカル歯の傾斜に基因する軸線方向の推力によっ
て、歯側部材に、歯車軸線を含む平面内で回転させよう
とするモーメント力が作用し、歯側部材とボス側部材と
の間に介装されたゴム状弾性部材の耐久性が一層損なわ
れる欠点がある。
【0005】また、従来、半径方向及び軸線方向の入力
に対する耐久性を向上することを目的とした低騒音ギヤ
に関して、図4の断面図に示されている構造が、実開平
5−22920号公報に開示されている。同図におい
て、01は総括的に低騒音歯車を示し、同歯車01は、
その外周に歯02を刻設すると共に、円錐面からなる内
周面03を具えた環状の歯側部材04と、円錐面からな
る外周面05を具えた半径方向内方のボス側部材06
と、上記歯側部材04とボス側部材06との間に介装さ
れ、外周に上記歯側部材04の内周面03にゴム状弾性
体07を介して連結される外側円錐面08を具えると共
に、内周に上記ボス側部材06の円錐面05にゴム状弾
性体09を介して連結される内側円錐面010を具えた
コア部材011とから構成され、さらに同コア部材01
1の一側端に、上記歯側部材04の側面及びボス側部材
06の側面に当接する環状のストッパ012がボルト0
13によって装着されている。
【0006】上記歯車01の構成では、コア部材011
の一端に装着された環状のストッパ012が、歯側部材
04及びボス側部材06の側面に金属接触するため、折
角、コア部材011と歯側部材04及びボス側部材06
との間に、ゴム状弾性体07及び09を介装しても、振
動が環状ストッパ012を介して伝達されるため、振動
遮断効果が著しく低減する欠点がある。
【0007】また、歯02をヘリカル歯とした場合、図
中に矢印Aで示す方向の軸線方向推力に関しては剛性が
あるが、反対方向の推力に対しては剛性を有しないの
で、この構造の歯車を、円周上の2個所以上で他の歯車
と噛合するアイドラギヤに適用した場合、歯車をその軸
線を含む平面内で回転させようとするモーメント力が作
用するため、耐久性が劣る不具合があり、そのうえ部品
点検が多く、構造複雑で製造コストが高くなる欠点があ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の低騒
音又は防振歯車における上述した種々の欠点及び不具合
を改善するために創案されたもので、それ自体噛合い騒
音の低減に有効なヘリカル歯を有し、ヘリカル歯の採用
によって生起する軸線方向の推力に基づく振動遮断又は
低減用ゴム状弾性部材の早期劣化又は破損を効果的に防
止し、優れた耐久性を確保することができる構造簡単で
製造コストが安い低騒音歯車を提供することを、主たる
目的とするものである。また、本発明は、運転騒音の低
減が求められている車両用エンジンのタイミングギヤ装
置のギヤトレーン内に配設されるアイドラギヤに採用さ
れて好適な低騒音歯車を提供することを、他の目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、歯車が、半径方向内方のボス側部材と、
同ボス側部材の半径方向外側に同心的に配設され外周に
ヘリカル歯を設けた環状の歯側部材とに分割され、上記
ボス側部材の外周と上記歯側部材の内周との間に加硫接
着等によりゴム等の弾性部材が介装されたものにおい
て、上記ボス側部材の外周面と上記歯側部材の内周面
に、同歯側部材のヘリカル歯のねじれ方向と逆方向にね
じれた凹凸状のはめ合い部が形成されていることを特徴
とする低騒音歯車を提案するものである。
【0010】本発明において、上記凹凸状のはめ合い部
は、上記弾性部材を介して弾性的に係合するスプライ
ン、セレーション又はヘリカル歯から形成されているこ
とが好ましく、さらに、上記歯側部材外周のヘリカル歯
のねじれ角と、上記凹凸状はめ合い部のスプライン、セ
レーション又はヘリカル歯のねじれ角とが、ねじれ方向
が反対で、かつ実質的に等しい角度に形成されることが
好ましい。なおまた、本発明において、上記ボス側部材
が、エンジンのタイミングギヤ装置におけるアイドラシ
ャフトに回転自在に装架され、換言すれば、本発明に係
る低騒音ギヤがタイミングギヤトレーンのアイドルギヤ
として採用されることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図1ないし図3について説明する。先ず、図1は車両
用エンジンにおけるタイミングギヤ装置の一例を示す概
略正面図であって、10はエンジンのクランクケース前
端面、12は同前端面10にボルト14によって固着さ
れたアイドラシャフトであって、同アイドラシャフト1
2上にヘリカル歯を具えたアイドラギヤ16が回転自在
に支持されている。また、上記アイドラシャフト12の
端面には、上記ボルト14によって、アイドラギヤ16
の抜け止めと推力受けを兼ねたスラストプレート18が
共締め固着されている。
【0012】上記アイドラギヤ16は、クランク軸20
に固着されたクランクギヤ22に噛合すると共に、燃料
噴射ポンプ(図示せず)を駆動する噴射ポンプ駆動ギヤ
24、及びエンジンの吸排気弁を開閉する動弁カム軸を
駆動するカム軸駆動ギヤ26に噛合する。また、上記ク
ランクギヤ22は、オイルポンプ駆動用のポンプギヤ2
8にも噛合い、同オイルポンプを駆動する。この例の場
合、上記アイドラギヤ16は、その円周上の3個所にお
いて、クランクギヤ22、噴射ポンプ駆動ギヤ24及び
カム軸駆動ギヤ26と噛合い、クランク軸20の出力ト
ルクを燃料噴射ポンプ及び動弁カム軸に伝達する。
【0013】図2の拡大正面図に良く示されているよう
に、上記アイドラギヤ16は、その外周に多数のヘリカ
ル歯30を具えた半径方向外方の環状をなす歯側部材3
2と、その内周の軸受孔34を上記アイドラシャフト1
2に回転自在に嵌装される半径方向内方のボス側部材3
6とから構成されている。上記歯側部材32の内周面及
びボス側部材36の外周面に、ゴム等の弾性部材38を
介して互いに噛合するヘリカル歯状の内歯40及び外歯
42が設けられ、同内歯40及び外歯42によって凹凸
状のはめ合い部を形成している。
【0014】上記ゴム等の弾性部材38は、加硫焼着等
により上記内歯40及び外歯42の外表面に一体的に固
着されている。また、図3の概略平面図に示されている
ように、図中、実線で歯条の中心線を示したヘリカル歯
30のねじれ方向と、図中に点線で歯条の中心線を示し
た外歯42(図示は省略されているが、内歯40は当然
に隣接する2本の点線の中央に、中心線が位置する)の
ねじれ方向とは、逆方向になっており、ヘリカル歯30
のねじれ角はα、外歯42及び内歯40のねじれ角はβ
である。
【0015】上記アイドラギヤ16の作動中、そのヘリ
カル歯30に作用する接線荷重Fは、歯車軸線方向の推
力Fと、歯条法線力Fとに分解される。同様に、歯
側部材32の内歯40と、これに弾性部材38を介して
噛合する外歯42との間に接線荷重F′が作用し、この
接線荷重F′は、歯車軸線方向の推力F′と、歯条法
線力F′とに分解される。ヘリカル歯30と、上記内
歯40及び外歯42とのねじれ方向が逆であるので、上
記推力Fと推力F′とは方向が逆で互に打消し合う
ので、ゴム等の弾性部材38に作用する剪断力は、従来
より十分小さくなり、ヘリカル歯30のねじれ角αと、
内歯40及び外歯42のねじれ角βとを略等しくするこ
とによって合計推力(F−F′)を零もしくは、零
に近い小さい推力とすることができる。
【0016】上記のように、歯側部材32とボス側部材
36との間に、内歯40及び外歯42からなる凹凸状は
め合い部を設けてゴム等の弾性部材38を介装すること
によって、両部材32及び36間の振動伝達が効果的に
遮断されるので、ヘリカル歯30自体の噛合いの静粛性
と相俟って、優れた騒音低減効果が得られる。特に、図
1に示したエンジンのタイミングギヤ装置の場合、クラ
ンク軸20のトルク変動等に基因してギヤトレーンに発
生し或いは伝達される振動が低減され、タイミングギヤ
装置の外側を覆うタイミングギヤケース(図1では、同
ギヤケースを取外してギヤトレーンが示されている)か
ら外部に放散される騒音のレベルが大幅に低減されるこ
ととなる。
【0017】また、ゴム等の弾性材料によって形成され
た弾性部材38は、良く知られているように、圧縮荷重
に対しては十分な耐久性を有するが、剪断荷重に対して
は、耐久性が著しく劣る特性があるが、上述したよう
に、推力を零又は零に近い小さい力とし、又は少くとも
従来のヘリカル歯30単独の推力F、より十分小さい
推力に低減することができるので、弾性部材38に作用
する剪断力が従来より低減し、その結果耐久性が著しく
向上する。また、上記アイドラギヤ16は、歯側部材3
2と、ボス側部材36と、両部材間に介装された弾性部
材38とからなる簡単な構造であるため、部品点数が少
なく、安価に製造することができる。
【0018】なお、上記実施例では、凹凸はめ合い部
が、内歯40と外歯42とにより形成されているが、ブ
ローチ等により容易に加工することができ、かつ機能的
に同等のスプライン又はセレーションにより代替するこ
とができる。さらに、本発明は、例示したアイドラギヤ
16に限定されるものではなく、駆動歯車或いは被動歯
車にも適用することができ、略上記同様の効果を奏する
ことができる。なおまた本発明は、車両用エンジンのタ
イミングギヤ装置におけるアイドラギヤに採用されて極
めて好適であるが、その他種々の機械又は装置における
ギヤトレーンに広く適用することができる。
【0019】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係る低騒音歯車
は、歯車が半径方向内方のボス側部材と、同ボス側部材
の半径方向外側に同心的に配設され外周にヘリカル歯を
設けた環状の歯側部材とに分割され、上記ボス側部材の
外周と上記歯側部材の内周との間に加硫接着等によりゴ
ム等の弾性部材が介装されたものにおいて、上記ボス側
部材の外周面と上記歯側部材の内周面に、同歯側部材の
ヘリカル歯のねじれ方向と逆方向にねじれた凹凸状のは
め合い部が形成されていることを特徴とし、耐久性及び
振動低減効果が優れ、しかも構造簡単で製造コストが安
い利点がある。
【0020】また、上記凹凸状のはめ合い部が、上記弾
性部材を介して弾性的に係合するスプライン、セレーシ
ョン又はヘリカル歯から形成されることにより、加工が
容易な利点があり、上記歯側部材外周のヘルカル歯のね
じれ角と、上記凹凸状はめ合い部のスプライン、セレー
ション又はヘルカル歯のねじれ角とが、ねじれ方向が反
対で、かつ実質的に等しい角度に形成されることによ
り、ヘリカル歯軸線方向推力を消去するか、少くとも大
幅に低減することができるので、弾性部材の耐久性を確
実に向上し得る利点がある。さらに、上記ボス側部材
が、エンジンのタイミングギヤ装置におけるアイドラシ
ャフトに回転自在に装架されること、即ち本発明に係る
低騒音歯車をエンジン、特に車両用エンジンのタイミン
グギヤトレーンにおけるアイドラギヤに適用することに
よって、効果的にエンジンの運転騒音を低減し得る利点
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を、エンジンのタイミングギヤ装置に適
用した好ましい実施形態を示した概略正面図である。
【図2】図1におけるアイドラギヤ16を示した拡大正
面図である。
【図3】図2に示したアイドラギヤ16の概念的平面図
である。
【図4】従来の低騒音歯車の断面図である。
【符号の説明】
10 クランクケース前端面 12 アイドラシャフト 14 ボルト 16 アイドラギヤ 18 スラストプレート 20 クランク軸 22 クランクギヤ 24 噴射ポンプ駆動ギヤ 26 カム軸駆動ギヤ 28 ポンプギヤ 30 ヘリカル歯 32 歯側部材 34 軸受孔 36 ボス側部材 38 弾性部材 40 内歯 42 外歯

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 歯車が、半径方向内方のボス側部材と、
    同ボス側部材の半径方向外側に同心的に配設され外周に
    ヘリカル歯を設けた環状の歯側部材とに分割され、上記
    ボス側部材の外周と上記歯側部材の内周との間に加硫接
    着等によりゴム等の弾性部材が介装されたものにおい
    て、上記ボス側部材の外周面と上記歯側部材の内周面
    に、同歯側部材のヘリカル歯のねじれ方向と逆方向にね
    じれた凹凸状のはめ合い部が形成されていることを特徴
    とする低騒音歯車。
  2. 【請求項2】 上記凹凸状のはめ合い部が、上記弾性部
    材を介して弾性的に係合するスプライン、セレーション
    又はヘリカル歯から形成されていることを特徴とする請
    求項1記載の低騒音歯車。
  3. 【請求項3】 上記歯側部材外周のヘリカル歯のねじれ
    角と、上記凹凸状はめ合い部のスプライン、セレーショ
    ン又はヘリカル歯のねじれ角とが、ねじれ方向が反対
    で、かつ実質的に等しい角度に形成されていることを特
    徴とする請求項2記載の低騒音歯車。
  4. 【請求項4】 上記ボス側部材が、エンジンのタイミン
    グギヤ装置におけるアイドラシャフトに回転自在に装架
    されていることを特徴とする請求項1、請求項2又は請
    求項3記載の低騒音歯車。
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