JP4558909B2 - セラシギヤ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラシ機構を有するギヤ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開平１−１６９６５９号には、同径のメインギヤとサブギヤを互いに回転自在に重ね合わせ、両ギヤをそれぞれの間に介在するスプリングにより互いに逆方向へ回転付勢するよう構成したセラシギヤが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
セラシギヤはギヤ列における噛み合い騒音を解消するために用いられるが、この噛み合い騒音には、ギヤの低速回転域において顕著となる噛み合い打音と中高速回転域において顕著となるうなり音とがある。図６として噛み合い騒音の音レベルとバネ荷重（セラシ荷重）の関係を示したように、バネ荷重（セラシ荷重）とこれら騒音との間にはそれぞれ逆の関係にあり、バネ荷重（セラシ荷重）を弱くすれば噛み合い打音が大きくなり、逆に強くすればうなり音が大きくなる。なお、セラシギヤにおいてバネ荷重はセラシ荷重と同じになるので、以下の説明においては原則としてバネ荷重の代わりにセラシ荷重を用いる。
【０００４】
図６において、音レベルの許容基準値として要求レベルＬを設定した場合、うなり音はａ点以下、噛み合い打音はｂ点以上のセラシ荷重にしたときのみ要求レベルＬを満足できることになり、双方の要求レベルを同時に実現することは困難である。このためａ点〜ｂ点間にセラシ荷重を設定しつつ、音レベルを満足させるためには、そのギヤ歯面精度を高めていくことにより対応をはかっているが、製造コスト高となっている。そこで本願発明は、簡便な手法にて噛み合い打音とうなり音の双方を同時に要求レベルＬ以下に低減できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明に係るセラシギヤ装置は、回転軸上に同軸支持されて共通のギヤに噛み合うメインギヤとサブギヤとを相対回転可能に重ね合わせ、これら両ギヤの間に介在させたスプリングにより前記サブギヤと前記メインギヤを互いに逆方向へ回転付勢してなるセラシ機構を有するギヤ装置において、
前記両ギヤの回転数上昇に応じて前記スプリングによるセラシ荷重を漸次減少させるセラシ荷重可変手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
このとき、セラシ荷重可変手段が前記メインギヤ及びサブギヤと共に回転し、遠心力の増加とともに前記スプリングの端部をセラシ荷重が減少する側へ移動させるウエイトであり、このウエイトを、前記回転軸に支持されつつこの回転軸との間に作動クリアランスを介して支持させ、前記スプリングの一端を前記メインギヤに係合し、他端を回転軸方向に延出して前記サブギヤに係合しつつこのサブギヤを貫通して突出させ前記ウエイトの係止穴に係止することで前記ウエイトに前記メインギヤから回転を伝達するようにしたことも特徴とする。
【０００７】
【発明の効果】
セラシギヤについて、低速回転域における噛み合い打音を要求レベル以下に低減できるようにセラシ荷重を予め設定しておくと、セラシギヤの回転が低速回転域のときは、セラシ荷重可変手段が作動せず、予め設定したセラシ荷重をサブギヤに与えて噛み合い打音を要求レベル以下に低減する。
【０００８】
その後、セラシギヤの回転が上がって中高速回転域になると、セラシ荷重可変手段によりセラシ荷重を暫時減少させ、うなり音の音レベルが要求レベル以下になるような大きさのセラシ荷重へ自動的に変化させ、中高速回転域におけるうなり音を要求レベル以下に低減させることができる。
【０００９】
したがって、セラシ荷重可変手段を設けることにより、回転数の変化に応じたセラシ荷重の変化を実現し、これにより低速回転域における噛み合い打音と中高速回転域におけるうなり音の双方を要求レベル以下に低減させることがき、その結果、低速回転域から中高速回転域までの全回転域において噛み合い騒音を簡便な手法で低減させることができる。
【００１０】
なお、セラシ荷重可変手段としてセラシギヤと一緒に回転するウエイト部材を用いれば、中高速回転域のときにおける遠心力でセラシ荷重を減少させることができるので、比較的簡単な構造でセラシ荷重可変手段を構成できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１はエンジンのクランク軸にセラシギヤを設けた例であり、クランク軸１上にメインギヤであるプライマリギヤ２を設け、キー３にてラジアル方向を固定し、クランク軸１の端部へワッシャ４を介してナット５にて締め付けることによりスラスト方向を固定する。
【００１２】
プライマリギヤ２の一部には肩部６を設け、この上に同径で幅の狭いサブギヤ７を回転自在に嵌装する。サブギヤ７及びプライマリギヤ２はクラッチ（図示せず）のプライマリドリブンギヤ８と噛み合い、後述するセラシ機構によってプライマリギヤ２とプライマリドリブンギヤ８間における噛み合い騒音を低減している。
【００１３】
サブギヤ７の内周側にはコイルスプリングとして形成されたスプリング１０が肩部６上に支持され、その一端を肩部６へ係止し、他端はサブギヤ７を貫通し、サブギヤ７に並設されてクランク軸１の上に支持される遠心ウエイト１３へ係止する。プライマリギヤ２、サブギヤ７及びスプリング８によりセラシギヤを構成する。遠心ウエイト１３はサブギヤ７をプライマリギヤ２との間で挟むようにクランク軸１上へ配置され、かつサブギヤ７側と反対側側面をカラー１５で抑えられている。
【００１４】
スプリング１０は、肩部６へ係止される一端１１と遠心ウエイト１３側へ係止される他端１２を有する（図４参照）。このスプリング１０の係止構造を図２及び図３により説明する。図２はスプリング１０の両端部における係止構造を示すための拡大断面図、図３はスプリング収容部の拡大断面図である。図２において、肩部６にはスプリング１０の一端１１を係止する係止穴９が設けられ、遠心ウエイト１３にはサブギヤ７を貫通して突出した他端１２を係止する係止穴１４が設けられる。
【００１５】
カラー１５の軸部１５ａは肩部６の側面へ当接して位置決めするとともに、その外周部に作動クリアランスｄをなすように浮いた状態で遠心ウエイト１３のリング部１６（図５参照）が位置する。遠心ウエイト１３は作動クリアランス分だけ回転半径方向へ移動可能に他端１２で支持されている。
【００１６】
スプリング１０はサブギヤ７の内周側に形成されているスプリング収容部２０へ収容されている。図３に明らかなように、スプリング収容部２０はサブギヤ７の内周側を切り欠いたようにして形成される環状凹部であり、肩部６と対面する側及びプライマリギヤ２側に開放されるとともに、遠心ウエイト１３側は側壁２１で閉塞され、この側壁２１の一部に内外を貫通する引っ掛溝２２が設けられ、ここを他端１２が貫通するようになっている。
【００１７】
この引っ掛溝２２は半径方向へ長く、少なくとも遠心ウエイト１３の作動クリアランスｄよりも大きなクリアランスを形成するようになっている。図示の状態では他端１２が引っ掛溝２２の縁部に当接してスプリング１０のバネ荷重をサブギヤ７へ与えることによりセラシ荷重を発生させ、サブギヤ７とプライマリギヤ２を互いに逆回転方向へ回転付勢している。
【００１８】
図４において、スプリング１０の他端１２はスプリング１０を縮径する方向へねじって、遠心ウエイト１３の係止穴１４へ取付けられ、その後の復元弾性による反力がバネ荷重となり、このバネ荷重が一端１１及び他端１２からプライマリギヤ２及びサブギヤ７とに与えられるセラシ荷重となる。したがって、他端１２がサブギヤ７及び遠心ウエイト１３を押す方向をセラシ荷重発生方向Ａとすれば、この方向は前記取付時の他端１２に対するねじり方向Ｂとは逆向きになる。なお、このセラシ荷重は低速回転域で噛み合い打音を要求レベル以下になるよう設定され、このため図６においてセラシ荷重がｂ点以上に設定されている。
【００１９】
図５は遠心ウエイト１３の外形形状を示し、中央部にリング部１６を有するとともに、ウエイト本体部１７は全体が略半円状をなす適宜の金属等よりなる部材であり、リング部１６の内径は支持部となる肩部６の外径よりも若干大きく、両部間に作動クリアランスｄを形成するようになっている。また、遠心ウエイト１３の肩部１８近傍位置に係止穴１４が形成されている。遠心ウエイト１３は回転時に本体部１７の頂点部１９方向へ遠心力Ｆを受ける。
【００２０】
次に、本実施例の作用を説明する。図２において、係止穴１４へ他端１２が係止された状態では、他端１２へ加わるスプリング１０の復元弾性と遠心ウエイト１３の自重とをバランスさせて遠心ウエイト１３のリング部１６が作動クリアランスｄを有するよう浮いた状態で軸部１５ａ上へ支持され、かつ係止穴１４を中心に図の上方へ向かってセラシ荷重が発生し、このセラシ荷重は引っ掛溝２０からサブギヤ７へ与えられる。
【００２１】
その後、クランク軸１の回転が上昇し、プライマリギヤ２及びサブギヤ７の回転が中高速回転域になると、遠心ウエイト１３も一緒に回転するため、遠心力Ｆ（図５）を発生し、この遠心力Ｆにより遠心ウエイト１３は図の下方へ作動クリアランスｄの範囲で移動する。このとき、係止穴１４もセラシ荷重発生方向Ａ（図５）と反対方向であるキャンセル方向Ｃへ向かって図の下方へ移動するので、他端１２をキャンセル方向Ｃ方向へ移動させるように引っ張る。このため、他端１２からサブギヤ７へ与えられていたセラシ荷重は弱められ、図６において中高速回転域におけるうなり音を要求レベルＬ以下にできるａ点以下へと変化される。
【００２２】
したがって、中高速回転域では、セラシ荷重を弱めてうなり音を要求レベルＬ以下へ低減できる。こおため低速回転域における噛み合い打音の低減と合わせて、これまで困難であった低速回転域から中高速回転域の全域において噛み合い騒音を低減可能になった。しかも、遠心ウエイト１３を用いることにより、セラシ荷重可変手段を簡単に構成することができる。
【００２３】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず発明の原理内で種々に変形等が可能であり、例えば、スプリング１０は、コイル状でなく、リング状に形成された板バネ等種々の公知弾性部材が適用できる。また、セラシ荷重可変手段もスプリング１０にへ接作用するものではなく、回転に応じてサブギヤ７を直接回転させてプライマリギヤ２と位相差を形成するようにしてもよい。さらに、セラシ荷重を階段状に変化させることも連続的に変化させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を適用したクランク軸の要部断面図
【図２】スプリング端部の係止構造を示す要部拡大断面図
【図３】スプリング収容部を示す要部拡大断面図
【図４】スプリングの外形形状を示す斜視図
【図５】遠心ウエイトの外形形状を示す図
【図６】噛み合い騒音の音レベルとセラシ荷重の関係を示すグラフ
【符号の説明】
１：クランク軸、２：プライマリギヤ（メインギヤ）、６：肩部、７：サブギヤ、１０：スプリング、１１：一端、１２：他端、１３：遠心ウエイト、２２：引っ掛溝

Claims (3)

1. 回転軸（１）上に同軸支持されて共通のギヤ（８）に噛み合うメインギヤ（２）とサブギヤ（７）とを相対回転可能に重ね合わせ、これら両ギヤ（２・７）の間に介在させたスプリング（１０）により前記サブギヤ（７）と前記メインギヤ（２）を互いに逆方向へ回転付勢してなるセラシ機構を有するギヤ装置において、
   前記両ギヤ（２・７）の回転数上昇に応じて前記スプリング（１０）によるセラシ荷重を漸次減少させるセラシ荷重可変手段を設け、
   このセラシ荷重可変手段は前記メインギヤ（２）及びサブギヤ（７）と共に回転し、遠心力の増加とともに前記スプリング（１０）の端部（１２）をセラシ荷重が減少する側へ移動させるウエイト（１３）であり、
   このウエイト（１３）を、前記回転軸（１）に支持されつつこの回転軸（１）との間に作動クリアランス（ｄ）を介して支持させ、
   前記スプリング（１０）の一端（１１）を前記メインギヤ（２）に係合し、他端（１２）を回転軸方向に延出して前記サブギヤ（７）に係合しつつこのサブギヤ（７）を貫通して突出させ前記ウエイト（１３）の係止穴（１４）に係止することで前記ウエイト（１３）に前記メインギヤ（２）から回転を伝達するようにしたことを特徴とするセラシギヤ装置。
2. 前記ウエイト（１３）は前記回転軸（１）が貫通するリング部（１６）と半円状の本体部（１７）を備え、この本体部（１７）の外径は前記メインギヤ（２）及びサブギヤ（７）の各外径よりも大径であることを特徴とする請求項１に記載したセラシギヤ装置。
3. 前記メインギヤ（２）にその外径よりも小径の外径を有する肩部（６）を前記回転軸方向へ突出させて一体に設け、前記サブギヤ（７）を、前記肩部（６）の外周へ相対回転可能に配置し、
   さらに、前記回転軸（１）上にカラー（１５）を配置し、このカラー（１５）に回転軸方向へ突出する軸部（１５ａ）を一体に設け、この軸部（１５ａ）を前記メインギヤの肩部（６）へ当接させて前記カラー（１５）の軸方向移動を前記メインギヤの肩部（６）で規制するとともに、
   前記カラー（１５）の軸部（１５ａ）外周に前記作動クリアランスを形成するように前記ウエイト（１３）を配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載したセラシギヤ装置。

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