JPH09158993A - 歯車衝撃緩衝機構 - Google Patents

歯車衝撃緩衝機構

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JPH09158993A
JPH09158993A JP7320452A JP32045295A JPH09158993A JP H09158993 A JPH09158993 A JP H09158993A JP 7320452 A JP7320452 A JP 7320452A JP 32045295 A JP32045295 A JP 32045295A JP H09158993 A JPH09158993 A JP H09158993A
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driven
shaft
drive
tooth
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JP7320452A
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Giichi Komazaki
義一 駒崎
Mitsusachi Ishikawa
光幸 石川
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Hitachi Koki Co Ltd
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    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/0006Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/10Suppression of vibrations in rotating systems by making use of members moving with the system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歯車装置の無負荷運転時の騒音低減に関し、
簡単な構造によって歯と歯の衝突力を緩衝し、ギヤ音を
低減する歯車衝撃緩衝機構を提供すること。 【解決手段】 被駆動歯車2は径方向の隙間8を隔てて
被駆動軸4に結合されると共にキー5が周方向の隙間1
2を隔てて被駆動歯車2と被駆動軸4を回転方向に結合
し、被駆動軸4に結合されたトメワッシャ7と被駆動歯
車2との間には弾性部材6が軸方向に圧縮されて設置し
てある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は無負荷運転時のギヤ
音を低減するようにした歯車衝撃緩衝機構に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図9に示すような2個の傘歯車からなる
歯車機構を有するデスクグラインダを例にとり、以下無
負荷運転時の歯車機構の騒音の発生過程を説明する。こ
こで駆動歯車1が装着されているアマチュア13を含む
回転体を駆動側回転体、砥石14を含む被駆動歯車2を
装着した回転体を被駆動側回転体とする。
【0003】駆動側回転体の慣性モーメントに対して、
被駆動側回転体の慣性モーメントが小さい場合、歯車
1、2のピッチ誤差及び偏心等の種々の要因により、駆
動側回転体に対して被駆動側回転体の方が回転変動しや
すい。このため被駆動側回転体が回転変動することによ
り、被駆動歯車2の歯は駆動歯車1の歯と歯の間で衝
突、振動を繰り返す。被駆動歯車2の一つの歯に注目し
更に詳細に衝突現象を説明すると、駆動歯車1の歯が被
駆動歯車2の歯に衝突すると被駆動歯車2が加速され
る。この時の駆動歯車1の歯を歯Aとする。また駆動歯
車1の回転方向に向かって歯Aの一つ先の歯を歯Bとす
る。駆動側回転体は慣性モーメントが大きいので駆動歯
車1は衝突しても速度変化は小さい。一方駆動側回転体
に比べ被駆動側回転体は慣性モーメントが小さいので加
速された被駆動歯車2は駆動歯車1の速度よりも速くな
る。従って被駆動歯車2の歯は駆動歯車1の歯Bに追い
付き衝突する。衝突により被駆動歯車2の速度は低下
し、再び駆動歯車1の歯Aに追い付かれ衝突する。この
ように無負荷運転時には非定常的に衝突が繰り返され歯
車の衝突の際、2個の歯車の衝突音のみならず衝突によ
る衝撃力は砥石14やハウジング15、ホイルガード1
6等に伝わり、これらの振動音が複合されてギヤ音とな
り放射される。一般に規則的に発生する音よりも不規則
に発生する音は不快に感じるといわれており、このギヤ
音は不規則に発生するため非常に耳障りな音である。
【0004】なお作業時には砥石14に負荷がかかって
いるため、駆動歯車1によって被駆動歯車2が加速され
ても負荷によって直ちに減速する。よって被駆動歯車2
の歯が駆動歯車1の前の歯に追い付くことはなく、無負
荷運転時のようなギヤ音は発生しない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来この種のギヤ音低
減方法として実開昭51−88756号では、歯車と軸
をヘリカルスプラインまたはキー等で締結することによ
り、歯車を軸方向に摺動可能にし、歯車の側面をゴム等
の弾性体で支持している。歯と歯が衝突するとヘリカル
スプラインにより歯車に軸方向の分力が働き、ゴム弾性
体の変形により衝撃力が緩和される。しかし上記のよう
に構成された歯車機構の場合、回転軸に軸方向の力が作
用するために軸受に負担がかかり軸受の寿命が短くな
る。また衝撃力を十分に緩和するためには弾性材の軸方
向寸法を大きくとらねばならず、その結果歯車装置が大
形化する。更に歯車の摺動により噛み合い位置が変化し
歯面の偏摩耗を生じる等の問題があった。
【0006】なお従来より適用されている例として、歯
車を径方向の隙間を隔てて軸に結合し、歯車と軸との回
り止め部材としてキーを周方向の隙間を隔てて配設した
歯車機構がある。しかし上記の場合歯車と軸の間のトル
クの伝達をキーのみで行うので起動時及び停止時にはキ
ーに過大な負荷がかかりキーの摩耗が早まるといった問
題があった。本発明の目的は、上記した従来技術の問題
を無くし、簡単な構造で低騒音の歯車衝撃緩衝機構を提
供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、回り止め部
材を軸と歯車との間に若干の回転方向の動きを許容する
ように設け、かつ弾性材により歯車を軸方向に付勢し
て、回転方向に摩擦摺動可能に支持することにより解決
される。
【0008】
【発明の実施の形態】デスクグラインダ等に用いられる
傘歯車の歯車機構の構造を例にとり、図1に本発明の一
実施例である歯車機構の断面図を示す。ここでは駆動力
を発生する原動機及び被駆動軸4の支持機構は省略して
ある。駆動歯車1は図示しない電動機からの駆動力が作
用している駆動軸3に圧入してあり、駆動歯車1と駆動
軸3は一体で回転する。駆動歯車1と噛み合い駆動され
る被駆動歯車2は径方向の隙間8を隔てて被駆動軸4に
結合し、被駆動軸4に結合したトメワッシャ7と被駆動
歯車2との間に弾性部材6を軸方向に圧縮して設置して
ある。従って被駆動歯車2の軸方向の位置は、被駆動歯
車2を被駆動軸4の段差面9に突き当てると共に被駆動
軸4に結合されたトメワッシャ7と被駆動歯車2との間
に弾性部材6を設けることによって固定される。図2は
図1のA−A線断面を示したもので、被駆動歯車2と被
駆動軸4との回り止め部材としてキー5を周方向の隙間
12を隔てて配設してある。
【0009】上記のように構成された歯車衝撃緩衝機構
では、駆動歯車1の歯と被駆動歯車2の歯が衝突した際
の衝撃力が小さい時は、被駆動歯車2と段差面9及び被
駆動歯車2と弾性部材6との接触面で発生する静止摩擦
力によって、被駆動歯車2は被駆動軸4と一体で回転す
る。前記衝撃力が前記静止摩擦力を超えた場合、被駆動
歯車2は被駆動軸4に対して周方向の隙間12の距離を
摺動する。この時、被駆動歯車2と段差面9及び被駆動
歯車2と弾性部材6との接触面で発生する動摩擦力が被
駆動歯車2に作用している。すなわち前記衝撃力は動摩
擦力により減衰され、歯面同士の衝突による騒音及び衝
撃が砥石14を振動させて発生する騒音を低減する。な
お歯面の衝突は表歯面及び裏歯面で交互に発生するの
で、この時摺動の方向は正転方向及び逆転方向で交互と
なり、被駆動軸4に対する被駆動歯車2の偏りは問題と
ならず常に摺動のための周方向の隙間12は確保される
ことになる。また歯車と軸の間のトルクの伝達をキーの
みで行った場合には、起動時及び停止時にキーに過大な
負荷がかかりキーの摩耗が早まるといった問題があった
が、本発明ではキー5に加えて弾性部材6により被駆動
歯車2を軸方向に付勢して、回転方向に摩擦摺動可能に
支持しているので、キー5の早期摩耗は解消される。加
えて構造面においては簡単な構造であるので生産コスト
の上昇は僅小である。なおキー5の代わりにスプライン
等の回り止め部材を周方向の隙間12を隔てて設置して
もよく、また弾性部材6は図7または図8に示すような
ウェーブワッシャ10または皿バネ11もしくはゴム等
任意の弾性部材を選択することが可能である。
【0010】本発明は駆動軸3と駆動歯車1及び被駆動
軸4と被駆動歯車2の少なくとも一方に実施することに
より効果を得ることができる。図3は本発明の他の実施
例として駆動軸3と駆動歯車1に採用した例を示したも
のである。被駆動歯車2は被駆動軸4に圧入してあり、
被駆動歯車2と被駆動軸4は一体で回転する。駆動歯車
1は径方向の隙間8を隔てて駆動軸3に結合し、駆動軸
3に結合したトメワッシャ7と駆動歯車2との間に弾性
部材6を軸方向に圧縮して設置してある。従って駆動歯
車1の軸方向の位置は、駆動歯車1を駆動軸3に結合さ
れたトメワッシャ7に突き当てると共に駆動歯車1に相
対して駆動軸3に結合されたトメワッシャ7と駆動歯車
1との間に弾性部材6を設けることによって固定され
る。図4は図2のB−B線断面を示したもので、駆動歯
車1と駆動軸3との回り止め部材としてキー5を周方向
の隙間12を隔てて配設してある。歯面に衝撃力が発生
した場合、駆動歯車1は駆動軸3に対して周方向の隙間
12の距離を摺動する。この時、駆動歯車1とトメワッ
シャ7及び駆動歯車1と弾性部材6との接触面で発生す
る動摩擦力が駆動歯車1に作用している。すなわち前記
衝撃力は動摩擦力により減衰され、騒音が低減する。
【0011】更に本発明は上記のような傘歯車の歯車機
構のみでなく、平歯車、はすば歯車の歯車機構等にも同
様に実施できる。図5は本発明の更に他の実施例として
平歯車に採用した例を示したものである。被駆動歯車2
は被駆動軸4に圧入してあり、被駆動歯車2と駆動軸4
は一体で回転する。駆動歯車1は径方向の隙間8を隔て
て駆動軸3に結合し、駆動軸3に結合したトメワッシャ
7と駆動歯車1との間に弾性部材6を軸方向に圧縮して
設置してある。従って駆動歯車1の軸方向の位置は、駆
動歯車1を駆動軸3に結合されたトメワッシャ7に突き
当てると共に駆動歯車1に相対して駆動軸3に結合され
たトメワッシャ7と駆動歯車1との間に弾性部材6を設
けることによって固定される。図6は図5の側面図を示
したもので、駆動歯車1と駆動軸3との回り止め部材と
してキー5を周方向の隙間12を隔てて配設してある。
【0012】なお実開昭56−94259号の第2図に
本発明歯車衝撃緩衝機構と類似する構成が記載されてい
る。これは、歯車が軸に対して回転方向に自由となるよ
うに歯車と軸を結合すると共に軸に圧入したフリクショ
ンクラッチ板をバネで歯車に押し付け、軸に対して歯車
が回転方向に摩擦摺動可能に支持させているもので。こ
の構造は、例えばデスクグラインダを研削材に過度の力
で押し付けた時等スピンドルに重負荷が加わった場合、
電動機に過負荷がかからないように歯車を軸に対して空
転させるためのものである。それゆえ通常の研削では歯
車と軸が空転しないように非常に強力なバネ力でフリク
ションクラッチ板をギヤに押し付けており、歯と歯の衝
突力程度では歯車は軸に対して摩擦摺動しない。従って
衝撃力は減衰されないのでギヤ音低減の効果はない。ま
た本発明と異なり上記の構成では回り止め部材を有しな
いので、仮に歯面同士の衝突力を減衰させるようにバネ
力を弱めると研削時に歯車が空転してしまい、研削が不
可能となる。よって本発明とは目的、構造、効果共に相
違するものである。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、無負荷運転時に歯車機
構から発生する騒音を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明歯車衝撃緩衝機構の一実施例を示す断面
図。
【図2】図1のA−A線断面図。
【図3】本発明歯車衝撃緩衝機構の他の実施例を示す断
面図。
【図4】図2のB−B線断面図。
【図5】本発明歯車衝撃緩衝機構の更に他の実施例を示
す断面図。
【図6】図5の側面図。
【図7】本発明歯車衝撃緩衝機構を構成する弾性部材の
一例を示す斜視図。
【図8】本発明歯車衝撃緩衝機構を構成する弾性部材の
他の例を示す斜視図。
【図9】本発明が採用されるデスクグラインダの一例を
示す一部断面正面図。
【符号の説明】
1は駆動歯車、2は被駆動歯車、3は駆動軸、4は被駆
動軸、5はキー、6は弾性部材、7はトメワッシャ、8
は径方向の隙間、9は段差面、10はウェーブワッシ
ャ、11は皿バネ、12は周方向の隙間、13はアマチ
ュア、14は砥石、15はハウジング、16はホイルガ
ードである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸と、回転軸と回転中心を共有する
    ように回転軸に装着された歯車と、歯車と回転軸の間に
    配設された回り止め部材を有する歯車機構において、 前記回り止め部材を回転軸と歯車との間に若干の回転方
    向の動きを許容するように設け、かつ弾性材により歯車
    を軸方向に付勢して、回転方向に摩擦摺動可能に支持し
    たことを特徴とする歯車衝撃緩衝機構。
  2. 【請求項2】 駆動軸に装着された駆動歯車と、駆動歯
    車に噛み合い被駆動軸に装着された被駆動歯車と、駆動
    軸と駆動歯車及び被駆動軸と被駆動歯車の少なくとも一
    方に配設した回り止め部材によってトルクを伝達する歯
    車機構において、 前記回り止め部材を駆動軸と駆動歯車との間あるいは被
    駆動軸と被駆動歯車との間に若干の回転方向の動きを許
    容するように設け、かつ弾性材により駆動歯車あるいは
    被駆動歯車を軸方向に付勢して、回転方向に摩擦摺動可
    能に支持したことを特徴とする歯車衝撃緩衝機構。
JP7320452A 1995-12-08 1995-12-08 歯車衝撃緩衝機構 Withdrawn JPH09158993A (ja)

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