TW201632757A - 平衡軸齒輪組之改良結構 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種平衡軸齒輪組之改良結構，包括有一驅動齒輪、一被驅動主齒輪、一被驅動副齒輪、一離心配重塊以及一彈性件，其中被驅動主齒輪及被驅動副齒輪可與驅動齒輪相嚙合轉動。離心配重塊分別連接被驅動主齒輪及被驅動副齒輪，使被驅動主齒輪及被驅動副齒輪可作相對轉動，彈性件則用以提供一施加於驅動齒輪之夾持預力。藉此，本發明在夾持預力及離心力的相互作用下，可消除在低轉速運轉時齒輪嚙合之敲擊音，亦可在中高轉速運轉時放鬆該夾持力，降低齒輪摩擦之嘯叫音。

Description

平衡軸齒輪組之改良結構

本發明係關於一種平衡軸齒輪組之改良結構，尤指一種適用於機車引擎之平衡軸齒輪組之改良結構。

習知技術如圖8及圖9所示，係習知平衡軸齒輪組之引擎配置圖及立體圖。平衡軸齒輪組91位於一引擎90內，包括有一驅動齒輪92、一被驅動主齒輪93及一被驅動副齒輪94，其中，驅動齒輪92固設於一曲軸920上；被驅動主齒輪93與被驅動副齒輪94係為同軸，設置於一平衡軸930上，且與驅動齒輪92相嚙合轉動；此外，一彈性件96設置於被驅動主齒輪93與被驅動副齒輪94之間，當被驅動主齒輪93之齒部931與被驅動副齒輪94之齒部941對齊時，可額外藉由彈性件96所提供之一夾持力夾住驅動齒輪92之齒部921，可有效消除齒背隙，用以降低齒輪運轉時之嚙合噪音。

然而，在實際運轉過程中，夾持力大時雖然可 以消除低轉速時的敲擊音，但卻容易在稍高的引擎轉速以上造成嘯叫音。又，若夾持力小時可以消除稍高引擎轉速以上的嘯叫音，卻容易在低轉速時發生敲擊音。主要原因在於在此種設計使得敲擊音與嘯叫音於特性上係呈現相反現象，因此設計出於兩者之間取得平衡點之被驅動齒輪組變成一重要的課題。

發明人緣因於此，本於積極發明之精神，亟思一種可以解決上述問題之平衡軸齒輪組之改良結構，幾經研究實驗終至完成本發明。

本發明之主要目的係在提供一種平衡軸齒輪組之改良結構，可降低引擎平衡軸齒輪組之噪音問題，其問題包括引擎低運轉時產生之敲擊音及高轉速時產生之嘯叫音。因此，如何能同時消除上述兩種擾人之聲響，並在結構上取得平衡點即為一重要的問題。

為達成上述目的，本發明之平衡軸齒輪組之改良結構，用於同時減低運轉齒輪低速及中高轉速運轉時之噪音，其設置於一具有一曲軸之引擎中，包括有一驅動齒輪、一被驅動主齒輪、一被驅動副齒輪、一離心配重塊以及一彈性件，其中驅動齒輪固設於曲軸上，被驅動主齒輪固設於一具有一減震配重塊之平衡軸上，且與驅動齒輪相 嚙合轉動。被驅動副齒輪套設於平衡軸上，並鄰接被驅動主齒輪。離心配重塊分別連接被驅動主齒輪及被驅動副齒輪，使被驅動主齒輪及被驅動副齒輪可作相對轉動。彈性件之兩端部分別連接被驅動主齒輪及被驅動副齒輪，用以提供一預力。

其中，引擎於一特定轉速以下，預力促使被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之齒部夾住該驅動齒輪之齒部；於特定轉速以上，離心配重塊之離心力抵抗預力，被驅動主齒輪與該被驅動副齒輪不夾住驅動齒輪之齒部。藉由上述設計，使得被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之齒部之間產生相對運動，藉以提供一夾持力，消除在低轉速運轉時齒輪嚙合之敲擊音，亦可在中高轉速運轉時放鬆該夾持力，降低齒輪摩擦之嘯叫音。

上述離心配重塊係於軸方向上設置於被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之間。該離心配重塊在特定轉速以上時可發揮其作用，係以離心配重塊之質量所產生之離心力抵抗彈性件之預力，促使被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之齒部不再夾住平衡軸驅動齒輪之齒部。

上述離心配重塊受離心力及彈性件之預力之交互作用而產生滑移運動。於不同轉速運轉時，所受之離心力與預力之合力皆不相同，藉此，離心配重塊帶動被驅動副齒輪可相對被驅動主齒輪上產生轉動。

其中，上述離心配重塊可更包括二導引溝，分別套設於被驅動主齒輪之二導引銷。藉此，係作為離心配重塊受離心力作用而產生相對滑移之機械結構。

再者，本發明另一種設計之離心配重塊可更具有一旋轉中心，受離心力及預力之交互作用可產生旋轉運動。藉此，係作為離心配重塊受離心力作用而產生相對旋轉之機械結構。

上述離心配重塊可更包括一凸出銷，穿設於被驅動副齒輪之一帶動孔。藉此，離心配重塊之運動可藉由上述凸出銷連帶使被驅動副齒輪轉動，則在特定轉速以上，被驅動副齒輪之齒部外廓可以完全在被動驅動主齒輪之齒部外廓內。

上述彈性件可於軸方向上設置於被驅動主齒輪及被驅動副齒輪之間。該彈性件可為一扭轉彈簧，其兩端分別勾設於被驅動主齒輪及被驅動副齒輪，並提供一預力。藉此，該預力可促使被驅動副齒輪轉動以達到被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之齒部夾住驅動齒輪之齒部。

上述彈性件亦可為一拉伸彈簧，其兩端分別勾設於被驅動主齒輪及離心配重塊，並提供一預力。

此外，於軸方向上，離心配重塊之質心和平衡軸之質心之連線通過該平衡軸之中心。藉此，離心配重塊之質量亦可為引擎減震的一部分配重，可以減少減震配重 塊之大小，減少齒輪組之所占體積。

此外，基於上述之離心配重塊之機械結構作用方式，本發明之另一種設計，其設置於一具有一曲軸之引擎中，包括有一驅動主齒輪、一驅動副齒輪、一被驅動齒輪、一離心配重塊以及一彈性件，其中被驅動齒輪固設於一減震配重塊之平衡軸上，驅動主齒輪固設於曲軸上，且與被驅動齒輪相嚙合轉動。驅動副齒輪套設於曲軸上，並鄰接驅動主齒輪。離心配重塊分別連接驅動主齒輪及驅動副齒輪，使驅動主齒輪及驅動副齒輪可作相對轉動。彈性件之兩端部分別連接驅動主齒輪及驅動副齒輪，用以提供一預力。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

1‧‧‧平衡軸齒輪組

10‧‧‧引擎

2‧‧‧驅動齒輪

20‧‧‧曲軸

21‧‧‧齒部

3‧‧‧被驅動主齒輪

30‧‧‧平衡軸

301‧‧‧減震配重塊

31‧‧‧齒部

32‧‧‧導引銷

33‧‧‧軸管部

4‧‧‧被驅動副齒輪

41‧‧‧齒部

42‧‧‧帶動孔

5‧‧‧離心配重塊

51‧‧‧凸出銷

52‧‧‧導引溝

6‧‧‧彈性件

71‧‧‧旋轉銷

72‧‧‧旋轉中心

90‧‧‧引擎

91‧‧‧平衡軸齒輪組

92‧‧‧驅動齒輪

920‧‧‧曲軸

921‧‧‧齒部

93‧‧‧被驅動主齒輪

930‧‧‧平衡軸

931‧‧‧齒部

94‧‧‧被驅動副齒輪

941‧‧‧齒部

96‧‧‧彈性件

A‧‧‧平衡軸質心位置

B‧‧‧離心配重塊質心位置

C‧‧‧平衡軸軸心

圖1係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之引擎配置圖。

圖2係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之分解圖。

圖3係本發明第一實施例之被驅動主齒輪及被驅動副 齒輪之組合側視圖。

圖4係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之特定轉速以下之狀態示意圖。

圖5係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之特定轉速以上之狀態示意圖。

圖6A係本發明第一實施例之平衡軸及其質心狀態之參考圖。

圖6B係本發明第一實施例之離心配重塊及其質心狀態之參考圖。

圖6C係本發明第一實施例之平衡軸與被驅動主齒輪及其組裝後之質心狀態之參考圖。

圖7係本發明第二實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之分解圖。

圖8係習知平衡軸齒輪組之引擎配置圖。

圖9係習知平衡軸齒輪組之立體圖。

請參閱圖1，係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之引擎配置圖。圖中出示一種平衡軸齒輪組之改良結構，該平衡軸齒輪組1設置於具有一曲軸20及一平衡軸30之引擎10中，其中，本發明之平衡軸齒輪組1主要包括有三個齒輪：固設於曲軸20上之驅動齒輪2、固設於平衡軸30上之被驅動主齒輪3以及套設於平衡軸30 上被驅動副齒輪4。上述驅動齒輪2係與被驅動主齒輪3相互嚙合轉動，上述被驅動副齒輪4可相對被驅動主齒輪3同軸旋轉。

接者，請參閱圖2及圖3，係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之分解圖，以及被驅動主齒輪及被驅動副齒輪之組合側視圖。本發明之平衡軸齒輪組除了前述說明所提及之驅動齒輪2、被驅動主齒輪3、被驅動副齒輪4之外，另包括有一離心配重塊5及一彈性件6。如圖所示，被驅動主齒輪3係以一軸管部33固設於一具有一減震配重塊301之平衡軸30上，同時可與平衡軸30連動，其外周緣設有複數齒部31，並於側面表設有二導引銷32。一彈性件6在本實施例中係為一扭轉彈簧，套設於軸管部33上，該彈性件6之兩端部分別勾設於被驅動主齒輪3及被驅動副齒輪4，用以提供一施加於驅動齒輪2之夾持預力。離心配重塊5在本實施例中係為一弧形質量塊，其包括二導引溝52，分別套設於該被驅動主齒輪3之二導引銷32，其中，導引溝52之溝槽長度略大於導引銷32之外徑，用以提供離心配重塊5之滑移路徑；此外，離心配重塊5更包括一凸出銷51，穿設於被驅動副齒輪4之一帶動孔42，用以帶動被驅動副齒輪4與被驅動主齒輪3產生相對旋轉。前述被驅動副齒輪4係與被驅動主齒輪3同軸套設於平衡軸30上，並鄰接被驅動主齒輪3，因此，在本實施例中， 離心配重塊5及彈性件6係於軸方向上設置於被驅動主齒輪3與被驅動副齒輪4之間。

請參閱圖4及圖5，係本發明第一實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之特定轉速以下之狀態示意圖及特定轉速以上之狀態示意圖。如圖4及圖5所示，係為本發明兩種作動模式，其依據不同的引擎轉速而有相異的齒輪匹配結構。首先，在特定轉速以下，彈性件6所提供之預力促使被驅動主齒輪3與被驅動副齒輪4之齒部31,41夾住驅動齒輪2之齒部21，此時離心配重塊因預力大於離心力而具有向齒輪中心移動之趨向，使得被驅動副齒輪4之齒部41與被驅動主齒輪3之齒部31之間存在齒距差異，而該交錯結構具有抵頂、卡掣之作用，有效消除齒背隙且降低齒輪運轉時之敲擊音。

又，在特定轉速以上，離心配重塊5之離心力抵抗彈性件6所提供之預力，使得被驅動主齒輪3與被驅動副齒輪4不夾住驅動齒輪2之齒部21，此時離心配重塊因預力小於離心力而具有從齒輪中心向外移動之趨向，連動被驅動副齒輪4克服彈性件6之預力而產生相對於被驅動主齒輪3之轉動，被驅動副齒輪4之齒部41外廓完全沒入被驅動主齒輪3之齒部31外廓內，以防特定轉速以上時所產生之嘯叫音。

接著，請參閱圖6A至圖6C，係本發明第一實 施例之平衡軸及其質心狀態之參考圖、離心配重塊及其質心狀態之參考圖以及平衡軸與被驅動主齒輪及其組裝後之質心狀態之參考圖。如圖6A所示，平衡軸30之質心約略於圖中A點之位置；如圖6B所示，離心配重塊5之質心約略於圖中B點之位置；如圖6C所示，被驅動主齒輪3固設於平衡軸30後，組立狀態下之質心係位於圖中A點及B點之連線位置上，並且通過平衡軸30之軸心C。藉此，離心配重塊5之質量亦可為引擎減震的一部分配重，可以減少減震配重塊301之大小。

此外，請參閱圖7，係本發明第二實施例之平衡軸齒輪組之改良結構之分解圖。本實施例之基本架構皆與第一實施例相同，包括有驅動齒輪2(參見圖1)、被驅動主齒輪3、被驅動副齒輪4、一離心配重塊5及一彈性件6。如圖所示，被驅動主齒輪3係以一軸管部33固設於一具有一減震配重塊301之平衡軸30上，同時可與平衡軸30連動，其外周緣設有複數齒部31，並於側面表設有一旋轉銷71，一彈性件6在本實施例中係為一扭轉彈簧，套設於軸管部33上，該彈性件6之兩端部分別勾設於被驅動主齒輪3及被驅動副齒輪4，用以提供一施加於驅動齒輪2之夾持預力。離心配重塊5在本實施例中係為一弧形質量塊，其包括一旋轉中心72，套設於該驅動主齒輪3之旋轉銷71內，其中，旋轉銷71係作為一樞轉軸心，可供離心配重塊5沿該軸線 旋轉；此外，離心配重塊5更包括一凸出銷51，穿設於被驅動副齒輪4之一帶動孔42，用以帶動被驅動副齒輪4與被驅動主齒輪3產生相對旋轉。

藉由上述設計，提供另一種機械結構，使得離心配重塊受離心力及預力之交互作用可藉由旋轉銷及旋轉中心之配合而產生相對旋轉運動，促使被驅動主齒輪與被驅動副齒輪之齒部在低轉速下夾住該驅動齒輪之齒部；於特定轉速以上，離心配重塊之離心力抵抗預力，被驅動主齒輪與該被驅動副齒輪不夾住驅動齒輪之齒部。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

3‧‧‧被驅動主齒輪

30‧‧‧平衡軸

301‧‧‧減震配重塊

31‧‧‧齒部

32‧‧‧導引銷

33‧‧‧軸管部

4‧‧‧被驅動副齒輪

41‧‧‧齒部

42‧‧‧帶動孔

5‧‧‧離心配重塊

51‧‧‧凸出銷

52‧‧‧導引溝

6‧‧‧彈性件

Claims (9)

1. 一種平衡軸齒輪組之改良結構，該平衡軸齒輪組設置於一具有一曲軸之引擎中，包括有：一驅動齒輪，固設於該曲軸上；一被驅動主齒輪，固設於一具有一減震配重塊之平衡軸上，且與該驅動齒輪相嚙合轉動；一被驅動副齒輪，套設於該平衡軸上，並鄰接該被驅動主齒輪；一離心配重塊，分別連接該被驅動主齒輪及該被驅動副齒輪，使該被驅動主齒輪及該被驅動副齒輪可作相對轉動；以及一彈性件，其兩端部分別連接該被驅動主齒輪及該被驅動副齒輪，用以提供一預力；其中，該引擎於一特定轉速以下，該預力促使該被驅動主齒輪與該被驅動副齒輪之齒部夾住該驅動齒輪之齒部；於該特定轉速以上，該離心配重塊之離心力抵抗該預力，該被驅動主齒輪與該被驅動副齒輪不夾住驅動齒輪之齒部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該離心配重塊係於軸方向上設置於該被驅動主齒輪與該被驅動副齒輪之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該離心配重塊受離心力及該預力可產生滑移運動。
4. 如申請專利範圍第3項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該離心配重塊更包括二導引溝，分別套設於該被驅動主齒輪之二導引銷。
5. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該離心配重塊具有一旋轉中心，受離心力及該預力可產生旋轉運動。
6. 如申請專利範圍第3項或第5項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該離心配重塊更包括一凸出銷，穿設於該被驅動副齒輪之一帶動孔。
7. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該彈性件係於軸方向上設置於該被驅動主齒輪及被驅動副齒輪之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，該彈性件係為一扭轉彈簧。
9. 如申請專利範圍第1項所述之平衡軸齒輪組之改良結構，其中，於軸方向上，該離心配重塊之質心和該平衡軸之質心之連線通過該平衡軸之中心。