(57)【要約】【課題】固有振動に起因する異音の発生を抑制することができるギヤを提供する。【解決手段】リングギヤ１を、板状の歯車からなるギヤ構成部材２〜４が軸方向において複数積層し、各前記ギヤ構成部材２〜４間に隙間が形成された状態で、各前記ギヤ構成部材２〜４同士が部分的に溶接して構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の歯車からなるギヤ構成部材が軸方向において複数積層され、
各前記ギヤ構成部材間に隙間が形成された状態で、各前記ギヤ構成部材同士が部分的に溶接されて構成される
ことを特徴とするギヤ。
【請求項２】
前記ギヤ構成部材の軸方向に向く一方の面に凸部が複数形成され、
前記ギヤ構成部材の軸方向に向く他方の面の前記凸部の裏側に前記凸部と対応する形状の凹部が複数形成され、
前記ギヤ構成部材は、前記凸部を隣接する前記ギヤ構成部材の前記凹部に嵌め込んだ状態で積層され、前記凸部と前記凹部とが形成された位置において溶接される
ことを特徴とする請求項１に記載のギヤ。
【請求項３】
前記ギヤ構成部材は、周方向において複数の部材に分割されており、少なくとも隣接する前記ギヤ構成部材同士で分割位置が重ならないように積層されている
ことを特徴とする請求項２に記載のギヤ。
【請求項４】
複数の前記ギヤ構成部材のうちの一つが、噛み合わされる他のギヤとのバックラッシュを詰めるべく、他の前記ギヤ構成部材に対して歯の位置を周方向にずらして配置される
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギヤ。
【請求項５】
前記ギヤ構成部材間の前記隙間には、制振部材が介在される
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のギヤ。
【請求項６】
前記ギヤは、内燃機関のフライホイールの周縁部に設置されるリングギヤである
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、他のギヤと噛み合わされて回転駆動されるギヤの構造に係るものであって、特に内燃機関のフライホイールの周縁部に設けられるリングギヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、軸トルクを平均化し回転を円滑にするために、クランク軸に慣性モーメントの大きな円盤であるフライホイールが設置される。そして、フライホイールの周縁部には、内燃機関の始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤと噛み合って回転駆動される環状のリングギヤが圧入により嵌め込まれている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１５３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、内燃機関始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤによりリングギヤが回転駆動されるときに発生する、リングギヤの固有振動に起因する異音が問題となっていた。
【０００５】
以上のことから、本発明は、固有振動に起因する異音の発生を抑制することができるギヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するための第１の発明に係るギヤは、
板状の歯車からなるギヤ構成部材が軸方向において複数積層され、
各前記ギヤ構成部材間に隙間が形成された状態で、各前記ギヤ構成部材同士が部分的に溶接されて構成される
ことを特徴とする。
【０００７】
上記の課題を解決するための第２の発明に係るギヤは、第１の発明に係るギヤにおいて、
前記ギヤ構成部材の軸方向に向く一方の面に凸部が複数形成され、
前記ギヤ構成部材の軸方向に向く他方の面の前記凸部の裏側に前記凸部と対応する形状の凹部が複数形成され、
前記ギヤ構成部材は、前記凸部を隣接する前記ギヤ構成部材の前記凹部に嵌め込んだ状態で積層され、前記凸部と前記凹部とが形成された位置において溶接される
ことを特徴とする。
【０００８】
上記の課題を解決するための第３の発明に係るギヤは、第２の発明に係るギヤにおいて、
前記ギヤ構成部材は、周方向において複数の部材に分割されており、少なくとも隣接する前記ギヤ構成部材同士で分割位置が重ならないように積層されている
ことを特徴とする。
【０００９】
上記の課題を解決するための第４の発明に係るギヤは、第１の発明から第３の発明のいずれかひとつに係るギヤにおいて、
複数の前記ギヤ構成部材のうちの一つが、噛み合わされる他のギヤとのバックラッシュを詰めるべく、他の前記ギヤ構成部材に対して歯の位置を周方向にずらして配置される
ことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するための第５の発明に係るギヤは、第１の発明から第４の発明のいずれかひとつに係るギヤにおいて、
前記ギヤ構成部材間の前記隙間には、制振部材が介在される
ことを特徴とする。
【００１１】
上記の課題を解決するための第６の発明に係るギヤは、第１の発明から第５の発明のいずれかひとつに係るギヤにおいて、
前記ギヤは、内燃機関のフライホイールの周縁部に設置されるリングギヤである
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、板状のギヤ構成部材を軸方向に複数積層し、各ギヤ構成部材間に隙間が形成された状態で各ギヤ構成部材同士を部分的に溶接することでギヤを構成しているため、各ギヤ構成部材で発生する振動が各ギヤ構成部材間で互いに干渉することが抑制され、固有振動に起因する異音の発生を抑制することができるギヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るリングギヤの斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るリングギヤを各層ごとに分解した様子を示した斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るリングギヤの側面図である。
【図４】図３にＡ−Ａで示す断面における本発明の第１の実施例に係るリングギヤの断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例に係るリングギヤが設置されたフライホイールの断面を示した模式図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係るリングギヤ及び従来の一部材で形成されたリングギヤのセルフスタータモータにより回転駆動されたときの周波数に対する振動加速度のグラフを示した図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係るリングギヤの斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施例に係るリングギヤを各層ごとに分解した様子を示した斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施例に係るリングギヤを各層ごと及び各部材ごとに分解した様子を示した斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係るリングギヤの側面図である。
【図１１】図１０にＢ−Ｂで示す断面における本発明の第２の実施例に係るリングギヤの断面図である。
【図１２】図３にＡ−Ａで示す断面における本発明の第３の実施例に係るリングギヤの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るギヤを実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、ここでは、内燃機関のフライホイールの周縁部に設けられるリングギヤに適用した例で説明するが、以下に示す実施例はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施例で明示しない種々の変形や技術の適用を排除するものではない。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明に係るリングギヤの第１の実施例について説明する。
図５は、本実施例に係るリングギヤが設置されたフライホイールの断面を示した模式図である。
図５に示すように、本実施例に係るリングギヤ１は、内燃機関のクランク軸に設置されるフライホイール１０の周縁部に圧入により嵌め込まれている。リングギヤ１の中心軸は、フライホイール１０の中心軸と一致している。
【００１６】
図１は、本実施例に係るリングギヤの斜視図である。また、図２は、本実施例に係るリングギヤを各層ごとに分解した様子を示した斜視図である。
図１に示すように、本実施例に係るリングギヤ１は、周面に歯が形成された板状の歯車となっている。
図２に示すように、本実施例に係るリングギヤ１は、軸方向に３つの板状の歯車（ギヤ構成部材２〜４）に分かれている。すなわち、リングギヤ１は、各ギヤ構成部材２〜４を３層積層させることにより構成されている。
【００１７】
なお、本実施例においては、リングギヤ１は、各ギヤ構成部材２〜４を３層積層させることにより構成する場合を例として説明するが、これ以外にも、２層又は４層以上積層させて構成することも可能である。また、積層数を変更することにより、リングギヤ１の固有振動数を選択することができる。
【００１８】
図３は、本実施例に係るリングギヤの側面図である。また、図４は、図３にＡ−Ａで示す断面における本実施例に係るリングギヤの断面図である。
図４に示すように、ギヤ構成部材２〜４の側面には、丸い凹部５が形成されている。
図４に示すように、ギヤ構成部材２〜４の凹部５の裏面には、丸い凸部６が形成されている。なお、凹部５は、凸部６と対応する形状に形成されており、互いに隣接するギヤ構成部材同士の凹部５と凸部６が嵌合される構成となっている。なお、本実施例においては、凹部５及び凸部６の形状は丸形としたが、これ以外の形状とすることも可能である。
【００１９】
さらに、凹部５は、凸部６が嵌まり込んだ際に、ギヤ構成部材２とギヤ構成部材３との間、ギヤ構成部材３とギヤ構成部材４との間に隙間７ができる深さに形成されている。
そして、凹部５と凸部６とが嵌合された状態で、凸部６（凹部５）において、インジェクション溶接により、ギヤ構成部材２〜４がそれぞれ部分的に溶接されてリングギヤ１を構成している。
【００２０】
このように、本実施例に係るリングギヤ１においては、ギヤ構成部材２〜４がそれぞれ全体的に溶接されるのではなく、ギヤ構成部材２〜４の各層間に隙間７が形成された状態で、部分的に溶接されることにより、セルフスタータモータにより回転駆動されるときに生ずる各ギヤ構成部材２〜４の振動が、ギヤ構成部材２〜４の各層間において互いに干渉しにくくなるように構成されている。
【００２１】
なお、凸部６を形成する位置、すなわち、溶接を行う位置を変更することにより、リングギヤ１の固有振動数を選択することができる。
なお、本実施例においては、凸部６（凹部５）での溶接方法をインジェクション溶接を例にとって説明しているが、例えば、スポット溶接やプラグ溶接等、他の溶接方法であってもよい。
【００２２】
図６は、本実施例に係るリングギヤ１及び従来の一部材で形成されたリングギヤにおける内燃機関始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤによりリングギヤが回転駆動されるときに発生する異音の周波数に対する振動加速度のグラフを示した図である。なお、図６においては、本実施例に係るリングギヤ１の周波数に対する振動加速度の値を実線で示し、従来の一部材で形成されたリングギヤの周波数に対する振動加速度の値を破線で示している。
【００２３】
図６より、従来の一部材で形成されたリングギヤにおいては、振動加速度のピークが９００Ｈｚ付近における０．０３７ｍｍ／ｓ2程度の値となっていることが分かる。これに対し、本実施例に係るリングギヤ１においては、振動加速度のピークが３５０Ｈｚ付近における０．００２ｍｍ／ｓ2程度の値となっていることが分かる。
【００２４】
そして、セルフスタータモータにより回転駆動されているときに発生する異音の大きさは、振動加速度の大きさにより決まるため、本実施例に係るリングギヤ１は従来の一部材で形成されたリングギヤと比べ、回転駆動時に発生する異音を大幅に低減することができることが分かる。
【００２５】
また、従来の一部材で形成されたリングギヤにおいては固有振動数が９００Ｈｚ付近に位置しており、本実施例に係るリングギヤ１においては、固有振動数が３５０Ｈｚ付近に位置している。ここで、９００Ｈｚの音と３５０Ｈｚの音の音質を比較した場合、９００Ｈｚの高周波数の音の方が高音の耳障りな音となる。このため、本実施例に係るリングギヤ１は、従来の一部材で形成されたリングギヤと比べ、音質においても耳障りな異音の発生を抑制することができることが分かる。
【００２６】
したがって、本実施例に係るリングギヤ１によれば、内燃機関始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤによりリングギヤが回転駆動されるときに発生する異音の振動加速度を低下させる効果と、固有振動数を低下させる効果との相乗効果により、内燃機関始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤによりリングギヤが回転駆動されるときに発生する固有振動に起因する異音の発生を抑制することができる。
【００２７】
また、本実施例に係るリングギヤ１においては、ギヤ構成部材２〜４のうちの１枚を他のギヤ構成部材２〜４に対して歯の位置を周方向にずらして配置することにより、リングギヤ１のバックラッシュを詰めることができる。なお、ずらしたギヤ構成部材２〜４を馴染み性の良い材質とすることにより、リングギヤ１のバックラッシュを詰める効果をより高めることができる。
【実施例２】
【００２８】
以下、本発明に係るリングギヤの第２の実施例について説明する。
本実施例に係るリングギヤ１は、第１の実施例に係るリングギヤとほぼ同様の構成であるが、後述するように各層のギヤ構成部材２〜４がさらに複数の小片部材により構成されている点が異なっている。
【００２９】
図７は、本実施例に係るリングギヤの斜視図である。また、図８は、本実施例に係るリングギヤを各層ごとに分解した様子を示した斜視図である。また、図９は、本実施例に係るリングギヤを各層ごと及び各部材ごとに分解した様子を示した斜視図である。
【００３０】
図７に示すように、本実施例に係るリングギヤ１は、周面に歯が形成された板状の歯車となっている。
図８に示すように、本実施例に係るリングギヤ１は、軸方向に３つの板状の歯車（ギヤ構成部材２〜４）に分かれている。すなわち、リングギヤ１は、各ギヤ構成部材２〜４を３層積層させることにより構成されている。
【００３１】
なお、本実施例においては、リングギヤ１は、各ギヤ構成部材２〜４を３層積層させることにより構成する場合を例として説明するが、これ以外にも、２層又は４層以上積層させて構成することも可能である。また、積層数を変更することにより、リングギヤ１の固有振動数を選択することができる。
【００３２】
また、図８に示すように、ギヤ構成部材２〜４は、周方向に１２０°ごとに３等分され３つの部材（ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃ）に分かれている。すなわち、図９に示すように、ギヤ構成部材２〜４は、それぞれ３つのギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃにより構成されている。
【００３３】
なお、本実施例においては、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃをすべて同じ形状で形成しており、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃを製造する際のコスト低減を図っている。
【００３４】
ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃとギヤ構成部材小片３ａ〜３ｃ、及び、ギヤ構成部材小片３ａ〜３ｃとギヤ構成部材小片４ａ〜４ｃは、それぞれ周方向に４０°ずつずらして配置されている。なお、本実施例においては、４０°ずつずらして配置することとしたが、これ以外の角度にずらして配置することも可能である。
【００３５】
また、本実施例においては、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃの製造効率と、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃを組み合わせてリングギヤ１を構成する際の組立効率やコストを考え、ギヤ構成部材２〜４を周方向に３等分することとしたが、これ以外にも、２等分又は４等分以上とすることも可能であり、また、各ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃの分割する大きさをそれぞれ変えることも可能であり、さらに、ギヤ構成部材２〜４をギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃに分割せずに単一の部材で形成することも可能である。
【００３６】
図１０は、本実施例に係るリングギヤの側面図である。また、図１１は、図１０にＢ−Ｂで示す断面における本実施例に係るリングギヤの断面図である。
図１０に示すように、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃの側面には、丸い凹部５が形成されている。
【００３７】
図１１に示すように、ギヤ構成部材小片２ａ，３ａ，４ａの凹部５の裏面には、丸い凸部６が形成されている。なお、凹部５は、凸部６と対応する形状に形成されており、互いに隣接するギヤ構成部材同士の凹部５と凸部６が嵌合される構成となっている。なお、本実施例においては、凹部５及び凸部６の形状は丸形としたが、これ以外の形状とすることも可能である。
【００３８】
さらに、凹部５は、凸部６が嵌まり込んだ際に、ギヤ構成部材小片２ａとギヤ構成部材小片３ａとの間、ギヤ構成部材小片３ａとギヤ構成部材小片４ａとの間に隙間７ができる深さに形成されている。なお、ギヤ構成部材小片２ｂ，３ｂ，４ｂ，２ｃ，３ｃ，４ｃについても同様の構成となっている。
【００３９】
そして、本実施例に係るリングギヤ１においても同様、凹部５と凸部６とが嵌合された状態で、凸部６（凹部５）において、インジェクション溶接により、各ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃがそれぞれ溶接されることにより、リングギヤ１を構成している。
【００４０】
このように、本実施例に係るリングギヤ１においては、ギヤ構成部材２〜４を周方向に各ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃに分割し、ギヤ構成部材２〜４の各層間に隙間７を形成した状態で、各ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃをそれぞれ部分的に溶接したことにより、セルスタータにより回転駆動されるときに生ずる各ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃの振動が、ギヤ構成部材２〜４の各層間、及び、各ギヤ構成部材小片間２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃにおいて互いに干渉しにくくなるように構成されている。
なお、凸部６を形成する位置、すなわち、溶接を行う位置を変更することにより、リングギヤ１の固有振動数を選択することができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例に係るリングギヤ１においては、第１の実施例に係るリングギヤのように板状のギヤ構成部材２〜４を一部材により形成する場合に比べ、ギヤ構成部材２〜４をギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃ分割することで固有振動数の調整が容易となるので、より一層固有振動に起因する異音の発生を抑制することができる。
また、ギヤ構成部材小片２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃをすべて同じ形状に構成することで、リングギヤ１を製造する際のコストを抑制することができる。
【実施例３】
【００４２】
以下、本発明に係るリングギヤの第３の実施例について説明する。
本実施例に係るリングギヤ１は、第１の実施例に係るリングギヤとほぼ同様の構成であるが、後述するようにそれぞれのギヤ構成部材２〜４の間の隙間７にギヤ構成部材２〜４の振動を抑制する部材を介在させた点が異なっている。
【００４３】
図１２は、図３にＡ−Ａで示す断面における本発明の第３の実施例に係るリングギヤの断面図である。
図１２に示しように、本実施例に係るリングギヤにおいては、ギヤ構成部材２とギヤ構成部材３と、ギヤ構成部材３とギヤ構成部材４との間の隙間７に制振部材８を介在させている。なお、制振部材８の材料としては、ゴム等の樹脂材料を用いることとする。
【００４４】
なお、本実施例においては、第１の実施例に係るリングギヤに制振部材８を設ける場合を例として説明したが、第２の実施例に係るリングギヤにおいても適用することが可能である。
【００４５】
したがって、本実施例に係るリングギヤによれば、第１，２の発明に係るリングギヤにより奏する効果に加え、振動部材８によりギヤ構成部材２〜４の振動を抑制することができるため、内燃機関始動時にセルフスタータモータのピニオンギヤによりリングギヤが回転駆動されるときに発生する固有振動に起因する異音の発生をより一層抑制することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、リングギヤ、特に、内燃機関のフライホイールの周縁部に設置されるリングギヤに利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１  リングギヤ
２〜４  ギヤ構成部材
２ａ〜２ｃ，３ａ〜３ｃ，４ａ〜４ｃ  ギヤ構成部材小片
５  凹部
６  凸部
７  隙間
８  制振部材
１０  フライホイール
【図１】
2012112478.tif 000003
【図２】
2012112478.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2012112478.tif 000009
【図８】
2012112478.tif 000010
【図９】
2012112478.tif 000011
【図１０】
2012112478.tif 000012
【図１１】
2012112478.tif 000013
【図１２】
2012112478.tif 000014