(57)【要約】【課題】簡単な構成で、騒音を減衰することができる低騒音ギヤを提供する。【解決手段】外周にギヤ部３が設けられた本体部２と、本体部２の周回方向に設けられた複数の長孔状の貫通孔５と、記貫通孔５，５間において、本体部２の貫通孔５より内側の内周部６と貫通孔５より外側の外周部７とを連結する複数の連結部８とを備える。貫通孔５は、それぞれが周回方向を長手方向として不等間隔に形成され、貫通孔５ａ，５ｂは、他の貫通孔５ｃ，５ｄと形状を異にしている。連結部８ａ，８ｂは、他の連結部８ｃ，８ｄと周回方向の幅が異なる。貫通孔５ａ，５ｂは、他の貫通孔５ｃ，５ｄと周回方向の幅が異なる。貫通孔５ａ〜５ｄは、本体部２と中心を一致させた同心円上に設けられている。【選択図】図１
2016061346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にギヤ部が設けられた本体部であって、前記本体部の周回方向に沿って複数の貫通孔が形成された前記本体部を備え、
複数の前記貫通孔のそれぞれが不等間隔に形成され、
少なくとも１つの貫通孔は、他の貫通孔と形状を異にしている低騒音ギヤ。
【請求項２】
前記周回方向において相互に隣り合う前記貫通孔の間において、前記本体部のなかで前記貫通孔よりも内側の部分である内周部と、前記本体部のなかで前記貫通孔よりも外側の部分である外周部とを連結する部分が前記本体部における連結部であり、
前記本体部は、複数の前記連結部を備え、
複数の前記連結部の少なくとも１つは、他の前記連結部と周回方向の幅が異なる
請求項１に記載の低騒音ギヤ。
【請求項３】
複数の前記貫通孔の少なくとも１つは、長手方向の幅が他の前記貫通孔の周回方向の幅と異なる
請求項１又は２に記載の低騒音ギヤ。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記本体部と中心を一致させた同心円上に設けられている
請求項１〜３の何れか１項に記載の低騒音ギヤ。
【請求項５】
前記貫通孔は、角孔状である
請求項１〜４の何れか１項に記載の低騒音ギヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、騒音を低減する低騒音ギヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのバルブを開閉するカムギヤは、プッシュロッドとロッカーアームを介して吸・排気バルブを開閉する。カムギヤは、吸・排気バルブを閉じる方向に付勢するスプリングの付勢力を回転方向に受けている。したがって、カムギヤは、回転してバルブを開閉するとき、トルク変動が生じ、噛合したギヤとの間で騒音を発生する。また、ギヤには、特許文献１に示すようなギヤもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２５４２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、騒音を減衰することができる低騒音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】
【０００５】
以上のような課題を解決する低騒音ギヤは、外周にギヤ部が設けられた本体部であって、前記本体部の周回方向に沿って複数の貫通孔が形成された前記本体部を備える。複数の前記貫通孔のそれぞれが不等間隔に形成され、少なくとも１つの貫通孔は、他の貫通孔と形状を異にしている。当該低騒音ギヤにおいて、前記周回方向において相互に隣り合う前記貫通孔の間で、前記本体部のなかで前記貫通孔よりも内側の部分である内周部と、前記本体部のなかで前記貫通孔よりも外側の部分である外周部とを連結する部分が前記本体部における連結部となる。前記本体部は、複数の前記連結部を備えており、複数の前記連結部の少なくとも１つは、他の前記連結部と周回方向の幅が異なる。
【０００６】
上記構成によれば、前記本体部に、前記貫通孔がそれぞれが前記周回方向を長手方向として不等間隔に形成されるとともに、少なくとも１つの貫通孔が、他の貫通孔と形状を異にして形成される。これにより、各連結部での固有の振動数が異なる。したがって、振動数の異なる振動が互いに打ち消し合うようにして、内周部や外周部や連結部に発生する振動を短時間で減衰させることができる。
【０００７】
上記低騒音ギヤにおいて、更に、複数の前記貫通孔の少なくとも１つは、長手方向の幅が他の前記貫通孔の周回方向の幅と異なるように形成してもよい。また、前記貫通孔の少なくとも１つは、長手方向の幅が他の貫通孔の周回方向の幅と異なるように形成してもよい。更に、前記貫通孔は、前記本体部と中心を一致させた同心円上に設けるようにしてもよい。更に、前記貫通孔は、角孔状に形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
以上のような構成によれば、騒音を減衰することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】低騒音ギヤの平面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は参考例となるギヤの平面図である。
【図３】図１の低騒音ギヤと図２（ａ）〜（ｅ）に示すギヤの騒音周波数に対する加速度の関係を示す特性図である。
【図４】（ａ）は図１の低騒音ギヤの応答点８か所を示す平面図であり、（ｂ）は各応答点での騒音周波数に対する加速度を示す特性図である。
【図５】（ａ）は図２（ａ）に示すギヤの応答点８か所を示す平面図であり、（ｂ）は各応答点での騒音周波数に対する加速度を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図１を参照して、低騒音ギヤの実施の形態を説明する。
図１に示す低騒音ギヤ１は、プッシュロッドとロッカーアームを介して吸・排気バルブを開閉するカムギヤに適用される。この低騒音ギヤ１は、平歯車であって、外周にギヤ部３が形成された円盤形状の本体部２を有する。この本体部２は、Ｓ５３Ｃ（機械構造用炭素鋼)、クロム鋼、クロムモリブデン鋼といった高硬度の材料で形成されている。本体部２は、中心部に、カムシャフトが挿通される中心孔４が形成されている。
【００１１】
本体部２には、本体部の軽量化のため、複数の貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（以下、単に「貫通孔５」ともいう。）が周回方向に並んで、すなわち中心孔４を囲むように形成されている。貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、周回方向を長手方向とした長孔状であり、本体部２と中心を一致させた同心円上に形成されている。更に、各貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、この同心円に合わせた円弧状をしながら４つの角部を有し、それぞれは角孔状となっている。本体部２において、貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄより内側は、内周部６となり、外側は、外周部７となる。互いに隣り合う貫通孔５の間は、本体部２の内周部６と外周部７とを連結する連結部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ（以下、単に「連結部８」ともいう。）が形成されている。連結部の周回方向の幅は、カムギヤとして必要な物理的強度の範囲内で設定される。
【００１２】
複数の貫通孔５は、貫通孔５ａ，５ｂが同じ形状で、貫通孔５ｃ，５ｄが貫通孔５ａ，５ｂと異なる形状となっている。また、連結部８は、連結部８ａ，８ｂが同じ形状で、連結部８ｃ，８ｄが連結部８ａ，８ｂと異なる形状となっている。
【００１３】
具体的に、貫通孔５ａ，５ｂは、長手方向の幅寸法がＷ１で一致しており、貫通孔５ｃ，５ｄは、長手方向の幅寸法がＷ２で、貫通孔５ａ，５ｂの幅寸法Ｗ１より短く形成されている。なお、貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、本体部２の半径方向の寸法は同じである。
【００１４】
また、共に幅広の貫通孔５ａ，５ｂの間の連結部８ａと幅広と幅狭の貫通孔５ｂ，５ｃの間の連結部８ｂは、共に、周回方向の幅寸法Ｗ１１で一致している。共に幅狭の貫通孔５ｃ，５ｄの間の連結部８ｃと幅広と幅狭の貫通孔５ｄ，５ａの間の連結部８ｄの幅寸法Ｗ１２は、連結部８ａ，８ｂの幅寸法Ｗ１１より短く形成されている。すなわち、貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、全体として、間の連結部８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの幅にＷ１１，Ｗ１２が存在するため、不等間隔に形成されている。
【００１５】
以上のように、本体部２では、貫通孔５ｃ，５ｄと貫通孔５ａ，５ｂとが異なる形状となっており、更に、貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが全体として不等間隔に形成されている。これにより、本体部では、内周部６と外周部７とを連結する連結部８ａ，８ｂと連結部８ｃ，８ｄとの幅が異なり、剛性が異なる。したがって、寸法Ｗ１１の連結部８ａ，８ｂと寸法Ｗ１２の連結部８ｃ，８ｄは、固有の振動数が異なることになる。これにより、本体部２は、振動数の異なる振動が互いに打ち消し合うようにして、内周部６や外周部７や連結部８に発生する振動を短時間に減衰させることができる。
【００１６】
ここで、図２（ａ）〜（ｅ）には、図１に示した低騒音ギヤ１の参考例を示す。図２（ａ）は、円形貫通孔２１を４つ形成したギヤ２０を示す。４つの円形貫通孔２１は、図中横方向に第１スペース２２が形成され、縦方向に第１スペース２２より狭い第２スペース２３が形成されている。
【００１７】
図２（ｂ）は、円形貫通孔３１を６つ、周回方向に等間隔に形成したギヤ３０を示す。図２（ｃ）は、円形貫通孔４１を５つ、周回方向に等間隔に形成したギヤ４０を示す。図２（ｄ）は、角形貫通孔５１を４つ、周回方向に等間隔に形成したギヤ５０を示す。図２（ｅ）は、角形貫通孔６１を３つ、周回方向に等間隔に形成したギヤ６０を示す。
【００１８】
図３は、図１の低騒音ギヤ１と図２（ａ）〜（ｅ）の各ギヤ２０，３０，４０，５０，６０の外周部の一点を叩いた際に発生する騒音周波数に対する加速度を示す図である。図３から明らかなように、低騒音ギヤ１は、参考例であるギヤ２０，３０，４０，５０，６０と比較して、１５００〜１９００Ｈｚ付近において、他のギヤ３０，４０，５０，６０よりピークが低くなる。
２０００Ｈｚ〜２５００Ｈｚ付近において、低騒音ギヤ１は、ギヤ５０，６０よりピークが低くなる。
２６００Ｈｚ付近において、低騒音ギヤ１は、ピークが存在しないが、ギヤ２０，３０，４０は、ピークが残存する。
２８００Ｈｚ〜３５００Ｈｚ付近において、低騒音ギヤ１は、ギヤ３０，４０，５０，６０よりピークが低くなる。
３５００Ｈｚ〜４０００Ｈｚ付近において、低騒音ギヤ１は、ギヤ３０，４０，５０，６０よりピークが低くなる。
低騒音ギヤ１は、３７００Ｈｚ付近のピーク以降、ピークが存在しなくなる。
【００１９】
以上のように、低騒音ギヤ１は、貫通孔が４つのギヤ２０や貫通孔が等間隔の他のギヤ３０，４０，５０，６０よりも、全体的に、加速度が低くなり、発生する騒音が小さくなることを確認することができる。
【００２０】
また、図４（ａ）は、図１の低騒音ギヤ１の応答点８か所Ａ〜Ｈを示す平面図であり、図４（ｂ）は各応答点Ａ〜Ｈでの騒音周波数に対する加速度を示す特性図である。応答点Ａ〜Ｈは、低騒音ギヤの外周部において、等間隔に８か所設定した。図５（ａ）は、参考例として示す図２（ａ）のギヤ２０の応答点８か所Ａ〜Ｈを示す平面図であり、図５（ｂ）は各応答点での騒音周波数に対する加速度を示す特性図である。
【００２１】
図４（ｂ）に示すように、低騒音ギヤ１は、何れの応答点Ａ〜Ｈにおいても、類似した加速度特性を有する。また、図５（ｂ）に示すように、ギヤ２０も、何れの応答点Ａ〜Ｈにおいても、類似した加速度特性を有する。そして、図４（ｂ）に示す低騒音ギヤ１の加速度特性と図５（ｂ）に示す参考例であるギヤ２０の加速度特性とを比較すると、応答点Ａ〜Ｈの何れをみても、低騒音ギヤ１の方がギヤ２０よりピークが低く、発生する騒音が小さくなることを確認することができる。
【００２２】
第１実施形態の低騒音ギヤ１によれば、以下に列挙する効果が得られる。
（１）低騒音ギヤ１は、エンジンのバルブを開閉する際に回転駆動される。カムギヤである低騒音ギヤ１は、吸・排気バルブを閉じる方向に付勢するスプリングの付勢力を回転方向に受けているため、回転してバルブを開閉するとき、トルク変動が生じ、噛合したギヤとの間で騒音を発生する。具体的に、本体部２は、トルク変動やバックラッシュ等で、面全体が振動し、騒音を発生する。本体部２は、このような振動が長期に亘って加わったとしても、Ｓ５３Ｃ（機械構造用炭素鋼)、クロム鋼、クロムモリブデン鋼といった高硬度の材料が用いられているため、物理的強度を確保することができる。
【００２３】
（２）但し、低騒音ギヤ１は、音響に対する減衰量が小さい。この点、低騒音ギヤ１は、貫通孔５ｃ，５ｄと貫通孔５ａ，５ｂとが異なる形状となっており、更に、貫通孔５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが全体として不等間隔に形成されている。これにより、本体部では、内周部６と外周部７とを連結する連結部８ａ，８ｂと連結部８ｃ，８ｄとの幅が異なり、剛性が異なる。したがって、寸法Ｗ１１の連結部８ａ，８ｂと寸法Ｗ１２の連結部８ｃ，８ｄは、振動数が異なる。これにより、本体部２は、振動数の異なる振動が互いに打ち消し合うようにして、内周部６や外周部７や連結部８に発生する振動を短時間で減衰させることができる。更に、カムギヤである低騒音ギヤ１から周辺部品への加振力を低減することができる。
【００２４】
（３）更に、低騒音ギヤ１は、低騒音対策として、新たに部品追加をすることがなく、成形やプレスによって貫通孔５を形成するだけでよく、容易に製造することができる。
【００２５】
なお、上記低騒音ギヤ１は、以下のように変更してもよい。
・低騒音ギヤ１は、複数の貫通孔５の少なくとも１つが形状を異にしていればよい。低騒音ギヤ１は、少なくとも１つの貫通孔５の形状が異なっていれば、自ずと連結部８の形状も変更され、連結部８の剛性も他の剛性と異なってくる。これにより、騒音の発生を抑制することができる。
【００２６】
・低騒音ギヤ１は、複数の貫通孔５の間隔である連結部８の幅が１つでも異なり、貫通孔５が全体として不等間隔に形成されていればよい。低騒音ギヤ１は、貫通孔５の間隔が他の貫通孔の間隔と異なる箇所で、当該箇所の連結部８の剛性が異なることになる。これにより、低騒音ギヤ１は、騒音の発生を防止することができる。
【００２７】
・低騒音ギヤ１は、複数の貫通孔５の位置を、本体部２の半径方向に変位させてもよい。すなわち、貫通孔５は、本体部２と同心円に対して半径方向の外周側又は内周側に変位させて形成してもよい。これによっても、低騒音ギヤ１は、各連結部８の形状や幅が異なることになり、騒音の発生を抑制することができる。
【００２８】
・貫通孔５や連結部８の数は、図１に示した４つに限定されるものではなく、２つ、３つ、５つ以上であってもよい。
・貫通孔５の形状は、特に限定されるものではなく、周回方向を長手方向とした長孔角孔状でなくてもよく、例えば楕円状であってもよい。また、円形や三角形、四角形といった多角形であってもよい。また、本体部２の半径方向を長手方向とした長孔等であってもよい。
【００２９】
・以上の例では、カムギヤを例に説明したが、本発明を適用したギヤは、他に、パワーステアリングポンプ駆動用ギヤやエアーコンプレッサ駆動用ギヤやオイルポンプ駆動用ギヤ等のエンジンやエンジン周辺に配設されるエンジンギヤにも適用することができる。更に、本発明のギヤは、トルク変動が発生するギヤ一般に適用することもできる。
・ギヤの種類としては、平歯車の他に、はすば歯車や、やまば歯車等であってもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１…低騒音ギヤ、２…本体部、３…ギヤ部、４…中心孔、５…貫通孔、５ａ…貫通孔、５ｂ…貫通孔、５ｃ…貫通孔、５ｄ…貫通孔、６…内周部、７…外周部、８…連結部、８ａ…連結部、８ｂ…連結部、８ｃ…連結部、８ｄ…連結部、２０…ギヤ、２１…円形貫通孔、２２…第１スペース、２３…第２スペース、３０…ギヤ、３１…円形貫通孔、４０…ギヤ、４１…円形貫通孔、５０…ギヤ、５１…角形貫通孔、６０…ギヤ、６１…角形貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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