JPH02173457A - 歯車列ガタガタ防止装置 - Google Patents

歯車列ガタガタ防止装置

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JPH02173457A
JPH02173457A JP28725489A JP28725489A JPH02173457A JP H02173457 A JPH02173457 A JP H02173457A JP 28725489 A JP28725489 A JP 28725489A JP 28725489 A JP28725489 A JP 28725489A JP H02173457 A JPH02173457 A JP H02173457A
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teeth
gear
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gears
rattle
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JP28725489A
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English (en)
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David Stanley Totten
デービッド・スタンレー・トッテン
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BorgWarner Inc
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Borg Warner Automotive Inc
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H55/18—Special devices for taking up backlash
    • F16H2055/185—Special devices for taking up backlash using compound gears with coincident teeth of different material, e.g. laminated construction of metal and elastomeric gear layers, where elastic layer is slightly oversized
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
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    • F16H57/0006—Vibration-damping or noise reducing means specially adapted for gearings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は一対の歯車の間にバックラッシュ間隙を有する
乗物の手動変速機の歯車列に関しかつバックラッシュ間
隙に起因する歯車のガタガタを除去することである。
（従来技術） 操作性を最適にすること及び歯車のガタガタを最小限に
することは手動変速機の設計の主な挑戦である。通常、
一対のかみ合う歯車は、製造公差及び寸法法めのためか
み合う歯の間に一般にバックラッシュ間隙と呼ばれる間
隙を有している。エンジンの角加速度は歯車ガタガタの
主な原因であり、その加速度は事実上周期的である。エ
ンジンのフライホイールの大きな慣性は角加速度の大き
さを減少する傾向があるが、大きな慣性のフライホイー
ルは乗物の加速度を減少して性能を鈍くする。
変速機及びドライブラインは大きな角加速度を受け、小
さな乗物のエンジンは小さな慣性のフライホイールを存
する傾向がある。付属装置の負荷は角加速度を著しく増
加し、その増加はアイドル状態で特に大きい。中立のガ
タガタ音すなわち騒音、振動は乗物が停止し、変速機が
中立位置にありかつクラッチが係合されていてアイドル
の時に生じる。エンジンを経て変速機入力軸に加えられ
る周期的な角加速度は、スプライン歯及び歯車歯をバッ
クラッシュ間隙を通して衝突させ、その衝突によりガタ
ガタを発生させる。歯車のガタガタはバックラッシュが
ゼロの歯車及びスプラインを使用することによって除去
される。これは、よりぴったりした公差によって達成さ
れるが、製造がより困難になりかつ高価にな、更にバッ
クラッシュがゼロの歯車はうなりを発生させる。変速機
における総ての歯車のかみ合いは、中立位置では歯車は
総て基本的に無負荷であるから本来的にガタガ夕の原因
になる得る。
しかしながら、乗物の駆動状態でトルクを受けていない
かみ合った歯車はガタガタの潜在的な原因である。係合
している歯車が十分な平均ずなわち駆動トルクを伝達し
ているとき、それに関連したガタガタは発生しない。多
段手動変速機において、特定の駆動歯車列よりもより多
くのトルクの伝達に関与していないかみ合い歯車がある
ことは明らかであり、これらの無負荷のかみ合っている
歯車がガタガタを発生し得る。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、無負荷のをかみ合っている歯車の間の
ガタガタを減少し或は除去することである。
本発明の他の目的は、構造が簡単で、効率が良く、経済
的でかつ組立及び運転が容易なガタガタ防止装置を得る
ことである。
（課題を解決するための手段） 本発明は、間にバックラッシュ間隙を有する一対のかみ
合っている歯車用の歯車列ガタガタ防止装置において、
第２の歯車とかみ合うようになっている歯を有する一つ
の歯車の少なくとも一方の側部に設けられたエラストマ
の延長部を備え、前記延長部が歯車に固定された平らな
環状板の形でありかつ歯車の歯と同じ形状でかつその歯
と軸方向に整合された歯を有し、前記延長部の歯がバッ
クラッシュ間隙を占領するように歯車歯に関して僅かに
サイズが大きくなって構成されている。
（作用） 本発明は、乗物の手動変速機の一対の相互に係合する或
はかみ合う歯車用の歯車列ガタガタ防止装置に係る。装
置は一対の歯車の少なくとの一方の歯車の少なくとの一
方の側部にエラストマ延長部を備えていて、その延長部
は関連する歯車の歯と同じ形状であるが僅かに寸法が大
きい歯を外周に有する。無負荷状態において、かみ合っ
ている歯車は延長部のエラストマの歯と通常係合して振
動を緩和する。平均すなわち駆動トルクを伝達するとき
エラストマ材料は徐々に変形し両歯車の金属の歯が係合
するのを許容する。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
第１図は一対のかみ合っている歯車ＩＯ及びＩ２を示し
、その歯車の各々は外周に歯１１及び１３を有し、その
歯車歯の間にバックラッシュ間隙１４を有している。バ
ックラッシュ間隙１４は種々の製造公差により存在しか
つ歯車の間にあり、それらの歯車は多段手動変速機（図
示せず）のあらゆる二つのかみ合っている歯車であり得
る。
バックラッシュ間隙及び乗物のエンジンからのドタイブ
トレインに生じる捩り振動により、歯車のガタガタ振動
及び騒音は歯車歯がバックラッシュ間隙を通して移動す
ることに起因し、かつかみ合っている歯車歯に衝撃を与
える。
トルク負荷を受けていない歯車に対するガタガタを克服
するために、エラストマの延長部２Ｉ（第２図）が歯車
の少なくとも一方の側部ずなわち表面に取り付けられ、
その延長部は外周に歯２３のある環状のリングの形状を
していて、その歯は延長部を支持している歯車１０の歯
車歯１１と同じ形状をしている。第３図に示されるよう
に、延長部２Ｉは中央開口２４を限定している内径を同
じ半径寸法であり、その中央開口は歯車１１又はＩ２を
貫通している軸受は中央開口１５と整合されている。別
の変形例において、歯車Ｉ６の側面１７は、歯車１６の
肩部１８を囲んでいる中央開口３２を有するエラストマ
の延長部３Ｉを受けるように１８において押している。
エラストマの延長部２Ｉ又は３１は小さい吸収率で（耐
湿り性）かつ乗物の手動変速機で生起される熱に耐るよ
うに高い熱変形温度の特性を有する材料の平らな環状板
である。適当なエラストマは耐熱ゴムであり或はナイロ
ン、アセタール又はポリエーテルスルホンのようはプラ
スチックであり得る。延長部の厚さの幅は変速機内の隙
間の限界及び材料の要求された変形量によって約１　、
５９ｍｍと６．３５ｍｍの間の範囲であり得るが、延長
部の好ましい厚さはほぼ３．１８ｍ＋ｎ　（１／８イン
チ）である。
延長部２１及び３Ｉは相手側の歯車１０又は１６の表面
にそれと共に回転するように適当に固定されている。こ
のような固定は、例えばエポキシ樹脂のような約１４８
．９℃（３００°Ｆ）以」二の高温に耐え得る適当な接
着剤、歯車と延長部とを通して伸びるスプライン接続、
又は延長部を通して歯車の本体内に伸びるねじ若しくは
ビンで達成される。スプライン接続に対して、肩部の端
部をヘッディング（ｈｅａｄｉｎｇ）又はスェージング
（ｓｖａｇｉｎｇ）のような軸方向延長部が歯車と延長
部との間に存在し得る。延長部が接着剤で歯車に接合さ
れる場合には、環状の本体すなわちリング２２又は２３
のみが歯車に固定され、歯２３又は３４はかみ合ってい
る歯車へのトルクの付加により２５において（第４図）
変形するように自由になっている。第５図に示されるよ
うに、延長部３１と接触している歯車１６の表面は１９
で切り下げられて接着剤２０を受ける隙間を与えている
。
前述のように、延長部２１及び３Ｉの歯２３又は３４は
金属の平歯車ＩＯ又は１６の歯１１又は１６ａと同じ形
状を有しているが、延長部の歯は歯車歯に比較して僅か
に大きくなっている。第３図に示されるように、延長部
はバックラッシュ間隙１４により約０．５ないし０．１
８１１１ｍ　（０，００２ないし０．００７インチ）の
範囲にある寸法で歯車歯にオーバーラツプしている。バ
ンクラソノユ間隙が平均的０．１２７ｍｍ　（０，００
５インヂ）であると、オーバーラツプの量は名目的に約
０．０６４ｍｍ　（０，００２５インチ）である。この
ように、延長部が歯車ｌＯに加えられると、歯車１２の
歯１３は歯車１０の歯とバソクラッンユ間隙１４だけ隔
てられるけれども、延長部２１（第３図）の寸法の大き
な歯２３と係合する。初期の振動トルクを受けると、寸
法の大きな延長部の歯は歯車間のバックラッシュ間隙の
あらゆる衝撃を緩和して歯車のガタガタ振動及びガタガ
タを阻止する。延長部を形成している材料は、所定のレ
ベルの限界（ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）平均トルクを超えた
とき延長部の歯がトルクの下で変形しかつ二つの歯車の
金属の歯が係合するように、選ばれる。
延長部の歯は変形する適当な材料であり、そこにおいて
、歯は歯車歯に関して適当に変形可能な中実のエラスト
マ材料である。しかしながら、もしエラストマ材料が延
長部の歯の過度の表面摩耗を阻止するために硬かったら
、歯は捩り振動を十分吸収できない。第７図は歯車歯３
７のある延長部３６の一部を示し、その歯の各々は変形
し易いように貫通する穴すなわち開１コ３８を有してい
る。
延長部は一対のかみ合う歯車（第１図）の一つの歯車の
一方の側部に示されているが、第６図は両側にエラスト
マの延長部４２．４３を有する歯車４１を示している。
これは金属歯車の幅を減少し、或はかみ合っている歯車
が両延長部で係合するのでかみ合っている歯の幅が増大
される。第８図に示される他の可能性は、各金属歯車４
６及び４８が反対のかみ合っている歯車と係合するよう
に、かみ合っている歯車４６の一方の側にエラストマの
延長部を付加すること及び第２のかみ合っている歯車４
８の反対側にエラストマの延長部４９を付加することで
ある。
最後に、第１図においてかみ合っている対の平歯車１０
，１２を示しているが、第９図に示されるように、かみ
合っている対のはす両歯車すなわちヘリカル歯車５１及
び５２に同様のエラストマの延長部を利用できる。エラ
ストマの延長部５５は二つの歯車５Ｉ又は５２の一方の
歯車の側部に適当に固定される。各歯車５Ｉ又は５２は
はず歯５３又は５４を有し、一方延長部５５ははす歯５
６を有し、そのはず歯は関連する歯車の歯と適当に整合
されているが前述のようにサイズが僅かに大きくなって
いる。また、一対のかみ合っている歯車について記載さ
れているが、エラストマの延長部は手動変速機の逆行用
の三つの歯車列の中間歯車の表面にに加えられ得る。こ
れらの変形例の総ては振動トルクに対して歯車を緩衝し
かつ所定のレベルの限界平均トルクを超過したとき変形
する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の適用前の一対のかみ合っている歯車の
部分断面図、第２図はガタガタ防止装置が取り付けられ
ている一対のかみ合っている歯車の一方の歯車の部分斜
視図、第３図は第２図の線３−３に沿って切断した歯車
の部分断面図、第４図は第３図と同様の図であるが歯車
にトルクが加えられている状態を示す断面図、第５図は
ガタガタ防止装置を有する歯車の変形例の部分断面図、
第６図は両側に延長部を有する歯車の部分斜視図、第７
図は歯車歯の変形例の拡大側面図、第８図は各々が延長
部を有する一対の歯車の側面図、第９図は一方歯車に延
長部がある一対のかみ合っているはす両歯車の側面図で
ある。 １０．１２　　歯車　　　１１，１３　：歯１６　歯車
　　　　　　２１．３１：延長部３６・延長部　　　　
　３７・歯 ４２．４３：延長部　　４６．４８　：歯車５１．５２
：歯車　　　　５５　延長部５６歯

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、間にバックラッシュ間隙を有する一対のかみ合って
    いる歯車用の歯車列ガタガタ防止装置において、第２の
    歯車とかみ合うようになっている歯を有する一つの歯車
    の少なくとも一方の側部に設けられたエラストマの延長
    部を備え、前記延長部が歯車に固定された平らな環状板
    の形でありかつ歯車の歯と同じ形状でかつその歯と軸方
    向に整合された歯を有し、前記延長部の歯がバックラッ
    シュ間隙を占領するように歯車歯に関して僅かにサイズ
    が大きくなっている歯車列ガタガタ防止装置。 ２、前記延長部の歯が所定の加えられた負荷の下で変形
    するように、その延長部の歯が歯車歯に固定されていな
    い請求項１に記載の歯車列ガタガタ防止装置。 ３、前記延長部が約１．６ないし６．４ｍｍ（１／１６
    ないし１／４インチ）の範囲の厚さを有する請求項２に
    記載の歯車列ガタガタ防止装置。 ４、前記延長部が低い摩擦係数及び高い熱たわみ温度を
    有するエラストマ材料で形成されている請求項２に記載
    の歯車列ガタガタ防止装置。 ５、前記エラストマ材料がポリエーテルスルホンである
    請求項４に記載の歯車列ガタガタ防止装置。 ６、前記延長部の歯が約０．５ないし０．１８ｍｍ（０
    ．００２ないし０．００７インチ）の範囲でサイズが大
    きくなっている請求項２に記載の歯車列ガタガタ防止装
    置。 ７、前記延長部の歯の各々がその歯の変形可能性を強め
    るために貫通する横穴を有する請求項２に記載の歯車列
    ガタガタ防止装置。 ８、前記延長部が約１４８．９℃（３００°Ｆ）の温度
    に耐え得る接着剤で歯車に固定されている請求項１に記
    載の歯車列ガタガタ防止装置。 ９、エラストマの延長部が歯車の各側部に固定されてい
    る請求項１に記載の歯車列ガタガタ防止装置。 １０、間にバックラッシュ間隙のある歯車歯を有する一
    対のかみ合っている金属歯車用のガタガタ防止装置にお
    いて、二つの歯車の少なくとも一方の少なくとも一つの
    側部に固定されたエラストマの延長部を備え、前記延長
    部が関連する歯車の歯と同じ形状であるがそれよりもサ
    イズが大きくなっている、外周に歯のある環状の平らな
    本体を備えているガタガタ防止装置。 １１、前記延長部の歯がバックラッシュ間隙を占領する
    ように関連する歯車歯と軸方向に整合されており、前記
    かみ合っている歯車歯が最初に延長部の歯とのみ接触し
    て振動トルクに対する緩衝を与える請求項１０に記載の
    ガタガタ防止装置。 １２、前記延長部の歯は、限界平均トルクが超過したと
    きかみ合っている歯車の金属歯車歯が係合するようにた
    わみ可能である請求項１１に記載のガタガタ防止装置。 １３、エラストマ延長部が対の歯車の一方の歯車の両側
    部に固定されている請求項１１に記載のガタガタ防止装
    置。 １４、前記歯車の各々が両側部と、かみ合っている歯車
    の一方の歯車の一方の側部に固定されている第１のエラ
    ストマの延長部と、第２のかみ合っている歯車の反対側
    の側部に固定されている第２のエラストマの延長部とを
    有している請求項１１に記載のガタガタ防止装置。 １５、各かみ合っている歯車の金属部分は反対側の歯車
    のエラストマの延長部と係合する請求項１４に記載のガ
    タガタ防止装置。 １６、かみ合っている歯車が平歯車である請求項１１に
    記載のガタガタ防止装置。 １７、かみ合っている歯車がはす歯歯車でありかつ前記
    延長部は一致しているはす歯が設けられている請求項１
    １に記載のガタガタ防止装置。 １８、歯車歯の間にバックラッシュ間隙を有する一対の
    かみ合っている歯車の間で歯車のガタガタを阻止する方
    法において、無負荷の下で一つの歯車の金属歯が延長部
    の歯とのみ係合するように少なくとも一つの歯車の側部
    にエラストマの延長部を加えてバックラッシュ間隙を占
    領し、かつ平均トルクの限界値を超えたとき両歯車の金
    属の歯が係合するように延長部の歯がたわむ工程を有す
    る方法。
JP28725489A 1988-11-09 1989-11-02 歯車列ガタガタ防止装置 Pending JPH02173457A (ja)

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GB (1) GB2224805A (ja)

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