JPH066972B2 - 歯車の制振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は歯車の制振装置に関し、特に動力伝達時に噛合
い部に作用する衝撃性荷重に因る振動並びに該振動に起
因する騒音を防止するための歯車の制振装置に関する。

歯車にあっては、動力伝達時に振動が発生し、これが騒
音発生の原因になっている。

従来、このような歯車振動を抑制する方法として、歯車
側面にゴムまたはプラスチックの弾性材から成る制振材
添着する方法が提案されていた。しかし、この従来方法
では、歯車の肉厚の２倍以上の厚みの制振材を貼り付け
る必要があるため、スペース上の問題で実施が困難であ
るという欠点があり、さらに、制振材が歯車室内の雰囲
気すなわち潤滑油に浸されしかも高熱にさらされる雰囲
気では一般に使用不能になるという欠点があった。

本発明はこのような従来技術の欠点に鑑み完成されたも
のであり、その目的は、必要スペースの増大をほとんど
招くことなく、油や高熱の雰囲気でも使用できる歯車の
制振装置を提供することである。

本発明は、動力伝達時に噛み合い部に作用する衝撃性荷
重による振動あるいは騒音を防止する歯車の制振装置で
あって、歯車と、この歯車側面に磁性吸引力で吸着させ
た永久磁石とを備え、上記永久磁石と上記歯車との間の
接触面で歯車側面を上記永久磁石が微小ずり運動するこ
とによって歯車を制振する構成とすることにより、簡単
かつ省スペースな構成で、歯車と永久磁石との間の接触
面で振動エネルギーを熱エネルギーに変換することを可
能にし、動力伝達時の歯車の振動を効果的に抑制し得る
歯車の制振装置を提供するものである。

以下、第１図〜第１５図を参照して本発明の実施例を説
明する。

第１図および第２図は第一実施例を示す図であり、本実
施例においては、鋼などの磁性体で作られた歯車１の一
方の側面のほぼ全面にわたって板状の永久磁石２Ａがそ
の磁性吸引力で添着されている。この永久磁石２Ａは金
属系、プラスチック系あるいはゴム系のいずれも使用す
ることができ、その磁力の大きさとともに、使用雰囲気
並びに伝達トルクや回転数などの使用条件を考慮して適
宜選定される。

第１図および第２図の実施例によれば、動力伝達時に
は、永久磁石２Ａの磁性吸引力による固着力に対して歯
車１との接触面に振動が作用し、永久磁石の微小なずり
運動が生じる。このずり運動を伴なう振動により、磁石
２Ａと歯車１との間の接触面で振動エネルギーが熱エネ
ルギーに変換され、したがって、歯車１の噛合い時に発
生する振動が抑制される。このため、振動に起因して歯
車から発生する固体伝搬音も低減する。

また、この制振装置は磁性吸引力を利用して制振を行な
うので、油中や高熱など過酷な雰囲気の中でも有効に制
振機能を発揮することができる。

さらに、永久磁石２Ａの厚さは必要磁力に合せて選定す
ることができ、その値は一般に数mm程度と小さくするこ
とができるので、歯車１の側面に固着する構造にすれば
スペース上の問題はほとんど生じない。また、磁性吸引
力で固着させるので取付具を全く必要とせず、構造がき
わめて簡単であり、しかも既存の歯車に対しても容易に
実施することができる。

なお、図示の例では歯車の一方の側面にのみ永久磁石２
Ａを固着したが、これは必要に応じ両側の面に固着する
こともできる。また、図示の例では、歯形が形成された
フランジ部３の側面にも永久磁石２Ａを固着したが、こ
れは場合によっては省略することができる。

第３図および第４図は本発明の第二実施例を示す図であ
り、本実施例では鋼などの磁性体の歯車１の側面にリン
グ状の溝４が形成され、該溝内にリング状の永久磁石２
Ｂがその磁性吸引力で固着されている。

本実施例によっても、前述の第一実施例の場合と同様の
作用および効果を奏することができ、歯車１と永久磁石
２Ｂとの接触面すなわち溝４の内面で振動エネルギーを
熱エネルギーに変換することにより、歯車の振動および
騒音を効果的に抑制することができる。

なお、リング状の永久磁石２Ｂは必要に応じ歯車１の両
側の面に吸着させることも可能である。

第５図および第６図は本発明の第三実施例を示す図であ
り、本実施例では、磁性体の歯車１の側面の円周方向所
定間隔位置（図示の例では四等分の位置）に凹部５が形
成され、各凹部内に永久磁石２Ｃがその磁性吸引力で固
着されている。図示の例では、各凹部５は扇形を有し、
これらの凹部に同じ扇形の永久磁石２Ｃが収納状態で吸
着されているが、これらの形状は自由に選定することが
できる。

なお、本実施例のように永久磁石を凹部内に固着させる
場合、該永久磁石の外周と該凹部の内周との間には、僅
かではあるが、前述の微小ずり運動をが生じるに充分な
隙間が設けられている。

本実施例によっても、前述の第一および第二実施例の場
合と同様の作用および効果を奏することができ、歯車１
と各永久磁石２Ｃとの接触面すなわち各凹部５の内面で
振動エネルギーを熱エネルギーに変換することにより、
歯車１の振動および騒音を効果的に低減することができ
る。

この場合も、永久磁石２Ｃは必要に応じて歯車１の両側
の面に配置することができ、その配列状態も適宜選定す
ることができる。すなわち、歯車１の問題になる振動の
モードに合せて各凹部５を形成し、これらの凹部に永久
磁石２Ｃを装着するよう構成すれば、制振効果および騒
音低減効果をいっそう向上させることができる。

第７図および第８図は本発明の第四実施例を示す図であ
り、本実施例においては、鋼などの磁性体で作られた歯
車１の一方の側面に円板状の永久磁石２Ａがその磁性吸
引力で固定され、該永久磁石の表面は弾性体のカバー６
Ａで支持されている。このカバー６Ａは、ゴムまたはプ
ラスチックなどの弾性変形可能なシート材で作られ、永
久磁石２Ａの表面に軽く接触する状態で歯車１に取付け
られ、該永久磁石の離脱を防止している。しかし、歯車
１の振動により永久磁石２Ａが微小なずり運動をする場
合、カバー６Ａは抵抗としてはほとんど作用せず、永久
磁石２Ａは自由に動くことができる。

本実施例によれば、前述の第一実施例の場合と同様の作
用および効果を達成できるほか、弾性体のカバー６Ａを
設けたので、磁性吸引力の不足により永久磁石２Ａが歯
車１から離脱するといった不具合を完全に防止しうると
いう効果が得られる。

なお、図示の例では永久磁石２Ａおよびカバー６Ａは歯
車１の一方の側面のみに設けたが、これは必要に応じ両
面に設けることも可能である。

第９図および第１０図は本発明の第五実施例を示す図で
あり、本実施例では、前述の第二実施例の場合のごとく
リング状の溝４内にリング状の永久磁石２Ｂを吸着させ
るとともに、この永久磁石の表面は歯車１に取付けた弾
性体のカバー６Ｂで支持されている。

このカバー６Ｂは、前述のカバー６Ａと同様、弾性変形
可能なシート材で作られており、永久磁石２Ｂが振動に
より微小なずり運動をする場合その動きに対しては何ら
抵抗として作用しないよう構成されている。

本実施例によれば、前述の第一および第二実施例の場合
と同様の作用および効果を達成しうるほか、弾性体のカ
バー６Ｂを設けることにより永久磁石２Ｂの不測の離脱
を完全に阻止しうるという効果が得られる。この場合
も、永久磁石２Ｂおよびカバー６Ｂは必要に応じ歯車１
の両面に設けることができる。

第１１図および第１２図は本発明の第六実施例を示す図
であり、本実施例において、前述の第三実施例の場合の
ごとく歯車１の側面の円周方向所定間隔位置に形成した
各凹部５内に、永久磁石２Ｃを吸着させるとともに、歯
車に取付けた弾性体のカバー６Ｃで各永久磁石２Ｃの表
面を支持するよう構成されている。このカバー６Ｃは前
述のカバー６Ａ，６Ｂと同様ゴムまたはプラスチックな
どの弾性変形可能なシート材で作られており、永久磁石
２Ｃのずり運動に対しては抵抗にならない状態で取付け
られており、これと同時に、永久磁石の歯車からの不測
の離脱を防止することができる。

本実施例によっても、前術の第一実施例の場合と同様の
作用および効果を達成しうるほか、永久磁石２Ｃの離脱
を完全に防止しうるという効果が得られる。

第１３図および第１４図はそれぞれ実際の歯車装置に本
発明を適用した状態を示す図である。

第１３図において、駆動軸７の回転トルクは、平歯車１
Ａから、中間軸８上の平歯車１Ｂ，１Ｃを介して被駆動
軸９の平歯車１Ｄへ伝達される。これらの歯車群は減速
歯車装置を構成している。

しかして、歯車１Ａには前述の第三実施例または第六実
施例に係わる永久磁石２Ｃが吸着され、歯車１Ｂには前
述の第二実施例または第五実施例に係わる永久磁石２Ｂ
が吸着され、さらに、歯車１Ｃには永久磁石２Ｃ、が歯
車１Ｄには永久磁石２Ｂがそれぞれ吸着されている。

なお、第１３図中の符号１０は歯車の噛合い音を計測す
るためのマイクロフォンを示し、後述の第１５図に示す
騒音低減効果を試験する装置を構成するものである。こ
のマイクロフォン１０はコード１１を介して騒音計に接
続されている。

第１４図の歯車装置は、かさ歯車群１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，
１Ｈ，１Ｊを備え、駆動軸１２の回転トルクを減速して
各被駆動軸１３Ａ，１３Ｂに伝達するよう構成されてい
る。

かさ歯車１Ｆには前述の第一実施例または第四実施例に
係わる永久磁石２Ａが吸着されており、かさ歯車１Ｇお
よび１Ｊには前述の第二実施例または第五実施例に係わ
る永久磁石２Ｂが吸着されている。

第１５図は第１３図の歯車装置を使用して動力伝達を行
ないながら同図中のマイクロフォン１０により騒音を測
定した結果を示すグラフである。

第１５図の横軸は1/3オクターブバンド周波数〔Hz〕を
示し、縦軸は音圧レベルを示す。また、第１５図中の折
れ線Ａは永久磁石を吸着させない従来の歯車の場合の音
圧レベルを示し、折れ線Ｂは本発明を適用し永久磁石を
吸着させた場合の音圧レベルを示す。

試験条件は、駆動軸７から回転数1500rpm〜6000rpmの入
力を与えて被駆動軸９を駆動し、その際に歯車系から発
生する歯車かみ合い音を図中のマイクロフォン１０の位
置で計測した。第１５図は回転数3000rpmの時の音圧レ
ベルを示す。

第１５図の試験結果から、本発明を適用することにより
磁力制振効果が得られ、歯車かみ合い音（歯車騒音）を
各周波数にわたって効果的に低減しうることが明らかで
ある。特に、音圧レベルがピーク値を示す共振周波数帯
域では２０dB近くの騒音低減効果を達成することがで
き、顕著な効果が得られることが判る。また、オーバー
オール値をとっても１０dB以上の大きな減音効果を達成
することができ、本発明の磁力制振により歯車振動を減
衰させ、歯車かみ合い音を大巾に低減させることがで
き、従来技術では得られなかった顕著な効果を達成する
ことができる。

以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、動力
伝達時に噛み合い部に作用する衝撃性荷重による振動あ
るいは騒音を防止する歯車の制振装置であって、歯車
と、この歯車側面に磁性吸引力で吸着させた永久磁石と
を備え、上記永久磁石と上記歯車との間の接触面で歯車
側面を永久磁石が微小ずり運動することによって歯車を
制振する構成としたので、簡単かつ省スペースな構成
で、歯車と永久磁石との間の接触面で振動エネルギーを
熱エネルギーに変換することを可能にし、動力伝達時の
歯車の振動を効果的に抑制し得る歯車の制振装置が提供
される。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明による歯車の制振装置の各種
実施例を示す図であり、第１図および第２図は第一実施
例を、第３図および第４図は第二実施例を、第５図およ
び第６図は第三実施例を、第７図および第８図は第四実
施例を、第９図および第１０図は第五実施例を、第１１
図および第１２図は第六実施例を示す側面図および断面
図、第１３図は本発明を適用した平歯車系を有する歯車
装置を例示する斜視図、第１４図は本発明を適用したか
さ歯車系を有する歯車装置を例示する斜視図、第１５図
は本発明を適用した歯車装置および従来の歯車装置の歯
車騒音の計測結果を示すグラフである。 １，１Ａ〜１Ｊ…歯車、２Ａ〜２Ｃ…永久磁石、４…リ
ング状溝、５…凹部、６Ａ〜６Ｃ…弾性体のカバー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力伝達時に噛み合い部に作用する衝撃性
   荷重による振動あるいは騒音を防止する歯車の制振装置
   であって、歯車と、この歯車側面に磁性吸引力で吸着さ
   せた永久磁石とを備え、上記永久磁石と上記歯車との間
   の接触面で歯車側面を上記永久磁石が微小ずり運動する
   ことによって歯車を制振する歯車の制振装置。