JP6411062B2 - Anti-vibration structure of rotating body - Google Patents
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Description
本発明は、ギア等の回転体に発生する振動による騒音を低減する技術に関する。 The present invention relates to a technique for reducing noise caused by vibration generated in a rotating body such as a gear.
駆動力を伝達するギアにおいては、作動時の騒音が問題となることが多い。これは一般に、ギアの歯打ち(噛み合い)時の加振力でギア全体が共振して騒音を発生する場合が多く、その対策としては歯の剛性を高くしたり、ギア全体を減衰の高い材質へ変更(例えば金属から合成樹脂への変更)したりすることが考えられる。 In a gear that transmits driving force, noise during operation often becomes a problem. In general, the entire gear resonates and generates noise due to the excitation force when the gear is engaged (engaged). As countermeasures, the gear rigidity is increased or the entire gear is made of a material with high damping. (For example, change from metal to synthetic resin).
しかしながら、歯の剛性を高くすることは、構造的に難しい場合が多く、しかも、単に共振周波数の値がずれるだけであって、結局、他の周波数帯へ移行した共振点が問題となることもある。それに対し、ギア全体を合成樹脂など減衰の高い材質へ変更した場合は共振による振幅のピーク(騒音のピーク)そのものを低減することが可能であり、その効果は高いものである。しかし、合成樹脂などへの材質変更は、駆動トルクの高いギアへの適用は難しく、そのような場合の対策は、歯を弾性体などで浮かせるカップリング構造をとり、かつ高トルク負荷時の伝達を可能とするためにメカニカルストッパを設置する必要があるなど、高価な仕様とならざるを得ない問題があった。 However, it is often structurally difficult to increase the rigidity of the teeth, and the resonance frequency value is simply shifted, and eventually a resonance point that has shifted to another frequency band may be a problem. is there. On the other hand, when the entire gear is changed to a material with high attenuation such as synthetic resin, it is possible to reduce the amplitude peak (noise peak) due to resonance itself, and the effect is high. However, changing the material to synthetic resin, etc. is difficult to apply to gears with high driving torque. In such cases, the countermeasure is to use a coupling structure that floats the teeth with an elastic body, etc., and transmission under high torque load. In order to make this possible, it was necessary to install a mechanical stopper.
そこで下記の先行技術文献のように、ギア等の回転体に複数の窓部を開設し、これらの窓部にそれぞれゴムなど弾性材料を介して質量体を保持した構造とし、この弾性材料と質量体からなる副振動系が所定の周波数帯で入力振動と逆位相の振動波形で共振して入力振動を動的に吸収するダイナミックダンパ効果によって、騒音の低減を図ったものが提案されている。 Therefore, as shown in the following prior art documents, a plurality of windows are opened in a rotating body such as a gear, and a mass body is held in each of these windows via an elastic material such as rubber. There has been proposed a system in which noise is reduced by a dynamic damper effect in which a secondary vibration system composed of a body resonates in a predetermined frequency band with a vibration waveform having a phase opposite to that of the input vibration and dynamically absorbs the input vibration.
しかし、先行技術文献に記載の構造によれば、弾性材料と質量体からなる副振動系が収容された窓部を軸方向両側からカバーで閉塞することによって、副振動系の脱落を防止しているため、構造が複雑になっているばかりでなく、最も問題となるギア側面の面振動、すなわち厚さ方向(軸方向)の振動に対する副振動系の共振が、その両側に存在するカバーによって抑制されるので、ダイナミックダンパ効果が小さなものになってしまうことが指摘される。 However, according to the structure described in the prior art document, the secondary vibration system is prevented from falling off by closing the window portion in which the secondary vibration system made of the elastic material and the mass body is accommodated from both sides in the axial direction. Therefore, not only the structure is complicated, but also the side vibration of the side of the gear, which is the most problematic problem, that is, the vibration of the secondary vibration system against the vibration in the thickness direction (axial direction) is suppressed by the covers on both sides. Therefore, it is pointed out that the dynamic damper effect becomes small.
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、ギア等の回転体において、簡素な構造でしかも防振効果の高い防振構造を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and its technical problem is to provide a vibration isolating structure having a simple structure and a high vibration isolating effect in a rotating body such as a gear. is there.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係る回転体の防振構造は、円盤部を有する回転体の前記円盤部の円周方向複数個所に開設された窓部に、ゴム状弾性材料(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)からなる弾性体を介して制振カバーが保持され、前記制振カバーが、前記窓部の内周へ挿入される本体部と、その外径の開放端から延びる鍔部からなり、前記弾性体が、前記窓部の内周面と前記制振カバーの本体部の間で適宜圧縮される部分と、その一端から延びて前記円盤部と前記制振カバーの鍔部の間で適宜圧縮される部分からなるものである。
As means for effectively solving the technical problem described above, the vibration isolating structure for a rotating body according to the invention of
上記構成によれば、制振カバーと弾性体により構成される副振動系が所定の周波数帯で入力振動と逆位相の振動波形で共振して回転体の円盤部の振動を動的に吸収するダイナミックダンパ効果を奏する。特に、制振カバーが軸方向両側から押さえつけられないので、円盤部の面振動、すなわち厚さ方向(軸方向)の振動に対する優れたダイナミックダンパ効果及び減衰機能を奏する。 According to the above configuration, the secondary vibration system composed of the vibration damping cover and the elastic body resonates with a vibration waveform having a phase opposite to that of the input vibration in a predetermined frequency band, and dynamically absorbs the vibration of the disk portion of the rotating body. Plays a dynamic damper effect. In particular, since the vibration damping cover cannot be pressed from both sides in the axial direction, an excellent dynamic damper effect and damping function against surface vibration of the disk portion, that is, vibration in the thickness direction (axial direction) is exhibited.
請求項2の発明に係る回転体の防振構造は、請求項1に記載の構成において、窓部に軸方向両側から各一対の制振カバーが挿入され、互いに結合されたものである。 A vibration isolating structure for a rotating body according to a second aspect of the invention is the structure according to the first aspect, wherein a pair of vibration damping covers are inserted into the window portion from both sides in the axial direction and coupled to each other.
上記構成によれば、窓部からの制振カバーの脱落が防止されると共に、弾性体のうち回転体の円盤部と制振カバーの鍔部の間に介在する部分にも予圧縮による適当な制振機能を与えることができる。 According to the above configuration, the vibration damping cover is prevented from falling off from the window portion, and an appropriate portion of the elastic body interposed between the disk portion of the rotating body and the flange portion of the vibration damping cover is also appropriately compressed. Damping function can be given.
請求項3の発明に係る回転体の防振構造は、請求項1又は2に記載の構成において、回転体がギアであることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a vibration isolating structure for a rotating body according to the first or second aspect, wherein the rotating body is a gear.
本発明に係る回転体の防振構造によれば、窓部を軸方向両側から閉塞したものではないので簡素な構造とすることができ、しかも円盤部の面振動に対する優れたダイナミックダンパ効果及び減衰機能を奏するため、防振効果を向上して騒音を有効に低減することができる。 According to the vibration isolating structure of the rotating body according to the present invention, the window portion is not closed from both sides in the axial direction, so that the structure can be simplified, and excellent dynamic damper effect and damping against the surface vibration of the disk portion can be achieved. Since the function is achieved, the vibration isolation effect can be improved and noise can be effectively reduced.
以下、本発明に係る回転体の防振構造をギアの防振に適用した好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments in which a rotating body vibration isolation structure according to the present invention is applied to gear vibration isolation will be described below with reference to the drawings.
まず図1〜図4に示す第一の実施の形態において、図1における参照符号1は防振対象のギアであって、回転体に相当するものであり、中央に軸孔14を有する円盤部11の外周に歯部12が形成され、円盤部11には、図3に示すように、円周方向複数個所(図示の例では7個所)に円形の窓部13が等配開設されている。
First, in the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4,
参照符号2は金属製の制振カバー、参照符号3はゴム状弾性材料(ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料)からなる弾性体であり、両者は互いに一体化され、すなわち弾性体3は制振カバー2に一体に加硫成形されたものであって、その一体成形物が、図2に示すように、ギア1の円盤部11に開設された各窓部13に軸方向両側から一対ずつ圧入されている。すなわち前記窓部13には、それぞれ弾性体3を介して制振カバー2が保持されている。
図4に示すように、制振カバー2は皿状に形成されたものであって、すなわち円盤状の底部21a及びその外径の筒状部21bからなりギア1の窓部13に挿入される本体部21と、前記筒状部21bの開放端(底部21aと反対側の端部)から外径側へ延びる鍔部22とからなる。また、図2に示す装着状態では、軸方向両側の制振カバー2は、本体部21の底部21a同士が重なり合うと共に溶接あるいはカシメ等の適当な結合手段によって互いに一体的に結合されている。
As shown in FIG. 4, the
弾性体3は制振カバー2に一体に加硫成形されたものであって、制振カバー2の本体部21における筒状部21bの外周面に接着された筒状弾性層31と、この筒状弾性層31の一端から外径側へ延びて制振カバー2の鍔部22に接着された鍔状弾性層32とからなる。
The
弾性体3の筒状弾性層31は、「窓部の内周面と制振カバーの本体部の間で適宜圧縮される部分」に相当するものであり、すなわち図2に示す装着状態において、ギア1の窓部13の内周面と、制振カバー2の本体部21の筒状部21bの間で半径方向に適宜締め代(肉厚に対して5%以上、好ましくは20%程度)を付与されている。また、弾性体3の鍔状弾性層32は、「円盤部の側面と制振カバーの鍔部の間に介在する部分」に相当するものであり、図2に示す装着状態において、ギア1の円盤部11の側面と、制振カバー2の鍔部22の間で前記鍔状弾性層32が軸方向に適宜締め代(肉厚に対して5%以上、好ましくは20%程度)をもって挟み込まれるように、制振カバー2の筒状部21bの軸方向長さが設定されている。
Cylindrical
制振カバー2と弾性体3は質量体とばねによる副振動系を構成しており、すなわちこの副振動系は、制振カバー2の慣性質量と弾性体3のばね定数によって決まる共振周波数をもち、特に、軸方向の共振周波数が、例えば歯部12の歯打ち(噛み合い)時の加振力でギア1が共振して面振動すなわち厚さ方向(軸方向)の振動を発生する周波数帯域に設定されている。
The
上記構成を備える第一の実施の形態によれば、歯部12の歯打ち時の加振力によってギア1の円盤部11が共振して面振動すなわち厚さ方向(軸方向)の振動を発生しても、この面振動は、制振カバー2と弾性体3により構成される副振動系が入力振動と逆位相の振動波形で軸方向に共振することによって、円盤部11の振動を相殺して動的に吸収するダイナミックダンパ効果と、これに伴い弾性体3の筒状弾性層31が軸方向へ反復的に剪断変形を受けると共に、弾性体3の鍔状弾性層32が軸方向へ反復的に圧縮変形を受けることによる減衰効果を奏する。またこのとき、軸方向両側の制振カバー2が互いに一体的に結合されることによって鍔部22で抜け止めされているので、軸方向への反復変位によって脱落することはない。
According to the first embodiment having the above-described configuration, the
そして上述のように、軸方向両側の制振カバー2が互いに一体的に結合されることによって鍔部22で抜け止めされているので、制振カバー2を軸方向両側から押さえつける部材は不要である。このため、円盤部11の面振動に対する副振動系の共振が抑制されず、優れたダイナミックダンパ効果及び減衰効果を奏する。
As described above, since the vibration damping covers 2 on both sides in the axial direction are integrally coupled to each other and are prevented from coming off by the
そして、上述のダイナミックダンパ効果及び減衰効果によってギア1の共振の振幅が低減されるので、その円盤部11からの放射音が低減されるほか、軸孔14において結合された回転軸を介してギアボックス等に伝達される振幅も小さくなることから、ギアボックス等への伝達振動による騒音も有効に低減される。
Since the amplitude of resonance of the
また、この第一の実施の形態によれば、ギア1が窓部13を有するものであれば、既存の構造のギアに制振カバー2及び弾性体3を設けることで図1に示す構成とすることができ、したがってギア構造の大幅な変更を避けることができる。しかも各窓部13にその軸方向両側から制振カバー2と弾性体3の一体成形物を圧入して制振カバー2同士を結合すればよく、制振カバー2を軸方向両側から押さえつける部材等は不要であるため、簡素な構造とすることができる。
Further, according to the first embodiment, if the
次に図5〜図7は、他の実施の形態を示すものである。すなわちこの実施の形態において、上述した第一の実施の形態と異なるところは、ギア1の円盤部11に開設された各窓部13に制振カバー2と弾性体3の一体成形物が軸方向一側から1個ずつ圧入されている点にある。
Next, FIGS. 5 to 7 show another embodiment. That is, in this embodiment, the difference from the first embodiment described above is that the integrally formed product of the damping
制振カバー2の本体部21の筒状部21bは、その軸方向長さがギア1の円盤部11と弾性体3の鍔状弾性層32の肉厚の和と同等以上となっており、弾性体3は、鍔状弾性層32と反対側の端部に、ギア1の円盤部11における窓部13の縁部と係合されるカエリ状の係合突起33が形成されている。
The
上記構成を備える第二の実施の形態も、第一の実施の形態と同様、ギア1の円盤部11に生じる面振動を、制振カバー2と弾性体3によるダイナミックダンパ効果及び減衰効果によって有効に低減することができる。また、制振カバー2が、鍔部22と、弾性体3に形成された係合突起33で抜け止めされているので、軸方向への反復変位によって脱落することがなく、各窓部13に制振カバー2と弾性体3の一体成形物が1個ずつ圧入されているものであるため、一層の簡素化が可能である。
In the second embodiment having the above-described configuration, the surface vibration generated in the
なお、上述した各実施の形態では、弾性体3を制振カバー2に一体成形した構造としたが、弾性体3が窓部13と制振カバー2の間に保持され、副振動系のばね手段及び減衰手段として成立するものであれば、必ずしも制振カバー2と弾性体3を一体成形物とする必要はない。また、制振カバー2は、例えばその鍔部22同士がギア1の円周方向へ連続し、すなわちギア1と同心の環状に連なった形状とすることによって、慣性質量を増大させた構造とすることもできる。
In each of the above-described embodiments, the
また、本発明は、ギア以外の回転体、例えばプーリなどの回転体の防振構造としても適用することができる。 The present invention can also be applied as a vibration isolation structure for a rotating body other than a gear, for example, a rotating body such as a pulley.
1 ギア(回転体)
11 円盤部
13 窓部
2 制振カバー
21 本体部
22 鍔部
3 弾性体
31 筒状弾性層(窓部の内周面と制振カバーの本体部の間で適宜圧縮される部分)
32 鍔状弾性層(円盤部の側面と制振カバーの鍔部の間に介在する部分)
33 係合突起
1 Gear (Rotating body)
DESCRIPTION OF
32 bowl-shaped elastic layer (part interposed between the side surface of the disk part and the collar part of the vibration damping cover)
33 Engagement protrusion
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