| 【発明の名称】 |
歯車衝撃緩衝機構 |
| 【発明者】 |
【氏名】駒崎 義一
【氏名】大津 新喜
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| 【要約】 |
【課題】歯車装置の無負荷運転時の騒音低減に関し、簡単な構造で歯と歯の衝突力を緩衝し、歯車音を低減する歯車衝撃緩衝装置を提供すること。
【解決手段】被駆動歯車２は径方向の隙間８を隔てて被駆動軸４に結合されると共に、被駆動歯車２のキー溝１０と周方向の隙間７を隔てて配設されたキー５、被駆動歯車２のキー溝１０、被駆動軸４のキー溝１１が一直線上に並ぶように被駆動軸４の一部に設けた穴１３と被駆動歯車２の穴１２を弾性部材であるピアノ線６で結合してある。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 回転軸と、回転軸と回転中心を共有するように回転軸に装着された歯車と、歯車と回転軸の間に設けられた回り止め部材とを有し、回り止め部材を回転軸と歯車との間に若干の回転方向の動きを許容するように設け、かつ弾性材により歯車を軸方向に付勢して、歯車を回転方向に摩擦摺動可能に支持した歯車衝撃緩衝機構であって、静止時には回り止め部材が回転軸または歯車の少なくとも一方に非接触となるように、回転軸と歯車の相対位置を決定する第２弾性材を設けたことを特徴とする歯車衝撃緩衝機構。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は無負荷運転時に発生する歯車音を低減するようにした歯車衝撃緩衝機構に関するもので、騒音低減効果の向上を図るようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】上記した無負荷運転時に発生する歯車音を低減する歯車衝撃緩衝機構は本出願人により特開平９−１５８９９３号で提案されている。これを図５〜図７を参照して説明する。図７は本歯車衝撃緩衝機構が採用されるディスクグラインダの一例を示し、図５は図７の歯車部を拡大して示す。なお図５において駆動軸３を駆動するモータ及び被駆動軸４の支持機構等の図示は省略した。駆動歯車１は図示しないモータによって駆動される駆動軸３に圧入され、駆動軸３と一体で回転する。駆動歯車１により噛み合い駆動される被駆動歯車２は径方向の隙間８を隔てて被駆動軸４に結合し、被駆動軸４に結合した止め輪１９と被駆動歯車２との間に弾性部材であるウェーブワッシャ１８を軸方向に圧縮して設置してある。従って被駆動歯車２の軸方向の位置は、被駆動歯車２を被駆動軸４の段差面９に突き当て、被駆動軸４に結合された止め輪１９と被駆動歯車２との間にウェーブワッシャ１８を設けることによって固定される。図６は図５のＡ−Ａ断面を示したもので、被駆動歯車２と被駆動軸４との回り止め部材としてキー５を周方向の隙間７を隔てて設けている。
【０００３】上記のように構成された歯車衝撃緩衝機構では、駆動歯車１の歯と被駆動歯車２の歯が衝突した際の衝撃力が小さい時は、被駆動歯車２と段差面９及び被駆動歯車２とウェーブワッシャ１８との接触面で発生する静止摩擦力によって被駆動歯車２は被駆動軸４と一体で回転する。前記衝撃力が前記静止摩擦力を超えた場合、被駆動歯車２は被駆動軸４に対して周方向の隙間７の距離を摺動する。この時、被駆動歯車２と段差面９及び被駆動歯車２とウェーブワッシャ１８との接触面で発生する動摩擦力が被駆動歯車２に作用している。すなわち前記衝撃力は動摩擦力により減衰され、歯面同士の衝突による騒音及び衝撃が被駆動軸４の先端に装着される砥石１５を振動させて発生する騒音を低減する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記した歯車衝撃緩衝機構では、回り止め部材として作用するキー５を被駆動軸４と被駆動歯車２との間に若干の回転方向の動きを許容するように設け、かつウェーブワッシャ１８により被駆動歯車２を軸方向に付勢して、回転方向に摩擦摺動可能に支持している。しかし上記のように構成された歯車機構の場合、無負荷運転時においてピッチ誤差、歯車の偏心等の種々の要因がランダムに作用することにより、被駆動軸４に対する被駆動歯車２の偏りがしばしば発生する。特にモータのトルクの影響で回転方向に偏る場合が多く、キー５が被駆動歯車２のキー溝の回転方向に接触しやすい。この状態で更に回転方向に衝突が発生すれば、衝突力を緩衝できず歯車音は低減できない。更に研削時にはキー５は被駆動歯車２と接触するため、研削終了時にも被駆動歯車２の偏りが発生し歯車音を吸収することができない。すなわち被駆動歯車２に対して、被駆動軸４及びキー５の位置が自由であるため、衝撃力の作用する方向における周方向の隙間７の確保は確実ではなく、定常的な歯車音低減効果を得られないといった問題があった。本発明の目的は、上記した従来技術の問題点をなくし、簡易構造かつ低騒音の歯車衝撃緩衝機構を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、静止時には回り止め部材が回転軸または歯車の少なくとも一方に非接触となるように、回転軸と歯車の相対位置を決定するための弾性材を設けることにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図１を用いて説明する。なお上記した図５〜図７と同じ要素には同じ符号を付し、説明を省略する。駆動歯車１と噛み合い駆動される被駆動歯車２は径方向の隙間８を隔てて被駆動軸４に結合し、被駆動軸４に結合した止め輪１９と被駆動歯車２との間にウェーブワッシャ１８を軸方向に圧縮して設置してある。従って被駆動歯車２の軸方向の位置は、被駆動歯車２を被駆動軸４の段差面９に突き当て、被駆動軸４に結合された止め輪１９と被駆動歯車２との間にウェーブワッシャ１８を設けることによって固定される。図２は図１の上面図であり、駆動歯車１と駆動軸３は２点鎖線で示した。被駆動歯車２のキー溝１０の周方向の幅は、回り止め部材として作用するキー５の幅よりも大きく設けてある。またキー５、被駆動歯車２のキー溝１０、被駆動軸４のキー溝１１が一直線上に並ぶように、弾性材であるピアノ線６が被駆動軸４と被駆動歯車２の周方向の相対位置を決定している。ピアノ線６の一端は被駆動歯車２の上面に設けられた穴１２内に止められ、他端は、被駆動軸４を軸方向と直角の方向に沿って貫通した穴１３及びキー溝１１を通過した後被駆動軸４に止められている。ここでピアノ線６は板バネ等任意の弾性材に交換することが可能である。ピアノ線６の弾性力は被駆動歯車２と被駆動軸４の相対変位に比例し、相対変位が最大となった時、すなわちキー５が被駆動歯車２と接触した時、被駆動歯車２と段差面９及び被駆動歯車２とウェーブワッシャ１８との接触面で発生する静止摩擦力より大きくなるように線径、長さを設定してある。従って被駆動歯車２のキー溝１０とキー５の間には常に周方向の隙間７が確保され、静止時にはキー５が被駆動歯車２と非接触となる。
【０００７】上記のように構成された本発明歯車衝撃緩衝機構では、駆動歯車１の歯と被駆動歯車２の歯が衝突した際の衝撃力が小さい時は、被駆動歯車２と段差面９及び被駆動歯車２とウェーブワッシャ１８との接触面で発生する静止摩擦力によって被駆動歯車２は被駆動軸４と一体で回転する。衝撃力が、静止摩擦力を超えた場合、被駆動歯車２は被駆動軸４に対して周方向の隙間７の距離を摺動する。この時、被駆動歯車２と段差面９及び被駆動歯車２とウェーブワッシャ１８との接触面で発生する動摩擦力に加えてピアノ線６の弾性力が反力として被駆動歯車２に作用している。すなわち衝撃力は弾性力と動摩擦力との合力により減衰され、歯面同士の衝突による騒音及び衝撃が砥石１５を振動させて発生する騒音を低減する。上記のようにして衝突力が減衰された後、ピアノ線６の弾性力により被駆動歯車２と被駆動軸４の周方向相対位置はピアノ線６の弾性力と静止摩擦力が釣り合う位置に復元する。従って次に表裏どちらの歯面で衝突することになっても、常に周方向の隙間７は確保されているので衝撃力を確実に緩和し、定常的な歯車音低減効果を得ることができる。ここで復元後の周方向の隙間７の大きさについて詳細に述べると、本実施例のような砥石１５が１００ｍｍクラスのディスクグラインダの場合、キー５と被駆動歯車２のキー溝１０の間隔は０．３ｒａｄ以上の隙間が確保されるようにピアノ線６の弾性力を設定するとよいことが実験により判明している。
【０００８】上記の効果に加えて研削後においてもピアノ線６の弾性力によって周方向の隙間７が確保されるため、歯車音低減効果を得ることが可能である。更には研削時のように被駆動歯車２に大きな外的トルクが作用しない限り、キー５は被駆動歯車２と接触することはないため、歯面から砥石１５に伝わる振動を低減でき、砥石１５やハウジング１６、ホイルガード１７等から放射される騒音も低減することができる。加えて構造面においては簡易な構造であるので生産コストの上昇は僅小である。
【０００９】図３は本発明の他の実施形態を示すもので、キー５の周方向両面にゴム２０を挿入することで被駆動軸４と被駆動歯車２を非接触とした例を示したものであり、図４は図３の上面図である。歯面衝突後、ゴム２０の弾性力により被駆動歯車２と被駆動軸４の周方向相対位置はゴム２０の弾性力と前記静止摩擦力が釣り合う位置に復元し、常に周方向の隙間７は確保される。上記した実施形態においては、衝撃緩衝機構を、被駆動軸４と被駆動歯車２との間に設けるとしたが、本発明は駆動軸３と駆動歯車１と間に設けてもよく、ほぼ同じ効果を得ることができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、無負荷運転時に発生する歯車音を低減するための歯車衝撃緩衝機構の回転軸に対する歯車の偏りを防止し、定常的な歯車音低減効果を得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５０９４
【氏名又は名称】日立工機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月３１日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３２３１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３００３８９ |
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