阅读说明：本技术 小齿轮和具有小齿轮的起动器 (Pinion and starter with pinion ) 是由 藤田达也 于 2020-01-14 设计创作，主要内容包括：一种小齿轮(20),固定到起动内燃机的起动器(10)的驱动轴(13),以抑制在曲柄启动期间产生噪音。小齿轮通过与设置于内燃机的齿圈(50)啮合而使其旋转。小齿轮(20)包括齿轮齿(21)和位于齿轮齿的径向内侧的环形中空部(22)。环形中空部收容振动吸收件(23),以吸收在齿轮齿(21)产生的振动。(A pinion gear (20) is fixed to a drive shaft (13) of a starter (10) that starts an internal combustion engine to suppress generation of noise during cranking. The pinion gear rotates by meshing with a ring gear (50) provided in the internal combustion engine. The pinion (20) includes gear teeth (21) and an annular hollow portion (22) located radially inward of the gear teeth. The annular hollow portion accommodates a vibration absorbing member (23) for absorbing vibration generated at the gear teeth (21).)

小齿轮和具有小齿轮的起动器

技术领域

本发明的各实施例涉及用于起动内燃机的小齿轮和具有小齿轮的起动器。

背景技术

为了起动内燃机，起动器对使小齿轮旋转的电动机进行驱动，所述小齿轮与附连到内燃机的齿圈啮合。然而，当小齿轮与齿圈啮合时，这些齿轮的齿相互碰撞并产生碰撞噪音等。为了抑制这种噪音，已经提出了各种现有技术。

发明内容

由此，本发明的一个方面提供一种固定到起动内燃机的起动器(10)的驱动轴(13)的新颖的小齿轮(20)。小齿轮通过与设置于内燃机的齿圈(50)啮合而使该齿圈(50)旋转。小齿轮(20)包括配置在其外周面上的齿轮齿(21)、位于齿轮齿内侧的中空部(22)以及储存在环形的中空部中的振动吸收件(23)。振动吸收件具有比小齿轮的围绕环形的中空部的部分更高的振动吸收特性。

当起动器10起动内燃机时，在内燃机的汽缸中重复压缩和膨胀。在汽缸压缩阶段，由于小齿轮需要克服压缩反作用力并且使齿圈旋转，因此，在小齿轮与齿圈之间会产生大载荷。此外，在汽缸膨胀阶段期间，由于齿圈通过压缩气体在其旋转方向上的膨胀而加速，因此，小齿轮通过齿圈而旋转。在这种情况下，小齿轮的齿的、与齿圈接触并从其接收应力的面与齿的另一个面交替，并且由齿圈与小齿轮之间的滑动和碰撞分别引起的滑动噪音和碰撞噪音的振动从上述面传递到小齿轮和齿圈。由于这些振动没有衰减，因此，令人不快的噪音仍然存在，使得噪音变得更大或变成回声。

鉴于此，根据本发明的一个方面，在具有如上所述的结构的小齿轮中，通过环形中空部，抑制或减少从齿轮齿向驱动轴的振动的传递。另外，传递到环形的中空部的振动被储存在中空部的振动吸收件吸收，因此，能够更有效地抑制或降低振动。此外，在因从齿圈朝向小齿轮的轴线的接触而传递振动的过程中，能够令人满意地减小通过接触小齿轮而在齿圈中产生的振动。即，也能够减小齿圈的振动。即，如果齿圈和小齿轮彼此接触使得振动被从齿圈有效地传递到小齿轮，则能够有效地减小在小齿轮和齿圈侧产生的曲柄启动噪音。其结果是，能够衰减和减小在小齿轮与齿圈之间产生的滑动噪音、碰撞噪音和滚动噪音等。即，如果齿圈和小齿轮彼此接触以允许将振动从齿圈有效地传递到小齿轮，则能够有效地减小在小齿轮和齿圈中产生的曲柄启动噪音。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，使得实质相同的内容被更好地理解，因此，能更容易地获得对本发明更完整的认识和许多本发明附带的优点，其中：

图1是示出根据本发明的第一实施例的起动器的示例性构造的示意图；

图2是示出根据本发明的第一实施例的彼此啮合的小齿轮和齿圈的啮合状态的图；

图3A和图3B是共同示出根据本发明第一实施例的小齿轮的一个示例的剖视图；

图4A和图4B是共同示出根据本发明第二实施例的另一示例性小齿轮的剖视图；

图5A和图5B是共同示出根据本发明第三实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图6A和图6B是共同示出根据本发明第四实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图7A和图7B是共同示出根据本发明第五实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图8A和图8B是共同示出根据本发明第六实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图9A和图9B是共同示出根据本发明第七实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图10A和图10B是共同示出根据本发明第八实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；

图11A和图11B是共同示出根据本发明第九实施例的又一示例性小齿轮的剖视图；以及

图12A和图12B是共同示出小齿轮的变型的剖视图。

具体实施方式

如国际专利申请2010-136429(WO2010/136429A))号中所讨论的，小齿轮的齿在小齿轮的厚度方向上被分成多片，以抑制起动器执行曲柄启动时的碰撞噪音。然而，产生了另一种噪音。本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于解决该问题。

现在参考附图，其中在其若干视图中相同的附图标记表示相同或相应的部件，并且参考图1和适用的附图，根据本发明的第一实施例描述在起动器中采用小齿轮以起动发动机的构造。如图1所示，起动器10通常安装在车辆上以起动车载发动机(即，内燃机)。起动器10包括DC(直流)电动机11和用作接通以向DC电动机11供电的开关的磁开关12。当向磁开关12供电时，从电池延伸到DC电动机11的通电电路被闭合，由此从电池向DC电动机11供电。因此，产生旋转力，并从DC电动机11传递到驱动轴13，从而使驱动轴13旋转。

在DC电动机11与驱动轴13之间，设置有诸如行星齿轮减速器(未示出)等减速装置，以降低转速并将DC电动机11的旋转传递到驱动轴13。具体地，DC电动机11的旋转轴(未示出)通过减速器缓慢地对驱动轴13进行驱动。此外，驱动轴13的面向DC电动机11的一端(即，图1中的右侧)由减速器支承。DC电动机11的旋转轴也可以代替减速器而用作DC电动机11的驱动轴13。另外，驱动轴13的与DC电动机11相反的另一端由轴承14支承。

小齿轮架15附连到驱动轴13，以便能够在其轴向方向上移动。小齿轮架15包括通过螺旋花键联接而与驱动轴13的外周边连接的超越离合器16(以下简称为离合器16)。小齿轮架15还包括能够与在发动机中所具有的齿圈50啮合的小齿轮20。离合器16由采用公知的凸轮系统的单向离合器构成。具体地，离合器16包括：附连到驱动轴13的外部；在外部能旋转地附连于外部的内部；以及用于传递或阻挡外部与内部之间的旋转扭矩的离合器辊。离合器16因而仅在单个方向上传递旋转扭矩。

小齿轮20可在驱动轴13的外周上与离合器16沿轴向方向(即，图1中的横向方向)一体地移动。小齿轮20在比离合器16更远离电动机11的位置处附连到该单元。小齿轮20通过由DC电动机11产生的扭矩旋转。

因此，当起动器开关和磁开关12被接通时，换挡杆18将小齿轮架15压下以使其远离电动机，直到小齿轮20与发动机的齿圈50啮合。同时，DC电动机11旋转并执行曲柄启动，从而起动发动机。相反，当起动器开关断开时，DC电动机11停止旋转，并且由复位弹簧(未示出)偏置的换挡杆18沿轴向方向朝向DC电动机11将小齿轮架15压下，直到小齿轮20与齿圈50脱离。

现在，参照图2，下文描述啮合状态以及当小齿轮20旋转并在啮合状态下驱动齿圈50时向小齿轮20和齿圈50中的每一个施加力的机构。即，图2是示出垂直于图1所示的驱动轴13的轴承14和小齿轮20的剖视图。

小齿轮20和齿圈50中的每一个包括正齿轮，并且在各自的齿面相互接触的情况下彼此啮合。小齿轮20具有相对较小的直径。小齿轮20的齿轮齿21的数量从大约八到大约十五。相反，齿圈50具有相对大的直径并且固定到发动机的飞轮。在小齿轮20的齿轮齿21与齿圈50的齿轮齿51之间设置给定的偏移，以在小齿轮20沿轴向方向移动时使小齿轮20与齿圈50容易接合。小齿轮20和齿圈50中的每一个都可以采用斜齿轮来代替正齿轮。

当小齿轮20与齿圈50啮合并且起动器10的DC电动机11被驱动以执行曲柄启动时，发动机的转速发生脉动。上述脉动在小齿轮20和齿圈50中的每一个中产生振动和曲柄启动噪音。在由起动器10引起的发动机的曲柄启动期间，在发动机的汽缸中重复压缩和膨胀。因此，在汽缸的压缩阶段期间，由于曲柄启动的转数降低并且因压缩反作用力而在小齿轮20和齿圈50之间产生大载荷，因此，因这些齿轮在彼此上的滑动和这些齿轮的滚动而出现大的曲柄启动噪音。相反，在汽缸的膨胀阶段期间，由于齿圈50因发动机膨胀阶段的膨胀而高速旋转，因此，小齿轮20可能通过齿圈50而旋转。即，小齿轮20的轮齿21的接收应力的齿面与其相邻的齿面交替。当应力接收齿面彼此交替时，由于齿圈50和小齿轮20中的任一个暂时彼此分离或者在它们之间产生的接触压力减小，因此，由曲柄启动引起的振动在齿圈50中保留并且不能被衰减。因此，由齿圈50和小齿轮20的碰撞、滑动和滚动显著地产生大的曲柄启动噪音。此外，由于齿圈50比小齿轮20大，因此，由曲柄启动产生的齿圈50的振动不太可能被衰减，并且因此容易产生噪音。然而，通过使齿圈50与小齿轮20接触，能够有效地衰减在这种齿圈50中产生的振动。

具体地，当执行汽缸压缩时，小齿轮20通过由DC电动机11产生的旋转扭矩而旋转，并且齿圈50通过由小齿轮20产生的旋转扭矩而旋转。特别地，压缩反作用力正在从压缩冲程到膨胀冲程的冲程转换之前最大化。因此，在压缩冲程中，通过以这种方式增加的压缩反作用力使齿圈50减速。此时，由于有大量的电流流过，因此，DC电动机11产生超过压缩反作用力而占主导的扭矩。因此，由于DC电动机11产生的扭矩在压缩冲程即将结束之前最大化，因此，大的力作用在小齿轮20和齿圈50上，导致在它们之间产生大的滑动和滚动噪音。

此外，当冲程从压缩冲程变为膨胀冲程时，由于汽缸中的膨胀加速发动机的旋转，因此，齿圈50开始以更高的速度旋转并且不与小齿轮20接触(即，与小齿轮20分离)。其结果是，由于齿圈50和小齿轮20彼此不接触(即，分离)，因此，在压缩冲程中产生的小齿轮20和齿圈50的振动分别在小齿轮20和齿圈50中径向地传播。由此，振动不被衰减或停止。因此，产生的噪音(即，曲柄启动噪音)引起回声，而不降低。

此外，在汽缸中膨胀期间，齿圈50通过其中的压缩气体的膨胀而沿向前方向旋转。此时，当齿圈50以比小齿轮20高的速度旋转时，小齿轮20通过齿圈50而旋转。然而，由于小齿轮20的旋转到DC电动机11的传递被离合器16阻断，因此，小齿轮20容易通过齿圈50而驱动。此外，当小齿轮20通过齿圈50而驱动时，齿圈50和小齿轮20在与压缩冲程中齿圈50和小齿轮20彼此碰撞的驱动齿面相反的相应齿面上彼此发生碰撞。由于齿圈50与小齿轮20之间的接触压力相对较小，因此，从齿圈50到小齿轮20的振动传递相对较小。因此，在小齿轮20被齿圈50驱动时，由碰撞、滑动和滚动引起的振动不会在小齿轮20内衰减。因此，在膨胀冲程中产生的小齿轮20和齿圈50的振动分别在这些齿轮20和50内径向地传播，并且保持不衰减。因此，由振动产生的噪音(即，曲柄启动噪音)增大而不降低。

因此，为了抑制曲柄启动噪音，需要抑制或减少小齿轮20和齿圈50中的无衰减的振动的传播。换言之，振动需要快速地衰减。

因此，在本发明的第一实施例中，在小齿轮20的径向内侧(即，齿轮齿21的下方)设置有环形中空部22，并收容有将在齿轮齿21产生的振动吸收的振动吸收件23。由此，能够在小齿轮20中抑制因曲柄启动而引起的小齿轮20及齿圈50的振动。

图3A和图3B是共同示出小齿轮20的剖视图。更具体地，图3A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横向剖视图。图3B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵向剖视图。小齿轮20包括允许驱动轴13插入的轴孔24。在小齿轮20中设置由小齿轮20的内壁包围并紧密围绕的中空空间，以作为环形中空部22。环形中空部22是包围轴孔24的环。

如图3A所示，环形中空部22径向地配置在位于齿根圆与轴孔24的圆周之间的小齿轮20的中间。此外，围绕(即，包围)环形中空部22的壁相对较薄。因此，小齿轮20能够以小的弯曲程度弹性地变形，从而能使振动衰减。另外，由于小齿轮20在轴向方向上的两端处具有侧壁，因此，小齿轮20可以有效地变薄，同时确保必要的刚度，由此能使环形中空部22的体积增大。

另外，在小齿轮20中，振动吸收件23具有比包围环形中空部22外周的包围部分更高的振动吸收。振动吸收表现为一定程度的振动抑制能力，使得振动吸收越高，振动衰减能力越大。振动吸收件23具有能够通过将振动转换为热能来吸收在给定频率下产生的振动的特性。振动吸收件23是通过混合分别具有不同颗粒尺寸的两种或更多种粉末而制备的混合物粉末。此外，在包围环形中空部22的壁附近，作为振动吸收件23储存在环形中空部22中的粉末的颗粒尺寸与在环形中空部22的芯部处的粉末的颗粒尺寸彼此不同。即，粉末的颗粒尺寸随着其在包围环形中空部22的壁附近(即，在环形中空部22与小齿轮20之间的界面附近)储存在环形中空部22中而逐渐变大。相反，储存在环形中空部22的芯部中的粉末的颗粒尺寸较小。

现在，对制造小齿轮20的示例性方法进行描述。小齿轮20通过在形成给定形状的3D(三维)打印机中用激光束熔化粉末而制成。

具体地，在3D打印机中，粉末最初积聚在可升降的平台上以具有默认厚度。然后，激光束以基于蓝图确定的剖面形状辐射。因此，粉末熔化并被固化，从而形成剖面形状的薄层。然后，将平台降低与以这种方式形成的单层的厚度相等的高度。粉末被重新积聚，散播在整个平台上，以具有等于单层厚度的高度。再者，激光束以剖面形状辐射，使得粉末熔化并联结到先前形成的层。通过重复这种过程，3D打印机制造出具有给定形状的小齿轮20。

此外，利用这种3D打印机，在不将激光束辐射到与环形中空部22相对应的粉末的情况下，制造小齿轮20。其结果是，当小齿轮20被完全制造时，粉末储存在小齿轮20的环形中空部22中。然而，粉末用作储存在环形中空部22中的振动吸收件23。

然后，对由3D打印机制造的小齿轮20进行热处理。即，仅由3D打印机制造的小齿轮20可能缺少所需的强度。因此，通过向小齿轮20施加热处理，小齿轮20被强化。此时，通过调节加热温度或粉末的分布，能够有效地增大储存在环形中空部22中的粉末的颗粒尺寸。即，因在热处理中使用的热向粉末传递，粉末熔化并固结。其结果是，位于包围环形中空部22的壁附近的粉末的颗粒尺寸增大。相反，由于其不熔化，因此，储存在环形中空部22的芯部附近的粉末的颗粒尺寸保持较小。

通过这种方式，在壁附近的环形中空部22中储存的粉末(振动吸收件23)的颗粒尺寸大于在环状中空部22的芯部附近储存的粉末的颗粒尺寸。当环形中空部22中储存的粉末的颗粒尺寸变化时，由粉末吸收的频率也随之变化。因此，通过改变作为振动吸收件23储存的粉末的颗粒尺寸，能够提高可吸收振动的频率。此外，由于混合了不同颗粒尺寸的粉末，因此，小尺寸颗粒进入大尺寸颗粒之间的间隙，从而能够更有效地填充。此外，由于能够在尺寸上增大在环形中空部22的表面附近储存的粉末颗粒，因此，能够局部地强化粉末，由此能够提高振动吸收率，从而能够在提高小齿轮20的强度的同时降低噪音的产生。如上所述，根据本实施例，能够获得下面描述的优点。

如前所述，当齿圈50通过小齿轮20驱动时，会产生曲柄启动噪音。即，齿圈50受到由发动机中的压缩冲程和膨胀冲程引起的发动机负荷变化的影响。因此，当发动机负荷变化时，在小齿轮20与齿圈50之间产生的接触压力相应地变化。在这种情况下，由于起动器10的DC电动机11通过在接触压力的变化上占主导的驱动力而旋转，因此，接触表面产生曲柄启动噪音。通过曲柄启动产生的齿圈50与小齿轮20的振动通过它们之间的相应接触表面相互传输到彼此。由于能够抑制小齿轮20和齿圈50的振动，因此，迅速地衰减小齿轮20的振动是降低曲柄启动噪音的决定性因素。鉴于此，根据本实施例，通过环形中空部22抑制在齿轮齿21中产生的振动在小齿轮20中行进，从而抑制曲柄启动噪音的发生。

鉴于此，环形中空部22设置在小齿轮20中，使得能够有效地抑制或减小在小齿轮20的齿轮齿21中产生的振动径向向内行进到小齿轮20的驱动轴13。

另外，环形中空部22收容用作振动吸收件23的诸如金属粉末、树脂粉末等粉末，使得振动能被更有效地吸收。

此外，当粉末的颗粒尺寸变化时，粉末(即，颗粒)吸收的振动波的频率通常变化。鉴于此，具有各种颗粒尺寸的粉末用作振动吸收件23，使得能够扩大由粉末吸收的振动波的频带。

此外，越靠近包围环形中空部22的壁(或环形中空部22的外周表面)，粉末的颗粒尺寸越大。另外，越靠近环形中空部22的芯部，粉末的颗粒尺寸越小。因此，位于芯部附近的粉末的颗粒尺寸与包围环形中空部22的壁附近的粉末的颗粒尺寸不同，从而能扩大可吸收振动波的频带。

现在，下面参照图4A和图4B描述本发明的第二实施例。图4A和图4B是共同示出第二实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图4A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图4B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

如图所示，根据第二实施例，多个连接部25设置在环形中空部222中，以将环形中空部22的径向外壁22A与其径向内壁22B连接，如下文更详细地描述的那样。

具体地，如图4A所示，环形中空部222径向地配置在小齿轮20的位于齿根圆与轴孔24的圆周之间。在上述环形中空部222中收容有由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。

在环形中空部222中，设置有多个梁状连接部25，以将形成在环形中空部222的径向外部的径向外壁22A与形成在环形中空部222的径向内部的径向内壁22B连接。连接部25是由与小齿轮20大致相同的材料构成的线性棒状部件，与小齿轮20一体地形成。在与其轴向方向正交的方向上观察时，这些多个连接部25在彼此相交的同时以小齿轮20的轴线大致相同角度的间隔径向地延伸。因而，由于连接部25对环形中空部222的径向外壁22A和内壁22B，因此，连接部25可以加强环形中空部222的内部空间。其结果是，环形中空部222可以被扩大以允许在其中填充更大量的振动吸收件23。这样的小齿轮20通过使用3D打印机制造，使得连接部25能够自由地定位在环形中空部222中。

此外，由于连接部25径向地延伸，因此，连接部25起到用于由齿轮齿21产生的振动的通道的作用。即，由齿轮齿21产生的振动可被传递到连接部25的一端，并在环形中空部222中经由连接部25进一步传递到相反端(即，径向内壁22B)。但是，由于连接部25在环形中空部222内被振动吸收件23包围，因此，振动被振动吸收件23吸收。即，由于设置在小齿轮20的环形中空部222内的多个连接部25中的每个与振动吸收件23接触，因此，彼此接触的振动吸收件23与小齿轮20的界面扩大，能够更有效地吸收和衰减振动。

现在，下面参照图5A和图5B描述本发明的第三实施例。即，图5A和图5B是共同示出第三实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图5A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图5B是示出小齿轮20沿小齿轮20的轴线的纵剖视图。根据第三实施例，中空部322包括分别在小齿轮20的周向方向上对准的齿轮齿21下方单独形成的多个中空部322C，如下文详细描述。

即，在周向方向对准的各齿轮齿21的基部附近形成有圆筒形中空部322C。更具体地，每个圆筒形中空部322C的中心位于延伸穿过小齿轮20的轴线和在对应于圆筒形中空部322C的同一齿轮齿21的相反齿面之间的中心的线上。另外，每个圆筒形中空部322C包括具有圆形剖面的凹部，该凹部从小齿轮20的一侧沿轴向方向延伸。由于每个圆筒形中空部322C的一端是开口的，因此，设置盖26以将圆筒形中空部322C的开口覆盖。

此外，每个圆筒形中空部322C收容由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。此外，由于每个齿轮齿21都设有一个，因此，每个圆筒形中空部322C的空间都相对较窄。由此，能够抑制或减少振动吸收件23在每个圆筒形中空部322C中的不均匀分布。此外，由于每个齿轮齿21设置圆筒形中空部322C，因此，可以有效地抑制或减小由相应齿轮齿21产生的振动经由小齿轮20的内部径向地行进到驱动轴13。

此外，在本实施例中，通过压制、铸造和切割等中的一种来制备小齿轮20。即，在一端具有开口的凹陷中空部322C可以通过使用这种传统方法而不是3D打印机来制造。因此，在使用减振器23填充圆筒形中空部322C之后，通过焊接将盖26固定到开口。如上所述，盖26可以针对每个中空部322C制备。反之，可以准备能够覆盖所有开口的另一环形盖26并将其固定到其上。通过这样的制造方法，能够将振动吸收件23任意地储存在圆筒形中空部322C中。

现在，下面参照图6A和图6B描述本发明的第四实施例。图6A和图6B是示出第四实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图6A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图6B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

如图所示，根据第四实施例，中空部422包括多个圆筒形中空部422C。每个圆筒形中空部422C具有椭圆形剖面，上述椭圆形剖面具有沿小齿轮20的周向方向的长轴和沿其径向的短轴，如以下更详细描述的。

具体地，在齿轮齿21的沿周向对准的基部附近，单独的多个中空部422C分别形成在齿轮齿21的下方。每个圆筒形中空部422C的中心位于延伸穿过小齿轮20的轴线和在对应于圆筒形中空部422C的同一齿轮齿21的相反表面之间的中心的线上。由于每个圆筒形中空部422C具有椭圆形剖面，并且由此在周向方向上比在小齿轮20的径向方向上长，因此，每个圆筒形中空部422C的周向尺寸可在保持径向方向的尺寸的同时加长。由此，能够有效地抑制或降低从齿面径向向内地传递的振动。

此外，每个圆筒形中空部422C收容由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。由于每个齿轮齿21都设有一个，因此，每个圆筒形中空部422C的空间都相对较窄。由此，能够抑制或减少减震器23在圆筒形中空部422C内的不均匀分布。此外，由于每个齿轮齿21设置有圆筒形中空部422C，因此，可以有效地抑制或减小由相应齿轮齿21产生的振动经由小齿轮20的内部径向地行进到驱动轴13。

现在，下面参照图7A和图7B描述本发明的第五实施例。图7A和图7B是示出第五实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图7A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图7B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

如图所示，根据第五实施例，柱状突起27从每个圆筒形中空部522C的底部向圆筒形中空部522C的内部立起，如下文更详细描述的。

具体地，中空部522包括形成在沿小齿轮20的周向方向对准的各个齿轮齿21的基部附近的圆筒形中空部522C。如图7的(a)所示，各圆筒形中空部522C径向地配置在位于齿根圆与轴孔24的圆周之间的小齿轮20的中间。此外，每个圆筒形中空部522C收容由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。

如上所述，柱状突起27从圆筒形中空部522C的底部突出。突起27包括杆状线性构件，并且起到悬臂的作用。突起27由与小齿轮20大致相同的材料制成，并且与小齿轮20成为一体。每个圆筒形中空部522C具有中空圆筒形形状并且由圆形内壁包围。突起27从圆筒形中空部522C的圆形底部的中心向其相反侧轴向地延伸。因此，针对每个齿轮齿21，在齿轮齿21中产生的振动也传递到圆筒形中空部522C中配置的突起27。由于突起27被振动吸收件23围绕，因此，传递到突起27的振动可被振动吸收件23有效地吸收。此外，由于起到小齿轮20的一部分作用的突起27接触振动吸收件23，因此，能够增大振动吸收件23与小齿轮20接触的面积，从而能够更有效地吸振和/或衰减振动。

现在，下面参照图8A和图8B描述本发明的第六实施例。图8A和图8B是示出第六实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图8A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图8B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

如图所示，根据第六实施例，中空部622包括：环形部，所述环形部位于齿轮齿21的径向内侧；以及多个凸出部，上述多个凸出部分别从环形部突出到齿轮齿21中，以与齿轮齿21的顶岸(top land)和齿面相反，如下文更详细地描述的。

具体地，中空部622具有包围轴孔24并且位于齿轮齿21的径向内侧的环形的第一中空部622D。中空部622还包括多个第二凸出中空部622E，所述多个第二凸出中空部622E从圆筒形第一中空部622D的外周穿过齿底圆径向向外突出，而与齿轮齿21的顶岸和齿面的各自后侧相反。环形的第一中空部622D与第二凸出中空部622E连通(即，一体)。如图8A和图8B所示，中空部622径向地配置在小齿轮20的中间，位于齿尖圆和轴孔24的圆周之间。该环形中空部622收容有由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。

因此，由于中空部622收容振动吸收件23并且沿着产生振动的顶岸和齿面的后侧延伸，且延伸到用于防止振动扩散到整个小齿轮20的齿轮齿21的径向内侧，因此，能够更有效地吸收和/或衰减振动。

现在，下面参照图9A和图9B描述本发明的第七实施例。图9A和图9B是示出第七实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图9A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图9B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。如图所示，根据第七实施例，中空部722包括环形第一中空部722D和多个第二中空部722E，上述多个第二中空部分别配置在位于齿轮齿与环形第一中空部722D之间的齿轮齿内侧。环形第一中空部722D和每个第二中空部722E由沿小齿轮20的周向方向延伸的环状分隔件28分隔。

具体地，环形第一中空部722D位于齿轮齿21的径向内侧以包围轴孔24。每个第二中空部722E具有矩形剖面，并且在齿轮齿的宽度方向上延伸。各第二中空部722E在齿根圆上径向地延伸，以面向对应的齿轮齿21的后侧。并且，在环形第一中空部722D与各第二中空部722E之间，分隔件28在周向方向上延伸。因此，小齿轮20包括面向齿轮齿21中对应一个的面的后侧的环形第一中空部722D和第二中空部722E。如图9A和图9B所示，中空部722径向地配置在小齿轮20的中间，位于齿尖圆与轴孔24的圆周之间。另外，该环形中空部722收容有由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。此外，储存在环形第一中空部722D中的振动吸收件23的类型、颗粒尺寸和材料中的一种可以与第二中空部722E中的不同。此外，这些振动吸收件23可以分别是粉末和液体。通过使用不同类型的振动吸收件23，可以衰减各种频率的振动。

如上所述，由于收容振动吸收件23的环形中空部722设置在面向产生振动的齿轮齿的面的后侧且位于扩散振动的齿轮齿21的径向内侧的每个位置处，因此，振动可以被更有效地吸收和/或衰减。另外，由于环形第一中空部722D和第二中空部722E被分隔，并且第二中空部722E被配置在每个齿轮齿21上，因此，能够抑制或减少振动吸收件23在其中的不均匀分布。

现在，下面参照图10A和图10B描述本发明的第八实施例。图10A和图10B是示出第七实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图10A是示出垂直于小齿轮20的轴向方向的小齿轮20的横剖视图。图10B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

如图所示，根据第八实施例，多个连接部25设置在与第七实施例的环形第一中空部722D具有相同构造的环形第一中空部822D中，以使环形第一中空部的径向外壁822A和其径向内壁822B彼此连接，如下文更详细地描述。

具体地，中空部822包括位于齿轮齿21的径向内侧以包围轴孔24的环形第一中空部822D。每个第二中空部822E具有矩形侧剖面，并且在齿轮齿的宽度方向上延伸。各第二中空部822E在齿根圆上径向地延伸，以面向对应的齿轮齿21的后侧。即，在环形第一中空部822D与各第二中空部822E之间，环状分隔件28在小齿轮20的周向方向上延伸。如图10A和图10B所示，中空部822径向地配置在位于齿尖圆和轴孔24的圆周之间的小齿轮20的中间。

另外，多个连接部25设置在环形第一中空部822D中，以将位于环形第一中空部822D的径向外侧的径向外壁22A和位于其径向内侧的径向内壁22B连接。每个连接部25是由与小齿轮20大致相同的材料构成的棒状线性构件，并且与小齿轮20一体地制造。每个齿轮齿21上配置有一个连接部25。因此，由于以这种方式配置的连接部25对环形第一中空部822D的径向外壁22A和径向内壁22B进行支承，因此，可以强化环形第一中空部822D的空间。

另外，该环形中空部822收容有由粉末构成的振动吸收件23。粉末期望地包括两种或更多种不同的颗粒尺寸。此外，优选地，储存在环形第一中空部822D中的振动吸收件23的类型与储存在第二中空部822E中的振动吸收件的类型不同。即，通过使用不同类型的振动吸收件23，可以衰减各种频率的振动。

现在，下面参照图11A和图11B描述本发明的第九实施例。即，图11A和图11B是共同示出第九实施例的小齿轮20的剖视图。更具体地，图11A是示出垂直于小齿轮20的轴线的小齿轮20的横剖视图。图11B是示出沿小齿轮20的轴线的小齿轮20的纵剖视图。

根据第九实施例，多个阻挡构件29设置在中空部922中，以抑制振动吸收件23在中空部22中沿小齿轮20的周向方向移动，如下文更详细地描述。

即，中空部922包括位于齿轮齿21的径向内侧以包围轴孔24的环形第一中空部922D。中空部922还包括面向齿轮齿21的顶岸和齿面的后侧的多个第二中空部922E。环形第一中空部922D和第二中空部922E彼此连通(即，一体)。如图11A和图11B所示，环形中空部922径向地配置在位于齿尖圆与轴孔24的圆周之间的小齿轮20的中间。该环形中空部922收容有由粉末构成的振动吸收件23。振动吸收件23期望地由具有两种或更多种不同颗粒尺寸的粉末构成。

如图所示，在中空部922中，多个阻挡构件29将第二中空部922E的径向外壁22A与环形第一中空部922D的径向内壁22B连接。各阻挡构件29包括与小齿轮20相同材料的具有弯曲剖面的壁状构件。对于各齿轮齿21，阻挡构件29在周向方向上以均等间隔逐个布置。因此，由于壁状阻挡构件29设置在每个齿轮齿21上，因此，能够抑制或减少振动吸收件23的运动和相应的不均匀分布。在这方面，每个阻挡构件29期望地通过具有多个孔而呈多孔的(即，网格状)。即，在齿轮齿21中产生的振动也被传递到中空部922内的阻挡构件29。然而，由于在阻挡构件29中形成多个孔并且允许振动吸收件23从其中穿过，因此，可以更有效地吸收和/或衰减振动。

现在，下面参照图12A和图12B描述如上所述的实施例的各种变型。即，本发明不限于如上所述的实施例，并且可以通过如下修改它们来实现。例如，以下不同的示例性变型可以单独地或以任何组合应用于上述实施例中的每一个。

首先，尽管在上述第一实施例、第二实施例和第四实施例至第八实施例中通过3D打印机制造，但是可以通过铸造、切割或压制等制造小齿轮20。

此外，尽管振动吸收件23由与上述第一实施例、第二实施例和第四实施例至第八实施例的3D打印机所使用的相同的熔融或未熔融状态的粉末构成，但是振动吸收件23可以由不同的各种粉末构成。在这种情况下，当通过3D打印机生产小齿轮20时，在通过孔喷射粉末之后，不同的粉末可以通过新采用的连通孔储存在小齿轮20的环形中空部22内。

另外，如图12所示，也可以采用规定的液体作为振动吸收件并将其储存在环形中空部22内，以代替粉末。例如，可以使用诸如水、酒精、油、制冷剂等单一成分的液体，也可以使用混合液体。在这种情况下，环形中空部22可以完全或部分地填充有液体。此外，在这种情况下，可以控制环形中空部22的压力，以使液体因在小齿轮20被驱动时在环形中空部22中产生的热而执行状态转变。

此外，振动行进经过液体的速率小于振动行进经过固体的速率。鉴于此，通过调节环形中空部22中储存的液体的种类或组合，能够在具有不同物理性质等的液体的界面处衰减或抑制振动。另外，通过将振动部分地传递到环形中空部22内的液体并使其衰减，能够使作为噪音向外部发射的振动波的能量最小化，从而能够降低噪音。另外，在环形中空部22的一部分填充有液体的情况下，由于与气体的界面出现，因此，能够吸收或衰减振动。然而，在这种情况下，振动吸收件可能不均匀地分布。然而，在这种情况下，由于这种不均匀分布，小齿轮20可能急剧地停止旋转。

如上所述，根据本发明的一个实施例，提供了一种固定到起动内燃机的起动器10的驱动轴13的新颖的小齿轮20。小齿轮通过与设置于内燃机的齿圈50啮合而使其旋转。小齿轮20包括配置在其外周面上的齿轮齿21、位于齿轮齿内部的环形中空部22以及储存在环形中空部中的振动吸收件23。振动吸收件在环形中空部的芯部处的振动吸收高于在其外边缘处的振动吸收。

当起动器10起动内燃机时，在内燃机的汽缸中重复压缩和膨胀。在汽缸压缩阶段，由于小齿轮需要克服压缩反作用力并且使齿圈旋转，因此，在小齿轮与齿圈之间产生大载荷。此外，在汽缸膨胀阶段期间，由于齿圈通过压缩气体在其旋转方向上的膨胀而加速，因此，小齿轮通过齿圈旋转。在这种情况下，小齿轮的齿的、与齿圈接触并从其接收应力的面与齿的另一面交替，并且分别由齿圈和小齿轮在它们之间的滑动和碰撞引起的滑动噪音和碰撞噪音的振动从该面传递到小齿轮和齿圈。由于这些振动没有衰减，因此，令人不快的噪音仍然存在，使得噪音变得更大或回声。

鉴于此，根据本发明的一个方面，在具有如上所述的结构的小齿轮中，通过环形中空部，抑制或减少从齿轮齿向驱动轴的振动的传递。另外，传递到环形中空部的振动被储存在中空部的振动吸收件吸收，因此，能够更有效地抑制或降低振动。此外，在由于从齿圈朝向小齿轮的轴线的接触而传递振动的过程中，能够令人满意地减小通过接触小齿轮而在齿圈中产生的振动。即，也能够减小齿圈的振动。即，如果齿圈和小齿轮彼此接触使得振动从齿圈有效地传递到小齿轮，则能够有效地减小在小齿轮和齿圈侧产生的曲柄启动噪音。其结果是，能够抑制和减小在小齿轮与齿圈之间产生的滑动噪音、碰撞噪音和滚动噪音等。即，如果齿圈和小齿轮彼此接触使得振动从齿圈有效地传递到小齿轮，则能够有效地减小在小齿轮和齿圈侧产生的曲柄启动噪音。

在本发明的另一实施例中，设置轴孔24以允许驱动轴的插入，并且环形中空部包围轴孔。由此，通过在小齿轮设置环形中空部，能够良好地抑制或降低小齿轮的各齿产生的振动向驱动轴的径向内侧传递。在本发明的又一实施例中，设置连接部25以将环形中空部的径向外壁22A和环形中空部的径向内壁22B彼此连接。径向外壁用作中空部的径向外部，并且径向内壁用作中空部的径向内部。由此，通过在环形中空部设置连接部，能够使环形中空部的空间得到加强。另外，在齿轮齿中产生的振动被传递到环形中空部的连接部。然而，在这种情况下，由于连接部被振动吸收件包围，因此，传递到连接部的振动容易被振动吸收件吸收。因此，可以更有效地吸收和衰减振动。

在本发明的又一实施例中，至少一个阻挡构件29配置在环形中空部内，以抑制振动吸收件在环形中空部中沿小齿轮的周向方向移动。因此，通过阻止振动吸收件在周向方向上的移动，能够抑制或减少振动吸收件中的不均匀分布。此外，在齿轮齿中产生的振动也被传递到环形中空部中的阻挡构件。然而，由于阻挡构件被振动吸收件围绕，因此，传递到阻挡构件的振动可以容易地被振动吸收件吸收。因此，可以更有效地吸收和衰减振动。

在本发明的又一实施例中，环形中空部包括针对每个齿沿小齿轮的周向方向布置的至少两个圆筒形中空部322C。因此，通过在每个齿设置至少两个圆筒形中空部，能够令人满意地抑制或减小在齿中产生并从小齿轮径向向内传递到驱动轴的振动。此外，通过在每个齿设置至少两个圆筒形中空部，能够抑制或减少环形中空部中的振动吸收件的不均匀分布。

在本发明的又一实施例中，至少两个圆筒形中空部中的每一个具有在小齿轮的周向方向上较长且在小齿轮的径向方向上较短的扁平剖面形状。由此，由于至少两个圆筒形中空部中的每一个在周向方向上比在径向方向上长，因此，可以在保持至少两个圆筒形中空部中的每一个的径向尺寸的同时增加周向尺寸。由此，能够进一步有效地抑制振动通过小齿轮向驱动轴传递。

在本发明的又一实施例中，环形中空部包括：环形内部中空部，上述环形内部中空部位于小齿轮的齿轮齿的径向内侧；以及至少两个后侧中空部，上述至少两个后侧中空部位于面向齿轮齿的齿面的后侧的相应位置处。即，在包围轴的齿轮齿的径向内侧分别设置中空部，以防止振动扩散到整个小齿轮和面向发生振动的各个齿面的后侧的部分。因此，通过在中空部中填充振动吸收件，能够更有效地吸收和衰减振动。

在本发明的又一实施例中，环形中空部包括：第一中空部722D，上述第一中空部722D位于小齿轮的齿轮齿的径向内侧并包围轴孔；至少两个第二中空部722E，上述至少两个第二中空部722E位于面向齿轮齿的面的后侧的相应位置处；以及分隔件28，上述分隔件28沿周向方向延伸，以将第一中空部与至少两个第二中空部彼此分开。即，中空部设置在面向发生振动的齿面的后侧的部位处以及齿轮齿的径向内侧的部位处，以防止其扩散到整个小齿轮。因此，由于振动吸收件被储存在中空部，因此，能够更有效地吸收和衰减振动。此外，由于第一中空部与第二中空部彼此分离，并且每个齿轮齿设置有第二中空部，因此，能够有效地抑制振动吸收件的不均匀分布。

在本发明的又一实施例中，振动吸收件包括粉末。因此，通过将作为振动吸收件的诸如金属粉末、树脂粉末等粉末填充到中空部，能够有效地吸收振动。

在本发明的另一个实施例中，粉末是具有两种或更多种不同颗粒尺寸的混合物。即，根据粉末的颗粒尺寸，振动能够被衰减的频率范围的宽度改变。鉴于此，采用两种以上颗粒尺寸的粉末作为振动吸收件，以提高吸收振动波的频率。即，通过使用具有两种或更多种颗粒尺寸的粉末，可以更有效地吸收振动。

在本发明的又一实施例中，在包围环形中空部的壁附近储存的作为振动吸收件的粉末的颗粒尺寸不同于储存在环形中空部的芯中的粉末的颗粒尺寸。芯部对应于环形中空部的剖面的中心附近。此外，储存在壁附近的粉末的颗粒尺寸大于储存在中空部的芯部中的粉末的颗粒尺寸。

越靠近包围环形中空部22的壁(即，环形中空部22的外周表面)，粉末的颗粒尺寸越大。因此，由于位于环形中空部22的芯部附近的粉末的颗粒尺寸与包围环形中空部22的壁附近的粉末的颗粒尺寸不同，从而能够扩大可吸收振动波的频带。

在本发明的又一实施例中，振动吸收件包括液体。即，振动行进经过液体的速率小于振动行进经过固体的速率。鉴于此，通过调节环形中空部内储存的液体的种类或组合，能够具有不同物理性质等的液体的界面处衰减或抑制振动。此外，由于其容易改变自身的压力分布，例如，通过响应于振动波改变密度，液体可以容易地吸收振动。此外，由于其容易改变自身的压力分布，例如，通过响应于振动波改变密度，液体可以容易地吸收振动。鉴于此，通过将振动部分地传递到储存在环形中空部内的液体而使其衰减，能够将作为噪音向外部发射的振动波的能量最小化，从而能够降低噪音。