JP2004251398A - 歯車伝動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】歯車伝動装置において、中間歯車のバックラッシュを除去すること。
【解決手段】駆動側歯車２０から従動側歯車２４へ複数の中間歯車２１、２２、２３を介して動力が伝達される歯車伝動装置において、上記中間歯車２１、２２、２３の支持軸２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの両端が、Ｏリング２５のような弾性体によって保持されるとともに、樹脂製中間歯車２１、２３と金属製中間歯車２２とが交互に配置されたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動側歯車から従動側歯車へ中間歯車を介して動力が伝達される歯車伝動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中間歯車においては、バックラッシュを防止するために、中間歯車とその支持軸との間に弾性部材を介在させるものがあった（例えば特許文献１、特許文献２もしくは特許文献３参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６３−２４３５６６号公報
【特許文献２】
特開平２−２１７６５７号公報
【特許文献３】
実公平５−８３６７号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
前記従来の中間歯車は支持軸との間に弾性部材が設けられているので、その弾性部材の変形に伴い歯車が傾きやすく、歯車噛み合い部がずれて、面圧が局所的に上昇するのを防ぐことが困難であった。
【０００５】
【課題を解決するための手段および効果】
前記従来の課題を解決するために、請求項１記載の発明は、駆動側歯車から従動側歯車へ中間歯車を介して動力が伝達される歯車伝動装置において、上記中間歯車の支持軸の両端が歯車収納ケーシングに弾性体を介して保持されたことを特徴とするものである。
【０００６】
請求項１記載の発明は上記のとおり構成され、中間歯車の支持軸の両端を弾性体を介して保持するので、歯車の傾き量が低減され、歯車噛み合い部のずれ（傾きによる局所的面圧上昇）を防止できる。
【０００７】
次に請求項２記載の発明は、前記請求項１記載の発明において、上記支持軸の両端を保持する弾性体が同一寸法のＯリングであることを特徴とするものである。したがって請求項２記載の発明によれば、簡単な構造でありながら、中間歯車の左右の傾き量を均一化し、大きな荷重変動が生じる正逆転時等においても、効果的に騒音を低減できる。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記請求項１または請求項２記載の発明において上記中間歯車が樹脂製であることを特徴とするものである。したがって請求項３記載の発明によれば、歯車の質量が小さくなって、弾性体に加わる負荷が低減され、弾性体の寿命が長くなる。更に金属製歯車に比べ低価格で製造でき、加えて振動吸収性能も向上する。
【０００９】
次に請求項４記載の発明は、前記請求項１ないし請求項３いずれか記載の発明において、上記駆動側歯車と上記従動側歯車とがいずれも金属製であることを特徴とするものである。したがって請求項４記載の発明では、高精度が要求される駆動側歯車と従動側歯車が金属製なので、変形しにくく、寿命が長く保たれる。
【００１０】
次に請求項５記載の発明は、前記請求項１ないし請求項４いずれか記載の発明において、上記中間歯車が複数設けられ、樹脂製中間歯車と金属製中間歯車とが交互に配置されたことを特徴とするものである。したがって請求項５記載の発明では、歯車を小型化して質量を更に減らしつつ、樹脂製歯車の熱膨張を低減できるので、弾性体への負荷を低減し、その寿命を長くすることができる。また、比較的変形しやすい樹脂製歯車同士が直接噛み合うことがないので、変形が加速されることはなく、中間歯車の寿命も長くなる。
【００１１】
また請求項６記載の発明は、前記請求項１ないし請求項５いずれか記載の発明において、上記駆動側歯車が内燃機関のクランク軸に設けられるとともに、上記従動側歯車が上記内燃機関の吸・排気系カム軸に設けられたことを特徴とするものである。したがって請求項６記載の発明は、内燃機関の軽量化、騒音低減、寿命延長、低価格化に大きく寄与する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１および図２は車両用内燃機関の吸・排気系カム軸の駆動に本発明の歯車伝動装置を適用した一実施例を示し、図１は歯車軸に直交する平面で切断した断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【００１３】
この内燃機関は、単気筒ＯＨＣ４ストロークサイクル内燃機関であって、シリンダブロック１と、そのシリンダブロック１内に一体に設けられてシリンダ孔７を形成するシリンダライナ２と、上記シリンダブロック１の上端に着脱自在に装着されたシリンダヘッド３と、そのシリンダヘッド３の更に上端に着脱自在に装着されたヘッドカバー４と、上記シリンダブロック１の下端に着脱自在に取付けられたクランクケース５とを備えている。
【００１４】
上記シリンダ孔７内にはピストン８が摺動自在に嵌装されている。このピストン８には、コネクティングロッド９の小径端がピストンピン１０によって枢着されている。またシリンダブロック１とクランクケース５との合わせ面に沿って設けられた軸受１１によって、クランク軸１２が回動自在に支持されている。このクランク軸１２は、図２に示されるように、左右に分割されているが、上記コネクティングロッド９の大径端に枢着されたクランクピン１３に各クランクアーム部１２ａが嵌合され、左右一体になって回転するようになっている。
【００１５】
上記シリンダヘッド３の中央部下面は凹んで燃焼室１５を形成し、この燃焼室１５内に点火栓１６の先端が突出している。
【００１６】
一方、シリンダヘッド３内には、カム軸１７が図２の右方から挿入されて軸受１８ａ、１８ｂにより回転自在に支持されており、このカム軸１７に従動側歯車２４が取付けられている。また上記クランク軸１２には、歯数が上記従動側歯車２４の１／２の駆動側歯車２０が取付けられている。そして、この駆動側歯車２０と従動側歯車２４との間には、図１に明示されるように、第１、第２、第３の中間歯車２１、２２、２３が介在し、順次噛み合っている。こうしてクランク軸１２の回転は、回転数が１／２になって、カム軸１７に伝達されるようになっている。そしてこのカム軸１７に形成されたカム１７ａの動きが、図示しないロッカーアームを介して、給・排気弁（図示せず）を作動させる。
【００１７】
次に図３は、本実施例の第１の中間歯車２１の支持構造を示す模式図である。中間歯車２１は歯車本体２１ａと支持軸２１ｂとから成り、その支持軸２１ｂの両端部に同一寸法の周溝２１ｃが形成されている。そしてそれら周溝２１ｃに弾性体であるＯリング２５（同一寸法）が嵌入され、歯車収納ケーシングを形成するシリンダブロック１とケースカバー６とによって保持されている。第２、第３の中間歯車２２、２３の支持構造も、上記第１の中間歯車２１と全く同様である。
【００１８】
３つの中間歯車２１、２２、２３のうち第２の中間歯車２２と前記駆動側歯車２０および従動側歯車２４は、いずれも鉄系金属で製作される。一方、第１と第３の中間歯車２１、２３は、例えばナイロン樹脂等で製作される。すなわち、図１、図２に示される歯車列２０、２１、２２、２３、２４においては、鉄系金属製の歯車と樹脂製の歯車とが交互に配置されることになる。
【００１９】
この内燃機関を車両に搭載するに当っては、クランク軸の軸線を車両の進行方向に直交させるとともに、シリンダヘッドが前方を向くようシリンダ軸を進行方向に沿ってほぼ水平に配置する。すなわち、図１、図２中の符号ｆは車両進行方向（前方）を表わし、図２の左右は車両搭載時もそのまま左右となる。また図１の左右は、車両搭載にはそれぞれ上方、下方を向く。したがって、図１中の第２の中間歯車２２は、他の歯車２０、２１、２３、２４よりも低い位置（下方）に来ることになる。
【００２０】
このような内燃機関において、燃焼室１５に供給された燃料・空気混合気に点火栓１６で点火すると、燃料が爆発的に燃焼してピストン８を押下げる。図示しない給・排気弁を作動させ所定の順序・タイミングで給排気と点火を繰返すことにより、ピストン８が往復動する。ピストン８のこの動きはコネクティングロッド９を介してクランク軸１２の回転となり、更に図示しない車輪に伝達される。クランク軸１２の回転はまた、前記のようにの駆動側歯車２０、中間歯車２１、２２、２３、従動側歯車２４を介してカム軸１７に伝達される。
【００２１】
本実施例の歯車伝動装置では、中間歯車２１、２２、２３の支持軸（２１ｂ等）を弾性体であるＯリング２５を介して保持するので、Ｏリング２５の弾性変形による軸間調整機構で歯車のバックラッシュが除去され、その結果、騒音・振動が低減する。
【００２２】
その場合、支持軸（２１ｂ等）の両端を保持するので、二つの保持部間の距離を大きくとることができ、したがって歯車本体と支持軸との間に弾性部材が設けられた従来のものと比較して、歯車の傾き量が低減され、歯車噛み合い部のずれ（傾きによる局所的面圧上昇）を防止することができる。また、入手容易で安価なＯリングを用いる簡単な構造でありながら、中間歯車の左右の傾きを均一化し、正逆転切換時のように大きな荷重変動が生じる場合においても、騒音を効果的に低減することができる。
【００２３】
本実施例ではまた、樹脂製の中間歯車２１、２３を用いるので、歯車の質量が小さく、Ｏリング２５に加わる負荷が軽減されて、Ｏリングの寿命が長くなる。また金属製歯車と比較して低価格で製造でき、加えて振動や騒音の吸収性能も良好である。
【００２４】
更に本実施例では、高精度が要求される駆動側歯車２０、従動側歯車２４および中間歯車２２は金属製としたので、変形しにくく、歯車伝動装置としての寿命が長く保たれる。
【００２５】
本実施例ではまた、金属製歯車と樹脂製歯車とが交互に配置され、比較的変形しやすい樹脂製歯車同士が直接噛合うことがないので、変形が相乗して加速されることはなく、中間歯車の寿命が長くなる。
【００２６】
また本実施例では、各中間歯車２１、２２、２３の支持軸の一方の端部が、全て同一部材としてのシリンダブロック１によって保持されているので、軸間精度を更に一層向上させることができる。
【００２７】
加えて本実施例では，中間歯車２１、２２、２３のうち、重量の大きい金属製の中間歯車２２が、樹脂製の中間歯車２１、２３よりも低い位置（下方）に配置されているので、長時間の運転停止中に、金属製歯車の重量が樹脂製中間歯車２１、２３の軸受Ｏリングに及ぼす負荷が低減され、したがってＯリングの締め代を最適化して、騒音低減と寿命延長を更に促進することができる。
【００２８】
こうして本実施例によれば、車両用内燃機関の軽量化、騒音・振動の低減、寿命延長、低価格化に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は内燃機関の吸・排気系カム軸の駆動に本発明を適用した一実施例を示し、歯車軸に直交する平面で切断した断面図である。
【図２】図２は図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】図３は図１、図２中の中間歯車２１の支持構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２…シリンダライナ、３…シリンダヘッド、４…ヘッドカバー、５…クランクケース、６…ケースカバー、７…シリンダ孔、８…ピストン、９…コネクティングロッド、１０…ピストンピン、１１…軸受、１２…クランク軸、１２ａ…クランクアーム部、１３…クランクピン、１５…燃焼室、１６…点火栓、１７…カム軸、１７ａ…カム、１８ａ，１８ｂ…軸受、２０…駆動側歯車、２１…中間歯車、２１ａ…歯車本体、２１ｂ…支持軸、２１ｃ…周溝、２２、２３…中間歯車、２４…従動側歯車、２５…Ｏリング。

Claims (6)

1. 駆動側歯車から従動側歯車へ中間歯車を介して動力が伝達される歯車伝動装置において、上記中間歯車の支持軸の両端が歯車収納ケーシングに弾性体を介して保持されたことを特徴とする歯車伝動装置。
2. 上記支持軸の両端を保持する弾性体が同一寸法のＯリングであることを特徴とする請求項１記載の歯車伝動装置。
3. 上記中間歯車が樹脂製であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の歯車伝動装置。
4. 上記駆動側歯車と上記従動側歯車とがいずれも金属製であることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載の歯車伝動装置。
5. 上記中間歯車が複数設けられ、樹脂製中間歯車と金属製中間歯車とが交互に配置されたことを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか記載の歯車伝動装置。
6. 上記駆動側歯車が内燃機関のクランク軸に設けられるとともに、上記従動側歯車が上記内燃機関の吸・排気系カム軸に設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか記載の歯車伝動装置。

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