JP2982167B2 - シザーズギア付きループ状歯車装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業状の利用分野〕 本発明は、４個以上のギヤからなるシザーズギヤ付き
ループ状歯車装置に関し、特にD.O.H.C形エンジンによ
る吸気カム軸と排気カム軸とを駆動する歯車装置として
好適な、シザーズギヤ付きループ状歯車装置に関する。

〔従来の技術〕

一般にD.O.H.C（Double Over Head Camshaft）形エン
ジンでは、第５図に示すように、吸気弁駆動カム軸（以
下「吸気カム軸」という）２と排気弁駆動カム軸（以下
「排気カム軸」という）３との２本のカム軸を同期して
回転させるために、両カム軸にそれぞれ歯車4,5を取付
けてこれら両歯車を直接噛合わせる構造をとっている。

そして、歯車４と歯車５との噛合におけるバックラッ
シュによる打音をとるため、歯車５として、メインギヤ
5bとサブギヤ5aとの２枚に分割されたシザーズギヤが採
用されている。

なお図中の符号１はD.O.H.C形エンジン、６はエンジ
ン１のクランク軸、７はタイミングベルト、８は吸気カ
ム軸２に取付けられたプーリーをそれぞれ示している。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、上述のような従来のカム軸駆動用歯車装置
では、両カム軸2,3に設けられた歯車４と歯車５とは、
互いに直接噛合わされる構造となっているため、両カム
軸2,3の間隔を広げて、吸排気弁の挟角（以下「バルブ
挟角」という）を広げようとするとき、歯車４および歯
車５は直径の大きなものを用いなければならず、その結
果エンジンの横方向寸法が増すという問題点がある。

本発明はこのような問題点の解決をはかろうとするも
ので、両カム軸に一対のドリブンギヤを取付けて、これ
ら一対のドリブンギヤを駆動用ギヤにそれぞれ噛合わせ
るとともに、同ドリブンギヤの双方にそれぞれ噛合うピ
ニオンを設けてループ状歯車装置を構成することによ
り、上記一対のドリブンギヤを互いに噛合わせることな
くこれらを同期回転できるように構成するとともに、上
記ループ状歯車装置のバックラッシュによる打音の発生
を防止すべく、上記一対のドリブンギヤの一つと上記ピ
ニオンとのいずれか一方をシザーズギヤで構成した、シ
ザーズギヤ付きループ状歯車装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、本発明のシザーズギヤ付
きループ状歯車装置は、駆動用ギヤと、同ギヤにそれぞ
れ噛合うとともにエンジンの一対のカム軸に設けられた
一対のドリブンギヤと、これら一対のドリブンギヤの相
互間で同ドリブンギヤの双方にそれぞれ噛合うピニオン
とをそなえたループ状歯車装置において、上記一対のド
リブンギヤの一つと上記ピニオンとのいずれか一方がシ
ザーズギヤとして構成されたことを特徴している。

〔作用〕

上述の本発明のシザーズギヤ付きループ状歯車装置で
は、一対のドリブンギヤの一つとピニオンとのいずれか
一方がシザーズギヤであり、しかも各歯車がループを構
成しているので、同シザーズギヤの偏倚力の作用によ
り、歯車装置のバックラッシュによる打音を防止するこ
とができる。

また、一対のドリブンギヤは直接噛合わさないので、
上記一対のドリブンギヤ間の間隔を広げた場合でも、そ
れに伴って同一対のドリブンギヤの直径は変更しなくて
もよく、したがって、エンジンの横幅が拡大するのを防
止することができる。

〔実 施 例〕

以下、図面により本発明の実施例について説明する
と、第１図は第１実施例としてのシザーズギヤ付きルー
プ状歯車装置の正面図であり、第２図は第２実施例とし
てのシザーズギヤ付きループ状歯車装置の正面図であ
り、第3,4図は第３実施例としてのシザーズギヤ付きル
ープ状歯車装置を示すもので、第３図はその正面図、第
４図は第３図のIV−IV矢視断面図である。

まず第１実施例について説明すると、第１図におい
て、符号12は、エンジンのクランク軸に連動する駆動軸
22に取付けられた駆動用ギヤを示しており、同駆動用ギ
ヤ12に噛合う一方のドリブンギヤ20が吸気カム軸18に取
付けられている。さらに、上記ドリブンギヤ20に噛合う
ピニオン13が遊動軸23に取付けられて配設されるととも
に、ピニオン13に噛合う他方のドリブンギヤ19が排気カ
ム軸17に取付けられている。ドリブンギヤ19は、駆動用
ギヤ12に噛合って、これらのギヤでループ状の歯車装置
が構成されている。ピニオン13は、２枚に分割されてメ
インギヤ13aとサブギヤ13bとからなり、シザーズスプリ
ング（図示せず）の力でピニオン13に噛合う他の歯車の
歯をはさみ込むことのできるシザーズギヤとして構成さ
れている。図中のピニオン13のハッチングは、歯車の歯
幅を表すものではなく、重ねられたメインギヤ13aとサ
ブギヤ13bとの２枚の歯車を区別するためのもので、ハ
ッチングは裏側に位置するサブギヤ13bを表したもので
ある。

図中の矢印ａはシザーズスプリングによるサブギヤ13
bのメインギヤ13aに対する相対的な付勢方向を示してい
る。

上述の構成により、駆動用ギヤ12が駆動軸22により矢
印Ａ方向へ駆動されて駆動状態（増速運転）にあると
き、ドリブンギヤ20は駆動用ギヤ12に駆動されて矢印Ｂ
方向に駆動され、さらにピニオン13はドリブンギヤ20に
駆動されて矢印Ｄ方向に、またドリブンギヤ19はピニオ
ン13に駆動されて矢印Ｃ方向にそれぞれ駆動されてい
る。このとき、駆動ギヤ12の歯120がドリブンギヤ20の
歯200に点Χで圧接し、またドリブンギヤ20の歯201がピ
ニオン13を構成するメインギヤ13aの歯131に点Ｙで圧接
するとともに、サブギヤ13bの歯133がシザーズスプリン
グの付勢力によりドリブンギヤ20の歯201に圧接し、さ
らに、サブギヤ13bの歯132が、シザーズスプリングの付
勢力によりドリブンギヤ19の歯190に点Ｚで圧縮してそ
れぞれ回転を伝えている。さらに、ドリブンギヤ19の歯
191が駆動用ギヤ12の歯車121に点Ｗで圧接している。

このように、駆動用ギヤ12が増速状態にあるときは、
駆動用ギヤ12は、点Ｗでドリブンギヤ19に接し点Χでド
リブンギヤ20に接していることにより、ドリブンギヤ19
および20によって常時挟まれた状態にある。

この状態から、駆動用ギヤ12が減速運転に変わると、
その瞬間には、同駆動用ギヤ12を除く他の歯車は慣性に
より元の速度で回転を続けようとして、ドリブンギヤ1
9,20は駆動用ギヤ12よりも速い速度で回転しようとす
る。ところが、駆動用ギヤ12は点Ｗおよび点Χでドリブ
ンギヤ19,20によって挟まれている状態にあるので、減
速運転に変わって、ドリブンギヤ19,20が駆動用ギヤ12
よりも速い速度で回転しようとしても、点Ｗでドリブン
ギヤ19の歯191が駆動用ギヤ12の歯121に圧接しているこ
とにより、同歯191が、歯121の周速よりも速い周速で回
転することを抑えられ、同時にドリブンギヤ20の歯201
がピニオン13の歯131に点Ｙで圧接していることによ
り、ドリブンギヤ20の歯200が、駆動用ギヤ12の歯の周
速よりも速い周速で回転することを抑えられることとな
る。このように、駆動用ギヤ12が増速運転の状態にあっ
ても、あるいは減速運転の状態にあっても、駆動用ギヤ
12が一対のドリブンギヤ19,20で挟まれた状態が保たれ
るので、この歯車装置においてはバックラッシュによっ
て打音が発生することはない。また、一対のドリブンギ
ヤ19,20は直接噛合わされないので、上記一対のドリブ
ンギヤ19,20間の間隔を広げた場合でも、それに伴って
同一対のドリブンギヤ19,20の直径は変更しなくてよ
く、エンジンの横幅が拡大するのを防止することができ
る。

次に、第２実施例について説明する。エンジンのクラ
ンク軸に連動する駆動軸22に取付けられた駆動用ギヤ12
に噛合う一方のドリブンギヤ20が吸気カム軸18に取付け
られている。ドリブンギヤ20は、２枚に分割されてメイ
ンギヤ20aとサブギヤ20bとからなり、シザーズスプリン
グ（図示せず）の力で、ドリブンギヤ20と噛合う駆動用
ギヤ12の歯とピニオン13の歯とを、それぞれ挟み込むこ
とのできるシザーズギヤとして構成されている。図中の
ドリブンギヤ20のハッチングは、歯車の歯幅を表すもの
ではなく、重ねられたメインギヤ20aとサブギヤ20bとの
２枚の歯車を区別するためのもので、ハッチングは裏側
に位置するサブギヤ20bを表したものである。図中の矢
印ａはシザーズスプリングによるサブギヤ20bのメイン
ギヤ20aに対する相対的な付勢方向を示している。

ドリブンギヤ20に噛合うピニオン13は、遊動軸23に取
付けられて配設されるとともに、ピニオン13に噛合う他
方のドリブンギヤ19が排気カム軸17に取付けられてい
る。ドリブンギヤ19は、さらに駆動用ギヤ12に噛合っ
て、これらのギヤすなわち駆動用ギヤ12、ドリブンギヤ
20、ピニオン13およびドリブンギヤ19でループ状の歯車
装置が構成されている。

この第２実施例においては、ドリブンギヤ19の歯車
は、第１実施例の場合と同様の点Ｚでピニオン13の歯に
圧接し点Ｗで駆動用ギヤ12の歯に圧接し、これらの点Ｚ
および点Ｗの２点間で挟まれた状態になり、また、ピニ
オン13は、点Ｙでドリブンギヤ20のサブギヤ20bにより
矢印Ｄ方向に圧接される一方、駆動用ギヤ12の歯は、ド
リブンギヤ20のメインギヤ20aとサブギヤ20bとにより挟
まれた状態となり、このような構成により、駆動用ギヤ
12の増速運転および減速運転の両運転時を通して歯車の
バックラッシュによる打音をなくすことができる、とい
う作用・効果が得られる。

また、一対のドリブンギヤ19,20は直接噛合わされな
いので、同一対のドリブンギヤ19,20間の間隔を広げた
場合でも、それに伴って同一対のドリブンギヤ19,20の
直径は変更しなくてよく、エンジンの横幅が拡大するの
を防止することができる。このことは上述の第１実施例
の場合と同様である。

次に、第３実施例について説明する。第３図および第
４図において、ピニオン13が、駆動用ギヤ12と同心状に
エンジンのクランク軸に連動する駆動軸22に遊嵌される
とともに、駆動用ギヤ12に噛合う一方のドリブンギヤ20
が、シザーズギヤとして吸気カム軸18に取付けられてい
る。第３図において、駆動用ギヤ12は、同駆動用ギヤ12
と同軸のピニオン13から区別するためにハッチングで示
されている。これに対し、ドリブンギヤ20は、２枚に分
割されてメインギヤ20aとサブギヤ20bとからなる。第３
図において、ドリブンギヤ20のハッチングは、歯車の歯
幅を表すものではなく、重ねられたメインギヤ20aとサ
ブギヤ20bとの２枚の歯車を区別するためのもので、ハ
ッチングは裏側に位置するサブギヤ20bを表したもので
ある。図中の矢印ａはシザーズスプリングによるサブギ
ヤ20bのメインギヤ20aに対する相対的な付勢方向を示し
ている。

第３図および第４図において、エンジンのクランク軸
に連動する駆動軸22に取付けられている駆動用ギヤ12
は、吸気カム軸18に取付けられたドリブンギヤ20のサブ
ギヤ20bと噛合い、さらにドリブンギヤ20のメインギヤ2
0aがピニオン13と噛合い、同ピニオン13および駆動用ギ
ヤ12が、排気カム軸17に取付けられている他方のドリブ
ンギヤ19と噛合っている。

図中の符号11はエンジンのクランク軸（図示せず）に
連動するスプロケット、14はブッシュ、15は駆動軸22の
ブラケット、16はエンジンのシリンダヘッド、17は排気
カム軸、18は吸気カム軸、21はキー、24はシザーズスプ
リング、矢印ａはシザーズスプリングの付勢方向をそれ
ぞれ示している。

この第３実施例においては、第３図に示すように駆動
用ギヤ12が矢印Ａの向きに駆動されると、駆動用ギヤ12
の歯は、ドリブンギヤ20のサブギヤ20bの歯に点Χで圧
接して、サブギヤ20bを矢印Ｂの向きに回転させる。ド
リブンギヤ20のサブギヤ20bは、上述のようにシザーズ
スプリングによりメインギヤ20aに対して相対的に矢印
ａの向きに付勢されているから、逆にドリブンギヤ20の
メインギヤ20aは、同シザーズスプリングによりサブギ
ヤ20bに対して相対的に矢印ａの向きとは反対の向きす
なわち矢印Ｂの向きに付勢された状態で、サブギヤ20b
と同じ回転方向である矢印Ｂの向きに回転することとな
る。その結果ドリブンギヤ20のメインギヤ20aの歯は、
ピニオン13の点に点Ｙで圧接し、駆動軸22に遊嵌されて
いるピニオン13を矢印Ａの向きに回転させる。ピニオン
13が矢印Ａの向きに回転することによってピニオン13の
歯は、ドリブンギヤ19の歯に点Ｚで圧接し、ドリブンギ
ヤ19を矢印Ｃの向きに回転させる。その際ドリブンギヤ
19の歯は、ピニオン13を介して伝えられるドリブンギヤ
20のシザーズスプリングの付勢作用により、駆動用ギヤ
12の歯に点Ｗで常時圧接している。

このようにして、第３実施例においては、ドリブンギ
ヤ20は点Χで駆動用ギヤ12に常時接すると同時に点Ｙで
ピニオン13に常時接し、ドリブンギヤ19は点Ｚでピニオ
ン13に常時接すると同時に点Ｗで駆動用ギヤ12に常時接
しているので、駆動用ギヤ12の増速運転および減速運転
の両運転時を通して歯車のバックラッシュによる打音を
なくすことができる、という作用・効果が得られる。

また、一対のドリブンギヤ19,20は互いに直接噛み合
わされないので、同一対のドリブンギヤ19,20間の間隔
を広げた場合でも、それに伴って同一対のドリブンギヤ
19,20の直径は変更しなくてよく、エンジンの横幅が拡
大するのを防止することができる。

以上要するに、上述の第１実施例の場合、駆動用ギヤ
12が増速運転の状態にあっても、あるいは減速運転の状
態にあっても、駆動用ギヤ12が一対のドリブンギヤ19,2
0で挟まれた状態に保たれるので、この歯車装置におい
てはバックラッシュは発生せず、したがってバックラッ
シュによって打音が発生することはない。また、一対の
ドリブンギヤ19,20は直接噛合わされないので、上記一
対のドリブンギヤ19,20間の間隔を広げた場合でも、そ
れに伴って同一対のドリブンギヤ19,20の直径は変更し
なくてよく、エンジンの横幅が拡大するのを防止するこ
とができる。

次に第２実施例の場合、ドリブンギヤ19の歯は、点Ｚ
でピニオン13の歯に圧接すると同時に点Ｗで駆動用ギヤ
12の歯に圧接し、これらの点Ｚおよび点Ｗの２点間で挟
まれた状態になり、またピニオン13は、点Ｙでドリブン
ギヤ20のサブギヤ20bにより矢印Ｄの向きに圧接される
一方、駆動用ギヤ12の歯は、ドリブンギヤ20のメインギ
ヤ20aとサブギヤ20bとにより挟まれた状態となり、この
ような構成により、駆動用ギヤ12の増速運転および減速
運転の両運転時を通して歯車のバックラッシュは発生せ
ず、バックラッシュによる打音をなくすことができる。
また、一対のドリブンギヤ19,20は直接噛合わされない
ので、同一対のドリブンギヤ19,20間の間隔を広げた場
合でも、それに伴って同一対のドリブンギヤ19,20の直
径は変更しなくてよく、エンジンの横幅が拡大するのを
防止することができる。

さらに第３実施例の場合、ドリブンギヤ20は点Χで駆
動用ギヤ12に常時接すると同時に点Ｙでピニオン13に常
時接し、ドリブンギヤ19は点Ｚでピニオン13に常時接す
ると同時に点Ｗで駆動用ギヤ12に常時接しているので、
駆動用ギヤ12の増速運転および減速運転の両運転時を通
して歯車のバックラッシュによる打音をなくすことがで
きる。また、一対のドリブンギヤ19,20は互いに直接噛
合わされないので、同一対のドリブンギヤ19,20間の間
隔を広げた場合でもよく、それに伴って同一対のドリブ
ンギヤ19,20の直径は変更しなくてよく、エンジンの横
幅が拡大するのを防止することができる。

以上、本発明をD.O.H.C形エンジンにおける吸気カム
軸と排気カム軸とを駆動する歯車装置を例に説明した
が、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、
これ以外の、４個以上の歯車からなるループ状歯車装置
に適用して同様の作用・効果が得られることはいうまで
もない。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明のシザーズギヤ付きルー
プ状歯車装置によれば、次のような効果ないし利点が得
られる。

（１）一対のドリブンギヤの一つとピニオンとのいずれ
か一方がシザーズギヤで構成されているので、このシザ
ーズギヤが、駆動用ギヤが増速運転にあるときも減速運
転にあるときも、同駆動用ギヤを常に挟むように作用し
て歯車装置におけるバックラッシュが発生せず、したが
って同歯車装置のバックラッシュによる打音の発生を防
止することができる。

（２）一対のドリブンギヤは直接噛合わされないので、
同一対のドリブンギヤ間の間隔を広げてバルブ挟角を広
くするように設計変更しても、それに伴って上記一対の
ドリブンギヤの直径を変更しなくてもすみ、したがって
もとのドリブンギヤがそのまま使用できてコストの面で
有利となるほかに、エンジンの横幅の拡大を防止するこ
とができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本発明の実施例を示すもので、第１図は第
１実施例としてのシザーズギヤ付きループ状歯車装置の
正面図であり、第２図は第２実施例としてのシザーズギ
ヤ付きループ状歯車装置の正面図であり、第3,4図は第
３実施例としてのシザーズギヤ付きループ状歯車装置を
示すもので、第３図はその正面図、第４図は第３図のIV
−IV矢視断面図であり、第５図は従来のD.O.H.C形エン
ジンの要部斜視図である。 12……駆動用ギヤ、13……ピニオン、13a……メインギ
ヤ、13b……サブギヤ、17……排気カム軸、18……吸気
カム軸、19,20……ドリブンギヤ、20a……メインギヤ、
20b……サブギヤ、22……駆動軸、23……遊動軸。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 55/18 F01L 1/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動用ギヤと、同ギヤにそれぞれ噛合うと
   ともにエンジンの一対のカム軸に設けられた一対のドリ
   ブンギヤと、これら一対のドリブンギヤの相互間で同ド
   リブンギヤの双方にそれぞれ噛合うピニオンとをそなえ
   たループ状歯車装置において、上記一対のドリブンギヤ
   の一つと上記ピニオンとのいずれか一方がシザーズギヤ
   として構成されたことを特徴とする、シザーズギヤ付き
   ループ状歯車装置。