JPH0438127Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、バツクラツシユを零とした無背隙歯
車装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、通常のかみ合い歯車においては歯車の
製作上の公差や運転中における歯の変形、熱膨
脹、油膜の確保などの理由から、噛み合つている
歯に遊び、すなわち背隙（バツクラツシユ）が与
えられているが、一方ではそのために却つて回転
速度の変動等に基く振動が生じて、その歯車系に
よつて作動する装置の不具合の原因となることも
多い。

例えば内燃機関の動弁機構において２本以上の
カム軸をタイミングギヤを介して同期駆動するよ
うな場合にはタイミングギヤは無背隙であること
が望まれる。

そこで、従来から背隙を零とした歯車装置が多
数提案されている。

斯かる無背隙歯車装置は一般的には相互に僅か
に歯数の異なるメインギヤとサブギヤとから構成
される。メインギヤとサブギヤとは同軸上に重ね
合わせるようにして取り付けられる。サブギヤは
スプリングワツシヤによりメインギヤに相対すべ
り回転自在に押し付けられる。スプリングワツシ
ヤはメインギヤに固設されるスナツプリング等の
止め具により抜け止め固定される。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかるに上述の如き従来の無背隙歯車装置にお
いては、スプリングワツシヤは通常の皿ばねであ
るためサブギヤと皿ばねとの接触部位は皿ばねの
底部外径に対応する真円形状を呈し、いわば単一
の円周に沿つた線接触にすぎない。そのため相対
すべり回転をするサブギヤと皿ばねとの間の接触
面積が極端に小さく圧力が非常に大きくなる。そ
の結果、接触部位での摩耗が激しいという問題を
惹起していた。また以上のことは皿ばねとスナツ
プリングとの間の接触部位についても全く同様に
当て嵌まる。皿ばねあるいはサブギヤが摩耗する
と皿ばねのばね力が低下し、延いてはメインギヤ
とサブギヤとの間にがたが生じがた打ち音が増加
する等の問題につながる。

本考案の目的は上述の如き問題点を解決すべく
スプリングワツシヤと、サブギヤ及びスナツプリ
ングとの接触面積を増やして摩耗を低減し、スプ
リング力の低下を抑えることである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本考案の無背隙歯車
装置は、相互に歯数の異なるメインギヤとサブギ
ヤとを重ね合わせ、サブギヤとメインギヤに取付
けた止め具との間にスプリングワツシヤを介挿し
てサブギヤをメインギヤに相対すべり回転自在に
押し付けて成る無背隙歯車装置において、止め具
並びにサブギヤに接するスプリングワツシヤの端
面部分の形状は、スプリングワツシヤの回転方向
の全周にわたつた部分が止め具並びにサブギヤへ
の接触を途切れることなく維持すると同時に、回
転方向に沿つて止め具並びにサブギヤに対するス
プリングワツシヤの接触位置は半径方向に位置が
変化する形状であることを特徴とする。

〔作用〕

スプリングワツシヤの端面部分の平面形状が円
形の場合には同一円周が常に接触し接触部位は変
化しないが本考案においてはスプリングワツシヤ
の平面形状はスプリングワツシヤの回転方向の全
周にわたつた部分が止め具並びにサブギヤへの接
触を途切れることなく維持すると同時に、回転方
向に沿つて止め具並びにサブギヤに対するスプリ
ングワツシヤの接触位置は半径方向に位置が変化
する形状であるのでスプリングワツシヤとサブギ
ヤあるいは止め具との相対すべり回転接触面が全
周に沿つて接触部が途切れることなく回転に伴つ
て絶えず半径方向に変化し、従つて１ケ所のみが
局部的に摩耗することはなく結果として接触面積
を増大したのと等価となる。

〔実施例〕

以下、本考案の好ましい実施例につき図面を参
照して詳細に説明する。

第１図は本考案に係る無背隙歯車装置を有する
平歯車伝達装置の要部を示すもので、 １は駆動軸（図示せず）に軸支される外歯１ａ
を有する駆動歯車、３はこれに噛合う外歯３ａを
有する従動歯車である。従動歯車３は本考案にお
けるメインギヤを構成する。メインギヤ３は軸５
に一体的に軸支されこれと共に回転自在である。
メインギヤ３は軸方向に延びるボス部４を有し、
該ボス部４上にサブギヤ７がメインギヤ３に重ね
合わせるようにして取付けられる。サブギヤ７の
歯７ａの歯数はメインギヤ３の歯３ａの歯数より
も僅かに多く、メインギヤ３と同様に駆動ギヤ１
に噛み合う。サブギヤ７は例えば皿ばね状のスプ
リングワツシヤ９によりメインギヤ３に押し付け
られるが、サブギヤ７はメインギヤ３に対し相対
すべり回転できる。スプリングワツシヤ９はメイ
ンギヤ３のボス部４に固設されるスナツプリング
１１により抜け止め防止されかつサブギヤ７に押
し付けられる。

いま駆動歯車１が回転して従動歯車（メインギ
ヤ）３にトルクを伝達するとき、両歯車の歯１
ａ，３ａはその歯面１ｂ，３ｂで当接し、この歯
面の反対側歯面間には背隙Ｂが生じる。

ここで駆動歯車１が一定速度で回転し、従動歯
車３側にも負荷の変動がなければ、図において駆
動歯車１の右側歯面１ｂと従動歯車３の左側歯面
３ｂとが常に当接し、両歯車１，３はピツチ円
C₁，C₂上において同一周辺速度で回転するが、
通常はしばしば種々の原因から急激な回転ムラが
生じるため、上記歯面１ｂ，３ｂの反対側歯面に
接触面が瞬間的に移つたりして、両歯車の歯面間
の衝突が繰返されることになる。

しかし駆動歯車１はサブギヤ７とも噛合つてい
るので、サブギヤ７はメインギヤ３よりも歯数の
多い分だけ回転速度が遅くなり、その速度の差は
駆動歯車１側からみれば、歯面１ｂの反対側歯面
がサブギヤ７の歯面７ｂを前記摩擦力に抗して押
し戻すことによつて生じることになる。すなわち
駆動歯車１は歯面１ｂにおいて従動側メインギヤ
３を駆動方向Ａに押しつつ、作用反作用的にはサ
ブギヤ７の歯面７ｂによつて歯面１ｂの反対側歯
面を押される結果、この歯車系は無背隙で回転を
つづけることになる。（第２図参照） 以上の如き無背隙歯車装置においては、従来は
スプリングワツシヤ９の平面形状は円形であるた
めにスプリングワツシヤ９はその外周縁部３１の
真円輪郭３３（第３、４図）によりサブギヤ（ス
ナツプリング１１についても同様）７に線接触
（実際は一定の小幅を有する面接触）するに過ぎ
ない（スナツプリング１１に対しては真円輪郭３
５）すなわち、スプリングワツシヤ９とサブギヤ
７とがその接触面で相対すべり回転するとき該両
者は常に真円輪郭３３で接触し続け、その接触位
置が変化することはない。従つて、真円輪郭３３
のみで激しく摩耗し前述の如き問題を呈してい
た。

そこでこのような問題を解決するために本考案
によればスプリングワツシヤ９の平面形状は非円
形となつている。つまり、スプリングワツシヤ９
とスナツプリング１１あるいはサブギヤ７相対回
転が軸５の軸心を中心とする回転であるというこ
とを考慮して、スプリングワツシヤ９の端面形状
を非円形とすることによりサブギヤ７あるいはス
ナツプリング１１との接触部位を回転に伴つて絶
えず変化させようというものである。非円形の例
としては例えば第３図に示す如きだ円形（輪郭線
のみ４１，４３で示す）、あるいは第４図に示す
如き略三角形（輪郭線のみ５１，５３で図示）、
あるいはその他の多角形状、星形等が考えられ
る。要は真円３３，３５に内接する非円形形状で
あればどのような形状でもよい。

第３図において、好ましくはだ円はサブギヤ７
に接する端面においては真円輪郭３３に内接し、
またスナツプリング１１に接する端面においては
同様に真円輪郭３５に内接する。以上の如く構成
することにより、スプリングワツシヤ９とサブギ
ヤ７あるいはスナツプリング１１との接触部位は
両者の相対回転に伴つて絶えず変化し、従つて特
定の部位が局部的に摩耗することはなくなる。つ
まり、接触部位は従来の真円に沿つた線接触から
第３図に示す斜線部範囲に増大することになる。
斜線部はだ円の大径円と小径円とによつて囲まれ
る部分に等しい。

尚、第３図に示すだ円輪郭の場合にはスプリン
グワツシヤ９がメインギヤ３のボス部４に対して
長円方向に僅かに動き得るのでがたつきを起こす
恐れがある。即ち、だ円の場合にはスプリングワ
ツシヤ９の内径部が第３図に点P₁，P₂で示す２
点でのみしかボス部４に接触しないからそれと直
交する方向（即ち、長円方向）には長円半径と短
円半径との差分だけ相対的に可動となる。このが
たつきは第４図に示す略三角形ないしはその他の
多角形輪郭の場合には解消される。つまり、第４
図においてはスプリングワツシヤ９の内径部はメ
インギヤ３のボス部４に３点P₁，P₂，P₃で接触
するからボス部４に対して一義的に位置決めされ
る。スプリングワツシヤとサブギヤあるいはスナ
ツプリングとの接触部位が相対回転に伴つて変化
し、結果的に接触面積（第４図に斜線で示す領
域）が増大することは第３図の実施例と全く同様
である。

以上の説明においては無背隙歯車装置を被動歯
車としたがこれとは逆に無背隙歯車装置を駆動歯
車として使用することも可能である。

〔考案の効果〕

以上に記載した如く本考案によれば、サブギヤ
をメインギヤに押し付けるスプリングワツシヤの
接触端面形状をスプリングワツシヤの回転方向の
全周にわたつた部分が止め具並びにサブギヤへの
接触を途切れることなく維持すると同時に、回転
方向に沿つて止め具並びにサブギヤに対するスプ
リングワツシヤの接触位置は半径方向に位置が変
化する形状とすることにより該両者間の接触部位
を変化させ、その結果接触面積を増大することが
できるので接触部位での摩耗低減、スプリング力
の低下防止が計れる。そして、スプリングワツシ
ヤの寸法精度及び取り付け寸法の誤差の影響を受
けることがなく前記磨耗低減作用を達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る無背隙歯車装置の横断面
図、第２図は第１図の歯車かみ合い部分の拡大正
面図、第３図及び第４図は本考案において用いら
れるスプリングワツシヤの端面形状の２つの実施
例を示す正面図。 ３……メインギヤ、７……サブギヤ、９……ス
プリングワツシヤ、１１……スナツプリング、４
１，４３……だ円輪郭、５１，５３……略三角輪
郭。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 相互に歯数の異なるメインギヤとサブギヤとを
   重ね合わせ、サブギヤとメインギヤに取付けた止
   め具との間にスプリングワツシヤを介挿してサブ
   ギヤをメインギヤに相対すべり回転自在に押し付
   けて成る無背隙歯車装置において、止め具並びに
   サブギヤに接するスプリングワツシヤの端面部分
   の形状は、スプリングワツシヤの回転方向の全周
   にわたつた部分が止め具並びにサブギヤへの接触
   を途切れることなく維持すると同時に、回転方向
   に沿つて止め具並びにサブギヤに対するスプリン
   グワツシヤの接触位置は半径方向に位置が変化す
   る形状であることを特徴とする無背隙歯車装置。