JPH08303558A - バックラッシュ除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造を簡潔化して低コスト化を図ったバック
ラッシュ除去装置を提供する。 【構成】 相手側のヘリカルギヤ４と噛合するヘリカル
ギヤ５を軸方向に二分割し、その一方のギヤ７を回転軸
２に固定すると共に他方のギヤ８を回転軸２の軸方向に
形成されたスプライン１４に噛合させ、これら双方のギ
ヤ７，８の間にこれらを軸方向に離間させるコイルスプ
リング１９を介設したことを特徴とする。また、上記ヘ
リカルギヤ５の歯数をＮとし、上記スプライン１４の歯
数をｎとしたとき、Ｎ＝ｎ±１とするのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ギヤ装置のバックラッ
シュ（背隙）を除去してギヤ騒音を低減するバックラッ
シュ除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、図７に示すように、バルブ挟み角
θを小さくすべく、吸気および排気カムシャフトａ，ｂ
の軸間距離Ｌを縮めたエンジンが増加してきている。こ
の種のエンジンにおいては、軸間距離Ｌを詰めるため
に、一方のカムシャフトａにドライブギヤｃ（ヘリカル
ギヤ）を設け、他方のカムシャフトｂにこれに噛合する
ドリブンギヤｄ（ヘリカルギヤ）を設けた構造が採用さ
れている。

【０００３】ところで、かかる構造においては、カムシ
ャフトａ，ｂが吸排気弁を開閉する際の抵抗により大き
な負荷変動を伴って回転するため、ドライブギヤｃとド
リブンギヤｄとの噛合部からバックラッシュに基づくギ
ヤノイズ（歯打ち音）が発生する。そこで、図８に示す
バックラッシュ除去装置が開発されるに至っている（実
開平1-116251号公報等）。

【０００４】図示するように、このバックラッシュ除去
装置は、ドリブンギヤｄを軸方向にメインギヤｅとサブ
ギヤｆとに分割し、メインギヤｅをカムシャフトｂに固
定し、サブギヤｆをカムシャフトｂに回転自在に取り付
け、サブギヤｆをギヤディスク内に設けられたスプリン
グｇによってメインギヤｅに対し相対回転するように付
勢したものである。この構成によれば、メインギヤｅと
サブギヤｆとがドライブギヤｃの歯を挟むため、バック
ラッシュが零となり、歯打ち音を防止できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかる構成で
は、サブギヤｆをメインギヤｅに対して周方向に相対回
転させる必要上、スプリングｇをギヤディスク内に周方
向に沿って組み込まなければならない。このためには、
ギヤディスク内に、スプリングｇの一端がメインギヤｅ
に支持され他端がサブギヤｆに支持されるスプリング収
容室ｈを形成しなければならない。従って、構造が複雑
となって、組立工数が増え、高コスト化を招く。

【０００６】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、構造を簡潔化して低コスト化を図ったバックラ
ッシュ除去装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、相手側のヘリカルギヤと噛合するヘリカル
ギヤを軸方向に二分割し、その一方のギヤを回転軸に固
定すると共に他方のギヤを回転軸の軸方向に形成された
スプラインに噛合させ、これら双方のギヤの間にこれら
を軸方向に離間させるコイルスプリングを介設して構成
されている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、他方のヘリカルギヤは、コ
イルスプリングの付勢力により一方のヘリカルギヤから
スプラインに係合して回転軸の軸方向に離間する。ここ
で、これらヘリカルギヤは、双方とも回転軸の軸方向に
対して斜めの歯を有しているため、軸方向に離間する双
方の歯同志の間に相手側のヘリカルギヤの歯を挟み込
む。よって、バックラッシュがなくなる。

【０００９】このように、本発明は、ヘリカルギヤの歯
が回転軸の軸方向に対して斜めに形成されている点を利
用して、従来周方向に加えられていたスプリングによる
付勢力を軸方向に加えるようにしたものである。よっ
て、本発明によれば、単に双方のギヤの間にコイルスプ
リングを介設するのみでバックラッシュをなくすことが
でき、構造が簡潔化し、低コスト化を推進できる。

【００１０】

【実施例】本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

【００１１】図１において、１は図７に示すプーリｉに
よって駆動される駆動側カムシャフトに相当し、２は従
動側カムシャフトである。これらカムシャフト１，２
は、吸排気弁を開閉するためのカム３を有しており、図
示しない軸受を介してシリンダヘッドに回転自在に支持
されている。従動側カムシャフト２は、特許請求の範囲
の回転軸に相当するものである。

【００１２】駆動側カムシャフト１には、駆動側ヘリカ
ルギヤ４が設けられ、従動側カムシャフト２には、駆動
側ヘリカルギヤ４に噛合する従動側ヘリカルギヤ５が設
けられている。駆動側ヘリカルギヤ４は、キー部材６を
介して駆動側カムシャフト１に固定されている。他方、
従動側ヘリカルギヤ５は、軸方向に沿って固定ギヤ７と
移動ギヤ８とに二分割されている。

【００１３】固定ギヤ７は、中央部に穴を有する円板状
のギヤ本体９と円筒状の支持体１０が一体的となって構
成されており、従動側カムシャフト２に圧入されたピン
１１によって回転方向に位置決めされている。ギヤ本体
９には、その外周部にヘリカルギヤ歯１２が形成され、
中央部にリング状に窪んだ第１スプリング収容室１３が
形成されている。他方、支持体１０には、カムシャフト
２の軸方向に沿った雄型スプライン１４が形成されてい
る。

【００１４】雄型スプライン１４には、移動ギヤ８が係
合されている。移動ギヤ８は、中央部に穴を有する円板
体１５からなり、その内周面に雄型スプライン１４と係
合する雌型スプライン１６が形成され、中央部に第１ス
プリング収容室１３と向き合ってリング状に窪んだ第２
スプリング収容室１７が形成され、外周部に固定ギヤ７
のものと同一形状のヘリカルギヤ歯１８が形成されてい
る。

【００１５】互いに向き合うように形成された第１スプ
リング収容室１３と第２スプリング収容室１７とは、そ
の内部にコイルスプリング１９を収容するコイルスプリ
ング室２０を形成する。コイルスプリング室２０内のコ
イルスプリング１９は、図１に示すように、カムシャフ
ト２を中心にして螺旋状に巻回成形されており、図２に
示すように移動ギヤ８を固定ギヤ７から軸方向に離間さ
せる付勢力を発揮する。

【００１６】固定ギヤ７のギヤ歯１２と移動ギヤ８のギ
ヤ歯１８とは、図３に実線で示すようにこれらが軸方向
に所定間隔ｘ（極狭い）が隔てられたときに、位相が合
うようになっている。すなわち、上記雄型および雌型ス
プライン１４，１６は、固定ギヤ７と移動ギヤ８とが上
記間隔ｘに隔てられたときに、これらギヤ７，８のギヤ
歯１２，１８の位相が合うように形成されている。

【００１７】これら固定ギヤ７と移動ギヤ８とからなる
従動側ヘリカルギヤ５は、その移動ギヤ８をコイルスプ
リング１９の付勢力に抗して固定ギヤ７側に近接させた
状態（図２および図３に実線で示す状態）とした後、駆
動側ヘリカルギヤ４のギヤ歯２１に噛合される。

【００１８】以上の構成からなる本実施例の作用につい
て述べる。

【００１９】従動側ヘリカルギヤ５の移動ギヤ８は、コ
イルスプリング１９の付勢力により固定ギヤ７側からス
プライン１４，１６に案内されて軸方向に離間し、図２
および図３中に仮想線で示す状態となる。すると、これ
らギヤ７，８は、双方ともカムシャフト２の軸方向に対
して斜めのギヤ歯１２，１８を有しているため、スプラ
イン１４，１６に案内されて軸方向に離間する移動ギヤ
８のギヤ歯１８が、駆動側ヘリカルギヤ４のギヤ歯２１
に押し付けられる。

【００２０】この状態においては、固定ギヤ７が実質的
に回転力を伝達する機能を発揮し、移動ギヤ８がバック
ラッシュを零にする機能を発揮する。よって、ギヤ４，
５の噛合部におけるバックラッシュがなくなり、バック
ラッシュに基づく歯打ち音を防止できる。このように、
本実施例は、ギヤ７，８の歯１２，１８が軸方向に対し
て斜めに（ヘリカルに）形成されている点を利用して、
従来周方向に加えられていたスプリングによる付勢力を
軸方向に加えるようにしたものである。

【００２１】よって、本実施例によれば、単に双方のギ
ヤ７，８の間にコイルスプリング１９を介設するのみで
バックラッシュをなくすことができ、構造が簡潔化し、
低コスト化を推進できる。また、固定および移動ギヤ
７，８にそれぞれスプリング収容室１３，１７を凹設
し、その内部にコイルスプリング１９を収容したので、
従動側ヘリカルギヤ５の軸方向の寸法を長くすることな
く、歯打ち音を防止するのに十分なコイルスプリング１
９の長さを確保できる。

【００２２】また、軸方向に離間する移動ギヤ８のギヤ
歯１８は、図３に示すように駆動側ヘリカルギヤ４のギ
ヤ歯２１に押し付けられてその離間が規制されるため、
特別のストッパを設ける必要がない。すなわち、駆動側
ヘリカルギヤ４のギヤ歯２１は、移動ギヤ８のギヤ歯１
８のストッパをも兼ねる。

【００２３】ところで、本実施例においては、歯打ち音
を確実に防止するためには、コイルスプリング１９の押
付け力（ギヤ７，８間を広げるためのバネ力）を一定値
に収める必要がある。しかし、コイルスプリング１９の
バラツキ（巻き数、長さ、バネ定数）や各部品の寸法公
差の集積によって、コイルスプリング１９の押付け力が
大きくバラツクことが考えられる。

【００２４】具体的には、図１に示すように移動ギヤ８
を固定ギヤ７のスプライン１４に係合させ、これらギヤ
７，８を図３に示す所定の間隙ｘ（予め定められた位相
が合う間隔）に離間させた際、図４に示すように本来一
致すべき双方のギヤ７，８のギヤ歯１２，１８に位相差
ｙが存在する場合がある。この位相差ｙは、各部品の寸
法公差が悪い方に集積した際に発生し、加工精度上、量
産品には避けられない。かかる位相差ｙが存在すると、
移動ギヤ８がより左方に離間した位置で噛み合うため、
コイルスプリング１９のセットフォースが減少してしま
う。

【００２５】この対策として、シム等による調整も考え
られるが、組立工数の増加を招くため好ましくない。そ
こで、新たに案出されたのが以下の構成である。その構
成とは、上記従動側ヘリカルギヤ５の歯数（＝固定ギヤ
７の歯１２の数＝移動ギヤ８の歯１８の数）をＮとし、
上記スプライン１４の歯数をｎとしたとき、Ｎ＝ｎ±１
とする構成である。

【００２６】例えば、図５に示すように、従動側ヘリカ
ルギヤ５の歯１２，１８の数を３６歯としたとき、スプ
ライン１４の歯数を３５歯（または３７歯）とするので
ある。こうすれば、図６に示すように、外側の従動側ヘ
リカルギヤ５の歯のピッチは360÷36＝10度となり、内
側のスプライン１４の歯のピッチは 360÷35＝10.2857
度となる。よって、１歯ずつズラして噛み合わせること
により、0.2857度（17分08秒）のズレが得られることに
なる。

【００２７】従って、外の歯（従動側ヘリカルギヤ５の
歯）と内の歯（スプライン１４の歯）とをズラして組め
ば、17分08秒ごと（すなわち外の１歯の1/35ごと）に歯
のズレを調整することができる。より一般的にいえば、
（３６０／Ｎ）×（１／ｎ）の位相で噛み合わせ位置を
ズラすことができ、微調節が可能となる。これにより、
組付寸法の軸方向のバラツキを抑え込むことができ、シ
ム等を用いることなくコイルスプリング１９のセットフ
ォースを揃えることができる。

【００２８】なお、かかる微調整は、上記コイルスプリ
ング１９の代わりに固定ギヤ７と移動ギヤ８との間に油
圧ピストン等を組み込んでこれらのギヤ７，８を離間さ
せるようにした機構のバラツキ吸収にも適用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るバック
ラッシュ除去装置によれば、次にような優れた効果を発
揮できる。

【００３０】(1)請求項１記載の発明によれば、双方の
ギヤの間にコイルスプリングを介設するのみでバックラ
ッシュをなくすことができ、構造が簡潔化し、低コスト
化を推進できる。

【００３１】(2)請求項２記載の発明によれば、シム等
を用いることなくコイルスプリングのセットフォースを
微調節でき、量産した際のバラツキを抑えることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すバックラッシュ除去装
置の説明図であり、 (a)は側断面図、 (b)は (a)の I-I
線矢視図である。

【図２】上記バックラッシュ除去装置の側面図である。

【図３】駆動側ヘリカルギヤと従動側ヘリカルギヤとの
噛合部を示す拡大図である。

【図４】従動側ヘリカルギヤの固定ヘリカルギヤと移動
ヘリカルギヤとの位相差を示す図である。

【図５】請求項２に係る発明の一実施例を示す図であ
る。

【図６】図５の外側の歯（従動側ヘリカルギヤ）と内側
の歯（スプライン）との位相差を示す図である。

【図７】バックラッシュ除去装置を備えたエンジンの斜
視図である。

【図８】従来例を示すバックラッシュ除去装置の説明図
であり、 (a)は部分破断正面図、 (b)は (a)の II-II線
断面図である。

【符号の説明】

２ 回転軸としての従動側カムシャフト ４ 相手側のヘリカルギヤとしての駆動側ヘリカルギヤ ５ ヘリカルギヤとしての従動側ヘリカルギヤ ７ 一方のギヤとしての固定ギヤ ８ 他方のギヤとしての移動ギヤ １４ スプライン １９ コイルスプリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 相手側のヘリカルギヤと噛合するヘリカ
   ルギヤを軸方向に二分割し、その一方のギヤを回転軸に
   固定すると共に他方のギヤを回転軸の軸方向に形成され
   たスプラインに噛合させ、これら双方のギヤの間にこれ
   らを軸方向に離間させるコイルスプリングを介設したこ
   とを特徴とするバックラッシュ除去装置。
2. 【請求項２】 上記ヘリカルギヤの歯数をＮとし、上記
   スプラインの歯数をｎとしたとき、Ｎ＝ｎ±１である請
   求項１記載のバックラッシュ除去装置。