JPH0996342A - 駆動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの回転変動に伴う歯車とカムシャフ
ト間の衝突音を低減する。 【解決手段】 本発明に係る駆動力伝達装置は、一対の
回転軸１，２に互いに噛合する円錘歯車３，４をそれぞ
れ設け、そのうち少なくとも一方の円錘歯車３をキー、
スプライン等の嵌合部材１ａ，３ａにより軸方向に移動
可能に取り付け、その一方の円錘歯車３が取り付けられ
た回転軸１に、その円錘歯車３を他方の円錘歯車４と噛
み合う方向に軸方向に付勢し且つ嵌合部材１ａ，３ａの
一側面に当接する方向に周方向に付勢する付勢手段９を
設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は駆動力伝達装置に係
り、特にエンジンの吸排気用カムシャフト間での駆動力
伝達に用いられる駆動力伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、狭角バルブを備えたエンジンに
おいては、吸気用カムシャフトと排気用カムシャフトと
の間隔が短いため、カムシャフトそれぞれに設けた歯車
を直接噛合回転させて、一方のカムシャフトから他方の
カムシャフトに駆動力を伝達するようになっている。ま
たエンジンの回転乃至トルク変動による歯打音を低減す
るため、一方の歯車にバックラッシュ除去機構を備え、
バックラッシュをゼロとすることが通常行われている。

【０００３】一般に知られるバックラッシュ除去機構と
しては、一方の歯車をメインギヤとサブギヤ（所謂シザ
ーズギヤ）との２枚に分け、これらギヤ同士をスプリン
グ力により周方向に僅かにずらせて他方の歯車に噛合さ
せるものがある。

【０００４】しかし、バルブ挟み角が小さくなると、歯
車外径が小径となってスプリングも小形化しなければな
らず、この小形化によってバックラッシュ補正量とバネ
荷重との適正な関係が得られなくなってしまう。

【０００５】そこで、特開昭60-234170 号公報及び実開
平1-63575 号公報で示されているように、両歯車を円錘
歯車とし、そのうち一方の歯車を軸方向に付勢するよう
にすれば、適当なスプリングを使用でき上記問題を解決
できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報で
示されたものは、歯車がカムシャフトにキーによって取
り付けられて軸方向に移動できるようになっている。ま
た、歯車が移動できるためには、歯車とカムシャフトと
の嵌合部分にある程度の隙間がなければならない。

【０００７】しかし、この隙間が、エンジンの回転或い
はトルク変動の際に、歯車とカムシャフトとの間に相対
回転運動或いは回転振動をもたらし、特に嵌合部分にお
いて、歯車のキー溝がキーに衝突して衝突音が発生する
という問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の回転軸
に互いに噛合する円錘歯車をそれぞれ設け、そのうち少
なくとも一方の円錘歯車をキー、スプライン等の嵌合部
材により軸方向に移動可能に取り付け、その一方の円錘
歯車が取り付けられた回転軸に、その円錘歯車を他方の
円錘歯車と噛み合う方向に軸方向に付勢し且つ嵌合部材
の一側面に当接する方向に周方向に付勢する付勢手段を
設けたものである。

【０００９】これによれば、付勢手段が、移動可能な円
錘歯車を軸方向に加え周方向にも付勢するため、円錘歯
車を嵌合部材に押し付けて、エンジン回転変動に伴う相
対回転運動を好適に抑制できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下本発明の好適な実施の形態を
添付図面に基づいて詳述する。

【００１１】図１は、本発明に係る駆動力伝達装置を示
す横断平面図である。図示例にあって、吸気用カムシャ
フト１（回転軸）と排気用カムシャフト２（回転軸）と
は、狭角バルブを備えたエンジンのもので互いの距離が
比較的短く平行に配置されている。これらカムシャフト
１，２の端部には、円錘歯車３，４が互いに歯の傾斜を
逆向きにして取り付けられている。排気用カムシャフト
２には図示しないスプロケットが設けられ、このスプロ
ケットはタイミングチェーンを介してクランク軸から駆
動力を伝達される。従って、ここでは排気用カムシャフ
ト２が駆動軸、吸気用カムシャフト１が被駆動軸とな
り、排気用カムシャフト２に取り付けられた円錘歯車４
が駆動側、吸気用カムシャフト１のそれが被駆動側とな
る。その駆動乃至回転方向は図示するように、カムシャ
フト１，２の先端側（図中左側）から見て駆動側が反時
計回り、被駆動側が時計回りである。

【００１２】排気用カムシャフト２には縮径部２ａが形
成され、これに駆動側円錘歯車４が焼きばめ等により完
全に固定されている。

【００１３】一方、図２も参照して、吸気用カムシャフ
ト１の端部には縮径されたスプライン軸部１ａが形成さ
れ、これに被駆動側円錘歯車３のスプライン穴３ａが軸
方向移動可能に嵌合されている。これらスプライン軸部
１ａ及びスプライン穴３ａはスプラインを構成して嵌合
部材を形成する。スプライン部１ａの軸方向長さは円錘
歯車３の厚さに比して長くされる。図３にも詳しく示す
ように、スプライン軸部１ａの外周には等間隔でスプラ
イン歯５及びその間の溝６が形成され、スプライン穴３
ａの内周にもスプライン歯７及びその間の溝８が形成さ
れる。特に、スプライン軸部１ａとスプライン穴３ａと
の嵌合状態は、円錘歯車３の軸方向のスライド移動を許
容する比較的緩いものである。つまりスプライン歯５と
溝８、或いはスプライン歯７と溝６は、互いに嵌合され
たときの状態において、周方向と径方向とに所定の隙間
を形成する。

【００１４】そして、円錘歯車３の軸方向先端側にはコ
イルスプリング９（付勢手段）が圧縮状態にて配置され
ている。コイルスプリング９はスプライン軸部１ａの外
側に被せられてこれを囲繞し、スプライン軸部１ａのさ
らに先端側に突出するねじ部１ｂに皿付ナット１０が締
結されることで圧縮され、円錘歯車３を軸方向の基端側
に付勢する。ここで一般に円錘歯車は、円筒歯車を軸方
向に沿って一次的に転位し歯車形状を円錘台形状に形成
したもので、軸方向に沿った近接離間移動により噛み合
い状態即ちバックラッシュを変化させる。上記によれ
ば、円錘歯車３が他方の円錘歯車４に噛み合う方向に軸
方向に付勢され、よって円錘歯車３は他方の円錘歯車４
に押し付けられ、円錘歯車３，４同士におけるバックラ
ッシュは除去されることになる。

【００１５】加えて、コイルスプリング９の両端には折
曲により軸方向に向けられた係合部９ａ，９ｂが形成さ
れ、これら係合部９ａ，９ｂは皿付ナット１０及び円錘
歯車３の係合穴１０ａ，３ｂに差し込まれている。具体
的には、図２に示すように、スプライン軸部１ａに円錘
歯車３を嵌合した後、コイルスプリング９をスプライン
軸部１ａに嵌合して基端側の係合部９ｂを係合穴３ｂに
差し込み、皿付ナット１０をねじ部１ｂに螺合してその
最終締結の手前で、コイルスプリング９の係合部９ａを
皿付ナット１０の係合穴１０ａに差し込んで、さらに皿
付ナット１０を締め込んで最終締結を行う。ここでねじ
部１ｂ及び皿付ナット１０は右ねじであるので、こうす
ると円錘歯車３は、図１に示す回転方向に周方向に付勢
されることになる。そして図３（ａ）に示すように、円
錘歯車３のスプライン歯７が、スプライン軸部１ａのス
プライン歯５の反回転側の側面５ａに、所定の押圧力を
もって当接されるようになる。

【００１６】次に上記構成の作用について説明する。

【００１７】先ず円錘歯車３，４同士のバックラッシュ
については、前述したように、コイルスプリング９が一
方の円錘歯車３を他方の円錘歯車４に軸方向に押し付け
ることで常に除去でき、これにより円錘歯車３，４同士
の衝突による衝突音を除去することができる。

【００１８】またこれに加え、円錘歯車３が回転方向に
付勢されてスプライン軸部１ａのスプライン歯５に押し
付けられるため、円錘歯車３と吸気用カムシャフト１と
の嵌合部分における衝突音も大巾に除去することができ
る。詳しくは、組付状態において前述のように（図３
（ａ）参照）、円錘歯車３のスプライン歯７が、スプラ
イン軸部１ａのスプライン歯５の反回転側側面５ａに押
し付けられている。この状態で円錘歯車３が回転方向の
駆動力を受けても、スプライン歯７，５同士が既に当接
しているので衝突音は発生しない。

【００１９】次に円錘歯車３が反回転方向の駆動力を受
けたとき、図３（ｂ）に示すように、円錘歯車３のスプ
ライン歯７は、スプライン軸部１ａのスプライン歯５の
反回転側側面５ａからは離れるがその回転側側面５ｂに
は当接乃至衝突しない。逆にいえばそのようにコイルス
プリング９の付勢力（ばね定数、セットフォース等）が
設定されている。これが図３（ｃ）に示すように回転側
側面５ｂに衝突するようだと、或いはそのような比較的
弱い付勢力に設定すると、エンジンの回転乃至トルク変
動により図３（ａ）及び（ｃ）の状態を繰り返し、円錘
歯車３のスプライン歯７はスプライン軸部１ａのスプラ
イン歯５に繰返し衝突して大きな衝突音が発生してしま
う。また逆に付勢力を強くしてスプライン歯７，５同士
を完全密着させるようにすると、こんどはこれらの摩擦
力が摺動抵抗となって円錘歯車３の軸方向のスライド移
動を阻害してしまう。本構成は、これらの中間となる図
３（ａ）及び（ｂ）の状態を繰り返すような最適な付勢
力を与えており、これにより、円錘歯車３とカムシャフ
ト１との相対回転運動或いは回転振動を最小限とし、嵌
合部分での衝突音の大巾な低減を図ると同時に、円錘歯
車３の軸方向の移動を許容してバックラッシュの除去を
図り得るものである。

【００２０】なお、従来のシザーズギヤを備えたバック
ラッシュ除去機構においては、組立時に２枚のギヤをピ
ンで固定してシザーズスプリングの装着を行うが、本構
成はこういったピンが必要なくその取付け・取外しも不
要で、組立てが容易となるメリットがある。またその従
来品は、２枚のギヤを重ねて用いるため歯幅の一部で荷
重を受けるが、本構成は円錘歯車３，４の歯幅全部で荷
重を受けられるため、強度的にも有利である。

【００２１】以上、本発明は上記以外の形態も可能で、
例えば嵌合部材として他にキー、セレーション等が可能
で、付勢手段として板ばね、皿ばね、トーションバー、
ゴム等の弾性体が可能である。また上記構成において、
円錘歯車３の回転方向が逆であれば、ねじ部１ｂ及び皿
付ナット１０に左ねじを用いてコイルスプリング９の付
勢力を逆にするとよい。本発明に係る構成は、エンジン
のカムシャフト部分に限らず他の駆動力伝達系にも適用
できる。そして条件が整えば、複数の回転軸に対してか
かるバックラッシュ除去機構を設けてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２３】（１）エンジンの回転変動に伴う円錘歯車
とカムシャフト間の衝突音を大巾に低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る駆動力伝達装置を示す横断平面図
である。

【図２】本発明に係る駆動力伝達装置を示す分解斜視図
である。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【符号の説明】

１ 吸気用カムシャフト（回転軸） １ａ スプライン軸部（嵌合部材） ２ 排気用カムシャフト（回転軸） ３，４ 円錘歯車 ３ａ スプライン穴（嵌合部材） ９ コイルスプリング（付勢手段）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の回転軸に互いに噛合する円錘歯車
   をそれぞれ設け、そのうち少なくとも一方の円錘歯車を
   キー、スプライン等の嵌合部材により軸方向に移動可能
   に取り付け、その一方の円錘歯車が取り付けられた回転
   軸に、その円錘歯車を他方の円錘歯車と噛み合う方向に
   軸方向に付勢し且つ嵌合部材の一側面に当接する方向に
   周方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする駆
   動力伝達装置。