JPH1122480A - ギヤ列構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】互いに噛合うはすば歯車間のバックラッシュを
抑制できるようなギヤ列構造を提供する。 【解決手段】ギヤ列構造１はクランクシャフト３と同軸
に取付けられたクランクシャフトギヤ４とこのクランク
シャフトギヤ４と互いに噛合うアイドラギヤ５とこのア
イドラギヤ５と互いに噛合うインジェクションポンプギ
ヤ６と付勢手段７とを備えている。アイドラギヤ５は中
央軸１１の軸線方向に沿って間隔Ｓ１分だけ移動自在に
設けられている。インジェクションポンプギヤ６はポン
プシャフト１４の軸線方向に沿って間隔Ｓ２分だけ移動
自在に設けられている。付勢手段７はケーシング１０と
インジェクションポンプギヤ６との間に設けられた圧縮
ばね１７からなる。圧縮ばね１７は第２の押え板１６を
介してインジェクションポンプギヤ６をスラストＴ４と
逆向きに矢印Ｆ１に沿って付勢している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのクラン
クシャフトと同軸に取付けられたクランクシャフトギヤ
に連動する複数のはすば歯車からなるギヤ列構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のエンジンには、各種のポンプ、
ミキサー及びバキューム装置などの外部装置を駆動する
ため、または燃料噴射弁などのエンジン付随装置を駆動
するために、クランクシャフトと同軸に取付けられたク
ランクシャフトギヤに連動する複数のはすば歯車により
構成されたギヤ列を取付けることがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前述したギヤ列におい
て、これら複数のはすば歯車のうち外部装置または燃料
噴射弁などのエンジン付随装置を駆動するはすば歯車
は、例えば燃料噴射弁の開閉などの外部装置またはエン
ジン付随装置の動作によって、作用する駆動トルクが増
減することがある。

【０００４】このため、ギヤ列を構成するはすば歯車の
相互間及びはすば歯車とクランクシャフトギヤとの間に
存在する遊びによって、はすば歯車の相互間及びはすば
歯車とクランクシャフトギヤとの間にバックラッシュが
生じる。このとき、はすば歯車及びクランクシャフトギ
ヤの歯面が互いにぶつかりあって、歯打ち音などの異音
を生じるという改良すべき余地があった。

【０００５】そこで、はすば歯車同士及びクランクシャ
フトギヤの歯面の相互間に生じる異音を抑制するため
に、前記ギヤ列を構成するはすば歯車にシザースギヤを
用いて、互いに噛合うはすば歯車間に存在する遊びをな
くすることが考えられる。

【０００６】このシザースギヤは、同軸上に一対のギヤ
を設けかつこれらのギヤを軸を中心として互いに逆まわ
りにばねなどによって付勢しているものである。前記一
対のギヤのうち一方のギヤを駆動力を伝達するメインギ
ヤとし、他方のギヤを前述した遊びをなくすサブギヤと
して用いている。

【０００７】前記シザースギヤは、このシザースギヤと
互いに噛合うはすば歯車との間の遊びをなくしてバック
ラッシュを生じさせないことが可能である。しかし、前
述したギヤ列においては、シザースギヤと互いに噛合っ
ていないはすば歯車の相互間に遊びが生じて異音が生じ
ることとなる。

【０００８】すなわち、シザースギヤの場合、ギヤ列の
噛合い箇所の各々に配設しなければならず、シザースギ
ヤを多く必要とした。従って本発明の目的は、クランク
シャフトギヤに連動するはすば歯車を複数有したギヤ列
において、ギヤ列の端部に位置する被駆動ギヤに適用す
るだけで、はすば歯車に作用する駆動トルクが増減して
も、互いに噛合うはすば歯車の間から異音を生じないギ
ヤ列構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するための請求項１に記載の本発明のギヤ列構造に
おいては、付勢手段によってギヤ列の端部に位置する被
駆動ギヤがこの被駆動ギヤに生じるスラスト力と逆向き
に付勢される。このため、この被駆動ギヤからクランク
シャフト側に位置しかつ互いに噛合うはすば歯車及びク
ランクシャフトギヤの歯面が互いに圧接されることとな
る。

【００１０】したがって、複数のはすば歯車及びクラン
クシャフトギヤの相互間に生じるバックラッシュが低減
される。また、前記付勢手段は、スラスト力とは逆向き
の付勢力を発生するので、はすば歯車の回転方向に対し
交差する方向に前記被駆動ギヤを付勢する。このため、
付勢手段は、駆動反力が大きいギヤ列においても、この
駆動反力を上回る大きな付勢力を必要とせず比較的小さ
な付勢力を備えるだけで良い。

【００１１】請求項２に記載の本発明のギヤ列構造は、
付勢手段がスラストプレートを介して前記被駆動ギヤを
付勢するので、付勢手段と被駆動ギヤとの間などに生じ
る摩擦を低減することが可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施形態に
ついて図１から図３を参照して説明する。図１及び図２
に示すように、ギヤ列構造１は、自動車などのエンジン
２に取付けられ、クランクシャフト３と同軸に取付けら
れたはすば歯車からなるクランクシャフトギヤ４と、こ
のクランクシャフトギヤ４に噛合って連動する二つのは
すば歯車５，６と、これらはすば歯車５，６のうちギヤ
列の端部に位置するはすば歯車６を付勢する付勢手段７
とを備えている。

【００１３】本実施形態において、複数のはすば歯車
５，６のうちクランクシャフトギヤ４と互いに噛合うは
すば歯車５をアイドラギヤと呼び、このアイドラギヤ５
と互いに噛合いかつギヤ列の端部に位置するはすば歯車
６を、被駆動ギヤとしてのインジェクションポンプギヤ
と呼ぶ。

【００１４】このインジェクションポンプギヤ６は、エ
ンジンの付随装置の一例としての燃料噴射ポンプ８と接
続している。燃料噴射ポンプ８は、インジェクションポ
ンプギヤ６を介してクランクシャフトギヤ４から伝達さ
れる回転駆動力によって、各シリンダユニット９に対し
所望のタイミングで燃料を噴射するように燃料噴射弁
（図示せず）を開閉する。

【００１５】アイドラギヤ５は、図２に示すように、中
央軸１１に回転自在に設けられている。中央軸１１は、
クランクシャフト３と略平行に設けられかつ前記エンジ
ン２のケーシング１０などに固定されている。

【００１６】また、アイドラギヤ５は、中央軸１１に固
定された第１の止め板１２と第２の止め板１３との間
に、間隔Ｓ１分だけ軸線方向に移動できる状態で挟み込
まれた格好となっている。この止め板１２，１３は、ア
イドラギヤ５を中央軸１１の軸線方向に沿って間隔Ｓ１
分だけ移動自在に保持しかつ前記エンジン２に対して位
置決めしている。

【００１７】なお、前記間隔Ｓ１は、クランクシャフト
ギヤ４とアイドラギヤ５とを組み付けた際に互いの歯面
間に遊びを生じさせた状態から、アイドラギヤ５を中央
軸１１に沿って移動させてクランクシャフトギヤ４とア
イドラギヤ５との歯面を互いに密接させたときに、クラ
ンクシャフトギヤ４とアイドラギヤ５との間にバックラ
ッシュを生じさせない寸法とされている。

【００１８】このように構成されることによって、クラ
ンクシャフトギヤ４には、クランクシャフト３から伝達
される回転駆動力によって、クランクシャフト３及び中
央軸１１に沿った方向に指向する力（スラスト力）Ｔ１
が作用することとなる。

【００１９】インジェクションポンプギヤ６は、燃料噴
射ポンプ８に接続するポンプシャフト１４の端部に設け
られている。ポンプシャフト１４はエンジン２のケーシ
ング１０に対し回転自在でかつクランクシャフト３及び
中央軸１１に対し略平行に設けられている。

【００２０】インジェクションポンプギヤ６は、ポンプ
シャフト１４とともにこのポンプシャフト１４を中心と
して軸回りに回転するようになっている。インジェクシ
ョンポンプギヤ６は、ボルトによって固定されている。
また、ケーシング１０内では、ポンプシャフト１４と一
体成型された第１の押え板１５が配設されている。ポン
プシャフト１４は第１の押え板１５とスラストプレート
としての第２の押え板１６との間を移動可能な状態で位
置決めされている。

【００２１】第２の押え板１６は、インジェクションポ
ンプギヤ６と同軸上に設けられかつポンプシャフト１４
に対し回転自在に設けられている。第２の押え板１６
は、インジェクションポンプギヤ６とともにポンプシャ
フト１４の軸線方向に沿って間隔Ｓ２分だけ移動自在に
設けられている。

【００２２】第２の押え板１６は、付勢手段７として機
能する下記圧縮ばね１７によってインジェクションポン
プギヤ６に向かって押圧されてもインジェクションポン
プギヤ６との間に発生する摩擦を低減してインジェクシ
ョンポンプギヤ６の回転を妨げないように、摩擦係数の
比較的小さな金属などによって構成されている。

【００２３】なお、間隔Ｓ２は、間隔Ｓ１より大きく、
かつアイドラギヤ５とインジェクションポンプギヤ６と
を組み付けた際に互いの歯面間に遊びを生じさせた状態
から、インジェクションポンプギヤ６をポンプシャフト
１４の軸線方向に沿って移動させてアイドラギヤ５とイ
ンジェクションポンプギヤ６との歯面を互いに密接させ
たときに、アイドラギヤ５とインジェクションポンプギ
ヤ６との間にバックラッシュを生じさせない寸法であ
り、さらにアイドラギヤ５がアイドラギヤ５とクランク
シャフトギヤ４との間にバックラッシュを生じさせない
間隔Ｓ１だけ中央軸１１上を移動しても、インジェクシ
ョンポンプギヤ６の移動が追従できる間隔とされてい
る。

【００２４】このように構成されることによって、アイ
ドラギヤ５とインジェクションポンプギヤ６とには、ク
ランクシャフト３からアイドラギヤ５に伝達される回転
駆動力によって、中央軸１１及びポンプシャフト１４の
軸方向に沿った方向に指向した力（スラスト力）Ｔ３，
Ｔ４がそれぞれ作用することとなる。

【００２５】付勢手段７は、エンジン２のケーシング１
０と第２の押え板１６との間に設けられ、かつ前記スラ
スト力Ｔ４と逆向きにインジェクションポンプギヤ６を
付勢する圧縮ばね１７によって構成されている。なお、
この圧縮ばね１７の付勢力は、前記スラスト力Ｔ４より
小さな力となっている。

【００２６】前述した構成によれば、圧縮ばね１７は、
ギヤ列構造１の端部に位置する被駆動ギヤの一例として
のインジェクションポンプギヤ６を、スラスト力Ｔ４と
逆向きに、このスラスト力Ｔ４より小さな力で付勢する
こととなる。

【００２７】このように、圧縮ばね１７は、スラスト力
Ｔ４に抗して図２に示す矢印Ｆ１に沿って回転方向に対
して直交する方向に、インジェクションポンプギヤ６を
付勢する。

【００２８】また、圧縮ばね１７の付勢力によって、イ
ンジェクションポンプギヤ６の歯面がアイドラギヤ５の
歯面に密接されることとなる。前記間隔Ｓ１より間隔Ｓ
２が大きく形成されているため、インジェクションポン
プギヤ６の歯面がアイドラギヤ５の歯面に圧接される
と、インジェクションポンプギヤ６とアイドラギヤ５と
は一体となって、図示中の矢印Ｆ３に沿って付勢される
こととなる。そして、クランクシャフトギヤ４の歯面が
アイドラギヤ５の歯面に圧接されることとなる。

【００２９】このように、圧縮ばね１７は、インジェク
ションポンプギヤ６とアイドラギヤ５との歯が互いに噛
合う際に、面圧を持って噛合っている歯から次の歯へ噛
合い関係が移行するときに、一時的に生じる低面圧状態
をなくすこととなる。すなわち、圧縮ばね１７は、歯面
を互いに圧接してインジェクションポンプギヤ６とアイ
ドラギヤ５との間の遊びをなくするとともに、アイドラ
ギヤ５とクランクシャフトギヤ４との間の遊びをなくす
ることとなる。

【００３０】したがって、燃料噴射弁の開閉によってイ
ンジェクションポンプギヤ６に作用する駆動トルクが増
減しても、ギヤ列を構成するはすば歯車４，５，６の相
互間に生じるバックラッシュを低減する。そして、互い
に噛合うはすば歯車４，５，６の相互間から異音を生じ
ることがない。

【００３１】さらに、前記間隔Ｓ１より間隔Ｓ２を大き
く形成したので、アイドラギヤ５を複数設けた場合、よ
りクランクシャフト３側に位置するアイドラギヤ５の軸
方向の変位を抑制することが出来る。また、第２の押え
板１６がインジェクションポンプギヤ６との間の摩擦を
抑制するスラストプレートで構成されたので、圧縮ばね
１７とインジェクションポンプギヤ６との間の摩擦が低
減する。このため、インジェクションポンプギヤ６の寿
命を延ばすことができる。

【００３２】なお、前記圧縮ばね１７は、図３に示すよ
うに、ケーシング１０の外側に位置しかつインジェクシ
ョンポンプギヤ６を外側から包囲する外側ケーシング１
８と、インジェクションポンプギヤ６との間に設けられ
ても良い。この場合のポンプシャフト１４の端部１４ａ
は、インジェクションポンプギヤ６と外側ケーシング１
８とを貫通し、その端に外径を拡大させた突出部１９を
一体に備えている。

【００３３】圧縮ばね１７は、突出部１９と外側ケーシ
ング１８との間に設けられ、インジェクションポンプギ
ヤ６をスラスト力Ｔ４に抗して矢印Ｆ１に沿って付勢し
ている。この場合も前述した図２に示した場合と同様
に、はすば歯車４，５，６の相互間の遊びをなくしてバ
ックラッシュを低減する。

【００３４】図４は、第２の実施形態を示し、第１の実
施形態と同一構成部分は同符号を付して説明を省略す
る。なお、本実施形態においては、インジェクションン
ポンプギヤ６とアイドラギヤ５との噛合いは前述した第
１の実施形態とは逆向きとなっているため、インジェク
ションポンプギヤ６に作用するスラスト力Ｔ４ａも前記
スラスト力Ｔ４とは逆向きとなっている。

【００３５】図４に示すように、本実施形態のギヤ列構
造２０は、インジェクションポンプギヤ６と外側ケーシ
ング１８との間に付勢手段２１を設けており、この付勢
手段２１は、前記外側ケーシング１８側に配置される圧
縮ばね２２と、インジェクションポンプ６側に配置され
るスラストベアリング２３と、前記圧縮ばね２２とスラ
ストベアリング２３との間に設けられる支持板２４とか
ら構成されている。

【００３６】また、ポンプシャフト１４は、ボビン２５
を設けてケーシング１０に対し回転自在となっている。
このボビン２５は、その両端にフランジ２６，２７を有
している。ボビン２５は、フランジ２６，２７間にケー
シング１０が位置するように形成されているとともに、
このフランジ２６，１７間の間隔をケーシング１０の厚
みより前記間隔Ｓ２分大きく形成されている。

【００３７】このように構成されることによってインジ
ェクションポンプギヤ６は、ポンプシャフト１４の軸線
方向に沿って前記間隔Ｓ２分移動自在となっている。ま
た、アイドラギヤ５は、止め板１２，１３とは隙間を持
たずに嵌込まれている。

【００３８】前述した構成によれば、圧縮ばね２２は支
持板２４とスラストベアリング２３とを介してインジェ
クションポンプギヤ６を、前記スラスト力Ｔ４ａに抗し
て、図示中の矢印Ｆ１ａに沿って付勢することとなる。

【００３９】これにより、インジェクションポンプギヤ
６とアイドラギヤ５との歯は互いに密接する。さらに、
圧縮ばね２２の付勢力によりインジェクションポンプギ
ヤ６はＦ１ａ方向に移動してアイドラギヤ５とクランク
シャフトギヤ４とが密接となるまで、アイドラギヤ５を
回転させる。したがって、前述した第１の実施形態と同
様に、はすば歯車４，５，６の相互間の遊びがなくなっ
てバックラッシュが低減する。このため、燃料噴射弁な
どの開閉によってインジェクションポンプギヤ６に作用
する駆動トルクが増減しても、はすば歯車４，５，６の
相互間から異音を生じることがない。

【００４０】さらに、スラストベアリング２３が支持板
２４とインジェクションポンプギヤ６との間にほとんど
摩擦を発生させないので、インジェクションポンプギヤ
６の寿命の短縮がより抑制されることとなる。

【００４１】図５及び図６は、第４の実施形態を示し、
第１ないし第２の実施形態と同一構成部分は同符号を付
して説明を省略する。なお、本実施形態においても前述
した第２の実施形態と同様に、インジェクションンポン
プギヤ６とアイドラギヤ５との噛合いは前述した第１の
実施形態と逆向きとなっているため、インジェクション
ポンプギヤ６に作用するスラスト力Ｔ４ａも前記スラス
ト力Ｔ４とは反対向きとなっている。

【００４２】図５においては、互いに異なる極の磁石３
４ａ，３４ｂを互いに対向するようにそれぞれケーシン
グ１０とインジェクションポンプギヤ６とに取付けてい
る。図６においては、同じ極の磁石３３，３３を互いに
対向するようにそれぞれ外側ケーシング１８とインジェ
クションポンプギヤ６とに取付けている。

【００４３】本実施形態のギヤ列構造３５において、付
勢手段７は、同じ極の磁石３３，３３（図６に示す）ま
たは互いに異なる極の磁石３４ａ，３４ｂ（図５に示
す）を用いており、同じ極の磁石３３，３３による斥
力、または互いに異なる極の磁石３４ａ，３４ｂの引力
によって、インジェクションポンプギヤ６をスラスト力
Ｔ４ａに抗して図示中の矢印Ｆ１ａに沿って付勢する。

【００４４】本実施形態においても、はすば歯車４，
５，６の相互間の遊びをなくしてバックラッシュを低減
するので、燃料噴射弁などの開閉によってインジェクシ
ョンポンプギヤ６に作用する駆動トルクが増減しても、
はすば歯車４，５，６の相互間から異音を生じることが
ない。また、前記磁石３３，３４ａ，３４ｂは互いに接
触しないので摩耗することがない。

【００４５】なお、本発明は、前記第１ないし第３の実
施形態には制約されるものではなく、図７に示すよう
に、各種ポンプ、ミキサー及びバキュームなどの外部装
置４０などを駆動するために、エンジン２のクランクシ
ャフト３と接続されかつこのエンジン２から外部装置４
０まで駆動力を伝達するギヤ列構造４１として用いられ
ても良い。

【００４６】また、本発明のギヤ列構造における被駆動
ギヤは、前述した燃料噴射ポンプ８の駆動に用いられる
インジェクションポンプギヤ６に限定されるものでな
く、エンジンに取付けられる各種の付随装置を駆動する
はすば歯車としても良い。

【００４７】さらに、クランクシャフトギヤ４と被駆動
ギヤとの間に設けられたアイドラギヤ５を必要に応じて
複数設けても良く、この場合、よりクランクシャフト３
側に位置するアイドラギヤ５の軸方向の変位を抑制する
ことが可能となる。

【００４８】

【発明の効果】請求項１に記載の本発明によると、互い
に噛合うはすば歯車及びクランクシャフトギヤの相互間
に生じるバックラッシュを低減することができるので、
一つのはすば歯車に作用する駆動トルクが増減しても、
互いに噛合うはすば歯車の相互間から異音を生じること
はない。

【００４９】請求項２に記載の本発明によると、請求項
１または請求項２の効果に加え、付勢手段と被駆動ギヤ
との間などに生じる摩擦を低減するので、被駆動ギヤの
寿命の短縮をより抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態のギヤ列構造を用いた
エンジンを示す斜視図。

【図２】図１に示されたｉｉ−ｉｉ線に沿うはすば歯車
同士の噛合いを模式的に示した図。

【図３】同実施形態の付勢手段の変形例を一部断面で示
す側面図。

【図４】この発明の第２の実施形態のギヤ列構造を示す
断面図。

【図５】この発明の第３の実施形態のギヤ列構造を一部
断面で示す側面図。

【図６】この発明の第３の実施形態の付勢手段の変形例
を一部断面で示す側面図。

【図７】ギヤ列構造を備えたエンジンの変形例を示す側
面図。

【符号の説明】

１…ギヤ列構造 ２…エンジン ３…クランクシャフト ４…クランクシャフトギヤ ５…アイドラギヤ（はすば歯車） ６…インジェクションポンプギヤ（被駆動ギヤ） ７…付勢手段 ８…燃料噴射ポンプ（エンジン付随装置） １６…第２の押え板（スラストプレート） Ｔ４…スラスト力

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランクシャフトと同軸に取付けられたク
   ランクシャフトギヤに連動する複数のはすば歯車により
   構成されたギヤ列において、 前記ギヤ列の端部に位置し前記クランクシャフトギヤに
   連動して作動すべきエンジン付随装置を駆動する被駆動
   ギヤと、 前記ギヤ列内で前記被駆動ギヤに生じるスラスト力の方
   向と逆向きの付勢力を前記被駆動ギヤに与える付勢手段
   とを設けたことを特徴とするエンジンのギヤ列構造。
2. 【請求項２】前記付勢手段は、前記被駆動ギヤと同軸に
   配設されたスラストプレートを介して前記被駆動ギヤに
   付勢力を与えることを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載のギヤ列構造。