JPS6235164A - 歯車伝動系のバツクラツシユ低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は１例えば内燃エンジンの動力を、歯車列を介し
てカム軸に伝達する動弁カム軸駆動装置等の歯車伝動系
に適用されるバックラッシュ低減装置に関する。

（従来技術及びその問題点） 一般に上述したような内燃エンジンの動弁カム軸駆動装
置等の歯車伝動系においてはトルク変動があり、該トル
ク変動に起因してバックラッシュが衝撃荷重を急増させ
打音の増加及び伝動系共振での異常荷重による歯車の破
損等の問題を生じる。

斯かる問題を解消するため従来、互いに噛合する駆動側
歯車と被駆動側歯車のうち、少なくともいずれか一方の
歯車を１回転軸に一体回転可能に支持された主歯車と、
該主歯車と同軸に相対回転可能に支持された副歯車とよ
り構成すると共に、これら主歯車と副歯車との間に両歯
車を相対方向に付勢するばねを介装することにより該ば
ねの付勢力により主歯車と副歯車の歯部が相対的にずれ
た状態のところに相手側歯車が挾み込まれる如く噛合さ
れることによりバックラッシュを低減し且つ衝撃力を吸
収し得るようにしたものが公知である。

斯かる従来のものは、トルク変動に対しばね力が弱いと
バックラッシュ低減効果がなくなってしまう。これを防
止するためばね力を強めると、噛合騒音を発生してしま
う。

従って、内燃エンジンに使用される歯車伝動系のように
トルク変動が大幅に変化する歯車伝動系に対して、低回
転から高回転までの全域に亘ってバックラッシュを確実
に低減することは困難であった。

（発明の目的） 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、トルク変動
が大幅に変化する歯車伝動系に対して、低回転から高回
転までの全域に亘ってバックラッシュに起因する噛合騒
音を確実に低減し得るようにした歯車伝動系のバックラ
ッシュ低減装置を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上述の問題点を解決するため本発明は、互いに噛合する
駆動側歯車と被駆動側歯車とを有する歯車伝動系の前記
少なくともいずれか一方の歯車を、回転軸に一体回転可
能に支持された主歯車と、該主歯車と同軸に相対回転可
能に支持された副歯車とより構成すると共に、これら主
歯車と副歯車との回転に伴う遠心力に応じて前記副歯車
をその軸方向に移動せしめる第１手段と、該副歯車の軸
方向への移動をその周方向への移動に変化する第２手段
とを具備し、前記主歯車と副歯車との回転に伴う遠心力
に応じて前記第１及び第２手段の作用で前記副歯車が主
歯車に対して相対的に回動することにより前記駆動側歯
車と被駆動側歯車との間のバックラッシュを低減し得る
ように構成したものである。

（作用） 主歯車と副歯車との回転に伴う遠心力に応じて第１手段
にて前記副歯車が軸方向に移動し、該副歯車の軸方向へ
の移動が第２手段にて回転方向に変換移動することによ
り、即ち、主歯車と福歯車とが相対回転し、被駆動側歯
車との間のバックラッシュを最小限にし、トルク変動が
大幅に変化する歯車伝動系に対して低回転から高回転ま
での全回転域に亘って衝撃打音を確実に低減することが
できる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。第１
図は本発明のバックラッシュ低減装置を備えたＶ型多気
筒エンジンの動弁カム軸駆動装置の側面図で、同図中１
，１′はシリンダ２，２′に嵌装されたピストンで、こ
れらピストン１，１′はコンロッド３，３′を介してク
ランク軸４に連結され、ピストン１，１′の往復運動に
伴いクランク軸４が回転される。該クランク歯車５と噛
合する被駆動側アイドル歯車６、該被駆動側アイドル歯
車６と同軸回転する駆動側アイドル歯車７、該駆動側ア
イドル歯車７と噛合する中間アイドル歯車８．８’　、
これら中間アイドル歯車８，８′に噛合する終段アイド
ル歯車９．９’　、及びこれらの終段アイドル歯車９，
９′に噛合するカム歯車１０，１１．１０’　、１１’
　をそれぞれ介して各シリンダ２，２′の吸入弁１２．
１２’　、及び排気弁１３．１３’の各カム軸１４．１
４’及び１５．１５’にそれぞれ伝達される。このよう
な動弁カム軸駆動装置において互いに噛合する歯車間で
あれば、いずれの歯車でも本発明のバックラッシュ低減
装置は適用し得るものであるが、本実施例においては駆
動側アイドル歯車７と中間アイドル歯車８，８′とに適
用したものである。即ち、第２図及び第３図に示すよう
に駆動側アイドル歯車７は、その回転軸１６に一体回転
可能に支持された主歯車１７と、該回転軸１６に相対回
転可能に支持された副歯車１８とより構成されており。

これら主歯車１７と副歯車１８は互いにその対向面が摺
接した状態となって、被駆動側である中間アイドル歯車
８，８′と噛合している。

前記主歯車１７の副歯車１８との対向面には周方向に等
配して複数（例えば３個）の溝１９が設けられている。

これらの各間１９は互いに総て同−形状で、主歯車１７
の軸方向から見た場合（第２図参照）は四角形状をなし
、その断面形状は第３図に示す如く、底部の略中間部よ
り中心側端の部分は回転軸１６の、！ＩＩＩ線と直交す
る平坦面１９ａで、且つ前記底部の略中間部より外周側
端の部分は該外周側端に向かうに従い漸次副歯車１８側
に向かう傾斜面１９ｂとなっている。

前記主歯車１７の溝１９に対応して前記副歯車１８との
対向面には周方向に等配して前記溝１９と同数の溝２０
が設けられている。これら各間２０は前記主歯車１７の
溝１９と対称形状で、副歯車１８の軸方向から見た場合
は四角形状をなし、その断面形状は第３図に示す如く底
部の略中間部より中心側端の部分は回転軸１６の軸線と
直交する平坦面２０ａで、且つ前記底部の略中間部より
外周側端の部分は該外周側端に向かうに従い漸次主歯車
１７側に向かう傾斜面２０ｂとなっている。

前記主歯車１７の溝１９と副歯車１８の溝２０とは互い
に対向し、これら溝１９と２０との間には短軸コロ状（
球状或は駒形状でもよい。）の重錘部材（第１手段）２
１が介装されている。該重錘部材２１は前記主歯車１７
と副歯車１８との回転に伴う遠心力に応じて外周側に移
動して該副歯車１８をその軸方向に移動せしめるもので
、コイルばね２２により主歯車１７の外周側に付勢され
、両溝１９．２０の傾斜面１９ｂ、２０ｂに当接してい
る。

前記副歯車１８の中心側外側面（反主歯車１７側の面）
と主歯車１７のボス部１７ａの一端側外周面との間には
パッドセレーション（第２手段）２３が設けられている
。該パッドセレーション２３は、前記副歯車１８の軸方
向への移動をその周方向への移動に変換するもので、第
２図乃至第４図に示す如く前記副歯車１８の中央部外側
面に全周に亘って一体に設けた波状歯面部材２３ａと、
前記主歯車１７のボス部１７ａの外周に該ボス部１７ａ
と一体回転自在に設けられ且つ前記一方の波状歯面部材
２３ａと係合する他方の波状歯面部材２３ｂとからなる
。そして、前記副歯車１８の軸方向への移動に伴い一方
の波状歯面部材２３ａの歯の山部が他方の波状歯面部材
２３ｂの歯の斜面部に摺接することにより生じる分力に
て、該副歯車１８がセラシ方向（第２図中時計方向）に
回動し、これにより駆動側アイドル歯車７と皮駆動側ア
イドル歯車８との間のバックラッシュが低減される６次
に、上記構成になる本発明の歯車伝動系のバックラッシ
ュ低減装置の作用を説明する。駆動側歯車である駆動側
アイドル歯車７の主歯車１７と副歯車１８の回転動力は
被駆動側歯車である中間アイドル歯車８に、該中間アイ
ドル歯車８と、主歯車１７との噛合点Ｋを介して伝達さ
れるが、ここで主歯車１７と中間アイドル歯車８との間
の噛合点Ｋにバックラッシュが存在する場合を考える。

各歯車１７，１８．８の回転に伴い重錘部材２１には放
射方向に遠心力が発生し、該重錘部材２１は主歯車１７
の外周側に移動する。該重錘部材２１の移動に伴い副歯
車１８はその軸方向一端側（第３図中右側）に移動され
る。該副歯車１８の移動に伴いこれと一体の一方の波状
歯面部材２３ａの歯の山部が他方の波状歯面部材２３ｂ
の歯の斜面部に摺接することにより生じる分力によって
、主歯車１７と副歯車１８は相対的に回動し、該副歯車
１８はセラシ方向に回動する。また、この回動による付
勢力は重錘部材２１の遠心力、即ち主歯車１７及び副歯
車１８の回転数の２乗に比例し、回転数が低い時はその
回転に応じて主歯車１７と副歯車１８の相対的な付勢力
は少なく、これに伴いセラシカも小さくなり、また回転
数が高まれば、その回転に応じて主歯車１７と副歯車１
８の相対的な付勢力は多くなり、これに伴いセラシカも
大きくなる。

従って、打音がなく衝撃荷重も軽減できると共に、噛合
騒音を発生することがない。

第５図は本発明の第２実施例を示すもので、本実施例は
第２手段及び溝の構成のみが上述の第１実施例と異なる
ものである。即ち、本実施例の第２手段２３１は主歯車
１７のボス部１７ａの外周面に設けたスパイラル状のス
プライン２３ｃと、副歯車１８の内周面に設けられ且つ
前記スプライン２３ｃに摺動自在に係合するスプライン
溝２３ｄとからなる。また、主歯車１７の溝１９□と副
歯車１８の溝２０１は第１実施例の場合の平坦面１９ａ
。

２０ａを有さず、傾斜面１９ｂ、２０ｂを有している。

従って、副歯車１８の軸方向への移動に伴い、スプライ
ン２３ｃとスプライン溝２３ｄとの係合により主歯車１
７と副歯車１８とが相対的に回動され、該副歯車１８は
セラシ方向に回動される。

なお、この第２実施例におけるその他の構成及び作用は
上述した第１実施例と同一であるから図面の同一部分に
同一符号を付してその説明を省略する。

第６図は本発明の第３実施例を示すもので、本実施例は
第２手段、主歯車、副歯車、中間アイドル歯車及び溝の
各構成が上述の第１実施例と異なるものである。即ち、
本実施例の第２手段２３□はヘリカルギヤのヘリカル歯
面にて構成したもので、主歯車１７１と副歯車１８□と
をヘリカルギヤにて構成すると共に、中間アイドル歯車
８□も前記主歯車１７１と副歯車１８□にそれぞれ噛合
する２つのヘリカルギヤ８ａと８ｂとにより構成し、主
歯車１７１の溝１９２及び副歯車１８□の溝２０２は第
２実施例と同様に平坦面を有さず傾斜面１９ｂ。

２０ｂを有している。従って、副歯車１８□の軸方向へ
の移動に伴い、各ヘリカルギヤのヘリカル自体の傾斜面
の噛合による分力にて主歯車１７□と副歯車１８□とが
相対的に回動され、該副歯車１８□はセラシ方向に回動
される。

尚、この第３実施例におけるその他の構成及び作用は上
述した第１実施例と同一であるから図面の同一部分に同
一符号を付してその説明を省略する。

第７図は本発明の第４実施例を示すもので、この実施例
は第２手段の構成及び重錘部材の配設位置が上述の第１
実施例と異なるものである。即ち、本実施例の第２手段
２３３は上述の第２実施例と同様に主歯車１７のボス部
１７ａの外周面に設けたスパイラル状のスプライン２３
ｃと、副歯車１８の内周面に設けられ且つ前記スプライ
ン２３ｃに摺動自在に係合するスプライン溝２３ｄとか
らなる。また副歯車１８の外周面に離間対向させて主歯
車１７のボス部１７ａの一端側外周に主歯車１７と一体
回転し得る如く保持板２４が嵌装されている。前記副歯
車１８の保持板２４との対向面には径方向に沿って係合
溝２５が設けられている。前記保持板２４の副歯車１８
との対向面には径方向に沿って係合溝２６が設けられて
いる。これら係合溝２５．２６は互いに対向し、保持板
２４側の係合溝２６はその底面が外周側に向かうに従い
漸次副歯車１８側に傾斜する傾斜面２６ａとなっている
。これら面係合溝２５．２６相互間に重錘部材２１が介
装され、該重錘部材２１はコイルばね２２により外周側
に付勢されている。従って、主歯車１７と副歯車１８の
回転に伴なう遠心力の作用で重錘部材２１が係合溝２５
，２６相互間を外周側に移動することにより、副歯車１
８は第７図中左側に移動し、該移動に伴ないスプライン
２３ｃとスプライン溝２３ｄとの係合により主歯車１７
と副歯車１８とが相対的に回動され、該副歯車１８はセ
ラシ方向に回動される。

なお、この第４実施例におけるその他の構成及び作用は
上述の第１実施例と同一であるから図面の同一部分に同
一符号を付してその説明を省略する。

第８図は本発明の第５実施例を示すもので、本実施例は
コイルばね２７により副歯車１８を主歯車１７側へ付勢
した点以外は第６図に示す第３実施例と同一であるから
図面の同一部分に同一符号を付してその説明を省略する
。

第９図は本発明の第６実施例を示すもので、本実施例は
主歯車１７と副歯車１８の互いの対向面に第２手段であ
るパッドセレーシ目ン２３３を設けると共に、副歯車１
８の外側面に離間対向させて主歯車１７のボス部１７ａ
の一端側外周に副歯車１８と一体回転し得る如く保持板
２４１を嵌装し、副歯車１８の保持板２４１との対向面
に設けた係合溝２５□と、該保持板２４１の副歯車１８
との対向面に設けた係合溝２６１との間に第１の手段で
ある重錘部材２１を介装した点が、上述の第１実施例と
異なるものである。この第６実施例の場合は、主歯車１
７と副歯車１８の回転に伴う遠心力の作用で重錘部材２
１が係合溝２５□、２６１相互間を外周側に移動するこ
とにより副歯車１８は第９図中左側に移動し、該副歯車
１８の移動に伴いこれと一体の一方の波状歯面部材２３
ａの歯の山部が主歯車１７と一体の他方の波状歯面部材
２３ｂの歯の斜面部に摺接することにより生じる分力に
よって、主歯車１７と副歯車１８は相対的に回動し、該
副歯車１８はセラシ方向に回動する。なお、本実施例に
おけるその他の構成及び作用は上述の第１実施例と同一
であるから図面の同一部分に同一符号を付してその説明
を省略する。

第１０図は本発明の第７実施例を示すもので、本実施例
は主歯車１７□に傾斜面２８を設けると共に、副歯車１
８□に前記傾斜面２８に対応する傾斜面２９を有する係
合突起３０を設け、該係合突起３ｏを前記主歯車１７□
に穿設した窓孔（図示省略）を介して該主歯車１７□の
傾斜面２８に係合させ、該傾斜面２８より外ＪＩＩＪ偏
に位置して前記主歯車１７□と副歯車１８□との対向面
の溝１９３゜２０３内に重錘部材２１を介装した点が、
上述の第１実施例と異なるものである。この第７実施例
においては主歯車１７２と副歯車１８□との回転に伴う
遠心力の作用で重錘部材２１が＃１９．，２０゜相互間
を外周側に移動することにより副歯車１８□は第１０図
中右側に移動し、該副歯車１８□の移動に伴い主歯車１
７□と副歯車１８□は第２手段であるネジスプライン２
３５により相対的に回動し。

該副歯車１８□はセラシ方向に回動する。なお、この第
７実施例におけるその他の構成及び作用は上述した第１
実施例と同一であるから図面の同一部分に同一符号を付
してその説明を省略する。

更に、上記各実施例においては第１手段として、円形コ
ロ状、球状或は駒形状の単一の重錘部材２１にて構成し
たが、これに限られることなく、例えば、ショツトブラ
スト等に用いられる微粒子状の鋼球を多数個、互いに対
向する溝相互間に介装してもよい。また、本発明のバッ
クラッシュ低減装置は、上述の内燃機関の動弁カム軸駆
動装置のみならず、互いに噛合する駆動側歯車と被駆動
側歯車とを有する歯車伝動系であれば、いかなるもので
も適用し得る。

（発明の効果） 以上詳述した如く本発明の歯車伝動系のバックラッシュ
低減装置は、互いに噛合する駆動側歯車と被駆動側歯車
とを有する歯車伝動系の前記少なくともいずれか一方の
歯車を５回転軸に一体回転可能に支持された主歯車と、
該主歯車と同軸に相対回転可能に支持された副歯車とよ
り構成すると共に、これら主歯車と副歯車との回転に伴
う遠心力に応じて前記副歯車をその軸方向に移動せしめ
る第１手段と、該副歯車の軸方向への移動をその周方向
への移動に変換する第２手段とを具備し、前記主歯車と
副歯車との回転に伴う遠心力に応じて前記第１及び第２
手段の作用で前記副歯車が主歯車に対して相対的に回動
することにより、前記駆動側歯車と被駆動側歯車との間
のバックラッシュを低減し得るように構成したことを特
徴とするものである。

従って、トルク変動が大幅に変化する歯車伝動系に対し
て低回転から高回転までの全域に亘ってバックラッシュ
を確実に低減し得、打音を生じることがなく衝撃荷重も
減少し得、全観点域においても噛合騒音を生じない等の
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すバックラッシュ低減装
置を備えたＶ型多気筒内燃エンジンの勘弁カム軸駆動装
置の側面図、第２図は同要部の一部切欠拡大側面図、第
３図は第２図のｍ−■線に沿う断面図、第４図は第３図
のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図、第５図は本発明の第２実
施例を示す要部断面図、第６図は本発明の第３実施例を
示す要部断面図、第７図は本発明の第４実施例を示す要
部断面図、第８図は本発明の第５実施例を示す要部断面
図、第９図は本発明の第６実施例を示す要部断面図、第
１０図は本発明の第７実施例を示す要部断面図である。 ７・・・駆動側アイドル歯車（駆動側歯車）、８゜８’
、８１・・・中間アイドル歯車（被駆動側歯車）、１６
・・回転軸、１７，１７１．１７□・・・主歯車、１８
、１８１．１８２・・・副歯車、２１・・・重錘部材（
第１手段）、２３．２３□〜２３４・・・第２手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、互いに噛合する駆動側歯車と被駆動側歯車とを有す
   る歯車伝動系の前記少なくともいずれか一方の歯車を、
   回転軸に一体回転可能に支持された主歯車と、該主歯車
   と同軸に相対回転可能に支持された副歯車とより構成す
   ると共に、これら主歯車と副歯車との回転に伴う遠心力
   に応じて前記副歯車をその軸方向に移動せしめる第１手
   段と、該副歯車の軸方向への移動をその周方向への移動
   に変換する第２手段とを具備し、前記主歯車と副歯車と
   の回転に伴う遠心力に応じて前記第１及び第２手段の作
   用で前記副歯車が主歯車に対して相対的に回動すること
   により、前記駆動側歯車と被駆動側歯車との間のバック
   ラッシュを低減し得るように構成したことを特徴とする
   歯車伝動系のバックラッシュ低減装置。