JPS6235167A - 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、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ェ低減・　　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、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０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
を吸堅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・ツクラッシュを確
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、教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の互いの対向面に溝を設け、これら
の溝の少なくとも一方は、その軸線が前記歯車の中心と
溝の中心を通る軸線に対して外周側に向かうに従い漸次
傾斜角が可変となる如く傾斜せしめてなり、且つこれら
の互いに対向する溝間に亘って重錘を摺動自在に嵌装し
、前記歯車の回転に伴う遠心力にて前記重錘が前記主歯
車と副歯車とを相対的に回動させるこにより、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
得るようにしたものである。

（作用） 歯車の回転に伴う遠心力の作用で重錘が互いに対向する
連関内で外周側に移動し、該移動に伴い主歯車と副歯車
とが相対的に回動し、当該回転数に適応したセラシカが
与えられて、駆動側歯車と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型子気
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．Ｉ′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。該クランク軸４の回転
はクランク歯車５、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２，２ｔの吸入弁１２．１２’、及び排気弁１
３゜１３“の各カム軸１４．１４’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通用し得るもので
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１日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４（ｌＩｉｌＩ）の細長い直状の
溝１９が形成されている。これら溝１９はその長軸線ｌ
が、該溝１９の中心０と前記主歯車１７の中心０１とを
通る軸線りに対して外周側に向かうに従い漸次傾斜角が
増大する如く全て同一方向に角度θ１だけ傾斜させて配
設されている。これら主歯車１７の溝１９に対応して前
記副歯車１８の主歯車１７との対向面に周方向に等配し
て前記溝１９と同数の溝２０が形成されている。これら
副歯車１８の溝２０は円弧状をなしており、その中心０
２は主歯車１７の溝１９の中心Ｏと互いに合致している
。また、副歯車１８の溝２０の長軸線β１が、該溝２０
の中心０２と副歯車１８の中心０３とを通る軸線Ｌ１に
対して外周側に向かうに従い漸次傾斜角が増大する如く
全て同一方向に角度θ２だけ傾斜させて配設されている
が、その傾斜方向は溝１９と２０は互いに逆方向に設定
されている。一方の溝１９の幅方向−側面が一方の挟持
面Ａとされ且つ他方の溝２０の幅方向−側面が他方の挟
持面Ｂとされている。なお、左右の傾斜角度θ１とθ２
とはθ１＝θ２のみに限られるものではなくθ１＃θ２
或はθ１≠θ２でもよい。また、前記傾斜角度θ１とθ
２は外周側に向かうに従い漸次減少すようにしてもよい
。

これら主歯車１７と副歯車１８の互いに対向する溝１９
と２０との間には重錘２１がそれぞれ摺動自在に嵌装さ
れている。該重錘２１は断面円形コロ状（球状或は駒形
状等でもよい。）をなし、両歯車１７．１８の回転に伴
う遠心力の作用で外周側に移動し、該移動に伴い両歯車
１７．１８は相対的に回動され、当該回転数に適応した
セラシカが与えられるようになっている。

次に、上記構成の本発明の歯車伝動系のバックラッシュ
低減装置の作用を第４図に基づき説明する。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
との回転動力は、被駆動側歯車である中間アイドル歯車
８．８“に、該中間アイドル歯車８，８′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１
７と中間アイドル歯車８，８°の間の噛合点Ｋにバ・ツ
クラッシュが存在する場合を考える。各歯車１７゜１８
は、その回転に伴いトルク変動により中間アイドル歯車
８の一対の歯車の間を振動することとなる。その結果、
各挟持面Ａ、Ｂの周方向の間隔は拡大・縮小を繰り返す
こととなるが、その拡大時に重錘２１は回転軸１６の回
転により生ずる遠心力によって、この両挟詩画Ａ、Ｈの
間に挾み込まれる。即ち、遠心力は主に、重錘２１がバ
ックラッシュを最小にする方向への移動に用いられる。

更に、この両挟詩画Ａ、Ｂ間に挾み込まれた重錘２１は
この両挾詩画Ａ、Ｂの成す角度（挟持角）θ（＝θ１　
＋０２）に応じて軸線中心方向にはじき出す力Ｐと、歯
車の周方向に働く力により生ずる力Ｎと、重錘２１の両
挾詩画Ａ、Ｂとの間の摩擦力Ｆ　（＝μＮ、但しμ：摩
擦係数）との釣り合いによって、重錘２１を略定位置に
保持する如くなる。また、高回転域に移行するに従って
、重錘２１には遠心力が増大し、該遠心力が更に前記力
Ｐに抗して重錘２１を前記両挾詩画Ａ、Ｂ間に保持する
力を増大させるから、トルク変動に抗してバックラッシ
ュ最小の位置で釣り合うこととなり、低回転から高回転
の全域に亘ってバックラッシュに起因する噛合騒音を低
減することができる。

ここで重要なことは重錘２１の釣合条件が両挟詩画Ａ、
Ｂ間の挟持角θ（＝θ１＋０２）及び重錘２１と接触部
摩擦係数μのみの関数で、歯面がら受ける強大な力Ｎに
は関係しないことである。

従って、力Ｐが略ゼロになるように摩擦係数μと挾み角
θを設定すれば前記釣合条件以外の遠心力により生ずる
小さな力で大きなトルク伝達力及びバックラッシュによ
る衝撃荷重を受けることができる。

また、遠心力は回転数の２乗に比例して力が発生するた
め機関のアイドリング近辺で釣合条件を満足するように
挟持角θと摩擦係数μを設定すれば、高回転域になる程
大きな力でバックラッシュを低減することができる。そ
の逆に負荷運転後ケース類の熱膨張分が収縮する方向に
作用した時、歯面のバックラッシュは減少方向となり重
錘は元に戻されようとする。この条件は機関が高負荷後
の長期アイドリング状態か、または停止状態にあると想
定され、即ち、遠心力が小なる領域となり、容易に可逆
的運動をし、過大歯面荷重を発生することなく、機関の
再始動時も適正荷重におけるノーラッシュを保持する。

な省、回転数が高い状態から低い状態に変化するのに伴
う遠心力の減少により重錘２１は、軸線り、Ｌ＋に沿っ
て溝１９．２０内を主歯車１７と副歯車１８の中心側に
移動し易くなるが、その際、溝１９．２０の幅方向両側
縁部が、前記軸線り。

Ｌｌに対してθ１．θ２角度傾斜の最適化により楔作用
が生じて重錘２１の中心側への移動に対して抵抗力が生
じ、主歯車１７と副歯車１８とは徐々に戻り回動するの
でセラシカが急速に減少するということがない。

なお、上記実施例においては本発明のバックラッシュ低
減装置を内燃機関の動弁カム軸駆動装置に適用した場合
について説明したが、これに限られることなく、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、いかなるものでも本発明は適用可能である
。

（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、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の互いの対向
面に溝を設け、これらの溝の少なくとも一方は、その軸
線が前記歯車の中心と溝の中心を通る軸線に対して外周
側に向かうに従い漸次傾斜角が可変となる如く傾斜せし
めてなり、且つこれらの互いに対向する溝間に亘って重
錘を摺動自在に嵌装し、前記歯車の回転に伴う遠心力に
て前記重錘が前記主歯車と副歯車とを相対的に回動させ
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
ても、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、全回転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】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明のバッ
クラッシュ低減装置を備えた■型多気筒エンジンの動弁
カム軸駆動装置の側面図、第２図は同要部の拡大側面図
、第３図は第２図のｍ−ｍ線に沿う断面図、第４図は作
用説明図である。 ７・・・駆動側アイドル歯車（駆動側歯車）、８゜８°
・・・中間アイドル歯車（被駆動側歯車）、１６・・・
回転軸、１７・・・主歯車、１８・・・副歯車、１９゜
２０・・・溝、２１・・・重錘。 出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　　弁理士　渡　部　敏　音 素２困 ｒ′″ｍ じ■

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の互いの対向面に溝を
   設け、これらの溝の少なくとも一方は、その軸線が前記
   歯車の中心と溝の中心を通る軸線に対して外周側に向か
   うに従い漸次傾斜角が可変となる如く傾斜せしめてなり
   、且つこれらの互いに対向する溝間に亘って重錘を摺動
   自在に嵌装し、前記歯車の回転に伴う遠心力にて前記重
   錘が前記主歯車と副歯車とを相対的に回動させることに
   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。