(57)【要約】      （修正有）【課題】  歯車のバックラッシュを適切に調整することができるバックラッシュ調整構造を提供する。【解決手段】  歯車１３を相手歯車と噛み合わせて回転自在に固定系２に固定すると共に、上記歯車を上記相手歯車とのバックラッシュを調整して固定するバックラッシュ調整構造２１であって、上記歯車をオイルクリアランスＯＣを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯と上記相手歯車の軸芯とを結ぶ軸間方向に沿って移動可能に支持された可動軸２２と、その可動軸を上記軸間方向に沿って上記相手歯車と離れる方向に常時付勢する付勢手段と、上記可動軸を、上記軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段２５とを備えてなり、上記可動軸を上記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動させて、上記歯車を上記相手歯車に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動させて噛合させた状態で、上記固定手段により上記可動軸を固定するものである。【選択図】  図４
2006226305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車を相手歯車と噛み合わせて回転自在に固定系に固定すると共に、上記歯車を上記相手歯車とのバックラッシュを調整して固定するバックラッシュ調整構造であって、
上記歯車をオイルクリアランスを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯と上記相手歯車の軸芯とを結ぶ軸間方向に沿って移動可能に支持された可動軸と、その可動軸を上記軸間方向に沿って上記相手歯車と離れる方向に常時付勢する付勢手段と、上記可動軸を、上記軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段とを備えてなり、
上記可動軸を上記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動させて、上記歯車を上記相手歯車に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動させて噛合させた状態で、上記固定手段により上記可動軸を固定することを特徴とするバックラッシュ調整構造。
【請求項２】
上記可動軸は、上記固定系に固定された固定軸に、上記軸間方向に沿って移動可能に支持され、
上記付勢手段は、上記可動軸と上記固定軸との間に設けられたスプリング部材からなる請求項１記載のバックラッシュ調整構造。
【請求項３】
上記可動軸は上記軸間方向に沿った長穴を有し、その長穴に上記固定軸が係合し、上記可動軸が上記軸間方向に沿って移動可能に支持される請求項２記載のバックラッシュ調整構造。
【請求項４】
歯車を相手歯車と噛み合わせて回転自在に固定すると共に、上記歯車を上記相手歯車とのバックラッシュを調整して固定するバックラッシュ調整方法であって、
上記歯車をオイルクリアランスを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯と上記相手歯車の軸芯とを結ぶ軸間方向に沿って移動可能に支持された可動軸と、その可動軸を上記軸間方向に沿って上記相手歯車と離れる方向に常時付勢する付勢手段と、その可動軸を上記軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段とからなるバックラッシュ調整構造を備えてなり、
上記可動軸を上記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動させて、上記歯車を上記相手歯車に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動させて噛合させた状態で、上記固定手段により上記可動軸を固定することを特徴とするバックラッシュ調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車を、バックラッシュを調整して固定するためのバックラッシュ調整構造及びバックラッシュ調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ギヤトレーンなどの歯車を用いた機構が、回転駆動力を伝達する機構として広く使われている。そのギヤトレーンでは、各歯車間にバックラッシュ（歯と歯とのすきま、遊び）を設け、歯車の軸間距離（歯車の回転中心間の距離）誤差や歯車の振れ（偏心）誤差などを吸収するようにしている。
【０００３】
しかし、そのようなバックラッシュは騒音の原因となってしまう。つまり、図８から図１０に示すように、歯車７１、７２が互いに噛み合い回転している時に、その歯車７１、７２にかかる駆動トルクまたは、負荷トルクが変動すると、歯車７１、７２の歯がバックラッシュ分移動して（例えば、図８の状態から図９の状態に移動して）、歯打ち（及び歯面分離）が生じる（図１０参照）。その歯打ちにより騒音が発生し、その騒音が、エンジンなどギヤトレーンが取り付けられる装置の商品性を低減させ、時には大きな問題となる。
【０００４】
歯打ち騒音に対する根源対策は、バックラッシュを詰めることである。一方、バックラッシュをゼロにすると軸間距離誤差や振れ誤差などを吸収できなくなってしまう。
【０００５】
そこで、バックラッシュを除去可能にする装置として、二枚の歯車を軸方向に重ね合わせて一つの歯車として構成した所謂シザースギヤが提案されている。
【０００６】
図１１に示すように、シザースギヤ８１は、軸方向に並べて配置されたメインギヤ８２及びサブギヤ８３と、それらメインギヤ８２及びサブギヤ８３を周方向に付勢するスプリング８４とを備える。
【０００７】
図１２に示すように、シザースギヤ８１は、相手歯車に、メインギヤ８２の歯８５及びサブギヤ８３の歯８６で相手歯車の歯８７を挟み込ませた状態で組み付けられる。それらシザースギヤ８１と相手歯車との作動時には、スプリング８４により、メインギヤ８２の歯８５とサブギヤ８３の歯８６とが相手歯車の歯８７に押し付けられており、負荷トルクや駆動トルクに変動が生じても、歯打ち（及び歯面分離）が起きないようになっている。このようにして歯打ち騒音を低減させている。
【０００８】
その他、歯打ち騒音を防止する発明として、例えば、特許文献１や特許文献２が知られている。
【０００９】
【特許文献１】特開平８−２００４７９号公報
【特許文献２】特開平１０−２９９７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、シザースギヤ８１は、軸方向にメインギヤ８２とサブギヤ８３とが重ね合わされているため、軸方向に広い設置スペースが必要になってしまう。
【００１１】
シザースギヤ８１の軸方向長さは、シザースギヤ８１（メインギヤ８２及びサブギヤ８３）の歯幅により決定され、そのシザースギヤ８１の歯幅は、負荷トルク変動に打ち勝つためのスプリング８４の力と、歯８５、８６の歯面強度とによって決定される。
【００１２】
そのため、シザースギヤを限られたスペースに配置しようとすると、強度上十分な歯幅を確保できなくなってしまうといった問題がある。
【００１３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、歯車の軸間距離を適切に調整すると共に、歯車のバックラッシュを適切に調整することができるバックラッシュ調整構造及びバックラッシュ調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明は、歯車を相手歯車と噛み合わせて回転自在に固定系に固定すると共に、上記歯車を上記相手歯車とのバックラッシュを調整して固定するバックラッシュ調整構造であって、上記歯車をオイルクリアランスを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯と上記相手歯車の軸芯とを結ぶ軸間方向に沿って移動可能に支持された可動軸と、その可動軸を上記軸間方向に沿って上記相手歯車と離れる方向に常時付勢する付勢手段と、上記可動軸を、上記軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段とを備えてなり、上記可動軸を上記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動させて、上記歯車を上記相手歯車に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動させて噛合させた状態で、上記固定手段により上記可動軸を固定するものである。
【００１５】
好ましくは、上記可動軸は、上記固定系に固定された固定軸に、上記軸間方向に沿って移動可能に支持され、上記付勢手段は、上記可動軸と上記固定軸との間に設けられたスプリング部材からなるものである。
【００１６】
好ましくは、上記可動軸は上記軸間方向に沿った長穴を有し、その長穴に上記固定軸が係合し、上記可動軸が上記軸間方向に沿って移動可能に支持されるものである。
【００１７】
上記目的を達成するために本発明は、歯車を相手歯車と噛み合わせて回転自在に固定すると共に、上記歯車を上記相手歯車とのバックラッシュを調整して固定するバックラッシュ調整方法であって、上記歯車をオイルクリアランスを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯と上記相手歯車の軸芯とを結ぶ軸間方向に沿って移動可能に支持された可動軸と、その可動軸を上記軸間方向に沿って上記相手歯車と離れる方向に常時付勢する付勢手段と、その可動軸を上記軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段とからなるバックラッシュ調整構造を備えてなり、上記可動軸を上記付勢手段の付勢力に抗しつつ移動させて、上記歯車を上記相手歯車に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動させて噛合させた状態で、上記固定手段により上記可動軸を固定するものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、歯車の軸間距離を適切に調整することができると共に、歯車のバックラッシュを適切に調整することができるという優れた効果を発揮するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２０】
本実施形態のバックラッシュ調整構造は、例えば、ＯＨＣエンジンのタイミングギヤトレーンに適用される。
【００２１】
ＯＨＣエンジンのタイミングギヤトレーンの概略構造を説明する。
【００２２】
図１及び図２に示すように、ＯＨＣエンジン１は、エンジンブロック２とそのエンジンブロック２の上方にガスケット５を介して配置されたシリンダヘッド４とから構成される。また、ＯＨＣエンジン１には、エンジンブロック２に取り付けられたクランク軸６の動力を、シリンダヘッド４に取り付けられたカム軸８に伝えるためのタイミングギヤトレーン（ギヤトレーン）９が設けられる。
【００２３】
タイミングギヤトレーン９は、クランク軸６に固定されたクランクギヤ１１と、カム軸８に固定されたカムギヤ１５と、それらクランクギヤ１１とカムギヤ１５との間に配置され回動自在に支持された複数のアイドルギヤ１２〜１４とから構成される。それらアイドルギヤ１２〜１４は、クランクギヤ１１側からアイドルＡギヤ１２、アイドルＢギヤ１３、アイドルＣギヤ１４の順に配置される。アイドルＡギヤ１２とアイドルＢギヤ１３とはエンジンブロック２に取り付けられ、アイドルＣギヤ１４はシリンダヘッド４に取り付けられる。
【００２４】
本実施形態のバックラッシュ調整構造は、アイドルＢギヤ１３（歯車）を、アイドルＣギヤ１４（相手歯車）と噛み合わせて回転自在にエンジンブロック２（固定系、壁）に固定する際に、アイドルＣギヤ１４とのバックラッシュを調整して固定するものである。
【００２５】
図３及び図４に示すように、バックラッシュ調整構造２１は、アイドルＢギヤ１３をオイルクリアランスＯＣを介して回転自在に支承すると共に、自身の軸芯ＡＣ１とアイドルＣギヤ１４の軸の軸芯ＡＣ２とを結ぶ軸間方向（図３において紙面表裏方向、図４において左右方向）に沿って移動可能に支持された可動軸２２と、その可動軸２２を軸間方向に沿ってアイドルＣギヤ１４と離れる方向（図４において、左向き）に常時付勢する付勢手段２４（図４参照）と、可動軸２２を、軸間方向上の任意の位置に固定する固定手段２５とを備える。
【００２６】
可動軸２２は、エンジンブロック２に固定された固定軸２６に、軸間方向に沿って移動可能に支持される。可動軸２２は、軸間方向に沿った長穴２８を有し、その長穴２８に略正方形状の固定軸２６が係合する。より具体的には、可動軸２２が、エンジンブロック２の壁面から略垂直に延出する断面略円形に形成され、長穴２８が、その可動軸２２の断面中心（軸芯ＡＣ１）を通り軸間方向に延出する。長穴２８は、長手方向（軸間方向）に隙間２８ａ、２８ｂを介して、かつ幅方向（図３及び図４において上下方向）に当接して固定軸２６に係合する。それにより、可動軸２２が固定軸２６に対して軸間方向に摺動可能となる。
【００２７】
本実施形態の付勢手段２４は、可動軸２２と固定軸２６との間に設けられたスプリング部材からなる。スプリング部材としては、板バネなど様々なものを用いることが可能であり、本実施形態ではコイルバネ２９が用いられる。そのコイルバネ２９は、押付けバネであり、伸縮方向を軸間方向に合わせて可動軸２２の長穴２８内の隙間２８ｂに配置される。コイルバネ２９の一端が、長穴２８を区画する可動軸２２の側面で、アイドルＣギヤ１４から遠い側（図４において左側）の側面２２ａに取り付けられる。また、コイルバネ２９の他端は、一端が取り付けられた可動軸２２の側面２２ａと対向する固定軸２６の側面２６ａに取り付けられる。コイルバネ２９は、可動軸２２の側面２２ａをアイドルＢギヤ１３から離れる方向（図４左向き）に押し付ける。
【００２８】
固定手段２５は、エンジンブロック２と螺合するボルト３１と、そのボルト３１に設けられたスラストベアリング３２とを備える。固定手段２５は、スラストベアリング３２とエンジンブロック２との間に可動軸２２を挟み、ボルト３１を締め付けることで、可動軸２２を固定する。
【００２９】
固定軸２６は、固定手段２５のボルト３１と螺合し軸方向（図３において左右方向、図４において紙面表裏方向）に沿って延出するボルト穴３３を有し、ボルト３１によりエンジンブロック２に固定される。また、固定軸２６は、軸方向に沿って延出するピン穴３４とそのピン穴３４を貫通してエンジンブロック２に挿入される回転止めピン（図示せず）とを有する。その回転止めピンにより、アイドルＢギヤ１３の組み付け時に、可動軸２２と固定軸２６との回転位置が規制され、固定軸２６の向き（すなわち、固定軸２６が支持する可動軸２２の移動方向）を軸間方向に一致させることができる。
【００３０】
次に、図５から図７に基づき本実施形態のバックラッシュ調整方法を説明する。
【００３１】
先ず、図５に示すように、アイドルＢギヤ１３を移動可能に仮固定（仮組み）する。具体的には、アイドルＢギヤ１３を取り付けた可動軸２２を固定軸２６に組み付け、その固定軸２６のピン穴３４に回転止めピンを挿入する。その後、ボルト３１を、可動軸２２がスラストベアリング３２とエンジンブロック２とに挟み込まれない程度にねじ込む。
【００３２】
次に、可動軸２２をコイルバネ２９の付勢力に抗しつつ移動させて、アイドルＢギヤ１３をアイドルＣギヤ１４に向けてバックラッシュがゼロになるまで移動、噛合させ、さらに、その噛合させた状態で、固定手段２５により可動軸２２を固定する（図６参照）。
【００３３】
具体的には、アイドルＢギヤ１３に、軸間方向に沿ってアイドルＣギヤ１４に向かう方向（図５において右向き、矢印ロで示す）の荷重を付加する。その荷重により、可動軸２２及びアイドルＢギヤ１３が、全体的にアイドルＣギヤ１４側（図５中右側）に移動する。その移動時に、可動軸２２が、固定軸２６に固定されたコイルバネ２９によりアイドルＣギヤ１４から離れる方向（図５において左向き、矢印イで示す）に押し付けられ、オイルクリアランスＯＣのアイドルＣギヤ１４側（図５中右側）の間隔が拡がる。本実施形態では、可動軸２２とアイドルＢギヤ１３とが図中左側で当接し、オイルクリアランスＯＣにおける図中右側の間隔が最大限に拡がる（その間隔を図６中αで示す）。また、アイドルＣギヤ１４は、アイドルＢギヤ１３に付加した荷重により、その荷重の付加方向（図６中矢印ハで示す）に押し付けられる。
【００３４】
以上のバックラッシュがゼロかつ、オイルクリアランスＯＣの間隔αが確保された状態で、ボルト３１を締め付けて可動軸２２をスラストベアリング３２とエンジンブロック２との間に挟み込ませる。それにより、可動軸２２が移動不能に固定される。一方、アイドルＢギヤ１３は、オイルクリアランスＯＣの間隔αだけ、アイドルＢギヤ１３から離れる方向（図６中左向きに）に移動することができる。つまり、オイルクリアランスＯＣの間隔αの範囲内で、バックラッシュをゼロよりも大きくすることが可能である。
【００３５】
さらに、アイドルＢギヤ１３を回転させると、図７に示すように、その回転時に、アイドルＢギヤ１３が軸間方向に沿って必要最低限の移動量δだけ適宜移動して、常に最適な値（振れ誤差を吸収できる最小値）Ｂｓにバックラッシュが調整される。
【００３６】
オイルクリアランスＯＣの間隔は、アイドルＢギヤ１３を適切に潤滑でき、かつ振れ誤差を吸収できるような値に設定される。例えば、上述したオイルクリアランスＯＣの最大間隔αを、アイドルＢギヤ１３の最大振れ誤差εの二倍となるように設定する（α＝２ε）。また、オイルクリアランスＯＣの間隔に合わせて、可動軸２２の外径寸法を設定する。
【００３７】
このように本実施形態では、可動軸２２を軸間方向に移動可能に支持することで、軸間距離が調整可能となり、軸間距離誤差を吸収することができる。つまり、振れ誤差のみを考慮してバックラッシュを設定すればよく、バックラッシュをより小さく設定することができる。
【００３８】
また、アイドルＢギヤ１３の組み付け時に、バックラッシュをゼロにし、かつオイルクリアランスＯＣのアイドルＣギヤ１４側の間隔αを確保しておくことで、アイドルＢギヤ１３のバックラッシュを、間隔αの範囲内で調整することができ、振れ誤差を吸収することができる。
【００３９】
さらに、ＯＨＣエンジン１では、エンジンブロック２とシリンダヘッド４との間に設けられたガスケット５の厚さのバラツキにより軸間距離誤差が生じるが、その場合にも、本実施形態により、バックラッシュを小さくすることができるので、歯打ち騒音、ひいてはエンジン騒音を低減させることができる。
【００４０】
また、シザースギヤに比べてコンパクトなので、設置スペースを容易に確保することができる。
【００４１】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。
【００４２】
例えば、コイルバネとして引張りバネを用いて、その引張りバネを長穴２８のアイドルＢギヤ１３側の隙間２８ａに配置してもよい。
【００４３】
また、本発明は、ＯＨＣエンジンのタイミングギヤトレーンに限定されず、様々なものに適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】ＯＨＣエンジンのギヤトレーンの概略図を示す。
【図２】図１の正面図を示す。
【図３】本発明に係る一実施形態によるバックラッシュ調整構造の断面図を示す。
【図４】図３の正面図を示す。
【図５】（ａ）は、本実施形態のバックラッシュ調整構造の断面図を示し、（ｂ）は、図５（ａ）の正面図を示す。
【図６】（ａ）は、本実施形態のバックラッシュ調整構造の断面図を示し、（ｂ）は、図６（ａ）の正面図を示す。
【図７】（ａ）は、本実施形態のバックラッシュ調整構造の断面図を示し、（ｂ）は、図７（ａ）の正面図を示す。
【図８】歯打ちを説明するための図であり、歯車の歯の拡大図を示す。
【図９】歯打ちを説明するための図であり、歯車の歯の拡大図を示す。
【図１０】負荷トルクの変動と歯打ちの関係図を示す。
【図１１】（ａ）は、従来のシザースギヤの断面図を示し、（ｂ）は、図１１（ａ）の正面図を示す。
【図１２】従来のシザースギヤの歯の拡大図を示す。
【符号の説明】
【００４５】
２  エンジンブロック（固定系）
１３  アイドルＢギヤ（歯車）
１４  アイドルＣギヤ（相手歯車）
２１  バックラッシュ調整構造
２２  可動軸
２４  付勢手段
２５  固定手段
【図１】
2006226305.tif 000003
【図２】
2006226305.tif 000004
【図３】
2006226305.tif 000005
【図４】
2006226305.tif 000006
【図５】
2006226305.tif 000007
【図６】
2006226305.tif 000008
【図７】
2006226305.tif 000009
【図８】
2006226305.tif 000010
【図９】
2006226305.tif 000011
【図１０】
2006226305.tif 000012
【図１１】
2006226305.tif 000013
【図１２】
2006226305.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月15日(2005.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2006226305.tif 000015
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2006226305.tif 000016