JP4191448B2 - 歯車伝動装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、第1軸線まわりに回転することを可能として支持体に支承される第1歯車と、第1軸線よりも上方の第2軸線まわりに回転することを可能として前記支持体に支承されるとともに第1歯車に噛合する第2歯車とを備える歯車伝動装置に関し、特に、第1および第2歯車間のバックラッシュを抑制するための歯車伝動装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、たとえばエンジンの出力を変速機に伝達するために上下に配置された一対の歯車を相互に噛合させて成る歯車伝動装置が知られている(たとえば特許文献1参照。)。
【0003】
【特許文献1】
実公昭62−7875号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような歯車伝動装置では、歯打ち音の発生を抑制するためにバックラッシュを小さく抑えることが望ましいが、上記従来のものでは、各歯車の回転中心を支持体側で設定される第1および第2軸線に合わせるように寸法を厳密に設定した上で、バックラッシュの管理を行なうようにしており、寸法精度を向上する必要がある。
【0005】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、寸法精度を比較的粗く設定することを可能としつつバックラッシュを小さく抑制するようにした歯車伝動装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、第1軸線を中心とする第1軸孔と、その第1軸線よりも上方の第2軸線を中心とする第2軸孔とが支持体に相互に離間して設けられ、その第1軸孔に第1軸線まわりに回転することを可能として第1歯車が、また第2軸孔に第2軸線まわりに回転することを可能として第2歯車がそれぞれ支承され、その第1および第2歯車が互いに噛合する歯車伝動装置において、第2歯車の上半部は、他の歯車と噛合状態にはなく、第1軸孔と第1歯車との間には、第1および第2歯車への荷重非作用状態での第1軸線に対する第1歯車の回転中心の上下方向でのずれを許容するがたが設けられると共に、第2軸孔と第2歯車との間には、前記荷重非作用状態での第2軸線に対する第2歯車の回転中心の上下方向でのずれを許容するがたが設けられ、第1,第2歯車間に大きな荷重が作用しない運転状態での第1,第2歯車間のバックラッシュを小さくして歯打ち音の発生を抑制するために、前記荷重非作用状態での第2軸線に対する第2歯車の回転中心の、重力による上下方向でのずれ量が、前記荷重非作用状態での第1軸線に対する第1歯車の回転中心の、重力による上下方向でのずれ量よりも大きく設定されることを特徴とする。
【0007】
このような構成によれば、第1および第2歯車に荷重が作用していない静的な状態では、上方の第2歯車の回転中心の第2軸線から下方への、重力によるずれ量が、下方の第1歯車の回転中心の第1軸線から下方への、重力によるずれ量よりも大きくなり、第1および第2歯車の回転中心間の距離が第1および第2軸線間の距離よりも小さくなり、バックラッシュが小さくなる。これにより、第1および第2歯車に大きな荷重が作用しない運転状態では第1および第2歯車間のバックラッシュを小さく抑えて歯打ち音の発生を極力抑制することができ、しかもバックラッシュを小さく抑えるにあたって寸法精度を向上することは不要である。
【0008】
また請求項2の発明は、請求項1の発明の前記特徴に加えて、前記第1歯車が、前記第1軸孔に回転自在に嵌合、支承される第1のシャフトに一体に形成され、前記第2歯車が、前記第2軸孔に嵌合、支承される第2のシャフトの外周に相対回転可能に嵌合、支承されることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて説明する。
【0010】
図1〜図5は本発明の一実施例を示すものであり、図1はエンジンの正面図、図2は図1の2−2線断面図、図3は図2の3−3線断面図、図4は第1および第2歯車の回転中心間の距離演算を説明するための図、図5はがたの大きさに応じたせり音および歯打ち音の変化を示す図である。
【0011】
先ず図1において、この多気筒エンジンのエンジンブロック5は、水平線HLに対して傾斜したシリンダ軸線を有するとともに、その下部にケース半部5aを一体に備えており、ケース半部5aに下部ケース半体6が結合されることでクランクケース7が構成される。またエンジンブロック5の上部にシリンダヘッド8が結合され、クランクケース7のケース半体6にはオイルパン9が結合される。
【0012】
図2および図3を併せて参照して、クランクケース7に設けられる複数のジャーナル壁10,10…には、第1軸線C1を中心とする複数の第1軸孔11,11…が同軸にそれぞれ設けられており、それらの第1軸孔11,11…との間に滑り軸受12,12…を介在させるようにして、クランクシャフト13が各ジャーナル壁10,10…で回転自在に支承される。
【0013】
クランクシャフト13の軸方向に沿う一端側のジャーナル壁10から突出したクランクシャフト13の一端部には、オーバーランニングクラッチ17が装着されており、始動モータ14からの動力は減速歯車列15、リングギヤ16およびオーバーランニングクラッチ17を介してクランクシャフト13に入力されることになる。
【0014】
減速歯車列15は、始動モータ14の出力軸41に固定されるピニオン42と、該ピニオン42に噛合する大径歯車43と、大径歯車43と一体に回転する小径歯車44と、小径歯車44に噛合するアイドル歯車45と、アイドル歯車45に噛合するようにしてオーバーランニングクラッチ17のクラッチインナ17aに固着されるリング歯車16とを備え、大径歯車43および小径歯車44は、クランクケース7およびカバー39によって回転自在に支承される回転軸46の両端部にそれぞれ固着されており、アイドル歯車45は、クランクケース7およびカバー39で支持される支軸47で回転自在に支承される。
【0015】
また前記一端側のジャーナル壁10および前記オーバーランニングクラッチ17間でクランクシャフト13には、駆動スプロケット18が固定される。
【0016】
一方、シリンダヘッド8には、動弁装置の一部を構成する一対のカムシャフト19,20が前記クランクシャフト13と平行な軸線まわりに回転可能に支承されており、前記駆動スプロケット18と、前記両カムシャフト19,20にそれぞれ固定される被動スプロケット21,22と、駆動スプロケット18および被動スプロケット21,22に巻き掛けられるカムチェーン23とで、両カムシャフト19,20にクランクシャフト13からの動力を1/2に減速して伝達するための調時伝動機構24が構成される。
【0017】
前記クランクシャフト13の動力は、クランクシャフト13と平行にして該クランクシャフト13の斜め上方に配置されるメインシャフト25と、該メインシャフト25と平行な軸線を有してメインシャフト25の斜め下方に配置されるカウンタシャフト26とを備えてクランクケース7内に収容される変速機27に伝達される。
【0018】
メインシャフト25の一端側は、第1軸線C1と平行な第2軸線C2を中心としてクランクケース7に設けられた第2軸孔28を貫通するものであり、メインシャフト25の外面および第2軸孔28の内面間にはボール軸受29が介装される。このボール軸受29から突出した部分でメインシャフト25には、発進クラッチ30のクラッチインナ31が相対回転不能に結合される。
【0019】
また前記一端側のジャーナル壁10よりも内側でクランクシャフト13には、第1歯車である駆動歯車33が一体に形成され、第2歯車である被動歯車34がメインシャフト25に相対回転自在に支承されるとともに駆動歯車33に噛合される。
【0020】
被動歯車34に対応する部分でメインシャフト25には円筒状のスリーブ35が軸方向の相対移動を阻止されるようにして装着されており、被動歯車34および前記スリーブ35間にローラ軸受36が介装されている。
【0021】
前記被動歯車34は、前記発進クラッチ30のクラッチアウタ32にダンパばね37および弾性材38を介して連結されるものであり、発進クラッチ30が接続状態となったときに、クランクシャフト13からの動力が駆動歯車33、被動歯車34および発進クラッチ30を介してメインシャフト25に伝達されることになる。
【0022】
前記調時伝動機構24の一部および発進クラッチ30等を覆うようにして、エンジンブロック5およびケース半体6の端壁にはカバー39が結合される。
【0023】
ところで、複数の第1軸孔11,11…の中心である第1軸線C1まわりに回転することを可能としてクランクケース7に支承される第1歯車としての駆動歯車33と、第1軸線C1よりも上方の第2軸線C2すなわち第2軸孔28の中心まわりに回転することを可能として前記クランクケース7に支承される第2歯車としての被動歯車34は、相互に噛合されて本発明に従う歯車伝動装置を構成するものである。
【0024】
このような歯車伝動装置において、図4で示すように、駆動および被動歯車33,34への荷重非作用状態での第2軸線C2に対する被動歯車34の回転中心R2の上下方向でのずれ量δ2が、前記荷重非作用状態での第1軸線C1に対する駆動歯車33の回転中心R1の上下方向でのずれ量δ1よりも大きく設定される。
【0025】
たとえば駆動歯車33側のずれ量δ1は、滑り軸受12でのがたを例えば20〜30μmとすると10〜15μmであり、それに対してクランクケース7およびメインシャフト25間のがたを例えば0〜30μmとし、ローラ軸受36でのがたを例えば15〜45μmとすることで全体のがたは例えば15〜75μmとなり、被動歯車34側のずれ量δ2は7.5〜37.5μmとなるので、そのような範囲でずれ量δ2>ずれ量δ1となるように、前記各部のがたを設定すればよい。このようなずれ量δ1,δ2の差を生じさせるために、この実施例では、たとえば被動歯車34およびメインシャフト25間に介装されているスリーブ35の外径もしくは内径が調節される。
【0026】
ところで、第1および第2軸線C1,C2間の水平方向の距離をL、上下方向の距離をHとしたときに、第1および第2軸線C1,C2間の距離AXCは、
AXC=(L2 +H2 )1/2
で得ることができる。それに対し、荷重非作用状態で駆動および被動歯車33,34の回転中心が第1および第2軸線C1,C2から下方にそれぞれδ1,δ2だけ重力によってずれたときの両回転中心R1,R2間の距離AXRは、
AXR={L2 +(H+δ1−δ2)2 }1/2
で得ることができる。しかもδ1<δ2であるので、AXR<AXCである。
【0027】
このように荷重非作用状態で駆動および被動歯車33,34の回転中心R1,R2が第1および第2軸線C1,C2から下方にそれぞれδ1,δ2だけ重力によってずれたときの両回転中心R1,R2間の距離AXRが、第1および第2軸線C1,C2間の距離AXCよりも小さくなることにより、駆動および被動歯車33,34に荷重が作用していない静的な状態では、バックラッシュが小さくなる。
【0028】
したがって駆動および被動歯車33,34に大きな荷重が作用しない運転状態では駆動および被動歯車33,34間のバックラッシュを小さく抑えて歯打ち音の発生を極力抑制することができ、しかもバックラッシュを小さく抑えるにあたって寸法精度を向上することは不要である。
【0029】
ところで、歯車伝動装置の作動に伴って生じる音としては、歯打ち音と、せり音とがあり、図5で示すように、がたが大きくなるのに応じて歯打ち音が大きくなるのに対して、せり音はがたが大きくなるのに応じて小さくなるものであり、歯打ち音およびせり音がともに小さくなるように、がたの大きさ、すなわち前記ずれ量δ1,δ2を図5の斜線で示す範囲に設定する必要がある。
【0030】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【0031】
たとえば上記実施例では、クランクシャフト13と、変速機27のメインシャフト25との間の歯車伝動装置に適用した場合について説明したが、本発明は、第1歯車と、第1歯車よりも上方に配置されて第1歯車に噛合される第2歯車とが共通の支持体に回転自在に支承される歯車伝動装置について広く適用可能である。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、第1および第2歯車に荷重が作用していない静的な状態では、上方の第2歯車の回転中心の第2軸線から下方への、重力によるずれ量が、下方の第1歯車の回転中心の第1軸線から下方への、重力によるずれ量よりも大きくなるため、第1および第2歯車の回転中心間の距離が第1および第2軸線間の距離よりも小さくなり、バックラッシュが小さくなる。その結果、第1および第2歯車に大きな荷重が作用しない運転状態では第1および第2歯車間のバックラッシュを小さく抑えて歯打ち音の発生を極力抑制することができ、しかもバックラッシュを小さく抑えるにあたって寸法精度を向上することは不要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エンジンの正面図である。
【図2】 図1の2−2線断面図である。
【図3】 図1の3−3線断面図である。
【図4】 第1および第2歯車の回転中心間の距離演算を説明するための図である。
【図5】 がたの大きさに応じたせり音および歯打ち音の変化を示す図である。
【符号の説明】
7・・・・支持体としてのクランクケース
11・・・第1軸孔
13・・・クランクシャフト
25・・・メインシャフト
28・・・第2軸孔
33・・・第1歯車としての駆動歯車
34・・・第2歯車としての被動歯車
C1・・・第1軸線
C2・・・第2軸線
R1・・・第1歯車の回転中心
R2・・・第2歯車の回転中心
Claims (2)
- 第1軸線(C1)を中心とする第1軸孔(11)と、その第1軸線(C1)よりも上方の第2軸線(C2)を中心とする第2軸孔(28)とが支持体(7)に相互に離間して設けられ、その第1軸孔(11)に第1軸線(C1)まわりに回転することを可能として第1歯車(33)が、また第2軸孔(28)に第2軸線(C2)まわりに回転することを可能として第2歯車(34)がそれぞれ支承され、その第1および第2歯車(33,34)が互いに噛合する歯車伝動装置において、
第2歯車(34)の上半部は、他の歯車と噛合状態にはなく、
第1軸孔(11)と第1歯車(33)との間には、第1および第2歯車(33,34)への荷重非作用状態での第1軸線(C1)に対する第1歯車(33)の回転中心(R1)の上下方向でのずれを許容するがたが設けられると共に、第2軸孔(28)と第2歯車(34)との間には、前記荷重非作用状態での第2軸線(C2)に対する第2歯車(34)の回転中心(R2)の上下方向でのずれを許容するがたが設けられ、
第1,第2歯車(33,34)間に大きな荷重が作用しない運転状態での第1,第2歯車(33,34)間のバックラッシュを小さくして歯打ち音の発生を抑制するために、前記荷重非作用状態での第2軸線(C2)に対する第2歯車(34)の回転中心(R2)の、重力による上下方向でのずれ量が、前記荷重非作用状態での第1軸線(C1)に対する第1歯車(33)の回転中心(R1)の、重力による上下方向でのずれ量よりも大きく設定されることを特徴とする歯車伝動装置。 - 前記第1歯車(33)は、前記第1軸孔(11)に回転自在に嵌合、支承される第1のシャフト(13)に一体に形成され、
前記第2歯車(34)は、前記第2軸孔(28)に嵌合、支承される第2のシャフト(25)の外周に相対回転可能に嵌合、支承されることを特徴とする、請求項1に記載の歯車伝動装置。
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