JP4464782B2 - シザーズギア機構の組付方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば内燃機関のクランクシャフトからバランサ機構に回転駆動力を伝達するために用いられるギア間のバックラッシをなくすことのできるシザーズギア機構及びその組付方法に関する。

従来のシザーズギア機構としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すれば、このシザーズギア機構は、ドライブギアとドリブンギアを備え、ドリブンギアはメインギアとサブギアを相対回転可能にかつ重ね合わせて組み合わせると共に、該両ギアが付勢部材によって互いに反対方向へ回転付勢されている。

また、前記ドライブギアには、メインギアとサブギアの重合面に対応する位置で、歯すじ方向に分割する切り溝を設け、メインギアとサブギアの各歯がドライブギアの歯にそれぞれ反対方向から当接して押圧しても切り溝によってそれぞれ独立して変形し、歯すじ方向の捩れをなくして歯当たり不良が生じないようにしてある。

さらに、前記メインギアとサブギアの歯すじが合ったときに、軸心が一致するようにねじ孔とボルト孔が形成され、歯すじを合わせた状態で仮止め用ボルトを前記ボルト孔を通して前記ねじ孔に螺合することにより、その状態を仮保持できるように構成されている。

そして、前記ドリブンギアをドライブギアに組み付けた後は、前記仮止め用ボルトを取り外して前記付勢部材による付勢力を働かせて、メインギアとサブギアとを円周方向に相対回転させることにより、前記ドライブギアとの噛み合い時のバックラッシュを防止するようになっている。
特開平９−８９０８２号公報

しかしながら、前記従来のシザーズギア機構にあっては、前述のように、ドリブンギアをドライブギアに組み付けた後に、仮止め用ボルトを取り外すようになっているが、前記仮止め用ボルトは、単に前記メインギアとサブギア間に螺着されているだけであるから、組み付け作業後に、そのまま取り外しを忘れてしまう場合がある。

この結果、メインギアとサブギア間の付勢部材による相対回転が得られず、バックラッシを防止することができなくなってしまう。

本発明は、前記各従来のシザーズギア機構の実情に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、所定の部材が隣接されるように配置されたシザーズギアを、回転軸に固定されたメインギアと、該メインギアに対して相対回転可能に設けられたサブギアと、前記メインギアとサブギアとの間に設けられて、互いのギアに相反する周方向に付勢力を付与する付勢部材とによって構成し、前記シザーズギアに組み付けた状態で前記シザーズギアから突出する突出量が前記シザーズギアと前記所定の部材との間の距離よりも長くなるように設定された仮止め手段によって前記メインギアとサブギアの歯すじを合わせた状態で該両者を仮止めする工程と、該仮止め工程後に、前記シザーズギアと相手側ギアとを噛み合わせる工程と、該噛み合わせ工程後に、前記仮止め手段を取り外す工程と、その後に、前記所定の部材を装着する工程とから構成したことを特徴としている。

この発明によれば、仮止め手段によりメインギアとサブギアの歯すじを合わせた状態で仮止めし、この仮止め状態で該シザーズギアを相手側ギアに噛み合わせ、その後、前記仮止め手段をシザーズギアから取り外すわけであるが、このとき、仮止め手段の取り外しを忘れた場合は、所定の部材を装着しようとすると、該所定の部材が仮止め手段に干渉して装着できなくなる。

したがって、作業者は、仮止め手段の取り忘れを認識でき、これによって取り忘れを防止することができる。

請求項２に記載の発明は、所定の部材が隣接されるように配置されたシザーズギアを、回転軸に固定されたメインギアと、該メインギアに対して相対回転可能に設けられたサブギアと、前記メインギアとサブギアとの間に設けられて、互いのギアに相反する周方向に付勢力を付与する付勢部材とによって構成し、
前記メインギアとサブギアの歯すじを合わせた状態で該両者を仮止め手段によって仮止めした後に、前記シザーズギアを相手側ギアに噛み合わせ、その後、前記仮止め手段を取り外さずに前記所定の部材を装着した場合に、前記仮止め手段と前記所定の部材とを干渉するようにしたことを特徴としている。

したがって、この発明も、請求項１に記載の発明と同様な作用効果が得られる。

以下、本発明に係るシザーズギア機構の組付方法を内燃機関のバランサ機構に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。

すなわち、図４〜図６に示すように、機関のシリンダブロック１の下面に、クランクシャフト２を軸支する軸受を有するアルミ合金材からなるラダーフレーム３が固定されていると共に、該ラダーフレーム３の下部に前記クランクシャフト２の前端部に設けられたクランクギア２ａによって回転駆動するバランサ機構４が設けられている。また、前記ラダーフレーム３の下部には、前記バランサ機構４を下方から覆うように配置された所定の部材であるオイルパン５が固定されている。

前記バランサ機構４は、ラダーフレーム３の下面に複数のボルト２０によって共締め固定されたアッパーハウジング６及びロアーハウジング７と、該両ハウジング６，７の間に支持されて、機関前後方向に並行に配置されたバランス用のドライブシャフト８及びドリブンシャフト９と、該両シャフト８，９の各後端部側にそれぞれ固定されて、各歯が互いに噛合したヘリカルギア１０，１１とを備えている。

前記ドライブシャフト８は、前端部にヘリカル歯型のファーストギア１２が固定されており、このファーストギア１２には、アイドラギア１３を介して前記クランクシャフト２のクランクギア２ａから回転駆動力が伝達されて、ここから前記両ヘリカルギア１０，１１を介して前記ドリブンシャフト９を回転するようになっている。

また、前記ドライブシャフト８は、図６に示すように、軸方向の３個所に形成された大径ジャーナル部８ａ〜８ｃが前記アッパーハウジング６とロアーハウジング７との間に設けられた３つの軸受１４ａ、１４ｂ、１４ｃに回転自在に支持されていると共に、それぞれに円筒状のプレーンベアリング１５ａ〜１５ｃが設けられている。

さらに、前記各軸受１４ａ〜１４ｃには、各ハウジング６，７内に形成された油通路１６と、自身の内周面にそれぞれ形成されたグルーブ溝１７ａ〜１７ｃとを介して潤滑油が導入されるようになっている。また、前記第２、第３ジャーナル部８ｂ、８ｃの間には、カウンターウエイト１８が一体に設けられている。

さらに、前記ドライブシャフト８は、ヘリカルギア１０が前記ロアーハウジング７の軸方向の前後位置に形成されたスラスト受け部１９ａ、１９ｂによって軸方向への移動が規制されつつ支持されている。 なお、前記ドリブンシャフト９も、前記ドライブシャフト８と同じ構造の軸受によって回転自在に支持されている。

なお、両シャフト８，９は、クランクシャフト２の１回転当たり２回転するように設定されている。

前記アイドラギア１３は、図１〜図４に示すように、軸方向の中央に配置されたメインギア２１と、該メインギア２１の両側に相対回転自在に当接配置された２つのサブギア２２，２３と、メインギア２１と前記両サブギア２２，２３との間に配置されて、該両サブギア２２，２３を前記メインギア２１に対して周方向へ相対回転するように付勢する付勢手段である２組のスプリング２４、２５とを備えている。また、前記メインギア２１の内周側に一体に有する円筒部２１ａが、アイドラシャフト２６の頭部側フランジ部２６ａの内側に有するワッシャｄとアイドラシャフト２６の軸部外周に配置された円筒状のジャーナル部２６ｂとの間にスラストクリアランスをもって挟まれた状態で共締めされていると共に、アイドラギア１３全体がアイドラシャフト２６のジャーナル部２６ｂを介して前記アッパーハウジング６に回転自在に支持されている。

前記メインギア２１は、内周側の円筒部２１ａの外周面中央に円環部２１ｂを一体に有し、該円環部２１ｂの外周にヘリカル歯２１ｃが設けられている。

前記円筒部２１ａは、図３に示すように、前記ヘリカル歯２１ｃよりも左右軸方向へ突出形成され、その突出した外周面に円環状の嵌着溝が形成されていると共に、内周面に前記アイドラシャフト２６のジャーナル部２６ｂに支持される円筒状のプレーンベアリング２７が設けられている。

前記円環部２１ｂは、円周方向の所定位置に前記スプリング２４，２５の端部を支持する複数のピン２８ａ、２８ｂが挿通するピン孔２９ａ、２９ｂが軸方向に貫通形成されていると共に、円周方向の所定位置にボルト挿通孔３０が貫通形成されている。

一方、前記両サブギア２２，２３は、ほぼ薄肉円板状に形成されて、外周に前記メインギア２１のヘリカル歯２１ｃと同数でかつ同形状のヘリカル歯２２ａ、２３ａをそれぞれ一体に有していると共に、図３に示すように、前記円筒部２１ａの突出した図中左右の両端部に回転自在に支持されている。また、内周側が前記各嵌着溝に嵌着した一対のスナップリング３１，３２によって円筒部２１ａからの抜け出しが防止されるようになっている。

また、両サブギア２２，２３には、前記ピン２８ｃ、２８ｄの端部が挿通されるピン孔３３，３４がそれぞれ形成されていると共に、前記メインギア２１のボルト挿通孔３０と対応する位置に、一方のサブギア２２ではボルト挿通孔３５が貫通形成され、他方のサブギア２３側には雌ねじ孔３６が形成されており、この各ボルト挿通孔３０，３５及び雌ねじ孔３６の形成位置は、メインギア２１と各サブギア２２，２３のそれぞれのヘリカル歯２１ｃ、２２ａ、２３ａの歯すじが同一となる位置に設定されている。

また、図５に示すように、前記一方側のサブギア２３とメインギア２１の一部が前記ファーストギア１２に噛み合っていると共に、他方側のサブギア２３とメインギア２１の一部が同様に前記クランクギア２ａに噛み合っている。

前記各スプリング２４，２５は、ほぼ板ばねＣ字形状に形成されて、それぞれが三枚一組で構成され、両端部が各前記ピン２８ａ、２８ｃ及び２８ｂ、２８ｄによって一端部がメインギア２１に他端部がそれぞれ各サブギア２２，２３に結合されて、メインギア２１に対して各サブギア２２，２３を円周方向へ相対回転するように付勢している。

そして、前記各ボルト挿通孔３０，３５及び雌ねじ孔３６には、前記アイドラギア１３を前記ファーストギア１２のヘリカル歯１２ａに噛合させる際に、前記メインギア２１とサブギア２２，２３を仮止めする仮止め手段である仮止めボルト３７が挿通、螺着されるようになっている。

この仮止めボルト３７は、図１〜図３などにも示すように、スパナ等の工具が係合する６角形の頭部３７ａと、該頭部３７ａに一体に設けられた軸部３７ｂと、前記頭部３７ａの軸部３７ａと反対側に一体に設けられた突起軸３７ｃとから主として構成されている。

前記軸部３７ｂは、前記頭部３７ａ側に一体に有する大径部位３７ｄと該大径部位３７ｄの先端側に一体に有し、前記各挿通孔３０，３５及び雌ねじ孔３６に螺着する小径部位３７ｅとからなり、この小径部位３７ｅの先端外周に前記雌ねじ孔３６に螺合する雄ねじ部３７ｆが形成されている。また、前記大径部位３７ｄは、その段差端縁３７ｇが前記サブギア２２のボルト挿通孔３５の孔縁に突き合った位置で該仮止めボルト３７の最大螺入位置を規制するようになっている。

また、前記突起軸３７ｃは、前記大径部位３７ｄの外径とほぼ同一の円柱状に形成され、その突出量はアイドラギア１３をファーストギア１２に噛合させて、各エンジン構成部材の組付作業が完了し、最終的に前記オイルパン５を前記ラダーフレーム３の下部に取り付けるために位置合わせをした段階で、前記バランサ機構４を覆う形でボルト固定する際にオイルパン５の対応する部位に干渉する軸方向長さに設定されている。

なお、前記アイドラギア１３に対する仮止めボルト３７の取り付け方向は前端側からで、オイルパン５の組み付け方向は下側からである。

以下、前記構成のバランサ機構４の組付手順を説明すれば、まず、前記アイドラギア１３は、図８〜図１０に示す手順によって、メインギア２１と各サブギア２２，２３などが予め組み付けられている。

すなわち、横倒しに載置されたメインギア２１の一方側の側部の環状溝内に、前記一方の一組のスプリング２５を収容すると共に、この両端部を各ピン２８ｂ、２８ｄによって各ギア２１，２３に結合する（図８）。

その後、前記メインギア２１の図中上方から一方のサブギア２３を前記ピン２８によって位置決めしつつ被嵌状態に載置した後、前記スナップリング３２を円筒部２１ａの嵌着溝に嵌着させれば、前記一方のサブギア２３をメインギア２１に組み付けることができる（図８参照）。

続いて、これら前記メインギア２１とサブギア２３の組付体を逆さまにして、前述と同じ手順によりメインギア２１に、スプリング２４や他方のサブギア２２をスナップリング３１を介して組み付ける。

その後、ひねり孔Ｂ２を図外の固定治具から突出した図外の固定ピンに嵌合し、ひねり孔Ｂ１を図外のひねり治具から突出した図外のひねりピンに嵌合し、前記ひねり治具を回転させることにより、前記メインギア２１に対して各サブギア２２，２３を各スプリング２４，２５のばね力に抗して回転させて、各ヘリカル歯２１ｃ、２２ａ、２３ａの歯すじを一致させる（図９参照）。

この状態を保持しながら前記仮止めボルト３７をボルト挿通孔３５、３０内に挿通させて先端雄ねじ部３７ｆをサブギア２３の雌ねじ孔３６に螺着し、大径部位３７ｄの孔縁がサブギア２２のボルト挿通孔３５の孔縁に突き当たるまでねじ込む。これによって、各ギア２１〜２３が仮止め状態になる（図１０参照）。

そして、このアイドラギア１３を、アイドラシャフト２６を介して前記アッパーハウジング６に回転自在に取り付ける。

このとき、前記アイドラギア１３の各ヘリカル歯２１ｃ、２３ａに、ファーストギア１２のヘリカル歯１２ａを噛み合わせる。

次に、前記ラダーフレーム３の下部に、前記アッパーハウジング６やロアーハウジング７の間にそれぞれヘリカルギア１０、１１やファーストギア１２等の構成部品が組み込まれたバランサ機構４を、前記複数のボルト２０によって組み付け固定する。

その後、前記クランクシャフト２の前端部に前記クランクギア２ａを取り付けるが、このとき、該クランクギア２ａのヘリカル歯２ｂを前記アイドラギア１３のヘリカル歯２１ｃ、２２ａに噛み合わせる。

次に、前記仮止めボルト３７を、アイドラギア１３から取り外すと、前記メインギア２１に対して両サブギア２２，２３が各スプリング２４，２５の円周方向の付勢力で相対回転して、前記クランクギア２ａ及びファーストギア１２とアイドラギア１３との間のバックラッシを零にすることができる。その後、前記オイルパン５をラダーフレーム３の下面に図外のボルトによって組み付ければ、一連の組付作業が完了する。

ところが、作業者が前記仮止めボルト３７をアイドラギア１３から取り外すのを忘れて、取り付けられたままの状態になっている場合には、前述のように、オイルパン５をラダーフレーム３の下面に組み付ける際に、図１１に示すように、突起軸３７ｃの外端部にオイルパン５が干渉して、仮止めボルト３７の取り忘れを認識することが可能になる。これによって取り忘れを防止することができる。

しかも、単に仮止めボルト３７の頭部３７ａに突起軸３７ｃを一体に形成しただけであるから構造が簡単であり、製造作業が容易になる。

前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。

請求項（１） 前記カバーと前記仮止め手段を、同一方向から着脱可能に形成したことを特徴とする請求項１に記載のシザーズギア機構。

各ギアの組み付け後における仮止め手段の取り外し作業が容易になる。

請求項（２） 前記仮止め手段を、前記メインギアとサブギアに互いの回転方向の軸方向から形成された挿入部に挿通される軸部材によって形成したことを特徴とする請求項（１）に記載のシザーズギア機構。

この発明によれば、組付時において、仮止め軸部材を、各ギアの各挿通部に挿通することによってメインギアとサブギアの円周方向及び径方向のズレを防止することが可能になる。これにより、両者を確実に仮止め係止させることが可能になる。

請求項（３） 前記仮止め手段を、ボルトによって形成すると共に、該ボルトの頭部に同軸方向へ一体に延設した突起軸を設けたことを特徴とする請求項（２）に記載のシザーズギア機構。

各ギアの組み付け後において、予め仮止めボルトを取外すのを忘れてカバーを装着した場合には、該カバーが前記突起軸に軸方向から干渉しても各挿通部に仮止めボルトが押し込まれることがない。この結果、誤組み付けの発生を防止できる。

しかも、単に仮止めボルトの頭部に突起軸を一体に形成しただけであるから構造が簡単であり、製造作業が容易になる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、バランサ機構４以外の装置、例えば前記従来の技術に掲げた各吸排気カムシャフトの動力伝達のためのギアにも適用することも可能である。

本発明に係るシザーズギア機構に供されるアイドラギアを示す側面図である。 同アイドラギアの正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 シザーズギア機構が適用されるバランサ機構が組み付けられた内燃機関に要部正面図である。 バランサ機構の平面図である。 アイドラギアも断面して示す図５のＢ−Ｂ線断面図である。 本実施形態に供されるアイドラギアのメインギアに一方のサブギアを組み付ける状態を示す斜視図である。 同アイドラギアのメインギアに一方のサブギアを組み付けた状態を示す斜視図である。 同アイドラギアのメインギアに他方のサブギアを組み付けた状態を示す斜視図である。 同アイドラギアに仮止めボルトを取り付けた状態を示す斜視図である。 同アイドラギアから仮止めボルトを取り忘れてオイルパンを装着しようとした状態を示す説明図である。

符号の説明

１…シリンダブロック
２…クランクシャフト
４…バランサ機構
５…オイルパン（所定の部材）
８…ドライブシャフト
９…ドリブンシャフト
１０・１１…ヘリカルギア
１２…ファーストギア
１３…アイドラギア
２１…メインギア
２２・２３…サブギア
２４・２５…スプリング（付勢手段）
２６…アイドラシャフト（回転軸）
３７…仮止めボルト（仮止め手段）
３７ｃ…突起軸

Claims (2)

1. 所定の部材が隣接されるように配置されたシザーズギアを、回転軸に固定されたメインギアと、該メインギアに対して相対回転可能に設けられたサブギアと、前記メインギアとサブギアとの間に設けられて、互いのギアに相反する周方向に付勢力を付与する付勢部材とによって構成し、
   前記シザーズギアに組み付けた状態で前記シザーズギアから突出する突出量が前記シザーズギアと前記所定の部材との間の距離よりも長くなるように設定された仮止め手段によって前記メインギアとサブギアの歯すじを合わせた状態で該両者を仮止めする工程と、
   該仮止め工程後に、前記シザーズギアと相手側ギアとを噛み合わせる工程と、
   該噛み合わせ工程後に、前記仮止め手段を取り外す工程と、
   その後に、前記所定の部材を装着する工程と、
   から構成したことを特徴とするシザーズギア機構の組付方法。
2. 所定の部材が隣接されるように配置されたシザーズギアを、回転軸に固定されたメインギアと、該メインギアに対して相対回転可能に設けられたサブギアと、前記メインギアとサブギアとの間に設けられて、互いのギアに相反する周方向に付勢力を付与する付勢部材とによって構成し、
   前記メインギアとサブギアの歯すじを合わせた状態で該両者を仮止め手段によって仮止めした後に、前記シザーズギアを相手側ギアに噛み合わせ、その後、前記仮止め手段を取り外さずに前記所定の部材を装着した場合に、前記仮止め手段と前記所定の部材とを干渉するようにしたことを特徴とするシザーズギア機構の組付方法。

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