特許 6333071 動力伝達装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6333071

(24)【登録日】2018年5月11日

(45)【発行日】2018年5月30日

(54)【発明の名称】動力伝達装置

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/26 20060101AFI20180521BHJP

   F16F 15/129 20060101ALI20180521BHJP

   F16F 15/139 20060101ALI20180521BHJP

   F16F 15/126 20060101ALI20180521BHJP

   F16D 3/68 20060101ALI20180521BHJP

【ＦＩ】

   F16F15/26 L

   F16F15/129 B

   F16F15/139 B

   F16F15/126 D

   F16D3/68

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2014-112220(P2014-112220)

(22)【出願日】2014年5月30日

(65)【公開番号】特開2015-224785(P2015-224785A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2016年12月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000185488

【氏名又は名称】株式会社オティックス

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】特許業務法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】木村 隆夫

【審査官】 葛原 怜士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１９３７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０５７３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平０８−５０７３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第０２２１２４６８（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ ３／６８

Ｆ１６Ｆ １５／１２ ，１５／１２４

Ｆ１６Ｆ １５／１２６，１５／１２９

Ｆ１６Ｆ １５／１３６，１５／１３９

Ｆ１６Ｆ １５／２６

Ｆ１６Ｈ ５５／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１回転軸に設けられる第１ギヤと、第２回転軸に相対回転可能に設けられ、前記第１ギヤと噛合する第２ギヤと、前記第２回転軸に設けられ、前記第１ギヤ及び前記第２ギヤを介して、前記第１回転軸の回転力を前記第２回転軸に減衰して伝える減衰部とを備えた動力伝達装置であって、
前記第２ギヤは、ギヤ側ストッパを有し、
前記減衰部は、
前記第１ギヤによって駆動する前記第２ギヤが所定の範囲で角変位する場合に前記ギヤ側ストッパとその回転方向に沿って摺動して摩擦力を発生させる摩擦減衰部と、
さらに前記第２ギヤが前記所定の範囲を超えて角変位した場合に前記ギヤ側ストッパとその回転方向で弾性的に当接して弾性力を発生させる弾性減衰部と、を一体に有し、
前記摩擦減衰部と前記弾性減衰部とは、周方向に連続する円環状のゴム製のストッパゴムに、周方向に交互に設けられ、
前記摩擦減衰部は、前記弾性減衰部より径方向に薄肉で、且つ、前記弾性減衰部へ向けて次第に厚肉となる形態とされ、前記摩擦減衰部の内周面が、周方向中央部から両側の前記弾性減衰部にかけて前記ギヤ側ストッパの外周面との摺動代を次第に増加させる徐変形状の摩擦面とされていることを特徴とする動力伝達装置。

【請求項2】

内燃機関のバランサ装置を構成するものであって、前記第１回転軸がクランクシャフトとされ、前記第２回転軸がバランスシャフトとされていることを特徴とする請求項１記載の動力伝達装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のバランサ装置として好適な動力伝達装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、クランクシャフトに設けられたクランクギヤと、バランスシャフトに相対回転可能に設けられた被動ギヤと、バランスシャフトに設けられ、クランクシャフトの回転力をバランスシャフトに減衰して伝える減衰機構とを備えた動力伝達装置としてのバランサ装置が開示されている。減衰機構は、被動ギヤが所定の範囲で角変位する場合に、バランスシャフトの外周面を摺動してバランスシャフトに摩擦力を付与するフリクションダンパと、被動ギヤが所定の範囲を超えて角変位する場合に、被動ギヤに設けられた凸部と弾性的に当接してバランスシャフトに弾性力を付与するストッパゴムとを有している。特許文献１によれば、減衰機構によって、クランクギヤと被動ギヤとの噛合に起因する騒音や共振の発生が抑えられるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１９３７９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記の場合、ストッパゴムとは別にフリクションダンパが設けられているため、その分、部品点数が増え、コストが高くつくという事情がある。とりわけ、バランサ装置においてはスペース上の制約があるため、限られたスペースにコンパクトにまとめることが求められている。

【0005】

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、部品点数を少なくして、コンパクトにまとまった減衰機構を備えた動力伝達装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、第１回転軸に設けられる第１ギヤと、第２回転軸に相対回転可能に設けられ、前記第１ギヤと噛合する第２ギヤと、前記第２回転軸に設けられ、前記第１ギヤ及び前記第２ギヤを介して、前記第１回転軸の回転力を前記第２回転軸に減衰して伝える減衰部とを備えた動力伝達装置であって、前記第２ギヤは、ギヤ側ストッパを有し、前記減衰部は、前記第１ギヤによって駆動する前記第２ギヤが所定の範囲で角変位する場合に前記ギヤ側ストッパとその回転方向に沿って摺動して摩擦力を発生させる摩擦減衰部と、さらに前記第２ギヤが前記所定の範囲を超えて角変位した場合に前記ギヤ側ストッパとその回転方向で弾性的に当接して弾性力を発生させる弾性減衰部と、を一体に有し、前記摩擦減衰部と前記弾性減衰部とは、周方向に連続する円環状のゴム製のストッパゴムに、周方向に交互に設けられ、前記摩擦減衰部は、前記弾性減衰部より径方向に薄肉で、且つ、前記弾性減衰部へ向けて次第に厚肉となる形態とされ、前記摩擦減衰部の内周面が、周方向中央部から両側の前記弾性減衰部にかけて前記ギヤ側ストッパの外周面との摺動代を次第に増加させる徐変形状の摩擦面とされているところに特徴を有する。

【発明の効果】

【0007】

第２ギヤが角変位すると、ギヤ側ストッパが摩擦減衰部と弾性減衰部とに順次係合するため、第２ギヤと第２回転軸との間に減衰力が効果的に発生して、減衰特性の向上を図ることができる。とくに、摩擦減衰部と弾性減衰部とが互いに一体化され、いずれもギヤ側ストッパと作用するため、減衰機構の部品点数を少なくすることができるとともに、コンパクトにまとめることができる。また、コストを安価に抑えることができる。また、摩擦減衰部の摩擦面の徐変形状によって、摩擦力が徐々に増加するため、ギヤ側ストッパが弾性減衰部に当接する際の衝突力が緩和され、弾性減衰部の損傷が防止される。また、摩擦減衰部の摩擦面の徐変形状によって、第２回転軸の共振が効果的に抑えられる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施例１の動力伝達装置において、減衰部の減衰機構をあらわす軸直交方向の断面図である。

【図2】減衰部の減衰機構をあらわす軸方向の断面図である。

【図3】動力伝達装置としてのバランサ装置をあらわす全体図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の好ましい形態を以下に示す。
動力伝達装置は、内燃機関のバランサ装置を構成するものであって、前記第１回転軸がクランクシャフトとされ、前記第２回転軸がバランスシャフトとされている。このようなバランサ装置においては、共振の発生が大きな問題になるため、上記構成を適用して共振を抑えることができるメリットは大である。

【0012】

＜実施例１＞
実施例１の動力伝達装置は、内燃機関のバランサ装置１０を例示するものである。図３に示すように、バランサ装置１０は、クランクシャフト２０（第１回転軸）と、クランクシャフト２０にその軸方向に平行に配置された第１バランスシャフト３０（第２回転軸）及び第２バランスシャフト４０と、クランクシャフト２０に固定して設けられたドライブギヤ５０（第１ギヤ）と、第１バランスシャフト３０に相対回転可能に設けられ、ドライブギヤ５０と噛合可能なドリブンギヤ６０（第２ギヤ）と、第１バランスシャフト３０に固定して設けられた第１従動ギヤ７０と、第１バランスシャフト３０に固定して設けられ、第１従動ギヤ７０と噛合可能な第２従動ギヤ７１と、第１従動ギヤ７０の内側に位置して第１バランスシャフト３０に固定して設けられ、ドリブンギヤ６０と係合可能な減衰部８０とを備えている。

【0013】

図３に示すように、内燃機関のエンジンは、例えば、直列４気筒のレシプロエンジンであって、外側に位置する２つのピストン２３が上死点に位置するとき、内側に位置する２つのピストン２３が下死点に位置するように動作する。各ピストン２３は、クランクシャフト２０のクランクアーム２１にコンロッド２２を介して連結されている。クランクアーム２１には、コンロッド２２の連結側と反対側に、カウンターウェイト２４が設けられている。ドライブギヤ５０は、クランクシャフト２０において、最も外側に位置するピストン２３とその内側に位置するピストン２３との間に配置されている。

【0014】

第１バランスシャフト３０と第２バランスシャフト４０とは、クランクケース側の一対の壁２６に回動可能に支持されている。ドリブンギヤ６０は、第１バランスシャフト３０において、ドライブギヤ５０と対応する端部寄りの位置に配置されている。また、第１従動ギヤ７０は、第１バランスシャフト３０において、ドリブンギヤ６０よりもさらに端部側にこのドリブンギヤ６０と隣接して配置されている。ドリブンギヤ６０の歯数は、ドライブギヤ５０の歯数の半分に設定され、第１従動ギヤ７０の歯数は、第２従動ギヤ７１の歯数と同数に設定されている。実施例１の場合、ドライブギヤ５０と第１従動ギヤ７０とは金属製とされるが、ドリブンギヤ６０と第２従動ギヤ７１とは樹脂製とされており、これによってギヤ騒音の低下が図られている。また、各ギヤ５０、６０、７０、７１は、いずれもヘリカルギヤからなる。

【0015】

第１バランスシャフト３０と第２バランスシャフト４０とには、それぞれ、第１従動ギヤ７０と第２従動ギヤ７１とが配置される側とは反対側の端部寄りの位置に、第１バランスウェイト７４と第２バランスウェイト７５とが設けられている。第１バランスウェイト７４と第２バランスウェイト７５とは、それぞれ、第１バランスシャフト３０と第２バランスシャフト４０との軸心（回転中心）に対して偏心した重心を有している。

【0016】

ここで、ピストン２３の往復運動に連動してクランクシャフト２０が回転すると、ドライブギヤ５０及びドリブンギヤ６０を介して、クランクシャフト２０の回転力が第１バランスシャフト３０に伝達される。このとき、後述する減衰機構によって、クランクシャフト２０の回転力が第１バランスシャフト３０に減衰して伝達され、ピストン２３の往復運動に起因する振動が抑えられる。さらに、第１バランスシャフト３０に伝達された回転力は、第１従動ギヤ７０及び第２従動ギヤ７１を介して、第２バランスシャフト４０に伝達される。第１バランスシャフト３０と第２バランスシャフト４０とは、いずれもクランクシャフト２０の２倍の速度で回転し、相互間では、互いに反対方向に同一速度で回転する。このため、往復運動するピストン２３の二次慣性力が打ち消され、第１バランスシャフト３０と第２バランスシャフト４０の相互間に発生する振動も相殺されるようになっている。

【0017】

続いて、減衰機構について説明する。図２に示すように、ドリブンギヤ６０の端面には、径方向両側の上下２位置に、減衰部８０と係合可能な一対のギヤ側ストッパ６１が突設されている。ギヤ側ストッパ６１は、ドリブンギヤ６０と一体に固定されて第１バランスシャフト３０に相対回転可能な円環状の内周部６２に突設されている。具体的には、図１に示すように、ギヤ側ストッパ６１は、周方向に長手状をなす断面扁平状をなし、その内周面が第１バランスシャフト３０の外周面に沿った内側円弧面６３とされ、その外周面が減衰部８０の後述する摩擦減衰部８８と摺動可能なギヤ側摩擦面６４とされ、その両側面（周方向の両端面）が減衰部８０の後述する弾性減衰部８９と当接可能なギヤ側ストッパ面６５とされている。

【0018】

一方、図１に示すように、減衰部８０は、第１従動ギヤ７０におけるドリブンギヤ６０と対向する端面に凹設された凹部８１と、凹部８１内に嵌合される円環状のストッパゴム８２とによって構成されている。第１従動ギヤ７０の凹部８１は、断面円状をなし、内部に、第１バランスシャフト３０が同心状に貫通して配置されている。また、凹部８１には、径方向両側の左右２位置に、ストッパゴム８２を係止可能な一対のロック部８３が内側に突出して形成されている。

【0019】

ストッパゴム８２はシリコンゴム等のゴム製であって、同じく図１に示すように、全体として周方向に連続する円環状をなしている。具体的には、ストッパゴム８２は、第１バランスシャフト３０の外周面に沿った基準内周面８４と、凹部８１の内周面に沿った基準外周面８５とを有し、基準内周面８４の径方向両側の上下２位置に、一対のストッパ受け部８６が凹設され、基準外周面８５の径方向両側の左右２位置に、一対のロック受け部８７が凹設されている。ストッパ受け部８６内には組み付け時にギヤ側ストッパ６１が挿入され、ストッパ受け部８６内において、ギヤ側ストッパ６１の角変位が許容されている。一方、ロック受け部８７内にはロック部８３が緊密に嵌合され、これによってストッパゴム８２が第１従動ギヤ７０及び第１バランスシャフト３０に対して周方向に位置決めされた状態に保持されるようになっている。

【0020】

また、ストッパゴム８２は、周方向に関して両ストッパ受け部８６と同一位置となる上下外周部に、薄肉の摩擦減衰部８８を有し、周方向に関して両ストッパ受け部８６間となる左右両側部に、厚肉の弾性減衰部８９を有している。つまり、ストッパゴム８２には、摩擦減衰部８８と弾性減衰部８９とが周方向に交互に配置されている。

【0021】

摩擦減衰部８８は、左右の弾性減衰部８９へ向けて次第に厚肉となる形態とされ、その内周面に、左右の弾性減衰部８９へ向けて徐々に径方向内側へ傾斜する摩擦面９１が形成されている。摩擦減衰部８８の摩擦面９１は、ギヤ側ストッパ６１のギヤ側摩擦面６４と摺動可能とされ、周方向中央部から両端部（左右の弾性減衰部８９側）にかけてギヤ側摩擦面６４との摺動代を次第に増加させる徐変形状をなしている。

【0022】

弾性減衰部８９は、その外周面の周方向中央部に有底のロック受け部８７を有し、ロック受け部８７と対応する部位を除いて、基準内周面８４と基準外周面８５との間に厚み範囲が規定されている。弾性減衰部８９の周方向両端面（上下両端面）は、ほぼ径方向に沿ったゴム側ストッパ面９２とされている。ゴム側ストッパ面９２は、ギヤ側ストッパ面６５と周方向で面当たり状に当接可能とされている。

【0023】

次に、実施例１の減衰機構の動作について説明する。
エンジン駆動前の初期状態においては、図１に示すように、ギヤ側ストッパ６１がストッパ受け部８６内における最も凹み量の大きい周方向中央部に配置され、摩擦減衰部８８にギヤ側ストッパ６１のギヤ側摩擦面６４が軽く当接した状態に保たれる。

【0024】

エンジン駆動時、クランクシャフト２０に動力が入力され、クランクシャフト２０からドライブギヤ５０に回転力が伝達されると、ドリブンギヤ６０がギヤ側ストッパ６１ともども第１バランスシャフト３０の軸周りに所定の範囲で角変位して、ギヤ側ストッパ６１のギヤ側摩擦面６４が摩擦減衰部８８の摩擦面９１を周方向（ギヤ側ストッパ６１の回転方向）に摺動し、それに伴って発生する摩擦力がドリブンギヤ６０と第１バランスシャフト３０との間の相対回転を規制する減衰力として作用する。このとき、摩擦面９１の徐変形状に起因し、ギヤ側ストッパ６１の角変位量が増加するのに従って、ギヤ側ストッパ６１と摩擦減衰部８８との間の摩擦力が増加することになるため、減衰力の伝達の円滑性が担保される。

【0025】

その後、ギヤ側ストッパ６１が所定の範囲を超えて角変位すると、ギヤ側ストッパ６１のギヤ側ストッパ面６５がゴム側ストッパ面９２と周方向で当接して、ストッパゴム８２が周方向に弾性変形させられる。その結果、ドリブンギヤ６０と第１バランスシャフト３０との間にストッパゴム８２の弾性力が作用し、且つその弾性力を加算した減衰力がドリブンギヤ６０を介して第１バランスシャフト３０に伝達されるとともに、第１従動ギヤ７０から第２従動ギヤ７１を介して第２バランスシャフト４０にも伝達される。

【0026】

以上説明したように実施例１によれば、ドリブンギヤ６０が角変位すると、ギヤ側ストッパ６１が摩擦減衰部８８と弾性減衰部８９とに順次係合するため、第１バランスシャフト３０に対するドリブンギヤ６０の相対回転を規制する減衰力が適正な大きさで効果的に発生することになる。その結果、減衰特性の向上を図ることができる。

【0027】

とくに、実施例１の場合、フリクションダンパが不要とされ、フリクションダンパに代わる摩擦減衰部８８が弾性減衰部８９とともにストッパゴム８２に一体に設けられ、しかも摩擦減衰部８８と弾性減衰部８９とがいずれもギヤ側ストッパ６１と係合するものであるため、従来よりも部品点数が削減されるとともに、コンパクトにまとまった構造になる。また、減衰部８０としてストッパゴム８２が用意されるに過ぎず、そのストッパゴム８２も第１従動ギヤ７０に内蔵されているため、よりコンパクトにまとまった構造となるのに加え、コストが安価に抑えられる。

【0028】

さらに、摩擦減衰部８８の摩擦面９１の除変形状によって、弾性減衰部８９に対するギヤ側ストッパ６１の衝突力が緩和され、ストッパゴム８２の損傷が防止されるとともに、第１バランスシャフト３０の共振が効果的に抑えられる。

【0029】

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）減衰部における摩擦減衰部及び弾性減衰部の個数、配置及び形状は、任意であり、ギヤ側ストッパとの関係において適宜決定される。
（２）ドライブギヤ、ドリブンギヤ、第１従動ギヤ及び第２従動ギヤは、樹脂製と金属製のいずれの材質であってもよい。
（３）本発明は、バランサ装置に限らず、内燃機関のその他の動力伝達装置に広く適用することが可能である。

【符号の説明】

【0030】

１０…バランサ装置
２０…クランクシャフト（第１回転軸）
３０…第１バランスシャフト（第２回転軸）
４０…第２バランスシャフト
５０…ドライブギヤ（第１ギヤ）
６０…ドリブンギヤ（第２ギヤ）
６１…ギヤ側ストッパ
７０…第１従動ギヤ
８０…減衰部
８２…ストッパゴム
８８…摩擦減衰部
８９…弾性減衰部
９１…摩擦面

【図1】

【図2】

【図3】