特開 2024-158906 ギヤダンパ、及びこれを組み込んだバランサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158906

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】ギヤダンパ、及びこれを組み込んだバランサ装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/00 20060101AFI20241031BHJP

   F16F 15/126 20060101ALI20241031BHJP

   F16F 15/26 20060101ALI20241031BHJP

   F16F 15/127 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

F02B77/00 L

F16F15/126 B

F16F15/26 G

F16F15/26 H

F16F15/127 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074530

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179970

【弁理士】

【氏名又は名称】桐山 大

(74)【代理人】

【識別番号】100071205

【弁理士】

【氏名又は名称】野本 陽一

(72)【発明者】

【氏名】岩田 直也

(57)【要約】

【課題】ドリブンギヤを弾性体でフローティング支持するようにしたギヤダンパが有する各種の課題、例えばドライブギヤとドリブンギヤとの間の同軸性の確保、振動制御の困難性解消などを実現する。
【解決手段】バランサ装置は、ピストンに連結されるクランクシャフトの動力をバランスシャフトの回転駆動力として利用するために、クランクシャフトに固定したドライブギヤと、バランスシャフトに固定したドリブンギヤ３３とを噛み合わせ、バランスシャフトをクランクシャフトと逆方向に回転させる。バランスシャフトにはハブ３２を固定し、ハブ３２とドリブンギヤ３３とを弾性体３４によって結合する。ハブ３２とドリブンギヤ３３との間の隙間Ｇ１には、ばね性を有する金属製の規制部材５１を介在させる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンのクランクシャフトから動力を伝達されて回転するバランスシャフトに設けられるハブと、
前記ハブの外周面に隙間を空けて対面し、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力伝達を受けるドリブンギヤと、
前記隙間に圧入され、前記ハブと前記ドリブンギヤとを結合する弾性体と、
前記ハブと前記ドリブンギヤとに接触するように前記隙間に介在するばね性を有する金属製の規制部材と、
を備えるギヤダンパ。

【請求項2】

前記規制部材は、互いにラジアル方向に対面する前記ハブと前記ドリブンギヤとの対向面にそれぞれ面接触する一対のフランジをウエブでつないだ環状形状を有している、
請求項１に記載のギヤダンパ。

【請求項3】

前記規制部材は、溝形鋼の断面形状を有している、
請求項２に記載のギヤダンパ。

【請求項4】

前記規制部材は、前記弾性体の端面に固定され、互いにラジアル方向に対面する前記ハブと前記ドリブンギヤとの対向面にそれぞれ内周端と外周端とを接触させる平板状の環状形状を有している、
請求項１に記載のギヤダンパ。

【請求項5】

前記規制部材は、前記弾性体の端面を覆うように前記ドリブンギヤから延びて前記ハブに接触する環状の延長フランジである、
請求項１に記載のギヤダンパ。

【請求項6】

前記ハブは、前記延長フランジを軸方向に位置規制する環状の規制片を有している、
請求項５に記載のギヤダンパ。

【請求項7】

前記延長フランジは、前記ハブとスプライン嵌合している、
請求項５に記載のギヤダンパ。

【請求項8】

エンジンのクランクシャフトから動力を伝達されて回転するバランスシャフトと、
前記バランスシャフトに設けられたハブと、
前記ハブの外周面に隙間を空けて対面し、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力伝達を受けるドリブンギヤと、
前記隙間に圧入され、前記ハブと前記ドリブンギヤとを結合する弾性体と、
前記ハブと前記ドリブンギヤとに接触するように前記隙間に介在するばね性を有する金属製の規制部材と、
を備えるバランサ装置。

【請求項9】

前記規制部材は、互いにラジアル方向に対面する前記ハブと前記ドリブンギヤとの対向面にそれぞれ面接触する一対のフランジをウエブでつないだ環状形状を有している、
請求項８に記載のバランサ装置。

【請求項10】

前記規制部材は、溝形鋼の断面形状を有している、
請求項９に記載のバランサ装置。

【請求項11】

前記規制部材は、前記弾性体の端面に固定され、互いにラジアル方向に対面する前記ハブと前記ドリブンギヤとの対向面にそれぞれ内周端と外周端とを接触させる平板状の環状形状を有している、
請求項８に記載のバランサ装置。

【請求項12】

前記規制部材は、前記弾性体の端面を覆うように前記ドリブンギヤから延びて前記ハブに接触する環状の延長フランジである、
請求項８に記載のバランサ装置。

【請求項13】

前記ハブは、前記延長フランジを軸方向に位置規制する環状の規制片を有している、
請求項１２に記載のバランサ装置。

【請求項14】

前記延長フランジは、前記ハブとスプライン嵌合している、
請求項１２に記載のバランサ装置。

【請求項15】

前記ハブは、前記バランスシャフトと別体で設けられ、前記バランスシャフトに固定されている、
請求項８に記載のバランサ装置。

【請求項16】

前記ハブは、前記バランスシャフトと一体に成形されている、
請求項８に記載のバランサ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ギヤダンパ、及びこれを組み込んだバランサ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

動力伝達系の振動を減衰するための手法として、動力伝達系にギヤダンパを介在させることがある。ギヤダンパは、回転軸側と歯車側との間に弾性体を介在させた動力伝達体であり、例えばエンジンの振動を減衰するバランサ装置に適用することができる。

【0003】

レシプロエンジンでは、ピストンの上下動に伴う重心位置の変動によって振動が発生する。バランサ装置は、クランクシャフトと平行に配置したバランスシャフトにクランクシャフトの回転を伝達し、クランクシャフトとバランスシャフトとを互いに逆回転させ、ピストンの慣性力を打ち消すように振動を抑制する。

【0004】

ところがクランクシャフトの回転速度は、燃焼室内での爆発によって変動するため、バランサ装置では、クランクシャフト側のドライブギヤとバランスシャフト側のドリブンギヤとの間で歯打ち音が発生する。この問題を解決するのがギヤダンパである。

【0005】

特許文献１には、バランサ装置に適用されるギヤダンパの一例が開示されている。このギヤダンパは、ドリブンギヤを有するギヤ部をゴムブッシュからなる弾性体でフローティングするようにした構造を採用している（文献１の段落［００１７］、図２参照）。

【0006】

より詳しくは、バランスシャフト（１０）の軸本体部（１１）に一体に設けた鍔部（１２）に対し、内環部（２７）を介して、従動ギヤ（１９）の内側にユニット（２０）を組み合せたギヤ部（１８）をフローティング支持するようにしている。

【0007】

特許文献１の段落［００２１］に記載されているように、内環部（２７）は、ダンパ機能を有する弾性体であり、クランクシャフト（６０）とバランスシャフト（１０）との間に生じ得るトルク変動を吸収（抑制）する役割を担っている。駆動ギヤ（６１）と従動ギヤ（１９）との間の歯打ち音は、内環部（２７）によって低減される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２２－０２６４２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１のギヤダンパ（軸構造）によれば、ユニット（２０）の竪壁部（２２）は円筒状の筒部（２３）に連絡し、筒部（２３）は、軸本体部（１１）の外周を覆うように配置され、筒部（２３）と軸本体部（１１）との間は潤滑油を介して潤滑される、とされている（文献１の段落［００１７］、図１参照）。したがって従動ギヤ（１９）は、弾性体である内環部（２７）のみによって支持され、完全にフローティングした状態を維持しているものと考えられる。

【0010】

特許文献１に記載されたギヤダンパのように、ドリブンギヤを弾性体でフローティングするようにした構造のギヤダンパには、つぎに示すような留意事項がある。

【0011】

第一に、クランクシャフト側のドライブギヤとバランスシャフト側のドリブンギヤとの同軸性が損なわれやすい。

【0012】

第二に、ゴムブッシュによって振動の共振点が低い周波数帯に移行するため、思わぬ周波数帯で共振が発生し、かえって振動が増大してしまうことがある。振動制御が難しい。

【0013】

第三に、ドライブギヤと噛み合っているドリブンギヤとバランスシャフトとの間に軸方向ずれが生じやすくなるため、ゴムブッシュの耐久性を維持する観点から、軸方向移動を抑制する機構が必要になる。あるいはドライブギヤとドリブンギヤとを平歯車を用いて噛み合わせ、両ギヤ間の軸方向移動を積極的に許容するような工夫が必要になる。

【0014】

第四に、伝達可能なトルクが小さくなってしまう。

【0015】

以上説明したように、ドリブンギヤを弾性体でフローティングするようにしたギヤダンパには課題があり、改善の余地がある。

【課題を解決するための手段】

【0016】

ギヤダンパの一態様は、エンジンのクランクシャフトから動力を伝達されて回転するバランスシャフトに固定されるハブと、前記ハブの外周面に隙間を空けて対面し、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力伝達を受けるドリブンギヤと、前記隙間に圧入され、前記ハブと前記ドリブンギヤとを結合する弾性体と、前記ハブと前記ドリブンギヤとに接触するように前記隙間に介在するばね性を有する金属製の規制部材と、を備える。

【0017】

バランサ装置の一態様は、エンジンのクランクシャフトから動力を伝達されて回転するバランスシャフトと、前記バランスシャフトに設けられたハブと、前記ハブの外周面に隙間を空けて対面し、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力伝達を受けるドリブンギヤと、前記隙間に圧入され、前記ハブと前記ドリブンギヤとを結合する弾性体と、前記ハブと前記ドリブンギヤとに接触するように前記隙間に介在するばね性を有する金属製の規制部材と、を備える。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、ドリブンギヤを弾性体でフローティングするようにしたギヤダンパに内在する課題に対して、改善策を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態のギヤダンパを組み込んだエンジンの一例として、（Ａ）は単気筒エンジンの模式図、（Ｂ）は吸気、圧縮、燃焼、排気のサイクルとクランク角との関係を示すグラフ。

【図2】本実施の形態のギヤダンパを組み込んだエンジンの別の一例として、（Ａ）は直列二気筒等間隔燃焼エンジンの模式図、（Ｂ）は吸気、圧縮、燃焼、排気のサイクルとクランク角との関係を示すグラフ。

【図3】本実施の形態のギヤダンパを組み込んだエンジンの別の一例として、（Ａ）は直列三気筒エンジンの模式図、（Ｂ）は吸気、圧縮、燃焼、排気のサイクルとクランク角との関係を示すグラフ。

【図4】バランサ装置に組み込まれたギヤダンパを示す模式図。

【図5】第１の実施の形態のギヤダンパの上半分の領域を示す垂直断面図。

【図6】規制部材を示す斜視図。

【図7】第２の実施の形態のギヤダンパの上半分の領域を示す垂直断面図。

【図8】規制部材を示す斜視図。

【図9】第３の実施の形態のギヤダンパの上半分の領域を示す垂直断面図。

【図10】第４の実施の形態のギヤダンパを垂直断面にして斜めの方向から見た模式図。

【図11】弾性体を取り除き、規制部材をなす延長フランジとハブとがスプライン嵌合をしている状態を斜めの方向から見た模式図。

【図12】ギヤダンパの円周上の一部を切り欠き、図１０とは反対側の斜めの方向から見た模式図。

【図13】規制部材をなす延長フランジとハブとのスプライン嵌合が脱落した状態を斜めの方向から見たギヤダンパの模式図。

【図14】歯打ち音の発生メカニズムを説明するために、（Ａ）はピストンが上死点に向かっているとき、（Ｂ）はピストンが上死点に到達したとき、（Ｃ）はピストンが下死点に向かっているとき、（Ｄ）はピストンが下死点に到達したときのドライブギヤの歯車とドリブンギヤの歯車との状態をそれぞれ示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

実施の形態を図面に基づいて説明する。つぎの項目に沿って説明する。

【0021】

１．構成
（１）バランサ装置を適用するエンジン
（１－１）単気筒エンジン
（１－２）直列二気筒等間隔燃焼エンジン
（１－３）直列三気筒エンジン
（１－４）振動
（２）バランサ装置
（３）ギヤダンパ
（３－１）第１の実施の形態
（３－２）第２の実施の形態
（３－３）第３の実施の形態
（３－４）第４の実施の形態
２．作用効果
（１）歯同士の衝突
（２）衝突の緩和
３．変形例

【0022】

１．構成
（１）バランサ装置を適用するエンジン
本実施の形態のバランサ装置１１を適用するエンジン１０１として、三種類のエンジンを紹介する。一つ目は単気筒エンジン１０１Ａ、二つ目は直列二気筒の３６０度クランクエンジン、いわゆる直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂである。三つ目は、直列三気筒エンジン１０１Ｃである。

【0023】

（１－１）単気筒エンジン
図１（Ａ）に示すエンジン１０１は、単気筒エンジン１０１Ａである。単気筒エンジン１０１Ａは、一つのシリンダ１０２のみを備え、シリンダ１０２内に往復移動自在にピストン１０３を組み込んでいる。ピストン１０３は、コネクティングロッド１０４を介してクランクシャフト１０５に連結されている。ピストン１０３によって規定されるシリンダ１０２内の空間は、燃焼室１０６である。

【0024】

燃焼室１０６内ではピストン１０３の往復運動によって吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程が繰り返され、このときのピストン１０３の往復運動がコネクティングロッド１０４を介してクランクシャフト１０５に伝達され、クランクシャフト１０５の回転運動として出力される。

【0025】

図１（Ｂ）に示すように、ピストン１０３が上死点に位置しているときのクランクシャフト１０５の回転位置、つまりクランク角を０度とすると、ピストン１０３が下降して下死点に到達したときのクランアングルは１８０度である。その間に燃焼室１０６では吸気行程が行なわれる。

【0026】

その後ピストン１０３は再び上死点を目指して移動することで圧縮行程が行なわれ、ピストン１０３が上死点に達すると燃焼行程が行なわれる。図１（Ｂ）中、符号ｆは燃焼を示している。このときのクランク角は３６０度、つまりクランクシャフト１０５は一回転している。

【0027】

燃焼ｆによって燃焼室１０６内では燃焼気体の膨張が発生し、ピストン１０３は再び下死点に向けて下降する。ピストン１０３が下死点に到達したときのクランク角は５４０度である。

【0028】

下死点に到達したピストン１０３は再び上昇し、排気行程が行なわれる。ピストン１０３が上死点に到達すると、吸気、圧縮、燃焼、排気のサイクルが完了する。このときのクランク角は７２０度、つまりクランクシャフト１０５は二回転している。

【0029】

クランクシャフト１０５側のドライブギヤ１０７とバランスシャフト１２側のドリブンギヤ３３との間で生ずる歯打ち音は、燃焼室１０６内の燃焼のタイミングでの発生が支配的である。単気筒エンジン１０１Ａは、ピストン１０３の往復運動に伴うクランクシャフト１０５の二回転、つまり７２０度に一度の割合で燃焼を生じ、そのタイミングで比較的大きな歯打ち音を発生させる。

【0030】

（１－２）直列二気筒等間隔燃焼エンジン
図２（Ａ）に示すエンジン１０１は、直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂである。このエンジン１０１は、二つのシリンダ１０２を直列に配列している。こうしたシリンダ１０２の配列から、直列二気筒はパラレルツインとも呼ばれている。

【0031】

図２（Ｂ）に示すように、直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂでは、二つのシリンダ１０２間でクランクシャフト１０５を同一位相で駆動し、吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程からなるサイクルを３６０度ずらして実行している。つまり１番シリンダと２番シリンダとに等間隔の３６０度間隔で燃焼ｆを発生させている。これにちなんで直列二気筒３６０度クランクエンジンとも呼ばれている。

【0032】

１番シリンダと２番シリンダとの間の同一位相駆動及び３６０度ごとの燃焼ｆについては、図２（Ｂ）中に示すクランク角の曲線及び燃焼ｆの位置を参照することで、容易に理解することができよう。

【0033】

このように直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂは、ピストン１０３の往復運動に伴うクランクシャフト１０５の一回転、つまり３６０度に一度の割合で燃焼を生ずるので、そのタイミングで比較的大きな歯打ち音を発生させる。

【0034】

直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂにおける
Ａ．シリンダ１０２の内部にピストン１０３を往復運動自在に設け、コネクティングロッド１０４を介してピストン１０３とクランクシャフト１０５とを連結する基本構造
Ｂ．吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程からなるサイクル、及び
Ｃ．各行程とクランク角との関係
については、単気筒エンジン１０１と共通しているため、説明は省略する。

【0035】

（１－３）直列三気筒エンジン
図３（Ａ）に示すエンジン１０１は、直列三気筒エンジン１０１Ｃである。このエンジン１０１は、三つのシリンダ１０２を直列に配列している。

【0036】

図３（Ａ）に示すように、直列三気筒エンジン１０１Ｃでは、三つのシリンダ１０２間でクランクシャフト１０５を１２０度ずらした位相で駆動し、吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程からなるサイクルを１２０度ずらして実行している。一般的には１番、２番、３番の順に点火タイミングを定めており、この場合には１番シリンダと２番シリンダと３番シリンダとに等間隔の２４０度間隔で燃焼ｆが発生する。

【0037】

１番シリンダと２番シリンダとの間の１２０度位相がずれた駆動及び２４０度ごとの燃焼ｆについては、図３（Ｂ）中に示すクランク角の曲線及び燃焼ｆの位置を参照することで、容易に理解することができよう。

【0038】

このように直列三気筒エンジン１０１Ｃは、ピストン１０３の往復運動に伴うクランクシャフト１０５の一回転、つまり２４０度に一度の割合で燃焼を生ずるので、そのタイミングで比較的大きな歯打ち音を発生させる。

【0039】

直列三気筒エンジン１０１Ｃにおける
Ａ．シリンダ１０２の内部にピストン１０３を往復運動自在に設け、コネクティングロッド１０４を介してピストン１０３とクランクシャフト１０５とを連結する基本構造
Ｂ．吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程からなるサイクル、及び
Ｃ．各行程とクランク角との関係
については、単気筒エンジン１０１と共通しているため、説明は省略する。

【0040】

（１－４）振動
単気筒エンジン１０１Ａでは、クランクシャフト１０５が３６０度回転する間にピストン１０３の重心位置が一回変化し、このような重心の変化によって一次振動が発生する。この点は直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂもクランク角が同位相であることから単気筒エンジン１０１Ａと同様で、クランクシャフト１０５が３６０度回転する間にピストン１０３の重心位置が一回変化して一次振動が発生する。

【0041】

その一方で、これらの単気筒エンジン１０１Ａ及び直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂでは二次振動は問題とならず、偶力による振動も発生しない。クランク角に位相差が発生しないからである。

【0042】

これに対して直列三気筒エンジン１０１Ｃでは一次振動及び二次振動は発生しないものの、偶力による振動が発生する。エンジン１０１の中心に対して１番ピストンと３番ピストンとの往復運動が非対称になるからである。

【0043】

本実施の形態のバランサ装置１１を適用するエンジン１０１として、三種類のエンジンを紹介した。もちろん一次振動、二次振動、あるいは偶力による振動が発生するエンジンであって、その振動を減衰しようとするのであれば、バランサ装置１１は、他の種類のエンジンに適用することが可能である。例えば二次振動が不可避の直列４気筒エンジン、偶力による振動が発生する直列５気筒エンジン、及びＶ型６気筒エンジンなどである。

【0044】

（２）バランサ装置
図１（Ａ）に示す単気筒エンジン１０１Ａ、及び図２（Ａ）に示す直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂに設けられるバランサ装置１１は、エンジン１０１に発生する一次振動を減衰する。図３（Ａ）に示す直列三気筒エンジン１０１Ｃに設けられるバランサ装置１１は、エンジン１０１に発生する偶力による振動を減衰する。

【0045】

バランサ装置１１は、バランスシャフト１２をクランクシャフト１０５と同じ回転数で逆方向に回転させる構造を基本としている。バランスシャフト１２には、軸Ａ２（図４参照）から偏心した位置にバランスウエイト１３が設けられている。バランスウエイト１３は、クランクシャフト１０５に生ずる振動、つまり単気筒エンジン１０１Ａ及び直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂに生ずる一次振動、並びに直列三気筒エンジン１０１Ｃに生ずる偶力による振動を打ち消すように、軸Ａ２を中心とするバランスシャフト１２の重量バランスを所定の角度範囲だけ偏らせる。

【0046】

バランサ装置１１は、クランクシャフト１０５に固定されたドライブギヤ１０７からの動力伝達を受け、クランクシャフト１０５とは逆方向にバランスシャフト１２を回転させる。クランクシャフト１０５の回転をバランスシャフト１２に伝達するのはギヤダンパ３１である。

【0047】

（３）ギヤダンパ
図４に示すように、クランクシャフト１０５とバランスシャフト１２とは、それぞれの軸Ａ１、Ａ２を平行に配置し、同一の端部側に設けたドライブギヤ１０７とギヤダンパ３１とを噛み合わせている。

【0048】

ギヤダンパ３１は、バランスシャフト１２の一端側に固定したハブ３２とドリブンギヤ３３とを備え、これらのハブ３２とドリブンギヤ３３とを弾性体３４によって結合し、動力伝達経路中に、弾性体３４による緩衝機能を提供する構造体である。

【0049】

ハブ３２は、バランスシャフト１２を挿入するシャフト孔３２ａを中心部分に有しており、シャフト孔３２ａに挿入したバランスシャフト１２に固定されている。ハブ３２は金属製である。

【0050】

ドリブンギヤ３３は、ハブ３２の外周面に対して隙間Ｇ１を空けて内周面を対面させる金属製の環状部材であり、外周側には、クランクシャフト１０５に固定されたドライブギヤ１０７の歯１０７ａに噛み合う歯３３ａを成形している。ドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとは同じ歯数に定められている。したがってクランクシャフト１０５が回転したとき、バランスシャフト１２は、クランクシャフト１０５と同一の角速度で逆回転する。

【0051】

弾性体３４は、ハブ３２とドリブンギヤ３３との間の隙間Ｇ１に圧入され、ハブ３２とドリブンギヤ３３とを結合する。

【0052】

ギヤダンパ３１は、ハブ３２とドリブンギヤ３３との間の隙間Ｇ１に、弾性体３４とは別に、規制部材５１も介在させている（図５－１３参照）。規制部材５１については、各種のバリエーションとともに後述する。

【0053】

（３－１）第１の実施の形態
ギヤダンパ３１の第１の実施の形態を図５及び図６に基いて説明する。

【0054】

図５に示すように、弾性体３４は、環状の弾性部材３５の内周面と外周面とにインナーリング３６とアウターリング３７とを固定した構造を有している。弾性部材３５に対するインナーリング３６及びアウターリング３７の固定は、例えば接着剤による接着、加硫接着などによる。

【0055】

インナーリング３６及びアウターリング３７は、いずれも金属製の環状部材である。弾性部材３５は、例えば合成ゴムなどの高分子系材料である。合成ゴムとしては、例えば水添ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどを用いることが可能である。

【0056】

軸方向（軸Ａ２方向）の長さとして、ハブ３２は長さＬ１、ドリブンギヤ３３は長さＬ２を有している。本実施の形態では、長さＬ１とＬ２とは一致している。これに対して弾性体３４の軸方向の長さは、長さＬ１、Ｌ２よりも短い長さＬ３である。弾性体３４は、一端側をハブ３２とドリブンギヤ３３との端面に一致させて隙間Ｇ１に圧入されており、隙間Ｇ１内には、長さＬ１、Ｌ２から長さＬ３を減じた分の軸方向の長さＬ４を持つ空間部Ｓが発生する。この空間部Ｓには、規制部材５１が配置されている。規制部材５１の軸方向の長さＬ５は、長さＬ４よりも短い。

【0057】

図６に示すように、規制部材５１は、一対のフランジ５２（５２ａ、５２ｂ）をウエブ５３でつないだ金属製の環状部材である。一対のフランジ５２は、互いにラジアル方向に対面するハブ３２とドリブンギヤ３３との対向面、つまりハブ３２の外周面とドリブンギヤ３３の内周面とにそれぞれ面接触する。ウエブ５３は、一対のフランジ５２の一端側の位置で、これらのフランジ５２を結合している。したがって規制部材５１は、溝形鋼の断面形状、つまり断面Ｕ字形状を有している。

【0058】

このような規制部材５１は、一つの実施態様として、単一の材料からプレス加工によって成形されている。別の実施態様としては、一対のフランジ５２とウエブ５３とをそれぞれ別の部材として用意し、例えば溶接によって接合するようにしてもよい。

【0059】

規制部材５１は、ウエブ５３を奥側にして、一対のフランジ５２の端面がハブ３２及びドリブンギヤ３３の端面と同一面内に配置されるように隙間Ｇ１に取り付けられている。したがってハブ３２及びドリブンギヤ３３の一端側の端面（図５中の左側）では、弾性体３４が同一面内に位置づけられ、一端側と反対側の端面（図５中の右側）では、規制部材５１が同一面内に位置づけられる。このとき空間部Ｓの軸方向長さＬ４よりも、規制部材５１の軸方向長さＬ５の方が短いため、弾性体３４と規制部材５１との間には隙間Ｇ２が発生する。

【0060】

規制部材５１は、ばね性を有する金属材料によって生成されている。例えばＳＰＣＣ、ＳＰＨＣ、Ｓ４５Ｃなどの炭素鋼、機械構造用合金鋼などである。

【0061】

（３－２）第２の実施の形態
ギヤダンパ３１の第２の実施の形態を図７及び図８に基いて説明する。第１及び第２の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

【0062】

本実施の形態は、フランジ５２とウエブ５３とからなる規制部材５１に替えて、図７に示すように、平板状の環状形状を有する規制部材５１を採用している。規制部材５１は、隙間Ｇ２を空けることなく、弾性体３４の一端面に接合されている。接合は、弾性体３４のうちの弾性部材３５に対してなされていても、インナーリング３６とアウターリング３７とのうちのいずれか一方又は両方に対してなされていてもよい。あるいはインナーリング３６とアウターリング３７とのうちのいずれか一方又は両方への接合に加え、弾性部材３５に接合された態様であってもよい。

【0063】

このような規制部材５１は、互いにラジアル方向に対面するハブ３２とドリブンギヤ３３との対向面にそれぞれ内周端５１ａと外周端５１ｂとを接触させている。つまり規制部材５１の内周端５１ａはハブ３２の外周面に接触し、外周端５１ｂはドリブンギヤ３３の内周面に接触している。

【0064】

第１及び第２の実施の形態ともう一つ相違するのは、ドリブンギヤ３３の厚み、つまり軸方向（軸Ａ２の方向）の長さＬ２である。

【0065】

図７に示すように、ハブ３２の軸方向長さＬ１に対して、ドリブンギヤ３３の軸方向長さＬ２は、弾性体３４の軸方向長さＬ３に、規制部材５１の厚み（軸方向長さＬ５）を加えた長さにとどめられている。したがってドリブンギヤ３３の軸方向長さＬ２は、ハブ３２の軸方向長さＬ１よりも長さＬ６だけ短くなっている。

【0066】

（３－３）第３の実施の形態
ギヤダンパ３１の第３の実施の形態を図９に基いて説明する。第１及び第２の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。

【0067】

本実施の形態のギヤダンパ３１は、ドリブンギヤ３３の一部を規制部材５１として利用している。規制部材５１は、弾性体３４の端面を覆うようにドリブンギヤ３３のフロント面から延び、ハブ３２に接触する環状の延長フランジ５４を有している。

【0068】

延長フランジ５４は、軸方向（軸Ａ２の方向）の厚みを長さＬ７に定めている。この厚みは、延長フランジ５４にばね性を付与し得る厚みである。

【0069】

ハブ３２は、延長フランジ５４を軸方向（軸Ａ２の方向）に位置規制する環状の規制片５５を有している。規制片５５は、外面側からオーバーラップして延長フランジ５４を位置規制する。このような規制片５５は、軸方向の厚みを長さＬ８に定めている。

【0070】

延長フランジ５４は、隙間Ｇ２を空けて弾性体３４の端面と対面している。

【0071】

（３－４）第４の実施の形態
ギヤダンパ３１の第４の実施の形態を図１０～図１３に基いて説明する。第３の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。図１０～図１３中、ドリブンギヤ３３は模式的に示しており、クランクシャフト１０５に固定されたドライブギヤ１０７の歯１０７ａ（図３参照）に噛み合う歯３３ａについては、その表示を省略している。

【0072】

本実施の形態は、規制部材５１をなす延長フランジ５４とハブ３２との間をスプライン嵌合によって連結している。

【0073】

図１０に示すように、本実施の形態では、バランスシャフト１２とハブ３２とが一体に成形されている。ドリブンギヤ３３は、弾性体３４を介して、バランスシャフト１２と一体に成形されたハブ３２に結合している。この点は、第１～第３の実施の形態と相違する点である。

【0074】

その他の点に関して、本実施の形態は、基本的には第３の実施の形態を踏襲し、ドリブンギヤ３３に規制部材５１となる延長フランジ５４を一体に成形しており、延長フランジ５４をハブ３２に接触させている。ただし第３の実施の形態とは、つぎの二つの点で相違する。

【0075】

第１に、第３の実施の形態では、ハブ３２はバランスシャフト１２と別体で成形され、バランスシャフト１２に固定されているのに対して（第１、第２の実施の形態も同様）、本実施の形態のハブ３２は、バランスシャフト１２と一体に成形されている。

【0076】

ハブという用語は、元来、車輪のこしき、つまり車輪のスポーク（輻）が集まる、中心の太い丸い部分であり、中を車軸が貫いているもの、というほどの意味合いをもつ（新明解国語辞典）。このような意味合いを起源として、ハブは、円形などの回転部品の軸付近の部位または構成部品という概念をもち、歯車やプーリ、プロペラなどの機械要素でも広く用いられている。軸付近の「部位」は、その通常の意味内容から、軸と一体をなすものと把握される。軸付近の「構成部品」は、その通常の意味内容から、軸と別体であって、軸に固定されているもの、と把握される。

【0077】

そこで本実施の形態のハブ３２は、バランスシャフト１２と一体に成形されたバランスシャフト１２の一部分であって、回転部品であるドリブンギヤ３３、弾性体３４、及び規制部材５１（延長フランジ５４）の軸付近の部位として観念される。

【0078】

第２に、第３の実施の形態とは異なり、ハブ３２には規制片５５が設けられておらず、ハブ３２と延長フランジ５４とはスプライン嵌合によって連結され、バランスシャフト１２の軸Ａ２の方向に抜き差し自在になっている。

【0079】

図１１及び図１２に示すように、本実施の形態のハブ３２は、延長フランジ５４との接触部分にスプライン５６を設けている。その結果バランスシャフト１２は、スプライン軸を構成する。延長フランジ５４は、スプライン５６に嵌合するスプライン穴５７を設けている。そこで図１３に示すように、ハブ３２と延長フランジ５４とは、スプライン５６とスプライン穴５７との嵌合によって、バランスシャフト１２の軸Ａ２の方向に抜き差し自在である。

【0080】

弾性体３４の端面と延長フランジ５４とが、隙間Ｇ２を空けて互いに対面している点については、第３の実施の形態と同様である。

【0081】

２．作用効果
（１）歯同士の衝突
レシプロエンジン（エンジン１０１）では、主にシリンダ１０２内で発生する燃焼の影響で、クランクシャフト１０５の角加速度に変動が発生する。

【0082】

クランクシャフト１０５の回転角速度に変動が生ずると、これに呼応するように歯打ち音が発生する。歯打ち音は、クランクシャフト１０５の回転角速度が大きく変動するタイミングで、ドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３との歯１０７ａ、３３ａ同士が衝突するときの衝撃音である（図１４（Ａ）～（Ｄ）参照）。

【0083】

図１４（Ａ）～（Ｄ）は、ドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの噛み合い状態を示す模式図である。

【0084】

両ギヤ１０７、３３の間にはバックラッシュが設定されており、両者の歯１０７ａ、３３ａの間には余裕が設けられている。バックラッシュは二つの歯車の間で回転を伝達する場合に不可欠なもので、バックラッシュがなければ二つの歯車は噛み合ったまま回転することができない。図１４（Ａ）～（Ｄ）中、矢印はドライブギヤ１０７の歯１０７ａの進行方向を示している。

【0085】

歯打ち音は、ドリブンギヤ３３を駆動中（図１４（Ａ）参照）のドライブギヤ１０７の回転角速度が減少したとき、ドリブンギヤ３３が慣性力によってドライブギヤ１０７の歯１０７ａの駆動面ＤＳを追い抜き（図１４（Ｂ）参照）、さらに進行してドライブギヤ１０７の歯１０７ａの非駆動面ＮＳに衝突する（図１４（Ｃ）参照））ことによって発生するものと考えられる。このような現象が発生するのは、ドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３との間にバックラッシュがあるからである。

【0086】

以上、シリンダ１０２内の燃焼行程に起因すると推定されるクランクシャフト１０５の回転角速度が増加から減少に転ずるとき、つまりドリブンギヤ３３を駆動中のドライブギヤ１０７の回転角速度が減少したとき（図１４（Ａ）～（Ｃ）参照）に発生する歯打ち音について、その発生原因を説明した。歯打ち音は、このような発生原因に限らず、クランクシャフト１０５の回転角速度が減少から増加に転ずるときにも発生する。もっともこのときの歯打ち音は、ドライブギヤ１０７の回転角速度が減少したときに発生する歯打ち音に比べると小さい。

【0087】

（２）衝突の緩和
前述した通り、歯打ち音は、ドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３との歯１０７ａ、３３ａ同士が衝突するときに発生する衝撃音である。この衝撃音は、ドリブンギヤ３３が受けた衝撃がハブ３２を介してバランスシャフト１２に伝達されることにより、より一層増幅される。

【0088】

本実施の形態では、ドリブンギヤ３３とハブ３２との間に弾性体３４を介在させているため、ドリブンギヤ３３からハブ３２へ伝達される振動が減衰され、その分歯打ち音の音量レベルや音質が改善される。

【0089】

その一方、本実施の形態では、ドリブンギヤ３３とハブ３２との間に規制部材５１も介在させている。規制部材５１は金属製であり、ドリブンギヤ３３とハブ３２との間に弾性体３４のみを介在させたいわゆるフローティング構造に比べると、振動減衰の点では一歩後退する。その反面で完全なフローティング構造を採用した場合、『発明が解決しようとする課題』の項目で述べたような各種の課題が発生する。概ね、
（ａ）ドライブギヤとドリブンギヤとの同軸性
（ｂ）振動制御の困難性
（ｃ）耐久性維持の観点からの構造の複雑化
（ｄ）伝達トルクの減少
などである。

【0090】

本実施の形態によれば、弾性体３４よりは高い剛性を持ちながら、ばね性という振動の減衰性能も兼ね備えた規制部材５１をドリブンギヤ３３とハブ３２との間に介在させたことによって、上記課題に対する改善が図られる。その結果、
（ａ）各部の摩耗の進行を抑制し、耐久性を向上させることができる
（ｂ）振動をより望ましい状態に制御することができる
（ｃ）耐久性維持のための付加的な構造が不要になり、構造の複雑化を回避できる
（ｄ）バランサ装置の応答性を向上させ、振動減衰効果を高めることができる
という効果を得ることができる。

【0091】

３．変形例
実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。

【0092】

例えば本実施の形態では、ギヤダンパ３１を構成する弾性体３４の弾性部材３５について材料を示したが、これらの材料は例示にすぎず、実施に際しては別の材料によって弾性部材３５等を製造するようにしてもよい。

【0093】

本実施の形態では、一次振動を減衰するように、バランスシャフト１２をクランクシャフト１０５と同じ回転数で逆方向に回転させる構造のバランサ装置１１を紹介した。これに対して直列４気筒エンジンに発生する二次振動を減衰する場合には、クランクシャフト１０５と平行に二本のバランスシャフト１２を配置し、二本のバランスシャフト１２をいずれもクランクシャフト１０５の二倍の回転数で逆方向に回転させる。バランサ装置１１は、減衰しようとする振動の種類に応じて各種の形態をとる。

【0094】

本実施の形態では、バランスシャフト１２とハブ３２とを別部品として設け、バランスシャフト１２にハブ３２を固定するようにした態様を例示したが、実施に際して、ハブ３２はバランスシャフト１２に一体に成形されていてもよい。

【0095】

本実施の形態では、ドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３とに平歯車を用いた一例を示したが、実施に際してはこれに限らず、ヘリカルギヤを用いるようにしてもよい。

【0096】

その他あらゆる変形や変更が許容される。

【符号の説明】

【0097】

１１ バランサ装置
１２ バランスシャフト
１３ バランスウエイト
３１ ギヤダンパ
３２ ハブ
３２ａ シャフト孔
３３ ドリブンギヤ
３３ａ 歯
３４ 弾性体
３５ 弾性部材
３６ インナーリング
３７ アウターリング
５１ 規制部材
５１ａ 内周端
５１ｂ 外周端
５２ フランジ
５３ ウエブ
５４ 延長フランジ
５５ 規制片
５６ スプライン
５７ スプライン穴
１０１ エンジン
１０１Ａ 単気筒エンジン
１０１Ｂ 直列二気筒等間隔燃焼エンジン
１０１Ｃ 直列三気筒エンジン
１０２ シリンダ
１０３ ピストン
１０４ コネクティングロッド
１０５ クランクシャフト
１０６ 燃焼室
１０７ ドライブギヤ
１０７ａ 歯
Ａ１ 軸（クランクシャフト）
Ａ２ 軸（バランスシャフト）
ＤＳ 駆動面
ｆ 燃焼
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ 隙間
ＮＳ 非駆動面
Ｓ 空間部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】