特開 2024-25245 ギヤダンパ、これを組み込んだバランサ装置、及びその駆動方法

(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】P2024025245

(43)【公開日】2024-02-26

(54)【発明の名称】ギヤダンパ、これを組み込んだバランサ装置、及びその駆動方法

(51)【国際特許分類】

   F02B 77/00 20060101AFI20240216BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20240216BHJP

   F16H 57/12 20060101ALI20240216BHJP

【ＦＩ】

F02B77/00 L

F16H1/06

F16H57/12 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 2022128527

(22)【出願日】2022-08-10

(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

【テーマコード（参考）】

3J009

【Ｆターム（参考）】

3J009DA11

3J009EA11

3J009EA21

3J009EA50

3J009EB01

3J009EB14

3J009EB30

3J009FA10

(57)【要約】

【課題】回転伝達経路に、動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、駆動ギヤと従動ギヤとの間の歯同士の衝突を和らげ、あるいは無くすこと。
【解決手段】バランサ装置１１は、ピストン１０３に連結されるクランクシャフト１０５の動力をバランスシャフト１２の回転駆動力として利用するために、クランクシャフト１０５に固定したドライブギヤ１０７と、バランスシャフト１２に固定したドリブンギヤ３３とを同一のギヤ比で噛み合わせ、バランスシャフト１２をクランクシャフト１０５と逆方向に回転させる。ドリブンギヤ３３は、バランスシャフト１２に弾性体３２を介して結合されている。クランクシャフト１０５の角加速度に変動が生ずるタイミングで、ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける方向に偏心を生じさせる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

バランスシャフトの外周側に弾性体を介して結合され、クランクシャフトに固定されたドライブギヤと同一のギヤ比で噛み合うドリブンギヤと、
前記ドリブンギヤの円周上一か所で、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心を生じさせる偏心発生部と、
を備えるギヤダンパ。

【請求項2】

前記弾性体の内周側に前記バランスシャフトと嵌め合いをなすシャフト孔を備え、
前記偏心発生部は、前記バランスシャフトに対する前記シャフト孔の偏心によって実現されている、
請求項１に記載のギヤダンパ。

【請求項3】

前記偏心発生部は、前記ドリブンギヤの周上にアンバランスに配置された薄肉部によって実現されている、
請求項１に記載のギヤダンパ。

【請求項4】

前記薄肉部は、前記ドリブンギヤの周上の一か所に設けられている、
請求項３に記載のギヤダンパ。

【請求項5】

前記薄肉部は、底を有する穴である、
請求項３又は４に記載のギヤダンパ。

【請求項6】

前記薄肉部は、貫通孔である、
請求項３又は４に記載のギヤダンパ。

【請求項7】

ピストンに連結されるクランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力を伝達されて前記クランクシャフトと逆方向に回転するバランスシャフトと、
前記バランスシャフトの外周側に弾性体を介して結合され、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤと同一のギヤ比で噛み合うドリブンギヤと、
前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングで、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心を生じさせる偏心発生部と、
を備えるバランサ装置。

【請求項8】

直列二気筒等間隔燃焼エンジンに用いられる、
請求項７に記載のバランサ装置。

【請求項9】

前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングは、角加速度が増加から減少に転ずるタイミングである、
請求項７又は８に記載のバランサ装置。

【請求項10】

前記弾性体の内周側に前記バランスシャフトと嵌め合いをなすシャフト孔を備え、
前記偏心発生部は、前記バランスシャフトに対する前記シャフト孔の偏心によって実現されている、
請求項７又は８に記載されたバランサ装置。

【請求項11】

前記偏心発生部は、前記ドリブンギヤの周上にアンバランスに配置された薄肉部によって実現されている、
請求項７又は８に記載されたバランサ装置。

【請求項12】

ピストンに連結されるクランクシャフトに固定されたドライブギヤからドリブンギヤを介して動力を伝達されたバランスシャフトが前記クランクシャフトと逆方向に回転する工程と、
前記バランスシャフトの回転時、前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングで、前記バランスシャフトに弾性体を介して結合された前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心させる工程と、
を備えるバランサ装置の駆動方法。

【請求項13】

前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングは、角加速度が増加から減少に転ずるタイミングである、
請求項１２に記載のバランサ装置の駆動方法。

【請求項14】

前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングは、角加速度が減少から増加に転ずるタイミングである、
請求項１２に記載のバランサ装置の駆動方法。

【請求項15】

前記弾性体の内周側に設けられた前記バランスシャフトと嵌め合いをなすシャフト孔を偏心させることで、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心させる、
請求項１３又は１４に記載されたバランサ装置の駆動方法。

【請求項16】

前記ドリブンギヤの周上にアンバランスに配置された薄肉部によって、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心させる、
請求項１３又は１４に記載されたバランサ装置の駆動方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ギヤダンパ、これを組み込んだバランサ装置、及びその駆動方法に関する。

【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。このとき問題になる振動は、一次振動及び二次振動である。

【0004】

一次振動は、クランクシャフトが一回転する間に一回発生する振動である。

【0005】

このような一次振動は、単気筒エンジン、及びパラレルツインと呼ばれる直列二気筒エンジンのうちの３６０度クランクエンジンに発生する。直列二気筒３６０度クランクエンジンは、二つの気筒が同じ位相で上下動して３６０度間隔で燃焼を生じさせるエンジンである。直列二気筒等間隔燃焼エンジンとも呼ばれる。これらの単気筒及び直列二気筒等間隔燃焼エンジンでは、クランクシャフトが３６０度回転する間にピストンの重心位置が一回変化し、一次振動が発生する。

【0006】

一次振動は、直列二気筒の２７０度クランクエンジンにも発生するが、こちらに関しては説明を省略する。

【0007】

二次振動は、クランクシャフトが一回転する間に二回発生する振動である。直列二気筒の１８０度クランクエンジンや四気筒エンジンなどに発生する。こちらに関しても説明は省略する。

【0008】

こうしてエンジンに発生する一次振動や二次振動などの振動を減衰するのがバランサ装置である。バランサ装置は、クランクシャフトからの動力によってバランスシャフトを回転させ、エンジンに発生する振動を減衰させる。一次振動を減衰するバランサ装置は、一本のバランスシャフトをクランクシャフトと同じ回転数で逆方向に回転させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開平０８－０７４９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

ギヤとギヤとを噛み合せて二軸間で動力を伝達するためには、互いに噛み合う二つのギヤの間にバックラッシュを設けることが不可欠である。その一方でバックラッシュは、ギヤの歯同士の衝突によって発生する歯打ち音の発生原因になる。

【0011】

レシプロエンジンに設けたバランサ装置では、動力の伝達を担う二つのギヤ、つまりクランクシャフト側の駆動ギヤとバランスシャフト側の従動ギヤとの間に歯同士の衝突が発生する。このような歯同士の衝突は、特許文献１に記載されているように、クランクシャフトの角加速度が変動するタイミング、より詳しくは角加速度が増加から減少に転ずるとき、あるいは減少から増加に転ずるときに発生する（特許文献１の段落［０００５］参照）。

【0012】

駆動ギヤと従動ギヤとの歯同士の衝突は、歯打ち音による騒音を生じさせ、フリクションの増加によるエネルギーロスを引き起こす。改善に向けた対策が求められる。

【0013】

この点特許文献１は、クランクシャフトの角加速度が増加から減少に転ずるクランク角として、同文献１の図７に示される２０度から１８０度間隔の角度を挙げ、減少から増加に転ずるクランク角として１１０度から１８０度間隔の角度を挙げている（特許文献１の段落［００２３］［００２４］、図７参照）。その上で特許文献１では、「入力側又は出力側の歯車に周期的に発生する角加速度の変化タイミングに応じて、出力側又は入力側の歯車に他のタイミングよりも回転抵抗を多く付与する回転抵抗付与手段」を設けることが提案されている（特許文献１の段落［０００７］［００２５］－［００２７］参照）。

【0014】

この出願の発明者は、クランクシャフト側の駆動ギヤとバランスシャフト側の従動ギヤとの間の歯同士の衝突という現象に接し、回転伝達経路に、特許文献１に記載された回転抵抗付与手段のような動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、ギヤの歯同士の衝突を和らげ、あるいは無くすことができる手法の開発に向けて創作活動を重ねた。

【0015】

本開示の課題は、回転伝達経路に、動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、駆動ギヤと従動ギヤとの間の歯同士の衝突を和らげ、あるいは無くすことである。

【課題を解決するための手段】

【0016】

ギヤダンパの一態様は、バランスシャフトの外周側に弾性体を介して結合され、クランクシャフトに固定されたドライブギヤと同一のギヤ比で噛み合うドリブンギヤと、前記ドリブンギヤの円周上一か所で、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心を生じさせる偏心発生部と、を備える。

【0017】

バランサ装置の一態様は、ピストンに連結されるクランクシャフトに固定されたドライブギヤから動力を伝達されて前記クランクシャフトと逆方向に回転するバランスシャフトと、前記バランスシャフトの外周側に弾性体を介して結合され、前記クランクシャフトに固定されたドライブギヤと同一のギヤ比で噛み合うドリブンギヤと、前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングで、前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心を生じさせる偏心発生部と、を備える。

【0018】

バランサ装置の駆動方法の一態様は、ピストンに連結されるクランクシャフトに固定されたドライブギヤからドリブンギヤを介して動力を伝達されたバランスシャフトが前記クランクシャフトと逆方向に回転する工程と、前記バランスシャフトの回転時、前記クランクシャフトの角加速度に変動が生ずるタイミングで、前記バランスシャフトに弾性体を介して結合された前記ドリブンギヤを前記ドライブギヤに近づける方向に偏心させる工程と、を備える。

【発明の効果】

【0019】

本開示によれば、回転伝達経路に、動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、駆動ギヤと従動ギヤとの間の歯同士の衝突を和らげ、あるいは無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本実施の形態のバランサ装置を組み込んだ単気筒エンジンの（Ａ）は構造を説明する模式図、（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】本実施の形態のバランサ装置を組み込んだ直列二気筒等間隔燃焼エンジンの（Ａ）は構造を説明する模式図、（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】バランサ装置に組み込まれたギヤダンパを示す斜視図。

【図4】ギヤダンパに設けられた弾性体を示す斜視図。

【図5】ギヤダンパが備える第１の実施の形態の偏心発生部をその機能とともに示す模式図。

【図6】ギヤダンパが備える第２の実施の形態の偏心発生部をその機能とともに示す模式図。

【図7】直列二気筒等間隔燃焼エンジンにおいて、クランクシャフトの回転状態と歯打ち音との関係を示すグラフ。

【図8】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。

【図9】単気筒エンジンに適用した場合におけるドライブギヤとドリブンギヤとの歯同士の衝突の緩和タイミングを説明するための模式図。

【図10】直列二気筒等間隔燃焼エンジンに適用した場合におけるドライブギヤとドリブンギヤとの歯同士の衝突の緩和タイミングを説明するための模式図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、パラレルツインと呼ばれる二気筒直列エンジンへの適用例である。つぎの項目に沿って説明する。

【0022】

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）一次振動
（２）バランサ装置
（３）ギヤダンパ
（４）偏心発生部
（４－１）第１の実施の形態
（４－２）第２の実施の形態
２．作用効果
（１）歯同士の衝突
（２）衝突の緩和（バランサ装置の駆動方法）
（３）各種エンジンへの適用例
（３－１）単気筒エンジン
（３－２）直列二気筒等間隔燃焼エンジン
（４）その他の作用効果
３．変形例

【0023】

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が適用されるエンジン１０１は、単気筒エンジン１０１Ａ、より好ましくは直列二気筒の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。

【0024】

（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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

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

【0029】

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。

【0030】

図７に基づいて後述するように、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。

【0031】

（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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

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。

【0036】

（１－３）一次振動
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。

【0037】

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。

【0038】

（２）バランサ装置
図１（Ａ）及び図２（Ａ）に示すように、本実施の形態のバランサ装置１１は、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を適用対象として、エンジン１０１に発生する一次振動を減衰する。したがって一本のバランスシャフト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。

【0039】

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によってバランスシャフト１２に動力を伝達し、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。

【0040】

（３）ギヤダンパ
図３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。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弾性体３２を介してドリブンギヤ３３を結合している。ドリブンギヤ３３は、クランクシャフト１０５に固定されたドライブギヤ１０７と噛みあい、クランクシャフト１０５の回転をバランスシャフト１２に伝達する金属製のギヤである。ドリブンギヤ３３はドライブギヤ１０７と同一のギヤ比で噛み合い、バランスシャフト１２をクランクシャフト１０５と同一の角速度で回転させる。

【0041】

図４に示すように、弾性体３２は、断面をＬ字形状にした一対のサポート３４の間に、弾性材料３５を充填している。一対のサポート３４は、例えばアルミやステンレスなどの金属製の部材で、互いの長辺３４Ｌを対面させて、互いの短辺３４Ｓを同一平面内に配置している。この場合の平面は、ギヤダンパ３１の軸Ａ３（図５参照）と直交する平面である。説明の便宜上、一対のサポート３４のうち、内周側に位置するものは内周サポート３４Ａ、外周側に位置するものは外周サポート３４Ｂと呼ぶ。

【0042】

弾性材料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。

【0043】

弾性体３２は、バランスシャフト１２の外周面に設けられた段部状の部分（図示せず）に、内周サポート３４Ａの長辺３４Ｌと短辺３４Ｓとによって形成される段部状の部分を嵌め合わせ、ドリブンギヤ３３の内周面に設けられた段部状の部分（図４参照）に、外周サポート３４Ｂの長辺３４Ｌと短辺３４Ｓとによって形成された段部状の部分を嵌め合わせ、バランスシャフト１２とドリブンギヤ３３とを結合している。このとき弾性材料３５は圧縮されて弾性変形し、バランスシャフト１２とドリブンギヤ３３との結合状態を強固にする。

【0044】

（４）偏心発生部
レシプロエンジン（エンジン１０１）では、主にシリンダ１０２内で発生する燃焼動作の影響で、クランクシャフト１０５の角速度に変動が生ずる。詳細は図７及び図８に基づいて後述するが、本実施の形態のバランサ装置１１は、クランクシャフト１０５の角加速度に変動が生ずるタイミングで、ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける方向に偏心させる偏心発生部３６を備えている。

【0045】

（４－１）第１の実施の形態
偏心発生部３６の第１の実施の形態を図５に基づいて説明する。

【0046】

図５に示すように、弾性体３２は、その内周側にバランスシャフト１２と嵌め合いをなすシャフト孔３７を備えている。偏心発生部３６は、バランスシャフト１２に対するシャフト孔３７の偏心によって、ギヤダンパ３１を偏心させている。

【0047】

より詳しくは、ギヤダンパ３１は軸Ａ３を有している。この軸Ａ３は、弾性体３２及びドリブンギヤ３３の中心をなす軸である。これに対して弾性体３２の一部をなす内周サポート３４Ａは、バランスシャフト１２と嵌め合いをなすに際して、バランスシャフト１２の軸Ａ２にギヤダンパ３１の軸Ａ３を一致させず、軸Ａ２に対して軸Ａ３を偏心させる。そこでバランスシャフト１２の軸Ａ２には、ギヤダンパ３１の軸Ａ３からずれた軸Ａ４が一致することになる。軸Ａ４は、図５中、弾性体３２の真の軸Ａ３よりもやや下方に位置する軸である。

【0048】

すると図５中、ギヤダンパ３１は、バランスシャフト１２に対してやや下方にずれた位置に固定される。その結果ドライブギヤ１０７に対するドリブンギヤ３３のバックラッシュは、図５中、上方位置では小さく、下方位置では大きくなる。両ギヤ１０７、３３の間のバックラッシュについては後述する。

【0049】

（４－２）第２の実施の形態
偏心発生部３６の第２の実施の形態を図６に基づいて説明する。

【0050】

図６に示すように、ギヤダンパ３１が有しているドリブンギヤ３３には、その側面の一か所に薄肉部３８を設けている。薄肉部３８は、一例としては底を有する穴であり、別の一例としては貫通孔である。底を有する穴は、ドリブンギヤ３３の肉を部分的に薄くした文字通りの薄肉形状を有している。貫通孔は、ドリブンギヤ３３の肉を部分的になくした形態である。つまり薄肉部３８は、肉に相当する部分を有する形状であっても（例えば底を有する穴）、肉に相当する部分を有しない形状であっても（例えば貫通孔）、いずれでもよい。

【0051】

図６では、ドリブンギヤ３３の側面一か所にのみ薄肉部３８が設けられている態様を示しているが、ドリブンギヤ３３の周上にアンバランスに配置されていれば、薄肉部３８は必ずしも一か所にのみ設けられている必要はない。薄肉部３８は複数個所に設けられていてもよい。ドリブンギヤ３３の周上にアンバランスに配置されているという意味は、ドリブンギヤ３３が回転した際、局所的に遠心力に偏りを生じさせ得るような配置状態を意味している。

【0052】

前述したように、ドリブンギヤ３３は弾性体３２という弾性変形する部材を介してバランスシャフト１２に結合されている。このためドリブンギヤ３３は、いわばすきまバメをしたときのようなクリアランスを径方向に持つことになる。するとドリブンギヤ３３は、薄肉部３８を有していることによって、その回転時に局所的な遠心力の偏りを生じ、一回転するうちの一か所で、ドライブギヤ１０７に近づく方向に偏心するように回転する。そこで薄肉部３８の配置位置は、クランクシャフト１０５の角加速度に変動が生ずるタイミングで、ドリブンギヤ３３にドライブギヤ１０７に近づく方向への偏心が生ずるように定められる。これによって偏心発生部３６が構成される。

【0053】

例えば図６に示す状態のとき、ドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３との間のバックラッシュは、図６中、上方位置では小さく、下方位置では大きくなると仮定したとき、クランクシャフト１０５の角加速度に変動が生ずるタイミングに合わせて、薄肉部３８の位置を図６に示す位置に合わせればよい。両ギヤ１０７、３３の間のバックラッシュについては後述する。

【0054】

２．作用効果
（１）歯同士の衝突
図７は、直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂにおけるクランクシャフト１０５の回転状態と歯打ち音との関係を示すグラフである。横軸は、１番及び２番のシリンダ１０２の各行程と共にクランク角を示している。縦軸は、クランクシャフト１０５の角加速度の変動量と歯打ち音の大小とを示している。

【0055】

図７に示すように、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。

【0056】

図７のグラフを参照すると、クランクシャフト１０５の回転角速度は、クランク角が０度、３６０度、７２０度、１０８０度、１４４０度から２０度程度進んだ２０度、３８０度、７４０度、１１００度、１４６０度のあたりで大きく変動していることがわかる。これは０度、７２０度、１４４０度での２番シリンダの燃焼、及び３６０度１０８０度での１番シリンダの燃焼が原因であると推定される。

【0057】

図７のグラフに示されているように、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ことがわかる。つまり歯打ち音は、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発生する。このときの歯打ち音は、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（図８（Ａ）～（Ｄ）参照）。

【0058】

図７のグラフによれば、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（クランク角が１８０度、５４０度、９００度、１２６０度から２０度程度進んだタイミング）、歯打ち音が発生することが示されている。このときの歯打ち音は、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の歯打ち音に比べて小さい。このため本実施の形態では、そのような比較的小さな歯打ち音については、特に対策をとっていない。

【0059】

図８（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。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８（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。

【0060】

歯打ち音は、ドリブンギヤ３３を駆動中（図８（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８（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８（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。

【0061】

（２）衝突の緩和（バランサ装置の駆動方法）
本実施の形態では、クランクシャフト１０５に固定されたドライブギヤ１０７からドリブンギヤ３３を介して動力を伝達され、バランスシャフト１２がクランクシャフト１０５と逆方向に回転する（バランスシャフト１２がクランクシャフト１０５と逆方向に回転する工程）。このようなバランスシャフト１２の回転時、偏心発生部３６は、クランクシャフト１０５の角加速度が増加から減少に転ずる３６０度ごとのタイミングで、ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける方向に偏心させている（ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける方向に偏心させる工程）。

【0062】

より詳細には、ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける方向に偏心させるのは、クランク角が０度、３６０度、７２０度、１０８０度、１４４０度から２０度程度進んだ２０度、３８０度、７４０度、１１００度、１４６０度、………という３６０度ごとのタイミングである。

【0063】

これによってドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの間のバックラッシュが小さくなり、あるいはなくなり、両ギヤ１０７、３３の歯１０７ａ、３３ａ同士の衝突を防止することができる。

【0064】

このときギヤダンパ３１は、弾性体３２を介してバランスシャフト１２にドリブンギヤ３３を結合させている。このためギヤダンパ３１とドライブギヤ１０７との間のバックラッシュが小さくなり、あるいはなくなったとしても、両ギヤ１０７、３３の歯１０７ａ、３３ａ同士の回転を阻止する力を弾性体３２の弾性変形によって逃がすことができ、両ギヤ１０７、３３の間の回転伝達を妨げないようにすることができる。

【0065】

したがって本実施の形態によれば、ドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの間の衝突を防止することができる。これによって歯打ち音による騒音を低減し、フリクションの増加によるエネルギーロスの発生を抑制することができる。

【0066】

（３）各種エンジンへの適用例
本実施の形態のバランサ装置１１を単気筒エンジン１０１Ａ、及び直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂに適用したときの作用効果について説明する。

【0067】

（３－１）単気筒エンジン
図９のグラフに示すように、単気筒エンジン１０１Ａでは、（Ｎ１）で示す箇所に、クランクシャフト１０５の角加速度に比較的大きな変動が発生する。シリンダ１０２内で燃焼が行なわれる３６０度、１０８０度、………のクランク角から２０度程度進んだ３８０度、１１００度、………のクランク角のタイミングである。

【0068】

そこで図９のグラフ中、クランク角が（Ｎ１）で示す箇所になるタイミングで、偏心発生部３６によるドリブンギヤ３３の偏心を生じさせるように各部をセッティングする。これによってそのタイミングで発生するはずだった歯１０７ａ、３３ａ同士の衝突、つまりドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの間の衝突を防止し、あるいは緩和することができる。

【0069】

このとき偏心発生部３６は、クランクシャフト１０５の一回転、つまり３６０度回転する間に一度のタイミングでドリブンギヤ３３に偏心を生じさせる。図９のグラフ中、（Ｎ１）及び（Ｎ２）で示すタイミングである。クランク角が（Ｎ２）のタイミングのときには、クランクシャフト１０５の角加速度に大きな変動は発生せず、大きな歯打ち音も発生しないが、本実施の形態のバランサ装置１１によれば、（Ｎ２）のタイミングのときにもドリブンギヤ３３に偏心を生じさせる。このため（Ｎ２）のタイミングでのドリブンギヤ３３の偏心は、ドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの間の衝突を防止し、あるいは緩和する（Ｎ１）のタイミングでのドリブンギヤ３３の偏心に付随して発生する現象であると理解すべきである。

【0070】

したがって単気筒エンジン１０１Ａに本実施の形態のバランサ装置１１を適用すれば、歯打ち音による騒音を低減し、フリクションの増加によるエネルギーロスの発生を抑制することができる。

【0071】

（３－２）直列二気筒等間隔燃焼エンジン
図１０のグラフに示すように、直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂでは、（Ｎ１）で示す箇所に、クランクシャフト１０５の角加速度に比較的大きな変動が発生する。１番及び２番の二つのシリンダ１０２内で燃焼が行なわれる０度、３６０度、７２０度、１０８０度、………のクランク角から２０度程度進んだ２０、３８０度、７４０度、１１００度、………のクランク角のタイミングである。

【0072】

そこで図１０のグラフ中、クランク角が（Ｎ１）で示す箇所になるタイミングで、偏心発生部３６によるドリブンギヤ３３の偏心を生じさせるように各部をセッティングする。このとき偏心発生部３６は、クランクシャフト１０５の一回転、つまり３６０度回転する間に一度タイミングでドリブンギヤ３３に偏心を生じさせる。その結果歯打ち音が発生するタイミングとドリブンギヤ３３が偏心するタイミングとが一致し、そのタイミングで発生するはずだった歯１０７ａ、３３ａ同士の衝突、つまりドライブギヤ１０７の歯１０７ａとドリブンギヤ３３の歯３３ａとの間の衝突が防止され、あるいは緩和される。

【0073】

したがって直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂに本実施の形態のバランサ装置１１を適用すれば、歯打ち音による騒音を低減し、フリクションの増加によるエネルギーロスの発生を抑制することができる。

【0074】

（４）その他の作用効果
本実施の形態のギヤダンパ３１、これを組み込んだバランサ装置１１、及びバランサ装置１１の駆動方法について説明した。これらのギヤダンパ３１、バランサ装置１１、及びバランサ装置１１の駆動方法は、つぎのような作用効果も有している。

【0075】

本実施の形態では、バランスシャフト１２に対するシャフト孔３７の偏心によって偏心発生部３６（第１の実施の形態）を実現しているので、特許文献１に記載された回転抵抗付与手段のような動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、偏心発生部３６を実現することができる。したがってエンジン１０１の動力損失を抑えることができる。また部品点数の削減、構造の簡略化にも貢献する。

【0076】

本実施の形態では、ドリブンギヤ３３をドライブギヤ１０７に近づける箇所に設けられた薄肉部３８によって偏心発生部３６（第２の実施の形態）を実現しているので、特許文献１に記載された回転抵抗付与手段のような動力伝達に抵抗を与える構造物を設けることなく、偏心発生部３６を実現することができる。したがってエンジン１０１の動力損失を抑えることができる。また部品点数の削減、構造の簡略化にも貢献する。

【0077】

ギヤダンパ３１、バランサ装置１１、及びバランサ装置１１の駆動方法は、単気筒エンジン１０１Ａ、あるいは直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂに用いられる。したがってクランクシャフト１０５が二回転する間（単気筒エンジン１０１Ａの場合）、あるいは一回転する間（直列二気筒等間隔燃焼エンジン１０１Ｂの場合）にドライブギヤ１０７とドリブンギヤ３３とに発生する歯１０７ａ、３３ａ同士の衝突（歯打ち音）を防止し、あるいは抑制することができる。

【0078】

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。

【0079】

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３２（サポート３４及び弾性材料３５）及びドリブンギヤ３３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体３２等を製造するようにしてもよい。

【0080】

また弾性体３２として、一対のサポート３４の間に弾性材料３５を挟み込んだ形態のものを示したが、実施に際してはこれに限らず、あらゆる形態で弾性体３２を実現することが可能である。例えばサポート３４は設けず、弾性材料３５だけで弾性体３２を構成するようにしてもよい。またサポート３４の形態も上記実施の形態で紹介したものに限らず、各種の形態が許容される。例えばバランスシャフト１２との間だけに介在する形態でも、ドリブンギヤ３３との間だけに介在する形態でもよく、その形状も断面Ｌ字形状のものに限られない。

【0081】

またバランスシャフト１２に対してリムを固定し、リムとギヤダンパ３１との間に各種形態の弾性体３２を介在させるような構成であってもよい。つまり上記実施の形態に対して、構造物の追加、変更、削除が許容される。

【0082】

その他あらゆる変形や変更が許容される。

【符号の説明】

【0083】

１１ バランサ装置
１２ バランスシャフト
３１ ギヤダンパ
３２ 弾性体
３３ ドリブンギヤ
３３ａ 歯
３４ サポート
３４Ａ 内周サポート
３４Ｂ 外周サポート
３４Ｌ 長辺
３４Ｓ 短辺
３５ 弾性材料
３６ 偏心発生部
３７ シャフト孔
３８ 薄肉部
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
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）
Ａ３ 軸（ギヤダンパ）
Ａ４ 軸
ｆ 燃焼
ＤＳ 駆動面
ＮＳ 非駆動面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】