JP2003120796A - 歯車装置の歯打ち音低減機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】バックラッシュに起因する歯打ち音の発生を抑
制することができる歯車装置の歯打ち音低減機構を提供
する。 【解決手段】内燃機関のクランクシャフトに固定された
駆動ギア１０にはバランスシャフトの軸に固定された従
動ギア１７が噛み合わされている。従動ギア１７は内燃
機関の油圧回路に作動油を供給するオイルポンプを駆動
するオイルポンプギア３０に噛み合わされている。従動
ギア１７とオイルポンプギア３０との噛み合いによって
従動ギア１７にはその回転方向である反時計方向とは逆
の時計方向に回転抵抗力が付与される。そのため、従動
ギア１７の回転方向の後方の歯面が駆動ギア１０の回転
方向の前方の歯面に接触する。駆動ギア１０の回転が変
動しても、駆動ギア１０の歯が従動ギア１７の歯に突き
当たることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の駆動力
を伝達する駆動ギアと、その歯車に噛み合わされた従動
ギアとを備え両歯車間で動力を伝達するようにした歯車
装置の歯打ち音低減機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、二軸間において、一方の軸の回
転を他方の軸に伝達する機構として、各軸上にそれぞれ
ギアを一体回転可能に取付け、両ギアを互いに噛み合わ
せた、いわゆる歯車装置が知られている。この歯車装置
においては、両ギアの噛み合い部分における歯間の隙間
（バックラッシュ）が原因となって、歯打ち音が生ずる
問題がある。特にクランクシャフトギヤに組み合わされ
て構成される歯車装置のように、内燃機関の燃焼による
回転変動を伴う場合にはその影響は大きく、歯打ち音の
低減が望まれる。

【０００３】このような問題を解消する歯車装置とし
て、特開平８−７４９７６号公報に開示されるものが知
られている。この歯車装置では、クランクシャフトギア
とバランスシャフトギアとからなる歯車装置において、
クランクシャフトギアの角加速度変動タイミングに応じ
てバランスシャフトギアに対して回転抵抗を多く付与す
るために、駆動ギアの歯元内周部に内側から熱膨張体及
び弾性体を配置し、従動ギアの歯がこの弾性体に押し付
けられるように構成されている。この歯車装置によれ
ば、駆動ギアが回転されると、その回転は弾性体を介し
て従動ギアに伝達される。弾性体の介在により両ギアの
歯同志の直接接触が抑制され、歯打ち音の発生が防止さ
れることにより、歯打ち音の低減を図っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記クラン
クシャフトギヤの回転変動は内燃機関の回転速度が低い
場合に大きくなり、内燃機関の低回転時にはこのときの
歯打ち音が、他の騒音源に対して相対的に大きくなる。
ところが、上記公報に記載の歯車装置では、内燃機関の
始動直後のアイドリング時等の冷間時であって内燃機関
の低回転速度時には熱膨張体が十分に膨張しない。その
ため、弾性体は従動ギアの歯に接触しないこととなり抵
抗力付与効果を発揮することができず、歯打ち音を低減
することができない。

【０００５】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、内燃機関の始動直後のアイドリ
ング時等の冷間時であって内燃機関の低回転速度時であ
ってもバックラッシュに起因する歯打ち音の発生を抑制
することができる歯車装置の歯打ち音低減機構を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、内燃機関の駆動力を伝達する駆動
ギアと、該駆動ギアに噛み合わされた従動ギアとを備え
た歯車装置において、前記従動ギアはオイルポンプを駆
動するオイルポンプギアに噛み合わされていることを特
徴とする。

【０００７】従って、上記構成によれば、従動ギアには
オイルポンプギアによって回転抵抗力が付与されている
ため、従動ギアの回転方向の後方における歯面が駆動ギ
アの回転方向の前方における歯面に接触する。従って、
内燃機関には燃焼サイクルに起因する回転変動が存在す
るものの、内燃機関の始動直後のアイドリング時等の冷
間時であって内燃機関の低回転速度時であっても、内燃
機関の回転速度にかかわらず低回転から高回転に至るま
でギアのバックラッシュに起因する歯打ち音を抑制する
ことができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記オイルポンプは、回転に対して駆動トルクの変
動を持ち、その駆動トルクは、前記内燃機関の回転変動
に応じて大きくなることを特徴とする。

【０００９】従って、上記構成によれば、内燃機関の燃
焼サイクルに起因する回転変動に応じてオイルポンプの
駆動トルクが大きくなるように設定されているので、歯
打ち音を効率的に抑制することができるとともに、内燃
機関の燃焼時期間におけるエネルギーロスを抑制するこ
とができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１及び２
のいずれかにおいて、前記オイルポンプの駆動トルク
は、前記内燃機関の回転変動に同期して大きくなること
を特徴とする。

【００１１】従って、上記構成によれば、内燃機関の燃
焼サイクルに起因する回転変動に同期してオイルポンプ
の駆動トルクが大きくなるように設定されているので、
歯打ち音をより効率的に抑制することができるととも
に、内燃機関の燃焼時期間におけるエネルギーロスをよ
り確実に抑制することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の歯車装置を、内燃
機関に設けられ、かつピストン、コネクティングロッド
等による慣性力や慣性偶力を消去して同内燃機関の振動
を減衰するためのバランサ装置に具体化した一実施形態
を図面に従って説明する。

【００１３】図２，３に示すように、多気筒（例えば４
気筒）を有する内燃機関１のシリンダブロック２にはク
ランクシャフト３が設けられている。クランクシャフト
３は、ピストンの往復運動を回転運動に変換して動力を
取り出すためのもので、クランクジャーナル４、クラン
クピン５、クランクアーム６、カウンタウエイト７等か
ら構成されている。クランクシャフト３は、クランクジ
ャーナル４においてシリンダブロック２に回転可能に支
持されている。各クランクピン５にはそれぞれコネクテ
ィングロッドを介してピストンが連結されている。

【００１４】クランクシャフト３及びその下方にはバラ
ンサ装置８が設けられている。この装置８について説明
すると、所定のクランクアーム６及びカウンタウエイト
７の各一側部（図３の左側部）は、クランクジャーナル
４の軸線Ｌを自身の回転中心とする取付部９によって構
成されている。取付部９の外周には駆動ギア１０が固定
されている。

【００１５】駆動ギア１０の直下には上下一対のハウジ
ング１２，１３が配置され、これらは複数本のボルト１
４によってシリンダブロック２に締付固定されている。
両ハウジング１２，１３内には第１のバランスシャフト
１５が配設されている。

【００１６】図１〜３に示すように、バランスシャフト
１５は軸１６、出力側の歯車としての第１の従動ギア１
７及び振動減衰用ウエイト１９からなる。軸１６はクラ
ンクジャーナル４の軸線Ｌに平行に配置され、両ハウジ
ング１２，１３間で回転可能に支持されている。従動ギ
ア１７の歯１８は、駆動ギア１０の歯１１に噛み合わさ
れている。従動ギア１７及びウエイト１９はともに軸１
６上に一体回転可能に取付けられている。

【００１７】両ハウジング１２，１３内であってバラン
スシャフト１５の側方近傍には、第２のバランスシャフ
ト２０が配設されている。バランスシャフト２０は第１
のバランスシャフト１５と同様に、軸２１、第２の従動
ギア２２及び図示しない振動減衰用ウエイトからなる。
軸２１は、バランスシャフト１５の軸１６に対し平行に
配設され、両ハウジング１２，１３間で回転可能に支持
されている。従動ギア２２は、駆動ギア１０と干渉しな
いように同駆動ギア１０から軸線Ｌ方向へ若干ずれた位
置において軸２１上に一体回転可能に取付けられ、第１
の従動ギア１７に噛み合わされている。ウエイトも同様
に軸２１上に一体回転可能に取付けられている。

【００１８】前記のように構成されたバランサ装置８に
よれば、駆動ギア１０がクランクシャフト３とともに時
計方向に一体回転すると、その回転は第１の従動ギア１
７に伝達され、同従動ギア１７、軸１６及びウエイト１
９は反時計方向に一体回転する。また、第１の従動ギア
１７の回転は第２の従動ギア２２に伝達され、同従動ギ
ア２２、軸２１及びウエイトが時計方向に一体回転す
る。両ウエイト１９の回転により、ピストン、コネクテ
ィングロッド等による慣性力や慣性偶力を消去する方向
の荷重が発生し、同荷重がクランクシャフト３の振動を
低減させる。

【００１９】前述した基本的構成に加え、本実施形態で
は第１の従動ギア１７の歯１８はオイルポンプを駆動す
るオイルポンプギア３０の歯３１に噛み合わされてい
る。オイルポンプは内燃機関１の各種油圧回路に作動油
を供給するものであって、例えばトロコイドポンプのよ
うな内接型ギアポンプが使用されている。このような内
接型ギアポンプは、図５に示すように、回転に対して駆
動トルクの変動を持つ。図５は４葉５節のトロコイドポ
ンプにおける駆動トルクの変化を示している。このオイ
ルポンプの駆動トルクは、内燃機関１の回転変動時期で
ある各気筒の点火時期に同期して最大となるように設定
されている。

【００２０】従って、第１の従動ギア１７が反時計方向
に回転すると、オイルポンプギア３０は時計方向に回転
し、これにより、オイルポンプが作動して作動油が各種
油圧回路に供給される。このとき、図４に示すように、
第１の従動ギア１７とオイルポンプギア３０との噛み合
いによって第１の従動ギア１７にはその回転方向である
反時計方向とは逆の時計方向にオイルポンプギア３０に
よって回転抵抗力が付与される。そのため、第１の従動
ギア１７の回転方向の後方における歯面が駆動ギア１０
の回転方向の前方における歯面に接触する。内燃機関１
には燃焼サイクルに起因する回転変動が存在するもの
の、駆動ギア１０の歯１１が第１の従動ギア１７の歯１
８に突き当たることはなくなる。よって、内燃機関１の
回転速度にかかわらず低回転から高回転に至るまで歯打
ち音が抑制される。

【００２１】このように構成された本実施形態によれ
ば、以下の効果が得られる。 ・ 本実施形態では、第１の従動ギア１７とオイルポン
プギア３０との噛み合いによって第１の従動ギア１７に
はその回転方向である反時計方向とは逆の時計方向にオ
イルポンプギア３０によって回転抵抗力が付与される。
そのため、第１の従動ギア１７の回転方向の後方におけ
る歯面が駆動ギア１０の回転方向の前方における歯面に
接触する。内燃機関１には燃焼サイクルに起因する回転
変動が存在するものの、駆動ギア１０の歯１１が第１の
従動ギア１７の歯１８に突き当たることはなくなり、よ
って、内燃機関１の回転速度にかかわらず低回転から高
回転に至るまで歯打ち音を抑制することができる。

【００２２】・ しかも本実施形態では、オイルポンプ
の駆動トルクは、内燃機関１の回転変動時期である点火
時期に同期して最大となるように設定されている。その
ため、歯打ち音をより効率的に抑制することができると
ともに、内燃機関１の燃焼時期間における内燃機関１の
エネルギーロスを確実に抑制することができる。

【００２３】・ また、本実施形態では、内燃機関１に
通常装着される部品であるオイルポンプによって第１の
従動ギア１７に回転抵抗力を付与するようにしているの
で、コストアップを抑制しつつ駆動ギア１０とて第１の
従動ギア１７との歯打ち音を抑制することができる。

【００２４】なお、実施の形態は上記に限定されず、次
のように変更してもよい。 ・ 内燃機関１の燃焼サイクルにより駆動ギア１０にお
ける角加速度の変動の傾向がかわるときに従動ギア１７
により多くの回転抵抗を付与するようにした。それ以外
にも、例えば潤滑油の劣化や、ギア１０，１７における
歯１１，１８の摩耗により駆動ギア１０の角加速度が変
動するようになった場合には、それ以前のタイミングよ
りも大きな回転抵抗を従動ギア１７に付与するようにし
てもよい。

【００２５】・ オイルポンプとして、トロコイドポン
プ以外の内接型ギアポンプを用いてもよい。 ・ 本発明をトランスミッション（変速機）の歯車装置
として具体化することも可能である。

【００２６】次に、上記各実施形態から把握できる他の
技術的思想を、以下に記載する。 （イ） 内燃機関の駆動力を伝達する駆動ギアと、該駆
動ギアに噛み合わされた従動ギアと、を備えた歯車装置
において、前記従動ギアはオイルポンプを駆動するオイ
ルポンプギアに噛み合わされている歯車装置の歯打ち音
低減方法。

【００２７】（ロ） 上記（イ）において、前記オイル
ポンプは、回転に対して駆動トルクの変動を持ち、その
駆動トルクが前記内燃機関の回転変動に応じて大きくな
るように設定した歯車装置の歯打ち音低減方法。

【００２８】（ハ） 上記（イ）及び（ロ）のいずれか
において、前記オイルポンプの駆動トルクは、前記内燃
機関の回転変動に同期して大きくなるように設定した歯
車装置の歯打ち音低減方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施形態において、内燃
機関のバランサ装置内の駆動ギア、両従動ギア及びオイ
ルポンプギアの位置関係を示す正面図である。

【図２】内燃機関のシリンダブロック及びバランサ装置
を示す正面図である。

【図３】クランクシャフト及びバランサ装置を示す側面
図である。

【図４】駆動ギア、第１の従動ギア及びオイルポンプギ
アの噛み合い状態を示す部分拡大図である。

【図５】オイルポンプの駆動トルクと内燃機関の回転と
の関係を示す説明図。

【符号の説明】

１…内燃機関、１０…駆動ギア、１７…第１の従動ギ
ア、３０…オイルポンプギア。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の駆動力を伝達する駆動ギアと、
   該駆動ギアに噛み合わされた従動ギアとを備えた歯車装
   置において、 前記従動ギアはオイルポンプを駆動するオイルポンプギ
   アに噛み合わされていることを特徴とする歯車装置の歯
   打ち音低減機構。
2. 【請求項２】請求項１において、 前記オイルポンプは、回転に対して駆動トルクの変動を
   持ち、その駆動トルクは前記内燃機関の回転変動に応じ
   て大きくなることを特徴とする歯車装置の歯打ち音低減
   機構。
3. 【請求項３】請求項１及び２のいずれかにおいて、 前記オイルポンプの駆動トルクは、前記内燃機関の回転
   変動に同期して大きくなることを特徴とする歯車装置の
   歯打ち音低減機構。