(57)【要約】【課題】トルク変動に起因する動荷重に対して十分な強度を維持することができ、騒音も低減できるバランサ装置用の同期歯車を得る。【解決手段】バランサシャフトを有するバランサ装置用の同期歯車は、前記バランサシャフトに係合される円環部と、歯部を有する歯車部と、これらの間に設けられたゴム部を備えている。前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部との少なくとも何れかには、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成している。【選択図】図４
2020063746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バランサシャフトを有するバランサ装置用の同期歯車であって、
前記バランサシャフトに係合される円環部と、歯部を有する歯車部と、これらの間に設けられたゴム部を備え、
前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部との少なくとも何れかに、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項２】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記歯車部の内周部の両方に、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項３】
請求項２に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記ゴム部の厚さＴが周方向に均一となるように、前記円環部の外周部に設けた凹凸部と前記歯車部の内周部に設けた凹凸部は、周方向の数が同じで且つ位相も一致していることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項４】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
少なくとも、前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部に、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項５】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
少なくとも、前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部に、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項６】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記歯車部の歯部がはすば形状であり、前記凹凸部ははすば形状の歯部のねじれ角と平行であることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項７】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記ゴム部の厚さは、前記凹凸部の片振幅の２〜５０倍に構成されていることを特徴とするバランサ装置。
【請求項８】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記凹凸部には微細な凹凸を有することを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項９】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記円環部は金属製であり、前記歯車部は樹脂製であることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項１０】
請求項１に記載のバランサ装置用の同期歯車であって、
前記円環部は金属製であり、前記歯車部も金属製であることを特徴とするバランサ装置用の同期歯車。
【請求項１１】
シャフトに係合される円環部と、歯部を有する歯車部と、これらの間に設けられたゴム部を備え、
前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部との少なくとも何れかに、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とする歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランサ装置用の同期歯車及び歯車に関し、特に、自動車用エンジンに搭載するバランサ装置用の同期歯車として好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の自動車においては、ディーゼルエンジンの利用が増えていること、ピストンの大径化およびロングストローク化が進んでいることから、エンジンの振動が増大する傾向にある。このため、エンジンの振動を低減する技術が多く提案されている。それらの中で、アクティブにエンジンの振動を低減するための機構として、バランサウェイトを備える一対のバランサシャフト、即ち駆動側バランサシャフトと従動側バランサシャフトと、これら一対のバランサシャフトを同期回転させるための同期歯車とで構成されるバランサ装置がある。
【０００３】
前記バランサ装置用の同期歯車としては、鋼製歯車が用いられることが多いが、騒音が大きいことや、軽量化が困難であるなどの課題がある。
【０００４】
上記課題に対し、特開平０２−２４１７２９号公報（特許文献１）のものには、金属製のブッシュと、フェノール樹脂を含浸した補強材からなる歯部構成部材と、を備えたフェノール樹脂製歯車が開示されている。
【０００５】
また、特開２０１４−７４４６７号公報（特許文献２）のものには、第１のギヤに向き合うよう取り付けられたストッパゴムを第２のギヤに有し、前記第１のギヤに、潤滑油が溜まる凹部を、前記ストッパゴムに向き合うように形成したギヤ装置のダンパ構造が開示されている。
【０００６】
更に、特開２００８−１５１２７７号公報（特許文献３）のものには、歯部を含むギヤ外周部が、高弾性率かつ高強度の樹脂材からなる内芯部と、内芯部を覆う低弾性率の樹脂材からなる表層部で構成されている樹脂ギヤが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０２−２４１７２９号公報
【特許文献２】特開２０１４−７４４６７号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されているフェノール樹脂製歯車は、歯車の回転方向において、樹脂及び補強材が一様に分布した構成であるため、歯車が受けるトルクが変動する場合、トルクが大きくなる時に生じる歯車内部の応力や衝撃音に対して配慮が為されていない。即ち、特許文献１に記載の樹脂歯車のものでは、エンジンのトルク変動に起因する動荷重に対して、強度が不足し、騒音も十分には低減できない課題がある。
【０００９】
特許文献２に記載されている構成では、部品点数が多くなり、コスト増が不可避であること、ストッパゴムが劣化して破損した場合は歯車の回転が大きく乱れる虞がある。
【００１０】
特許文献３に記載されている構成のものでは、高弾性率かつ高強度の樹脂材（エラストマ）からなる内芯部が劣化して破損した場合には、歯車の回転が大きく乱れたり、歯車の軸方向の拘束がなくなる虞がある。
【００１１】
バランサ装置では、クランクシャフトと同期歯車が同期して回転するため、クランクシャフトの回転と同期して変動するトルクが最大となる瞬間に噛み合う同期歯車の歯は毎回同じとなる。このことから、歯車の強度に対して過負荷となる運転を続けると、上述したトルク最大の瞬間に噛み合う歯が損傷する可能性が高くなる。このため、最大負荷を基準とした設計が必要となり、同期歯車が大形化する。一方、特許文献２に記載のように、ダンパ構造を有するものでは、その信頼性を確保する必要がある。
【００１２】
本発明の目的は、トルク変動に起因する動荷重に対して十分な強度を維持することができ、騒音も低減できるバランサ装置用の同期歯車及び歯車を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、バランサシャフトを有するバランサ装置用の同期歯車であって、前記バランサシャフトに係合される円環部と、歯部を有する歯車部と、これらの間に設けられたゴム部を備え、前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部との少なくとも何れかに、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の特徴は、シャフトに係合される円環部と、歯部を有する歯車部と、これらの間に設けられたゴム部を備え、前記ゴム部との接合部となる前記円環部の外周部と前記ゴム部との接合部となる前記歯車部の内周部との少なくとも何れかに、全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部を形成している歯車にある。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、トルク変動に起因する動荷重に対して十分な強度を維持することができ、騒音も低減できるバランサ装置用の同期歯車及び歯車を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】エンジン及びバランサ装置の構成を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施例１におけるバランサ装置の全体構成を示す斜視図である。
【図３】バランサ装置におけるトルク変動と同期歯車の噛み合い位置の関係を説明する図である。
【図４】本発明の実施例１における同期歯車の構造を説明する分解斜視図である。
【図５】図４におけるゴム部と歯車部及び円環部との接合面付近の展開図である。
【図６】本発明の実施例２における同期歯車の構造を説明する分解斜視図である。
【図７】図６におけるゴム部と歯車部及び円環部との接合面付近の展開図である。
【図８】本発明の実施例３における同期歯車の構造を説明する分解斜視図である。
【図９】図８におけるゴム部と歯車部及び円環部との接合面付近の展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のバランサ装置用の同期歯車の具体的実施例を図面に基づいて説明する。各図において、同一符号を付した部分は同一或いは相当する部分を示している。
【実施例１】
【００１８】
本発明は、自動車等のエンジンに付設されるバランサ装置用の同期歯車に関するものであり、最初に、自動車のエンジンのピストンに接続されたクランクシャフトに設けられているバランサ装置について説明する。図１はエンジン及びバランサ装置の構成を説明する模式図である。
【００１９】
図１は、エンジンからバランサ装置の同期歯車までの主な構成要素を示すものである。
図１において、エンジン１は、４気筒の往復動式内燃機関のうちの１つを表している。エンジン１のシリンダ２内には、ピストン３が往復動自在に設けられている。ピストン３のピストンピン４には、コネクティングロッド５の小端部５ａが回動可能に結合されている。コネクティングロッド５の大端部５ｂは、クランクシャフト１０のクランクピン１１に回動可能に結合されている。
【００２０】
クランクシャフト１０は、クランクピン１１、クランクアーム１２、クランクジャーナル１３及びカウンタウェイト１４を備えている。クランクピン１１は、クランクアーム１２と結合されている。また、クランクアーム１２は、クランクジャーナル１３と結合されている。クランクジャーナル１３は、クランクベアリング６により回転可能に支持されている。
【００２１】
クランクシャフト１０には、フライホイール７が取り付けられている。このフライホイール７の外周部には、図示しない歯列が形成されている。この歯列には、図示しないスタータのギヤが噛み合うように配置されている。
【００２２】
クランクシャフト１０には、更に駆動歯車８が取り付けられている。駆動歯車８には、バランサ装置２０の同期歯車２１が噛み合って接続されている。即ち、同期歯車２１は駆動側の同期歯車２１ａと従動側の同期歯車２１ｂにより構成され、前記駆動歯車８には駆動側の同期歯車２１ａが噛み合うように配置されている。更に、駆動側の同期歯車２１ａには、従動側の同期歯車２１ｂが噛み合うように配置されている。同期歯車２１ａ，２１ｂは、駆動歯車８の半分の直径を有している。
【００２３】
シリンダ２の内部における燃料の爆発（燃焼）に伴い、ピストン３は、一点鎖線で示すＹ軸方向に往復運動をする。４気筒の往復動式内燃機関の場合、駆動歯車８が１回転する間に２回爆発が起こり、同期歯車２１ａ，２１ｂは、駆動歯車８が半回転する間に１回転する。従って、同期歯車２１ａ，２１ｂが１回転する間に爆発が１回発生するため、爆発によって発生する大きなトルクを受ける同期歯車２１ａ，２１ｂの歯は、毎回同じになる。
【００２４】
ここで、上述したバランサ装置２０の具体的一例を、図２を用いて説明する。図２は本発明の実施例１におけるバランサ装置の全体構成を示す斜視図である。  
図２において、２１ａは駆動側の同期歯車で、図１に示す駆動歯車８と噛み合い、クランクシャフト１０が１回転、即ち駆動歯車８が１回転すると、同期歯車２１ａは２回転する。２１ｂは前記同期歯車２１ａと噛み合って回転する従動側の同期歯車であり、この同期歯車２１ｂは前記同期歯車２１ａと同じ直径を有し、同期歯車２１ａが右回りに１回転すると同期歯車２１ｂは左回りに１回転する。
【００２５】
同期歯車２１ａには、駆動側のバランサシャフト２２ａが一体に連結されて回転する。このバランサシャフト２２ａには、軸方向の前端側と後端側の２箇所にそれぞれ円柱状の２つのジャーナル部２３ａ，２４ａが形成されている。各ジャーナル部２３ａ，２４ａは、エンジン１（図１参照）のハウジング（図示せず）に設けられている軸受（図示せず）により回転自在に支持されている。更に、前記バランサシャフト２２ａの前端側のジャーナル部２３ａと後端側のジャーナル部２４ａとの間には、駆動側バランサウェイト２５ａが一体に設けられている。
【００２６】
一方、従動側の同期歯車２１ｂには、従動側のバランサシャフト２２ｂが一体に連結されて回転する。このバランサシャフト２２ｂにも、軸方向の前端側と後端側の２箇所にそれぞれ円柱状の２つのジャーナル部２３ｂ，２４ｂが形成されている。各ジャーナル部２３ｂ，２４ｂも、エンジン１のハウジングに設けられている軸受により回転自在に支持されている。更に、前記バランサシャフト２２ｂの前端側のジャーナル部２３ｂと後端側のジャーナル部２４ｂとの間には、従動側バランサウェイト２５ｂが一体に設けられている。
【００２７】
前記駆動側バランサウェイト２５ａと従動側バランサウェイト２５ｂは、基本構成が同一であり、半円柱状（横断面半円弧状）に形成されている。
また、本実施例においては、前記同期歯車２１（２１ａ，２１ｂ）は、それぞれ、歯を有する樹脂製の歯車部２１１と、バランサシャフト２２ａ，２２ｂとの当接部となる中心側の金属製の円環部２１２と、これらの間に設けられた環状のゴム部２１３を備える三層構造に構成されている。なお、本実施例において、前記歯車部２１１は、はすば歯車（はすば形状）に構成されている。
【００２８】
このように構成されたバランサ装置２０によれば、エンジン１が始動されてクランクシャフト１０が回転すると、前記駆動歯車８を介して、駆動側のバランサシャフト２２ａが前記クランクシャフト１０の２倍の速度で回転する。これによって、従動側のバランサシャフト２２ｂが、駆動側の同期歯車２１ａと従動側の同期歯車２１ｂの噛み合いにより回転されて、前記駆動側のバランサシャフト２２ａと反対方向へ同速度で回転する。
【００２９】
これによって、駆動側、従動側のそれぞれのバランサウェイト２５ａ，２５ｂも互いに反対方向へ回転しながら各バランサシャフト２２ａ，２２ｂ自体の左右の遠心力をキャンセルし、上下方向にのみ起振力を発生させる。このように、各バランサシャフト２２ａ，２２ｂの回転に伴い、各バランサウェイト２５ａ，２５ｂが回転して起振力をエンジン１に伝達することによって二次振動を抑制する。
【００３０】
このようにバランサ装置２０の同期歯車２１（２１ａ，２１ｂ）が受けるトルクについて、図３を用いて詳しく説明する。図３はバランサ装置におけるトルク変動と同期歯車の噛み合い位置の関係を説明する図であり、バランサ装置２０の同期歯車２１におけるトルクの経時変化のグラフと、それに対応する２つの同期歯車２１ａ，２１ｂの噛み合い位置を示したものである。
【００３１】
図３において、グラフの横軸には、同期歯車が回転している状態における時間を、縦軸には、同期歯車が受けるトルクをとっている。
エンジン１のシリンダ内の爆発によって発生するトルク（変動トルク）は、この図３のグラフに示すように、パルス的である。トルクが最大となる時、２つの同期歯車２１ａ，２１ｂの同じ歯（黒い点で示す歯）が接触する。このトルクは、同期歯車２１の周方向に歯を押す力である。トルクが最小となる時、最大トルクを受ける歯は、最も離れた状態となる。
【００３２】
この図３に示すように、バランサ装置２０では、クランクシャフト１０と同期歯車２１が同期して回転するため、クランクシャフト１０の回転と同期してトルクが変動する。このトルクが最大となる瞬間にかみ合う同期歯車の歯は毎回同じになる。このように、最大トルクを受ける歯は同じ歯になり、特に、はすば歯車としている場合には、同期歯車２１には周方向だけでなく、軸方向にも力が作用するため、同期歯車２１は十分な強度を確保できる構成とする必要がある。
【００３３】
そこで、本実施例では、トルク変動に起因する動荷重やはすば歯車とした場合に受ける軸方向力に対して十分な強度を維持することができ、騒音も低減できるバランサ装置用の同期歯車とするために、以下説明する構成としたものである。
本実施例１のバランサシステムに用いられる同期歯車の具体的構成を、図４および図５を用いて説明する。
【００３４】
図４に示すように、同期歯車２１ａ，２１ｂは、はすば形状の歯部２１１ａを有する樹脂製の歯車部２１１、バランサシャフト２２ａ，２２ｂ（図２参照）との嵌め合い部となる鋼製の円環部２１２、及び前記歯車部２１１と前記円環部２１２との間に設けられたゴム部２１３により構成されている。前記円環部２１２はバランサシャフト２２ａ，２２ｂに対しキー（図示せず）により回転方向に係合される構成となっている。前記歯車部２１１と前記歯部２１１ａは、同一の樹脂材料を用いて樹脂成形（一体成形）により製作することができる。
【００３５】
なお、歯車部２１１及び歯部２１１ａを構成する樹脂材料としては、アラミド繊維強化樹脂等が用いられる。前記ゴム部２１３の材料としては、フッ素ゴム（ＦＫＭ等）、ニトリルゴム、シリコーンゴム等、耐熱性、耐油性のゴム材が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
前記ゴム部２１３との接合面となる歯車部２１１の内周部には全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１４が設けられている。また、前記ゴム部２１３との接合面となる円環部２１２の外周部にも全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１５が設けられている。円環形状の前記ゴム部は、前記凹凸部２１４，２１５にならう形状に押圧されて変形し、前記歯車部２１１と前記円環部２１２との間に配置されている。
【００３７】
歯車部２１１の歯部２１１ａの歯面には垂直な荷重が作用することから、凹凸部２１４，２１５は歯筋方向と平行であることが望ましい。本実施例では、歯車部２１１の歯部２１１ａをはすば形状に構成しているので、そのねじれ角θと平行となるように、前記凹凸部２１４，２１５を形成すると良い。なお、歯車部２１１を平歯車とする場合には、軸方向となるように前記凹凸部２１４，２１５を形成すると良い。
【００３８】
樹脂製の歯車部２１１の内周部に設ける前記凹凸部２１４は、型を用いた成形により歯車部２１１の成形と同時に凹凸部２１４も成形すると良い。また、金属製（本実施例では鋼製）の円環部２１２の外周部に設ける前記凹凸部２１５はローレット加工などで成形すると良い。
【００３９】
また、図５に示すように、ゴム部２１３の厚さＴが周方向に均一となるように、凹凸部２１４と凹凸部２１５の周方向の数を合せ、凹凸部２１４，２１５の片振幅Ｈ１とＨ２を一致させると共に、位相も一致させると良い。
【００４０】
なお、ゴム部２１３の充填のし易さ、及び界面強度の観点から、「Ｔ＞（Ｈ１＋Ｈ２）」または「Ｔ＞２Ｈ１（またはＨ２）」とすることが望ましい。また、前記片振幅Ｈ１，Ｈ２の大きさはゴム部２１３の厚さＴに対して０．０２Ｔ〜０．５Ｔ、好ましくは０．０５Ｔ〜０．１Ｔにすると良い。即ち、前記ゴム部２１３の厚さを前記凹凸部の片振幅の２〜５０倍、好ましくは１０〜２０倍に構成すると良い。
【００４１】
本実施例においては、前記歯車部２１１の内周部及び前記円環部２１２の外周部に、それぞれ全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１４，２１５を設けているが、これらの凹凸部２１４，２１５の両方の面或いは一方の面に、更に微細な凹凸２１６を有する構成にすると良い。微細な凹凸２１６を有する構成にすることにより、トルク変動に起因する動荷重やはすば歯車とした場合に受ける軸方向力に対して更に十分な強度を維持できる同期歯車２１を得ることができる。
【００４２】
なお、前記微細な凹凸２１６は、前記歯車部２１１の内周部や前記円環部２１２の外周部が金属である場合には、ショットピーニングやケミカルエッチングを施すことにより形成できる。前記歯車部２１１の内周部や前記円環部２１２の外周部が樹脂である場合には、プラズマ照射などで形成することができる。
【００４３】
前記ゴム部２１３と前記歯車部２１１の内周部との間、及び前記ゴム部２１３と前記円環部２１２の外周部との間は接着剤により接着させることが好ましい。前記接着剤としては、加硫接着剤を使用すると良い。
また、本実施例では、前記歯車部２１１を樹脂製としたが、一定以上の強度を要求される場合は、前記歯車部２１１を金属または繊維強化した樹脂などで構成すると良い。
【００４４】
円環部２１２とバランサシャフト２２ａ，２２ｂとの嵌め合い公差が厳密に要求される場合は、本実施例のように、前記円環部２１２を鋼材などの金属で構成することが好ましいが、嵌め合い公差が厳密に要求されない場合には、前記円環部２１２を樹脂で構成しても良い。
【００４５】
図２に示すように、２つの同期歯車２１ａ，２１ｂをバランサ装置２０に組み込み、エンジン１（図１参照）を回転させて前記同期歯車２１を回転させると、図３に示すように、変動トルクが、同期歯車２１の歯部に作用する。このとき、変動トルクに起因した振動は、同期歯車２１の歯部から前記同期歯車２１を介してバランサシャフト２２ａ，２２ｂへと伝播し、騒音の原因となる。
【００４６】
しかし、前記同期歯車２１を図４に示す本実施例の構造とすることにより、前記変動トルクに起因した振動は、同期歯車２１の歯部２１１ａ、歯車部２１１、ゴム部２１３及び鋼製の円環部２１２を介してバランサシャフト２２ａ，２２ｂへと伝播する。前記ゴム部２１３の減衰係数は大きいため、同期歯車２１の軸への振動伝播を大幅に低減することができる。
【００４７】
また、バランサ装置２０では、クランクシャフト１０（図１参照）と同期歯車２１が同期して回転するため、クランクシャフト１０の回転と同期してトルクが変動する。このトルクが最大となる瞬間にかみ合う同期歯車の歯は毎回同じになる。また、はすば歯車としている場合には、同期歯車２１には周方向だけでなく、軸方向にも力が作用するため、同期歯車２１を十分な強度を確保できる構成とする必要がある。
【００４８】
これに対し、本実施例では、同期歯車２１における前記ゴム部２１３との接合面となる歯車部２１１の内周部及び円環部２１２の外周部に、それぞれ全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１４，２１５を設けている。従って、トルク変動に起因する動荷重やはすば歯車とした場合に受ける軸方向力に対して、十分な強度を維持することのできる同期歯車２１を実現することができる。
【００４９】
なお、図４の構成とする同期歯車２１は、２つの同期歯車２１ａ，２１ｂのうち、一方側だけとし、他方の同期歯車については、全体が鋼製の歯車としても良い。
また、本実施例１おいては、同期歯車２１の円環部２１２を金属製（鋼製）としたもので説明したが、これに限定されるものではなく、円環部２１２を、歯車部２１１を構成する樹脂材料よりも高強度を有する金属、樹脂材料、セラミックス等で形成しても良い。
高強度の樹脂材料としては、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）等がある。
【００５０】
以上説明した本実施例によれば、従来の全体が鋼製の同期歯車としたものに対して低騒音にできると共に、クランクシャフトのトルク変動に起因する動荷重やはすば歯車とした場合に同期歯車に作用する軸方向力に対して、十分な強度を維持することのできる同期歯車２１を実現することができる。
【実施例２】
【００５１】
本発明のバランサ装置用の同期歯車の実施例２を、図６及び図７を用いて説明する。なお、本実施例２の説明において、上述した実施例１と同一部分については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
本実施例２においても、同期歯車２１ａ，２１ｂは、はすば形状の歯部２１１ａを有する樹脂製の歯車部２１１、バランサシャフト２２ａ，２２ｂ（図２参照）との嵌め合い部となる鋼製の円環部２１２、及び前記歯車部２１１と前記円環部２１２との間に設けられたゴム部２１３により構成されていることは同じである。
【００５２】
本実施例２が上記実施例１と異なる部分は、ゴム部２１３との接合面となる歯車部２１１の内周部には、図４に示すような凹凸部２１４は設けられておらず、ゴム部２１３との接合面となる円環部２１２の外周部にのみ全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１５を設けているものである。また、前記凹凸部２１５の面には微細な凹凸２１６も有する構成にしている。なお、本実施例では、ゴム部２１３との接合面となる歯車部２１１の内周部に凹凸部は設けられていないが、前記歯車部２１１の内周部に微細な凹凸を設けるようにしても良い。
【００５３】
前記凹凸部２１５は、歯車部２１１の歯部２１１ａがはすば形状であるので、そのねじれ角θと平行となるように形成されている。なお、歯車部２１１を平歯車とする場合には、軸方向となるように前記凹凸部２１５を形成する。
【００５４】
なお、図７に示すように、ゴム部２１３の設置のし易さ及び界面強度の観点から、本実施例では、ゴム部２１３の厚さＴを片振幅Ｈ２の２倍以上（Ｔ＞２Ｈ２）に構成している。また、前記片振幅Ｈ２の大きさは、前記実施例１と同様に、ゴム部２１３の厚さＴに対して０．０２Ｔ〜０．５Ｔ、好ましくは０．０５Ｔ〜０．１Ｔにしている。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【００５５】
本実施例２は、歯車部２１１の内周部とゴム部２１３との接合部に対し、円環部２１２の外周部とゴム部２１３との接合部の接合強度が不足する場合に有効であり、歯車部２１１の内周部には凹凸部を設けないので製作も容易になる。特に、円環部２１２には大きな力が作用するので、円環部２１２の外周部にのみ凹凸部２１５を設けることで、コスト低減を図ることができる。本実施例２は、歯車部２１１側に作用する力が小さく、歯車部２１１の内周部とゴム部２１３との接合部が、接着剤のみでも負荷を支持できる場合に有効である。
【実施例３】
【００５６】
本発明のバランサ装置用の同期歯車の実施例３を、図８及び図９を用いて説明する。なお、本実施例３の説明においても、上述した実施例１と同一部分については説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
本実施例３においても、同期歯車２１ａ，２１ｂは、はすば形状の歯部２１１ａを有する樹脂製の歯車部２１１、バランサシャフト２２ａ，２２ｂ（図２参照）との嵌め合い部となる鋼製の円環部２１２、及び前記歯車部２１１と前記円環部２１２との間に設けられたゴム部２１３により構成されていることは同じである。
【００５７】
本実施例３が上記実施例１と異なる部分は、ゴム部２１３との接合面となる円環部２１２の外周部には、図４に示すような凹凸部２１５は設けられておらず、ゴム部２１３との接合面となる歯車部２１１の内周部にのみ全周に亘って一定の周期で滑らかに変化する凹凸部２１４を設けているものである。また、前記凹凸部２１４の面にも微細な凹凸２１６も有する構成にしている。なお、本実施例では、ゴム部２１３との接合面となる円環部２１２の外周部に凹凸部は設けられていないが、前記円環部２１２の外周部に微細な凹凸を設けるようにしても良い。
【００５８】
前記凹凸部２１４は、歯車部２１１の歯部２１１ａがはすば形状であるので、そのねじれ角θと平行となるように形成されている。なお、歯車部２１１を平歯車とする場合には、軸方向となるように前記凹凸部２１５を形成する。
【００５９】
なお、図９に示すように、ゴム部２１３の設置のし易さ及び界面強度の観点から、本実施例でも、ゴム部２１３の厚さＴを片振幅Ｈ１の２倍以上（Ｔ＞２Ｈ１）に構成している。また、前記片振幅Ｈ１の大きさは、前記実施例１と同様に、ゴム部２１３の厚さＴに対して０．０２Ｔ〜０．５Ｔ、好ましくは０．０５Ｔ〜０．１Ｔにしている。
他の構成は上述した実施例１と同様である。
【００６０】
本実施例３は、円環部２１２の外周部とゴム部２１３との接合部に対し、歯車部２１１の内周部とゴム部２１３との接合部の接合強度が不足する場合に有効であり、円環部２１２の外周部には凹凸部を設けないので製作が容易になる。
【００６１】
前記円環部２１２は金属（鋼製）であることから、ゴム部２１３との間で大きな接着力が得られ、前記歯車部２１１は樹脂製であることから、ゴム部２１３との間で十分な接着力が得られない場合に、本実施例３は有効である。このように円環部２１２側の接着強度が大きいときには前記凹凸部２１５を設けず、接着剤のみで接合することでコスト低減を図れる。
【００６２】
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記実施例では、駆動側の同期歯車２１ａと従動側の同期歯車２１ｂの両方に、図４、図６、図８で示す構造の同期歯車とする例を説明したが、駆動側の同期歯車２１ａのみを図４、図６、図８で示す構造の同期歯車としても良い。
また、本発明は、バランサ装置用の同期歯車には限定されず、トルク変動の大きいシャフトに結合されて使用される歯車としても使用可能である。
更に、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６３】
１…エンジン、２…シリンダ、３…ピストン、４…ピストンピン、
５…コネクティングロッド、５ａ…小端部、５ｂ…大端部、
６…クランクベアリング、７…フライホイール、
８…駆動歯車、１０…クランクシャフト、１１…クランクピン、１２クランクアーム、
１３…クランクジャーナル、１４…カウンタウェイト、
２０…バランサ装置、２１…同期歯車、
２１ａ：駆動側の同期歯車、２１ｂ：従動側の同期歯車、
２２ａ…駆動側のバランサシャフト、２２ｂ…従動側のバランサシャフト、
２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ…ジャーナル部、
２５ａ…駆動側バランサウェイト、２５ｂ…従動側バランサウェイト、
２１１…歯車部、２１１ａ…歯部、２１２：円環部、２１３…ゴム部、
２１４，２１５…凹凸部、２１６…微細な凹凸、θ…歯部のねじれ角。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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