JP3539196B2 - 駆動力伝達装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバランサ装置に適用して好適な駆動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用エンジン等の内燃機関においては、燃料の燃焼によってピストンを往復移動させ、そのピストンの往復移動をコンロッドによって出力軸であるクランクシャフトの回転へと変換して駆動力を得るようにしている。そのピストンが往復移動する際には同移動方向についてピストンの慣性力が生じるが、内燃機関を円滑に運転するためには同慣性力を可能な限り「０」に近づけることが好ましい。
【０００３】
そこで従来は、内燃機関にバランサ装置を設けてピストンの慣性力を「０」に近づけるようにしている。このバランサ装置は、内燃機関のクランクシャフトと平行に延びるバランスシャフトを備えている。バランスシャフトは、自身の軸線を中心に回転可能に支持されるととともに、同シャフトの外周面にはウエイトが上記軸線に対して偏心した状態で取り付けられている。このバランスシャフトを回転させると、ウエイトが同シャフトに伴って回転してピストンの移動方向について往復変位する。
【０００４】
従って、バランスシャフトをクランクシャフトと同期して回転させることにより、ウエイトの慣性力をピストンの移動方向について働かせ、そのウエイトの慣性力によってピストンの慣性力を打ち消して同慣性力を「０」にすることができるようになる。このように慣性力を「０」にするためには、クランクシャフトとバランスシャフトとを同期して回転させる必要があるが、その同期した回転はクランクシャフトの回転を駆動力伝達装置を介してバランスシャフトに伝達することによって実現される。
【０００５】
ここで、上記駆動力伝達装置の一例として、実開昭６１−１０６６４７号公報に記載された装置を図７に示す。同公報に記載された駆動力伝達装置は、バランスシャフト９１に固定された円板状のホルダ９２と、ホルダ９２の外周面に嵌め込まれるとともにクランクシャフトのギヤ（図示せず）と噛み合う円環状のギヤ９３とを備えている。そして、ホルダ９２の外周面とギヤ９３の内周面との間には、それら両者をそれぞれ凹ませることで切欠部９４が形成される。更に、切欠部９４内には、ホルダ９２とギヤ９３とをバランスシャフト９１の軸線を中心とする回転方向について互いに連結するためのコイルスプリング９５が配設されている。
【０００６】
このように構成された駆動力伝達装置では、クランクシャフトの回転がギヤ９３に伝達され、同ギヤ９３の回転がコイルスプリング９５を介して、ホルダ９２及びバランスシャフト９１に伝達される。上記クランクシャフトが回転する際には同シャフトに回転方向についてのトルク変動が生じるが、そのトルク変動はギヤ９３からホルダ９２への回転伝達時にコイルスプリング９５が伸縮して吸収するようになる。従って、バランサ装置のバランスシャフト９１にクランクシャフトのトルク変動が伝達されることはなく、そのトルク変動によってバランサ装置に振動等が生じて異音が生じるのを防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された駆動力伝達装置を用いてクランクシャフトの回転をバランスシャフト９１へ伝達することにより、クランクシャフトのトルク変動がバランサ装置側に伝達されるのを防止することができるようにはなる。
【０００８】
しかし、上記トルク変動吸収のためにコイルスプリング９５が圧縮されたときには、同スプリング９５の長手方向両端部が拡径して同端部と切欠部９４内壁面との間の距離が短くなり、それら両者が接触し易くなる。こうした接触が頻繁に生じるようになると、切欠部９４の内壁面が摩耗してギヤ９３の強度低下に繋がることとなる。
【０００９】
そこで、上記接触を阻止するためにホルダ９２及びギヤ９３の径方向についての切欠部９４の幅を大きくし、コイルスプリング９５の両端部と切欠部９４の内面との距離を大きくすることも考えられる。ところが、切欠部９４の幅を上記のように大きくする場合には、ホルダ９２及びギヤ９３の強度を維持するために同ホルダ９２及びギヤ９３の径方向厚さを大きくする必要があり、その径方向厚さ拡大に基づくホルダ９２及びギヤ９３の大型化も無視できないものとなる。
【００１０】
また、上記公報に記載の駆動力伝達装置では、ホルダ９２とギヤ９３とがバランスシャフトの径方向に並んでいるため、ギヤ９３の径が大きくなって駆動力伝達装置が大型化する。特に、バランサ装置など内燃機関に組み付けられる装置に上記駆動力伝達装置を適用する場合には、上記ギヤ９３の大型化が内燃機関の小型化に対する大きな妨げとなる。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ギヤなどの駆動力伝達部材を極力小径にして小型化を図ることのできる駆動力伝達装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、同一軸線上に位置して同軸線を中心に回転可能な第１及び第２の駆動力伝達部材と、前記第１及び第２の駆動力伝達部材をその回転方向について互いに連結する緩衝機構とを備え、前記第１の駆動力伝達部材の回転を前記緩衝機構に設けられたコイルスプリングを介して第２の駆動力伝達部材に伝達する駆動力伝達装置において、前記第１及び第２の駆動力伝達部材を前記軸線方向について並列に設け、前記コイルスプリングを前記第１及び第２の駆動力伝達部材の間に配設するとともに、、同コイルスプリングは前記軸線と直交する方向へ延びるとともに、自身の長手方向中間部を前記軸線に接近する方向に湾曲させて配設され、同スプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されてなる。
【００１３】
同構成によれば、第１及び第２の駆動力伝達部材が回転するとき、遠心力によってコイルスプリングが直線状に延びた状態になる。このように第１及び第２の駆動力伝達部材の回転時にコイルスプリングが直線状になるため、同スプリングと両駆動力伝達部材とが接触することのない当該両駆動力伝達部材の最小径を一層小さくすることができるようになる。
第１の駆動力伝達部材の回転がコイルスプリングを介して第２の駆動力伝達部材へと伝達されるとき、コイルスプリングが圧縮されて同スプリングの長手方向両端部と両駆動力伝達部材との距離が短くなると、それら両者が接触し易くなる。しかし、同構成によれば、コイルスプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成され、第１及び第２の駆動力伝達部材が軸線方向について並列となっているため、それら駆動力伝達部材の径を同駆動力伝達部材とコイルスプリングの長手方向両端部とが接触することのない最小値にしたとき、それら駆動力伝達部材をより小径にすることができるようになる。
【００２０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記第１の駆動力伝達部材は内燃機関に設けられたバランサ装置のバランスシャフトに回転可能に取り付けられ、前記第２の駆動力伝達部材は前記バランスシャフトと一体回転可能に固定した。
【００２１】
内燃機関のバランサ装置に適用された駆動力伝達装置の大型化は同機関小型化の大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径とすることのできる同構成によれば、同装置を小型化して内燃機関の好適な小型化を図ることができるようになる。
【００２２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記第２の駆動力伝達部材の回転が伝達される第３の駆動力伝達部材を更に設け、前記第３の駆動力伝達部材を前記バランスシャフトと平行に設けられる別のバランスシャフトに一体回転可能に固定した。
【００２３】
同構成によれば、バランスシャフトが二本設けられるバランサ装置において、駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にすることで、それらバランスシャフトの間隔を最小限にとどめることができるようになる。従って、バランサ装置の小型化、ひいては内燃機関の小型化が好適に図られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用エンジンのバランサ装置に適用した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２６】
図１に示すように、エンジンの出力軸であるクランクシャフト１１は、同エンジンのシリンダブロック１２下端部において、同シャフト１１の軸線を中心に回転可能に支持されている。このクランクシャフト１１には、コンロッドを介してピストン（共に図示せず）が連結されている。そして、エンジンの運転時には、ピストンの図中上下方向への往復移動がコンロッドによってクランクシャフト１１の回転へと変換されるようになる。また、クランクシャフト１１には、斜歯１３ａを有する金属製のクランクシャフトギヤ１３が同シャフト１１と一体回転可能に固定されている。
【００２７】
シリンダブロック１２の下端には、エンジンの運転時にピストンの移動方向に働く同ピストンの慣性力を打ち消すためのバランサ装置１５が取り付けられている。このバランサ装置１５は、一対のハウジング１６ａ，１６ｂ間にクランクシャフト１１と平行な状態で回転可能に支持された第１及び第２のバランスシャフト（図１には第１のバランスシャフトのみ図示）１７，１８を備えている。これら第１及び第２のバランスシャフト１７，１８の外周面には、ウエイト１９が同シャフト１７，１８の軸線に対して偏心した状態で取り付けられている。
【００２８】
また、第１及び第２のバランスシャフト１７，１８には、クランクシャフト１１の回転が上記クランクシャフトギヤ１３と駆動力伝達装置２１とを介して伝達される。このようにクランクシャフト１１の回転が第１及び第２のバランスシャフト１７，１８に伝達されると、それらシャフト１１，１７，１８が同期して回転するようになる。そして、第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が回転すると、それらシャフト１７，１８に伴ってウエイト１９が回転してピストンの移動方向（図中上下方向）について往復変位する。
【００２９】
従って、クランクシャフト１１と第１及び第２のバランスシャフト１７，１８との同期した回転により、ウエイト１９が往復変位して同ウエイト１９の慣性力がピストンの移動方向（図中上下方向）に働き、そのウエイトの慣性力によってピストンの慣性力が打ち消されて同慣性力が「０」になる。即ち、ウエイト１９の慣性力とピストンの慣性力とが打ち消し合って「０」となるように、同ウエイト１９の質量やシャフト１７，１８の周方向についての取付位置などが予め調整されている。
【００３０】
次に、上記駆動力伝達装置２１の詳細構造について説明する。
図２に示すように、駆動力伝達装置２１は、クランクシャフト１１の回転を第１のバランスシャフト１７に伝達するためのギヤ機構２２を備えている。このギヤ機構２２の詳細構造を図３に示す。同図に示されるように、ギヤ機構２２は、第１のバランスシャフト１７の軸線上に並列に設けられた第１及び第２のギヤ２３，２４と、それらギヤ２３，２４を上記軸線を中心とする回転方向について連結する緩衝機構２５とを備えている。
【００３１】
第１のギヤ２３は、樹脂により円板状に形成されて外周部に斜歯２３ａを有している。第１のギヤ２３においては、その中心部に第１のバランスシャフト１７よりも若干大径となる貫通孔２６が設けられ、その貫通孔２６に第１のバランスシャフト１７が挿入されるようになる。こうして貫通孔２６に第１のバランスシャフト１７が挿入された状態にあっては、第１のギヤ２３が第１のバランスシャフト１７に対して回転可能になる。
【００３２】
第２のギヤ２４は、金属により円板状に形成されて外周部に斜歯２４ａを有している。第２のギヤ２４においては、その中心部に第１のバランスシャフト１７と同径の貫通孔２７が設けられ、その貫通孔２７に第１のバランスシャフト１７が圧入されるようになる。こうして貫通孔２７に第１のバランスシャフト１７が圧入された状態にあっては、第２のギヤ２４が第１のバランスシャフト１７に対して一体回転可能に固定される。
【００３３】
第２のギヤ２４における第１のギヤ２３との対向面はへこんでおり、そのへこみの内周面には第２のギヤ２４の中心に向かって対向するように突出する一対の突部２８が設けられている。これら突部２８により、第２のギヤ２４の上記へこみ内部が、円弧状に延びる一対の凹部２９ａ，２９ｂとして区画されている。また、突部２８における周方向両側面２８ａ，２８ｂは、第２のギヤ２４の中心に近づくほど、それら両側面２８ａ、２９ｂ間の距離が小さくなる斜状に形成されている。
【００３４】
緩衝機構２５は、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂと、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと、ホルダ３４とを備えている。挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂは、略円弧状に延びる板の長手方向両端部を同じ側に９０゜屈曲させることによって形成されている。これら挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの長手方向両端部は、それぞれシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとなっている。
【００３５】
そして、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方の端部同士は、シート部３５ａ，３６ａが対向する状態で、同プレート３０ａ，３１ａの厚さ方向に重ねられる。この状態にあって、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方のシート部３５ａ，３６ａ間にコイルスプリング３２ａが配設されるとともに、他方のシート部３５ａ，３６ａ間にコイルスプリング３３ａが配設される。これらコイルスプリング３２ａ，３２ｂにおいては、その長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。
【００３６】
また、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方の端部同士も、シート部３５ｂ，３６ｂが対向する状態で、同プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂが対向する状態で、同プレート３０ｂ，３１ｂの厚さ方向に重ねられる。この状態にあって、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂ間にコイルスプリング３２ｂが配設されるとともに、他方のシート部３５ｂ，３６ｂ間にコイルスプリング３３ｂが配設される。これらコイルスプリング３２ｂ，３３ｂにおいても、その長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。
【００３７】
上記のように組み合わされた挟持プレート３０ａ，３１ａ及びコイルスプリング３２ａ，３３ａと、挟持プレート３０ｂ，３１ｂ及びコイルスプリング３２ｂ，３３ｂとは、第２のギヤ２４の二つの凹部２９ａ，２９ｂにそれぞれ嵌め込まれる。
【００３８】
ここで、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの拡大斜視図を図４に示す。挟持プレート３０ａ，３０ｂに設けられた一方のシート部３５ａ，３５ｂ（図中上側のもの）において、その突出方向両縁部の外側面には面取り加工が施されて斜面３７ａ，３７ｂが形成されている。また、挟持プレート３１ａ，３１ｂに設けられた一方のシート部３６ａ，３６ｂ（図中下側のもの）において、その突出方向両縁部の外側面には面取り加工が施されて斜面３８ａ，３８ｂが形成されている。これら斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの傾斜角度は、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して例えば３０゜と比較的鋭角になっている。
【００３９】
このように挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂにおけるシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部を面取り加工し、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成することで、上記のような第２のギヤ２４の凹部２９ａ，２９ｂへの挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の嵌め込みが容易になる。即ち、その嵌め込みを行う際に、上記面取り加工を施したことで、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が第２のギヤ２４に引っ掛かりにくくなる。
【００４０】
挟持プレート３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂ、及びコイルスプリング３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂとが第２のギヤ２４に組み付けられた状態にあっては、図５に示すように同スプリング３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂがシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂによって圧縮された状態で挟持される。
【００４１】
このとき、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方のシート部３５ａ，３６ａ同士が互いに平行になるとともに、他方のシート部３５ａ，３６ａ同士が互いに平行になる。また、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂ同士が互いに平行になるとともに、他方のシート部３５ｂ，３６ｂ同士が互いに平行になる。即ち、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが接触する第２のギヤ２４における突部２８の側面２８ａ，２８ｂの傾斜角度が、上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの平行配置に適した値に予め調整されている。
【００４２】
従って、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、第２のギヤ２４の径方向について直線状に延びた状態で圧縮されることとなり、同スプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部がシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに片当たりすることはない。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部とシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとの片当たりによる同シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの過度の摩耗が防止されるようになる。
【００４３】
一方、図３に示すように、第１のギヤ２３における第２のギヤ２４と対向する面には、一対のピン３９によりホルダ３４が第１のギヤ２３と一体回転可能に取り付けられる。このホルダ３４はリング状に形成され、同ホルダ３４の内周面にはホルダ３４の中心に向かって対向するように突出する一対の突部４０が設けられている。一対の突部４０は、第２のギヤ２４に設けられた一対の突部２８に対応して位置するとともに、それら突部２８と同形状に形成されている。即ち、突部４０における周方向両側面４０ａ，４０ｂは、ホルダ３４の中心に近づくほど、それら両側面４０ａ，４０ｂ間の距離が小さくなる斜状に形成されている。
【００４４】
こうしたホルダ３４を第１のギヤ２３に取り付けることで、第１のギヤ２３における第２のギヤ２４との対向面に、上記一対の突部４０によって区画された円弧状に延びる一対の凹部４１ａ，４１ｂが形成される。そして、第１のギヤ２３に取り付けられたホルダ３４の突部４０と、図５に示す第２のギヤ２４の突部２８とを位置合わせした状態で重ねると、その突部２８と接触しているシート部３５ａ，３５ｂ間、及びシート部３６ａ，３６ｂ間に上記ホルダ３４の突部４０が嵌め込まれる。この嵌め込みは、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が面取り加工されて斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ（図４）が形成されていることから、その縁部とホルダ３４との間に引っ掛かりがなく、容易に行われることとなる。
【００４５】
このような嵌め込みが行われた状態にあっては、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが、第２のギヤ２４の突部２８だけでなくホルダ３４の突部４０にも接触するようになる。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４が相対回転すると、両突部２８，４０が周方向にずれて挟持プレート３０ａ，３１ａを周方向について縮める側に押すとともに、挟持プレート３０ｂ，３１ｂを周方向について縮める側に押す。その結果、各コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ間の距離が短くなり、それらスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮されるようになる。
【００４６】
このように構成されたギヤ機構２２においては、第１のギヤ２３がクランクシャフト１１（図１）に取り付けられたクランクシャフトギヤ１３に噛み合わされ、第２のギヤ２４が図２に示すように第３のギヤ４２に噛み合わされる。この第３のギヤ４２は、自身の外周部に斜歯４２ａを有し、第１のバランスシャフト１７と平行に設けられた第２のバランスシャフト１８に対して一体回転可能に固定されている。なお、本実施形態においては、その第３のギヤ４２と上記ギヤ機構２２によって駆動力伝達装置２１が構成されている。
【００４７】
そして、クランクシャフト１１の回転は、クランクシャフトギヤ１３及びギヤ機構２２を介して第１のバランスシャフト１７に伝達され、更にギヤ機構２２及び第３のギヤ４２を介して第２のバランスシャフト１８に伝達されるようになる。こうしてクランクシャフト１１と第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が同期して回転することとなり、ピストンの慣性力がウエイト１９の慣性力によって打ち消されるようになる。
【００４８】
次に、上記のように構成された駆動力伝達装置２１の作用を説明する。
ピストンの往復移動によりクランクシャフト１１（図１）が回転すると、同シャフト１１の回転がクランクシャフトギヤ１３を介して駆動力伝達装置２１におけるギヤ機構２２の第１のギヤ２３に伝達される。この第１のギヤ２３は樹脂により形成されているため、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際の静粛性が金属製のギヤを採用した場合に比べて向上するようになる。こうしたクランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達により、第１のギヤ２３が第１のバランスシャフト１７に対して同シャフト１７の軸線を中心に回転する。更に、第１のギヤ２３が回転すると、その回転がギヤ機構２２における緩衝機構２５を介して第２のギヤ２４及び第３のギヤ４２（図２）に伝達される。
【００４９】
第１のギヤ２３の回転が緩衝機構２５を介して第２のギヤ２４に伝達されるとき、それらギヤ２３，２４が相対回転して、図３に示す第２のギヤ２４及びホルダ３４における互いに厚さ方向に重ねられた突部２８，４０が周方向にずれる。こうした突部２８，４０の周方向へのずれにより、図５に示す挟持プレート３０ａ，３１ａが周方向について縮められるとともに、挟持プレート３０ｂ，３１ｂが周方向について縮められる。その結果、各コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ間の距離が短くなり、それらスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮される。
【００５０】
ピストンの往復によるクランクシャフト１１の回転では、同シャフトの１３の回転トルクにトルク変動が生じることとなる。しかし、そのトルク変動により、第１のギヤ２３に第２のギヤ２４との相対回転方向についての変動が生じたとしても、上記コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが伸縮することで、その第１のギヤにおける相対回転方向への変動が第２のギヤ２４に伝達されることはなくなる。
【００５１】
また、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮は、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際の衝撃を吸収するという役割も果たす。即ち、上記回転伝達の際にクランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３へ加えられる衝撃が、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮により緩和されることとなる。そのため、金属製のものよりも強度の低い樹脂製の第１のギヤ２３にあって、同ギヤ２３を強度向上のために厚さ方向に大型化させずとも同ギヤ２３の強度が十分なものとなる。
【００５２】
コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮されるとき、同スプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの長手方向両端部が拡径し、その両端部と第２のギヤ２４及びホルダ３４（図３）における凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面との距離が短くなる。本実施形態では、第１及び第２のギヤ２３，２４が同一軸線上に並列に配設され、しかもコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４の径を上記コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部と凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面との接触が生じない最小値にしたとき、それらギヤ２３，２４をより小径にすることができるようになる。
【００５３】
また、このように第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径にすることで、第２のギヤ２４から第３のギヤ４２への回転伝達により自身の軸線を中心に回転する第２のバランスシャフト１８と、上記第２のギヤ２４が取り付けられる第１のバランスシャフト１７との間隔が最小限にとどめられる。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４の径を極力小さくし、且つ第１及び第２のバランスシャフト１７，１８の間隔を最小限にとどめることで、バランサ装置１５の小型化、ひいてはエンジンの小型化が好適に図られれるようになる。
【００５４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４の径を最小にして、その駆動力伝達装置２１の小型化を図ることができるようになる。
【００５５】
（２）挟持プレート３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂにおいて、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが平行となっている。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部がシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに片当たりすることはない。従って、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部とシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとの片当たりによる同シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの過度の摩耗を防止することができる。
【００５６】
（３）エンジンのバランサ装置１５に適用された駆動力伝達装置２１の大型化はエンジンの小型化に対する大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径とすることができるため、同装置２１を小型化してエンジンの好適な小型化を図ることができる。
【００５７】
（４）第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が設けられるバランサ装置１５において、駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径にすることで、それらバランスシャフト１７，１８の間隔を最小限にとどめることができるようになる。従って、バランサ装置１５の小型化、ひいてはエンジンの小型化を好適に図ることができる。
【００５８】
（５）本実施形態では、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂのシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに面取り加工を施して斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成した。そのため、第２のギヤ２４の凹部２９ａ，２９ｂへの挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の嵌め込みの際、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が第２のギヤ２４に引っ掛かりにくくなる。また、ホルダ３４の突部４０と第２のギヤ２４の突部２８とを厚さ方向に重ねるとき、その突部２８と接触しているシート部３５ａ，３５ｂ間、及びシート部３６ａ，３６ｂ間に上記ホルダ３４の突部４０が嵌め込まれるが、この嵌め込みの際にもシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部がホルダ３４に引っ掛かりにくくなる。従って、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂを第１及び第２のギヤ２３，２４に対して容易に組み付けることができる。
【００５９】
（６）また、上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂは、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して３０゜と比較的鋭角に形成されている。そのため、第１及び第２のギヤ２３，２４に対する挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの組み付け時の嵌込作業が一層容易になる。
【００６０】
（７）通常、静粛性向上などを意図して第１のギヤ２３を樹脂により形成した場合、強度を確保するために第１のギヤ２３を厚さ方向に大型化しなければならない。しかし、本実施形態では、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際にギヤ１３からギヤ２３へ加えられる衝撃が、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮により緩和されることとなる。そのため、金属製のものよりも強度の低い樹脂製の第１のギヤ２３を採用しても、同ギヤ２３を強度向上のために厚さ方向に大型化させずに同ギヤ２３の強度を十分なものとすることができる。従って、静粛性を向上させつつ第１のギヤ２３の大型化を抑制することができる。
【００６１】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１のギヤ２３を樹脂以外の材料（例えば金属）により形成してもよい。
・上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの傾斜角度を、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して３０゜としたが、その他の値（例えば４５゜）としてもよい。
【００６２】
・各シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに二つづつ形成された斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの内の一つを省略してもよい。この場合、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する手間を軽減することができる。
【００６３】
・また、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ全部を省略し、同斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する手間を省いてもよい。
・本実施形態では、二つのバランスシャフト１７，１８を備えたバランサ装置１５を例示したが、エンジンの気筒数に応じてバランスシャフトの数を適宜変更してもよい。
【００６４】
・本実施形態では、駆動力伝達部材としてギヤ２３，２４，４２を例示したが、これに代えてスプロケットやプーリ等を駆動力伝達部材として採用してもよい。これらの場合、回転伝達がギヤの噛み合いによってではなく、チェーンやベルトを介して行われることとなる。
【００６５】
・本実施形態では、駆動力伝達装置２１をエンジンのバランサ装置に適用したが、その他の装置に駆動力伝達装置２１を適用してもよい。
・本実施形態では、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを直線状となるようにしたが、これに代えて図６に一転鎖線で示すように、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを長手方向について第２のギヤ２４の中心へ接近する側に湾曲させてもよい。この場合、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂを、互いに平行にするのではなく、第２のギヤ２４の中心に近づくほど拡開させる。このように構成すれば、駆動力伝達装置２１のギヤ機構２２が回転するとき、遠心力によってコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが直線状になる。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部と凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面とが接触することのない第１及び第２のギヤ２３，２４の最小径を一層小さくし、更なる駆動力伝達装置２１の小型化を図ることができる。
【００６６】
・本実施形態では、緩衝機構２５に四つのコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを設けたが、その数を例えば二つなどに適宜変更してもよい。この場合、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの数に応じて、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の数も変更することになる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第１及び第２の駆動力伝達部材が回転するとき、遠心力によってコイルスプリングが直線状に延びた状態になる。このように第１及び第２の駆動力伝達部材の回転時にコイルスプリングが直線状になるため、同スプリングと両駆動力伝達部材とが接触することのない当該両駆動力伝達部材の最小径を一層小さくすることができるようになる。
さらに、コイルスプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成され、第１及び第２の駆動力伝達部材が軸線方向について並列となっているため、それら駆動力伝達部材の径を同駆動力伝達部材とコイルスプリングの長手方向両端部とが接触することのない最小値にしたとき、それら駆動力伝達部材をより小径にすることができる。従って、第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にして、駆動力伝達装置の小型化を図ることができるようになる。
【００７１】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関のバランサ装置に適用された駆動力伝達装置の大型化は同機関小型化の大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径とすることができるため、同装置を小型化して内燃機関の好適な小型化を図ることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明によれば、バランスシャフトが二本設けられるバランサ装置において、駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にすることで、それらバランスシャフトの間隔を最小限にとどめることができる。従って、バランサ装置の小型化、ひいては内燃機関の小型化を好適に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の駆動力伝達装置が適用されたバランサ装置及びエンジンを示す側面図。
【図２】同駆動力伝達装置によるクランクシャフトとバランサ装置との連結態様を示すエンジンの正面図。
【図３】同駆動力伝達装置に設けられたギヤ機構の内部構造を示す分解斜視図。
【図４】同ギヤ機構の挟持プレートを示す拡大斜視図。
【図５】第２のギヤに対する挟持プレート及びコイルスプリングの組付態様を示す正面図。
【図６】第２のギヤに対する挟持プレート及びコイルスプリングの組付態様の他の例を示す正面図。
【図７】駆動力伝達装置の従来例を示す正面図。
【符号の説明】
１５…バランサ装置、１７…第１のバランスシャフト、１８…第２のバランスシャフト、２１…駆動力伝達装置、２２…ギヤ機構、２３…第１のギヤ、２４…第２のギヤ、２５…緩衝機構、３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ…挟持プレート、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…コイルスプリング、３４…ホルダ、３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ…シート部、３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ…斜面、４２…第３のギヤ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバランサ装置に適用して好適な駆動力伝達装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車載用エンジン等の内燃機関においては、燃料の燃焼によってピストンを往復移動させ、そのピストンの往復移動をコンロッドによって出力軸であるクランクシャフトの回転へと変換して駆動力を得るようにしている。そのピストンが往復移動する際には同移動方向についてピストンの慣性力が生じるが、内燃機関を円滑に運転するためには同慣性力を可能な限り「０」に近づけることが好ましい。
【０００３】
そこで従来は、内燃機関にバランサ装置を設けてピストンの慣性力を「０」に近づけるようにしている。このバランサ装置は、内燃機関のクランクシャフトと平行に延びるバランスシャフトを備えている。バランスシャフトは、自身の軸線を中心に回転可能に支持されるととともに、同シャフトの外周面にはウエイトが上記軸線に対して偏心した状態で取り付けられている。このバランスシャフトを回転させると、ウエイトが同シャフトに伴って回転してピストンの移動方向について往復変位する。
【０００４】
従って、バランスシャフトをクランクシャフトと同期して回転させることにより、ウエイトの慣性力をピストンの移動方向について働かせ、そのウエイトの慣性力によってピストンの慣性力を打ち消して同慣性力を「０」にすることができるようになる。このように慣性力を「０」にするためには、クランクシャフトとバランスシャフトとを同期して回転させる必要があるが、その同期した回転はクランクシャフトの回転を駆動力伝達装置を介してバランスシャフトに伝達することによって実現される。
【０００５】
ここで、上記駆動力伝達装置の一例として、実開昭６１−１０６６４７号公報に記載された装置を図７に示す。同公報に記載された駆動力伝達装置は、バランスシャフト９１に固定された円板状のホルダ９２と、ホルダ９２の外周面に嵌め込まれるとともにクランクシャフトのギヤ（図示せず）と噛み合う円環状のギヤ９３とを備えている。そして、ホルダ９２の外周面とギヤ９３の内周面との間には、それら両者をそれぞれ凹ませることで切欠部９４が形成される。更に、切欠部９４内には、ホルダ９２とギヤ９３とをバランスシャフト９１の軸線を中心とする回転方向について互いに連結するためのコイルスプリング９５が配設されている。
【０００６】
このように構成された駆動力伝達装置では、クランクシャフトの回転がギヤ９３に伝達され、同ギヤ９３の回転がコイルスプリング９５を介して、ホルダ９２及びバランスシャフト９１に伝達される。上記クランクシャフトが回転する際には同シャフトに回転方向についてのトルク変動が生じるが、そのトルク変動はギヤ９３からホルダ９２への回転伝達時にコイルスプリング９５が伸縮して吸収するようになる。従って、バランサ装置のバランスシャフト９１にクランクシャフトのトルク変動が伝達されることはなく、そのトルク変動によってバランサ装置に振動等が生じて異音が生じるのを防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に記載された駆動力伝達装置を用いてクランクシャフトの回転をバランスシャフト９１へ伝達することにより、クランクシャフトのトルク変動がバランサ装置側に伝達されるのを防止することができるようにはなる。
【０００８】
しかし、上記トルク変動吸収のためにコイルスプリング９５が圧縮されたときには、同スプリング９５の長手方向両端部が拡径して同端部と切欠部９４内壁面との間の距離が短くなり、それら両者が接触し易くなる。こうした接触が頻繁に生じるようになると、切欠部９４の内壁面が摩耗してギヤ９３の強度低下に繋がることとなる。
【０００９】
そこで、上記接触を阻止するためにホルダ９２及びギヤ９３の径方向についての切欠部９４の幅を大きくし、コイルスプリング９５の両端部と切欠部９４の内面との距離を大きくすることも考えられる。ところが、切欠部９４の幅を上記のように大きくする場合には、ホルダ９２及びギヤ９３の強度を維持するために同ホルダ９２及びギヤ９３の径方向厚さを大きくする必要があり、その径方向厚さ拡大に基づくホルダ９２及びギヤ９３の大型化も無視できないものとなる。
【００１０】
また、上記公報に記載の駆動力伝達装置では、ホルダ９２とギヤ９３とがバランスシャフトの径方向に並んでいるため、ギヤ９３の径が大きくなって駆動力伝達装置が大型化する。特に、バランサ装置など内燃機関に組み付けられる装置に上記駆動力伝達装置を適用する場合には、上記ギヤ９３の大型化が内燃機関の小型化に対する大きな妨げとなる。
【００１１】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ギヤなどの駆動力伝達部材を極力小径にして小型化を図ることのできる駆動力伝達装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、同一軸線上に位置して同軸線を中心に回転可能な第１及び第２の駆動力伝達部材と、前記第１及び第２の駆動力伝達部材をその回転方向について互いに連結する緩衝機構とを備え、前記第１の駆動力伝達部材の回転を前記緩衝機構に設けられたコイルスプリングを介して第２の駆動力伝達部材に伝達する駆動力伝達装置において、前記第１及び第２の駆動力伝達部材を前記軸線方向について並列に設け、前記コイルスプリングを前記第１及び第２の駆動力伝達部材の間に配設するとともに、、同コイルスプリングは前記軸線と直交する方向へ延びるとともに、自身の長手方向中間部を前記軸線に接近する方向に湾曲させて配設され、同スプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されてなる。
【００１３】
同構成によれば、第１及び第２の駆動力伝達部材が回転するとき、遠心力によってコイルスプリングが直線状に延びた状態になる。このように第１及び第２の駆動力伝達部材の回転時にコイルスプリングが直線状になるため、同スプリングと両駆動力伝達部材とが接触することのない当該両駆動力伝達部材の最小径を一層小さくすることができるようになる。
第１の駆動力伝達部材の回転がコイルスプリングを介して第２の駆動力伝達部材へと伝達されるとき、コイルスプリングが圧縮されて同スプリングの長手方向両端部と両駆動力伝達部材との距離が短くなると、それら両者が接触し易くなる。しかし、同構成によれば、コイルスプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成され、第１及び第２の駆動力伝達部材が軸線方向について並列となっているため、それら駆動力伝達部材の径を同駆動力伝達部材とコイルスプリングの長手方向両端部とが接触することのない最小値にしたとき、それら駆動力伝達部材をより小径にすることができるようになる。
【００２０】
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記第１の駆動力伝達部材は内燃機関に設けられたバランサ装置のバランスシャフトに回転可能に取り付けられ、前記第２の駆動力伝達部材は前記バランスシャフトと一体回転可能に固定した。
【００２１】
内燃機関のバランサ装置に適用された駆動力伝達装置の大型化は同機関小型化の大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径とすることのできる同構成によれば、同装置を小型化して内燃機関の好適な小型化を図ることができるようになる。
【００２２】
請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記第２の駆動力伝達部材の回転が伝達される第３の駆動力伝達部材を更に設け、前記第３の駆動力伝達部材を前記バランスシャフトと平行に設けられる別のバランスシャフトに一体回転可能に固定した。
【００２３】
同構成によれば、バランスシャフトが二本設けられるバランサ装置において、駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にすることで、それらバランスシャフトの間隔を最小限にとどめることができるようになる。従って、バランサ装置の小型化、ひいては内燃機関の小型化が好適に図られる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を自動車用エンジンのバランサ装置に適用した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
【００２６】
図１に示すように、エンジンの出力軸であるクランクシャフト１１は、同エンジンのシリンダブロック１２下端部において、同シャフト１１の軸線を中心に回転可能に支持されている。このクランクシャフト１１には、コンロッドを介してピストン（共に図示せず）が連結されている。そして、エンジンの運転時には、ピストンの図中上下方向への往復移動がコンロッドによってクランクシャフト１１の回転へと変換されるようになる。また、クランクシャフト１１には、斜歯１３ａを有する金属製のクランクシャフトギヤ１３が同シャフト１１と一体回転可能に固定されている。
【００２７】
シリンダブロック１２の下端には、エンジンの運転時にピストンの移動方向に働く同ピストンの慣性力を打ち消すためのバランサ装置１５が取り付けられている。このバランサ装置１５は、一対のハウジング１６ａ，１６ｂ間にクランクシャフト１１と平行な状態で回転可能に支持された第１及び第２のバランスシャフト（図１には第１のバランスシャフトのみ図示）１７，１８を備えている。これら第１及び第２のバランスシャフト１７，１８の外周面には、ウエイト１９が同シャフト１７，１８の軸線に対して偏心した状態で取り付けられている。
【００２８】
また、第１及び第２のバランスシャフト１７，１８には、クランクシャフト１１の回転が上記クランクシャフトギヤ１３と駆動力伝達装置２１とを介して伝達される。このようにクランクシャフト１１の回転が第１及び第２のバランスシャフト１７，１８に伝達されると、それらシャフト１１，１７，１８が同期して回転するようになる。そして、第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が回転すると、それらシャフト１７，１８に伴ってウエイト１９が回転してピストンの移動方向（図中上下方向）について往復変位する。
【００２９】
従って、クランクシャフト１１と第１及び第２のバランスシャフト１７，１８との同期した回転により、ウエイト１９が往復変位して同ウエイト１９の慣性力がピストンの移動方向（図中上下方向）に働き、そのウエイトの慣性力によってピストンの慣性力が打ち消されて同慣性力が「０」になる。即ち、ウエイト１９の慣性力とピストンの慣性力とが打ち消し合って「０」となるように、同ウエイト１９の質量やシャフト１７，１８の周方向についての取付位置などが予め調整されている。
【００３０】
次に、上記駆動力伝達装置２１の詳細構造について説明する。
図２に示すように、駆動力伝達装置２１は、クランクシャフト１１の回転を第１のバランスシャフト１７に伝達するためのギヤ機構２２を備えている。このギヤ機構２２の詳細構造を図３に示す。同図に示されるように、ギヤ機構２２は、第１のバランスシャフト１７の軸線上に並列に設けられた第１及び第２のギヤ２３，２４と、それらギヤ２３，２４を上記軸線を中心とする回転方向について連結する緩衝機構２５とを備えている。
【００３１】
第１のギヤ２３は、樹脂により円板状に形成されて外周部に斜歯２３ａを有している。第１のギヤ２３においては、その中心部に第１のバランスシャフト１７よりも若干大径となる貫通孔２６が設けられ、その貫通孔２６に第１のバランスシャフト１７が挿入されるようになる。こうして貫通孔２６に第１のバランスシャフト１７が挿入された状態にあっては、第１のギヤ２３が第１のバランスシャフト１７に対して回転可能になる。
【００３２】
第２のギヤ２４は、金属により円板状に形成されて外周部に斜歯２４ａを有している。第２のギヤ２４においては、その中心部に第１のバランスシャフト１７と同径の貫通孔２７が設けられ、その貫通孔２７に第１のバランスシャフト１７が圧入されるようになる。こうして貫通孔２７に第１のバランスシャフト１７が圧入された状態にあっては、第２のギヤ２４が第１のバランスシャフト１７に対して一体回転可能に固定される。
【００３３】
第２のギヤ２４における第１のギヤ２３との対向面はへこんでおり、そのへこみの内周面には第２のギヤ２４の中心に向かって対向するように突出する一対の突部２８が設けられている。これら突部２８により、第２のギヤ２４の上記へこみ内部が、円弧状に延びる一対の凹部２９ａ，２９ｂとして区画されている。また、突部２８における周方向両側面２８ａ，２８ｂは、第２のギヤ２４の中心に近づくほど、それら両側面２８ａ、２９ｂ間の距離が小さくなる斜状に形成されている。
【００３４】
緩衝機構２５は、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂと、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂと、ホルダ３４とを備えている。挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂは、略円弧状に延びる板の長手方向両端部を同じ側に９０゜屈曲させることによって形成されている。これら挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの長手方向両端部は、それぞれシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとなっている。
【００３５】
そして、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方の端部同士は、シート部３５ａ，３６ａが対向する状態で、同プレート３０ａ，３１ａの厚さ方向に重ねられる。この状態にあって、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方のシート部３５ａ，３６ａ間にコイルスプリング３２ａが配設されるとともに、他方のシート部３５ａ，３６ａ間にコイルスプリング３３ａが配設される。これらコイルスプリング３２ａ，３２ｂにおいては、その長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。
【００３６】
また、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方の端部同士も、シート部３５ｂ，３６ｂが対向する状態で、同プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂが対向する状態で、同プレート３０ｂ，３１ｂの厚さ方向に重ねられる。この状態にあって、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂ間にコイルスプリング３２ｂが配設されるとともに、他方のシート部３５ｂ，３６ｂ間にコイルスプリング３３ｂが配設される。これらコイルスプリング３２ｂ，３３ｂにおいても、その長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。
【００３７】
上記のように組み合わされた挟持プレート３０ａ，３１ａ及びコイルスプリング３２ａ，３３ａと、挟持プレート３０ｂ，３１ｂ及びコイルスプリング３２ｂ，３３ｂとは、第２のギヤ２４の二つの凹部２９ａ，２９ｂにそれぞれ嵌め込まれる。
【００３８】
ここで、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの拡大斜視図を図４に示す。挟持プレート３０ａ，３０ｂに設けられた一方のシート部３５ａ，３５ｂ（図中上側のもの）において、その突出方向両縁部の外側面には面取り加工が施されて斜面３７ａ，３７ｂが形成されている。また、挟持プレート３１ａ，３１ｂに設けられた一方のシート部３６ａ，３６ｂ（図中下側のもの）において、その突出方向両縁部の外側面には面取り加工が施されて斜面３８ａ，３８ｂが形成されている。これら斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの傾斜角度は、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して例えば３０゜と比較的鋭角になっている。
【００３９】
このように挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂにおけるシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部を面取り加工し、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成することで、上記のような第２のギヤ２４の凹部２９ａ，２９ｂへの挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の嵌め込みが容易になる。即ち、その嵌め込みを行う際に、上記面取り加工を施したことで、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が第２のギヤ２４に引っ掛かりにくくなる。
【００４０】
挟持プレート３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂ、及びコイルスプリング３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂとが第２のギヤ２４に組み付けられた状態にあっては、図５に示すように同スプリング３２ａ，３３ａ，３２ｂ，３３ｂがシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂによって圧縮された状態で挟持される。
【００４１】
このとき、挟持プレート３０ａ，３１ａにおける一方のシート部３５ａ，３６ａ同士が互いに平行になるとともに、他方のシート部３５ａ，３６ａ同士が互いに平行になる。また、挟持プレート３０ｂ，３１ｂにおける一方のシート部３５ｂ，３６ｂ同士が互いに平行になるとともに、他方のシート部３５ｂ，３６ｂ同士が互いに平行になる。即ち、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが接触する第２のギヤ２４における突部２８の側面２８ａ，２８ｂの傾斜角度が、上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの平行配置に適した値に予め調整されている。
【００４２】
従って、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂは、第２のギヤ２４の径方向について直線状に延びた状態で圧縮されることとなり、同スプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部がシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに片当たりすることはない。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部とシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとの片当たりによる同シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの過度の摩耗が防止されるようになる。
【００４３】
一方、図３に示すように、第１のギヤ２３における第２のギヤ２４と対向する面には、一対のピン３９によりホルダ３４が第１のギヤ２３と一体回転可能に取り付けられる。このホルダ３４はリング状に形成され、同ホルダ３４の内周面にはホルダ３４の中心に向かって対向するように突出する一対の突部４０が設けられている。一対の突部４０は、第２のギヤ２４に設けられた一対の突部２８に対応して位置するとともに、それら突部２８と同形状に形成されている。即ち、突部４０における周方向両側面４０ａ，４０ｂは、ホルダ３４の中心に近づくほど、それら両側面４０ａ，４０ｂ間の距離が小さくなる斜状に形成されている。
【００４４】
こうしたホルダ３４を第１のギヤ２３に取り付けることで、第１のギヤ２３における第２のギヤ２４との対向面に、上記一対の突部４０によって区画された円弧状に延びる一対の凹部４１ａ，４１ｂが形成される。そして、第１のギヤ２３に取り付けられたホルダ３４の突部４０と、図５に示す第２のギヤ２４の突部２８とを位置合わせした状態で重ねると、その突部２８と接触しているシート部３５ａ，３５ｂ間、及びシート部３６ａ，３６ｂ間に上記ホルダ３４の突部４０が嵌め込まれる。この嵌め込みは、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が面取り加工されて斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ（図４）が形成されていることから、その縁部とホルダ３４との間に引っ掛かりがなく、容易に行われることとなる。
【００４５】
このような嵌め込みが行われた状態にあっては、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが、第２のギヤ２４の突部２８だけでなくホルダ３４の突部４０にも接触するようになる。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４が相対回転すると、両突部２８，４０が周方向にずれて挟持プレート３０ａ，３１ａを周方向について縮める側に押すとともに、挟持プレート３０ｂ，３１ｂを周方向について縮める側に押す。その結果、各コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ間の距離が短くなり、それらスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮されるようになる。
【００４６】
このように構成されたギヤ機構２２においては、第１のギヤ２３がクランクシャフト１１（図１）に取り付けられたクランクシャフトギヤ１３に噛み合わされ、第２のギヤ２４が図２に示すように第３のギヤ４２に噛み合わされる。この第３のギヤ４２は、自身の外周部に斜歯４２ａを有し、第１のバランスシャフト１７と平行に設けられた第２のバランスシャフト１８に対して一体回転可能に固定されている。なお、本実施形態においては、その第３のギヤ４２と上記ギヤ機構２２によって駆動力伝達装置２１が構成されている。
【００４７】
そして、クランクシャフト１１の回転は、クランクシャフトギヤ１３及びギヤ機構２２を介して第１のバランスシャフト１７に伝達され、更にギヤ機構２２及び第３のギヤ４２を介して第２のバランスシャフト１８に伝達されるようになる。こうしてクランクシャフト１１と第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が同期して回転することとなり、ピストンの慣性力がウエイト１９の慣性力によって打ち消されるようになる。
【００４８】
次に、上記のように構成された駆動力伝達装置２１の作用を説明する。
ピストンの往復移動によりクランクシャフト１１（図１）が回転すると、同シャフト１１の回転がクランクシャフトギヤ１３を介して駆動力伝達装置２１におけるギヤ機構２２の第１のギヤ２３に伝達される。この第１のギヤ２３は樹脂により形成されているため、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際の静粛性が金属製のギヤを採用した場合に比べて向上するようになる。こうしたクランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達により、第１のギヤ２３が第１のバランスシャフト１７に対して同シャフト１７の軸線を中心に回転する。更に、第１のギヤ２３が回転すると、その回転がギヤ機構２２における緩衝機構２５を介して第２のギヤ２４及び第３のギヤ４２（図２）に伝達される。
【００４９】
第１のギヤ２３の回転が緩衝機構２５を介して第２のギヤ２４に伝達されるとき、それらギヤ２３，２４が相対回転して、図３に示す第２のギヤ２４及びホルダ３４における互いに厚さ方向に重ねられた突部２８，４０が周方向にずれる。こうした突部２８，４０の周方向へのずれにより、図５に示す挟持プレート３０ａ，３１ａが周方向について縮められるとともに、挟持プレート３０ｂ，３１ｂが周方向について縮められる。その結果、各コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ間の距離が短くなり、それらスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮される。
【００５０】
ピストンの往復によるクランクシャフト１１の回転では、同シャフトの１３の回転トルクにトルク変動が生じることとなる。しかし、そのトルク変動により、第１のギヤ２３に第２のギヤ２４との相対回転方向についての変動が生じたとしても、上記コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが伸縮することで、その第１のギヤにおける相対回転方向への変動が第２のギヤ２４に伝達されることはなくなる。
【００５１】
また、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮は、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際の衝撃を吸収するという役割も果たす。即ち、上記回転伝達の際にクランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３へ加えられる衝撃が、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮により緩和されることとなる。そのため、金属製のものよりも強度の低い樹脂製の第１のギヤ２３にあって、同ギヤ２３を強度向上のために厚さ方向に大型化させずとも同ギヤ２３の強度が十分なものとなる。
【００５２】
コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが圧縮されるとき、同スプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの長手方向両端部が拡径し、その両端部と第２のギヤ２４及びホルダ３４（図３）における凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面との距離が短くなる。本実施形態では、第１及び第２のギヤ２３，２４が同一軸線上に並列に配設され、しかもコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されている。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４の径を上記コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部と凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面との接触が生じない最小値にしたとき、それらギヤ２３，２４をより小径にすることができるようになる。
【００５３】
また、このように第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径にすることで、第２のギヤ２４から第３のギヤ４２への回転伝達により自身の軸線を中心に回転する第２のバランスシャフト１８と、上記第２のギヤ２４が取り付けられる第１のバランスシャフト１７との間隔が最小限にとどめられる。従って、第１及び第２のギヤ２３，２４の径を極力小さくし、且つ第１及び第２のバランスシャフト１７，１８の間隔を最小限にとどめることで、バランサ装置１５の小型化、ひいてはエンジンの小型化が好適に図られれるようになる。
【００５４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４の径を最小にして、その駆動力伝達装置２１の小型化を図ることができるようになる。
【００５５】
（２）挟持プレート３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂにおいて、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが平行となっている。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部がシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに片当たりすることはない。従って、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部とシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂとの片当たりによる同シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの過度の摩耗を防止することができる。
【００５６】
（３）エンジンのバランサ装置１５に適用された駆動力伝達装置２１の大型化はエンジンの小型化に対する大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径とすることができるため、同装置２１を小型化してエンジンの好適な小型化を図ることができる。
【００５７】
（４）第１及び第２のバランスシャフト１７，１８が設けられるバランサ装置１５において、駆動力伝達装置２１における第１及び第２のギヤ２３，２４を極力小径にすることで、それらバランスシャフト１７，１８の間隔を最小限にとどめることができるようになる。従って、バランサ装置１５の小型化、ひいてはエンジンの小型化を好適に図ることができる。
【００５８】
（５）本実施形態では、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂのシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに面取り加工を施して斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成した。そのため、第２のギヤ２４の凹部２９ａ，２９ｂへの挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の嵌め込みの際、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部が第２のギヤ２４に引っ掛かりにくくなる。また、ホルダ３４の突部４０と第２のギヤ２４の突部２８とを厚さ方向に重ねるとき、その突部２８と接触しているシート部３５ａ，３５ｂ間、及びシート部３６ａ，３６ｂ間に上記ホルダ３４の突部４０が嵌め込まれるが、この嵌め込みの際にもシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの縁部がホルダ３４に引っ掛かりにくくなる。従って、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂを第１及び第２のギヤ２３，２４に対して容易に組み付けることができる。
【００５９】
（６）また、上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂは、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して３０゜と比較的鋭角に形成されている。そのため、第１及び第２のギヤ２３，２４に対する挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂの組み付け時の嵌込作業が一層容易になる。
【００６０】
（７）通常、静粛性向上などを意図して第１のギヤ２３を樹脂により形成した場合、強度を確保するために第１のギヤ２３を厚さ方向に大型化しなければならない。しかし、本実施形態では、クランクシャフトギヤ１３から第１のギヤ２３への回転伝達の際にギヤ１３からギヤ２３へ加えられる衝撃が、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの伸縮により緩和されることとなる。そのため、金属製のものよりも強度の低い樹脂製の第１のギヤ２３を採用しても、同ギヤ２３を強度向上のために厚さ方向に大型化させずに同ギヤ２３の強度を十分なものとすることができる。従って、静粛性を向上させつつ第１のギヤ２３の大型化を抑制することができる。
【００６１】
なお、本実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・第１のギヤ２３を樹脂以外の材料（例えば金属）により形成してもよい。
・上記シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの傾斜角度を、シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの外側面に対して３０゜としたが、その他の値（例えば４５゜）としてもよい。
【００６２】
・各シート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂに二つづつ形成された斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂの内の一つを省略してもよい。この場合、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する手間を軽減することができる。
【００６３】
・また、斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ全部を省略し、同斜面３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂを形成する手間を省いてもよい。
・本実施形態では、二つのバランスシャフト１７，１８を備えたバランサ装置１５を例示したが、エンジンの気筒数に応じてバランスシャフトの数を適宜変更してもよい。
【００６４】
・本実施形態では、駆動力伝達部材としてギヤ２３，２４，４２を例示したが、これに代えてスプロケットやプーリ等を駆動力伝達部材として採用してもよい。これらの場合、回転伝達がギヤの噛み合いによってではなく、チェーンやベルトを介して行われることとなる。
【００６５】
・本実施形態では、駆動力伝達装置２１をエンジンのバランサ装置に適用したが、その他の装置に駆動力伝達装置２１を適用してもよい。
・本実施形態では、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを直線状となるようにしたが、これに代えて図６に一転鎖線で示すように、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを長手方向について第２のギヤ２４の中心へ接近する側に湾曲させてもよい。この場合、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを挟持する各対のシート部３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂを、互いに平行にするのではなく、第２のギヤ２４の中心に近づくほど拡開させる。このように構成すれば、駆動力伝達装置２１のギヤ機構２２が回転するとき、遠心力によってコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂが直線状になる。そのため、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの両端部と凹部２９ａ，２９ｂ，４１ａ，４１ｂの内周面とが接触することのない第１及び第２のギヤ２３，２４の最小径を一層小さくし、更なる駆動力伝達装置２１の小型化を図ることができる。
【００６６】
・本実施形態では、緩衝機構２５に四つのコイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂを設けたが、その数を例えば二つなどに適宜変更してもよい。この場合、コイルスプリング３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂの数に応じて、挟持プレート３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ等の数も変更することになる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、第１及び第２の駆動力伝達部材が回転するとき、遠心力によってコイルスプリングが直線状に延びた状態になる。このように第１及び第２の駆動力伝達部材の回転時にコイルスプリングが直線状になるため、同スプリングと両駆動力伝達部材とが接触することのない当該両駆動力伝達部材の最小径を一層小さくすることができるようになる。
さらに、コイルスプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成され、第１及び第２の駆動力伝達部材が軸線方向について並列となっているため、それら駆動力伝達部材の径を同駆動力伝達部材とコイルスプリングの長手方向両端部とが接触することのない最小値にしたとき、それら駆動力伝達部材をより小径にすることができる。従って、第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にして、駆動力伝達装置の小型化を図ることができるようになる。
【００７１】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関のバランサ装置に適用された駆動力伝達装置の大型化は同機関小型化の大きな妨げとなるが、その駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径とすることができるため、同装置を小型化して内燃機関の好適な小型化を図ることができる。
【００７２】
請求項３記載の発明によれば、バランスシャフトが二本設けられるバランサ装置において、駆動力伝達装置の第１及び第２の駆動力伝達部材を極力小径にすることで、それらバランスシャフトの間隔を最小限にとどめることができる。従って、バランサ装置の小型化、ひいては内燃機関の小型化を好適に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の駆動力伝達装置が適用されたバランサ装置及びエンジンを示す側面図。
【図２】同駆動力伝達装置によるクランクシャフトとバランサ装置との連結態様を示すエンジンの正面図。
【図３】同駆動力伝達装置に設けられたギヤ機構の内部構造を示す分解斜視図。
【図４】同ギヤ機構の挟持プレートを示す拡大斜視図。
【図５】第２のギヤに対する挟持プレート及びコイルスプリングの組付態様を示す正面図。
【図６】第２のギヤに対する挟持プレート及びコイルスプリングの組付態様の他の例を示す正面図。
【図７】駆動力伝達装置の従来例を示す正面図。
【符号の説明】
１５…バランサ装置、１７…第１のバランスシャフト、１８…第２のバランスシャフト、２１…駆動力伝達装置、２２…ギヤ機構、２３…第１のギヤ、２４…第２のギヤ、２５…緩衝機構、３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ…挟持プレート、３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…コイルスプリング、３４…ホルダ、３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ…シート部、３７ａ，３７ｂ，３８ａ，３８ｂ…斜面、４２…第３のギヤ。
Claims (3)
- 同一軸線上に位置して同軸線を中心に回転可能な第１及び第２の駆動力伝達部材と、前記第１及び第２の駆動力伝達部材をその回転方向について互いに連結する緩衝機構とを備え、前記第１の駆動力伝達部材の回転を前記緩衝機構に設けられたコイルスプリングを介して第２の駆動力伝達部材に伝達する駆動力伝達装置において、
前記第１及び第２の駆動力伝達部材を前記軸線方向について並列に設け、前記コイルスプリングを前記第１及び第２の駆動力伝達部材の間に配設するとともに、同コイルスプリングは前記軸線と直交する方向へ延びるとともに、自身の長手方向中間部を前記軸線に接近する方向に湾曲させて配設され、同スプリングの長手方向両端部が長手方向中央部よりも小径に形成されてなる
ことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 前記第１の駆動力伝達部材は内燃機関に設けられたバランサ装置のバランスシャフトに回転可能に取り付けられ、前記第２の駆動力伝達部材は前記バランスシャフトと一体回転可能に固定される
請求項１記載の駆動力伝達装置。 - 請求項２記載の駆動力伝達装置において、
前記第２の駆動力伝達部材の回転が伝達される第３の駆動力伝達部材を更に設け、前記第３の駆動力伝達部材を前記バランスシャフトと平行に設けられる別のバランスシャフトに一体回転可能に固定した
ことを特徴とする駆動力伝達装置。
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