JP2019138358A - ギヤ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズバイブレーション特性を向上させつつ、耐久性を確保し得るギヤ装置を提供する。【解決手段】ギヤ装置４０は、クランクシャフト１０に設けられるドライブギヤ２０と、クランクシャフト１０と平行なバランスシャフト３０に設けられ、クランクシャフト１０の軸方向に並んで配置される樹脂ギヤ６０及び金属ギヤ７０を有するドリブンギヤ５０と、を備えている。さらに、ギヤ装置４０は、ドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に対してバランスシャフト３０の軸方向に変位させ、ドライブギヤ２０と樹脂ギヤ６０が噛み合う第１噛合状態と、ドライブギヤ２０と金属ギヤ７０が噛み合う第２噛合状態とに、切り替える移動制御部８０と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、ギヤ装置に関する。

エンジンが要求する性能として静穏性が挙げられる。そこで、このような静穏性を確保するために、バランサ装置において、ドライブギヤに噛み合って従動回転するドリブンギヤとして樹脂製のギヤが用いられている。例えば、特許文献１では、エンジンのバランサーシャフトギヤ等に用いられる樹脂歯車は、外周に等間隔に設けられる歯部が樹脂によって形成されている。

特開２０１２−５２６５０号公報

特許文献１の発明では、ドライブギヤの回転数が低回転域（例えばアイドリング時）では、ドリブンギヤへの入力トルクが小さく低負荷となるため、損傷を受け難く、樹脂製のギヤを問題なく用いることができる。しかしながら、ドライブギヤの回転数が高回転域では、ドリブンギヤへの入力トルクが大きく高負荷になるため、樹脂製のギヤでは損傷を受け易くなってしまう。したがって、ノイズバイブレーション特性を向上させつつ、耐久性も確保可能なギヤが求められている。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ノイズバイブレーション特性を向上させつつ、耐久性を確保し得るギヤ装置を提供することを目的とする。

本発明のギヤ装置は、ドライブシャフトに設けられるドライブギヤと、前記ドライブシャフトと平行なドリブンシャフトに設けられ、前記ドリブンシャフトの軸方向に並んで配置される樹脂ギヤ及び金属ギヤを有するドリブンギヤと、前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤの一方を、他方に対して対応するシャフトの軸方向に変位させ、前記ドライブギヤと前記樹脂ギヤが噛み合う第１噛合状態と、前記ドライブギヤと前記金属ギヤが噛み合う第２噛合状態とに、切り替える移動制御部と、を備える。

本発明のギヤ装置は、移動制御部によって、ドライブギヤとドリブンギヤの一方を、他方に対して対応するシャフトの軸方向に変位させ、ドライブギヤと樹脂ギヤが噛み合う第１噛合状態と、ドライブギヤと金属ギヤが噛み合う第２噛合状態とに、切り替える構成である。そのため、このギヤ装置は、移動制御部によって第１噛合状態に切り替えることで、樹脂ギヤをドライブギヤに噛合させてドリブンギヤをドライブギヤに従動回転させることができる。このように、樹脂ギヤをドライブギヤに噛合させることで、噛合時の音および振動を抑制し、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。一方で、ギヤ装置は、移動制御部によって第２噛合状態に切り替えることで、金属ギヤをドライブギヤに噛合させてドリブンギヤをドライブギヤに従動回転させることができる。このように、金属ギヤをドライブギヤに噛合させることで、樹脂ギヤの損傷を回避することができる。以上のように、ギヤ装置は、ドライブギヤに噛合するギヤを切り替えることで、ノイズバイブレーション特性を向上させつつ、耐久性を確保することができる。

本発明の実施例１の内燃機関の一部の分解斜視図である。 （Ａ）は、ドライブギヤの回転数が低回転域のときのドリブンギヤの動作を説明する説明図である。（Ｂ）は、ドライブギヤの回転数が高回転域のときのドリブンギヤの動作を説明する説明図である。 （Ａ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ断面を示す断面図である。（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面を示す断面図である。 （Ａ）は、実施例２において、ドライブギヤの回転数が低回転域のときのドリブンギヤの動作を説明する説明図である。（Ｂ）は、ドライブギヤの回転数が高回転域のときのドリブンギヤの動作を説明する説明図である。

本発明の好ましい形態を以下に示す。
前記移動制御部は、前記ドライブギヤの回転数が低回転域の場合に、前記第１噛合状態とし、前記ドライブギヤの回転数が高回転域の場合に、前記第２噛合状態とするとよい。これにより、このギヤ装置は、ドライブギヤの回転数が低回転域であり、ドリブンギヤへの入力トルクが小さい低負荷時には、第１噛合状態に切り替わり、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。一方で、ギヤ装置は、ドライブギヤの回転数が高回転域であり、ドリブンギヤへの入力トルクが大きくなる高負荷時には、第２噛合状態に切り替わり、樹脂ギヤの損傷を回避して耐久性を確保することができる。

前記移動制御部は、油圧又は電磁力によって前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤの一方を変位させるとよい。これにより、ギヤ装置は、油圧の大きさや電磁力の有無を変えることで、第１噛合状態と第２噛合状態との間で容易に切り替えることができる。

前記ドリブンギヤは、前記ドリブンシャフトに対してその軸方向に移動可能とされ、前記移動制御部は、前記ドリブンギヤを変位させるとよい。これにより、ドリブンギヤはドライブギヤに比べて構造的な制約が少ないため、簡易な構造でドリブンギヤをドライブギヤに対して移動させることができる。

前記ドリブンギヤと前記ドリブンシャフトは、前記ドリブンシャフトの軸周り方向で互いに噛み合うセレーションを有しているとよい。これにより、ドリブンギヤは、軸周り方向でドリブンシャフトと噛み合うように、ドリブンシャフトの外周に組み付けることで、ドリブンギヤをドリブンシャフトに対して軸方向に変位可能な状態で、ドリブンシャフトに対する回転を規制することができる。そのため、ドリブンギヤのドリブンシャフトに対する回転を規制する構成を別途設けることなく、簡易な構成で、ドリブンギヤのドリブンシャフトに対する回転を規制することができる。

前記移動制御部は、前記ドリブンギヤの一端面を押圧する押圧部材と、前記ドリブンギヤの他端面を前記押圧部材の押圧方向と反対方向に押圧付勢する付勢部材と、を有しているとよい。これにより、押圧部材によるドリブンギヤの一端面を押圧する押圧力と、付勢部材によるドリブンギヤの他端面を押圧付勢する付勢力と、のバランスによって第１噛合状態と第２噛合状態とに切り替えることができる。

＜実施例１＞
実施例１の内燃機関は、例えば、直列４気筒のレシプロエンジンであって、図１に示すように、クランクシャフト（ドライブシャフト）１０、駆動側のドライブギヤ２０、バランスシャフト（ドリブンシャフト）３０、及びギヤ装置４０を備えている。ドライブギヤ２０は、クランクシャフト１０に固定して設けられている。バランスシャフト３０は、クランクシャフト１０にその軸方向に平行に配置されている。ギヤ装置４０は、ドリブンギヤ５０、および移動制御部８０を備えている。ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０の外周に設けられ、ドライブギヤ２０に噛合して従動回転する。移動制御部８０は、ドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に対して移動させるように機能する。

バランスシャフト３０は、クランクケースの壁（図示略）に回動可能に支持されている。ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０において、ドライブギヤ２０と対応する端部に配置されている。ドリブンギヤ５０の歯数（後述する樹脂ギヤ６０、及び金属ギヤ７０それぞれの歯数）は、ドライブギヤ２０の歯数と同数に設定されている。ドライブギヤ２０は、金属製であり、ヘリカルギヤからなる。ドライブギヤ２０は、外周面全体において等間隔に形成される複数のドライブ歯部２２を備えている。

クランクシャフト１０が回転すると、ドライブギヤ２０及びドリブンギヤ５０を介して、クランクシャフト１０の回転力がバランスシャフト３０に伝達される。バランスシャフト３０は、クランクシャフト１０と互いに反対方向に同一速度で回転する。このため、クランクシャフト１０に設けられたピストン（図示略）の慣性力が打ち消されるようになっている。

バランスシャフト３０は、図１に示すように、本体部３１、及びフランジ３２を備えている。本体部３１は、長尺の円柱状であり、端部にセレーション３３が形成されている。セレーション３３は、本体部３１の軸周りに山と谷が交互に等間隔で形成された凹凸形状を有する部分である。セレーション３３は、山と谷の形状が軸方向から見て等脚台形になっている。フランジ３２は、本体部３１におけるセレーション３３よりも内側において、セレーション３３に隣り合う位置で本体部３１の外周に設けられている。フランジ３２は、本体部３１の軸方向に凹む凹部３４が４つ形成されている。４つの凹部３４は、周方向に沿って等間隔で設けられている。凹部３４には、後述する付勢部材８４が位置決めされて組み付けられている。

次に、ギヤ装置４０の各構成部品について説明する。
ドリブンギヤ５０は、図１〜図３に示すように、樹脂ギヤ６０、金属ギヤ７０、及び移動制御部８０を備えている。樹脂ギヤ６０は、ヘリカルギヤとして構成されている。樹脂ギヤ６０は、図３（Ａ）に示すように、本体部６１、複数の樹脂歯部６２を備えている。本体部６１は、中心に貫通穴６４を有する円板状である。貫通穴６４は、内周に沿って山と谷が交互に等間隔で形成された凹凸形状のセレーション６５が形成されている。セレーション６５は、山と谷の形状が穴の貫通方向から見て等脚台形になっている。本体部６１は、図２に示すように、板厚方向に凹む凹部６６が形成されている。凹部６６は、周方向に沿って等間隔で４つ設けられている。凹部６６は、後述する付勢部材８４が組み付けられる。複数の樹脂歯部６２は、本体部６１の外周面全体において等間隔に形成されている。樹脂歯部６２は、歯すじがつるまき線状のハス歯形状である。

金属ギヤ７０は、金属製（例えば鉄製）であり、ヘリカルギヤとして構成されている。金属ギヤ７０は、本体部７１、複数の金属歯部７２、およびウェイト７７を備えている。本体部７１は、中心に貫通穴７４を有する略円板状である。本体部７１は、円筒部７３、貫通穴７４、及び一対の切欠部７６，７６が形成されている。円筒部７３は、本体部７１の一方面（図２では左側の面）の中心において、本体部７１の板厚方向に突出した円筒状部分である。貫通穴７４は、内周に沿って山と谷が交互に等間隔で形成された凹凸形状のセレーション７５が形成されている。セレーション７５は、山と谷の形状が穴の貫通方向から見て等脚台形になっている。切欠部７６は、円筒部７３よりも外側において、本体部７１を板厚方向に貫通するように略円弧状に切り欠かれている。ウェイト７７は、本体部７１の一方面から板厚方向に略円弧状に突出するように、円筒部７３と一体的に形成されている。複数の金属歯部７２は、本体部７１の外周面全体において等間隔に形成されている。金属歯部７２は、歯すじがつるまき線状のハス歯形状である。金属歯部７２の回転方向（金属歯部７２の配列方向）における歯厚は、樹脂歯部６２の回転方向（樹脂歯部６２の配列方向）における歯厚と同じである。

樹脂ギヤ６０と金属ギヤ７０は、インサート成形によって一体的に形成することができる。例えば、金型内に金属ギヤ７０の基となる金属部品を挿入した状態で樹脂を注入して、樹脂ギヤ６０と金属ギヤ７０の基となる部材を成形する。その後、成形した部材の外周に等間隔の歯すじを付けるように加工して、樹脂歯部６２と金属歯部７２を同時に形成する。また、成形した部材の内周に等間隔の歯すじを付けるように加工して、セレーション３３，６５，７５を同時に形成する。このようにして、樹脂ギヤ６０と金属ギヤ７０を形成することができる。

移動制御部８０は、ドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に対してバランスシャフト３０の軸方向に移動させる。これにより、移動制御部８０は、ドリブンギヤ５０を、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態と、金属ギヤ７０がドライブギヤ２０に噛合する第２噛合状態と、に切り替えるように機能する。移動制御部８０は、図１、図２に示すように、押圧部材８２、及び付勢部材８４を備えている。押圧部材８２は、長尺の円筒状のピンである。押圧部材８２は、図２に示すように、クランクケース９０の壁部９１に支持され、壁部９１に対して相対的に摺動変位する。

クランクケース９０の壁部９１は、摺動孔９２、及び油路９３が形成されている。摺動孔９２は、円柱状に切り欠かれている。摺動孔９２は、図２（Ａ）に示すように、押圧部材８２の略全体を収容可能な大きさである。油路９３は、一端側がオイルコントロールバルブ（図示略）を介して作動油Ｌの供給源（図示略）につながり、他端が摺動孔９２につながっている。オイルコントロールバルブは、図示しない制御回路（ＣＰＵを備えたマイコン等）によって開閉状態の切り替えが制御される。壁部９１は、摺動孔９２と油路９３の間において、中心が貫通して底壁部９２Ａが形成されている。底壁部９２Ａは、押圧部材８２を油路９３側に移動しないように規制する。

付勢部材８４は、弾性変形可能なコイルばねとして構成されている。付勢部材８４は、一端がバランスシャフト３０の凹部３４に固定され、他端が樹脂ギヤ６０の凹部６６に固定されている。

次に、ギヤ装置４０の全体の組み立て構成について説明する。
ドリブンギヤ５０は、図２、図３に示すように、樹脂ギヤ６０及び金属ギヤ７０がバランスシャフト３０の軸方向に並ぶように、バランスシャフト３０の外周に設けられている。具体的には、樹脂ギヤ６０は、貫通穴６４にバランスシャフト３０が挿入され、セレーション６５とセレーション３３が噛み合っている。同様に、金属ギヤ７０は、貫通穴７４にバランスシャフト３０が挿入され、セレーション７５とセレーション３３が噛み合っている。これにより、ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０に対してその軸方向に移動可能になっている。

ドリブンギヤ５０は、軸方向周りの周方向（バランスシャフト３０の回転方向）でバランスシャフト３０と噛み合っている。具体的には、セレーション６５及びセレーション７５は、セレーション３３と軸周り方向で互いに噛み合っている。そのため、ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０に対する周方向への回転が規制されている。また、樹脂ギヤ６０に対する金属ギヤ７０の回転位相が固定された状態になっている。これにより、ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０に対する周方向への回転が規制された状態で、バランスシャフト３０に対してその軸方向に移動可能になっている。

樹脂ギヤ６０と金属ギヤ７０は、図1に示すように、樹脂歯部６２の歯すじと金属歯部７２の歯すじが連なるようにバランスシャフト３０に組み付けられている。これにより、ドリブンギヤ５０は、樹脂ギヤ６０と金属ギヤ７０によって一体的なハス歯ギヤとして構成される。

樹脂ギヤ６０は、バランスシャフト３０のフランジ３２との間に４つの付勢部材８４が設けられている。具体的には、付勢部材８４は、一端が樹脂ギヤ６０の凹部６６に固定され、他端がバランスシャフト３０の凹部３４に固定されている。

バランスシャフト３０は、ドリブンギヤ５０が組み付けられた状態で、図２に示すように、クランクケースの壁（図示略）に回動可能に支持されている。金属ギヤ７０は、摺動孔９２に嵌め込まれた状態の押圧部材８２に対向している。具体的には、押圧部材８２の平坦な端面８２Ａが、金属ギヤ７０の円筒部７３の平坦な端面（ドリブンギヤ５０の一端面）７３Ａに接触している。なお、このとき、金属ギヤ７０は、クランクケースの壁のみ、又はクランクケースの壁と押圧部材８２の両方に接触する構成であってもよい。図２（Ａ）は、オイルコントロールバルブが閉じられた状態であり、油路９３内の作動油Ｌによって押圧部材８２に比較的低い油圧がかかっている。付勢部材８４は、わずかに圧縮変形した状態で、その反発力でドリブンギヤ５０を押圧部材８２に押し付けている。このような状態で、樹脂ギヤ６０は、ドライブギヤ２０に噛み合っている。

押圧部材８２は、ドリブンギヤ５０における軸方向の端面（具体的には、金属ギヤ７０における円筒部７３の端面７３Ａ）を押圧することで、ドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に対して移動させるように機能する。付勢部材８４は、ドリブンギヤ５０の他端面（具体的には、凹部６６の底面６６Ａ）に対して押圧部材８２の押圧方向と反対方向に押圧付勢するように機能する。押圧部材８２は、オイルコントロールバルブが閉状態で作動油Ｌの油圧が比較的低い場合には、図２（Ａ）に示すように、付勢部材８４の付勢力に応じて没入位置に位置する。そのため、ドリブンギヤ５０は、軸方向に移動することなく、フランジ３２から離間した状態を維持する。一方で、押圧部材８２は、オイルコントロールバルブが開状態で作動油Ｌの油圧が比較的高い場合には、図２（Ｂ）に示すように、付勢部材８４の付勢力に抗して、突出位置に移動する。そのため、ドリブンギヤ５０は、押圧部材８２に押圧されて、軸方向でフランジ３２側に移動する。ここで、押圧部材８２は、作動油Ｌとの接触面積が、没入位置に位置するときよりも突出位置に向けて移動したときの方が大きいため、作動油Ｌの油圧によって円滑に移動させることができる。

次に、ギヤ装置４０の動作について説明する。
エンジン駆動前の状態では、オイルコントロールバルブを閉状態とすることで、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０が軸方向に移動させられることがない。そのため、ドリブンギヤ５０は、図２（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態となっている。

エンジン駆動後、アイドリング時などで、ドライブギヤ２０の回転数が低回転域（例えば、２０００ｒｐｍ以下）である場合（ドライブギヤ２０からの入力トルクが小さい場合）には、オイルコントロールバルブの閉状態が維持される。そのため、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０が軸方向に移動させられることがない。そのため、ドリブンギヤ５０は、図２（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態を維持している。ドライブギヤ２０は、樹脂ギヤ６０を介してバランスシャフト３０に駆動力を伝達する。なお、ドライブギヤ２０は、図１の左側から見て時計回りに回り、ドリブンギヤ５０は、図１の左側から見て反時計回りに回る。このように、ドリブンギヤ５０の低負荷時には、樹脂ギヤ６０のみがドライブギヤ２０に噛み合う。そのため、金属ギヤ７０がドライブギヤ２０に噛み合う構成に比べて、噛み合いによって生じる音（歯打ち音など）および振動の抑制が可能であり、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。

ドライブギヤ２０の回転数が高回転域（例えば、２０００ｒｐｍより大きい回転数）である場合（ドライブギヤ２０からの入力トルクが大きい場合）には、オイルコントロールバルブを開状態にして、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０を軸方向でフランジ３２側に移動させる。そのため、ドリブンギヤ５０は、図２（Ｂ）に示すように、金属ギヤ７０がドライブギヤ２０に噛合する第２噛合状態となっている。ドライブギヤ２０は、金属ギヤ７０を介してバランスシャフト３０に駆動力を伝達する。このように、ドリブンギヤ５０の低負荷時には、金属ギヤ７０のみがドライブギヤ２０に噛み合う。そのため、樹脂ギヤ６０が高回転数のドライブギヤ２０から大きな損傷を受けることがなく、樹脂ギヤ６０の耐久性を向上させることができる。ドライブギヤ２０の高回転時では、ドリブンギヤ５０との噛み合いによって生じる音が、エンジンで生じる他の大きな音の影響で聞こえ難くなる。そのため、ノイズバイブレーション特性の観点では、ドライブギヤ２０の高回転時に、噛み合うギヤが樹脂ギヤ６０から金属ギヤ７０に移行するデメリットが小さくなる。したがって、ギヤ装置４０は、樹脂ギヤ６０の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。

ドライブギヤ２０の回転数が高回転域から低回転域に変化する場合には、オイルコントロールバルブが閉状態になる。ギヤ装置４０は、図２（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態に切り替わる。ドライブギヤ２０の回転数が高回転域で互いに噛み合うドライブギヤ２０と金属ギヤ７０は、上述したようにハス歯形状である。また、ドライブギヤ２０は、図１の左側から見て時計回りに回り、ドリブンギヤ５０は、図１の左側から見て反時計回りに回る。そのため、ドライブギヤ２０の回転数が高回転域から低回転域に変化する場合には、ドライブギヤ２０と金属ギヤ７０の噛み合い部分において、金属ギヤ７０がドライブギヤ２０から軸方向でフランジ３２から離れる方向に力を受けることになる。これにより、ギヤ装置４０は、軸方向でフランジ３２と反対側に円滑に移動して、第１噛合状態に切り替わる。

以上説明したように、実施例１によれば、ギヤ装置４０は、ドリブンギヤ５０を、ドライブギヤ２０に対してバランスシャフト３０の軸方向に変位させ、ドライブギヤ２０と樹脂ギヤ６０が噛み合う第１噛合状態と、ドライブギヤ２０と金属ギヤ７０が噛み合う第２噛合状態とに、切り替える構成である。そのため、このギヤ装置４０は、移動制御部８０によって第１噛合状態に切り替えることで、樹脂ギヤ６０をドライブギヤ２０に噛合させてドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に従動回転させることができる。このように、樹脂ギヤ６０をドライブギヤ２０に噛合させることで、噛合時の音および振動を抑制し、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。一方で、ギヤ装置４０は、移動制御部８０によって第２噛合状態に切り替えることで、金属ギヤ７０をドライブギヤ２０に噛合させてドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に従動回転させることができる。このように、金属ギヤ７０をドライブギヤ２０に噛合させることで、樹脂ギヤ６０の損傷を回避することができる。以上のように、ギヤ装置４０は、ドライブギヤ２０に噛合するギヤを切り替えることで、ノイズバイブレーション特性を向上させつつ、耐久性を確保することができる。

また、移動制御部８０は、ドライブギヤ２０の回転数が低回転域の場合に、第１噛合状態とし、ドライブギヤ２０の回転数が高回転域の場合に、第２噛合状態とする。これにより、このギヤ装置４０は、ドライブギヤ２０の回転数が低回転域であり、ドリブンギヤ５０への入力トルクが小さい低負荷時には、第１噛合状態に切り替わり、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。一方で、ギヤ装置４０は、ドライブギヤ２０の回転数が高回転域であり、ドリブンギヤ５０への入力トルクが大きくなる高負荷時には、第２噛合状態に切り替わり、樹脂ギヤ６０の損傷を回避して耐久性を確保することができる。

また、移動制御部８０は、油圧によってドライブギヤ２０に対してドリブンギヤ５０を変位させる。これにより、ギヤ装置４０は、油圧の大きさを変えることで、第１噛合状態と第２噛合状態との間で容易に切り替えることができる。

また、ドリブンギヤ５０は、バランスシャフト３０に対してその軸方向に移動可能とされ、移動制御部８０は、ドリブンギヤ５０を変位させる。これにより、ドリブンギヤ５０はドライブギヤ２０に比べて構造的な制約が少ないため、簡易な構造でドリブンギヤ５０をドライブギヤ２０に対して移動させることができる。

また、ドリブンギヤ５０とバランスシャフト３０は、バランスシャフト３０の軸周り方向で互いに噛み合うセレーション３３と、セレーション６５，７５を有している。これにより、ドリブンギヤ５０は、軸周り方向でバランスシャフト３０と噛み合うように、バランスシャフト３０の外周に組み付けることで、ドリブンギヤ５０をバランスシャフト３０に対して軸方向に変位可能な状態で、バランスシャフト３０に対する回転を規制することができる。そのため、ドリブンギヤ５０のバランスシャフト３０に対する回転を規制する構成を別途設けることなく、簡易な構成で、ドリブンギヤ５０のバランスシャフト３０に対する回転を規制することができる。

また、移動制御部８０は、ドリブンギヤ５０の端面７３Ａを押圧する押圧部材８２と、ドリブンギヤ５０の端面６０Ａを押圧部材８２の押圧方向と反対方向に押圧付勢する付勢部材８４と、を有している。これにより、押圧部材８２によるドリブンギヤ５０の端面７３Ａを押圧する押圧力と、付勢部材８４によるドリブンギヤ５０の端面６０Ａを押圧付勢する付勢力と、のバランスによって第１噛合状態と第２噛合状態とに切り替えることができる。

＜実施例２＞
図４は、本発明の実施例２を示す。実施例２は、主に移動制御部８０が電磁力を用いる構成である点が実施例１とは異なるが、その他は実施例１と同様である。なお、実施例２において、実施例１と同一の構造には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

移動制御部８０は、図４に示すように、押圧部材８２、付勢部材８４、及びソレノイド１００を備えている。ソレノイド１００は、プッシュソレノイドであり、ケース１０１、プランジャ１０２、コイル１０３、及び付勢部材１０４を備えている。ケース１０１は、プランジャ１０２の一部及びコイル１０３を収容している。ケース１０１は、例えば、クランクケースの壁（図示略）に支持されている。コイル１０３は、図示しない制御回路による制御に基づいて、励磁状態と非励磁状態で切り替わる。プランジャ１０２は、コイル１０３の状態に応じて、ケース１０１に対して移動する。プランジャ１０２は、先端が押圧部材８２に固定され、他端がケース１０１の外側に位置する。なお、プランジャ１０２は、先端が押圧部材８２に固定されず、接触する構成でもよい。付勢部材１０４は、プランジャ１０２に巻き回され、プランジャの端部と、ケース１０１との間に配置されている。

ソレノイド１００は、図４（Ａ）に示すように、コイル１０３が非励磁状態のとき、プランジャ１０２がコイル１０３によって引き込まれることなく、ケース１０１の外側に突出する突出位置にある。プランジャ１０２が突出位置にあるとき、押圧部材８２は、付勢部材８４の付勢力に抗してドリブンギヤ５０を軸方向に移動させることがない。一方で、ソレノイド１００は、図４（Ｂ）に示すように、コイル１０３が励磁状態のとき、電磁力によってプランジャ１０２がコイル１０３によって引き込まれ、ケース１０１の内側に没入する没入位置にある。プランジャ１０２が没入位置にあるとき、押圧部材８２は、付勢部材８４の付勢力に抗してドリブンギヤ５０を軸方向でフランジ３２側に移動させる。

次に、ギヤ装置４０の動作について説明する。
エンジン駆動前の状態では、コイル１０３が非励磁状態であり、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０が軸方向に移動させられることがない。そのため、ドリブンギヤ５０は、図４（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態となっている。

エンジン駆動後、アイドリング時などで、ドライブギヤ２０の回転数が低回転域（例えば、２０００ｒｐｍ以下）である場合（ドライブギヤ２０からの入力トルクが小さい場合）には、コイル１０３の非励磁状態が維持される。そのため、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０が軸方向に移動させられることがない。そのため、ドリブンギヤ５０は、図４（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態を維持している。これにより、ドライブギヤ２０は、樹脂ギヤ６０を介してバランスシャフト３０に駆動力を伝達するため、ノイズバイブレーション特性を向上させることができる。

ドライブギヤ２０の回転数が高回転域（例えば、２０００ｒｐｍより大きい回転数）である場合（ドライブギヤ２０からの入力トルクが大きい場合）には、コイル１０３が励磁状態となる。そのため、押圧部材８２によってドリブンギヤ５０を軸方向でフランジ３２側に移動させる。そのため、ドリブンギヤ５０は、図４（Ｂ）に示すように、金属ギヤ７０がドライブギヤ２０に噛合する第２噛合状態となっている。これにより、ドライブギヤ２０は、金属ギヤ７０を介してバランスシャフト３０に駆動力を伝達するため、樹脂ギヤ６０の耐久性を向上させることができる。したがって、ギヤ装置４０は、樹脂ギヤ６０の耐久性を確保しつつノイズバイブレーション特性を向上させることができる。

ドライブギヤ２０の回転数が高回転域から低回転域に変化する場合には、再びコイル１０３が非励磁状態となる。ギヤ装置４０は、図４（Ａ）に示すように、樹脂ギヤ６０がドライブギヤ２０に噛合する第１噛合状態に切り替わる。実施例１と同様に、ドライブギヤ２０の回転数が高回転域で互いに噛み合うドライブギヤ２０と金属ギヤ７０は、上述したようにハス歯形状であるため、ドリブンギヤ５０が軸方向でフランジ３２と反対側に円滑に移動して、第１噛合状態に切り替わる。

以上説明したように、移動制御部８０は、電磁力を用いて、ドライブギヤ２０に対してドリブンギヤ５０を変位させる。これにより、電磁力の有無を変えることで、ドリブンギヤ５０を第１噛合状態と第２噛合状態との間で容易に切り替えることができる。

＜他の実施例＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような態様も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施例において、ドライブギヤ２０が高回転域のときに、ドライブギヤ２０に金属ギヤ７０が噛み合ったが、金属ギヤ７０と樹脂ギヤ６０の両方に噛み合ってもよい。
（２）上記実施例において、位置が固定されたドライブギヤ２０に対してドリブンギヤ５０が相対的に移動した。しかしながら、移動制御部８０と同様の構成の移動制御部をドライブギヤ２０側に設けて、位置が固定されたドリブンギヤ５０に対してドライブギヤ２０が相対的に移動してもよい。
（３）上記実施例において、ドリブンギヤ５０がバランスシャフト３０に対して変位したが、ドリブンギヤ５０がバランスシャフト３０に固定されて、ドリブンギヤ５０がバランスシャフト３０ごと変位してもよい。
（４）上記実施例において、押圧部材８２が金属ギヤ７０の円筒部７３に接触していたが、押圧部材８２のサイズをより大きくして円筒部７３の全体に接触してもよい。すなわち、押圧部材８２が金属ギヤ７０の中心位置に接触してもよい。
（５）上記実施例では、セレーション３３，６５，７５の山及び谷の形状が等脚台形であったが、それ以外の形状（例えば、三角形状など）であってもよい。
（６）上記実施例において、ドライブギヤ２０は、図１の左側から見て時計回りに回る構成を例示したが、反時計回りに回る構成であってよい。
（７）上記実施例では、各ギヤ２０、６０，７０をヘリカルギヤとしたが、平歯車などのギヤであってもよい。
（８）上記実施例では、バランサ装置に限らず、内燃機関のその他の動力伝達装置に広く適用することが可能である。

２０…ドライブギヤ
３３，６５，７５…セレーション
４０…ギヤ装置
５０…ドリブンギヤ
６０…樹脂ギヤ
７０…金属ギヤ
８０…移動制御部
８２…押圧部材
８４…付勢部材

Claims (6)

1. ドライブシャフトに設けられるドライブギヤと、
   前記ドライブシャフトと平行なドリブンシャフトに設けられ、前記ドリブンシャフトの軸方向に並んで配置される樹脂ギヤ及び金属ギヤを有するドリブンギヤと、
   前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤの一方を、他方に対して対応するシャフトの軸方向に変位させ、前記ドライブギヤと前記樹脂ギヤが噛み合う第１噛合状態と、前記ドライブギヤと前記金属ギヤが噛み合う第２噛合状態とに、切り替える移動制御部と、を備えるギヤ装置。
2. 前記移動制御部は、前記ドライブギヤの回転数が低回転域の場合に、前記第１噛合状態とし、前記ドライブギヤの回転数が高回転域の場合に、前記第２噛合状態とする請求項１に記載のギヤ装置。
3. 前記移動制御部は、油圧又は電磁力によって前記ドライブギヤと前記ドリブンギヤの一方を変位させる請求項１又は請求項２に記載のギヤ装置。
4. 前記ドリブンギヤは、前記ドリブンシャフトに対してその軸方向に移動可能とされ、
   前記移動制御部は、前記ドリブンギヤを変位させる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のギヤ装置。
5. 前記ドリブンギヤと前記ドリブンシャフトは、前記ドリブンシャフトの軸周り方向で互いに噛み合うセレーションを有している請求項４に記載のギヤ装置。
6. 前記移動制御部は、前記ドリブンギヤの一端面を押圧する押圧部材と、前記ドリブンギヤの他端面を前記押圧部材の押圧方向と反対方向に押圧付勢する付勢部材と、を有している請求項４または請求項５に記載のギヤ装置。

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