WO2019208068A1

WO2019208068A1 - ギア、バランサ裝置、オイルポンプ付きバランサ裝置

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Publication number: WO2019208068A1
Application number: PCT/JP2019/013056
Authority: WO
Inventors: 雅史栗田; 正晴北村
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2018-04-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2019-10-31
Also published as: JP2019190610A; CN112020617A; US20210189922A1; JP7011972B2

Abstract

バランサ裝置であって、バランサウェイト（６ｃ）を備えたバランサ駆動シャフト（６）と、バランサ駆動シャフト（６）と一体に回転し、クランクシャフト（２）からのクランクギア（３）を介して回転力が伝達されるメインギア（５）と、バランサ駆動シャフト（６）の回転軸の方向におけるメインギア（５）の両側面にそれぞれ形成され、回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる第１環状溝（５１）及び第２環状溝（５２）と、を備えている。　この構成によって、ギア同士が噛み合うことで発生する音を抑制し、ギアの大型化を抑制することが可能になる。

Description

ギア、バランサ裝置、オイルポンプ付きバランサ裝置

　本発明は、ギア、バランサ裝置及びオイルポンプ付きバランサ裝置に関する。

　例えば、ギア、バランサ裝置としては、以下の特許文献１，２に記載されたようなものがそれぞれ知られている。特許文献１及び２には、ギアに複数の溝部を設けた技術が開示されている。

米国特許第２２０７２９０号明細書特開２０１４－１３４２３０号公報

　しかしながら、従来技術は、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制するために、ギアの両側面に互い違いに溝部が設けられている。このため、ギアの回転軸の方向に対する径方向にギアが大型化する恐れがあった。
　また、ギアの両側面に互いに溝部が設けられたギアを、バランサ裝置、オイルポンプ及びオイルポンプ付きバランサ裝置に採用した場合には、それらが大型化する恐れがあった。

　本発明の一つの目的は、上記課題を解決し、ギア同士が噛み合うことで発生する音を抑制し、ギアの大型化を抑制可能なギア、バランサ裝置及びオイルポンプ付きバランサ裝置を提供することにある。

　本発明によれば、その一つの態様において、シャフトと一体に回転するギアの両側面に、回転軸の方向及び径方向から見たときに一部が重なる複数の環状溝を備えている。

　本発明によれば、ギア同士が噛み合うことで発生する音を抑制し、ギアの大型化を抑制可能なギア、バランサ裝置及びオイルポンプ付きバランサ裝置を提供することができる。

本発明の実施例に係るバランサ装置がエンジンに搭載された状態を示す正面図である。図１のＩＩ－ＩＩ方向の断面図である。本発明の本実施例に係るオイルポンプがバランサ装置に組み付けられた状態を示す斜視図である。本発明の本実施例に係るオイルポンプとバランサ装置の背面図である。本発明の本実施例に係るロアハウジングを外してハウジング装置を底部から見た図である。本発明の本実施例に係るバランサ装置の平面図である。図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。本発明の本実施例に係るプレーンベアリングの側面図である。本発明の本実施例に係るオイルポンプの各構成部品を分解して示す斜視図である。本発明の本実施例に係るカバー部材を外した状態のオイルポンプの正面図である。本発明の本実施例に係るメインギアをポンプ側から見た斜視図である。本発明の本実施例に係るメインギアを反ポンプ側から見た斜視図である。本発明の本実施例に係るメインギアを反ポンプ側から見た平面図である。図１１ＣにおけるＸＩＤ－ＸＩＤ方向の断面図である。図２におけるＸＩＩ部の部分拡大図である。本発明の第１実施例に係るバランサ駆動シャフトとメインギアの動作を説明する断面図である。本発明の第１実施例に係るメインギアにかかる力の関係を示す図である。本発明の第１実施例に係るバランサ駆動シャフトとメインギアの動作を説明する断面図である。本発明の第１実施例に係るメインギアにかかる力の関係を示す図である。本発明の本実施例に係るクランクギアをポンプ側から見た斜視図である。本発明の本実施例に係るクランクギアを反ポンプ側から見た斜視図である。本発明の本実施例に係るクランクギアを反ポンプ側から見た平面図である。図１５ＣにおけるＸＶＤ－ＸＶＤ方向の断面図である。本発明の第２実施例に係るメインギアの断面図である。本発明の第３実施例に係るメインギアの断面図である。本発明の第４実施例に係るメインギアの断面図である。本発明の第５実施例に係るメインギアの断面図である。本発明の第６実施例に係るメインギアの断面図である。

　以下、本発明に係るバランサ装置の実施例を図面に基づいて説明する。本発明は、以下の実施例に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例もその範囲に含むものである。

　図１は本発明の実施例に係るバランサ装置がエンジンに搭載された状態を示す正面図、図２は図１のＩＩ－ＩＩ方向の断面図、図３は本発明の本実施例に係るオイルポンプがバランサ装置に組み付けられた状態を示す斜視図、図４は本発明の本実施例に係るオイルポンプとバランサ装置の背面図、図５は本発明の本実施例に係るロアハウジングを外してハウジング装置を底部から見た底面図、図６は本発明の本実施例に係るバランサ装置の平面図、図７は図６のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。図２の矢印Ｐは、オイルポンプ４が設置されるポンプ側の方向を示している。矢印Ｐが示す方向は、後述する図１１及び図１５においても同様である。

　図１に示すように、バランサ装置１は内燃機関ＥのシリンダブロックＳＢの下部に取り付けられたオイルパン３０内に収容されている。バランサ装置１は、クランクシャフト２に固定されたクランクギア３によって回転駆動する。

　バランサ装置１にはオイルポンプ４が一体的に設けられている。このオイルポンプ４は、バランサ装置１からの回転力が伝達されて駆動される。詳細については後述する。

　バランサ装置１は、図１～図５に示すように、クランクギア（入力ギア）３と噛合し、クランクギア３からの回転力が伝達されるメインギア（駆動ギア）５と、メインギア５から回転力が伝達されるバランサ駆動シャフト６と、バランサ駆動シャフト６に固定されたバランサ駆動ギア７と、バランサ駆動ギア７と各歯が互いに噛合したバランサ従動ギア８と、バランサ従動ギア８からの回転力が伝達されるバランサ従動シャフト９と、を備える。

　オイルポンプ４は、オイルパン３０内に貯留されたオイルを吸入、吐出して内燃機関Ｅの内部にオイルを供給する。

　バランサ装置１は、図３及び図４に示すように、内燃機関ＥにおけるシリンダブロックＳＢの下面に、複数（本実施例では４本）の脚部１ａが図外の取付手段である図外の４本の取付ボルトを介して固定されている。４つの脚部１ａは後述するアッパハウジング１０の上面に一体に設けられ、それぞれの上端に位置決め用の中空ピン１ｂが上方に突出している。

　バランサ装置１は、アッパハウジング１０と、このアッパハウジング１０にオイルパン３０の底部側に複数の固定手段である締結ボルト２５によって締結されるロアハウジング１１と、を有している。アッパハウジング１０及びロアハウジング１１は、共に金属材としてのアルミニウム合金材によって成形されている。アッパハウジング１０、ロアハウジング１１の間に形成された収容部には、並行に配置された一対のバランサシャフトであるバランサ駆動シャフト６及びバランサ従動シャフト９が回転可能に支持されている。バランサ駆動シャフト６の回転軸方向の一端部には、クランクシャフト２によって回転駆動されるクランクギア３と噛み合って回転力が伝達されるヘリカル型のメインギア５が設けられている。なお、アッパハウジング１０とロアハウジング１１は、図７に示すように、２本のピン２５ａ、２５ｂによって互いに位置決めされている。

　また、バランサ駆動シャフト６の回転軸方向に他端側には、図５に示すようにヘリカル型のバランサ駆動ギア７がバランサ駆動シャフト６と一体に回転できるように固定されている。さらにバランサ従動シャフト９には、バランサ駆動ギア７と噛み合って回転力が伝達されるヘリカル型のバランサ従動シャフト９が固定されている。

　これらアッパハウジング１０とロアハウジング１１とによって、ハウジングであるバランサハウジングが構成されている。

　ロアハウジング１１はアッパハウジング１０とほぼ同形の矩形箱状に形成されている。また、ロアハウジング１１の一端面は、オイルポンプ４が取り付けられる平坦状の被取付面２８（図６）となっている。この被取付面２８は、側部に図外の複数（本実施例では４つ）の雌ねじ孔が形成されている。

　バランサ駆動シャフト６は、図５に示すように、回転軸方向の両端側の一対にジャーナル部６ａ、６ｂがアッパハウジング１０とロアハウジング１１との間に設けられた軸受部（ベアリングメタル）である一対のプレーンベアリング１２，１３によって軸受されている。

　また、バランサ駆動シャフト６は、一端部のメインギア５がクランクギア３と噛み合うことによって、クランクシャフト２の回転力が伝達される。図中の矢印は回転方向を示している。このように、バランサ駆動シャフト６が回転すると、バランサ駆動シャフト６の他端に固定されたバランサ駆動ギア７からバランサ従動シャフト９に固定されたバランサ従動ギア８を介して互いに反対方向へクランクシャフト２の２倍の速度で回転するようになっている。換言すると、バランサ駆動シャフト６とバランサ従動シャフト９は、クランクシャフト２が１回転するに当たり２回転するようになっている。

　さらに、バランサ駆動シャフト６は、一対のジャーナル部６ａ、６ｂの軸方向の間に半円状のバランサウェイト６ｃが一体に設けられている。

　バランサ従動シャフト９は、バランサ駆動シャフト６と同じく回転軸方向の両端側に形成された一対のジャーナル部９ａ，９ｂがアッパハウジング１０とロアハウジング１１との間に設けられた軸受部（ベアリングメタル）である一対のプレーンベアリング１４，１５に軸受されている。また、この一対のジャーナル部９ａ，９ｂの軸方向の間には、半円状のバランサウェイト９ｃ（第２バランサウェイト）が一体に設けられている。

　各プレーンベアリング１２～１５は、図５及び図７に示すように、アッパハウジング１０側とロアハウジング１１側でそれぞれ半割円弧状に形成されて、各対向端部を突き合わせて全体が円筒状に形成されている。また、各プレーンベアリング１２～１５は、各半割部がアッパハウジング１０とロアハウジング１１と間に設けられた上下各一対の仕切壁１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂの対向面に形成された半円弧状の軸受溝内に配置されている。

　図８は本発明の実施例に係るプレーンベアリング１２～１５のうち下側の半割部の側面図である。

　各プレーンベアリング１２～１５は、図８に示すように、内周部１２ａ～１５ａと外周部１２ｂ～１５ｂの二層構造に形成されている。この内周部１２ａ～１５ａが軟質な金属であるアルミニウム合金材を主とした材料によって形成されている。一方、外周部１２ｂ～１５ｂは、鉄系金属によって形成されている。

　このように内周部１２ａ～１５ａを軟質なアルミニウム合金材を主とした材料とすることによって、この内周部１２ａ～１５ａの内周面とジャーナル部６ａ、６ｂ、９ａ、９ｂの外周面との間に入り込んだ金属摩耗粉などのコンタミを埋収することができる。

　また、内周部１２ａ～１５ａの肉厚ｔは、約０．２ｍｍであるのに対し、外周部１２ｂ～１５ｂの肉厚ｔ１は、約１．３ｍｍに設定されている。さらに各外周部１２ｂ～１５ｂの外周面には、バランサ駆動シャフト６とバランサ従動シャフト９の回転中の連れ廻りを規制する回り止め突起１２ｃ～１５ｃがそれぞれ設けられている。

　また、各仕切壁１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂのロアハウジング１１との対向面には、各プレーンベアリング１２～１５の潤滑油を供給する図外の通路溝が形成されている。通路溝は、図５及び図７に示す環状溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄと連通している。この各環状溝２０ａ～２０ｄは、各軸受溝の内周面の幅方向のほぼ中央に形成されている。

　図７に示すように、プレーンベアリング１３、１５には、周壁の所定の位置に環状溝２０ｂ、２０ｄに連通するオイル孔である連通孔１３ｄ、１５ｄが貫通形成されている。この連通孔１３ｄ、１５ｄは、プレーンベアリング１３、１５の周壁の幅方向のほぼ中央位置の同一の円周上にそれぞれ４つずつ（ベアリング１枚につき２枚ずつ）形成されている。この連通孔１３ｄ、１５ｄによって、内周部１３ａ、１５ａの内周面とジャーナル部６ａ、９ａの外周面との間の隙間内にオイルを導入するようになっている。なお、図示してはいないが、プレーンベアリング１２、１４についても同様の構成でオイルが導入される。

　バランサ従動シャフト９は、回転軸方向の一端部（バランサ従動ギア８の反対側）にメインギア５よりも小径な外部ギアとしてのオイルポンプ駆動ギア２１が固定されている。このオイルポンプ駆動ギア２１はオイルポンプ４を駆動する。

　図９は本発明の実施例に係るオイルポンプの分解斜視図、図１０はカバー部材を外した状態のオイルポンプの正面図である。

　オイルポンプ４は、一般的な可変容量型のベーンポンプであるから簡単に説明する。ポンプハウジングは、固定手段としての複数（本実施例では４本）のボルト２６によって、バランサ装置１の両ハウジング１０、１１の被取付面２８側に取り付けられている。

　このポンプハウジングは、樹脂や金属材である例えばアルミニウム合金材からなるハウジング本体３１と、同じくアルミニウム合金材からなるカバー部材３２と、から構成されている。

　ハウジング本体３１は、一端側が開口しており、内部にポンプ収容室を有する断面コ字形状に形成されている。また、カバー部材３２は、ハウジング本体３１の開口を閉塞するように取り付けられており、ハウジング本体３１より薄肉に形成されている。

　また、オイルポンプ４は、ポンプ軸３３と、ロータ３４と、ベーン３５と、を備えている。ポンプ軸３３は、ポンプ収容室のほぼ中心部に配置されて、回転軸方向の両端部がハウジング本体３１及びカバー部材３２を貫通して回転自在に支持されている。ロータ３４は、ポンプ収容室内に回転可能に収容されて、中心部がスプラインの嵌め合いによってポンプ軸３３に結合されている。ベーン３５は、ロータ３４の外周部に放射状に切欠形成された複数（本実施例では７つ）のスロット内にそれぞれ出没可能に収容されている。

　また、オイルポンプ４は、カムリング３７と、付勢部材としてのコイルばね３８と、一対のベーンリング３９，３９とを備えている。カムリング３７は、内周に円形の穴が設けられたリング形状に形成されている。また、カムリング３７の穴は、各ベーン３５の外周側と接触するようになっている。

　さらに、カムリング３７は、揺動可能になっており、カムリング３７が揺動することによって、ロータ３４の回転中心に対して、カムリング３７の穴の偏心量を変えられるようになっている。このカムリング３７の内周面と、ロータ３４の外周面及び隣接するベーン３５、３５と、によって複数のポンプ室３６が形成される。

　コイルばね３８は、ハウジング本体３１内に収容され、ロータ３４の回転中心に対するカムリング３７の穴の中心の偏心量が増大する方向へカムリング３７を常に付勢している。

　ベーンリング３９，３９は、ロータ３４のスロット内に配置された各ベーン３５のロータ３４内周側端が接触するようになっている。

　なお、カムリング３７と、ポンプ軸３３と、ロータ３４及び各ベーン３５がポンプ要素を構成している。

　ハウジング本体３１のポンプ収容室の底面のほぼ中央位置には、ポンプ軸３３の一端部を回転可能に支持する軸受孔３１ａが貫通形成されている。さらに、ハウジング本体３１のポンプ収容室の底面には、ピボットピン４０が挿入される図外のピボットピン穴が設けられている。また、ポンプ収容室の内周壁には、ピボットピン４０の軸方向に延びるようにピン溝が形成されている。

　また、ポンプ収容室の内周壁には、後述するカムリング３７のシール部材２７が摺動するシール摺接面３１ｃが形成されている。

　ハウジング本体３１は、外周側に形成されたボス部に複数（本実施例では３つ）のボルト挿入孔３１Ｆが形成されている。これらのボルト挿入孔３１Ｆに挿入される取付手段である複数（本実施例では３本）の第２ボルト２９によって、ハウジング本体３１とカバー部材３２が結合される。

　また、ハウジング本体３１には、４つのボルト２６のうち、３つのボルト２６が挿入する３つのボルト挿通孔３１ｇが貫通形成されている。また同じく下部側には、バランサ装置１に対してカバー部材３２と一緒に位置決めする位置決め用のピン６３が挿入される位置決め用の孔３１ｈが貫通形成されている。

　カバー部材３２は、図９に示すように、軸受孔３１ａに対向した位置に、ポンプ軸３３の軸方向の他端側を回転自在に支持する軸受孔３２ａが貫通形成されている。このカバー部材３２は、ハウジング本体３１が取り付けられる内端側のハウジング取付面３２ｂと、バランサ装置１の被取付面２８に当接して取り付けられる外端側のバランサ取付面３２ｃと、を有している。

　カバー部材３２の外周部側には、３つの第２ボルト２９が固定される３つの雌ねじ孔３２ｄが形成されている。また、カバー部材３２には、４つのボルト２６が挿入される４つのボルト挿通孔３２ｅが貫通形成されている。

　カバー部材３２には、位置決め用のピン２５ｃ，６３が挿入される２つの位置決め用の孔３２Ｆが貫通形成されている。

　ハウジング本体３１とカバー部材３２は、対向する各取付面３１ｅ、３２ｂの各外周側に吸入部である吸入ポート４１と、吐出部である吐出ポート４２が設けられている。吸入ポート４１は、ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室３６の内部容積が増大する領域（吸入領域）に円弧凹状に開口形成されている。一方、吐出ポート４２は、ポンプ要素のポンプ作用に伴ってポンプ室３６の内部容積が減少する領域（吐出領域）に円弧凹状に開口形成されている。吸入ポート４１と吐出ポート４２は、それぞれ軸受孔３１ａ、３２ａを挟んでほぼ対向するように配置されている。

　吸入ポート４１には、図１０に示すように、後述するばね収容室４４側に配置された吸入孔４１ａがカバー部材３２の底壁を貫通して外部へと開口形成されている。これにより、オイルパン３０内の潤滑油が、ストレーナ４６と吸入通路４７、吸入孔４１ａ及び吸入ポート４１を介して吸入領域の各ポンプ室３６に吸入されるようになっている。

　吐出ポート４２は、ハウジング本体３１の底壁を貫通形成された吐出通路４８に連通している。この吐出通路４８は、吐出ポート４２下流側の吐出孔（図外）を介してメインオイルギャラリー１８に連通している。なお、吐出通路４８は、吐出ポート４２の下流側の一部、つまり吐出ポート４２と吐出孔の間の一部を含むものとする。

　メインオイルギャラリー１８は、たとえばピストンに冷却オイルを噴射するオイルジェットや、バルブタイミング制御装置、クランクシャフト２の軸受などにオイルを供給するようになっている。

　メインオイルギャラリー１８には、吐出通路４８から圧送されたオイル内の異物を捕集するオイルフィルタ４９が設けられている。

　また、吐出通路４８には、吐出圧が過剰になった場合に、オイルフィルタ４９の破損などを抑制するリリーフ弁２４が設けられている。このリリーフ弁２４は、図８に示すように、吐出通路４８から分岐した分岐通路の開口端を開閉するボール弁体２４ａと、該ボール弁体２４ａを閉方向へ付勢するコイルスプリング２４ｂと、円環状のスプリングリテーナ２４ｃと、から構成されている。

　また、メインオイルギャラリー１８には、後述する制御油室４５に電磁切換弁２２を介してオイルを供給する供給通路１８ａが分岐形成されている。

　電磁切換弁２２には、制御油室４５内に供給通路１８ａを介してメインオイルギャラリー１８の油圧を導くか、あるいは制御油室４５内の油圧をオイルパン３０内に排出する給排通路２３が接続されている。また、この電磁切換弁２２には、供給通路１８ａから分岐した図外のパイロット通路に連通するパイロットポートと、給排通路２３と連通する給排ポートと、給排通路２３と排出通路を連通するドレンポートと、供給通路１８ａと連通する供給ポートがそれぞれ形成されている。前記排出通路は、オイルパン３０に連通している。

　ポンプ軸３３は、軸受孔３２ａから突出した回転軸方向の一端部に、オイルポンプ駆動ギア２１（駆動側ヘリカルギア）に噛合するオイルポンプ従動ギア４３（従動側ヘリカルギア）が圧入固定されている。そして、バランサ従動シャフト９の回転力が、オイルポンプ駆動ギア２１とオイルポンプ従動ギア４３を介してポンプ軸３３に伝達される。

　また、ポンプ軸３３は、オイルポンプ駆動ギア２１とオイルポンプ従動ギア４３との間の減速比によって、クランクシャフトの回転数（回転速度）とほぼ同一となるように設定されている。

　ロータ３４は、中央にポンプ軸３３が挿入される挿入孔が貫通形成されている。この挿入孔の内周面には、スプライン溝が軸方向に沿って形成されている。

　各ベーン３５は、ベーンリング３９，３９によってロータ３４の内周側への移動が規制されている。このため、ロータ３４は、各ベーン３５がカムリング３７の内周面とベーンリング３９，３９の外周面と接触した状態で、カムリング３７及びベーンリング３９，３９に対して相対的に移動することが可能になる。

　カムリング３７は、鉄系金属を焼結工法によって成形することによって円筒状に一体形成されている。このカムリング３７は、外周部に形成されたピボット溝３７ａとピン溝とによって支持されたピボットピン４０を揺動支点として揺動可能になっている。また、カムリング３７は、ピボット溝３７ａに対しカムリング３７の中心を挟んだほぼ反対側の位置に、コイルばね３８と連係するアーム部３７ｂが径方向に沿って突出するように設けられている。

　ここで、ハウジング本体３１内には、吸入孔４１ａを介してポンプ収容室と連通するばね収容室４４内に付勢部材としてのコイルばね３８が収容されている。

　このコイルばね３８は、セット荷重Ｗに基づく弾性力をもって、アーム部３７ｂを介してカムリング３７をロータ３４の回転中心に対する偏心量が増大する方向（図１０中の反時計方向）へ常に付勢するようになっている。これにより、カムリング３７は、コイルばね３８のばね力によってアーム部３７ｂの外面がばね収容室４４の壁面に形成されたストッパ面４４ａに押し付けられた状態となる。この状態で、カムリング３７は、ロータ３４の回転中心に対するその偏心量が最大となる位置に保持される。

　また、図１０に示すように、カムリング３７の外周部には、シール摺接面３１ｃと対向するように設けられたシール保持溝にシール部材２７が収容保持されている。

　カムリング３７のピボット溝３７ａとシール部材２７との間の外周域には、制御油室４５が設けられている。この制御油室４５は、ハウジング本体３１の内周面とカムリング３７の外周面との間で、かつピボットピン４０とシール部材２７とによって仕切られている。

　制御油室４５は、給排通路２３と電磁切換弁２２を介して供給通路１８ａに連通している。したがって、この制御油室４５は、メインオイルギャラリー１８からの油圧が供給通路１８ａ、電磁切換弁２２及び給排通路２３を介して供給される。または、給排通路２３と電磁切換弁２２を介して内部油圧が排出されるようになっている。

　カムリング３７は、制御油室４５に面する外周面が受圧面３７ｅとして構成されている。カムリング３７は、受圧面３７ｅに受ける供給通路１８ａからの油圧によって、コイルばね３８の付勢力に抗してロータ３４の回転中心に対する偏心量が減少する方向（図１０中の時計方向）へ揺動力（移動力）を付与するようになっている。

　すなわち、制御油室４５の内部油圧が、ロータ３４の回転中心に対する偏心量が減少する方向へカムリング３７に作用させることによって、このカムリング３７を同心方向の移動量制御に供されている。

　ここで、カムリング３７の揺動位置は、コイルばね３８の付勢力によるカムリング３７の偏心方向の付勢力と、制御油室４５の内圧に基づく付勢力が所定の力関係をもってバランスする。

　電磁切換弁２２は、コントロールユニットからのパルス電流によってデューティ比に比例してソレノイド推力を発生し、パイロット圧と同じ方向に３方弁に推力を作用させるようになっている。

　つまり、電磁切換弁２２のコイルへコントロールユニットからのパルス通電が停止され非通電（デューティ比０）のときはソレノイド推力がなく、スプリング力で決定される設定圧になる。

　これによって、制御油室４５は、３方弁で給排通路２３と給排ポートとの連通が遮断されると共に、給排通路２３とドレンポートが連通することから、内部の油圧が排出されて低圧状態となる。

　コントロールユニットから、電磁切換弁２２のコイルへ通電するための信号が出力され、さらに、通電量（デューティ比）が増加すると、それに伴いソレノイド推力が増加してパイロット圧をアシストする。このため、電磁切換弁２２は、３方弁がスプリング力に抗して作動し、給排ポートが供給ポートと連通すると共に、ドレンポートとは非連通となる。これによって、電磁切換弁２２は、スプリング力の設定圧以下の油圧で作動して低い油圧で一定に制御することが可能になる。

　したがって、制御油室４５の内部圧力が上昇して、カムリング３７をコイルばね３８のばね力に抗して同心方向へ連続的に揺動させ、ポンプ吐出圧を低減させる。

　コントロールユニットは、機関の油温や水温、機関回転数や負荷等の内燃機関の運転状態とメインオイルギャラリー１８のオイルフィルタ４９下流側に設けられた図外の油圧センサからの油圧情報信号等に基づいて電磁切換弁２２の作動を制御する。つまり、電磁切換弁２２は、油圧センサからの油圧情報信号に基づいて制御油室４５内の油圧を無段階で連続的に制御する。これによって、燃費の向上を図っている。

　さて、ギア同士が噛み合う部分では、ギアの噛み合いによる歯打ち音が発生する。特に、バランサ駆動シャフト６には、半円状のバランサウェイト６ｃが取り付けられているので、バランサ駆動シャフト６は弓状に変形しながら回転する。このため、バランサ駆動シャフト６に取り付けられたメインギア５は傾いた状態で回転する。メインギア５の傾きに伴い、メインギア５と、これに噛み合うクランクギア３との間には歯打ち音が発生する。このギアの噛み合いによって発生する音を低減する手段について以下図面を用いて説明する。

　図１１Ａは本発明の本実施例に係るメインギアをポンプ側から見た斜視図、図１１Ｂは本発明の本実施例に係るメインギアを反ポンプ側から見た斜視図、図１１Ｃは本発明の本実施例に係るメインギアを反ポンプ側から見た平面図、図１１Ｄは図１１ＣにおけるＸＩＤ－ＸＩＤ方向の断面図である。図１２は図２におけるＸＩＩ部の部分拡大図である。

　メインギア５の中央部には、バランサ駆動シャフト６を通すための開口部５ｄが形成されている。メインギア５の歯部５ａは、回転軸に対して所定のねじれ角を有している。

　メインギア５の歯部５ａは、クランクギア３の歯部３ａと噛み合っている。クランクギア３の歯部３ａは、回転軸に対して所定のねじれ角を有している。メインギア５の開口部５ｄにはバランサ駆動シャフト６が挿入され、メインギア５の基部５ｂがバランサ駆動シャフト６に固定されている。

　バランサ駆動シャフト６の回転軸方向におけるメインギア５の両側面には、複数の環状溝としての第１環状溝５１及び第２環状溝５２がそれぞれ形成されている。第１環状溝５１は、歯部５ａが受けるスラスト力の方向にある第１側面に形成されている。第２環状溝５２は、第１環状溝５１が設けられた第１側面とは反対側の第２側面に形成されている。また、第２環状溝５２は、回転軸の方向から見たときに第１環状溝５１と重なり合っている。加えて、回転軸に対する径方向において、一部が重なっている。第１環状溝５１と第２環状溝５２が重なり合う部分はスラスト力を受ける側とは反対側に位置させている。

　第１環状溝５１と第２環状溝５２との間には、薄肉部５ｃが形成されている。薄肉部５ｃは、メインギア５の基部５ｂから歯部５ａに向かって、バランサ駆動シャフト６の回転軸の延長方向（外側）に傾くように傾斜して配置されている。換言すると、薄肉部５ｃは、回転軸方向において前記バランサウェイト６ｃ側とは反対側が径方向外側を向くように傾斜している。

　第１環状溝５１は、基部５ｂにおける軸方向の端面部５ｂ１から回転軸方向の内側に向かって凹み、凹んだ底部に所定の曲率半径Ｒ１を持った曲面部５１ａが形成されている。端面部５ｂ１と曲面部５１ａは基部５ｂの第１内周面５ｂ３で接続されている。第１内周面５ｂ３は回転軸に対する径方向において回転軸側に設けられている。曲面部５１ａから径方向外側に向かって直線的に延びた薄肉部５ｃの表面には、直線部５１ｂが形成されている。直線部５１ｂは、メインギア５の歯部５ａの第１外周面５ａ３と接続されている。第１外周面５ａ３は、端面部５ａ１と接続されている。第１内周面５ｂ３と第１外周面５ａ３とは対向して設けられ、回転軸方向における第１外周面５ａ３の深さは、第１内周面５ｂ３よりも浅くなっている。

　一方、第２環状溝５２は、歯部５ａにおける軸方向の端面部５ａ２から軸方向外側に向かって凹み、凹んだ底部に所定の曲率半径Ｒ２を持った曲面部５２ａが形成されている。端面部５ａ２と曲面部５２ａは、回転軸に対する径方向外側（歯部５ａ側）に形成された第２外周面５ａ４によって接続されている。曲面部５２ａから径方向内側に向かって延びた薄肉部５ｃの表面には、回転軸の反延長方向（内側）に向かって所定の曲率半径Ｒ３を持って膨らんだ曲面部５２ｂが形成されている。曲面部５２ｂは、所定の曲率半径Ｒ４を持った曲面部５２ｃを介してメインギア５の基部５ｂと接続されている。曲面部５２ｃと基部５ｂの端面部５ｂ２とは、回転軸に対する径方向内側（回転軸側）に形成された第２内周面５ｂ４によって接続されている。第２内周面５ｂ４と第２外周面５ａ４とは対向して設けられ、回転軸方向における第２外周面５ａ４の深さは、第２内周面５ｂ４よりも深くなっている。また、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、第２環状溝５２とずれて設けられている。

　基部５ｂにおける軸方向の端面部５ｂ２は、歯部５ａにおける回転軸方向の端面部５ａ２よりも回転軸方向の内側に位置している。

　第１環状溝５１は、メインギア５の径方向内側にある基部５ｂの近傍位置で回転軸方向内側に向かって大きく凹み、歯部５ａがある径方向外側に向かうに従い、凹み量（溝の深さ）が小さくなる。逆に、第２環状溝５２は、メインギア５の径方向内側にある基部５ｂの近傍位置から歯部５ａがある径方向外側に向かうに従い、凹み量が（溝の深さ）が大きくなる。換言すると、第１環状溝５１は、径方向外側に比べ径方向内側の凹み量（溝の深さ）が大きく、第２環状溝５２は、径方向内側に比べ径方向外側の凹み量（溝の深さ）が大きくなっている。そして、回転軸に沿ったメインギア５の断面は、歯部５ａ、基部５ｂ、薄肉部５ｃによってＺ字形状を成している。また、第１環状溝５１と第２環状溝５２とは、回転軸方向から見たときに少なくとも一部が重なるように形成されている。第１実施例においては、回転軸方向から見た時、第１環状溝５１と第２環状溝５２は全体が重なるようにしている。

　曲面部５１ａの曲率半径Ｒ１と曲面部５２ａの曲率半径Ｒ２を比較したとき、曲率半径Ｒ１は、曲率半径Ｒ２よりも大きい関係にある（Ｒ１＞Ｒ２）。また、第１環状溝５１の径方向の幅Ｄ１と、第２環状溝５２の径方向の幅Ｄ２とは、同じ長さの関係にある（Ｄ１＝Ｄ２）。さらに、第２環状溝５２における曲面部５２ｂの延長線と、第２内周面５ｂ４上の線とが交わる角度をθｄ２とし、第１環状溝５１における直線部５１ｂの延長線と、第１外周面５ａ３上の線とが交わる角度をθｄ１としたとき、θｄ２はθｄ１より角度が大きい（θｄ２＞θｄ１）。また、θｄ２及びθｄ１は鋭角となっている。なお、本実施例では、第１外周面５ａ３上の線と第２内周面５ｂ４上の線は、バランサと平行に設けられるが、と平行にしなくともよい。

　第１側面に形成される第１環状溝５１は、回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、回転軸に対する径方向において、歯部５ａ側に設けられ、回転軸方向において、第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第１外周面５ａ３とを備えている。第１内周面５ｂ３と第１外周面５ａ３とを接続する曲面部５１ａには、第１底部が位置する。第１底部は、第１内周面５ｂ３との間で鋭角を成している。

　第２側面に形成される第２環状溝５２は、回転軸方向において、メインギア５のうち第１環状溝５１とは反対側に位置し、回転軸方向から見たときに第１環状溝５１と重なりあっている。また、第２環状溝５２は回転軸に対する径方向において、回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、回転軸に対する径方向において、歯部５ａ側に設けられ、回転軸方向において、第２内周面５ｂ４の深さよりも深い第２外周面５ａ４とを備えている。第２内周面５ｂ４と第２外周面５ａ４とを接続する曲面部５２ｃには、第２底部が位置する。第２底部は、第２内周面５ｂ４との間で鈍角を成している。

　第２環状溝５２における歯部５ａの端面部５ａ２から第２環状溝５２の底部までの距離をＬ２とし、第１環状溝５１における基部５ｂの端面部５ｂ１から第１環状溝５１の底部までの距離をＬ１とした時、Ｌ１はＬ２より長い（Ｌ１＞Ｌ２）。換言すると、回転軸方向における第１環状溝５１及び第２環状溝５２の最も深い底部までの長さが異なっている（第１環状溝５１及び第２環状溝５２の溝の深さが異なっている）。

　このように回転軸に沿った断面で見たとき、第１環状溝５１と第２環状溝５２とは、形状が異なっている。

　さらに第１環状溝５１と第２環状溝５２とは、回転軸に対する径方向において少なくとも一部が重なっている。すなわち、Ｌ１とＬ２は、ΔＬだけ重なり部を有している。

　次に、第１環状溝５１と第２環状溝５２とを備えたメインギア５の作用について、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。図１３Ａ及び図１４Ａは本発明の第１実施例に係るバランサ駆動シャフトとメインギアの動作を説明する断面図、図１３Ｂ及び図１４Ｂは本発明の第１実施例に係るメインギアにかかる力の関係を示す図である。

　バランサ駆動シャフト６には、半円状のバランサウェイト６ｃ（第１バランサウェイト）が一体に設けられている。バランサ駆動シャフト６が回転すると、バランサ駆動シャフト６は遠心力の作用により、バランサウェイト６ｃが取り付けられている側に向かって湾曲する。図１３Ａにおいてはバランサ駆動シャフト６の中央部分が下側に向かって湾曲し、図１４Ａにおいてはバランサ駆動シャフト６の中央部分が上側に向かって湾曲している。

　本実施例のメインギア５の歯部５ａにおける歯は、回転軸に対して所定のねじれ角θを有する所謂ヘリカルギア（はすば歯車）が用いられている。ヘリカルギアはスパーギア（平歯車）に比べ接触面性が大きい。メインギア５はクランクギア３と噛み合い、クランクギア３の駆動力が伝達される。本実施例ではメインギア５にヘリカルギアが用いられているので、バランサ駆動シャフト６の中央部分が下側に向かって湾曲した状態（図１３Ａ）においては、図１３Ｂに示すようにクランクギア３から入力Ｆｏの方向は、傾斜したメインギア５の歯の面と直交する方向となる。換言すると、クランクギア３から入力Ｆｏの方向は、メインギア５の周方向（メインギヤ５の回転方向）から傾斜した方向となる。メインギア５の歯におけるクランクギア３からの入力Ｆｏは、メインギア５の周方向（メインギヤ５の回転方向）の力Ｆｙと、軸方向（メインギア５の回転軸の軸方向に沿った方向）となるスラスト力Ｆｘに分力される。図１３Ａの状態においては、メインギア５には、軸方向の外側に向かってスラスト力Ｆｘがかかる（正のスラスト力）。

　本実施例のメインギア５には、歯部５ａが受けるスラスト力の方向にある第１側面に形成された第１環状溝５１と、第１環状溝５１が設けられた第１側面とは反対側の第２側面に形成された第２環状溝５２及び薄肉部５ｃを備えている。メインギア５に軸方向の外側に向かってスラスト力Ｆｘがかかると、メインギア５の歯部５ａは第１環状溝５１の空間を狭め、第２環状溝５２の空間を広げるように移動する。換言すると、図１３Ａにおいて、メインギア５の歯部５ａは時計回り方向に移動する。

　また、バランサ駆動シャフト６の中央部分が上側に向かって湾曲した状態（図１４Ａ）においては、図１４Ｂに示すようにクランクギア３から入力Ｆｏの方向は、傾斜したメインギア５の歯の面と直交する方向となる。この場合、回転方向とは逆の方向の力が掛かる。換言すると、クランクギア３から入力Ｆｏの方向は、メインギア５の周方向（反回転方向）から傾斜した方向となる。メインギア５の歯におけるクランクギア３からの入力Ｆｏは、メインギア５の周方向（反回転方向）の力Ｆｙと、軸方向となるスラスト力Ｆｘに分力される。図１４Ａの状態においては、メインギア５には、軸方向の内側に向かってスラスト力Ｆｘ（負のスラスト力）がかかる。

　メインギア５に軸方向の内側に向かってスラスト力Ｆｘがかかると、メインギア５の歯部５ａは第２環状溝５２の空間を狭め、第１環状溝５１の空間を広げるように移動する。換言すると、図１４Ａにおいて、メインギア５の歯部５ａは反時計回り方向に移動する。

　本実施例のメインギア５には、第１環状溝５１と第２環状溝５２に加え、第１環状溝５１と第２環状溝５２の間に薄肉部５ｃが形成されているので、メインギア５がスラスト力Ｆｘを受けると、スラスト力Ｆｘの方向に応じて薄肉部５ｃが撓み、バランサ駆動シャフト６が湾曲することによって生じるメインギア５とクランクギア３との噛み合いのズレを吸収することができる。これにより、歯打ち音を抑制することができる。

　また、歯打ち音は歯部５ａから薄肉部５ｃ、基部５ｂを介してバランサ駆動シャフト６に伝達される。本実施例では、メインギア５の歯部５ａと基部５ｂとを繋ぐ薄肉部５ｃを回転軸と直交する線に対し傾斜して配置しているので、メインギア５を大型化することなく歯部５ａから基部５ｂへと伝わる音の伝達経路を長くすることができ、バランサ駆動シャフト６に伝達される音を抑制できる。

　また、本実施例では、回転軸方向における第１環状溝５１及び第２環状溝５２の最も深い底部までの長さが異なるようにしているので、メインギア５を大型化することなく歯部５ａから基部５ｂへと伝わる音の伝達経路を長くすることができるので、バランサ駆動シャフト６に伝達される音を抑制できる。

　また、回転軸に沿った断面で見たとき、第１環状溝５１と第２環状溝５２とは、形状が異なるようにしているので、歯部５ａを曲げる方向や撓み易さを制御することができる。

　また、回転軸の方向から見た時、第１環状溝５１と第２環状溝５２は、全体が重なるようにしているので、メインギア５の側面部において、第１環状溝５１と第２環状溝５２とを互い違いに形成することができ、メインギア５を小さくできる。

　なお、本実施例では薄肉部５ｃは、回転軸方向においてバランサウェイト６ｃ側とは反対側が径方向外側を向くように傾斜させたが、これとは逆にバランサウェイト６ｃ側が径方向外側を向くように傾斜させるようにしても良い。この場合、第１外周面５ａ３、第１内周面５ｂ３、第２外周面５ａ４、第２内周面５ｂ４の関係も逆になる。

　すなわち、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、この第１内周面５ｂ３と対向して設けられ、回転軸の方向における第１内周面５ｂ３の深さよりも深い第１外周面５ａ３となる。また、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、第２内周面５ｂ４と対向して設けられ、回転軸の方向における前記第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第２外周面５ａ４となる。

　第１実施例では、メインギア５に本発明を適用した例で説明したが、本発明はクランクギア３においても適用できる。図１５Ａは本発明の本実施例に係るクランクギアをポンプ側から見た斜視図、図１５Ｂは本発明の本実施例に係るクランクギアを反ポンプ側から見た斜視図、図１５Ｃは、本発明の本実施例に係るクランクギアを反ポンプ側から見た平面図、図１５Ｄは図１５ＣにおけるＸＶＤ－ＸＶＤ方向の断面図である。

　クランクギア３の中央部には、クランクシャフト２を通すための開口部３ｄが形成されている。クランクギア３の歯部３ａは、回転軸に対して所定のねじれ角を有しており、メインギア５の歯部５ａと噛み合っている。

　クランクギア３の開口部３ｄには、クランクシャフト２が挿入され、クランクギア３の基部３ｂがクランクシャフト２に固定される。

　クランクシャフト２の回転軸の方向におけるクランクギア３の両側面には、複数の環状溝としての第１環状溝６１及び第２環状溝６２がそれぞれ形成されている。第２環状溝６２は、回転軸の方向から見たときに第１環状溝６１と重なり合っている。加えて、回転軸に対する径方向において、一部（溝の底部同士）が重なっている。第１環状溝６１と第２環状溝６２との間には、薄肉部３ｃが形成されている。薄肉部３ｃは、クランクギア３の基部３ｂから歯部３ａに向かって、クランクシャフト２の回転軸の反ポンプ側（内側）に傾くように傾斜して配置されている。

　第１環状溝６１及び第２環状溝６２の構成については、上述したメインギア５と同様の構成を採用すれば良く、その結果同様の効果を得ることができる。

　また、クランクギア３およびメインギア５の両方に本発明を適用すると、メインギア５とクランクギア３との噛み合いのズレをより吸収することができ、何れか一方に本発明を提供した場合に比べ、歯打ち音をより抑制することができる。

　同様に、バランサ駆動ギア７およびバランサ従動ギア８の両方に適用しても、バランサ駆動ギア７とバランサ従動ギア８との噛合のズレをより吸収することができ、何れか一方に本発明を適用した場合に比べ、歯打ち音をより抑制できる。

　また、オイルポンプ駆動ギア２１およびオイルポンプ従動ギア４３の両方に適用しても、オイルポンプ駆動ギア２１とおよびオイルポンプ従動ギア４３との噛合のズレをより吸収することができ、何れか一方に本発明を適用した場合に比べ、歯打ち音をより抑制できる。

　次に本発明の第２実施例について、図１６を用いて説明する。図１６は、本発明の第２実施例に係るメインギアの断面図である。第１実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　バランサ駆動シャフト６の回転軸の方向におけるメインギア５の両側面には、複数の環状溝としての第１環状溝５１及び第２環状溝５２が形成されている。第１環状溝５１と第２環状溝５２との間には、薄肉部５ｃが形成されている。薄肉部５ｃは、メインギア５の基部５ｂから歯部５ａに向かって、バランサ駆動シャフト６の回転軸の延長方向（外側）に傾くように傾斜して配置されている。

　第１環状溝５１における歯部５ａの端面部５ａ１（基部５ｂの端面部５ｂ１）から第１環状溝５１の底部までの距離をＬ１とし、第２環状溝５２における歯部５ａの端面部５ａ２から第２環状溝５２の底部までの距離をＬ２とした時、歯部５ａの端面部５ａ１と端面部５ａ２との範囲において、Ｌ１とＬ２は回転軸に対する径方向において重なる部分が存在しない。換言すると、第１環状溝５１の底部と第２環状溝５２の底部は、回転軸と直交する径方向に延びた線上に位置している。また、Ｌ１＋Ｌ２は、端面部５ａ１と端面部５ａ２の間の距離と等しい。

　また、第１環状溝５１における第１外周面５ａ３と直線部５１ｂの境界部から第２外周面５ａ４と曲面部５２ａとの境界部までの距離をｘ１とする。基部５ｂの第２内周面５ｂ４と曲面部５２ｃの境界部からから第１内周面５ｂ３と曲面部５１ａとの境界部までの距離をｘ２とする。換言すると、ｘ１は薄肉部５ｃにおける歯部５ａ側の回転軸方向の幅であり、ｘ２は薄肉部５ｃにおける基部５ｂ側の回転軸方向の幅である。本実施例では、ｘ１とｘ２は回転軸方向においてΔｘだけ重なっている。また、ｘ１の距離とｘ２の距離は等しい（ｘ１＝ｘ２）。すなわち、本実施例の薄肉部５ｃは、歯部５ａ側に接続される回転軸方向の幅（ｘ１）と、基部５ｂ側に接続される回転軸方向の幅（ｘ２）が等しい。さらにｘ１とｘ２とは、一部分が重なっている。つまり、ｘ１とｘ２とは、Δｘだけ重なっている。

　また、歯打ち音は歯部５ａから薄肉部５ｃ、基部５ｂを介してバランサ駆動シャフト６に伝達される。本実施例ではメインギア５の歯部５ａと基部５ｂとを繋ぐ薄肉部５ｃを回転軸と直交する線に対し傾斜して配置しているので、メインギア５を大型化することなく歯部５ａから基部５ｂへと伝わる音の伝達経路を長くすることができ、バランサ駆動シャフト６に伝達される音を抑制できる。

　また、本実施例によれば、第１環状溝５１は、回転軸に沿った断面で見たときに、回転軸に対する径方向において第２環状溝５２と重なり合わないようにしているので、薄肉部５ｃが撓みやすくなる。

　さらに、本実施例によれば、薄肉部５ｃには、回転軸と直交する径方向から見て一部であるΔｘだけ重なる部分を設けるようにしているので、径方向の荷重に対する強度を確保することができる。

　次に本発明の第３実施例について、図１７を用いて説明する。図１７は、本発明の第３実施例に係るメインギアの断面図である。第１実施例及び第２実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　第１環状溝５１における歯部５ａの端面部５ａ１（基部５ｂの端面部５ｂ１）から第１環状溝５１の底部までの距離をＬ１とし、第２環状溝５２における歯部５ａの端面部５ａ２から第２環状溝５２の底部までの距離をＬ２とした時、歯部５ａの端面部５ａ１と端面部５ａ２との範囲において、Ｌ１とＬ２は重なる部分が存在しない。Ｌ１とｌ２とはΔＬだけ離れている。換言すると、第１環状溝５１の底部と第２環状溝５２の底部は、回転軸と直交する径方向において、ΔＬだけ離れて設置されている。

　また、第１環状溝５１における基部５ｂの端面部５ｂ１（歯部５ａの端面部５ａ１）から第２外周面５ａ４と曲面部５２ａとの境界部までの距離をｘ１とする。第２内周面５ｂ４（歯部５ａの端面部５ａ２）と曲面部５２ｃとの境界部から第１内周面５ｂ３と曲面部５１ａとの境界部までの距離をｘ２とする。換言すると、ｘ１は薄肉部５ｃにおける歯部５ａ側の回転軸方向の幅であり、ｘ２は薄肉部５ｃにおける基部５ｂ側の回転軸方向の幅である。本実施例では、ｘ１とｘ２は回転軸方向においてΔｘだけ重なっている。また、ｘ１の距離とｘ２の距離は等しい（ｘ１＝ｘ２）。すなわち、本実施例の薄肉部５ｃは、歯部５ａ側に接続される回転軸方向の幅（ｘ１）と、基部５ｂ側に接続される回転軸方向の幅（ｘ２）が等しい。

　本実施例のメインギア５には、第１環状溝５１と第２環状溝５２に加え、第１環状溝５１と第２環状溝５２の間に薄肉部５ｃが形成しているので、メインギア５がスラスト力Ｆｘを受けると、スラスト力Ｆｘの方向に応じて薄肉部５ｃが撓み、バランサ駆動シャフト６が湾曲することによって生じるメインギア５とクランクギア３との噛み合いのズレを吸収することができる。これにより、歯打ち音を抑制することができる。

　また、本実施例によれば、第１環状溝５１は、回転軸に沿った断面で見たときに、回転軸の方向において第２環状溝５２と重なり合わないようにしているので、薄肉部５ｃが撓みやすくなる。

　さらに、本実施例によれば、薄肉部５ｃには、回転軸と直交する径方向から見て歯部５ａ側でΔＬ、基部５ｂ側でΔｘだけ重なる部分を設けるようにしているので、径方向の荷重に対する強度を確保することができる。

　次に本発明の第４実施例について、図１８を用いて説明する。図１８は、本発明の第４実施例に係るメインギアの断面図である。第１実施例から第３実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　第１環状溝５１における歯部５ａの端面部５ａ１（基部５ｂの端面部５ｂ１）から第１環状溝５１の底部までの距離をＬ１とし、第２環状溝５２における歯部５ａの端面部５ａ２から第２環状溝５２の底部までの距離をＬ２とした時、歯部５ａの端面部５ａ１と端面部５ａ２との範囲において、Ｌ１とＬ２とはΔＯだけ重なっている。換言すると、第１環状溝５１の底部と第２環状溝５２の底部は、回転軸と直交する径方向において、Δ０だけ重なって設置されている。

　また、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、第２環状溝５２よりΔＤ１だけ径方向外側に設置されている。

　本実施例によれば、第１環状溝５１は、回転軸に沿った断面で見たときに、回転軸の方向において一部が第２環状溝５２と重なるようにしているので、薄肉部５ｃが撓みやすくなる。

　次に本発明の第５実施例について、図１９を用いて説明する。図１９は、本発明の第５実施例に係るメインギアの断面図である。第１実施例から第４実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　また、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、第１環状溝５１よりΔＤ２だけ径方向外側に設置されている。

　本実施例によれば、第１環状溝５１は、回転軸に沿った断面で見たときに、回転軸の方向において一部が第２環状溝５２と重なるようにしているので、薄肉部５ｃが撓み易くなる。

　また、本実施例によれば、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、第１環状溝５１よりΔＤ２だけ径方向外側に設置されているので、第２環状溝５２より径方向内側に位置する第１環状溝５１側へ撓み易くすることができる。

　次に本発明の第６実施例について、図２０を用いて説明する。図２０は、本発明の第６実施例に係るメインギアの断面図である。第１実施例から第５実施例と共通する構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

　第１実施例から第５実施例までは、バランサ駆動シャフト６にバランサウェイト６ｃが取り付けられていたため、バランサ駆動シャフト６が撓み、スラスト力が正の領域と負の領域となる。例えば、バランサウェイトを取付けていないシャフトの場合、スラスト力は負の領域とはならず、正の領域で変動する。このようなシャフトの場合、第１実施例から第５実施例のようにメインギアに設ける第２環状溝５２を廃止することができる。第６実施例においては、第１実施例から第５実施例と同様、メインギア５としてはヘリカルギアを用いている。メインギアの歯の向きは図１２Ｂと同様である。

　バランサ駆動シャフト６の回転軸の方向におけるメインギア５の片面には、第１環状溝５１が形成されている。回転軸方向において第１環状溝５１と対向する位置には、薄肉部５ｃが形成されている第１環状溝５１は、基部５ｂにおける軸方向の端面部５ｂ１から軸方向内側に向かって凹み、凹んだ底部に所定の曲率半径を持った曲面部５１ａが形成されている。端面部５ｂ１と曲面部５１ａは基部５ｂの第１内周面５ｂ３で接続されている。第１内周面５ｂ３は回転軸側に設けられている。曲面部５１ａから径方向外側に向かって直線的に延びた薄肉部５ｃの表面には、直線部５１ｂが形成されている。直線部５１ｂは、メインギア５の歯部５ａの第１外周面５ａ３と接続されている。第１外周面５ａ３は、端面部５ａ１と接続されている。第１内周面５ｂ３と第１外周面５ａ３とは対向して設けられ、回転軸方向における第１外周面５ａ３の深さは、第１内周面５ｂ３よりも浅くなっている。

　第１環状溝５１は、回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、歯部５ａ側に設けられた第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第１外周面５ａ３とを備え、第１内周面５ｂ３と第１外周面５ａ３とを接続する曲面部５１ａに第１底部が位置する。第１底部は第１内周面５ｂ３と鋭角を成している。

　本実施例のメインギア５には、第１環状溝５１が形成しているので、メインギア５がスラスト力Ｆｘを受けると、スラスト力Ｆｘの方向に応じて薄肉部５ｃが撓み、メインギア５とクランクギア３との噛み合いのズレを吸収することができる。これにより、歯打ち音を抑制することができる。

　また、本実施例によれば、メインギア５の片側にのみ第１環状溝５１を形成するようにしているので、メインギア５の加工がし易い。加えて、メインギア５を洗浄した際、第１環状溝５１側を下方に向けて置くようにすると、加工によって形成された溝に洗浄液が溜まることなく、乾燥工程を早めることができる。

　なお、本発明は、上述した実施例に限定するものではなく、様々な変形例が含まれる。上述した実施例は本発明を分かり易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するものではない。

　本発明に係る各本実施例では、バランサ駆動シャフト６とこれに固定されたメインギア５の例で説明したが、単なるシャフトとギアの組み合わせであっても良い（各実施例の効果）。近年、環境性能の向上を目的として自動車の更なる低燃費化が求められている。低燃費化には、エンジンの軽量化が求められ、エンジンを構成する部品を大型化することは避けなければならない。本実施例では発生する音を抑制し、部品の大型化を抑制したギアの改良に着目した。

　本実施例では、バランサ駆動シャフト６（シャフト）と一体に回転するメインギア５（ギア）において、バランサ駆動シャフト６（シャフト）の回転軸の方向におけるメインギア５（ギア）の両側面にそれぞれ形成され、バランサ駆動シャフト６の回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる第１環状溝５１及び第２環状溝５２（複数の環状溝）を備えている。

　本実施例によれば、発生する音の伝達経路を長くできるので、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制し、大型化を抑制可能なギアを提供できる。

　また、本実施例では上記において、回転軸の方向において、メインギア５（ギア）の両側面のうち一側面に第１環状溝５１を設け、第１環状溝５１とは反対側に第２環状溝５２を設け、回転軸の方向における第１環状溝５１及び第２環状溝５２の最も深い底部までの深さが異なるようにしている。

　また、本実施例では上記において、第１環状溝５１と第２環状溝５２との形状が異なるようにしている。

　本実施例によれば、ギアを曲げる方向を制御でき、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制することができる。

　また、本実施例では上記において、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、第１内周面５ｂ３と対向して設けられ、回転軸の方向における第１内周面５ｂ３内周面の深さよりも浅い第１外周面５ａ３と、を有し、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、第２内周面５ｂ４と対向して設けられ、回転軸の方向における第２内周面５ｂ４の深さよりも深い第２外周面５ａ４とを有している。

　本実施例によれば、第１環状溝５１側にギアを撓ませ易くなり、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制することができる。

　また、本実施例では上記において、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、第２環状溝５２とずれて設けるようにしている。

　また、本実施例では上記において、複数の環状溝である第１環状溝５１及び第２環状溝５２は、回転軸の方向から見たときに全体が重なるようにしている。

　また、本実施例では上記において、第１環状溝５１及び第２環状溝５２が設けられたメインギア５（ギア）は、回転軸に沿った断面で見たときにＺ字形状を成している。

　また、本実施例では、バランサ駆動シャフト６（シャフト）と一体に回転するメインギア５（ギア）において、バランサ駆動シャフト６（シャフト）の回転軸に対する周方向に設けられ、回転軸に対して所定のねじれ角を有する歯部５ａと、回転軸の方向におけるメインギア５（ギア）の両側面うち歯部５ａが受けるスラスト力の方向にある第１側面に形成された第１環状溝５１であって、回転軸に対する径方向において、回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、回転軸に対する径方向において、歯部５ａ側に設けられ、回転軸の方向において、第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第１外周面５ａ３と、第１内周面５ｂ３と第１外周面５ａ３を接続し、第１内周面５ｂ３と鋭角を成す第１底部と、有した第１環状溝５１と、を備えている。

　また、本実施例では上記において、メインギア５（ギア）は、回転軸の方向において、メインギア５（ギア）の両側面のうち第１環状溝５１が設けられた第１側面とは反対側の第２側面に形成され、回転軸の方向から見たときに第１環状溝５１と重なり合う第２環状溝５２を有している。第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、回転軸に対する径方向において、歯部５ａ側に設けられ、回転軸の方向において、第２内周面５ｂ４の深さよりも深い第２外周面５ａ４と、第２内周面５ｂ４と第２外周面５ａ４を接続し、第２内周面５ｂ４と鈍角を成す第２底部と、を備えている。

　また、本実施例では上記において、第１環状溝５１は、回転軸に沿った断面で見たときに、回転軸に対する径方向において第２環状溝５２と重なり合わないようにしている。

　本実施例によれば、メインギア５を撓み易くできると共に、径方向の荷重に対する所定の強度を確保することができる。

　また、本実施例では、バランサ裝置であって、バランサウェイト６ｃを備えたバランサ駆動シャフト６と、バランサ駆動シャフト６と一体に回転し、クランクシャフト２からのクランクギア３を介して回転力が伝達されるメインギア５（駆動ギア）と、
　バランサ駆動シャフト６の回転軸の方向におけるメインギア５（駆動ギア）の両側面にそれぞれ形成され、回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝（第１環状溝５１、第２環状溝５２）と、を備えた。

　本実施例によれば、発生する音の伝達経路を長くできるので、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制し、大型化を抑制可能なバランサ裝置を提供できる。

　また、本実施例によれば、上記において、記回転軸に対する径方向において複数の環状溝（第１環状溝５１、第２環状溝５２）がそれぞれ重なり合う部分は、回転軸の方向においてスラスト力を受ける側とは反対側にある。

　本実施例によれば、スラスト力を受ける側が撓み易くなり、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制し、大型化を抑制可能なバランサ裝置を提供できる。

　また、本実施例では、上記において、複数の環状溝は、回転軸の方向においてバランサウェイト６ｃ側に設けられた第２環状溝５２と、第２環状溝５２とは反対側に設けられた第１環状溝５１を有し、回転軸の方向における第１環状溝５１及び第２環状溝５２の最も深い底部までの深さがそれぞれ異なるようにした。

　また、本実施例では、上記において、複数の環状溝は、回転軸の方向においてバランサウェイト６ｃ側に設けられた第２環状溝５２と、第２環状溝５２とは反対側に設けられた第１環状溝５１を有し、回転軸に沿った断面を見たときに、第１環状溝５１と第２環状溝５２の形状がそれぞれ異なるようにした。

　また、本実施例では、上記において、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、第１内周面５ｂ３と対向して設けられ、回転軸の方向における第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第１外周面５ａ３と、を有し、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、第２内周面５ｂ４と対向して設けられ、回転軸の方向における第１内周面５ｂ３の深さよりも深い第２外周面５ａ４とを備えている。

　また、本実施例では、上記において、第１環状溝５１は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第１内周面５ｂ３と、第１内周面５ｂ３と対向して設けられ、回転軸の方向における第１内周面５ｂ３の深さよりも深い第１外周面５ａ３と、を有し、第２環状溝５２は、回転軸に対する径方向において、バランサ駆動シャフト６の回転軸側に設けられた第２内周面５ｂ４と、第２内周面５ｂ４と対向して設けられ、回転軸の方向における前記第１内周面５ｂ３の深さよりも浅い第２外周面５ａ４と、を備えている。

　また、本実施例では、上記において、メインギア５（駆動ギア）は、回転軸の方向において、複数の環状溝である第１環状溝５１と第２環状溝５２との間に形成された薄肉部５ｃを有し、薄肉部５ｃは、回転軸の方向においてバランサウェイト６ｃ側とは反対側が径方向外側を向くように傾斜させた。

　また、本実施例では、クランクシャフト２から回転力が伝達されるクランクギア３（入力ギア）と噛み合うメインギア５（駆動ギア）と、メインギア５（駆動ギア）から回転力が伝達され、バランサウェイト６ｃ（第１バランサウェイト）を有したバランサ駆動シャフト６と、バランサ駆動シャフト６と一体的に回転するように設けられたバランサ駆動ギア７と、バランサ駆動ギア７と噛み合うバランサ従動ギア８と、該バランサ従動ギア８と一体的に回転し、バランサウェイト９ｃ（第２バランサウェイト）を有したバランサ従動シャフト９と、を備え、バランサ駆動シャフト６の回転軸において、メインギヤ５（駆動ギア）、バランサ駆動ギア７、バランサ従動ギア８のうち少なくとも１つのギアの両側面にそれぞれ形成され、回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝（第１環状溝５１、第２環状溝５２）を備えた。

　また、本実施例では、上記において、バランサ従動シャフト９に設けられたオイルポンプ駆動ギア２１と、オイルポンプ駆動ギア２１と噛み合うオイルポンプ従動ギア４３を有するオイルポンプ４と、を備え、バランサ駆動シャフト６の回転軸においてメインギア５（駆動ギア）、バランサ駆動ギア７、バランサ従動ギア８、オイルポンプ駆動ギア２１、及び、オイルポンプ従動ギア４３のうち少なくとも１つのギアの両側面にそれぞれ形成され、回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝（第１環状溝５１、第２環状溝５２）を備えた。

　本実施例によれば、発生する音の伝達経路を長くできるので、ギア同士が噛み合うことによって発生する音を抑制し、大型化を抑制可能なオイルポンプ付きバランサ裝置を提供できる。

　１…バランサ装置、２…クランクシャフト、３…クランクギア（入力ギア）、３ａ…歯部、３ｂ…基部、３ｃ…薄肉部、４…オイルポンプ、５…メインギア（駆動ギア）、５ａ…歯部、５ａ１…端面部、５ａ２…端面部、５ａ３…第１外周面、５ａ４…第２外周面、５ｂ…基部、５ｂ１…端面部、５ｂ２…端面部、５ｂ３…第２内周面、５ｂ４…第２内周面、５ｃ…薄肉部、６…バランサ駆動シャフト、６ｃ…バランサウェイト、７…バランサ駆動ギア、８…バランサ従動ギア、９…バランサ従動シャフト、９ｃ…バランサウェイト、２１…オイルポンプ駆動ギア、４３…オイルポンプ従動ギア、５１…第１環状溝、５１ａ…曲面部、５１ｂ…直線部、５２…第２環状溝、５２ａ…曲面部、５２ｂ…曲面部、５２ｃ…曲面部、６１…第１環状溝、６２…第２環状溝。

Claims

　シャフトと一体に回転するギアにおいて、
　前記シャフトの回転軸の方向における前記ギアの両側面にそれぞれ形成され、前記回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、前記回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝を備えたことを特徴とするギア。
　請求項１において、
　前記複数の環状溝は、前記回転軸の方向において、前記ギアの両側面のうち一側面に設けられた第１環状溝と、前記第１環状溝とは反対側に設けられた第２環状溝を有し、前記回転軸の方向における前記第１環状溝及び前記第２環状溝の最も深い底部までの深さが異なることを特徴とするギア。
　請求項１において、
　前記複数の環状溝は、前記回転軸の方向において、前記ギアの両側面の一側面に設けられた第１環状溝と、前記第１環状溝とは反対側に設けられた第２環状溝を有し、前記回転軸に沿った断面で見たときに、前記第１環状溝と前記第２環状溝との形状が異なることを特徴とするギア。
　請求項３において、
　前記第１環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記回転軸側に設けられた第１内周面と、前記第１内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第１内周面の深さよりも浅い第１外周面と、を有し、
　前記第２環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記回転軸側に設けられた第２内周面と、前記第２内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第２内周面の深さよりも深い第２外周面と、
　を有することを特徴とするギア。
　請求項２において、
　前記第１環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記第２環状溝とずれて設けられたことを特徴とするギア。
　請求項１において、
　前記複数の環状溝は、前記回転軸の方向から見たときに全体が重なることを特徴とするギア。
　請求項１において、
　前記複数の環状溝が設けられた前記ギアは、前記回転軸に沿った断面で見たときにＺ字形状を成していることを特徴とするギア。
　シャフトと一体に回転するギアにおいて、
　前記シャフトの回転軸に対する周方向に設けられ、前記回転軸に対して所定のねじれ角を有する歯部と、
　前記回転軸の方向における前記ギアの両側面うち前記歯部が受けるスラスト力の方向にある第１側面に形成された第１環状溝であって、前記回転軸に対する径方向において、前記回転軸側に設けられた第１内周面と、前記回転軸に対する径方向において、前記歯部側に設けられ、前記回転軸の方向において、前記第１内周面の深さよりも浅い第１外周面と、前記第１内周面と前記第１外周面を接続し、前記第１内周面と鋭角を成す第１底部と、有した前記第１環状溝と、を備えたことを特徴とするギア。
　請求項８において、
　前記ギアは、前記回転軸の方向において、前記ギアの両側面のうち前記第１環状溝が設けられた第１側面とは反対側の第２側面に形成され、前記回転軸の方向から見たときに前記第１環状溝と重なり合う第２環状溝を有し、
　前記第２環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記回転軸側に設けられた第２内周面と、前記回転軸に対する径方向において、前記歯部側に設けられ、前記回転軸の方向において、前記第２内周面の深さよりも深い第２外周面と、前記第２内周面と前記第２外周面を接続し、前記第２内周面と鈍角を成す第２底部と、
　を備えたことを特徴とするギア。
　請求項９において、
　前記第１環状溝は、前記回転軸に沿った断面で見たときに、前記回転軸に対する径方向において前記第２環状溝と重なり合わないことを特徴とするギア。
　バランサ裝置であって、
　バランサウェイトを備えたバランサ駆動シャフトと、
　前記バランサ駆動シャフトと一体に回転し、クランクシャフトからのクランクギアを介して回転力が伝達される駆動ギアと、
　前記バランサ駆動シャフトの回転軸の方向における前記駆動ギアの両側面にそれぞれ形成され、前記回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、前記回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝と、を備えたことを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１１において、
　前記回転軸に対する径方向において前記複数の環状溝がそれぞれ重なり合う部分は、前記回転軸の方向においてスラスト力を受ける側とは反対側にあることを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１１において、
　前記複数の環状溝は、前記回転軸の方向において前記バランサウェイト側に設けられた第２環状溝と、前記第２環状溝とは反対側に設けられた第１環状溝を有し、前記回転軸の方向における前記第１環状溝及び前記第２環状溝の最も深い底部までの深さがそれぞれ異なることを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１１において、
　前記複数の環状溝は、前記回転軸の方向において前記バランサウェイト側に設けられた第２環状溝と、前記第２環状溝とは反対側に設けられた第１環状溝を有し、前記回転軸に沿った断面を見たときに、前記第１環状溝と前記第２環状溝の形状がそれぞれ異なることを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１４において、
　前記第１環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記バランサ駆動シャフトの回転軸側に設けられた第１内周面と、前記第１内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第１内周面の深さよりも浅い第１外周面と、を有し、
　前記第２環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記バランサ駆動シャフトの回転軸側に設けられた第２内周面と、前記第２内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第１内周面の深さよりも深い第２外周面と、を有する　ことを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１４において、
　前記第１環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記バランサ駆動シャフトの回転軸側に設けられた第１内周面と、前記第１内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第１内周面の深さよりも深い第１外周面と、を有し、
　前記第２環状溝は、前記回転軸に対する径方向において、前記バランサ駆動シャフトの回転軸側に設けられた第２内周面と、前記第２内周面と対向して設けられ、前記回転軸の方向における前記第１内周面の深さよりも浅い第２外周面と、を有する　ことを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１１において、
　前記駆動ギアは、前記回転軸の方向において、前記複数の環状溝の間に形成された薄肉部を有し、
　前記薄肉部は、前記回転軸の方向において前記バランサウェイト側とは反対側が径方向外側を向くように傾斜していることを特徴とするバランサ裝置。
　クランクシャフトから回転力が伝達される入力ギアと噛み合う駆動ギアと、
　前記駆動ギアから回転力が伝達され、第１バランサウェイトを有したバランサ駆動シャフトと、
　前記バランサ駆動シャフトと一体的に回転するように設けられたバランサ駆動ギアと、
　前記バランサ駆動ギアと噛み合うバランサ従動ギアと、
　前記バランサ従動ギアと一体的に回転し、第２バランサウェイトを有したバランサ従動シャフトと、
　を備え、
　前記バランサ駆動シャフトの回転軸において、前記駆動ギア、前記バランサ駆動ギア、前記バランサ従動ギアのうち少なくとも１つのギアの両側面にそれぞれ形成され、前記回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、前記回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝を備えたことを特徴とするバランサ裝置。
　請求項１８において、
　前記バランサ従動シャフトに設けられたオイルポンプ駆動ギアと、
　前記オイルポンプ駆動ギアと噛み合うオイルポンプ従動ギアを有するオイルポンプと、
　を備え、
　前記バランサ駆動シャフトの前記回転軸において、前記駆動ギア、前記バランサ駆動ギア、前記バランサ従動ギア、前記オイルポンプ駆動ギア、及び、オイルポンプ従動ギアのうち少なくとも１つのギアの両側面にそれぞれ形成され、前記回転軸の方向から見たときに少なくとも一部が重なると共に、前記回転軸に対する径方向において、少なくとも一部が重なる複数の環状溝を備えたことを特徴とするオイルポンプ付きバランサ裝置。