(57)【要約】【課題】オイルがオイルパンにおけるバランサシャフトの軸線方向の一方側に寄ってしまうことを抑制する。【解決手段】バランサシャフト２０におけるシャフト本体２２の内部には、オイルを流通させるためのオイル通路４０、５０が区画されている。オイル通路４０は、シャフト本体２２の端面におけるシャフト本体２２の中心軸線Ｊを中心として開口しているとともにシャフト本体２２の中心軸線Ｊに沿って延びている第１通路部４２と、第１通路部４２に繋がっているとともにシャフト本体２２の軸線方向と交差する方向に延びてシャフト本体２２の外周面に開口している第２通路部４４とで構成されている。オイル通路５０も同様に、第１通路部５２と第２通路部５４とで構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のオイルパンの内部に収容されるバランサ装置に適用され、円柱状のシャフト本体と、前記シャフト本体に固定されたギヤと、前記シャフト本体に固定されているとともに前記シャフト本体の中心軸線上から外れた位置に重心が位置するバランサマスとを備えているバランサシャフトであって、
前記シャフト本体の内部には、オイルを流通させるためのオイル通路が区画されており、
前記オイル通路は、前記シャフト本体の端面における前記シャフト本体の中心軸線を中心として開口しているとともに前記シャフト本体の中心軸線に沿って延びている第１通路部と、前記第１通路部に繋がっているとともに前記シャフト本体の軸線方向と交差する方向に延びて前記シャフト本体の外周面に開口している第２通路部とで構成されている
バランサシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バランサシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示された内燃機関においては、シリンダブロックの下側にオイルパンが配置されている。オイルパンの内部には、オイルが貯留されている。また、オイルパンの内部には、ピストンの運動に伴って生じるクランクシャフトの振動を抑制するバランサ装置が配置されている。バランサ装置のバランサシャフトは、オイルパン内のオイルに浸漬されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４９２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、特許文献１のような内燃機関においては、オイルパンの内部に、オイルをオイルポンプに導くための吸入通路の入り口となるストレーナが配置される。ここで、特許文献１の内燃機関において、車両の走行路面の傾斜や車両の旋回に伴って、オイルがオイルパンにおけるバランサシャフトの軸線方向の一方側に寄ってしまうことがある。仮に、オイルが過度に一方側に寄ってしまうと、ストレーナの位置によっては、ストレーナがオイルの油面から露出してしまい、オイルを吸入できなくなったりオイルと共に多量の空気を吸入してしまったりする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのバランサシャフトは、内燃機関のオイルパンの内部に収容されるバランサ装置に適用され、円柱状のシャフト本体と、前記シャフト本体に固定されたギヤと、前記シャフト本体に固定されているとともに前記シャフト本体の中心軸線上から外れた位置に重心が位置するバランサマスとを備えているバランサシャフトであって、前記シャフト本体の内部には、オイルを流通させるためのオイル通路が区画されており、前記オイル通路は、前記シャフト本体の端面における前記シャフト本体の中心軸線を中心として開口しているとともに前記シャフト本体の中心軸線に沿って延びている第１通路部と、前記第１通路部に繋がっているとともに前記シャフト本体の軸線方向と交差する方向に延びて前記シャフト本体の外周面に開口している第２通路部とで構成されている。
【０００６】
上記構成においては、バランサシャフトが回転すると、オイル通路の第２通路部に位置しているオイルには遠心力がかかる。そのため、第２通路部に位置しているオイルは、シャフト本体の外周面の開口を通じてシャフト本体の外部に排出される。そうすると、このオイルの排出に伴って第１通路部では負圧が生じる。そのため、シャフト本体の端面の開口を通じて、オイルが第１通路部に吸入される。第１通路部に吸入されたオイルは、上記のとおり、第２通路部を流れてシャフト本体の外周面の開口から排出される。このように、上記構成によれば、オイルパンにおけるシャフト本体の端部近傍に位置しているオイルを、シャフト本体のオイル通路を通じて、オイルパンにおけるシャフト本体の中央側に移動させることができる。そのため、車両の走行路面の傾斜や車両の旋回に伴って、オイルパン内のオイルが、オイルパンにおけるシャフト本体の軸線方向の一方側に寄ってしまった場合でも、その一方側に寄っているオイルを、オイルパンにおけるシャフト本体の中央側へ移動させてオイルパン内のストレーナ近傍へと至らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】オイルパンの内部の概略構成を表した断面図。
【図２】バランサシャフトの斜視図。
【図３】バランサシャフトの断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、バランサシャフトの一実施形態を、図面を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関Ｅは、全体として略四角形箱状のオイルパン６０を備えている。オイルパン６０は、内燃機関Ｅにおけるシリンダブロック（図示省略）の下面に固定されている。内燃機関Ｅの各所を潤滑したオイルは、シリンダブロックに区画されたオイル通路を通じてオイルパン６０の内部に戻される。
【０００９】
オイルパン６０の内部には、ピストンの運動に伴って生じるクランクシャフトの振動を抑制するためのバランサ装置７０が収容されている。バランサ装置７０は、バランサシャフト２０と、バランサシャフト２０を回転可能に支持するバランサハウジング７２とを備えている。
【００１０】
バランサハウジング７２の本体部８０は、全体として、下側に開放された略四角形箱状になっている。本体部８０の上壁８４は、略長方形板状になっている。上壁８４の長手方向は、内燃機関Ｅにおけるクランクシャフトの軸線方向に沿っている。上壁８４の周縁のうち長手方向に延びる一対の長辺側の縁（短手方向両側の位置する縁）からは、それぞれ長壁８６が下側に向って延びている。各長壁８６は、長辺側の縁の全域に亘っている。上壁８４の周縁のうち短手方向に延びる一対の短辺側の縁（短手方向両側の位置する縁）からは、それぞれ短壁８７が下側に向って延びている。各短壁８７の下側への延設長さは、各長壁８６の下側への延設長さと同じになっている。各短壁８７は、短辺側の縁の全域に亘っている。
【００１１】
本体部８０の上壁８４の上面からは、柱状の脚部８８が上側へ延びている。脚部８８は、上壁８４の外周縁に沿って互いに間隔を置いて複数配置されている。各脚部８８は、シリンダブロックの下面に固定されている。この結果、本体部８０がシリンダブロックに固定されている。
【００１２】
本体部８０の短壁８７の下端面においては、平面視半円状の上側軸受部８７ａが上側へ窪んでいる。２つの短壁８７において、それぞれの上側軸受部８７ａは、上壁８４の短手方向に関して互いに同位置に配置されている。
【００１３】
各短壁８７の下端面にはそれぞれ、上壁８４の短手方向に長尺なバランサキャップ８９が固定されている。上壁８４の短手方向におけるバランサキャップ８９の寸法（バランサキャップ８９の長手方向の寸法）は、上壁８４の短手方向の寸法と略一致している。また、上壁８４の長手方向におけるバランサキャップ８９の寸法は、短壁８７の厚みと略一致している。
【００１４】
各バランサキャップ８９の上端面においては、平面視半円状の下側軸受部８９ａが下側へ窪んでいる。各バランサキャップ８９の下側軸受部８９ａは、本体部８０の各短壁８７の上側軸受部８７ａと対向する位置に位置している。
【００１５】
図２及び図３に示すように、バランサシャフト２０のシャフト本体２２は、円柱状になっている。シャフト本体２２の軸線方向の寸法は、本体部８０における上壁８４の長手方向の寸法よりも大きくなっている。
【００１６】
図３に示すように、シャフト本体２２の外周面からは、第１フランジ２８が径方向外側へ張り出している。第１フランジ２８は、シャフト本体２２におけるその軸線方向一方側の端面近傍に位置している。詳細には、第１フランジ２８は、シャフト本体２２におけるその軸線方向一方側の端面よりも僅かにシャフト本体２２の軸線方向中央側に寄った位置に配置されている。第１フランジ２８は、シャフト本体２２の軸線方向から平面視すると円形状になっている。第１フランジ２８の中心は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊ上に位置している。第１フランジ２８は、シャフト本体２２と一体的に成形されている。
【００１７】
シャフト本体２２の外周面には、ギヤ２４が固定されている。ギヤ２４は、第１フランジ２８よりもシャフト本体２２の軸線方向一方側に位置している。ギヤ２４は、シャフト本体２２の外周面から径方向外側に張り出している。ギヤ２４は、シャフト本体２２の軸線方向から平面視すると略円形状になっている。ギヤ２４の中心は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊ上に位置している。ギヤ２４の径は、第１フランジ２８の径よりも大きくなっている。ギヤ２４における、シャフト本体２２の軸線方向他方側の端面は第１フランジ２８に当接している。
【００１８】
ギヤ２４におけるシャフト本体２２の軸線方向一方側の端面には、第１バランサマス２６が固定されている。第１バランサマス２６は、シャフト本体２２の軸線方向から平面視すると略扇形状になっている。詳細には、第１バランサマス２６は、シャフト本体２２の軸線方向からの平面視で、シャフト本体２２の中心軸線Ｊから径方向に延びる２つの直線と、シャフト本体２２の中心軸線Ｊを中心とする互いに径の異なる２つの円弧とで囲われた形状になっている。また、第１バランサマス２６は、シャフト本体２２の外周面よりも径方向外側に位置している。この結果として、第１バランサマス２６の重心は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊから外れた位置に位置している。本実施形態では、第１バランサマス２６は、ギヤ２４と一体的に成形されている。
【００１９】
なお、第１バランサマス２６が、シャフト本体２２の外周面よりも径方向外側に位置している。これにより、シャフト本体２２におけるその軸線方向一方側の端面は、第１バランサマス２６によって塞がれることなく外部に露出している。
【００２０】
シャフト本体２２の外周面からは、第２フランジ３２が径方向外側へ張り出している。第２フランジ３２は、シャフト本体２２におけるその軸線方向他方側の端面近傍に位置している。詳細には、第２フランジ３２は、シャフト本体２２におけるその軸線方向他方側の端面よりも僅かにシャフト本体２２の軸線方向中央側に寄った位置に配置されている。第２フランジ３２は、シャフト本体２２の軸線方向から平面視すると円形状になっている。第２フランジ３２の中心は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊ上に位置している。第２フランジ３２は、シャフト本体２２と一体的に成形されている。
【００２１】
第２フランジ３２におけるシャフト本体２２の軸線方向他方側の端面には、第２バランサマス３４が固定されている。第２バランサマス３４は、シャフト本体２２の軸線方向から平面視すると略扇形状になっている。詳細には、第２バランサマス３４は、シャフト本体２２の軸線方向からの平面視で、シャフト本体２２の中心軸線Ｊから径方向に延びる２つの直線と、シャフト本体２２の中心軸線Ｊを中心とする互いに径の異なる２つの円弧とで囲われた形状になっている。第２バランサマス３４の径方向内側の周面は、シャフト本体２２の外周面に接続されている。したがって、第２バランサマス３４の重心は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊから外れた位置に位置している。また、第２バランサマス３４の重心は、第１バランサマス２６の重心に対してシャフト本体２２の中心軸線Ｊを挟んで１８０度反対側に位置している。この実施形態では、第２バランサマス３４の一部は、シャフト本体２２の軸線方向他方側の端面に対して軸線方向他方側に突出している。第２バランサマス３４は、シャフト本体２２と一体的に成形されている。
【００２２】
図１に示すように、バランサシャフト２０がバランサハウジング７２に支持された状態において、当該バランサシャフト２０は、シャフト本体２２の軸線方向が、バランサハウジング７２における本体部８０（上壁８４）の長手方向に沿うように配置されている。バランサシャフト２０の両端部は、本体部８０の各短壁８７の外側へ突出している。詳細には、バランサシャフト２０のうちの、第１フランジ２８からシャフト本体２２の軸線方向一方側の端までの部位が、本体部８０における短壁８７から軸線方向一方側に突出している。また、バランサシャフト２０のうちの、第２フランジ３２からシャフト本体２２の軸線方向他方側の端までの部位が、本体部８０における短壁８７から軸線方向他方側に突出している。そして、バランサシャフト２０のシャフト本体２２が、各短壁８７の上側軸受部８７ａと各バランサキャップ８９の下側軸受部８９ａとの間で回転可能に支持されている。なお、上述したとおり、バランサシャフト２０の第１フランジ２８及び第２フランジ３２は、バランサハウジング７２の外側に位置している。これら第１フランジ２８及び第２フランジ３２が、バランサハウジング７２における各短壁８７やバランサキャップ８９に当接することで、シャフト本体２２の軸線方向に関するバランサシャフト２０の移動が規制されている。
【００２３】
バランサシャフト２０のギヤ２４は、クランクシャフトに固定されたギヤＧと噛み合っている。バランサシャフト２０のギヤ２４は、クランクシャフトのギヤＧとギヤ比が同じになっている。これにより、バランサシャフト２０は、クランクシャフトと同期して回転する。また、バランサシャフト２０の回転に伴って、第１バランサマス２６及び第２バランサマス３４が、シャフト本体２２の中心軸線Ｊに対して偏心した状態で回転する。その結果として、ピストンの運動に伴って生じるクランクシャフトの振動がバランサシャフト２０によって抑制される。
【００２４】
オイルパン６０の内部には、当該オイルパン６０内のオイルを図示しないオイルポンプへと導くための吸入通路９２が配置されている。吸入通路９２は、全体として管状になっている。また、吸入通路９２の先端（オイルポンプとは反対側の端）側の一部は、ストレーナ９４として構成されている。ストレーナ９４は、先端側ほど径が大きくなるテーパ状になっている。ストレーナ９４の内部には、異物がオイルポンプ側へと侵入することを防ぐための金網が取り付けられている。ストレーナ９４は、オイルパン６０における底面近傍に位置している。また、この実施形態では、ストレーナ９４は、本体部８０の長手方向において、オイルパン６０の中央部に位置している。
【００２５】
図３に示すように、バランサシャフト２０のシャフト本体２２における軸線方向一方側の内部には、当該シャフト本体２２の内部にオイルを流通させるためのオイル通路４０が区画されている。オイル通路４０の第１通路部４２は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊ上を直線状に延びており、シャフト本体２２における軸線方向一方側の端面に開口している。すなわち、第１通路部４２は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊを中心として開口している。また、図１に示すように、第１通路部４２は、バランサハウジング７２のバランサキャップ８９よりも、シャフト本体２２の軸線方向中央側にまで延びている。
【００２６】
図３に示すように、第１通路部４２におけるシャフト本体２２の軸線方向中央側の端部からは、第２通路部４４が延びている。第２通路部４４は、シャフト本体２２の軸線方向と交差する方向に直線状に延びて、シャフト本体２２の外周面に開口している。また、第２通路部４４の開口は、第１通路部４２におけるシャフト本体２２の軸線方向中央側の端部よりも、軸線方向中央側に位置している。この実施形態では、第１通路部４２の延設方向と第２通路部４４の延設方向とがなす角度は、およそ４５度（１３５度）になっている。
【００２７】
図３に示すように、シャフト本体２２における軸線方向他方側の内部には、当該シャフト本体２２の内部にオイルを流通させるためのオイル通路５０が区画されている。この軸線方向他方側のオイル通路５０は、上述した軸線方向一方側のオイル通路４０と同様に、第１通路部５２と第２通路部５４とによって構成されている。すなわち、図１に示すように、軸線方向他方側のオイル通路５０の第１通路部５２は、第２フランジ３２よりも軸線方向中央側にまで延びている。また、図３に示すように、第１通路部５２の軸線方向中央側の端部から第２通路部５４が延びている。なお、軸線方向他方側のオイル通路５０における第２通路部５４は、シャフト本体２２の周方向において、軸線方向一方側のオイル通路４０における第２通路部４４に対して、１８０度反対側に向って延びている。
【００２８】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）車両の走行路面の傾斜や車両の旋回に伴って、オイルが、オイルパン６０における、バランサシャフト２０のシャフト本体２２の軸線方向一方側に寄ってしまうことがある。仮に、図１において二点鎖線Ｐで示すように、過度にオイルが上記一方側に寄ってしまうと、本体部８０の長手方向（シャフト本体２２の軸線方向）に関してオイルパン６０の中央部に位置しているストレーナ９４の一部又は全部が、オイルの油面から露出してしまうことがある。この場合、ストレーナ９４からオイルを吸入できなくなったりオイルと共に多量の空気を吸入してしまったりする。
【００２９】
本実施形態においては、オイルがシャフト本体２２の軸線方向一方側に寄ってしまった場合、オイルは、シャフト本体２２の軸線方向一方側の端面の開口を通じてオイル通路４０に流入する。そして、オイル通路４０がオイルで満たされた状態でシャフト本体２２が回転すると、オイル通路４０の第２通路部４４に位置しているオイルには遠心力がかかる。そのため、第２通路部４４に位置しているオイルは、シャフト本体２２の外周面の開口を通じてシャフト本体２２の外部に排出される。そうすると、このオイルの排出に伴ってオイル通路４０の第１通路部４２では負圧が生じる。そのため、第１通路部４２における、シャフト本体２２の端面の開口を通じて、オイルが第１通路部４２に吸入される。第１通路部４２に吸入されたオイルは、上記のとおり、第２通路部４４を流れてシャフト本体２２の外周面の開口から排出される。このように、本実施形態によれば、オイルパン６０におけるシャフト本体２２の軸線方向一方側のオイルを、シャフト本体２２のオイル通路４０を通じて、オイルパン６０におけるシャフト本体２２の軸線方向中央側に移動させることができる。そのため、図１において二点鎖線Ｑで示すように、シャフト本体２２の軸線方向に関するオイルパン６０内でのオイルの偏りを抑制できる。したがって、ストレーナ９４が、オイルの油面から露出してしまってオイルを吸入できなくなったりオイルと共に多量の空気を吸入してしまったりすることを抑制できる。この点、オイルがシャフト本体２２の軸線方向他方側によってしまった場合も同様に、シャフト本体２２の軸線方向他方側のオイル通路５０を通じて、オイルをオイルパン６０におけるシャフト本体２２の軸線方向中央側に移動させることができる。
【００３０】
（２）オイルパン６０におけるシャフト本体２２の軸線方向一方側にオイルが寄ってしまってストレーナ９４がオイルの油面から露出してしまうことを避ける対策として、例えば、オイルの量を増やしたり、ストレーナ９４の位置を変更したりすることが考えられる。しかし、オイルの量を増やした場合には、油面上昇に伴ってクランクシャフトでオイルが撹拌されやすくなってしまう。ストレーナ９４の位置を変更する場合には、吸入通路９２の長さを変更したり、他の部材のレイアウトを変更したりする必要がある。
【００３１】
この点、本実施形態においては、バランサシャフト２０のシャフト本体２２に、オイル通路４０、５０を設けるのみで、上記（１）の効果を発揮できる。そのため、従来のバランサシャフトやオイルパン等に対する設計変更を最小限にしつつ、オイルパン６０内におけるオイルの偏りを抑制できる。
【００３２】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・オイル通路４０における第１通路部４２の延設方向と第２通路部４４の延設方向とがなす角度は、およそ４５度（１３５度）に限定されず、適宜変更可能である。第２通路部４４がシャフト本体２２の軸線方向に対して交差しており、シャフト本体２２の外周面に開口していれば、オイルをシャフト本体２２の軸線方向の中央側に移動させる効果を得られる。
【００３３】
・第１通路部４２の延設方向と第２通路部４４の延設方向とがなす角度によっては、第２通路部４４の開口が、第１通路部４２におけるシャフト本体２２の軸線方向中央側の端部よりも、軸線方向一方側に位置することがあるが、それでも構わない。第２通路部４４の開口が、バランサハウジング７２における本体部８０の短壁８７やバランサキャップ８９で塞がれていなければ、第２通路部４４を通じてオイルをシャフト本体２２の内部から排出できる。
【００３４】
・第１通路部４２は、バランサハウジング７２のバランサキャップ８９よりも、シャフト本体２２の軸線方向中央側にまで至っていなくてもよい。この場合、第２通路部４４の開口が、バランサキャップ８９よりもシャフト本体２２の軸線方向中央側に位置するように、第１通路部４２の延設方向と第２通路部４４の延設方向とがなす角度を設定すればよい。
【００３５】
・第１通路部４２は、直線状に延びていなくてよい。第１通路部４２は、シャフト本体２２の中心軸線Ｊを中心として開口していて、かつ、全体としてシャフト本体２２の中心軸線Ｊに沿って延びていればよい。第１通路部４２は、例えば、途中で湾曲していたり、螺旋状になっていたりしてもよい。
【００３６】
・第２通路部４４は、直線状に延びていなくてもよい。第２通路部４４は、全体としてシャフト本体２２の軸線方向と交差する方向に沿って延びていればよい。第２通路部４４は、例えば、湾曲していたり、螺旋状になっていたりしてもよい。
【００３７】
なお、上記軸線方向一方側のオイル通路４０（第１通路部４２及び第２通路部４４）に関する変更例は、軸線方向他方側のオイル通路５０（第１通路部５２及び第２通路部５４）に対しても同様に適用できる。
【００３８】
・シャフト本体２２の軸線方向他方側のオイル通路５０の第２通路部５４は、シャフト本体２２の周方向において、軸線方向一方側のオイル通路４０の第２通路部４４に対してどのような方向に向かって延びていてもよい。例えば、軸線方向他方側のオイル通路５０の第２通路部５４は、シャフト本体２２の周方向において、軸線方向一方側のオイル通路４０の第２通路部４４と同一の方向に向かって延びていてもよい。
【００３９】
・シャフト本体２２の軸線方向一方側のオイル通路４０及び他方側のオイル通路５０のうちのいずれかを省略し、軸線方向のいずれかの端部のみにオイル通路を設けてもよい。
・バランサシャフト２０の構成は適宜変更可能である。例えば、バランサマスの形状が半円状になっていてもよいし、バランサマスの数を３つ以上または１つのみとしてもよい。ギヤ２４とバランサマスとを別体として成形して両者を一体に固定してもよいし、シャフト本体２２とフランジとバランサマスとを別体で成形してこれらを後から一体にしてもよい。
【００４０】
・バランサハウジング７２の構成は適宜変更可能である。バランサハウジング７２は、バランサシャフト２０のシャフト本体２２を回転可能に支持できるようになっていて、かつ、シャフト本体２２の外周面とオイルの油面とが通じるようになっていればよい。
【００４１】
・ストレーナ９４の位置は適宜変更可能である。例えば、ストレーナ９４を、シャフト本体２２の軸線方向におけるいずれか一方側に寄せて配置してもよい。なお、ストレーナ９４を、シャフト本体２２の軸線方向におけるいずれか一方側に寄せて配置した場合、シャフト本体２２の軸線方向においてストレーナ９４とは反対側に、シャフト本体２２のオイル通路が存在していることが好ましい。
【００４２】
・ストレーナ９４の形状は、適宜変更可能である。ストレーナ９４は、異物がオイルポンプ側へと侵入することを防げるようになっていればよい。
【符号の説明】
【００４３】
２０…バランサシャフト、２２…シャフト本体、２４…ギヤ、２６…第１バランサマス、３４…第２バランサマス、４０…オイル通路、４２…第１通路部、４４…第２通路部、５０…オイル通路、５２…第１通路部、５４…第２通路部、６０…オイルパン、７０…バランサ装置、Ｅ…内燃機関、Ｊ…中心軸線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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