(57)【要約】【課題】バランスシャフトを備える内燃機関において、バランスシャフトを駆動するギヤの抵抗が大きくなることを抑制する。【解決手段】内燃機関１０は、出力軸であるクランクシャフト１１と、クランクシャフト１１の軸方向に対して平行に配置されておりクランクシャフト１１の回転に同期して回転駆動するバランスシャフト２１と、を備えている。クランクシャフト１１の軸方向における一端側には、駆動ギヤ１３が取り付けられている。バランスシャフト２１には、駆動ギヤ１３と噛み合う従動ギヤ２２が軸方向における一端側に取り付けられている。そして、駆動ギヤ１３の歯と従動ギヤ２２の歯との間のバックラッシの大きさが、軸方向における一端側である一端側噛合位置Ｄ１側ほど軸方向における他端側である他端側噛合位置Ｄ２側よりも大きい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸であるクランクシャフトと、該クランクシャフトの軸方向に対して平行に配置されており前記クランクシャフトの回転に同期して回転駆動するバランスシャフトと、を備え、前記クランクシャフトの前記軸方向における一端側には駆動ギヤが取り付けられており、前記バランスシャフトには前記駆動ギヤと噛み合う従動ギヤが前記軸方向における前記一端側に取り付けられている内燃機関であって、
前記駆動ギヤの歯と前記従動ギヤの歯との間のバックラッシの大きさが、前記軸方向における前記一端側ほど前記軸方向における他端側よりも大きい内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バランスシャフトを備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクシャフトの回転に同期して回転駆動されるバランスシャフトが開示されている。クランクシャフトには、軸方向の一端側に駆動ギヤが取り付けられている。バランスシャフトには、軸方向の一端側に駆動ギヤと噛み合う被動ギヤが取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５‐９４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図８には、軸方向の一端側に駆動ギヤ１１３が取り付けられているクランクシャフト１１１と、同じく一端側に従動ギヤ１２２が取り付けられているバランスシャフト１２１とを模式的に示している。クランクシャフト１１１とバランスシャフト１２１は、実線で示すように各シャフトの回転軸が互いに平行に配置されているが、各々の回転に伴って各シャフトの他端側が軸方向に沿った直線と交差する円を描くように振れる歳差運動を行う。こうした歳差運動によって、二点鎖線で例示するように、クランクシャフト１１１とバランスシャフト１２１との間隔が他端側ほど大きくなるようにクランクシャフト１１１及びバランスシャフト１２１の回転軸が傾斜した状態になることがある。二点鎖線で示すようにクランクシャフト１１１及びバランスシャフト１２１が傾斜すると、軸方向の一端側に取り付けられている駆動ギヤ１１３の歯と従動ギヤ１２２の歯との間のバックラッシが小さくなり、駆動ギヤ１１３と従動ギヤ１２２との間で摩擦による抵抗が生じる虞があった。
【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内燃機関は、内燃機関の出力軸であるクランクシャフトと、該クランクシャフトの軸方向に対して平行に配置されており前記クランクシャフトの回転に同期して回転駆動するバランスシャフトと、を備え、前記クランクシャフトの前記軸方向における一端側には駆動ギヤが取り付けられており、前記バランスシャフトには前記駆動ギヤと噛み合う従動ギヤが前記軸方向における前記一端側に取り付けられている内燃機関であって、前記駆動ギヤの歯と前記従動ギヤの歯との間のバックラッシの大きさが、前記軸方向における前記一端側ほど前記軸方向における他端側よりも大きいことをその要旨とする。
【０００６】
上記構成では、駆動ギヤの歯と従動ギヤの歯との間のバックラッシの大きさを軸方向において差をつけている。すなわち、バックラッシを他端側よりも一端側ほど大きくしているため、クランクシャフト及びバランスシャフトの歳差運動に起因して駆動ギヤの歯と従動ギヤの歯との間のバックラッシが極端に小さくなることを抑制できる。これによって、駆動ギヤと従動ギヤとの間で摩擦による抵抗が大きくなることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】内燃機関の一実施形態について、クランクシャフトとバランスシャフトとを示す模式図。
【図２】同実施形態にかかる内燃機関のクランクシャフトが備える駆動ギヤとバランスシャフトが備える被動ギヤとを示す図。
【図３】同実施形態にかかる内燃機関が備える駆動ギヤ及び被動ギヤに関して、軸方向における位置とバックラッシ量との関係を示す図。
【図４】内燃機関の変更例において、軸方向における位置とバックラッシ量との関係を示す図。
【図５】内燃機関の他の変更例において、軸方向における位置とバックラッシ量との関係を示す図。
【図６】内燃機関の他の変更例において、軸方向における位置とバックラッシ量との関係を示す図。
【図７】内燃機関の他の変更例において、軸方向における位置とバックラッシ量との関係を示す図。
【図８】内燃機関のクランクシャフトとバランスシャフトとを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１には、内燃機関１０が備えるクランクシャフト１１と、バランスシャフト２１とを示している。内燃機関１０は、直列３気筒の内燃機関である。図１には、クランクシャフト１１の軸方向を示す矢印を付している。
【０００９】
クランクシャフト１１には、軸方向の端部（図１における左側）に駆動ギヤ１３が取り付けられている。以下では、クランクシャフト１１の軸方向に関して、駆動ギヤ１３が取り付けられている側を「一端側」といい、駆動ギヤ１３が取り付けられていない側を「他端側」という。
【００１０】
クランクシャフト１１は、コネクティングロッドの大端部が接続されるクランクピン１２を三つ備えている。三つのクランクピン１２は、駆動ギヤ１３よりも他端側に設けられている。
【００１１】
図１に示すようにバランスシャフト２１は、クランクシャフト１１の軸方向に対して平行に配置されている。バランスシャフト２１は、クランクシャフト１１の駆動ギヤ１３と噛み合う従動ギヤ２２を備えている。従動ギヤ２２は、バランスシャフト２１における一端側の端部に取り付けられている。バランスシャフト２１は、駆動ギヤ１３と従動ギヤ２２とが噛み合うことによって、クランクシャフト１１の回転に同期して回転駆動されるように軸支されている。バランスシャフト２１の回転方向は、クランクシャフト１１の回転方向とは逆方向である。
【００１２】
バランスシャフト２１の一端側の端部には、第１ウェイト２４が取り付けられている。第１ウェイト２４の他端側の面は、従動ギヤ２２の一端側の面に当接している。バランスシャフト２１の他端側の端部には、第２ウェイト２５が取り付けられている。バランスシャフト２１は、クランクシャフト１１から発生する振動を低減するように、バランスシャフト２１の軸部の形状や、第１ウェイト２４及び第２ウェイト２５が設定されている。
【００１３】
図１〜図３を参照して、駆動ギヤ１３及び従動ギヤ２２について説明する。
図１に示すように、駆動ギヤ１３及び従動ギヤ２２は、各ギヤの歯が軸方向に対して斜めに形成されているヘリカルギヤである。駆動ギヤ１３と従動ギヤ２２とが噛み合っている部分において、軸方向における一端側の端を一端側噛合位置Ｄ１として他端側の端を他端側噛合位置Ｄ２とする。
【００１４】
図２には、駆動ギヤ１３と従動ギヤ２２とが噛み合っている箇所の一例を模式的に示している。図２に示すように、駆動ギヤ１３の歯１４と従動ギヤ２２の歯２３との間には、駆動ギヤ１３の回転方向における隙間であるバックラッシが設定されている。図２には、バックラッシの大きさをバックラッシ量ＢＡＬとして表示している。
【００１５】
図３には、駆動ギヤ１３と従動ギヤ２２とが噛み合っている部分における軸方向の位置と、各位置におけるバックラッシ量ＢＡＬとの関係を示している。バックラッシ量ＢＡＬは、一端側噛合位置Ｄ１において最大値となっている。バックラッシ量ＢＡＬは、他端側噛合位置Ｄ２において最小値となっている。バックラッシ量ＢＡＬは、他端側噛合位置Ｄ２から一端側噛合位置Ｄ１に向かうほど直線状に増加している。すなわち、バックラッシ量ＢＡＬは、一端側噛合位置Ｄ１側ほど他端側噛合位置Ｄ２側よりも大きくなっている。
【００１６】
内燃機関１０では、バックラッシ量ＢＡＬが上記関係を満たすように、クランクシャフト１１の駆動ギヤ１３とバランスシャフト２１の従動ギヤ２２とが設けられている。
本実施形態の作用及び効果について説明する。
【００１７】
内燃機関１０では、駆動ギヤ１３の歯１４と従動ギヤ２２の歯２３との間のバックラッシ量ＢＡＬを、クランクシャフト１１の軸方向において変化させている。バックラッシ量ＢＡＬは、駆動ギヤ１３が設けられている側である一端側ほど他端側よりも大きく設定されている。すなわち、クランクシャフト１１及びバランスシャフト２１の歳差運動に起因して両シャフトが図８に二点鎖線で例示したように傾斜した状態になった場合にバックラッシ量ＢＡＬが小さくなりやすい一端側ほど、クランクシャフト１１とバランスシャフト２１とが平行に配置されている状態におけるバックラッシ量ＢＡＬを大きくしている。
【００１８】
このため、駆動ギヤ１３の歯１４と従動ギヤ２２の歯２３との間のバックラッシ量ＢＡＬが極端に小さくなることを抑制できる。これによって、駆動ギヤ１３と従動ギヤ２２との間で摩擦による抵抗が大きくなることを抑制できる。
【００１９】
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。
・上記実施形態では、内燃機関１０として直列３気筒の内燃機関を例示しているが、内燃機関が備える気筒の数はこれに限られるものではない。内燃機関では、気筒数に対応したクランクシャフトが採用され、当該クランクシャフトから発生する振動を低減することのできるバランスシャフトが採用される。クランクシャフト及びバランスシャフトの形態に依らず、歳差運動に起因して軸方向における一端側のバックラッシが小さくなるという問題が生じ得るのであれば、クランクシャフトが備える駆動ギヤ１３とバランスシャフトが備える従動ギヤ２２との間のバックラッシ量ＢＡＬを軸方向における一端側ほど大きくすることによって、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２０】
・上記実施形態では、図３に示したように軸方向においてバックラッシ量ＢＡＬが直線状に変化するように設定されている内燃機関１０を例示した。
これに替えて、図４に示すように、軸方向においてバックラッシ量ＢＡＬが曲線状に変化するように、一端側噛合位置Ｄ１側ほど他端側噛合位置Ｄ２よりもバックラッシ量ＢＡＬを大きく設定することもできる。また、軸方向においてバックラッシ量ＢＡＬを曲線状に変化させる態様としては、図５に示すようなバックラッシ量ＢＡＬを設定することもできる。一端側噛合位置Ｄ１側ほど他端側噛合位置Ｄ２よりもバックラッシ量ＢＡＬが大きくされていれば、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００２１】
・図６に示すようにバックラッシ量ＢＡＬを設定することもできる。図６では、一端側噛合位置Ｄ１と他端側噛合位置Ｄ２との間に位置する中間位置Ｅにおいて、バックラッシ量ＢＡＬの変化態様を変更するようにしている。詳述すると、一端側噛合位置Ｄ１から中間位置Ｅまでの間では、他端側噛合位置Ｄ２から中間位置Ｅまでの間よりも、軸方向位置を一端側に所定量変位した場合のバックラッシ量ＢＡＬの増加量を大きくしている。すなわち、中間位置Ｅよりも一端側では中間位置Ｅよりも他端側と比較して、軸方向位置が一端側噛合位置Ｄ１に近づくほどバックラッシ量ＢＡＬがより大きく設定される。
【００２２】
・図７に示すようにバックラッシ量ＢＡＬを設定することもできる。図７では、一端側噛合位置Ｄ１と他端側噛合位置Ｄ２との間に位置する第１中間位置Ｆと第２中間位置Ｇとにおいて、バックラッシ量ＢＡＬの変化態様を変更するようにしている。一端側噛合位置Ｄ１から第１中間位置Ｆまでの間及び他端側噛合位置Ｄ２から第２中間位置Ｇまでの間では、第１中間位置Ｆから第２中間位置Ｇまでの間と比較して、軸方向位置を一端側に所定量変位した場合のバックラッシ量ＢＡＬの増加量を大きくしている。
【符号の説明】
【００２３】
１０…内燃機関、１１…クランクシャフト、１２…クランクピン、１３…駆動ギヤ、２１…バランスシャフト、２２…従動ギヤ、１１１…クランクシャフト、１１３…駆動ギヤ、１２１…バランスシャフト、１２２…従動ギヤ。
【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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