(57)【要約】【課題】従動側シャフトの軽量化を図ることにより、駆動側ギアと従動側ギア間の大きな歯打ち音の発生を抑制し得るエンジンのバランサ装置を提供する。【解決手段】クランクシャフトにより回転駆動されるドライブシャフト１２と、該ドライブシャフトの回転力を駆動側ギア１４と従動側ギア１５を介して伝達されるドリブンシャフト１３と、を備えている。前記ドリブンシャフトにおける大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂとバランスウエイト２２ａ、２２ｂ以外の部位２３ａ、２３ｂの外径を、対応する前記ドライブシャフトにおける大径ジャーナル部１２ａ〜１２ｃ及びバランスウエイト１９ａ、１９ｂ以外部位２４ａ、２４ｂの外径よりも小さく形成して、慣性モーメントを低減させた。【選択図】図１
2008014351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バランスウエイトを有し、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動側シャフトと、
該駆動側シャフトに一体に設けられた駆動側ギアと、
バランスウエイトを有する従動側シャフトと、
該従動側シャフトに一体に設けられ、前記駆動側ギアに噛合して回転力を従動側シャフトに伝達する従動側ギアと、を備え、
前記従動側シャフトにおける前記バランスウエイト以外の部位の外径を、対応する前記駆動側シャフトにおけるバランスウエイト以外部位の外径よりも小さく形成したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
【請求項２】
バランスウエイトを有し、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動側シャフトと、
該駆動側シャフトに一体に設けられた駆動側ギアと、
バランスウエイトを有し、前記駆動側シャフトよりも軸方向の全長が短く形成された従動側シャフトと、
該従動側シャフトに一体に設けられ、前記駆動側ギアに噛合して回転力を前記従動側シャフトに伝達する従動側ギアと、を備え、
前記従動側シャフトにおける前記バランスウエイト以外の箇所に、前記駆動側シャフトにおけるバランスウエイト以外の箇所よりも軽量化された軽量化部を形成したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
【請求項３】
外径が小さく形成された従動側シャフトのバランスウエイト以外の部位は、前記従動側シャフトが軸受けされるジャーナル部を除く部位であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのバランサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用エンジンの振動を効果的に低減するバランサ装置に関し、とりわけ、駆動側ギアと従動側ギアの歯打ち音を低減し得るバランサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動車用エンジンのバランサ装置としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、バランサ装置は、シリンダブロックの下方位置に設けられたオイルパン内に配置され、前記シリンダブロックの下方にボルト固定されたケーシングと、該ケーシング内に互いに平行に配置されて、前後位置が軸受部によって回転自在に支持された一対の駆動側と従動側のバランサシャフトとを備えている。
【０００４】
前記駆動側シャフトは、従動側シャフトよりも軸方向に長く形成され、後端側にバランスウエイトが一体的に設けられていると共に、前端部にスプロケットが設けられており、このスプロケットとクランクシャフトの先端部に有するスプロケットに巻装されたチェーンを介して前記クランクシャフトから回転力が伝達されるようになっている。また、駆動側シャフトは、軸方向の前端側付近に駆動側ギアが一体的に設けられている。
【０００５】
一方、前記従動側シャフトは、後端側にバランスウエイトが一体的に設けられていると共に、前端側に前記駆動側ギアと噛合して回転力が伝達される従動側ギアが設けられている。なお、この従動側シャフトの後端部には、オイルポンプが配置されている。
【０００６】
そして、エンジンの始動によりクランクシャフトが回転駆動すると、前記各スプロケットとチェーンを介して駆動側シャフトがクランクシャフトの２倍の回転速度で回転駆動すると共に、駆動側ギアの回転に伴ってこれと噛合した従動側ギアが逆方向へ回転して従動側シャフトを駆動側シャフトと反対方向へ回転駆動させる。これによって、各バランスウエイトの回転によりエンジンの二次振動を効果的に抑制するようになっている。
【特許文献１】特開２０００−６５１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来のようなバランサ装置における駆動側シャフトは、クランクシャフトから回転力が直接的に伝達されることから、捩り振動の低減化などの要請からバランスウエイト以外の部位の軸径を比較的大きくして剛性を確保するようになっている。一方、従動側シャフトは、高剛性を確保する必要がないにも拘わらず、バランスウエイト以外の部位の軸径を駆動側シャフトと同じ大きさに設定している。
【０００８】
このため、従動側シャフトの重量が比較的大きくなり、この結果、回転時の慣性モーメントが大きくなってしまう。したがって、前記駆動側ギアと従動側ギアとの歯部間に有するバックラッシによる該両歯部間での衝突エネルギーが大きくなって大きな歯打ち音が発生する。特に、クランクシャフトの回転変動に伴って駆動側シャフト及び駆動側ギアが正逆回転変動を起こすため、前記両歯部間の歯打ち音の発生がさらに顕著になり、エンジン駆動騒音の一つの原因になっている。
【０００９】
本発明は、前記各従来のバランサ装置の実情に鑑みて案出されたもので、駆動側シャフトほど剛性が要求されない従動側シャフトの一部の軽量化を図ることにより、駆動側ギアと従動側ギア間の大きな歯打ち音の発生を抑制し得るエンジンのバランサ装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、とりわけ、従動側シャフトにおけるバランスウエイト以外の部位の外径を、対応する駆動側シャフトにおけるバランスウエイト以外部位の外径よりも小さく形成したことを特徴としている。
【００１１】
前記駆動側シャフトは、その軸方向の長さが長く、かつクランクシャフトから回転力を前記各スプロケットやチェーンを介して伝達されるようになっていることから、バランスウエイト以外の部位の捩り剛性を比較的高くしなければならず、したがって、前記部位の外径を小さくすることができないが、従動側シャフトは、駆動側ギアと従動側ギアを介して回転力が伝達されることから、バランサウエイト以外の部位の外径を小さくすることが可能である。
【００１２】
そこで、本発明では、従動側シャフトのバランスウエイト以外の部位の外径を、対応する駆動側シャフトのバランスウエイト以外の部位よりも小さく形成したことによって、該従動側シャフトの慣性モーメントを十分に小さくすることが可能になる。このため、クランクシャフトから伝達される回転変動など起因した駆動側ギアと従動側ギアとの間のバックラッシによる歯部間の衝突エネルギーを十分に小さくすることができることから、大きな歯打ち音の発生を十分抑制することが可能になり、エンジンの騒音レベルを低減化できる。
【００１３】
また、従動側シャフトの細径化に伴って装置全体の軽量化が図れ、エンジンの燃費性能の向上も図れる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、バランスウエイトを有し、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動側シャフトと、該駆動側シャフトに一体に設けられた駆動側ギアと、バランスウエイトを有し、前記駆動側シャフトよりも軸方向の全長が短く形成された従動側シャフトと、該従動側シャフトに一体に設けられ、前記駆動側ギアに噛合して回転力を前記従動側シャフトに伝達する従動側ギアと、を備え、前記従動側シャフトにおける前記バランスウエイト以外の箇所に、前記駆動側シャフトにおけるバランスウエイト以外の箇所よりも軽量化された軽量化部を形成したことを特徴としている。
【００１５】
この発明も、前記従動側シャフトの軽量化部によって慣性モーメントを小さくすることができることから、駆動側ギアに対する従動側ギアの衝突エネルギーが小さくなり、歯部間の大きな歯打ち音の発生を抑制することが可能になる。
【００１６】
なお、この発明では、請求項１の発明のような従動側シャフトの一部の外径を小さくして軽量化を図る場合以外の方法、例えば材料の変更などによって軽量化を図ることも可能である。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、請求項１の発明において、外径が小さく形成された従動側シャフトのバランスウエイト以外の部位は、前記従動側シャフトが軸受けされるジャーナル部を除く部位であることを特徴としている。
【００１８】
この発明では、ジャーナル部の外径は小さくならないので、バランスウエイトに対する従動側シャフトの軸受荷重を十分に確保することができる。
【００１９】
しかも、ジャーナル部の耐久性が悪化してしまうことがなく、ジャーナル部やそれに対応する軸受部などを駆動側シャフトと全て同じ仕様で形成することができるので、全体の加工作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るバランサ装置を、車両用の直列４気筒エンジンに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
すなわち、図３及び図４に示すように、機関のシリンダブロック１の下面に、クランクシャフト２を軸支する軸受を有するアルミ合金材からなるラダーフレーム３が固定されていると共に、該ラダーフレーム３の下部に取り付けられたオイルパン４の内部にバランサ装置５が収容配置されている。
【００２２】
前記クランクシャフト２は、前端部に一体的に有する支持軸６に大径なクランクスプロケット７が取り付けられていると共に、その先端側に駆動プーリ８が取り付けられている。
【００２３】
前記バランサ装置５は、図１〜図４に示すように、ラダーフレーム３の下面に複数のボルト９によって共締め固定されたアッパーハウジング１０及びロアーハウジング１１と、該両ハウジング１０，１１の間に支持されて、機関前後方向に並行に配置されたバランスシャフトである駆動側のドライブシャフト１２及び従動側のドリブンシャフト１３と、該両シャフト１２，１３の各後端部側にそれぞれ固定されて、各歯部１４ａ、１５ａが互いに噛合したヘリカル型の駆動側ギア１４及び従動側ギア１５とを備えている。
【００２４】
前記ドライブシャフト１２は、軸長が比較的長く形成されていると共に、後述する大径ジャーナル部１２ａ〜１２ｃ以外の部位は捩り剛性を確保するために、比較的大径に形成されている。また、ドライブシャフト１２は、前端部にバランサスプロケット１６が固定されていると共に、このバランサスプロケット１６と前記クランクスプロケット７に巻回された無端状の伝達部材である駆動チェーン１７を介してクランクシャフト２からの回転力が伝達されるようになっている。なお、図４中、２０は、前記駆動チェーン１７に一定のテンションを付与する張力機構である。
【００２５】
また、このドライブシャフト１２は、図１〜図３に示すように、軸方向の３個所に形成された大径ジャーナル部１２ａ〜１２ｃが前記アッパーハウジング１０とロアーハウジング１１との間に設けられた３つの軸受に円筒状のプレーンベアリング１８ａ、１８ｂ、１８ｃを介して回転自在に支持されている。
【００２６】
さらに、ドライブシャフト１２の前記後端側のジャーナル部１２ｂ、１２ｃの間及び後端部には、２つのカウンターウエイト１９ａ、１９ｂが一体に設けられている。なお、両シャフト１２，１３は、クランクシャフト２の１回転当たり２回転するように設定されている。
【００２７】
一方、前記ドリブンシャフト１３は、その軸長がドライブシャフト１２の約２／３程度の短尺に形成され、その軸方向の２個所に形成された大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂが前記両ハウジング１０、１１の間に設けられた２つの軸受に円筒状のプレーンベアリング２１ａ、２１ｂを介して回転自在に支持されている。
【００２８】
さらに、ドリブンシャフト１３の前記両ジャーナル部１３ａ、１３ｂの間及び後端部には、２つのカウンターウエイト２２ａ、２２ｂが一体に設けられている。
【００２９】
なお、前記各プレーンベアリング１８ａ〜１８ｃ、２１ａ、２１ｂには、各ハウジング１０，１１内に形成された油通路と、自身の内周面にそれぞれ形成されたグルーブ溝を介して潤滑油が導入されるようになっている。
【００３０】
そして、このドリブンシャフト１３は、前記大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂ以外の部位、つまり従動側ギア１５と前側の大径ジャーナル部１３ａとの間の部位２３ａと、大径ジャーナル部１３ａとカウンターウエイト２２ａとの間の部位２３ｂの外径が、前記ドライブシャフト１３の対応する部位２４ａ、２４ｂの外径よりも小径に形成されている。
【００３１】
すなわち、ドリブンシャフト１３は、ドライブシャフト１２と比較して、その軸方向の長さが短くかつ直接クランクシャフト２から大きな回転入力荷重が作用しないなどの理由から、各ジャーナル部１３ａ、１３ｂ以外の部位では大きな捩り剛性を必要としない。したがって、本実施形態では、ドリブンシャフト１３の前記の所定部位２３ａ，２３ｂの外径を可及的に小さく形成したものである。
【００３２】
したがって、かかる部位２３ａ、２３ｂの小径化に伴ってドリブンシャフト１２全体の軽量化が図れる。このため、前記ドリブンシャフト１３の回転時における慣性モーメントを十分に小さくすることが可能になる。
【００３３】
よって、クランクシャフト２から伝達される回転変動など起因した駆動側ギア１４と従動側ギア１５の噛合した各歯部１４ａ、１５ａ間のバックラッシによる歯１４ａ、１５ａ間の衝突エネルギーを十分に小さくすることができることから、大きな歯打ち音の発生を十分抑制することが可能になり、エンジンの騒音レベルを低減化できる。
【００３４】
また、前記各部位２３ａ、２３ｂの細径化に伴って装置全体の軽量化が図れ、エンジンの燃費性能の向上も図れる。
【００３５】
また、本実施形態では、前記ドリブンシャフト１３の小径部位２３ａ、２３ｂは、バランスウエイト２２ａ、２２ｂと前記大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂを除く部位であって、前記大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂの外径はドライブシャフト１２のものとほぼ同じく大径に形成されているので、バランスウエイト２２ａ、２２ｂに対するドリブンシャフト１３の軸受荷重を十分に確保することができる。
【００３６】
しかも、大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂの耐久性が悪化してしまうことがなく、大径ジャーナル部１３ａ、１３ｂやそれに対応する軸受部などを前記ドライブシャフト１２側と全て同じ仕様で形成することができるので、全体の加工作業が容易になる。
【００３７】
また、前記駆動側ギア１４や従動側ギア１５の各歯部１４ａ、１５ａは、ヘリカルギアによって形成されており、このヘリカルギアは噛み合い音が小さいことから、前記各歯部１４ａ、１５ａの歯打ち音をさらに小さくすることが可能になる。
【００３８】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、ドリブンシャフト１３の軽量化を図る方法としては、例えば材料の変更やドリブンシャフト１３の内部中空化などによって軽量化を図ることも可能である。
【００３９】
また、前記ドリブンシャフト１３の各部位２３ａ、２３ｂの小径化の割合は、必ずしも一律に定められるものではなく、エンジンやバラ
ンサ装置の大きさや仕様などに応じて任意に設定することができる。
【００４０】
さらに、このバランサ装置は、ドライブシャフトがドリブンシャフトとほぼ同じ長さのものにも適用可能であると共に、車両用エンジン以外に船舶などのエンジンにも適用することができる。
【００４１】
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
（イ）バランスウエイトを有し、クランクシャフトから無端状の伝達部材を介して回転力が伝達される駆動側シャフトと、
該駆動側シャフトに一体に設けられた駆動側ギアと、
該駆動側ギアに噛合して、前記駆動側シャフトに対して逆方向の回転力が伝達される従動側ギアと、
バランスウエイトを有し、前記従動側ギアと一体に回転する従動側シャフトと、を備え、
前記従動側シャフトにおける前記バランスウエイト以外の部位の外径が、対応する前記駆動側シャフトにおけるバランスウエイト以外の部位の外径よりも小さく形成したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
【００４２】
駆動側シャフトは、クランクシャフトから無端状の伝達部材である例えばチェーンなどによって回転力が伝達される際にテンションが作用して径方向に荷重が掛かるため、ある程度の剛性を確保する必要上、バランスウエイト以外の外径を細くすることはできないが、駆動側ギアと従動側ギアによって回転力が伝達される従動側シャフトは、バランスウエイト以外の部位の外径を駆動側シャフトに対して細くすることが可能である。
【００４３】
したがって、前記請求項１の発明と同様な作用効果が得られる。
（ロ）前記駆動側ギアと、従動側ギアを、それぞれヘリカルギアによって形成したことを特徴とする請求項１〜（イ）に記載のエンジンのバランサ装置。
【００４４】
ヘリカルギアは噛み合い音が小さいことから、前記各ギアの歯打ち音をさらに小さくすることが可能になる。
（ハ）前記クランクシャフトから駆動側シャフトへの回転伝達機構を、前記クランクシャフトに設けられた駆動スプロケットと、前記駆動側シャフトに設けられた従動スプロケットと、前記駆動スプロケットと従動スプロケットとの間に巻装されたチェーンとによって構成したことを特徴とする請求項１〜（ロ）に記載のエンジンのバランサ装置。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るエンジンのバランサ装置を示す要部平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本実施形態の要部縦断面である。
【図４】本実施形態のバランサ装置が適用されるエンジンの正面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…シリンダブロック
２…クランクシャフト
４…オイルパン
５…バランサ装置
１２…ドライブシャフト（駆動側シャフト）
１３…ドリブンシャフト（従動側シャフト）
１３ａ・１３ｂ…大径ジャーナル部
１４…駆動側ギア
１５…従動側ギア
１４ａ・１５ａ…歯部
１９ａ・１９ｂ・２２ａ・２２ｂ…カウンタウエイト
２３ａ・２３ｂ…小径部位
【図１】
2008014351.tif 000003
【図２】
2008014351.tif 000004
【図３】
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【図４】
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