(57)【要約】【課題】内燃機関において、油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるバランスシャフトの軸受潤滑構造。【解決手段】潤滑油吐出口１２ａの開口中心１２ｂは、最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト２の回転前方９０度の位相Ｑｐまでの領域Ｒａにあり、更にこの内でも高摩耗位相領域Ｘａに隣接した位相に配置している。この領域Ｒａ以外の他の位相領域に開口中心を有する潤滑油吐出口は形成されていない。このため潤滑油吐出口１２ａから供給された潤滑油は、バランスシャフト２の回転により、短い距離で最高面圧位相Ｍｐを含めて高摩耗位相領域Ｘａに供給されることになる。したがって軸受面から潤滑油が排出される前に大量の潤滑油を最高面圧位相Ｍｐを含む高摩耗位相領域Ｘａに供給できることになり効果的な潤滑が可能となる。このことにより課題が達成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に連動して偏心質量部を回転することにより内燃機関の振動を低減させるバランスシャフトの軸受潤滑構造であって、
バランスシャフトに形成されたジャーナル部の外周面には、バランスシャフトの軸内に形成された潤滑油供給油路と接続すると共にバランスシャフト回転時に面圧が極大となる最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域に開口中心を配置する潤滑油吐出口が形成され、他の位相領域に開口中心を有する潤滑油吐出口は形成されていないことを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項２】
請求項１において、前記潤滑油吐出口は、前記最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域内で、前記偏心質量部が形成されている位相領域に開口中心を配置していることを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記最高面圧位相には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、前記他の位相領域には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記潤滑油吐出口は、いずれの部分も前記最高面圧位相に配置されず、かつ前記最高面圧位相に隣接する位相に配置されていることを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかにおいて、前記最高面圧位相を中心として所定位相幅の高摩耗位相領域を設定し、該高摩耗位相領域には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【請求項７】
請求項６において、前記潤滑油吐出口は、前記高摩耗位相領域に隣接する位相に配置されていることを特徴とするバランスシャフトの軸受潤滑構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の回転に連動して偏心質量部を回転することにより内燃機関の振動を低減させるバランスシャフトの軸受潤滑構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストン運動により生じる振動を低減する機構として、偏心質量部を設けて重心を回転中心からずらしたバランスシャフトが用いられている。このようなバランスシャフトの軸受部分に潤滑油を供給する構造として、バランスシャフト内に油路を軸方向に形成すると共に、この油路に直角に連通する油路を、バランスシャフトの軸受部分に貫通させたもの（例えば特許文献１，２，３参照）が知られている。
【特許文献１】実開昭６３−１５３４７号公報（第５−８頁、図１）
【特許文献２】特開２００２−３４９２２２号公報（第４頁、図１）
【特許文献３】特開２００５−１６６４４号公報（第５−８頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１，２では、軸受部分に潤滑油を供給するための潤滑油吐出口としては、バランスシャフトの軸心に直交する油路を、バランスシャフト全体を貫通させることにより、１８０度位相の異なる２つの吐出口から潤滑油を供給していた。
【０００４】
このような吐出口の配置による供給形態では、軸心にある油路からの供給量が２つに分散して、特に潤滑が重要な部分、すなわち偏心質量部の回転により生じる高面圧部分に対する吐出口の油圧が低下して、高圧面部分に対する供給油量は極めて小さくなってしまう。更に高面圧部分でも偏心質量部の中心位相部分に相当する最高面圧部分については潤滑油が特に入りにくいという傾向がある。したがって特許文献１，２の供給形態では、高面圧部分に対する供給量が大きく低下し、特に最高面圧部分については潤滑油供給が非常に困難となり油膜切れのおそれが生じる。このため高圧で大量の油量を軸心側の油路から供給する必要があり、低面圧側から排出される油量も大量となって、油圧ポンプの大型化による内燃機関の燃費悪化が問題となる。
【０００５】
特許文献３では、軸心の油路と接続する潤滑油吐出口は分岐せずに１つとすることで潤滑油の供給量の分散化は防止されている。しかしここでの潤滑油吐出口の配置を決定している技術思想は、潤滑油を面圧に阻止されずに供給したいという目的が基礎にあることから、軸周りの位相において常に低面圧側、すなわち偏心質量部に対して反対側の領域に潤滑油吐出口を配置することが前提となっている。しかし、このように低面圧側にて潤滑油を吐出しても高面圧側に行き渡る油量は吐出された油量の内の一部であり、最高面圧部分では更に少量となってしまう。したがって最高面圧部分に潤滑油を十分に行き渡らせるためには、やはり高圧で大量の油量を軸心の油路から吐出口へ供給する必要がある。したがって油圧ポンプの或程度の大型化は必要であり内燃機関の燃費悪化の問題解決は十分とは言えない。
【０００６】
本発明は、油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるバランスシャフトの軸受潤滑構造の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造は、内燃機関の回転に連動して偏心質量部を回転することにより内燃機関の振動を低減させるバランスシャフトの軸受潤滑構造であって、バランスシャフトに形成されたジャーナル部の外周面には、バランスシャフトの軸内に形成された潤滑油供給油路と接続すると共にバランスシャフト回転時に面圧が極大となる最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域に開口中心を配置する潤滑油吐出口が形成され、他の位相領域に開口中心を有する潤滑油吐出口は形成されていないことを特徴とする。
【０００８】
このように潤滑油吐出口は、その開口中心が最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域に存在する。そしてこの領域以外の他の位相領域に開口中心を有する潤滑油吐出口は形成されていない。
【０００９】
このため油圧は高面圧側のみに掛かることから、低圧面側から大量に潤滑油が抜けることがなく、低圧面側に吐出口がある場合に比較して油圧低下を招かずに油圧ポンプを大型化しなくても十分な量の潤滑油を高面圧側に供給できる。
【００１０】
しかも吐出位置は高圧面側のいずれかではなく、最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域である。このことにより、潤滑油吐出口から供給された潤滑油は、バランスシャフトの回転により、短い距離で最高面圧位相に供給されることになる。このためジャーナル部とこれに対するジャーナル軸受との間から潤滑油が排出される前に、大量の潤滑油を最高面圧位相部分に供給できることになる。したがって効果的な潤滑が可能となる。
【００１１】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになる。
請求項２に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項１において、前記潤滑油吐出口は、前記最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域内で、前記偏心質量部が形成されている位相領域に開口中心を配置していることを特徴とする。
【００１２】
このように潤滑油吐出口は、その開口中心が最高面圧位相からバランスシャフト回転前方９０度までの領域内でも、特に偏心質量部が形成されている位相領域に存在する。
このことにより、潤滑油吐出口から供給された潤滑油は、特に面圧の高い位相に供給されることになり効果的な潤滑が可能となる。
【００１３】
請求項３に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項１又は２において、前記最高面圧位相には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とする。
【００１４】
最高面圧位相の部分に潤滑油吐出口の一部が配置されると、軸受面積が潤滑油吐出口によって小さくなり、その分、面圧が上昇する。したがって必要以上に面圧を高めないようにして潤滑油膜の形成を容易にするため、最高面圧位相に潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていない構成が好ましい。
【００１５】
請求項４に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記他の位相領域には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とする。
【００１６】
他の位相領域には、開口中心のみでなく、潤滑油吐出口のいずれの部分も配置していない構成とすることにより、低圧面側に潤滑油が逃げるのを効果的に防止でき、高圧面側への潤滑油供給量を維持させることが容易となる。
【００１７】
請求項５に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記潤滑油吐出口は、いずれの部分も前記最高面圧位相に配置されず、かつ前記最高面圧位相に隣接する位相に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
このように潤滑油吐出口のいずれの部分も最高面圧位相に配置せずに、最高面圧位相に隣接する位相に配置する構成とすることにより、必要以上に面圧を高めないようにできると共に、潤滑油吐出口からの潤滑油が最短距離で最高面圧位相に到達できるので、効果的な潤滑が可能となる。
【００１９】
請求項６に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記最高面圧位相を中心として所定位相幅の高摩耗位相領域を設定し、該高摩耗位相領域には、前記潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されていないことを特徴とする。
【００２０】
最高面圧位相部分のみならず、この周辺の部分も面圧を上げないようにすることが、潤滑油膜の形成を容易にして軸受面の摩耗を抑制する上で好ましい。したがって、実験などにより、最高面圧位相を中心とした所定位相幅の高摩耗位相領域を設定し、この高摩耗位相領域に潤滑油吐出口のいずれの部分も配置されないように構成することにより、高摩耗位相領域での潤滑を十分なものとして、バランスシャフトの耐摩耗性を向上させることができる。
【００２１】
請求項７に記載のバランスシャフトの軸受潤滑構造では、請求項６において、前記潤滑油吐出口は、前記高摩耗位相領域に隣接する位相に配置されていることを特徴とする。
このように潤滑油吐出口のいずれの部分も高摩耗位相領域に配置せずに、高摩耗位相領域に隣接する位相に配置する構成とすることにより、高摩耗位相領域にて必要以上に面圧を高めないようにできると共に、潤滑油吐出口からの潤滑油が最短距離で高摩耗位相領域に到達できるので、効果的な潤滑が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
［実施の形態１］
図１に上述した発明が適用されたバランスシャフト２の主要部及びその軸受潤滑構造の正面図を示す。図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。バランスシャフト２のシャフト本体４には、シャフト本体４よりも少し大径のジャーナル部６が軸心を同じくして形成されている。更にシャフト本体４には扇状に偏心質量部８が形成されている。
【００２３】
シャフト本体４の軸心位置には潤滑油供給油路１０が形成されている。この潤滑油供給油路１０の先端部は鋼球１０ａにより閉塞されているが、途中で潤滑油供給油路１０から直角に曲がった潤滑油供給油路１２が分岐して形成され、ジャーナル部６の外周面６ａに潤滑油吐出口１２ａを形成している。この潤滑油吐出口１２ａの開口中心１２ｂは、バランスシャフト２の回転時に偏心質量部８の遠心力により生じる面圧が極大となる最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト２の回転前方９０度の位相Ｑｐまでの領域Ｒａに含まれるように形成されている。尚、バランスシャフト２の回転方向は矢印Ｖにて示すごとく、図２では反時計回りである。
【００２４】
更に領域Ｒａにおいても、潤滑油吐出口１２ａの開口中心１２ｂは最高面圧位相Ｍｐから外れていると共に、潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も最高面圧位相Ｍｐには配置されていない。
【００２５】
ここで最高面圧位相Ｍｐを中心として面圧が高いことにより摩耗が進行しやすい高摩耗位相領域Ｘａを、実験やシミュレーション計算などにより予め設定している。本実施の形態ではこの高摩耗位相領域Ｘａにも潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も配置されていないと共に、潤滑油吐出口１２ａ全体は高摩耗位相領域Ｘａに隣接する位相位置に配置されている。
【００２６】
したがってバランスシャフト２が内燃機関に適用されることで、ジャーナル部６がジャーナル軸受Ｊ（図２）に支持されると、ジャーナル軸受Ｊに対して、潤滑油吐出口１２ａの回転の直後に高摩耗位相領域Ｘａが回転してくることになる。このため潤滑油吐出口１２ａから、ジャーナル部６の外周面６ａとジャーナル軸受Ｊの内周面との間に供給された潤滑油は、直ちに高摩耗位相領域Ｘａに供給されるようになる。
【００２７】
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．上述したごとく潤滑油吐出口１２ａは、最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト２の回転前方９０度の位相Ｑｐまでの領域Ｒａに開口中心１２ｂを配置している。そしてこの領域Ｒａ以外の他の位相領域に開口中心を有する潤滑油吐出口は形成されていない。
【００２８】
このため油圧は、ジャーナル部６とジャーナル軸受Ｊとの間にて、高面圧側（図２の中心通過線Ｌｍを境界として最高面圧位相Ｍｐ側）のみに掛かることから、低圧面側（中心通過線Ｌｍを境界として最高面圧位相Ｍｐとは反対側）から大量に潤滑油が抜けることがない。したがって低圧面側に吐出口がある場合に比較して油圧低下を招かずに油圧ポンプを大型化しなくても十分な量の潤滑油を高面圧側に供給できる。
【００２９】
しかも吐出位置は高圧面側のいずれかではなく、最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト２の回転前方９０度の位相Ｑｐまでの領域Ｒａであり、更にこの内でも高摩耗位相領域Ｘａに隣接した位相配置としている。このことにより、潤滑油吐出口１２ａから供給された潤滑油は、バランスシャフト２の回転により、短い距離で最高面圧位相Ｍｐを含めて高摩耗位相領域Ｘａに供給されることになる。このためジャーナル部６とジャーナル軸受Ｊとの間から潤滑油が排出される前に、大量の潤滑油を最高面圧位相Ｍｐを含む高摩耗位相領域Ｘａに供給できることになる。したがって効果的な潤滑が可能となる。
【００３０】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分（最高面圧位相Ｍｐ）に十分に潤滑油を供給できるようになる。
（ロ）．特にバランスシャフト２の回転時に偏心質量部８が形成されている位相領域は面圧が大きくなる傾向にある。したがって本実施の形態のごとく潤滑油吐出口１２ａが、領域Ｒａの内でも偏心質量部８が存在する位相領域に配置されていることにより、より効果的な潤滑油の供給ができる。尚、本実施の形態では領域Ｒａ内は、すべて偏心質量部８が存在する位相領域である。したがって領域Ｒａ内であれば偏心質量部８が存在する位相領域となる。
【００３１】
（ハ）．潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も最高面圧位相Ｍｐに配置されていない。更に高摩耗位相領域Ｘａに対しても潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も配置されていない。
【００３２】
最高面圧位相Ｍｐの部分に潤滑油吐出口１２ａの一部でも属すると、ジャーナル部６の軸受面積が潤滑油吐出口１２ａによって小さくなり、その分、面圧が上昇する。したがって最高面圧位相Ｍｐに潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も配置させないようにした方が潤滑油膜の形成上、より好ましい。更に、この最高面圧位相Ｍｐ周辺の部分についても面圧を上げないようにすることが、潤滑油膜の形成を容易にしてジャーナル部６やジャーナル軸受Ｊの軸受面の摩耗を抑制する上で好ましい。
【００３３】
したがって前述したごとく最高面圧位相Ｍｐを中心として設定した高摩耗位相領域Ｘａに潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も配置されないように構成することにより、高摩耗位相領域Ｘａでの潤滑を十分なものとしてバランスシャフト２の耐摩耗性を向上させることができる。
【００３４】
（ニ）．更に他の位相領域、特に低圧面側には、潤滑油供給油路１２の開口中心１２ｂのみでなく、潤滑油吐出口１２ａのいずれの部分も配置していない構成としている。このことにより、低圧面側に潤滑油が逃げるのを効果的に防止でき、高圧面側への潤滑油供給量を維持させることが容易となる。
【００３５】
［その他の実施の形態］
（ａ）．バランスシャフトの面圧の程度によっては、前記実施の形態に述べたごとくの位相位置に潤滑油吐出口を配置しなくても、図３の断面図に示すごとく配置しても良い。
【００３６】
図３の(Ａ)に示すバランスシャフト１０２では、潤滑油供給油路１１２の潤滑油吐出口１１２ａは、領域Ｒａ内で、かついずれの部分も最高面圧位相Ｍｐには配置されていないが、潤滑油吐出口１１２ａは最高面圧位相Ｍｐに隣接する位相に配置されている。
【００３７】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになると共に、必要以上に面圧を高めないようにでき、潤滑油吐出口１１２ａからの潤滑油が最短距離で最高面圧位相Ｍｐに到達できるので、効果的な潤滑が可能となる。
【００３８】
図３の(Ｂ)に示すバランスシャフト２０２では、潤滑油供給油路２１２の潤滑油吐出口２１２ａは、領域Ｒａ内であって、いずれの部分も、最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト２０２の回転前方９０度の位相Ｑｐから外れている。したがって、潤滑油吐出口２１２ａのいずれの部分も低圧面側には配置されていない。
【００３９】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになると共に、低圧面側に潤滑油が逃げるのを効果的に防止でき、高圧面側への潤滑油供給量を維持させることが容易となる。
【００４０】
図３の(Ｃ)に示すバランスシャフト３０２では、潤滑油供給油路３１２の潤滑油吐出口の開口中心３１２ｂは、最高面圧位相Ｍｐよりもバランスシャフト３０２の回転前方９０度の位相Ｑｐに配置されており、これ以上、低面圧側には配置されていない。
【００４１】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになる。
図３の(Ｄ)に示すバランスシャフト４０２では、潤滑油供給油路４１２の潤滑油吐出口の開口中心４１２ｂは、最高面圧位相Ｍｐに配置されており、これ以上は回転後方側には配置されていない。
【００４２】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになる。
（ｂ）．図４は、前記実施の形態よりも偏心質量部５０８，６０８の位相幅が狭く形成され、この結果、最高面圧位相Ｍｐからバランスシャフト５０２，６０２の回転前方９０度の位相Ｑｐまでの領域Ｒａ内に、偏心質量部５０８，６０８が存在しない位相領域がある例を示している。この図４のような構成において、図示するごとくに潤滑油吐出口５１２ａ，６１２ａを配置しても良い。
【００４３】
図４の(Ａ)に示すバランスシャフト５０２では、潤滑油供給油路５１２の潤滑油吐出口５１２ａの開口中心５１２ｂは、領域Ｒａ内にある偏心質量部５０８の前端位相位置Ｗｐに配置されている。
【００４４】
このことにより油圧ポンプの大型化を招かずに、高面圧側、特に最高面圧部分に十分に潤滑油を供給できるようになる。更に、特にバランスシャフト５０２の回転時に偏心質量部５０８が形成されている位相領域は面圧が大きくなる傾向にある。したがって図４の(Ａ)のごとく潤滑油吐出口５１２ａの開口中心５１２ｂが、領域Ｒａの内でも偏心質量部５０８が存在する位相領域に配置されていることにより、より効果的な潤滑油の供給ができる。
【００４５】
図４の(Ｂ)に示すバランスシャフト６０２では、潤滑油供給油路６１２の潤滑油吐出口６１２ａはいずれの部分も偏心質量部６０８の前端位相位置Ｗｐの内側、すなわち偏心質量部６０８が形成されている位相領域内部に配置されている。この構成により前記図４の(Ａ)の効果を生じると共に、更に最高面圧位相Ｍｐや高摩耗位相領域Ｘａへの潤滑油供給が容易となる。
【００４６】
（ｃ）．前記各実施の形態では、ジャーナル部は軸方向において偏心質量部以外の位置に形成されていたが、軸方向に長く偏心質量部を形成した場合、この偏心質量部の一部を回転軸周りに円形に形成してジャーナル部としても良い。この場合においても、前記各実施の形態の構成が適用でき、同様な効果を生じる。
【００４７】
（ｄ）．前記各実施の形態では、潤滑油吐出口は、１つのジャーナル部に１つ設けられていたが、軸方向に複数配列して設けても良い。又、前記各実施の形態の位相位置を満足するものであれば、周方向に複数配列して設けても良い。
【００４８】
前記各実施の形態においては潤滑油吐出口の形状は円形であったが、長円状に周方向に長くしても良く、軸方向に長くしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施の形態１のバランスシャフト及びその軸受潤滑構造を示す正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】他の実施の形態のバランスシャフト及びその軸受潤滑構造における潤滑油吐出口の配置説明図。
【図４】他の実施の形態のバランスシャフト及びその軸受潤滑構造における潤滑油吐出口の配置説明図。
【符号の説明】
【００５０】
２…バランスシャフト、４…シャフト本体、６…ジャーナル部、６ａ…外周面、８…偏心質量部、１０…潤滑油供給油路、１０ａ…鋼球、１２…潤滑油供給油路、１２ａ…潤滑油吐出口、１２ｂ…開口中心、１０２…バランスシャフト、１１２…潤滑油供給油路、１１２ａ…潤滑油吐出口、２０２…バランスシャフト、２１２…潤滑油供給油路、２１２ａ…潤滑油吐出口、３０２…バランスシャフト、３１２…潤滑油供給油路、３１２ｂ…潤滑油吐出口の開口中心、４０２…バランスシャフト、４１２…潤滑油供給油路、４１２ｂ…潤滑油吐出口の開口中心、５０２…バランスシャフト、５０８…偏心質量部、５１２…潤滑油供給油路、５１２ａ…潤滑油吐出口、５１２ｂ…開口中心、６０２…バランスシャフト、６０８…偏心質量部、６１２…潤滑油供給油路、６１２ａ…潤滑油吐出口、Ｊ…ジャーナル軸受、Ｌｍ…中心通過線、Ｍｐ…最高面圧位相、Ｑｐ…バランスシャフトの回転前方９０度の位相、Ｒａ…領域、Ｗｐ…前端位相位置、Ｘａ…高摩耗位相領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008144603.tif 000005
【図４】
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