(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブロックに支承されるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトと一体回転するよう前記クランクシャフトに設けられた第１ギアと、
前記第１ギアと噛み合う第２ギアと、
前記第２ギアと一体回転する第１バランサシャフトと、
前記第１バランサシャフトに設けられた第３ギアと、
前記第３ギアと噛み合う第４ギアと、
前記第４ギアと一体回転する第２バランサシャフトと、
前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトに各々備えられたバランスウエイトと、
前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを収納するバランサケースと、
前記バランサケースに設けられ、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを支承する複数の回転支承部と、を備えたエンジンのバランサ装置に用いられる測定方法であって、
前記測定方法は、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトの軸方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトのうちの一方のシャフトの一側に位置する部分に設置される第１治具と、
前記第１治具と係合する回転量計測手段と、
前記軸方向において、前記一方のシャフトの他側に位置する部分に設置される第２治具と、を用い、
前記回転支承部を支点として、前記第１治具及び前記回転量計測手段側と前記第２治具側とがつり合う状態にて前記第１ギア乃至前記第４ギアの各ギア間のバックラッシュを測定するエンジンのバランサ装置のギア間バックラッシュの測定方法。
【請求項２】
エンジンブロックに支承されるクランクシャフトと、
前記クランクシャフトと一体回転するよう前記クランクシャフトに設けられた第１ギアと、
前記第１ギアと噛み合う第２ギアと、
前記第２ギアと一体回転する第１バランサシャフトと、
前記第１バランサシャフトに設けられた第３ギアと、
前記第３ギアと噛み合う第４ギアと、
前記第４ギアと一体回転する第２バランサシャフトと、
前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトに各々備えられたバランスウエイトと、
前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを収納するバランサケースと、
前記バランサケースに設けられ、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを支承する複数の回転支承部と、を備えたエンジンのバランサ装置に用いられ、前記第１ギア乃至前記第４ギアの各ギア間のバックラッシュを測定する測定装置であって、
前記測定装置は、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトの軸方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトのうちの一方のシャフトの一側に位置する部分に設置される第１治具と、
前記第１治具と係合する回転量計測手段と、
前記軸方向において、前記一方のシャフトの他側に位置する部分に設置される第２治具と、で構成されると共に、
前記第１治具及び前記回転量計測手段の重量と、前記第２治具の重量とは、前記回転支承部を支点としてつり合う重量となるように構成されたエンジンのバランサ装置のギア間バックラッシュの測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのバランサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用エンジンにおいては、例えばピストン上下方向の往復運動によって発生する二次の慣性力に起因してクランクシャフトの回転バランスに不均衡が生じ、これが原因となってエンジンに上下振動が生じる。このため、特開平４−３４７０３２号公報に開示されたものでは、バランスウエイトが偏心して設けられた２本のバランサシャフトをケースに回転可能に保持して一組立体とし、バランスシャフトをクランクシャフトとギアを介して直接噛み合わせている。そして、バランスシャフトをクランクシャフトの回転力により相互に反対方向に回転させて、エンジンの振動を抑制している。バランサ装置は一般にエンジン回転数の２倍の回転数で駆動されるため、バックラッシュに起因してギアから発生する騒音も無視できない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
故に、本発明は、エンジンのバランサ装置のギア間のバックラッシュを高精度に測定・調整することを、その技術的課題とする。
【０００４】
上記技術的課題を解決するための技術的手段は、エンジンブロックに支承されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトと一体回転するよう前記クランクシャフトに設けられた第１ギアと、前記第１ギアと噛み合う第２ギアと、前記第２ギアと一体回転する第１バランサシャフトと、前記第１バランサシャフトに設けられた第３ギアと、前記第３ギアと噛み合う第４ギアと、前記第４ギアと一体回転する第２バランサシャフトと、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトに各々備えられたバランスウエイトと、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを収納するバランサケースと、前記バランサケースに設けられ、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを支承する複数の回転支承部と、を備えたエンジンのバランサ装置に用いられる測定方法であって、前記測定方法は、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトの軸方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトのうちの一方のシャフトの一側に位置する部分に設置される第１治具と、前記第１治具と係合する回転量計測手段と、前記軸方向において、前記一方のシャフトの他側に位置する部分に設置される第２治具と、を用い、前記回転支承部を支点として、前記第１治具及び前記回転量計測手段側と前記第２治具側とがつり合う状態にて前記第１ギア乃至前記第４ギアの各ギア間のバックラッシュを測定する測定方法である。もしくは、エンジンブロックに支承されるクランクシャフトと、前記クランクシャフトと一体回転するよう前記クランクシャフトに設けられた第１ギアと、前記第１ギアと噛み合う第２ギアと、前記第２ギアと一体回転する第１バランサシャフトと、前記第１バランサシャフトに設けられた第３ギアと、前記第３ギアと噛み合う第４ギアと、前記第４ギアと一体回転する第２バランサシャフトと、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトに各々備えられたバランスウエイトと、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを収納するバランサケースと、前記バランサケースに設けられ、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを支承する複数の回転支承部と、を備えたエンジンのバランサ装置に用いられ、前記第１ギア乃至前記第４ギアの各ギア間のバックラッシュを測定する測定装置であって、前記測定装置は、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトの軸方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトのうちの一方のシャフトの一側に位置する部分に設置される第１治具と、前記第１治具と係合する回転量計測手段と、前記軸方向において、前記一方のシャフトの他側に位置する部分に設置される第２治具と、で構成されると共に、前記第１治具及び前記回転量計測手段の重量と、前記第２治具の重量とは、前記回転支承部を支点としてつり合う重量となるように構成されたエンジンのバランサ装置のギア間バックラッシュの測定装置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従ったエンジンのバランサ装置の実施の形態を図面に基づき、説明する。図１及び図２において、エンジンのシリンダブロック１１はアルミ系材料のような熱膨張率の高い材料を用いて製造されている。このシリンダブロック１１には図示しないベアリングを介してクランクシャフト１２が回転自在に支承されている。クランクシャフト１２には図示しないコンロッドを介して図示しないピストンが係合している。また、シリンダブロック１１の下面には開口部１４が形成され、この開口部１４においてクランクシャフト１２には第１ギア１３が配設されている。
【０００６】
ケース２４は中空部２５を有すると共に、その支承部２８，２９，３０，３１を介してバランサシャフトを構成するドライブシャフト２２とドリブンシャフト２３を平行に且つ回転可能に支承している。両シャフトの夫々の両端２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂはケース２４から飛び出している（図２，３）。支承部２８乃至３１には図示しないオイル供給路を介してオイルが強制的に供給されている。また、シャフト２２，２３にはそれぞれ、半円柱状のバランスウエイト２６，２７がその中央に一体的に成型されており、バランスウエイト２６，２７が中空部２５内で回動する。バランスウエイト２６，２７はシャフトとは別体成型し、シャフトにボルトなどで締結することもできる。バランサシャフト２２，２３上には互いに噛合する第３，第４ギヤ３２，３３が固定されており、シャフト２２，２３は互いに反対方向に回転する。バランスウエイト２６，２７は、バランサシャフト２２，２３の回転により互いに正対可能に、ギア３２，３３の噛み合い位置が決められている。バランサシャフト２２上にはさらに第２ギア３４が配設され、クランクシャフトの第１ギア１３と噛み合う。これらギア３２，３３，３４は、支承部２８と３０との間、並びに支承部２９と３１との間にはなく、支承部２８，２９の外側に配置されて、いわゆる片もち状態となっている。
【０００７】
ケース２４は、その上端面を介して中間部材の板状の取付部１７にボルト１８を介して固設されている。中間部材の取付部１７に取り付けられたバランサケース２４は、エンジンのシリンダブロック１１に中間部材の柱状部１５とボルト１９を介して固設されている。ボルト１９の先端は中間部材の柱状部１５を貫通してシリンダブロック１１の下端面にねじ込まれている。中間部材１５，１７は、たとえば鉄系の材料といった熱膨張率の小さい材料を用いて製造される。なお、ケース２４はエンジンの図示しないオイルパン内部に配設される。
【０００８】
シャフト２２とギア３２の組付体とシャフト２３とギア３３の組付体は複数用意しておく。各組付体をケース２４へ組み付ける前にギア３２，３３間のバックラッシュを適宜方法によって事前に計測しておいて、最適な組付体ペアをケース２４に組付ける。しかし、組付け時に発生する誤差要因などが最適であるはずのバックラッシュを悪化させることが考えられる。
【０００９】
そこで、組み付けられたバランサ装置のギア間のバックラッシュは、図３に示す計測装置を用いて次のように測定・調整する。図３において、ケース２４に中間部材はまだ取り付けられていない。まず、図示しない冶具を用いてドライブシャフト２２を回転不能に固定する。ドリブンシャフト２３の一端２３ａには冶具（第1治具）７０をそのネジ７０ｄを介して一体に固設し、他端２３ｂには図４に示すような冶具（第2治具）７１をそのネジ７１ｃを介して一体に固設する。図４において、冶具７１は径方向に両側に伸びる延在部７１ａ，７１ｂを有し、一部にはネジ７１ｃが係合している。冶具７１自身の重さは以下のように決められる。即ち、支承部２９から外側（図２の左側）に片もち状態で位置しているギア３３、シャフト２３の一部および冶具７０の重さの和と、支承部３１から外側（図２の右側）に位置しているシャフト２３の一部および冶具７１の重さの和とがバランスするようにである。この結果、シャフト２３は支承部２９，３１上に、傾きのない安定した状態で支承される。
【００１０】
冶具７０も冶具７１と機能的には類似の構造を持ち、径方向に両側に伸びる延在部７０ａ，７０ｂ、ネジ７０ｃおよび出力部７０ｄを備えている。出力部７０ｄは図３において紙面と垂直な方向に伸びる板状の部材である。レバー式ダイヤルゲージ（回転量計測手段）７４はマグネットスタンド７５上に固定し、そのレバー部の先端が冶具７０の出力部７０ｄと係合する。以上の計測準備が整うと、各冶具７０，７１の延在部７０ａ，７１ａにそれぞれ同じ質量のおもり７２，７３を載せ、シャフト２３が回転するので、ダイヤルゲージ７４を用いてその指示値Ａを読み取る。そして、このおもり７２，７３を今度は各冶具７０，７１の延在部７０ｂ，７１ｂにそれぞれ載せ、シャフト２３が逆方向に回転するので、ダイヤルゲージ７４を用いてその指示値Ｂを読み取る。これら指示値Ａ，Ｂの差がシャフト２３の回転量、即ちギア３２，３３間のバックラッシュとして測定できる。バックラッシュ量が規定量を超える場合、他のシャフト２３とギア３３の組付体をケース２４に組み付け、最適なバックラッシュ量を得る。バックラッシュ量としては、例えば０〜１００ミクロン程度（常温時）である。
【００１１】
同様にして、第１ギア１３と第２ギア３４間のバックラッシュも測定できる。中間部材１５，１７とケース２４の間には所定の厚さを持つ図示しないシムを挟み込んである。このシムは各種厚さのものを用意しておく。さて、バックラッシュは図５に示す計測装置を用いて次のように測定・調整する。まず、図示しない冶具を用いてドリブンシャフト２３を回転不能に固定する。ドライブシャフト２２の一端２２ａには冶具（第１治具）８０をそのネジ８０ｄを介して一体に固設し、他端２２ｂには図４に示すような冶具７１と同一構造をもつ冶具（第2治具）８１をその図示しないネジを介して一体に固設する。冶具８１も径方向に両側に伸びる延在部８１ａ，８１ｂを有し、一部にはネジが係合している。冶具８１自身の重さは以下のように決められる。即ち、支承部２８から外側（図２の左側）に片もち状態で位置しているギア３２、第１ギア３４、シャフト２２の一部および冶具８０の重さの和と、支承部３０から外側（図２の右側）に位置しているシャフト２２の一部および冶具８１の重さの和とがバランスするようにである。この結果、シャフト２２は支承部２８，３０上に、傾きのない安定した状態で支承される。
【００１２】
冶具８０も冶具８１と機能的には類似の構造を持ち、径方向に両側に伸びる延在部８０ａ，８０ｂ、ネジ８０ｃおよび出力部８０ｄを備えている。出力部８０ｄは図５において紙面と垂直な方向に伸びる板状の部材である。レバー式ダイヤルゲージ７４はマグネットスタンド７５上に固定し、そのレバー部の先端が冶具７０の出力部８０ｄと係合する。以上の計測準備が整うと、各冶具８０，８１の延在部８０ａ，８１ａにそれぞれ同じ質量のおもり７２，７３を載せ、シャフト２２が回転するので、ダイヤルゲージ７４を用いてその指示値Ａ２を読み取る。そして、このおもり７２，７３を今度は各冶具８０，８１の延在部８０ｂ，８１ｂにそれぞれ載せ、シャフト２２が逆方向に回転するので、ダイヤルゲージ７４を用いてその指示値Ｂ２を読み取る。これら指示値Ａ２，Ｂ２の差がシャフト２２の回転量、即ち第１ギア１３と第２ギア３４間のバックラッシュとして測定できる。バックラッシュ量が規定量を超える場合、中間部材１５，１７とケース２４の間に挟み込むシムの厚さを変えることでクランクシャフト１２とドライブシャフト２２との間の軸間の距離を変え、ひいいてはバックラッシュ量を最適値に調整することができる。バックラッシュ量としては、例えば０〜１００ミクロン程度（常温時）である。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、第2治具を配設して、各バランサシャフトについて、支承部の両側の重さを同一としているので、ギアが支承部外部に片持ちされていても結果として重量バランスし、片持ちタイプにありがちなシャフトの傾きは解消できる。この状態で高精度にバックラッシュを計測でき、調整を施すことでバックラッシュに起因するノイズを低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に従ったエンジンのバランサ装置の側面図である。
【図２】図１における２−２矢視図である。
【図３】図１のバランサ装置のギア間バックラッシュの測定装置の構成図である。
【図４】図３における治具７０の斜視図である。
【図５】図３と同様の測定装置を他のシャフトに適用したときの構成図である。
【符号の説明】
１１・・・エンジンブロック
１２・・・クランクシャフト
１３・・・第１ギア
２６，２７・・・バランスウエイト
２２，２３・・・バランサシャフト
２４・・・バランサケース
２８，２９，３０，３１・・・支承部
３２・・・第３ギア
３３・・・第４ギア
３４・・・第２ギア
７０，８０・・・第１治具
７１，８１・・・第２治具
【図１】
0004682393.tif 000002
【図２】
0004682393.tif 000003
【図３】
0004682393.tif 000004
【図４】
0004682393.tif 000005
【図５】
0004682393.tif 000006