(57)【要約】  本発明は、少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）と少なくとも１つの軸受（１６，１７）とを有する多気筒エンジン用のバランシングシャフトに関するものであり、少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）が軸受（１６，１７）と関連付けられ、軸受（１６，１７）が、軸受（１６，１７）の周囲に部分的にだけ延びるラジアル滑り面（１８）を有し、バランシングシャフト（１１）の回転中に生じる遠心力は、軸受（１６，１７）の周囲に部分的に延びる滑り面（１８）によって形成される軸受（１６，１７）の領域内にあり、少なくとも１つの支持面（５１）が軸受（１６，１７）の周囲上に部分的に延在し、滑りリング部分（５１）が、部分的に形成された滑り面（１８）と関連付けられており、前記滑りリング部分は、軸受（１６，１７）の部分的に形成された滑り面（１８）と隣り合い、前記部分的に形成された滑り面（１８）と共に、軸受（１６，１７）の完全に閉じた滑り面（２０）を形成し、滑りリング部分（５１）の幅の境界を定めかつ部分的に形成された滑り面（１８）全体にわたる非支持式に提供された少なくとも１つの外縁（５４）を有する。
2010529386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）と少なくとも１つの軸受（１６，１７）を有し、少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）が軸受（１６，１７）と関連付けられた単気筒又は多気筒エンジン用のバランシングシャフトであって、軸受（１６，１７）は、その軸受（１６，１７）の周囲に部分的にだけ延びるラジアル滑り面（１８）を有し、バランシングシャフト（１１）の回転中に生じる遠心力が、軸受（１６，１７）の周囲に部分的に延びる滑り面（１８）によって構成された軸受（１６，１７）の領域内にあるものにおいて、
滑りリング部分（５１）が、前記部分的に形成された滑り面（１８）と関連付けられ、前記滑りリング部分は、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）と隣り合い、前記部分的に形成された滑り面（１８）と共に、前記軸受（１６，１７）の完全に閉じた滑り面（２０）を形成し、また前記滑りリング部分（５１）の前記幅の境界を定め且つ前記部分的に形成された滑り面（１８）全体にわたり非支持式に提供された少なくとも１つの外縁（５４）を有する
ことを特徴とするバランシングシャフト。
【請求項２】
前記滑りリング部分と、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）とが、ねじ込み及び／又は非ねじ込み接続によって結合された、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項３】
前記滑りリング部分は、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）と共に、材料一体接続によって、詳細には溶接又ははんだ付けによって接合された、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項４】
前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）が、１８０°を超える周辺角を有し、有利にはこの周辺角内で連続的に延在する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項５】
前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）が、１８０°以下の周辺角を有し、有利にはこの周辺角内で連続的に延在する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項６】
前記滑りリング部分（５１）は、一定の幅を有する支持面（５２）を有し、前記支持面（５２）の前記幅が、前記滑り面（１８）の前記幅に対応することが好ましい、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項７】
前記滑りリング部分（５１）の前記支持面（５２）が、一方又は両面の側で幅が先細りになるように形成され、好ましくは滑りリング部分（５１）の頂点で最も狭い断面を有する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項８】
前記滑り面（１８）に至る前記滑りリング部分（５１）の前記接続領域（５６）に接触面（５７）が提供され、前記接触面は、前記滑り面（１８）に対して回転軸方向に後方にずらされた、請求項１に記載の滑りリング部分。
【請求項９】
前記周辺方向又は半径方向に延在する少なくとも１つの位置決め部材（５７）が、前記滑り面（１８）に至る前記滑りリング部分（５２）の前記接続領域（５６）に提供され、前記位置決め部材は、前記滑りリング部分（５１）を前記滑り面（１８）に対して少なくとも軸方向に位置決めする、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１０】
滑り面（１８）及び支持面（５２）は、形状が球状である請求項１から９のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項１１】
軸受（１６，１７）は、バランシングシャフト（１１）の長手方向に対する断面で見て、滑りリング部分（５１）全体にわたるくぼみ（３１）を有し、具体的にはＶ形、Ｗ形、浴槽形、又はカップ形のくぼみを有する請求項１から１０のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項１２】
くぼみ（３１）は、バランシングシャフト（１１）の長手方向に関して対称的に構成された請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１３】
軸受（１６，１７）の滑り面（１８）とそれに隣接するくぼみ（３１）とで、回転軸（２７）がこの断面内にある断面を構成する請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１４】
くぼみ（３１）は、バランシングシャフト（１１）の回転軸（２７）内にある少なくとも１つの中央壁部分（３２）を有する、請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１５】
軸受（１６，１７）の滑り面（１８）とそれに隣接するくぼみ（３１）とで、回転軸（２７）がこの断面外にある断面を構成する請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１６】
くぼみ（３１）は、軸受（１６，１７）の滑り面（１８）と共に、タービン翼状又は非対称の断面を形成する請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１７】
軸受（１６，１７）の部分的に構成された滑り面（１８）は、バランシングシャフト（１１）の回転中に生じる遠心力に対して対称的に延びる、請求項１から１６のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項１８】
軸受（１６，１７）の滑り面の幅は、部分的に構成された滑り面（１８）の端部（２９）まで少なくとも特定の部分で細くなる、請求項１から１７のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項１９】
第１の軸受（１６；１７）の滑り面（１８）又は滑りリング部分（５１）の周囲角は、少なくとも１つの更に他の軸受（１６；１７）の滑り面（１８）又は滑りリング部分（５１）の周囲角と等しい、請求項１から１８のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項２０】
軸受（１６，１７）の第１の滑り面と少なくとも１つの更に他の滑り面（１８）は、軸の長手方向に見て、その周囲角に対して同じ向きのものである、請求項１から１９のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項２１】
軸受（１６，１７）の第１の滑り面と少なくとも１つの他の滑り面（１８）又は少なくとも１つの他の滑りリング部分（５１）は、軸の長手方向に見て、互いに対し回転されて配置された、請求項１から１５のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項２２】
少なくとも１つの軸受（１６，１７）、その滑り面（１８）、アンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）は、バランシングシャフト（１１）の中心面（４４）に対して点対称で配置された、請求項１から２１のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項２３】
第１の軸受と少なくとも１つの更に他の軸受（１６，１７）の滑り面（１８）は、互いに回転されて配置され、軸の長手方向に見て重なる領域を有する請求項１７に記載のバランシングシャフト。
【請求項２４】
軸受（１６，１７）の少なくとも１つの滑り面（１８）の直径より大きい直径を有する少なくとも１つの外周部分を有する少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（４６）が設けられた、請求項１から２３のいずれか１項に記載のバランシングシャフト。
【請求項２５】
アンバランスウェイト部分（４６）は、基本要素（１４）の外側端に設けられる請求項２０に記載のバランシングシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の特徴事項の前の記述で請求されているような単気筒又は多気筒エンジン用のバランシングシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン・ハウジング内に固定軸受と可動軸受によって保持された多気筒エンジン用のバランシングシャフトは、ＥＰ０７８９１６６Ａ１から知られている。バランシングシャフトはそれぞれ、その駆動軸を回転可能に駆動するためのピニオンを備える。第１の実施形態によれば、バランシングシャフトのピニオンは、非対称に形成されたバランス部材が挿入された管に固定される。次に、管の前端はそれぞれ非対称バランス部材に圧着され、それにより、バランシングシャフトは、半円筒形バランス部材がアンバランスウェイトとして配置された全体的に閉じられた管からなる。代替の実施形態によれば、この管は、半円筒形バランス部材全体を覆う半円筒形カバーによって置き換えられる。
【０００３】
このタイプのバランシングシャフトは、設計が単純で取り付けが容易であるという利点を有するが、そのようなバランシングシャフトは、その重量のために現在の需要と一致しなくなっている。軽量化とそれによる燃料消費量の削減の要求が益々強くなっており、このタイプの重く且つ大きい構造は望ましくなくなっている。
【０００４】
ＷＯ２００５／０９３２８６  Ａ１は、少なくとも２つのアンバランスウェイト部分と少なくとも１つの軸受を有する多気筒エンジン用のバランシングシャフトを開示しており、このアンバランスウェイト部分は、軸受けに対して対称的に配置され、アンバランスウェイト部分の少なくとも１つは、バランシングシャフト用に駆動できる端部として軸受から離れた端部を有する。２つの軸受の間に弾性的で柔軟な結合要素が設けられ、そのアンバランスウェイト部分は、２つの部分が結合されるように結合要素に対して対称的に配置される。アンバランスウェイト部分の形状はほぼ半円である。軸受は、円柱状の円盤として設けられ、円柱状に構成された軸受の半分が、アンバランスウェイト部分に対して自由に突出している。Ｔ形支柱が、バランシングシャフトの長手方向に回転軸から円筒形軸受の自由外縁領域まで延び、アンバランス部分に作用し、このバランシングシャフトを補強するように設けられている。これは、バランシングシャフトを長手方向に補強するためである。そのようないくつかのバランシングシャフトは、それらの構成で重量が最適化されるが、多気筒エンジンの回転速度を更に高めるには、運動マスを更に削減しなければならない。更に、エンジンの開発における重量を削減は、性能値を改善するために基本的に重要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＥＰ０７８９１６６Ａ１
【特許文献２】ＷＯ２００５／０９３２８６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明は、単気筒又は多気筒エンジン内の不釣合いを補償しながら、全体の重量と移動質量を削減するバランシングシャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。更に他の有利な構成と発展は、更に他の従属請求項に開示される。
【０００８】
本発明によるバランシングシャフトは、滑り面が軸受の周囲に部分的に形成されているので、軸受の重量を大幅に削減できるという利点を有する。従って、軸受の部分領域には切れ目がない。従って、軸受に隣接して提供される１つ又は複数のアンバランスウェイト部分も小さくすることができ、これにより、バランシングシャフトの重量を全体的に軽くすることができる。本発明による構成は、滑りリング部分が完結しているか、又は滑りリング部分の支持面で部分的滑り面全体を取り囲んでいるので、このタイプの軽量化バランシングシャフトは、軸受の潤滑がエンジン・ハウジングによって行われる従来のエンジン・ハウジングと、転り軸受で構成されることが好ましい新しく開発されたエンジン・ハウジングの両方で利用することができる。
【０００９】
更に、本発明による構成は、このタイプの取り付けにより長寿命を達成できるという利点を有する。軸受の周囲に延在する部分的に形成された滑り面の位置と関係なく、バランシングシャフトの単純な進入が可能になる。更に、部分的に形成された滑り面の方を向いている支持面の外縁が支持されていないという事実にも関わらず、動作の極めて滑らかなバランシングシャフトが達成される。従って、本発明による構成により、普遍的な利用が可能になり、従来のバランシングシャフトと比べて２０％〜４０％の大幅な軽量化が可能になる。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、軸受の滑りリング部分及び部分的に形成された滑り面は、押し込み式及び／又は非押し込み式接続によって結合される。これにより、滑り面に対する滑りリング部分の取り付けが簡単になる。押し込み式接続によって、滑りリング部分を滑り面に対して正確に位置決めすることができ、従ってより容易な取り付けが保証される。
【００１１】
本発明の更に有利な構成によれば、滑りリング部分は、部分的に形成された滑り面と材料一体化接続によって接続されるように作成される。これは、滑りリング部分とバランシングシャフトの間の永久接続を保証する溶接方法又は圧接方法を使用して行われてもよい。これにより、切れ目なしの滑りリング部分を有するこのタイプのバランシングシャフトを低コストで且つ高精度で等しく作成することができる。或いは、誘導溶接はんだ付け等の方法を提供することができる。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、軸受の滑り面は、１８０°を超える周辺角を有し且つ有利にはこの周辺角内で連続的に延在するように作成される。
【００１３】
本発明の代替構成によれば、軸受の部分的に形成された滑り面は、１８０°以下の周辺角を有し且つ有利にはこの周辺角内で連続的に延在するように作成される。周辺角をこのように小さくすることによって、隣り合ったアンバランスウェイト部分の重量を更に軽減し、その結果重り全体の重量を更に軽減することができる。
【００１４】
本発明の好ましい構成によれば、滑りリング部分は、特定の幅を有する支持面を有する。これにより、単純な幾何学的関係を作り出すことができる。支持面の幅は、滑り面の幅に対応することが好ましく、それにより軸受の表面が均一且つ連続的になる。
【００１５】
本発明の更に有利な構成によれば、滑りリング部分の支持面は、一方の側又は両方の側で幅が先細りになるように、好ましくは滑りリング部分の頂点で断面が最も狭くなるように形成されるように作成される。このタイプの断面積の縮小により、全質量が更に減少する。更に、軸受摩擦を減らすことができる。有利には、部分的に形成された滑り面と滑りリング部分は、間の遷移領域が同一幅になるように設計され、その結果、遷移が継ぎ目なしになる。
【００１６】
本発明の更に好ましい構成によれば、滑りリング部分と滑り面の間の接続領域に接触面が提供され、前記接触面は、滑り面に対して回転軸の方にずらされている。これにより、滑りリング部分をバランシングシャフトに対して確実に適応させ位置決めすることができる。非押し込み式及び／又は押し込み式接続による事前の固定が行われもよい。これにより、バランシングシャフトに対する滑りリング部分の取り付けとその後の固定が容易になる。
【００１７】
それぞれの軸受における接続領域は、周辺方向に延在し滑りリング部分を滑り面に対して軸方向に位置合わせする位置決め部材を有することが好ましい。これにより、滑りリング部分を軸受に対して正確に位置決めすることができる。更に、この事前の固定は、詳細には材料一体化接続によってバランシングシャフトへの滑りリング部分の固定を容易にする働きをする。
【００１８】
本発明の更に有利な構成によれば、滑り面及び、滑りリング部分の支持面が、軸方向で見て、その形状が球形になるように設けられる。これにより、例えば軸受ブッシュ、軸受リング、ニードル・ローラ、円筒ローラ等の軸受の損傷なしに、軸受間の動作中に生じる曲げ応力及び傾き又はトップリングを吸収することができる。
【００１９】
バランシングシャフトの軸受は、長手方向に対する断面で見て、例えば、Ｖ形、Ｗ形、浴槽形、又はカップ形に形成されたくぼみを有する。このタイプのくぼみは、バランシングシャフトの製造中に、鋳造、鍛造、プレス成形などによって、また機械加工によって簡単に形成することができ、従って、このタイプの軸受を低コストで製造し且つ重量を削減することができる。
【００２０】
軸受のくぼみは、バランシングシャフトの長手方向に関して対称的になるように形成されることが好ましい。これにより、バランシングシャフトを、設計の点で、具体的にはアンバランスウェイト部分の形状の点で、単純に開発することができる。
【００２１】
くぼみの代替形状によれば、前記くぼみは、周囲に部分的のみに延びる軸受の滑り面と共に、回転軸が軸受の断面内にある断面を形成するように作成される。この実施態様は、バランシングシャフトを補強することができ、従ってバランシングシャフトを特定の負荷に使用可能にするという利点を有する。そのような場合、二次的に重要なことは、重量が多少減少することである。
【００２２】
本発明の代替構成によれば、断面で見て、バランシングシャフトの回転軸内に少なくとも１つの中央部分があるように軸受のくぼみが作成される。これにより、回転軸を補強することができ、少なくとも１つの更に他のくぼみ部分を中央部分の近くに構成して重量を節減することができる。
【００２３】
軸受の更に他の代替構成は、軸受の滑り面とその近くにくぼみを設けて、回転軸が断面外にある断面面を形成する。例えば、このようにして軸受を三日月形断面にすることができる。このタイプの断面は、前記断面が同時に働き且つ潤滑液用のひしゃくとして使用できるという利点を有する。
【００２４】
軸受の更に他の代替実施形態は、軸受の周囲に部分的に延びる滑り面によりタービン翼状の断面を形成するためにくぼみを備える。これは、潤滑液の輸送に極めて有利である。
【００２５】
バランシングシャフトの軸受の更に有利な構成は、バランシングシャフトの回転によって生じる遠心力と対称的に構成され周囲に部分的に延びる滑り面を形成することである。その結果、軸受自体は、アンバランスウェイト部分として働き、バランシングシャフトの設計に計算に含めることができる。
【００２６】
更に、滑り面の端部までの少なくとも特定の部分に徐々に細くなるように軸受の滑り面の滑り面幅（周囲に部分的に延びる）を形成することが有利である。換言すると、滑り面は、生じる遠心力の作用の領域内で、バランシングシャフトの軸の長手方向に最も大きい幅又は拡がりを有し、少なくとも特定の部分において、その幅は、滑り面の自由端部に対して時計回りとその逆方向に細くなる。この結果、重量が更に減少し、軸受摩擦が更に減少することになる。また、滑り面の幅は、周囲角に沿って複数回変化し、従って幅が交互に狭くなりまた広くなってもよい。滑り面のテーパ状の幅は、滑りリング部分用の接続幅として働くことがあり、その結果、テーパ状の滑り面の幅は、滑りリング部分の支持面の幅として利用され続ける。
【００２７】
第１の軸受の滑り面の周囲角は、本発明の有利な構成によれば、少なくとも１つの更に他の軸受の滑り面の周囲角と等しい。これにより、各軸受で同じ軸受状態が実現される。類推により、これと同じことは、部分的な滑りリング部分の支持面にも当てはまる。
【００２８】
更に、第１の滑り面と少なくとも１つの更に他の軸受の少なくとも１つの更に他の滑り面を、バランシングシャフトの軸の長手方向に見て、バランシングシャフトの周囲角に対して同じ向きになるようにすることが好ましい。具体的には、エンジンハウジング内の静的アンバランス用のバランシングシャフトをこのようにすることができる。同時に、これにより、バランシングシャフトの中心面に対して実質的に鏡像対象構成が可能になる。これらのことは、滑りリング部分にも等しく当てはまる。
【００２９】
本発明の代替構成によれば、軸の長手方向において互いに回転された軸受の滑り面を設ける。これにより、モーメントのアンバランスとして知られるものを補償することができる。このタイプのバランシングシャフトは、具体的には、Ｖ形シリンダ構成又は奇数のシリンダを有するエンジン内で使用される。例えば、２個の軸受を有するバランシングシャフトでは、これらの軸受の滑り面を互いに１８０°回転させて提供することができる。３個以上の軸受を備える場合は、滑り面の向きは、モーメントのアンバランスを達成するように適応され、バランシングシャフトの中心面に従って、半径方向の動作で互いにずらされるか又は回転されるよう適応され、従ってこれに対応するモーメントのアンバランスを生成することができる。
【００３０】
バランシングシャフトには、モーメントのアンバランスのために前記バランシングシャフトが中心面に対して実質的に点対称に構成されることが好ましい。これにより、それぞれのレバーアームに従って、決められた力が中心面に対して作用することができ、それによりモーメントのアンバランスが打ち消される力に正確に適応させられる。
【００３１】
更に好ましい構成によれば、軸受の滑り面が少なくとも２つある場合、滑り面の重なり領域が形成されるように、Ｘ軸又はバランシングシャフトの長手方向のまわりに相互に回転させられる。滑り面の端部領域は、縦軸に沿った方向で見て、互いにわずかに重なることが好ましい。これにより、低損失の取り付けが可能になる。この実施形態の代替として、ある軸受の滑りリング部分と他の軸受の部分的に形成された滑り面の間に重なり領域が提供されてもよい。
【００３２】
本発明の更に好ましい構成によれば、少なくとも１つのアンバランスウェイト部分が、軸受の少なくとも１つの滑り面の直径より大きい直径を有する外周部分を有するように形成される。滑り面の外周面より突出するそのような不均衡部分は、バランシングシャフトの外側端部に設けられることが好ましく、従って単純な取り付けが維持される。このタイプのバランシングシャフトは、モーメントのアンバランスを補償する働きもする。
【００３３】
本発明とその更に他の有利な実施形態及び発展は、図面に示した例に基づいて以下により詳細に説明される。本発明によれば、説明及び図面から推論することができる特徴は、それぞれ個々に又は任意の所望の組み合わせで適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】バランシングシャフトの本発明による第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１によるバランシングシャフトの概略側面図である。
【図３】図２の線III−IIIに沿った概略断面図である。
【図４】バランシングシャフトの本発明による第２の実施形態の斜視図である。
【図５】図４によるバランシングシャフトの概略側面図である。
【図６ａ】図５の線Ｖ−Ｖに沿って得られた概略断面図である。
【図６ｂ】図５と異なる代替の実施形態の概略断面図である。
【図７】バランシングシャフトの本発明による第３の実施形態の斜視図である。
【図８】図７の線ＶＩＩ−ＶＩＩに沿って得られた概略断面図である。
【図９】バランシングシャフトの本発明による第４の実施形態の斜視図である。
【図１０】図９によるバランシングシャフトの概略側面図である。
【図１１】図９によるバランシングシャフトの更に他の概略側面図である。
【図１２】バランシングシャフトの本発明による第５の実施形態の斜視図である。
【図１３】図１２によるバランシングシャフトの概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、本発明によるバランシングシャフト１１の第１の実施形態の斜視図である。このタイプのバランシングシャフト１１は、多気筒エンジン用であり、二次マス力(scond order mass force)を補償する働きをする。従来、エンジン回転速度の２倍で逆方向に回転する２本のバランシングシャフトが互いにずらされて配置されていた。
【００３６】
例えばバランシングシャフト１１を駆動するチェーンホイールなどの駆動部（詳しく示されていない）が、バランシングシャフトの後端部１２（図１に示した）に設けられる。
バランシングシャフト１１は第１と第２の軸受１６、１７が設けられた基本要素１４を有する。これらの軸受は、バランシングシャフト１１をエンジンユニット内に取り付ける働きをする。これらの軸受１６、１７は、滑り面１８を有し、その周囲は、基本要素１４の他の部分の周囲より大きくなるように構成されている。これにより、片方の端部１３が前方にある状態でバランシングシャフト１１をエンジンユニット内の軸受又は軸受ブッシュに挿入することができる。
【００３７】
第１の軸受１６と第２の軸受１７に関する対照的配置で、アンバランスウェイト部分２１〜２４が配置され、アンバランスウェイト部分２２及び２３が互いに継ぎ目なく一体化している。前記アンバランスウェイト部分の寸法決めにおいて端部１２及び１３が考慮される。基本要素１４は、回転軸２７が、軸受１６及び１７（図３）の断面内にあるように、バランシングシャフト１１の回転軸２７に対してずらされた壁部分２６を有する。
【００３８】
第１の軸受１６と第２の軸受１７はそれぞれ、軸受１６及び１７の周囲の上に部分的に延在する滑り面１８を有し、前記滑り面１８は、周辺角１８０°〜３５９°で取り囲む。この構成は、基本的に、部分軸受として知られるものを形成する。この部分軸受は、支持面５２を構成する滑りリング部分５１によって周囲が完結される。支持面５２と滑り面１８は一緒に、周辺角３６０°を取り巻く全滑り面２０を構成する。滑り面１８と支持面５２は、周辺方向に互いに継ぎ目なく一体化することが好ましい。
【００３９】
滑りリング部分５１は、その幅が滑り面１８に適応されることが好ましい。滑りリング部分５１の半径方向外側の外縁５３は、好ましくは滑り面１８と面一で一体化する。滑りリング部分５１の半径方向内側の外縁５４は、部分軸受の壁部分３２によって支持される。滑りリング部分５１は、薄い壁厚を有し、従って、滑りリング部分５１は、部分軸受をアーチ式にまたぎ、その周囲を完全に取り囲む。滑りリング部分５１の壁厚は、十分な固有の剛性を提供したまま重量を最大限削減するように薄く選択されることが好ましい。縁領域が円弧形の場合は、外縁５３及び５４が一致し、その最も外側に半径方向内側の外縁５４が形成されてもよい。外縁５４は、直線経路を取ることが好ましい。或いは、外縁は、波状等に実現されてもよい。滑りリング部分５１の半径方向内側の外縁５４は、自立式に形成され、即ち、この外縁５４は、滑り面１８に至る接続領域５６を除くバランシングシャフト１１の他のどの本体部分にも支持されていない。
【００４０】
図１〜図３による例示的な実施形態では、支持面５２の幅は、滑りリング部分５１の周辺角全体にわたって一定になるように形成される。滑り面１８と滑りリング部分５１の間の接続領域５６は、一種の鈍角突合せ接続として実現される。滑りリング部分５１は、部分的に形成された滑り面に対して溶接接合によって、詳細には圧接接合によって固定され、また必要に応じて溶接工程の後で精密研磨されることが好ましい。
【００４１】
図３による例示的な実施形態では、滑り面１８の周辺角は、例えば１９０°〜２２０°の範囲である。一方、残りの領域は、滑りリング部分５１によって完結される。図１〜図３に示した本発明による第１の軸受１６と第２の軸受１７は、当該技術分野で既知の円筒状又は円盤状軸受よりもかなり軽量化された軸受１６及び１７を構成することができる。同時に、１８０°の接触角を超えて突出する端部領域２９によって、エンジン・ユニット内の軸受内の静止バランシングシャフト１１の簡単な進入が可能になり、詳細には、バランシングシャフトが、アンバランスウェイト部分２１〜２４が垂直上方を指す位置で止まる場合に、傾くことなく安定した進入が容易になる。
【００４２】
軸受１６及び１７は、図３による断面で見たとき、形状がＶ字形、カップ形、または浴槽形のくぼみ３１を有する。幾何学形状は、滑りリング部分５１の必要な剛性、不釣合い度、及び接続点に合わせて適応されてもよい。くぼみ３１の中央壁部分３２は、回転軸２７の上にある。中央壁部分３２に隣接して平滑化部分が提供され、平滑化部分は、円弧と徐々に一体化し、アンバランスウェイト部分２１、２２、２３及び２４の境界を定める。
【００４３】
或いは、中央壁部分３２が基本要素１４の回転軸２７内にあるように作成されてもよい。この場合、滑り面１８は、１８０°、１８０°超、又は１８０°未満の周辺角を有する。接触角のこの相違は、回転軸２７に対する壁部分３２の配置に関して図３に表わされた実施形態で提供される。
【００４４】
図１の実施形態による軸受１６及び１７は、静止作用部分３６として知られるものによって互いに接続される。アンバランスウェイトを軽量化するために、このタイプのバランシングシャフト１１を製造して機械加工する際、アンバランスウェイト部分２２及び２３から支持する静止作用部分３６まで継ぎ目なしに遷移する。バランシングシャフト１１は、先端の間に取り付けられる。
【００４５】
図１〜図３に示したバランシングシャフト１１では、軸受１６及び１７は、特にハウジングによって潤滑が行われる状態で滑り軸受を形成するように実現される。これらの軸受１６及び１７は、また、エンジン・ユニット内の転り軸受を形成するように実現されてもよい。エンジン・ユニット上の軸受は、例えば円筒ローラ又はニードル・ブシュを有するローラを含んでもよい。
【００４６】
図１から図３に示したバランシングシャフトは、具体的には、例えば４気筒列形エンジン内で生じるような静的アンバランスを生成するマス力を補償する。これは、例えばＺ軸に対して垂直なＹ軸で作用する静的アンバランスを補償する。
【００４７】
図４から図６は、図１のバランシングシャフト１１の更に他の代替実施形態を示す。このバランシングシャフト１１では、基本要素１４は修正されており、図６に示したように、軸受１６と１７は、図３と異なるように構成されている。
【００４８】
軸受１６と１７は、例えば形状が浴槽状のくぼみ３１と、くぼみ３１及び軸受１６、１７の周囲に部分的に延びる滑り面１８と共に回転軸２７の外側に断面を形成する中央壁部分３２とを有する。このタイプの実施形態では、軸受１６と１７の重量は、図３の実施形態より更に減少する。これと関連した減少は、１つ又は複数のポイントで回転軸から遠いほどマスが少なくなるという事実の結果として補償される。この原理により、全体のマスが更に減少する。このケースでは、それぞれ端部１２、１３から軸受１６、１７の中央壁部分３２まで継ぎ目なく移行することが好ましい。そのような継ぎ目のない移行は、残りの作動部分３６を有するバランシングシャフト１１の中心にも設けられる。端部１２、１３の先端の間に回転可能に取り付けられるこのタイプのバランシングシャフト１１の製造において、バランシングシャフトの機械加工中に滑り面１８の正確な構成を可能にするために、更に、残りの作動部分３６に保持装置又は保持台が作用する。
【００４９】
図４から図６に示したバランシングシャフト１１は、最も軽量な構造に設計されている。使用される材料により、バランシングシャフト１１の長手方向で最小の剛性と曲げ強さを達成することができる。アンバランスウェイト部分２１、２２、２３、２４は、軸受１６、１７に対して対称的に配置され、それぞれの場合、基本要素１４の更に他の経路（例えば、端部１２、１３の経路と、残りの作動部分３６の経路）は、アンバランスウェイト部分２１、２２、２３、２４のマスの設計に影響を及ぼす。アンバランスウェイト部分２１、２２、２３、２４の円形断面の部分は、アンバランスウェイトを回転軸２７から十分に外して偏心的に位置決めすることができるという利点を有する。
【００５０】
図６ｂは、図６ａと異なる代替の実施形態を表わす。この場合、滑り面１８は、バランシングシャフトの残りの構造に対して非対称的に形成され適応され、また、滑りリング部分５１の支持面５２が、非対称的に等しく形成されるように作成される。これにより、所定の方向の遠心力が生じることができる。
【００５１】
本発明の更に代替の実施形態は、図７と図８に提供される。この場合、接続領域５６は、滑りリング部分５１の端面５８が、滑り面１８より後方にずれた接触面５７によって形成された段と面一に当接し、従って滑り面１８と支持面５１に継ぎ目なしに遷移できるように形成される。同時に、滑りリング部分５１は、この遷移領域内で部分的な滑り面１８によって補強され、その結果、組立体の耐久性が高まる。更に、このタイプの組立体では、部分的に形成された滑り面１８に対して滑りリング部分５２をより容易に固定できることが好ましい。
【００５２】
接続領域５６において、更に位置決め部材５９が提供され、滑りリング部分５１のタブ６１が係合する中間くぼみが形成される。これにより、滑りリング部分５１を滑り面１８に対して軸方向に位置的に予め正確に固定することができる。同時に、周辺方向の位置的に正確な配置が好ましい。更に、回転軸に対して半径方向のくぼみが提供されるように作成されてもよく、前記くぼみは、滑りリング部分５１の内側に形成され回転軸の方に半径方向に向いた突出部と係合される。滑りリング部分５１を軸方向、半径方向、及び周辺方向に配置するための実施形態は、個々に提供されてもよく、所望の方法で互いに組み合わされてもよい。
【００５３】
図９〜図１１は、バランシングシャフト１１の更に代替の実施形態を表わす。例えば２つの軸受１６及び１７を有するこのバランシングシャフト１１では、滑りリング部分５１は、幾何学形状が互いに異なるように形成される。例えば、軸受１７の滑りリング部分５１は、断面の片側だけにテーパ５５を備える。一方、軸受１６の滑りリング部分５１は、両側に形成され詳細には頂点の方を向く滑りリング部分５１の幅のテーパ５５を備える。そのようなテーパ５５は、例えば弓形又はアーチ形の継ぎ目なしの遷移によって提供されてもよい。そのようなテーパ５５によって、摩擦の減少と重量の低減の両方が達成される。
【００５４】
詳しく示されない代替の実施形態では、くぼみにタービン羽根車状断面又は非対称断面が形成される。
【００５５】
くぼみ又は部分的に形成された切れ目のない軸受の構成は、その形状、サイズ及び／又は幾何学形状がそれぞれの用途に適応されてもよく、多数の可能な形状を提供することができる。
【００５６】
図１２と図１３は、バランシングシャフト１１の更に他の代替の実施形態を表わす。このバランシングシャフト１１は、アンバランスウェイト部分２１、２２、２３及び２４並びに軸受１６及び１７が、中心平面４４に対して実質的に点対称で構成される点が前の図のものと異なる。中心平面４４は、Ｘ軸、即ちバランシングシャフト１１の回転軸又は縦軸に対して垂直である。このタイプのバランシングシャフト１１は、図１〜図１１による前述のバランシングシャフト１１と対照的に、モーメントの不釣合いを補償するために使用される。そのようなモーメントの不釣合いの補償は、例えばＶ３又はＶ６エンジン等のＶ字形シリンダ構成を有するエンジン、又は奇数のシリンダを有する列形エンジンにおいて提供される。この実施形態では、各軸受１６及び１７の滑り面１８の周辺角は、バランシングシャフト１１の回転軸方向で見て、滑り面１８の少なくとも１つの端領域２９が重なるように構成されることが好ましい。他の点に関しては、以上の図に関して述べたことが当てはまる。
【００５７】
詳細に示されておらず且つ図１２と図１３によるバランシングシャフト１１の代替である更に他の代替の実施形態では、少なくとも特定部分に、滑り面１８の直径より大きい直径の外周部を有するアンバランスウェイト部分４６が、バランシングシャフト１１の一端に提供される。このアンバランスウェイト部分４６は、円盤状の不釣合い質量として、又は円盤状の不釣合い質量の一部分として構成される。バランシングシャフト１１の外側端におけるこのタイプの不釣合い質量の構成は、バランシングシャフト１１の取り付けを簡単にするという利点を有する。他の点では、前の図に関して述べたことが当てはまる。アンバランスウェイト部分４６は、外側端にあるアンバランスウェイト部分２１及び２４の他に構成されてもよくそれを含んでもよい。
【００５８】
以上述べたバランシングシャフト１１をエンジン内で任意の望みの方式で互いに組み合わせることができる。これは、エンジンの構造に依存し、従って、バランシングシャフトの設計は、補償される静的アンバランス及び／又はモーメントのアンバランスに適応されなければならない。同様に、個々のバランシングシャフト１１の個々の特徴を互いに組み合わせることができる。
【００５９】
以上述べた例示的実施形態はすべて、バランシングシャフト１１の重心が、遅くとも取り付けた状態で、その長手方向に基づいて多気筒エンジンの中心に重心を有するという事実が共通である。更に、全ての実施形態に共通の特徴は、滑りリング部分５１が、部分的に形成された滑り面１８のくぼみ３１の全体にわたる少なくとも１つの非支持外縁５４を有することである。従って、支持面５２と部分的に形成された滑り面１８から成る滑り面２０全体は、隣りの軸受から独立しており、同時に重量の削減が最大になる。
【００６０】
以上述べたすべての特徴は、それぞれ本質的に、本発明にとって不可欠であり、任意の望ましい方式で互いに組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１１  バランシングシャフト；  １６，１７  軸受け；  １８  滑り面；  
２１，２２，２３，２４  アンバランスウェイト部分；  ５１  滑りリング部分；  
５２  支持面；  ５４  半径方向内側の外縁。
【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６ａ−６ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月16日(2010.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）と少なくとも１つの軸受（１６，１７）を有し、少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）が軸受（１６，１７）と関連付けられた単気筒又は多気筒エンジン用のバランシングシャフトであって、軸受（１６，１７）は、その軸受（１６，１７）の周囲に部分的にだけ延びるラジアル滑り面（１８）を有し、バランシングシャフト（１１）の回転中に生じる遠心力が、軸受（１６，１７）の周囲に部分的に延びる滑り面（１８）によって構成された軸受（１６，１７）の領域内にあるものにおいて、
滑りリング部分（５１）が、前記部分的に形成された滑り面（１８）と関連付けられ、前記滑りリング部分は、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）と隣り合い、前記部分的に形成された滑り面（１８）と共に、前記軸受（１６，１７）の完全に閉じた滑り面（２０）を形成し、また前記滑りリング部分（５１）の前記幅の境界を定め且つ前記部分的に形成された滑り面（１８）全体にわたり非支持式に提供された少なくとも１つの外縁（５４）を有する
ことを特徴とするバランシングシャフト。
【請求項２】
前記滑りリング部分と、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）とが、ねじ込み及び／又は非ねじ込み接続によって結合された、請求項１に記載のバランスシャフト。
【請求項３】
前記滑りリング部分は、前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）と共に、材料一体接続によって、詳細には溶接又ははんだ付けによって接合された、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項４】
前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）が、１８０°を超える周辺角を有し、有利にはこの周辺角内で連続的に延在する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項５】
前記軸受（１６，１７）の前記部分的に形成された滑り面（１８）が、１８０°以下の周辺角を有し、有利にはこの周辺角内で連続的に延在する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項６】
前記滑りリング部分（５１）は、一定の幅を有する支持面（５２）を有し、前記支持面（５２）の前記幅が、前記滑り面（１８）の前記幅に対応することが好ましい、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項７】
前記滑りリング部分（５１）の前記支持面（５２）が、一方又は両面の側で幅が先細りになるように形成され、好ましくは滑りリング部分（５１）の頂点で最も狭い断面を有する、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項８】
前記滑り面（１８）に至る前記滑りリング部分（５１）の前記接続領域（５６）に接触面（５７）が提供され、前記接触面は、前記滑り面（１８）に対して回転軸方向に後方にずらされた、請求項１に記載の滑りリング部分。
【請求項９】
前記周辺方向又は半径方向に延在する少なくとも１つの位置決め部材（５７）が、前記滑り面（１８）に至る前記滑りリング部分（５２）の前記接続領域（５６）に提供され、前記位置決め部材は、前記滑りリング部分（５１）を前記滑り面（１８）に対して少なくとも軸方向に位置決めする、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１０】
滑り面（１８）及び支持面（５２）は、形状が球状である請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１１】
軸受（１６，１７）は、バランシングシャフト（１１）の長手方向に対する断面で見て、滑りリング部分（５１）全体にわたるくぼみ（３１）を有し、具体的にはＶ形、Ｗ形、浴槽形、又はカップ形のくぼみを有する請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１２】
くぼみ（３１）は、バランシングシャフト（１１）の長手方向に関して対称的に構成されるか、または、軸受（１６，１７）の滑り面（１８）と共にタービン翼状又は非対称の断面を形成する、請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１３】
軸受（１６，１７）の滑り面（１８）とそれに隣接するくぼみ（３１）とで、回転軸（２７）がこの断面内にある断面を構成するか、または、
くぼみ（３１）は、バランシングシャフト（１１）の回転軸（２７）内にある少なくとも１つの中央壁部分（３２）を有するか、または、
軸受（１６，１７）の滑り面（１８）とそれに隣接するくぼみ（３１）とで、回転軸（２７）がこの断面外にある断面を構成する、
請求項７に記載のバランシングシャフト。
【請求項１４】
軸受（１６，１７）の部分的に構成された滑り面（１８）は、バランシングシャフト（１１）の回転中に生じる遠心力に対して対称的に延びる、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１５】
軸受（１６，１７）の滑り面の幅は、部分的に構成された滑り面（１８）の端部（２９）まで少なくとも特定の部分で細くなる、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１６】
第１の軸受（１６；１７）の滑り面（１８）又は滑りリング部分（５１）の周囲角は、少なくとも１つの更に他の軸受（１６；１７）の滑り面（１８）又は滑りリング部分（５１）の周囲角と等しい、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１７】
軸受（１６，１７）の第１の滑り面と少なくとも１つの他の滑り面（１８）は、軸の長手方向に見て、その周囲角に対して同じ向きである、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１８】
軸受（１６，１７）の第１の滑り面と少なくとも１つの他の滑り面（１８）又は少なくとも１つの他の滑りリング部分（５１）は、軸の長手方向に見て、互いに対し回転されて配置された、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項１９】
少なくとも１つの軸受（１６，１７）、その滑り面（１８）、アンバランスウェイト部分（２１，２２；２３，２４）は、バランシングシャフト（１１）の中心面（４４）に対して点対称で配置された、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項２０】
第１の軸受と少なくとも１つの更に他の軸受（１６，１７）の滑り面（１８）は、互いに回転されて配置され、軸の長手方向に見て重なる領域を有する請求項１４に記載のバランシングシャフト。
【請求項２１】
軸受（１６，１７）の少なくとも１つの滑り面（１８）の直径より大きい直径を有する少なくとも１つの外周部分を有する少なくとも１つのアンバランスウェイト部分（４６）が設けられた、請求項１に記載のバランシングシャフト。
【請求項２２】
アンバランスウェイト部分（４６）は、基本要素（１４）の外側端に設けられる請求項１８に記載のバランシングシャフト。
【国際調査報告】
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