(57)【要約】【課題】プラグ等の開口部を閉塞するための別部材を用いることなくオイルの浸入を低減し製造ステップの増加やフリクションの悪化、オイルの泡立ちによるエンジンの潤滑不良を抑えることが可能なエンジンのバランサ装置を提供すること。【解決手段】ハウジング２０の側壁２０ａにはバランスシャフト４０の軸を中心とし該軸に沿って側壁２０ａを貫通する作業孔２０ｂが形成されている。バランスシャフト４０は回転軸４２とバランスウエイト４３とから構成され、作業孔２０ｂは回転軸４２の端部４２ａを該回転軸４２の軸方向に沿って延出し、該端部４２ａと作業孔２０ｂとの間に隙間を有して塞がれている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けられるハウジングと、該ハウジングの軸受部に互いに平行に回転可能に軸支されると共にその一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される一対のバランスシャフトと、該各バランスシャフトの外周に偏心して設けられ、前記ハウジングに形成されるウエイト室内にて前記バランスシャフトと共に回転可能なバランスウエイトと、前記各バランスシャフトに夫々設けられ、前記ハウジングに形成されるギヤ室内にて前記クランクシャフトの回転動力により前記各バランスシャフトが相互に反対方向に回転するように互いに噛合される一対のギヤとを備えたエンジンのバランサ装置において、
前記ハウジングは、前記バランスシャフトの軸に沿った面にて分割される第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とから構成されるとともに、側壁には前記バランスシャフトの軸を中心とし該軸に沿って該側壁を貫通する貫通孔が形成され、
前記バランスシャフトは、該バランスシャフトを支持する軸受部よりも前記貫通孔側の端部にバランスウエイトが設けられるとともに、該端部が前記貫通孔を塞ぐように該バランスシャフトの軸方向に沿って延出形成されてなる
ことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記複数の軸受部を加工するためのツールを挿通する作業孔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、エンジンのバランサ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に４気筒エンジンにおいては、例えばピストンの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、従来、エンジンには、該エンジンの振動を抑制するバランサ装置が設けられている。
【０００３】
バランサ装置は、バランスウエイトが偏心して設けられた２本のバランスシャフトが、シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けたハウジングに回転可能に軸支されると共に、オイルパン内に貯留したオイル及びシリンダブロックから流下するオイルが接触しないようにハウジングにより覆われている。バランサ装置は、２本の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する。
【０００４】
バランスシャフトは、ハウジングに形成された軸受部に回転自在に支持されている。そして、バランスシャフトは、クランクシャフトの２倍の速度で回転されるため、該バランスシャフトがスムーズに回転するためには複数の軸受部の軸中心が一致している必要があり、高い加工精度が要求される。ハウジングは、バランスシャフト及びクランクシャフトの回転を伝達するギヤを収容する収容部を備えるため、分割面を互いに当接した一対のハウジング（アッパハウジング及びロアハウジング）により構成されている。そして、軸受部は、分割面を当接した一対のハウジングに対し、その外部からドリル歯等により機械加工されている。そのため、ハウジングの後端面には、機械加工のための開口部が形成される。
【０００５】
ところで、バランサ装置は、オイルパン内のシリンダブロック下部に取着されている。このため、オイルパンに貯留したオイルが開口部からハウジング内に入り込む。ハウジング内のオイルはバランスウエイトによって攪拌され、オイルが泡立ってしまう（オイルのエア巻き込み）。この気泡を含むオイルがオイルパンに戻り、そのオイルパンからエンジンの各部に供給されると、潤滑不良を招く。また、ハウジング内のオイルは、バランスシャフトの回転抵抗を増大させ、エンジンフリクションの悪化を招く。このため、例えば特許文献１には、開口部を合成樹脂等からなるプラグにより閉塞したバランサ装置が開示されている。
【特許文献１】特許第３４８８７２号公報（段落［００１４］，第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の特許文献１に開示されたバランサ装置では、開口部を閉塞するプラグが必要であるため、製造上のステップが増加するという問題があった。また、開口部を閉塞するプラグは、エンジンの振動などによって時間経過とともにゆるみが発生し開口部から脱落する虞があるため、長期にわたって安定して潤滑不良やフリクションの悪化を低減することができない。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、プラグ等の開口部を閉塞するための別部材を用いることなくオイルの浸入を低減し製造ステップの増加やフリクションの悪化、オイルの泡立ちによるエンジンの潤滑不良を抑えることが可能なエンジンのバランサ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けられるハウジングと、該ハウジングの軸受部に互いに平行に回転可能に軸支されると共にその一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される一対のバランスシャフトと、該各バランスシャフトの外周に偏心して設けられ、前記ハウジングに形成されるウエイト室内にて前記バランスシャフトと共に回転可能なバランスウエイトと、前記各バランスシャフトに夫々設けられ、前記ハウジングに形成されるギヤ室内にて前記クランクシャフトの回転動力により前記各バランスシャフトが相互に反対方向に回転するように互いに噛合される一対のギヤとを備えたエンジンのバランサ装置において、前記ハウジングは、前記バランスシャフトの軸に沿った面にて分割される第１ハウジング部材と第２ハウジング部材とから構成されるとともに、側壁には前記バランスシャフトの軸を中心とし該軸に沿って該側壁を貫通する貫通孔が形成され、前記バランスシャフトは、該バランスシャフトを支持する軸受部よりも前記貫通孔側の端部にバランスウエイトが設けられるとともに、該端部が前記貫通孔を塞ぐように該バランスシャフトの軸方向に沿って延出形成されてなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のエンジンのバランサ装置において、前記貫通孔は、前記複数の軸受部を加工するためのツールを挿通する作業孔である。
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、バランスシャフトは、軸受部よりも端部側にバランスウエイトを有しており、軸端部にて軸支する場合に比べて該バランスシャフトの撓みが小さくなる。ハウジングの側壁には前記バランスシャフトの軸を中心とし該軸に沿って該側壁を貫通する貫通孔が形成され、該貫通孔はバランスシャフトの端部を該バランスシャフトの軸方向に沿って延出し、該端部と貫通孔との間に隙間を有して塞がれている。従って、バランスシャフトの端部は、貫通孔からハウジング内部に浸入するオイルの量を低減する。また、プラグ等の別部材にて貫通孔を閉塞する必要が無く、作業ステップの増加を抑える。また、プラグ等の別部材のようにエンジンの振動等によってゆるみや脱落が発生しないため、長期にわたってエンジンの潤滑不良やフリクションの悪化が抑えられる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、貫通孔を挿通するツールにより複数の軸受部の軸中心が一致するように加工される。更に、ツールを軸受部まで速やかに移動させることで、作業時間が短くなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、プラグ等の開口部を閉塞する別部材を用いることなくオイルの浸入を低減し製造ステップの増加やフリクションの悪化、オイルの泡立ちによるエンジンの潤滑不良を抑えることが可能なエンジンのバランサ装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、エンジンのシリンダブロック１１の下端部には、エンジンの出力軸であるクランクシャフト１２が、同シャフト１２の軸線を中心に回転可能に支持されている。このクランクシャフト１２には、コンロッドを介してピストン（共に図示せず）が連結されている。そして、エンジンの運転時には、ピストンの図中上下方向への往復移動がコンロッドによってクランクシャフト１２の回転へと変換されるようになる。また、クランクシャフト１２には、駆動ギヤ１３が同シャフト１２と一体回転可能に固定されている。
【００１３】
シリンダブロック１１の下部にはオイルを貯留するオイルパン１４が固定されている。また、シリンダブロック１１の下端には、エンジンの運転時にピストンの移動方向に働く同ピストンの慣性力を打ち消すためのバランサ装置１５が、オイルパン１４内に位置するように固定されている。シリンダブロック１１には、エンジンにより駆動され、オイルパン１４内のオイルをエンジンの各潤滑部へ圧送するオイルポンプ（図示略）が取り付けられており、オイルポンプからのオイルの一部は後述するようにバランサ装置１５へも供給される。
【００１４】
バランサ装置１５は、ハウジング２０と第１バランスシャフト４０と第２バランスシャフト５０とを備えている。
ハウジング２０は、第１ハウジング部材２１と第２ハウジング部材２２とから構成されている。第１ハウジング部材２１及び第２ハウジング部材２２はアルミ合金や鋳鉄等から成り、互いに分割面２１ａ，２２ａが密接するように複数本のボルト２３により互いに締結されている。また、ハウジング２０は複数本のボルト１６によりシリンダブロック１１に固定されている。
【００１５】
両ハウジング部材２１及び２２間には、第１バランスシャフト４０と第２バランスシャフト５０が回転自在に収容されている。第１バランスシャフト４０及び第２バランスシャフト５０にはそれぞれ第１ドリブンギヤ４１及び第２ドリブンギヤ５１が固定されている。第１ドリブンギヤ４１及び第２ドリブンギヤ５１は互いに噛合し同一の歯数を持つ。これにより各バランスシャフト４０，５０が相互に反対方向に同じ速度にて回転する。
【００１６】
第１ドリブンギヤ４１は駆動ギヤ１３と噛合し、駆動ギヤ１３と第１ドリブンギヤ４１の歯数は２：１に設定されている。従って、各バランスシャフト４０，５０は、クランクシャフト１２の２倍の回転数で回転する。尚、クランクシャフト１２の回転を各バランスシャフト４０，５０に伝達する方法として、ギヤ駆動方式以外にチェーン駆動方式、ベルト駆動方式などもよい。
【００１７】
各バランスシャフト４０，５０は、バランスウエイト４３，５３を備えている。バランスウエイト４３，５３は半円状に形成されバランスシャフト４０，５０の軸線に対して重心が偏心した状態となるように形成されている。従って、バランサ装置１５は、重心位置が回転中心に対して偏心した第１バランスシャフト４０及び第２バランスシャフト５０を回転することで、エンジンの二次の慣性力に起因する上下振動やこもり音を抑制する。尚、バランスウエイト４３，５３はバランスシャフト４０，５０と別体に形成され、ボルト等によりシャフト４０，５０に一体回転可能に締結するようにしてもよい。
【００１８】
次に、ハウジング２０及び第１バランスシャフト４０を図２に従って説明する。尚、第２バランスシャフト５０及びそれに関わるハウジング２０の構成は、第１バランスシャフト４０及びそれに関わるハウジング２０の構成と概略同じであるため、図面及び説明を省略する。
【００１９】
図２に示すように、ハウジング２０は、ギヤ室２４及びウエイト室２５を有し、ギヤ室２４にはドリブンギヤ４１が配設され、ウエイト室２５にはバランスウエイト４３が配設されている。ギヤ室２４及びウエイト室２５は第１バランスシャフト４０を回動可能に支持する第１軸受部２６により区画されている。ウエイト室２５は、第１バランスシャフト４０を回動可能に支持する第２軸受部２７により、第１ウエイト室２８と第２ウエイト室２９とに区画されている。
【００２０】
従って、両ハウジング部材２１，２２には、ギヤ室２４を形成するように互いに対向する凹部２４ａ，２４ｂが形成されている。また、両ハウジング部材２１，２２には第１ウエイト室２８を形成するように互いに対向する凹部２８ａ，２８ｂが形成されている。更に、両ハウジング部材２１，２２には第２ウエイト室２９を形成するように互いに対向する凹部２９ａ，２９ｂが形成されている。
【００２１】
第１ハウジング部材２１の各凹部２４ａ，２８ａ，２９ａは、第１軸受部２６と第２軸受部２７を形成する軸受部２６ａ，２７ａにより区画形成されている。第２ハウジング部材２２の各凹部２４ｂ，２８ｂ，２９ｂは、第１軸受部２６と第２軸受部２７を形成する軸受部２６ｂ，２７ｂにより区画形成されている。
【００２２】
第１バランスシャフト４０は、回転軸４２とバランスウエイト４３とを有している。回転軸４２は略円柱状に形成され第１軸受部２６及び第２軸受部２７により回転可能に支持されている。回転軸４２には第１ドリブンギヤ４１が固定され、回転軸４２と第１ドリブンギヤ４１が一体的に回転する。
【００２３】
回転軸４２と第１軸受部２６との間には第１軸受３０が配設され、回転軸４２と第２軸受部２７との間には第２軸受３１が配設されている。第１軸受３０及び第２軸受３１は、それぞれ半円筒状に形成された２つのメタル軸受から構成され、両メタル軸受を円筒状に組み合わせて用いられている。第１軸受３０及び第２軸受３１にはオイルが供給され、両軸受３０，３１が良好に潤滑される。
【００２４】
バランスウエイト４３は、第１バランスウエイト４３ａと第２バランスウエイト４３ｂとから構成されている。第１バランスウエイト４３ａ及び第２バランスウエイト４３ｂは略半円柱状を持ち、回転軸４２と一体形成されている。第１バランスウエイト４３ａは第１ウエイト室２８に配設され、該ウエイト室２８内にて回動する。第２バランスウエイト４３ｂは第２ウエイト室２９に配設され、該ウエイト室２９内にて回動する。
【００２５】
ハウジング２０には、反ギヤ室側側壁、つまり第２ウエイト室２９とハウジング２０外部とを区画する側壁２０ａには、該側壁２０ａを貫通する作業孔２０ｂが形成されている。作業孔２０ｂは、第１軸受部２６及び第２軸受部２７を精度良く形成するために設けられている。図３に示すように、作業孔２０ｂは、第１軸受部２６及び第２軸受部２７を加工するツール（ドリル）が挿通可能な内径を有する円形に開口している。精度良く軸受部２６，２７を加工するためには、低い送り速度にてツールを軸方向に沿って移動させる必要がある。このため、作業孔２０ｂ内径をツールの外径よりも大きくすることにより、ツールを軸受部２７まで加工速度よりも高速で移動させることができ、加工する速度にてツールを軸受部まで移動させる場合に比べて作業時間を短縮することができる。
【００２６】
ハウジング２０、つまり第１ハウジング部材２１及び第２ハウジング部材２２は、分割面２１ａ，２２ａと互いに密接するように保持され、作業孔２０ｂから挿入されるツールにより第１軸受部２６及び第２軸受部２７が加工されて回転軸４２を回転可能に支持する内周面（詳しくは第１軸受３０と第２軸受３１が配設される内周面）が形成される。即ち、ツールによって第１ハウジング部材２１と第２ハウジング部材２２に形成された壁部をそれぞれ半円柱状に切削して第１軸受部２６及び第２軸受部２７が形成されている。これにより、第１軸受部２６と第２軸受部２７の中心が一致する。その後、第１ハウジング部材２１と第２ハウジング部材２２は離され、ドリブンギヤ４１，５１が固定された第１バランスシャフト４０及び第２バランスシャフトがハウジング２０内に収容される。
【００２７】
回転軸４２は、その端部４２ａが、第２バランスウエイト４３ｂの軸方向端面よりも突出して形成され、その端部４２ａは作業孔２０ｂを略塞ぐ。ハウジング２０は固定され、回転軸４２、つまり端部４２ａは回転する。このため、作業孔２０ｂと回転軸４２の端部４２ａとの間の隙間は、回転軸、つまり第１バランスシャフト４０の回転と、後述するバランスウエイト４３による撓みにより、端部４２ａと作業孔２０ｂとが接触しないように、該作業孔２０ｂの内径と端部４２ａの外径が設定されている。また、作業孔２０ｂと回転軸４２の端部４２ａとの間の隙間は、該隙間からオイルがウエイト室２９内に浸入し難いように設定されている。オイルは適度な粘性を有しているため、水等の粘性の低い液体に比べて隙間から浸入しにくい。従って、回転軸４２は、その端部４２ａにより作業孔２０ｂからハウジング２０内部へのオイルの浸入を制限する。
【００２８】
回転軸４２には、軸中心に一端が開口する軸方向通路４２ｂが形成され、該通路４２ｂの開口はボール４２ｃにより閉塞されている。また、回転軸４２には、軸受３０，３１内周面とシャフト４０外周面との隙間と通路４２ｂとを連通する径方向通路４２ｄ，４２ｅが形成されている。ハウジング２０の第２軸受部２７には、軸受３１に図示しないオイルポンプからシリンダブロック１１に圧送されるオイルの一部が供給されるオイル供給通路２７ｃが形成されている。これにより、オイルポンプからのオイルが、オイル供給通路２７ｃ，軸受３１，径方向通路４２ｅ，軸方向通路４２ｂ，径方向通路４２ｄを介して軸受３０に供給され、軸受３０，３１が良好に潤滑される。
【００２９】
また、バランスシャフト４０には、第１ドリブンギヤ４１とシャフト４０外周面との隙間と通路４２ｂとを連通する径方向通路４２ｆが形成され、オイルが軸方向通路４２ｂから径方向通路４２ｆを介して第１ドリブンギヤ４１に供給される。ドリブンギヤ４１は、第１ギヤ４１ａと第２ギヤ４１ｂとから構成されるシザーズギヤであり、両ギヤ４１ａ，４１ｂ間にオイルが供給される。
【００３０】
尚、軸受３０，３１に供給されたオイルは、ウエイト室２５内に滞留する。この滞留したオイルは、バランスウエイト４３の回転によりハウジング２０に形成された図示しないオイル排出口からハウジング２０外部へと排出される。
【００３１】
ところで、回転軸４２を支持する軸受部が多くなると、バランスシャフトが長くなってバランサ装置の大型化を招き、オイルパン内に配置された部材と干渉する。例えば、本実施形態のように、オイルパン１４内にはバランサ装置１５に隣接してオイルストレーナ１７が配設されている。このため、部材との干渉を避けるため、本実施形態のバランサ装置１５は２つの軸受部２６，２７によりバランスシャフト４０を支持している。
【００３２】
また、バランスシャフトは、エンジンの振動を抑制するためにバランスウエイトを備えている。即ち、バランスシャフト４０は、重心がシャフトの回転中心からずれている（偏心している）。このため、バランスシャフトは撓む。この撓み量は、バランスシャフトの軸方向における軸受部の間隔に対応する。つまり、２つの軸受部の間隔が広いほど、バランスシャフトの撓み量が多くなる。そして、バランスシャフトの撓みは、軸受部（メタル軸受）の偏摩耗や騒音が発生することがある。
【００３３】
このため、本実施形態のバランサ装置１５は、第１軸受部２６によりドリブンギヤ４１とバランスウエイト４３との間を支持するとともに、第２軸受部２７により端部４２ａよりも内側（ドリブンギヤ４１側）を支持している。そして、第１軸受部２６と第２軸受部２７との間にバランスウエイト４３を構成する第１バランスウエイト４３ａを設け、第２軸受部２７と端部４２ａとの間にバランスウエイト４３を構成する第２バランスウエイト４３ｂを設けた。この構成により、バランスシャフト４０の撓み量を少なくし、偏摩耗や騒音の発生を低減することができる。
【００３４】
以上、本実施形態によれば、以下のような特徴を得ることができる。
（１）ハウジング２０の側壁２０ａにはバランスシャフト４０の軸を中心とし該軸に沿って側壁２０ａを貫通する作業孔２０ｂが形成されている。バランスシャフト４０は回転軸４２とバランスウエイト４３とから構成され、作業孔２０ｂは回転軸４２の端部４２ａを該回転軸４２の軸方向に沿って延出し、該端部４２ａと作業孔２０ｂとの間に隙間を有して塞がれている。従って、バランスシャフト４０の端部４２ａにより、作業孔２０ｂからハウジング内部に浸入するオイルの量を低減するため、プラグ等の別部材を用いて作業孔２０ｂを閉塞する必要が無く、作業ステップを抑えることができる。そして、ハウジング２０内にウエイト室２５内にオイルが浸入し難いため、ウエイト室２５内のオイルによるフリクションの悪化を抑えることができる。更に、ウエイト室２５内のオイルがバランスウエイト４３により攪拌されることが少なくなり、オイルに対する気泡の混入が低減されるため、オイルが供給されるエンジンの各部における潤滑不良を低減することができる。また、プラグ等の別部材を用いないため、別部材を用いた場合における別部材のゆるみや脱落の発生がなく、長期にわたってエンジンの潤滑不良やフリクションの悪化を抑える、つまり性能の低下を抑えることができる。
【００３５】
（２）バランスシャフト４０は、軸受部２７よりも端部４２ａ側にバランスウエイト４３ｂを有しており、軸端部にてバランスシャフトを軸支する場合に比べて該バランスシャフト４０の撓みを小さく抑えることができ、偏摩耗や騒音の発生を低減することができる。
【００３６】
（３）作業孔２０ｂを挿通するツールにより第１軸受部２６と第２軸受部２７の軸中心が一致するように加工されるため、バランスシャフト４０の回転をなめらかにすることができる。更に、作業孔２０ｂの内径を第１軸受部２６及び第２軸受部２７の内径よりも大きくしたことで、ツールを第２軸受部２７まで速やかに移動させ、加工速度にてツールを移動させる場合に比べて作業時間を短縮することができる。
【００３７】
（４）作業孔２０ｂは、反ドリブンギヤ４１側の側壁２０ａに形成されている。側壁２０ａから挿入しドリブンギヤ４１側の第１軸受部２６を加工するツールの長さは、ドリブンギヤ４１側から挿入し反ドリブンギヤ４１側の第２軸受部２７を加工するツールの長さに比べて短い。従って、ツールの先端を安定させることができ、第１軸受部２６及び第２軸受部２７を精度良く加工することができる。
【００３８】
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態では、２つの軸受部２６，２７によりバランスシャフト４０を回動可能に支持したが、３つ以上の軸受部によりバランスシャフトを支持したバランサ装置に具体化しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】一実施形態のエンジンの正面図。
【図２】バランサ装置の側断面図。
【図３】バランサ装置の背面図。
【符号の説明】
【００４０】
１１…シリンダブロック、１２…クランクシャフト、１４…オイルパン、１５…バランサ装置、２０…ハウジング、２０ａ…側壁、２０ｂ…作業孔（貫通孔）、２１…第１ハウジング部材、２２…第２ハウジング部材、２４…ギヤ室、２５…ウエイト室、２６…第１軸受部、２７…第２軸受部、４０…バランスシャフト、４１…ドリブンギヤ、４２…回転軸、４２ａ…端部、４３…バランスウエイト。
【図１】
2007002987.tif 000003
【図２】
2007002987.tif 000004
【図３】
2007002987.tif 000005