(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのアンバランス部及び少なくとも１つのジャーナル部が形成されたバランサシャフトと、該バランサシャフトが回転自由に軸支されつつ収納される収納部が形成された保持部材と、該保持部材から突出したバランサシャフトの軸部に嵌合され、バランサシャフトの回転駆動力が伝達される歯車と、該歯車と保持部材外壁との間に介装され、バランサシャフトの位置決めを行いつつバランサシャフトを回転自由に軸支する軸受部が形成されたプレートと、を含んで構成され、前記バランサシャフトのジャーナル部に潤滑油が供給される内燃機関のバランサ装置において、
前記プレートに最も近い位置に形成されたバランサシャフトのジャーナル部には、該ジャーナル部に供給される潤滑油をバランサシャフトの軸中心まで導く第１潤滑油導入路と、該第１潤滑油導入路の先端部から斜めに延びつつ潤滑油をプレートとバランサシャフトとの間に導く第２潤滑油導入路と、が形成されたことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
【請求項２】
前記プレートとバランサシャフトとの間には、プレートの軸受部内径を大径化するか、或いは、バランサシャフトの軸部外径を小径化して、前記第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介してプレートとバランサシャフトとの間に供給された潤滑油を保持する第１の空間が形成されたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関のバランサ装置。
【請求項３】
前記プレートの軸受部には、その軸方向の両端部に所定寸法の面取部を形成して、前記第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介してプレートとバランサシャフトとの間に供給された潤滑油を保持する第２の空間が形成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のバランサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の上下加振力を低減させるバランサ装置に関し、特に、バランサシャフトを軸支しつつ位置決めを行うプレートの潤滑能力を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関のバランサ装置としては、例えば、図６に示すようなものがある。
即ち、バランサ装置は、図示しないシリンダブロックであってクランクシャフト１と略平行に、アンバランス部が形成された２本のバランサシャフト２ａ，２ｂを取り付け、クランクシャフト１の２倍の回転速度でバランサシャフト２ａ，２ｂを相互に反対方向に回転させて、内燃機関の上下加振力を低減させる。
【０００３】
ところで、バランサシャフト２ａ，２ｂは、例えば、図７に示すように、シリンダブロック３に形成されたバランサシャフト室４に嵌挿され、スラストプレート５を介してシリンダブロック３に位置決めされつつ固定される。このとき、バランサシャフト２ａ，２ｂは、バランサシャフト室４に形成された第１軸受部４ａ及び第２軸受部４ｂによって、その第１ジャーナル部６ａ及び第２ジャーナル部６ｂが軸支される。そして、シリンダブロック３から突出したバランサシャフト２ａ，２ｂの軸部に、バランサシャフト２ａ，２ｂの回転駆動力が伝達されるはすば歯車（ヘリカルギヤ）７が嵌合され、バランサシャフト２ａ，２ｂ端部に締結されるワッシャ８及びボルト９によってはすば歯車７が固定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スラストプレート５とはすば歯車７及びバランサシャフト２ａ，２ｂとの当接面の潤滑は、シリンダブロック３の図示しないオイルギャラリからバランサシャフト室４の第１軸受部４ａに供給される潤滑油の飛沫によって行われる。従って、内燃機関の運転状態によっては、スラストプレート５へ供給される潤滑油の量が不足し、潤滑不足が生じるおそれがあった。
【０００５】
尚、特開平８−２０００２９号には、カムシャフトに一体形成されたスラストプレートに、カムシャフト軸芯に設けた潤滑用孔からオイルを噴射して供給する技術が開示されているが、本願とはオイル供給経路が異なる。一方、特開平８−４８３９号には、バランサシャフトが示されているが、潤滑技術については記述がない。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、バランサシャフトを軸支しつつ位置決めを行うプレートの潤滑を強制潤滑方式とすることで、プレートの潤滑能力を向上した内燃機関のバランサ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明は、少なくとも１つのアンバランス部及び少なくとも１つのジャーナル部が形成されたバランサシャフトと、該バランサシャフトが回転自由に軸支されつつ収納される収納部が形成された保持部材と、該保持部材から突出したバランサシャフトの軸部に嵌合され、バランサシャフトの回転駆動力が伝達される歯車と、該歯車と保持部材外壁との間に介装され、バランサシャフトの位置決めを行いつつバランサシャフトを回転自由に軸支する軸受部が形成されたプレートと、を含んで構成され、前記バランサシャフトのジャーナル部に潤滑油が供給される内燃機関のバランサ装置において、前記プレートに最も近い位置に形成されたバランサシャフトのジャーナル部に、該ジャーナル部に供給される潤滑油をバランサシャフトの軸中心まで導く第１潤滑油導入路と、該第１潤滑油導入路の先端部から斜めに延びつつ潤滑油をプレートとバランサシャフトとの間に導く第２潤滑油導入路と、を形成した。
【０００７】
かかる構成によれば、プレートとバランサシャフトとの間には、バランサシャフトのジャーナル部に形成された第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介して、バランサシャフトのジャーナル部に供給された潤滑油の一部が強制的に供給される。従って、内燃機関の運転状態に関わらず、プレートとバランサシャフトの間に供給される潤滑油が不足することがなく、充分な量の潤滑油によってプレートの潤滑が行われる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、前記プレートとバランサシャフトとの間には、プレートの軸受部内径を大径化するか、或いは、バランサシャフトの軸部外径を小径化して、前記第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介してプレートとバランサシャフトとの間に供給された潤滑油を保持する第１の空間を形成した。
かかる構成によれば、プレートとバランサシャフトとの間に形成された第１の空間に、第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介して供給された潤滑油が保持されるので、プレートの潤滑油不足が防止される。
【０００９】
請求項３記載の発明は、前記プレートの軸受部には、その軸方向の両端部に所定寸法の面取部を形成して、前記第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介してプレートとバランサシャフトとの間に供給された潤滑油を保持する第２の空間を形成した。
かかる構成によれば、プレートの軸受部の両端部に形成された第２の空間に、第１潤滑油導入路及び第２潤滑油導入路を介して供給された潤滑油が保持されるので、プレートの潤滑油不足が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１〜図５は、本発明に係る内燃機関のバランサ装置の一実施形態を示す。
内燃機関１０のシリンダブロック１１（保持部材）には、図１に示すように、図示しないクランクシャフト上方左右であってクランクシャフトと略平行に、バランサシャフト１２が嵌挿されるバランサシャフト室１３（収納部）が夫々形成される。バランサシャフト室１３には、その開口部及び奥部にバランサシャフト１２を軸支する第１軸受部１４及び第２軸受部１５が夫々形成される。また、第１軸受部１４及び第２軸受部１５に潤滑油を供給するために、オイルギャラリ１６からクランクシャフトの軸受部１７に潤滑油を供給する第１潤滑油供給路１８と交差するように、シリンダブロック１１の略水平方向に第２潤滑油供給路１９が形成される。なお、第２潤滑油供給路１９は、シリンダブロック１１にドリル等で穿孔加工をした後、その両端部をめくら栓２０によって夫々閉塞することで容易に形成できる。
【００１１】
バランサシャフト１２は、図２及び図３に示すように、バランサシャフト室１３の第１軸受部１４に支持される第１ジャーナル部１２ａと、バランサシャフト室１３の第２軸受部１５に支持される第２ジャーナル部１２ｂと、第２ジャーナル部１２ｂの両端に夫々設けられる断面が略半円形状のアンバランス部１２ｃ，１２ｄと、を含んで構成される。また、第１ジャーナル部１２ａ側のバランサシャフト１２の端部には、後述するはすば歯車（ヘリカルギヤ）２１が嵌合する軸部１２ｅが形成され、ここに、バランサシャフト１２に対してはすば歯車２１の位置決めを行うキー２２が嵌合するキー溝１２ｆが形成される。さらに、軸部１２ｅと第１ジャーナル部１２ａとの接続部には、後述するスラストプレート２３が嵌合する段付部１２ｇ、及び、スラストプレート２３の一側面と当接する略円環形状の当接部１２ｈが形成される。なお、当接部１２ｈの外径は、後述するはすば歯車２１の外径と略同一径に形成される。
【００１２】
スラストプレート２３は、図４に示すように、角部が丸められた略菱形形状をなし、その中心部にバランサシャフト１２の段付部１２ｇが挿通する挿通孔２３ａ（軸受部）が形成される。挿通孔２３ａは、図５の部分拡大図に示すように、バランサシャフト１２の段付部１２ｇとの間に所定間隔Δｔを有する内径に形成される。即ち、所定間隔Δｔによって、スラストプレート２３とバランサシャフト１２との間に、潤滑油を保持する油溜めとしての空間２５（第１の空間）を形成し、スラストプレート２３の潤滑能力を向上させる。また、スラストプレート２３の挿通孔２３ａの両端には、所定寸法の面取部２３ｂが夫々形成される。面取部２３ｂの所定寸法は、一般的な面取寸法よりも大きい寸法であり、面取部２３ｂとはすば歯車２１及びバランサシャフト１２との間に、潤滑油を保持する油溜めとしての空間２６（第２の空間）を形成できる寸法とする。これにより、スラストプレート２３の潤滑能力をより向上できる。さらに、スラストプレート２３の長軸の両端部には、シリンダブロック１１に対してスラストプレート２３を固定するボルト２７が貫通するボルト貫通孔２３ｃが夫々形成される。なお、挿通孔２３ａと段付部１２ｇとの間に所定間隔Δｔを形成するために、段付部１２ｇの外径を小径化するようにしてもよい。
【００１３】
バランサシャフト１２の第１ジャーナル部１２ａ及び第２ジャーナル部１２ｂと、バランサシャフト室１３の第１軸受部１４及び第２軸受部１５と、の間には、図２に示すように、略薄肉円筒形状のメタルブッシュ２８が夫々介装される。メタルブッシュ２８は、第１軸受部１４及び第２軸受部１５の内径に夫々圧入固定され、ここに嵌合されるバランサシャフト１２の摺動抵抗を低減する。また、メタルブッシュ２８には、その内周面に潤滑油を保持する周溝２８ａが形成されると共に、その中心軸を通る直線と交差する周壁に、バランサシャフト室１３の第１軸受部１４及び第２軸受部１５に供給される潤滑油を、周溝２８ａに導入する潤滑油導入孔２８ｂが夫々形成される。
【００１４】
また、バランサシャフト１２の第１ジャーナル部１２ａには、図３に示すように、メタルブッシュ２８の周溝２８ａから供給される潤滑油をバランサシャフト１２の軸中心まで導く第１潤滑油導入路１２ｉと、第１潤滑油導入路１２ｉに接続されて潤滑油を段付部１２ｇに導く第２潤滑油導入路１２ｊと、が夫々形成される。なお、第１潤滑油導入路１２ｉ及び第２潤滑油導入路１２ｊにより、潤滑油導入路が構成される。
【００１５】
次に、かかる構成からなるバランサ装置の作用について説明する。
内燃機関のバランサ装置を組み付ける際には、バランサシャフト室１３の第１軸受部１４及び第２軸受部１５に、治具を使用してメタルブッシュ２８を圧入する。一方、バランサシャフト１２には、その段付部１２ｇにスラストプレート２３を嵌合し、軸部１２ｅのキー溝１２ｆにキー２２を嵌合した後、はすば歯車２１を軸部１２ｅに圧入する。即ち、はすば歯車２１は、従来のようにワッシャ及びボルトによって固定されず、圧入によって固定される。そして、バランサシャフト１２をバランサシャフト室１３の開口部からバランサシャフト室１３内に嵌挿し、スラストプレート２３のボルト貫通孔２３ｃに挿通されたボルト２７によって、バランサシャフト１２は、シリンダブロック１１に対して位置決めされつつ回転自由に固定される。
【００１６】
バランサシャフト１２に嵌合されたはすば歯車２１には、クランクシャフトから歯車等を介して回転駆動力が伝達され、バランサシャフト１２は、クランクシャフトの２倍の回転速度で夫々が反対方向に回転し、内燃機関の上下加振力が低減される。
そして、内燃機関１０が加速状態にあるときには、バランサシャフト１２の回転駆動力が伝達される歯車がはすば歯車２１であるため、例えば、バランサシャフト１２にはスラストプレート２３方向にスラスト荷重が作用する。このとき、はすば歯車２１には、プレート部２１ｂが一体的に形成されているため、はすば歯車２１とスラストプレート２３との接触面積が増大して面圧が低減する。従って、はすば歯車２１とスラストプレート２３との接触部分の摩耗が低減し、バランサ装置の寿命を延ばすことができる。一方、内燃機関１０が減速状態にあるときには、例えば、バランサシャフト１２にははすば歯車２１方向にスラスト荷重が作用する。このとき、図２及び図３に示すように、バランサシャフト１２には当接部１２ｈが形成されているため、バランサシャフト１２とスラストプレート２３との接触面積が増大して面圧が減少する。従って、先の加速状態と同様に、バランサシャフト１２とスラストプレート２３との接触部分の摩耗が低減し、バランサ装置の寿命を延ばすことができる。
【００１７】
ここで、バランサ装置の潤滑系を説明すると、バランサシャフト１２とメタルブッシュ２８との間には、シリンダブロック１１のオイルギャラリ１６から第１潤滑油供給路１８、第２潤滑油供給路１９及びメタルブッシュ２８の潤滑油導入孔２８ｂを介して潤滑油が供給される。このとき、バランサシャフト１２の第１ジャーナル部１２ａに供給された潤滑油の一部が、第１潤滑油導入路１２ｉ及び第２潤滑油導入路１２ｊを介してスラストプレート２３内周に強制的に供給される。従って、スラストプレート２３の潤滑能力を飛躍的に向上することができる。
【００１８】
そして、図５に示すように、スラストプレート２３とバランサシャフト１２の段付部１２ｇとの間に形成される油溜めとしての空間２５、及び、スラストプレート２３の面取部２３ｂとバランサシャフト２３及びはすば歯車２１との間に形成される油溜めとしての空間２６に、充分な量の潤滑油が保持され、スラストプレート２３の潤滑油不足を防止し、潤滑能力をより向上することができる。
【００１９】
なお、スラストプレート２３とはすば歯車２１及びバランサシャフト１２との間に形成される油溜めとしての空間２５及び２６は、少なくとも一方形成されればよい。但し、両方の空間を形成すれば、スラストプレート２３を潤滑するための潤滑油の保持量が増大するので、より好ましい。
以上説明した内燃機関のバランサ装置によれば、スラストプレート２３とはすば歯車２１及びバランサシャフト１２との間には、バランサシャフト１２の第１ジャーナル部１２ａから第１潤滑油導入路１２ｉ及び第２潤滑油導入路１２ｊを介して潤滑油が強制的に供給される。従って、従来のように潤滑油の飛沫による潤滑方式に比べて、確実に潤滑油が供給されるため、スラストプレート２３の潤滑能力を飛躍的に向上することができる。
【００２０】
また、スラストプレート２３とはすば歯車２１及びバランサシャフト１２との間には、充分な潤滑油の量を保持する油溜めとしての空間２５及び２６が形成されるため、スラストプレート２３を潤滑するための潤滑油が不足することがなく、潤滑能力をさらに向上することができる。
なお、以上説明した本実施形態では、バランサシャフト１２を回転駆動すべく、その一端部にはすば歯車２１が取り付けられているが、はすば歯車２１に代えて平歯車、スプロケット等を使用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、内燃機関の運転状態に関わらず、充分な量の潤滑油によってプレートの潤滑が行われるので、プレートの潤滑能力を飛躍的に向上することができる。
請求項２記載の発明によれば、プレートとバランサシャフトとの間に形成された第１の空間に潤滑油が保持されるので、プレートの潤滑能力をより向上することができる。
【００２２】
請求項３記載の発明によれば、プレートに所定寸法の面取部を形成するだけで、プレートの軸受部の両端部に形成された第２の空間に潤滑油が保持されるので、プレートの潤滑能力をより向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のバランサ装置の一実施形態を示し、（Ａ）は右側面断面図、（Ｂ）は正面図
【図２】  同上のバランサ装置の構成図
【図３】  同上のバランサシャフトの詳細図
【図４】  同上のスラストプレートの詳細を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＡ−Ａ断面図
【図５】  同上のスラストプレートとはすば歯車及びバランサシャフトとの組付状態を示し、（Ａ）は部分拡大図、（Ｂ）はＡ中のＢ部詳細図
【図６】  従来のバランサ装置の概略説明図
【図７】  従来のバランサ装置の詳細説明図
【符号の説明】
１０  内燃機関
１１  シリンダブロック
１２  バランサシャフト
１２ａ  第１ジャーナル部
１２ｃ，１２ｄ  アンバランス部
１２ｅ  軸部
１２ｉ  第１潤滑油導入路
１２ｊ  第２潤滑油導入路
１３  バランサシャフト室
２１  はすば歯車
２３  スラストプレート
２３ａ  挿通孔
２３ｂ  面取部
２５，２６  空間
【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６】
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【図７】
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