(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンブロックに装着可能であると共に、エンジンのクランクシャフトに回転可能に接続しうる少なくとも１つのバランサシャフト（１６，１８；１６’，１８’）を回転自在に支持するハウジングを備え、該ハウジングは、２つの部分（１２，１４；１２’，１４’）で形成されていると共に、前記少なくとも１つのバランサシャフト（１６，１８；１６’，１８’）を支承するための半円弧状支承部（３０）を画成している、エンジンのバランサシャフトの組立構造であって、溝（２８；２８’）が前記ハウジングの前記２つの合せ部分（１２，１４；１２’，１４’）のうち少なくとも一方の割り面に形成されており、該溝（２８；２８’）は、前記２つの合せ部分（１２，１４；１２’，１４’）が互いに組み合わされたときに、オイル通路を画成し、該オイル通路により、潤滑剤が前記少なくとも１つのバランサシャフト（１６，１８；１６’，１８’）を支承する前記半円弧状支承部（３０）に供給されるバランサシャフトの組立構造。
【請求項２】
前記ハウジング（１２，１４；１２’，１４’）は２部分式開放はしご状フレームとして構成されている請求項１に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項３】
前記２部分式開放はしご状フレームとしての前記ハウジングの下半部（１４；１４’）は補強ウェブ（３８）を備えて形成されている請求項２に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項４】
２つの反転バランサシャフト（１６，１８；１６’，１８’）が設けられている請求項１から３のいずれかに記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項５】
前記２つのバランサシャフトのうちの第１シャフト（１６）は、前記エンジンにより駆動される歯車（２２）により一端部で駆動され、第２シャフト（１８）は、前記第１シャフト（１６）の反対側の端部に装着されると共に、該第２シャフト（１８）に装着された歯車（２６）と噛み合う同一の歯車（２６）によって駆動される請求項４に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項６】
前記２つのバランサシャフト（１６’，１８’）は互いに同一である請求項４に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項７】
双方のバランサシャフト（１６’，１８’）の同一端部がエンジン駆動の歯車（２２）により駆動される請求項４または６に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項８】
前記第１シャフト（１６’）に設けられた歯車（２４）が前記エンジン駆動の歯車（２２）と直接噛み合っており、前記第２シャフト（１８’）に歯車（６２）が設けられていて、該歯車（６２）が遊び歯車（６０）を介して前記エンジン駆動の歯車（２２）により駆動される請求項７に記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項９】
オイル通路（２８）が前記割り面の周囲を囲んで連続的な閉ループを形成していて、潤滑剤が任意の所定バランサシャフト軸受に達するために１つ以上の通路に沿って流れることができるようになっている請求項２から８のいずれかに記載のバランサシャフトの組立構造。
【請求項１０】
前記はしご状フレームの各横木は、各バランサシャフト（１６，１８；１６’，１８’）について１つ、計２つの半円弧状支承部（３０）を画成しており、オイル通路（２８’）は２つの側材のうち一方のみに形成されており、各横木の前記半円弧状支承部は前記横木に形成された潤滑剤通路により互いに接続されている請求項２または４に記載のバランサシャフトの組立構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバランサシャフトの組立構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
往復運動機関には、大きな回転質量による振動を抑えるために、バランサシャフトを設けている。該バランサシャフトに作用する偏心荷重により発生する振動が、往復運動ピストンにより発生する振動を正確に打ち消すために、該バランサシャフトはクランクシャフトにより駆動されている。その総合的な効果としては、エンジン音を低下させると共に、エンジン搭載部品及びその他動力伝達径路の構成部品に対する摩耗を軽減させることである。
【０００３】
バランサシャフトの軸線が、クランクシャフトの軸線を含む面内にあるように配置されることは普通に用いられている。しかし、エンジンのレイアウトや車両のサイズによっては、上述のような配置が常に理想的であるとは限らない。ＥＰ−Ａ−０.７８９.１６５により開示された回転バランサシャフトの潤滑構造においては、ハウジングがバランサシャフトを垂直方向に挟む２部材から構成されている。構造全体は、クランクシャフトの面の下方にあるエンジンブロックにボルト締めされている。
【０００４】
バランサシャフトは、その他の回転するエンジン構造部材と同様の方法で潤滑する必要がある。従来、この潤滑は、バランサシャフトを支持するフレーム構造もしくはブロック内に、穿孔したオイル通路を設けることにより行われてきた。オイルは、該オイル通路から柱状台部に形成された出口孔を通って流れ、柱状台部とバランサシャフトの軸受との間に潤滑オイルの膜を形成する。これはクランクシャフトの潤滑と同様に、不経済であると共に、製造のために時間を相当に消費する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、バランサシャフトの軸受を潤滑するために、より経済的なコストでオイルを供給する方法を提供するためのものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、エンジンブロックに装着可能であると共に、エンジンのクランクシャフトに回転可能に接続し得る少なくとも１つのバランサシャフトを回転自在に支持するハウジングを備え、該ハウジングは、２つの部分に分かれて形成されていると共に、各バランサシャフトを支承するための柱状台部を画成している、エンジンのバランサシャフトの組立構造が提供されている。
【０００７】
このバランサシャフトの組立構造は、溝がハウジングの２つの合せ部分のうち少なくとも一方の割り面に形成されており、該溝は、前記２つの部分が互いに合せられたときに、オイル通路を画成し、該オイル通路により、潤滑剤が各バランサシャフトを支承する前記柱状台部に供給されることを特徴としている。
【０００８】
本発明は、バランサシャフト内にオイル通路を形成する機械加工工程に時間や費用がかかっているので、製造コストを軽減する効果を有している。ハウジングの合せ面にオイル通路を設けることによって、オイル通路をハウジングの一体部分として鋳造することができる。
【０００９】
更に、ハウジングを開放はしご状フレーム(open ladder frame)として構成することにより、重量が減少し、構造がより簡単になるという利点がある。しかし、これは剛性に影響するかも知れないので、この点を考慮して、２部分式はしご状フレームのハウジングの下半部には補強ウェブを形成して、箱型(closed)滴下／スプラッシュ受けを画成してもよい。ウェブは排出孔を備えているので、オイルが上方のエンジン及びバランサシャフトから下方のオイル溜めへと落下するのを妨げられることはない。ウェブは、このようにして、オイル溜めへのオイルの戻りを妨げることなくハウジングのはしご状フレーム構造の剛性を実質的に高くし強化している。また、バランサシャフトアセンブリを所定位置にボルト締めするときにエンジンブロックに固定することによって、上述の強化がエンジンブロックの剛性を増すことになる。
【００１０】
本発明の好適な実施例において、２つの反転バランサシャフトが設けられている。この場合、部品点数を減らすために、２つのバランサシャフトが同一となるようにそれらを形成するのが望ましい。
【００１１】
両バランサシャフトを反対方向に駆動するため、第１シャフトは、エンジンで駆動される歯車によって一端で駆動し、第２シャフトは、第１シャフトの他端に装着されると共に、他の第２シャフトにある同一の歯車と噛み合う歯車によって駆動することが可能である。
【００１２】
しかし、双方のバランサシャフトの同一端部を駆動することが好ましい。このような駆動は、エンジン駆動の歯車と直接噛み合う歯車を第１シャフトに設けると共に、遊び歯車を介して同じエンジン駆動の歯車により駆動される歯車を第２シャフトに設けて、第２シャフトの回転方向を第１シャフトの回転方向に関して逆にすることにより行われる。
【００１３】
ハウジングが開放はしご状フレームとして構成されている場合、割り面の周囲を囲んで連続的な閉ループを形成するオイル通路を設けて、潤滑剤が任意の所定軸受に達するために１つ以上の通路に沿って流れる（時計方向及び反時計方向）ようにすることが可能である。しかし、実際には、これによりオイル圧力が極端に低下する（漏れの増加による）結果となることが分かったので、潤滑剤が任意の所定軸受に達するために単一の通路のみに沿って流れるように、ハウジングの割り面に不連続のオイル通路を形成することが好ましい（図４参照）。
【００１４】
はしごの各横木が各バランサシャフトについて１つ、計２つの柱状台部が画成するはしご状構造としてハウジングを構成すれば、２つの柱状台部間の横木に沿ってオイル通路を遮断することが可能である。この場合、はしごの側材もしくは垂直部に沿って延びるオイル通路の各々は、２つのバランサシャフトのうちの他方ではなく一方の軸受に潤滑剤を運ぶ。
【００１５】
本発明の好適な実施例において、各横木の柱状台部は、横木に形成された潤滑剤通路により互いに接続されているが、オイル通路は２つの垂直部の一方のみに形成されている。
【００１６】
本発明について、例として添付図面を参照し、以下に更に説明する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例によるバランサシャフトの組立構造１０は、図１〜図３に示すように、上側ハウジング部１２と下側ハウジング部１４とを含んでいる。これらのハウジング部１２，１４は、はしご状構造になっている。はしごの「横木」には、バランサシャフト１６，１８を受けるために柱状台部(pillar block)３０が一体的に形成されている。バランサシャフト１６，１８は、回転するときに振動を発生する偏心荷重を有する金属シャフトである。
【００１８】
ハウジング部１２，１４が互いにボルトで締結されるときに、バランサシャフト１６，１８のジャーナル部は柱状台部３０の２つの半部の部分の間に回転自在に配置されているので、該バランサシャフト１６，１８の軸線は、はしご状フレームの「側材もしくは垂直部材（stiles）」に対して平行である。バランサシャフト１６，１８のジャーナル部と柱状台部３０との間には軸受シェル（図示せず）を設けることができる。
【００１９】
上側及び下側ハウジング部１２，１４の合せ面に、溝２８が機械加工されるか或いはより好ましくは鋳造されているので、バランサシャフト１６，１８を入れるために一緒に組み合されたときに、ハウジングの割り面にはオイルチャネルもしくは通路が形成される。これらのオイルチャネルは、各柱状台部３０にある溝３２を含んでいるので、組み立てられた状態では、バランサシャフト１６，１８の軸受は、オイルチャネル２８に供給された潤滑油の膜面において回転する。オイルは、エンジンブロック４２に形成された供給ダクト（図示せず）を介して、そして上側ハウジング部１２に設けられた通路２７を介して、バランサシャフトアセンブリにあるオイルチャネル２８に供給される。
【００２０】
図１は、２つのバランサシャフトを有する実施例を示している。ハウジング部１２，１４の一端を越えて突き出た各バランサシャフト１６，１８の端部には、歯車２６が軸方向に装着されている。歯車２６の歯は、互いに常時噛み合っているので、第１バランサシャフト１６の回転によって第２バランサシャフト１８が同速で反対方向に回転される。第１バランサシャフト１６は、２つの横木間の距離に等しい量だけ第２バランサシャフト１８よりも長く、そしてハウジングの他端から余分に突き出ている。２つのバランサシャフト１６，１８を駆動するため、歯車２４が、第１バランサシャフト１６の突出端に設けられている、エンジン駆動の歯車２２と噛み合っている。
【００２１】
バランサシャフトアセンブリ１０がエンジンブロック４２の底部に装着されるときに、歯車２２は、フライホイール（図示せず）の装着板５０の後方にあるエンジンのクランクシャフト軸に配設された歯車４４と噛み合い、該歯車４４により駆動される。フライホイール側の歯車４４は、装着板５０と一体部分であってもよく、或いは固定の角度位置においてクランクシャフトに取り付けられる別体の歯車として形成されていてもよい。
【００２２】
図２は、ボルト４６を使用してエンジンブロック４２にボルトで締結された上側ハウジング部１２を示している。下側ハウジング部１４は、次いで上側ハウジング部１２にボルト３４により締結され、前述したようにバランサシャフト１６，１８を覆っている。下側ハウジング部１４は、図１及び図２に示すように、ウェブもしくは曲面部３８を含んでいて、下側ハウジング部をトレーとして使用しているので、厳密にははしご状構造ではない。ウェブ３８には排出孔４０が形成されていて、該排出孔４０が、クランクケースからのオイルがトレーを経てエンジン油溜め（図示せず）に落ちるようにしている。エンジンオイル溜めは、バランサシャフトアセンブリ１０を囲んでエンジンブロック４２に固定されている。ウェブ３８は、オイルがエンジン油溜めに戻るのを妨げることなく、ハウジングの下側部分に固定することにより剛性を増している。
【００２３】
図４〜図６の実施例は、図１〜図３の実施例とほぼ同様であり、不要な説明の繰返しを避けるために、同等の構成部材には同じ参照数字を付けるが、構成部材が改変されている場合には、参照数字にアクセント符号(’)を付ける。
【００２４】
両実施例間の最も明らかな違いは、第１実施例のバランサシャフト１６，１８が異なる長さのものであるのに対して、第１および第２バランサシャフト１６’及び１８’が互いに同一であることである。更に、バランサシャフト１６’及び１８’の各々は、図６に示すように、振動荷重が軸受間にもっと均等に広がるように３つの偏心荷重を有している。２つのバランサシャフト１６’及び１８’が同一であることによって、バランサシャフトアセンブリにおいて用いられる異種構成部品の数が減少し、従って、製造コストが低下する。バランサシャフト１６’及び１８’のジャーナル部の直径が十分に大きければ、バランサシャフト１６’及び１８’を鋳造してもよく、これは製造コストを更に低減させる。
【００２５】
第２バランサシャフト１８’は、図５に示すように、第１バランサシャフト１６’に設けられた歯車２４と同一の駆動歯車６２を有している。従って、２つのバランサシャフトは同じ側から駆動する必要があり、この理由で、エンジン駆動の歯車２２と噛み合うと共に、歯車６２と噛み合う遊び歯車６０が設けられていて、第２バランサシャフト１８’を反対方向ではあるが、第１バランサシャフト１６’と同速で駆動する。
【００２６】
下側ハウジング部１４’は、図４に示すように、軸受間のバランサシャフトの全部分が偏心荷重を支持するその全長に沿って、曲面部もしくはウェブ３８が形成されている点で改変されている。
【００２７】
図１の実施例においては、溝２８は、はしご状構造の周囲を連続的に取り巻いているので、オイルが時計方向に又は反時計方向に流れることによりどの柱状台部３０にも達しうる結果になっている。この冗長性によりオイル圧力に不必要な低下が生じることが分かったので、図４〜図６の実施例においては、図４に最も良く示すように、はしご状構造の２つの垂直部もしくは側材のうち一方のみに沿ってオイル溝２８’を形成している。溝２８’からの４つの突起部の各々は４つの横木のそれぞれに沿って延び、２つの柱状台部を潤滑する。なお、該柱状台部は突起部に沿って互いに連続して配設されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】組立前のバランサシャフトアセンブリの第１実施例を示す分解組立図である。
【図２】エンジンブロックの所定位置にバランサシャフトを完備した、ハウジングの下側部分を取り付ける前の、ハウジングの上側部分を示す図である。
【図３】上側ハウジング部をエンジンブロックに取り付けており、下側ハウジング部は取りつけていない状態の、図１及び図２のバランサシャフトアセンブリの分解側面図である。
【図４】本発明の第２実施例についてのハウジング下方からの分解斜視図である。
【図５】完全に組み立てられたときの第２実施例を示す図である。
【図６】本発明の第２実施例における個々の構成部材の斜視図である。
【符号の説明】
１０  バランサシャフトアセンブリ（組立構造）
１２，１４；１２’，１４’  上側ハウジング部，下側ハウジング部（２つの部分）
１６，１８；１６’，１８’  バランサシャフト（第１シャフト，第２シャフト）
２２，２４，２６  歯車
２８；２８’  溝（オイル通路）
３０  柱状台部
３８  補強ウェブ
６２  歯車
６２  遊び歯車
【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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