(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロエンジンのクランクシャフトの回転を受けて従動回転する一対のバランスシャフトを、ハウジングに回転可能に支持してなるバランサユニットにおいて、
上記一対のバランスシャフトは、互いに噛合して回転するギヤと、偏心荷重を形成するバランスウェイトと、該バランスウェイトの係合穴及び上記ギヤの係合穴に挿通したシャフト部とをそれぞれ有しており、
上記ハウジングは、上記一対のバランスシャフトの上記シャフト部をそれぞれ回転可能に支持する一対の軸受部と、上記一対のバランスシャフトの上記バランスウェイトを覆うように上記一対の軸受部を連結するカバー部とを有しており、かつ、上記一対の軸受部及び上記カバー部をそれぞれ分断して、上記各バランスシャフトの上記シャフト部を回転可能に別々に支持する状態で分割した一対の分割ブロックを組み付けて形成してあり、
該一対の分割ブロックは、上記一対の軸受部及び上記カバー部に連続して配置した所定の厚みのスペーサを挟持することによって、上記一対のバランスシャフトの軸間距離を所定の距離に設定して組み付けてあることを特徴とするレシプロエンジン用のバランサユニット。
【請求項２】
請求項１において、上記バランスウェイトは、上記一対の軸受部同士の間において、上記シャフト部に嵌合してあり、
上記ギヤは、上記一対の軸受部同士の間の外側に突出した上記シャフト部の端部に嵌合してあることを特徴とするレシプロエンジン用のバランサユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レシプロエンジンにおけるピストン等が往復運動を行うことによって発生する振動、騒音等を低減させるためのバランサユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のレシプロエンジンにおいては、ピストン及びこれに連結されたコンロッド等の往復運動による慣性力等により、振動、騒音等が発生する。そして、クランクシャフトの回転数と同じ周波数で生ずる一次振動を低減するために、コンロッドとクランクシャフトとを連結するクランクアームにカウンターウェイトを設けることが行われている。また、クランクシャフトの回転数の２倍の周波数で生ずる二次振動を低減するために、バランスウェイトを有する一対のバランスシャフトを、クランクシャフトの回転を受けてエンジンの回転数の２倍の回転数で従動回転させることが行われている。
【０００３】
また、一対のバランスシャフトは、２つに分割したハウジングによって回転可能に支持している。そして、２つに分割したハウジングは、一対のバランスシャフトを、合わせ面同士の間に挟み込んで軸支する状態で組み付けている。このような２つに分割したハウジングとしては、例えば、特許文献１のバランサ装置においては、アッパバランサハウジングとロワバランサハウジングとして開示されている。
【０００４】
また、一対のバランスシャフト同士は、それぞれに設けたギヤによって噛合させている。そして、ギヤ同士の間に生ずるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内にするために、例えば、歯面の圧力角等の形成状態によって変わるＯＢＤ（オーバーボール径）等が異なる複数のギヤから、上記バックラッシの量が所定の寸法公差内になる一対のギヤを選定している。なお、ＯＢＤとは、ギヤにおける位相が約１８０°異なる位置において、隣接する歯面間（歯谷部）にそれぞれボールを入れて測定したボールの最外面同士の間の距離のことをいう。
【０００５】
しかしながら、上記バックラッシの量を調整するために、上記ＯＢＤの異なる一対のギヤを選定しようとしても、必ずしも必要とするＯＢＤのギヤを選定できないことがある。また、この選定によると、調整できるバックラッシの量が限られてしまい、場合によってはバックラッシの量を調整できないこともあり、この場合には、ハウジングの不良品が生じることになる。
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３２５１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、一対のバランスシャフトのギヤ間に生ずるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内に確実に設定することができるバランサユニットを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、レシプロエンジンのクランクシャフトの回転を受けて従動回転する一対のバランスシャフトを、ハウジングに回転可能に支持してなるバランサユニットにおいて、
上記一対のバランスシャフトは、互いに噛合して回転するギヤと、偏心荷重を形成するバランスウェイトと、該バランスウェイトの係合穴及び上記ギヤの係合穴に挿通したシャフト部とをそれぞれ有しており、
上記ハウジングは、上記一対のバランスシャフトの上記シャフト部をそれぞれ回転可能に支持する一対の軸受部と、上記一対のバランスシャフトの上記バランスウェイトを覆うように上記一対の軸受部を連結するカバー部とを有しており、かつ、上記一対の軸受部及び上記カバー部をそれぞれ分断して、上記各バランスシャフトの上記シャフト部を回転可能に別々に支持する状態で分割した一対の分割ブロックを組み付けて形成してあり、
該一対の分割ブロックは、上記一対の軸受部及び上記カバー部に連続して配置した所定の厚みのスペーサを挟持することによって、上記一対のバランスシャフトの軸間距離を所定の距離に設定して組み付けてあることを特徴とするレシプロエンジン用のバランサユニットにある（請求項１）。
【０００９】
本発明のバランサユニットは、一対のバランスシャフトを回転可能に支持するハウジングの形成状態に工夫を行い、一対のバランスシャフトの軸間距離を任意に設定できるようにしたものである。
具体的には、本発明のハウジングを構成する一対の分割ブロックは、一対のバランスシャフトのシャフト部をそれぞれ別々に回転可能に支持する状態で形成してある。そして、本発明においては、一対の分割ブロックの合わせ面同士の間に、所定の厚みのスペーサを挟持することによって、一対のバランスシャフトの軸間距離を所定の距離に設定している。
そのため、スペーサの厚みを適宜変更することにより、一対のバランスシャフトのギヤにおけるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内に容易に設定することができる。
【００１０】
また、スペーサの厚みは、任意の厚みに設定することが容易であり、バックラッシの量を調整できずに、ハウジングに不良品が生ずることをなくすことができる。
それ故、本発明のバランサユニットによれば、一対のバランスシャフトのギヤ間に生ずるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内に確実に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記バランスウェイトは、上記一対の軸受部同士の間において、上記シャフト部に嵌合し、上記ギヤは、上記一対の軸受部同士の間の外側に突出した上記シャフト部の端部に嵌合することが好ましい（請求項２）。
この場合には、バランサユニットの構造が簡単である。
【実施例】
【００１２】
以下に、本発明のレシプロエンジン用のバランサユニットにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のレシプロエンジン用のバランサユニット１は、図１、図２、図４に示すごとく、レシプロエンジンのクランクシャフト１１の回転を受けて従動回転する一対のバランスシャフト４を、ハウジング２に回転可能に支持してなる。一対のバランスシャフト４は、互いに噛合して回転するギヤ４１と、偏心荷重を形成するバランスウェイト４２と、バランスウェイト４２の係合穴４２１及びギヤ４１の係合穴４１１に挿通したシャフト部４３とをそれぞれ有している。
【００１３】
図２に示すごとく、ハウジング２は、一対のバランスシャフト４のシャフト部４３をそれぞれ別々に回転可能に支持する状態で分割した一対の分割ブロック２１を組み付けて形成してある。一対の分割ブロック２１は、その合わせ面２１１同士の間に、所定の厚みのスペーサ３を挟持することによって、一対のバランスシャフト４の軸間距離を所定の距離に設定して組み付けてある。また、図５には、一対の分割ブロック２１をスペーサ３を介して組み付ける状態を示す。
【００１４】
以下に、本例のレシプロエンジン用のバランサユニット１につき、図１〜図７と共に詳説する。
図６に示すごとく、本例のレシプロエンジン１は、直列４気筒のレシプロエンジンであり、２つのピストン１３が上死点Ｕに位置するときに、残りの２つのピストン１３が下死点Ｌに位置するよう構成されている。また、各ピストン１３は、クランクシャフト１１に設けられたクランクアーム１１１に、コンロッド１４を介して接続されている。また、クランクアーム１１１には、コンロッド１４を接続した側と反対側にカウンターウェイト１１２が形成されている。
また、図１に示すごとく、バランサユニット１は、ドリブンギヤ４５をドライブギヤ１２に噛合させ、ハウジング２をエンジンのシリンダーブロック５に螺合することによって、エンジンに取り付けられる。
【００１５】
また、図１、図６に示すごとく、クランクシャフト１１には、ドライブギヤ（クランクギヤ）１２が設けてあり、一対のバランスシャフト４のうちの一方には、ドライブギヤ１２の回転を受けて従動回転するドリブンギヤ４５が、ギヤ４１に隣接して設けてある。ドリブンギヤ４５は、ギヤ４１と一体的に形成することができ、ギヤ４１と別体で形成することもできる。
本例のドライブギヤ１２及びドリブンギヤ４５は、クランクシャフト１１において、４つのピストン１３のうち最も外側に位置するピストン１３とその内側に位置するピストン１３との間に対応する位置に設けてある。
【００１６】
また、ドリブンギヤ４５の基準ピッチ円直径及び歯数は、ドライブギヤ１２の基準ピッチ円直径及び歯数の半分になっている。また、一対のバランスシャフト４のギヤ４１は、基準ピッチ円直径及び歯数が互いに同じになっている。そして、クランクシャフト１１が１回転すると、ドリブンギヤ４５及び一対のバランスシャフト４のギヤ４１が２回転するようになっている。
【００１７】
また、図１に示すごとく、バランスウェイト４２は、クランクシャフト１１に接続される各ピストン１３が上死点Ｕ又は下死点Ｌにあるときに、ピストン１３から離れる方向にバランス力を作用させるよう構成されている。
すなわち、本例においては、図６に示すごとく、４気筒の両端に位置する第１、第４ピストン１３Ａ、Ｄが上死点Ｕにあり、残りの第２、第３ピストン１３Ｂ、Ｃが下死点Ｌにあるときに、バランスウェイト４２は、各ピストン１３から離れる方向にバランス力を発生させる。また、図示は省略するが、第１、第４ピストン１３Ａ、Ｄが下死点Ｌにあり、第２、第３ピストン１３Ｂ、Ｃが上死点Ｕにあるときにも、バランスウェイト４２は、各ピストン１３Ａ〜Ｄから離れる方向にバランス力を発生させる。
【００１８】
一方、図７に示すごとく、第１〜第４ピストン１３Ａ〜Ｄが上死点Ｕと下死点Ｌとの中間位置Ｍにあるときには、バランスウェイト４２は、各ピストン１３Ａ〜Ｄに近づく方向にバランス力を発生させる。また、一対のバランスシャフト４が互いに逆回転することにより、一対のバランスウェイト４２は、互いに最も接近する位置関係と、互いに最も離れる位置関係とを形成する。
こうして、各ピストン１３Ａ〜Ｄ及びコンロッド１４の往復運動により発生する慣性力及び慣性偶力等の作用方向とは逆方向にバランスウェイト４２によるバランス力（慣性力）を作用させて、レシプロエンジン１の二次振動の発生を低減させることができる。
【００１９】
図２〜図４に示すごとく、本例の一対の分割ブロック２１は、一対のバランスシャフト４のシャフト部４３を回転可能に支持する一対の軸受部２２と、バランスシャフト４を覆うように一対の軸受部２２を連結するカバー部２５とをそれぞれ有している。一対のバランスシャフト４のバランスウェイト４２は、一対の軸受部２２同士の間においてシャフト部４３に嵌合してある。また、一対のバランスシャフト４のギヤ４１は、一対の軸受部２２同士の間の外側に突出したシャフト部４３の端部に嵌合してある。一対のバランスシャフト４のうちの一方には、一対の軸受部２２同士の間の外側においてギヤ４１に隣接してドリブンギヤ４５が設けてある。
各軸受部２２には、シャフト部４３を回転可能な状態で挿通するための軸穴２２１が形成してあり、この軸穴２２１には、メタルブッシュ２２２が設けてある。
【００２０】
図３に示すごとく、一対の分割ブロック２１は、それらの合わせ面２１１の間にスペーサ３を挟持した状態で、スペーサ３を挿通する複数本のボルト２４によって組み付けてある。具体的には、一方の分割ブロック２１Ａとスペーサ３とには、複数本（本例では４本）のボルト２４を挿通させる貫通穴２３Ａが形成してあり、他方の分割ブロック２１Ｂには、複数本のボルト２４を螺合するネジ穴２３Ｂが形成してある。そして、一方の分割ブロック２１Ａの貫通穴２３Ａ及びスペーサ３の貫通穴３１に挿通した複数本のボルト２４を、他方の分割ブロック２１Ｂに螺合することによって、スペーサ３を挟持した状態で一対の分割ブロック２１を組み付けることができる。
【００２１】
図４に示すごとく、本例のバランスシャフト４は、シャフト部４３に対してバランスウェイト４２及びギヤ４１を焼嵌めすることによって形成してある。具体的には、バランスウェイト４２及びギヤ４１を加熱して、それらの係合穴４２１、４１１を膨張させておき、シャフト部４３を、一対の軸受部２２に形成された軸穴２２１のメタルブッシュ２２２内に挿通すると共に、一対の軸受部２２の間に配置したバランスウェイト４２の係合穴４２１内、及びギヤ４１の係合穴４１１内に挿通し、バランスウェイト４２及びギヤ４１が冷却されたときに、これらの係合穴４２１、４１１が縮小し、これらをシャフト部４３に嵌合することができる。
また、一方のバランスシャフト４Ａを形成する際には、ドリブンギヤ４５も加熱して、その係合穴４５１を膨張させておき、シャフト部４３を係合穴４５１内にも挿通しておくことにより、ドリブンギヤ４５もシャフト部４３に嵌合する。
【００２２】
本例のバランサユニット１は、一対のバランスシャフト４を回転可能に支持するハウジング２の形成状態に工夫を行い、一対のバランスシャフト４の軸間距離を任意に設定できるようにしたものである。
具体的には、本例のハウジング２を構成する一対の分割ブロック２１は、一対のバランスシャフト４のシャフト部４３をそれぞれ別々に回転可能に支持する状態で形成してある。そして、本例においては、一対の分割ブロック２１の合わせ面２１１同士の間に、所定の厚みのスペーサ３を挟持することによって、一対のバランスシャフト４の軸間距離を所定の距離に設定している。
そのため、スペーサ３の厚みを適宜変更することにより、一対のバランスシャフト４のギヤ４１におけるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内に容易に設定することができる。
【００２３】
また、本例においても、スペーサ３を用いると共に、従来と同様に、歯面の圧力角等の形成状態によってＯＢＤ（オーバーボール径）等が異なる複数のギヤ４１から、バックラッシの量が所定の寸法公差内になる一対のギヤ４１を選定することができる。ここで、ＯＢＤとは、ギヤ４１における位相が約１８０°異なる位置において、隣接する歯面間（歯谷部）にそれぞれボールを入れて測定したボールの最外面同士の間の距離のことをいう。
そして、例えば、数種類の厚みのスペーサ３を予め準備しておき、スペーサ３の選定と一対のギヤ４１の選定とを併用して、バランサユニット１を製造することができる。
【００２４】
また、スペーサ３の厚みは、任意の厚みに設定することが容易であり、バックラッシの量を調整できずに、ハウジング２に不良品が生ずることをなくすことができる。
それ故、本例のバランサユニット１によれば、一対のバランスシャフト４のギヤ４１間に生ずるバックラッシの量を、狙いとする寸法公差内に確実に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施例における、バランサユニットをクランクシャフトの軸方向から見た状態で示す説明図。
【図２】実施例における、バランサユニットをバランスシャフトの軸方向から見た状態で示す図で、バランスシャフトの配設位置の断面を示す説明図。
【図３】実施例における、バランサユニットをバランスシャフトの軸方向から見た状態で示す図で、分割ブロックの軸受部の形成位置の断面を示す説明図。
【図４】実施例における、バランサユニットをクランクシャフトの方向から見た状態の断面で示す説明図。
【図５】実施例における、分割ブロックを組み付ける状態を示す説明図。
【図６】実施例における、レシプロエンジンに取り付けたバランサユニットを、クランクシャフトの側方から見た状態で示す説明図。
【図７】実施例における、レシプロエンジンに取り付けたバランサユニットを、クランクシャフトの側方から見た状態で示す説明図。
【符号の説明】
【００２６】
１  バランサユニット
１１  クランクシャフト
１２  ドライブギヤ
１３  ピストン
２  ハウジング
２１  分割ブロック
２１１  合わせ面
３  スペーサ
４  バランスシャフト
４１  ギヤ
４２  バランスウェイト
４３  シャフト部
４５  ドリブンギヤ
【図１】
0005019614.tif 000002
【図２】
0005019614.tif 000003
【図３】
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【図４】
0005019614.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005019614.tif 000007
【図７】
0005019614.tif 000008