(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパブロックとロアブロックとに２分割に形成されたハウジングに、バランスウエイトを有するバランサ軸がラジアル軸受とスラスト軸受を介して回転自在に支持され、このバランサ軸がクランクシャフトと同期回転するように構成されたエンジンのバランサ装置において、
前記バランサ軸の前記ラジアル軸受によって支持されるジャーナル部の軸方向両側にスラスト支持面を連設すると共に、
前記ロアブロックに設けられた支持壁のラジアル軸受の配設位置の軸方向両側に、前記バランサ軸のスラスト支持面に対峙するスラスト軸受面を設け、
前記支持壁に形成された前記ラジアル軸受に臨む位置に潤滑油の供給口を配置し、
前記バランサ軸のジャーナル部の軸方向両側に、バランスウエイトを配設すると共に、この両バランスウエイトのジャーナル部側に、前記スラスト支持面を設ける一方、前記スラスト支持面と前記ロアブロックのスラスト軸受面との間に、階段状対峙面を設けたことを特徴とするエンジンのバランサ装置。
【請求項２】
両バランスウエイトの側面に形成する階段状対峙面を、その二つの対峙面間の幅が両バランスウエイトのスラスト支持面間の幅よりも広くなるように形成すると共に、ロアブロック側の階段状対峙面を、同様にその二つの対峙面間の幅がスラスト軸受面間の幅よりも広くなるように形成した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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両等に用いられるエンジンに付設されてクランクシャフトの回転アンバランスに起因する振動を打ち消すバランサ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のバランサ装置は、バランスウエイトを有するバランサ軸がラジアル軸受とスラスト軸受を介してハウジングに取付けられ、このバランサ軸がクランクシャフトの動力を受けて同期回転することにより、クランクシャフトの回転アンバランスに起因する振動をバランスウエイトの偏心回転によって打ち消すようになっている。
【０００３】
そして、バランサ軸はクランクシャフトと共に常時高速回転するため、バランサ軸を支持するためのラジアル軸受やスラスト軸受は外部から供給される潤滑油によって潤滑されるようになっている。
【０００４】
尚、この技術は、例えば、特開昭６１-１２７９３９号公報等に示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のバランサ装置においては、ラジアル軸受とスラスト軸受がバランサ軸の軸方向に離間した位置に配置されているため、各軸受毎に別々に潤滑油の供給通路を形成しなければならず、その結果、装置の内部構造が複雑になり、製造コストの高騰や装置の大型化を招くことが懸念される。
【０００６】
そこで本発明は、ラジアル軸受とスラスト軸受を潤滑するための供給通路の構造を簡素化できるようにして、製造コストの低減と装置の小型化を図ることのできるエンジンのバランサ装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、アッパブロックとロアブロックとに２分割に形成されたハウジングに、バランスウエイトを有するバランサ軸がラジアル軸受とスラスト軸受を介して回転自在に支持され、このバランサ軸がクランクシャフトと同期回転するように構成されたエンジンのバランサ装置において、前記バランサ軸の前記ラジアル軸受によって支持されるジャーナル部の軸方向両側にスラスト支持面を連設すると共に、前記ロアブロックに設けられた支持壁のラジアル軸受の配設位置の軸方向両側に、前記バランサ軸のスラスト支持面に対峙するスラスト軸受面を設け、前記支持壁に形成された前記ラジアル軸受に臨む位置に潤滑油の供給口を配置し、前記バランサ軸のジャーナル部の軸方向両側に、バランスウエイトを配設すると共に、この両バランスウエイトのジャーナル部側に、前記スラスト支持面を設ける一方、前記スラスト支持面と前記ロアブロックのスラスト軸受面との間に、階段状対峙面を設けるようにした。
【０００８】
この発明の場合、供給口に導入された潤滑油はラジアル軸受に供給された後にジャーナル部の軸方向両側に回り込み、スラスト支持面とスラスト軸受面の間に供給される。
しかも、この発明の場合は、スラスト支持面とスラスト軸受面の間に供給された潤滑油が径方向外側の階段状対峙面の隙間によって流出量を制限されるため、スラスト軸受部分には常時充分な潤滑油が供給されることとなる。
【００１０】
この発明の場合、バランスウエイトの端面の周域に階段状対峙面が設けられているため、スラスト軸受面がバランス良く円環状となり、しかも、フリクションも小さく抑えられる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、両バランスウエイトの側面に形成する階段状対峙面を、その二つの対峙面間の幅が両バランスウエイトのスラスト支持面間の幅よりも広くなるように形成すると共に、ロアブロック側の階段状対峙面を、同様にその二つの対峙面間の幅がスラスト軸受面間の幅よりも広くなるように形成した。
【００１２】
この発明の場合、バランスウエイトは径方向外側に向かって階段状に幅が広がり、また、ロアブロック側はスラスト軸受の付根部側で階段状に幅が狭まる。したがって、型成形時にはバランス軸もロアブロックも型抜き性が良好になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１６】
図２は、本発明にかかるバランサ装置の分解斜視図を示すものであり、同図に示すようにこのバランサ装置は、図示しないエンジン本体の下面に取付けられるボックス状のハウジング１が、アッパブロック２とロアブロック３とに２分割されて構成され、両ブロック２，３の間に、ほぼ同形状の２本のバランサ軸４，５が並列に取付けられている。
【００１７】
両バランサ軸４，５の前端部寄りの外周面には夫々同歯数のヘリカルギヤ６，７が取付けられ、この両ヘリカルギヤ６，７が噛合されることによって両バランサ軸４，５が相反方向に回転するようになっている。そして、一方のバランサ軸４の前端部には駆動用スプロケット８がボルト９によって取付けられており、この駆動用スプロケット８に図示しないチェーンを介してクランクシャフトの動力が一対二の回転比でもって伝達されるようになっている。したがって、一方のバランサ軸４はクランクシャフトの動力を受けて同シャフトと同期回転し、他方のバランサ軸５は一方のバランサ軸４の駆動力を受けて逆回転方向に同期回転する。尚、一方のバランサ軸４と他方のバランサ軸５は前記以外の部分はほぼ同様の構成であるため、以下では一方のバランサ軸４についてのみ説明し、他方のバランサ軸５については詳細な説明を省略するものとする。
【００１８】
バランサ軸４は、その前端部の外周面と後部寄りの外周面に第１ジャーナル部１０と第２ジャーナル部１１が夫々設けられ、図１に示すように、この各ジャーナル部１０，１１がアッパブロック２とロアブロック３の支持壁１２ａ，１２ｂ、及び、１３ａ，１３ｂに半割り構造のメタル軸受１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂを介して回転自在に支持されている。このメタル軸受１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂはラジアル軸受を構成するものであるが、第１ジャーナル部１０側のものは第２ジャーナル部１１側のものに対して軸方向幅が狭められて形成されている（Ｌf＜Ｌr）。
【００１９】
また、バランサ軸４の第２ジャーナル部１１の軸方向の前後には一対のバランスウエイト１６，１６が一体に形成されている。この各バランスウエイト１６は、軸心を通る平面を挟んで一半部と他半部が異形に形成されており、一半部には径が大きく、かつ、充分な軸方向幅を持つ大半円部１６ａが設けられ、他半部には大半円部１６ａよりも径と軸方向幅が共に小さい小半円部１６ｂが設けられている。小半円部１６ｂは第２ジャーナル部１１側に偏寄し、かつ、同ジャーナル部１１よりも大径に形成されており、同ジャーナル部１１側の端面は大半円部１６ａの端面と面一に形成されている。
【００２０】
また、大半円部１６ａの第２ジャーナル部１１側の端面には、段差状の窪み１７が外側の半円の円弧に略沿って設けられており、この窪み１７を設けた結果、大半円部１６ａの端面に残された部分が小半円部１６ｂの端面と共に同心の円環状平面１８を構成するようになっている。この円環状平面１８は本発明におけるバランサ軸４側のスラスト支持面を構成し、前記窪み１７は階段状対峙面を構成する。以下、円環状平面１８をスラスト支持面１８、窪み１７を階段状対峙面１７と夫々呼ぶものとする。
【００２１】
一方、アッパブロック２とロアブロック３の支持壁１２ａ，１２ｂ、及び、１３ａ，１３ｂにはメタル軸受１４ａ，１４ｂ及び１５ａ，１５ｂを夫々収容する半円状の軸受収容部１９ａ，１９ｂ及び２０ａ，２０ｂが設けられているが、ロアブロック３の後部側の支持壁１３ｂにはバランサ軸４の前記スラスト支持面１８に当接するスラスト軸受面２１が設けられている。このスラスト軸受面２１は支持壁１３ｂの側面のうちの軸受収容部２０ｂの縁部に円弧に沿って形成されており、その円弧の外周側は階段状に一段高くなっている。この段部は本発明におけるハウジング側の階段状対峙面２２を構成し、バランサ軸４をハウジング１（ロアブロック３）に組付けた状態において、この対峙面２２がバランサ軸４側の前記階段状対峙面１７と所定隙間をもって対面するようになっている。
【００２２】
尚、アッパブロック２側の支持壁１３ａにはスラスト軸受面が設けられておらず、その支持壁１３ａの側面は、バランサ軸４をハウジング１に組付けた状態において、バランサ軸４側のスラスト支持面１８や階段状対峙面１７に対し常時接触することのないように設定されている。
【００２３】
また、アッパブロック２やロアブロック３の軸受収容部１９ａ，１９ｂ、及び、２０ａ，２０ｂには潤滑油の供給口２３が設けられ、図外のオイルポンプから送給された潤滑油がこの供給口２３を通してメタル軸受１４ａ，１４ｂ、及び、１５ａ，１５ｂ部分に導入されるようになっている。そして、メタル軸受１４ａ，１４ｂ、及び、１５ａ，１５ｂには径方向に貫通する複数の連通孔２４が形成され、供給口２３に導入された潤滑油をこの連通孔２４を通してメタル軸受１４ａ…と各ジャーナル部１０，１１の間に供給できるようになっている。
【００２４】
アッパブロック２とロアブロック３は、これらの間に前記バランサ軸４，５等を組付けた状態において、前部側と後部側の各支持壁１２ａ，１２ｂと１３ａ，１３ｂ部分を夫々３本ずつのボルト２５，２６によって締結されている。そして、ここで用いられるボルト２５，２６は、後部側のものと前部側のもので引張強度と締結軸力が異なり、この強度と軸力の両者とも以下の（１），（２）式のように後部側のものの方が大きく設定されている。ただし、式中σf，σrは、前部側と後部側の各ボルト２５，２６の引っ張り強度を示し、Ｆf，Ｆrは、前部側と後部側の各ボルト２５，２６の締結軸力を示すものとする。
【００２５】
【数１】
σf＜σr                  （１）
【００２６】
【数２】
Ｆf＜Ｆr                  （２）
即ち、バランスウエイト１６は後部側の支持壁１３ａ，１３ｂの前後に位置されており、その支持壁１３ａ，１３ｂ付近には常時大きな負荷が作用するため、後部側の支持壁１３ａ，１３ｂのボルト２６の引張強度σrと締結軸力Ｆrは大きくする必要があり、これに対し前部側の支持壁１２ａ，１２ｂ付近は入力負荷が小さいため、前部側の支持壁１２ａ，１２ｂのボルト２５は後部側の支持壁１３ａ，１３ｂのボルト２６よりも引張強度σfと締結軸力Ｆfが小さく設定されている。この実施形態の場合、このように前部側の支持壁１２ａ，１２ｂのボルト２５として、引張強度と締結軸力の小さいものを用いているため、全体のコストを低減することができる。
【００２７】
尚、前述のようにバランサ軸４の前端部側のメタル軸受１４ａ，１４ｂが後部側のメタル軸受１５ａ，１５ｂよりも軸方向幅を狭めているのはこれと同様の理由によるものである。つまり、前部側のメタル軸受１４ａ，１４ｂは後部側のメタル軸受１５ａ，１５ｂに比較して入力負荷が小さいために、軸方向幅を狭めても何等問題が起こらず、むしろ、回転時のフリクションをより低減することができる。
【００２８】
以上のように構成されたバランサ装置は、クランクシャフトの回転が駆動用スプロケット８を介してバランサ軸４に入力されると、そのバランサ軸４と共にバランスウエイト１６が偏心回転すると共に、ヘリカルギヤ６，７を介して他方のバランサ軸５にも逆向きの回転が伝達され、そのバランサ軸５のバランスウエイト１６が逆向きに偏心回転する。
【００２９】
このとき、両バランサ軸４，５の回転はクランクシャフトの回転アンバランスに起因するエンジンの上下方向の振動を打ち消し、また、各バランサ軸４，５の回転に伴なう水平方向の振動は両者が相反方向に回転することによって互いに打ち消し合う。
【００３０】
また、このとき各バランサ軸４，５を支持するメタル軸受１４ａ，１４ｂ、及び、１５ａ，１５ｂとスラスト軸受面２１には潤滑油が供給されるが、メタル軸受１４ａ，１４ｂ、及び、１５ａ，１５ｂにはハウジング１の軸受収容部２０ａ，２０ｂの供給口２３から潤滑油が供給され、スラスト支持面１８とスラスト軸受面２１の間には、メタル軸受１５ａ，１５ｂの両側部から流れ出た潤滑油がそのまま回り込んで供給される。
【００３１】
したがって、このバランサ装置においては、メタル軸受１５ａ，１５ｂとスラスト軸受面２１に対して夫々専用の供給通路を設ける必要がないため、通路構造を簡素化して低コストでの製造を実現することができる。
【００３２】
また、このバランサ装置は、バランスウエイト１６の大半円部１６ａの端面の周域に窪み（階段状対峙面１７）が設けられているため、スラスト軸受面２１がバランス良く円環状となり、しかも、フリクショクも小さく抑えられている。ただし、こうして大半円部１６ａに窪みを設けることによってスラスト軸受面２１の径方向幅が狭められると、バランサ軸４，５が高速で回転したとき等、にスラスト軸受面２１とスラスト支持面１８の間に流れ込んだ潤滑油が遠心力によってそのまま外側に流出し易くなる。
【００３３】
しかし、このバランサ装置においては、スラスト支持面１８とスラスト軸受面２１の径方向外側に夫々階段状対峙面１７，２２を形成したことによってこのような問題にも対処することができる。
【００３４】
即ち、メタル軸受１５ａ，１５ｂの両側部からスラスト支持面１８とスラスト軸受面２１の間に回り込んだ潤滑油は、これらの径方向外側に配置されている階段状対峙面１７，２２の隙間によって流出量を制限されるため、バランサ軸４，５の回転速度が高まって潤滑油に作用する遠心力が大きくなっても、潤滑油はスラスト支持面１８とスラスト軸受面２１の間から急激に流出することはない。したがって、スラスト支持面１８とスラスト軸受面２１の間には常時充分な潤滑油が導入され、両者間は常時充分に潤滑される。
【００３５】
さらに、この実施形態のバランサ装置の場合、バランサ軸４，５の各バランスウエイト１６は径方向外側に向かって幅が広がるように階段状対峙面１７が形成され、ロアブロック３の支持壁１３ｂは付根部に向かって幅が狭まるように階段状対峙面２２が形成されているため、バランサ軸４，５とロアブロック３を型成形する際に、階段状対峙面１７，２２の形成部位において引っ掛かりが生じることがなく、したがって、型抜き性が良好であるという利点がある。
【００３６】
また、この実施形態にあっては、高い成形精度を要求されるスラスト軸受面２１がロアブロック３のみに形成されているため、アッパブロック２の成形が容易であると共に、アッパブロック２とロアブロック３の厳格な組付精度を要求されなくなる。したがって、アッパブロック２とロアブロック３の両方にスラスト軸受面を形成する場合に比較して製造コストを削減することができる。
【００３７】
さらに、この実施形態の場合、ロアブロック３側にスラスト軸受面２１と階段状対峙面２２が形成されているため、潤滑油を重力によってこれらの部分に充分に供給することができるという利点がある。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載の発明は、ラジアル軸受に供給された潤滑油をさらにスラスト支持面とスラスト軸受面の間に回り込ませることができ、夫々の軸受部に専用の供給通路を設ける必要がないため、製造コストの低減と装置の小型化を実現することができる。
しかも、スラスト支持面とスラスト軸受面の間に供給された潤滑油の流出を径方向外側の階段状対峙面の隙間によって制限することができるため、スラスト軸受部分に常時充分な潤滑油を供給し、安定した潤滑性能を得ることができる。
また、高い成形精度を要求されるスラスト軸受面がロアブロックのみに形成されているため、アッパブロックの成形作業が容易であると共に、アッパブロックとロアブロックの厳格な組付精度を要求されなくなる。したがって、アッパブロックとロアブロックの両方にスラスト軸受面を形成する場合に比較して製造コストを削減できる。
さらに、この発明では、前述のように、ロアブロック側にスラスト軸受面と階段状対峙面が形成されているため、潤滑油を重力によってこれらの部分に充分に供給することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明は、バランスウエイトの端面の周域に階段状対峙面が設けられているため、スラスト軸受面がバランス良く円環状となり、しかも、フリクションも小さく抑えられる。
【００４０】
請求項３に記載の発明は、バランサ軸とハウジングの成形時における型抜き性を良好にすることができため、製造をより容易化して、さらなる低コスト化を図ることができる。
【００４１】
請求項４に記載の発明は、高い加工精度を要求されるスラスト軸受面をハウジングのアッパブロックとロアブロックの一方のみに形成するため、他方のブロックの加工を容易することできると共に、両ブロック相互の組付をも容易にすることができ、その結果、より低コストでの製造を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す図３のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】同実施形態を示す分解斜視図。
【図３】同実施形態を示す正面図。
【図４】同実施形態を示す底面図。
【図５】同実施形態を示す図３のＢ−Ｂ線に沿う端面図。
【符号の説明】
１…ハウジング
２…アッパブロック
３…ロアブロック
４，５…バランサ軸
１１…第２ジャーナル部（ジャーナル部）
１５ａ，１５ｂ…メタル軸受（ラジアル軸受）
１６…バランスウエイト
１７，２２…階段状対峙面
１８…スラスト支持面
２１…スラスト軸受面
２３…供給口
【図１】
0003854450.tif 000002
【図２】
0003854450.tif 000003
【図３】
0003854450.tif 000004
【図４】
0003854450.tif 000005
【図５】
0003854450.tif 000006