(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏心ウェート部の軸方向移動を規制すべくジャーナル部よりも大径なスラスト受面を備えたフランジ部が一体形成されたジャーナル部を有するエンジン用つり合い装置のバランサシャフトであって、
前記ジャーナル部は、前記偏心ウェート部の軸方向両端に２つ設けられ、
前記フランジ部は、２つの内の一方のジャーナル部に設けられ、
前記偏心ウェート部は、前記ジャーナル部の径よりも細い径の軸部を備え、これによって前記フランジ部と他方のジャーナル部との間に軸方向について互いに対向する端面が形成され、
前記フランジ部と前記他方のジャーナル部との前記端面同士間を軸方向に連結し且つその軸方向中間部が谷になるようにその高さを漸減したリブが前記偏心ウェート部の反ウェート側に延設されることを特徴とするエンジン用つり合い装置のバランサシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏心ウェート部を備えたエンジン用つり合い装置のバランサシャフトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
偏心ウェート部を備えたバランサシャフトを、クランク軸の下方に配設したつり合い装置が、実公平３−１８７６１号公報に開示されている。
【０００３】
上記公報に開示されたものは、バランサシャフトの軸方向位置を規定するために、バランサシャフトのジャーナル部に設けられたスラスト受面が、軸受孔の開口端面に摺接するようにされている。また、部品点数削減のために、バランサシャフトにスラスト受面を一体成形することも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ジャーナル部に一体成形されたスラスト受面は、当然ジャーナル部の直径よりも大きくしなければならないので、上記従来の構造によると、ウェートの位置に関わらず反ウェート側の部分はフランジ状になり、その外周側は片持ち構造となるために剛性が不足しがちであった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、フランジ状をなすスラスト受面の剛性を高めることができるように改良されたエンジン用つり合い装置のバランサシャフトを提供することにある。
【０００６】
また本発明の第２の目的は、補強による重量増大を最低限に抑えることができるように改良されたエンジン用つり合い装置のバランサシャフトを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本出願の請求項１の発明は、偏心ウェート部（１７）の軸方向移動を規制すべくジャーナル部（１６ｃ）よりも大径なスラスト受面（１９）を備えたフランジ部（１８）が一体形成されたジャーナル部を有するエンジン用つり合い装置（４）のバランサシャフト（１３Ｌ・１３Ｒ）において、前記ジャーナル部は、前記偏心ウェート部の軸方向両端に２つ設けられ、前記フランジ部は、２つの内の一方のジャーナル部（１６ｃ）に設けられ、前記偏心ウェート部は、前記ジャーナル部の径よりも細い径の軸部（２０）を備え、これによって前記フランジ部と他方のジャーナル部（１６ｄ）との間に軸方向について互いに対向する端面が形成され、前記フランジ部と前記他方のジャーナル部（１６ｄ）との前記端面同士間を軸方向に連結し且つその軸方向中間部が谷になるようにその高さを漸減したリブ（２１）が、前記偏心ウェート部の反ウェート側に延設されることを特徴とするものとした。
【０００８】
このようにすれば、スラスト受面を備えたフランジ部の剛性がリブを接続することで高められるので、高精度なスラスト規制を行うことができる。また、リブを軸方向に延在させ、且つその軸方向中間部が谷になるようにしたので、応力分布を適正化して反ウェート側の重量増加を抑制した上で偏心ウェート部のジャーナル部同士間の剛性をより一層高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。
【００１０】
図１及び図２は、本発明が適用された往復ピストンエンジンにおけるつり合い装置の取付部を示している。このエンジンＥは、クランクシャフト１を水平方向に延在させた直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック２、ロワブロック３、つり合い装置４、及びオイルパン５を備えており、クランクシャフト１の軸線に直交する方向についてシリンダ軸線を傾斜させて車体に搭載される。
【００１１】
つり合い装置４は、ピストンの往復運動に起因して発生するエンジンＥの二次振動を低減するためのものであり、その左右両側端部に下方から挿通される通しボルトＢ１により、オイルパン５に内包された状態でロワブロック３の下面（クランクシャフト１の下方）に締結される。このつり合い装置４は、クランクシャフト１の前端部（以下、クランクプーリ側を前側とする）のクランクプーリ６の背面側に固定された大スプロケット７と、左側（以下、左右方向はクランクプーリに向かってのこととする）のバランサシャフト（後に詳述する）の前端に固定された小スプロケット８と、大・小両スプロケット６・７間に掛け渡されたリンクチェーン９とを介して伝達されるクランクシャフト１の回転力により、回転駆動されるようになっている。
【００１２】
つり合い装置４は、実質的に同一形状をなす左右一対のバランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒと、これら２本のバランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒを互いに平行に支持し且つ収容すべく、両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの中心を通る平面に沿って上下に２分割されたアッパハウジング１４Ｕ及びロワハウジング１４Ｌとを備えている。
【００１３】
両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒは、各バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒに一体結合されたヘリカルギヤ１５（一方のみを図示する）によって互いに連動連結されている。ここで左バランサシャフト１３Ｌには、上記の通り、大スプロケット７、小スプロケット８、及びリンクチェーン９を介してクランクシャフト１の駆動力が伝達され、これにより、クランクシャフト１の２倍の回転速度でクランクシャフト１と同一方向へ左バランサシャフト１３Ｌが回転駆動される。そしてヘリカルギヤ１５同士の噛合により、右バランサシャフト１３Ｒがそれとは逆向きに回転駆動される。
【００１４】
両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒには、比較的小径の第１、第２ジャーナル部１６ａ・１６ｂがヘリカルギヤ１５の前方に、その後方に比較的大径の第３、第４ジャーナル部１６ｃ・１６ｄが、それぞれ一体形成されている。また、各バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの後側部分には、回転中心から径方向外側に重心位置を偏倚させ、且つ第３ジャーナル部１６ｃを挟んで前後に２分割された偏心ウェート部１７が一体形成されている。つまり第３ジャーナル部１６ｃは、直列に列設された２つの偏心ウェート部１７の軸方向中央部に設けられている。
【００１５】
前後偏心ウェート部１７の第３ジャーナル部１６ｃを挟む対向端部には、拡径されたフランジ部１８がそれぞれ形成されている。これらフランジ部１８の互いの対向端面には、スラスト受面１９が形成されている。このように、スラスト荷重を受けるフランジ部１８を第３ジャーナル部１６ｃの軸方向両端に設けるものとすれば、第３ジャーナル部１６ｃに潤滑油を供給する場合には、スラスト受面１９によって潤滑油が保持されるので、当該ジャーナル部の潤滑効果の向上に寄与し得る。
【００１６】
図４に併せて示すように、偏心ウェート部１７をできるだけ小さくした上で所期の等価回転質量を得るために、偏心ウェート部１７の軸部２０は比較的細径とされている。そして径を細くしたことによる剛性低下を補うと共に、スラスト受面１８の半径方向についての剛性を高めるために、第３ジャーナル部１６ｃの前側に設けられたフランジ部１８におけるスラスト受面１９の背面とヘリカルギヤ１５の取付部との間、並びに第３ジャーナル部１６ｃの後側に設けられたフランジ部１８におけるスラスト受面１９の背面と第４ジャーナル部１６ｄとの間を軸線方向について接続するリブ２１が、両軸部２０の反ウェート側の全長に渡る部分に設けられている。このように、最も大きな荷重が加わる第３ジャーナル部１６ｃの軸方向両端に設けられた２つのフランジ部１８の双方にリブ２１を接続するものとすれば、当該ジャーナル部の剛性が大幅に増強されるので、各バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの安定支持に寄与し得る。
【００１７】
これらのリブ２１は、図５に示したように、対応するジャーナル部１６とフランジ部１８との外周縁同士を概ね直線的に連結しても良いが、リブ２１を設けたことによる重量増大を最小限に抑え、かつ応力分布を最適化するために、図１並びに図４に示したように、各偏心ウェート部１７の軸線方向中央へ行くに従ってその半径方向寸法が小さくなるテーパ形状とすることが好ましい。
【００１８】
他方、両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの各ジャーナル部１６ａ〜１６ｄは、アッパ、ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌを互いに接合させることによって形成される２つ割の第１〜第４軸受孔２２ａ〜２２ｄに支持される。
【００１９】
各軸受孔２２ａ〜２２ｄにおけるロワハウジング１４Ｌ側の半割部分に両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの各ジャーナル部１６ａ〜１６ｄをそれぞれ載置し、更にこの状態で各軸受孔２２ａ〜２２ｄにおけるアッパハウジング１４Ｕ側の半割部分を両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒの各ジャーナル部１６ａ〜１６ｄに整合させた上でアッパ、ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌを互いに接合させることにより、両バランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒが両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌ内に回転自在に収容されることとなる。そして前記したスラスト受面１９は、第３軸受孔２２ｃを形成した軸受壁２３ｃの前後両端面に当接してスラスト力を受け止めるようになっている。
【００２０】
図３に併せて示すように、アッパ、ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌは、適宜な位置に上方から挿通された複数のボルトＢ２と、第３、第４軸受孔２２ｃ・２２ｄが設けられた各軸受壁２３ｃ・２３ｄを貫通して下方から挿通された各３本のボルトＢ３とで締結されており、特に偏心ウェート部１７の回転による径方向の加速度が作用する軸受壁２３ｃ・２３ｄの部分に緩みが生じ難くなるように配慮されている。
【００２１】
ロワハウジング１４Ｌの前端面には、エンジン各部へ潤滑油を圧送するためのトロコイド式の潤滑油ポンプ（図示せず）を内設したポンプハウジング２４がボルト止めされている。この図示されていない潤滑油ポンプは、右バランサシャフト１３Ｒの軸端に設けられており、右バランサシャフト１３Ｒが回転すると、ロワハウジング１４Ｌの底壁に取り付けられたオイルストレーナ２５からロワハウジング１４Ｌの一側壁に内設された管状通路２６を経てオイルパン５内の潤滑油を吸引し、エンジン各部へと圧送するようになっている。
【００２２】
オイルストレーナ２５を保持するストレーナカバー２７の取付ボス２８は、ロワハウジング１４Ｌにおける２つのバランサシャフトのうちの低い側、つまり左バランサシャフト１３Ｌの下方位置に一体形成されている。この取付ボス２８は、概ね円筒状をなし、アッパハウジング１４Ｕとロワハウジング１４Ｌとを相互に締結するためのボルトＢ３のうちの２つのバランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒ同士間に設けられたボルトと低い側の左バランサシャフト１３Ｌの外側方に設けられたボルトとの間にその中心を配すると共に、ロワハウジング１４Ｌの前後方向中間部における第３軸受孔２２ｃの半割部が設けられた軸受壁２３ｃにその外周部が連結されている。これにより、アッパハウジング１４Ｕとロワハウジング１４Ｌとを締結すると共に、２つのバランサシャフト１３Ｌ・１３Ｒのスラスト力が加わる軸受壁２３ｃの剛性の増強を図っている。
【００２３】
管状通路２６の終端部の側方に隣接する位置には、ロワブロック３に対する締結ボルトＢ１を挿通する締結ボス３０が設けられており、ロワブロック３に対するつり合い装置４の締結剛性を高めるのに寄与している。
【００２４】
なお、上記の第３ジャーナル部１６ｃの軸方向両端に設けられたフランジ部１８に接続されたリブ２１の厚さ（軸線に直交する向きについての寸法）は、重量の増加を抑制する上からは必要最小限とすることが好ましく、フランジ部１８の厚さ（軸線に沿う向きについての寸法）よりもリブ２１の厚さを小さくすれば軽量化に寄与するが、剛性の増大と重量増大の抑制とを両立する上には、フランジ部１８とリブ２１との厚さを互いに同程度とすることが最適である。また、図６に示したように、フランジ部１８の最外周にリブ２１を接続するものとすれば、フランジ部１８の剛性をより一層高めることができる。
【００２５】
さらに、排気量や全体構造の都合によっては第３ジャーナル部１６ｃの両側の偏心ウェート部１７の重量を互いに異ならせる要望が生ずる場合もあるが、このようなときは、重量がより大きい偏心ウェート部側のリブの高さや厚さをより大きくすれば、スラスト荷重がより大きくなる側の強度の増大に有効である。
【００２６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、従来は、ジャーナル部の直径よりも大きくされたフランジ部に形成されたスラスト受面の反ウェート側の部分は、その外周側が片持ち構造となるので剛性が不足しがちであった。それが本願請求項１の発明によれば、反ウェート側にてフランジ部におけるスラスト受面の背面に接続されて軸方向に延在するリブを設けるものとしたので、スラスト受面の剛性を高めることができる。従って本発明により、高精度なスラスト規制を行う上に大きな効果を奏することができる。特に、リブを軸方向に延在させ、且つその軸方向中間部が谷になるようにしたので、応力分布を適正化して反ウェート側の重量増加を抑制した上で偏心ウェート部のジャーナル部同士間の剛性をより一層高めることができる。即ち、所期の回転慣性質量を得た上で軸部を細径化し得るので、重量の増大を抑制する上に効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用されたエンジンの要部を一部切除して表した正断面図
【図２】  本発明が適用されたエンジンの要部を一部切除して表した側断面図
【図３】  つり合い装置のロワハウジングの底面図
【図４】  バランサシャフト単体を一部切除して示す側面図
【図５】  バランサシャフトの別の形態を示す部分的側面図
【図６】  バランサシャフトのさらに別の形態を一部切除して示す側面図
【符号の説明】
４  つり合い装置
１３Ｌ・１３Ｒ  バランサシャフト
１６ｃ  ジャーナル部
１７  偏心ウェート部
１８  フランジ部
１９  スラスト受面
２１  リブ
【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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