JP2009501307A - バランスシャフト用の捩じりダンパー - Google Patents

Abstract

クランクシャフト上の駆動スプロケットをカムシャフト上の従動スプロケットに連結する無端状チェーン１０１を有する内燃機関用のドライブシステム。ドライブシステムは、少なくとも１つのバランスシャフト１０８とトーションバー１０４とから構成される。バランスシャフト１０８は、ドライブスプロケットに連結するための第１の端部および中心穴１１６を有し、トーションバー１０４はバランスシャフト１０８の中心穴１１６の内部に配置される。トーションバー１０４は、ドライブスプロケット１０２に連結するための第１の端部１０４ａと、中心穴１１６の内側端に固定される第２の端部１０４ｂとを有している。トーションバー１０４は、捩じり振動を吸収し、クランクシャフトによって励起されるバランスシャフト１０８の慣性によるねじり振動を遮断する。トーションバーの第１の端部とバランスシャフトの中心穴との間には、トーションバーをバランスシャフト内の中心に位置決めするための軸受１０６が配置されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、回転装置における振動絶縁の分野に関し、詳細には、トーションバーを備えたバランスシャフトに関する。

エンジンのシリンダ配置およびシリンダの数が、エンジンバランスとエンジンの振動に影響を及ぼす。４シリンダの直列エンジンのような特定の普及型エンジンの構成は、運動学的にはバランスが取れていない。このことは振動の過剰なレベルに帰着することになり、これはエンドユーザーに不愉快と思われる場合が多い。バランスシャフトは、エンジンによって発生する振動をいくらか相殺しまたは低減させる。

先行技術の図１は、第１の端部において、チェーン１が巻き付けられたスプロケット２に固定されたトーションバー４を示している。トーションバー４の第２の端部は、バランスシャフト８に取り付けられている。トーションバー４は、バランスシャフト８に対するトーションバー４の位置を維持するために、そのいずれかの端部に少なくとも２対の軸受６ａ、６ｂを有している。バランスシャフト８は、シャフトの一部に錘１０を有している。

エンジンの振動を低減するのに用いられたバランスシャフトの一例が米国特許第5,253,547号であって、当該米国特許は、直列形エンジンに組み込まれるバランスシャフトを開示しており、このバランスシャフトは、シャフトを支持する第１および第２軸受を備えた第１および第２ジャーナルを有している。第１の軸受は、リテーナを通してエンジンの前側近傍に配置されており、第２の軸受は、クランクシャフトの軸方向の概略中央部の近傍に配置されており、シリンダブロックに固定されている。バランスシャフトはまた、オイル通路を有している。オイル通路は、シャフトの中心軸に沿って形成されており、バランスシャフトの外周面上にオイルを飛散させる溝と連通している。飛散したオイルは、第１および第２ジャーナルに到達する。

特開平７−２３８９７１号公報は、筒形ケーシングの中に挿入された、ダンパーシャフト内の捩じりスプリングについて開示している。ケーシングは装置本体に取り付けられている。

他の例は特開平４−２２８９５０号公報であって、当該公報は、クランクシャフトの振動に対してトーションバーとして作用するバネの性質を備えた弾性ロッド部材を有するバランスシャフトについて開示している。第２のシャフトが、ダンパー部材を介してクランクシャフトに連結されており、ダンパー部材は、バランスシャフトに平行に配置されている。ダンパー部材はクランクシャフトの回転に追随する。第２のシャフトの回転とバランスシャフトを介したエンジン出力伝達による他の回転との間に差異が生じると、減衰力が発生する。

特開平６−１９１４６１号公報は、バネとして作用しかつスイングアームの側部に装着される自動二輪車用トーションバーについて開示している。少なくとも一つのトーションバーが、回転ダンパーの中空回転軸の内部に配備されている。トーションバーがバネとして作用すると、バネ力が右側および左側のスイングアームに作用する。

本発明は、このような従来技術に鑑みてなされたものであり、新規な構成によるバランスシャフト用捩じりダンパーを提供しようとしている。

クランクシャフト上の駆動スプロケットをカムシャフト上の従動スプロケットに連結する無端状チェーンを有する内燃機関用のドライブシステム。このドライブシステムは、少なくとも一つのバランスシャフトとトーションバーとから構成されている。バランスシャフトは、駆動スプロケットに連結するための第１の端部と中心穴を有している。トーションバーは、バランスシャフトの中心穴に配置されている。トーションバーは、駆動スプロケットに連結するための第１の端部と、中心穴の内側端に固定される第２の端部とを有している。トーションバーは、捩じり振動を吸収し、クランクシャフトによって励起されるバランスシャフトの慣性による捩じり振動を遮断する。トーションバーの第１の端部とバランスシャフトの中心穴との間には、トーションバーをバランスシャフト内にセンタリングするための軸受が配置されている。

バランスシャフトは、直列４シリンダエンジン、９０°Ｖ６エンジン、およびバランスシャフトを必要とする他の任意のエンジンにも見出される。バランスシャフトの数は、エンジンのシリンダ数に基づいて変化する。

無端状のチェーンが、クランクシャフト上の駆動スプロケットをカムシャフト上の従動スプロケットに連結している。駆動スプロケットの回転がチェーンを前進させ、チェーンがカムシャフトおよび従動スプロケットを回転させる。ピストンおよびコネクティングロッドにおける往復動の質量のアンバランスから生じるエンジン振動は、４シリンダエンジンではエンジン速度の通常２倍の速度で逆方向に回転するバランスシャフトにぶつかる。本発明における少なくとも一つのバランスシャフト１０８がクランクシャフト（図示せず）に連結されており、クランクシャフトの回転に同期する。バランスシャフトの数は、エンジンのシリンダ数に基づいて変化するだろう。バランスシャフト１０８は、コネクティングロッドおよびピストンにおける往復動の質量によって生成される力と等しくかつ逆方向の力を発生する。しかしながら、クランクシャフトが相当の捩じり振動を有しているので、バランスシャフトが、捩じりに関してクランクシャフトから遮断されている方が有利である。この遮断（絶縁）がなければ、チェーン負荷が過剰に高くなって、早期の破損に至る。本発明は、十分なバランスが得られるようにバランスシャフトとエンジンとの同期をほぼ維持しながら、この絶縁を提供している。

図２において、バランスシャフト１０８は、第１の端部１０８ａと、第２の端部１０８ｂと、錘１１０とを有している。第１の端部１０８ａは、駆動スプロケット１０２に連結されている。駆動スプロケット１０２は、チェーン１０１によって駆動される。スプロケット１０２は、米国特許第6,109,227号明細書に記載されたものと同等のものでよく、当該米国特許の内容は参照によって本明細書に援用される。スプロケット１０２はまた、バランスシャフト１０８と同軸でかつシャフト１０８の中心穴１１６内に所定長さだけ延びるトーションバー１０４の第１の端部１０４ａに取り付けられている。トーションバーの第１の端部は、軸受１０６によってバランスシャフトの穴にセンタリングされている。バランスシャフト１０８、したがってトーションバー１０４の長さは、捩じり応力による曲げを低く抑えながら振動の著しい絶縁を可能にする。トーションバー１０４の第２の端部１０４ｂは、バランスシャフト１０８の穴１１６の内側端に固定手段１１４によって固定されている。トーションバー１０４をバランスシャフト１０８の穴１１６の内側端に取り付けることによって、トーションバー１０４が捩じられて捩じり振動を吸収することが可能になり、クランクシャフト（図示せず）からの動力がチェーン１０１に伝達され、これに続いてスプロケット１０２に伝達されるときに、バランスシャフトの慣性がクランクシャフトまたはドライブシステムの捩じり振動から絶縁される。

本発明によるバランスシャフトは、直列４シリンダエンジン、９０°Ｖ６エンジン、およびバランスシャフトを必要とする他の任意のエンジンにも見出される。

したがって、ここで述べた本発明の実施形態は、本発明の原理の適用の単なる例示にすぎないことが理解されるべきである。例示された実施形態の詳細への言及は、特許請求の範囲を限定するようには意図されておらず、特許請求の範囲そのものが、本発明に本質的とみなされるべき特徴を説明している。

従来のバランスシャフトの概略を示している。 本発明の概略を示している。

符号の説明

１０１： 無端状チェーン
１０２： 駆動スプロケット
１０４： トーションバー
１０８： バランスシャフト

Claims (3)

1. クランクシャフト上の駆動スプロケットをカムシャフト上の従動スプロケットに連結する無端状チェーンを有する内燃機関用のドライブシステムであって、
   駆動スプロケットに連結するための第１の端部と中心穴とを有する少なくとも一つのバランスシャフトと、
   バランスシャフトの中心穴内に配置され、駆動スプロケットに連結するための第１の端部と中心穴に固定される第２の端部とを有するトーションバーとを備え、
   トーションバーが、捩じり振動を吸収し、クランクシャフトの回転によるバランスシャフトの慣性からねじり振動を遮断している、
   ドライブシステム。
2. トーションバーが、バランスシャフトのかなりの長さ分だけ延びている、
   請求項１に記載のドライブシステム。
3. トーションバーと中心穴内のバランスシャフトとの間に配置された軸受をさらに備えた、
   請求項１に記載のドライブシステム。

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