JP3643505B2 - バランス軸用ハウジング - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バランス軸用ハウジングに関し、特にピストンの起振力を打ち消すためのカウンタウェートを備えたバランス軸を収容するためのハウジングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのピストンが発生する二次起振力を打ち消すためのカウンタウェートを備えたバランス軸を、オイルパン内におけるクランク軸の下方に配置し、チェーン／スプロケット機構やギヤ機構などを介してクランク軸の回転をバランス軸に伝達するようにしたつり合い装置が、例えば実公平５−３９２３３号公報などで公知となっている。
【０００３】
上記つり合い装置のバランス軸は、オイルパン内の油面下に設けられるので、バランス軸が潤滑油を撹拌することによる不都合が生じないようにするために、バランス軸はその全体をハウジングで覆われている。また、多量の潤滑油がハウジング内に滞留するとバランス軸の回転抵抗となるので、ハウジング内の潤滑油は速やかに排出されねばならず、ハウジング内の潤滑油がバランス軸の回転で排出されるように構成したものが、上記公報に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記公報に記載の構造によると、潤滑油の排出口は上方へ開かれており、シリンダブロック側から滴下した潤滑油がハウジング内に入り易い構造であるため、ハウジング内からの潤滑油の排出効率を高めることができない。また、開口を設けるとハウジングの剛性を確保するための措置が別途必要となるので、ハウジング自体の形状が複雑化しがちである。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、シリンダブロック側から滴下した潤滑油のハウジング内への侵入を防止することができ、しかもできるだけ高剛性を確保することが可能なように構成されたバランス軸用ハウジングを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を果たすために、本発明の請求項１においては、ピストンの起振力を打ち消すためのカウンタウェート（１９）を備えたバランス軸（１３Ｌ・１３Ｒ）を収容するべくオイルパン（７）内に配置され、且つバランス軸に平行な平面に沿って上下に分割された側壁の端縁同士間に潤滑油を排出するための隙間（３７）が設けられるバランス軸用ハウジング（アッパハウジング１４Ｕ・及びロワハウジング１４Ｌ）を、分割されたハウジングのうちの上側のハウジング（１４Ｕ）に、前記隙間との対向面を覆う庇状突出部（３８）と前記バランス軸の軸方向位置規制部（スラスト軸受壁１６）とが互いに連結されて一体形成されるものとした。これにより、ハウジング内への潤滑油の流入が阻止されると共に部品点数の増加を招くことなくハウジング（特に軸方向位置規制部）の剛性が増強されることとなる。
【０００７】
また、請求項２においては、ピストンの起振力を打ち消すためのカウンタウェートを備えたバランス軸を収容するべくオイルパン内に配置され、且つ前記バランス軸に平行な平面に沿って上下に分割された側壁の端縁同士間に潤滑油を排出するための隙間が設けられるバランス軸用ハウジングを、分割されたハウジングのうちの上側のハウジングに、前記隙間との対向面を覆う庇状突出部と該上側ハウジングに下側ハウジングを締結する締結部（ボス部３９）とが互いに連結されて一体形成されるものとした。これにより、ハウジング内への潤滑油の流入が阻止されると共に部品点数の増加を招くことなくハウジング（特に上下ハウジングの締結部）の剛性の増強が図られる。
【０００８】
これらに加えて、請求項３においては、分割されたハウジングの各側壁の端縁同士をバランス軸に平行な平面上で互いにオフセットさせて隙間を形成することにより、潤滑油排出口を設けたことによる側壁の強度低下が実質的に無くされ、ハウジング全体としての剛性の増強が図られることとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、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は、本発明が適用された往復ピストンエンジンである。このエンジンＥは、クランク軸１を水平方向に延在させた直列４気筒エンジンであり、ヘッドカバー２、シリンダヘッド３、シリンダブロック４、ロワブロック５、つり合い装置６、及びオイルパン７を備えている。
【００１１】
つり合い装置６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、オイルパン７に内包された状態でロワブロック５の下面（クランク軸１の下方）にボルト止めされている。このつり合い装置６は、クランク軸１の前端部（以下、クランクプーリ又はチェーンケース側を前側とする）に固定された大スプロケット８と、左側（以下、左右方向はクランクプーリ又はチェーンケースに向かってのこととする）のバランス軸（後に詳述する）の前端に固定された小スプロケット９と、大・小両スプロケット８・９間に掛け渡された無端リンクチェーン１０とを介し、クランク軸１の回転が伝達されるようになっている。
【００１２】
無端リンクチェーン１０は、ロワブロック５の前面のクランク軸中心より左側に固定されたチェーンガイド１１にて振れ止めがなされると共に、つり合い装置６の前端面の小スプロケット９の右隣に固定されたチェーンテンショナ１２により、常時適切な張力が作用するようにされている。
【００１３】
図２〜図４に示すように、つり合い装置６は、実質的に同一形状をなす左右一対のバランス軸１３Ｌ・１３Ｒと、これら２本のバランス軸１３Ｌ・１３Ｒを互いに平行に支持し且つ収容するべく、両バランス軸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。
【００１４】
両バランス軸１３Ｌ・１３Ｒは、各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒに一体結合されたヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒによって互いに連動連結されている。ここで左バランス軸１３Ｌには、上記の通り、大スプロケット８、無端リンクチェーン１０、及び小スプロケット９を介してクランク軸１の駆動力が伝達される。そしてこれらにより、クランク軸１の２倍の回転速度で且つクランク軸１と同一方向へ左バランス軸１３Ｌが回転駆動され、ヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒ同士の噛合によって右バランス軸１３Ｒがそれとは逆向きに回転駆動される。
【００１５】
図２並びに図３に示すように、アッパハウジング１４Ｕにおけるヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒに対応する部分は、各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒと一体をなす各ヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒの軸線方向両端面に当接するスラスト受け面を備えたスラスト軸受壁１６をなしている。この部分は、上方へ向けて開放されており、両ヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒの外周の一部が常時オイルパン内に露出し、上方から滴下するか、あるいはオイルパン７内を飛散する潤滑油が両ヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒの噛合部およびスラスト軸受壁１６内に入り込み、同部分が十分に潤滑されるようになっている。
【００１６】
各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒには、その前端側に比較的小径の第１ジャーナル部１７が、その後端側に比較的大径の第２ジャーナル部１８が、それぞれ一体形成されている。また、各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの後端側には、第２ジャーナル部１８の前後に２分割されたカウンタウェート１９が一体形成されている。このカウンタウェート１９は、回転中心から径方向外側に重心位置を偏倚させており、その回転軌跡の直径は、第２ジャーナル部１８の直径よりも大きくされている（図４参照）。
【００１７】
カウンタウェート１９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、カウンタウェート１９の軸部２０は細径とされている。そして径を細くしたことによる剛性低下を補うために、第２ジャーナル部１８の軸方向各端面に接続するテーパ形状のリブ２１が、第２ジャーナル部１８を前後から挟む両軸部２０の反ウェート側に設けられている。
【００１８】
また、第２ジャーナル部１８の重心位置をカウンタウェート１９側に偏倚させてカウンタウェート１９をより一層小型化するために、第２ジャーナル部１８の反ウェート側は、第２ジャーナル部１８の軸方向両端のみを残して肉抜きされている。そして肉抜きされてできた両端部間の空間２２は、肉抜きによる曲げ剛性の低下を補うために、第２ジャーナル部１８の中心軸が通る平面に沿うリブ２３で接続されている（図５参照）。なお、上記カウンタウェート１９の軸部２０に設けられたリブ２１と第２ジャーナル部１８に設けられたリブ２３とは、同一の平面に沿って延設されている。
【００１９】
このようにすることにより、第２ジャーナル部１８における反ウェート側の軸端部が後記するメタル軸受の内周面に接することとなるので、第２ジャーナル部１８全体としての軸受孔との接触面積を小さくしたにも関わらず、油膜切れを起こさずに済み、回転抵抗の低減に寄与することができる。
【００２０】
なお、リブ２３の軸中心側には、リブ２３の両面間を連通する貫通孔２４が設けられており、肉抜きされた空間２２内の潤滑油を流動し易くすることにより、空間２２内に潤滑油が滞留して回転抵抗増大の因になることのないようにされている。
【００２１】
他方、各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの第１ジャーナル部１７は、ロワハウジング１４Ｌの前壁に一体的に設けられた第１軸受壁２５に支持される。そして各バランス軸の第２ジャーナル部１８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つ割のメタル軸受を備えた第２軸受壁２６に支持される。
【００２２】
両バランス軸１３Ｌ・１３Ｒを両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌ内に収容する際に、両バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの各前端をロワハウジング１４Ｌと一体の第１軸受壁２５に設けられた孔内にそれぞれ挿入して各第１ジャーナル部１７を第１軸受壁２５に支持させると共に、２つ割のメタル軸受が設けられた第２軸受壁２６におけるロワハウジング１４Ｌ側の半割部分に各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの第２ジャーナル部１８をそれぞれ載置し、更にこの状態でアッパハウジング１４Ｕ側の第２軸受壁２６の半割部分を各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの第２ジャーナル部１８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、両バランス軸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。
【００２３】
これにより、カウンタウェート１９を軸受孔に挿通する必要がなくなるので、各ジャーナル部１８・１９を強度上十分な範囲で細くすることができることから、回転抵抗を低減し、且つバランス軸１３Ｌ・１３Ｒを収容するハウジング１４Ｕ・１４Ｌの小型化及び軽量化をより一層高次元に推進することができる。
【００２４】
アッパ・ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌの前端面には、図６に併せて示すように、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２７が設けられている。この潤滑油ポンプ２７は、両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌの前端面にボルト止めされたポンプハウジング２８内に受容されたアウタロータ２９と、右バランス軸１３Ｒの前端に連結されたインナロータ３０とからなっている。そして右バランス軸１３Ｒと一体回転するインナロータ３０がアウタロータ２９と共働し、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３１からロワハウジング１４Ｌの底壁に一体形成された吸入管３２を経て吸引されたオイルパン７内の潤滑油を、ロワブロック５及びシリンダブロック４などに内設された油路（図示せず）に連結された吐出油路３３を経てエンジン各部へと圧送するようになっている。
【００２５】
図３に示すように、オイルストレーナ３１の取付ボス３４は、ロワハウジング１４Ｌの前後方向中間部における第２軸受壁２６の半割部に連結されている。また、ロワハウジング１４Ｌの下面に一体形成された吸入管３２は、前側の第１軸受壁２５の近傍へとその終端が至っている。これらオイルストレーナ３１の取付ボス３４と中空な吸入管３２とは、ロワハウジング１４Ｌの下面における２本のバランス軸１３Ｌ・１３Ｒの間の位置にて連続的に直列するように一体形成されており、ロワハウジング１４Ｌの特にバランス軸１３Ｌ・１３Ｒの前後各端部を支持する複数の軸受壁（２５・２６）間をオイルストレーナ３１の取付ボス３４と吸入管３２とで連結することになるので、これらの軸受壁（２５・２６）の剛性を増強する上に大きく寄与している。
【００２６】
なお、吸入管３２は、２本のバランス軸１３Ｌ・１３Ｒ同士間にその一部を食い込ませている（図４参照）。これにより下方への膨出量が低減される。これと同時に、オイルストレーナ３１がロワハウジング１４Ｌの底壁に直接取り付けられているので、ロワハウジング１４Ｌの徒な大型化が回避され、エンジンのコンパクト化にも寄与している。
【００２７】
金網からなるオイルストレーナ３１が設けられる吸入口の底面には、オイルストレーナ３１の内向き変形を抑制するために、ピン状の突起３５が立設してある。そしてこの突起３５とストレーナ取付ボス３４の内周面とは、リブ３６で連結されている。このリブ３６により、ストレーナ取付ボス３４の特に軸受壁２６の半割部の剛性がより一層高められている。
【００２８】
アッパハウジング１４Ｕとロワハウジング１４Ｌとの互いの分割面に接する左右両側壁の各端縁は、図４に示すように、バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの径方向について互いにオフセットしている。これにより、バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの中心が通る平面上に、上向きに開く隙間３７が形成されている。そしてロワハウジング１４Ｌの底部に溜まった潤滑油ＯＬは、両バランス軸１３Ｌ・１３Ｒの回転（矢印方向）に伴ってカウンタウェート１９で掻き上げられ、この隙間３７からハウジング１４Ｕ・１４Ｌ外へと排出される。
【００２９】
アッパハウジング１４Ｕの左右側壁には、庇状突出部３８が軸方向に延設されている。この庇状突出部３８は、上記した隙間３７の開放面に対向しており、上方から滴下した潤滑油が隙間３７からハウジング１４Ｕ・１４Ｌ内に入り込むことを阻止する働きをなす。
【００３０】
この庇状突出部３８は、図７並びに図８に示すように、アッパハウジング１４Ｕの左右両側壁の前後方向の全長に渡って形成されており、アッパ・ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌ同士を締結するボルトＢ１を挿通するボス部３９と、第２軸受壁２６と、各バランス軸１３Ｌ・１３Ｒに一体結合されたヘリカルギヤ１５Ｌ・１５Ｒに当接してその軸方向位置を規制するスラスト軸受壁１６とを接続しており、アッパハウジング１４Ｕの剛性の増強に寄与している。
【００３１】
なお、アッパ・ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌは、第２ジャーナル部１８を支持する第２軸受壁２６の位置にて３本のボルトＢ２で締結されており、特にカウンタウェート１９の回転による径方向の加速度が作用する第２軸受壁２６の部分に緩みが生じ難くなるように配慮されている。
【００３２】
庇状突出部３８を左右両側方へ伸延させ、図９に示すような適宜な断面形状を与えることにより、オイルパン内油面のあばれを防止するためのバッフルプレートとしての機能を担わせることもできる。
【００３３】
図１０に示すように、第１ジャーナル部１７を支持するための軸受孔４０を、アッパ・ロワ両ハウジング１４Ｕ・１４Ｌの割面に形成することもできる。この形態によると、第１・第２両ジャーナル部１８・１９のための各軸受の分割面を共通にできるので、両軸受間の軸心精度を高めることができる。しかも図１１並びに図１２に示したように庇状突出部３８を第１ジャーナル部１７の支持部にまで延出させることで前後の軸受壁同士間を庇状突出部３８で連結することができるので、前後の軸受壁の剛性をより一層高めることができる。
【００３４】
上記の如く構成されたつり合い装置６は、図４に示すように、下方から挿通される通しボルトＢ３によってロワブロック５に締結される。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ハウジング内への潤滑油の流入を阻止すると共にハウジングの特に軸方向位置規制部あるいは上側ハウジングに下側ハウジングを締結する締結部の剛性を増強する上に大きな効果が得られる。
【００３６】
また、分割されたハウジングの各側壁の端縁同士間を互いにオフセットさせて隙間を形成することにより、潤滑油排出口を設けることによる側壁の強度低下を実質的に無くし、かつハウジング全体としての剛性の増強が図れる。
【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のみを切除して表した正面図
【図２】オイルパン内を左側バランス軸の軸心に沿って切断して表した部分的な縦断面図
【図３】つり合い装置の右側バランス軸の軸心に沿って切断して表した縦断面図
【図４】図３中のIV−IV線に沿う要部縦断面図
【図５】バランス軸における第２ジャーナル部の軸線に直交する面の断面図。
【図６】図３中のVI−VI線に沿う要部縦断面図
【図７】つり合い装置の右側面図
【図８】つり合い装置の上面図
【図９】庇状突出部の別の形態を示す部分的な縦断面図
【図１０】第１ジャーナル部の別の形態を示す部分的な縦断面図
【図１１】つり合い装置の別の形態を示す右側面図
【図１２】つり合い装置の別の形態を示す上面図
【符号の説明】
７ オイルパン
１３Ｌ・１３Ｒ バランス軸
１４Ｕ アッパハウジング
１４Ｌ ロワハウジング
１６ スラスト軸受壁
１９カウンタウェート
２５・２６ 軸受壁
３７ 隙間
３８ 庇状突出部
３９ ボス部

Claims (3)

1. ピストンの起振力を打ち消すためのカウンタウェートを備えたバランス軸を収容するべくオイルパン内に配置され、且つ前記バランス軸に平行な平面に沿って上下に分割された側壁の端縁同士間に潤滑油を排出するための隙間が設けられるバランス軸用ハウジングであって、
   前記分割されたハウジングのうちの上側のハウジングに、前記隙間との対向面を覆う庇状突出部と前記バランス軸の軸方向位置規制部とが互いに連結されて一体形成されることを特徴とするバランス軸用ハウジング。
2. ピストンの起振力を打ち消すためのカウンタウェートを備えたバランス軸を収容するべくオイルパン内に配置され、且つ前記バランス軸に平行な平面に沿って上下に分割された側壁の端縁同士間に潤滑油を排出するための隙間が設けられるバランス軸用ハウジングであって、
   前記分割されたハウジングのうちの上側のハウジングに、前記隙間との対向面を覆う庇状突出部と該上側ハウジングに下側のハウジングを締結する締結部とが互いに連結されて一体形成されることを特徴とするバランス軸用ハウジング。
3. 前記分割された上下のハウジングの各側壁の端縁同士を前記平面上で互いにオフセットさせて前記隙間を形成することを特徴とする請求項１若しくは２に記載のバランス軸用ハウジング。

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