JP4347024B2 - エンジンのバランサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの回転振動を打ち消すバランサ装置に関し、とりわけ、バランサハウジングの軸方向の端部にオイルポンプが一体に設けられたバランサ装置に関する。

この種のバランサ装置として、特許文献１に記載されるようなものが案出されている。

このバランサ装置は、クランクシャフトから動力を伝達される駆動側バランサシャフトと、このバランサシャフトとギヤを介して噛み合い相反方向に従動回転される従動側バランサシャフトとを備え、この両シャフトを軸受支持するバランサハウジングの軸方向の端部にポンプハウジングが一体に設けられ、そのポンプハウジングに従動側バランサシャフトによって回転駆動されるオイルポンプが収容されている。そして、ポンプハウジングには、ポンプ本体の吸入領域にオイルを導入するための吸入ポートが駆動側バランサシャフトの端部外周に回り込むように延出している。
実開２００３−１２９８１６号公報

この従来のバランサ装置は、バランサハウジングの端部にポンプハウジングが一体に設けられているため、ポンプハウジングによってバランサハウジングの剛性が高まるものの、駆動側バランサシャフトの端部外周に回り込むようにオイルポンプの中空状の吸入ポートが配置されているため、エンジン駆動中に大きな荷重が作用する駆動側バランサシャフトの周域部の充分な支持剛性を得ることができなかった。

尚、特許文献１では、駆動側バランサシャフトの端部外周に回り込むように吸入ポートを配置したバランサ装置が開示されているが、吸入ポートと吐出ポートの位置を逆にし、吐出ポートを駆動側バランサシャフトの端部外周に配置することも検討されている。この場合も、やはり同様に駆動側バランサシャフト回りのハウジングの支持剛性が不充分になることが懸念される。

そこで本発明は、ポンプハウジングによって駆動側バランサシャフト回りの充分な支持剛性を確保すること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。

本発明は、とりわけ、前記オイルポンプの吐出ポートを、前記ポンプハウジング内にて前記駆動側バランサシャフトの端部外周に回り込むように延出させ、前記ポンプハウジングのうちの、前記駆動側バランサシャフトを中心として前記吐出ポートの延出部よりも径方向外側になる領域に、径方向外側に膨出する膨出部を設け、その膨出部に前記吐出ポートの脈圧を低減するチャンバを配置したことを特徴としている。

この発明の場合、ポンプハウジングの駆動側バランサシャフトの外周側部分は吐出ポートの延出部の回り込みによって剛性が低下するが、その延出部による剛性低下は延出部の外側に設けられた膨出部によって補われる。そして、膨出部に配置されたチャンバは吐出ポートの脈圧を確実に低減することができる。

本発明は、吐出ポートの延出部の回り込みによるポンプハウジングの剛性低下を、延出部の外側に設けられた膨出部によって補うことができるため、エンジン駆動中に大きな荷重の作用する駆動側バランサシャフトの周域部の支持剛性をポンプハウジングによって確実に高めることができる。また、本発明においては、吐出ポートの脈圧をチャンバによって確実に低減することができると共に、チャンバが前記補強のための膨出部に配置されることから、ポンプハウジングの小型化、ひいてはバランサ装置全体の小型化を図ることができる。

次に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

この実施形態のバランサ装置２は、図１に示すように、バランサハウジング３がエンジンのシリンダブロック３０の下端に取り付けられ、そのバランサハウジング３に駆動側バランサシャフト４Ａと従動側バランサシャフト４Ｂが夫々図示しない軸受を介して支持されている。両バランサシャフト４Ａ，４Ｂは平行に配置され、図３に示す同期ギヤ６Ａ，６Ｂで噛み合って相反方向に同期回転する。駆動側バランサシャフト４Ａは、図１に示すようにチェーン３１を介してクランクシャフトから動力を伝達され、クランクシャフトの２倍の速度で回転駆動される。両バランサシャフト４Ａ，４Ｂには図４に示すようにバランスウェイト３２が偏心して設けられ、そのウェイト３２の回転によってエンジンの２次振動を低減するようになっている。

また、バランサハウジング３の軸方向の一端部にはポンプハウジング７が一体に設けられ、このポンプハウジング７の内部に前記従動側バランサシャフト４Ｂによって回転駆動されるオイルポンプ１のポンプ本体が収容されている。尚、駆動側バランサシャフト４Ａの端部はポンプハウジング７の略中央部を貫通し、その貫通した前端部に、図１に示すように駆動入力用のチェーンスプロケット３３が一体に取り付けられている。

ポンプハウジング７は、バランサハウジング３の前端部に一体に形成された略矩形状のベースブロック８と、このベースブロック８の前面に取付けられたカバーブロック９とから成り、両ブロック８，９の外周縁部が複数のボルト１０…によって結合されている。

ポンプ本体はトロコイド形のポンプによって構成され、図２，図４に示すように従動側バランサシャフト４Ｂに一体回転可能に取付けられたインナロータ１１と、前記カバーブロック９の凹部１２に回転可能に収容されたアウタロータ１３とを備えている。インナロータ１１はトロコイド曲線から成る複数の外歯を有し、アウタロータ１３は同様にトロコイド曲線から成りインナロータ１１の外歯よりも一つ分歯数の多い内歯を有している。

インナロータ１１はアウタロータ１３の内周側に偏心して配置され、外歯が最偏心位置でアウタロータ１３の内側に噛合されると共に、残余の部分が円周方向の複数個所で内歯に対して滑り接触するようになっている。そして、インナロータ１１とアウタロータ１３の接触部間に形成された複数の空間部はポンプ室１４を成し、これらのポンプ室１４がインナロータ１１の回転に伴なって容積を連続的に増減変化させるようになっている。

ポンプ本体（１１，１３）は、図２に示すように、横長のポンプハウジング７の一端側上部に偏寄して配置されており、ポンプハウジング７内のポンプ本体（１１，１３）の下方側には、オイルをポンプ本体（１１，１３）の吸入領域に吸い入れる吸入ポート１５が形成されている。また、ポンプハウジング７には、ポンプ本体（１１，１３）の吐出領域から吐出されたオイルを図外の吐出通路に誘導する吐出ポート１６が形成されている。この吐出ポート１６は、ポンプ本体（１１，１３）から駆動側バランサシャフト４Ａの前端部を略Ｖ字状に迂回して斜め上方に延出し、その延出端が吐出通路に接続されている。したがって、吐出ポート１６は駆動側バランサシャフト４Ａの前端部の下端外周を回り込むようにして斜め上方に延出している。

また、ポンプハウジング７のうちの、駆動側バランサシャフト４Ａを中心として吐出ポート１６の延出部１６ａよりも径方向外側になる領域、つまり、図１，図２で見たときに延出部１６ａの下方領域には、外側方向に張り出す膨出部２１が設けられており、この膨出部２１内に吐出ポート１６の脈圧を低減するためのオイルチャンバ１８が形成されている（図２，図５参照）。オイルチャンバ１８は延出部１６ａに沿って略直方体状に形成され、そのチャンバ１８の上端部が連通孔１７を介して吐出ポート１６（延出部１６ａ）に導通している。この連通孔１７の端部はオイルチャンバ１８の鉛直方向上方にて吐出ポート１６に開口し、吐出ポート１６からチャンバ１８内にはエアが入りにくく、エアが入り込んでも速やかに吐出ポート１６に排出されるようになっている。

尚、図２中１９は、吐出ポート１６と吸入ポート１５を連通する戻し通路２０に介装されたリリフー弁であり、図１中２５は、バランサ装置２の外側に配置されたエンジン底部のオイルパンである。

このバランサ装置２は、バランサハウジング３の軸方向の一端部にポンプハウジング７が一体に設けられているため、バランサハウジング３全体の剛性がこのポンプハウジング７によって高められる。バランサハウジング３は、特に、駆動側バランサシャフト４Ａの軸受部に大きな荷重が作用するが、ポンプハウジング３の駆動側バランサシャフト４Ａの端部外周付近には吐出ポート１６が回り込んで延出しているため、この部分の剛性は不足しがちとなる。しかし、このバランサ装置２においては、ポンプハウジング７の吐出ポート１６の延出部１６ａの外側に膨出部２１を設け、その膨出部２１によって剛性低下を補うようにしているため、バランサハウジング３の駆動側バランサシャフト４Ａ回りの支持剛性を確実に高めることができる。

また、ポンプハウジング７の吐出通路１６にはオイルチャンバ１８が設けられているため、オイルポンプ１の作動によって発生する吐出ポート１６の脈圧はオイルチャンバ１８によって確実に低減することができる。このオイルチャンバ１８はオイル中に若干混入しているエアの弾性によって脈圧を低減するものであるが、鉛直方向上部にて吐出ポート１６に導通しているため、エンジンを長時間停止した場合であってもチャンバ１８内に大量のエアが流入することがなく、チャンバ１８内のエアが吐出ポート１６との共振によって急激に排出され、脈圧低減性能が急変する不具合が生じないという利点がある。

さらに、このバランサ装置２は、ポンプハウジング７の補強のために設けた膨出部２１に、その膨出部２１に沿うように前記オイルチャンバ１８を配置したため、ポンプハウジング７にチャンバ１８を形成するための専用のスペースを設ける必要がなく、その分、バランサ装置全体２を小型化することができる。

尚、この発明の実施形態は以上で説明したものに限るものでなく、例えば、以上の実施形態ではオイルポンプのポンプ本体をトロコイド形のポンプで構成したが、ベーン形のポンプ等であっても良い。また、駆動側と従動側のバランサシャフトは必ずしもクランクシャフトの倍速度で回転させる必要はないが、この実施形態のようにクランクシャフトの倍速度で回転させるものにあっては、駆動側バランサシャフトに作用する荷重が非常大きくなるうえ、従動側バランサシャフトで駆動されるオイルポンプの脈圧周波数が高くなるため、本発明による膨出部による補強とチャンバによる脈圧低減は特に有効となる。また、上記の実施形態ではオイルチャンバ１８を採用したが、エアチャンバを採用することも可能である。

次に、上述した実施形態の記載内容から把握し得る前記請求項に記載された発明以外の発明について、以下にその効果と共に記載する。

（イ） 駆動側バランサシャフトと従動側バランサシャフトはクランクシャフトの倍速度で回転することを特徴とする請求項１に記載のバランサ装置。

この場合、駆動側バランサシャフトに作用する荷重が比重に大きくなるうえ、オイルポンプで発生する脈圧の周波数が高くなるため、膨出部による補強とチャンバによる脈圧低減は特に有効なものとなる。

（ロ） オイルポンプは、外周にトロコイド曲線形状の複数の外歯が設けられ、駆動軸によって回転駆動されるインナロータと、このインナロータの外周側に偏心して配置され、内周に前記インナロータが噛合するトロコイド曲線形状の複数の内歯が設けられたアウタロータと、を備えたトロコイド形のポンプであることを特徴とする請求項１、前記（イ）のいずれかに記載のバランサ装置。

この場合、インナロータとアウタロータの間に形成される複数のポンプ室が駆動軸の回転に伴なって吐出ポートに順次開口オイルを吐き出すが、このとき、吐出ポートに生じる脈圧はチャンバによって確実に低減することができる。

本発明の一実施形態を示すエンジンの前端部の部分破断正面図。 同実施形態を示す図３のＣ−Ｃ部分の端面図。 同実施形態を示すバランサ装置の上面図。 同実施形態を示す図２のＡ−Ａ線に沿う断面図。 同実施形態を示す図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

符号の説明

１…オイルポンプ
２…バランサ装置
３…バランサハウジング
４Ａ…駆動側バランサシャフト
４Ｂ…従動側バランサシャフト
７…ポンプハウジング
１５…吸入ポート
１６…吐出ポート
１８…オイルチャンバ（チャンバ）
２１…膨出部

Claims (1)

1. クランクシャフトから動力を伝達され、バランスウェイトを回転させることによってエンジン振動を打ち消す駆動側バランサシャフトと、
   この駆動側バランサシャフトから動力を伝達され、同シャフトと逆方向にバランスウェイトを回転させてエンジン振動を打ち消す従動側バランサシャフトと、
   前記両バランサシャフトを軸受支持するバランサハウジングと、
   このバランサハウジングの軸方向の端部に一体に設けられたポンプハウジングと、
   このポンプハウジング内に設けられ、前記従動側バランサシャフトによって回転駆動されるオイルポンプと、を備えたエンジンのバランサ装置であって、
   前記オイルポンプの吐出ポートを、前記ポンプハウジング内にて前記駆動側バランサシャフトの端部外周に回り込むように延出させ、前記ポンプハウジングのうちの、前記駆動側バランサシャフトを中心として前記吐出ポートの延出部よりも径方向外側になる領域に、径方向外側に膨出する膨出部を設け、その膨出部に前記吐出ポートの脈圧を低減するチャンバを配置したことを特徴とするエンジンのバランサ装置。

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