JP2006200409A - 内燃機関のバランサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成でかつ潤滑油の飛散を抑えつつ潤滑油をバランスシャフトの所定の給油位置へと導くことができる内燃機関のバランサ装置を提供する。
【解決手段】 容積形回転式オイルポンプ５のインナロータ７と同軸上に連ねて設けられたバランスシャフト２を有する内燃機関のバランサ装置１において、インナロータ７の表面からバランスシャフト２上の給油位置までインナロータ７の内部及びバランスシャフト２の内部を貫く潤滑油通路１１を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バランスシャフトが、オイルポンプのインナロータと同軸上に設けられた内燃機関のバランサ装置に関する。

内燃機関のバランサ装置として、バランスシャフトとオイルポンプのインナロータとが同軸上に設けられたバランサ装置が知られている（特許文献１参照）。また、バランスシャフトの内部に内部油路を形成し、その内部油路をクランクシャフトに設けられたオイルポンプから中間シャフトまで潤滑油を導く油路と連通させたバランサ装置も知られている（特許文献２参照）。その他本発明と関連する先行技術文献として、特許文献３が存在する。
特開２００３−１２９８１６ 特開平９−８９０５０ 特開平６−２１３２７８

特許文献１のバランサ装置では、オイルポンプから圧送される潤滑油をバランスシャフトへ供給することに関して何ら考慮されていない。バランスシャフトを回転支持する軸受等に外側から潤滑油を供給する場合、潤滑油は飛散してバランスシャフトにもかかる。バランスシャフトはクランクシャフトの倍速で回転するため、潤滑油は攪拌されて摩擦及び気泡が増加し、エンジンの摩擦損失が増加する。特許文献２のバランサ装置の場合、クランクシャフトに設けられたオイルポンプから中間シャフト及びバランスシャフトまで潤滑油を導く油路が必要となり、装置の複雑化及びコストアップの要因となる。

そこで、本発明は、簡単な構成でかつ潤滑油の飛散を抑えつつ潤滑油をバランスシャフトの所定の給油位置へと導くことができるバランサ装置を提供することを目的とする。

本発明は、容積形回転式オイルポンプのインナロータと同軸上に連ねて設けられたバランスシャフトを有する内燃機関のバランサ装置において、インナロータの表面からバランスシャフト上の給油位置までインナロータの内部及びバランスシャフトの内部を貫く潤滑油通路を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この内燃機関のバランサ装置によれば、オイルポンプ内の潤滑油はインナロータの回転に伴ってインナロータの表面からインナロータ及びバランスシャフトの内部の潤滑油通路を通って、バランスシャフト上の給油位置まで達する。従って、潤滑油の飛散を抑制し、バランスシャフトの回転による潤滑油の攪拌、及びそれによる摩擦及び気泡の増加を防止することができる。また、連ねて設けられたバランスシャフトとインナロータとの内部を貫いて潤滑油通路を形成しているため、これらのインナロータ及びバランススシャフトの外部に別の潤滑油通路を付加する必要がなく、バランサ装置を簡単な構成とすることができる。

本発明の一態様において、バランスシャフトの周りにバランスシャフトを回転支持する軸受を備え、潤滑油通路が、給油位置としての軸受によるバランスシャフトの支持位置まで延びていてもよい（請求項２）。この態様によれば、潤滑油が外側からバランスシャフトにかかることなく、潤滑油をオイルポンプの軸受に確実に供給することができる。

本発明の一態様において、バランスシャフトを駆動する駆動用ギアを備え、潤滑油通路が、駆動用ギアの内部を貫いて、給油位置としての駆動用ギアの表面まで延びていてもよい（請求項３）。この態様によれば、バランスシャフトを駆動する駆動用ギアを備えている場合においても、駆動用ギアの内部を貫きかつ駆動用ギアの表面まで延びる潤滑油通路により、外側からバランスシャフトに潤滑油がかかることを防ぎつつ駆動用ギアに確実に潤滑油を供給することができる。

本発明の一態様において、バランスシャフトとインナロータとが一体成形されていてもよい（請求項４）。この態様によれば、一体成形されたバランスシャフトとインナロータとに潤滑油通路を成形するだけでよいので、構成がより簡素化される。

以上に説明したように、本発明の内燃機関のバランサ装置によれば、オイルポンプ内の潤滑油がインナロータ及びバランスシャフトの内部に設けられた潤滑油通路を通るので、潤滑油の飛散を抑制し、バランスシャフトの回転による潤滑油の攪拌、及びそれによる摩擦及び気泡の増加を防止しつつ、潤滑油を所定の給油位置へと導くことができる。また連ねて設けられたバランスシャフト及びインナロータの内部を貫いて潤滑油通路を形成しているので、これらのバランスシャフト及びインナロータの外部に別に潤滑油通路を付加する必要がなく、バランス装置を簡単な構成とし、かつコストアップを抑えることができる。

（第一の形態）
図１及び図２は本発明の一形態に係る内燃機関のバランサ装置を示している。バランサ装置１は、内燃機関のクランクシャフト（不図示）と同期して、燃焼行程で発生する振動を吸収しかつ低減させるために設けられている。バランサ装置１は、クランクシャフトと平行に設けられたバランスシャフト２と、そのバランスシャフト２を回転支持する軸受３とを備えている。バランスシャフト２にはバランスシャフト２とともに回転するバランスウェイト４が設けられている。バランスシャフト２の回転速度は、例えば４気筒でかつ４サイクルエンジンの場合、クランクシャフトの回転速度の二倍に調整される。バランスシャフト２の一端２ａ側には、内燃機関の各部に潤滑油を圧送するためのトロコイド式オイルポンプ５が設けられている。

トロコイド式オイルポンプ５は、ハウジングとしてのアウターロータ６と、アウターロータ６に内接するインナロータ７とを備えている。アウターロータ６の内周面６ａには、内周面６ａに沿ってトロコイド曲線状に形成された凹部８が設けられている。ここでは凹部８の個数を５とするが適宜変更可能である。インナロータ７の外周面７ａには、外周面７ａに沿ってトロコイド曲線状に凸部９が形成されている。凸部９の個数はアウターロータの凹部８の個数よりも一つ少なく、ここでは４である。インナロータ７は、その凸部９をアウターロータ６の凹部８に順次かみ合わせつつアウターロータ６に対して相対的に回転する。潤滑油は、凹部８と凸部９との間に形成される油室１０に吸い上げられる。インナロータ７が回転して凹部８に凸部９が入り込むにつれて油室１０の容積は徐々に減少し、油室１０内の圧力が上昇する。これにより油室１０内の潤滑油は凸部９によって油室１０から押し出される。

バランスシャフト２の一端２ａとインナロータ７の中央部７ｂとは互いに連ねて一体に形成されている。バランスシャフト２とインナロータ７との形成方法としては例えば、焼結成形又は切削加工があげられる。インナロータ７及びバランスシャフト２には、その内部を貫く潤滑油通路１１が設けられている。潤滑油通路１１の一端は、インナロータ６の凸部９の頂点９ａにて吸入孔１２として開口している。潤滑油通路１１の他端は、軸受３によって支持されるバランスシャフト２の支持位置としての支持面２ｂ上に給油孔１３として開口している。なお、ここでは支持位置としての支持面２ｂが給油位置に相当する。潤滑油通路１１は、吸入孔１２からインナロータ７の中心部７ｂまで半径方向に延びる吸入油路１４と、中心部７ａにおいて吸入油路１４と連通しかつバランスシャフト２の他端２ｃ側に向かって軸方向に延びるシャフト内油路１５と、シャフト内油路１５と連通しかつ給油孔１３まで半径方向に延びる供給油路１６とを備えている。潤滑油通路１１は、インナロータ７の中心部７ｂ及びバランスシャフト２の他端２ｃ部において閉塞されている。

以上の構成の内燃機関のバランサ装置１によれば、油室１０内の潤滑油が凸部９によって油室１０から徐々に押し出される際、潤滑油の一部は凸部９に設けられた吸入孔１２に吸入される。吸入された潤滑油は、バランスシャフト２及びインナロータ７の内部に設けられた潤滑油通路１１によって給油孔１３まで導かれて支持面２ｂに確実に供給される。従って、潤滑油の飛散は抑制され、バランスシャフト２による潤滑油の攪拌、及びそれによる摩擦及び気泡の増加を防止することができる。また、潤滑油通路１１は互いに連ねて一体に形成されたバランスシャフト２及びインナロータ７の内部に設けられているため、バランスシャフト２及びインナロータ７の外部に別に潤滑油通路を設ける必要がない。従って、バランサ装置１を簡単な構成としかつコストアップを抑えることができる。

（第二の形態）
次に、図３を参照して本発明に係る内燃機関のバランサ装置の第二の形態について説明する。基本構成は第一の形態と同一である。第一の形態との相違点は、バランサ装置がバランスシャフトを駆動する駆動用ギアを備えていること及び潤滑油通路が設けられている位置である。なお、第一の形態と共通する部分には同じ符号を付して説明を省略する。

バランスシャフト２の一端２ａ側には駆動用ギア１７が取り付けられている。駆動用ギア１７は、クランクシャフトに設けられているギア（不図示）とチェーン等によって連結され、バランスシャフト２とともに回転する。潤滑油通路１１は、駆動用ギアの内部を半径方向に貫くギア内油路１８をさらに備えている。ギア内油路１８の一端１８ａはシャフト内油路１５と連通し、他端１８ｂは駆動用ギア１７の外周面１７ａにてギア用給油孔１９として開口している。ここでは外周面１７ａも給油位置に相当する。

以上の形態によれば、駆動用ギア１７の外周面１７ａに潤滑油を供給する場合においても、駆動用ギア１７の内部に設けられたギア内油路１８により、外周面１７ａに確実に潤滑油を供給することができる。従って、この場合においても潤滑油の飛散は抑制され、バランスシャフト２による潤滑油の攪拌、及びそれによる摩擦及び気泡の増加をさらに防止することができる。また、ギア内油路１８は、駆動用ギア１７の内部に設けられているため、潤滑油通路を外部に別に設ける必要がなくコストアップを抑えることができる。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、インナロータ７の外周面７ａに沿って設けられている凸部９は、トロコイド曲線状に限らず、例えばインボリュート曲線状又はサイクロイド曲線状であってもよい。インナロータ７において潤滑油通路１１は、インナロータ７の二以上の凸部９の頂上９ａに開口していてもよい。バランサ装置１が駆動用ギア１７を備えている場合、潤滑油通路１１は駆動用ギア１７の給油位置まで駆動用ギア１７の内部を貫いて延びていればよく、駆動用ギア１７の位置は適宜変更可能である。潤滑油通路１１が、インナロータ７の吸入孔１２から駆動用ギア１７のギア用給油孔１９までだけに延びていてもよい。給油位置は、潤滑油を供給する必要のある位置に適宜配置することができる。容積形回転式オイルポンプとしてトロコイド式オイルポンプ５を利用しているが、インナロータがアウターロータ等のポンプハウジングとの間に油室を形成しつつポンプハウジングと内接し、かつポンプハウジングと相対的に回転して油室の容積を変化させる構造を有していればよく、トロコイド式オイルポンプに限らず歯車ポンプ等を利用してもよい。インナーロータとバランスシャフトとはそれらの内部を貫いて潤滑油通路が形成できるように互いに連なって設けられていればよく、その態様には、共通の素材からインナーロータ及びバランスシャフトが一体に切削され、あるいは焼結成形等の成型法によってこれらが一体に成型される例に限らず、圧入、焼きばめ等の手法により両者が一体化された構造も含まれる。

本発明のバランサ装置の一形態を示す図。 図１のトロコイド式オイルポンプを示す図。 第二の形態のバランサ装置を示す図。

符号の説明

１ バランサ装置
２ バランスシャフト
２ｂ 支持面
３ 軸受
５ トロコイド式オイルポンプ
７ インナロータ
１１ 潤滑油通路
１７ 駆動用ギア

Claims (4)

1. 容積形回転式オイルポンプのインナロータと同軸上に連ねて設けられたバランスシャフトを有する内燃機関のバランサ装置において、
   前記インナロータの表面から前記バランスシャフト上の給油位置まで前記インナロータの内部及び前記バランスシャフトの内部を貫く潤滑油通路を備えていることを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
2. 前記バランスシャフトの周りに該バランスシャフトを回転支持する軸受を備え、
   前記潤滑油通路が、前記給油位置としての前記軸受による前記バランスシャフトの支持位置まで延びていることを特徴とする請求項１に記載のバランサ装置。
3. 前記バランスシャフトを駆動する駆動用ギアを備え、
   前記潤滑油通路が、前記駆動用ギアの内部を貫いて、前記給油位置としての前記駆動用ギアの表面まで延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載のバランサ装置。
4. 前記バランスシャフトと前記インナロータとが一体成形されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のバランサ装置。

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