JPH11101309A - 内燃機関のバランサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バランスシャフトの組付性を向上しつつ部品
点数を削減する。 【解決手段】 アンバランス部12c,12d が形成されたバ
ランサシャフト12と、バランサシャフト12が収納される
バランサシャフト室13が形成されたシリンダブロック11
と、シリンダブロック11から突出したバランサシャフト
12の軸部に嵌合され、バランサシャフト12の回転駆動力
が伝達されるはすば歯車21と、はすば歯車21とシリンダ
ブロック11外壁との間に介装され、はすば歯車21に伝達
された回転駆動力によって発生するスラスト荷重を受け
つつ、バランサシャフト12の位置決めを行うスラストプ
レート23と、を含んで構成される内燃機関のバランサ装
置において、はすば歯車21を、歯車部21a と、歯車部21
a のスラストプレート23側に位置し、スラストプレート
23との接触面積を増大させる略円環形状のプレート部21
b と、を含んで一体的に形成し、バランサシャフト12の
軸部に圧入固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の上下加
振力を低減させるバランサ装置に関し、特に、装置の組
付性を向上しつつ部品点数の削減を図る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のバランサ装置としては、例え
ば、図８に示すようなものがある。即ち、バランサ装置
は、図示しないシリンダブロックであってクランクシャ
フト１と略平行に、アンバランス部が形成された２本の
バランサシャフト２ａ，２ｂを取り付け、クランクシャ
フト１の２倍の回転速度でバランサシャフト２ａ，２ｂ
を相互に反対方向に回転させて、内燃機関の上下加振力
を低減させる。

【０００３】ところで、バランサシャフト２ａ，２ｂ
は、例えば、図９に示すように、シリンダブロック３に
形成されたバランサシャフト室４に嵌挿され、スラスト
プレート５を介してシリンダブロック３に位置決めされ
つつ固定される。そして、シリンダブロック３から突出
したバランサシャフト２ａ，２ｂの軸部に、バランサシ
ャフト２ａ，２ｂの回転駆動力が伝達されるはすば歯車
（ヘリカルギヤ）６が嵌合され、バランサシャフト２
ａ，２ｂ端部に締結されるワッシャ７及びボルト８によ
ってはすば歯車６が固定される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
バランサシャフト２ａ，２ｂの取付構造にあっては、は
すば歯車６をワッシャ７及びボルト８で固定する構造で
あるため、バランサシャフト２ａ，２ｂの組み付け作業
において手間がかかると共に、部品点数の削減が困難で
あるという問題があった。

【０００５】また、内燃機関の部品点数を削減する要請
から、補機をバランサシャフト２ａ或いは２ｂによって
直接駆動しようとする場合には、バランサシャフト２
ａ，２ｂの一端部に補機を取り付ける構成上、はすば歯
車６をワッシャ７及びボルト８で固定することが不可能
であるという問題もあった。そこで、本発明は以上のよ
うな従来の問題点に鑑み、はすば歯車の形状及び固定方
法を変更し、バランスシャフトの組付性を向上すると共
に、部品点数を削減した内燃機関のバランサ装置を提供
することを目的とする。

【０００６】尚、従来技術としては、バランサシャフト
に関するものとして特開平８−４８３９号があるが、駆
動ギヤとしては単にギヤ単体が開示されているだけで、
本願の課題に関するものではない。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、少なくとも１つのアンバランス部が形成され
たバランサシャフトと、該バランサシャフトが回転自由
に軸支されつつ収納される収納部が形成された保持部材
と、該保持部材から突出したバランサシャフトの軸部に
嵌合され、バランサシャフトの回転駆動力が伝達される
はすば歯車と、該はすば歯車と保持部材外壁との間に介
装され、はすば歯車に伝達された回転駆動力によるスラ
スト荷重を受けつつバランサシャフトの位置決めを行う
スラストプレートと、を含んで構成される内燃機関のバ
ランサ装置において、前記はすば歯車は、歯車部と、該
歯車部のスラストプレート側に位置し、スラストプレー
トとの接触面積を増大させる略円環形状のプレート部
と、を含んで一体的に形成され、前記バランサシャフト
の軸部に圧入固定される構成とした。

【０００８】かかる構成によれば、はすば歯車はバラン
サシャフトに圧入によって固定されるため、従来のバラ
ンサ装置において不可欠であったはすば歯車を固定する
ワッシャ及びボルト等の締結部材を不要とすることがで
き、部品点数の削減及び組立て工数の削減が図られる。
また、はすば歯車には、スラストプレートとの接触面積
を増大させるプレート部が一体的に形成されているた
め、バランサシャフトを駆動する際に、はすば歯車から
スラストプレート方向にスラスト荷重が作用しても、か
かる接触部における面圧が減少して摩耗が低減する。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記プレート部
を、前記歯車部と略同一外径に形成した。かかる構成に
よれば、略円筒形状の円筒部材の外周に歯車部を、例え
ば、冷間鍛造によって形成した後、円筒部材の外周部で
あって歯車部の一端部を切削加工することで、歯車部と
プレート部とが容易に一体的に形成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１〜図６は、本発明に係る内燃機
関のバランサ装置の一実施形態を示す。内燃機関１０の
シリンダブロック１１（保持部材）には、図１に示すよ
うに、図示しないクランクシャフト上方左右であってク
ランクシャフトと略平行に、バランサシャフト１２が嵌
挿されるバランサシャフト室１３（収納部）が夫々形成
される。バランサシャフト室１３には、その開口部及び
奥部にバランサシャフト１２を軸支する第１軸受部１４
及び第２軸受部１５が夫々形成される。また、第１軸受
部１４及び第２軸受部１５に潤滑油を供給するために、
オイルギャラリ１６からクランクシャフトの軸受部１７
に潤滑油を供給する第１潤滑油供給路１８と交差するよ
うに、シリンダブロック１１の略水平方向に第２潤滑油
供給路１９が形成される。なお、第２潤滑油供給路１９
は、シリンダブロック１１にドリル等で穿孔加工をした
後、その両端部をめくら栓２０によって夫々閉塞するこ
とで容易に形成できる。

【００１１】バランサシャフト１２は、図２及び図３に
示すように、バランサシャフト室１３の第１軸受部１４
に支持される第１ジャーナル部１２ａと、バランサシャ
フト室１３の第２軸受部１５に支持される第２ジャーナ
ル部１２ｂと、第２ジャーナル部１２ｂの両端に夫々設
けられる断面が略半円形状のアンバランス部１２ｃ，１
２ｄと、を含んで構成される。また、第１ジャーナル部
１２ａ側のバランサシャフト１２の端部には、後述する
はすば歯車（ヘリカルギヤ）２１が嵌合する軸部１２ｅ
が形成され、ここに、バランサシャフト１２に対しては
すば歯車２１の位置決めを行うキー２２が嵌合するキー
溝１２ｆが形成される。さらに、軸部１２ｅと第１ジャ
ーナル部１２ａとの接続部には、後述するスラストプレ
ート２３が嵌合する段付部１２ｇ、及び、スラストプレ
ート２３の一側面と当接する略円環形状の当接部１２ｈ
が形成される。なお、当接部１２ｈの外径は、後述する
はすば歯車２１の外径と略同一径に形成される。

【００１２】はすば歯車２１は、図４に示すように、歯
すじがつる巻線に形成された歯車部２１ａと、円環形状
のプレート部２１ｂと、を含んで形成される。はすば歯
車２１は、図５に示すように、略円筒形状の円筒部材２
４の外周であって軸長の略半分に亘って歯車部２１ａを
冷間鍛造によって形成した後（図５（Ａ）参照）、円筒
部材２４の中間部であって歯車部２１ａの端部Ａを切削
加工することで、歯車部２１ａとプレート部２１ｂとが
一体的に形成される（図５（Ｂ）参照）。従って、歯車
部２１ａとプレート部２１ｂとは、略同一外径を有する
こととなる。また、はすば歯車２１の内周、即ち、円筒
部材２４の内周には、キー２２が嵌合するキー溝２１ｃ
が形成される。

【００１３】スラストプレート２３は、図６に示すよう
に、角部が丸められた略菱形形状をなし、その中心部に
バランサシャフト１２の段付部１２ｇが挿通する挿通孔
２３ａが形成される。挿通孔２３ａは、バランサシャフ
ト１２の段付部１２ｇとの間に所定間隔を有する内径に
形成され、かかる間隔に供給される潤滑油によって摺動
抵抗を低減する。また、スラストプレート２３の挿通孔
２３ａの両端には、所定寸法の面取部２３ｂが夫々形成
され、潤滑油の油溜めとして機能する。さらに、スラス
トプレート２３の長軸の両端部には、シリンダブロック
１１に対してスラストプレート２３を固定するボルト２
５が貫通するボルト貫通孔２３ｃが夫々形成される。

【００１４】次に、かかる構成からなるバランサ装置の
作用について説明する。内燃機関のバランサ装置を組み
付ける際には、バランサシャフト室１３の第１軸受部１
４及び第２軸受部１５に、治具を使用してメタルブッシ
ュ２６を圧入する。一方、バランサシャフト１２には、
その段付部１２ｇにスラストプレート２３を嵌合し、軸
部１２ｅのキー溝１２ｆにキー２２を嵌合した後、はす
ば歯車２１を軸部１２ｅに圧入する。即ち、はすば歯車
２１は、従来のようにワッシャ及びボルトによって固定
されず、圧入によって固定される。そして、バランサシ
ャフト１２をバランサシャフト室１３の開口部からバラ
ンサシャフト室１３内に嵌挿し、スラストプレート２３
のボルト貫通孔２３ｃに挿通されたボルト２５によっ
て、バランサシャフト１２は、シリンダブロック１１に
対して位置決めされつつ回転自由に固定される。

【００１５】バランサシャフト１２に嵌合されたはすば
歯車２１には、クランクシャフトから歯車等を介して回
転駆動力が伝達され、バランサシャフト１２は、クラン
クシャフトの２倍の回転速度で夫々が反対方向に回転
し、内燃機関の上下加振力が低減される。そして、内燃
機関１０が加速状態にあるときには、バランサシャフト
１２の回転駆動力が伝達される歯車がはすば歯車２１で
あるため、例えば、バランサシャフト１２にはスラスト
プレート２３方向にスラスト荷重が作用する。このと
き、はすば歯車２１には、プレート部２１ｂが一体的に
形成されているため、はすば歯車２１とスラストプレー
ト２３との接触面積が増大して面圧が低減する。従っ
て、はすば歯車２１とスラストプレート２３との接触部
分の摩耗が低減し、バランサ装置の寿命を延ばすことが
できる。一方、内燃機関１０が減速状態にあるときに
は、例えば、バランサシャフト１２にははすば歯車２１
方向にスラスト荷重が作用する。このとき、図２及び図
３に示すように、バランサシャフト１２には当接部１２
ｈが形成されているため、バランサシャフト１２とスラ
ストプレート２３との接触面積が増大して面圧が減少す
る。従って、先の加速状態と同様に、バランサシャフト
１２とスラストプレート２３との接触部分の摩耗が低減
し、バランサ装置の寿命を延ばすことができる。

【００１６】図７は、本発明に係る内燃機関のバランサ
装置の他の実施形態を示す。即ち、本実施形態では、内
燃機関の部品点数を削減するために、補機（例えば、バ
キュームポンプ）をバランサシャフト１２によって直接
駆動すべく、バランサシャフト１２の軸部１２ｅを延伸
しその先端部に補機が固定される雄螺子部１２ｋを形成
したものである。従来の構成では、はすば歯車２１をワ
ッシャ及びボルトによって固定していたため、バランサ
シャフト１２の軸部１２ｅを延伸することができなかっ
たが、本実施形態の構成によれば、はすば歯車２１はバ
ランサシャフト１２の軸部１２ｅに圧入によって固定さ
れるため、バランサシャフト１２の軸部１２ｅを延伸す
ることができ、内燃機関の部品点数の削減を図ることが
できる。

【００１７】以上説明した内燃機関のバランサ装置によ
れば、はすば歯車２１はバランサシャフト１２に圧入に
よって固定されるため、はすば歯車２１を固定するワッ
シャ及びボルトを不要とすることができ、部品点数の削
減及び組立て工数の削減を図ることができる。また、は
すば歯車２１には、スラストプレート２３との接触面積
を増大させるプレート部２１ｂが一体的に形成されてい
るため、はすば歯車２１からスラストプレート２３方向
にスラスト荷重が作用しても、かかる接触部における面
圧が減少して摩耗が低減する。従って、バランサ装置の
寿命を延ばすことができる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、バランサシャフトの回転駆動力が伝達され
るはすば歯車が圧入によって固定されるので、部品点数
の削減及び組立て工数の削減を図ることができる。ま
た、はすば歯車に一体的に形成されたプレート部によっ
て、はすば歯車とスラストプレートとの接触部における
面圧が減少して摩耗が低減し、バランサ装置の寿命を延
ばすことができる。

【００１９】請求項２記載の発明によれば、円筒部材を
冷間鍛造した後切削加工することで、プレート部を有す
るはすば歯車が製造されるので、はすば歯車の製造コス
トを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のバランサ装置の一実施形態を示し、
（Ａ）は右側面断面図、（Ｂ）は正面図

【図２】 同上のバランサ装置の構成図

【図３】 同上のバランサシャフトの詳細図

【図４】 同上のはすば歯車の詳細を示し、（Ａ）は側
面断面図、（Ｂ）は正面図

【図５】 同上のはすば歯車の製造方法を説明し、
（Ａ）は冷間鍛造直後の断面図、（Ｂ）は最終形状の断
面図

【図６】 同上のスラストプレートの詳細を示し、
（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）中のＡ−Ａ断面図

【図７】 本発明のバランサ装置の他の実施形態で使用
されるバランサシャフトの詳細図

【図８】 従来のバランサ装置の概略説明図

【図９】 従来のバランサ装置の詳細説明図

【符号の説明】

１０ 内燃機関 １１ シリンダブロック １２ バランサシャフト １２ｃ，１２ｄ アンバランス部 １２ｅ 軸部 １３ バランサシャフト室 ２１ はすば歯車 ２１ａ 歯車部 ２１ｂ プレート部 ２３ スラストプレート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つのアンバランス部が形成さ
   れたバランサシャフトと、該バランサシャフトが回転自
   由に軸支されつつ収納される収納部が形成された保持部
   材と、該保持部材から突出したバランサシャフトの軸部
   に嵌合され、バランサシャフトの回転駆動力が伝達され
   るはすば歯車と、該はすば歯車と保持部材外壁との間に
   介装され、はすば歯車に伝達された回転駆動力によるス
   ラスト荷重を受けつつバランサシャフトの位置決めを行
   うスラストプレートと、を含んで構成される内燃機関の
   バランサ装置において、 前記はすば歯車は、歯車部と、該歯車部のスラストプレ
   ート側に位置し、スラストプレートとの接触面積を増大
   させる略円環形状のプレート部と、を含んで一体的に形
   成され、前記バランサシャフトの軸部に圧入固定される
   ことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。
2. 【請求項２】前記プレート部は、前記歯車部と略同一外
   径に形成されることを特徴とする請求項１記載の内燃機
   関のバランサ装置。