JP4296615B2 - エンジンバランサの潤滑構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンバランサの潤滑構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に4気筒エンジンにおいては、例えばピストンの上下方向の往復運動によって発生する二次の慣性力に起因してクランクシャフトの回転バランスに不均衡が生じ、これが原因となってエンジンに上下振動が生じる。このため、従来より、バランスウェイトが偏心して設けられた2本のバランスシャフトを設け、該バランスシャフトをクランクシャフトの回転力により相互に反対方向に回転させて、エンジンの振動を抑制するエンジンバランサが種々提案され、実用化されている。
【0003】
この種のエンジンバランサとしては、例えば、実開昭62−28937号公報に開示されるものがある。このエンジンバランサにおいては、バランスウェイトが偏心して設けられた2本のバランスシャフトが、シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けたケーシングに回転可能に軸支されると共に、オイルパン内に貯留したオイル及びシリンダブロックから流下するオイルが接触しないようにケーシングにより覆われている。また、ケーシングには、バランスシャフトの軸受部を潤滑後にケーシング内に貯留するオイルを回転するバランスシャフトによりケーシング外へ排出するためのオイル流出口が形成されていて、該オイル流出口はオイルパンのオイル液面よりも上方に位置されている。これにより、この従来のエンジンバランサにおいては、バランスシャフトの軸受部の良好な潤滑を確保しつつ、バランスシャフト(バランスウェイト)によるオイル攪拌を防止して動力損失の低減を図ろうとしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来のエンジンバランサにおいては、半円柱状を呈するバランスウェイトの回転によりケーシング内のオイルをケーシング外へ排出しようとするものであるため、オイルの排出能力が低く、その結果ケーシング内に貯留するオイルによるバランスウェイトの攪拌抵抗を低減することができず、動力損失が増大するという問題があった。
【0005】
また、上記した従来のエンジンバランサにおいては、各バランスシャフトに夫々固定され、各バランスシャフトを相互に反対方向に回転させるように互いに噛合される一対のギヤが、オイルパン内のオイル中に浸けられているため、オイルパン内のオイルによるギヤの攪拌抵抗が大きく、更に動力損失が増大するばかりでなく、オイル中への気泡の混入を招くという問題があった。
【0006】
ゆえに、本発明は、バランスシャフトの軸受部の良好な潤滑を確保しつつ、バランスシャフトの回転によるオイル攪拌を確実に防止して動力損失の低減を図ることを、その課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために講じた技術的手段は、シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けられるハウジングと、該ハウジングに互いに平行に回転可能に軸支されると共にその一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される一対のバランスシャフトと、該各バランスシャフトの外周に偏心して設けられ、前記ハウジングに形成されるウェイト室内にて前記バランスシャフトと共に回転可能なバランスウェイトと、前記各バランスシャフトに夫々設けられ、前記クランクシャフトの回転動力により前記各バランスシャフトが相互に反対方向に回転するように互いに噛合される一対のギヤとを備え、前記バランスシャフトの軸受部がオイル通路を介して供給されるオイルにより潤滑されるエンジンバランサにおいて、前記ハウジングとの間で前記ギヤを収容するギヤ室を形成するように前記ハウジングにカバーを固定し、前記ウェイト室の底部と前記ギヤ室の底部とを連通する連通路を前記ハウジングに設けると共に、前記ギヤ室と前記オイルパンのオイル液面上方空間とを連通する排出通路を前記カバーに設け、前記排出通路のオイルパン側開口の下部には、前記オイルパン内のオイルの前記排出通路への逆流を防止する遮蔽部が形成されていることである。
【0008】
上記した手段によれば、バランスシャフトの軸受部を潤滑したオイルは、ギヤの回転によりウェイト室から連通路を介してギヤ室内に吸込まれ、排出通路を介してオイルパンのオイル液面上方空間に排出される。これにより、バランスシャフトの軸受部の良好な潤滑を確保しつつ、バランスシャフトの回転によるオイル攪拌が確実に防止され動力損失の低減が図られる。
【0009】
上記した手段においては、前記一対のギヤがヘリカルギヤであり、回転伝達時にギヤに生じるスラスト力が前記カバーで規制されるようにしても良い。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従ったエンジンバランサの潤滑装置の一実施形態を図面に基づき、説明する。
【0011】
図1において、クランクシャフト10が回転可能に支承されるシリンダブロック11の下部にはオイルを貯留するオイルパン12が固定されていると共に、エンジンバランサ20がオイルパン12内に位置するように固定されている。シリンダブロック11には、エンジンにより駆動され、ストレーナ16を介して吸込んだオイルパン12内のオイルをエンジンの各潤滑部へ圧送するオイルポンプ15が取り付けられており、オイルポンプ15からのオイルの一部は後述するようにエンジンバランサ20の潤滑部へも供給される。
【0012】
エンジンバランサ20は、図2に示すように、アルミ合金や鋳鉄等から成るハウジング22を有し、該ハウジング22には、ハウジング22の長手方向に延在して設けられ、その上部開口を閉塞するカバー37(図4参照)とでウェイト室23を区画形成する凹部23aと、該ウェイト室23を直交して貫通する2つの平行な支持孔24、25とが形成されている。各支持孔24、25には、夫々軸受26a、26b;27a、27bを介して回転自在にバランスシャフト28、29が支承されていて、各バランスシャフト28、29は共に一端側がハウジング22の一端面から突出している。バランスシャフト28、29のウェイト室23内に位置する部分には、図4に示すように平面部28a、29aが夫々形成されている。該平面部28a、29aには半円柱状のバランスウェイト40、41がボルト42、43により夫々固定されていて、これによりバランスシャフト28、29の回転に伴いバランスウェイト40、41がウェイト室23内で回転されるようになっている。
【0013】
バランスシャフト28、29には、軸心を貫通して他端側が開口する軸方向通路30及び軸心を貫通して両端が開口する軸方向通路31が夫々形成されていて、軸方向通路30、31の開口は夫々プラグ34、35、36により閉塞されている。また、各バランスシャフト28、29には、各軸受26a、26b;27a、27bと各軸孔30;31とを夫々連通する径方向通路32a、32b;33a、33bが形成されている。図5に示すように、ハウジング22には、各軸受26a、27aにオイルポンプ15から圧送されるオイルの一部を供給するオイル供給通路38が形成されている。これにより、オイルポンプ15からのオイルが、オイル供給通路38→軸受26a、27a→径方向通路32a、33a→軸方向通路30、31→径方向通路32b、33b→軸受26b、27bに順次供給されて、軸受26a、26b、27a、27bが良好に潤滑される。
【0014】
本実施形態においては、バランスシャフト28はバランスシャフト29よりも所定量長くされていて、ハウジング22の一端面から突出するバランスシャフト29の一端先端には、ヘリカルギヤ57が固定されている。また、ハウジング22の一端面から突出するバランスシャフト29の一端側外周には、ヘリカルギヤ57に噛合するヘリカルギヤ56が固定されていて、これにより各バランスシャフトが相互に反対方向に回転されるようになっている。
【0015】
ハウジング22の一端面には、図2及び図3に示すように、ハウジング22の一端面とで各ギヤ56、57を収容するギヤ室51を区画形成する凹部51aを有するアルミ合金や鋳鉄等からなるスラストカバー50が固定されている。凹部51aの形状は、ヘリカルギヤ56、57との間の各クリアランスが適切な値になるようにヘリカルギヤ56、57に対応した形状となっている。また、はす歯により生じるスラスト力を受けるために凹部51aの底面とヘリカルギヤ56、57の側面との間には0.1mm以下の微小クリアランスが設けられている。
【0016】
スラストカバー50には、バランスシャフト28の一端が貫通する貫通孔58が形成されていて、スラストカバー50から突出するバランスシャフト28の一端先端にはナット60によりチェーンスプロケット21が固定されている。チェーンスプロケット21には、図1に示すように、チェーン14及びクランクスプロケット13を介してクランクシャフト10の回転動力が2倍に増速されて伝達されるようになっていて、これにより各バランスシャフト28、29がヘリカルギヤ56、57を介してクランクシャフト10の2倍の回転速度で相互に反対方向(図3の矢印方向)に回転される。
【0017】
図3及び図5に示すように、ハウジング22には、ウェイト室23の底部とギヤ室51とを連通する連通路39が形成されていて、該連通路39のギヤ室側開口はヘリカルギヤ56、57の噛合部に対して噛合い始め側のギヤ室内空間(ギヤ室下部空間)に位置されている。尚、連通路39は、ウェイト室23からギヤ室51へ向けて下方へ傾斜して形成されるのが望ましい。また、ギヤ室51のヘリカルギヤ56、57の噛合部に対して噛合い終り側の空間(ギヤ室上部空間)には、スラストカバー50の長手方向両端に開口するようにスラストカバー50に形成された排出溝52、53が連通されている。尚、これら排出溝52、53は、ハウジング22の一端面とで管路を形成する。
【0018】
スラストカバー50の排出溝52、53の外部開口の下部には、図1及び図3に示すように突起部54、55が一体に形成されている。これら突起部54、55は、オイルパン12内のオイルのギヤ室51内への流入を防止するために、オイルパン12内に最大量のオイルが貯留されている時のオイル液面17(図1参照)よりも高い位置にあるように、スラストカバー50の鋳造時に型により一体に形成される。
【0019】
以上の構成からなる本実施形態において、エンジンが運転されると、クランクシャフト10の回転動力がクランクスプロケット13、チェーン14及びチェーンスプロケット21を介してバランスシャフト28に伝達されると共にヘリカルギヤ56、57を介してバランスシャフト29に伝達される。これにより、両バランサシャフト28、29及びバランスウェイト40、41が相互に反対方向に回転し、エンジンの二次の慣性力に起因する上下振動が抑制される。尚、エンジン運転中、オイルパン12内に貯留したオイル及びシリンダブロック11から流下するオイルのウェイト室23内への流入は、ハウジング22及びカバー37により防止される。
【0020】
しかして、本実施形態においては、上記したように、オイルポンプ15から圧送されるオイルの一部がオイル供給通路38→軸受26a、27a→径方向通路32a、33a→軸方向通路30、31→径方向通路32b、33b→軸受26b、27bの順で供給されて、軸受26a、26b、27a、27bが良好に潤滑される。軸受26a、26b、27a、27bに供給されたオイルの一部は、ギヤ室51に流入すると共に、ウェイト室23内に流入する。
【0021】
ここで、上記したように、ヘリカルギヤ56、57の回転によるポンプ作用により、ギヤ室51内に流入したオイルは、ヘリカルギヤ56、57の回転に伴い、排出溝52、53よりオイルパン12内へ排出される。また、ウェイト室23内に流入したオイルは、バランスウェイト40、41の回転に伴い連通路39へ押し出されると同時に、ヘリカルギヤ56、57の回転に伴い、連通路39を介してヘリカルギヤ56、57の噛合部に対して噛合い始め側のギヤ室内空間(ギヤ室下部空間)へ吸込まれて、排出溝52、53よりオイルパン12内へ排出される。排出溝52、53より排出されたオイルは、オイルパン12の内壁に当たり、エンジン運転時に波立つオイル液面に対して、オイルの泡立ちが生じることなく、スムーズに混合される。
【0022】
このように、本実施形態においては、ウェイト室23内に流入するオイルをヘリカルギヤ56、57の回転によるポンプ作用により確実に強制的に排出することができるので、ウェイト室23内に軸受を潤滑したオイルが貯留し、該オイル内をバランスウェイトが回転することによるオイル攪拌抵抗によって動力損失が増大するのを防止することができる。また、ヘリカルギヤ56、57はギヤ室51内に収容され、オイルパン12のオイル中を回転して該オイルを攪拌することがないので、ヘリカルギヤ56、57のオイル攪拌による動力損失の増大、オイル中への気泡の混入及びオイル温度の上昇を防止することができる。
【0023】
また、本実施形態においては、高速回転に適したヘリカルギヤ56、57を用いているため、動力伝達時にヘリカルギヤに軸方向に作用するスラスト力を、ギヤ室51を形成するスラストカバー50にて受けるため、スラスト力を受けるために別途ストッパ手段を設ける必要がなく、構成の簡素化を図ることができる。このスラスト力を受けるスラストカバー50とヘリカルギヤ56、57の側面との間の潤滑は、上記したオイル排出時の排出オイルにより十分に行われるが、更に潤滑性を向上するために、図6に示すようにヘリカルギヤ70の側面71に放射状の潤滑溝72を設けるようにしても良い。尚、ヘリカルギヤは焼結又は粗材を鍛造して製造するため、この潤滑溝もヘリカルギヤ製造時に同時に安価に形成することができる。
【0024】
【発明の効果】
以上の如く、本発明によれば、バランスシャフトの軸受部を潤滑したオイルを、ギヤの回転によるポンプ作用によりウェイト室から連通路を介してギヤ室内に吸込み、排出通路を介してオイルパンのオイル液面上方空間に排出することができる。これにより、バランスシャフトの軸受部の良好な潤滑を確保することができると同時に、ウェイト室内に軸受部を潤滑したオイルが貯留し、該オイル内をバランスウェイトが回転することによりオイル攪拌抵抗が増大することを確実に防止して、動力損失の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に従ったエンジンバランサの潤滑構造の一実施形態を示す概略構成図である。
【図2】図1に示すエンジンバランサの断面図である。
【図3】図2のA−A断面図である。
【図4】図2のB−B断面図である。
【図5】図2のC−C断面図である。
【図6】図3に示すヘリカルギヤの変形例を示す平面図である。
【符号の説明】
10 クランクシャフト
11 シリンダブロック
12 オイルパン
15 オイルポンプ
20 エンジンバランサ
22 ハウジング
23 ウェイト室
26a、26b、27a、27b 軸受
28、29 バランスシャフト
39 連通路
40、41 バランスウェイト
50 スラストカバー(カバー)
51 ギヤ室
52、53 排出溝(排出通路)
54、55 突起部(遮蔽部)
56、57 ヘリカルギヤ(ギヤ)
Claims (2)
- シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するように取り付けられるハウジングと、
該ハウジングに互いに平行に回転可能に軸支されると共にその一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される一対のバランスシャフトと、
該各バランスシャフトの外周に偏心して設けられ、前記ハウジングに形成されるウェイト室内にて前記バランスシャフトと共に回転可能なバランスウェイトと、
前記各バランスシャフトに夫々設けられ、前記クランクシャフトの回転動力により前記各バランスシャフトが相互に反対方向に回転するように互いに噛合される一対のギヤとを備え、
前記バランスシャフトの軸受部がオイル通路を介して供給されるオイルにより潤滑されるエンジンバランサにおいて、
前記ハウジングとの間で前記ギヤを収容するギヤ室を形成するように前記ハウジングにカバーを固定し、前記ウェイト室の底部と前記ギヤ室の底部とを連通する連通路を前記ハウジングに設けると共に、前記ギヤ室と前記オイルパンのオイル液面上方空間とを連通する排出通路を前記カバーに設け、
前記排出通路のオイルパン側開口の下部には、前記オイルパン内のオイルの前記排出通路への逆流を防止する遮蔽部が形成されていることを特徴とするエンジンバランサの潤滑構造。 - 前記一対のギヤはヘリカルギヤであり、回転伝達時にギヤに生じるスラスト力を前記カバーで規制することを特徴とする請求項1に記載のエンジンバランサの潤滑構造。
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