JP6427479B2 - Balancer device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の２次振動を打ち消すバランサ装置に関する。 The present invention relates to a balancer device that cancels secondary vibration of an internal combustion engine.
自動車等に搭載されるレシプロエンジン（以下、単にエンジンと記す）では、ピストンが発生する２次振動を打ち消すために、それぞれアンバランスウェイト（バランサウェイト）を有する２本のバランサシャフトを互いにギヤ結合されるように配置し、動力伝達機構を介してクランクシャフトによって一方の駆動バランサシャフトを回転駆動し、ギヤを介して駆動バランサシャフトによって他方の従動バランサシャフトを反対方向に等速度で回転駆動するようにしたバランサ装置がオイルパンの内部に設けられることがある。 In a reciprocating engine (hereinafter simply referred to as an engine) mounted on an automobile or the like, two balancer shafts each having an unbalanced weight (balancer weight) are geared to each other in order to cancel the secondary vibration generated by the piston. And one drive balancer shaft is rotationally driven by the crankshaft via the power transmission mechanism, and the other driven balancer shaft is rotationally driven at the same speed in the opposite direction by the drive balancer shaft via the gear. May be provided inside the oil pan.
このようなバランサ装置として、バランサシャフトによるオイルの撹拌抵抗を低減させるために、オイルパンに貯留されたオイルが流入しないようにハウジングを構成し、バランサシャフトの潤滑に供された後にハウジング内に溜まるオイルを、ハウジング（ギヤのカバー部材）の上部に形成したオイル排出通路からバランサシャフトのギヤの回転によって外部に排出するようにしたバランサ装置が公知である（特許文献１参照）。 As such a balancer device, in order to reduce the stirring resistance of the oil by the balancer shaft, the housing is configured so that the oil stored in the oil pan does not flow, and after being provided for lubrication of the balancer shaft, it accumulates in the housing. There is known a balancer device that discharges oil from an oil discharge passage formed in the upper portion of a housing (a cover member of a gear) to the outside by rotation of a gear of a balancer shaft (see Patent Document 1).
ところで、ハウジングがこのように構成されると、エンジン停止中にバランサシャフトのギヤがオイルに浸かったままになり、エンジン始動時にオイルの撹拌抵抗がスタータモータの負荷になる。これを解決するため、エンジン停止中のハウジング内の油量を低減させるように、ハウジング内のオイルを排出する油量調整装置を備えたバランサ装置が提案されている（特許文献２参照）。特許文献２には、油量調整装置として、ハウジングの底部にオイル戻し孔が形成され、開閉部材を利用してオイル戻し孔を開閉する開閉機構が開示されている。この開閉機構によれば、オイルパン内のオイルの油面が上昇すると、浮力により開閉部材が上方に押し上げられることによってオイル戻し孔が開かれ、油面が下降すると、開閉部材の自重によってオイル戻し孔が閉じられる。
By the way, when the housing is configured in this way, the gear of the balancer shaft remains immersed in the oil while the engine is stopped, and the oil agitation resistance becomes the load of the starter motor when the engine is started. In order to solve this, the balancer apparatus provided with the oil quantity adjustment apparatus which discharges the oil in a housing is proposed so that the oil quantity in the housing under engine stop may be reduced (refer to patent documents 2).
しかしながら、特許文献２の油量調整装置は、バランサ装置がオイルパンの油面よりも高い位置に設けられることを前提にしている。従って、バランサ装置が油没するようにオイルパン内に設けられる場合には、エンジン運転時（運転中）にオイル戻し孔が開いた状態になり、ハウジング内に浸入するオイルによって撹拌抵抗が増大する。その上、エンジン停止中にもオイル戻し孔が開いているため、ハウジング内にオイルパンと同じ油面のオイルが残った状態になり、エンジン始動時のオイルの撹拌抵抗を低減することもできない。
However, the oil amount adjustment device of
更に、オイル交換時にオイルパン内のオイルを抜き取る際には、油面の低下が早いと、ハウジング内にオイルが残った状態でオイル戻し孔が閉じられ、ハウジング内のオイルを抜き取ることができない。オイル交換時に抜き取れないオイルの量が多いと、古いオイルに含まれる煤が摺動部の磨耗の原因になるため好ましくない。 Furthermore, when the oil in the oil pan is drained at the time of oil change, if the oil level drops quickly, the oil return hole is closed with the oil remaining in the housing, and the oil in the housing can not be drained. If the amount of oil which can not be withdrawn at the time of oil change is large, it is not preferable because the wrinkles contained in the old oil cause wear of the sliding portion.
本発明は、このような背景に鑑み、オイルパン内に油没するように設けられても、オイルの撹拌抵抗を低減できると共にオイル交換時にハウジング内のオイルを確実に抜き取ることができる内燃機関のバランサ装置を提供することを課題とする。 In view of such background, the present invention is an internal combustion engine capable of reducing the stirring resistance of oil and being able to reliably withdraw the oil in the housing at the time of oil change, even when provided so as to be submerged in an oil pan. It is an object to provide a balancer device.
このような課題を解決するために、本発明に係る内燃機関（１）のバランサ装置（１０）は、互いに平行且つ水平に配置され、互いに噛み合うギヤ（１２Ｌｄ、１２Ｕｄ）及びアンバランスウェイト（１２Ｌｃ、１２Ｕｃ）を有する一対のバランサシャフト（１２Ｌ、１２Ｕ）と、少なくとも前記ギヤ及び前記アンバランスウェイトを収容する室（３２、３３）を内部に画成し、当該室の下部が機関運転時のオイルパン（６）の油面（６ｏ）よりも低くなるように前記オイルパンの内部に配置されたバランサハウジング（１４）とを備え、前記バランサハウジングが、機関運転時の前記オイルパンの油面よりも高い位置に形成され、前記バランサシャフトの回転によって前記ギヤが掻き上げるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔（４９）と、機関運転時の前記オイルパンの油面よりも低い位置に形成されたドレーン孔（３６）と、前記ドレーン孔における外圧が内圧よりも高い時に前記ドレーン孔を閉塞し、少なくとも前記ドレーン孔における内圧が外圧よりも高い時に前記ドレーン孔を開放する一方向弁（６０）とを有する構成とする。 In order to solve such problems, the balancer devices (10) of the internal combustion engine (1) according to the present invention are disposed parallel and horizontally to each other, and mesh with gears (12Ld, 12Ud) and unbalanced weights (12Lc, A pair of balancer shafts (12L, 12U) having 12Uc) and a chamber (32, 33) for accommodating at least the gear and the unbalanced weight are internally defined, and the lower portion of the chamber is an oil pan during engine operation And a balancer housing (14) disposed inside the oil pan so as to be lower than the oil level (6o) of (6), wherein the balancer housing is larger than the oil level of the oil pan during engine operation. An oil discharge hole (4) which is formed at a high position and which discharges the oil which the gear scraps up by the rotation of the balancer shaft. And a drain hole (36) formed at a position lower than the oil level of the oil pan during engine operation, and closing the drain hole when the external pressure at the drain hole is higher than the internal pressure, at least the drain hole And the one way valve (60) which opens the said drain hole, when the internal pressure in is higher than external pressure.
この構成によれば、機関運転時にはバランサハウジング内のオイルがギヤにより掻き上げられてオイル排出孔から排出され、バランサハウジングの油面がオイルパンの油面よりも低くなることにより、ドレーン孔における内圧が外圧よりも低くなって一方向弁がドレーン孔を閉塞する。そのため、ドレーン孔からバランサハウジング内にオイルが浸入することがなく、機関運転時のオイルの撹拌抵抗を低減できる。また、オイル交換時には、バランサハウジングの油面の低下に伴って一方向弁がドレーン孔を開放するため、ドレーン孔から排出されるバランサハウジング内のオイルを抜き取ることができる。 According to this configuration, during engine operation, the oil in the balancer housing is scraped up by the gear and discharged from the oil discharge hole, and the oil level of the balancer housing becomes lower than the oil level of the oil pan, so the internal pressure in the drain hole Becomes lower than the external pressure and the one way valve closes the drain hole. Therefore, oil does not infiltrate into the balancer housing from the drain hole, and the oil agitation resistance during engine operation can be reduced. Further, at the time of oil change, the one-way valve opens the drain hole as the oil level of the balancer housing is lowered, so the oil in the balancer housing discharged from the drain hole can be extracted.
また、上記の発明において、前記ドレーン孔（３６）が、概ね水平に延在するように前記バランサハウジング（１４）に形成され、外方側ほど断面積が大きな円錐台形状のテーパ孔（３６ａ）を含み、前記一方向弁が、前記テーパ孔の内部に軸線方向に移動可能かつ脱落不能に設けられた球状の弁体（６１）を含む構成とするとよい。 Further, in the above invention, the drain hole (36) is formed in the balancer housing (14) so as to extend substantially horizontally, and the tapered hole (36a) having a larger cross-sectional area toward the outer side The one-way valve may include a spherical valve body (61) axially movably and non-dropably provided in the tapered hole.
この構成によれば、ドレーン孔における内外圧差に応じてドレーン孔を開閉する一方向弁を簡易かつ耐久性の高い構成により実現できる。また、ドレーン孔がテーパ孔を含むことから、リード弁等に比べて耐久性の高い球状の弁体を含む一方向弁を、高いシール性をもって実現できる。 According to this configuration, it is possible to realize a one-way valve that opens and closes the drain hole according to the internal and external pressure difference in the drain hole with a simple and highly durable structure. In addition, since the drain hole includes the tapered hole, it is possible to realize a one-way valve including a spherical valve body having higher durability than a reed valve or the like with high sealing performance.
また、上記の発明において、前記バランサハウジング（１４）が、一対の前記バランサシャフトを軸支すると共に前記室を区分する軸受壁（２８）と、前記軸受壁の下部を貫通するように形成され、区分された複数の前記室（３２、３３）を連通させる連通路（３５）とを更に備え、前記ドレーン孔（３６）が、前記バランサハウジングにおける前記連通路の延長線上に形成された構成とするとよい。 Further, in the above invention, the balancer housing (14) is formed so as to penetrate the lower portion of the bearing wall (28) supporting the pair of balancer shafts and dividing the chamber, And a communication passage (35) for communicating the plurality of divided chambers (32, 33), and the drain hole (36) is formed on an extension of the communication passage in the balancer housing. Good.
この構成によれば、バランサハウジングにより画成される室が軸受壁によって区分されていても、連通路を介してオイルが室間を移動できるため、オイル排出孔やドレーン孔、一方向弁を室ごとに設ける必要がなく、より簡易な構成にすることができる。また、ドレーン孔が連通路の延長線上に形成されるため、加工を共通化できる上、オイル交換時には連通路に集まったオイルがドレーン孔から外部に排出され、バランサハウジング内からより多くのオイルを抜き取ることができる。 According to this configuration, even if the chamber defined by the balancer housing is divided by the bearing wall, the oil can move between the chambers via the communication passage, so the oil discharge hole, the drain hole, the one-way valve It is not necessary to provide each unit, and the configuration can be simplified. In addition, since the drain hole is formed on the extension of the communication passage, the processing can be made common, and the oil collected in the communication passage is drained from the drain hole to the outside at the time of oil exchange, and more oil can be collected from the balancer housing. It can be withdrawn.
また、上記課題を解決するために、本発明に係る内燃機関（１）のバランサ装置（１０）は、互いに平行且つ水平に配置され、互いに噛み合うギヤ（１２Ｌｄ、１２Ｕｄ）及びアンバランスウェイト（１２Ｌｃ、１２Ｕｃ）を有する一対のバランサシャフト（１２Ｌ、１２Ｕ）と、少なくとも前記ギヤ及び前記アンバランスウェイトを収容する室（３２、３３）を内部に画成し、当該室の下部が機関運転時のオイルパン（６）の油面（６ｏ）よりも低くなるように前記オイルパンの内部に配置されたバランサハウジング（１４）とを備え、前記バランサハウジングが、機関運転時の前記オイルパンの油面よりも高い位置に形成され、前記バランサシャフトの回転によって前記ギヤが掻き上げるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔（４９）と、機関運転時の前記オイルパンの油面よりも低い位置に形成されたドレーン孔（３６）と、前記オイルパンの油面が比較的高い時に前記ドレーン孔を閉塞し、前記オイルパンの油面が比較的低い時に前記ドレーン孔を開放するフロート弁（７０）とを有する構成とするとよい。 Furthermore, in order to solve the above problems, the balancer devices (10) of the internal combustion engine (1) according to the present invention are disposed parallel and horizontally to each other, and mesh with gears (12Ld, 12Ud) and unbalanced weights (12Lc, A pair of balancer shafts (12L, 12U) having 12Uc) and a chamber (32, 33) for accommodating at least the gear and the unbalanced weight are internally defined, and the lower portion of the chamber is an oil pan during engine operation And a balancer housing (14) disposed inside the oil pan so as to be lower than the oil level (6o) of (6), wherein the balancer housing is larger than the oil level of the oil pan during engine operation. An oil discharge hole (4) which is formed at a high position and which discharges the oil which the gear scraps up by the rotation of the balancer shaft. A drain hole (36) formed at a position lower than the oil surface of the oil pan during engine operation, and closing the drain hole when the oil surface of the oil pan is relatively high; It is preferable to have a float valve (70) which opens the drain hole when the oil level is relatively low.
この構成によれば、機関運転時にはバランサハウジング内のオイルがギヤにより掻き上げられてオイル排出孔から排出され、一方向弁がドレーン孔を閉塞した状態が維持される。そのため、ドレーン孔からバランサハウジング内にオイルが浸入することがなく、機関運転時のオイルの撹拌抵抗を低減できる。また、オイル交換時には、バランサハウジングの油面の低下に伴って一方向弁がドレーン孔を開放するため、ドレーン孔から排出されるバランサハウジング内のオイルを抜き取ることができる。 According to this configuration, at the time of engine operation, the oil in the balancer housing is scraped up by the gear and discharged from the oil discharge hole, and the one-way valve maintains the state in which the drain hole is closed. Therefore, oil does not infiltrate into the balancer housing from the drain hole, and the oil agitation resistance during engine operation can be reduced. Further, at the time of oil change, the one-way valve opens the drain hole as the oil level of the balancer housing is lowered, so the oil in the balancer housing discharged from the drain hole can be extracted.
また、上記の発明において、前記バランサハウジング（１４）が、一対の前記バランサシャフトを軸支すると共に前記室を区分する軸受壁（２８）と、前記軸受壁の下部を貫通するように形成され、区分された複数の前記室（３２、３３）を連通させる連通路（３５）とを更に備え、前記ドレーン孔（３６）が、前記バランサシャフトの軸方向視において前記連通路の下方に形成された構成とするとよい。 Further, in the above invention, the balancer housing (14) is formed so as to penetrate the lower portion of the bearing wall (28) supporting the pair of balancer shafts and dividing the chamber, And a communication passage (35) for communicating the plurality of divided chambers (32, 33), and the drain hole (36) is formed below the communication passage in the axial direction of the balancer shaft. It is good to be configured.
この構成によれば、バランサハウジングにより画成される室が軸受壁によって区分されていても、連通路を介してオイルが室間を移動できるため、オイル排出孔やドレーン孔、フロート弁を室ごとに設ける必要がなく、より簡易な構成にすることができる。また、ドレーン孔が連通路の下方に形成されるため、オイル交換時には連通路に集まったオイルがドレーン孔から外部に排出され、バランサハウジング内からより多くのオイルを抜き取ることができる。 According to this configuration, even if the chamber defined by the balancer housing is divided by the bearing wall, the oil can move between the chambers via the communication passage. Therefore, the oil discharge hole, the drain hole, the float valve It is not necessary to provide it, and it can be made simpler. In addition, since the drain hole is formed below the communication passage, the oil collected in the communication passage can be drained from the drain hole to the outside at the time of oil exchange, and more oil can be extracted from the inside of the balancer housing.
このように本発明によれば、オイルパン内に油没するように設けられても、オイルの撹拌抵抗を低減できると共にオイル交換時にハウジング内のオイルを確実に抜き取ることができる内燃機関のバランサ装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the balancer device of the internal combustion engine can reduce the stirring resistance of the oil even if it is provided so as to be submerged in the oil pan and can reliably extract the oil in the housing at the time of oil change. Can be provided.
以下、図面を参照して、本発明に係るバランサ装置１０を、直列４気筒自動車用エンジン（以下、単にエンジン１と記す。）に適用した実施形態について詳細に説明する。
Hereinafter, an embodiment in which a
図１に示されるように、エンジン１は、クランクシャフト２を水平方向横向きに延在させた直列４気筒エンジンであり、シリンダ軸線Ｘ（図８、９参照）を後方に傾斜させた姿勢で自動車に搭載される。上下の方向はエンジン１が自動車に搭載された状態で定まるが、シリンダ軸線Ｘの傾斜角度は４５度以下に設定されており、シリンダ軸線Ｘが水平方向よりも鉛直方向に近いため、以下では、便宜上シリンダ軸線Ｘ方向を上下として説明することがある。また、図１中にもシリンダ軸線Ｘ方向を上下と記している。クランク軸線はシリンダ軸線Ｘに直交して水平に延在しており、この方向が左右となる。左右の方向は図１の紙面を基準とし、自動車の進行方向を基準とした場合の逆になることに注意されたい。
As shown in FIG. 1, the
エンジン１は、シリンダを形成すると共に下部にスカート部を有するアッパブロック３や、アッパブロック３の下部に結合され、アッパブロック３のスカート部と協働してクランク室４を画成するロアブロック５、ロアブロック５の下部に結合され、クランク室４の下方にオイル溜まりを画成するオイルパン６、ロアブロック５の下部に結合され、オイルパン６の内部に配置されるバランサ装置１０等を備えている。以下、アッパブロック３とロアブロック５とを併せてシリンダブロック７と称する。
The
クランクシャフト２は、シリンダ内に摺動自在に設けられた図示しないピストンのピストンピンとコンロッド８を介して連結される４つのクランクピン２ａ（以下、左側から順に第１〜第４クランクピン２ａと称する）や、クランクピン２ａを挟む位置に設けられた５つのジャーナル２ｂ（以下、左側から順に第１〜第５ジャーナル２ｂと称する）、ジャーナル２ｂとクランクピン２ａとを連結するクランクアーム２ｃ、クランクアーム２ｃにクランクピン２ａと相反する側に一体形成されたカウンタウェイト２ｄ等を備えている。第１及び第４クランクピン２ａは同位相の位置に配置され、第２及び第３クランクピン２ａは、第１及び第４クランクピン２ａと位相が１８０度異なる同位相の位置に配置されている。
The
クランクシャフト２の第１及び第５ジャーナル２ｂを軸支する支持壁はシリンダブロック７の左壁及び右壁により構成され、第２〜第４ジャーナル２ｂを軸支する支持壁はクランク室４内に設けられた隔壁により構成されている。
The support wall for supporting the first and
クランクシャフト２の左端は、第１ジャーナル２ｂから更に左方に延出し、シリンダブロック７の左壁から突出している。この突出した部分には、図示しないカムシャフトを駆動するための比較的小径の小スプロケット２ｅ及びバランサ装置１０を駆動するための比較的大径の大スプロケット２ｆ（ドライブスプロケット）が第１ジャーナル２ｂ側からこの順に固定されている。大スプロケット２ｆの外側にはクランクシャフト２を貫通させるようにチェーンケース９が設けられている。チェーンケース９の外側に位置するクランクシャフト２の左端には、エンジン１の補機を駆動するためのクランクプーリ２ｇが固定されている。
The left end of the
バランサ装置１０は、ピストンの往復運動に起因して発生するエンジン１の２次振動を低減すべく、４本のシリンダ軸線Ｘを通る平面上に中心を合わせてシリンダブロック７に固定され、オイルパン６の内部で油没している。
The
図２及び図３に示されるように、バランサ装置１０は、それぞれクランクシャフト２よりも低い位置でクランクシャフト２と平行に配置された前後一対のバランサシャフト１２（１２Ｌ、１２Ｕ）を備えている。一対のバランサシャフト１２は、シリンダ軸線Ｘ方向を基準として同じ高さに配置されている。シリンダ軸線Ｘが後方に傾斜していることから、後側のバランサシャフト１２は前側のバランサシャフト１２よりも低い位置に配置される（図９参照）。以下、低い位置に配置された後側のバランサシャフト１２をロアバランサシャフト１２Ｌと称し、高い位置に配置された前側のバランサシャフト１２をアッパバランサシャフト１２Ｕと称する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ロアバランサシャフト１２Ｌの左方には、後述するドリブンスプロケット１３ａが固定された一端を有し、クランクシャフト２の駆動力が入力するインプットシャフト１３が配置されている。インプットシャフト１３とロアバランサシャフト１２Ｌとは、互いに相対回転可能に同軸に配置されている。これら２本のバランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕ及びインプットシャフト１３は、バランサハウジング１４によって軸支されると共に、ドリブンスプロケット１３ａを外部に配置する態様でバランサハウジング１４内に収容されている。
On the left side of the
バランサハウジング１４は、両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕの軸心（回転中心）を通る平面に沿って上下に２分割された概ね箱状のアッパハウジング１４Ｕ及びロアハウジング１４Ｌを備えている。アッパハウジング１４Ｕ及びロアハウジング１４Ｌは、互いに組み付けられた状態で右側壁に開口を形成する形状とされている。この開口は、後述するジャーナル軸受２１〜２５の加工時に必要なものであり、組み付け時には周縁にシール部材を設けたハウジングプレート１４Ｐによって閉塞される。
The
図３及び図４に示されるように、バランサハウジング１４は、適所に設けられたボルト挿通孔１４ａ（本実施形態では、図３に示される６箇所）に下方から挿通される通しボルトＢ１によってロアブロック５の下面に締結される。
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the
図２及び図３に戻り、バランサハウジング１４には、アッパハウジング１４Ｕ及びロアハウジング１４Ｌにそれぞれ形成された半割りの軸受によって構成される５つのジャーナル軸受２１〜２５が形成されている。第１〜第３ジャーナル軸受２１〜２３はロアバランサシャフト１２Ｌの軸線（軸心及びその延長線）上に左から順に配置され、第４及び第５ジャーナル軸受２４、２５は、アッパバランサシャフト１２Ｕの軸心上に左から順に配置されている。なお、本明細書において、軸受について「軸線（又は軸心）上に配置されている」とは、軸線（又は軸心）と同軸に軸線（又は軸心）周りに配置されているという意味である。
Returning to FIGS. 2 and 3, the
第１ジャーナル軸受２１は、バランサハウジング１４の左端に形成されている。第１ジャーナル軸受２１は、アッパハウジング１４Ｕにおいては連続した１つの軸受の如く形成される一方、ロアハウジング１４Ｌにおいては軸線方向の中間部に設けられた軸受周方向溝２１ａによって左右に分断されている。以下、ロアハウジング１４Ｌにおける第１ジャーナル軸受２１の左側部分を左半第１ジャーナル軸受２１Ｌと称し、右側部分を右半第１ジャーナル軸受２１Ｒと称する。第１ジャーナル軸受２１は、インプットシャフト１３を取り囲む筒状（図４参照）の第１軸受壁２６として構成されている。
The first journal bearing 21 is formed at the left end of the
第４ジャーナル軸受２４及び第５ジャーナル軸受２５は、それぞれ第２ジャーナル軸受２２及び第３ジャーナル軸受２３と左右方向について同一の位置においてこれらの前方に配置されている。第２ジャーナル軸受２２と第４ジャーナル軸受２４とは、前後方向に連続する一体の第２軸受壁２７として構成され、第３ジャーナル軸受２３と第５ジャーナル軸受２５とは、前後方向に連続する一体の第３軸受壁２８として構成される。第１軸受壁２６の幅（軸方向寸法。以下同じ。）は、第２軸受壁２７及び第３軸受壁２８の幅よりも大きく、第３軸受壁２８の幅は、第２軸受壁２７の幅よりも大きくされている。
The fourth journal bearing 24 and the fifth journal bearing 25 are disposed forward of the second journal bearing 22 and the third journal bearing 23, respectively, at the same position in the left-right direction. The second journal bearing 22 and the fourth journal bearing 24 are configured as an integral
図３及び図４に示されるように、アッパハウジング１４Ｕ及びロアハウジング１４Ｌは、適所に配置された複数のボルト孔１４ｂに挿入される複数のボルトＢ２によって互いに締結される。なお、ボルト孔１４ｂは、アッパハウジング１４Ｕにおいてはアッパハウジング１４Ｕを貫通する挿通孔として構成され、ロアハウジング１４ＬにおいてはボルトＢ２を螺着させる雌ねじ孔として構成され、ボルトＢ２は上からボルト孔１４ｂに挿入される。後述する油路が接続する雌ねじ孔は有底とされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
図２及び図３に示されるように、インプットシャフト１３は、バランサハウジング１４から左方に突出するように設けられ、クランク軸線方向において大スプロケット２ｆと対応する位置に配置された突出端に上記のドリブンスプロケット１３ａが固定される。また、インプットシャフト１３には、ドリブンスプロケット１３ａの右方近傍に第１ジャーナル１３ｂ（１３ｂＬ、１３ｂＲ）が形成され、右端に第２ジャーナル１３ｃが形成されている。インプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂは、第１ジャーナル軸受２１によって軸支され、第２ジャーナル１３ｃは、第２ジャーナル軸受２２によって軸支される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第１ジャーナル１３ｂは、軸方向の中央に形成されたジャーナル周方向溝１３ｆによって左右に分割されている。ジャーナル周方向溝１３ｆは、第１ジャーナル軸受２１の下半（ロアハウジング１４Ｌ）に形成された軸受周方向溝２１ａに軸方向に対応する位置に、軸受周方向溝２１ａと概ね同じ幅をもって形成されている。以下、第１ジャーナル１３ｂにおけるジャーナル周方向溝１３ｆの左側部分を左半第１ジャーナル１３ｂＬと称し、右側部分を右半第１ジャーナル１３ｂＲと称する。ロアハウジング１４Ｌにおいて、インプットシャフト１３の左半第１ジャーナル１３ｂＬは左半第１ジャーナル軸受２１Ｌによって軸支され、右半第１ジャーナル１３ｂＲは右半第１ジャーナル軸受２１Ｒによって軸支される。
The
クランクシャフト２の大スプロケット２ｆ及びインプットシャフト１３のドリブンスプロケット１３ａにはローラチェーン１５が巻き掛けられる。即ち、大スプロケット２ｆ、ローラチェーン１５及びドリブンスプロケット１３ａにより、クランクシャフト２の回転力をインプットシャフト１３に伝達する巻き掛け式の第１伝動機構１６が構成される。ドリブンスプロケット１３ａは大スプロケット２ｆに比べて小径に形成されている。インプットシャフト１３は第１伝動機構１６によってクランクシャフト２よりも高速にクランクシャフト２と同方向に回転する。
A
インプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂの右方には拡径する鍔状のスラストプレート１３ｄ（カラー）が一体形成され、スラストプレート１３ｄの右方（スラストプレート１３ｄと第２ジャーナル１３ｃとの間）には比較的大径の第１ヘリカルギヤ１３ｅが固定されている。スラストプレート１３ｄの両面（インプットシャフト１３の軸方向の両端面）は、後述するようにインプットシャフト１３のスラスト荷重をバランサハウジング１４に伝達するスラスト面になる。
A wedge-shaped
バランサハウジング１４のスラストプレート１３ｄに対応する位置には、スラストプレート１３ｄの少なくとも周縁部を受容すると共に、少なくとも一部においてスラストプレート１３ｄの両面から伝達されるスラスト荷重を支持するスラスト軸受を形成するための溝１４ｃ（１４Ｕｃ、１４Ｌｃ）が環状に形成されている。
In order to form a thrust bearing which receives at least a peripheral portion of the
図１のＶ部の拡大図である図５に示されるように、この溝１４ｃは、アッパハウジング１４Ｕにおいて、スラストプレート１３ｄよりも広い幅を有し、スラストプレート１３ｄを非接触状態で受容する受容溝１４Ｕｃとして半円弧状に形成される。一方、ロアハウジング１４Ｌにおいては、溝１４ｃは、スラストプレート１３ｄと略同一の幅を有し、スラストプレート１３ｄの両面と面接触状態で薄い流体膜を介してインプットシャフト１３のスラスト荷重を支持する一対のスラスト軸受面１４ｄ、１４ｄを形成するスラスト軸受溝１４Ｌｃとして半円弧状に形成される。即ち、ロアハウジング１４Ｌのスラスト軸受溝１４Ｌｃが形成された壁部がインプットシャフト１３のスラスト軸受を構成する。
As shown in FIG. 5 which is an enlarged view of a portion V of FIG. 1, the
上記のようにローラチェーン１５により回転駆動されるインプットシャフト１３には、被駆動部であるドリブンスプロケット１３ａに上向きの力Ｆが加わる。そのため、インプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂ（１３ｂＬ、１３ｂＲ）がアッパハウジング１４Ｕの第１ジャーナル軸受２１に軸方向に重なる部分の幅（ａ＋ｂ）は、第１ジャーナル１３ｂがロアハウジング１４Ｌの第１ジャーナル軸受２１に軸方向に重なる部分の幅（ｃ＋ｄ）よりも大きくなっている。つまり、第１ジャーナル軸受２１の下部が、軸受面に形成された軸受周方向溝２１ａによって軸方向に２分割されることにより、力Ｆが加わらない第１ジャーナル軸受２１の下部において、第１ジャーナル１３ｂの第１ジャーナル軸受２１に対する摺動抵抗が低減している。
As described above, an upward force F is applied to the driven
また、ロアハウジング１４Ｌの左半第１ジャーナル軸受２１Ｌ及び右半第１ジャーナル軸受２１Ｒのそれぞれに軸受面には、軸方向の中間部に半円形状の給油溝２１ｂが形成されている。そのため、第１ジャーナル１３ｂがロアハウジング１４Ｌに摺接する部分の幅は、上記重なる部分の幅（ｃ＋ｄ）よりも小さくなっている。これにより、力Ｆが加わらない第１ジャーナル軸受２１の下部において、第１ジャーナル１３ｂの第１ジャーナル軸受２１に対する摺動抵抗が更に低減する。また、力Ｆが加わる第１ジャーナル軸受２１の上部では、軸方向寸法が小さく維持されたまま大きな軸受面積が確保されている。これにより、第１ジャーナル軸受２１は、上部において力Ｆに応じた必要な軸受幅を確保しつつ軸方向に小型化される。
Further, on the bearing surface of each of the left half first journal bearing 21L and the right half first journal bearing 21R of the
図５及び図６に示されるように、ロアハウジング１４Ｌにおける左半第１ジャーナル軸受２１Ｌと右半第１ジャーナル軸受２１Ｒとの間には、バランサ装置１０の組み付け時に各シャフト１２、１３が回転しないように、図示しないピンを挿入してインプットシャフト１３を固定するためのピン挿入孔１４ｅが形成されている。ピン挿入孔１４ｅは、第１ジャーナル軸受２１を径方向に貫通し、軸受周方向溝２１ａの底部において第１ジャーナル軸受２１の軸受孔に開口している。第１ジャーナル軸受２１の下面には、ピン挿入孔１４ｅの開口を囲繞するように下方に突出する環状突出部１４ｆが形成されており、ピン挿入孔１４ｅが下方に延長されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
インプットシャフト１３におけるピン挿入孔１４ｅに軸方向に対応する位置には、径方向に延在するピン差込孔１３ｇが形成されている。ピン差込孔１３ｇは、ジャーナル周方向溝１３ｆの底部に開口するように第１ジャーナル１３ｂに形成されており、本実施形態では有底孔とされている。他の実施形態では、ピン差込孔１３ｇが第１ジャーナル１３ｂを径方向に貫通していてもよい。
A radially extending
ピン差込孔１３ｇを加工する際にはピン差込孔１３ｇの周囲にバリが生じ得る。ピン差込孔１３ｇの周囲に生じたバリが第１ジャーナル軸受２１に接触すると、インプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂ部分の摺動摩擦が増大するが、ピン差込孔１３ｇがジャーナル周方向溝１３ｆの底部に開口しているため、バリが第１ジャーナル軸受２１に接触することはない。これにより、インプットシャフト１３の摺動摩擦の増大が抑制されている。
When processing the
バランサ装置１０の組み付け時には、ピン差込孔１３ｇをピン挿入孔１４ｅに合わせた状態で図示しないピンが下方から挿入されることによって各シャフト１２、１３の回転が規制される。つまり、ピン挿入孔１４ｅは、バランサハウジング１４に対するシャフト１２、１３の位置決め及び固定用の孔である。ピン挿入孔１４ｅにピンが挿入された状態で、図１に示される回転角度に調整されたクランクシャフト２の大スプロケット２ｆとバランサ装置１０のドリブンスプロケット１３ａとにローラチェーン１５が巻き掛けられる。これにより、バランサ装置１０はエンジン１の２次振動を打ち消すタイミングで慣性力を発生するようになる。
When assembling the
このように、インプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂにピン差込孔１３ｇが形成され、バランサハウジング１４の第１ジャーナル軸受２１におけるピン差込孔１３ｇに軸方向に対応する位置にピン挿入孔１４ｅが形成されたことにより、ピン挿入孔１４ｅから内部に進入するオイルは左半第１ジャーナル１３ｂＬ及び右半第１ジャーナル１３ｂＲによって堰き止められる。これにより、オイルがピン挿入孔１４ｅを通ってバランサハウジング１４内のヘリカルギヤ１２Ｌｄ、１２Ｕｄ、１２Ｕｅ、１３ｅ（図３）を収容する部分に浸入することが防止され、オイルの撹拌抵抗の増大が抑制される。
Thus, the
また、第１ジャーナル軸受２１の下部においては、軸受周方向溝２１ａの底部に開口するようにピン挿入孔１４ｅが形成されることにより、上記のように第１ジャーナル１３ｂの第１ジャーナル軸受２１に対する摺動抵抗が低減するだけでなく、第１ジャーナル１３ｂの軸受隙間から流出するオイルのピン挿入孔１４ｅからの排出が促進され、第１ジャーナル１３ｂのオイルに対する摺動抵抗も低減する。つまり、ピン挿入孔１４ｅは下方に向けて開口しているため、オイルパン６にオイルが充填された後にも軸受周方向溝２１ａ内の空気は逃げられず、軸受周方向溝２１ａ内に留まって空気溜まりを形成する。その結果、第１ジャーナル１３ｂの軸受隙間から流出するオイルは重力によって空気中を流れ落ちてピン挿入孔１４ｅから排出されることになる。そのため、軸受周方向溝２１ａ内では第１ジャーナル１３ｂが空気中で回転している状態となり、オイル中で回転する場合に比べて摺動抵抗が小さくなる。
Further, in the lower portion of the first journal bearing 21, a
そして、ピン挿入孔１４ｅを延長させる環状突出部１４ｆが形成され、空気溜まりの層が厚くなることから、車両旋回時等の油面変化時にも空気の流出、即ちオイルの浸入が抑制される。また、環状突出部１４ｆは、ピン挿入孔１４ｅの形成によって剛性が低下したピン挿入孔１４ｅ周辺の補強リブとしても機能する。
And since the
図２及び図３に戻って説明を続ける。両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕは、それぞれ第２及び第４ジャーナル軸受２２、２４に対応する位置に形成された第１ジャーナル１２Ｌａ、１２Ｕａと、第３及び第５ジャーナル軸受２３、２５に対応する位置に形成された第２ジャーナル１２Ｌｂ、１２Ｕｂとを備えている。また、両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕは、それぞれ第２ジャーナル１２Ｌｂ、１２Ｕｂの左右両側に設けられ、回転中心から径方向外側に重心位置を偏倚させた実質的に同一形状の左右一対のバランサウェイト１２Ｌｃ・１２Ｌｃ、１２Ｕｃ・１２Ｕｃと、左側のバランサウェイト１２Ｌｃ、１２Ｕｃと第１ジャーナル１２Ｌａ、１２Ｕａとの間に固定された第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄ、１２Ｕｄとを備えている。
Returning to FIGS. 2 and 3, the description will be continued. Both
第２ジャーナル軸受２２は、インプットシャフト１３の第２ジャーナル１３ｃ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ジャーナル１２Ｌａの両方を軸支している。インプットシャフト１３の第２ジャーナル１３ｃ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ジャーナル１２Ｌａは、同程度の長さとされ、第２ジャーナル軸受２２の長さ方向の中間位置において若干の隙間を空けて対峙するように配置されている。従って、ロアバランサシャフト１２Ｌの第１ジャーナル１２Ｌａは、アッパバランサシャフト１２Ｕの第１ジャーナル１２Ｕａの長さの半分程度の長さとなっている。
The second journal bearing 22 supports both the
左右のバランサウェイト１２Ｌｃ、１２Ｕｃ間の第２ジャーナル１２Ｌｂ、１２Ｕｂを軸支する第３ジャーナル軸受２３及び第５ジャーナル軸受２５には、軸受メタル２９が配置されている。
A bearing
両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕにおいては、左右一対のバランサウェイト１２Ｌｃ、１２Ｕｃの互いに対向する部分が第２ジャーナル１２Ｌｂ、１２Ｕｂに対して拡径された鍔状とされており、この鍔状部分の対向する内面が第３軸受壁２８にスラスト力を伝達するスラスト面になっている。つまり、第３及び第５ジャーナル軸受２３、２５を形成する第３軸受壁２８が両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕの軸方向荷重を支持するスラスト軸受を兼ねている。
In both
ロアバランサシャフト１２Ｌは、上記のように第１ジャーナル１２Ｌａが左端を構成している。一方、アッパバランサシャフト１２Ｕは、第１ジャーナル１２Ｕａから更に左方に延出しており、この延出した部分にはインプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅと互いに噛み合う第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅが固定されている。即ち、これらの第１ヘリカルギヤ１３ｅ及び第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅにより、インプットシャフト１３の回転力をアッパバランサシャフト１２Ｕに伝達する第２伝動機構１７が構成される。これにより、アッパバランサシャフト１２Ｕはインプットシャフト１３と逆方向に回転する。なお、アッパバランサシャフト１２Ｕの第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅ及び第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄのねじれの向きは同一とされており、これによってアッパバランサシャフト１２Ｕの軸方向荷重が小さくなっている。
As described above, in the
そして、アッパバランサシャフト１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄは互いに噛み合っており、これらの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄ、１２Ｌｄにより、アッパバランサシャフト１２Ｕの回転力をロアバランサシャフト１２Ｌに伝達する第３伝動機構１８が構成される。第３伝動機構１８をなすこれらの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄ、１２Ｌｄは、同一径及び同一歯数とされており（増速ギヤ比＝１）、両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕは、互いに相反する方向に同一回転速度（角速度）で回転する。
The first helical gear 12Ud of the
このように、バランサハウジング１４は、オイルの撹拌によるフリクションの増大を抑制するために、ドリブンスプロケット１３ａが設けられるインプットシャフト１３の端部を除き、各シャフト１２Ｌ、１２Ｒ、１３の少なくともヘリカルギヤ１２Ｌｄ、１２Ｕｄ、１２Ｕｅ、１３ｅ及びバランサウェイト１２Ｌｃ、１２Ｕｃを覆うように各シャフト１２Ｌ、１２Ｒ、１３を収容しており、ピン挿入孔１４ｅ及び後述するオイル排出孔４３、４９以外からはオイルが浸入できない液密構造となっている。
Thus, the
第１伝動機構１６及び第２伝動機構１７の増速比は、両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕがクランクシャフト２の２倍の回転速度となるように設定されている。具体的には、本実施形態では、第１伝動機構１６のチェーン増速比は４／３に設定され、第２伝動機構１７の増速ギヤ比は３／２に設定され、第１伝動機構１６と第２伝動機構１７とを合わせた機構の増速比が２となっている。
The speed increasing ratios of the
従って、クランクシャフト２の回転速度を１とした場合、インプットシャフト１３の回転速度は４／３（クランクシャフト２と同方向）、ロアバランサシャフト１２Ｌの回転速度は２（クランクシャフト２と同方向）となり、ロアバランサシャフト１２Ｌのインプットシャフト１３に対する相対回転速度（即ち、軸受であるインプットシャフト１３の第２ジャーナル１３ｃに対するロアバランサシャフト１２Ｌの第１ジャーナル１２Ｌａの回転速度）は２／３（＝２−４／３）となる。なお、回転速度比は３／２（＝２／（４／３）である。
Therefore, when the rotational speed of the
また、ドリブンスプロケット１３ａの直径及び丁数（歯数）は大スプロケット２ｆ（図１）の直径及び丁数の３／４倍となり、インプットシャフト１３の回転速度がクランクシャフト２の２倍になる時の比（１／２倍）よりも大きくなる。これにより、第１伝動機構１６における騒音が小さくなる。
Also, when the diameter and the number (number of teeth) of the driven
一方、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅの直径及び歯数は、アッパバランサシャフト１２Ｕの第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅの直径及び歯数の３／２倍となり、インプットシャフト１３の回転速度がクランクシャフト２の２倍になる時の比（１倍）よりも大きくなる。これにより、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅの径が大きくなり、後述するようにオイルが効率的に掻き出される。
On the other hand, the diameter and the number of teeth of the first
このように構成されたバランサ装置１０では、図７中に黒塗り矢印に示されるように動力伝達が行われる。即ち、クランクシャフト２の回転力は、第１伝動機構１６の大スプロケット２ｆ（図１）、ローラチェーン１５（図１）及びドリブンスプロケット１３ａを介してインプットシャフト１３に伝達され、白抜き矢印に示されるようにクランクシャフト２と同じ回転方向にインプットシャフト１３を回転駆動する。
In the
インプットシャフト１３の回転力は、第２伝動機構１７を構成する第１ヘリカルギヤ１３ｅ及び第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅを介してアッパバランサシャフト１２Ｕに伝達され、白抜き矢印に示されるようにインプットシャフト１３と逆方向にアッパバランサシャフト１２Ｕを回転駆動する。上記のように、アッパバランサシャフト１２Ｕはクランクシャフト２の２倍の回転速度でクランクシャフト２と逆方向に回転する。
The rotational force of the
アッパバランサシャフト１２Ｕの回転力は、第３伝動機構１８を構成する２つの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄ、１２Ｌｄを介してロアバランサシャフト１２Ｌに伝達され、白抜き矢印に示されるようにアッパバランサシャフト１２Ｕと逆方向にアッパバランサシャフト１２Ｕと同じ回転速度でロアバランサシャフト１２Ｌを回転駆動する。これにより、前後一対のバランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕは、エンジン１の２次振動を打ち消すシリンダ軸線Ｘ方向の慣性力を発生させる。
The rotational force of the
本実施形態では、クランクシャフト２の回転を段階的に増速してバランサシャフト１２に伝達するために、ロアバランサシャフト１２Ｌとインプットシャフト１３とは互い分離しているが、両シャフト１２Ｌ、１３は同軸に配置され、共にエンジン１の２次振動を低減する慣性力を発生させるためにクランクシャフト２により回転駆動される。従って、インプットシャフト１３はバランサシャフト１２Ｌの分割された一部であると見做すことができる。
In this embodiment, the
バランサ装置１０の各摺動部には、図示しないオイルポンプによってオイルパン６内のオイルストレーナの吸入口から吸い込まれてエンジン１の各部に向けて圧送されるエンジンオイルが油路を介して供給され、潤滑油として利用される。具体的には、バランサ装置１０においては、第１〜第５ジャーナル軸受２１〜２５にエンジンオイルが供給される。
Each sliding portion of the
以下、バランサ装置１０における油路の構成を説明する。図１に示されるように、クランクシャフト２の第１ジャーナル２ｂを軸支する支持壁にはメインギャラリからバランサ装置１０にオイルを供給するブロック内油路７ａが設けられている。このブロック内油路７ａから供給されるオイルは、図４に示されるように、アッパハウジング１４Ｕの上面からバランサ装置１０に導入され、上下に延在する図示しない油路を通ってロアハウジング１４Ｌとの接合面に供給される。
Hereinafter, the configuration of the oil passage in the
図３に示されるように、ロアハウジング１４Ｌの上面には油路溝３０（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ）が形成されている。なお、詳細な図示は省略するが、アッパハウジング１４Ｕの下面にも同様に油路溝３０が形成される。この油路溝３０においては、ロアハウジング１４Ｌの後端の左端部がオイル入口３０ａとなる。油路溝３０は、このオイル入口３０ａから前方へ延びる第１分岐溝３０Ａと、右方へ延びる第２分岐溝３０Ｂとに分岐する。
As shown in FIG. 3, oil passage grooves 30 (30A, 30B, 30C) are formed on the upper surface of the
第１分岐溝３０Ａは、オイル入口３０ａから前方へ延びた前に湾曲し、左方へ延びて第１軸受壁２６にて分岐し、図５に併せて示されるように、左半第１ジャーナル軸受２１Ｌ及び右半第１ジャーナル軸受２１Ｒの軸受面の下半分に円弧状に形成された給油溝２１ｇから、第１ジャーナル軸受２１とインプットシャフト１３の第１ジャーナル１３ｂと間の軸受隙間にオイルを供給する。なお、第１分岐溝３０Ａは、ボルト孔１４ｂではその周縁に沿って（ボルトＢ２の周囲に）環状に形成されている。
The
第２分岐溝３０Ｂは、オイル入口３０ａから右方へ延び、第２軸受壁２７の後端部において湾曲して前方へ延び、ボルト孔１４ｂの周縁に沿って延びた後に第２ジャーナル軸受２２の後端に至る。第２分岐溝３０Ｂは、第２ジャーナル軸受２２において軸受面に沿って円環状に形成されており、インプットシャフト１３の第２ジャーナル１３ｃ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ジャーナル１２Ｌａと第２ジャーナル軸受２２との間の軸受隙間にオイルを供給する。第２分岐溝３０Ｂは、第２ジャーナル軸受２２の前端から再び前方へ延びてボルト孔１４ｂの周縁に沿って延びた後、第４ジャーナル軸受２４の後端に至る。第４ジャーナル軸受２４においても、第２分岐溝３０Ｂは第４ジャーナル軸受２４の幅方向の中央において軸受面に沿って円環状に形成されており、第４ジャーナル軸受２４とアッパバランサシャフト１２Ｕの第１ジャーナル１２Ｕａとの間の軸受隙間にオイルを供給する。
The
また、ロアハウジング１４Ｌの後壁の上面には、第２分岐溝３０Ｂから分岐した第３分岐溝３０Ｃが形成されている。第３分岐溝３０Ｃは、第２分岐溝３０Ｂから右方へ延び、第３軸受壁２８の後端部において湾曲して前方へ延び、ボルト孔１４ｂの周縁に沿って延びた後に第３ジャーナル軸受２３の後端に至る。第３分岐溝３０Ｃは、第３ジャーナル軸受２３において軸受メタル２９の外周面に沿って円環状に形成されており、軸受メタル２９に形成された貫通孔を通って第３ジャーナル軸受２３とロアバランサシャフト１２Ｌの第２ジャーナル１２Ｌｂとの間の軸受隙間にオイルを供給する。第２分岐溝３０Ｂは、第３ジャーナル軸受２３の前端から再び前方へ延びてボルト孔１４ｂの周縁に沿って延びた後、第５ジャーナル軸受２５の後端に至る。第５ジャーナル軸受２５においても、第２分岐溝３０Ｂは軸受メタル２９の外周面に沿って円環状に形成されており、軸受メタル２９に形成された貫通孔を通って第５ジャーナル軸受２５とアッパバランサシャフト１２Ｕの第２ジャーナル１２Ｕｂとの間の軸受隙間にオイルを供給する。
A
以上がジャーナル軸受２１〜２５に対するオイルの供給路の構成である。このようにしてバランサ装置１０にはエンジン１の運転時（運転中）にオイルが供給され、ジャーナル軸受２１〜２５がオイルにより潤滑される。潤滑に供されたオイルは、軸受隙間から流出するため、バランサハウジング１４内に溜まる。また、エンジン１の停止時には、オイルポンプによるオイルの圧送は停止されるが、シリンダブロック７内に形成されたメインギャラリ内のオイルが重力によってジャーナル軸受２１〜２５の軸受隙間から漏れ出てくるため、やはりオイルはバランサハウジング１４内に溜まる。上記のように、バランサハウジング１４は液密な構造とされている。そのため、バランサ装置１０はバランサハウジング１４内のオイルを外部に排出し得る機構を有している。以下、このオイル排出機構について説明する。
The above is the configuration of the oil supply path to the
図２及び図３に示されるように、バランサハウジング１４は、第１軸受壁２６〜第３軸受壁２８によって区画された複数の室（左から順に、第１室３１〜第３室３３とする。）を内部に画成している。第１室３１は、第１軸受壁２６と第２軸受壁２７との間に画成され、インプットシャフト１３のスラストプレート１３ｄ及び第１ヘリカルギヤ１３ｅ、並びにアッパバランサシャフト１２Ｕの第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅを収容している。第２室３２は、第２軸受壁２７と第３軸受壁２８との間に画成され、両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄ、１２Ｕｄ及び左側のバランサウェイト１２Ｌｃ・１２Ｕｃを収容している。第３室３３は、第３軸受壁２８とハウジングプレート１４Ｐとの間に画成され、右側のバランサウェイト１２Ｌｃ・１２Ｕｃを収容している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
第１室３１には、第１ジャーナル軸受２１に供給されたオイルの一部と、第２及び第４ジャーナル軸受２２、２４に供給されたオイルの一部とが流入する。第２室３２には、第２及び第４ジャーナル軸受２２、２４に供給されたオイルの一部と、第３及び第５ジャーナル軸受２３、２５に供給されたオイルの一部とが流入する。第３室３３には、第３及び第５ジャーナル軸受２３、２５に供給されたオイルの一部が流入する。
A part of the oil supplied to the first journal bearing 21 and a part of the oil supplied to the second and
第１室３１〜第３室３３に流入したオイルは、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄによって掻き上げられてバランサハウジング１４の外部に排出される。以下、第１室３１〜第３室３３のオイル排出構造について説明する。
The oil flowing into the
図２、図８及び図９に示されるように、ロアハウジング１４Ｌにおけるインプットシャフト１３及びロアバランサシャフト１２Ｌの下方の位置には、両シャフト１３、１２Ｌと平行に左右方向に延在し、第２軸受壁２７を貫通して第１室３１と第２室３２とを連通すると共に、第３軸受壁２８を貫通して第２室３２と第３室３３とを連通する連通路３５が形成されている。連通路３５は、ドリルを用いてロアハウジング１４Ｌの右側から右壁を貫通して第１室３１に至る直線状の孔を穿設することによって形成される。ロアハウジング１４Ｌの右壁に形成された孔は、バランサハウジング１４の内部と外部とを連通するドレーン孔３６となる。ドレーン孔３６には後述する一方向弁６０が設けられ、エンジン１運転時には一方向弁６０によってドレーン孔３６は塞がれる。
As shown in FIGS. 2, 8 and 9, the
連通路３５は、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅの下方に形成されている。ロアハウジング１４Ｌには、連通路３５を形成し得るように下面から突出するリブ状部３７が形成されており、第１室３１〜第３室３３は最も低い位置から下方へ延出してリブ状部３７に至るように延出した延出部３１ａ、３２ａ、３３ａをそれぞれ有している。従って、第１室３１〜第３室３３の最も低い延出部３１ａ、３２ａ、３３ａ同士が連通路３５によって互いに連通している。また、連通路３５及びドレーン孔３６は、オイルパン６の油面６ｏよりも低い位置に設けられている。つまり、第１室３１〜第３室３３の下部がオイルパン６の油面６ｏよりも低くなる位置にバランサハウジング１４が配置されている。なお、オイルパン６の油面６ｏとは、特に断らない限り、エンジン１運転時（運転中）のものを意味する。
The
図７を参照して説明した方向にシャフト１２Ｌ、１２Ｕ、１３が回転駆動されることにより、図８に示されるインプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅ及びアッパバランサシャフト１２Ｕの第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅは、外周部に形成された歯が互いの噛み合い部から下方へ進む方向に回転する。また、図９に示されるロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄ及びアッパバランサシャフト１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄも、外周部に形成された歯が互いの噛み合い部から下方へ進む方向に回転する。
As the
図８に示されるように、第１室３１のオイルはインプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅによって掻き上げられて外部に排出される。つまり、ロアバランサシャフト１２Ｌの軸方向視において、第１室３１の延出部３１ａから第１ヘリカルギヤ１３ｅの回転方向の下流側に向けて第１ヘリカルギヤ１３ｅの外周面に沿って円弧状に形成されたバランサハウジング１４の円弧状部分が、第１ヘリカルギヤ１３ｅとの間に第１オイル排出路４１を画成する第１排出路周底壁４２となっている。第１ヘリカルギヤ１３ｅの外周部とバランサハウジング１４の内面との隙間は、第１オイル排出路４１に対応する第１排出路周底壁４２において、アッパバランサシャフト１２Ｕの第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅの周囲よりも小さくなっている。
As shown in FIG. 8, the oil in the
第１室３１の後部において、第１排出路周底壁４２の上部には、シリンダ軸線Ｘ方向に沿って上方へ延びる第１オイル排出孔４３が設けられている。第１オイル排出孔４３は、オイルパン６の油面６ｏよりも高い位置でアッパハウジング１４Ｕの上面に開口している。
At the rear of the
アッパハウジング１４Ｕにおける第１オイル排出孔４３に対して第１ヘリカルギヤ１３ｅの回転方向の下流側に隣接する位置には、第１ヘリカルギヤ１３ｅの外周部との隙間を小さくするようにアッパハウジング１４Ｕの内面から突出する第１リブ４５が形成されている。更に、ロアハウジング１４Ｌにおける第１室３１の延出部３１ａに対して第１ヘリカルギヤ１３ｅの回転方向の上流側に隣接する位置には、第１ヘリカルギヤ１３ｅの外周部との隙間を小さくするようにロアハウジング１４Ｌの内面から突出する第２リブ４６が形成されている。第１リブ４５及び第２リブ４６は、第１オイル排出孔４３及び第１室３１の延出部３１ａを越えて第１オイル排出路４１を延長させる第１排出路周底壁４２の一部とも言える。
The inner surface of the
図９に示されるように、第２室３２のオイルはロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄによって掻き上げられて外部に排出される。つまり、ロアバランサシャフト１２Ｌの軸方向視において、第２室３２の延出部３２ａから第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの回転方向の下流側に向けて第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの外周面に沿って円弧状に形成されたバランサハウジング１４の円弧状部分が、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄとの間に第２オイル排出路４７を画成する第２排出路周底壁４８となっている。第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの外周部とバランサハウジング１４の内面との隙間は、第２オイル排出路４７に対応する第２排出路周底壁４８においてアッパバランサシャフト１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄの周囲よりも小さくなっている。
As shown in FIG. 9, the oil in the
第２室３２の後部において、第２排出路周底壁４８の上部には、シリンダ軸線Ｘ方向に沿って上方へ延びる第２オイル排出孔４９が設けられている。第２オイル排出孔４９は、オイルパン６内の油面６ｏよりも高い位置でアッパハウジング１４Ｕの上面に開口している。
At the rear of the
また、アッパハウジング１４Ｕにおける第２オイル排出孔４９に対して第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの回転方向の下流側に隣接する位置にも、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの外周部との隙間を小さくするようにアッパハウジング１４Ｕの内面から突出する第１リブ４５が形成されている。更に、ロアハウジング１４Ｌにおける第２室３２の延出部３２ａに対して第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの回転方向の上流側に隣接する位置にも、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの外周部との隙間を小さくするようにロアハウジング１４Ｌの内面から突出する第２リブ４６が形成されている。第１リブ４５及び第２リブ４６は、第２オイル排出孔４９及び第２室３２の延出部３２ａを越えて第２オイル排出路４７を延長させる第２排出路周底壁４８の一部とも言える。
In addition, the
図４、図８及び図９に示されるように、アッパハウジング１４Ｕの後部上面、即ち傾斜する上面の低い側には、第１及び第２オイル排出孔４３、４９を延長させるように、第１及び第２排出路周底壁４２、４８の外面から突出する第１周壁５０及び第２周壁５１が形成されている。第１及び第２オイル排出孔４３、４９は、対応するオイル排出路４１、４７側の下端に比べ、対応する第１及び第２周壁５０、５１の突出端側の上端において断面積が大きくなる段付き孔とされ、対応する第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの接線方向に延在している。
As shown in FIGS. 4, 8 and 9, the rear upper surface of the
第１室３１〜第３室３３の上端近傍には、第２軸受壁２７及び第３軸受壁２８を貫通する換気通路５２が形成されている。換気通路５２は、アッパバランサシャフト１２Ｕの上方においてアッパハウジング１４Ｕの上面に突出するように形成された突条１４ｇに沿って直線状に形成されている。換気通路５２は、第１室３１を挟んで第２軸受壁２７と対向する左側壁を貫通して左外側面１４ｈ（図４）に開口することにより、バランサハウジング１４の内部と外部とを連通させている。換気通路５２は、連通路３５よりも小径とされており、ドリルを用いてアッパハウジング１４Ｕの左側から左壁を貫通して第３室３３に至る孔を穿設することによって形成される。これにより、バランサハウジング１４内の気圧が外部よりも低くなってオイルの排出が阻害されることがない。左外側面１４ｈに開口する換気通路５２（図８、図９）は、アッパハウジング１４Ｕに一体に設けられた庇１４ｉにより上方を覆われており、オイルの飛沫が換気通路５２からバランサハウジング１４の内部に浸入することが防止されている。
In the vicinity of the upper end of the
図３及び図３中のＸ部の拡大図である図１０に示されるように、第１室３１の左右方向の幅は、第１オイル排出路４１が形成された後部分において他の部分に比べて狭くなっており、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅの歯が掻き上げるオイルが第１オイル排出路４１から逃げ難いようになっている。つまり、この第１ヘリカルギヤ１３ｅを左右から挟む壁が第１排出路周底壁４２と協働して第１オイル排出路４１を溝断面形状に画成する一対の第１排出路側壁５３（５３Ｌ、５３Ｒ）となっている。
As shown in FIG. 10, which is an enlarged view of a portion X in FIG. 3 and FIG. 3, the width in the left-right direction of the
図８に示されるように、ロアバランサシャフト１２Ｌの軸方向視において、第１排出路側壁５３は、第１オイル排出路４１を含む第２リブ４６から第１リブ４５に亘る範囲において、第１排出路周底壁４２から径方向内側に向けて、少なくとも第１ヘリカルギヤ１３ｅの歯先部分をスラスト方向の両側から挟む高さをもって形成されている。
As shown in FIG. 8, in the axial direction of the lower balancer shaft 12 </ b> L, the first discharge
図３に戻り、第２室３２は、上記の通り両バランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄ、１２Ｕｄ及び左側のバランサウェイト１２Ｌｃ・１２Ｕｃを一括して収容している。従って、アッパバランサシャフト１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄとその右方のバランサウェイト１２Ｕｃとの間に軸支持壁は存在しない。
Returning to FIG. 3, the
一方、ロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄとその右方のバランサウェイト１２Ｌｃとの間には、バランサハウジング１４の内面から突出する壁が形成されている。この壁と第２軸受壁２７との存在により、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの歯が掻き上げるオイルが第２オイル排出路４７から逃げ難くなっている。つまり、図１０に示されるように、この第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄを左右から挟む壁が第２排出路周底壁４８と協働して第２オイル排出路４７を溝断面形状に画成する一対の第２排出路側壁５４（５４Ｌ、５４Ｒ）となっている。左側の第２排出路側壁５４Ｌは第２軸受壁２７にその厚さ方向に一体に形成され、右側の第２排出路側壁５４Ｒは、第２室３２の内周面をなすバランサハウジング１４の内面から、両主面が自由面となるように独立して突出形成されている。
On the other hand, a wall projecting from the inner surface of the
図９に示されるように、第２排出路側壁５４は、第２オイル排出路４７を含む第２リブ４６から第１リブ４５に亘る範囲において、第２排出路周底壁４８から径方向内側に向けて、少なくとも第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの歯先部分をスラスト方向の両側から挟む高さをもって形成されている。
As shown in FIG. 9, the second discharge
図２に示されるように、連通路３５は、ロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの右方に独立して形成された右側の第２排出路側壁５４Ｒをも貫通するように形成されている。従って、オイルは第１室３１から第３室３３の間を自由に移動できる。
As shown in FIG. 2, the
図１０に示されるように、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅ及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄは、白抜き矢印方向に回転し、歯によって掻き揚げたオイルを歯溝に保持した状態で回転することによってオイルをオイル排出路４１、４７において上方へ搬送する。そして、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄは、それぞれをスラスト方向から挟む一対の排出路側壁５３Ｌ・５３Ｒ、５４Ｌ、５４Ｒのうち、歯溝が回転方向の後側になる右側の排出路側壁５３Ｒ、５４Ｒとの間隙ｇ２、ｇ４が、左側の排出路側壁５３Ｌ、５４Ｌとの間隙ｇ１、ｇ３よりも小さくなる位置に配置されている。
As shown in FIG. 10, with the first
第１室３１〜第３室３３のオイル排出構造がこのように構成されていることにより、以下のようにしてオイルが外部に排出される。
With the oil discharge structure of the
まず、図２に示されるように、第１室３１〜第３室３３を連通する連通路３５が形成されていることから、第１室３１〜第３室３３に流入したオイルは、連通路３５を介してインプットシャフト１３及びロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの下方に集まる。集まったオイルは、第１室３１の延出部３１ａ又は第２室３２の延出部３２ａにおいてインプットシャフト１３又はロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯よって掻き上げられ、噛み合い部を経由しないオイル排出路４１、４７を搬送されてオイル排出孔４３、４９から効率的に外部に排出されることになる。
First, as shown in FIG. 2, since the
具体的には、図２及び図９に示されるように、バランサハウジング１４が、少なくとも第３軸受壁２８を貫通するように形成された連通路３５と、第２室３２の延出部３２ａから第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの回転方向の下流側に向けて形成され、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄとの間に第２オイル排出路４７を画成する第２排出路周底壁４８と、第２排出路周底壁４８の上部に形成された第２オイル排出孔４９とを有している。これにより、連通路３５を介して第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄの下方にオイルが集まったオイルを、第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄが噛み合い部を経由しない第２オイル排出路４７を搬送して第２オイル排出孔４９へ掻き出すため、バランサハウジング１４内のオイルが効率的に外部に排出される。
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 9, the
また、図２及び図８に示されるように、連通路３５は第２軸受壁２７をも貫通するように形成され、第１室３１の延出部３１ａから第１ヘリカルギヤ１３ｅの回転方向の下流側に向けて形成され、第１ヘリカルギヤ１３ｅとの間に第１オイル排出路４１を画成する第１排出路周底壁４２と、第１排出路周底壁４２の上部に形成された第１オイル排出孔４３とを有している。これにより、連通路３５を介して第１ヘリカルギヤ１３ｅの下方に集まったオイルを、第１ヘリカルギヤ１３ｅが噛み合い部を経由しない第１オイル排出路４１を搬送して第１オイル排出孔４３へ掻き出すため、バランサハウジング１４内のオイルが効率的に外部に排出される。なお、インプットシャフト１３の第１ヘリカルギヤ１３ｅは、ロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１２Ｌｄよりも大径であるため、より効率的にオイルを排出できる。
Further, as shown in FIGS. 2 and 8, the
各第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの下方に集まったオイルが各第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯よって掻き上げられる際には、図８及び図９に示されるように第１室３１や第２室３２の延出部３１ａ、３２ａに対して第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの回転方向の上流側に第２リブ４６が設けられているため、オイルがアッパバランサシャフト１２Ｕ側へ逆流することが抑制され、オイルの撹拌抵抗が低減される。具体的には、第２リブ４６が設けられていないと、ロアバランサシャフト１２Ｌの第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯が下方に溜まったオイルに突入する際に歯がオイルを掻き乱し、オイルがアッパバランサシャフト１２Ｕ側へ飛散（逆流）して、戻ってきたオイルを第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯が掻き乱す状態が継続することから、オイルの撹拌抵抗が増大する。これに対し、第２リブ４６が設けられていることにより、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの下方に溜まったオイルの飛散が第２リブ４６によって抑制されるため、オイルの撹拌抵抗が低減する。
When the oil collected below each first
また、第２リブ４６が設けられていることにより、エアレーションの発生によってオイルの排出効率が低下することが抑制される。具体的には、第２リブ４６が設けられていないと、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯がオイルを掻き乱すことによってエアレーションが発生し、オイル排出路４１、４７を搬送するオイル中にエアが含まれるため、オイルの排出効率が低下する。これに対し、第２リブ４６が設けられていることにより、オイルの掻き乱しが抑制されてエアレーションの発生が抑制されるため、オイルの排出効率が上がる。
Further, the provision of the
オイルは、オイル排出路４１、４７において歯溝に保持され、歯により押し上げられることで上方へ搬送される。オイル排出路４１、４７は歯の噛み合い部を経由しないため、オイルは歯により効率的に搬送される。
The oil is held in the tooth spaces in the
そして、図８及び図９に示されるように、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの外周部とバランサハウジング１４の内面との隙間が、オイル排出路４１、４７に対応する部分においてアッパバランサシャフト１２Ｕの第１ヘリカルギヤ１２Ｕｄや第２ヘリカルギヤ１２Ｕｅの周囲のような他の部分に比べて小さくなっている。そのため、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯によってオイル排出路４１、４７を掻き上げられるオイルが第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの外周部と各排出路周底壁４２、４８との隙間から逃げることが抑制される。一方、各第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄと各排出路周底壁４２、４８との隙間が小さいと、オイルのせん断抵抗が大きくなることから、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの壁に対する摺動抵抗が大きくなる。これに対して本実施形態では、オイル排出路４１、４７に対応しない他の部分においては隙間が大きくなっているため、オイルの排出に寄与しない部分の第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの摺動抵抗が低減している。
Then, as shown in FIGS. 8 and 9, in the portion corresponding to the
更に、図２、図８及び図９に示されるように、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの少なくとも歯先部分をスラスト方向の両側から挟むように設けられ一対の排出路側壁５３、５４と各排出路周底壁４２、４８とによってオイル排出路４１、４７は溝断面形状に画成されている。そのため、オイル排出路４１、４７の搬送時にオイルが逃げることが抑制される。加えて、排出路側壁５３、５４の高さが第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯丈よりも高い構成とされているため、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯によってオイル排出路４１、４７を搬送されているオイルが排出路側壁５３、５４を越えて外部に逃げることが抑制される。
Furthermore, as shown in FIG. 2, FIG. 8 and FIG. 9, at least the tooth tops of the first
また、図１０に示されるように、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄをスラスト方向から挟む一対の排出路側壁５３、５４のうち、歯溝が回転方向の後側になる右側の排出路側壁５３Ｒ、５４Ｒと第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄとの間隙ｇ２、ｇ４が、左側の排出路側壁５３Ｌ、５４Ｌと第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄとの間隙ｇ１、ｇ３よりも小さく設定されている。そのため、歯に押し上げられて右方へ流れようとするオイルが、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄと排出路側壁５３、５４との隙間から逃げることが抑制される。
Further, as shown in FIG. 10, of the pair of discharge
図８及び図９に示されるように、オイル排出路４１、４７にて歯により押し上げられたオイルは、オイル排出孔４３、４９から外部に排出される。この際、第１室３１や第２室３２のオイル排出孔４３、４９に対して第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの回転方向の下流側に隣接する位置に第１リブ４５が形成されているため、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの歯によってオイル排出通路を搬送されたオイルがオイル排出孔４３、４９を通過したとしても、オイルが第１リブ４５によって堰き止められるため、アッパバランサシャフト１２Ｕ側に戻ることが抑制される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the oil pushed up by the teeth in the
上記のようにオイル排出孔４３、４９は、オイルパン６内の油面６ｏよりも高い位置に形成される。一方、第１ヘリカルギヤ１３ｅ、１２Ｌｄの摺動抵抗を小さくするためには、オイル排出路４１、４７の長さが短くなる位置にオイル排出孔４３、４９が設けられるとよい。ところが、このような位置にオイル排出孔４３、４９が設けられると、バランサハウジング１４の上面に落下してきたオイルがアッパハウジング１４Ｕの上面の傾斜によって後方へ流れ、オイル排出孔４３、４９からバランサハウジング１４内に流入し得る。本実施形態では、各排出路周底壁４２、４８の外面にオイル排出孔４３、４９を延長させるように周壁５０、５１が突出形成されているため、アッパハウジング１４Ｕの上面を流れるオイルがオイル排出孔４３、４９からバランサハウジング１４内に流入することが防止される。
As described above, the oil discharge holes 43 and 49 are formed at a position higher than the oil surface 6 o in the
一方、周壁５０、５１の高さが大きいと、オイル排出孔４３、４９の長さが長くなってオイル排出孔４３、４９から排出されるオイルの圧力損失が大きくなる。本実施形態では、第１及び第２オイル排出孔４３、４９の断面積は、対応するオイル排出路４１、４７側の下端に比べて対応する第１及び第２周壁５０、５１の突出端側の上端において大きく設定されている。そのため、オイル排出孔４３、４９から排出されるオイルの圧力損失が低減され、効率的にオイルが外部に排出される。
On the other hand, if the heights of the
図１１（Ａ）に示されるように、エンジン１の停止後にバランサハウジング１４内のオイルの排出が行われなくなると、メインギャラリ等から重力で流れ落ちてくるオイルが各シャフト１２Ｌ、１２Ｕ、１３の軸受隙間から漏れ出てきてバランサハウジング１４の内部に溜まる。オイルの撹拌抵抗を低減させるためにバランサハウジング１４がオイルを流入させない構造になっていると、バランサ装置１０内の油面１０ｏがオイルパン６の油面６ｏよりも高くなり得る。そしてオイル交換時には、図１１（Ｂ）に示されるように、オイルパン６内のオイルのみが抜き取られ、バランサ装置１０内のオイルを抜き取ることができない。そこで本実施形態では、図２に示される上記のドレーン孔３６及び一方向弁６０が設けられている。
As shown in FIG. 11A, when the oil in the
図１２に示されるように、ロアハウジング１４Ｌの右壁に形成されたドレーン孔３６は、連通路３５を形成する際に穿設した孔を利用して、この孔を外方側ほど断面積が大きくなる円錐台形状に加工したテーパ孔部３６ａを有している。テーパ孔部３６ａの内部には、球状の弁体６１が配置される。弁体６１は、テーパ孔部３６ａの小径部よりも大きく且つテーパ孔部３６ａの大径部よりも小さな直径を有している。テーパ孔部３６ａの外方側の端部である大径部には、弁体６１がテーパ孔部３６ａの内部に配置された後に圧入され、弁体６１の脱落を防止する脱落防止部材６２が嵌合している。脱落防止部材６２は、弁体６１よりも小さな開口６２ａを有するリング状に形成され、弁体６１がテーパ孔部３６ａの内面に全周にわたって当接する位置から右方に移動できるように取り付けられている。これにより、脱落防止部材６２は弁体６１の脱落を阻止すると共にオイルの流通を許容する。つまり、テーパ孔部３６ａが一方向弁６０の弁座となり、弁体６１がテーパ孔部３６ａの内面に全周にわたって当接した状態においてドレーン孔３６が閉塞され、弁体６１がテーパ孔部３６ａ内を大径部側に移動した状態においてドレーン孔３６が開放される。
As shown in FIG. 12, the
このように構成されたバランサ装置１０では、油面変化に応じた一方向弁６０の作動によって次のような作用効果を得ることができる。
In the
即ち、図１３（Ａ）に示されるように、エンジン１運転時には、上記のようにバランサハウジング１４内のオイルがギヤにより掻き上げられてオイル排出孔４３、４９から外部に排出される。これにより、バランサ装置１０内の油面１０ｏは低下する。一方、オイルパン６の油面６ｏは、エンジン１の各部にオイルが供給されることから、エンジン１停止中に比べると低くなるが、ドレーン孔３６における外圧（オイルパン６内のオイルの圧力）が内圧（バランサハウジング１４内の圧力）よりも高くなり、圧力差が弁体６１に作用する。従って、弁体６１がテーパ孔部３６ａの内面に全周にわたって当接した状態（ドレーン孔３６を閉塞した状態）になり、オイルパン６内のオイルはバランサハウジング１４内に流入しない。そのため、エンジン１運転時のオイルの撹拌抵抗が低減される。
That is, as shown in FIG. 13A, when the
図１１を参照して説明したように、エンジン１停止時にはオイルパン６内だけでなくバランサハウジング１４内にもオイルが流入してくるため、バランサハウジング１４の内部と外部（オイルパン６の内部）とで油面差が小さくなる。そのため、図１３（Ｂ）に示されるように、エンジン１の停止中には、弁体６１はテーパ孔部３６ａを転がって脱落防止部材６２側に位置し、ドレーン孔３６が開放された状態になる。これにより、バランサハウジング１４の内部と外部とが連通し、バランサ装置１０内の油面１０ｏはオイルパン６の油面６ｏと同一になる。
As described with reference to FIG. 11, when the
なお、エンジン１停止時にバランサハウジング１４内に流入するオイルが少ない場合には、エンジン１停止中にもオイルパン６内のオイルが弁体６１に圧力を作用させ続けるため、弁体６１がテーパ孔部３６ａの内面に全周にわたって当接した状態になり、オイルパン６内のオイルがバランサハウジング１４内に流入しない状態が維持される。この場合には、次回のエンジン１始動時におけるバランサシャフト１２によるオイルの撹拌抵抗も低減される。
If the amount of oil flowing into the
図１３（Ｃ）に示されるように、オイル交換のためのオイル抜取時には、オイルパン６内のオイルが図示しないドレーンから排出されてオイルパン６の油面６ｏが低下すると共に、ドレーン孔３６が開放された状態になることからバランサハウジング１４内のオイルが外部に排出される。これにより、バランサ装置１０内の油面１０ｏは低下し、抜き取れずにバランサハウジング１４内に残るオイルの量が少なくなる。
As shown in FIG. 13C, at the time of oil removal for oil change, the oil in the
本実施形態では、図２及び図１２に示されるように、ドレーン孔３６が、概ね水平に延在するようにバランサハウジング１４に形成され、外方側ほど断面積が大きな円錐台形状のテーパ孔部３６ａを含み、一方向弁６０が、テーパ孔部３６ａの内部に軸線方向に移動可能かつ脱落不能に設けられた球状の弁体６１を含んでいる。そのため、ドレーン孔３６における圧力差に応じてドレーン孔３６を開閉する一方向弁６０が、簡易かつ耐久性の高い構成により実現される。また、ドレーン孔３６がテーパ孔部３６ａを含むことから、リード弁等に比べて耐久性の高い球状の弁体６１を用いて、高いシール性を有する一方向弁６０が実現される。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 12, the
また本実施形態では、バランサハウジング１４が、一対のバランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕを軸支すると共に内部空間を第２室３２と第３室３３とに区分する第３軸受壁２８と、第３軸受壁２８の下部を貫通するように形成され、第２室３２と第３室３３とを連通させる連通路３５とを備え、ドレーン孔３６が、バランサハウジング１４における連通路３５の延長線上に形成されている。そのため、バランサハウジング１４の内部空間が第３軸受壁２８によって第２室３２と第３室３３とに区分されていても、連通路３５を介してオイルが第２室３２及び第３室３３間を移動できるため、オイル排出孔４３、４９やドレーン孔３６、一方向弁６０を室ごとに設ける必要がなく、バランサ装置１０がより簡易な構成になる。また、ドレーン孔３６が連通路３５の延長線上に形成されるため、加工の共通化が可能になる上、オイル交換時には連通路３５に集まったオイルがドレーン孔３６から外部に排出され、バランサハウジング１４内からより多くのオイルを抜き取ることが可能である。
In the present embodiment, the
次に、他の実施形態に係るバランサ装置１０について、図１３〜図１６を参照して説明する。なお、上記実施形態と同様の部材や部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
Next, a
図１４は、図２と同様にバランサ装置１０を拡大して示す断面図である。本実施形態では、連通路３５は、ドリルを用いてロアハウジング１４Ｌの右側から右壁を貫通して第１室３１に至る直線状の孔を穿設し、この孔をロアハウジング１４Ｌの右壁に圧入した球状の栓６９により塞ぐことによって形成されている。一方、ドレーン孔３６は、概ね鉛直方向に延在するようにバランサハウジング１４の底壁を貫通し、連通路３５とオイルパン６（図１）の内部空間とを連通させている。ロアハウジング１４Ｌのドレーン孔３６が形成された部分にはフロート弁７０が設けられている。なお、ドレーン孔３６が設けられる位置は、直線状の連通路３５における、第２軸受壁２７や第３軸受壁２８に貫通形成された部分に限られず、第１室３１〜第３室３３の延出部３１ａ〜３３ａにより形成された部分であってもよい。つまり、ドレーン孔３６は、バランサシャフト１２の軸方向視において連通路３５の下方に形成されればよい。本実施形態ではドレーン孔３６は、直線状の連通路３５における第３室３３の延出部３３ａにより形成される部分に開口する位置に形成されている。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view of the
図１５に示されるように、フロート弁７０は、ドレーン孔３６を囲繞するようにバランサハウジング１４の下面から下方に突出するように底壁に一体に設けられた筒部７１を有している。筒部７１は、ロアハウジング１４Ｌと一体に形成されてもよく、別体として形成された後にロアハウジング１４Ｌに取り付けられてもよい。また、筒部７１は、円形断面であっても、楕円形や多角形断面であってもよいが、一定断面形状を有する構成とされている。本実施形態では、筒部７１は円形断面形状とされている。筒部７１の上部には、オイルを排出するための排出孔７２が形成されている。排出孔７２は、筒部７１の壁を貫通するように形成されていればよく、その数はいくつであってもよい。図示例では、２つの排出孔７２が互いに対向する位置に形成されている。
As shown in FIG. 15, the
筒部７１の内部には弁体７３が配置されている。弁体７３は、筒部７１の内側輪郭に対応する形状とされ、筒部７１の内部をその軸線方向に沿って移動可能なように、筒部７１の内側輪郭よりも若干小さな外側輪郭を有する大きさとされている。弁体７３はオイルの比重よりも小さな比重となる構成とされており、弁体７３自体がフロートとなる。本実施形態では、弁体７３は、板金を加工して有底筒状に形成し、筒孔の上端が底壁によって塞がれ、下端が開口となる向きに配置された部材であり、内部に空気を保持した状態でオイルよりも比重が小さくなっている。
A
筒部７１の下端には、弁体７３が筒部７１の内部に配置された後に圧入され、弁体７３の脱落を防止する脱落防止部材７４が嵌合している。脱落防止部材７４は、弁体７３よりも小さな開口７４ａを有するリング状に形成され、弁体７３がバランサハウジング１４の下面に当接する位置から、下方の排出孔７２に重ならない位置まで移動できるように取り付けられている。これにより、脱落防止部材７４が弁体７３の脱落を阻止すると共にオイルの流通を許容し、弁体７３に浮力が発生するようになっている。
At the lower end of the
オイルパン６への給油時には、弁体７３は、内部に空気を保持してオイルに浮かんで上方に移動する。これにより、弁体７３の底壁がバランサハウジング１４の下面に当接し、ドレーン孔３６が塞がれる。この状態では、筒部７１の排出孔７２に重なる位置に弁体７３の筒壁が位置する。オイルパン６の油面６ｏが低下すると、弁体７３が油面６ｏと共に下方に移動し、ドレーン孔３６が開放されると共に筒部７１の排出孔７２も開放される。
At the time of oil supply to the
このようにドレーン孔３６にフロート弁７０が設けられた本実施形態のバランサ装置１０では、油面変化に応じたフロート弁７０の作動によって次のような作用効果を得ることができる。
Thus, in the
即ち、図１６（Ａ）に示されるように、エンジン１運転時には、上記のようにバランサハウジング１４内のオイルがギヤにより掻き上げられてオイル排出孔４３、４９から外部に排出される。これにより、バランサ装置１０の油面１０ｏが低下する。また、オイルパン６の油面６ｏが連通路３５よりも高いことから、ドレーン孔３６はフロート弁７０によって閉塞されており、オイルパン６内のオイルはバランサハウジング１４内に流入しない。そのため、エンジン１運転時のオイルの撹拌抵抗が低減される。
That is, as shown in FIG. 16A, when the
上記のように、エンジン１停止時にはバランサハウジング１４の内部と外部（オイルパン６の内部）とで油面差が小さくなるが、オイルパン６の油面６ｏはエンジン運転時より高くなっており、ドレーン孔３６がフロート弁７０によって閉塞された状態が維持される。なお、エンジン１停止時にバランサハウジング１４内に流入するオイルが少なく、バランサ装置１０内の油面１０ｏがオイルパン６の油面６ｏよりも低い場合には、ドレーン孔３６が開放されることはないが、図１１（Ｂ）に示されるようにバランサハウジング１４内に流入するオイルが多いためにバランサ装置１０内の油面１０ｏがオイルパン６の油面６ｏよりも高くなる場合には、弁体７３がバランサハウジング１４内のオイルの圧力を受けて排出孔７２を露出させる位置まで下降し、バランサ装置１０内の油面１０ｏを低下させる。
As described above, when the
図１６（Ｃ）に示されるように、オイル交換のためのオイル抜取時には、オイルパン６内のオイルが図示しないドレーンから排出されてオイルパン６の油面６ｏが低下すると共に、ドレーン孔３６が開放された状態になることからバランサハウジング１４内のオイルが外部に排出される。これにより、バランサ装置１０の油面１０ｏは低下し、抜き取れずにバランサハウジング１４内に残るオイルの量が少なくなる。
As shown in FIG. 16C, at the time of oil removal for oil change, the oil in the
本実施形態では、図１４及び図１５に示されるように、バランサハウジング１４が、一対のバランサシャフト１２Ｌ、１２Ｕを軸支すると共に内部空間を第２室３２と第３室３３とに区分する第３軸受壁２８と、第３軸受壁２８の下部を貫通するように形成され、第２室３２と第３室３３とを連通させる連通路３５とを備え、ドレーン孔３６が、バランサシャフト１２の軸方向視において連通路３５の下方に形成されている。そのため、連通路３５を介してオイルが第２室３２及び第３室３３間を移動でき、オイル排出孔４３、４９やドレーン孔３６、フロート弁７０を室ごとに設ける必要がないため、バランサ装置１０がより簡易な構成になる。また、ドレーン孔３６が連通路３５の下方に形成されるため、オイル交換時には連通路３５に集まったオイルがドレーン孔３６から外部に排出され、バランサハウジング１４内からより多くのオイルを抜き取ることが可能である。
In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, the
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として車載用内燃機関のバランサ装置１０として説明を行ったが、鉄道車両や船舶、航空機等にも広く適用することができ、バランサ装置１０以外の機械装置に適用することもできる。
Although the description of the specific embodiment is finished above, the present invention can be widely modified and implemented without being limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、クランクシャフト２の回転を段階的に増速してバランサシャフト１２に伝達するために、ロアバランサシャフト１２Ｌと同軸にインプットシャフト１３が設けられているが、他の実施形態では、ドリブンスプロケット１３ａが、インプットシャフト１３の長さ分だけ長く形成されたロアバランサシャフト１２Ｌ又はアッパバランサシャフト１２Ｕに一体に形成され、クランクシャフト２の駆動力がロアバランサシャフト１２Ｌ又はアッパバランサシャフト１２Ｕに直接入力してもよい。この場合、第２伝動機構１７や第２軸受壁２７は設けられなくてよい。
Further, in the above embodiment, the
上記実施形態では、第２伝動機構１７や第３伝動機構１８の歯車にはすば歯車を用いているが、平歯車ややまば歯車等を用いてもよい。上記実施形態では、巻き掛け式の第１伝動機構１６にローラチェーン１５を用いているが、サイレントチェーン等の他の構造のチェーンを用いてもよい。
In the above embodiment, helical gears are used as the gears of the
この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示したバランサ装置１０の各要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
In addition to the above, specific configurations, arrangements, quantities, angles, and the like of the respective members and portions can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. On the other hand, all the elements of the
１ エンジン（内燃機関）
６ オイルパン
６ｏ 油面
１０ バランサ装置
１０ｏ 油面
１２ バランサシャフト
１２Ｌ ロアバランサシャフト
１２Ｌｃ バランサウェイト
１２Ｌｄ 第１ヘリカルギヤ
１２Ｕ アッパバランサシャフト
１２Ｕｃ バランサウェイト
１２Ｕｄ 第１ヘリカルギヤ
１３ インプットシャフト（ロアバランサシャフト１２Ｌの一部）
１４ バランサハウジング
２８ 第３軸受壁
３２ 第２室
３３ 第３室
３５ 連通路
３６ ドレーン孔
３６ａ テーパ孔部（テーパ孔）
４９ 第２オイル排出孔
６０ 一方向弁
６１ 弁体（球状の弁体）
７０ フロート弁
1 Engine (internal combustion engine)
6 oil pan
14
49 second
70 float valve
Claims (5)
少なくとも前記ギヤ及び前記アンバランスウェイトを収容する室を内部に画成し、当該室の下部が機関運転時のオイルパンの油面よりも低くなるように前記オイルパンの内部に配置されたバランサハウジングとを備え、
前記バランサハウジングが、
機関運転時の前記オイルパンの油面よりも高い位置に形成され、前記バランサシャフトの回転によって前記ギヤが掻き上げるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔と、
機関運転時の前記オイルパンの油面よりも低い位置に形成されたドレーン孔と、
前記ドレーン孔における外圧が内圧よりも高い時に前記ドレーン孔を閉塞し、少なくとも前記ドレーン孔における内圧が外圧よりも高い時に前記ドレーン孔を開放する一方向弁と
を有することを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 A pair of balancer shafts arranged parallel and horizontal to one another and having intermeshing gears and unbalanced weights;
A balancer housing disposed inside the oil pan so as to define at least a chamber for accommodating the gear and the unbalanced weight therein, and a lower portion of the chamber being lower than the oil level of the oil pan during engine operation. Equipped with
The balancer housing is
An oil discharge hole formed at a position higher than the oil surface of the oil pan at the time of engine operation, for discharging the oil scraped up by the gear by rotation of the balancer shaft;
A drain hole formed at a position lower than the oil level of the oil pan during engine operation;
One-way valve which closes the drain hole when the external pressure in the drain hole is higher than the internal pressure, and opens the drain hole when the internal pressure in at least the drain hole is higher than the external pressure. Balancer device.
前記一方向弁が、前記テーパ孔の内部に軸線方向に移動可能かつ脱落不能に設けられた球状の弁体を含むことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバランサ装置。 The drain hole is formed in the balancer housing so as to extend generally horizontally, and includes a tapered hole having a larger cross-sectional area toward the outer side,
The balancer device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the one-way valve includes a spherical valve body axially movably provided in the tapered hole so as not to come off.
一対の前記バランサシャフトを軸支すると共に前記室を区分する軸受壁と、
前記軸受壁の下部を貫通するように形成され、区分された複数の前記室を連通させる連通路とを更に備え、
前記ドレーン孔が、前記バランサハウジングにおける前記連通路の延長線上に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関のバランサ装置。 The balancer housing is
A bearing wall for supporting the pair of balancer shafts and for dividing the chamber;
And a communication passage formed to penetrate the lower portion of the bearing wall and communicating the plurality of divided chambers.
The balancer apparatus according to claim 1 or 2, wherein the drain hole is formed on an extension of the communication passage in the balancer housing.
少なくとも前記ギヤ及び前記アンバランスウェイトを収容する室を内部に画成し、当該室の下部が機関運転時のオイルパンの油面よりも低くなるように前記オイルパンの内部に配置されたバランサハウジングとを備え、
前記バランサハウジングが、
機関運転時の前記オイルパンの油面よりも高い位置に形成され、前記バランサシャフトの回転によって前記ギヤが掻き上げるオイルを外部に排出するためのオイル排出孔と、
機関運転時の前記オイルパンの油面よりも低い位置に形成されたドレーン孔と、
前記オイルパンの油面が比較的高い時に前記ドレーン孔を閉塞し、前記オイルパンの油面が比較的低い時に前記ドレーン孔を開放するフロート弁と
を有することを特徴とする内燃機関のバランサ装置。 A pair of balancer shafts arranged parallel and horizontal to one another and having intermeshing gears and unbalanced weights;
A balancer housing disposed inside the oil pan so as to define at least a chamber for accommodating the gear and the unbalanced weight therein, and a lower portion of the chamber being lower than the oil level of the oil pan during engine operation. Equipped with
The balancer housing is
An oil discharge hole formed at a position higher than the oil surface of the oil pan at the time of engine operation, for discharging the oil scraped up by the gear by rotation of the balancer shaft;
A drain hole formed at a position lower than the oil level of the oil pan during engine operation;
A balancer valve for closing the drain hole when the oil level of the oil pan is relatively high, and a float valve for opening the drain hole when the oil level of the oil pan is relatively low .
一対の前記バランサシャフトを軸支すると共に前記室を区分する軸受壁と、
前記軸受壁の下部を貫通するように形成され、区分された複数の前記室を連通させる連通路とを更に備え、
前記ドレーン孔が、前記バランサシャフトの軸方向視において前記連通路の下方に形成されたことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバランサ装置。 The balancer housing is
A bearing wall for supporting the pair of balancer shafts and for dividing the chamber;
And a communication passage formed to penetrate the lower portion of the bearing wall and communicating the plurality of divided chambers.
5. The balancer device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the drain hole is formed below the communication passage in the axial direction of the balancer shaft.
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