JP7075783B2 - 内燃機関用バランサ装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関用バランサ装置に係り、特にオイルポンプを備えた内燃機関用バランサ装置に関するものである。

多気筒の内燃機関においては、クランクシャフトによって駆動される第１バランサシャフトと、この第１バランサシャフトによって駆動される第２バランサシャフトとを回転自在に収容してなる内燃機関用バランサ装置（以下、バランサ装置と表記する）を設け、このバランサ装置によって内燃機関で生じる二次振動を低減するようにしている。そして、これらの第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトにはバランスウエイトが設けられており、これら第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトをクランクシャフトの回転数の２倍で回転させ、多気筒の内燃機関に生じる二次振動と、第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトで生じる振動の位相を反転させることによって、内燃機関の振動を低減するようにしている。

更に、このバランサ装置においては、特開２０１６－２２３４７７号公報（特許文献１）にあるように、バランサ装置を重力方向Y1における内燃機関本体の下部に締結してオイルパン内に配置し、両バランサシャフトのうちの第１バランサシャフトをクランクシャフトによって回転駆動し、この第１バランサシャフトによって第２バランサシャフトを同期用の伝動ギアを介して駆動すると共に、第２バランサシャフトに設けられた減速ギアと、この減速ギアに噛み合うポンプ駆動ギアによってオイルポンプを駆動することも知られている。

特開２０１６－２２３４７７号公報

ところで、上記の従来のバランサ装置のオイルポンプは、バランサ装置に隣接してボルトによって固定されているが、オイルポンプのポンプ部は重量が重く、しかも他の部材と固定されず自由状態となっている。このため、バランスウエイトによって生じる振動によって、第２バランサシャフトに固定された減速ギアと、オイルポンプの回転軸に固定されたポンプ駆動ギアとの噛み合い状態が変動して、噛み合い音が大きくなるという課題がある。

本発明の目的は、バランサシャフトに固定された減速ギアと、オイルポンプの回転軸に固定されたポンプ駆動ギアとの噛み合い状態を円滑にして噛み合い音を抑制することができる内燃機関用バランサ装置を提供することにある。

本発明の特徴は、オイルポンプが固定されるポンプ取付固定部を下部側ハウジングの端面に形成し、オイルポンプとポンプ取付固定部との間に、ポンプ駆動ギアと減速ギアが収納されるギア収納部を形成し、更に、下部側ハウジングの外側で、第１バランサシャフト及び第２バランサシャフトが延びる方向に沿って延び、内部にオイルポンプの吐出口と連通されるオイル吐出通路が形成された剛性補強部を下部側ハウジングに形成する共に、下部側ハウジングの端面に形成したポンプ取付固定部の一部と剛性補強部とを一体的に形成した、ところにある。

本発明によれば、減速駆動ギアとポンプ駆動ギアの噛み合い音を抑制することができる。

バランサ装置が設けられた内燃機関の断面を示す断面図である。 本発明の実施形態になるバランサ装置の分解斜視図である。 バランサ装置が組み込まれた下部側ハウジングとクランクケース(上側ハウジング)を一体化した時の下部側ハウジング側から見た斜視図である。 図３の下部側ハウジングから見た下面図である。 本発明の実施形態になるバランサ装置で、オイルポンプを組み付ける前の斜視図である。 図４のＡ－Ａ断面を示す断面図である。 図４のＢ－Ｂ断面を示す断面図である。 図４のＣ－Ｃ断面を示す断面図である。 本発明の実施形態の変形例になるバランサ装置で、オイルポンプを組み付ける前の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

本発明の実施形態を説明する前に、先ず図１に基づいて内燃機関とバランサ装置の設置状態を説明する。

図１は、内燃機関１０の正面図である。内燃機関１０は、例えば、直列４気筒のレシプロエンジンであり、いわゆるフロントエンジン・フロントドライブの車両（いわゆる、ＦＦ車）に搭載されている。重力方向Ｙ１におけるシリンダヘッド１１の下部には、シリンダブロック１２が設けられている。重力方向Ｙ１におけるシリンダブロック１２の下部には、ラダーフレーム１３が固定されている。ラダーフレーム１３には、クランクシャフト１４が回転自在に支持されている。４気筒シリンダは、クランクシャフト１４に沿って直列に配置され、クランクシャフト１４の軸線に対して両端側の２つのシリンダのピストンが同じ方向に作動し、その他２つのシリンダのピストンが、両端側の２つのシリンダのピストンに対して反対方向に作動するようになっている。これらのピストンは、上死点に向かう速度と下死点に向かう速度が異なることから、各シリンダのピストンが作動することによって、内燃機関１０に二次振動が生じる。

内燃機関１０は、車体前後方向に対してクランクシャフト１４が横向きとなるように車両に搭載される。クランクシャフト１４の軸方向における一端側には、機関側ギア１５が固定されている。機関側ギア１５の外周には、ギア部１５aが形成されている。重力方向Y1におけるラダーフレーム１３の下部には、内部にエンジンオイルが貯留されるオイルパン１６が取り付けられている。オイルパン１６の内部には、内燃機関１０の二次振動を抑制するためのバランサ装置１７が収容されている。

バランサ装置１７は、クランクケースである上部側ハウジング１８、下部側ハウジング１９、駆動部２０、及びオイルポンプ２１を有する。上部側ハウジング１８と下部側ハウジング１９との合わせ面１８９を基準として重力方向とは反対方向Y2に配置された上部側ハウジング１８、及び合わせ面１８９を基準として重力方向Y1に配置された下部側ハウジング１９は、複数の締結ボルト２２により、重力方向Y1におけるラダーフレーム１３の下面に固定されている。また、駆動部２０は、クランクシャフト１４からの回転力が伝達され、駆動部２０には、スプロケット締結ボルト２３によりバランサ駆動ギアとしてのバランサ駆動スプロケット（チェーン駆動部）２４が固定されている。

バランサ駆動スプロケット２４の外周には、ギア部２４aが形成されている。ギア部２４aの歯数は、ギア部１５aの歯数の１/２倍に設定されている。バランサ駆動スプロケット２４と機関側ギア１５との間には、駆動チェーン２５が掛け渡されている。クランクシャフト１４からのトルク（回転力）は、駆動チェーン２５を介して駆動部２０に伝達される。駆動チェーン２５は、例えば、油圧式のテンショナ２６により常に一定の張力を付与されている。テンショナ２６は、ラダーフレーム１３および上側ハウジング１８に支持されている。駆動部２０をチェーン駆動としたため、クランクシャフト１４の回転速度を変速(二倍速に増速)して離れた位置にある駆動部２０へ伝達できる。また、ギア駆動と比較して小型化の点で有利である。

バランサ裝置１７は、隣接して連結されるオイルポンプ２１を有するオイルポンプ付きバランサ裝置である。オイルポンプ２１は、トロコイド式ポンプであり、複数の締結ボルト２７により下部側ハウジング１９に固定されている。また、オイルポンプ２１は、運転状態に応じてポンプ室の容積変化量を変化させる可変容量形オイルポンプも使用可能である。例えば、可変容量形オイルポンプとしては、ポンプ高回転時にポンプ室の容積変化量を減少させる機構を有する公知のベーンポンプやトロコイド式ポンプを用いることができる。

そして、従来のバランサ装置においては、バランサシャフトの軸線と直交する方向(径方向)に対して、オイルポンプの吸入口と吐出口を設ける構成となっている。そして、特にオイルを吐出するオイル吐出口は、別に設けたパイプ等の吐出通路によって、潤滑、冷却を必要とする機器や部位にオイルを供給するようにしている。このため、オイルポンプが、径方向の外側に向かって大型化するという課題がある。

次に、本発明の実施形態となる内燃機関のバランサ裝置を説明する。本発明の実施形態は図２乃至図９に示されており、以下では、これらの図面を用いて本実施形態を詳細に説明する。

まず、図２は、バランサ装置１７を分解した状態を示している。図２において、下部側ハウジング１９とクランクケース(上部側ハウジングでもある)１８で形成される収納空間には、内燃機関の二次振動を抑制するバランサ本体２７が収納されており、更に、締結ボルト２２によって、下部側ハウジング１９のバランサシャフト２８、３３軸方向の一端面にオイルポンプ２１が固定されている。

ここで、本実施形態では、上部側ハウジング１８をクランクケースとしているが、クランクケースとは別のハウジングとし、これを重力方向Ｙ１におけるクランクケースの下面に取り付ける構成としても良いものである。

バランサ本体２７は、バランスウエイトを有する第１回転系と、これもバランスウエイトを有する第２回転系から構成され、第１回転系の回転をギア伝動機構で反転させて第２回転系を回転させる構成となっている。そして、第１回転系と第２回転系を回転させることで、第１バランサシャフト２８の回転軸と第２バランサシャフト３３の回転軸を通過する方向である左右方向の振動は相殺され、第１バランサシャフトの回転軸と第２バランサシャフト３３の回転軸を通過する平面を直交する方向（重力方向Y1に沿った方向）における上下方向の起振力を発生させることができる。また、クランクシャフトの回転に対して２倍速で回転させることで、複数のピストンの往復運動に起因する内燃機関の起振力二次成分と逆位相の起振力を発生させて内燃機関の振動の低減を図るようにしている。

第１回転系は、第１バランサシャフト２８の両端に固定されたバランサ駆動ギアとしてのバランサ駆動スプロケット２４(図１参照)、第１伝動ギア２９、及び第１バランサシャフト２８を軸支するリア側第１軸受３０、フロント側第１軸受３１、及び第１バランサシャフト２８に設けられた第１バランスウエイト３２から構成されている。第１バランサシャフト２８の一端に固定されたバランサ駆動スプロケット２４には、クランクシャフト１４から駆動チェーン２５を介して第１バランサシャフト２８に回転力が伝達されるようになっているが、クランクシャフト１４から第１バランサシャフト２８に回転力を伝達する手段としては、クランクシャフトに固定されたギアにバランサ駆動ギアが直接噛み合うことで回転力を伝達するように構成しても構わない。第１バランサシャフト２８の他端に固定された第１伝動ギア２９は、回転軸線に対して傾斜した歯を備えたヘリカルギアで構成されている。また、第１伝動ギア２９は、下部側ハウジング１９とクランクケース１８の間の収納空間に回転可能に収納されている。
リア側第１軸受３０とフロント側第１軸受３１は、下部側ハウジング１９とクランクケース１８の下面の間に固定、支持され、これによって第１バランサシャフト２８を回転、支持するものである。

一方、第２回転系は、第２バランサシャフト３３の両端に固定された減速ギア３４、第２伝動ギア３５、及び第２バランサシャフト３３を軸支するリア側第２軸受３６、フロント側第２軸受３７、及び第２バランサシャフト３３に設けられた第２バランスウエイト３８から構成されている。ここで、減速ギア３４はオイルポンプ２１の回転軸に固定されたポンプ駆動ギア３９と噛み合わされ、ポンプ駆動ギア３９を回転させるものである。第２伝動ギア３５は、第１伝動ギア２９と同様に、回転軸線に対して傾斜した歯を備えたヘリカルギアで構成されており、第１伝動ギア２９と噛み合い、第１伝動ギア２９から回転力が伝達されることで第１バランサシャフト２８と逆方向に回転するようになっている。

また、減速ギア３４、第２伝動ギア３５は、下部側ハウジング１９とクランクケース１８の下面の間の収納空間に回転可能に収納されている。尚、第１伝動ギア２９と第２伝動ギア３５は、ヘリカルギア同士の噛み合いとなっているため、接触面積を増やすことで異音や振動を低減させることはできるが、第１バランサシャフト２８及び第２バランサシャフト３３に回転軸方向の力を与えることになる。また、減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９も、第１伝動ギア２９及び第２伝動ギア３５と同様に、回転軸線に対して傾斜した歯を備えたヘリカルギアで構成されており、噛み合いによる異音や振動を低減させることはできるが、第２バランサシャフト３３及びオイルポンプ２１の回転軸に回転軸方向の力を与えることになる。

このため、第１バランサシャフト２８及び第２バランサシャフト３３は回転すると、ヘリカルギアによって発生する分力によって回転軸方向にスラスト力が発生するが、第１伝動ギア２９と第２伝動ギア３５が下部側ハウジング１９とクランクケース１８の間の収納空間の軸方向端面と接触することによって、第１バランサシャフト２８及び第２バランサシャフト３３の回転軸方向の移動を規制するように構成されている。

また、リア側第２軸受３６とフロント側第２軸受３７は、下部側ハウジング１９とクランクケース１８の下面の間に固定、支持され、これによって第２バランサシャフト３３を回転、支持するものである。

下部側ハウジング１９のオイルポンプ２１側の端面には、下部側ハウジング１９と一体的に形成された、後述するギア収納凹部形成部(図示せず)が設けてあり、減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９が配置されるものとされている。したがって、これも後述するポンプカバーとギア収納凹部形成部とで、減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９を収納するギア収納部が形成されることになる。このギア収納部の構成についても後述する。尚、ギア収納凹部形成部は、オイルポンプ２１の「ポンプ取付固定部」としての機能を備えており、オイルポンプ２１のポンプカバーが固定されるように構成されている。

そして、バランサ装置１７の重力方向とは反対方向Ｙ２である上方に配設されているクランクシャフトに固定された機関側ギア１５(図１参照)が回転すると、この機関側ギアの回転数の２倍の回転数で、バランサ駆動スプロケット２４(図１参照)が回転し、バランサ駆動スプロケット２４が固定された第１バランサシャフト２８も回転されるようになる。また、第１バランサシャフト２８に固定された第１伝動ギア２９と噛み合った第２伝動ギア３５が回転することで、第１バランサシャフト２８と位相調整された第２バランサシャフト３３を第１バランサシャフト２８と逆方向に回転させることによって、第１バランサシャフト２８の回転軸と第２バランサシャフト３３の回転軸を通過する方向である左右方向の振動は相殺され、第１バランサシャフトの回転軸と第２バランサシャフト３３の回転軸を通過する平面を直交する方向（重力方向Y1に沿った方向）における上下方向の起振力を発生させている。

このバランサ装置１７は、ピストンの往復運動に起因する内燃機関の起振力の二次成分と逆位相の起振力を発生させて、内燃機関の振動を低減するものである。このようなバランサ装置１７は良く知られたものである。

次に、本実施形態の具体的な構成について説明する。図３は、バランサ装置１７を組み付けた状態で、下部側ハウジング１９側から斜めに見たクランクケース１８の状態を示し、図４は、下部側ハウジング１９を下面側から見たクランクケース１８の状態を示し、図５はバランサ装置１７とオイルポンプ２１を結合する前の下部側ハウジング１９側から斜めに見た状態を示している。

図３乃至図５において、重力方向Ｙ１におけるクランクケース１８の下面にはバランサ本体１７が収納され、その上から下部側ハウジング１９が取り付けられている。下部側ハウジング１９の第１バランサシャフト２８の回転軸の一方側であるリア側の端面にはオイルポンプ２１が隣接して配置され、このオイルポンプ２１も重力方向Ｙ１におけるクランクケース１８の下側に配置されている。先に説明したように、オイルポンプ２１は締結ボルト２７(図２参照)によって下部側ハウジング１９に固定されている。尚、図３～図９は、各部の詳細を明確化するために、車両搭載状態に対して重力方向Ｙ１における上下が逆となった状態で表記している。

オイルポンプ２１は、下部側ハウジング１９のバランサシャフトの回転軸の一方側であるリア側の端面側から見て、ポンプボディ４０、ポンプカバー４１、及びギア収納部４２の順で配置されている。ポンプボディ４０には、ポンプ作用を行なうトロコイド式ポンプが収納されており、このトロコイド式ポンプは、内周にトロコイド曲線からなる内歯が形成された外周ロータと、外周にトロコイド曲線からなる外歯が形成され、外部ロータの内歯と噛み合うように構成された内部ロータを備えている。また、内部ロータは、オイルポンプ２１の回転軸に圧入固定されているため、回転軸に対する回転方向及び回転軸方向の移動が規制され、回転軸から回転力が伝達されるようになっている。このトロコイド式ポンプはポンプカバー４１によって側面から覆われている。

図５に示すように、ポンプカバー４１の中央付近には、トロコロイド式ポンプの内部ロータを回転する回転軸(図示せず)が挿通され、この回転軸にポンプ駆動ギア３９が固定されている。このため、ポンプ駆動ギア３９に回転軸方向の力が加わると、トロコイド式ポンプの内部ロータにも回転軸方向の力が伝達されることとなる。また、ポンプ駆動ギア３９は図２に示しているように、減速ギア３４と噛み合っているので、第２バランサシャフト３３の回転によってポンプ駆動ギア３９が回転されるようになっている。

このオイルポンプ２１は、第２バランサシャフト３３から回転力が伝達されるが、第２バランサシャフト３３は、クランクシャフトの回転に対して２倍速で回転されているため、減速ギア３４を介さずにオイルポンプ２１を駆動すると吸入側でキャビテーションが生じてしまうことがある。このキャビテーションの発生を抑制するため、減速ギア３４を用いて、クランクシャフトに対するオイルポンプの回転数を減速している。尚、減速ギア３４は、第２バランサシャフト３３でなく第１バランサシャフト２８に設けても構わない。

ポンプ駆動ギア３９と減速ギア３４は、相互に噛みあっており、これらのギア３９、３４は、下部側ハウジング１９の端面に形成したギア収納部４２内に収納されている。ギア収納部４２は、詳しくは後述するが、下部側ハウジング１９の端面に形成した、ギア３９、３４を収納するギア収納凹部形成部４４と、このギア収納凹部形成部４４を塞ぐポンプカバー４１によって形成されている。尚、ギア収納凹部形成部４４は、アルミニウム合金材料によって成形される下部側ハウジング１９とダイキャストによって一体的に形成されている。また、上述したように、ギア収納凹部形成部４４は、ポンプカバー４１が固定される「ポンプ取付固定部」としての機能を備えている。尚、ポンプ駆動ギア３９及び減速ギア３４は、ヘリカルギアによって構成されているため、ポンプ駆動ギア３９と一体に固定された回転軸及び内部ロータにも回転軸方向のスラスト力が加わるが、回転軸及び内部ロータの回転軸方向の移動は、内部ロータの回転軸方向端面とポンプカバー４１の接触によって規制するようになっている。

また、図５に示されているように、第１バランサシャフト２８が位置する付近の下部側ハウジング１９の重力方向Y1における下面の外側には、第１バランサシャフト２８、第２バランサシャフト３３が延びる方向（軸線方向）に沿って、ここでは第１バランサシャフト２８、第２バランサシャフト３３に対して平行に延びる、内部にオイルポンプ２１の吐出通路が形成された、所定の幅を有した剛性補強部４３が一体的に形成されている。この剛性補強部４３もアルミニウム合金材料によって成形される下部側ハウジング１９とダイキャストによって一体的に形成されている。

したがって、ギア収納部４２を形成するギア収納凹部形成部４４と剛性補強部４３は、下部側ハウジング１９とダイキャストによって一体的に形成されている。更に、ギア収納部４２を形成する収納凹部形成部４４は、剛性補強部４３と対になるサブ剛性補強部５１とも下部側ハウジング１９とダイキャストによって一体的に形成されている。このサブ剛性補強部５１は、剛性補強部４３と間隔を置いて、第２バランサシャフト３３の付近で、剛性補強部４３と同方向に延びるように形成されており、収納凹部形成部４４には、二又に分かれて一体となっている。つまり、サブ剛性補強部５１は、重力方向とは反対方向Y2から見て、Ｙ字状に延びていおり、剛性補強部４３とダイキャストによって一体的に形成されている。

ギア収納部４２を形成するギア収納凹部形成部４４は、剛性補強部４３及びサブ剛性補強部５１によって両側から補強されているので、ポンプ部に上下、及び／或いは左右に揺れる力が作用しても、この力を剛性補強部４３及びサブ剛性補強部５１によって受け止めることができる。

このように、本実施形態においては、バランサ装置１７の第２バランサシャフト３３に固定された減速ギア３４と、オイルポンプ２１の回転軸に固定されたポンプ駆動ギア３９との噛み合い状態を円滑に保つことが可能となる。ここで、剛性補強部４３の吐出通路は、大部分が金型で形成され、細かい形状はドリル等の工具によって整えられる。

尚、剛性補強部４３で十分な剛性が得られる場合は、サブ剛性補強部５１を省略することも可能である。また、剛性補強部４３を、第１バランサシャフト２８と第２バランサシャフト３３の間の重力方向Y1における下部側ハウジングの下面に形成することによって、サブ剛性補強部５１を省略することも可能である。ただ、この場合は、オイルポンプ２１の固定位置を変更する、或いは吐出口と繋がる吐出通路をギア収納凹部形成部４４に沿って形成するといった変更が必要となるが、これは新たに設計すれば良いものである。

また、図４に示している通り、下部側ハウジング１９のクランクケース１８に対する固定面は、第１バランサシャフト２８、及び第２バランサシャフト３３の軸線に直交する方向において、第１バランサシャフト２８、及び第２バランサシャフト３３を跨いで配置された複数の締結ボルト２２によって、クランクケース１８の底面に締結されており、更に、剛性補強部４３、及びサブ剛性補強部５１は、この締結ボルト２２の間に配置されている。

このように、締結ボルト２２の間に剛性補強部４３、及びサブ剛性補強部５１が延びていることによって、締結ボルト２２の間の剛性を向上させることができる。

ここで、本実施形態では、オイルの吐出通路として機能する剛性補強部４３は、第１バランサシャフト２８の回転軸線に直交する径方向に形成されず、第１バランサシャフト２８の軸線の方向に沿って形成されているので、オイルポンプ２１が径方向の外側に大型化するのを抑制することができる。

そして、剛性補強部４３は、第１剛性補強部４３Ａと第２剛性補強部４３Ｂとからなり、第１剛性補強部４３Ａは、第１バランサシャフト２８の軸線に沿って延びているが、途中で第２剛性補強部４３Ｂとして、第１バランサシャフト２８の軸線に直交する方向に向きを変えて外側に延ばされている。

つまり、剛性補強部４３の第１剛性補強部４３Ａは、第１バランスウエイト３２が位置する部分で向きを変えられ、更に第２剛性補強部４３Ｂは第１バランスウエイト３２と干渉しないで、跨ぐような形状に形成されている。これによって、吐出通路を第１バランスウエイト３２と干渉しないで形成することができる。

また、第１剛性補強部４３Ａが第１バランスウエイト３２付近まで延び、更にこれに直交するように、第２剛性補強部４３Ｂが延びていることによって、下部側フランジ１９の剛性を向上することができ、それぞれのバランスウェイト３２、３８の回転によって、下部側ハウジング１９が曲がる方向に対する剛性を向上させることができる。

そして、この第１剛性補強部４３Ａと第２剛性補強部４３Ｂの内部に形成され、第１剛性補強部４３Ａと第２剛性補強部４３Ｂに沿った吐出通路は、クランクケース１８に形成した吐出通路を経由して図示しないパイプ等を介して、潤滑、冷却を必要とする機器や部位にオイルを供給するようにしている。これについては後述する。

尚、本実施形態では図５にあるように、更に、第１剛性補強部４３Ａと同様に、第１バランサシャフト２８の軸線に沿って第３剛性補強部４３Ｃを形成することもできる。この場合、第３剛性補強部４３Ｃ内の吐出通路は、第２剛性補強部４３Ｂ内の吐出通路とは異なった部位や機器にオイルを供給するものである。

次に、図４のＡ－Ａ矢視の断面を図６に示し、図４のＢ－Ｂ矢視の断面を図７に示しており、以下ではそれぞれの断面の構成について説明する。尚、図６、図７は図３に倣って、下部側ハウジング１９を上側にした状態を示している。このため、実際の装着状態は下部側ハウジング１９が、重力方向Ｙ１における地側(下側)となるものである。

図６は、図４のＡ－Ａ矢視の方向から見た断面を示しており、オイルポンプ２１を通る断面を示している。尚、以下の説明においては図５も併せて参照されたい。

図６において、クランクケース１８と下部側ハウジング１９の間にはバランサ本体２７が配置されている。このバランサ本体２７は、第２バランサシャフト３３の途中に設けられた第２バランスウエイト３８と、第２バランサシャフト３３の一端側に配置された第２伝動ギア３５と、第２伝動ギア３５の反対側に配置された減速ギア３４を備えている。減速ギア３４は、オイルポンプ２１のポンプ駆動ギア３９と噛み合され、第２バランサシャフト３３の回転をポンプ駆動ギア３９に減速して伝えている。

図５、図６にあるように、オイルポンプ２１は、ポンプボディ４０とポンプカバー４１で囲まれたトロコイド式ポンプからなり、吸込口５３(図５参照)は、第２バランサシャフト３３の軸方向で、下部側ハウジング１９側の方向に開口されている。同様に吐出口５４(図５参照)も、第１バランサシャフト２８の軸方向で、下部側ハウジング１９側の方向に開口されている。

また、ポンプカバー４１と下部側ハウジング１９の端面の間には、ギア収納部４２が形成され、このギア収納部４２に減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９が収納されている。そして、オイルポンプ２１は、下部側ハウジング１９に隣接して、複数（５本）の固定ボルト２７で固定されている。

ギア収納部４２は、下部側ハウジング１９の端面に一体的に形成したギア収納凹部形成部４４と、これを覆うポンプカバー４１から形成された空間からなり、この空間に減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９が収納されている。更に、図５、図６にあるように、下部側ハウジング１９の端面に一体的に形成したギア収納凹部形成部４４の、ギア収納部４２とは反対側の面の平面領域部４５の一部を含んで剛性補強部４３、サブ剛性補強部５１が一体的に接続されている。ここで、上述したように、ギア収納凹部形成部４４は「ポンプ取付固定部」として機能するものである。

ギア収納凹部形成部４４の平面領域部４５は、第１バランサシャフト２８、第２バランサシャフト３３の回転軸線に対して直交する面として構成されており、この平面領域４５と直交し、オイルポンプ２１から離間する方向に延びる補強部材４３、サブ剛性補強部５１が、平面領域部４５と一体的にダイキャストによって形成されている。

この補強部材４３、サブ剛性補強部５１の形状は任意であるが、ギア収納凹部形成部４４を補強して、バランスウエイトに起因する振動と、ポンプ駆動ギア３９がヘリカルギアで構成されることによって生じる、内部ロータからポンプカバー４１への回転軸方向の力が作用しても、この力を剛性補強部４３及びサブ剛性補強部５１によって受け止めることができる形状が必要である。例えば、図５に示しているようにサブ剛性補強部５１は、平面領域部４５の上端付近から下部側ハウジング１８の底面に向かって長さ(図５では高さ)が減少する傾斜形状に形成されている。

一方、剛性補強部４３は図６に示すように、吐出通路を形成する必要があるので、第１バランサシャフト２８の軸線に沿って見て場合、オイルポンプ２１が投影された長さ(高さ)を越えない長さ(高さ)Ｈで、その長さを維持した形状に設定されるのが望ましい。このため、図面上のＡ－Ａ矢視での側面形状は「矩形」状に形成されている。これによって、オイル吐出通路を形成しても、従来のバランサ装置の体格を維持することができる。

図７は、図４のＢ－Ｂ矢視の方向から見た断面を示しており、剛性補強部４３を通る断面を示している。

図７において、オイルポンプ２１が隣接する下部側ハウジング１９には、図５に示したように、第１剛性補強部４３Ａ及び第２剛性補強部４３Ｂが形成されており、第１剛性補強部４３Ａの内部には吐出通路４６Ａが形成されている。吐出通路４６Ａは第１バランサシャフト２８の回転軸線に沿って形成されている。吐出通路４６Ａの一端はオイルポンプ２１の吐出口５４に接続されており、吐出通路４６Ａの他端は第２剛性補強部４３Ｂに形成された吐出通路４６Ｂに接続されている。更に、吐出通路４６Ａの他端は、第３剛性補強部４３Ｃの内部に形成された吐出通路４６Ｅに接続されている。

剛性補強部４３の第１剛性補強部４３Ａは、第１バランスシャフト２８に沿って延び、第１バランスウエイト３２が位置する部分で、重力方向Y1における下部側ハウジング１９の下面上で外側に向きを変えられている。更に第２剛性補強部４３Ｂは第１バランスウエイト３２と干渉しないで、跨ぐような形状に形成されている。つまり、吐出通路４６Ａ、４６Ｂの形成位置は、第１バランスウエイト２８の最外周より径方向で外側に形成されている。これによって、吐出通路４６Ａ、４６Ｂを第１バランスウエイト３２と干渉しないで形成することができる。

図８は、図４のＣ－Ｃ矢視の方向から見た断面を示している。第１剛性補強部４３Ａの内部に形成した吐出通路４６Ａとの接続部から直交するように折り曲げられた第２剛性補強部４３Ｂに形成された吐出通路４６Ｂは、下部側ハウジング１９に形成された吐出通路４６Ｃに接続されている。吐出通路４６Ｃは、吐出通路４６Ｂから直交して、クランクケース１８との固定面側に延びている。

更に、下部側ハウジング１９とクランクケース１８が結合された状態で、下部側ハウジング１９に形成されたオイル吐出通路４６Ｃは、クランクケース１８に形成された吐出通路４６Ｄに、パイプ等の接続通路を用いずに直接的に接続されている。

尚、第１剛性補強部４３Ａの内部に形成した吐出通路４６Ａと第２剛性補強部４３Ｂに形成された吐出通路４６Ｂは、大部分の通路が金型で形成されたものであって、細かい形状はドリル等の工具によって整えられる。第２剛性補強部４３Ｂに形成された吐出通路４６Ｂの開口は、封止栓５５によって封止されている。

このように、下部側ハウジング１９に形成された吐出通路４６Ｃと、クランクケース１８に形成された吐出通路４６Ｄとを、接続パイプ等を用いずに連通することが可能となり、バランサ裝置１７の小型化に寄与することもできる。そして、オイルポンプ２１から吐出されたオイルは、破線矢印で示すように流れて、潤滑、冷却を必要とする機器や部位に供給される。

このように、本実施形態においては、オイルポンプ２１を取り付けるギア収納凹部形成部４４を剛性補強部４３、サブ剛性補強部５１によって補強したので、車体振動や内燃機関の振動によってオイルポンプ２１に上下、及び／或いは左右に揺れる力が作用しても、剛性補強部４３、５１でこれを受け止めることができるようになる。特に、バランスウエイトに起因する振動と、ポンプ駆動ギア３９がヘリカルギアで構成されることによって生じる、内部ロータからポンプカバー４１への回転軸方向の力が作用したとしても、バランサ本体２７の第２バランサシャフト３３に固定された減速ギア３４と、オイルポンプ２１の回転軸に固定されたポンプ駆動ギア３９との噛み合い状態を円滑に維持することができ、噛み合い音が大きくなるのを抑制することができる。
尚、本実施形態は、剛性補強部４３の内部に吐出通路を設けたものを示したが、剛性補強部４３の内部に吸入通路が形成されていても構わず、その場合でも減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９との噛み合い状態を円滑に維持することができる。

また、オイルの吐出通路として機能する剛性補強部４３は、第１バランサシャフト２８の軸方向に直交する径方向に形成されず、第１バランサシャフト２８の軸線の方向に沿って形成されているので、オイルポンプ２１が径方向の外側に大型化するのを抑制することができる。

次に、本発明の変形例を図９に基づき説明する。図５に示す実施形態は、下部側ハウジング１９の端面にギア収納凹部形成部４４を形成したものであるが、図９に示す変形例はポンプカバー４７にギア収納凹部形成部４８を形成したものである。

図９に示しているように、ポンプカバー４７には、減速ギア３４、ポンプ駆動ギア３９を収納するギア収納部４９が形成されている。このギア収納部４９は、ポンプカバー４７に生成したギア収納凹部形成部４８と、下部側ハウジング１９のポンプ側の端面に形成した平面領域部５０によって形成されている。

ギア収納凹部形成部４８は、平面領域部５０によって覆われる構成とされており、この平面領域部５０は、ギア収納部４９の一部を形成するものである。また、下部側ハウジング１９に一体的に形成した平面領域部５０は、オイルポンプ２１のポンプカバー４７が固定される「ポンプ取付固定部」としての機能を備えている。

このように、ギア収納部４９は、ポンプカバー４７の端面に一体的に形成したギア収納凹部形成部４８と、これを覆う下部側ハウジング１９の端面に形成された平面領域部５０で形成される空間からなり、この空間に減速ギア３４とポンプ駆動ギア３９が収納されている。更に、下部側ハウジング１９の端面に一体的に形成した平面領域部５０には、剛性補強部４３、５１が一体的に接続されている。

平面領域部５０は、バランサシャフト３３の回転軸方向に対して直交する面として構成されており、この平面領域部５０と直交し、オイルポンプ２１から離間する方向に延びる補強部材４３，５１が、平面領域部５０と一体的にダイキャストによって形成されている。この補強部材４３の高さも任意であるが、バランサシャフト３３の回転軸方向で見てオイルポンプ２１が投影された高さを越えない一定の高さに設定されるのが望ましい。

このように、本実施形態の変形例においても、オイルの吐出通路として機能する剛性補強部４３は、バランサシャフト２８、３３の軸線に直交する径方向に形成されず、バランサシャフト２８、３３の軸線の方向に沿って形成されているので、径方向の外側に大型化するのを抑制することができる。

また、ギア収納部４９の一部(平面領域部５０)を剛性補強部４３、５１によって補強したので、バランスウエイトに起因する振動及び車体振動や内燃機関の振動によってオイルポンプ２１に上下、及び／或いは左右に揺れる力が作用しても、これを受け止めることができるようになる。また、ポンプ駆動ギア６８がヘリカルギアで構成されることによって生じる、内部ロータからポンプカバー４７への回転軸方向の力このため、バランサ本体２７の第２バランサシャフト３３に固定された減速ギア３４と、オイルポンプ２１の回転軸に固定されたポンプ駆動ギア３９との噛み合い状態を円滑に維持することができ、噛み合い音が大きくなるのを抑制することができる。

以上述べた通り、本発明においては、オイルポンプが固定されるポンプ取付固定部を下部側ハウジングの端面に形成し、オイルポンプとポンプ取付固定部との間に、ポンプ駆動ギアと減速ギアが収納されるギア収納部とを形成し、更に、下部側ハウジングの外側で、バランサシャフトが延びる方向に沿って延び、内部にオイルポンプの吐出口と連通されるオイル吐出通路が形成された剛性補強部を下部側ハウジングに形成する共に、下部側ハウジングの端面に形成したポンプ取付固定部の一部と剛性補強部とを一体的に形成する構成とした。

これによれば、オイル吐出通路として機能する剛性補強部は、バランサシャフトの軸方向に直交する径方向に形成されず、バランサシャフトの軸方向に沿って形成されているので、径方向の外側に大型化するのを抑制することができる。

また、ギア収納部を形成するポンプ取付固定部の一部を剛性補強部によって補強したので、バランスウエイトに起因する振動及び車体振動や内燃機関の振動によってオイルポンプに上下、及び／或いは左右に揺れる力が作用しても、これを受け止めることができるようになる。

このため、バランサシャフトに固定された減速ギアと、オイルポンプの回転軸に固定されたポンプ駆動ギアとの噛み合い状態を円滑に維持することができ、噛み合い音が大きくなるのを抑制することができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。加えて、本発明は、多気筒の内燃機関である３気筒の内燃機関のバランサ裝置に適用することが可能であり、その場合のバランサ裝置のバランサシャフトは、１本で構成される。

１７…バランサ装置、１８…上側ハウジング(クランクケース)、１９…下部側ハウジング、２１…オイルポンプ、２８…第１バランサシャフト、２９…第１伝動ギア、３０…リア側第１軸受、３１…フロント側第１軸受、３２…第１バランサウエイト、
３３…第２バランサシャフト、３４…減速ギア、３５…第２伝動ギア、３６…リア側第２軸受、３７…フロント側第２軸受、３８…第２バランサウエイト、３９…ポンプ駆動ギア、４０…ポンプボディ、４１…ポンプカバー、４２…ギア収納部、４３…剛性補強部(オイル吐出通路を内蔵)、４４…ギア収納凹部形成部、４５…平面領域部、４６…オイル吐出通路、４７…ポンプカバー、４８…ギア収納部、４９…ギア収納凹部、５０…平面領域部。

Claims (12)

1. 第１伝動ギアと、第１バランスウエイトを有し、内燃機関から回転力が伝達される第１バランサシャフトと、
   前記第１伝動ギアと噛み合う第２伝動ギアと、減速ギアと、第２バランスウエイトを有した第２バランサシャフトと、
   前記第１バランサシャフト、前記第２バランサシャフトの少なくとも一部が内側に収納されるハウジングと、
   前記減速ギアと噛み合うポンプ駆動ギアを有し、前記ポンプ駆動ギアからの回転力が伝達されることよってオイルを吐出するオイルポンプと、
   前記オイルポンプが固定され、前記ハウジングに形成されたポンプ取付固定部と、
   前記ハウジングの外側で、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトが延びる方向に延び、内部に前記オイルポンプの吐出口に開口する吐出通路が形成されると共に、前記ポンプ取付固定部の一部を含んで前記ハウジングと一体的に形成されている剛性補強部とを備え、
   前記ポンプ取付固定部は、前記ポンプ駆動ギアが収納されるギア収容部の一部を有し、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトが延びる方向において前記オイルポンプが固定される面と反対側の部分と前記剛性補強部が一体に形成されている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
2. 請求項１に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記ギア収容部は、前記ポンプ駆動ギアと前記減速ギアを収納するギア収納凹部形成部が形成され、前記ポンプ駆動ギアと前記減速ギアを収納した状態で、前記ギア収納凹部形成部は前記オイルポンプのポンプカバーによって覆われている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
3. 請求項１に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記オイルポンプのポンプカバーには、前記ポンプ駆動ギアと前記減速ギアを収納するギア収納凹部形成部が形成され、前記ポンプ駆動ギアと前記減速ギアを収納した状態で、前記ギア収納凹部形成部は前記ハウジングの端面に形成された前記ポンプ取付固定部の平面領域部によって覆われている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
4. 請求項２、或いは請求項３に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記剛性補強部は、前記第１バランサシャフトが位置する付近の前記ハウジングの外側に形成されている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
5. 請求項１に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記ハウジングに形成された前記剛性補強部は、前記第１バランサシャフトの軸方向で、前記第１バランスウェイト付近まで延びて形成された第１剛性補強部を備えている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
6. 請求項５に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記ハウジングに形成された前記剛性補強部は、前記第１剛性補強部から前記第１バランサシャフトの軸方向と直交する方向に沿って曲げられて延びる第２剛性補強部を備えている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
7. 請求項６に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記第１剛性補強部の内部には、前記オイルポンプの吐出口に接続された第１吐出通路が形成され、
   前記第２剛性補強部の内部には、前記第１吐出通路と接続され、前記第１バランサシャフトの軸線の方向と直交する方向に沿って第２吐出通路が形成され、前記第２吐出通路を形成するための開口は、封止栓によって封止されている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
8. 請求項７に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記ハウジングは、前記内燃機関のクランクケースに固定される下部側ハウジングを有し、
   前記第２剛性補強部の内部に形成された前記第２吐出通路は、前記下部側ハウジングに形成された第３吐出通路を介して、前記クランクケースに形成された第４吐出通路と直接的に接続されている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
9. 請求項１に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
   前記ハウジングは、前記第１バランサシャフト、及び前記第２バランサシャフトの軸線の方向に直交する方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを跨いで配置された複数の締結ボルトによってクランクケースと締結される下部側ハウジングを有し、
   前記剛性補強部は、複数の前記締結ボルトの間に配置されている
   ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
10. 請求項４に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
    前記ハウジングの端面に形成された前記ポンプ取付固定部は、前記吐出通路を備えた前記剛性補強部と、前記吐出通路を備えた前記剛性補強部と間隔を置いて同じ方向に延びた、前記吐出通路を備えない他の剛性補強部と一体的に形成され、
    前記他の剛性補強部は、前記第２バランサシャフトが位置する付近の前記ハウジングの外側に形成されている
    ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
11. 請求項１０に記載の内燃機関用バランサ裝置であって、
    前記ハウジングは、前記第１バランサシャフト、及び前記第２バランサシャフトの軸線の方向に直交する方向において、前記第１バランサシャフト及び前記第２バランサシャフトを跨いで配置された複数の締結ボルトによってクランクケースと締結され、
    前記剛性補強部と前記他の剛性補強部は、複数の前記締結ボルトの間に配置されていることを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。
12. オイルポンプに設けたポンプ駆動ギアを回転、駆動する減速ギア、及びバランスウエイトを有するバランサシャフトと、
    少なくとも、前記バランスウエイトを含む前記バランサシャフトが収納される下部側ハウジングと、
    前記オイルポンプが固定される、前記下部側ハウジングの端面に形成されたポンプ取付固定部と、
    前記オイルポンプと前記ポンプ取付固定部との間に形成され、前記オイルポンプを駆動する前記ポンプ駆動ギア、及び前記減速ギアが収納されるギア収納部と、
    前記下部側ハウジングの外側で、前記バランサシャフトが延びる方向に沿って延び、内部に前記オイルポンプの吐出口に開口する吐出通路が形成されると共に、前記下部側ハウジングの端面に形成された前記ポンプ取付固定部の一部を含んで前記下部側ハウジングと一体的に形成されている剛性補強部とを備え、
    前記ポンプ取付固定部は、前記ポンプ駆動ギアが収納されるギア収容部の一部を有し、前記バランサシャフトが延びる方向において前記オイルポンプが固定される面と反対側の部分と前記剛性補強部が一体に形成されている
    ことを特徴とする内燃機関用バランサ裝置。

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