JP2010019301A - Balance shaft support structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の振動を抑制するためのバランスシャフトの支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for a balance shaft for suppressing vibration of an internal combustion engine.
一般に、内燃機関が作動すると、ピストン等の往復運動により振動が発生する。これは、シリンダ配列により不平衡慣性力や偶力が残存するためであり、例えば、直列4気筒内燃機関の場合、慣性力のうち二次成分が大きなアンバランスとして残り、振動が発生する。
そこで、内燃機関には、これらの振動を低減するために、クランクシャフトにアンバランスマスを備えたバランスシャフトが設けられ、このバランスシャフトをクランクシャフトによって駆動回転させることにより、内燃機関の振動を打ち消すようにしているものがある。
Generally, when an internal combustion engine is operated, vibration is generated by reciprocal movement of a piston or the like. This is because an unbalanced inertial force or couple remains due to the cylinder arrangement. For example, in the case of an in-line four-cylinder internal combustion engine, the secondary component of the inertial force remains as a large unbalance and vibrations are generated.
Therefore, in order to reduce these vibrations, the internal combustion engine is provided with a balance shaft having an unbalanced mass on the crankshaft, and the balance shaft is driven and rotated by the crankshaft to cancel the vibration of the internal combustion engine. There is something like that.
ところで、内燃機関において、燃費の改善は非常に重要な問題である。バランスシャフトにおいては、ジャーナルを回転可能に支持する軸受における摩擦損失を低減することにより、燃費向上を図ることができる。
例えば、特許文献1では、温度制御によってバランスシャフトの駆動・非駆動を切り替えることにより、暖気されていない状態での始動抵抗を抑えることができる内燃機関用バランサ機構が開示されている。また、特許文献2では、油膜圧力の小さいバランスシャフトの反アンバランス側のジャーナル幅(軸受と接触する面積)をバランス側より小さくすることにより、バランスシャフトの重量を低減し、内燃機関の駆動損失を低減することができるバランスシャフトが開示されている。
Incidentally, in an internal combustion engine, improvement of fuel consumption is a very important problem. In the balance shaft, the fuel efficiency can be improved by reducing the friction loss in the bearing that rotatably supports the journal.
For example,
しかしながら、特許文献1及び2の構成のバランスシャフトでは、軸受における摩擦損失を十分に低減することができるとはいえなかった。
特に、バランスシャフトの軸受のように、すべり軸受における摩擦損失を低減するためには、軸受の径・幅を小さくすることが重要である。一方、軸受の寿命を確保するためには、想定される最大荷重でも軸受の焼き付け等が起きないように軸受の径・幅を大きく設計する必要がある。そのため、従来のバランスシャフトにおいては、軸受における摩擦損失の低減と軸受の耐久性とを両立させることが不十分であった。
However, with the balance shaft having the configurations of
In particular, it is important to reduce the diameter and width of a bearing in order to reduce friction loss in a sliding bearing such as a bearing of a balance shaft. On the other hand, in order to ensure the life of the bearing, it is necessary to design the diameter and width of the bearing to be large so that the bearing is not seized even at the assumed maximum load. For this reason, in conventional balance shafts, it has been insufficient to achieve both reduction of friction loss in the bearing and durability of the bearing.
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、軸受の耐久性を十分に確保しながら、軸受における摩擦損失を低減することができるバランスシャフトの支持構造を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and intends to provide a support structure for a balance shaft that can reduce friction loss in the bearing while sufficiently ensuring the durability of the bearing. It is.
本発明は、複数の軸受により回転可能に支持された複数のジャーナルと、軸心に対して偏心して設けられたアンバランスマスとを備えるバランスシャフトを支持する支持構造において、
上記ジャーナルは、上記軸受に対向して支持される支持面部を有し、該支持面部は、軸方向における両側よりも大径に設けられており、
対となる上記ジャーナルと上記軸受との組み合わせのうち、少なくとも一対の上記ジャーナルと上記軸受とは、上記ジャーナルの上記支持面部と上記軸受とを摺動させながら軸方向に相対移動可能に構成されており、かつ、両者を軸方向に相対移動させることにより、上記支持面部と上記軸受とが接触している面積である軸受接触面積を増減させることができるよう構成されていることを特徴とするバランスシャフトの支持構造にある(請求項1)。
The present invention provides a support structure for supporting a balance shaft including a plurality of journals rotatably supported by a plurality of bearings and an unbalance mass provided eccentrically with respect to an axis.
The journal has a support surface portion that is supported to face the bearing, and the support surface portion is provided with a larger diameter than both sides in the axial direction.
Of the combination of the journal and the bearing as a pair, at least a pair of the journal and the bearing are configured to be relatively movable in the axial direction while sliding the support surface portion of the journal and the bearing. And a bearing contact area which is an area where the support surface portion and the bearing are in contact with each other by moving both relative to each other in the axial direction. It exists in the support structure of a shaft (Claim 1).
本発明のバランスシャフトの支持構造では、上記ジャーナルは、上記支持面部において上記軸受に回転可能に支持されている。そして、上記支持面部は、軸方向における該支持面部に隣接する両側よりも大径に設けられている。すなわち、上記支持面部は、軸方向における両側よりも径方向に突出して設けられている。そのため、少なくとも一対の上記ジャーナルと上記軸受とを摺動させながら軸方向に相対移動させることにより、上記支持面部と上記軸受とが接触している領域を変化させることができる。これにより、上記支持面部と上記軸受との接触面積である軸受接触面積を容易に制御することができる。 In the balance shaft support structure of the present invention, the journal is rotatably supported by the bearing at the support surface portion. And the said support surface part is provided in larger diameter than the both sides adjacent to this support surface part in an axial direction. That is, the support surface portion is provided so as to protrude in the radial direction from both sides in the axial direction. Therefore, the region in which the support surface portion and the bearing are in contact with each other can be changed by relatively moving in the axial direction while sliding at least a pair of the journal and the bearing. Thereby, the bearing contact area which is a contact area of the said support surface part and the said bearing can be controlled easily.
ここで、上記バランスシャフトを内燃機関等に適用した場合には、上記軸受が受ける荷重(上記アンバランスマスの慣性力)は、内燃機関の回転数の2乗に比例する。そのため、低速回転時と高速回転時とでは、上記軸受が受ける荷重が大きく異なる。特に、自動車用の内燃機関においては、最高回転数近くで運転する時間はごく限られており、通常、ユーザーが頻繁に運転する回転数の領域では、上記軸受が受ける荷重は相対的に小さい。 Here, when the balance shaft is applied to an internal combustion engine or the like, the load that the bearing receives (the inertial force of the unbalance mass) is proportional to the square of the rotational speed of the internal combustion engine. For this reason, the load received by the bearing differs greatly between low-speed rotation and high-speed rotation. In particular, in an internal combustion engine for automobiles, the time for operation near the maximum number of rotations is very limited. Usually, in the region of the number of rotations frequently operated by the user, the load received by the bearing is relatively small.
よって、本発明のような上記バランスシャフトの支持構造を例えば内燃機関等に採用すれば、内燃機関の回転数等に応じて上記軸受接触面積を制御し、その回転数に適した上記軸受接触面積とすることにより、上記軸受における摩擦損失を効率よく低減することができる。また、これによって、上記軸受の焼き付け等の発生を抑制することができ、耐久性も十分に確保することができる。その結果、内燃機関の品質性能を維持しながら燃費向上を図ることができる。 Therefore, if the support structure for the balance shaft as in the present invention is adopted in, for example, an internal combustion engine, the bearing contact area is controlled according to the rotational speed of the internal combustion engine, and the bearing contact area suitable for the rotational speed is achieved. By doing so, the friction loss in the bearing can be efficiently reduced. In addition, the occurrence of seizure of the bearing can be suppressed, and the durability can be sufficiently ensured. As a result, fuel efficiency can be improved while maintaining the quality performance of the internal combustion engine.
このように、本発明によれば、軸受の耐久性を十分に確保しながら、軸受における摩擦損失を低減することができるバランスシャフトの支持構造を提供することができる。 Thus, according to the present invention, it is possible to provide a support structure for a balance shaft that can reduce friction loss in the bearing while sufficiently ensuring the durability of the bearing.
本発明において、上記バランスシャフトは、例えば、内燃機関の振動を抑制するために適用されるものである。上記アンバランスマスを備えた上記バランスシャフトは、内燃機関のクランクシャフトに取り付けられ、このクランクシャフトによって駆動回転させることにより、内燃機関の振動を打ち消すことができるよう構成されている。 In the present invention, the balance shaft is applied, for example, to suppress vibration of an internal combustion engine. The balance shaft including the unbalance mass is attached to a crankshaft of the internal combustion engine, and is configured to be able to cancel vibrations of the internal combustion engine by being driven and rotated by the crankshaft.
また、上記軸受接触面積とは、対となる上記ジャーナルの上記支持面部と上記軸受とが接触している面積の合計である。ここで、接触している面積とは、上記ジャーナルが上記支持面部において上記軸受に回転可能に支持されている部分の面積のことをいう。したがって、必ずしもすべての部分が接触している状態ではない。
また、上記軸受接触面積の増減は、対となる上記ジャーナルと該ジャーナルを支持する上記軸受との組み合わせのうち、少なくとも1対の上記ジャーナルの上記支持面部と上記軸受との接触面積を増減させることができれば、これを行うことができる。
The bearing contact area is the total area in which the support surface portion of the journal and the bearing are in contact with each other. Here, the contact area means the area of the portion of the support surface portion where the journal is rotatably supported by the bearing. Therefore, not all parts are in contact with each other.
The bearing contact area may be increased or decreased by increasing or decreasing the contact area between the bearing and the bearing of at least one pair of the journals in the combination of the journal and the bearing supporting the journal. If you can, you can do this.
また、上記ジャーナルと上記軸受とは、上記ジャーナルを軸方向に移動させるためのジャーナル移動手段を用いて、上記ジャーナルを上記軸受に対して軸方向に移動させることにより、上記軸受接触面積を増減させることができるよう構成してもよい(請求項2)。
この場合には、上記ジャーナル移動手段を用いて上記ジャーナルの軸方向の位置を変えることにより、上記軸受接触面積を容易に制御することができる。
In addition, the journal and the bearing increase or decrease the bearing contact area by moving the journal in the axial direction with respect to the bearing using a journal moving means for moving the journal in the axial direction. (Claim 2).
In this case, the bearing contact area can be easily controlled by changing the position of the journal in the axial direction using the journal moving means.
また、上記構成において、上記バランスシャフトは、ハウジングに固定された上記軸受に支持されており、
上記ジャーナル移動手段は、上記バランスシャフトを軸方向において支持するためのバランスシャフト支持部を備えており、該バランスシャフト支持部を上記ハウジングに対してアクチュエータによって移動させることにより、上記バランスシャフトの上記ジャーナルを軸方向に移動させることができるよう構成されていることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記バランスシャフト支持部及び上記バランスシャフト(上記ジャーナル)をアクチュエータによって容易かつ精度良く移動させることができる。そのため、上記軸受接触面積を容易かつ精度良く制御することができる。
In the above configuration, the balance shaft is supported by the bearing fixed to the housing,
The journal moving means includes a balance shaft support portion for supporting the balance shaft in the axial direction, and the journal of the balance shaft is moved by moving the balance shaft support portion with respect to the housing by an actuator. Is preferably configured to be movable in the axial direction (claim 3).
In this case, the balance shaft support portion and the balance shaft (the journal) can be easily and accurately moved by the actuator. Therefore, the bearing contact area can be easily and accurately controlled.
また、上記ジャーナルと上記軸受とは、上記軸受を軸方向に移動させるための軸受移動手段を用いて、上記軸受を上記ジャーナルに対して軸方向に移動させることにより、上記軸受接触面積を増減させることができるよう構成されていても良い(請求項4)。
この場合には、上記軸受移動手段を用いて上記軸受の軸方向の位置を変えることにより、上記軸受接触面積を容易に制御することができる。
The journal and the bearing may increase or decrease the bearing contact area by moving the bearing in the axial direction with respect to the journal by using a bearing moving means for moving the bearing in the axial direction. (Claim 4).
In this case, the bearing contact area can be easily controlled by changing the axial position of the bearing using the bearing moving means.
また、上記構成において、上記軸受は、ハウジングに対して移動可能に配設された上記軸受支持部に固定されており、
上記軸受移動手段は、上記軸受支持部をアクチュエータによって移動させることにより、上記軸受を軸方向に移動させることができるよう構成されていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記軸受支持部及び上記軸受をアクチュエータによって容易かつ精度良く移動させることができる。そのため、上記軸受接触面積を容易かつ精度良く制御することができる。
Further, in the above configuration, the bearing is fixed to the bearing support portion that is movably disposed with respect to the housing.
The bearing moving means is preferably configured to move the bearing in the axial direction by moving the bearing support portion with an actuator.
In this case, the bearing support portion and the bearing can be easily and accurately moved by the actuator. Therefore, the bearing contact area can be easily and accurately controlled.
なお、上記軸受を軸方向に移動させることができる構成の場合には、上記ジャーナルを支持する上記軸受のうち、少なくとも1つの上記軸受が移動して、上記軸受接触面積を増減することができる構成となっていればよい。 In the case of a configuration in which the bearing can be moved in the axial direction, a configuration in which at least one of the bearings supporting the journal can be moved to increase or decrease the bearing contact area. It only has to be.
また、上記軸受の内部には、上記ジャーナルと上記軸受との間に潤滑油を供給するための油供給通路が設けられており、
該油供給通路は、上記ジャーナルと上記軸受とが相対移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、上記ジャーナルの上記支持面部に開口していることが好ましい(請求項6)。
この場合には、上記ジャーナルの上記支持面部と上記軸受との間に、必ず潤滑油が供給され、油膜が形成される。そのため、上記ジャーナルと上記軸受との間の良好な潤滑性を維持することができ、該軸受における摩擦損失を抑制することができる。
Further, an oil supply passage for supplying lubricating oil between the journal and the bearing is provided inside the bearing,
It is preferable that the oil supply passage is open to the support surface portion of the journal regardless of the position within a range in which the journal and the bearing are relatively movable.
In this case, lubricating oil is always supplied between the support surface portion of the journal and the bearing, so that an oil film is formed. Therefore, good lubricity between the journal and the bearing can be maintained, and friction loss in the bearing can be suppressed.
また、上記バランスシャフトは、内燃機関に適用されるものであることが好ましい(請求項7)。
この場合には、上記軸受の耐久性を十分に確保しながら、該軸受における摩擦損失を低減することができるという本発明の効果をより一層発揮することができる。
なお、上記バランスシャフトを内燃機関に適用した場合の具体的な制御方法としては、種々の方法を採用することができる。例えば、上記軸受接触面積を内燃機関の回転数等に応じて連続的に変えることもできるし、高速回転時、低速回転時等に分けて段階的に変えることもできる。
The balance shaft is preferably applied to an internal combustion engine.
In this case, it is possible to further exert the effect of the present invention that the friction loss in the bearing can be reduced while sufficiently ensuring the durability of the bearing.
Various methods can be adopted as a specific control method when the balance shaft is applied to an internal combustion engine. For example, the bearing contact area can be continuously changed according to the rotational speed of the internal combustion engine or the like, or can be changed stepwise by high speed rotation or low speed rotation.
(実施例1)
本発明の実施例にかかるバランスシャフトの支持構造について説明する。
本例は、図1、図2に示すごとく、バランスシャフト4を直列4気筒エンジン1に適用した例を示したものである。
なお、バランスシャフト4は、必ずしも直列4気筒エンジン用に限定されるものではなく、エンジン全般に渡って適用可能なものである。
Example 1
A support structure for a balance shaft according to an embodiment of the present invention will be described.
In this example, as shown in FIGS. 1 and 2, an example in which the
The
同図に示すごとく、エンジン1は、シリンダブロック11と、シリンダブロック11の下方に配置される潤滑油121を蓄えたオイルパン12とを備えており、これらの内部には、クランクシャフト2、回転伝達手段3及びバランスシャフト4が設けられている。クランクシャフト2とバランスシャフト4とは、回転伝達手段3によって連結されており、互いに平行になるよう配置されている。
As shown in FIG. 1, the
また、同図に示すごとく、クランクシャフト2は、一端に設けられたクランクプーリ21と、他端に設けられたフライホイール23とを有している。また、さらに、クランクシャフト2は、クランクピン22とクランクジャーナル24とを有している。クランクジャーナル24は、シリンダブロック11内のクランク軸受25により回転可能に支持されている。
As shown in the figure, the
また、同図に示すごとく、回転伝達手段3は、クランクシャフト2に取り付けられるクランクギヤ31と、アイドルギヤ32と、バランスシャフトギヤ33と、バランスシャフトギヤ33とバランスシャフト4との間を連結する連結軸34とを有している。クランクギヤ31は、クランクシャフト2に嵌着されている。また、クランクギヤ31は、アイドルギヤ32と噛合しており、アイドルギヤ32は、バランスシャフトギヤ33と噛合している。また、バランスシャフトギヤ33は、連結軸34に嵌着されている。
As shown in the figure, the rotation transmission means 3 connects the
そして、回転伝達手段3は、クランクシャフト2からクランクギヤ31、アイドルギヤ32、バランスシャフトギヤ33及び連結軸34を介して回転を伝達することにより、バランスシャフト4を回転させることができるよう構成されている。すなわち、クランクシャフト2によってバランスシャフト4が駆動回転されるよう構成されている。
The rotation transmitting means 3 is configured to be able to rotate the
また、同図に示すごとく、バランスシャフト4は、平行に配置される第1バランスシャフト4aと第2バランスシャフト4bとを有している。第1バランスシャフト4a及び第2バランスシャフト4bは、それぞれジャーナル40a、41a及びジャーナル40b、41bを有している。なお、第1バランスシャフト4aは、連結軸34から延設されている。つまり、第1バランスシャフト4aと連結軸34とは、同軸上に一体的に構成されている。
As shown in the figure, the
第1バランスシャフト4a及び第2バランスシャフト4bには、それぞれ軸心に対して質量的に偏心するように半円柱状のアンバランスマス44a、44bが設けられている。また、ジャーナル40a、41a及びジャーナル40b、41bには、後述する軸受52a、53a(図3、図4参照)によって支持される支持面部42a、43a及び支持面部42b、43bが設けられている。また、第1バランスシャフト4aの一端には、ギヤ45aが嵌着されている。また、第2バランスシャフト4bの一端には、ギヤ45bが嵌着されている。そして、ギヤ45aとギヤ45bとは、互いに噛合している。
The
そして、上記のごとく構成されたバランスシャフト4は、クランクシャフト2によって回転伝達手段3を介して駆動することにより、第1バランスシャフト4aが回転し、この回転と共にアンバランスマス44aも回転する。そして、ギヤ45aによってギヤ45bが回転することで第2バランスシャフト4bが回転し、この回転と共にアンバランスマス44bがアンバランスマス44aとは逆方向に回転する。これにより、エンジン1において発生する振動を低減することができる。
Then, the
次に、バランスシャフト4の支持構造について説明する。
本例において、第1バランスシャフト4a及び第2バランスシャフト4bの支持構造は、同様の構成を有している。よって、本例では、第1バランスシャフト4aの支持構造について説明し、第2バランスシャフト4bの支持構造については説明を省略する。
Next, a support structure for the
In this example, the support structure of the
図3、図4に示すごとく、第1バランスシャフト4aにおいて、ジャーナル40a、41aには、上述のごとく、支持面部42a、43aが設けられている。支持面部42a、43aは、軸方向における支持面部42a、43aに隣接する両側よりも大径に設けられている。つまり、支持面部42a、43aは、軸方向における両側よりも径方向に突出して設けられている。支持面部42a、43aは、ハウジング51に固定された円筒状の軸受52a、53aに対向して設けられている。ジャーナル40a、41aは、支持面部42a、43aにおいて軸受52a、53aにより回転可能に支持されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, in the
また、第1バランスシャフト4aには、ジャーナル40a、41aを軸方向に移動させるためのジャーナル移動手段60aが設けられている。ジャーナル移動手段60aは、第1バランスシャフト4aを軸方向において支持するためのバランスシャフト支持部61aと、バランスシャフト支持部61aを移動させるためのアクチュエータ62aと、バランスシャフト支持部61aとアクチュエータ62aとを連結する連結部63aとを備えている。
The
バランスシャフト支持部61aは、第1バランスシャフト4aの一端に形成された凹部400aに係合するよう設けられており、第1バランスシャフト4aを凹部400aにおいて回転可能に支持している。また、アクチュエータ62aは、ハウジング51に固定されている。また、連結部63aは、アクチュエータ62aにより伸縮可能に設けられている。
そして、ジャーナル移動手段60aは、バランスシャフト支持部61aをハウジング51に対してアクチュエータ62aによって軸方向に移動させることにより、バランスシャフト4a全体を移動させ、結果的にジャーナル40a、41aを軸方向に移動させることができるよう構成されている。
The balance
The journal moving means 60a moves the
以上のごとく、第1バランスシャフト4aは、ジャーナル移動手段60aを用いてジャーナル40a、41aを軸受52a、53aに対して摺動させながら軸方向に移動させることができるように、軸受52a、53a、ハウジング51、ジャーナル移動手段60a等によって支持されている。
そして、第1バランスシャフト4aは、ジャーナル40a、41aを軸受52a、53aに対して軸方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとが接触している面積である軸受接触面積を増減させることができる。なお、ここでの接触している面積とは、ジャーナル40a、41aが支持面部42a、43aにおいて軸受52a、53aに回転可能に支持されている部分の面積のことをいう。したがって、必ずしもすべての部分が接触している状態ではない。
As described above, the
The
具体的には、例えば、図3の状態から第1バランスシャフト4a(ジャーナル40a、41a)を矢印Aの方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとの接触領域(軸受接触面積)を大きくすることができる(図4の状態)。
また、図4の状態から第1バランスシャフト4a(ジャーナル40a、41a)を矢印Bの方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとの接触領域(軸受接触面積)を小さくすることができる(図3の状態)。
このようにして、軸受接触面積を増減させることができる。
Specifically, for example, by moving the
Further, by moving the
In this way, the bearing contact area can be increased or decreased.
また、軸受52a、53aの内部には、ジャーナル40a、41aと軸受52a、53aとの間に潤滑油を供給するための油供給通路59が設けられている。油供給通路59は、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aに開口するよう設けられている。また、油供給通路59は、軸受52a、53aの内部からハウジング51の内部へと連通して設けられている。
なお、本例では、油供給通路59は、ジャーナル40a、41aと軸受52a、53aとが移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aに開口するよう構成されている。
An
In this example, the
また、図示はしないが、アイドルギヤ32に対しバランスシャフトギヤ33の歯幅は広く設定されている。これにより、例えば、第1バランスシャフト4aの矢印A方向への移動後も、アイドルギヤ32とバランスシャフトギヤ33との噛合が維持されるように構成されている。なお、バランスシャフト4aの移動前後で、アイドルギヤ32との噛合を維持するための構成は、上記内容に限定されず、例えば、連結軸34に軸心方向に伸縮可能な継ぎ手を配置してもよい。
Although not shown, the tooth width of the
次に、本例のバランスシャフト4の支持構造における作用効果について説明する。
本例のバランスシャフト4の支持構造では、ジャーナル40、41は、支持面部42、43において軸受52、53に回転可能に支持されている。そして、支持面部42、43は、軸方向における支持面部42、43に隣接する両側よりも大径に設けられている。すなわち、支持面部42、43は、軸方向における両側よりも径方向に突出して設けられている。そのため、ジャーナル40、41を軸受52、53に対して摺動させながら軸方向に相対移動させることにより、支持面部42、43と軸受52、53とが接触している領域を変化させることができる。これにより、支持面部42、43と軸受52、53との接触面積である軸受接触面積を容易に制御することができる。
Next, the effect in the support structure of the
In the support structure of the
ここで、バランスシャフト4をエンジン1に適用した場合には、軸受52、53が受ける荷重(アンバランスマス44の慣性力)は、エンジン1の回転数の2乗に比例する。そのため、低速回転時と高速回転時とでは、軸受52、53が受ける荷重が大きく異なる。特に、自動車用のエンジン1においては、最高回転数近くで運転する時間はごく限られており、通常、ユーザーが頻繁に運転する回転数の領域では、軸受52、53が受ける荷重は相対的に小さい。
Here, when the
よって、本例のようなバランスシャフト4の支持構造を自動車用のエンジン1に採用すれば、エンジン1の回転数に応じて軸受接触面積を制御し、その回転数に適した軸受接触面積とすることにより、軸受52、53における摩擦損失を低減することができる。また、これによって、軸受52、53の焼き付け等の発生を抑制することができ、耐久性も十分に確保することができる。その結果、エンジン1の品質性能を維持しながら燃費向上を図ることができる。
また、このとき、軸受接触面積は、例えば、エンジン1の回転数等に応じて連続的に変えてもよいし、高速回転時、低速回転時等に分けて段階的に変えてもよい。
Therefore, if the support structure for the
At this time, the bearing contact area may be continuously changed according to, for example, the number of revolutions of the
また、バランスシャフト4は、ジャーナル移動手段60を用いてジャーナル40、41を軸受52、53に対して軸方向に移動させることにより、軸受接触面積を増減させることができるよう構成されている。そのため、ジャーナル移動手段60を用いてジャーナル40、41の軸方向の位置を変えることにより、軸受接触面積を容易に制御することができる。
Further, the
また、ジャーナル移動手段60は、バランスシャフト支持部61をハウジング51に対してアクチュエータ62によって移動させることにより、バランスシャフト4のジャーナル40、41を軸方向に移動させることができるよう構成されている。そのため、バランスシャフト支持部61及びバランスシャフト4(ジャーナル40、41)をアクチュエータに62よって容易かつ精度良く移動させることができる。これにより、軸受接触面積を容易かつ精度良く制御することができる。
The journal moving means 60 is configured to move the journals 40 and 41 of the
また、軸受52、53の内部には、ジャーナル40、41と軸受52、53との間に潤滑油を供給するための油供給通路59が設けられている。また、油供給通路59は、ジャーナル40、41が移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、ジャーナル40、41の支持面部42、43に開口している。そのため、ジャーナル40、41の支持面部42、43と軸受51、52との間に、必ず潤滑油が供給され、油膜が形成される。これにより、ジャーナル40、41と軸受52、53との間の潤滑性を維持することができ、軸受52、53における摩擦損失を抑制することができる。
An
このように、本例によれば、軸受52、53の耐久性を十分に確保しながら、軸受52、53における摩擦損失を低減することができるバランスシャフト4の支持構造を提供することができる。
Thus, according to this example, it is possible to provide a support structure for the
(実施例2)
本例は、バランスシャフト4の支持構造の構成を変更した例である。
本例においても、第1バランスシャフト4a及び第2バランスシャフト4bの支持構造は、同様の構成を有している。よって、本例では、第1バランスシャフト4aの支持構造について説明し、第2バランスシャフト4bの支持構造については説明を省略する。
(Example 2)
In this example, the configuration of the support structure of the
Also in this example, the support structure of the
図5、図6に示すごとく、第1バランスシャフト4aにおいて、ジャーナル40a、41aには、支持面部42a、43aが設けられている。支持面部42a、43aは、軸方向における支持面部42a、43aに隣接する両側よりも大径に設けられている。つまり、支持面部42a、43aは、軸方向における両側よりも突出して設けられている。支持面部42a、43aは、ハウジング51に固定された円筒状の軸受52a、53aに対向して設けられている。ジャーナル40a、41aは、支持面部42a、43aにおいて軸受52a、53aにより回転可能に支持されている。
また、ハウジング51には、第1バランスシャフト4aを支持するためのバランスシャフト支持部511aが第1バランスシャフト4aの一端に形成された凹部400aに係合するよう設けられており、第1バランスシャフト4aを凹部400aにおいて回転可能に支持し、かつ、第1バランスシャフト4aの軸方向への移動を阻止している。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the
The
また、ジャーナル40a、41aには、軸受52a、53aを軸方向に移動させるための軸受移動手段70aが設けられている。軸受移動手段70aは、ハウジング51に対して移動可能に配設された軸受支持部711a、712aと、軸受支持部711a、712aを移動させるためのアクチュエータ72aと、軸受支持部711a、712a間を連結するように設けられた軸受連結部731a、732aとを備えている。
The
軸受支持部711a、712aは、軸受52a、53aに固定されている。また、アクチュエータ72aは、ハウジング51に固定されている。また、軸受連結部731a、732aは、軸受支持部711a、712a間を連結している。なお、一方の軸受連結部731aは、アクチュエータ72aに取り付けられており、アクチュエータ72aによって軸方向に移動させることができるよう構成されている。
そして、軸受移動手段70aは、軸受支持部711a、712aを軸受連結部731a、732aと共にアクチュエータ72aによって軸方向に移動させることにより、軸受52a、53aを軸方向に移動させることができるよう構成されている。
The bearing
And the
以上のごとく、第1バランスシャフト4aは、軸受移動手段70aを用いて軸受52a、53aをジャーナル40a、41aに対して摺動させながら軸方向に移動させることができるように、軸受52a、53a、ハウジング51、バランスシャフト支持部511a、軸受移動手段70a等によって支持されている。
そして、第1バランスシャフト4aは、軸受52a、53aをジャーナル40a、41aに対して軸方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとが接触している面積である軸受接触面積を増減させることができる。
As described above, the
The
具体的には、例えば、図5の状態から軸受52a、53aを矢印Bの方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとの接触領域(軸受接触面積)を大きくすることができる(図6の状態)。
また、図6の状態から軸受52a、53aを矢印Aの方向に移動させることにより、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aと軸受52a、53aとの接触領域(軸受接触面積)を小さくすることができる(図5の状態)。
このようにして、軸受接触面積を増減させることができる。
Specifically, for example, by moving the
Further, by moving the
In this way, the bearing contact area can be increased or decreased.
また、軸受52a、53aの内部には、ジャーナル40a、41aと軸受52a、53aとの間に潤滑油を供給するための油供給通路59が設けられている。油供給通路59は、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aに開口するよう設けられている。また、油供給通路59は、軸受52a、53aの内部から軸受支持部711a、712aの内部へと連通して設けられており、さらに軸受支持部711a、712aの内部からハウジング51aの内部へと連通して設けられている。なお、ハウジング51aの内部の油供給通路59は、軸受支持部711a、712a側において内径を大きくして開口している。
An
なお、本例では、油供給通路59は、軸受52a、53aが移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、ジャーナル40a、41aの支持面部42a、43aに開口するよう構成されている。
また、軸受支持部711a、712aの内部の油供給通路59は、軸受52a、53a(軸受支持部711a、712a)が移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、ハウジング51aの内部の油供給通路59に連通するよう構成されている。
その他は、実施例1と同様の構成である。
In this example, the
In addition, the
Other configurations are the same as those in the first embodiment.
この場合にも、軸受52、53をジャーナル40、41に対して摺動させながら軸方向に相対移動させることにより、支持面部42、43と軸受52、53との接触領域を変化させることができる。そのため、支持面部42、43と軸受52、53との接触面積である軸受接触面積を容易に制御することができる。これにより、バランスシャフト4は、軸受52、53の耐久性を十分に確保しながら、軸受52、53における摩擦損失を低減することができる。
Also in this case, the contact area between the support surface portions 42 and 43 and the bearings 52 and 53 can be changed by sliding the bearings 52 and 53 relative to the journals 40 and 41 in the axial direction. . Therefore, the bearing contact area that is the contact area between the support surface portions 42 and 43 and the bearings 52 and 53 can be easily controlled. Thereby, the
また、本例では、バランスシャフト4は、軸受移動手段70を用いて軸受52、53をジャーナル40、41に対して軸方向に移動させることにより、軸受接触面積を増減させることができるよう構成されている。そのため、軸受移動手段70を用いて軸受52、53の軸方向の位置を変えることにより、軸受接触面積を容易に制御することができる。
In this example, the
また、軸受移動手段70は、軸受支持部711、712をアクチュエータ72によって移動させることにより、軸受52、53を軸方向に移動させることができるよう構成されている。そのため、軸受支持部711、712及び軸受52、53をアクチュエータ72によって容易かつ精度良く移動させることができる。これにより、軸受接触面積を容易かつ精度良く制御することができる。
その他は、実施例1と同様の作用効果を有する。
The bearing moving means 70 is configured to move the bearings 52 and 53 in the axial direction by moving the bearing support portions 711 and 712 by the actuator 72. Therefore, the bearing support portions 711 and 712 and the bearings 52 and 53 can be easily and accurately moved by the actuator 72. Thereby, the bearing contact area can be easily and accurately controlled.
The other functions and effects are the same as those of the first embodiment.
4 バランスシャフト
40、41 ジャーナル
42、43 支持面部
44 アンバランスマス
52、53 軸受
4 Balance shaft 40, 41 Journal 42, 43 Support surface 44 Unbalance mass 52, 53 Bearing
Claims (7)
上記ジャーナルは、上記軸受に対向して支持される支持面部を有し、該支持面部は、軸方向における両側よりも大径に設けられており、
対となる上記ジャーナルと上記軸受との組み合わせのうち、少なくとも一対の上記ジャーナルと上記軸受とは、上記ジャーナルの上記支持面部と上記軸受とを摺動させながら軸方向に相対移動可能に構成されており、かつ、両者を軸方向に相対移動させることにより、上記支持面部と上記軸受とが接触している面積である軸受接触面積を増減させることができるよう構成されていることを特徴とするバランスシャフトの支持構造。 In a support structure for supporting a balance shaft including a plurality of journals rotatably supported by a plurality of bearings and an unbalance mass provided eccentrically with respect to an axis,
The journal has a support surface portion that is supported to face the bearing, and the support surface portion is provided with a larger diameter than both sides in the axial direction.
Of the combination of the journal and the bearing as a pair, at least a pair of the journal and the bearing are configured to be relatively movable in the axial direction while sliding the support surface portion of the journal and the bearing. And a bearing contact area which is an area where the support surface portion and the bearing are in contact with each other by moving both relative to each other in the axial direction. Shaft support structure.
上記ジャーナル移動手段は、上記バランスシャフトを軸方向において支持するためのバランスシャフト支持部を備えており、該バランスシャフト支持部を上記ハウジングに対してアクチュエータによって移動させることにより、上記バランスシャフトの上記ジャーナルを軸方向に移動させることができるよう構成されていることを特徴とするバランスシャフトの支持構造。 In Claim 2, the balance shaft is supported by the bearing fixed to a housing,
The journal moving means includes a balance shaft support portion for supporting the balance shaft in the axial direction, and the journal of the balance shaft is moved by moving the balance shaft support portion with respect to the housing by an actuator. A structure for supporting a balance shaft, characterized in that the shaft can be moved in the axial direction.
上記軸受移動手段は、上記軸受支持部をアクチュエータによって移動させることにより、上記軸受を軸方向に移動させることができるよう構成されていることを特徴とするバランスシャフト。 The bearing according to claim 4, wherein the bearing is fixed to the bearing support portion arranged to be movable with respect to the housing.
The balance shaft, wherein the bearing moving means is configured to move the bearing in the axial direction by moving the bearing support portion with an actuator.
該油供給通路は、上記ジャーナルと上記軸受とが相対移動可能な範囲内でどのような位置にあっても、上記ジャーナルの上記支持面部に開口していることを特徴とするバランスシャフトの支持構造。 In any one of Claims 1-5, the inside of the said bearing is provided with the oil supply path for supplying lubricating oil between the said journal and the said bearing,
The oil supply passage is open to the support surface portion of the journal at any position within a range in which the journal and the bearing can move relative to each other. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008178890A JP2010019301A (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | Balance shaft support structure |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019105212A (en) * | 2017-12-12 | 2019-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | On-board engine |
| CN110388279A (en) * | 2018-04-17 | 2019-10-29 | 丰田自动车株式会社 | The machine oil storage organization and internal combustion engine of internal combustion engine |
-
2008
- 2008-07-09 JP JP2008178890A patent/JP2010019301A/en active Pending
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