特開 2024-157729 バランスシャフト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024157729

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】バランスシャフト

(51)【国際特許分類】

   F16F 15/136 20060101AFI20241031BHJP

   F16F 15/12 20060101ALI20241031BHJP

【ＦＩ】

F16F15/136 A

F16F15/12 S

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023072259

(22)【出願日】2023-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 和正

(57)【要約】      （修正有）

【課題】共振時の振動が抑制されたバランスシャフトを提供する。
【解決手段】軸部と軸部に相対回転可能に装着され、エンジンのクランクシャフトに従動するドリブンギヤと軸部に固定され、ドリブンギヤと軸方向に対向したダンパカバーとドリブンギヤとダンパカバーとの間で周方向に並ぶようにダンパカバーに保持された第１及び第２ストッパゴムとを備え、ドリブンギヤは、第１ストッパゴムと第２ストッパゴムとの間に突出した衝突突部を有し、第１ストッパゴムは、ドリブンギヤが加速する際に衝突突部が衝突して弾性圧縮する加速側圧縮部を有し、第２ストッパゴムは、ドリブンギヤが減速する際に衝突突部に衝突して弾性圧縮する減速側圧縮部を有し、加速側圧縮部及び減速側圧縮部の固有振動数が互いに異なる値となるように、加速側圧縮部及び減速側圧縮部の一方に孔部が形成されているバランスシャフト。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸部と、
前記軸部に相対回転可能に装着され、エンジンのクランクシャフトに従動するドリブンギヤと、
前記軸部に固定され、前記ドリブンギヤと軸方向に対向したダンパカバーと、
前記ドリブンギヤと前記ダンパカバーとの間で周方向に並ぶように前記ダンパカバーに保持された第１及び第２ストッパゴムと、を備え、
前記ドリブンギヤは、前記第１ストッパゴムと前記第２ストッパゴムとの間に突出した衝突突部を有し、
前記第１ストッパゴムは、前記クランクシャフトの回転により前記ドリブンギヤが加速する際に前記衝突突部が衝突して弾性圧縮する加速側圧縮部を有し、
前記第２ストッパゴムは、前記クランクシャフトの回転により前記ドリブンギヤが減速する際に前記衝突突部に衝突して弾性圧縮する減速側圧縮部を有し、
前記加速側圧縮部及び前記減速側圧縮部の固有振動数が互いに異なる値となるように、前記加速側圧縮部及び減速側圧縮部の一方に孔部が形成されている、バランスシャフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バランスシャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

エンジンのクランクシャフトと同期して回転することにより、エンジンの振動を抑制するバランスシャフトが知られている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１０１４７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

バランスシャフトが共振する場合がある。このような共振時の振動が大きいと、バランスシャフトの耐久性に影響を与えるおそれがある。

【0005】

そこで、共振時の振動が抑制されたバランスシャフトを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的は、軸部と、前記軸部に相対回転可能に装着され、エンジンのクランクシャフトに従動するドリブンギヤと、前記軸部に固定され、前記ドリブンギヤと軸方向に対向したダンパカバーと、前記ドリブンギヤと前記ダンパカバーとの間で周方向に並ぶように前記ダンパカバーに保持された第１及び第２ストッパゴムと、を備え、前記ドリブンギヤは、前記第１ストッパゴムと前記第２ストッパゴムとの間に突出した衝突突部を有し、前記第１ストッパゴムは、前記クランクシャフトの回転により前記ドリブンギヤが加速する際に前記衝突突部が衝突して弾性圧縮する加速側圧縮部を有し、前記第２ストッパゴムは、前記クランクシャフトの回転により前記ドリブンギヤが減速する際に前記衝突突部に衝突して弾性圧縮する減速側圧縮部を有し、前記加速側圧縮部及び前記減速側圧縮部の固有振動数が互いに異なる値となるように、前記加速側圧縮部及び減速側圧縮部の一方に孔部が形成されている、バランスシャフトによって達成できる。

【発明の効果】

【0007】

共振時の振動が抑制されたバランスシャフトを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、バランサー装置の概略構成図である。

【図2】図２は、図１のＡ―Ａ断面図である。

【図3】図３Ａは、バランスシャフトの加速時でのストッパゴムの状態を示した図であり、図３Ｂは、バランスシャフトの減速時でのストッパゴムの状態を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［バランサー装置の概略構成］
図１は、バランサー装置１の概略構成図である。図１は、バランサー装置１の断面を示している。バランサー装置１は、ハウジング２、及びバランスシャフト３を含む。ハウジング２は、バランスシャフト３を回転可能に保持している。バランスシャフト３は、エンジンのクランクシャフト１００に対して略平行となるようにハウジング２に保持されている。図１ではクランクシャフト１００の一部のみを示している。

【0010】

バランスシャフト３は、軸部４、ダンパカバー５、ストッパゴム６、ドリブンギヤ７、ドライブギヤ８、及びバランスウェイト９を含む。ドリブンギヤ７は、軸部４に相対回転可能に設けられている。ダンパカバー５は、軸部４の先端に固定されている。ダンパカバー５とドリブンギヤ７とは対向している。ドリブンギヤ７は、クランクシャフト１００に固定されたドライブギヤ１０１と噛み合い、ドライブギヤ１０１に従動する。ドリブンギヤ７は樹脂製である。詳しくは後述するが、ストッパゴム６は、ダンパカバー５とドリブンギヤ７との間に配置されている。バランスウェイト９は、軸部４の他端側に設けられている。図１には示していないが、バランサー装置１は、ハウジング２に回転可能に保持されドライブギヤ８に従動するバランスシャフトを備えている。

【0011】

図２は、図１のＡ－Ａ断面図である。ダンパカバー５は、底部、外周部５２、及び複数の支持突部５３を含む。底部は、軸部４の先端に挿入されて固定された円板形状の部位である。外周部５２は、底部の外周端部から軸方向に延設されたリング状の部位である。支持突部５３は、外周部５２の内周面５２１から径方向Ｒの内側に形成された突状の部位である。複数の支持突部５３は、周方向Ｃに等角度間隔で設けられている。本実施例では、４つの支持突部５３が設けられている。

【0012】

ダンパカバー５内には、複数のストッパゴム６が周方向Ｃに並ぶように配置されている。本実施例では、４つのストッパゴム６が配置されている。ストッパゴム６は、支持突部５３のそれぞれを周方向Ｃから挟む。ストッパゴム６は、加速側圧縮部６１ａ、減速側圧縮部６１ｂ、及び連結部６２を含む。連結部６２は、加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂよりも径方向Ｒの厚みが薄く形成されている。図２では半時計方向に、加速側圧縮部６１ａ、連結部６２、減速側圧縮部６１ｂが順に位置する。連結部６２は、周方向Ｃに延びて加速側圧縮部６１ａと減速側圧縮部６１ｂとを連結している。加速側圧縮部６１ａと減速側圧縮部６１ｂとは、支持突部５３を挟んでいる。連結部６２は、支持突部５３の径方向Ｒの内側の先端面に接している。加速側圧縮部６１ａには、軸方向に突出した挿入突部６４ａが形成されている。この挿入突部６４ａは、ダンパカバー５の底部に形成された穴に嵌合している。このようにしてストッパゴム６はタンパカバー５に保持されている。

【0013】

減速側圧縮部６１ｂには、軸方向にストッパゴム６を貫通した孔部６４ｂが形成されている。加速側圧縮部６１ａに挿入突部６４ａが形成され減速側圧縮部６１ｂに孔部６４ｂが形成されていることを除き、加速側圧縮部６１ａと減速側圧縮部６１ｂとは、連結部６２を介して形状が略対称である。

【0014】

ドリブンギヤ７は、複数の衝突突部７１を含む。複数の衝突突部７１は、ドリブンギヤ７のダンパカバー５と対向する面からダンパカバー５に向けて突出している。複数の衝突突部７１は、周方向Ｃに隣接するストッパゴム６同士の間に位置する。尚、衝突突部７１の周方向Ｃの幅は、周方向Ｃに隣接するストッパゴム６同士の隙間よりも狭く形成されている。このため、衝突突部７１は、周方向Ｃに隣接するストッパゴム６の何れからも離間可能である。衝突突部７１の周方向Ｃの一方側に位置するストッパゴム６は第１ストッパゴムの一例であり、他方側に位置するストッパゴム６は第２ストッパゴムの一例である。

【0015】

［バランスシャフトの動作］
次にバランスシャフト３の加速時での動作について説明する。エンジンが加速するときには、クランクシャフト１００に設けたドライブギヤ１０１が加速する。これに伴って、ドリブンギヤ７も加速する。このとき、ドリブンギヤ７の衝突突部７１がストッパゴム６の加速側圧縮部６１ａに衝突するまで、ドリブンギヤ７は空転する。そして、衝突突部７１が加速側圧縮部６１ａに衝突した状態で、ドリブンギヤ７によってバランスシャフト３が加速する。このとき、加速側圧縮部６１ａは、衝突突部７１と支持突部５３との間に挟まれて弾性変形する。図３Ａは、バランスシャフト３の加速時でのストッパゴム６の状態を示した図である。

【0016】

次にバランスシャフト３の減速時での動作について説明する。エンジンが減速するときには、ドライブギヤ１０１及びドリブンギヤ７が減速する。しかしながら、軸部４が慣性力により減速前の回転速度で回転し続けようとする。このとき軸部４は、ストッパゴム６の減速側圧縮部６１ｂがドリブンギヤ７の衝突突部７１に衝突するまで空転する。そして、減速側圧縮部６１ｂが衝突突部７１に衝突した状態で、バランスシャフト３が減速する。その後、ドライブギヤ８及びドリブンギヤ７の回転に応じてバランスシャフト３が減速する。このとき、減速側圧縮部６１ｂは、衝突突部７１と支持突部５３との間に挟まれて弾性変形する。図３Ｂは、バランスシャフト３の減速時でのストッパゴム６の状態を示した図である。

【0017】

上述したように、減速側圧縮部６１ｂには軸方向に貫通した孔部６４ｂが形成されている。これに対して、加速側圧縮部６１ａにはこのような孔部は形成されていない。従って、減速側圧縮部６１ｂは加速側圧縮部６１ａよりも剛性が低く、弾性変形が容易である。このため減速側圧縮部６１ｂの固有振動数は、加速側圧縮部６１ａよりも低い値である。即ち、加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂの固有振動数は、互いに異なる値である。

【0018】

例えば加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂの双方とも固有振動数が同じ場合であってバランスシャフト３がその固有振動数で回転している場合には、加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂの双方が共振する。即ち、加速時には加速側圧縮部６１ａが大きく振動し、減速時には減速側圧縮部６１ｂが大きく振動する。このようにバランスシャフト３の共振時での振動が増大する。これにより、ストッパゴム６の耐久性や樹脂製のドリブンギヤ７の耐久性に影響を及ぼすおそれがある。

【0019】

本実施例のように減速側圧縮部６１ｂに孔部６４ｂが形成されていることにより、加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂの固有振動数は互いに異なる値となる。これにより例えばバランスシャフト３が加速側圧縮部６１ａの固有振動数で回転している場合には、減速時での減速側圧縮部６１ｂの振動は抑制される。同様にバランスシャフト３が減速側圧縮部６１ｂの固有振動数で回転している場合には、加速時での加速側圧縮部６１ａの振動は抑制される。このように、バランスシャフト３の共振時での振動を抑制することができる。これにより共振によるバランスシャフト３の耐久性への影響が抑制される。

【0020】

上記実施例では、減速側圧縮部６１ｂに孔部６４ｂが形成されているが、このような構成に限定されない。減速側圧縮部６１ｂには孔部を設けずに、加速側圧縮部６１ａに孔部を設けてもよい。また、この孔部は、貫通孔に限定されず、底部を有した孔であってもよい。また、孔部が延びる方向は、必ずしも軸方向に限定されない。加速側圧縮部６１ａ及び減速側圧縮部６１ｂの一方に設けられた孔部により、一方の固有振動数と他方の固有振動数とが異なればよい。

【0021】

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0022】

３ バランスシャフト
４ 軸部
５ ダンパカバー
６ ストッパゴム
６１ａ 加速側圧縮部
６１ｂ 減速側圧縮部
６４ｂ 孔部
７ ドリブンギヤ

【図1】

【図2】

【図3】