專利名稱：平衡軸及發動機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種具備在軸頸部形成了潤滑油供給用的溝槽的平衡軸及具備平衡軸的發動機。
背景技術：
活塞式發動機為了消除因活塞的往返運動產生的振動，會有具備平衡軸的情況。平衡軸的重心與其旋轉中心軸偏離。在保持平衡軸的滑軸承部設有用于供給潤滑油的潤滑油吐出口。且在被該滑軸承部支撐的平衡軸的軸頸部形成了圓周方向的溝槽，因此可保持供給到與滑軸承部之間的潤滑油。作為現有技術，例如有實公平7-24691號公報。
隨著平衡軸的重心偏離中心，易導致軸頸部與滑軸承部的接觸壓力成為最大的最大負載點的油膜間斷。為防止這種情況發生，圓周方向的溝槽長度的中心位置設在與平衡軸的旋轉軸正交的截面中比重心所偏向的方向相反側位置偏向平衡軸的逆旋轉方向的位置上。
但若是上述構成，旋轉平衡軸，而溝槽與潤滑油吐出口相通時，平衡軸被流入溝槽的潤滑油推向重心所偏向側。此時，會有軸頸部破壞潤滑油的油膜，而與滑軸承部沖突的情況。
在發動機上設有爆振傳感器。爆振傳感器在發動機引起爆振時檢測爆振的振動。若爆振的振動被檢測，則發動機被控制為延遲了點火時序的延遲點火狀態。發動機通過被控制成延遲點火狀態，可解除爆振現象。在這種情況下，爆振傳感器安裝到氣缸體側面且平衡軸附近時較多。因此，當平衡軸設在氣缸體側面時，若平衡軸的軸頸部與氣缸體的滑軸承部發生沖突，則爆振傳感器便將因沖突而發生的周期性振動噪聲誤當作爆振的振動而檢測。其結果，雖然未發生爆振，發動機也被控制成延遲點火狀態，從而降低輸出功率。
發明內容
因此，本發明提供一種具有軸頸部與其軸承部不與旋轉中心沖突的形狀的平衡軸。且，還提供一種通過具備該平衡軸，防止發生啟動延遲點火控制的水平的振動噪聲的發動機。
本發明的平衡軸與發動機的曲柄軸平行地進行配置。該平衡軸具有，重心從旋轉軸偏離的配重部、和形成于該配重部的被軸承部支撐的軸頸部。在軸頸部的外圓周面與配重部重心側相反側的范圍內，沿著圓周方向形成至少半圓周長的溝槽。溝槽的深度從旋轉方向的上游端經過至少4分之1的圓周長的范圍內，隨著接近下游而逐漸增大。
此外，本發明的發動機具備與曲柄軸平行地配置的平衡軸。平衡軸具有，重心從旋轉軸偏離的配重部、和形成于該配重部的被軸承部支撐的軸頸部。軸承部通過潤滑油供給路徑供給潤滑油。在軸頸部的外圓周面與配重部的重心側相反側的范圍內，沿著周方向形成至少半圓周長的溝槽。溝槽深度從旋轉方向的上游端經過至少4分之1的圓周長，隨著接近下游而逐漸增大。
圖1為透過周邊部件表示本發明的一實施方式的發動機中的平衡軸配置的透視圖。
圖2為圖1所示的平衡軸與托架部的剖面圖。
圖3為沿著圖2中所示的F3-F3的剖面圖。
圖4為圖1所示的發動機的油壓路徑的示意圖。
圖5為表示發動機的轉數、和安裝于圖1所示的發動機的爆振傳感器及安裝于現有發動機的爆振傳感器的最大輸出功率值之間關系的圖。
具體實施例方式
參照圖1至圖4對本發明的一實施方式的發動機1進行說明。圖所示的發動機1具備氣缸體2、活塞3、曲柄軸4、以及平衡軸5a，5b。氣缸體2上形成了并列成一列的氣缸6。活塞3嵌插在各氣缸6中，并通過連桿連接在曲柄軸4上。
平衡軸5a，5b，如圖2所示，被存放在設置于氣缸體2的托架部7。在托架部7上設有滑軸承部8，作為支撐平衡軸5a，5b的軸承部。平衡軸5a，5b夾住沿著活塞3移動方向的面而分別在兩側各設置1個。平衡軸5a，5b的旋轉軸A1，A2與曲柄軸4的旋轉軸B平行地進行配置。平衡軸5a，5b具備配重部9、軸部10、以及軸頸部11。
配重部9為將以旋轉軸A1，A2為中心的圓柱的一部分切除的形狀。在圖3中以點劃線示出具體的配重部9的剖面形狀。因此，配重部9的重心M的位置偏離了平衡軸5a，5b的旋轉軸A1，A2。軸部10以平衡軸5a，5b的旋轉軸A1，A2為中心安裝在配重部9一側的端9a上，并沿著旋轉軸A1，A2向氣缸體2的外部突出。
此外，如圖1所示，在由氣缸體2突出的軸部10的端部10a上安裝了帶齒的皮帶輪12或齒輪13。帶齒皮帶輪12通過第1帶齒帶15與第1曲柄皮帶輪14連接。第1曲柄皮帶輪14被安裝于從氣缸體2突出的曲柄軸4上。
齒輪13與連接在從動帶齒皮帶輪18的從動齒輪19嚙合。從動帶齒皮帶輪18通過第2帶齒帶17與第2曲柄皮帶輪16連動。第2曲柄皮帶輪16沿著旋轉軸B的方向與第1曲柄皮帶輪14并列地安裝在曲柄軸4上。
由此，平衡軸5a，5b與曲柄軸4的轉數同步旋轉。在本實施方式的發動機1中，各皮帶輪12，14，16，18的齒數、以及齒輪13，19的齒數設定成平衡軸5a，5b的轉數為曲柄軸4的轉數的2倍。而且，因平衡軸5a，5b應與曲柄軸4同步旋轉，所以除了如上述地通過帶齒帶與帶齒皮帶輪和齒輪連接以外，還可通過鏈條和連輪等連接。
軸頸部11在沿著平衡軸5a，5b的旋轉軸A1，A2的方向上設置在配重部9的大致中央部。且，如圖2所示，通過帶齒皮帶輪12旋轉的平衡軸5a在與氣缸體2交叉的部分上也形成了軸頸部11。軸頸部11被滑軸承部8支撐。在軸頸部11的外圓周面上形成了溝槽20，21。設置于配重部9的軸頸部11的溝槽20，相對平衡軸5a，5b的旋轉軸A1，A2，在與配重部9的重心M偏離中心的方向的相反側的范圍內沿著圓周方向經過半圓周長形成了圓弧形狀。設置于軸部10的軸頸部11的溝槽21經過全圓周設置成圓環形狀。
潤滑油向軸頸部11與滑軸承部8之間供給。在平衡軸5a，5b旋轉期間，軸頸部11被潤滑油置為浮離滑軸承部8的狀態。潤滑油根據2種方法供給。在第1種方法中，潤滑油如圖2所示，從設置于氣缸體2的壁2a內部的潤滑油供給路徑22通過在滑軸承部8開口的潤滑油吐出口23供給。在第2種方法中，潤滑油如圖4所示，從設置于平衡軸5b內部的潤滑油供給路徑24通過在軸頸部11的溝槽20開口的潤滑油吐出口25供給。
如圖3所示，當潤滑油從滑軸承部8側供給時，設置于配重部9的軸頸部11的溝槽20的深度從旋轉方向的上游端20a經過至少4分之1圓周長范圍內，隨著接近下游而逐漸增大。
此外，檢測當發動機1引起爆振時的振動的爆振傳感器26安裝在氣缸體2的外表面上。在發動機1中，振動通過爆振傳感器26被檢測，則進行火花塞點火的時序的延遲點火控制，從而消除爆振現象。
如上設置的發動機1的平衡軸5a，5b因重心M偏離了中心，所以設置于配重部9的軸頸部11在滑軸承部8中以偏向重心M方向的狀態旋轉。平衡軸5a，5b如圖1所示的箭頭，互向反方向旋轉。且，平衡軸5a，5b旋轉為重心M分別在活塞3上頂點側及下頂點側一致到相同方向。當潤滑油從滑軸承部8側供給的平衡軸5a時，平衡軸5a旋轉，且溝槽20的上游端到達潤滑油吐出口23的位置時，潤滑油從潤滑油吐出口23流入溝槽2。
本實施方式的設置于平衡軸5a的溝槽20的深度經過至少4分之1的圓周長而從上游端20a隨著接近下游而逐漸增大。因此，潤滑油流入溝槽20的量逐漸增多。其結果，溝槽20也小幅地變化，以便逐漸升高內部壓力。因流入溝槽20的潤滑油的壓力不會急劇變化，所以軸頸部11不會接觸到滑軸承部8的內壁。即，不會產生如爆振傳感器26誤檢為爆振的振動的周期性振動噪聲。因不會從平衡軸5a產生周期性振動噪聲，所以發動機1不會被控制成延遲點火狀態，可防止發動機輸出功率降低。
在圖5中示出了將在不引起爆振現象的條件下運轉發動機時的爆振傳感器的檢測信號的最大輸出值根據發動機轉數繪制圖表的一例。在圖5中S為安裝于具備溝槽20的深度在上游端20a急劇變化的現有平衡軸的發動機的氣缸體的外表面的爆振傳感器輸出的值。且，T為安裝于具備溝槽20的深度如圖3所示逐漸增大的本實施方式的平衡軸5a的發動機1的氣缸體2外表面的爆振傳感器26輸出的值。
如圖5所示，本實施方式的平衡軸5a在發動機轉數很低的領域不產生可檢測為爆振信號的水平的振動。即，可充分發揮在不引起爆振現象的條件下運轉的發動機固有性能。
以上，本發明以直列4氣筒的發動機的氣缸體上配置了平衡軸的情況為例進行了說明，但平衡軸也可以設置在油盤等上。且，對氣筒數和發動機的形式，在不脫離本發明的主旨的范圍內可適當進行變更。
權利要求
1.一種平衡軸，與曲柄軸平行地配置，并具備重心從旋轉軸偏離的配重部、和形成于所述配重部的被軸承部支撐的軸頸部，其特征在于，在所述軸頸部的外圓周面的與所述配重部的重心側相反側的范圍內，沿著周方向形成至少半圓周長的溝槽，所述溝槽的深度從旋轉方向的上游端經過至少4分之1的圓周長，隨著接近下游而逐漸增大。
2.一種發動機，具備與曲柄軸平行地配置的平衡軸，且平衡軸具有，重心從旋轉軸偏離的配重部、和形成于所述配重部的被軸承部支撐的軸頸部，其特征在于，所述軸承部通過潤滑油供給路徑供給潤滑油，所述平衡軸在所述軸頸部的外圓周面與所述配重部的重心側相反側的范圍內，沿著周方向形成至少半圓周長的溝槽，所述溝槽的深度從旋轉方向的上游端經過至少4分之1的圓周長，隨著接近下游而逐漸增大。
全文摘要
發動機(1)具備與曲柄軸(4)平行地配置的平衡軸(5a，5b)。平衡軸(5a，5b)具有，重心(M)偏離旋轉軸的配重部(9)、和被形成于該配重部(9)的滑軸承部(8)支撐的軸頸部(11)。軸承部(8)在通過潤滑油供給路徑(22)供給潤滑油。在軸頸部(11)的外圓周面的配重部(9)的重心(M)側相反側的范圍內，沿著周方向形成至少半圓周長的溝槽(20)。溝槽(20)深度在旋轉方向上從上游端(20a)經過至少4分之1的圓周長隨著接近下游而逐漸增大。
文檔編號F16F15/22GK1576641SQ20041006372
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月7日 優先權日2003年7月7日
發明者金井敏和, 土居照幸, 大沼光彥 申請人:三菱自動車工業株式會社