JP2000065147A - 往復ピストンエンジンのつり合い装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立工程を簡略化することができ、しかもバ
ランサ軸を設けることによってクランク軸の支持剛性を
高めることができるように改良された往復ピストンエン
ジンのつり合い装置を提供する。 【解決手段】 クランク軸１の下方に延在するバランサ
軸１０Ｌ・１０Ｒを有する往復ピストンエンジンＥのつ
り合い装置６において、バランサ軸の軸方向についての
複数箇所に設けられたジャーナル１８…を支持するべく
軸方向に離間した複数箇所の軸受孔１７…を共通のバラ
ンサ軸ホルダ１６に一体形成し、そのバランサ軸ホルダ
を、クランク軸を支持するべくシリンダブロック４に固
定されたロワブロック５に形成された複数のベアリング
キャップ部同士間を連結する態様でベアリングキャップ
部の下面に結合するものとした。これによれば、バラン
サ軸ホルダにバランサ軸を予め組み付けたサブアセンブ
リとしてつり合い装置を構成することができる上、バラ
ンサ軸ホルダでベアリングキャップ部を補強することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バランサ軸を有す
る往復ピストンエンジンのつり合い装置に関し、特にピ
ストンが発生する二次起振力を打ち消すためのカウンタ
ウェートを備えたバランサ軸を有する往復ピストンエン
ジンのつり合い装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ピストンが発生する二次起振力を打ち消
すためのカウンタウェートを備えたバランサ軸をクラン
ク軸の下方に延設し、クランク軸の回転をチェーン／ス
プロケット機構を介してバランサ軸に伝達するようにし
たエンジンが、例えば特開平９−２１０１３５号公報な
どで公知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記公報に示された従
来構造のバランサ軸は、軸方向についての複数箇所が軸
受で支持されている。そしてその複数の軸受は、クラン
クジャーナルを支持するベアリングキャップの下面に個
別に固定されている。そのため、バランサ軸を設けるこ
とでエンジンを静粛化し得る反面、組立工数の大幅な増
大を招くことを余儀なくされていた。

【０００４】本発明は、このような従来技術の問題点を
解消するべくなされたものであり、その主な目的は、組
立工程を簡略化することができ、しかもバランサ軸を設
けることによってクランク軸の支持剛性を高めることが
できるように改良された往復ピストンエンジンのつり合
い装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を果たす
ために、本発明は、クランク軸１の下方に延在するバラ
ンサ軸１０Ｌ・１０Ｒを有する往復ピストンエンジンＥ
のつり合い装置６において、バランサ軸の軸方向につい
ての複数箇所に設けられたジャーナル１８…を支持する
べく軸方向に離間した複数箇所の軸受孔１７…を共通の
バランサ軸ホルダ１６に一体形成し、そのバランサ軸ホ
ルダを、クランク軸を支持するべくシリンダブロック４
に固定されたロワブロック５に形成された複数のベアリ
ングキャップ部同士間を連結する態様でベアリングキャ
ップ部の下面に結合するものとした。これによれば、バ
ランサ軸ホルダにバランサ軸を予め組み付けたサブアセ
ンブリとしてつり合い装置を構成することができる上、
バランサ軸ホルダでベアリングキャップ部を補強するこ
とができる。特に、バランサ軸ホルダに潤滑油ポンプ２
１を設け、かつバランサ軸の軸方向について互いに隣合
う軸受孔が設けられた部分同士間にオイルストレーナ支
持部（例えば実施の形態に記載の環状突部６１）を一体
形成するものとすれば、バランサ軸ホルダの剛性をより
一層高めることができ、かつ部品点数をより一層削減で
きる。またその場合は、バランサ軸の軸受孔が設けられ
た部分とオイルストレーナ支持部とを、バランサ軸ホル
ダの下方に突出するようにバランサ軸の直下にバランサ
軸に沿って形成されたリブ６２で連結するようにすれ
ば、バランサ軸ホルダの剛性のより一層の向上のみなら
ず、オイルパン内の潤滑油の移動をリブによって抑制す
るようにできる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に添付の図面に示された一実
施の形態を参照して本発明を詳細に説明する。

【０００７】本発明が適用されたエンジンの要部縦断面
図を図１に示す。このエンジンＥは、クランク軸１を水
平方向に延在させた直列４気筒エンジンであり、特開平
９−２１０１３５号公報に開示されている如き公知のエ
ンジンと同様に、ヘッドカバー２、シリンダヘッド３、
シリンダブロック４、ロワブロック５、つり合い装置
６、及びオイルパン７を備えている。

【０００８】つり合い装置６は、ピストンの往復運動に
起因して発生するエンジンＥの二次振動を低減するため
のものであり、オイルパン７に内包された状態でロワブ
ロック５の下面（クランク軸の下方）にボルトＢ１を用
いて固定されており、図２に併せて示されているよう
に、クランク軸１の前端部（以下、クランクプーリ側を
前側とする）に固定された大スプロケット９と、左側
（以下、左右方向はクランクプーリに向かってのことと
する）のバランサ軸１０Ｌの前端に固定された小スプロ
ケット１１と、両スプロケット９・１１間に掛け渡され
た無端リンクチェーン１２とを介し、クランク軸１の回
転が伝達されるようになっている。

【０００９】リンクチェーン１２は、ロワブロック５の
前面のクランク軸中心より左側に固定されたチェーンガ
イド１３にて振れ止めがなされると共に、つり合い装置
６の前端面の小スプロケット１１の右隣に固定されたチ
ェーンテンショナ１４により、常時適切な張力が作用す
るようにされている。

【００１０】つり合い装置６は、実質的に同一形状をな
す左右一対のバランサ軸１０Ｌ・１０Ｒと、これら２本
のバランサ軸１０Ｌ・１０Ｒを互いに平行に支持し、か
つ受容するバランサ軸ホルダ１６とを備えている。

【００１１】両バランサ軸１０Ｌ・１０Ｒは、上面が開
放された概ね半円筒形をなすバランサ軸ホルダ１６の前
後各端壁及び中間壁に形成された軸受孔１７…に、その
両端および中間部に形成されたジャーナル１８…を挿通
して支持されている（図３参照）。そして両バランサ軸
１０Ｌ・１０Ｒの中間ジャーナル１８ＲＭ・１８ＬＭの
前後両側に、ピストンの慣性とつり合わせるためのカウ
ンタウェート１９が形成されている。また、これら両バ
ランサ軸１０Ｌ・１０Ｒの各後端（反クランクプーリ
側）には、互いに噛合するヘリカルギヤ２０が固定され
ている。

【００１２】上記の如くして、大スプロケット９、小ス
プロケット１１、及び無端リンクチェーン１２によって
クランク軸１の２倍の回転速度で且つクランク軸１と同
方向へ左バランサ軸１０Ｌが回転駆動され、ヘリカルギ
ヤ２０の噛合によって右バランサ軸１０Ｒがそれとは逆
向きに回転駆動されるようになっている。

【００１３】バランサ軸ホルダ１６の前壁には、エンジ
ン各部へ潤滑油を圧送するための例えばトロコイド式の
潤滑油ポンプ２１が設けられている。この潤滑油ポンプ
２１は、バランサ軸ホルダ１６の前壁に一体形成された
ポンプ受容部２２に受容されるアウタロータ２１Ａと、
右バランサ軸１０Ｒの前端に連結されるインナロータ２
１Ｂと、バランサ軸ホルダ１６の前端面に接合されるポ
ンプカバー２３とからなっている。

【００１４】バランサ軸ホルダ１６の前面とポンプカバ
ー２３の後面との間には、図４に併せて示すように、吸
入室２４及び吐出室２５が画成されている。そして右バ
ランサ軸１０Ｒと一体回転するインナロータ２１Ｂがア
ウタロータ２１Ａと共働し、バランサ軸ホルダ１６の底
壁に取り付けられるオイルストレーナ２６からバランサ
軸ホルダ１６の底壁に内設された吸入油路２７を経て吸
引したオイルパン７内の潤滑油を、ロワブロック５及び
シリンダブロック４に内設された油路（図示せず）に連
結される吐出油路２８を経てエンジン各部へと圧送する
ようになっている。

【００１５】チェーンテンショナ１４は、バランサ軸ホ
ルダ１６の前端面に固定されるポンプカバー２３と共通
のボルトＢ２の一部をもって、ポンプカバー２３の前面
における左バランサ軸１０Ｌに固定された小スプロケッ
ト１１の右隣、つまり右バランサ軸１０Ｒの前端に対向
する位置に固定されている。このように、ポンプカバー
２３とチェーンテンショナ１４とを共締め固定すること
で組立工数の削減が図られている。また、右バランサ軸
１０Ｒの前端に対向する位置にチェーンテンショナ１４
を配置すれば、クランク軸１と両バランサ軸１０Ｌ・１
０Ｒとの中心を結ぶ三角形の輪郭からチェーンテンショ
ナ１４が大幅にはみ出さないので、エンジンＥの幅寸法
の増大を抑制する上に有利である。

【００１６】このチェーンテンショナ１４は、図５に示
した如く、テンショナボディ２９に形成されたシリンダ
孔３０に摺合したプランジャ３１を潤滑油ポンプ２１の
吐出圧で押し出し、テンショナボディ２９に一端を揺動
自在に支持された弓形のシュー３２をリンクチェーン１
２に押しつけるものであり、ポンプカバー２３の前面に
凹設されたリザーバ室３３（図６参照）を介して潤滑油
ポンプ２１の吐出圧がシリンダ孔３０に供給されるよう
になっている。

【００１７】リザーバ室３３は、バランサ軸ホルダ１６
の前面に凹設された溝３４とポンプカバー２３の後面と
で形成される油路３５に、ポンプカバー２３に穿設され
たオリフィス３６を介して連通している。そしてバラン
サ軸ホルダ１６の前面の油路３５は、ロワブロック５へ
の吐出油路２８から分岐してバランサ軸ホルダ１６の前
壁に内設された左バランサ軸１０Ｌ用の前部軸受孔１７
ＬＦへの油路３８に連通している（図４参照）。

【００１８】なお、ポンプカバー２３とテンショナボデ
ィ２９との間には、オイルフィルタ３９が挟設されてい
る。

【００１９】上記の如く、バランサ軸ホルダ１６の前
面、ポンプカバー２３、及びテンショナボディ２９の互
いの接合面にシリンダ孔３０へ圧油を供給するためのリ
ザーバ室３３及び油路３５を形成するものとすれば、最
短の油路を極めて簡単に形成することができる。なお、
リザーバ室３３はオリフィス３６を介して油路３５に連
通しているので、潤滑油ポンプ２１の吐出圧が低下した
際にもシュー３２の押圧力が直ちに低下することはな
い。

【００２０】ところで、潤滑油ポンプ２１の吐出圧は、
インナロータ２１ｂが直結された右バランサ軸１０Ｒの
前端面にも作用するが、これは右バランサ軸１０Ｒのス
ラスト荷重を増大させ、回転抵抗を増大させる要因とな
る。そこで本実施例においては、右バランサ軸１０Ｒの
前ジャーナル１８ＲＦの外周面の一部を切削して平坦面
４０を形成することにより、軸線に直交する断面の形状
が欠円形をなす圧力逃がし用の通路４１を軸受孔１７Ｒ
Ｆの内周面との間に形成するものとしている（図３並び
に図７参照）。これにより、右バランサ軸１０Ｒの前端
面とバランサ軸ホルダ１６の前端壁側の右軸受孔１７Ｒ
Ｆとの間の空間Ｇに侵入した潤滑油ポンプ２１の吐出油
がこの通路４１から逃げるので、右バランサ軸１５のス
ラスト荷重が過大にならずに済む。

【００２１】この油路４１は、その機能からして、要は
軸端面からバランサ軸ホルダ１６内へ連通するものであ
りさえすれば良いが、その形成に要する工程が極めて簡
単で済むことから、上記の如き外周面の一部を平面にし
たものが特に好ましく、またその位置については、カウ
ンタウェート１９の遠心荷重が加わるために油膜が切れ
易くなる側への潤滑油の供給を十分に行うことができ、
しかも非ウェート側に設けるよりも逃げ量が過剰になら
ずに済むという利点に照らし、図７に示した如く、回転
方向について非ウェート側からウェート側へ移行する境
界部に設けることが好ましい。また、本実施例において
は、潤滑油ポンプ２１のインナロータ２１ｂの軸後端に
形成した平板部４２を右バランサ軸１５の前端に形成し
た摺り割り４３に突入させてインナロータ２１ｂを右バ
ランサ軸１５に連結させているが、摺り割り４３の中心
線に直交する向きに平面切削を施すものとすれば、右バ
ランサ軸１０Ｒの前ジャーナル１８ＲＦ部についての静
的バランスを悪化させずに済む。

【００２２】バランサ軸ホルダ１６の後端には、両バラ
ンサ軸１０Ｌ・１０Ｒを抜け止めするためのスラストプ
レート４４が接合されている。このスラストプレート４
４の内面には、図３並びに図８に示す如く、両バランサ
軸１０Ｌ・１０Ｒの後端に固定されたヘリカルギヤ２０
の後端面から突出する縮径部４５を受容する窪み４６が
形成されており、この窪み４６に縮径部４５を突入させ
ると、ヘリカルギヤ２０の後端面の一部がスラストプレ
ート４４の内面に摺接し、これによってバランサ軸１０
Ｌ・１０Ｒに作用するスラスト力が受け止められるよう
になっている。

【００２３】２つの窪み４６内は、バランサ軸ホルダ１
６の左側後部をロワブロック５に固定するボルトＢ１の
挿通孔４７に連なる連結油路４８で互いに連通してい
る。これら２つの窪み４６及び連結油路４８を形成する
ためにスラストプレート４４の外面には、左側端から右
バランサ軸１０Ｒの中心に向けて横向きに延在する膨出
部４９が形成されている。そしてバランサ軸ホルダ１６
の後端面にスラストプレート４４を結合するボルトＢ３
の挿通孔が設けられたボス５１と膨出部４９との間がリ
ブ５２Ａで連結されており、これによってスラストプレ
ート４４の剛性がより一層高められている。特に、リブ
５２Ａは、膨出部４９における各バランサ軸端との対向
部４９Ａとボス５１とを連結しているので、スラストプ
レート４４におけるヘリカルギヤ２０の後端面の一部が
摺接する面、つまりスラスト力支持面４４Ａの剛性向上
を、重量増加を抑制しつつ達成している。さらに、上側
の２点のボス５１間を連結するリブ５２Ｂの中央部と対
向部４９Ａとをリブ５２Ｃで連結することにより、スラ
スト力支持面４４Ａのさらなる剛性向上に寄与し得る。

【００２４】連結油路４８は、シリンダブロック４及び
ロワブロック５に内設された油路５３と連結されてお
り、シリンダブロック４内を経てきた潤滑油を、左側の
窪み４６から右側の窪み４６へと導くようになっている
（図９参照）。

【００２５】両バランサ軸１０Ｌ・１０Ｒの中心部に
は、後端から中間ジャーナル１８ＬＭ・１８ＲＭに至る
軸方向油路５４が形成されている。また中間ジャーナル
１８ＬＭ・１８ＲＭ並びに後ジャーナル１８ＬＲ・１８
ＲＲには、軸方向油路５４と交差する直径線に沿って各
ジャーナル１８…を貫通する径方向油路５５がそれぞれ
形成されている。

【００２６】これらにより、両窪み４６内に流入した潤
滑油は、両バランサ軸１０Ｌ・１０Ｒの後端の開口から
軸方向油路５４を経て径方向油路５５から流れ出る際
に、各軸受孔１７…と各ジャーナル１８…との間を潤滑
する。これと同時に、縮径部４５の外周面と窪み４６の
内周面との隙間を経てヘリカルギヤ２０の後端面とスラ
ストプレート４４の内面との摺接面、つまりスラスト力
支持面４４Ａに潤滑油が流出し、同面を潤滑する。ここ
で縮径部４５の外周面と窪み４６の内周面との隙間寸法
を、オリフィス作用が得られるように適宜に設定するこ
とにより、スラスト力支持面４４Ａへ流出する油量を規
定することができる。

【００２７】他方、図３に示した如く、バランサ軸ホル
ダ１６の内側を前後に仕切る形に設けられた中間壁５６
Ｍと後壁５６Ｒの付け根には連通孔５７が形成されてお
り、バランサ軸ホルダ１６内に落下した潤滑油が、ヘリ
カルギヤ２０の受容部に流入するようになっている。ま
た、ヘリカルギヤ２０のねじり方向は、両バランサ軸１
０Ｌ・１０Ｒの回転に伴ってスラストプレート４４とバ
ランサ軸ホルダ間の上部に設けられた開口部５８から潤
滑油を外部に排出するねじポンプの作用が得られるよう
に定められている。これにより、バランサ軸１０Ｌ・１
０Ｒの回転支持を潤滑した潤滑油がバランサ軸ホルダ１
６内に溜まらないので、回転するバランサ軸１０Ｌ・１
０Ｒが潤滑油を攪拌することでエアレーションを引き起
こしたり、潤滑油自体の粘性が回転抵抗となったりする
不都合が解消される。またスラストプレート４４の下部
に排油孔５９を設けることで下方に溜まった潤滑油を排
出するようにしても良い。

【００２８】図１０並びに図１１に示す如く、バランサ
軸ホルダ１６の底壁の中央部の中間壁５６Ｍ寄りの部分
には、オイルストレーナ２６を取り付けるための取付孔
６１Ａが開設された環状突部６１が形成されている。こ
のように環状突部６１が形成されているので、オイルス
トレーナ支持部の剛性が高められている。そしてバラン
サ軸ホルダ１６の外面には、バランサ軸１０Ｌ・１０Ｒ
の軸線に沿う縦リブ６２と、これに直交する向きの横リ
ブ６３とが一体形成されている。これらのリブ６２・６
３は、オイルストレーナの支持部である環状突部６１の
周囲とも連結されており、これにより、バランサ軸ホル
ダ１６の補強がなされている。これらのリブ６２・６３
は、バランサ軸ホルダ１６の外面から突出しており、オ
イルパン７内に貯容された潤滑油の流動に抵抗を与え、
オイルパン７の内面を揺動する潤滑油が叩く現象を起き
難くする作用も得られる。

【００２９】ところで、周知の如くクランク軸のジャー
ナルは、シリンダブロックに形成されたシリンダ間の隔
壁の下面と隔壁下面にボルト止めされるベアリングキャ
ップとの間に形成された複数の軸受孔に支持されてい
る。つまり複数のベアリングキャップ同士が互いに一体
化されていた方が、クランク軸の支持剛性を高める上に
有利である。そこで本発明においては、上記の如くして
高剛性が与えられたバランサ軸ホルダ１６を、ベアリン
グキャップ部が形成されたロワブロック５に結合するこ
とにより、クランク軸１の軸方向について互いに隣り合
わせに設けられた複数のベアリングキャップ部同士が相
互に連結されるものとした。これにより、ロワブロック
５の剛性がより一層高められ、その結果クランク軸１の
支持剛性も高められる。

【００３０】なお、上記実施の形態は二次バランサ軸に
ついてのみ説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば一次バランサなど、他の次数の振動を
低減するバランサ軸にも適用可能である。

【００３１】

【発明の効果】このように請求項１の発明によれば、バ
ランサ軸を支持するバランサ軸ホルダでベアリングキャ
ップ部同士間を連結するものとしたので、バランサ軸ホ
ルダにバランサ軸を予め組み付けておくことでつり合い
装置のサブアセンブリ化が可能となり、バランサ軸の組
付工数の低減を企図し得る。しかも専用の補強部材を設
けることなくクランク軸の支持剛性を高めることができ
る。これに加えて請求項２の発明によれば、バランサ軸
ホルダに潤滑油ポンプを設け、かつバランサ軸の軸方向
について互いに隣合う軸受孔が設けられた部分同士間に
オイルストレーナ支持部を一体形成するものとしたの
で、バランサ軸ホルダの剛性をより一層高め、かつ部品
点数をより一層削減できる。さらに請求項３の発明によ
れば、バランサ軸の軸受孔が設けられた部分とオイルス
トレーナ支持部とを、バランサ軸ホルダの下方に突出す
るようにバランサ軸の直下にバランサ軸に沿って形成さ
れたリブで連結するようにしたので、バランサ軸ホルダ
の剛性のより一層の向上はもとより、オイルパン内の潤
滑油の移動をリブによって抑制することができる。つま
り本発明により、バランサ軸を設けたことにより生じる
不利益を上回る付加的な利益を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるエンジンを一部切除した状
態を前方から見た図

【図２】つり合い装置の分解した状態を右前の上方から
見た図

【図３】つり合い装置の右バランサ軸の中心に沿って切
断した面を右側方から見た図

【図４】バランサ軸ホルダを前方から見た図

【図５】バランサ軸ホルダに取り付けられた状態のチェ
ーンテンショナをシリンダ孔の軸線に直交する向きに切
断した面を右側方から見た図

【図６】ポンプカバーを前方から見た図

【図７】右バランサ軸の前ジャーナルと軸受孔との結合
部における軸線に直交する向きに切断した面の要部を正
面から見た図

【図８】つり合い装置の要部をバランサ軸の中心に沿っ
て切断した面を下方から見た図

【図９】エンジンに取り付けられたつり合い装置を後方
から見た図

【図１０】バランサ軸ホルダの下方から見た図

【図１１】バランサ軸ホルダの右側方から見た図

【符号の説明】

Ｅ 往復ピストンエンジン １ クランク軸 ４ シリンダブロック ５ ロワブロック（ベアリングキャップ部が形成された
部材） ６ つり合い装置 １０Ｌ・１０Ｒ バランサ軸 １６ バランサ軸ホルダ １７ 軸受孔 １８ ジャーナル ２１ 潤滑油ポンプ ２６ オイルストレーナ ６１ 環状突部（オイルストレーナ支持部） ６２ 縦リブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩田 和之 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 新里 智則 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G013 AA00 BB01 BB19 BD00 CA00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランク軸の下方に延在するバランサ軸
   を有する往復ピストンエンジンのつり合い装置であっ
   て、 前記バランサ軸の軸方向についての複数箇所に設けられ
   たジャーナルを支持するべく軸方向に離間した複数の軸
   受孔を共通のバランサ軸ホルダに一体形成し、 前記バランサ軸ホルダを、クランク軸を支持するべくシ
   リンダブロックに固定された複数のベアリングキャップ
   部同士間を連結する態様でベアリングキャップ部の下面
   に結合したことを特徴とする往復ピストンエンジンのつ
   り合い装置。
2. 【請求項２】 前記バランサ軸ホルダに潤滑油ポンプを
   設け、かつ前記バランサ軸の軸方向について互いに隣合
   う軸受孔が設けられた部分同士間にオイルストレーナ支
   持部を一体形成したことを特徴とする請求項１に記載の
   往復ピストンエンジンのつり合い装置。
3. 【請求項３】 前記バランサ軸ホルダの下方に突出する
   ように前記バランサ軸の直下に前記バランサ軸に沿って
   形成されたリブで前記バランサ軸の軸受孔が設けられた
   部分と前記オイルストレーナ支持部とを連結することを
   特徴とする請求項２に記載の往復ピストンエンジンのつ
   り合い装置。