JP2001280110A - エンジンバランサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成にて、バランスウェイト及びギヤ
をオイルパン内のオイルから隔離しつつ、バランスシャ
フトの回転によるオイル攪拌を確実に防止して動力損失
の低減を図る。 【解決手段】 ハウジングを軸受部にて軸方向に二分割
される第１ハウジング部２２Ａと第２ハウジング２２Ｂ
とから構成すると共に、該両ハウジングの分割面にウェ
イト室２３又はギヤ室５１の少なくとも一方とオイルパ
ン内部とを連通する開口部（各溝６０〜６７）をオイル
パンの油面よりも高い位置に位置されるように設け、ウ
ェイト室２３又はギヤ室５１内のオイルをバランスシャ
フト２８、２９の回転に応じてバランスウェイト４０、
４１の径方向に延在する端面又はギヤ５６、５７により
開口部からオイルパン内部へ排出するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンバランサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に４気筒エンジンにおいては、例え
ばピストンの上下方向の往復運動によって発生する二次
の慣性力に起因してクランクシャフトの回転バランスに
不均衡が生じ、これが原因となってエンジンに上下振動
が生じる。このため、従来より、バランスウェイトが偏
心して設けられた２本のバランスシャフトを設け、該バ
ランスシャフトをクランクシャフトの回転力により相互
に反対方向に回転させて、エンジンの振動を抑制するエ
ンジンバランサが種々提案され、実用化されている。

【０００３】この種のエンジンバランサとしては、例え
ば、実開昭６２−２４１５０号公報に開示されるものが
ある。このエンジンバランサにおいては、バランスウェ
イトが偏心して設けられた２本のバランスシャフトが、
シリンダブロックの下部にオイルパン内に位置するよう
に取り付けたケーシングに回転可能に軸支されると共
に、一方のバランスシャフトに伝達されるクランクシャ
フトからの回転力を他方のバランスシャフトに伝達する
ギヤ装置がギヤケース内に収容されている。ケーシング
には、ケーシング底部と、ギヤ装置の回転により生じる
低圧部とを連通する連通路が設けられており、またギヤ
装置の回転により生じるギヤケースの高圧部をクランク
ケース内に連通する開口部がギヤケースに設けられてい
る。これにより、この従来のエンジンバランサにおいて
は、ギヤ装置の回転により低圧部に発生する負圧により
ケーシング内のオイルを連通路を介して吸い出し、ギヤ
装置の回転により開口部からクランクケース内に排出す
ることで、ケーシング内のオイルをバランスウェイトが
攪拌してエンジンの動力損失が増大することを防止しよ
うとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のエンジンバランサにおいては、ケーシングとギ
ヤケース内の低圧部とを連通する連通路が上方への傾き
をもつため、ギヤ装置内の低圧部に発生する程度の負圧
ではケーシング内のオイルを充分には吸い出すことがで
きない。そのため、オイルの排出能力が低く、ケーシン
グ内に貯留するオイルによるバランスウェイトの攪拌抵
抗を低減することができず、動力損失が増大するという
問題があった。特に低回転時は負圧が小さく、オイルを
排出できず、動力損失が大きくなってしまっていた。ま
た、更にギヤケースの下方に開口部が設けられているた
め、ギヤケース内にクランクケース内のオイルが侵入し
易く、侵入したオイルをギヤ装置が攪拌することによる
動力損失が招かれるという問題もあった。

【０００５】ゆえに、本発明は、簡単な構成にて、バラ
ンスウェイト及びギヤをオイルパン内のオイルから隔離
しつつ、バランスシャフトの回転によるオイル攪拌を確
実に防止して動力損失の低減を図ることを、その課題と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に講じた技術的手段は、シリンダブロックの下部にオイ
ルパン内に位置するように取り付けられるハウジング
と、該ハウジングに互いに平行に回転可能に軸支される
と共にその一方にクランクシャフトの回転動力が伝達さ
れる一対のバランスシャフトと、該各バランスシャフト
の外周に偏心して設けられ、前記ハウジングに形成され
るウェイト室内にて前記バランスシャフトと共に回転可
能なバランスウェイトと、前記各バランスシャフトに夫
々設けられ、前記ハウジングに形成されるギヤ室内にて
前記クランクシャフトの回転動力により前記各バランス
シャフトが相互に反対方向に回転するように互いに噛合
される一対のギヤとを備え、前記バランスシャフトの軸
受部がオイル通路を介して供給されるオイルにより潤滑
されるエンジンバランサにおいて、前記ハウジングを前
記軸受部にて軸方向に二分割される第１ハウジング部材
と第２ハウジング部材とから構成すると共に、該両ハウ
ジング部材の分割面に前記ウェイト室又は前記ギヤ室の
少なくとも一方と前記オイルパン内部とを連通する開口
部を前記オイルパンの油面よりも高い位置に位置される
ように設け、前記ウェイト室又は前記ギヤ室内のオイル
を前記バランスシャフトの回転に応じて前記バランスウ
ェイトの径方向に延在する端面又は前記ギヤにより前記
開口部から前記オイルパン内部へ排出するようにしたこ
とである。

【０００７】上記した手段によれば、バランスシャフト
の軸受部を潤滑したオイルは、ウェイト室又はギヤ室内
に流入するが、バランスウェイト又はギヤの回転によ
り、開口部からオイルパンのオイル液面上方空間に排出
される。これにより、バランスウェイト及びギヤをオイ
ルパン内のオイルから隔離しつつ、バランスシャフトの
回転によるオイル攪拌を確実に防止して動力損失の低減
を図られる。

【０００８】上記した手段においては、前記第１ハウジ
ング部材と前記第２ハウジング部材の分割面に、前記ウ
ェイト室と前記ギヤ室とを連通する連通溝を設けること
が望ましい。また、前記バランスウェイトの前記端面
を、前記バランスシャフトの軸方向にその中央部が凹状
になるように形成するのが望ましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に従ったエンジンバ
ランサの潤滑装置の実施形態を図面に基づき、説明す
る。

【００１０】図１乃至図６は、本発明の第１実施形態を
示す。図１において、クランクシャフト１０が回転可能
に支承されるシリンダブロック１１の下部にはオイルを
貯留するオイルパン１２が固定されていると共に、エン
ジンバランサ２０がオイルパン１２内に位置するように
固定されている。シリンダブロック１１には、エンジン
により駆動され、ストレーナ１６を介して吸込んだオイ
ルパン１２内のオイルをエンジンの各潤滑部へ圧送する
オイルポンプ１５が取り付けられており、オイルポンプ
１５からのオイルの一部は後述するようにエンジンバラ
ンサ２０の潤滑部へも供給される。

【００１１】エンジンバランサ２０は、図２乃至図６に
示すように、アルミ合金や鋳鉄等から成り、図示しない
締結具により互いに締結される第１ハウジング２２Ａと
第２ハウジング２２Ｂを有している。両ハウジング２２
Ａ及び２２Ｂには、後述するウェイト室２３を区画形成
するように互いに対向して凹部２３ａ、２３ｂが形成さ
れていると共に、ウェイト室２３と隔離されたギヤ室５
１を区画形成するように互いに対向して凹部５１ａ、５
１ｂが形成されている。また、両ハウジング２２Ａ及び
２２Ｂには、ジャーナル部２４ａ、２４ｂ；２６ａ、２
６ｂが夫々対向して且つ、同一軸線上に位置するように
形成されていると共に、ジャーナル部２５ａ、２５ｂ；
２７ａ、２７ｂが夫々対向して、且つ同一軸線上に位置
するように形成されている。各ジャーナル部２４ａ、２
４ｂ；２６ａ、２６ｂには、軸受５０を介して回転自在
にバランスシャフト２８が支承されていると共に、各ジ
ャーナル部２５ａ、２５ｂ；２７ａ、２７ｂには、軸受
５０を介して回転自在にバランスシャフト２９が支承さ
れている。尚、上記から明らかなように、各凹部及び各
ジャーナル部は、両ハウジング２２Ａ、２２Ｂの分割面
（接合面）に形成されている。

【００１２】各バランスシャフト２８、２９は共に一端
側がギヤ室５１内に突出しており、バランスシャフト２
９の他端側はハウジング２２の一端面から突出してい
る。各バランスシャフト２８、２９の一端には、互いに
噛合するヘリカルギヤ５６、５７が固定されていて、こ
れにより各バランスシャフト２８、２９が相互に反対方
向に回転されるようになっている。バランスシャフト２
９の他端には、チェーンスプロケット２１が固定されて
いる。チェーンスプロケット２１には、図１に示すよう
に、チェーン１４及びクランクスプロケット１３を介し
てクランクシャフト１０の回転動力が２倍に増速されて
伝達されるようになっていて、これにより各バランスシ
ャフト２８、２９がヘリカルギヤ５６、５７を介してク
ランクシャフト１０の２倍の回転速度で相互に反対方向
（図４の矢印方向）に回転される。尚、ギヤ室５１を形
成する凹部５１ａ、５１ｂの形状は、ヘリカルギヤ５
６、５７との間の各クリアランスが適切な値になるよう
にヘリカルギヤ５６、５７に対応した形状となってい
る。尚、本第１実施形態では、バランスシャフト２９を
駆動する方法として、チェーン駆動方式を用いるが、駆
動方法は他の方法、例えば、ギヤ駆動方式、ベルト駆動
方式等でも良い。

【００１３】バランスシャフト２８、２９のウェイト室
２３内に位置する部分には、図４に示すように横断面が
半円柱状を呈するバランスウェイト４０、４１が一体的
に設けられていて、これによりバランスシャフト２８、
２９の回転に伴いバランスウェイト４０、４１がウェイ
ト室２３内で回転されるようになっている。尚、ウェイ
ト室２３を形成する凹部２３ａ、２３ｂの形状は、バラ
ンスウェイト４０、４１との間の各クリアランスが適切
な値になるようにバランスウェイト４０、４１に対応し
た形状となっている。

【００１４】バランスシャフト２８には、軸心を貫通し
て両端が開口する軸方向通路３０が形成されており、ま
たバランスシャフト２９には、軸心を貫通して一端側が
開口する軸方向通路３１が及び夫々形成されていて、軸
方向通路３０、３１の開口は夫々プラグ３４、３６、３
５により閉塞されている。また、各バランスシャフト２
８、２９には、各軸受５０と各軸孔３０；３１とを夫々
連通する径方向通路３２ａ、３２ｂ；３３ａ、３３ｂが
形成されている。図６に示すように、ハウジング２２に
は、各軸受５０にオイルポンプ１５から圧送されるオイ
ルの一部を供給するオイル供給通路３８が形成されてい
る。これにより、オイルポンプ１５からのオイルが、オ
イル供給通路３８→軸受５０→径方向通路３２ａ、３３
ａ→軸方向通路３０、３１→径方向通路３２ｂ、３３ｂ
→軸受５０に順次供給されて、各軸受５０が良好に潤滑
される。

【００１５】図２及び図４に示すように、第１ハウジン
グ２２Ａの分割面には、バランスシャフトの軸方向に直
交する側の凹部２３ａの両端部に、ウェイト室２３とオ
イルパン内部空間を連通する溝６０、６１が形成されて
いる。本実施形態においては、各溝６０、６１は、図４
に示すように、その底面がバランスウェイト４０、４１
の接線方向に延びるように傾斜状に形成されている。ま
た、各溝６０、６１に対向する第２ハウジング２２Ｂの
分割面には、各溝６０、６１と略平行な底面を有する傾
斜状の溝６２、６３が夫々形成されており、これにより
各溝６０、６１及び各溝６２、６３によって本発明にお
ける開口部が形成されている。尚、これら各溝６０〜６
３は、オイルパン１２内のオイルのウェイト室２３内へ
の流入を防止するために、オイルパン１２内に最大量の
オイルが貯留されている時のオイル液面１７（図１参
照）よりも高い位置にあるように、両ハウジング２２
Ａ、２２Ｂの鋳造時に型により一体に形成される。ま
た、図２及び図５に示すように、第１ハウジング２２Ａ
の分割面には、バランスシャフトの軸方向に直交する側
の凹部５１ａの両端部に、ギヤ室５１とオイルパン内部
空間を連通する溝６４、６５が形成されている。本第１
実施形態においては、各溝６４、６５は、図５に示すよ
うに、その底面がギヤ５６、５７の接線方向に延びるよ
うに傾斜状に形成されている。また、各溝６４、６５に
対向する第２ハウジング２２Ｂの分割面には、各溝６
４、６５と略平行な底面を有する傾斜状の溝６６、６７
が夫々形成されており、これにより各溝６４、６５及び
各溝６６、６７によって本発明における開口部が形成さ
れている。尚、これら各溝６０〜６７は、オイルパン１
２内のオイルのウェイト室２３内及びギヤ室５１内への
流入を防止するために、オイルパン１２内に最大量のオ
イルが貯留されている時のオイル液面１７（図１参照）
よりも高い位置にあるように、両ハウジング２２Ａ、２
２Ｂの鋳造時に型により一体に形成される。

【００１６】また、本第１実施形態においては、第１ハ
ウジング２２Ａの分割面に、ジャーナル部２６ａ、２７
ａに平行に延び、ウェイト室２３の底部とギヤ室５１の
底部（凹部２３ａの底部と凹部５１ａの底部）とを連通
する連通溝７０、７１、７２が形成されている。尚、本
第１実施形態においては、各連通溝７０、７１、７２の
底面はウェイト室２３からギヤ室５１へ下降する傾斜状
に形成されている。

【００１７】以上の構成からなる本第１実施形態におい
て、エンジンが運転されると、クランクシャフト１０の
回転動力がクランクスプロケット１３、チェーン１４及
びチェーンスプロケット２１を介してバランスシャフト
２９に伝達されると共にヘリカルギヤ５６、５７を介し
てバランスシャフト２８に伝達される。これにより、両
バランサシャフト２８、２９及びバランスウェイト４
０、４１が相互に反対方向に回転し、エンジンの二次の
慣性力に起因する上下振動が抑制される。尚、エンジン
運転中、オイルパン１２内に貯留したオイル及びシリン
ダブロック１１から流下するオイルのウェイト室２３及
びギヤ室５１内への流入は、開口部を形成する各溝６０
〜６７が、上記したように、オイルパン１２内に最大量
のオイルが貯留されている時のオイル液面１７（図１参
照）よりも高い位置に設けられ、且つ両ハウジング２２
Ａ、２２Ｂの側面に開口することにより、的確に防止さ
れる。

【００１８】しかして、本第１実施形態においては、上
記したように、オイルポンプ１５から圧送されるオイル
の一部がオイル供給通路３８→各軸受５０→径方向通路
３２ａ、３３ａ→軸方向通路３０、３１→径方向通路３
２ｂ、３３ｂ→各軸受５１の順で供給されて、各軸受５
１が良好に潤滑される。各軸受５１に供給されたオイル
の一部は、ギヤ室５１に流入すると共に、ウェイト室２
３内に流入する。

【００１９】ここで、本第１実施形態においては、ウェ
イト室２３内に流入したオイルは、バランスウェイト４
０、４１の回転に伴い、バランスウェイト４０、４１の
シャフト径方向に延びる平坦面により各溝６０〜６３か
ら成る開口部からオイルパン内部空間へと強制的に汲み
出される（排出される）と同時に、各連通溝７０、７
１、７２を介してギヤ室５１へ流入する。ギヤ室５１へ
流入したオイルは、ギヤ５６、５７の歯により各溝６４
〜６７から成る開口部からオイルパン内部空間へと強制
的に汲み出される（排出される）。このとき、本実施形
態においては、各溝の底面を上記したようにバランスウ
ェイト４０、４１及びギヤ５６、５７の接線方向に延び
るように傾斜状に形成することで、排出能力が向上され
る。

【００２０】このように、本第１実施形態においては、
ウェイト室２３及びギヤ室５１内に流入したオイルは、
ギヤ５６、５７の歯先が若干接触する程度を残し、オイ
ルパン内部空間へ排出されるので、バランスシャフトの
回転によるオイル攪拌を確実に防止して動力損失の低減
を図ることができる。尚、ギヤ室５１内に残るオイルは
ギヤ５６、５７の歯面の潤滑に供せられる。

【００２１】図７及び図８に本発明の第２実施形態を示
す。この第２実施形態は、上記した第１実施形態とは、
半円柱状を呈するバランスウェイト１４０、１４１のシ
ャフト径方向に延びる端面（オイルを汲み出す側の端
面）に、その軸方向の中央部が凹状になるようにＶ字状
部１４０ａ、１４１ａを設けた点のみが異なり、その他
の構成は同じであるのでそれらの説明は省略する。

【００２２】本第２実施形態においては、バランスウェ
イト１４０、１４１に上記したＶ字状部１４０ａ、１４
０ｂが形成されているので、ウェイト室２３内のオイル
を汲み出す際にシャフトの軸方向にオイルが逃げるのが
防止される。これにより、バランスウェイト１４０、１
４１による排出能力を向上することができる。

【００２３】図９及び図１０は、上記した第２実施形態
の変形例を示す。この変形例においては、半円柱状を呈
するバランスウェイト２４０、２４１のシャフト径方向
に延びる端面（オイルを汲み出す側の端面）に、その軸
方向の中央部が凹状になるように軸方向両端部に凸部２
４０ａ、２４１ａを設けている。この変形例において
も、ウェイト室２３内のオイルを汲み出す際にシャフト
の軸方向にオイルが逃げるのが防止され、バランスウェ
イト２４０、２４１による排出能力を向上することがで
きる。

【００２４】尚、上記した実施形態においては、一対の
バランスシャフトが水平に位置されると共に、バランス
シャフトの軸方向に直交する方向におけるウェイト室及
びギヤ室の両側に、夫々開口部が設けられたエンジンバ
ランサに本発明を実施したが、本発明は、バランスシャ
フトの軸方向に直交する方向におけるウェイト室及びギ
ヤ室の一方の側に開口部を設けたエンジンバランサに実
施することもできる。このようなエンジンバランサは、
例えば、エンジンが車両に傾いて搭載される場合におい
て、上方に位置する側のバランスシャフトの側の側面に
のみ開口部を設けたもので、これによれば、オイルパン
内のオイル液面と開口部との距離を長くすることができ
る。

【００２５】また、本実施形態においては、ウェイト室
及びギヤ室を夫々オイルパン内部と連通する開口部を設
けたが、開口部は例えば、ギヤ室のみに設けても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、バランス
シャフトの軸受部を潤滑しウェイト室又はギヤ室内に流
入したオイルは、バランスウェイト又はギヤの回転によ
り、オイルパンのオイル液面上方空間に位置する開口部
からオイルパン内に排出される。これにより、バランス
ウェイト及びギヤをオイルパン内のオイルから隔離しつ
つ、バランスシャフトの回転によるオイル攪拌を確実に
防止して動力損失の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従ったエンジンバランサの第１実施形
態を示す概略構成図である。

【図２】図１に示すエンジンバランサの断面図である。

【図３】図２の３−３断面図である。

【図４】図２の４−４断面図である。

【図５】図２の５−５断面図である。

【図６】図２の６−６断面図である。

【図７】本発明に従ったエンジンバランサの第２実施形
態を示す断面図である。

【図８】図７の８−８断面図である。

【図９】本発明に従ったエンジンバランサの第２実施形
態の変形例を示す断面図である。

【図１０】図９の１０−１０断面図である。

【符号の説明】

１０ クランクシャフト １１ シリンダブロック １２ オイルパン １５ オイルポンプ ２０ エンジンバランサ ２２Ａ 第１ハウジング ２２Ｂ 第２ハウジング ２３ ウェイト室 ２８、２９ バランスシャフト ３０、３１ 軸方向通路（オイル通路） ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ 径方向通路（オイル
通路） ４０、４１、１４０、１４１、２４０、２４１ バラン
スウェイト ５０ 軸受 ５１ ギヤ室 ５６、５７ ヘリカルギヤ（ギヤ） ６０〜６７ 溝（開口部） ７０〜７１ 連通溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックの下部にオイルパン内
   に位置するように取り付けられるハウジングと、該ハウ
   ジングに互いに平行に回転可能に軸支されると共にその
   一方にクランクシャフトの回転動力が伝達される一対の
   バランスシャフトと、該各バランスシャフトの外周に偏
   心して設けられ、前記ハウジングに形成されるウェイト
   室内にて前記バランスシャフトと共に回転可能なバラン
   スウェイトと、前記各バランスシャフトに夫々設けら
   れ、前記ハウジングに形成されるギヤ室内にて前記クラ
   ンクシャフトの回転動力により前記各バランスシャフト
   が相互に反対方向に回転するように互いに噛合される一
   対のギヤとを備え、前記バランスシャフトの軸受部がオ
   イル通路を介して供給されるオイルにより潤滑されるエ
   ンジンバランサにおいて、前記ハウジングを前記軸受部
   にて軸方向に二分割される第１ハウジング部材と第２ハ
   ウジング部材とから構成すると共に、該両ハウジング部
   材の分割面に前記ウェイト室又は前記ギヤ室の少なくと
   も一方と前記オイルパン内部とを連通する開口部を前記
   オイルパンの油面よりも高い位置に位置されるように設
   け、前記ウェイト室又は前記ギヤ室内のオイルを前記バ
   ランスシャフトの回転に応じて前記バランスウェイトの
   径方向に延在する端面又は前記ギヤにより前記開口部か
   ら前記オイルパン内部へ排出するようにしたことを特徴
   とするエンジンバランサ。
2. 【請求項２】 前記第１ハウジング部材と前記第２ハウ
   ジング部材の分割面に、前記ウェイト室と前記ギヤ室と
   を連通する連通溝を設けたことを特徴とする請求項１に
   記載のエンジンバランサ。
3. 【請求項３】 前記バランスウェイトの前記端面を、前
   記バランスシャフトの軸方向にその中央部が凹状になる
   ように形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載
   のエンジンバランサ。