JP2011047415A - 内燃機関におけるバランス装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 偏心バランスウエイト１０を備えたバランス軸９を，クランク軸５と平行に設けて成る内燃機関において，前記バランス軸の内燃機関に対する取付け強度のアップと，小型・軽量化とを図る。
【解決手段】 前記バランス軸を，筒型にしたブラケット体１３に内蔵する一方，ブラケット体には，前記クランク軸の軸線方向に沿って適宜距離を隔てた少なくとも二箇所に支持部１４，１５を設けて，この支持部の各々を，前記内燃機関側に設けた保持孔１６，１７内に，着脱可能に嵌め込み挿入する。
【選択図】図２

Description

本発明は，往復動式の内燃機関において，その往復動に起因して発生する振動を抑制するためのバランス装置に関するものである。

一般に，ピストン往復動式の内燃機関において，そのピストンの往復動に起因して発生する振動の低減には，例えば，先行技術としての特許文献１，２等に記載されているように，偏心バランスウエイトを備えて成るバランス軸を，クランク軸と平行にして設け，このバランス軸を，前記クランク軸と同期して回転するという方式が採用されている。

この場合，前記特許文献１，２においては，前記バランス軸を，内燃機関におけるシリンダブロック又はシリンダヘッドに対して直接に軸支することなく，ブラケット体に設けた軸受け部にて軸支し，このブラケット体を，内燃機関におけるシリンダブロック又はシリンダヘッドに対して，取付け用ボルトの締結にて着脱可能に取付けるという構成にしている。

実開昭５８−２４４６号公報 特開昭５８−５５５３号公報

前記特許文献１，２に記載の構成によると，前記バランス軸を，内燃機関に対して取付け用ボルトにて取付けられるブラケットに軸支したことにより，前記バランス軸の内燃機関に対する組み付け及び分解が，当該バランス軸を内燃機関に対して直接に軸支する場合よりも，簡単且つ容易にできるという利点を有する。

しかし，その反面，前記ブラケットの内燃機関に対する取付け強度を確保するには，その取付け用ボルトを，バランス軸を挟む左右両側に配設することに加えて，バランス軸の軸線方向の複数個所にも配設するように構成しなければならず，換言すると，前記バランス軸を，これを回転自在に軸支した状態で内燃機関側に着脱可能に取付ける場合において使用する取付け用ボルトの本数が著しく多くなり，この多数本の取付け用ボルトを締結したり，緩めたりすることに著しく手数がかかるから，組み付け及び分解の作業性が低いのであり，しかも，取付け用ボルトの本数が多くなることにより，ボルト孔等を機械加工することに要する手数が増大するばかりか，大型化及び重量のアップを招来するという問題があった。

本発明は，これらの問題を解消することを技術的課題としている。

この技術的課題を達成するため請求項１は，
「偏心バランスウエイトを備えたバランス軸を，クランク軸と平行に設けて成る内燃機関において，
前記バランス軸を，前記クランク軸の軸線方向に延びる筒型にしたブラケット体内に内蔵する一方，前記ブラケット体には，前記クランク軸の軸線方向に沿って適宜距離を隔てた少なくとも二箇所に支持部を設けて，この支持部の各々を，前記内燃機関側に設けた保持孔内に，着脱可能に嵌め込み挿入して成る。」
ことを特徴としている。

また，請求項２は，
「前記請求項１の記載において，前記ブラケット体内におけるバランス軸は，前記ブラケット体のうち前記各支持部の部分において軸支されている。」
ことを特徴としている。

更にまた，請求項３は，
「前記請求項１又は２の記載において，前記支持部のうち一つの支持部と，前記保持孔のうち前記一つの支持部が嵌まる一つの保持孔とを，これらの軸線方向から見て円形にして，前記一つの支持部の外周に，前記一つの保持孔の内面に設けた雌ねじに螺合する雄ねじを設けて成る。」
ことを特徴としている。

前記請求項１によると，ブラケット体の二箇所に設けた支持部を，内燃機関側における保持孔内に嵌め込み挿入することにより，前記ブラケット体の内燃機関に対する取付けが強固に且つ確実にできる。

これにより，前記バランス軸を，これを回転自在に軸支した状態で内燃機関側に着脱可能に取付ける場合において，取付け用ボルトの使用を無くすることができるか，或いは取付け用ボルトの本数を前記先行技術の場合よりも大幅に少なくできるから，前記先行技術の場合に比べて，その組み付け及び分解の作業性を向上できるばかりか，機械加工に要する手数も少なくでき，しかも，小型化及び軽量化を図ることができる。

また，請求項２によると，前記ブラケット体内におけるバランス軸を，前記ブラケット体のうち内燃機関側の保持孔内に嵌まっている各支持部にて軸支したことにより，前記バランス軸を高い軸受け強度で確実に軸支することができる。

特に，請求項３によると，ブラケット体における支持部を，内燃機関側の保持孔内に嵌め込み挿入すること，及び保持孔から引き抜くことが，前記ブラケット体を回すことによって容易にできるから，その作業性を一層に向上できる利点がある。

内燃機関の縦断正面図である。 図１のII−II視拡大断面図である。 組み立て途中における第１段階の状態を示す図である。 組み立て途中における第２段階の状態を示す図である。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図４の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，シリンダ２を備えて成るシリンダブロックを，符号３は，前記シリンダブロック１の上面に前記シリンダ２を頂部を塞ぐように締結したシリンダヘッドを各々示す。

前記シリンダブロック１の下部には，クランクケース４が一体に設けられ，このクランクケース４の内部には，クランク軸５が前記シリンダ２内におけるピストン６の往復動にて回転するように軸支されている一方，前記クランクケース４の下面には，オイルパン７が取付けられている。

前記シリンダブロック１におけるクランクケース４の内部には，バランス軸ハウジング８が，前記クランク軸６と平行に延びるように形成されており，このバランス軸ハウジング８の内部には，前記ピストン６に釣り合う偏心バランスウエイト１０を備えて成るバランス軸９が，前記クランク軸５とを平行に延びるように配設されている。

このバランス軸９は，その一端に回転不能に被嵌した従動歯車１１を，前記クランク軸５上に固着した主動歯車１２に噛合することにより，前記ピストン６が上死点及び下死点に向かうとき，その偏心バランスウエイト１０が下死点及び上死点に向かうように，前記クランク軸５に同期して同じ回転数で回転される構成になっている。

そして，前記バランス軸ハウジング８の内部には，中空の筒型に構成したブラケット体１３が，前記クランク軸５と平行に延びるように配設されており，このブラケット体１３の内部に，前記バランス軸９が平行に延びるように挿入されている。

前記ブラケット体１３には，その一端に第１支持部１４が，他端に第２支持部１５が設けられている。

前記第１支持部１４は，前記シリンダブロック１のうち前記バランス軸ハウジング８の一端部に穿設した第１保持孔１６内に着脱可能に嵌め込み挿入されている一方，前記第２支持部１５は，前記シリンダブロック１のうち前記バランス軸ハウジング８の他端部に穿設した第２保持孔１７内に着脱可能に嵌め込み挿入されている。

この場合，前記第１支持部１４及びこれに嵌まる第１保持孔１６と，前記第２支持部１５及びこれが嵌まる第２保持孔１７とは，これらの軸線方向から見て円形で，且つ，これらの直径は，前記第１支持部１４及びこれに嵌まる第１保持孔１６の直径が前記第２支持部１５及びこれが嵌まる第２保持孔１７の直径よりも大径に構成されている。

また，前記第１支持部１４は，前記ブラケット体１３と一体の構成であるが，前記第２支持部１５は，前記ブラケット体１３とは別体であり，当該第２支持部１５に設けた嵌合部１５ａを前記ブラケット体１３に対して圧入にて嵌合することにより，前記ブラケット体１３に結合するという構成にしている。

更にまた，前記第１支持部１４における外周面には，当該第１支持部１４の軸線方向の一部に雄ねじ１８が設けられており，この雄ねじ１８が，前記第１保持孔１６の内周面に設けた雌ねじ１９に螺合するように構成されている。

一方，前記ブラケット体１３内に挿入されたバランス軸９の両端９ａ，９ｂは，前記第１支持部１４の内部に設けた第１転がり軸受２０と，前記第２支持部１５の内部に設けた第２転がり軸受２１とによって，回転自在に軸支されている。

この場合，前記第２転がり軸受２１のうち外側の側面と前記第２支持部１５との間には，ばね座金２２を設けて，このばね座金２２により，前記バランス軸９におけるそのラジアル方向への移動を阻止した状態のもとで，前記バランス軸９と前記ブラケット体１３との間における軸線方向の熱膨張差を吸収するように構成している。また，前記シリンダブロック１と前記ブラケット体１３との間における軸線方向の熱膨張差は，図２に示すように，当該ブラケット体１３における第２支持部１５とシリンダブロック１との間に適宜寸法Ｓの隙間を設けることによって吸収するという構成にしている。

なお，前記シリンダブロック１における一方の側面に取付けたチエンケース２３には，トロコイド型の潤滑油ポンプ２４が，前記バランス軸９にて回転駆動するように設けられている一方，前記シリンダブロック１における一方の側面には，渦巻き型の冷却水ポンプ２５が，前記バランス軸９にて回転駆動するように設けられている。また，前記第１保持孔１７の内面には，シールリング２６が設けられている。

この構成において，バランス軸９を内蔵するブラケット体１３は，その一端における第１支持部１４がシリンダブロック１における第１保持孔１６内に嵌まると同時に，その他端における第２支持部１５がシリンダブロック１における第２保持孔１７内に嵌まることによって，前記シリンダブロック１側に対して，両端支持の状態で，強固に取付けられる。

一方，前記ブラケット体１３の内部におけるバランス軸９は，その一端が前記第１支持部１４内の第１転がり軸受２０にて軸支されると同時に，その他端が前記第２支持部１５内の第２転がり軸受２１にて軸支されるから，前記バランス軸９を，これを回転自在に軸支した状態でシリンダブロック１に対して着脱可能に取付けることができる。

そして，前記バランス軸９のシリンダブロック１に対する取付けは，以下に述べる順序で行なう。

すなわち，先ず，図３に示すように，前記ブラケット体１３内に，その他端における第２支持部１５を取り外した状態で，前記バランス軸９を挿入して，このバランス軸９における一端９ａを，前記ブラケット体１３の一端における第１支持部１４内における第１転がり軸受２０にて軸支するとともに，このバランス軸９における他端９ｂを，前記ブラケット体１３の他端における第２支持部１５内における第２転がり軸受２１にて軸支する。

次いで，前記ブラケット体１３の他端に，第２支持部１５を圧入することによって固着すると同時に，前記バランス軸９における他端９ｂを，前記第２支持部１５内における第２転がり軸受２１にて軸支することにより，バランス軸ユニット２７に組み立てする。

次いで，前記バランス軸ユニット２７を，図４に示すように，前記シリンダブロック１のクランクケース４におけるバランス軸ハウジング８内に，押し込み挿入することにより，前記ブラケット体１３の他端における第２支持部１５が第１保持孔１６を通過したのち，その一部が第２保持孔１７に嵌まり，前記ブラケット体１３の一端における第１支持部１４の一部が第１保持孔１６に嵌まるようにする。

次いで，前記バランス軸ユニット２７の全体を前記バランス軸９の軸線回りに回すことにより，前記バランス軸ユニット２７の全体が，雄ねじ１８の雌ねじ１９への螺合にて更に押し込み挿入され，第１支持部１４を第１保持孔１６に，第２支持部１５を第２保持孔１７内に各々完全に嵌まり込ませることができるから，シリンダブロック１に対する組み付けの作業性を向上できるとともに，雄ねじ１８の雌ねじ１９への螺合により，前記バランス軸ユニット２７の全体を，抜け不能に保持することができる。

なお，前記バランス軸ユニット２７の全体をバランス軸９の軸線回りに回すことは，前記ブラケット体１３に第１支持部１４を直接に手で回すことに限らず，この第１支持部１４に，前記従動歯車１１をねじ２８にて仮止めして，この従動歯車１１を回すことによって行なうようにすることができる。

また，前記した実施の形態においては，ブラケット体１３における支持部１４，１５を，当該ブラケット体１３の両端に設ける場合であったが，本発明は，これに限らず，ブラケット体１３には，少なくとも二つの支持部１４，１５を軸線方向に適宜距離を隔てて設けるという構成しても良いことはいうまでもない。

更にまた，本発明は，前記したように，バランス軸９を内燃機関のうちシリンダブロック１に対して取付ける場合に限らず，内燃機関のうちシリンダヘッド３に対して取付ける構成にすることができる。

１ シリンダブロック
２ シリンダ
３ シリンダヘッド
４ クランクケース
５ クランク軸
８ バランス軸ハウジング
９ バランス軸
９ａ，９ｂ バランス軸の両端
１０ 偏心バランスウエイト
１３ ブラケット体
１４ 第１支持部
１５ 第２支持部
１６ 第１保持孔
１７ 第２保持孔
１８ 雄ねじ
１９ 雌ねじ

Claims (3)

1. 偏心バランスウエイトを備えたバランス軸を，クランク軸と平行に設けて成る内燃機関において，
   前記バランス軸を，前記クランク軸の軸線方向に延びる筒型にしたブラケット体内に内蔵する一方，前記ブラケット体には，前記クランク軸の軸線方向に沿って適宜距離を隔てた少なくとも二箇所に支持部を設けて，この支持部の各々を，前記内燃機関側に設けた保持孔内に，着脱可能に嵌め込み挿入して成ることを特徴とする内燃機関におけるバランス装置。
2. 前記請求項１の記載において，前記ブラケット体内におけるバランス軸は，前記ブラケット体のうち前記各支持部の部分において軸支されていることを特徴とする内燃機関におけるバランス装置。
3. 前記請求項１又は２の記載において，前記支持部のうち一つの支持部と，前記保持孔のうち前記一つの支持部が嵌まる一つの保持孔とを，これらの軸線方向から見て円形にして，前記一つの支持部の外周に，前記一つの保持孔の内面に設けた雌ねじに螺合する雄ねじを設けて成ることを特徴とする内燃機関におけるバランス装置。

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