JP2011094567A

JP2011094567A - 内燃機関

Info

Publication number: JP2011094567A
Application number: JP2009250864A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Shirai; 克彦白井
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-12

Abstract

【課題】往復慣性による振動を低減する偏心バランス軸１２と，複数のエンジン補機１５，１６とを備えた内燃機関１において，そのクランク軸２の回転慣性による振動を，大型化を招来することなく低減する。
【解決手段】前記複数のエンジン補機のうち一つのエンジン補機１５を，前記偏心バランス軸１２に，この偏心バランス軸と同じ速度で同じ方向に回転するように連結する一方，他のエンジン補機１６を，これと前記一つのエンジン補機１５又は前記偏心バランス軸１２との間に巻掛けした無端ベルト２０又は無端チエンにて，前記偏心バランス軸と同じ方向に回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は，ピストンの往復動によってクランク軸を回転するようにした内燃機関に関するものである。

一般，この種の内燃機関においては，ピストンが往復動することに起因しての振動，つまり，往復慣性による振動が存在することに加えて，前記クランク軸が回転することに起因しての振動，つまり，回転慣性による振動とが存在する。

先行技術としての特許文献１等には，
「偏心バランスウエイトを備えた偏心バランス軸を，前記クランク軸と平行に設け，この偏心バランス軸を，前記クランク軸からの動力伝達により，前記クランク軸と同じ速度で回転する。」
ことによって，前記往復慣性による振動を低減する技術が記載されている。

また，別の先行技術としての特許文献２及び３等には，
「前記クランク軸と平行したヘロンバランス軸を，前記クランク軸からの動力伝達により，前記クランク軸とは逆方向に回転する。」
ことによって，前記回転慣性による振動を低減する技術が記載されている。

特開２０００−２７９４７号公報特表２００４−５３３５７５号公報英国特許出願公開ＧＥ−Ａ−１２１０４５

従って，内燃機関に，前記特許文献１等に記載の偏心バランス軸と，前記特許文献２及び３等に記載のヘロンバランス軸とを適用した構成にすることにより，前記往復慣性による振動と，前記回転慣性による振動との両方を同時に低減できる。

しかし，この構成にした場合，偏心バランス軸に加えて，ヘロンバランス軸を設ける分だけ内燃機関の大型化及び重量のアップを招来するという問題がある。

本発明は，内燃機関には，オルタネータ又はコンプレッサ或いは冷却水ポンプ等のように各種のエンジン補機が付属されていることに着目し，このエンジン補機を駆動回転することを利用して，前記の問題を解消することを技術的課題とする。

この技術的課題を達成するため本発明は，
「クランク軸と平行の偏心バランス軸と，複数のエンジン補機とを備え，前記偏心バランス軸を，前記クランク軸からの動力伝達にて逆方向に同じ速度で回転するように構成して成る内燃機関において，
前記複数のエンジン補機のうち一つのエンジン補機を，前記偏心バランス軸に，この偏心バランス軸と同じ速度で同じ方向に回転するように連結する一方，前記複数のエンジン補機のうち他のエンジン補機を，これと前記一つのエンジン補機又は前記バランス軸との間に巻掛けした無端ベルト又は無端チエンにて，前記偏心バランス軸と同じ方向に回転するように構成した。」
ことを特徴としている。

この構成によると，複数のエンジン補機のうち一つのエンジン補機が，偏心バランス軸と一緒にこれと同じ速度で同じ方向に回転すると，この回転は，無端ベルト又は無端チエンを介して他のエンジン補機に伝わることにより，前記他のエンジン補機が同じ方向に回転する。

これにより，複数のエンジン補機の全てが，クランク軸とは逆方向に回転されることになって，この全てのエンジン補機における回転が，前記特許文献２及び３に記載されているヘロンバランス軸の働きをするから，前記クランク軸が回転することに起因しての振動，つまり，回転慣性による振動を低減することができる。

従って，本発明によると，内燃機関にヘロンバランス軸を設けることを省略できるか，或いは，ヘロンバランス軸に設けるに際しても，このヘロンバランス軸を低質量化できるから，往復慣性による振動と回転慣性による振動との両方を同時に低減する場合における内燃機関の大型化及び重量増を確実に回避することができる。

また，本発明は，内燃機関に付属される複数のエンジン補機を，従来から良く知られているように，クランク軸の一端に固着したクランクプーリからの無端ベルトによる動力伝達に代えて，前記偏心バランス軸からの動力伝達にて駆動するという構成であることにより，前記クランクプーリを無くすることができることに加えて，前記クランク軸のうち前記クランクプーリが固着される部分には，エンジン補機への無端ベルトのテンションが作用することはなく，当該部分における軸径を小さくできるから，内燃機関の更なる小型化と軽量化とを達成できる。

内燃機関の正面図である。内燃機関の平面図である。図１のIII −III 視拡大断面図である。

以下，本発明の実施の形態を，図１〜図３の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，一本のクランク軸２に対して少なくとも二つの気筒３を備えて成る内燃機関を示している。

この内燃機関１は，シリンダブロック４と，その上面におけるシリンダヘッド５と，その下面におけるオイルパン６とを備えており，この内燃機関１のうちクランク軸２の軸線方向の一端部１ａは，フライホイール７を有する出力部に構成されているほか，この一端部における長手側面１ｃには，当該内燃機関１を始動するためのスタータ８が配設されている。

また，前記内燃機関１のうちクランク軸２の軸線方向の他端部１ｂには，前記クランク軸２から前記シリンダヘッド５における各カム軸（図示せず）への動力伝達用タイミングチエン９を内蔵したチエンケース１０が取付けられており，このチエンケース１０のうち前記クランク軸２における軸端２ａの部分には，トロコイド型の油圧ポンプ１１を設けて，この油圧ポンプ１１を前記クランク軸２における軸端２ａにて駆動回転するように構成している。

更にまた，前記内燃機関１におけるシリンダブロック４には，偏心バランスウエイト１２ａを備えて前記クランク軸２を平行に延びるように軸受けした偏心バランス軸１２を内蔵しており，この偏心バランス軸１２は，これに固着した従動歯車１３を前記クランク軸２に固着の主動歯車１４に噛合することにより，前記クランク軸２とは逆方向に同じ速度で回転されるという構成になっており，この偏心バランス軸１２の回転によって，各気筒３におけるピストンが往復動することに起因しての振動，つまり，往復慣性による振動を低減できる。

前記内燃機関１における他端部１ｂには，複数のエンジン補機であるところのクーラ用コンプレッサ１５及びオルタネータ１６が，その各々における入力軸１５ａ，１６ａが内燃機関１に向かう方向にして配設されている。

これらの複数のエンジン補機のうち一方のコンプレッサ１５は，前記偏心バランス軸１２上の部位に位置して，その入力軸１５ａをカップリング１７を介して前記偏心バランス軸１２における軸端部１２ｂに直結することにより，前記偏心バランス軸１２からの動力伝達にて同じ速度で同じ方向に回転するように構成されている。

前記複数のエンジン補機のうち他方のオルタネータ１６は，その入力軸１６a に固着のプーリ１８と前記偏心バランス軸１２の軸端部１２ｂ又は前記コンプレッサ１５の入力軸１５ａに固着のプーリ１９とに無端ベルト２０を巻掛けすることにより，前記偏心バランス軸１２又は前記コンプレッサ１５からの動力伝達にて前記偏心バランス軸１２の二倍の速度で同じ方向に回転するように構成されている。

なお，前記内燃機関１に，前記コンプレッサ１５及びオルタネータ１６以外に，冷却水ポンプ等のような別のエンジン補機が付属されている場合には，前記無端ベルト２０をこの別のエンジン補機にも巻掛けすることによって，全てのエンジン補機を，前記偏心バランス軸１２又は前記コンプレッサ１５からの動力伝達にて同じ方向に回転するように構成する。

前記複数のエンジン補機のうち一方のコンプレッサ１５は，そのブラケット２１を介して前記シリンダブロック４又は前記チエンケース１０等の内燃機関側に着脱可能に取付けられている。

前記複数のエンジン補機のうち他方のオルタネータ１６は，そのブラケット２２を介して前記シリンダブロック４又は前記チエンケース１０等の内燃機関側に着脱可能に取付けられている。

この場合，前記オルタネータ１６を支持するブラケット２２は，前記オルタネータ１６を前記偏心バランス軸１２又は前記コンプレッサ１５に対して遠近移動できるように構成されており，この遠近移動によって前記無端ベルト２０のテンションを調節するように構成されており，この無端ベルト２０のテンション調節は，当該無端ベルト２０に二点鎖線で示すように接触したテンション用アイドラプーリ２３を移動することによっても行なうことができるほか，従来から良く知られているその他のテンション機構によっても行なうことができる。

なお，前記複数のエンジン補機の回転駆動に，前記無端ベルト２０に代えて無端チエンを使用できることはいうまでもない。

また，前記複数のエンジン補機のうちオルタネータ１６を，図示したように，その入力軸１６ａが内燃機関１に向かう方向にして配設するという構成にすると，前記スタータ８と前記オルタネータ１６とを，前記内燃機関１における一方の長手側面１ｃに前記クランク軸２の方向に並べて配設した場合に，これらが互いに干渉することを回避できるから，前記内燃機関１におけるクランク軸２の軸線方向への長さ寸法を，前記したように互いに干渉しない分だけ短くできる。

前記した構成において，一つのエンジン補機であるコンプレッサ１５が，偏心バランス軸１２と一緒にこれと同じ速度で同じ方向に回転すると，この回転は，無端ベルト２０を介して他のエンジン補機であるオルタネータ１６に伝わることにより，前記オルタネータ１６が同じ方向に回転する。

これにより，複数のエンジン補機の全て，つまり，コンプレッサ１５及びオルタネータ１６が，クランク軸２とは逆方向に回転されることになって，このコンプレッサ１５及びオルタネータ１６における回転が，ヘロンバランス軸の働きをするから，前記クランク軸２が回転することに起因しての振動，つまり，回転慣性による振動を低減することができる。

また，前記複数のエンジン補機であるコンプレッサ１５及びオルタネータ１６を，前記偏心バランス軸１２からの前記無端ベルト２０による動力伝達にて回転駆動するという構成であることにより，前記クランク軸２のうち軸端２ａの部分に，前記無端ベルト２０におけるテンションが作用することはないから，当該軸端２ａの部分における軸径を小さくできる。

これにより，図示したように，チエンケース９に設けたトロコイド型の油圧ポンプ１１を，前記クランク軸２における軸端２ａの部分によって回転駆動するという構成にした場合，前記油圧ポンプ１１の直径を，前記軸端２ａの部分における軸径が小さくなる分だけ小さくできるから，ポンプ効率のアップを図ることができるとともに，前記油圧ポンプ１１の回転駆動に要する動力損失を低減できる。

なお，前記図示した実施の形態においては，各種エンジン補機のうちコンプレッサ１５を，偏心バランス軸１２と同じ速度で回転する一方，各種エンジン補機のうちオルタネータ１６を，前記偏心バランス軸１２からの無端ベルト２０を介して動力伝達にて前記偏心バランス軸１２の二倍の速度で回転するという構成であることにより，前記コンプレッサ１５及びオルタネータ１６を，従来における内燃機関に適用した場合と同様に，前記コンプレッサ１５を前記クランク軸２と同じ速度で回転することができる一方，前記オルタネータ１６を前記クランク軸２の二倍の速度で回転することができる。

１内燃機関
２クランク軸
３気筒
４シリンダブロック
５シリンダヘッド
１０チエンケース
１１油圧ポンプ
１２偏心バランス軸
１５コンプレッサ
１６オルタネータ
２０無端ベルト

Claims

クランク軸と平行の偏心バランス軸と，複数のエンジン補機とを備え，前記偏心バランス軸を，前記クランク軸からの動力伝達にて逆方向に同じ速度で回転するように構成して成る内燃機関において，
前記複数のエンジン補機のうち一つのエンジン補機を，前記偏心バランス軸に，この偏心バランス軸と同じ速度で同じ方向に回転するように連結する一方，前記複数のエンジン補機のうち他のエンジン補機を，これと前記一つのエンジン補機又は前記バランス軸との間に巻掛けした無端ベルト又は無端チエンにて，前記偏心バランス軸と同じ方向に回転するように構成したことを特徴とする内燃機関。