JP2540109B2 - Engine balancer - Google Patents

Engine balancer

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JP2540109B2
JP2540109B2 JP61047957A JP4795786A JP2540109B2 JP 2540109 B2 JP2540109 B2 JP 2540109B2 JP 61047957 A JP61047957 A JP 61047957A JP 4795786 A JP4795786 A JP 4795786A JP 2540109 B2 JP2540109 B2 JP 2540109B2
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JP
Japan
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bearing
unbalanced
shaft
engine
portions
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JPS62209213A (en
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博一 田窪
一雄 諌山
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Mazda Motor Corp
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は往復ピストンエンジンのバランサシャフト、
特に該シャフトの軸受構造に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a balancer shaft for a reciprocating piston engine,
Particularly, it relates to a bearing structure of the shaft.

(従来の技術) 往復ピストンエンジンにおいては、クランクシャフト
におけるクランクアームやクランクピン等の偏心回転部
分に作用する遠心力、或いはピストンやピストンピン等
の往復運動部分に作用する慣性力等に起因して起振力が
発生するという問題がある。このような起振力に対して
は、クランクアームにバランスウェイトを設ける等によ
り反対方向の起振力を生じさせて、この両者を釣合せる
ことが行われているが、例えば最も基本的なエンジン形
式である直列4気筒4サイクルエンジンにおいては、上
記の如きバランスウェイトだけでは往復運動部分の慣性
力による2次の起振力(振動数がクランクシャフト回転
数の2倍の起振力)を打ち消すことができない。
(Prior Art) In a reciprocating piston engine, due to a centrifugal force acting on an eccentric rotating part of a crankshaft or a crankpin of a crankshaft, an inertial force acting on a reciprocating part of a piston or a piston pin, or the like. There is a problem that vibration force is generated. For such an oscillating force, a balance weight is provided on the crank arm or the like to generate an oscillating force in the opposite direction to balance the two. For example, the most basic engine In the in-line 4-cylinder 4-cycle engine, which is the type, the secondary vibration force (the vibration frequency is twice the crankshaft rotation speed) due to the inertial force of the reciprocating motion is canceled only by the balance weight as described above. I can't.

この問題に対しては、例えば特公昭57−44863号公報
に示されているようなエンジンのバランサ装置が従来か
ら知られている。これは、アンバランス部を有するバラ
ンサシャフトをクランク軸に平行に配置して該クランク
シャフトにより駆動するようにしたもので、上記アンバ
ランス部のクランクシャフトに対する位相の適切に設定
すると共に、例えば直列4気筒4サイクルエンジンの場
合はクランクシャフト回転数の2倍の回転速度で駆動す
ることにより、上記の如き往復運動部分の慣性力による
2次の起振力を相殺するようにしたものである。
With respect to this problem, an engine balancer device such as that disclosed in Japanese Patent Publication No. 57-44863 is conventionally known. This is a structure in which a balancer shaft having an unbalanced portion is arranged in parallel with the crankshaft so that the balancer shaft is driven by the crankshaft. In the case of a four-cylinder cylinder engine, the secondary excitation force due to the inertial force of the reciprocating motion portion as described above is offset by driving at a rotation speed twice the crankshaft rotation speed.

然して、このバランサシャフトをエンジンに備える場
合、上記アンバランス部によってピッチングモーメント
等の新たな起振力が生じないように該アンバランス部を
エンジン長手方向の中央部に配置することが必要である
と共に、該シャフトの軸受部をシリンダブロックにおけ
る剛性の高い箇所、即ち隣接気筒間の隔壁部に設けるこ
とが必要である。そこで、従来においては、このアンバ
ランス部ないし軸受部の構造に関して、例えば直列4気
筒エンジンを例にとれば、第5図(a)〜(c)に示す
ような構造が提案され或いは採用されている。
However, when an engine is equipped with this balancer shaft, it is necessary to dispose the unbalanced portion at the center in the longitudinal direction of the engine so that a new exciting force such as a pitching moment is not generated by the unbalanced portion. It is necessary to provide the bearing portion of the shaft at a highly rigid portion of the cylinder block, that is, at a partition wall portion between adjacent cylinders. Therefore, conventionally, regarding the structure of the unbalanced portion or the bearing portion, for example, in the case of an in-line four-cylinder engine, the structure shown in FIGS. 5A to 5C has been proposed or adopted. There is.

即ち、第5図(a)に示すものは、バランサシャフト
1におけるアンバランス部2をエンジン長手方向の中央
部に位置する第2、第3気筒32,33の側方に配置すると
共に、該アンバランス部2の両端に第1,第2軸受部41,4
2を設け、これらの軸受部41、42をシリンダブロックに
おける第1,第2気筒31,32間の隔壁51及び第3,第4気筒3
3,34間の隔壁53に夫々軸支させる。また、アンバランス
部2の一端側に駆動機構(図示せず)に連結される延長
軸部6を設けると共に、該軸部6の端部に第3軸受部43
を設けて、この軸受部43をシリンダブロックにおける当
該端部の側部54に軸支させた構造である。
That is, as shown in FIG. 5 (a), the unbalanced portion 2 of the balancer shaft 1 is arranged on the side of the second and third cylinders 3 2 and 3 3 located at the center in the longitudinal direction of the engine. first, second bearing portions at both ends of the unbalanced portion 2 4 1, 4
2 is provided, these bearing portions 4 1, 4 2 first in the cylinder block, the second cylinder 3 1, 3 between the two partition walls 5 1 and the third, fourth cylinder 3
The partition wall 5 3 between 3 and 3 4 is pivotally supported. Further, an extension shaft portion 6 connected to a drive mechanism (not shown) is provided at one end side of the unbalanced portion 2, and a third bearing portion 4 3 is provided at an end portion of the shaft portion 6.
The provided, the bearing part 4 3 is a structure in which is journaled on the side 5 4 of the end portion of the cylinder block.

また、第5図(b)に示すものは、上記第5図(a)
の構成に加えて、アンバランス部2′の中間部に第4軸
受部44′を設けると共に、この軸受部44′をシリンダロ
ックにおける第2,第3気筒32,33間の隔壁52に軸支させ
た構造である。即ち、この構造においては、バランサシ
ャフト1′に、アンバランス部両端の第1,第2軸受部
41′,42′と、延長軸部6′の端部の第3軸受部43
と、上記第4軸受部44′の合計4個の軸受部が設けられ
る。
The one shown in FIG. 5 (b) is the same as that shown in FIG. 5 (a).
In addition to the above construction, a fourth bearing portion 4 4 ′ is provided in the intermediate portion of the unbalanced portion 2 ′, and this bearing portion 4 4 ′ is a partition wall between the second and third cylinders 3 2 and 3 3 in the cylinder lock. 5 is a 2 to was axially supported structure. That is, in this structure, the balancer shaft 1'is provided with the first and second bearing portions at both ends of the unbalanced portion.
4 1 ′, 4 2 ′ and the third bearing portion 4 3 ′ at the end of the extension shaft portion 6 ′
And a total of four bearing portions, the fourth bearing portion 4 4 ′, are provided.

更に、第5図(c)に示すものは、第5図(b)にお
ける第1、第2軸受部41′,42′を廃止したもので、こ
の構造においては、バランサシャフト1″にアンバラン
ス部2″の中間の第1軸受部41″と、延長軸部6″の端
部の第2軸受部42″の2個の軸受部が設けられる。尚、
この構造は前記公報に開示されたものである。
Further, the one shown in FIG. 5 (c), first in FIG. 5 (b), the second bearing portion 4 1 ', 4 2' which was abolished, in this structure, the balancer shaft 1 " Two bearing parts are provided, a first bearing part 4 1 ″ in the middle of the unbalanced part 2 ″ and a second bearing part 4 2 ″ at the end of the extension shaft part 6 ″.
This structure is that disclosed in the above publication.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記第5図(a)〜(c)に示すバランサ
シャフトの各軸受構造については、夫々次のような問題
点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) The bearing structures of the balancer shaft shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c) have the following problems, respectively.

即ち、第5図(a)に示す構造では、アンバランス部
2の両端の第1、第2軸受部41,42間のスパンが長くな
るため、該アンバランス部2に遠心力に起因する大きな
曲げモーメントが作用することになり、そのため上記第
1、第2軸受部41,42及びこれらが嵌合される隔壁51,53
の軸受孔(もしくは該孔に装着された軸受メタル)が偏
耗摩したり焼付いたりし易くなるのである。
That is, in the structure shown in FIG. 5 (a), a first opposite ends of the unbalanced portion 2, since the second bearing portions 4 1, 4 span between the two becomes long, due to the centrifugal force to the unbalanced part 2 And a large bending moment acts on the partition walls 5 1 , 5 3 to which the first and second bearing portions 4 1 , 4 2 and these are fitted.
The bearing hole (or the bearing metal attached to the hole) is easily abraded and seized easily.

また、第5図(b)に示す構造では、アンバランス部
2′の中間部に第4軸受部44′が設けられているので、
該アンバランス部2′に作用する曲げモーメントによる
上記の如き弊害が防止もしくは軽減されるが、その反面
において軸受部の数が多くなるため、各軸受部での摺動
抵抗に起因する駆動損失が増大することになる。
Further, in the structure shown in FIG. 5 (b), since the fourth bearing portion 4 4 ′ is provided in the intermediate portion of the unbalanced portion 2 ′,
Although the above-mentioned adverse effects due to the bending moment acting on the unbalanced portion 2'are prevented or reduced, on the other hand, since the number of bearings is increased, the drive loss due to the sliding resistance in each bearing is increased. Will increase.

更に、第5図(c)に示す構造では、軸受部の数が少
いので駆動損失が低減され、またアンバランス部2″の
中間部に設けられた第1軸受部41″により該アンバラン
ス部2″に作用する遠心力による大きな曲げモーメント
の発生が抑制されるが、この構造においては、アンバラ
ンス部2″の反延長軸部側の部分2a″が片持ち状となる
ため、該部分2a″が振れ回ることになって、第1軸受部
41″及びこれが嵌合された軸受孔における偏摩耗等の弊
害が却って著しくなるのである。
Furthermore, in the structure shown in FIG. 5 (c), the drive loss since the number of the bearing portion is small can be reduced, the Ann by "first bearing portion 4 1 provided in the middle portion of the" unbalanced part 2 The generation of a large bending moment due to the centrifugal force acting on the balance portion 2 ″ is suppressed, but in this structure, the portion 2a ″ on the side of the anti-extension shaft portion of the unbalance portion 2 ″ is cantilevered. The part 2a ″ swings around, and the first bearing part
4 1 "and this negative effects such as uneven wear in the mated bearing hole is of rather becomes remarkable.

(問題点を解決するための手段) 本発明はエンジンのバランサシャフト、特に該シャフ
トの軸受構造に関する上記のような問題点を解決して、
駆動損失が少く、しかも軸受部における偏摩耗や焼付き
等のないバランサシャフトの実現を目的とするもので、
この目的達成のため、次のように構成したことを特徴と
する。
(Means for Solving Problems) The present invention solves the above problems related to the balancer shaft of an engine, particularly the bearing structure of the shaft,
The purpose is to realize a balancer shaft with low drive loss and without uneven wear or seizure in the bearing.
In order to achieve this object, it is characterized by having the following configuration.

即ち、本発明に係るエンジンのバランサシャフトは、
アンバランス部をエンジン長手方向の中央部に配置し、
且つ該アンバランス部の一端側に延長軸部を連設して駆
動機構に連結すると共に、該延長軸部の端部に第1軸受
部を、上記アンバランス部の反延長軸部側の端部に第2
軸受部を、該アンバランス部の中間部に第3軸受部を夫
々設ける。そして、上記第1、第3軸受部間と第2、第
3軸受部間のうち、軸受部間寸法が長い方の第1、第3
軸受部間が短い方の第2、第3軸受部間よりも上記アン
バランス部の重量が大きくなるように重量配分を行う。
That is, the balancer shaft of the engine according to the present invention is
Place the unbalanced part in the center of the engine in the longitudinal direction,
Further, an extension shaft portion is connected to the drive mechanism by connecting one end side of the unbalanced portion to the drive mechanism, and a first bearing portion is provided at an end portion of the extension shaft portion, and an end of the unbalanced portion on the side opposite to the extension shaft portion. Second in the section
The bearing portion is provided with the third bearing portion in the middle of the unbalanced portion. And, between the first and third bearing portions and between the second and third bearing portions, the first and third bearings having the longer dimension between the bearing portions.
Weight distribution is performed so that the weight of the unbalanced portion is larger than that between the second and third bearing portions having shorter bearing portions.

(作用) 上記の構成によれば、アンバランス部をエンジン長手
方向の中央部に配置したバランサシャフトにおいて、上
記アンバランス部の中間部に設けた第3軸受部により該
アンバランス部に作用する遠心力に起因する曲げモーメ
ントが抑制されると共に、該アンバランス部に片持ち状
の部分がないから振れ回りによる曲げモーメントが発生
することも防止される。また、軸受部の個数が3個であ
るから、当該バランサシャフトを駆動するための駆動損
失も比較的小さくて済むことになる。
(Operation) According to the above configuration, in the balancer shaft in which the unbalanced portion is arranged at the center in the longitudinal direction of the engine, the centrifugal force acting on the unbalanced portion by the third bearing portion provided in the intermediate portion of the unbalanced portion. The bending moment caused by the force is suppressed, and the occurrence of the bending moment due to whirling is also prevented because the unbalanced portion has no cantilevered portion. Moreover, since the number of bearings is three, the drive loss for driving the balancer shaft can be relatively small.

そして、特に本発明によれば、上記アンバランス部の
重量を、第1、第3軸受部間と第2、第3軸受部間のう
ち、軸受部間寸法つまりスパンが長い方の第1、第3軸
受部間が短い方の第2、第3軸受部間よりも大きくなる
ように配分したことにより、次のような不具合が回避さ
れる。
Further, according to the present invention, in particular, the weight of the unbalanced portion is calculated by comparing the weight of the first and third bearing portions with the first of the second and third bearing portions, which has the longer dimension between bearing portions, that is, the longer span. By distributing so that the distance between the third bearing portions is larger than that between the shorter second and third bearing portions, the following problems can be avoided.

即ち、バランサシャフトの回転時、特に高速回転時に
おいては、アンバランス部の偏心回転に伴って生じる遠
心力の作用により該シャフトが撓むことになるが、その
場合、上記アンバランス部の重量が仮に上記両スパンに
対して均等に配合されていると、第6図に簡略化して示
すように、バランサシャフト7(アンバランス部)の中
間部に設けられた第3軸受部73からその両側の各軸受部
71、72までの間の両スパンにおける最大撓み量が等し
く、或いはスパンの長い方が多少大きいような場合にお
いても、上記第3軸受部73のジャーナル部両側における
各撓み角度α、αは、スパンの長い側の撓み角度α
の方が短い側の撓み角度αよりも小さくなる。その
場合、上記第3軸受部73における軸受孔83とジャーナル
部との間には、所望の油膜を生成させるべくオイルクリ
アランスが設けられているが、上記のように両撓み角度
α、αが異なり且つその両者の差分が一定限度を超
えた時には、同時に符号Xで示すように、当該ジャーナ
ル部と軸受孔83とが上記スパンの短い側においてのみ当
接ないし摺接する所謂片当りが生じ、これに起因して上
記第3軸受部73に偏摩耗ないし異常摩耗更には焼付き等
が発生することになる。また。上記ジャーナル部の剛性
が高められて該ジャーナル部自体はほとんど撓まない場
合においても、第7図にその要部を誇張して示すよう
に、上記の場合と同様にして片当りが生じ、異常摩耗等
の種々の弊害を招くのである。
That is, when the balancer shaft is rotated, particularly when it is rotated at a high speed, the shaft is bent by the action of the centrifugal force that accompanies the eccentric rotation of the unbalanced portion. In that case, the weight of the unbalanced portion is increased. If the two spans are evenly mixed, as shown in FIG. 6 in a simplified manner, the third bearing portion 7 3 provided at the intermediate portion of the balancer shaft 7 (unbalanced portion) will not be used on both sides thereof. Bearings
Even when the maximum deflection amounts in both spans between 7 1 and 7 2 are the same or the longer span is slightly larger, the deflection angles α 1 , on both sides of the journal portion of the third bearing portion 7 3 , α 2 is the deflection angle α on the long span side
1 is smaller than the bending angle α 2 on the shorter side. In that case, an oil clearance is provided between the bearing hole 8 3 and the journal portion in the third bearing portion 7 3 in order to generate a desired oil film. However, as described above, both deflection angles α 1 , When α 2 is different and the difference between the two exceeds a certain limit, a so-called one-side contact in which the journal portion and the bearing hole 8 3 abut or slide only on the short span side, as indicated by the symbol X at the same time. occurs, further uneven wear to abnormal wear would seizing occurs due to this the third bearing portion 7 3. Also. Even when the rigidity of the journal portion is increased and the journal portion itself hardly bends, as shown in an exaggerated view of the main part in FIG. This causes various harmful effects such as wear.

しかし、本発明によれば、上記したようにアンバラン
ス部の重量が、スパンの長い方が大きくなるように配分
されているので、このスパンの長い方の最大撓み量が短
い方の撓み量に比して相対的に増大され、これにより第
6図に示す両撓み角度α、αが略等しくなって上記
の如き片当り等の問題が解消されることになる。
However, according to the present invention, as described above, the weight of the unbalanced portion is distributed such that the longer span has a larger value. Therefore, the maximum deflection amount of the longer span is equal to the shorter deflection amount of the longer span. As a result, the deflection angles α 1 and α 2 shown in FIG. 6 are substantially equal to each other, and the problems such as one-side contact as described above are solved.

(実 施 例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。尚、
この実施例は直列4気筒4サイクルエンジンに関するも
ので、ピストン等の往復運動部分の慣性力による2次の
起振力に対処するものである。
(Examples) Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. still,
This embodiment relates to an in-line four-cylinder four-cycle engine, and deals with secondary vibration force due to inertial force of reciprocating motion parts such as pistons.

第1図に示すように、エンジン10のシリンダブロック
11には各隣接気筒間に隔壁12が設けられていると共に、
該シリンダブロック11のスカート部中央には気筒列方向
にクランクシャフト13が配設されている。このクランク
シャフト13は、上記各隔壁12及びシリンダブロック両端
の端壁(図示せず)と、これらの壁に取付けられた軸受
キャップ14とで構成される主軸受15により各クランクジ
ャーナル部が夫々回転自在に支持されていると共に、図
示しないが、クランクアームを介して偏心位置に設けら
れたクランクピンに連接棒を介して各気筒のピストンが
連結されている。また、このエンジン10のシリンダブロ
ック11には左右一対のバランサシャフト30,30が備えら
れている。これらのバランサシャフト30,30は、上記ク
ランクシャフト13の左右両側方の稍上方において該シャ
フト13に平行に且つ左右対称的に支持されていると共
に、クランクシャフト13により図示しない駆動機構を介
して該シャフト13の2倍の回転速度で互いに逆方向に駆
動されるようになっている。
As shown in FIG. 1, the cylinder block of the engine 10
A partition 12 is provided between each adjacent cylinder in the 11,
A crankshaft 13 is arranged at the center of the skirt of the cylinder block 11 in the cylinder row direction. The crankshaft 13 is rotated by a main bearing 15 composed of the partition walls 12 and end walls (not shown) at both ends of the cylinder block, and bearing caps 14 attached to these walls. Although not shown, the piston of each cylinder is connected to a crank pin provided at an eccentric position via a crank arm via a connecting rod, which is freely supported. Further, the cylinder block 11 of the engine 10 is provided with a pair of left and right balancer shafts 30, 30. These balancer shafts 30, 30 are supported on the left and right sides of the crankshaft 13 in a slightly upper direction in parallel with and symmetrically with the shaft 13, and are supported by the crankshaft 13 via a drive mechanism (not shown). The shafts 13 are driven in opposite directions at a rotation speed twice that of the shaft 13.

次に、このバランサシャフト30の構成及び該シャフト
30の軸受構造を第2図により説明すると、該シャフト30
は、軸心に対して偏心位置に設けられたアンバランス部
31と、該アンバランス部31の一端側に連設された延長軸
部32とで構成されていると共に、該延長軸部32の端部に
は第1ジャーナル部33が、上記アンバランス部31の反延
長軸部側の端部には第2ジャーナル部34が、またアンバ
ランス部31の中間部には第3ジャーナル部35が夫々設け
られている。そして、上記アンバランス部31がエンジン
10の長手方向中央部における第2、第3気筒102,103
側方に配置されていると共に、第1ジャーナル部33がシ
リンダブロック11の第4気筒104側の端壁16に形成され
た第1軸受孔17に、また第2ジャーナル部34が第1、第
2気筒101,10,間の隔壁121に形成された第2軸受孔18
に、更に第3ジャーナル部35が第2,第3気筒102,103
の隔壁122に形成された第3軸受孔19に、夫々軸受メタ
ル20,21,22を介して回転自在に嵌合され、これらにより
第1〜第3軸受部I,II,IIIが構成されている。また、こ
のバランサシャフト30における第1ジャーナル部33側の
端部には上記シリンダブロック端壁16から突出する突出
端部36が設けられ、この軸部36にクランクシャフト13と
の間の駆動機構を構成するギヤ37が固着されている。
Next, the configuration of the balancer shaft 30 and the shaft
The bearing structure of the shaft 30 will be described with reference to FIG.
Is an unbalanced part that is provided at an eccentric position with respect to the axis.
31 and an extension shaft portion 32 that is connected to one end of the unbalanced portion 31, and a first journal portion 33 is provided at the end portion of the extension shaft portion 32. A second journal portion 34 is provided at the end portion on the side of the anti-extension shaft portion, and a third journal portion 35 is provided at the intermediate portion of the unbalanced portion 31. The unbalanced section 31 is the engine
The first journal portion 33 is formed on the side wall of the second and third cylinders 10 2 and 10 3 in the central portion of the cylinder 10 in the longitudinal direction, and the first journal portion 33 is formed on the end wall 16 of the cylinder block 11 on the fourth cylinder 10 4 side. Second bearing hole 18 in which a second journal portion 34 is formed in a partition wall 12 1 between the first and second cylinders 10 1 , 10
In addition, the third journal portion 35 is rotatably attached to the third bearing hole 19 formed in the partition wall 12 2 between the second and third cylinders 10 2 and 10 3 via the bearing metals 20, 21 and 22, respectively. The first to third bearing portions I, II, and III are formed by fitting. A projecting end portion 36 projecting from the cylinder block end wall 16 is provided at an end portion of the balancer shaft 30 on the side of the first journal portion 33, and a drive mechanism between the shaft portion 36 and the crankshaft 13 is provided. The constituent gear 37 is fixed.

ここで上記シリンダブロック11の端壁16及び隔壁121,
122には第1図に示すオイルギャラリ23から導かれたオ
イル通路24,25,26が設けられ、上記各軸受部I,II,IIIに
おける第1〜第3ジャーナル部33,34,35とこれらのジャ
ーナル部が嵌合された第1〜第3軸受孔17,18,19(軸受
メタル20,21,22)との間の軸受摺動面に潤滑オイルを供
給するようになっていると共に、上記各オイル通路24,2
5,26のシリンダブロック外面に開口する端部はブランド
プラグ27…27によって閉鎖されている。また、上記端壁
16及び隔壁122には第1、第3軸受部I,IIIを覆うバッフ
ル28,28が設けられているが、これらは各軸受部I,IIIか
ら流出するオイルがシリンダブロック11内に飛散してオ
イルミストとなることを防止するためのものである。
Here, the end wall 16 of the cylinder block 11 and the partition wall 12 1 ,
12 second oil passage 24, 25, 26 derived from the oil gallery 23 shown in Figure 1 is provided in the above the bearings I, II, and first to third journal portion 33, 34 in the III The lubricating oil is supplied to the bearing sliding surfaces between the first to third bearing holes 17,18,19 (bearing metal 20,21,22) in which these journals are fitted. , The above oil passages 24, 2
The ends of the cylinder blocks 5 and 26 that open to the outer surface are closed by brand plugs 27 ... 27. Also, the above end wall
16 and the first to the partition wall 12 2, the third bearing part I, but baffle 28 which covers the III is provided, these oil flows out the bearings I, from III is scattered in a cylinder block 11 This is to prevent it from becoming an oil mist.

然して、上記バランサシャフト30におけるアンバラン
ス部31は、以下に示す如く重量配分がなされている。
However, the unbalanced portion 31 of the balancer shaft 30 has a weight distribution as shown below.

即ち、バランサシャフト30の第1、第3ジャーナル部
33、35間と第2、第3ジャーナル部34、35の間のうち、
スパンの長い方に位置する第1アンバランス部311の軸
方向長さL1が、上記スパンの短い方に位置する第2アン
バランス部312の長さL2よりも長くされ、これに加えて
上記第1、第2アンバランス部311、312の断面積が両者
ともに等しくされていることにより、上記第1アンバラ
ンス部311の方が第2アンバランス部312よりもその重量
が所定量だけ大きくされているのである。
That is, the first and third journal portions of the balancer shaft 30
Of the space between 33 and 35 and the space between the second and third journal parts 34 and 35,
The axial length L 1 of the first unbalanced portion 31 1 located on the longer side of the span is made longer than the length L 2 of the second unbalanced portion 31 2 located on the shorter side of the span. In addition, since the cross-sectional areas of the first and second unbalanced portions 31 1 and 31 2 are made equal to each other, the first unbalanced portion 31 1 has a larger cross-sectional area than the second unbalanced portion 31 2. The weight is increased by a predetermined amount.

尚、上記第3ジャーナル部35の外周面と軸受メタル22
の内周面との間には(第1、第2軸受部I、IIについて
も同様)、所望の油膜を生成されるべくオイルクリアラ
ンスが設けられている。
The outer peripheral surface of the third journal portion 35 and the bearing metal 22
An oil clearance is provided between the inner peripheral surface and the inner peripheral surface (the same applies to the first and second bearing portions I and II) so as to generate a desired oil film.

次に、この実施例の作用を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

先ず、エンジン10の運転時には、ピストンやピストン
ピン等の往復運動部分に作用する慣性力によって2次の
起振力が発生するのであるが、この起振力は左右一対の
バランサシャフト30,30により次のようにして打ち消さ
れる。つまり、これらのバランサシャフト30,30は左右
対称的に配置され且つクランクシャフト13の回転数の2
倍の速度で互いに逆方向に駆動されるので、両バランサ
シャフト30,30のアンバランス部31,31に作用する遠心力
の合力はクランクシャフト13の回転周期の半分の周期で
上方方向に変動することになる。従って、クランクシャ
フト13と両バランサシャフト30,30の位相を適切に設定
しておくことにより、上記往復運動部分の慣性力による
起振力が上向きの時にアンバランス部31,31に作用する
遠心力の合力を下向きに生じさせ、また上記起振力が下
向きの時にこの合力を上向きに生じさせることが可能と
なり、これにより上記起振力が打ち消されることにな
る。その場合に、両バランサシャフト30,30は左右対称
的に配置され、且つ同一速度で逆方向に駆動されるか
ら、アンバランス部31,31に作用する遠心力の水平方向
の分力による新たな起振力が生じることなく、またアン
バランス部31,31はエンジン10の長手方向略中央部に配
置されているから、このアンバランス部31,31に作用す
る遠心力によってピッチングモーメントが生じることも
なく、このようにしてエンジン10の振動が低減されるこ
とになるのである。
First, when the engine 10 is in operation, a secondary vibration force is generated by the inertial force acting on the reciprocating motion parts such as the piston and the piston pin. This vibration force is generated by the pair of left and right balancer shafts 30, 30. It is canceled as follows. That is, these balancer shafts 30, 30 are symmetrically arranged and have a rotational speed of 2 times that of the crankshaft 13.
Since they are driven in opposite directions at double speed, the resultant force of the centrifugal forces acting on the unbalanced parts 31, 31 of both balancer shafts 30, 30 fluctuates upward in a cycle that is half the rotation cycle of the crankshaft 13. It will be. Therefore, by setting the phases of the crankshaft 13 and both balancer shafts 30, 30 appropriately, the centrifugal force acting on the unbalanced parts 31, 31 when the exciting force due to the inertial force of the reciprocating part is upward. The resultant force can be generated downward, and the resultant force can be generated upward when the exciting force is downward, so that the exciting force is canceled. In that case, since both balancer shafts 30 and 30 are symmetrically arranged and driven in the opposite directions at the same speed, a new centrifugal force acting on the unbalanced portions 31 and 31 causes a new component due to the horizontal component force. Since no vibration force is generated and the unbalanced portions 31, 31 are arranged substantially in the center in the longitudinal direction of the engine 10, a centrifugal force acting on the unbalanced portions 31, 31 may generate a pitching moment. Instead, the vibration of the engine 10 is reduced in this way.

然してこの種のバランサシャフトにおいては、アンバ
ランス部に作用する遠心力に起因する曲げモーメントが
発生し、この曲げモーメントが軸受部に荷重として作用
するのであるが、上記バランサシャフト30は、アンバラ
ンス部31の中間部の第3ジャーナル部35と、該ジャーナ
ル部35が嵌合された第3軸受孔19(軸受メタル22)とで
構成される第3軸受部IIIにより該アンバランス部31の
中間部が支持されているから、該アンバランス部31に作
用する曲げモーメントが抑制されて、該シャフト30の両
端における第1、第2軸受部I,IIに作用する荷重が低減
されることになる。また、このアンバランス部31の反延
長軸部側の端部には上記第2軸受部IIが設けられている
から、アンバランス部31の第2、第3ジャーナル部34,3
5間の部分が振れ回って第3軸受部IIIに大きな荷重が作
用するといったこともない。
However, in this type of balancer shaft, a bending moment is generated due to the centrifugal force acting on the unbalanced portion, and this bending moment acts as a load on the bearing portion. An intermediate portion of the unbalanced portion 31 is formed by a third bearing portion III including a third journal portion 35 in the middle portion of 31 and a third bearing hole 19 (bearing metal 22) into which the journal portion 35 is fitted. Is supported, the bending moment acting on the unbalanced portion 31 is suppressed, and the loads acting on the first and second bearing portions I and II at both ends of the shaft 30 are reduced. Further, since the second bearing portion II is provided at the end portion of the unbalanced portion 31 on the side opposite to the extension shaft portion, the second and third journal portions 34, 3 of the unbalanced portion 31 are provided.
The part between 5 does not swing around and a large load acts on the third bearing part III.

そして、特にこのバランサシャフト30においては、第
1、第3ジャーナル部33、35間と第2、第3ジャーナル
部34、35間のうちのスパンの長い方に位置する第1アン
バランス部311が、スパンの短い方に位置する第2アン
バランス部312よりも、重量が大きくされているので、
該シャフト30の回転時、特に高速回転時において、アン
バランス部31の偏心回転に伴って生じる遠心力の作用に
より該シャフト30が第1、第2、第3軸受部I、II、II
Iを支点として撓んだ場合に、上記第3軸受部IIIのジャ
ーナル部35は、当該軸受孔19ないし軸受メタル22によ
り、次のようにして良好に支持される。
In particular, in the balancer shaft 30, the first unbalanced portion 31 1 located between the first and third journal portions 33 and 35 and the second and third journal portions 34 and 35 having the longer span. However, since the weight is larger than that of the second unbalanced portion 312 located in the shorter span,
When the shaft 30 rotates, especially at a high speed, the shaft 30 causes the first, second, and third bearing portions I, II, and II to be acted on by the centrifugal force generated by the eccentric rotation of the unbalanced portion 31.
When bent about I as a fulcrum, the journal portion 35 of the third bearing portion III is favorably supported by the bearing hole 19 or the bearing metal 22 as follows.

つまり、上記の如くスパンの長さが夫々異なるように
形成されたバランサシャフト30の撓み時においては、第
6、第7図を用いて既に説明したように上記第1、第2
アンバランス部311、312の重量が仮に均等に配分されて
いるものとすると、第3ジャーナル部35両側の撓み角度
が夫々異なる(第1アンバランス部311側の方が第2ア
ンバランス部312側よりも撓み角度が小さい)という事
態を招くことになるが、本発明によれば、上記したよう
に第1アンバランス部311の方がその重量を所定量だけ
大きくされていることにより、第3図に実線で示すよう
に第1、第2アンバランス部311、322の撓み角度θ
θは同一もしくは略同一となる。これにより、上記第
3ジャーナル部35は、その周面部に所望の油膜を生成さ
せるためのオイルクリアランスを確保しながら第3軸受
孔19ないし軸受メタル22により良好に保持されることに
なり、同図に鎖線で示すように該ジャーナル部35と軸受
メタル22とが上記両者の撓み角度が異なるために片当り
状態となってこの第3軸受部IIIに偏摩耗や焼付き等が
発生するという不具合が回避されるのである。
That is, when the balancer shaft 30 formed so that the span lengths differ from each other as described above, the first and second balancer shafts 30 are bent as described above with reference to FIGS. 6 and 7.
Assuming that the weights of the unbalanced parts 31 1 and 31 2 are evenly distributed, the deflection angles on both sides of the third journal part 35 are different (the first unbalanced part 31 1 side is the second unbalanced part). part 31 is an angle less bent than 2 side), but would cause a situation where, according to the present invention, first towards the unbalance portion 31 1 is larger the weight by a predetermined amount as described above As a result, as shown by the solid line in FIG. 3, the bending angles θ 1 of the first and second unbalance parts 31 1 and 32 2 ,
θ 2 is the same or substantially the same. As a result, the third journal portion 35 is favorably held by the third bearing hole 19 or the bearing metal 22 while ensuring an oil clearance for producing a desired oil film on the peripheral surface portion thereof. As indicated by the chain line, since the journal portion 35 and the bearing metal 22 have different deflection angles from each other, there is a problem that the third bearing portion III is unevenly worn or seized. It is avoided.

また、この実施例においては、第1アンバランス部31
1を延長した分だけアンバランス部31全長にわたる断面
積を小さくすることにより、アンバランス部31全体の重
量が所要量となるように構成されているので、各軸受部
I、II、IIIに対する荷重の分配性が向上するという効
果も得られることになる。
In addition, in this embodiment, the first unbalance unit 31
By reducing the cross-sectional area over the entire length of the unbalanced portion 31 by an amount corresponding to the extension of 1 , the weight of the entire unbalanced portion 31 is configured to be the required amount. Therefore, the load on each bearing portion I, II, III It is also possible to obtain the effect of improving the distributability of.

尚、第4図は第2軸受部の他の実施例も示すもので、
この実施例においては該第2軸受部II′における軸受孔
18′がシリンダブロック11′の外部まで貫通されている
と共に、この貫通部にブラインドプラグ29′が装着され
ている。
Incidentally, FIG. 4 also shows another embodiment of the second bearing portion,
In this embodiment, the bearing hole in the second bearing portion II '
18 'penetrates to the outside of the cylinder block 11', and a blind plug 29 'is attached to this penetrating portion.

ところで、このような軸受構造によると、軸受孔18′
のプラグ29′側に閉じた空間aが形成されるため、オイ
ル通路25′からジャーナル部34′と軸受メタル21′との
間に供給された潤滑オイルが反プラグ側のシリンダブロ
ック11′の内部空間b側にのみ流れることになり、軸受
面のプラグ29′側の部分に対する潤滑性が悪化すること
になる。そこで、この実施例においては、バランサシャ
フト30′における当該ジャーナル部34′に軸方向に貫通
する連通孔38′を設け、該孔38′により上記空間aをシ
リンダブロック11′の内部空間bに連通させて、軸受部
に供給される潤滑オイルを両空間a,b側に均等に流すよ
うに図られている。
By the way, according to such a bearing structure, the bearing hole 18 '
Since the closed space a is formed on the plug 29 'side of the cylinder block 11', the lubricating oil supplied from the oil passage 25 'between the journal portion 34' and the bearing metal 21 'is inside the cylinder block 11' on the opposite side. It will flow only to the space b side, and the lubricity for the portion of the bearing surface on the plug 29 'side will deteriorate. Therefore, in this embodiment, the journal portion 34 'of the balancer shaft 30' is provided with a communicating hole 38 'penetrating in the axial direction, and the space a is communicated with the internal space b of the cylinder block 11' by the hole 38 '. Thus, the lubricating oil supplied to the bearing portion is made to flow evenly to both the spaces a and b.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、アンバランス部を有す
るバランサシャフトをクランクシャフトにより駆動して
振動を低減させるようにしたエンジンにおいて、軸受部
の個数を徒らに多くすることなく、上記アンバランス部
に作用する遠心力に起因する曲げモーメントを効果的に
抑制することが可能となると共に、特にアンバランス部
中間に設けられた軸受部両側のスパンの長さが異なる場
合においても、その軸受部両側におけるアンバランス部
の撓み角度が均等化されて該軸受部に生じる片当りが防
止されることになる。これにより、各軸受部(特にアン
バランス部中間の軸受部)における著しい摩耗や焼付き
が防止されて、この種のバランサシャフトの軸受構造の
耐久性が向上されることになる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in the engine in which the balancer shaft having the unbalanced portion is driven by the crankshaft to reduce the vibration, the number of the bearing portions is unnecessarily increased. In addition, it is possible to effectively suppress the bending moment caused by the centrifugal force acting on the unbalanced portion, and especially when the span lengths on both sides of the bearing portion provided in the middle of the unbalanced portion are different. However, the deflection angles of the unbalanced portions on both sides of the bearing portion are equalized, and the one-sided contact occurring on the bearing portion is prevented. As a result, significant wear and seizure of each bearing portion (particularly the bearing portion in the middle of the unbalanced portion) are prevented, and the durability of the bearing structure of this type of balancer shaft is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例を示すエンジンの要部縦断正面
図、第2図は該エンジンに備えられたバランサシャフト
及びその周辺の構成を示す第1図II−II線による要部拡
大横断平面図、第3図は上記実施例の作用を示す要部拡
大横断平面図、第4図は軸受部の他の実施例を示す要部
横断平面図、第5図(a)〜(c)はバランサシャフト
の従来の軸受構造を夫々示す概略図、第6、第7図は夫
々従来の問題点を誇張して示す概略説明図である。 10……エンジン、13……クランクシャフト、30……バラ
ンサシャフト、31……アンバランス部、32……延長軸
部、I〜III……第1〜第3軸受部。
FIG. 1 is a longitudinal sectional front view of an essential part of an engine showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a balancer shaft provided in the engine and an enlarged cross section of the essential part taken along line II-II in FIG. A plan view, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional plan view of an essential part showing the operation of the above embodiment, FIG. 4 is a cross-sectional plan view of an essential part showing another embodiment of the bearing part, and FIGS. 5 (a) to 5 (c). FIGS. 6A and 6B are schematic diagrams showing a conventional bearing structure of a balancer shaft, and FIGS. 6 and 7 are schematic explanatory diagrams showing exaggerated conventional problems. 10 ... Engine, 13 ... Crank shaft, 30 ... Balancer shaft, 31 ... Unbalanced part, 32 ... Extension shaft part, I-III ... First to third bearing parts.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】クランクシャフトに平行に配設されて該ク
ランクシャフトにより駆動され且つアンバランス部を有
するエンジンのバランサシャフトであって、上記アンバ
ランス部がエンジンの長手方向の中央部に配置されてい
ると共に、該アンバランス部の一端側に延長軸部が連設
されて駆動機構に連結されており、且つ該延長軸部の端
部に第1軸受部が、上記アンバランス部の反延長軸部側
の端部に第2軸受部が、該アンバランス部の中間部に第
3軸受部が夫々設けられていると共に、上記第1、第3
軸受部間と第2、第3軸受部間のうち、軸受部間寸法が
長い方の第1、第3軸受部間が短い方の第2、第3軸受
部間よりも上記アンバランス部の重量が大きくされてい
ることを特徴とするエンジンのバランサシャフト。
1. A balancer shaft for an engine, which is arranged parallel to a crankshaft and is driven by the crankshaft and has an unbalanced portion, wherein the unbalanced portion is arranged at a central portion in the longitudinal direction of the engine. In addition, an extension shaft portion is connected to the drive mechanism by connecting one end side of the unbalanced portion to the drive mechanism, and a first bearing portion is provided at an end portion of the extension shaft portion and an anti-extension shaft of the unbalanced portion. The second bearing portion is provided at the end portion on the side of the portion, and the third bearing portion is provided at the intermediate portion of the unbalanced portion.
Among the bearing portions and between the second and third bearing portions, the unbalanced portion of the unbalanced portion is larger than that of the first and third bearing portions, which have a longer dimension between the bearing portions, and which have a shorter dimension between the bearing portions. The balancer shaft of the engine, which is characterized by having a large weight.
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