JP2759933B2 - 直列４気筒エンジンのバランサシャフト - Google Patents
直列４気筒エンジンのバランサシャフトInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は往復ピストンエンジ
ンのバランサシャフト、特に直列４気筒エンジンにおけ
るバランサシャフトの軸受構造に関するものである。 【０００２】 【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、その両者
を釣合せることが行なわれているが、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。 【０００３】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
位相を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。 【０００４】ところで、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おける気筒の
側方に配置することが必要であり、そこで、従来におい
ては、このアンバランス部の配置構造に関して、例えば
直列４気筒エンジンを例にとれば、図４〜図６に示すよ
うな構造が提案され或は採用されている。 【０００５】即ち、図４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３ 2，３3 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４1，４2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５
1及び第３、第４気筒３3，３4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壁部５4に軸支さ
せた構造である。 【０００６】また、図５に示すものは、上記図４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４
4′を設けると共に、この軸受部４4′をシリンダブロッ
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。 【０００７】更に、図６に示すものは、図５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。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図４〜
図６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。 【０００９】即ち、図４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）が偏摩耗したり焼付いたりし易くなるのである。 【００１０】また、図５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。 【００１１】更に、図６に示す構造では、軸受部の数が
少な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。 【００１２】尚、上記バランサシャフトにおける複数の
軸受部は、その径が全て等しく設定されているのが通例
であるために、該シャフトをシリンダブロック内に挿入
して、上記複数の軸受部を該ブロックの端壁及び隔壁に
形成された各軸受孔に嵌合させる際の組付作業が面倒且
つ困難なものとなる。しかも、上記各軸受部は、アンバ
ランス部を偏心回転させるべく大径とされているため
に、その外周面と各軸受孔（軸受メタル）の内周面との
摺動速度が速くなり、これによっても上記の如き駆動損
失の増大や偏摩耗及び焼付き等の発生を徒に顕著化させ
ることになる。 【００１３】本発明は、エンジンのバランサシャフト、
特に直列４気筒エンジンにおけるバランサシャフトの軸
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、且つ軸受部における偏摩耗や焼付け等がな
く、しかも組付性に優れたバランサシャフトの実現を課
題とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明は次のような手段を用いたことを特徴とする。 【００１５】即ち、本発明は、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直列４気筒エンジンのバランサシ
ャフトにおいて、上記アンバランス部をエンジン長手方
向の中央部における第２、第３気筒に対応するシリンダ
ブロック側方に配置すると共に、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し、且つ該延
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、各隣接気筒間に隔
壁が設けられた直列４気筒エンジンのシリンダブロック
において、上記第１軸受部を、エンジン長手方向の駆動
機構側に位置する第４気筒側のシリンダブロック端壁に
支持させ、上記第２軸受部を、エンジン長手方向の反第
４気筒側の第１気筒と第２気筒との間の隔壁に支持さ
せ、上記第３軸受部を、上記第２気筒と第３気筒との間
の隔壁に支持せ、且つ上記第２軸受部の径を第３軸受部
の径より小さくしたことを特徴とする。 【００１６】上記の手段を用いることにより、本発明に
よれば、アンバランス部を直列４気筒エンジンの長手方
向の中央部における第２、第３気筒に対応するシリンダ
ブロックの側方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際の駆動損
失も比較的小さくて済むことになる。 【００１７】また、本発明によれば、上記第２軸受部を
第３軸受部よりも小径としたから、バランサシャフトの
組付時に、この第２軸受部を前進端として軸受孔に挿入
することができて、作業性の向上が図られることにな
り、更に、上記第２軸受部を小径としたことにより、バ
ランサシャフトの回転時における該軸受部の外周面と軸
受孔（軸受メタル）の内周面との摺動速度が遅くなり、
この第２軸受部における摺動抵抗、更には該シャフトの
駆動損失等が効果的に低減されることになる。 【００１８】そして、特に本発明によれば、上記各軸受
部が直列４気筒エンジンのシリンダブロックにおける端
壁や隔壁を利用して設けられることになり、これに伴っ
て当該バランサシャフトの高い支持剛性が得られること
になる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、この実施の形態は直列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。 【００２０】図１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。 【００２１】次に、このバランサシャフト３０の構成及
び該シャフト３０の軸受構造を図２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の側方に配
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１０1，１０2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間の隔壁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
Ａ，Ｂ，Ｃ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から突出する突出軸部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。 【００２２】ここで、上記シリンダブロック１１の端壁
１６及び隔壁１２1，１２2には図１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Ａ，Ｂ，Ｃ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
２４，２５，２６のシリンダブロック外面に開口する端
部はブラインドプラグ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Ａ，Ｃ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Ａ，Ｃ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。 【００２３】そして、上記第１〜第３軸受部Ａ〜Ｃのう
ち、アンバランス部３１の中間の第３軸受部Ｃについて
は、そのジャーナル部３５の半径Ｌ1が、アンバランス
部３１の外周端３１ａからバランサシャフト３０の回転
中心までの寸法Ｌ2よりも長く設定されている。尚、こ
の場合において、上記両者を等しく設定してもよい。 【００２４】更に、上記アンバランス部３１の一端にお
ける第２軸受部Ｂについては、そのジャーナル部３４の
径が、図２からも明らかなように、上記第３軸受部Ｃに
おけるジャーナル部３５の径よりも小さく設定されてい
る。 【００２５】次に、この実施の形態の作用を説明する。 【００２６】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下方向に変動す
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がなく、またアン
バランス部３１，３１はエンジン１０の長手方向中央部
における第２、第３気筒１０2，１０3の側方に配置され
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。 【００２７】ところで、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Ｃ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Ａ，Ｂ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Ｂ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３４，３５間の部分
が振れ回って第３軸受部Ｃに大きな荷重が作用するとい
ったこともない。 【００２８】そして、特にこのバランサシャフト３０に
おいては、上記第３ジャーナル部３５の半径Ｌ1がバラ
ンサシャフト３０の回転中心からアンバランス部３１の
外周端３１ａまでの寸法Ｌ2よりもわずかながら長く設
定されているので、この第３軸受部Ｃの取付構造が簡素
化される。つまり、上記のように設定したことにより、
例えば軸受キャップ等を別途設ける必要性がなくなり、
従って図２に示すように、シリンダブロック１１の隔壁
１２2に形成された軸受孔１９に軸受メタル２２を介し
て上記第３ジャーナル部３５を嵌合させるという簡単な
構成で、上記アンバランス部３１を確実に支持させるこ
とが可能となるのである。 【００２９】更に、このバランサシャフト３０において
は、上記第２ジャーナル部３４の径が第３ジャーナル部
３５の径よりも極端に小さくされているので、第２軸受
部Ｂにおける軸受メタル２１の内周面と第２ジャーナル
部３４の外周面との摺動速度が極めて遅くなって、この
第２軸受部Ｂの摺動抵抗が低減される。これにより、上
記両摺動面における摩耗や摩擦熱の発生等が抑制される
ばかりでなく、バランサシャフト３０を駆動する際の駆
動損失が効果的に軽減されることになる。また、このよ
うに第２ジャーナル部３４が小径とされていることによ
り、バランサシャフト３０の組付時に該シャフト３０を
シリンダブロック１１の一方の端壁１６側から挿入し
て、各ジャーナル部３３〜３５を各軸受孔１７〜１９に
嵌合させる作業が容易化されることになる。 【００３０】尚、図３は第２軸受部の他の実施の形態を
示すもので、この実施の形態においては該第２軸受部
Ｂ′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。 【００３１】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、この実施の
形態においては、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。 【００３２】 【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、アンバラ
ンス部の中間及び先端に設けられる軸受部の径を夫々適
切な大きさに設定したことにより、バランサシャフトの
駆動時における駆動損失の増大や軸受部に生じる徒らな
摩耗及び焼付き等が防止され、また該シャフトの組付時
における作業性の悪化等が効果的に防止ないし抑止され
ることになる。 【００３３】そして、特に本発明によれば、上記の効果
が直列４気筒エンジンのシリンダブロックに必然的に設
けられる隔壁や端壁を有効に活用して達成されることに
なると共に、これらの剛性の高い部分を軸受部として利
用することにより、当該バランサシャフトの高い支持剛
性が得られることになる。
ンのバランサシャフト、特に直列４気筒エンジンにおけ
るバランサシャフトの軸受構造に関するものである。 【０００２】 【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、その両者
を釣合せることが行なわれているが、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。 【０００３】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
位相を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。 【０００４】ところで、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おける気筒の
側方に配置することが必要であり、そこで、従来におい
ては、このアンバランス部の配置構造に関して、例えば
直列４気筒エンジンを例にとれば、図４〜図６に示すよ
うな構造が提案され或は採用されている。 【０００５】即ち、図４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３ 2，３3 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４1，４2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５
1及び第３、第４気筒３3，３4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壁部５4に軸支さ
せた構造である。 【０００６】また、図５に示すものは、上記図４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４
4′を設けると共に、この軸受部４4′をシリンダブロッ
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。 【０００７】更に、図６に示すものは、図５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。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図４〜
図６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。 【０００９】即ち、図４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）が偏摩耗したり焼付いたりし易くなるのである。 【００１０】また、図５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。 【００１１】更に、図６に示す構造では、軸受部の数が
少な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。 【００１２】尚、上記バランサシャフトにおける複数の
軸受部は、その径が全て等しく設定されているのが通例
であるために、該シャフトをシリンダブロック内に挿入
して、上記複数の軸受部を該ブロックの端壁及び隔壁に
形成された各軸受孔に嵌合させる際の組付作業が面倒且
つ困難なものとなる。しかも、上記各軸受部は、アンバ
ランス部を偏心回転させるべく大径とされているため
に、その外周面と各軸受孔（軸受メタル）の内周面との
摺動速度が速くなり、これによっても上記の如き駆動損
失の増大や偏摩耗及び焼付き等の発生を徒に顕著化させ
ることになる。 【００１３】本発明は、エンジンのバランサシャフト、
特に直列４気筒エンジンにおけるバランサシャフトの軸
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、且つ軸受部における偏摩耗や焼付け等がな
く、しかも組付性に優れたバランサシャフトの実現を課
題とする。 【００１４】 【課題を解決するための手段】上記課題の解決のため、
本発明は次のような手段を用いたことを特徴とする。 【００１５】即ち、本発明は、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直列４気筒エンジンのバランサシ
ャフトにおいて、上記アンバランス部をエンジン長手方
向の中央部における第２、第３気筒に対応するシリンダ
ブロック側方に配置すると共に、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し、且つ該延
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、各隣接気筒間に隔
壁が設けられた直列４気筒エンジンのシリンダブロック
において、上記第１軸受部を、エンジン長手方向の駆動
機構側に位置する第４気筒側のシリンダブロック端壁に
支持させ、上記第２軸受部を、エンジン長手方向の反第
４気筒側の第１気筒と第２気筒との間の隔壁に支持さ
せ、上記第３軸受部を、上記第２気筒と第３気筒との間
の隔壁に支持せ、且つ上記第２軸受部の径を第３軸受部
の径より小さくしたことを特徴とする。 【００１６】上記の手段を用いることにより、本発明に
よれば、アンバランス部を直列４気筒エンジンの長手方
向の中央部における第２、第３気筒に対応するシリンダ
ブロックの側方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際の駆動損
失も比較的小さくて済むことになる。 【００１７】また、本発明によれば、上記第２軸受部を
第３軸受部よりも小径としたから、バランサシャフトの
組付時に、この第２軸受部を前進端として軸受孔に挿入
することができて、作業性の向上が図られることにな
り、更に、上記第２軸受部を小径としたことにより、バ
ランサシャフトの回転時における該軸受部の外周面と軸
受孔（軸受メタル）の内周面との摺動速度が遅くなり、
この第２軸受部における摺動抵抗、更には該シャフトの
駆動損失等が効果的に低減されることになる。 【００１８】そして、特に本発明によれば、上記各軸受
部が直列４気筒エンジンのシリンダブロックにおける端
壁や隔壁を利用して設けられることになり、これに伴っ
て当該バランサシャフトの高い支持剛性が得られること
になる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。尚、この実施の形態は直列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。 【００２０】図１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。 【００２１】次に、このバランサシャフト３０の構成及
び該シャフト３０の軸受構造を図２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の側方に配
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１０1，１０2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間の隔壁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
Ａ，Ｂ，Ｃ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から突出する突出軸部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。 【００２２】ここで、上記シリンダブロック１１の端壁
１６及び隔壁１２1，１２2には図１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Ａ，Ｂ，Ｃ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
２４，２５，２６のシリンダブロック外面に開口する端
部はブラインドプラグ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Ａ，Ｃ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Ａ，Ｃ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。 【００２３】そして、上記第１〜第３軸受部Ａ〜Ｃのう
ち、アンバランス部３１の中間の第３軸受部Ｃについて
は、そのジャーナル部３５の半径Ｌ1が、アンバランス
部３１の外周端３１ａからバランサシャフト３０の回転
中心までの寸法Ｌ2よりも長く設定されている。尚、こ
の場合において、上記両者を等しく設定してもよい。 【００２４】更に、上記アンバランス部３１の一端にお
ける第２軸受部Ｂについては、そのジャーナル部３４の
径が、図２からも明らかなように、上記第３軸受部Ｃに
おけるジャーナル部３５の径よりも小さく設定されてい
る。 【００２５】次に、この実施の形態の作用を説明する。 【００２６】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下方向に変動す
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がなく、またアン
バランス部３１，３１はエンジン１０の長手方向中央部
における第２、第３気筒１０2，１０3の側方に配置され
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。 【００２７】ところで、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Ｃ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Ａ，Ｂ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Ｂ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３４，３５間の部分
が振れ回って第３軸受部Ｃに大きな荷重が作用するとい
ったこともない。 【００２８】そして、特にこのバランサシャフト３０に
おいては、上記第３ジャーナル部３５の半径Ｌ1がバラ
ンサシャフト３０の回転中心からアンバランス部３１の
外周端３１ａまでの寸法Ｌ2よりもわずかながら長く設
定されているので、この第３軸受部Ｃの取付構造が簡素
化される。つまり、上記のように設定したことにより、
例えば軸受キャップ等を別途設ける必要性がなくなり、
従って図２に示すように、シリンダブロック１１の隔壁
１２2に形成された軸受孔１９に軸受メタル２２を介し
て上記第３ジャーナル部３５を嵌合させるという簡単な
構成で、上記アンバランス部３１を確実に支持させるこ
とが可能となるのである。 【００２９】更に、このバランサシャフト３０において
は、上記第２ジャーナル部３４の径が第３ジャーナル部
３５の径よりも極端に小さくされているので、第２軸受
部Ｂにおける軸受メタル２１の内周面と第２ジャーナル
部３４の外周面との摺動速度が極めて遅くなって、この
第２軸受部Ｂの摺動抵抗が低減される。これにより、上
記両摺動面における摩耗や摩擦熱の発生等が抑制される
ばかりでなく、バランサシャフト３０を駆動する際の駆
動損失が効果的に軽減されることになる。また、このよ
うに第２ジャーナル部３４が小径とされていることによ
り、バランサシャフト３０の組付時に該シャフト３０を
シリンダブロック１１の一方の端壁１６側から挿入し
て、各ジャーナル部３３〜３５を各軸受孔１７〜１９に
嵌合させる作業が容易化されることになる。 【００３０】尚、図３は第２軸受部の他の実施の形態を
示すもので、この実施の形態においては該第２軸受部
Ｂ′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。 【００３１】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、この実施の
形態においては、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。 【００３２】 【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、アンバラ
ンス部の中間及び先端に設けられる軸受部の径を夫々適
切な大きさに設定したことにより、バランサシャフトの
駆動時における駆動損失の増大や軸受部に生じる徒らな
摩耗及び焼付き等が防止され、また該シャフトの組付時
における作業性の悪化等が効果的に防止ないし抑止され
ることになる。 【００３３】そして、特に本発明によれば、上記の効果
が直列４気筒エンジンのシリンダブロックに必然的に設
けられる隔壁や端壁を有効に活用して達成されることに
なると共に、これらの剛性の高い部分を軸受部として利
用することにより、当該バランサシャフトの高い支持剛
性が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態を示すエンジンの要部縦
断正面図である。 【図２】 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図１のア−ア線による要部拡大
横断平面図である。 【図３】 軸受部の他の実施の形態を示す要部横断平面
図である。 【図４】 バランサシャフトの従来構造を示す概略図で
ある。 【図５】 バランサシャフトの他の従来構造を示す概略
図である。 【図６】 バランサシャフトの更に他の従来構造を示す
概略図である。 【符号の説明】 １０ エンジン １０1〜１０4 第１〜第４気筒 １１ シリンダブロック １２1，１２2 隔壁 １３ クランクシャフト １６ 端壁 ３０ バランサシャフト ３１ アンバランス部 ３２ 延長軸部 Ａ〜Ｃ 第１〜第３軸受部
断正面図である。 【図２】 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図１のア−ア線による要部拡大
横断平面図である。 【図３】 軸受部の他の実施の形態を示す要部横断平面
図である。 【図４】 バランサシャフトの従来構造を示す概略図で
ある。 【図５】 バランサシャフトの他の従来構造を示す概略
図である。 【図６】 バランサシャフトの更に他の従来構造を示す
概略図である。 【符号の説明】 １０ エンジン １０1〜１０4 第１〜第４気筒 １１ シリンダブロック １２1，１２2 隔壁 １３ クランクシャフト １６ 端壁 ３０ バランサシャフト ３１ アンバランス部 ３２ 延長軸部 Ａ〜Ｃ 第１〜第３軸受部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
F16F 15/26
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 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直列
４気筒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長手方向の中央部における第２、
第３気筒に対応するシリンダブロック側方に配置されて
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、上記直列４気筒エン
ジンのシリンダブロックには各隣接気筒間に隔壁が設け
られ、上記第１軸受部がエンジン長手方向の駆動機構側
に位置する第４気筒側のシリンダブロック端壁に支持さ
れ、上記第２軸受部がエンジン長手方向の反第４気筒側
の第１気筒と第２気筒との間の隔壁に支持され、上記第
３軸受部が上記第２気筒と第３気筒との間の隔壁に支持
され、且つ上記第２軸受部の径が第３軸受部の径より小
さくされていることを特徴とする直列４気筒エンジンの
バランサシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121996A JP2759933B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 直列４気筒エンジンのバランサシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13121996A JP2759933B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 直列４気筒エンジンのバランサシャフト |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4795686A Division JPH0743006B2 (ja) | 1986-02-19 | 1986-03-05 | エンジンのバランサシヤフト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210137A JPH09210137A (ja) | 1997-08-12 |
| JP2759933B2 true JP2759933B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15052825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13121996A Expired - Lifetime JP2759933B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 直列４気筒エンジンのバランサシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2759933B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257360A (ja) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Yamaha Motor Co Ltd | エンジン及びそれを備えた車両 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP13121996A patent/JP2759933B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09210137A (ja) | 1997-08-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |