JP3089849B2 - エンジンのバランサ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はエンジンのバランサ装
置に係り、特にギヤ駆動タイプのバランサ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来からピストンを往復動させるエンジ
ンではクランク運動の慣性をバランスさせるため、バラ
ンサ装置が備えられている。例えば実開昭６１−１０６
６４７号に開示されているギヤ駆動タイプのバランサ装
置はクランクシャフトに対しバランスシャフトを平行に
軸支して同バランスシャフトにホルダを固定している。
さらに、ホルダには弾性体を介してフローティングギヤ
を相対回転変位自在に嵌合し、同フローティングギヤに
対してクランクシャフトに固定したドライブギヤとを噛
み合わせている。そして、トルク変動があった場合にも
前記弾性体にてトルク変動を緩和するようになってい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、エンスト或
いは始動不良等の極低回転時ではエンジンの回転変動が
非常に大きく、この状態で運転すると、フローティング
ギヤとホルダとの間に介在させたゴム、バネ等の弾性体
に過大な負荷が加わり弾性体が破損する虞があった。

【０００４】又、従来からアイドル時のギヤ歯打ち音を
低減する目的で、バランスシャフトのフローティングギ
ヤはそのねじり剛性が低く設定されている。そのため、
アイドル回転数よりもエンジン回転数が下がり、回転変
動が大きくなると、フローティングギヤとバランスシャ
フトの相対変位が過大となってフローティングギヤが破
損する虞があった。

【０００５】この発明の目的は極低回転時に過大なトル
クが伝達されることによってフローティングギヤとバラ
ンスシャフトとの間に介在された弾性体が損傷するのを
抑制することのできるエンジンのバランサ装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、バランスシャフトと同軸上に設けられた
フローティングギヤをクランクシャフトのクランクギヤ
に噛合させるとともに、該フローティングギヤとバラン
スシャフトとの間に弾性体を介在させ、クランクギヤの
トルクをフローティングギヤからこの弾性体を介してバ
ランスシャフトに伝達させるようにしたエンジンのバラ
ンサ装置において、フローティングギヤに、バランスシ
ャフトに対して係脱可能な連結子をフローティングギヤ
の径方向に沿って移動可能に設けるとともに、該連結子
をバランスシャフト側に付勢する付勢部材を設け、フロ
ーティングギヤの回転に伴って連結子に作用する遠心力
と付勢部材の付勢力との間に、エンジンの回転数がアイ
ドル回転数以下の所定回転数を上回るときには前記付勢
力が前記遠心力よりも小さくなり、同エンジンの回転数
が前記所定回転数未満のときには前記付勢力が前記遠心
力よりも大きくなる関係が成立するように、前記付勢部
材の付勢力を設定したことをその要旨としている。尚、
上記回転数は、例えばアイドル回転数等、エンジンの回
転数がその所定回転数を下回るときに上記弾性体に作用
するトルクの増大が無視できなくなる値として設定され
る。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、エンジン回転数がアイドル
回転数以下の所定回転数を上回るときには、フローティ
ングギヤの回転に伴って連結子に作用する遠心力が増大
して付勢部材の付勢力を上回るようになる。従って、連
結子は、この遠心力により付勢部材の付勢力に抗してバ
ランスシャフトから離脱する。このため、フローティン
グギヤにクランクシャフトのクランクギヤから伝達され
たトルクは、弾性体を介してバランスシャフトに伝達さ
れるようになる。その結果、弾性体によってトルク変動
が緩和されるようになる。 一方、エンジン回転数が前記
所定回転数未満になるときには、連結子に作用する遠心
力が相対的に小さくなるため、付勢部材の付勢力が同遠
心力を上回るようになる。従って、連結子は付勢部材の
付勢力によってバランスシャフト側に付勢され、同バラ
ンスシャフトに係合される。このため、フローティング
ギヤとバランスシャフトとが連結子によって連結され、
フローティングギヤにクランクギヤから伝達されたトル
クは、連結子を介してバランスシャフトに伝達されるよ
うになる。その結果、フローティングギヤのトルクは弾
性体に直接作用しないようになる。

【０００８】

【０００９】

【実施例】

（第一実施例）以下、本発明を具体化した一実施例を図
１乃至図４に従って説明する。

【００１０】図３（ａ）に示すようにシリンダブロック
１にはクランクシャフト２が軸支されるとともに、クラ
ンクシャフト２と平行に一対のバランスシャフト３，４
が軸支されている。前記クランクシャフト２にはクラン
クギヤ５が固定されている。図１に示すように第一のバ
ランスシャフト３にはフローティングギヤ６がその中心
に設けた嵌合孔６ａにて周方向に相対変位移動可能に嵌
合されている。そして、前記クランクギヤ５とフローテ
ィングギヤ６とは互いに噛合されている。又、フローテ
ィングギヤ６は第二のバランスシャフト４に固定した固
定ギヤ７に対して係合支持されている。固定ギヤ７は第
二のバランスシャフト４に固定した固定ギヤ８に噛合さ
れている。なお、図３（ｂ）のｍ１，ｍ２，ｍ３はそれ
ぞれクランクシャフト２，第一のバランスシャフト３、
第二のバランスシャフト４の軸芯を表す。

【００１１】前記第一の固定ギヤ７のフローティングギ
ヤ６に対向する面には複数の弾性体収納室９（図４にお
いては一つのみ図示）が周方向に所定間隔をおいて凹設
されている。各弾性体収納室９内にはフローティングギ
ヤ６から突設された駆動突片１０が第一のバランスシャ
フト３の軸芯の周りで移動可能に係入されている。駆動
突片１０の周方向両側と弾性体収納室９の端壁間にはゴ
ム等からなる弾性体１１が収納されている。そして、フ
ローティングギヤ６が第一のバランスシャフト３の軸芯
の周りで回転すると駆動突片１０が弾性体１１を介して
第一の固定ギヤ７を駆動する。又、クランクシャフト２
から伝達されたトルクに変動が生じた場合には前記弾性
体１１がそのトルク変動を吸収して第一のバランスシャ
フト３を回転させるようになっている。

【００１２】前記フローティングギヤ６には嵌合孔６ａ
の内周面において互いに１８０度反対位置に収納部とし
ての一対の収納孔１２が穿設されている。又、前記第一
のバランスシャフト３の外周面には前記フローティング
ギヤ６の収納孔１２に対応するように係止孔１３が互い
に１８０度反対位置に穿設されている。この係止孔１３
は前記収納孔１２と同径に形成されている。収納孔１２
内には連結子としてのピン１４がフローティングギヤ６
及び第一のバランスシャフト３の径方向に摺動可能に収
納されている。すなわち、ピン１４は係止孔１３に対し
て係入可能になっているとともに、その長さは係入孔１
３の長さよりも長く形成されている。

【００１３】又、収納孔１２の内底部とピン１４間には
付勢部材としてのコイルスプリング１５が収納され、常
時ピン１４を第一のバランスシャフト３側へ付勢するよ
うにしている。そして、ピン１４に働く遠心力をＦ、コ
イルスプリング１５の付勢力をＴとすると、エンジンの
アイドル回転数未満のときにはＦ＜Ｔとなるように、か
つアイドル回転数以上のときには、Ｆ＞Ｔとなるように
コイルスプリング１５のバネ定数が選択されている。

【００１４】次に、このように構成されたバランサ装置
の作用を説明する。エンジンが停止している状態では、
ピン１４はコイルスプリング１５に付勢されてその先端
が第一のバランスシャフト３の係止孔１３内底面に当接
した係入状態となっている。すなわち、フローティング
ギヤ６と第一のバランスシャフト３とはピン１４により
ロックされている。

【００１５】この状態で、エンジンが起動してアイドル
回転数以上にクランクシャフト２が回転した場合には、
そのトルクはクランクギヤ５からフローティングギヤ６
に伝達される。このとき、ピン１４に働く遠心力Ｆが、
遠心力Ｆ＞コイルスプリング１５の付勢力Ｔ、となるた
め、ピン１４が係止孔１３から離脱してフローティング
ギヤ６と第一のバランスシャフト３とのロックが解除さ
れる。

【００１６】従って、弾性体１１、第一の固定ギヤ７、
第二の固定ギヤ８にトルクが伝達されて、バランスシャ
フト３，４に設けられたバランサ（図示しない）の回転
によりエンジンのピストン等の往復質量による回転慣性
力の不均衡が除去される。又、弾性体１１が設けてある
ため、トルク変動は同弾性体１１により吸収される。さ
らに、フローティングギヤ６は第一の固定ギヤ７に対し
て弾性体１１にて支持された状態となるため、ギヤの歯
打ち音が防止される。

【００１７】一方、エンスト、始動不良等の不具合によ
り、エンジン回転数がアイドル回転数未満の場合には、
ピン１４に働く遠心力Ｆが、遠心力Ｆ＜コイルスプリン
グ１５の付勢力Ｔとなるため、ピン１４はコイルスプリ
ング１５に付勢されて第一のバランスシャフト３の係止
孔１３に係入された状態となる。すなわち、フローティ
ングギヤ６はピン１４により第一のバランスシャフト３
にロックされる。この結果、クランクギヤ５からフロー
ティングギヤ６に伝達されたトルクは直接第一のバラン
スシャフト３に伝達される。従って、エンジンの極低回
転により発生する大きなトルク変動が生じたとしても弾
性体１１を介して第一のバランスシャフト３へのトルク
伝達は行われないため、弾性体１１がこの大きなトルク
変動により損傷することはない。

【００１８】又、従来からエンジン組付時には第一のバ
ランスシャフトの第一の固定ギヤとクランクギヤとのバ
ックラッシを測定する必要ある。このバックラッシ量の
測定はクランクギヤを固定し、第一のバランスシャフト
の一部を測定器と接続することにより行われている。と
ころが、フローティングギヤの場合は、フローティング
ギヤと第一のバランスシャフトとは固定されていないた
め、クランクギヤとフローティングギヤとのバックラッ
シ量の測定はできなかった。

【００１９】しかし、この実施例ではエンジンが停止さ
れた状態では、第一のバランスシャフト３とフローティ
ングギヤ６とはピン１４にてロックされるため、クラン
クギヤ５とフローティングギヤ６とのバックラッシ量の
測定が可能である。 （第二実施例）次に第二実施例を図５に従って説明す
る。なお、前記第一実施例と同一構成については同一符
合を付しその説明を省略する。

【００２０】この実施例では前記第一実施例の構成中、
第一のバランスシャフト３の係止孔１３を省略し、ピン
１４の第一バランスシャフト３側の先端面に摩擦材１６
が貼着等の手段で固定されているところが異なってい
る。そして、この実施例ではアイドル回転数未満の極低
回転時にはコイルスプリング１５の付勢力によりピン１
４は第一のバランスシャフト３の周面に対し摩擦により
フローティングギヤ６と第一のバランスシャフト３の相
対変位、すなわち、フローティングギヤ６と第一の固定
ギヤ７の相対変位が過大になるのを防止する。

【００２１】他の作用効果については、前記第一実施例
と同様である。なお、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、この発明の趣旨から逸脱しない範囲で任
意に変更することも可能である。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
エンジン回転数がアイドル回転数以下の所定回転数を上
回るときには、フローティングギヤとバランスシャフト
との間に介在される弾性体によりトルク変動を緩和して
ギヤ歯打ち音の発生を抑制することができるとともに、
エンジン回転数が前記所定回転数未満になるときには、
過大なトルクが伝達されることに起因した同弾性体の損
傷を抑制することができるようになる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、図２のＡ−Ａ線断面
図である。

【図２】同じく一部切欠側断面図である。

【図３】同じく（ａ）は各ギヤの配置状態を示す正面
図、（ｂ）はその相対位置関係を示す配置図である。

【図４】同じく要部断面図である。

【図５】第二実施例の図１相当図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック、２…クランクシャフト、３…第
一のバランスシャフト、４…第二のバランスシャフト、
５…クランクギヤ、６…フローティングギヤ、７…第一
の固定ギヤ、８…第二の固定ギヤ、９…弾性体収納室、
１１…弾性体、１２…収納孔、１３…係止孔、１４…ピ
ン（連結子）、１５…コイルスプリング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バランスシャフトと同軸上に設けられたフ
   ローティングギヤをクランクシャフトのクランクギヤに
   噛合させるとともに、該フローティングギヤとバランス
   シャフトとの間に弾性体を介在させ、クランクギヤのト
   ルクをフローティングギヤからこの弾性体を介してバラ
   ンスシャフトに伝達させるようにしたエンジンのバラン
   サ装置において、フローティングギヤに、バランスシャフトに対して係脱
   可能な連結子をフローティングギヤの径方向に沿って移
   動可能に設けるとともに、該連結子をバランスシャフト
   側に付勢する付勢部材を設け、 フローティングギヤの回転に伴って連結子に作用する遠
   心力と付勢部材の付勢力との間に、エンジンの回転数が
   アイドル回転数以下の所定回転数を上回るときには前記
   付勢力が前記遠心力よりも小さくなり、同エンジンの回
   転数が前記所定回転数未満のときには前記付勢力が前記
   遠心力よりも大きくなる関係が成立するように、前記付
   勢部材の付勢力を設定した ことを特徴とするエンジンの
   バランサ装置。