JP5489598B2 - 内燃機関におけるバランス装置 - Google Patents
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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。
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のために，例えば，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たバランス軸をクランク軸を平行にして設け，このバランス軸に設けた従動歯車を前記クランク軸に設けた主動歯車に噛合させることによって，バランス軸をクランク軸と同期して回転させるという方式が採用されている。
しかし，前記バランス軸には，これに設けられている偏心バランスウエイトの回転に起因する遠心力がラジアル方向に作用して，このバランス軸と前記クランク軸との間における軸間距離が変動することにより，この間における主動歯車と従動歯車との間におけるバックラッシが，大きくなったり小さくなったりするように大きく変動するから，噛み合っている歯間の歯打ち音が高くなり，ひいては，前記バランス軸への歯車伝動に起因して発生する騒音が増大するという問題があった。
本発明は，前記特許文献２には，潤滑油ポンプ等として適用される回転式の流体ポンプを前記バランス軸の一端に直結することが記載されていることに着目し，この回転式流体ポンプの特性を利用して前記した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，前記バランス軸の一端における軸端部に，前記クランク軸に設けた主動歯車に噛合する従動歯車を固着して成る内燃機関において，
前記バランス軸における一端の部分でかつ前記従動歯車の外側の箇所に，前記バランス軸と同心のインナロータを有するトロコイドポンプが配置されており，前記インナロータを前記バランス軸に直接に結合していると共に，前記バランス軸の軸線方向から見て，前記トロコイドポンプの流体吐出室は前記バランス軸を挟んで前記クランク軸とは反対側の部位に位置させ，前記トロコイドポンプの流体吸込室は前記バランス軸とクランク軸との間に位置させている。」
ことを特徴としている。
「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，前記バランス軸の一端における軸端部に，前記クランク軸に設けた主動歯車に噛合する従動歯車を固着して成る内燃機関において，
前記バランス軸における一端の部分でかつ前記従動歯車の外側の箇所に，前記バランス軸と同心のインナロータを有するトロコイドポンプが配置されており，前記インナロータを前記バランス軸に直接に結合していると共に，前記バランス軸の軸線方向から見て，前記トロコイドポンプの流体吐出室は前記バランス軸を挟んで前記クランク軸とは反対側の部位に位置させ，前記トロコイドポンプの流体吸込室は前記バランス軸とクランク軸との間に位置させている。」
ことを特徴としている。
この構成において，トロコイドポンプのインナロータがバランス軸にて回転駆動されることにより，流体は圧力が高くなって流体吐出室から吐出される。
そして，トロコイドポンプの流体吐出室が，インナロータの回転中心から偏心した部位に設けられていることにより，この流体吐出室内において高くなった圧力は，インナロータをその回転軸線と直角のラジアル方向に押圧するように作用する。
この場合，前記流体吐出室は，前記バランス軸の軸線方向から見て，当該バランス軸を挟んで前記クランク軸とは反対側の部位に位置していることにより，その流体吐出室において高くなった圧力は，前記バランス軸の一端における軸端部を，前記クランク軸の方向に押圧することになる。
これにより，前記バランス軸の回転に起因して当該バランス軸の軸端部とクランク軸との間に発生する軸間距離の変動を，当該軸端部が前記流体吐出室における圧力にてクランク軸の方向への押圧される分だけ小さく抑制することができ，ひいては，前記軸端部に固着した従動歯車とクランク軸上の主動歯車との間におけるバックラッシの変動を小さく抑制することができるから，前記バランス軸への歯車による動力伝達に起因して発生する騒音を，構造の複雑化を招来することなく，潤滑油ポンプ等の回転式の流体ポンプを利用して低減することができる。
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，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。
また，前記シリンダブロック１のうち前記クランク軸５の軸線方向に沿って一方の側面８には，チエンケース９が締結されており，このチエンケース９の内部には，前記クランク軸５の動力を前記シリンダヘッド３における吸排気弁用カム軸（図示せず）に伝達するためのタイミングチエン１０が，前記クランク軸５に設けたスプロケット１１に巻掛けられた状態で配設されている。
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１２が，前記クランク軸５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１２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１４を備えたバランス軸１３が配設され，このバランス軸１３は，軸受け部１５にて回転自在に軸支されている。
前記バランス軸１３のうち，前記シリンダブロック１における一方の側面８から外向きに突出した軸端部１６に，従動歯車１７が固着されていてこれが前記クランク軸５に固着した主動歯車１８に噛合しており，前記バランス軸１３は，歯車１７，１８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１４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，前記チエンケース９のうち前記バランス軸１３における一端の部分でかつ従動歯車１７の外側には，回転式の流体ポンプとして一つの例であるところのトロコイドポンプ１９が設けられており，このトロコイドポンプ１９は潤滑油ポンプとして使用される。
このトロコイドポンプ１９は，従来から良く知られているように，前記チエンケース９に一体に設けたポンプケーシング２０と，その内部に回転自在に設けたアウタロータ２１と，このアウタロータ２１の内部に噛合するように設けたインナロータ２２とを備えているほか，前記ポンプケーシング２０のうち前記インナロータ２２の回転中心から両側に偏心した位置に，流体吸込室２３及び流体吐出室２４が，前記インナロータ２２における外周の一部を囲うように設けられている。
前記トロコイドポンプ１９において，回転体としてのインナロータ２２は，前記バランス軸１３の一端における軸端部１６から一体にして外向きに設けたポンプ軸２５に嵌まって，前記バランス軸１３にて回転駆動されるという構成であり，このインナロータ２２の回転により，前記オイルパン７内における潤滑油を，前記流体吸込室２３を経て吸い込んで圧力を高めて前記流体吐出室２４に送り出し，この流体吐出室２４から前記クランク軸５及びカム軸における軸受け部等の各種の作動部分に供給する。
そして，前記トロコイドポンプ１９における流体吸込室２３及び流体吐出室２４を，前記バランス軸１３の軸線方向から見て，図３に示すように，前記クランク軸５の回転中心５ａと前記バランス軸１３の回転中心１３ａとを結ぶ線２６上に並べて位置するにおいて，前記流体吸込室２３を，前記バランス軸１３（ポンプ軸２５）を挟んで前記クランク軸５の側の部位に位置する一方，前記流体吐出室２４を，前記バランス軸１３（ポンプ軸２５）を挟んで前記クランク軸５と反対側の部位に位置するという構成している。
この構成において，トロコイドポンプ１９におけるインナロータ２２は，バランス軸１３にて回転駆動されることにより，オイルパン７内の潤滑油は流体吸込室２３に吸い込まれたのち圧力が高くなって流体吐出室２４から吐出され，内燃機関における各種の作動部分に供給される。
このトロコイドポンプ１９における流体吐出室２４は，インナロータ２２における回転中心から偏心した部位に，前記インナロータ２２における外周の一部を囲うように設けられていることにより，この流体吐出室２４内において高くなった圧力は，前記インナロータ２２に対して，当該インナロータ２２をその回転軸線と直角のラジアル方向に押圧するように作用する。
この場合，前記流体吐出室２４は，前記バランス軸１３の軸線方向から見て，当該バランス軸１３を挟んで前記クランク軸５とは反対側の部位に位置していることにより，その流体吐出室２４において高くなった圧力は，前記バランス軸１３の一端における軸端部１６を，図２及び図３に矢印Ａで示すように，前記クランク軸５の方向に押圧する。
これにより，前記バランス軸１３の回転に起因して当該バランス軸１３の軸端部１６とクランク軸５との間に発生する軸間距離の変動を，当該軸端部１６が前記流体吐出室２４における圧力にてクランク軸５の方向への押圧される分だけ小さく抑制することができ，ひいては，前記軸端部１６に固着した従動歯車１７とクランク軸５上の主動歯車１８との間におけるバックラッシの変動を小さく抑制することができる。
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
７ オイルパン
９ チエンケース
１０ タイミングチエン
１３ バランス軸
１４ 偏心バランスウエイト
１５ 軸受け部
１６ バランス軸の軸端部
１７ 従動歯車
１８ 主動歯車
１９ トロコイドポンプ（流体ポンプ）
２１ アウタロータ
２２ インナロータ（回転体）
２４ 流体吐出室
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
７ オイルパン
９ チエンケース
１０ タイミングチエン
１３ バランス軸
１４ 偏心バランスウエイト
１５ 軸受け部
１６ バランス軸の軸端部
１７ 従動歯車
１８ 主動歯車
１９ トロコイドポンプ（流体ポンプ）
２１ アウタロータ
２２ インナロータ（回転体）
２４ 流体吐出室
Claims (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，前記バランス軸の一端における軸端部に，前記クランク軸に設けた主動歯車に噛合する従動歯車を固着して成る内燃機関において，
前記バランス軸における一端の部分でかつ前記従動歯車の外側の箇所に，前記バランス軸と同心のインナロータを有するトロコイドポンプが配置されており，前記インナロータを前記バランス軸に直接に結合していると共に，前記バランス軸の軸線方向から見て，前記トロコイドポンプの流体吐出室は前記バランス軸を挟んで前記クランク軸とは反対側の部位に位置させ，前記トロコイドポンプの流体吸込室は前記バランス軸とクランク軸との間に位置させ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。
Priority Applications (1)
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| JP2009193991A JP5489598B2 (ja) | 2009-08-25 | 2009-08-25 | 内燃機関におけるバランス装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009193991A JP5489598B2 (ja) | 2009-08-25 | 2009-08-25 | 内燃機関におけるバランス装置 |
Publications (2)
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