JPH0640994Y2 - バランサ軸付きエンジン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ 〈産業上の利用分野〉 本考案は、エンジンが発生する不釣合振動を相殺すべ
く、クランク軸と平行に延在しかつクランク軸と同期回
転するバランサ軸を備えるエンジンに関する。

〈従来の技術〉 直列奇数気筒エンジンにおいては、クランク軸の各端に
位置するピストンが互いに異なる位相関係をもって往復
運動を行なうことから、シリンダ列方向についての一次
慣性偶力によるピッチング振動を発生する。この振動を
除去するための手段として、ピストンの運動による慣性
偶力を相殺し得る慣性質量を有するバランサ軸を、クラ
ンク軸と逆方向かつ同一回転速度にて回転させることが
周知となっている（特開昭61-84434号公報参照）。

このバランサ軸は、シリンダブロックのジャーナル壁に
形成した軸受孔にて支持することが一般的である。

〈考案が解決しようとする課題〉 ところで、バランサ軸は、それ自体の慣性負荷が作用す
るのみであることから、さほど大きな軸受面積を必要と
せず、フリクションロスを抑制するうえには、むしろ軸
受面積は必要最小限に抑えることが望ましい。また、軸
受孔の偏摩耗を回避するうえには、ジャーナル部の軸方
向寸法よりも軸受孔の軸方向寸法を小さく設定する必要
がある。

他方、クランク軸を高い剛性をもって支持する都合上、
ジャーナル壁は比較的大きな肉厚を有しており、この肉
厚一杯に軸受孔を形成すると、バランサ軸の軸受として
は軸受面積が過大になることが考えられる。

このような見地に立脚し、本考案の主な目的は、所期の
軸受面積を容易に設定することが可能なように構成され
たバランサ軸付きエンジンを提供することにある。

［考案の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本考案によれば、エンジンが発生す
る不釣合振動を相殺すべく、クランク軸と平行に延在し
かつクランク軸と同期回転するバランサ軸を備えるエン
ジンであって、前記バランサ軸のジャーナル部を支持す
べく当該エンジンのシリンダブロックのジャーナル壁に
形成された軸受孔における前記ジャーナル部と実質的に
嵌合する部分の軸方向中心が、それぞれ前記ジャーナル
壁の軸方向中心に対してシリンダ列方向について一方の
側へオフセットしていることを特徴とするバランサ軸付
きエンジンを提供することにより達成される。

〈作用〉 このような構成によれば、シリンダブロックの一方のシ
リンダ列方向端から工具を挿入して各ジャーナル壁の軸
受孔のなかぐり加工を順次行なうようにすることができ
る。

〈実施例〉 以下、添附の図面を参照して本考案の好適実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は、本考案に基づき構成されたエンジンを示して
いる。このエンジン１は、シリンダブロック２のシリン
ダ列方向一端面からクランク軸３の軸端を突出させてお
り、その軸端には、クランクプーリ４が固着されてい
る。このクランクプーリ４は、２本のタイミングベルト
を軸線方向に並べて巻回し得るようになっている。

一方のタイミングプーリ溝と、シリンダヘッド５上に設
けられたカム軸６の軸端に固着されたカムプーリ７との
間には、クランク軸３とカム軸６とを互いに同期回転す
るためのタイミングベルト８が巻回されている。また他
方のタイミングプーリ溝には、シリンダブロック２の一
方の側部（第１図における左側）に延設されたバランサ
軸９を駆動すべく、該バランサ軸９に設けられたバラン
サプーリ10に巻掛けられたタイミングベルト11が巻回さ
れている。

カム軸６を駆動するためのタイミングベルト８は、シリ
ンダブロック２の右側部に設けられた冷却水循環ポンプ
のポンププーリ12にも掛け渡されている。そしてこのポ
ンププーリ12に対する巻掛け角度を所定値とし、かつ所
定のベルト張力を付与するために、タイミングベルト８
の背面に圧接力を作用させるテンションプーリ13がシリ
ンダブロック２の中央部に設けられている。

クランク軸３とバランサ軸９との間を連動連結するため
のタイミングベルト11は、その両面に歯が設けられてお
り、クランク軸３から遠ざかる方向に設けられたテンシ
ョンプーリ14にて所定の張力が付与されると共に、その
背面側の歯にてバランサプーリ10に噛合している。そし
てバランサプーリ10に対するタイミングベルト11の巻掛
け角度を所定値に設定するために、クランクプーリ４と
バランサプーリ10との中間部にアイドラプーリ15が設け
られている。

このようにして、クランク軸３がクランクプーリ４側か
ら見て反時計回り方向に回転するに連れて、バランサ軸
９が時計回り方向に回転するようになっている。また、
これらバランサプーリ10、テンションプーリ14、アイド
ラプーリ15は、タイミングベルト８に近接した位置に
て、その延在方向に沿ってシリンダブロック２の端面に
それぞれ軸支されており、これによってシリンダブロッ
ク２の幅寸法のコンパクト化が図られている。

なお、シリンダブロック２の側面には、オルタネータ16
を始めとして、図示されていない補機類が配設される
が、これらは、クランク軸３の軸端に固定された別のＶ
プーリ18（第２図）及びこれに巻回されるＶベルト（図
示せず）にて駆動される。ここでＶプーリ18は、第２図
に示すように、上記したカム軸６及びバランサ軸９を駆
動するための伝動機構を覆うべく設けられたベルトカバ
ー17から突出したクランク軸３の軸端に固定されてい
る。そしてベルトカバー17とＶプーリ18との対向面同士
には、互いに非接触に組み合う環状溝と環状突条とから
なるラビリンス式シール構造19が施されると共に、カバ
ー17のクランク軸３を挿通する孔の内径とクランクプー
リ４のベルトガイドフランジの外径とが互いにオーバー
ラップするようにされている。これにより、ベルトカバ
ー17に開設されたクランク軸軸端のＶプーリ取付部の挿
通孔からベルトカバー17内へ塵埃が侵入することを防止
すると共に、外部へ騒音が漏れ難くなるようにしてい
る。

第２図に良く示すように、上記エンジンのシリンダブロ
ック２は、例えばアルミニウム合金を鋳造してなり、直
列に列設された５つのシリンダボア20a〜20eを有してい
る。

シリンダブロック２のシリンダ列方向両端及び互いに隣
接する各シリンダボア20a〜20eの中間位置には、クラン
ク軸３の各ジャーナル部3aを支持するためのクランク軸
受21を有するジャーナル壁22a〜22fが形成されている。
これらジャーナル壁22a〜22fは、シリンダ軸線に平行
に、かつシリンダ列方向に直交する面に沿って形成され
ており、図示されないベアリングキャップを締結すべく
各一対、計12本のボルト孔23がその下面に穿設されてい
る。そしてシリンダブロック２の下部開放端には、図示
されないオイルパンを接合すべく平面に研削されたオイ
ルパンフランジ24が外向きに形成されると共に、その端
面に複数のボルト孔25が穿設されている。

シリンダブロック２の側部には、前記したように１本の
バランサ軸９が、シリンダ列方向に延設されている。こ
のバランサ軸９は、軸心に対する偏心位置に重心が設け
られた２つのバランスウェート部26a・26bと、これらバ
ランスウェート部26a・26b同士を連結する連結軸部27と
からなっており、各バランスウェート部26a・26bは、シ
リンダ列方向各端に位置する第１シリンダボア20aと第
５シリンダボア20eとの側方にそれぞれ位置している。
そして、各バランスウェート部26a・26bの各端部には、
ジャーナル部28a〜28dがそれぞれ形成されている。

バランサ軸９の各ジャーナル部28a〜28dは、それぞれに
対応するジャーナル壁に形成された軸受孔にて支持され
ている。すなわち、第１シリンダボア20a側の第１及び
第２ジャーナル壁22a・22bに第１バランスウェート部26
aのジャーナル部28a・28bを支持するための軸受孔29a・
29bが設けられ、第５シリンダボア20e側の第５・第６ジ
ャーナル壁22e・22fに第２バランスウェート部26bのジ
ャーナル部28c・28dを支持するための軸受孔29c・29dが
設けられている。また、第３・第４ジャーナル壁22c・2
2dには、第２バランスウェート部26bのジャーナル部28c
・28dが共に通過し得る口径の挿通孔30が開設されてい
る。

上記各軸受孔29a〜29dの内径寸法は、第１ジャーナル壁
22aのそれ29aが最も大きくされ、第５ジャーナル壁22f
側へ行くに従って順次小さくされている。そしてこれに
対応してバランサ軸９の各ジャーナル部28a〜28dは、バ
ランサプーリ10の取付端側からその径を順次小さくされ
ている。これにより、バランサ軸９をシリンダブロック
２内に挿入する際に、手前に位置する軸受孔と奥に位置
するべきジャーナル部とが、互いに干渉しないようにな
っている。

各軸受孔28a〜28dは、第３図に併せて示すように、それ
ぞれ対応する各ジャーナル壁22a・22b・22e・22fの軸方
向中心に対し、一方の側（反プーリ側）へオフセットし
て形成されている。また、本実施例の場合、バランサ軸
９の回転速度はクランク軸３と等速度であり、軸受の負
担が比較的軽いことから、軸受メタルは用いられていな
い。

本実施例に示すような滑り軸受にあっては、軸受孔の偏
摩耗を回避するうえに、ジャーナル部の軸方向寸法より
も軸受孔の軸方向寸法を小さく設定する必要があり、フ
リクションロス低減の見地からも、面圧が許す限り軸受
面積を小さくすることが望ましい。また、機械加工工程
を簡略化するうえにも、高い嵌合精度にて仕上げるべき
部分はできる限り少なくした方が有利である。そこで上
記のように、全ての軸受孔をそれぞれが対応するジャー
ナル壁の一方の側へ偏らせることにより、軸受の有効幅
部分（第３図に符号Ｌで示す範囲）を残すための粗切削
加工を、プーリ側から工具を挿入して行なうものとする
ことができる。従って、上記加工工程に特殊な工具を不
要とし、しかも実質的な加工所用時間が削減され、ロス
タイム要因を排除することができる。

一方、各ジャーナル部28a〜28dの軸線方向寸法は、軸受
負荷に対応して設定されるが、本実施例においてはそれ
ばかりでなく、特に第５ジャーナル壁22eの軸受孔29cに
対応するジャーナル部28cが、シリンダブロック２に対
するバランサ軸９の挿入方向へ向けて、他より余計に延
ばされている（第３図のｂ寸法＞a₁及びa₂寸法）。そし
て同ジャーナル部28cと第２バランスウェート部26bとの
接続部は、第２バランスウェート部26bの一部に形成さ
れたテーパＴをもって縮径されている。これにより、シ
リンダブロック２内にバランサ軸９を挿入すると、テー
パＴの傾斜面によるガイド作用と相俟って、第５ジャー
ナル壁22eの軸受孔29cとこれに対するバランサ軸９のジ
ャーナル部28cとが、他の全てのジャーナル部に先立っ
て嵌合する。そしてこれが基準となって他の部分の軸受
孔とジャーナル部とのセンタリングが行なわれる。

つまり、軸受孔とジャーナル部とが互いに同一のピッチ
で形成されていると、全ての軸受孔とジャーナル部との
嵌合を同時に達成せねばならない。ところが、本実施例
のように４箇所もの軸受部を同時に嵌合しようとする
と、これには極めて大きな困難を伴う。そこで上記のよ
うにして、いずれか１箇所が先に嵌合するようにすれ
ば、これをもってセンタリングの基準を作り出すことが
できるので、組付け作業の容易化が可能になる。

なお、両バランスウェート部26a・26bと連結軸部27との
接続部には、それぞれボス状の拡径部40が設けられてお
り、これの外周部を必要に応じて除去することにより、
バランサ軸全体としてのバランスの調整がなされる。

バランサ軸９の各ジャーナル部28a〜28dには、それぞれ
対応するジャーナル壁22a・22b・22e・22fに内設された
潤滑油供給路41を介して供給される潤滑油をジャーナル
部の周囲に満遍なく行渡らせるために、油溝31がそれぞ
れ凹設されている。この油溝31への潤滑油の供給は、ク
ランク軸受21を経由して行われるが、潤滑油供給路41
は、クランク軸受21の内面から穿設された第１の部分41
aと、これに連通するように、シリンダブロック２の外
壁から各軸受孔28a〜28dを貫通して穿設された第２の部
分41bとからなっている。これら第１及び第２の部分41a
・41bは、各軸受孔28a〜28dがオフセットしていること
に対応して、互いにオーバーラップするように偏心して
ジャーナル壁の内部に穿設されている。

第２・第３・第４シリンダボア20b・20c・20dの側方に
は、動弁機構回りを潤滑した潤滑油をオイルパンへ戻す
ための油戻し通路32が形成され、第２・第４・第５ジャ
ーナル壁22b・22d・22eの側部には、シリンダヘッドと
クランクケース間にてブローバイガスを流通させるため
のクランクケース内換気通路33が形成されている。この
ように、バランサ軸９のバランスウェート部26a・26bを
避けた位置に油戻し通路32を設けることにより、戻り潤
滑油が干渉してバランサ軸９の回転抵抗となったりする
ことを回避し得る。

［考案の効果］ このように本考案の構成によれば、シリンダブロックの
シリンダ列方向の一方の端部からのみ機械加工を施すこ
とをもって適宜な軸受面積となるように設定することが
できる。従って、シリンダブロックの加工工程を簡略化
し、生産効率を向上するうえに大きな効果を奏すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案が適用されるエンジンのクランクプー
リ側から見た立面図であり、第２図は、同エンジンのシ
リンダブロックを部分的に切除して示す底面図であり、
第３図は、要部拡大断面図である。 １……エンジン、２……シリンダブロック ３……クランク軸、４……クランクプーリ ５……シリンダヘッド、６……カム軸 ７……カムプーリ、８……タイミングベルト ９……バランサ軸、10……バランサプーリ 11……タイミングベルト 12……ポンププーリ 13・14……テンションプーリ 15……アイドラプーリ 16……オルタネータ、17……ベルトカバー 18……Ｖプーリ、19……ラビリンスシール 20a〜20e……シリンダボア 21……クランク軸受 22a〜22f……ジャーナル壁 23……ボルト孔 24……オイルパンフランジ 25……ボルト孔 26a・26b……バランスウェート部 27……連結軸部 28a〜28d……ジャーナル部 29a〜29d……軸受孔 30……挿通孔、31……油溝 32……油戻し通路 33……クランクケース内換気通路 40……拡径部、41……潤滑油供給路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンが発生する不釣合振動を相殺すべ
   く、クランク軸と平行に延在しかつクランク軸と同期回
   転するバランサ軸を備えるエンジンであって、 前記バランサ軸のジャーナル部を支持すべく当該エンジ
   ンのシリンダブロックのジャーナル壁に形成された軸受
   孔における前記ジャーナル部と実質的に嵌合する部分の
   軸方向中心が、前記ジャーナル壁の軸方向中心に対して
   シリンダ列方向について一方の側へそれぞれオフセット
   していることを特徴とするバランサ軸付きエンジン。