JPH02212641A - 内燃機関のバランサ軸駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）産業上の利用分野 本発明は、偏心重錘部を有するバラン′す輔が機関本体
に回転自在に支承され、機関本体に取付１られるケース
部材に前記バランサ軸と平行にして回転自在に支承され
る回転軸の一端に駆動ギヤが設けられ、該駆動ギヤに噛
合する被動ギヤが前記バランサ軸に固着され、回転軸の
他端が巻掛伝動系を介してクランク軸に連動、連結され
る内燃機関のバランサ軸駆動装置に関する。

（２）従来の技術 従来、かかる装置は、たとえば実開昭５６−６０８４１
号公報等により公知である。

（３）発明が解決しようとする課題 ところで」−記従来のものでは軸方向に沿う歯幅を同一
とした駆動ギヤおよび被動ギヤを噛合さ・Ｕている。し
かるに駆動ギヤおよび被動ギヤは、軸方向に微妙にずれ
る可能性があり、ずれた場合には」−述のように歯幅を
同一としていると有効内たり幅が減少し、歯面の摩耗量
が大きくなったり、歯部コーナーに生じ易い傷による異
音が生じたりする。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、駆
動ギヤおよび被動ギヤの有効内たり幅を常時確保し得る
ようにした内燃機関のバランサ軸駆動装置を提供するこ
とを目的とする。

＋３．発明の構成 （１）課題を解決するための手段 本発明の第１の特徴によれば、駆動ギヤおよび被りＪギ
ヤの−・方の軸方向に沿う歯幅には、該歯幅内に他方の
ギヤの軸方向に沿う歯幅を収める余裕幅が与えられる。

また本発明の第２の特徴によれば、駆動ギヤおよび被動
ギヤは、ヤング率の高い材料から成るギヤ本体に、ヤン
グ率の低い＋４料から成る円筒状歯部が一体化されて成
る。

（２）作用 一］−記構成によれば、駆動ギヤおよび被動ギヤが軸方
向に相対移動したとしても、両ギヤの有効内たり幅が確
保される。

また上記第２の特徴によれば、巻掛伝動系から回転軸に
かかる曲げ応力に伴って駆動ギヤおよび被動ギヤにかか
る応力に酎える強度をヤング率の高い材料から成るギヤ
本体で持たせつつ、ヤング率の低い材料から成る歯部に
より噛合に伴・う音の発生を抑えることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明をＤ　ＯＨＣ型直列四気筒内燃
機関に適用したときの一実施例について説明すると、先
ず第１図、第２図、第３図および第４図において、機関
本体Ｅば、シリンダブｉｌｌ　ｙ７り弓 １の上部にシリンダヘッド２を結合して構成され、シリ
ンダブロック］の下部にはオイルパン３が、またシリン
ダヘッド２の上部にはへッドカハ−４がそれぞれ結合さ
れる。

シリンダブロック１は、上半のシリンダバレル部１ａと
、下半のクランクケース部１ｂとを有してアルミニウム
合金から成るものである。シリンダバレル部１ａには、
直列に並ぶ４つのシリンダボア５・・・が設けられてお
り、これらのシリンダボア５・・・内にビス）・ン６が
それぞれ摺動自在に嵌合される。またクランクケース部
１ｂには、各シリンダボア５・・・の配列方向に沿って
複数のジャーナル軸受７・・・が隔設されており、各ジ
ャーナル軸受■・・・の］・面にそれぞれ固着される軸
受キャップ８・・・と、前記各ジャーナル軸受７・・・
とによりクランク軸９が回転自在に支承され、該クラン
ク軸９のクランクビン９　ａ・・・と、前記各ピストン
６・・・とはコンロッド１０・・・を介して連結される
。また前記各軸受キャップ８・・・は、ブリッジ部材１
１により一体に結合される。

クランク軸９の軸方向一端側で、シリンダブロック１の
側壁外面１ｃには、クランク軸９で駆動されるオイルポ
ンプ１２が配設される。このオイルポンプＩ２は、シリ
ンダブロック１の前記側壁外面１ｃに取付けられるポン
プケース１３内にクランク軸９に固定されるロータ１４
が収納されて成るものであり、ポンプケース１３に設け
られる吸込み口１５には、吸込み管１６を介してオイル
ス１へレーナ１７が接続される。またポンプケース１３
に設けられる吐出口１８は、クランク軸９と平行にして
シリンダブロック１に穿設された潤滑油路１９に接続さ
れる。またクランク軸９の軸方向他端はシリンダブロッ
ク１の他端側側壁かられずかに突出され、このクランク
軸９の他端には、図示しないクラッチを介して変速機が
連結される。

第５図および第６図を併せて参照して、クランク軸９の
上方には、該クランク軸９の軸線を通る鉛直面に関して
ほぼ対称な位置に第１および第２バランザ軸２１．．２
２がクランク軸９と平行にして回転自在に配置される。

これらのバランサ軸２１．２２は、機関の二次振動を抑
えるものであり、軸方向一端をシリンダブロック１の側
壁外面１ｃから突出させながらシリンダブロック１に挿
通配置される。而して両バランサ軸２１．２２は、それ
らの軸方向他端寄りに相互間に間隔をあけた偏心部２１
ａ、２１ｂ；２２ａ、２２ｂを有するものであり、シリ
ンダブロック１には、第１バランザ軸２１の軸方向他端
寄りの部分を支承する一対の軸受孔２３．２４が設けら
れるとともに、第２バランサ軸２２の軸方向他端寄りの
部分を支承する一対の軸受孔２５．２６および第２ハラ
ンザ軸２２の軸方向一端寄りの部分を支承する軸受孔２
７が設けられる。

クランク軸９の一端はオイルポンプ１２のポンプケース
１３から突出されるものであり、ごのクランク軸９の突
出端部には、第１巻掛伝動系Ｔ１の第１駆動プーリ２８
が固着されるとともに、第１駆動プーリ２８よりもシリ
ンダブロックＩから遠ざかる側に第２巻掛伝動系Ｔ２の
第２駆動プーリ２９が固着され、両駆動ブーＩＪ２８，
２９は第２図の矢印で示す方向に回転駆動される。

第１巻掛伝動系Ｔ１ば、吸気側動弁機構を駆動ずべくク
ランク軸９と平行にしてシリンダヘッド２に回転自在に
支承される吸気側動弁カム輔３０と、排気側動弁機構を
駆動すべくクランク軸９と平行にしてシリンダヘッド２
に回転自在に支承される排気側動弁カム軸３１と、シリ
ンダブロック１の側壁外面１ｃに取付けられるウォータ
ポンプ３２とを駆動するための調時伝動系であり、第１
駆動ブーＩＪ２８と、両カム軸３０．３１にそれぞれ固
着されるカム軸駆動用被動プーリ３３，３４と、ウォー
タポンプ３２のポンプ軸３２ａに固着されるウォータポ
ンプ駆動用被動ブーＩＪ３５と、各プーリ２８．３３，
３４．，３５に懸回される無端状第１伝動帯としての第
１タイミングベルト３６とから構成される。

また第２巻掛伝動系Ｔ２ば、第１おび第２バランサ軸２
１．２２を駆動するだめの伝動系であり、第２駆動プー
リ２９と、第１バランサ軸２１に連動、連結される逆転
駆動用被動ブーＩＪ３７と、第２バランザ軸２２に固着
される正転駆動用被動プーリ３８と、各ブーｌ７２９，
３７．３８に懸回される無端状第２タイミングヘル１−
３９とから構成される。

第７図および第８図を併せて参照して、第１ハランザ軸
２１に対応する部分で、ポンプケース１３には、該ポン
プケース１３の一部を覆うケース部材としてのギヤケー
ス４２が取付けられる。すなわち該ギヤケース４２は、
ボルト４３によりポンプケース１３とともにシリンダブ
ロック１に取付けられる。前記逆転駆動用被動ブーＩＪ
３７ば、第１パランザ軸２１と平行にしてギヤケース４
２に回転自在に支承された回転軸４４のギヤケース４２
からの突出端に固着される。しかも第１バランサ軸２１
の一端部は、ポンプケース１３で回転自在に支承されな
がらギヤケース４２内に突入しており、ポンプケース１
３およびギヤケース４２間で、バランサ軸２１の端部に
固着される被動ギヤ４１と、前記回転軸４４の内端に設
けられた駆動ギヤ４０とが相互に噛合される。したがっ
て第１バランサ軸２１には、前記逆転駆動用被動プーリ
３７からの動力が、相互に噛合するギヤ４０４１を介し
て伝達される。すなわち両バランサ軸２１．２２は相互
に逆方向に回転駆動されることになる。

駆動ギヤ４０は、回転軸４４の内端に一体に設けられる
ギヤ本体４０ａと、該ギヤ本体４０ａに圧入固着される
歯部４０ｂとから成る。ギヤ本体４０ａは、回転軸４４
とともにヤング率の高い材料たとえばクロムモリブデン
ｇ（ＳＣＭ）により一体成形されるものであり、歯部４
０ｂは、ギヤ本体４０ａの材料よりもヤング率の低い材
料たとえば合成樹脂、鋳鉄または鉄系焼結材等により外
周面に歯を有する円筒状に形成されるものである。

また被動ギヤ４１は、第１バランサ軸２１の端部に固着
されるギヤ本体４１と、該ギヤ本体４１ａに圧入固着さ
れる歯部４１ｂとから成る。ギヤ本体４］ａは、ヤング
率の高い材料たとえばクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ）に
より円筒状に形成され、歯部４１ｂは、ギヤ本体４０ａ
の材料よりもヤング率の低い材料により外周面に歯を有
する円筒状に形成される。

また駆動ギヤ４０の軸方向に沿う歯幅Ｄ１は被動ギヤ４
１との噛合による動力伝達に必要な値以上に設定されて
おり、被動ギヤ４１の軸方向に沿う歯幅Ｄ２は、前記歯
幅Ｄ１よりも大きく設定される。しかも前記歯幅１）　
２ば、歯幅Ｄ１に対応する歯幅の両側に余裕幅Ｄ２ａ、
Ｄ２ｂがあるように設定される。

第９図を併せて参照して、クランク軸９の」二方におい
て、シリンダブロック１には、クランク軸９と平行な支
軸４５が植設される。該支軸４５は、基端側の大径ねじ
部４５ａと、大径ねじ部４５ａよりも小径のねじ４５ｃ
を先端側に有する軸部４５ｂとがフランジ部４５ｄを介
して同軸に連設されて成るものであり、フランジ部４５
ｄを側壁外而１ｃに当接するようにして大径ねじ部４５
ａを螺合することによりシリンダブロック１に植設され
る。

この支軸４５には、第１巻掛伝動系Ｔ１における第１タ
イミングベルト３６の張力を調整するだめの第１テンシ
ヨナ４６が支承されるとともに、第１テンシヨナ４６よ
りも軸方向外方側で、第２巻掛伝動系Ｔ２における第２
タイミングヘルド３９の張力を調整するための第２テン
シヨナ４７が支承される。

第１０回および第１１図において、第１テンシヨナ４６
は、支軸４５の軸部４５ｂで支承される内輪４８と、第
１タイミングヘルド３６の外面に摺接する外輪４９との
間に複数のボール５０が介装されて成るものであり、内
輪４８の基端部外面に圧入固着されるリング状支持部材
５１には、対の突部５１．ａ、５１ｂが一直径線上で外
方に向けて突設される。一方の突部５１ａには支持孔５
２が穿設されており、該支持孔５２を貫通してシリンダ
ブロック１に固着される軸５３により第１テンシヨナ４
６が揺動可能に支持される。而して内輪４８には、前記
軸５３を中心とする円弧状の長孔５４が穿設されており
、該長孔５４に前記支軸４５の軸部４．５　ｂが挿通さ
れる。また他方の突部５１ｂには、一端をシリンダブロ
ック１に係合した第１テンシヨンばね５５の他端が係合
され、この第１テンシヨンばね５５のばね力により第１
テンシヨナ４６の外輪４９が、第１タイミングヘルド３
６にその外側から圧接され、それにより第１タイミング
ベルト３６に一定の張力が付与される。

第２テンシヨナ４７は、内輪５６と、第２タイミングベ
ルト３９に摺接される外輪５８との間に複数のボール５
７が介装されて成る。またクランク軸９と平行にしてシ
リンダブロック１に固着された軸６０により揺動自在に
軸支されたテンションアーム５９の一端が前記内輪５６
に固着される。

しかも内輪５６の中央部には、前記軸６０を中心とする
円弧状の長孔６１が穿設されており、該長孔６１に支軸
４５の軸部４５ｂが挿通される。さらにテンションアー
ム５９の他端とシリンダブロック１との間には第２テン
シヨンばね６２が張架されており、この第２テンシヨン
ばね６２のばね力により外輪５８が第２タイミングヘル
ド３９にその外側から圧接され、それにより第２タイミ
ングベルト３９に一定の張力が付与される。この第２テ
ンシヨナ４７において外輪５８の幅は第１テンシヨナ４
６における外輪４９の幅よりも小さく設定されている。

而して、第１巻掛伝動系Ｔ１における第１タイミングベ
ルト３６は、第１駆動プーリ２８およびウォータポンプ
駆動用被動プーリ３５間の緩め側を第１テンシヨナ４６
で外側から内側に向けて押圧されることにより内方側に
深く彎曲するごとになり、それの彎曲により生した空き
スペースにギヤケース４２が配設される。しかも第１テ
ンシヨナ４６による第１タイミングベルト３６の押圧方
向と、第２テンシヨナ４７による第２タイミングヘルド
３９の押圧方向とがなす角度αば、９０度以上好ましく
は１２０度以上たとえば１３０度に設定される。

第１巻掛伝動系Ｔ１および第２巻掛伝動系Ｔ２は、サイ
ドカバ−６５により覆われるものであり、前記支軸４５
の先端は該ザイドカバー６５を貫通して外方に突出され
る。しかも支軸４５における先端の雄ねじ部４５ｃに螺
合して第２テンシヨナ４７の内輪端面に当接するナツト
６６がザイドカパー６５に回転自在に係合されており、
ザイドカバー６５の外方からナツト６６を回転操作する
ことができる。而して該ナツト６６の締付けにより第１
および第２テンショナ４６．４７の内輪４８゜５６が支
軸４５の軸線に直交する平面内での相対移動可能にして
相互に当接される。

クランク軸９には前記サイドカバー６５から外方に突出
する回転輪６７が固着されており、この回転輪６７には
、第３巻掛伝動系Ｔ３の第３駆動プーリ６８が軸方向内
方側で一体に設けられるとともに、第４巻掛伝動系Ｔ４
の第４駆動プーリ６９が軸方向外方側で一体に設けられ
る。

第３巻掛伝動系Ｔ３は、シリンダブロックＩに取付けら
れるＡＣジェネレータ７０および空気調和装置用コンプ
レッサ７１を駆動するための伝動系であり、第３駆動プ
ーリ６８と、ＡＣジェネレータ７０の入力軸に固着され
たＡＣジニネレータ駆動用被動プーリ７２と、空気調和
装置用コンブレッザ７１０入力軸に固着されたコンブレ
ン状駆動用被動プーリ７３と、各プーリ［ｉ８，７２．
７３に懸回される無端状ベル（・７４とから構成される
。また第４巻掛伝動系Ｔ４は、シリンダヘッド２に取付
けられるパワーステアリング用油圧ポンプ７５を駆動す
るための伝動系であり、第４駆動ブー１Ｊ６９と、前記
油圧ポンプ７５の入力軸に固着された油圧ポンプ駆ＦＪ
Ｊ用被動ブーＩＪ７６と、両プーリ６９，７６に懸回さ
れる無端状ベルト７７とから構成される。

次に潤滑給油系の構成について説明すると、シリンダブ
ロック１に設けられた潤滑油路１９にオイルポンプ１２
から供給された潤滑油は、配列方向に沿う内方側の２つ
のシリンダボア５，５間に位置するジャーナル軸受７に
対応する部分でシリンダブロック１の側面に取付けられ
たオイルフィルタ８０に導かれる。しかもシリンダブロ
ック１には、該オイルフィルタ８０からの潤滑油を、上
方の動弁機構側に導く油路８１と、下方に導く油路８２
とが穿設される。

一方、各軸受キャップ８・・・を相互に連結するブリッ
ジ部材１１には、クランク軸９に対応する中央油路８３
と、その中央油路８３の両側で各バランサ軸２１．２２
にそれぞれ対応する側方油路８４．８５とが、クランク
軸９と平行に穿設される。

またブリッジ部＋、Ｉ’ｌｌには、前記各油路８３，８
４．８５を相互に連通させる連絡油路８６が、前記各油
路８３〜８５の長手方向中間部で各油路８３〜８５と直
交するようにして穿設される。

ブリッジ部材１１および各軸受キャップ８・・・には、
クランク軸９の支承部分に潤滑油を給油ずべく中央油路
８３に下端を連通させて上方に延びる給油路８７がそれ
ぞれ穿設される。またバランサ軸２１の軸受孔２３．２
４に対応する部分で、ブリッジ部材１１、軸受キャップ
８およびシリンダブロック１には、下端を側方油路８４
に連通させるとともに上端を軸受孔２３，２４にそれぞ
れ連通させる給油路８８．８８が穿設され、さらにクラ
ンク軸９の軸方向一端側でブリッジ部材１１、軸受キャ
ップ８およびシリンダブロック］には、下端を側方油路
８４に連通させる給油路８９が」−下に延びて穿設され
、該給油路８９ば、ポンプケース１３に穿設された給油
路９０に連通される。

この給油路９０は、ポンプケース１３でのバランサ軸２
１支承部に連通ずるとともに、ギヤケース４２での回転
軸４４支承部にも連通ずる。バランサ軸２２の軸受孔２
５，２６．２７に対応する部分で、ブリッジ部材１１、
軸受キャップ８およびシリンダブロック１には、下端を
側方油路８５に連通させるとともに上端を軸受孔２５，
２６．２７にそれぞれ連通させる給油路９１がそれぞれ
穿設される。

オイルフィルタ８０からの潤滑油を下方に導く油路８２
ば、軸受孔２４に対応する部分で給油路８８の中間部に
連通されており、したがってオイルフィルタ８０からの
潤滑油は、給油路８８を介してブリッジ部材１１の各油
路８３，８４．，８５に供給されることになる。

次にこの実施例の作用について説明すると、クランク軸
９の回転により第１〜第４巻掛伝動系Ｔ１〜Ｔ４がとも
に駆動される。これにより第１巻掛伝動系Ｔ１では動弁
カム軸３０．３１がクランク軸９に対する１／２の減速
比をもって駆動されるとともにウォータポンプ３２が駆
動される。また第２巻掛伝動系Ｔ２では両バランサ軸２
１．２２がクランク軸９に対する２／１の増速比をもっ
て相互に逆方向に駆動される。

而して第１巻掛伝動系Ｔ１における第１タイミングヘル
ト３６の張力を調整するだめの第１テンシヨナ４６と、
第２巻掛伝動系Ｔ２におｌ−する第２タイミングヘルド
３９の張力を調整するための第２テンシヨナ４７とが共
通の支軸４５で支承されているので、テンショナ配置を
コンパクトにすることができる。しかも第１巻掛伝動系
Ｔ１では大きな駆動ｌ・ルクを要する動弁カム軸３０．
３１およびウォータポンプ３２を駆ｖＪするため、第２
巻掛伝動系Ｔ２よりも大きな駆動負荷が作用するが、第
１テンシヨナ４６を第２テンシヨナ４７よりも軸方向内
方側にして支軸４５で支承するようにしたので、支軸４
５の先端側にかかる負荷を極力小さくすることができる
。

また第１および第２テンショナ／１６．４７による押圧
方向のなす角度αを９０度以上好ましくは１２０度以１
−に設定することにより、支軸４５にかかる荷重方向を
ずらせて全体負荷を小さく抑えることができ、上述の第
１および第２テンシヨナ４．６．４．１の配置と相俟っ
て支軸４５にかかる負荷をより小さく抑えることができ
る。

さらに第２巻掛伝動系Ｔ２の負荷が第１巻掛伝動系Ｔ１
の負荷よりも小さいので、第２テンシヨナ４７における
外輪５８の幅を第１巻掛伝動系Ｔ１の外輪４９の幅より
も小さくすることが可能であり、それにより支軸４５の
シリンダブロック１からの突出量を小さくし、機関全体
のコンパクト化に寄与することができる。

しかも被動ギヤ４１の歯幅Ｄ２にば、該歯幅Ｄ２内に駆
動ギヤ４０の歯幅Ｄ１を収める余裕幅Ｄ２ａ、Ｄ２ｂが
与えられるので、駆動ギヤ４０および被動ギヤ１１が軸
方向に相対移動しても、両ギヤ４０，４］の有効当たり
幅を確実に確保することができ、寸法精度を厳密に定め
ることが不要となる。また両ギヤ４０．４１は、ヤング
率の高い材料から成るギヤ本体４０ａ、４］、ａと、ヤ
ング率の低い材料から成る歯部４０ｂ、４１ｂとから成
るので、回転軸線に直交する方向に作用する曲げ応力に
対する強度をギヤ本体４０ａ、４１ａで確保しつつ、噛
合による音の発生を極力抑えることができる。

Ｃ８発明の効果 以」二のように本発明の第１の特徴によれば、駆動ギヤ
および被動ギヤの一方の軸方向に沿う歯幅には、該歯幅
内に他方のギヤの軸方向に沿う歯幅を収める余裕幅が与
えられるので、寸法精度のばらつきや両ギヤの軸方向相
対移動が生じても有効当たり幅を確実に確保し、歯面の
摩耗量増大および異音の発生を防止することができる。

また本発明の第２の特徴によれば、駆動ギヤおよび被動
ギヤは、ヤング率の高い材料から成るギヤ本体に、ヤン
グ率の低い材料から成る円筒状歯部が一体化されて成る
ので、駆動ギヤおよび被動ギヤにかかる応力に耐える強
度をギヤ本体で持たせつつ、噛合に伴う音の発生を抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は縦断側
面図、第２図は第１図の■−■線矢視図、第３図は第１
図の■−■線断面図、第４図は第１図および第５図のＩ
Ｖ−ＩＶ線断面図、第５図は第３図の■−Ｖ線断面図、
第６図は第３図のＶＩ−ＶＩ線断面図、第７図は第３図
の■−■線拡大断面図、第８図は第３図の■−■線拡大
断面図、第９図は第２図のＩＸ−ＩＸ線断面図、第１０
図は第１テンシヨナの平面図、第１１図は第１０回のｘ
ｒ−ｘｉ線断面図である。 ９・・・クランク軸、２１・・・バランサ軸、２１ａ。 ２１ｂ・・・偏心重錘部、４０・・・駆動ギヤ、４０ａ
４１ａ・・・ギヤ本体、４０ｂ ｂ・・・歯部、 ・・・被動ギヤ、 ４２・・・ケース部材としてのギヤケース、 ４４・・・回転軸、 ＤＩ。 Ｄ２・・・歯幅、 Ｅ・・・機関本体、 Ｔ２・・・巻掛 伝動系 特 許 出 願 人 本田技研工業株式会社 代 理 人 ブ１゛ 理 士 落 ム 健 同 田 中 隆 秀 第９ 図 両 第１０図 第１１ 手続補正書（方式） 平成　元年６月−１日 特願平１−３４４５５号 発明の名称 内燃機関のバランサ軸駆動装置 補正をする者 事件との関係　　特許出願人

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏心重錘部を有するバランサ軸が機関本体に回転
   自在に支承され、機関本体に取付けられるケース部材に
   前記バランサ軸と平行にして回転自在に支承される回転
   軸の一端に駆動ギヤが設けられ、該駆動ギヤに噛合する
   被動ギヤが前記バランサ軸に固着され、回転軸の他端が
   巻掛伝動系を介してクランク軸に連動、連結される内燃
   機関のバランサ軸駆動装置において、駆動ギヤおよび被
   動ギヤの一方の軸方向に沿う歯幅には、該歯幅内に他方
   のギヤの軸方向に沿う歯幅を収める余裕幅が与えられる
   ことを特徴とする内燃機関のバランサ軸駆動装置。
2. （２）駆動ギヤおよび被動ギヤは、ヤング率の高い材料
   から成るギヤ本体に、ヤング率の低い材料から成る円筒
   状歯部が一体化されて成ることを特徴とする第（１）項
   記載の内燃機関のバランサ軸駆動装置。