(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクケースに支承されるクランク軸の回転を、駆動プーリーおよびベルトを介し各種補機類に伝達してこれら補機類を回転駆動する４サイクルエンジンにおいて、
上記クランク軸と平行に設けられ、一端が軸受により上記クランクケースに支承される中間軸を設け、この中間軸の一端に上記駆動プーリーを取り付け、上記中間軸の長さをクランク軸の長さよりも短くして、上記軸受を上記クランク軸の一端よりもこのクランク軸の軸方向内側に位置させると共に、上記中間軸の他端を上記クランク軸の他端よりもこのクランク軸の軸方向内側に位置させ、
上記クランク軸と、上記中間軸の他端寄りの中途部とを第１の連動手段により連動させ、上記中間軸と、エンジン構成部品とを上記第１の連動手段に対し上記中間軸の他端側で隣接する第２の連動手段により連動させ、上記中間軸における上記駆動プーリーと上記第１の連動手段との間と、上記駆動プーリーとのうち少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第１のバランスウェイトを取り付けると共に、上記中間軸におけるこの中間軸の他端と上記第２の連動手段との間と、上記第２の連動手段との少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第２のバランスウェイトを取り付けた４サイクルエンジン。
【請求項２】
エンジン構成部品をカム軸とした請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【請求項３】
エンジン構成部品を冷却水供給用水ポンプと、潤滑油用オイルポンプの少なくともいずれか一方とした請求項１に記載の４サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン慣性力を吸収させるためのバランサーを備えた往復運動内燃機関である４サイクルエンジンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記エンジンでは、ピストンや連接棒等が往復動するため、これらの往復動により生じるエンジン慣性力はエンジンを振動させる原因となる。
【０００３】
そこで、この振動を吸収するために、通常、バランサーが設けられる。従来、このバランサーには、クランク軸と同じ回転数となるようこのクランク軸に連動するバランス軸が設けられ、このバランス軸が上記エンジン慣性力に対応するバランスウェイトを有したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のバランサーでは、バランス軸を別途に設けているため、部品点数が多くなって、このバランサーの構成が複雑になっている。
【０００５】
【発明の目的】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、構成が簡単なバランサーを備えた４サイクルエンジンの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の４サイクルエンジンは、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【０００７】
請求項１の発明は、クランクケース２に支承されるクランク軸８の回転を、駆動プーリー６５およびベルト６６を介し各種補機５９類に伝達してこれら補機５９類を回転駆動する４サイクルエンジンにおいて、
【０００８】
上記クランク軸８と平行に設けられ、一端が軸受３６により上記クランクケース２に支承される中間軸３４を設け、この中間軸３４の一端に上記駆動プーリー６５を取り付け、上記中間軸３４の長さをクランク軸８の長さよりも短くして、上記軸受３６を上記クランク軸８の一端よりもこのクランク軸８の軸方向内側に位置させると共に、上記中間軸３４の他端を上記クランク軸８の他端よりもこのクランク軸８の軸方向内側に位置させ、
【０００９】
上記クランク軸８と、上記中間軸３４の他端寄りの中途部とを第１の連動手段３７により連動させ、上記中間軸３４と、エンジン構成部品３０，３１，５２，５３とを上記第１の連動手段３７に対し上記中間軸３４の他端側で隣接する第２の連動手段４２，５４により連動させ、上記中間軸３４における上記駆動プーリー６５と上記第１の連動手段３７との間と、上記駆動プーリー６５とのうち少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第１のバランスウェイト６８を取り付けると共に、上記中間軸３４におけるこの中間軸３４の他端と上記第２の連動手段４２，５４との間と、上記第２の連動手段４２，５４との少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第２のバランスウェイト６９を取り付けたものである。
【００１０】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、エンジン構成部品をカム軸３０，３１としたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、上記請求項１の発明において、エンジン構成部品を冷却水供給用水ポンプ５２と、潤滑油用オイルポンプ５３の少なくともいずれか一方としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
【００１４】
図１から図４は、第１の実施の形態を示している。
【００１５】
図１と図２において、図中符号１は自動車に搭載される４サイクルの直列多気筒（５気筒）のエンジン（内燃機関）で、図中矢印Ｆｒは車両の進行方向の前方を示し、下記する左右とは、上記前方に向っての車幅方向をいうものとする。
【００１６】
上記エンジン１はアルミ鋳造製のクランクケース２を有し、このクランクケース２に左右に並設された第１〜第５シリンダ（気筒）３の各シリンダ本体４が突設され、これらシリンダ本体４は互いに一体化されてアルミ鋳造製のシリンダブロック５とされている。また、上記シリンダ本体４の突出端にアルミ鋳造製のシリンダヘッド７が着脱自在に締結されている。
【００１７】
上記クランクケース２内にはクランク軸８が収容されている。このクランク軸８はその軸心９が左右に延び、この軸心９回りに回転自在となるよう軸受１０により上記クランクケース２に支承され、上記クランク軸８は動力伝達装置１１を介して駆動車輪に連結されている。上記クランク軸８は鋳造製で、上記軸心９上に位置して上記軸受１０に直接支承されるクランク主軸１２と、このクランク主軸１２からその径方向外方に突出するクランクアーム１３と、これらクランクアーム１３の突出端側に支持されるクランクピン１４とで構成されている。
【００１８】
上記シリンダ本体４にはシリンダ孔１６が形成されている。このシリンダ孔１６にピストン１７がその軸方向に摺動自在に嵌入され、このピストン１７と上記クランク軸８のクランクピン１４とが連接棒１８で互いに連動連結されている。
【００１９】
上記シリンダ本体４、シリンダヘッド７、およびピストン１７で囲まれた空間のシリンダヘッド７側が燃焼室１９となっている。また、上記燃焼室１９に放電部が臨む点火プラグが設けられている。
【００２０】
上記シリンダ本体４やシリンダヘッド７にはエンジン１水冷用の冷却水を通過させる冷却水通路２１が形成されている。
【００２１】
上記シリンダヘッド７には、シリンダ３の外部を上記燃焼室１９に連通させる吸気通路２３が形成され、同上燃焼室１９をシリンダ３の外部に連通させる排気通路２４が形成されている。上記吸気通路２３の燃焼室１９への開口部を開閉する吸気弁２５が上記シリンダヘッド７に支承され、この吸気弁２５は上記開口部を閉じるようばねで付勢されている。また、上記排気通路２４の燃焼室１９への開口部を開閉する排気弁２６が上記シリンダヘッド７に支承され、この排気弁２６も上記開口部を閉じるようばねで付勢されている。上記シリンダヘッド７には燃料噴射弁２７が取り付けられ、この燃料噴射弁２７は吸気通路２３を通し燃焼室１９に向って燃料２８を噴射可能とする。
【００２２】
上記吸気弁２５と排気弁２６とを適宜開閉させる動弁機構２９が設けられている。この動弁機構２９は、上記吸気弁２５と排気弁２６にそれぞれカム係合するエンジン構成部品であるカム軸３０，３１を有している。これら各カム軸３０，３１は各軸心が左右に延び、上記シリンダヘッド７にその軸心回りに回転自在に支承されている。
【００２３】
上記クランク軸８と平行に中間軸３４が設けられ、この中間軸３４はその軸心３５回りに回転自在となるよう軸受３６により上記クランクケース２に支承されている。
【００２４】
上記中間軸３４は上記クランク軸８と同じ回転数となるよう、かつ、互いに逆回転するよう（矢印Ａ，Ｂ）、第１の連動手段３７で互いに連動するよう連結されている。この第１の連動手段３７は上記クランク軸８にその軸心９上で一体成形される駆動回転体である駆動歯車３８と、上記中間軸３４にその軸心３５上でスプライン嵌合により取り付けられる従動回転体である従動歯車３９とで構成されている。これら駆動歯車３８と従動歯車３９は各ピッチ円が互いに同径であって、互いに噛合し、互いに逆方向に回転することとなっている。上記の場合、駆動歯車３８は、ある一つのクランクアーム１３に圧入され、もしくは一体的に成形されている。
【００２５】
前記各カム軸３０，３１と上記中間軸３４とは第２の連動手段４２で互いに連動するよう連結されている。この第２の連動手段４２は上記中間軸３４と平行に設けられる連動軸４３を有し、この連動軸４３はその軸心回りに回転自在となるようシリンダ３のシリンダヘッド７に支承されている。上記中間軸３４にその軸心３５上で駆動回転体である駆動鎖車４４が取り付けられ、上記連動軸４３に従動鎖車４５が取り付けられ、これら駆動鎖車４４と従動鎖車４５にチェーン４６が巻き掛けられている。また、上記連動軸４３に駆動鎖車４８が取り付けられ、上記各カム軸３０，３１に従動鎖車４９が取り付けられ、これら駆動鎖車４８と、従動鎖車４９，４９とにチェーン５０が巻き掛けられている。
【００２６】
上記冷却水通路２１に冷却水を供給する冷却水供給用のエンジン構成部品である水ポンプ５２が設けられている。この水ポンプ５２は上記連動手段４２のチェーン４６に連動するよう連結されている。また、軸受１０や、シリンダ孔１６とピストン１７との摺接部等のエンジン１の被潤滑部に、潤滑油を供給する潤滑油供給用のエンジン構成部品であるオイルポンプ５３が設けられ、このオイルポンプ５３は他の第２の連動手段５４により上記中間軸３４に連動するよう連結されている。
【００２７】
上記第２の連動手段５４は、上記中間軸３４にその軸心３５上でスプライン嵌合により取り付けられる駆動回転体である駆動鎖車５６と、上記オイルポンプ５３が有する従動鎖車と、これら駆動鎖車５６と従動鎖車とに巻き掛けられるチェーン５７とで構成されている。
【００２８】
上記エンジン１はエンジン構成部品としての補機５９を備えている。この補機５９はオルタネータ６０、パワーステアリング６１、およびエアコンプレッサ６２等であり、この補機５９は他の連動手段６４により上記中間軸３４に連動するよう連結されている。
【００２９】
上記連動手段６４は、上記中間軸３４にその軸心３５上で締結により取り付けられる駆動回転体である駆動プーリー６５と、上記補機５９のそれぞれが有する各従動プーリーと、これら駆動プーリー６５と各従動プーリーとに巻き掛けられるＶベルト６６とで構成されている。
【００３０】
図１から図４において、上記中間軸３４には、その軸方向の中途部と、端部にそれぞれ第１、第２のバランスウェイト６８，６９が設けられ、これら第１、第２のバランスウェイト６８，６９は上記中間軸３４に一体的に形成されている。
【００３１】
そして、エンジン１が駆動して、ピストン１７が上死点から下降するときが吸入行程であり、このとき、上記ピストン１７に順次連接棒１８、クランク軸８、第１の連動手段３７、中間軸３４、第２の連動手段４２、およびカム軸３０，３１が連動し、このカム軸３０にカム係合する吸気弁２５が吸気通路２３を開く。この際、上記カム軸３１にカム係合する排気弁２６は排気通路２４を閉じたままに保つ。これにより、吸気通路２３を通して大気側の空気７１が燃焼室１９に吸入される。また、このとき、燃料噴射弁２７により燃料２８が噴射され、この燃料２８が上記空気７１と共に上記燃焼室１９に吸入され、混合気とされる。
【００３２】
次に、上記ピストン１７の上昇で、上記燃焼室１９において混合気が圧縮され、これが点火プラグの放電により着火、燃焼させられ、このときの燃焼ガスによりピストン１７が再び下降させられる。次に、このピストン１７に前記したように連動したカム軸３１にカム係合する排気弁２６が排気通路２４を開く。この際、上記カム軸３０にカム係合する吸気弁２５は吸気通路２３を閉じたままに保つ。これにより、上記燃焼ガスは排気７２として上記排気通路２４からシリンダ３の外部に排出される。
【００３３】
次に、前記吸入行程に戻って、以下、上記動作が繰り返され、これにより、クランク軸８が動力伝達装置１１側に動力を出力する。
【００３４】
上記クランク軸８に第１の連動手段３７、中間軸３４、および第２の連動手段４２を介して水ポンプ５２が連動し、この水ポンプ５２により冷却水が冷却水通路２１に供給され、上記エンジン１が水冷されピストン１７の焼き付けなどが防止される。
【００３５】
また、同上クランク軸８に第１の連動手段３７、中間軸３４、および第２の連動手段５４を介してオイルポンプ５３が連動し、このオイルポンプ５３により潤滑油がエンジン１の被潤滑部に供給され、ピストン１７の焼き付けなどが防止される。
【００３６】
更に、同上クランク軸８に第１の連動手段３７、中間軸３４、および連動手段６４を介して各補機５９が連動させられ、これによって、各補機５９が所定の作動を行うこととなる。
【００３７】
また、同上クランク軸８に第１の連動手段３７と中間軸３４とが順次連動し、かつ、この中間軸３４に連動する各第１、第２のバランスウェイト６８，６９が、エンジン慣性力に対応するようになっている。
【００３８】
より具体的には、エンジン慣性力と上記第１、第２のバランスウェイト６８，６９による慣性力とが各クランク角で互いにほぼ同じ大きさ、かつ、互いに逆向きにされ、これによって、エンジン１に生じようとする振動が吸収されるようになっている。
【００３９】
（第２の実施の形態）
【００４０】
図５、６は、第２の実施の形態を示している。
【００４１】
これによれば、第２のバランスウェイト６９は第１の連動手段３７の従動歯車３９の側面に形成されている。
【００４２】
この構成によれば、上記従動歯車３９は径方向の寸法が大きいため、第２のバランスウェイト６９の重さを小さくしても、エンジン慣性力に十分に対応できる慣性力を得ることができる。
【００４３】
他の構成や作用は、前記第１の実施の形態とほぼ共通しているため、図面に共通の符号を付して、その説明を省略する。
【００４４】
なお、以上は図示の例によるが、第２のバランスウェイト６９は、第２の連動手段４２の駆動鎖車４４、第２の連動手段５４の駆動鎖車５６の少なくともいずれかに設けてもよく、また、第１のバランスウェイト６８は連動手段６４の駆動プーリー６５に設けてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【００４６】
請求項１の発明によれば、クランクケースに支承されるクランク軸の回転を、駆動プーリーおよびベルトを介し各種補機類に伝達してこれら補機類を回転駆動する４サイクルエンジンにおいて、
【００４７】
上記クランク軸と平行に設けられ、一端が軸受により上記クランクケースに支承される中間軸を設け、この中間軸の一端に上記駆動プーリーを取り付け、上記中間軸の長さをクランク軸の長さよりも短くして、上記軸受を上記クランク軸の一端よりもこのクランク軸の軸方向内側に位置させると共に、上記中間軸の他端を上記クランク軸の他端よりもこのクランク軸の軸方向内側に位置させ、
【００４８】
上記クランク軸と、上記中間軸の他端寄りの中途部とを第１の連動手段により連動させ、上記中間軸と、エンジン構成部品とを上記第１の連動手段に対し上記中間軸の他端側で隣接する第２の連動手段により連動させ、上記中間軸における上記駆動プーリーと上記第１の連動手段との間と、上記駆動プーリーとのうち少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第１のバランスウェイトを取り付けると共に、上記中間軸におけるこの中間軸の他端と上記第２の連動手段との間と、上記第２の連動手段との少なくともいずれかにエンジン慣性力に対応する第２のバランスウェイトを取り付けてある。
【００４９】
このため、バランスウェイトは中間軸、駆動プーリー、および第２の連動手段のいずれかを利用して設けられたことから、エンジン慣性力を吸収するために別途のバランス軸を設けていた従来の技術に比べて、部品点数が少なくなり、よって、バランサーの構成が簡単になる。
【００５０】
請求項２，３の発明によれば、請求項１の発明に加えて、エンジン構成部品をカム軸、水ポンプ、オイルポンプとしてあり、これらカム軸等は４サイクルエンジンに一般的に備えられるものである。
【００５１】
このため、上記カム軸等をクランク軸に連動させる中間軸や連動手段に、バランスウェイトを取り付けるというこの発明は、既存のエンジンに幅広く適用できて有益である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態で、平面断面図である。
【図２】第１の実施の形態で、側面断面図である。
【図３】第１の実施の形態で、図１の３‐３線矢視断面図である。
【図４】第１の実施の形態で、図１の４‐４線矢視断面図である。
【図５】第２の実施の形態で、図１の一部に相当する図である。
【図６】第２の実施の形態で、図５の６‐６線矢視断面図である。
【符号の説明】
１    エンジン
２    クランクケース
３    シリンダ
８    クランク軸
９    軸心
３０  カム軸（エンジン構成部品）
３１  カム軸（エンジン構成部品）
３４  中間軸
３５  軸心
３７  第１の連動手段
４２，５４  第２の連動手段
５２  水ポンプ（エンジン構成部品）
５３  オイルポンプ（エンジン構成部品）
５９  補機
６５  駆動プーリー
６６  ベルト
６８  第１のバランスウェイト
６９  第２のバランスウェイト
【図１】
0003553217.tif 000002
【図２】
0003553217.tif 000003
【図３】
0003553217.tif 000004
【図４】
0003553217.tif 000005
【図５】
0003553217.tif 000006
【図６】
0003553217.tif 000007