JP2005090691A - Engine balancer unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのバランサ装置に関し、エンジンの振動騒音対策の技術分野に属する。 The present invention relates to an engine balancer device and belongs to the technical field of engine vibration and noise countermeasures.
一般に、自動車用等のエンジンにおいて振動や騒音の発生を抑制するために備えられるバランサ装置は、それぞれウエイト部を有する1対のバランサ軸がクランク軸と平行に配置されてケース部材に回転自在に支持され、該ケース部材がクランク軸を回転自在に支持するエンジンブロック(例えばシリンダブロック、ロアブロック、ベアリングキャップ、ベアリングフレーム等、エンジン本体を構成する1群の部材の集合体をいう)の下部に取り付けられた構成である。そして、クランク軸の一端部(例えばエンジン本体の前側の端部)に設けられた駆動スプロケットと、1対のバランサ軸のうちの一方のバランサ軸(第1バランサ軸)の一端部に設けられた従動スプロケットとにエンドレスチェーンが巻き掛けられ、かつ両バランサ軸に設けられた連動ギヤ同士が噛み合わされて、クランク軸の回転により1対のバランサ軸が相互に逆方向に連動回転する。このバランサ軸の回転によるウエイト部の振れ回りで生じる上下方向の起振力が、エンジンの各気筒内の爆発で生じる上下方向の起振力を相殺して、エンジンの振動及びそれに伴う騒音が低減される。 In general, a balancer device provided to suppress the generation of vibration and noise in an engine for automobiles or the like is a pair of balancer shafts each having a weight portion arranged in parallel to a crankshaft and rotatably supported by a case member. The case member is attached to the lower part of an engine block (for example, a group of members constituting the engine body such as a cylinder block, a lower block, a bearing cap, a bearing frame, etc.) that rotatably supports the crankshaft. It is the structure which was made. A drive sprocket provided at one end of the crankshaft (for example, the front end of the engine body) and one end of one balancer shaft (first balancer shaft) of the pair of balancer shafts. An endless chain is wound around the driven sprocket, and the interlocking gears provided on both balancer shafts are engaged with each other. The rotation of the crankshaft causes the pair of balancer shafts to interlock and rotate in opposite directions. The vertical vibration generated by the swing of the weight due to the rotation of the balancer shaft cancels the vertical vibration generated by the explosion in each cylinder of the engine, reducing engine vibration and accompanying noise. Is done.
その場合に、特許文献1によれば、ウエイト部はバランサ軸上において軸方向に前後1対設けられ、また連動ギヤは前側のウエイト部の前方に設けられて、上記ウエイト部間に形成された後側ジャーナル部と、上記連動ギヤの直前方に形成された前側ジャーナル部とが、ケース部材に設けられた前後の軸受部でそれぞれ軸受けされることにより、バランサ軸がケース部材に回転自在に支持されている。
In this case, according to
特に、上記特許文献1によれば、ケース部材が相互に対接し合うアッパケースとロアケースとで構成され、後側の軸受部は、両ケースにそれぞれ設けられた半割部分同士が両ケースの対接によって対接することにより孔状に形成された軸受部とされており、前側の軸受部は、一方のケースにはじめから一体に設けられた孔により孔状に形成された軸受部とされている。
In particular, according to the above-mentioned
したがって、バランサ軸をケース部材に収容するためには、アッパケースとロアケースとを対接させる前に、バランサ軸の一端部を前側軸受部の孔に挿通し、前側ジャーナル部を前側軸受部で支持した後、後側ジャーナル部を後側軸受部の半割部分の上に載置する。そして、アッパケースとロアケースとを対接させることにより後側軸受部を孔状とし、該後側軸受部で後側ジャーナル部を支持する。 Therefore, in order to accommodate the balancer shaft in the case member, before the upper case and the lower case are brought into contact with each other, one end portion of the balancer shaft is inserted into the hole of the front bearing portion, and the front journal portion is supported by the front bearing portion. After that, the rear journal part is placed on the half part of the rear bearing part. Then, by bringing the upper case and the lower case into contact with each other, the rear bearing portion is formed into a hole shape, and the rear journal portion is supported by the rear bearing portion.
ところで、バランサ装置によるエンジンの振動騒音低減効果を確かなものとするために、バランサ軸のウエイト部はエンジンの軸方向の中間部(例えば直列4気筒エンジンの場合は第2気筒及び第3気筒に相当する位置)に配置される。一方、エンドレスチェーンの巻き掛けを良好・確実なものとするために、第1バランサ軸の従動スプロケットはクランク軸の駆動スプロケットと横並びに整列する位置に配置され、その結果、従動スプロケットはエンジンの軸方向の一端部(例えばエンジン本体の前側の端部)に配置される。したがって、従動スプロケットが取り付けられる第1バランサ軸は従動スプロケットが取り付けられない第2バランサ軸よりも上記一端部側で長く延長され、該軸延長部に従動スプロケットが取り付けられる。そして、この従動スプロケットにはエンドレスチェーンの張力が作用するから、第1バランサ軸をこの従動スプロケットの近傍において回転自在に支持しないと、該第1バランサ軸が上記軸延長部で撓んで従動スプロケットが振動し、かえってバランサ装置に起因する振動及び騒音が発生する可能性がある。 By the way, in order to ensure the effect of reducing the noise and vibration of the engine by the balancer device, the weight portion of the balancer shaft is an intermediate portion in the axial direction of the engine (for example, in the case of an in-line four-cylinder engine, the second and third cylinders). (Corresponding position). On the other hand, the driven sprocket of the first balancer shaft is arranged side by side with the driving sprocket of the crankshaft so that the endless chain can be wound properly and reliably. It arrange | positions at the one end part (For example, the edge part of the front side of an engine main body) of a direction. Therefore, the first balancer shaft to which the driven sprocket is attached is extended longer on the one end side than the second balancer shaft to which the driven sprocket is not attached, and the driven sprocket is attached to the shaft extension portion. Since the tension of the endless chain acts on the driven sprocket, if the first balancer shaft is not rotatably supported in the vicinity of the driven sprocket, the first balancer shaft is bent by the shaft extension portion and the driven sprocket is Vibration and noise due to the balancer device may occur.
本発明は、1対のバランサ軸のうちの一方のバランサ軸に従動スプロケットが取り付けられた構成のエンジンのバランサ装置における上記のような不具合に対処するもので、上記一方のバランサ軸を従動スプロケットの近傍において強固に回転自在に支持することを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。 The present invention addresses the above-described problems in the balancer device of an engine having a configuration in which a driven sprocket is attached to one balancer shaft of a pair of balancer shafts, and the one balancer shaft is connected to the driven sprocket. It is an object to firmly and rotatably support in the vicinity. Hereinafter, the present invention will be described in detail including other problems.
すなわち、本願の請求項1に記載の発明は、それぞれウエイト部を有して連動回転する第1、第2のバランサ軸と、クランク軸を支持するエンジンブロックの下部に取り付けられて上記バランサ軸を支持するケース部材とを有し、上記クランク軸の一端部に取り付けられた駆動側回転体と上記第1バランサ軸の一端部に取り付けられた従動側回転体とに巻掛伝動部材が巻き掛けられた構成のエンジンのバランサ装置であって、上記バランサ軸は、互いに噛み合う連動ギヤを上記ウエイト部よりも上記一端部側にそれぞれ有すると共に、上記第1バランサ軸は、第2バランサ軸よりも上記一端部側で長く延びる軸延長部を有し、該軸延長部に上記従動側回転体が取り付けられていると共に、上記ケース部材は、上記バランサ軸を上記ウエイト部及び連動ギヤの近傍で軸受けする第1の軸受部と、上記第1バランサ軸を上記従動側回転体の近傍で軸受けする第2の軸受部とを有し、かつ、上記ケース部材は、上記エンジンブロックに結合されるアッパケースと該アッパケースに対接されるロアケースとを含み、これらのケースのいずれかに上記一端部側で長く延びるケース延長部が設けられて、上記第1軸受部は、上記両ケースに設けられた半割部分同士の対接で形成された孔で構成され、上記第2軸受部は、上記ケース延長部に一体に設けられた孔で構成されていることを特徴とする。
In other words, the invention according to
次に、請求項2に記載の発明は、上記請求項1に記載の発明において、ケース延長部及び第2軸受部は、アッパケースに設けられていることを特徴とする。
Next, the invention described in
次に、請求項3に記載の発明は、上記請求項1又は2に記載の発明において、連動ギヤはヘリカルギヤで構成されていると共に、アッパケース及びロアケースのうちケース延長部及び第2軸受部が設けられていないほうのケースにのみ、上記ヘリカルギヤの回転でバランサ軸に作用するスラスト力を受け止める凸部が設けられていることを特徴とする。
Next, the invention according to
次に、請求項4に記載の発明は、上記請求項1から3のいずれかに記載の発明において、ケース部材は、バランサ軸のウエイト部を露出させない密閉構造とされていると共に、該ケース部材に設けられた第1、第2軸受部にそれぞれ潤滑油を供給する潤滑油路が該ケース部材を構成する壁部の内部に形成されていることを特徴とする。
Next, the invention according to
まず、上記請求項1に記載の発明によれば、従動側回転体が取り付けられる第1バランサ軸を、ケース部材のケース延長部に設けた第2の軸受部によって、上記従動側回転体の近傍で回転自在に支持するようにしたから、上記第1バランサ軸が軸延長部で撓んで従動側回転体が振動し、かえってバランサ装置に起因する振動や騒音が発生する、というような不具合が回避される。 First, according to the first aspect of the present invention, the first balancer shaft to which the driven-side rotator is attached is arranged near the driven-side rotator by the second bearing portion provided in the case extension of the case member. Since the first balancer shaft is bent at the shaft extension, the driven-side rotating body vibrates and the vibration and noise caused by the balancer device are avoided. Is done.
しかも、上記第2軸受部を、ケース延長部にはじめから一体に設けた孔で構成したから、該第2軸受部の支持剛性が高まり、第1バランサ軸の軸延長部がより強固に支持されて、該第1バランサ軸の撓みや従動側回転体の振動の問題等が確実に回避される。これに対し、上記第2軸受部を、第1軸受部のようにアッパケースとロアケースとに設けた半割構造とすると、エンドレスチェーンの張力により両ケースの対接がずれて、支持剛性が低下し、第1バランサ軸の撓みや従動側回転体の振動の問題等が満足に抑制できなくなる可能性が生じるのである。 In addition, since the second bearing portion is configured by a hole integrally provided in the case extension portion from the beginning, the support rigidity of the second bearing portion is increased, and the shaft extension portion of the first balancer shaft is more firmly supported. Thus, problems such as bending of the first balancer shaft and vibration of the driven-side rotating body can be avoided reliably. On the other hand, if the second bearing part is a halved structure provided in the upper case and the lower case like the first bearing part, the contact between the two cases is shifted due to the tension of the endless chain, and the support rigidity is reduced. However, there is a possibility that problems such as the bending of the first balancer shaft and the vibration of the driven-side rotating body cannot be satisfactorily suppressed.
一方、第1軸受部については、アッパケースとロアケースとに設けた半割構造としたから、バランサ軸をケース部材に収容するときの該バランサ軸の第2軸受部に対する挿通距離が短くなり、ケース部材のコンパクト化が図れる。これに対し、第1軸受部を、上記第2軸受部のようにケースにはじめから一体に設けた孔構造とすると、バランサ軸の一端部を上記第2軸受部の位置まで移動させる挿通距離が長くなり、それに伴ってケース部材を軸方向に長くする必要が生じて、該ケース部材のコンパクト化が阻害されてしまうのである。 On the other hand, since the first bearing portion has a halved structure provided in the upper case and the lower case, the insertion distance of the balancer shaft to the second bearing portion when the balancer shaft is accommodated in the case member is shortened. The member can be made compact. On the other hand, when the first bearing portion is a hole structure integrally provided from the beginning like the second bearing portion, the insertion distance for moving the one end portion of the balancer shaft to the position of the second bearing portion is increased. Accordingly, it becomes necessary to lengthen the case member in the axial direction, and the compactness of the case member is hindered.
特に、バランサ軸上には、ウエイト部よりも上記一端部側に大径の連動ギヤが存在するので、上記バランサ軸の挿通時には、この連動ギヤの軸方向の移動を阻害しないだけの空間(ギヤ非干渉空間)がケース部材に必要となる。したがって、上記バランサ軸の挿通距離が長くなると、それだけ、組み上がり後には不要で無駄となる上記ギヤ非干渉空間がエンジンブロックの下部において大きなスペースを占有してレイアウト性を低下させてしまう。 In particular, there is a large-diameter interlocking gear on the balancer shaft closer to the one end than the weight portion. Therefore, when the balancer shaft is inserted, a space (gear that does not hinder the axial movement of the interlocking gear). A non-interference space is required for the case member. Therefore, as the insertion distance of the balancer shaft becomes longer, the gear non-interference space that is unnecessary and wasted after assembling occupies a large space in the lower part of the engine block, thereby reducing the layout.
次に、上記請求項2に記載の発明によれば、ケース延長部及び第2軸受部を、アッパケースとロアケースのうち、エンジンブロックに直接結合されるアッパケースのほうに設けたから、上記第2軸受部の支持剛性がより高まり、第1バランサ軸の軸延長部の支持がより安定化する。 Next, according to the second aspect of the present invention, the case extension and the second bearing portion are provided on the upper case, which is directly coupled to the engine block, of the upper case and the lower case. The support rigidity of the bearing portion is further increased, and the support of the shaft extension portion of the first balancer shaft is further stabilized.
次に、上記請求項3に記載の発明によれば、連動ギヤを構成するヘリカルギヤの回転に起因するバランサ軸のスラスト規制構造が簡素化され、ケース部材の軽量化が図れる。 Next, according to the third aspect of the invention, the thrust regulating structure of the balancer shaft resulting from the rotation of the helical gear constituting the interlocking gear is simplified, and the case member can be reduced in weight.
次に、上記請求項4に記載の発明によれば、ケース部材をバランサ軸のウエイト部を露出させない密閉構造としたから、例えば、上記ウエイト部がバランサ軸の回転時にオイルパン内のオイルを撹拌し、泡立てて、その結果、泡がオイルストレーナからオイル通路に吸入されて、該オイル通路内でキャビテーション(エアの吸込み)の問題を引き起こす心配がない。また、外部からケース部材内への不要なオイルの浸入を防止することもできる。そして、そのうえで、バランサ軸をウエイト部及び連動ギヤの近傍で軸受けする第1軸受部の潤滑、及び第1バランサ軸を従動側回転体の近傍で軸受けする第2軸受部の潤滑が安定・確実に行われる。以下、発明を実施するための最良の形態を通して、本発明をさらに詳しく説明する。
Next, according to the invention described in
本実施の形態においては、本発明は、図1に示すエンジン1に適用されている。このエンジン1は、直列4気筒のレシプロエンジンである。図1は、同エンジン1の本体を前側(チェーンカバーのある側)から見たものである(ただしチェーンカバーは除去してある)。このエンジン1の本体を構成するエンジンブロック2は、シリンダヘッド3が上部に取り付けられるシリンダブロック4と、該シリンダブロック4の下部に取り付けられるベアリングフレーム5とを含む。ベアリングフレーム5は、複数のベアリングキャップを相互連結して単一の部材に一体化したもので、シリンダブロック4と協働してクランク軸6を回転自在に支持する。その場合に、シリンダブロック4はクランク軸6の上半部を支持し、ベアリングフレーム5はクランク軸6の下半部を支持する。シリンダブロック4の最下面には、オイルを貯留するオイルパン7が取り付けられている。
In the present embodiment, the present invention is applied to the
このエンジン1のバランサ装置10は、左右1対のバランサ軸11,12を回転自在に支持するケース部材13を有する。ケース部材13は、上記ベアリングフレーム5やオイルパン7と同様、シリンダブロック4の下部に取り付けられている。特に、ケース部材13は、オイルパン7と同様、シリンダブロック4の最下面に取り付けられている。
The
次に、図2は、上記シリンダブロック4の下部にベアリングフレーム5及びバランサ装置10のケース部材13がそれぞれ取り付けられている様子を前側から見た部分拡大図である(ただしクランク軸6や後述するスプロケット15,16,19、エンドレスチェーン17や支持ブラケット51、あるいはオイルポンプ18等は除去してある)。図2に示すように、ケース部材13は、シリンダブロック4に直接結合固定されるアッパケース13Uと、該アッパケース13Uに下方から対接するロアケース13Lとを含む。両ケース13U,13Lはいずれもアルミ合金製であり、複数のボルト13B…13Bで結合されている。そして、ケース部材13は、ベアリングフレーム5を跨いだ状態で、上記オイルパン7内に配設されている。
Next, FIG. 2 is a partially enlarged view of the state in which the
ベアリングフレーム5は、クランク軸6を挟んで左右で軸方向に列状配置された複数のボルト8…8により、シリンダブロック4の下部に締結されている。また、ケース部材13は、ベアリングフレーム5を挟んで左右で前後に配置された複数のボルト14…14により、シリンダブロック4の最下面に締結されている。
The
図1に戻り、クランク軸6の前端部(エンジン本体の前側の端部)には駆動スプロケット15が取り付けられ、左右1対のバランサ軸11,12のうちの第1バランサ軸11の前端部には従動スプロケット16が取り付けられて、これらのスプロケット15,16間にエンドレスチェーン17が巻き掛けられている。また、シリンダブロック4の前側面にはオイルポンプ18が配設され、該オイルポンプ18の駆動軸に取り付けられた従動スプロケット19にも上記エンドレスチェーン17が巻き掛けられている。
Returning to FIG. 1, a
次に、図3は、上記ケース部材13の上半部を構成するアッパケース13Uの下面図(すなわちロアケース13Lとの合せ面図)、図4は、上記ケース部材13の下半部を構成するロアケース13Lの上面図(すなわちアッパケース13Uとの合せ面図)、図5は、上記アッパケース13Uに、左右1対のバランサ軸11,12を収容する作業の初期段階を示す上記図3と類似の下面図、図6は、上記アッパケース13Uに、左右1対のバランサ軸11,12を収容する作業の終期段階を示す上記図5と類似の下面図、図7は、上記バランサ軸11,12が収容されたアッパケース13Uにロアケース13Lを対接させ、ボルト13B…13Bで結合した状態のケース部材13の上記図6と類似の下面図、図8は、上記図2のア−ア線に沿う部分縦断面図(ただしクランク軸6やスプロケット15,16,19、エンドレスチェーン17や支持ブラケット51等は取り付けてある)、及び、図9は、上記図8の要部拡大図であって、ベアリングフレーム5の前側面に取り付けた支持ブラケット51に、ケース部材13のケース延長部41の先端部を支持する様子を示すものである。
Next, FIG. 3 is a bottom view of the
図6に示すように、第1、第2のバランサ軸11,12は、それぞれクランク軸6と平行に延びるように配置され、前後1対のウエイト部21,22と、前側のウエイト部21よりも前端部側に配置された回転伝達用の連動ギヤ23とを有して、該連動ギヤ23同士の噛み合いにより、相互に逆方向R,Rに等速度で連動回転する。バランサ軸11,12は、前後1対のウエイト部21,22間に後側のジャーナル部24を有し、また連動ギヤ23の直前方に前側のジャーナル部25を有している。図8に示すように、ウエイト部21,22は、バランサ軸11,12の軸心から径方向に膨出する、180°を超えない角度の扇形に成形されている。
As shown in FIG. 6, the first and
第1バランサ軸11は、第2バランサ軸12よりも前端部側で長く延びる軸延長部26を有し、図7に示すように、該軸延長部26に従動スプロケット16が取り付けられている。より詳しくは、図8に示すように、第1バランサ軸11の軸延長部26の先端部は、エンジンブロック2の前端面(あるいは該エンジンブロック2を構成するシリンダブロック4やベアリングフレーム5の前端面)より前方に突出し、その先端部に従動スプロケット16が取り付けられている。また、クランク軸6の前端部もエンジンブロック2の前端面(あるいは該エンジンブロック2を構成するシリンダブロック4やベアリングフレーム5の前端面)より前方に突出し、その先端部に駆動スプロケット15が取り付けられている。
The
図8に示すように、第1バランサ軸11の従動スプロケット16とクランク軸6の駆動スプロケット15、さらにオイルポンプ18の従動スプロケット19は、相互にクランク軸6やバランサ軸11,12の軸方向に横並びに整列し、エンドレスチェーン17が良好・確実に巻き掛けられている。また、バランサ軸11,12のウエイト部21,22はエンジン1の軸方向の中間部(本実施形態では第2気筒及び第3気筒に相当する位置)に配置され、バランサ装置10によるエンジン1の振動騒音低減効果が確かなものとされている。
As shown in FIG. 8, the driven
図8に示すように、ケース部材13は、バランサ軸11,12を上記ウエイト部21,22及び連動ギヤ23の近傍で軸受けする第1の軸受部31を有する。第1の軸受部31は、上記前側のジャーナル部25,25を軸受けする前側の軸受部32と、上記後側のジャーナル部24,24を軸受けする後側の軸受部33とを含む。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、ケース部材13は、第1バランサ軸11と同様、前端部側で長く延びるケース延長部41を有し、該ケース延長部41に(より詳しくは、該ケース延長部41の先端部に)、第1バランサ軸11を、軸延長部26に取り付けられた従動スプロケット16の近傍で(すなわち軸延長部ジャーナル部150(図5や図9参照)で)軸受けする第2の軸受部34が設けられている。
As shown in FIG. 8, the
ここで、図2及び図3に示すように、アッパケース13Uとロアケース13Lとのうちアッパケース13Uのほうに、上記ケース延長部41及び第2軸受部34が設けられている。
Here, as shown in FIGS. 2 and 3, the
また、図3及び図4に示すように、第1軸受部31(32,33)は、アッパケース13Uとロアケース13Lとの両方に設けられた半割部分(半円形の凹部)32U,33U:32L,33L同士の対接で形成された孔で構成され、図2に示すように、第2軸受部34は、アッパケース13Uのケース延長部41にはじめから一体に設けられた孔で構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the first bearing portion 31 (32, 33) includes halved portions (semicircular recesses) 32 U, 33 U provided in both the
図8に示すように、ケース部材13は、バランサ軸11,12のウエイト部21,22を外部に露出させない密閉構造とされている。したがって、ウエイト部21,22が回転時にオイルパン7内のオイルを撹拌して泡立て、泡がオイルストレーナ(図示せず)で吸入されて、キャビテーションを引き起こす心配がなくなる。
As shown in FIG. 8, the
また、図6に示すように、バランサ軸11,12の後端部11a,12aは拡径されて、ケース部材13の後端面を隙間なく閉じているから、オイルパン7内の不要なオイルがケース部材13内に混入することが抑制される。
Further, as shown in FIG. 6, the
図1に示すように、エンジンブロック2における一端部側の側面(エンジンブロック2の前端面)に支持ブラケット51が取り付けられている。より具体的には、図8に示すように、支持ブラケット51は、ベアリングフレーム5の前端面に取り付けられている。図1に示すように、支持ブラケット51は、3つのボルト52,53,54により、ベアリングフレーム5に締結されている。図2に示すように、ベアリングフレーム5の前端面には、上記3つのボルト52,53,54が螺合される3つの座(浮き座)62,63,64が設けられている。
As shown in FIG. 1, a
図9に示すように、支持ブラケット51に、該ブラケット51をクランク軸6やバランサ軸11,12の軸方向Aに相対移動自在に貫通する貫通部材(カラー部材)71が設けられている。そして、該貫通部材71に、ケース延長部41の先端部がボルト72で締結されることによって、上記ケース延長部41が支持ブラケット51に支持されている。すなわち、図2及び図9に示すように、上記ケース延長部41の先端部には、上記ボルト72が螺合するネジ孔72aが設けられている。
As shown in FIG. 9, the
図1に示すように、支持ブラケット51は、エンドレスチェーン17のガイド部75,76を有している。すなわち、支持ブラケット51は、チェーンガイドを兼ねている。エンドレスチェーン17は、クランク軸6の駆動スプロケット15と、バランサ軸11の従動スプロケット16と、オイルポンプ18の従動スプロケット19とに亘って巻き掛けられているが、支持ブラケット51は、そのうちの2つのスプロケット15,19間のチェーン走行部にテンションをかけるテンショナ77と、別の2つのスプロケット19,16:16,15間のチェーン走行部のチェーン17の振れを抑制するガイド部75,76とを有している。
As shown in FIG. 1, the
ここで、支持ブラケット51は、図9に示すように、板金製(薄い板金製)である。
Here, as shown in FIG. 9, the
また、図6に示すように、連動ギヤ23,23はヘリカルギヤで構成されている。そして、図4及び図8に示すように、アッパケース13U及びロアケース13Lのうち、ケース延長部41及び第2軸受部34が設けられていないロアケース13Lにのみ、上記ヘリカルギヤ23,23の回転でバランサ軸11,12に作用するスラスト力を受け止める凸部(壁部又はスラスト規制部)78が設けられている。
Further, as shown in FIG. 6, the interlocking gears 23, 23 are constituted by helical gears. As shown in FIGS. 4 and 8, the balancer is rotated by the rotation of the helical gears 23, 23 only in the
一方、図3に示すように、ケース部材13に設けられた第1、第2軸受部31,34にそれぞれ潤滑油を供給する潤滑油路90が該ケース部材13を構成する壁部の内部に形成されている。すなわち、アッパケース13Uの一部が後方に延び(ケース後方延長部91)、その先端部に上方に開口するオイル導入口92が形成されている。オイル導入口92は、アッパケース13Uがシリンダブロック4の下面に結合されたときに、該シリンダブロック4の下面で開口するオイル供給口(図示せず)に連通する。オイル導入口92は、上記後方延長部91に内設された縦通路93に通じている。
On the other hand, as shown in FIG. 3, a lubricating
上記後方延長部91には横通路94が内設されている。横通路94は、上記縦通路93の下端部から後側軸受部33の近傍まで至っている。横通路94の終端部は縦通路95に接続し、縦通路95は下方に延びて、アッパケース13Uにおけるロアケース13Lとの合せ面に開口している。
A
上記縦通路95の上下方向の途中から前方に水平に延びて前側軸受部32の近傍まで至る水平通路96が設けられている。水平通路96の終端部は縦通路97に接続し、縦通路97は下方に延びて、アッパケース13Uにおけるロアケース13Lとの合せ面に開口している。
A
そして、いずれの縦通路95,97の下方開口部からも、該開口部に連続して、アッパケース13Uにおけるロアケース13Lとの合せ面、及び第1軸受部31の半割部分32U,33Uを走る上側凹溝98U,99Uが形成されている。同様に、図4に示すように、ロアケース13Lにおいても、アッパケース13Uとの合せ面、及び第1軸受部31の半割部分32L,33Lを走る下側凹溝98L,99Lが形成されている。その場合に、図3及び図4に示すように、凹溝98U,99U:98L,99Lは、ケース結合用ボルト13B…13Bの挿通孔の周囲を巡っている。そして、アッパケース13Uとロアケース13Lとの対接時に、上下の凹溝98U,99U:98L,99L同士が対接することにより、第1軸受部31に潤滑油を安定・確実に供給する潤滑油路90が完成する。
And from any lower opening part of the
また、図3及び図8に示すように、アッパケース13Uにおける前側凹溝99Uの半割部分32Uの途中から上方に延びる中間通路100が設けられている。中間通路100の上端部は、ケース延長部41に水平に内設された延長潤滑通路101の始端部に連通している。延長潤滑通路101は前方に延び、ケース延長部41の先端部において上下に延びる縦通路102に接続している。そして、縦通路102は、図8に示すように、第2軸受部34の孔の内面に開口し、これにより、該第2軸受部34に潤滑油を安定・確実に供給する潤滑油路90が完成する。
Further, as shown in FIGS. 3 and 8, an
次に、このバランサ装置10の作用を説明する。エンジン1の運転中は、クランク軸6の回転がチェーン17を介して第1バランサ軸11に伝達され、さらに連動ギヤ23,23を介して第2バランサ軸12に伝達される。その結果、第1バランサ軸11と第2バランサ軸12とが相互に逆方向R,R(図6参照)にクランク軸6と連動して回転する。このバランサ軸11,12の回転によるウエイト部21,22の振れ回りで生じる上下方向の起振力が、エンジン1の各気筒内の爆発で生じる上下方向の起振力を打ち消して、エンジン1の振動及びそれに伴う騒音が低減される。なお、本実施形態のような4気筒エンジンでは、一般に、2次の起振力が問題となるため、バランサ軸11,12はクランク軸6の2倍の速度で回転し、エンジン1の2次の起振力を打ち消すようになされている。
Next, the operation of the
次に、このバランサ装置10において、バランサ軸11,12をケース部材13に収容する作業を説明する。まず、図5に示すように、1対のバランサ軸11,12のウエイト部21,22の回転位相を一致させて、連動ギヤ23,23を噛み合わせる。次に、この状態で、アッパケース13Uとロアケース13Lとを対接させる前に、アッパケース13Uにおける第1軸受部31の半割部分32U,33Uの上に1対のバランサ軸11,12を載置する。
Next, an operation of housing the
このとき、第1バランサ軸11の軸延長部26の先端部は、アッパケース13Uのケース延長部41の孔状の第2軸受部34の直後方にある。また、連動ギヤ23,23は、アッパケース13Uに形成されたギヤ非干渉空間120(図8参照)の最後部にある。一方、ウエイト部21,22は、反アッパケース13側に膨出している(図8参照)。これにより、ウエイト部21,22に阻害されずに、バランサ軸11,12は安定に水平を保ってアッパケース13Uにおける第1軸受部31の半割部分32U,33Uの上に載置される。
At this time, the distal end portion of the
そして、この状態で、図5の矢印Bのように、1対のバランサ軸11,12を前方に水平移動(ストローク)させる。これにより、図6に示すように、第1バランサ軸11の軸延長部ジャーナル部150を第2軸受部34の孔に挿通し、該軸延長部ジャーナル部150を第2軸受部34で支持すると共に、両バランサ軸11,12の前側ジャーナル部25,25及び後側ジャーナル部24,24をそれぞれアッパケース13Uにおける第1軸受部31の半割部分32U,33Uの上に載置する。
In this state, as shown by an arrow B in FIG. 5, the pair of
そして、この状態で、アッパケース13Uにロアケース13Lを対接させることによりケース部材13を完成すると共に、第1軸受部31を孔状とし、該第1軸受部31(すなわち前側軸受部32及び後側軸受部33)でバランサ軸11,12の前側ジャーナル部25及び後側ジャーナル部24を支持する。
Then, in this state, the
このとき、図6に示すように、連動ギヤ23,23は、アッパケース13Uに形成されたギヤ非干渉空間120(図8参照)の最前部に位置する。ここで、ウエイト部21,22の軸方向の位置や、従動スプロケット16の軸方向の位置、あるいは第1バランサ軸11の先端部の軸方向の位置等は、予め定められているから、もし、第1軸受部31の前側軸受部32をケース部材13と一体の孔形状にすると、バランサ軸11,12の前方への水平ストローク距離が長くなり、その分、連動ギヤ23,23の位置、ないし前側軸受部32の位置が軸方向に前方移動して、結局、ケース部材13が前方に長く膨出することになる。
At this time, as shown in FIG. 6, the interlocking gears 23, 23 are located at the forefront of the gear non-interference space 120 (see FIG. 8) formed in the
これに対し、本実施形態では、最前方の第2軸受部34だけをケース部材13と一体の孔形状とし、それ以外の第1軸受部31(32,33)を半割形状としたから、バランサ軸11,12の前方への水平ストローク距離が短くなり、その結果、図6に長さLで示すように、連動ギヤ23,23の水平移動を阻害しないためのギヤ非干渉空間120が軸方向に短くなって、ケース部材13のコンパクト化が図られる。
On the other hand, in the present embodiment, only the foremost
なお、図6に矢印Cで示すように、第2バランサ軸12の先端部には、最終的に、位置決めプレート110がセットされる。ただし、このエンジン1の使用時には位置決めプレート110は取り外される。
As shown by an arrow C in FIG. 6, the
次に、このバランサ装置10において、ケース部材13のケース延長部41の先端部をエンジンブロック2側に支持する構成を説明する。前述したように、ケース延長部41の先端部にはネジ孔72aが形成されている(図9参照)。そして、このネジ孔72aを介して、上記ケース延長部41がエンジンブロック2に固定されている。すなわち、前述したように、本実施形態に係るエンジンブロック2は、シリンダブロック4とベアリングフレーム5とを含む。そしてバランサ装置10のケース部材13はシリンダブロック4の下部に組み付けられている。一方、上記ケース延長部41をエンジンブロック2に固定するための支持ブラケット51が、3つの浮き座62〜64において、ボルト52〜54により、上記ベアリングフレーム5の前端面に組み付けられ固定されている。そして、ケース延長部41の先端部を上記支持ブラケット51にボルト72で結合することにより、ケース延長部41をエンジンブロック2側に固定している。つまり、支持ブラケット51と、ケース部材13ないしケース延長部41とは、シリンダブロック4とベアリングフレーム5という2つの部材を間に経由して組み付けられている。よって、支持ブラケット51の締結面と、ケース延長部41の先端部の締結面とが正確に一致することは困難である。
Next, in the
そこで、本実施形態では、図9に示すように、カラー部材71を支持ブラケット51に嵌め込むようにした。カラー部材71は支持ブラケット51に対して軸方向Aに相対移動自在である。そして、締結用ボルト72は、上記カラー部材71を挿通してケース部材13の先端部に締め付けられている。その結果、ケース延長部41とカラー部材71とは一体化しているが、ケース延長部41は支持ブラケット51に直接連結されていない。よって、もし、ケース延長部41が支持ブラケット51に対して位置ずれを起こしていても、そのずれは、カラー部材71が支持ブラケット51に対して軸方向Aに移動することにより吸収される。図9に符号aで示すように、カラー部材71は、上記位置ずれの吸収に充分なように、板金製の支持ブラケット51の厚みより長い筒部を有している。
Therefore, in the present embodiment, the
以上説明したように、本実施形態では、従動スプロケット16が取り付けられる第1バランサ軸11を、ケース部材13のケース延長部41に設けた第2軸受部34によって、上記従動スプロケット16の近傍で回転自在に支持するようにしたから、上記第1バランサ軸11が軸延長部26で撓んで従動スプロケット16が振動し、かえってバランサ装置10に起因する振動や騒音が発生する、というような不具合が回避される。
As described above, in the present embodiment, the
その場合に、上記第2軸受部34を、ケース延長部41にはじめから一体に設けた孔で構成したから、該第2軸受部34の支持剛性が高まり、第1バランサ軸11の軸延長部26がより強固に支持されて、該第1バランサ軸11の撓みや従動スプロケット16の振動の問題等が確実に回避される。これに対し、上記第2軸受部34を、第1軸受部31(32,33)のようにアッパケース13Uとロアケース13Lとに設けた半割構造とすると、エンドレスチェーン17の張力により両ケース13U,13Lの対接がずれて、支持剛性が低下し、第1バランサ軸11の撓みや従動スプロケット16の振動の問題等が満足に抑制できなくなる可能性が生じる。
In this case, since the
一方、第1軸受部31(32,33)については、アッパケース13Uとロアケース13Lとに設けた半割構造(32U,33U:32L,33L)としたから、バランサ軸11,12をケース部材13に収容するときの該バランサ軸11,12の第2軸受部34に対する挿通距離(水平ストローク距離)が短くなり、ケース部材13のコンパクト化が図れる。これに対し、第1軸受部31、特に前側軸受部32を、上記第2軸受部34のようにケース部材13にはじめから一体に設けた孔構造とすると、第1バランサ軸11の前端部(軸延長部ジャーナル部150)を上記第2軸受部34の位置まで移動させる挿通距離が長くなり、それに伴ってケース部材130を軸方向に長くする必要が生じて、該ケース部材130のコンパクト化が阻害されてしまう。
On the other hand, since the first bearing portion 31 (32, 33) has a half structure (32U, 33U: 32L, 33L) provided in the
特に、バランサ軸11,12上には、例えば図6等から明らかなように、ウエイト部21,22よりも大径の連動ギヤ23,23が前方側に存在するので、上記バランサ軸11,12の挿通時には、この連動ギヤ23,23の軸方向の移動を阻害しないだけの空間(ギヤ非干渉空間)120がケース部材13に必要となる。したがって、上記バランサ軸11,12の挿通距離が長くなると、それだけ、組み上がり後には不要で無駄となる上記ギヤ非干渉空間120がエンジンブロック2の下部において大きなスペースを占有してレイアウト性を低下させてしまう。
In particular, as apparent from FIG. 6 and the like, for example, as shown in FIG. 6 and the like, the interlocking gears 23 and 23 having a diameter larger than that of the
次に、上記ケース延長部41及び第2軸受部34を、アッパケース13Uとロアケース13Lのうち、エンジンブロック2に直接結合されるアッパケース13Uのほうに設けたから、上記第2軸受部34の支持剛性がより高まり、第1バランサ軸11の軸延長部26の支持がより安定化する。
Next, since the
次に、上記連動ギヤ23,23を構成するヘリカルギヤの回転に起因するバランサ軸11,12のスラスト規制部78を、ケース延長部41及び第2軸受部34が設けられていないロアケース13Lにのみ設けたから、該スラスト規制部78の構造が簡素化され、ケース部材130の軽量化が図れる。
Next, the
以上説明した実施形態は、本発明を実施するための最良の形態ではあるが、特許請求の範囲を逸脱しない限り、なお種々の変更が可能なことはいうまでもない。 The embodiment described above is the best mode for carrying out the present invention, but it goes without saying that various modifications can be made without departing from the scope of the claims.
本発明によれば、第1バランサ軸を従動スプロケットの近傍において強固に回転自在に支持することが可能となり、その結果、上記第1バランサ軸が軸延長部で撓んで従動スプロケットが振動することが回避されて、バランサ装置に起因する振動や騒音の問題が解消される。本発明は、エンジンのバランサ装置の技術分野において幅広い産業上の利用可能性を有する。 According to the present invention, the first balancer shaft can be firmly and rotatably supported in the vicinity of the driven sprocket, and as a result, the first balancer shaft is bent by the shaft extension portion and the driven sprocket vibrates. This avoids the problem of vibration and noise caused by the balancer device. The present invention has wide industrial applicability in the technical field of engine balancer devices.
1 エンジン
2 エンジンブロック
4 シリンダブロック
5 ベアリングフレーム
6 クランク軸
7 オイルパン
10 バランサ装置
11 第1バランサ軸
12 第2バランサ軸
13 ケース部材
13U アッパケース
13L ロアケース
15 駆動スプロケット
16 従動スプロケット
17 エンドレスチェーン
18 オイルポンプ
21 前側ウエイト部
22 後側ウエイト部
23 連動ギヤ
24 後側ジャーナル部
25 前側ジャーナル部
26 軸延長部
31 第1軸受部
32 前側軸受部
33 後側軸受部
32U,33U:32L,33L 第1軸受部の半割部分
34 第2軸受部
41 ケース延長部
51 支持ブラケット
52,53,54 ボルト
62,63,64 座
71 貫通部材(カラー部材)
72 ボルト
72a ネジ孔
75,76 ガイド部
77 テンショナ
78 スラスト規制部
90 潤滑油路
92 オイル導入口
98U,99U 上側凹溝
98L,99L 下側凹溝
150 軸延長部ジャーナル部
DESCRIPTION OF
72
Claims (4)
The case member has a sealed structure that does not expose the weight portion of the balancer shaft, and a lubricating oil passage that supplies lubricating oil to the first and second bearing portions provided in the case member constitutes the case member. The balancer device for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the balancer device is formed inside a wall portion.
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