JP3079645B2 - Gear driven balancer for internal combustion engine - Google Patents
Gear driven balancer for internal combustion engineInfo
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- JP3079645B2 JP3079645B2 JP03148113A JP14811391A JP3079645B2 JP 3079645 B2 JP3079645 B2 JP 3079645B2 JP 03148113 A JP03148113 A JP 03148113A JP 14811391 A JP14811391 A JP 14811391A JP 3079645 B2 JP3079645 B2 JP 3079645B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、4気筒内燃機関におけ
るギヤ駆動式バランサのギヤ噛合音低減構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gear meshing noise reduction structure for a gear driven balancer in a four-cylinder internal combustion engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】4気筒内燃機関では、1番、4番気筒で
ピストンが上死点位置にあるときには2番、3番気筒の
ピストンは下死点位置にあるが、ピストン/コンロッド
等の往復慣性質量による慣性力の不釣り合いによって上
方に向かうアンバランス力が残り、また2番、3番気筒
のピストンが上死点位置にあるときにも同様の上方に向
かうアンバランス力が残るので、クランクシャフト1回
転につき2回の上下方向振動が生じる。2. Description of the Related Art In a four-cylinder internal combustion engine, when the pistons of the first and fourth cylinders are at the top dead center position, the pistons of the second and third cylinders are at the bottom dead center position. An upward unbalance force remains due to the unbalance of the inertial force due to the inertial mass, and a similar upward unbalance force remains even when the pistons of the second and third cylinders are at the top dead center position. Two vertical vibrations occur per rotation of the shaft.
【0003】この4気筒特有のピストン/コンロッド等
の往復慣性質量による慣性力のアンバランスによる振動
をとるために、ピストン/コンロッド等の往復慣性質量
による慣性力のアンバランスとつり合うアンバランスマ
スをもつバランスシャフトを設け、クランクシャフト1
回転につき2回転まわすようにしたバランサが設けられ
ることがある。ただし、バランスシャフトを1本だけ設
けると、ピストン/コンロッド等の往復慣性質量による
慣性力の不釣り合いによって発生する上下方向振動はな
くなるものの、バランスシャフト自体のアンバランスマ
スにより左右方向振動が生じるので、これを解消するた
め、バランスシャフトを2本設け、左右に並べて逆回転
させ、左右方向アンバランスを相殺させるようにする。[0003] In order to take the vibration due to the unbalance of the inertial force due to the reciprocating inertial mass of the piston / conrod and the like peculiar to the four-cylinder, it has an unbalance mass that balances the imbalance of the inertial force due to the reciprocal inertial mass of the piston / conrod and the like. A balance shaft is provided and the crankshaft 1
In some cases, a balancer that rotates two times per rotation is provided. However, if only one balance shaft is provided, the vertical vibration caused by the unbalance of the inertial force due to the reciprocating inertial mass of the piston / connecting rod or the like disappears, but the lateral vibration occurs due to the unbalance mass of the balance shaft itself. In order to solve this, two balance shafts are provided, and they are arranged side by side and rotated in reverse to cancel the imbalance in the left-right direction.
【0004】クランクシャフトの下方に2本のバランス
シャフトを配設してクランクシャフトに連動させてバラ
ンスシャフトを回転させる場合、回転伝達方式として、
従来、チェン駆動式、ベルト駆動式、ギヤ駆動式があ
る。たとえば、実公昭58−35880号公報、特開昭
58−160647号公報、実開平1−102545号
公報はギヤ駆動式を示している。ギヤ駆動式は、チェン
駆動式、ベルト駆動式に比べて、機械損失が少ないこ
と、既存のバランサなしエンジンのシリンダブロック構
造に大々的変動を加えることなく比較的容易にバランサ
を加設できること、等の利点がある反面、次の問題点が
あるので、それに対して対策がたてられなければならな
い。[0004] When two balance shafts are arranged below the crankshaft and the balance shaft is rotated in conjunction with the crankshaft, the rotation transmission method is as follows.
Conventionally, there are a chain drive type, a belt drive type, and a gear drive type. For example, Japanese Utility Model Publication No. 58-35880, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-160647, and Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 1-125545 show a gear drive system. The gear drive type has less mechanical loss compared to the chain drive type and the belt drive type, and the balancer can be added relatively easily without adding large fluctuations to the cylinder block structure of the existing balancerless engine. Despite the benefits, there are the following problems that need to be addressed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】すなわち、ギヤ駆動式
バランサは、ガラガラという比較的大きな騒音(以下、
ガラ音という)を発生する。このガラ音は、クランクギ
ヤとバランサギヤとの間の軸芯間距離が大きくなり、実
質的なギヤ間バックラッシュが大きくなるほど大きい。
とくに、アイドル時に著しい。That is, the gear-driven balancer has a relatively loud noise (hereinafter, referred to as rattle).
(Called a rattle). The rattle noise increases as the distance between the shaft centers between the crank gear and the balancer gear increases and the substantial inter-gear backlash increases.
This is especially noticeable at idle.
【0006】ガラ音を小にするために、ギヤ間バックラ
ッシュを小さくしようとしても限界がある。たとえば、
バランスシャフトを支持する軸受部にはバランスシャフ
トの回転を許すメタルクリアランスがあり、またバラン
スシャフトはアンバランスマスをもつので、バランスシ
ャフト回転時にメタルクリアランスの範囲内でバランス
シャフト軸芯は円運動し、ギヤ軸芯間距離が変動する。
さらに、ギヤの歯の加工の製作公差があり、したがっ
て、バランサアッセンブリをエンジンに組付ける際、ク
ランクギヤ、バランサギヤの或る1つの回転位置でギヤ
間バックラッシュが小になるように設定しても、ギヤが
回転するとバックラッシュが増減してしまい、ガラ音が
効果的に低減しない。There is a limit to reducing backlash between gears in order to reduce rattle noise. For example,
The bearing that supports the balance shaft has a metal clearance that allows the balance shaft to rotate, and because the balance shaft has an unbalanced mass, the balance shaft axis moves circularly within the range of the metal clearance when the balance shaft rotates. The distance between the gear shaft centers fluctuates.
Further, there is a manufacturing tolerance for machining gear teeth. Therefore, when assembling the balancer assembly to the engine, even if the inter-gear backlash is set to be small at one rotational position of the crank gear and the balancer gear, it is set. When the gear rotates, the backlash increases or decreases, and the rattle does not decrease effectively.
【0007】しかも、クランクギヤとバランサギヤの軸
芯間距離を小さくし過ぎると、バックラッシュがゼロと
なって、ギヤ破損を生じるおそれがある。このため、従
来は、バックラッシュがゼロにならないように、メタル
クリアランスや製作誤差等を見込んでギヤ間距離を大き
目に設定して、1台1台のエンジンについてのクランク
ギヤとバランサギヤ間距離の調整を行わないで、バラン
サのエンジンシリンダブロックへの取付けを行ってい
た。したがって、騒音対策が犠牲にされていた。In addition, if the distance between the axes of the crank gear and the balancer gear is too small, the backlash becomes zero and the gear may be damaged. For this reason, conventionally, in order to prevent the backlash from being zero, the distance between the gears is set large in consideration of the metal clearance, manufacturing error, and the like, and the distance between the crank gear and the balancer gear for each engine is adjusted. , The balancer was attached to the engine cylinder block. Therefore, noise control was sacrificed.
【0008】本発明の目的は、メタルクリアランスや加
工誤差等が存在するにもかかわらず、それらを逆に利用
して、ギヤ噛合音を軽減せしめるようにした内燃機関の
ギヤ駆動式バランサを提供することにある。An object of the present invention is to provide a gear-driven balancer for an internal combustion engine in which, despite the existence of metal clearances and machining errors, these are used in reverse to reduce gear meshing noise. It is in.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の内燃機関のギヤ駆動式クランクにおいて
は、クランクシャフトの回転が、クランクシャフトに取
付けたクランクギヤとバランスシャフトに取付けたバラ
ンサギヤとの噛合により、バランスシャフトに伝達され
るようになっており、前記クランクギヤと前記バランサ
ギヤの少なくとも一方の、シャフトへの取付け方向が、
該少なくとも一方のギヤの製作誤差によるピッチ円の前
記シャフトの中心に対する振れ量の最大部が、前記クラ
ンクシャフトの最減速時に、前記クランクギヤと前記バ
ランサギヤとの噛合位置にくるように、設定されてい
る。In order to achieve the above object, in a gear driven crank of an internal combustion engine according to the present invention, rotation of a crankshaft is controlled by a crankshaft mounted on a crankshaft and a balancer gear mounted on a balance shaft. Is transmitted to the balance shaft, and at least one of the crank gear and the balancer gear is attached to the shaft in the following direction.
Before the pitch circle due to a manufacturing error of the at least one gear
The maximum part of the runout amount with respect to the center of the shaft is set so as to be at the meshing position of the crank gear and the balancer gear at the time of the maximum deceleration of the crankshaft.
【0010】[0010]
【作用】ガラ音の発生を解析したところ、ガラ音はクラ
ンクシャフト1回転につき2回発生し、クランクシャフ
ト最減速時(減速から加速に変わる時点)で生じること
がわかった。上記のように作られた本発明のバランサで
は、ガラ音発生タイミング時において、メタルクリアラ
ンスによるバランスシャフトの軸芯変動で、クランクギ
ヤとバランサギヤとの軸芯間距離は拡がるが、丁度その
時に、少なくとも一方のギヤの歯溝の振れの最大部(ピ
ッチ円の回転軸芯に対する振れ量が最大となる部位)が
ギヤ噛合位置にくるので、ギヤ間バックラッシュの増大
が抑えられ、ガラ音を軽減できる。When the generation of rattle noise is analyzed, it is found that rattle noise occurs twice per rotation of the crankshaft, and occurs at the time of the maximum deceleration of the crankshaft (at the time when the speed changes from deceleration to acceleration). In the balancer of the present invention made as described above, at the time of rattle sound generation, the center distance between the crank gear and the balancer gear increases due to the shaft center fluctuation of the balance shaft due to the metal clearance, but at that time, at least at that time, Since the largest part of the tooth groove runout of one gear (the part where the amount of runout of the pitch circle with respect to the rotating shaft center is the largest) comes to the gear meshing position, increase in backlash between gears is suppressed and rattle noise can be reduced. .
【0011】したがって、本発明では、メタルクリアラ
ンスによるギヤ軸芯変動に伴なうギヤ軸芯間距離の変動
や製作公差によるギヤの歯溝の振れは避けがたいものと
してそれらの存在を容認し、それらを逆に利用して、メ
タルクリアランスによってギヤ間距離が拡がろうとする
ときにその拡がりを歯溝の振れで埋め、ギヤ間バックラ
ッシュを小に保つようにしたものである。そして、その
バックラッシュ管理点を、ガラ音発生点に選ぶことによ
り、最も効果的なガラ音抑制をはかっている。Therefore, in the present invention, fluctuations in the distance between the gear shaft centers due to fluctuations in the gear shaft center due to metal clearance and runout of the gear tooth space due to manufacturing tolerances are accepted as being inevitable. By using them in reverse, when the distance between the gears is to be expanded by the metal clearance, the expansion is filled with the runout of the tooth space, and the backlash between the gears is kept small. By selecting the backlash control point as the rattle sound generation point, the most effective rattle sound suppression is achieved.
【0012】[0012]
【実施例】図1−図4は本発明の望ましい実施例を示し
ている。図3、図4に示すように、4気筒のエンジンに
おいて、シリンダブロック2にはシム4を介して第1の
バランスシャフトハウジング6と第2のバランスシャフ
トハウジング8が固定されている。シリンダブロック2
にはクランクシャフト10が回転自在に支持され、第1
のバランスシャフトハウジング6、第2のバランスシャ
フトハウジング8の間には2本のバランスシャフト1
2、14が回転自在に支持されている。1 to 4 show a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 3 and 4, in a four-cylinder engine, a first balance shaft housing 6 and a second balance shaft housing 8 are fixed to a cylinder block 2 via shims 4. Cylinder block 2
, The crankshaft 10 is rotatably supported, and the first
Between the balance shaft housing 6 and the second balance shaft housing 8 are two balance shafts 1.
2, 14 are rotatably supported.
【0013】2本のバランスシャフト12、14はクラ
ンクシャフト10の下方に、左右対称に配設される。ク
ランクシャフト10はエンジン長手方向に延び、2本の
バランスシャフト12、14もエンジン長手方向に延び
る。2本のバランスシャフト12、14はクランクシャ
フト10の長手方向中央近傍に配設される。2本のバラ
ンスシャフト12、14はそれぞれアンバランスマス1
6、18をもち、これらアンバランスマス16、18の
合計がピストン/コンロッド等の往復慣性質量による慣
性力のアンバランスと、エンジン上下方向につり合う。The two balance shafts 12, 14 are symmetrically disposed below the crankshaft 10. The crankshaft 10 extends in the longitudinal direction of the engine, and the two balance shafts 12, 14 also extend in the longitudinal direction of the engine. The two balance shafts 12 and 14 are disposed near the center of the crankshaft 10 in the longitudinal direction. Each of the two balance shafts 12 and 14 has an unbalance mass 1
6 and 18, the sum of these unbalance masses 16 and 18 balances the imbalance of the inertial force due to the reciprocating inertial mass of the piston / connecting rod and the like in the vertical direction of the engine.
【0014】2本のバランスシャフト12、14のうち
一方のバランスシャフト12はクランクシャフト10か
らギヤ駆動され、他方のバランスシャフト14は前記一
方のバランスシャフト12からギヤ駆動される。2本の
バランスシャフト12、14は互いに反対方向に回転さ
れ、これによってアンバランスマス16、18を左右方
向につり合わせる。One of the two balance shafts 12, 14 is gear-driven from the crankshaft 10, and the other balance shaft 14 is gear-driven from the one balance shaft 12. The two balance shafts 12, 14 are rotated in opposite directions, thereby balancing the unbalance masses 16, 18 in the left-right direction.
【0015】クランクシャフト10にはクランクギヤ2
0が圧入され、バランスシャフト12にはバランサギヤ
22が圧入され、バランスシャフト14にはバランサギ
ヤ24が圧入されている。そして、クランクギヤ20と
バランサギヤ22が噛合され、バランサギヤ22とバラ
ンサギヤ24が噛合される。クランクギヤ20とバラン
サギヤ22の噛合部位は、バランサギヤ22とバランサ
ギヤ24の噛合部位から、エンジン長手方向にオフセッ
トされている。バランサギヤ22、24の回転がエンジ
ンオイルパン26内のオイルをかきまぜないように、バ
ランサギヤ22、24はバランスシャフトハウジング
6、8内に納められている。The crankshaft 10 includes a crank gear 2
0 is press-fitted, a balancer gear 22 is press-fitted into the balance shaft 12, and a balancer gear 24 is press-fitted into the balance shaft 14. Then, the crank gear 20 and the balancer gear 22 mesh with each other, and the balancer gear 22 and the balancer gear 24 mesh with each other. The meshing portion between the crank gear 20 and the balancer gear 22 is offset in the engine longitudinal direction from the meshing portion between the balancer gear 22 and the balancer gear 24. The balancer gears 22, 24 are housed in the balance shaft housings 6, 8 so that the rotation of the balancer gears 22, 24 does not stir the oil in the engine oil pan 26.
【0016】クランクギヤ20とバランサギヤ22との
噛合部にて発生するギヤ騒音、すなわちガラ音は、バラ
ンサギヤ22の軸芯とクランクギヤ20の軸芯との間の
距離に応じて、したがってバランサギヤ22とクランク
ギヤ20の実質的なギヤ間バックラッシュ量に応じて変
化する。ギヤ軸芯間距離は、シム4の厚さによって調整
されるが、この調整されたギヤ軸芯間距離は、ギヤ軸芯
のメタルクリアランス範囲内での円運動およびギヤ加工
誤差等による歯溝の振れにより、ギヤ回転時に変動す
る。ガラ音を低減するためには、シム4の厚さをガラ音
抑制上およびギヤ破損防止上の最適厚さに選定すること
が必要なことは勿論であるが、ギヤ軸芯間距離変動成分
も管理することが必要である。そして、このようなガラ
音低減のためのバックラッシュ量の管理を可能にするた
めに、バランサのガラ音の発生メカニズムを解析してみ
た。The gear noise, ie, rattling noise, generated at the meshing portion between the crank gear 20 and the balancer gear 22 depends on the distance between the axis of the balancer gear 22 and the axis of the crank gear 20, and accordingly, the gear noise. It changes according to the substantial inter-gear backlash amount of the crank gear 20. The distance between the gear shaft centers is adjusted by the thickness of the shim 4, and the adjusted distance between the gear shaft centers is determined by the circular motion of the gear shaft within the metal clearance range and the tooth gap of gear teeth due to gear machining errors and the like. It fluctuates when the gear rotates due to runout. In order to reduce the rattle noise, it is, of course, necessary to select the thickness of the shim 4 to be the optimum thickness for suppressing the rattle noise and for preventing gear breakage. It needs to be managed. Then, in order to enable the management of the backlash amount for the reduction of the rattle sound, the generation mechanism of the balancer rattle sound was analyzed.
【0017】図2はエンジンアイドル時の、バランサに
よるガラ音を解析した結果を示している。図2に示すよ
うに、ガラ音はクランクシャフト10の1回転につき2
回発生し、クランクシャフト10が1番気筒の上死点位
置から30°、210°回転した位置で発生する。クラ
ンク回転変動でみれば、30°、210°の位置はクラ
ンク最減速点であり、減速から加速に移る点に対応す
る。すなわち、減速時にクランクギヤ20の歯がバラン
サギヤ22の歯の回転方向前側面に当っていたところ、
加速時に変わってクランクギヤ20の歯がバランサギヤ
22の歯の回転方向後側面に当たるようになるが、ギヤ
間にバックラッシュの隙間があるので、当たりが衝突と
なり、音を発生するものと考えられる。クランクシャフ
ト10の30°、210°位置では、バランスシャフト
12のアンバランスマス16は図2に示すようにクラン
クシャフト10から遠い側にあり(ただし、最も遠い位
置からは約40°ずれている)、したがってバランスシ
ャフト12の軸芯は正規の位置に対しクランクシャフト
10からほぼメタルクリアランス分遠い位置にあり、ギ
ヤ間バックラッシュが大きい。このため、衝突音が大き
くなる。上記のガラ音解析から、ガラ音発生点である、
クランクシャフト最減速点の2点(30°、210°)
は、騒音低減上、バックラッシュを管理する上におい
て、望ましい基準点になると考えられる。FIG. 2 shows the result of analyzing the rattle noise generated by the balancer when the engine is idling. As shown in FIG. 2, the rattle is 2 per rotation of the crankshaft 10.
And occurs at a position where the crankshaft 10 rotates 30 ° and 210 ° from the top dead center position of the first cylinder. In terms of crank rotation fluctuation, the positions at 30 ° and 210 ° are the crank's maximum deceleration points, and correspond to the points where the transition from deceleration to acceleration occurs. That is, when the teeth of the crank gear 20 hit the rotation direction front surfaces of the teeth of the balancer gear 22 during deceleration,
Instead of accelerating, the teeth of the crank gear 20 come into contact with the rear side of the teeth of the balancer gear 22 in the rotation direction. However, since there is a backlash gap between the gears, it is considered that a collision occurs and a sound is generated. At the positions of 30 ° and 210 ° of the crankshaft 10, the unbalance mass 16 of the balance shaft 12 is on the far side from the crankshaft 10 as shown in FIG. 2 (however, it is shifted by about 40 ° from the farthest position). Therefore, the axis of the balance shaft 12 is located at a position far from the normal position by the metal clearance from the crankshaft 10, and the backlash between gears is large. For this reason, the collision sound increases. From the above rattle sound analysis, it is the rattle sound generation point,
Two points of the crankshaft maximum deceleration point (30 °, 210 °)
Is considered to be a desirable reference point in reducing noise and managing backlash.
【0018】バランスシャフト12はアンバランスマス
16をもつため、バランスシャフト12の軸芯はバラン
スシャフト軸受のメタルクリアランスの範囲内で円運動
を行う。より正確に云えば、バランスシャフト12は、
アンバランスマス16による遠心力と、ギヤ20、24
の噛合反力と、の合力の方向に軸受メタルに押しつけら
れて、回転摺動し、シャフト軸芯は円運動する。またク
ランクシャフト10もピストン/コンロッド等の往復慣
性質量によるアンバランスのため、クランクシャフト1
0の軸芯はクランクシャフト軸受のメタルクリアランス
の範囲内で円運動を行う。そして、ピストン/コンロッ
ド等の往復慣性質量によるアンバランスのため慣性力と
バランスシャフト12のアンバランスマス16の慣性力
は、上下方向に互いにつり合うようにされているので、
クランクシャフト10に働くアンバランスマスな力が上
方に向かう時には、バランスシャフト12のアンバラン
スマス16による力は下方に向かい、クランクシャフト
10の軸芯とバランスシャフト12の軸芯との距離が拡
がろうとする。そして、ガラ音発生タイミングである3
0°、210°の位置では、バランスシャフト12のア
ンバランスマス16がクランクシャフト10から遠い側
にあり(ただし、最遠点から約40°ずれている)、シ
ャフト10、12軸芯間距離が図2に示すように拡がる
ときである。Since the balance shaft 12 has the unbalance mass 16, the axis of the balance shaft 12 makes a circular motion within the range of the metal clearance of the balance shaft bearing. More precisely, the balance shaft 12 is
The centrifugal force by the unbalance mass 16 and the gears 20 and 24
Is pressed against the bearing metal in the direction of the meshing reaction force and the resultant force, and rotates and slides, so that the shaft axis moves circularly. The crankshaft 10 is also unbalanced due to the reciprocating inertial mass of the piston / connecting rod, etc.
The 0 axis makes a circular motion within the metal clearance of the crankshaft bearing. Since the inertial force of the unbalance mass 16 of the balance shaft 12 and the inertial force of the unbalance mass 16 of the balance shaft 12 are balanced with each other in the vertical direction due to the imbalance due to the reciprocating inertial mass of the piston / connecting rod or the like,
When the unbalanced mass force acting on the crankshaft 10 goes upward, the force by the unbalanced mass 16 of the balance shaft 12 goes downward, and the distance between the axis of the crankshaft 10 and the axis of the balance shaft 12 increases. Try to. And 3 which is the rattle sound generation timing
At the positions of 0 ° and 210 °, the unbalance mass 16 of the balance shaft 12 is on the side far from the crankshaft 10 (however, it is shifted by about 40 ° from the farthest point), and the distance between the shafts 10 and 12 is It is time to spread as shown in FIG.
【0019】一方、クランクギヤ20、バランサギヤ2
2には必ず製作公差(許容値以下の製作誤差)があり、
その中に歯溝の振れがある。ここで、歯溝の振れは、
玉、ピンなどの接触片を歯溝の両側の歯面に有効歯たけ
中央付近で接触させ、全歯溝接触したときの、半径方向
位置の読みの最大値と最小値との差として定義される量
であって、実質的にはギヤのピッチ円の回転軸芯(ギヤ
のセンタ穴の中心)に対する半径方向振れ量に相当す
る。On the other hand, the crank gear 20, the balancer gear 2
2 always has a manufacturing tolerance (manufacturing error less than the tolerance).
There is a runout in the tooth space. Here, the runout of the tooth space is
It is defined as the difference between the maximum value and the minimum value of the radial position reading when the contact pieces such as balls and pins contact the tooth surfaces on both sides of the tooth space near the center of the effective tooth height and when all the tooth spaces are in contact. And substantially corresponds to the amount of radial runout of the gear pitch circle with respect to the rotation axis (the center of the center hole of the gear).
【0020】ギヤ20、22を製作した段階で、そして
未だシャフトをギヤのセンタ穴に圧入しない段階で、ギ
ヤの噛合い試験機(固定のマスタギヤに対して試験すべ
きギヤを噛合させて該ギヤのマスタギヤに対する進退量
を測定し、それをギヤの複数の歯について行って歯溝の
振れを決定する試験機)を用いて歯溝の振れを測定し、
最大の歯溝の振れを示した周方向位置にマーキングを付
けておく。At the stage when the gears 20 and 22 have been manufactured, and at the stage where the shaft has not yet been pressed into the center hole of the gear, a gear meshing tester (the gear to be tested is meshed with a fixed master gear by meshing the gear to be tested). The amount of advance and retreat with respect to the master gear is measured, and it is performed on a plurality of teeth of the gear to determine the runout of the tooth space.
A marking is provided at the circumferential position where the maximum tooth space runout is indicated.
【0021】そして、ガラ音発生タイミングであるクラ
ンクシャフト上死点後30°、210°に対応する位
置、すなわちクランクシャフト10で云えばピストン/
コンロッド系アンバランスが上死点後30°または21
0°にきた角度位置、およびバランサギヤ22で云えば
アンバランスマス16が図2に示す最遠点からバランサ
ギヤの回転方向前方に約40°ずれた位置にきたとき
に、丁度、前記マーキングをつけた歯溝の振れの最大位
置が、クランクギヤ20とバランサギヤ22の噛合点に
くるように、ギヤとシャフトとの相対角度位置を決定
し、この位置を保つように、それぞれのギヤ20、22
にそれぞれのシャフト10、12を圧入して一体とす
る。ただし、ギヤとシャフトの取付けは、圧入以外の方
法、たとえば焼ばめ、嵌入とキー、等によってもよい。Then, positions corresponding to 30 ° and 210 ° after the top dead center of the crankshaft, which is the rattle sound generation timing, that is, the piston /
30 ° or 21 ° after connecting rod imbalance
When the angle position reached 0 ° and the unbalance mass 16 in terms of the balancer gear 22 came to a position shifted from the farthest point shown in FIG. The relative angular position between the gear and the shaft is determined so that the maximum position of the tooth groove runout is at the meshing point of the crank gear 20 and the balancer gear 22, and the respective gears 20, 22 are maintained so as to maintain this position.
The shafts 10 and 12 are press-fitted into the shafts to be integrated. However, the gear and the shaft may be attached by a method other than press fitting, for example, shrink fit, fitting and key.
【0022】かくして、クランクギヤ20とバランサギ
ヤ22のシャフト10、12への取付け方向が、ギヤ2
0、22の歯溝の振れの最大部が、クランクシャフト最
減速時に、クランクギヤ20とバランサギヤ22との噛
合位置にくるように、設定される。この場合、この設定
がクランクギヤ20とバランサギヤ22の両方に対して
行われることが望ましいが、場合によっては、クランク
ギヤ20とバランサギヤ22の何れか一方に対してのみ
行われてもよく、そのような場合も本発明は含む。Thus, the mounting direction of the crank gear 20 and the balancer gear 22 to the shafts 10 and 12 is
The maximum runout of the tooth grooves 0 and 22 is set so as to be at the meshing position between the crank gear 20 and the balancer gear 22 at the time of the maximum deceleration of the crankshaft. In this case, it is desirable that this setting be performed for both the crank gear 20 and the balancer gear 22. However, in some cases, this setting may be performed for only one of the crank gear 20 and the balancer gear 22, and such a setting may be performed. In any case, the present invention includes the present invention.
【0023】図1に示すように、ガラ音発生タイミング
であるクランクシャフト上死点後30°、210°位置
においては、ギヤ20、22の軸芯間距離は拡がってい
るが(拡がり量をd0 とする)、この時にギヤ20、2
2の歯溝の振れ最大位置がギヤ噛合位置にきてそれぞれ
の歯溝の振れd1 、d2 が前記拡がりd0 を埋めるの
で、実際の拡がり量は零か、軽微なものとなる。このた
め、ギヤ間バックラッシュも増大せず、ガラ音の増大が
ないかまたはあっても極く僅かな増大に抑えられる。か
くして、本発明のガラ音抑制の目的が達成される。As shown in FIG. 1, at the 30 ° and 210 ° positions after the top dead center of the crankshaft, which is the timing at which the rattle sound is generated, the distance between the shaft centers of the gears 20 and 22 is increased (the amount of expansion is d). 0 ) at this time, the gears 20, 2
Since the maximum runout of the tooth groove 2 comes to the gear meshing position and the runouts d 1 and d 2 of the respective tooth grooves fill in the spread d 0 , the actual spread amount is zero or negligible. For this reason, the backlash between the gears does not increase, and the rattle noise does not increase or is suppressed to a very small increase even if there is. Thus, the object of the rattle suppression of the present invention is achieved.
【0024】また、本発明の他の作用として、バランス
シャフト12、14のアンバランスマス16、18同志
が近づくタイミングを考えてみる。この時は、ガラ音発
生タイミング時とは逆に、バランスシャフト12とバラ
ンスシャフト14との軸芯が近づき、ギヤ22、24間
バックラッシュが極小または零となる場合が生じ、ギヤ
破損防止上好ましくない。しかし、本発明のように歯溝
の振れの最大位置を定めてシャフト12、14を圧入し
使用する場合、ガラ音発生タイミング時には、必然的に
ギヤ22、24間バックラッシュが拡がり、ギヤ22、
24破損を回避できる。As another operation of the present invention, consider the timing at which the unbalance masses 16 and 18 of the balance shafts 12 and 14 approach each other. At this time, contrary to the timing of the rattle sound generation timing, the axes of the balance shafts 12 and 14 approach each other, and the backlash between the gears 22 and 24 becomes extremely small or zero. Absent. However, when the shafts 12 and 14 are press-fitted and used by determining the maximum position of the tooth groove runout as in the present invention, the backlash between the gears 22 and 24 inevitably expands at the time of rattling sound generation,
24 damage can be avoided.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、クランクギヤ20とバ
ランサギヤ22の少なくとも一方の、シャフト10、1
2への取付け方向を、ギヤ20、22の製作誤差による
ピッチ円のシャフトの中心に対する振れ量の最大部がク
ランクシャフト最減速時(すなわちガラ音発生タイミン
グ時)にギヤ20、22の噛合位置にくるように、設定
したので、ガラ音発生タイミング時にアンバランスマス
によるシャフト軸芯偏芯によりシャフト10、12間が
拡がっても、歯溝の振れ(製作誤差によるピッチ円のシ
ャフトの中心に対する振れ)がギヤ間の拡がりを埋め、
実質的にバックラッシュの増大が抑えられ、ガラ音が軽
減される。According to the present invention, the shafts 10, 1 of at least one of the crank gear 20 and the balancer gear 22 are provided.
2 depends on the manufacturing error of gears 20 and 22
The pitch circle is set so that the largest part of the runout amount with respect to the center of the shaft is at the meshing position of the gears 20 and 22 at the time of the maximum deceleration of the crankshaft (that is, at the time of rattle sound generation timing). Even if the space between the shafts 10 and 12 is widened due to the shaft axis eccentricity caused by the mass, the runout of the tooth space (the pitch circle due to a manufacturing error) may occur.
(Running to the center of the shaft) fills the spread between gears,
Substantial increase in backlash is suppressed, and rattle is reduced.
【図1】本発明の内燃機関のギヤ駆動式バランサの、歯
溝の振れによるギヤ間拡がりの埋まりを示す、概略正面
図である。FIG. 1 is a schematic front view of a gear-driven balancer for an internal combustion engine according to the present invention, showing the spread of inter-gear spread due to runout of tooth spaces.
【図2】ガラ音の解析状況を示すクランク回転変動とバ
ランスシャフトのアンバランスマスの回転位置とガラ音
の発生タイミングの関係図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between crank rotation fluctuation, the rotational position of an unbalance mass of a balance shaft, and the generation timing of rattle sounds, showing the analysis state of rattle sounds.
【図3】本発明の一実施例に係る内燃機関のギヤ駆動式
バランサの正面図である。FIG. 3 is a front view of a gear-driven balancer for an internal combustion engine according to one embodiment of the present invention.
【図4】図3の装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of the device of FIG. 3;
2 シリンダブロック 4 シム 6 (第1の)バランスシャフトハウジング 8 (第2の)バランスシャフトハウジング 10 クランクシャフト 12 バランスシャフト 14 バランスシャフト 16 アンバランスマス 18 アンバランスマス 20 クランクギヤ 22 バランサギヤ 24 バランサギヤ 2 Cylinder block 4 Shim 6 (First) balance shaft housing 8 (Second) balance shaft housing 10 Crank shaft 12 Balance shaft 14 Balance shaft 16 Unbalance mass 18 Unbalance mass 20 Crank gear 22 Balancer gear 24 Balancer gear
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−133845(JP,A) 特開 平4−258551(JP,A) 実開 平3−17357(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16F 15/26 F16H 55/17 F02B 77/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-59-133845 (JP, A) JP-A-4-258551 (JP, A) JP-A-3-17357 (JP, U) (58) Survey Field (Int.Cl. 7 , DB name) F16F 15/26 F16H 55/17 F02B 77/00
Claims (1)
ャフトに取付けたクランクギヤとバランスシャフトに取
付けたバランサギヤとの噛合により、バランスシャフト
に伝達するようにした内燃機関のギヤ駆動式バランサに
おいて、前記クランクギヤと前記バランサギヤの少なく
とも一方の、シャフトへの取付け方向を、該少なくとも
一方のギヤの製作誤差によるピッチ円の前記シャフトの
中心に対する振れ量の最大部が、前記クランクシャフト
の最減速時に、前記クランクギヤと前記バランサギヤと
の噛合位置にくるように、設定したことを特徴とする内
燃機関のギヤ駆動式バランサ。1. A gear-driven balancer for an internal combustion engine, wherein rotation of a crankshaft is transmitted to a balance shaft by meshing between a crank gear mounted on the crankshaft and a balancer gear mounted on the balance shaft. and wherein at least one of the balancer gear, the mounting direction of the shaft, the shaft of the pitch circle by manufacturing error of the at least one gear
A gear-driven balancer for an internal combustion engine, wherein a maximum portion of a runout amount with respect to a center is set so as to be at a meshing position between the crank gear and the balancer gear when the crankshaft is most decelerated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03148113A JP3079645B2 (en) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Gear driven balancer for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03148113A JP3079645B2 (en) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Gear driven balancer for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04347033A JPH04347033A (en) | 1992-12-02 |
JP3079645B2 true JP3079645B2 (en) | 2000-08-21 |
Family
ID=15445546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03148113A Expired - Lifetime JP3079645B2 (en) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | Gear driven balancer for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3079645B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006250256A (en) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Toyota Motor Corp | Crankshaft structure of internal combustion engine |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP03148113A patent/JP3079645B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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JPH04347033A (en) | 1992-12-02 |
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