CN103912381A - 内燃机的平衡装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内燃机的平衡装置，该内燃机的平衡装置能够在不使用剪刀式齿轮的情况下降低打齿音。在驱动齿轮（5）、平衡驱动齿轮（7）、平衡从动齿轮（8）中的至少任一个齿轮的轴向两侧面上，分别设置有直径不同的环状槽（5a、5b）。所述各环状槽（5a、5b）形成至在轴向上重叠的深度。由此，阻断了从齿轮的齿面向内周方向传递振动。另外，利用环状槽（5a、5b）能够降低齿轮的刚性而容易弯曲，并且能够增大与配对侧的齿轮的螺旋齿的接触面积而容易啮合，抑制打齿音。

Description

内燃机的平衡装置

技术领域

本发明涉及一种设置于内燃机、降低由内燃机的旋转而引起的振动的平衡装置。

背景技术

平衡装置从设置于曲轴的曲轴齿轮经由从动齿轮向平衡轴传递旋转。但是，由于曲轴与平衡装置支承在分开的结构体上，因此存在被支承的位置容易产生误差、导致产生打齿音的问题。

针对这样的问题，在专利文献1中公开了一种在从动齿轮上使用剪刀式齿轮吸收齿隙、从而降低打齿音的方法。

专利文献1：（日本）特开2007-239521公报

但是，专利文献1使用了比通常的齿轮昂贵的剪刀式齿轮，所以导致平衡装置的成本升高。另外，在使用剪刀式齿轮的情况下，使齿轮彼此啮合的作业较为烦杂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种在不使用剪刀式齿轮的情况下就能够降低打齿音的内燃机的平衡装置。

本发明是鉴于所述现有问题而做出的，提供一种内燃机的平衡装置，该内燃机的平衡装置具有：驱动齿轮，其与被传递来自曲轴的旋转力的输入齿轮啮合；平衡驱动轴，其被传递来自该驱动齿轮的旋转力，并且具有平衡配重；平衡驱动齿轮，其被设置为与该平衡驱动轴一体地旋转；平衡从动齿轮，其与该平衡驱动齿轮啮合；平衡从动轴，其与该平衡从动齿轮一体地旋转，并且具有平衡配重；在所述驱动齿轮、平衡驱动齿轮、平衡从动齿轮中的至少一个齿轮的轴向两侧面上，分别设置有直径不同的环状槽，各环状槽形成至在轴向上重叠的深度。

另外，本发明的另一方面提供一种内燃机的平衡装置，该内燃机的平衡装置具有：驱动齿轮，其与被传递来自曲轴的旋转力的输入齿轮啮合；平衡驱动轴，其被传递来自该驱动齿轮的旋转力，并且具有平衡配重；平衡驱动齿轮，其被设置为与该平衡驱动轴一体地旋转；平衡从动齿轮，其与该平衡驱动齿轮啮合；平衡从动轴，其与该平衡从动齿轮一体地旋转，并且具有平衡配重；在所述驱动齿轮、平衡驱动齿轮、平衡从动齿轮中的至少一个齿轮的轴向两侧面上，分别设置有直径不同的环状槽，各环状槽在整个轴向上以所述至少一个齿轮的与轴向垂直的任意截面上至少具有一个环状槽的方式形成。

根据本发明，在不使用剪刀式齿轮的情况下就能够降低打齿音。

附图说明

图1是平衡装置的主视图。

图2是同一装置的Y-Y方向剖视图。

图3是拆下下壳体后从底部观察壳体装置的图。

图4（a）、图4（b）、图4（c）和图4（d）是表示平衡驱动轴和平衡驱动齿轮的变形的示意图。

图5是实施方式2的主齿轮剖视图。

图6是实施方式3的主齿轮剖视图。

图7是实施方式4的主齿轮剖视图。

图8是实施方式5的主齿轮剖视图。

图9是实施方式6的主齿轮剖视图。

图10是实施方式7的主齿轮剖视图。

图11是实施方式8的主齿轮剖视图。

图12是实施方式9的主齿轮剖视图。

附图标记说明

1 平衡装置

2 曲轴

3 曲轴齿轮（输入齿轮）

4 平衡驱动轴

4a 驱动轴侧平衡配重

5 主齿轮（驱动齿轮）

5a、5b 环状槽

6 平衡从动轴

6a 从动轴侧平衡配重

7 平衡驱动齿轮

8 平衡从动齿轮

具体实施方式

以下，基于图1～11对本发明的平衡装置的实施方式1～8进行详细说明。

[实施方式1]

图1是平衡装置在搭载于发动机的状态下的主视图，图2是所述图1的Y-Y方向的剖视图，图3是拆下下壳体后从底部观察壳体装置的图。

如图1所示，在内燃机的气缸体（省略图示）的下表面设置有平衡装置1，该平衡装置1由固定在曲轴2上的曲轴齿轮3驱动旋转。

如图1～3所示，平衡装置1具有与曲轴齿轮（输入齿轮）3啮合、被传递来自曲轴齿轮3的旋转力的主齿轮（驱动齿轮）5、被传递来自主齿轮5的旋转力的平衡驱动轴4、固定在平衡驱动轴4上的平衡驱动齿轮7、各齿与平衡驱动齿轮7相互啮合的平衡从动齿轮8和被传递来自平衡从动齿轮8的旋转力的平衡从动轴6。

在所述平衡驱动轴4及平衡从动轴6上，分别一体地形成有半圆状的平衡配重4a、6a。另外，平衡驱动轴4、平衡从动轴6沿内燃机前后方向平行地配置。此外，进行了曲轴2每旋转一周则两轴4、6旋转两周的设计。

平衡驱动轴4及平衡从动轴6经由滑动轴承9旋转自如地支承于下壳体10及上壳体11。该下壳体10及上壳体11利用螺栓12相互联接。

所述曲轴齿轮3、主齿轮5、平衡驱动齿轮7、平衡从动齿轮8呈圆盘状，并且在中央分别贯穿地形成有供曲轴2、平衡驱动轴4、平衡从动轴6穿过的贯通孔。另外，各齿轮3、5、7、8在外周上一体地形成有多个螺旋齿，多个螺旋齿以规定角度向轴向具有螺旋角。

本平衡装置1在曲轴2旋转时，固定在曲轴2上的曲轴齿轮3与该旋转同步地旋转。此时，从曲轴齿轮3向固定在平衡驱动轴4上的主齿轮5传递旋转驱动力，使具有平衡配重4a的平衡驱动轴4、平衡驱动齿轮7、平衡从动齿轮8、具有平衡配重6a的平衡从动轴6旋转。

该平衡装置1利用具有平衡配重4a、6a且以发动机两倍的速度旋转的平衡驱动轴4、平衡从动轴6，产生与发动机起振力的二次成分相位相反的起振力，抵消发动机的振动。

在此，如图2所示，本平衡装置1在与曲轴3啮合的主齿轮5的轴向两侧面上分别设置直径不同的环状槽5a、5b。该环状轴5a、5b形成至在轴向上重叠的深度。

通常，平衡装置由于曲轴2的旋转变动而在曲轴齿轮3与主齿轮5之间产生冲击振动。

另外，由于平衡驱动轴4设置有平衡配重4a，因此轴本身一边变形为弓形一边旋转。因此，固定在平衡驱动轴4上的主齿轮5往往也会倾斜。而且，由于曲轴2支承在与平衡装置1不同的结构体上，因此在固定在曲轴2上的曲轴齿轮3与主齿轮5之间将产生错位。因此，在曲轴齿轮3与主齿轮5之间的啮合部分容易产生打齿音。

因所述旋转变动、打齿音而产生的振动经由主齿轮5、平衡驱动轴4、滑动轴承9传到下壳体10及上壳体11，产生异响。

但是，由于本实施方式1的平衡装置1在主齿轮5上形成有前述的环状槽5a、5b，因此在曲轴齿轮3与主齿轮5之间产生的振动被环状槽5a、5b吸收。其结果是，在主齿轮5上能够抑制从齿面向内周侧传递振动，谋求音振性能的提高。

另外，由于在主齿轮5上形成有环状槽5a、5b，因此，即使平衡驱动轴4因平衡配重4a而发生了变形，也能使刚性降低从而容易弯曲，使主齿轮5的齿面与曲轴齿轮3相配合。其结果是，在本实施方式1中，能够得到可以极力抑制打齿音这样的作用效果。

从以上说明可知，在本实施方式1中，没有像以往那样为了提高音振性能而使用剪刀式齿轮，因此，能够谋求成本的降低以及组装作业的简化。

另外，由于环状槽5a、5b在主齿轮5上沿轴向重叠，因此，环状槽5a、5b中的至少一方形成在主齿轮5的整个轴向上。也就是说，在主齿轮5的整个轴向上，存在仅有环状槽5b的区域、有环状槽5a和环状槽5b两者的区域以及仅有环状槽5a的区域这样的三个区域。其结果是，在主齿轮5上，能够进一步抑制从齿面向内周方向传递振动。

另外，由于环状槽5a、5b在主齿轮5上沿轴向重叠，因此，主齿轮5的刚性进一步降低从而容易弯曲，增大了与配对侧的曲轴齿轮3的螺旋齿的接触面积，从而容易啮合，能够抑制打齿音。

另外，在使用剪刀式齿轮的情况下虽然能够减小打齿音，但是齿轮之间的摩擦力变大，啮合声变大。即，以往在抑制打齿音还是抑制啮合声方面处于折衷选择状态，不能同时抑制打齿音和啮合声这两者。与之相对，本实施方式1能够利用重叠的环状槽5a、5b，在主齿轮5上阻断从齿面向内周面传递振动，因此能够阻断打齿音和啮合声这两者。

注意，图2表示了直径小的环状槽5b在轴向上形成在平衡配重4a侧且直径大的环状槽5a在轴向上形成在平衡驱动齿轮7侧的情况，但也可以是，直径小的环状槽5b在轴向上形成在平衡驱动齿轮7侧且直径大的环状槽5a在轴向上形成在平衡配重4a侧。以下，对各自的效果进行说明。

图4（a）～图4（d）是表示本实施方式1的平衡驱动轴和平衡驱动齿轮的变形的示意图。图4（a）、图4（b）表示直径小的环状槽5b在轴向上形成在平衡配重4a侧且直径大的环状槽5a在轴向上形成在平衡驱动齿轮7侧的情况，图4（c）、图4（d）表示直径大的环状槽5a在轴向上形成在平衡配重4a侧且直径小的环状槽5b在轴向上形成在平衡驱动齿轮7侧的情况。

由于在平衡驱动轴4上形成有平衡配重4a，因此轴4本身一边变形为弓形一边旋转。图4（a）表示形成有平衡配重4a的轴向中央部向下侧变形且轴向两端向上侧变形的情况。图4（b）表示形成有平衡配重4a的轴向中央部向上侧变形且轴向两端向下侧变形的情况。

在图4（a）时，平衡驱动轴4的轴向两端向上侧变形，因此主齿轮5的外周接近曲轴齿轮3。另一方面，在图4（b）时，由于平衡驱动轴4的轴向两端向下侧变形，因此主齿轮5的外周远离曲轴齿轮3。特别是，主齿轮5外周的轴向的靠近平衡驱动齿轮7的一侧远离曲轴齿轮3。

在这样的情况下，与图4（a）时相比，图4（b）时的主齿轮5更加远离曲轴齿轮3，因此齿隙大，伴随于此，打齿音也大。因此，为了降低打齿音，需要减小图4（b）时的主齿轮5外周的平衡驱动齿轮7侧的齿隙。

如上所述，在图4（a）、图4（b）的情况下，直径小的环状槽5b形成在平衡配重4a侧，因此，主齿轮5的外周侧容易向平衡配重4a侧变形。在主齿轮5的外周侧向平衡配重4a侧变形的情况下，主齿轮5外周的平衡驱动齿轮7侧接近曲轴齿轮3侧。因此，使直径小的环状槽5b在轴向上形成在平衡配重4a侧这种方案能够吸收主齿轮5与曲轴齿轮3之间的平衡驱动齿轮7侧的齿隙，能够进一步抑制打齿音。

另一方面，图4（c）表示形成有平衡配重4a的轴向中央部向下侧变形且轴向两端向上侧变形的情况，图4（d）表示形成有平衡配重4a的轴向中央部向上侧变形且轴向两端向下侧变形的情况。

在图4（c）时，平衡驱动轴4的轴向两端向上侧变形，因此主齿轮5的外周接近曲轴齿轮3。特别是主齿轮5外周的平衡驱动齿轮7侧接近曲轴3。另一方面，在图4（d）时，平衡驱动轴4的轴向两端向下侧变形，因此主齿轮5的外周远离曲轴齿轮3。

在这样的情况下，与图4（d）时相比，图4（c）时的主齿轮5更接近曲轴齿轮3，因此摩擦力大且啮合声大。因此，为了降低啮合声，需要降低图4（c）时的平衡驱动齿轮7侧的主齿轮5与曲轴齿轮3之间的摩擦力。

如上所述，在图4（c）、图4（d）的情况下，直径小的环状槽5b形成在平衡驱动齿轮7侧，因此，主齿轮5的外周侧容易向平衡驱动齿轮7侧变形。在主齿轮5的外周侧向平衡驱动齿轮7侧变形的情况下，主齿轮5外周的平衡驱动齿轮7侧远离曲轴齿轮3侧。因此，使直径小的环状槽5b形成在平衡驱动轴7侧这种方案能够降低主齿轮5与曲轴齿轮3之间的平衡驱动齿轮7侧的摩擦力，能够进一步抑制啮合声。

[实施方式2]

图5是表示本实施方式2的平衡装置的主齿轮5的剖视图。以下，在实施方式2以后，由于除主齿轮5的环状槽5a、5b以外的其他内容与实施方式1相同，因此省略说明。

如图5所示，在本实施方式2中，在前述的环状槽5a、5b内插入有与环状槽5a、5b大致相同形状的弹性体13，向环状槽5a、5b的内外周施加张紧力。所述弹性体13由吸收振动的橡胶、树脂或减振钢材构成。

根据本实施方式2的平衡装置，与实施方式1相比，所述弹性体13吸收作为声音发生源的振动，抑制振动的传播，由此能够谋求音振性能的进一步提高。

[实施方式3]

图6是表示本实施方式3的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图6所示，在本实施方式3中，代替实施方式2的弹性体13，将廉价的O形环14作为振动吸收材料插入环状槽5a、5b内，向内外周施加张紧力。

根据本实施方式3的平衡装置，与实施方式2相同，O形环14吸收作为声音发生源的振动，抑制振动的传播，由此能够谋求音振性能的进一步提高。另外，通过使用廉价的O形环作为振动吸收材料，能够谋求降低成本。

[实施方式4]

图7是表示本实施方式4的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图7所示，在本实施方式4中，环状槽5a、5b以开口部的宽度比底部窄的方式形成有台阶5c。

在将弹性体13或O形环14插入环状槽5a、5b的情况下，弹性体13或O形环14在通过宽度狭窄的开口部时被开口部压缩，并在到达比开口部的宽度宽的底部时，摆脱压缩而回到最佳压缩形状。

因此，根据本实施方式4的平衡装置，除了实施方式2、3的作用效果以外，还能够抑制弹性体13或O形环14从环状槽5a、5b脱落。

[实施方式5]

图8是表示本实施方式5的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图8所示，在本实施方式5中，在前述的环状槽5a、5b中，内外周面中的至少一方在从底部到开口部的范围内，以开口部宽度W2比底部宽度W1窄的方式形成为锥面状。由于开口部宽度W2形成得窄，因此，与实施方式4相同，能够抑制弹性体13或O形环14从环状槽5a、5b脱落。

另外，根据本实施方式5的平衡装置，与形成实施方式4的台阶5c的情况相比，形成为锥面状的方案更为容易，因此容易形成环状槽5a、5b。

[实施方式6]

图9是表示本实施方式6的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图9所示，本实施方式6在前述的环状槽5a、5b中使内外周面双方在从底部到开口部的范围内以开口部宽度W2比底部宽度W1窄的方式形成为锥面状。

根据本实施方式6的平衡装置，能够起到与实施方式5相同的效果。

[实施方式7]

图10是表示本实施方式7的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图10所示，在本实施方式7中，前述的环状槽5a、5b形成为，使底部比开口部更位于主齿轮5的外周侧。

根据本实施方式7的平衡装置，主齿轮5旋转，从而向主齿轮5的外周侧方向对弹性体13或O形环14作用离心力。由此，弹性体13或O形环14被压在环状槽5a、5b的底部。其结果是，无需像实施方式5、6那样施加昂贵的特殊加工，就能抑制弹性体13或O形环14从环状槽5a、5b脱落。

[实施方式8]

图11是表示本实施方式8的平衡装置的主齿轮5的剖视图。如图11所示，本实施方式8在前述的环状槽5a、5b内形成有比环状槽5a、5b的外周直径大的槽15。

根据本实施方式8的平衡装置，通过使弹性体13或O形环14的一部分因张紧力而陷入槽15中，能够抑制弹性体13或O形环14从环状槽5a、5b脱落。

此外，将槽15相比环状槽5a、5b设置在小径侧也可以得到同等的效果。

[实施方式9]

图12是表示本实施方式9的平衡装置的主齿轮5的剖视图。需要说明的是，在本实施方式9的以下说明中，有时也会用到实施方式1的附图。

参照图1～图4，本实施方式9的内燃机的平衡装置具有：驱动齿轮（即主齿轮5），其与被传递来自曲轴2的旋转力的输入齿轮（即曲轴齿轮3）啮合；平衡驱动轴4，其被传递来自驱动齿轮的旋转力，并且具有平衡配重（即驱动轴侧平衡配重4a）；平衡驱动齿轮7，其被设置为与平衡驱动轴4一体地旋转；平衡从动齿轮8，其与平衡驱动齿轮7啮合；平衡从动轴6，其与平衡从动齿轮8一体地旋转，并且具有平衡配重（即从动轴侧平衡配重6a）；在驱动齿轮、平衡驱动齿轮7、平衡从动齿轮8中的至少一个齿轮（在本实施方式9中是驱动齿轮）的轴向两侧面上，如图2及图12所示，分别设置有直径不同的环状槽5a、5b，各环状槽5a、5b在整个轴向上以所述至少一个齿轮的与轴向垂直的任意截面上至少具有一个环状槽的方式形成。

根据本实施方式9的平衡装置，在不使用剪刀式齿轮的情况下就能够降低打齿音。

以上仅对记载在本发明中的具体例进行了详细的说明，对于本领域技术人员而言，显然能够在本发明的技术思想的范围内进行各种变形及修改，这种变形及修改当然属于权利要求的保护范围。

例如，在前述的实施方式1～8中，对在主齿轮5上形成环状槽5a、5b的结构进行了说明，但是不仅可以在主齿轮5上形成环状槽，还可以在平衡驱动齿轮7或平衡从动齿轮8上形成环状槽。由此，能够谋求平衡驱动齿轮7、平衡从动齿轮8之间的音振性能效果的提高。

在此，将能够从上述各实施方式把握到技术思想但没记载在发明内容中的技术方案连同其效果一起记载如下。

（1）如技术方案1所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，在所述环状槽内设置有弹性体。

根据（1）所记载的技术思想，弹性体吸收作为声音发生源的振动，抑制振动的传播，由此能够谋求音振性能的进一步提高。

（2）如（1）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，所述弹性体是橡胶材料。

根据（2）所记载的技术思想，橡胶材料即弹性体吸收作为声音发生源的振动，抑制振动的传播，由此能够谋求音振性能的进一步提高。

（3）如（2）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，所述弹性体是O形环。

根据（3）所记载的技术思想，通过使用O形环作为弹性体，能够谋求成本的降低。

（4）如（1）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，所述环状槽以开口部的宽度比底部的宽度窄的方式形成。

根据（4）所记载的技术思想，能够利用宽度窄的开口部抑制弹性体或O形环从环状槽脱落。

（5）如（4）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，所述环状槽以宽度从底部向开口部逐渐变窄的方式形成为锥面状。

根据（5）所记载的技术思想，与形成台阶的情况相比，形成为锥面状的方案更为容易，因此容易形成环状槽。

（6）如（1）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，所述环状槽的底部比开口部更位于主齿轮的外周侧。

根据（6）所记载的技术方案，无需实施昂贵的特殊加工，就能利用离心力抑制弹性体或O形环从环状槽脱落。

（7）如（1）所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，在所述环状槽内，设置有直径比环状槽外周大或者直径比环状槽小的槽。

根据（7）所记载的技术方案，通过使弹性体或O形环的一部分因张紧力陷入槽中，能够抑制弹性体或O形环从环状槽脱落。

（8）如技术方案1所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，在所述驱动齿轮的轴向的靠近平衡配重的一侧，设置有直径比相反侧大的环状槽。

根据（8）所述的技术方案，驱动齿轮的外周侧容易向与平衡配重在轴向上相反的一侧变形，能够进一步抑制啮合声。

（9）如技术方案1所记载的内燃机的平衡装置，其特征在于，在所述驱动齿轮的轴向的靠近平衡配重的一侧，设置有直径比相反侧小的环状槽。

根据（9）所述的技术方案，驱动齿轮的外周侧容易向轴向上的平衡配重一侧变形，能够进一步抑制打齿音。

Claims (11)

1.一种内燃机的平衡装置，其特征在于，具有：

驱动齿轮，其与被传递来自曲轴的旋转力的输入齿轮啮合；

平衡驱动轴，其被传递来自该驱动齿轮的旋转力，并且具有平衡配重；

平衡驱动齿轮，其被设置为与该平衡驱动轴一体地旋转；

平衡从动齿轮，其与该平衡驱动齿轮啮合；

平衡从动轴，其与该平衡从动齿轮一体地旋转，并且具有平衡配重；

在所述驱动齿轮、平衡驱动齿轮、平衡从动齿轮中的至少一个齿轮的轴向两侧面上，分别设置有直径不同的环状槽，

各环状槽形成至在轴向上重叠的深度。

2.如权利要求1所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

在所述环状槽内设置有弹性体。

3.如权利要求2所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

所述弹性体是橡胶材料。

4.如权利要求3所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

所述弹性体是O形环。

5.如权利要求2所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

所述环状槽以开口部的宽度比底部的宽度窄的方式形成。

6.如权利要求5所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

所述环状槽以宽度从底部向开口部逐渐变窄的方式形成为锥面状。

7.如权利要求2所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

所述环状槽的底部比开口部更位于主齿轮的外周侧。

8.如权利要求2所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

在所述环状槽内，设置有直径比环状槽外周大或者直径比环状槽小的槽。

9.如权利要求1所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

在所述驱动齿轮的轴向的靠近平衡配重的一侧，设置有直径比相反侧大的环状槽。

10.如权利要求1所述的内燃机的平衡装置，其特征在于，

在所述驱动齿轮的轴向的靠近平衡配重的一侧，设置有直径比相反侧小的环状槽。

11.一种内燃机的平衡装置，其特征在于，具有：

驱动齿轮，其与被传递来自曲轴的旋转力的输入齿轮啮合；

平衡驱动轴，其被传递来自该驱动齿轮的旋转力，并且具有平衡配重；

平衡驱动齿轮，其被设置为与该平衡驱动轴一体地旋转；

平衡从动齿轮，其与该平衡驱动齿轮啮合；

平衡从动轴，其与该平衡从动齿轮一体地旋转，并且具有平衡配重；

在所述驱动齿轮、平衡驱动齿轮、平衡从动齿轮中的至少一个齿轮的轴向两侧面上，分别设置有直径不同的环状槽，

各环状槽在整个轴向上以所述至少一个齿轮的与轴向垂直的任意截面上至少具有一个环状槽的方式形成。