JP2001289055A - Balancer for engine - Google Patents

Balancer for engine

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JP2001289055A JP2000104894A JP2000104894A JP2001289055A JP 2001289055 A JP2001289055 A JP 2001289055A JP 2000104894 A JP2000104894 A JP 2000104894A JP 2000104894 A JP2000104894 A JP 2000104894A JP 2001289055 A JP2001289055 A JP 2001289055A
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Yosuke Tateishi
洋介 立石
Hideetsu Suzuki
秀悦 鈴木
Masaki Kobayashi
昌樹 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To minimize noise generated by a balancer. SOLUTION: This balancer device driven through a crankshaft of an engine and a gear is fixed to a cylinder block through an intermediate member manufactured using an iron material with a small coefficient of thermal expansion.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのバラン
サ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine balancer device.

【従来の技術】車両用エンジンにおいては、例えばピス
トン上下方向の往復運動によって発生する二次の慣性力
に起因してクランクシャフトの回転バランスに不均衡が
生じ、これが原因となってエンジンに上下振動が生じ
る。このため、特開平4−347032号公報に開示さ
れたものでは、バランスウエイトが偏心して設けられた
2本のバランサシャフトをケースに回転可能に保持して
一組立体とし、バランスシャフトをクランクシャフトと
ギアを介して直接噛み合わせている。そして、バランス
シャフトをクランクシャフトの回転力により相互に反対
方向に回転させて、エンジンの振動を抑制している。バ
ランサ装置を取り付けるエンジンのブロックは、軽量化
のためにアルミ系材料のような熱膨張係数の高い材料を
用いて製造される場合がある。エンジン始動後、ブロッ
クの温度上昇と共にブロックが熱膨張し、クランクシャ
フトとバランサシャフトの軸間距離の変化が大きくな
る。この結果、両シャフトのギア間のバックラッシュも
大きくなり、クランクシャフトが受けるトルク変動によ
ってギアから大きな騒音が発生する。
2. Description of the Related Art In a vehicle engine, a rotational balance of a crankshaft is imbalanced due to, for example, a secondary inertial force generated by a reciprocating motion in a vertical direction of a piston. Occurs. For this reason, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-347032, two balancer shafts provided with eccentric balance weights are rotatably held in a case to form an assembly, and the balance shaft is combined with a crankshaft. The gears are directly meshed. The balance shaft is rotated in opposite directions by the rotational force of the crankshaft to suppress engine vibration. An engine block to which the balancer device is attached may be manufactured using a material having a high coefficient of thermal expansion such as an aluminum-based material for weight reduction. After the engine is started, the block thermally expands as the temperature of the block rises, and the change in the distance between the crankshaft and the balancer shaft increases. As a result, the backlash between the gears of both shafts also increases, and a large noise is generated from the gears due to torque fluctuations applied to the crankshaft.

【発明が解決しようとする課題】故に、本発明は、騒音
の少ないエンジンのバランサ装置を提供することを、そ
の技術的課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a balancer device for an engine with low noise.

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るための第1の技術的手段は、相対的に高い熱膨張率を
持つ材料から製造されたエンジンブロックにクランクシ
ャフトを支承すると共にこのクランクシャフトに第1ギ
アを配設し、バランスウエイトを備えたバランサシャフ
トをバランサケースに収納すると共にバランサシャフト
に第2ギアを配設し、第1・第2ギアを直接または間接
的に噛み合わせて、バランサシャフトをエンジンにより
回転駆動させるエンジンのバランサ装置において、バラ
ンサケースをエンジンのシリンダブロックに、相対的に
低い熱膨張率を持つ材料から製造された中間部材を介し
て取り付けたことである。上記手段によれば、エンジン
運転時にはクランクシャフトが回転し、その回転は第1
ギアおよび第2ギアを介して、バランサケース内に収納
され、バランスウェイトを備えたバランサシャフトを回
転させ、エンジンの二次の慣性力に起因する上下振動が
抑制される。バランサケースをシリンダブロックに取り
付ける中間部材は、エンジン運転時の熱を受けても熱膨
張しにくい。上記技術的課題を解決するための第2の技
術的手段は、第1の技術手段に加えて、エンジンブロッ
クをアルミ系材料から製造し、中間部材を鉄系材料から
製造したことである。上記手段によれば、エンジン運転
時の熱がエンジンブロックから中間部材に伝導しても、
中間部材は鉄系材料で製造されており熱膨張しにくい。
A first technical solution for solving the above-mentioned technical problem is to support a crankshaft on an engine block made of a material having a relatively high coefficient of thermal expansion. A first gear is arranged on a crankshaft, a balancer shaft provided with a balance weight is housed in a balancer case, and a second gear is arranged on the balancer shaft, and the first and second gears mesh directly or indirectly. Thus, in a balancer device for an engine in which a balancer shaft is driven to rotate by an engine, a balancer case is attached to a cylinder block of the engine via an intermediate member made of a material having a relatively low coefficient of thermal expansion. According to the above means, the crankshaft rotates during the operation of the engine, and the rotation thereof
The balancer shaft, which is housed in the balancer case and has a balance weight, is rotated via the gear and the second gear, so that vertical vibration caused by the secondary inertial force of the engine is suppressed. The intermediate member for attaching the balancer case to the cylinder block is unlikely to thermally expand even when receiving heat during engine operation. A second technical means for solving the above technical problem is that, in addition to the first technical means, the engine block is manufactured from an aluminum-based material, and the intermediate member is manufactured from an iron-based material. According to the above means, even when heat during engine operation is conducted from the engine block to the intermediate member,
The intermediate member is made of an iron-based material and does not easily expand thermally.

【発明の実施の形態】以下、本発明に従ったエンジンの
バランサ装置の実施の形態を図面に基づき、説明する。
図1乃至図3において、エンジンのシリンダブロック1
1はアルミ系材料のような熱膨張率の高い材料を用いて
製造されている。このシリンダブロック11には図示し
ないベアリングを介してクランクシャフト12が回転自
在に支承されている。クランクシャフト12には図示し
ないコンロッドを介して図示しないピストンが係合して
いる。また、シリンダブロック11の下面には開口部1
4が形成され、この開口部14においてクランクシャフ
ト12には第1ギア13が配設されている。図2乃至図
5に示すように、ケース24は、下方向に開口した中空
部25を有すると共に、その支承部28,29,30,
31を介してバランサシャフト22,23を平行に且つ
回転可能に支承している。支承部28乃至31には図示
しないオイル供給路を介してオイルが強制的に供給され
ている。また、シャフト22,23にはそれぞれ、半円
柱状のバランスウエイト26,27がその中央に一体的
に成型されており、バランスウエイト26,27が中空
部25内で回動する。バランスウエイト26,27はシ
ャフトとは別体成型し、シャフトにボルトなどで締結す
ることもできる。バランサシャフト22,23上には互
いに噛合するギヤ32,33が固定されており、シャフ
ト22,23は互いに反対方向に回転する。バランスウ
エイト26,27は、バランサシャフト22,23の回
転により図3において互いに正対するように、ギア3
2,33の噛み合い位置が決められている。バランサシ
ャフト22上にはさらに第2ギア34が配設され、クラ
ンクシャフトの第1ギア13と噛み合う。これらギア3
2,33,34にも適宜方法によってオイルが供給され
る。ケース24の下端面は、図5に示すように、蓋40
が複数のボルト16により固定されて閉塞されている。
ケース24は、その上端面を介して中間部材の板状の取
付部17にボルト18を介して固設されている。図4に
示すように、中間部材の取付部17はギア32,33,
34やバランスウェイト26,27に対応する位置に開
口41を有している。但し、バランスウェイト26,2
7の上面はケース24が覆っており、バランスウェイト
にエンジンオイルがかからないようになっている。中間
部材の取付部17に取り付けられたバランサケース24
は、エンジンのシリンダブロック11に中間部材の柱状
部15とボルト19を介して固設されている。ボルト1
9の先端は中間部材の柱状部15を貫通してシリンダブ
ロック11の下端面にねじ込まれている。中間部材1
5,17は、たとえば鉄系の材料といった熱膨張率の小
さい材料を用いて製造される。なお、ケース24はエン
ジンの図示しないオイルパン内部に配設される。このよ
うにエンジンブロック11はアルミ系材料のような、相
対的に熱膨張率の高い材料から製造され、中間部材1
5,17は鉄系材料のような相対的に熱膨張率の低い材
料から製造される。以上の構成から成る実施形態におい
て、エンジンが始動されると、クランクシャフト12が
回転し、その回転は第1ギア13および第2ギア34を
介してバランサシャフト22に伝達され、両バランサシ
ャフト22,23が相互に反対方向に回転され、エンジ
ンの二次の慣性力に起因する上下振動が抑制される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an engine balancer device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3, a cylinder block 1 of an engine is shown.
1 is manufactured using a material having a high coefficient of thermal expansion such as an aluminum-based material. A crankshaft 12 is rotatably supported on the cylinder block 11 via a bearing (not shown). A piston (not shown) is engaged with the crankshaft 12 via a connecting rod (not shown). An opening 1 is provided on the lower surface of the cylinder block 11.
A first gear 13 is disposed on the crankshaft 12 at the opening 14. As shown in FIGS. 2 to 5, the case 24 has a hollow portion 25 opened downward, and its support portions 28, 29, 30,
Balancer shafts 22 and 23 are supported in parallel and rotatably via 31. Oil is forcibly supplied to the bearings 28 to 31 via an oil supply passage (not shown). Further, semi-cylindrical balance weights 26 and 27 are formed integrally with the shafts 22 and 23 at the center thereof, and the balance weights 26 and 27 rotate in the hollow portion 25. The balance weights 26 and 27 can be formed separately from the shaft and fastened to the shaft with bolts or the like. Gears 32, 33 meshing with each other are fixed on the balancer shafts 22, 23, and the shafts 22, 23 rotate in directions opposite to each other. The balance weights 26 and 27 are rotated by the balancer shafts 22 and 23 so as to face each other in FIG.
2, 33 engagement positions are determined. A second gear 34 is further provided on the balancer shaft 22 and meshes with the first gear 13 of the crankshaft. These gears 3
Oil is also supplied to 2, 33 and 34 by an appropriate method. As shown in FIG. 5, the lower end surface of the case 24
Are fixed and closed by a plurality of bolts 16.
The case 24 is fixed to a plate-shaped mounting portion 17 of an intermediate member via a bolt 18 via an upper end surface thereof. As shown in FIG. 4, the mounting portion 17 of the intermediate member is provided with gears 32, 33,
An opening 41 is provided at a position corresponding to 34 and the balance weights 26 and 27. However, the balance weights 26 and 2
The upper surface of 7 is covered by a case 24 so that engine oil does not splash on the balance weight. Balancer case 24 attached to attachment portion 17 of the intermediate member
Is fixedly mounted on a cylinder block 11 of the engine via a columnar portion 15 of an intermediate member and a bolt 19. Bolt 1
9 is screwed into the lower end surface of the cylinder block 11 through the columnar portion 15 of the intermediate member. Intermediate member 1
5 and 17 are manufactured using a material having a low coefficient of thermal expansion such as an iron-based material. The case 24 is provided inside an oil pan (not shown) of the engine. As described above, the engine block 11 is manufactured from a material having a relatively high coefficient of thermal expansion such as an aluminum-based material.
5, 17 are manufactured from a material having a relatively low coefficient of thermal expansion such as an iron-based material. In the embodiment configured as described above, when the engine is started, the crankshaft 12 rotates, and the rotation is transmitted to the balancer shaft 22 via the first gear 13 and the second gear 34, and the both balancer shafts 22, 23 are rotated in directions opposite to each other, and vertical vibration caused by the secondary inertial force of the engine is suppressed.

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、バラン
サケースをエンジンのシリンダブロックに、相対的に低
い熱膨張率を持つ材料から製造された中間部材を介して
取り付けたので、エンジン運転時の熱がエンジンブロッ
クから中間部材に伝導しても、中間部材は熱膨張しにく
い。従って、シリンダブロック側にある第1ギアとバラ
ンサケース側にある第2ギアの軸間の距離は、その変化
量が最小限に抑えられ、両ギア間のバックラッシュの変
化量も最小限となる。よってこのバックラッシュ量の増
大に伴うギア騒音を最小限に抑えられる。また、請求項
2に記載の発明によれば、エンジン運転時の熱がエンジ
ンブロックから中間部材に伝導しても、中間部材は鉄系
材料で製造されており熱膨張しにくい。従って、請求項
1同様に、第1,第2ギア間のバックラッシュ量の増大
に伴うギア騒音を最小限に抑えられる。
According to the first aspect of the present invention, the balancer case is attached to the cylinder block of the engine via the intermediate member made of a material having a relatively low coefficient of thermal expansion. Even if heat at that time is conducted from the engine block to the intermediate member, the intermediate member is unlikely to thermally expand. Accordingly, the distance between the axes of the first gear on the cylinder block side and the second gear on the balancer case side is minimized, and the amount of change in backlash between the two gears is also minimized. . Therefore, the gear noise caused by the increase in the backlash can be minimized. According to the second aspect of the present invention, even if heat during engine operation is transmitted from the engine block to the intermediate member, the intermediate member is made of an iron-based material and does not easily expand thermally. Accordingly, gear noise due to an increase in the amount of backlash between the first and second gears can be minimized, as in the first aspect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に従ったエンジンのバラン
サ装置の側面図である。
FIG. 1 is a side view of an engine balancer device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1における、バランスウェイトの部分のみを
透視した2−2矢視図である。
FIG. 2 is a 2-2 arrow view in which only a balance weight portion in FIG. 1 is seen through;

【図3】図2における3−3矢視図である。FIG. 3 is a view taken in the direction of arrows 3-3 in FIG. 2;

【図4】図1における4−4矢視図である。FIG. 4 is a view taken in the direction of arrows 4-4 in FIG. 1;

【図5】図1における5矢視図である。FIG. 5 is a view as seen in the direction of arrow 5 in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11・・・エンジンブロック 12・・・クランクシャフト 13・・・第1ギア 26,27・・・バランスウエイト 22,23・・・バランサシャフト 24・・・バランサケース 34・・・第2ギア 15,17・・・中間部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine block 12 ... Crankshaft 13 ... 1st gear 26, 27 ... Balance weight 22, 23 ... Balancer shaft 24 ... Balancer case 34 ... 2nd gear 15, 17 ... Intermediate member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 昌樹 愛知県刈谷市朝日町2丁目1番地 アイシ ン精機株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaki Kobayashi 2-1-1 Asahicho, Kariya City, Aichi Prefecture Inside Aisin Seiki Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対的に高い熱膨張率を持つ材料から製
造されたエンジンブロックにクランクシャフトを支承す
ると共にこのクランクシャフトに第1ギアを配設し、バ
ランスウエイトを備えたバランサシャフトをバランサケ
ースに収納すると共にバランサシャフトに第2ギアを配
設し、第1・第2ギアを直接または間接的に噛み合わせ
て、バランサシャフトをエンジンにより回転駆動させる
エンジンのバランサ装置において、 バランサケースをエンジンのシリンダブロックに、相対
的に低い熱膨張率を持つ材料から製造された中間部材を
介して取り付けたことを特徴とするエンジンのバランサ
装置。
1. A crankshaft is supported on an engine block made of a material having a relatively high coefficient of thermal expansion, a first gear is provided on the crankshaft, and a balancer shaft having a balance weight is mounted on a balancer case. And a second gear is disposed on the balancer shaft, and the first and second gears are directly or indirectly meshed with each other to rotate the balancer shaft by the engine. An engine balancer device mounted on a cylinder block via an intermediate member made of a material having a relatively low coefficient of thermal expansion.
【請求項2】 請求項1において、エンジンブロックが
アルミ系材料から製造され、中間部材が鉄系材料から製
造されていることを特徴とするエンジンのバランサ装
置。
2. The engine balancer device according to claim 1, wherein the engine block is manufactured from an aluminum-based material, and the intermediate member is manufactured from an iron-based material.
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