JPH1038030A - エンジンのバランサ装置 - Google Patents
エンジンのバランサ装置Info
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- JPH1038030A JPH1038030A JP19683596A JP19683596A JPH1038030A JP H1038030 A JPH1038030 A JP H1038030A JP 19683596 A JP19683596 A JP 19683596A JP 19683596 A JP19683596 A JP 19683596A JP H1038030 A JPH1038030 A JP H1038030A
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- engine
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Abstract
付け性を維持したまま、エンジン全体がコンパクトにま
とめることが可能となるように構成する。 【構成】 一対のバランスシャフトを27,28をクラ
ンクシャフト3の下方に配置し、巻き掛け式伝動装置1
2及び第1〜6歯車11,13,26,29,30,3
1を介してクランクシャフトにより駆動する様構成した
ものである。
Description
ネクティングロッドなどの往復運動部材の慣性力を相殺
することでエンジン振動を低減することを目的として、
クランクシャフトと同期して回転する不平衡重錐を備え
たバランスシャフトを有するエンジンのバランサ装置の
構造に関するものである。
の往復運動部材の慣性力に基づく一次振動を低減する一
次バランサ装置と、複数組の往復運動部材の慣性力の合
力を低減する2次バランサ装置とがある。これら一次バ
ランサ装置と2次バランサ装置とは、共に往復運動部材
が連結されるクランクシャフトの位相に合わせて一対の
バランスシャフトが反対方向に回転することが、振動低
減の上で必須である。従って、一次バランサ装置におい
てはクランクシャフトと同じ回転数でバランスシャフト
を駆動し、多気筒エンジンに用いられる2次バランサ装
置においては、エンジンの2倍の回転数でバランスシャ
フトを駆動している。
と同期してバランスシャフトを駆動することが必須であ
るために、バランスシャフトの駆動に当たっては、ギ
ア、チェーン、歯付ベルトなどの位相を規制することが
可能な部材を用いることが一般的である。
して、例えば特開平8−74976号公報にはギアのみ
によって、バランスシャフトを駆動する構造が開示され
ている。この公報開示の構造は組みつけ作業性を向上さ
せるために、クランクシャフトの下に一対のバランスシ
ャフトを配置している。また、実開昭56−75343
号公報には、チェーンを介してバランスシャフトを駆動
する構造が開示されている。
76号公報に開示の構造によれば一対のバランスシャフ
トの内の一本に設けた歯車がクランクシャフトに刻まれ
た歯車に直接噛み合うために、クランクシャフトとバラ
ンスシャフトとの干渉を避けつつ所望の回転比を得よう
とすれば、上述の歯車の径を大きくする必要が有り、結
果としてバランスシャフト自体がエンジン下方に位置す
ることになる。結果としてエンジンの高さを大きくする
こととなる。自動車の横置きエンジンに用いる場合に
は、エンジン下方に排気管を通すことが通常行われるた
めに、その場合にはエンジン自体が相対的に上方へ位置
せざるを得なくなり、結果として自動車の車高を高くし
てしまうという問題が生ずる。
造によれば、チェーンを介して一対のバランスシャフト
を駆動する際にチェーンをクランクシャフトの長手方向
中間部に巻き掛ける構造であるために、組み付け性が極
めて悪いという問題がある。この組み付け性の問題を解
決するためにチェーンをクランクシャフトの長手方向端
部に設けるということが考えられるが、その際には以下
のような問題点が生じる。
においてはカムシャフトやオルタネータ等の補機を駆動
するための伝動機構が配置されている。これらの伝動機
構が存在する中に更にバランスシャフト駆動用のチェー
ンを配置する場合には、出来るだけバランスシャフト駆
動機構の占めるスペースを出来るだけ小さくすることが
求められる。
のであり、その目的はバランサ構造の組み付け性を維持
し、且つエンジン全体をコンパクトに構成することが出
来るバランサ装置を提供することにある。
に請求項1記載の発明は、往復動内燃期間のクランクシ
ャフト下方に該クランクシャフトと同期して回転する一
対のバランスシャフトを配置し、上記クランクシャフト
と一体回転する第1歯車と、該第1歯車と巻き掛け式伝
動装置を介して連結された第2歯車と、該第2歯車と同
回転で回転する第3歯車と、該第3歯車と噛み合う第4
歯車と、該第4歯車と同回転で回転する第5歯車と、該
第5歯車と噛み合う第6歯車とを有し、上記一対のバラ
ンスシャフトが上記第4歯車及び上記第5歯車の双方と
同回転で回転する第1バランスシャフトと、上記第6歯
車と同回転で回転する第2バランスシャフトとを備えて
いる。
シャフト下方に配置された一対のバランスシャフトを駆
動するに際して、第1から第6の歯車と巻き掛け機構を
介して行なうために、一対のバランスシャフトが完全に
同回転で反対方向に回転するというバランサ装置の必須
要件を満足しつつ、特に第1から第4の歯車の減速比を
自由に設定することで、位置的な制約を小さくすること
が可能となる。例えばスペース的に制約の多い場所に配
置された第1の歯車の径を小さくしたり、クランクシャ
フトとの干渉が懸念される第3の歯車をクランクシャフ
トから離間することを特に一部を巻き掛け式伝動装置を
介することで可能となる。
発間隔が等間隔の直列4気筒であり、バランスシャフト
がクランクシャフトの2倍の速度で回転する様構成する
ことで、エンジンの2次振動を低減することが可能とな
る。
記第4歯車の回転数を2倍に増速する様構成すること
で、巻き掛け式伝動装置に連結されることで位置的に制
約の少ない第3歯車の径を大きくすることで、第3歯車
とクランクシャフトとの干渉を避ける一方で一対のバラ
ンスシャフトをよりクランクシャフトに近づけて配置す
ることが可能となる。
記第2歯車とは同じ回転数で回転する様構成すること
で、クランクシャフトに取り付けられる第1歯車の径を
小さし、クランクシャフト周辺に他の補機等を配置する
ことが可能となる。
動装置を第1のチェーンで構成することで、第1と第2
の歯車をスプロケットに構成出来ることと相まって、ク
ランクシャフトの長手方向に占める巻き掛け式伝動装置
のスペースを小さくすることが可能となる。
ランクシャフトから第2チェーンを介して駆動する様構
成することで、上記請求項5記載の発明と相まって、カ
ムシャフト駆動部及びバランスシャフト駆動部の占有体
積を小さくすることが可能となる。
チェーンと上記クランクシャフトの軸受の内長手方向端
部に設けられた軸受よりも上記エンジンの燃焼室から離
関する位置に配置することで、第1と第2のチェーン及
びバランサ装置全体の組み付け性を向上することが可能
となる。
記第3歯車とを支持する第1軸に上記エンジンの各部に
潤滑油を圧送するオイルポンプを設けることで、通常は
クランクシャフトに設けられるオイルポンプを廃止して
クランクシャフトの全長を短くすることが可能となる。
ルポンプは上記第1軸に設けた第6歯車と該第6歯車と
噛み合う第7歯車とをオイルポンプケーシングにより覆
うことにより構成することでが好ましい。
プは上記第3歯車と上記第4歯車とをオイルポンプケー
シングにより覆うことにより構成することで、オイルポ
ンプを別途設けるものに比して、簡便な構造とすること
が可能となる。
上記第3歯車とを支持する第1軸は、上記第1バランス
シャフト及び上記第2バランスシャフトよりも、上記エ
ンジンのピストンの往復運動方向に関してクランクシャ
フトから離関して位置することで、第1軸に設けられた
第3歯車とクランクシャフトとの干渉を防止すると共
に、第1と第2バランスシャフトをクランクシャフトに
近接することが可能となる。
機関を自動車の車体前部に設けられたエンジンルーム
に、車体横方向にクランクシャフトが延びる様に搭載し
た、いわゆる横置きエンジンに適用した実施の形態を図
面に基づいて説明する。なお、本実施の態様はピストン
の往復運動方向が車体の鉛直方向と完全に一致し、クラ
ンクシャフトの軸線が車体の横方向に完全に一致してエ
ンジンを搭載しているとして説明する。しかしながら、
必要に応じてエンジンの搭載方向をわずかに車体の後側
に倒す等の異なった態様を採用することも可能である。
ンジンを車体前方から見た要部断面図、図2は車体側方
から見た概略側面図、図3はバランサ装置のエンジン下
方から見た一部断面図、図4はエンジン側方から見た断
面図、図5はバランサ装置の第3乃至6歯車の位置関係
を示す側面図、図6はオイルポンプの側面図である。な
お、以下の説明では車体右側をエンジン前側、車体左側
をエンジン後側と呼ぶ。
1はエンジンのシリンダブロック、2は後述のバランス
シャフト、歯車等の内部機構部品をケーシング内に有す
るバランサ機構である。
ャフト3が、シリンダブロック1のベアリング部1aと
ベアリングキャップ4とにより形成された5つのベアリ
ング部により回転可能に支持されている。クランクシャ
フト3には周知の方法によりピストン5がコネクティン
グロッド6を介して取り付けられている。本実施の形態
は4サイクル往復動内燃機関であるため、各気筒間の爆
発間隔を等しくするために、両端気筒のピストンは同じ
位相で往復運動し、中央部2気筒は両端気筒に対して、
クランクシャフトの回転位相において180度ずれた位
相で往復運動する様に構成されている。なお、クランク
シャフトとオイルパン7との間にはバランサ機構2が位
置している。オイルパン7はバランサ機構2が位置しな
いエンジン後方において上方に凹んでおり、この凹み部
の下方に排気管20が配置され、自動車の最低地上高を
犠牲にする事無く、バランサ機構2を配置することを可
能にしている。
方法によりシリンダヘッド8が取り付けられており、シ
リンダブロック1とピストン5とシリンダヘッド7とに
より燃焼室9が構成される。シリンダヘッド8には周知
の方法により吸排気弁(図示せず)を駆動するカムシャ
フト10が回転可能に支持されている。
アリングよりも前側には、本発明の第1歯車を構成する
第1スプロケット11が取り付けられ、第1スプロケッ
トには本発明の巻き掛け伝動機構である第1チェーン1
2が巻き掛けられている。このチェーン12はバランサ
機構2に設けられた第2スプロケット13(本発明の第
2歯車を構成する)に巻き掛けられ、クランクシャフト
3の回転に応じてバランサ機構2が駆動される様に構成
される。巻き掛け伝動機構は歯付ベルトによって構成す
ることも可能であるが、その場合にはチェーンに比して
その幅つまりエンジン長手方向の幅が大きくなり、エン
ジンの長手方向の寸法を大きくとることになる。従っ
て、チェーンにより構成することが好ましい。
ット14が取り付けられ、一方カムシャフト10には第
4スプロケット15が取り付けられ、第2チェーン16
を介してカムシャフト10がクランクシャフト3により
駆動されるように構成されている。なお、第2チェーン
16の代わりに周知の歯付ベルトを用いることも可能で
あるが、本実施の態様の様に第1チェーン12を用いる
場合にはエンジン全体の長手方向の寸法を小さくするた
めに、チェーンを用いることが好ましい。本実施の形態
は4サイクル往復動内燃機関であるため、カムシャフト
10はクランクシャフト3の2分の1の回転数で回転す
ることが必要であるため、第4スプロケット15の歯数
は第3スプロケット14の歯数の2倍となっている。
2スプロケット13の歯数とは同数となるように構成さ
れている。一般的にバランサ装置を直列4気筒エンジン
に装着する場合にはバランサ機構2をクランクシャフト
3の2倍の速度で回転させることで、エンジンの2次振
動を低減することが行われる。本実施の形態に於いて
も、最終的にはバランサ機構を増速する必要があるが、
この実施の形態の様に、クランクシャフトの前端部に設
けたスプロケットによりバランサ機構を駆動する場合に
は、クランクシャフトの前端部には上述のカムシャフト
10を駆動する機構やオルタネータなどの補機を駆動す
るプーリー17などの駆動機構を配置することが一般的
であるため、増速用に第1スプロケット11の歯数を大
きくすると、その径が大きくなり、これらの複数の機構
をレイアウトする上で好ましくない。更に第2スプロケ
ットの歯数を小さくしてクランクシャフト3よりも増速
させるとオイルパン7内の潤滑油を激しく掻き回すこと
になり駆動抵抗を増大させ好ましくない。従って、本実
施の形態においてはバランサ機構2の内部で増速するこ
とが行われる。
のバランサ機構2の詳細を説明する。バランサ機構の内
部機構はアッパケーシング21とロアケーシング22と
第2オイルポンプケーシング42とにより構成されるケ
ーシングに収容される。アッパケーシング21とロアケ
ーシング22とはボルト23により締結され、アッパケ
ーシング21と第1オイルポンプケーシング41とはシ
リンダブロック1にボルト24により締結される。なお
第1オイルポンプケーシング41と第2オイルポンプケ
ーシング42とはボルト43により結合される。内部機
構をケーシング内に収容することで、潤滑油が貯留する
オイルパン7内に位置するにもかかわらず、高速回転す
る内部機構が潤滑油の中に埋没し、駆動抵抗が増大する
のを防止することが出来る。
され、第1軸25は第1オイルポンプケーシングと第2
オイルポンプケーシングとに形成されたベアリング部に
より回転可能に支持されている。第1軸25には第3歯
車26が固定されている。
ト27と第2バランスシャフト28とがアッパケーシン
グ21とロアケーシング22とにより形成されたベアリ
ング部に回転可能に支持されている。第1バランスシャ
フト27の前端部には第4歯車29が固定されており、
第4歯車29は上述の第3歯車26と噛み合う様に構成
されている。第3歯車の歯数は第4歯車の歯数の2倍に
設定されており、結果として第1バランスシャフトはク
ランクシャフト3の2倍の回転数で回転する。
シャフト28には各々第5歯車30及び第6歯車31が
固定されており、第5歯車30と第6歯車31とは互い
に噛み合っている。第5歯車30と第6歯車31の歯数
を同数に設定されている。従って、第2バランスシャフ
ト28は第1バランスシャフト27とは反対方向に同じ
回転数で回転する。つまり、第2バランスシャフト28
も第1バランスシャフトと同じくクランクシャフト3の
2倍の回転数で回転する。
シャフト28には各々不平衡重錐32a及び32bが一
体に形成され、横方向には平衡する様に第5歯車30と
第6歯車31の位相を合わせて組み立てられている。第
1バランスシャフト27とクランクシャフト3との位相
は、いずれかの気筒のピストン5が上死点にある際に不
平衡重錐32の重心がピストン5の運動方向において最
も下側に来る様に設定される。結果として、第1バラン
スシャフト27と第2バランスシャフト28とによりピ
ストン5等の往復運動部材の上下運動に起因する2次振
動を防止することが出来る。
のバランサ機構2の上下方向の位置関係について説明す
る。第1バランスシャフト27と第2バランスシャフト
28とはエンジンの上下方向において一致している。一
方で第1軸25は第1バランスシャフト27及び第2バ
ランスシャフト28よりもエンジン上下方向において、
下方に位置している。第1軸25には第3歯車26が固
定されており、第3歯車は第4歯車29の2倍の歯数を
有しているために、相対的に径の大きくなっている。上
記の第1軸25の位置によって、第3歯車26の外周部
の最上部を相対的に低くすることが可能となり、クラン
クシャフト3と第3歯車26との干渉を防止することが
出来る。更に、第3歯車の位置とは無関係に第1バラン
スシャフト27及び第2バランスシャフト28を配置す
ることが可能となり、これらのシャフトを限界までクラ
ンクシャフト3に近接することが可能となって、オイル
パン7内に位置するバランサ機構2を相対的に上方に位
置させることが可能となり、オイルパン7を下方に膨出
させ、自動車の最低地上高を犠牲にする事無く潤滑油の
容量を確保することが可能となる。
プについて説明する。オイルポンプは図6に示す外接ギ
ア式であって、第7歯車33と第8歯車34とがケーシ
ング内に支持されることで構成される。ケーシングには
オイルストレーナ35が形成され、その吸入口35aか
ら潤滑油を吸い上げる一方で、吐出通路36を介してシ
リンダブロック1内に圧送する様構成されている。第7
歯車33は第1軸25に固定されており、クランクシャ
フト3の回転に同期して駆動される。
3と第8歯車34とを設けてオイルポンプを形成してい
るが、第3歯車26と第4歯車29とを組み合わせてオ
イルポンプとすれば新たな歯車を設ける必要がないため
好ましい。また、第5歯車30と第6歯車31とを組み
合わせてオイルポンプを構成しても良い。
圧送された潤滑油はクランクシャフト3やカムシャフト
10などの回転部分のベアリングに供給されるが、バラ
ンサ機構2に対してはクランクシャフト3のベアリング
部を通過した潤滑油が供給される様に構成されている。
具体的にはアッパケーシング21に設けられた潤滑油供
給通路37を介して第1バランスシャフト27及び第2
バランスシャフト28に潤滑油が供給される。潤滑後の
潤滑油はロアケーシング22に貯留するが、不平衡重錐
32により掻き上げられアッパケーシング21に設けら
れた排出口38よりケーシング外に排出される。つまり
オイルパン7中に排出される。なお、ロアケーシング2
2に排出口を設けるとオイルパン7中に貯留した潤滑油
の液面よりも下側に排出口が位置し、潤滑油がケーシン
グ内に過度に侵入し、第1バランスシャフト27及び第
2バランスシャフト28の駆動抵抗となるため好ましく
ない。本発明は図示の実施の態様に限定されるものでは
なく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上述の種々の変
形例を含む変形が可能である。
いては、第1から第4の歯車の減速比を自由に設定する
ことが可能となり、クランクシャフト及び他の機器との
干渉を避けた上でエンジン全体の長手方向及び上下方向
の寸法を小さくすることが出来る。
ては、請求項1と同様の効果を奏するが、爆発間隔が等
間隔の直列4気筒エンジンの2次振動を特に低減するこ
とが出来る。
様の効果を奏するが、一対のバランスシャフトをエンジ
ン上方に配置することを可能にし、特にエンジンの上下
寸法を小さくすることが出来る。
おいては、請求項1乃至3と同様の効果を奏するが、第
1歯車の径を小さくすることでその周囲に他の補機を配
置することが可能となり、特にエンジンの長手方向の寸
法を小さくすることが出来る。
おいては、請求項1乃至4と同様の効果を奏するが、ク
ランクシャフトの長手方向に占める巻き掛け式伝動装置
のスペースを小さくすることで、特にエンジンの長手方
向の寸法を小さくすることが出来る。
おいては、請求項5と同様の効果を奏するが、カムシャ
フト駆動部及びバランスシャフト駆動部の占有体積を小
さくすることでエンジンの長手方向の寸法を小さくする
ことが出来る。
おいては、請求項6と同様の効果を奏するが、バランサ
装置全体の組み付け性を向上させ、バランサ装置の有無
による仕様変更を容易に行なえるという効果を有する。
おいては、請求項1乃至7と同様の効果を奏するが、ク
ランクシャフトの全長を短くすることでエンジン全体の
長手方向の寸法を小さくすることが出来る。
おいては、請求項8と同様の効果を奏するが、新たにオ
イルポンプの駆動軸を設ける必要がないため、エンジン
全体の寸法を小さくすることが出来る。
においては、請求項8と同様の効果を奏するが、新たに
オイルポンプを構成するギアを設ける必要がないため、
エンジン全体の寸法を小さくすることが出来る。
においては、請求項1乃至10と同様の効果を奏するが
第1軸に設けられた第3歯車とクランクシャフトとの干
渉を防止すると共に、第1と第2バランスシャフトをク
ランクシャフトに近接することで、特にエンジンの上下
方向の寸法を小さくすることが出来る。
装置を示す、エンジンの横断面図である。
装置を示す、バランサ機構のロアケーシングを外した状
態の図1のB−B線矢視断面図である。
での図5のD−D線矢視断面図である。
での図5のE−E線矢視断面図である。
Claims (11)
- 【請求項1】往復動内燃機関のクランクシャフト下方に
該クランクシャフトと同期して回転する一対のバランス
シャフトを配置し、 上記クランクシャフトと一体回転する第1歯車と、該第
1歯車と巻き架け式伝動装置を介して連結された第2歯
車と、該第2歯車と同回転で回転する第3歯車と、該第
3歯車と噛み合う第4歯車と、該第4歯車と同回転で回
転する第5歯車と、該第5歯車と噛み合う第6歯車とを
有し、 上記一対のバランスシャフトが上記第4歯車及び上記第
5歯車の双方と同回転で回転する第1バランスシャフト
と、上記第6歯車と同回転で回転する第2バランスシャ
フトとからなることを特徴とするエンジンのバランサ装
置。 - 【請求項2】上記エンジンが爆発間隔が等間隔の直列4
気筒であり、バランスシャフトがクランクシャフトの2
倍の速度で回転する様構成することを特徴とする請求項
1記載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項3】上記第3歯車は上記第4歯車の回転数を2
倍に増速する様構成することを特徴とする請求項1又は
2記載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項4】上記第1歯車と上記第2歯車とは同じ回転
数で回転する様構成することを特徴とする請求項1乃至
3のいずれかに記載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項5】上記巻き掛け式伝動装置は第1のチェーン
で構成することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
に記載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項6】カムシャフトをクランクシャフトから第2
チェーンを介して駆動することを特徴とする請求項5記
載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項7】上記第1と第2のチェーンと上記クランク
シャフトの軸受の内長手方向端部に設けられた軸受より
も上記エンジンの燃焼室から離関する位置に配置したこ
とを特徴とする請求項6記載のエンジンのバランサ装
置。 - 【請求項8】上記第2歯車と上記第3歯車とを支持する
第1軸に上記エンジンの各部に潤滑油を圧送するオイル
ポンプを設けたことを特徴とする請求項1乃至7のいず
れかに記載のエンジンのバランサ装置 - 【請求項9】上記オイルポンプは上記第1軸に設けた第
7歯車と該第7歯車と噛み合う第8歯車とをオイルポン
プケーシングにより覆うことにより構成することを特徴
とする請求項8記載のエンジンのバランサ装置。 - 【請求項10】上記オイルポンプは上記第3歯車と上記
第4歯車とをオイルポンプケーシングにより覆うことに
より構成することを特徴とする請求項8記載のエンジン
のバランサ装置。 - 【請求項11】上記第2歯車と上記第3歯車とを支持す
る第1軸は、上記第1バランスシャフト及び上記第2バ
ランスシャフトよりも、上記エンジンのピストンの往復
運動方向に関してクランクシャフトから離関して位置す
ることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載
のエンジンのバランサ装置。
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JPH1038030A true JPH1038030A (ja) | 1998-02-13 |
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JP3707140B2 (ja) | 2005-10-19 |
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