WO2025253673A1 - バランサ装置 - Google Patents

バランサ装置

Info

Publication number
WO2025253673A1
WO2025253673A1 PCT/JP2024/042820 JP2024042820W WO2025253673A1 WO 2025253673 A1 WO2025253673 A1 WO 2025253673A1 JP 2024042820 W JP2024042820 W JP 2024042820W WO 2025253673 A1 WO2025253673 A1 WO 2025253673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
balancer
housing
balancer device
side walls
counterweight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2024/042820
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
晴信 岡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Astemo Ltd
Original Assignee
Astemo Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Astemo Ltd filed Critical Astemo Ltd
Priority to JP2026525822A priority Critical patent/JPWO2025253673A1/ja
Publication of WO2025253673A1 publication Critical patent/WO2025253673A1/ja
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22—Compensation of inertia forces
    • F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system

Definitions

  • the present invention relates to a balancer device that reduces secondary vibrations in an internal combustion engine.
  • the device comprises a housing attached to the bottom of the crankcase of the internal combustion engine and housed within the oil pan, consisting of an upper housing and a lower housing; a drive-side balancer shaft rotatably housed and supported via a plain bearing in a housing chamber within the housing, to which rotational force is transmitted from the crankshaft; and a driven-side balancer shaft rotatably housed and supported via a plain bearing in the same housing chamber, to which rotational force is transmitted from the drive-side balancer shaft.
  • the drive-side balancer shaft receives rotational force from the crankshaft via a drive chain wound around a drive-side sprocket at the front end.
  • the drive-side balancer shaft is also equipped with a pair of counterweights.
  • the rotational force is transmitted to the driven balancer shaft from a drive gear provided on the driving balancer shaft via a driven gear.
  • the driven balancer shaft also has a pair of counterweights integrally provided.
  • the drive balancer shaft When the engine starts and the crankshaft is driven to rotate, the drive balancer shaft is driven to rotate at twice the rotational speed of the crankshaft via the drive sprocket of the drive balancer shaft, which is wound around the drive chain. At the same time, as the drive gear rotates, the driven gear that meshes with it rotates in the opposite direction, driving the driven balancer shaft to rotate in the opposite direction to the drive balancer shaft. This effectively suppresses secondary vibrations in the internal combustion engine through the rotation of each counterweight.
  • both side walls of the upper housing and both side walls of the lower housing are formed straight along the axial direction of each balancer shaft, so in order to ensure rigidity, the overall thickness of both side walls of each housing is made large to increase rigidity.
  • each side wall of the upper and lower housings will protrude outward, which will not only force the housings to become larger, and therefore the entire balancer device, but may also result in an increase in weight.
  • the wall thickness must be made even thicker to ensure the rigidity of both side walls compared to when it is made of cast iron, which results in an even more significant increase in the size of the device.
  • the present invention was devised in consideration of the technical issues with the conventional balancer devices described above, and one of its objectives is to provide a balancer device that can increase the rigidity of the housing while preventing it from becoming too large.
  • the invention described in claim 1 provides a balancer comprising a pair of balancer shafts, each having a counterweight that generates a vibratory force by a rotational force transmitted from an internal combustion engine, and a balancer housing having an accommodation chamber in which the pair of balancer shafts are rotatably accommodated,
  • the balancer housing is arranged along the axial direction of the balancer shaft and is characterized in that it has protrusions on the opposing inner surfaces of both side walls that form the storage chamber, the tip of which protrudes toward the counterweight.
  • This invention makes it possible to increase the rigidity of the housing, ensuring strength while preventing the balancer device from becoming too large.
  • FIG. 1 is a front view of a main portion showing a state in which an embodiment of a balancer device according to the present invention is attached to an internal combustion engine.
  • FIG. 2 is a plan view of the balancer device according to the embodiment.
  • FIG. FIG. 2 is a perspective view of the upper housing used in the present embodiment, viewed from the bottom side.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5.
  • FIG. 2 is a perspective view of the lower housing used in the present embodiment, viewed from above.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 8.
  • FIG. 1 is a front view of a main portion showing a state in which an embodiment of a balancer device according to the present invention is attached to an internal combustion engine
  • FIG. 2 is a plan view of the balancer device
  • FIG. 3 is a side view of the balancer device.
  • a bearing cap 4 having a bearing portion that supports the crankshaft 3 is fixed to the bottom of the cylinder block 2 of the internal combustion engine 1, and an oil pan (not shown) that is split into upper and lower parts and stores engine oil inside is attached to the bottom of the bearing cap 4.
  • crankshaft 3 is rotatably supported by multiple bearings, including bearing caps 4, which are attached to the bottom of the cylinder block 2 by bearing bolts, and a crank sprocket 6 is attached to the shaft end 3a, which is integral with the front end.
  • This crank sprocket 6 is connected to the shaft end 3a of the crankshaft 3 by shrink fitting through an insertion hole 6a formed in the center.
  • a balancer device 10 that suppresses secondary vibrations of the engine is housed within the space surrounded by the lower part of the cylinder block 2, the bearing cap 4, and the oil pan.
  • Figure 4 is a perspective view of the upper housing used in this embodiment, viewed from the bottom side;
  • Figure 5 is a bottom view of the upper housing;
  • Figure 6 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 5;
  • Figure 7 is a perspective view of the lower housing used in this embodiment, viewed from above;
  • Figure 8 is a plan view of the lower housing;
  • Figure 9 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 8.
  • this balancer device 10 comprises a balancer housing 11 fixed to the underside of the cylinder block 2, a drive balancer shaft 12 and a driven balancer shaft 13 rotatably supported in an accommodation chamber 11a inside the balancer housing 11 and arranged parallel to each other in the longitudinal direction of the engine, and a helical drive gear 14 and a driven gear 15, respectively, located near the axial front ends of the balancer shafts 12 and 13 and with their teeth meshing with each other.
  • the balancer housing 11 is composed of a lower housing 16 on the oil pan side and an upper housing 17 located above the lower housing 16. Both housings 16, 17 are made of aluminum to reduce weight, and are fastened together from above and below using multiple fastening bolts 18.
  • the lower housing 16 and upper housing 17 have side walls 19, 19, 20, 20 respectively arranged along the axial direction of the balancer shafts 12, 13, and front end walls 21 arranged at both longitudinal ends of each of the side walls 19-20.
  • Each of the side walls 19, 19, 20, 20 is basically formed almost straight, with the mating surfaces (abutment surfaces) facing each other from above and below formed as flat surfaces, and three parallel, front to rear cross beam deck sections 23, 23, 23 for bearings are integrally formed and connected across each of the side walls 19-20.
  • the lower housing 16 has an oil groove 24 formed in the longitudinal direction on the flat upper surface of one side wall 19 (19a) that supplies lubricating oil to each of the half-shaped bearing portions 23a formed in each cross beam deck portion 23.
  • An oil passage is formed in this oil groove 24 by the flat lower surface of one side wall 20 (20a) of the upper housing 17 shown in Figure 4 abutting against the upper surface of one side wall 19 (19a).
  • the flat lower surface of one side wall 20a of the upper housing 17 functions as a sealing surface that seals the oil groove 24 formed in the upper surface of one side wall 19a of the lower housing 16.
  • the upper housing 17 has multiple (eight in this embodiment) fixing bosses 25 integrally formed on the outside of each of the side walls 20, 20.
  • Each fixing boss 25 is formed in a substantially cylindrical shape and has an insertion hole 25a formed vertically therethrough, through which a bolt (not shown) is inserted to attach and secure the balancer housing 11 to the lower part of the cylinder block 2.
  • the other six fixing bosses 25 each have connecting portions 25b, 25b on both sides that are substantially triangular in shape when viewed from above where they connect to the side walls 20, 20.
  • the upper housing 17 is formed as eight flat mounting surfaces, with the upper surface of each fixing boss 25 abutting against the underside of the cylinder block 2.
  • the drive-side balancer shaft 12 has a helical-tooth idler driven gear 26 attached to its tip shaft portion 12a, which protrudes forward from the balancer housing 11. As shown in FIG. 2, this idler driven gear 26 meshes with an idler gear 27 attached to the outer periphery of an idler shaft 35, which will be described later.
  • the idler driven gear 26 transmits rotational force from the crankshaft 3 to the drive-side balancer shaft 12 via a drive chain 28 wound between an idler sprocket 36, which is integrally attached to the front end of the idler gear 27, and the crank sprocket 6. This causes the balancer shafts 12 and 13 to rotate in opposite directions via the drive-side gear 14 and the driven-side gear 15.
  • the balancer shafts 12 and 13 are set to rotate twice for each rotation of the crankshaft 3.
  • the tension of the drive chain 28 is adjusted by a chain tensioner 29, as shown in FIG. 1.
  • the journal portion 12e of the tip shaft portion 12a is rotatably supported by a half-split bearing portion 30 formed between the lower housing 16 and the upper housing 17, and this bearing portion 30 is fixed vertically by a pair of fastening bolts 18 that fasten the lower housing 16 and the upper housing 17 together.
  • the drive-side balancer shaft 12 has three cylindrical journal surfaces 12b, 12c, and 12d formed on the front, center, and rear axial ends, respectively, and these three journal surfaces 12b to 12d are rotatably supported by two plain bearings in first to third bearing grooves formed in the first to third cross beam deck sections 23 of the lower housing 16 and upper housing 17, respectively.
  • the drive-side balancer shaft 12 has two semicircular counterweights, the first and second counterweights 31 and 32, integrally mounted at symmetrical positions on either side of the second cross beam deck section 23.
  • Each of these counterweights 31 and 32 has a recess 31a or 32a formed at one radial end, as shown in the figures.
  • Each recess 31a or 32a is cut out to have a substantially V-shaped cross section, with the central portions 31b and 32b being the most recessed.
  • the other radial end faces 31c and 32c of both counterweights 31 and 32 are cut out along the axial direction to form a flat shape, and the counterweights are set to have the same weight.
  • the drive-side gear 14 is fixed to the drive-side balancer shaft 12 by press-fitting or the like, and is sandwiched between thrust walls (not shown) to restrict axial movement.
  • the driven-side balancer shaft 13 has a shorter axial length than the drive-side balancer shaft 12, and journal surfaces 13b, 13c, and 13d formed at three axial locations are rotatably supported via plain bearings in two semicircular arc-shaped bearing grooves formed in each cross beam deck section 23.
  • the driven-side balancer shaft 13 has two semicircular arc-shaped first and second counterweights 33, 34 integrally mounted at symmetrical positions on either side of the central second cross beam deck section 23.
  • These counterweights 33, 34 have the same shape as the first and second counterweights 31, 32 of the drive-side balancer shaft 12, with recesses 33a, 34a cut out in a roughly V-shaped cross section at one radial end, and the central sections 33b, 34b are the deepest recesses.
  • the other radial end faces 33c, 34c of each counterweight 33, 34 are cut out along the axial direction to form a flat shape, and are set to the same weight.
  • the recesses 31a-34a provided in the drive-side and driven-side counterweights 31-34 are designed to allow the clamping portion of the crankshaft 3, which is part of the crankshaft 3, to enter during rotation. This allows the balancer device to be brought closer to the internal combustion engine from above and below.
  • the driven gear 15 is fixed to the driven balancer shaft 13 by press fitting or the like, and, like the drive gear 14, is sandwiched within a groove formed in the lower housing 16, i.e., between the opposing thrust walls of the groove, so that its axial movement is restricted.
  • the upper housing 17 has an idler shaft 35 mounted on a fixing boss 25 on the outer side of the front end.
  • the idler shaft 35 is fixed to the fixing boss 25 via a flange 35a by the fastening force of a seat nut 37 that is threaded onto a male thread (not shown), and rotatably supports an idler gear 27 and an idler sprocket 36 that is integral with the idler gear 27 on its outer periphery.
  • the upper housing 17 has four protrusions 38 integrally formed on the opposing inner surfaces of both side walls 20, 20 at positions corresponding to the positions where the four counterweights 31 to 34 are formed.
  • Each of these protrusions 38 is formed in a roughly triangular convex shape when viewed from above, has a solid interior, and is formed with a raised buildup, with each tip 38a projecting into the recesses 31a to 34a of each counterweight 31 to 34 and positioned so as to overlap with each counterweight 31 to 34 in the axial direction.
  • each protrusion 38 is disposed between the two adjacent fixing bosses 25 and is connected to the respective fixing bosses 25 via the two connecting portions 25b, 25b across both side walls 20, 20.
  • each protrusion 38 is connected to the respective fixing bosses 25 via the connecting portions 25b, 25b in a substantially V-shape in plan view.
  • the lower housing 16 has four convex wall portions 39 integrally formed on the opposing inner surfaces of both side walls 19, 19 at the same vertical positions corresponding to the protrusions 38 of the upper housing 17, protruding toward the recesses 33a, 34a of each counterweight 33, 34.
  • each convex wall portion 39 is formed in a roughly triangular shape in plan view, but unlike the protrusions 38, it is not solid internally; rather, it is formed with a hollow interior by partially deforming both side walls 19, 19 bulging inward.
  • each convex wall portion 39 is positioned so that its tip end 39a protrudes into the recesses 31a to 34a of each counterweight 31 to 34 and overlaps with each counterweight 31 to 34 in the axial direction.
  • the balancer housing 11 prevents interference between the oil remaining in the oil pan and the balancer shafts 12, 13, and receives the vibratory force generated when the balancer shafts 12, 13 rotate, while simultaneously transmitting the vibratory force to the engine. In this way, secondary vibrations are suppressed by rotating the counterweights 31-34 as the balancer shafts 12, 13 rotate and transmitting the vibratory force to the internal combustion engine 1.
  • each of the side walls 20, 20 of the upper housing 17 is provided with the tip ends 38a protruding toward the recesses 31a, 32a of the counterweights 31, 32.
  • This increases the rigidity of each of the side walls 20, 20, and increases the strength. Therefore, the overall rigidity of the balancer housing 11 is improved, resulting in sufficient strength.
  • each tip portion 39a protruding toward the respective recesses 33a, 34a of the counterweights 33, 34, thereby increasing the rigidity and strength of each of the both side walls 19, 19.
  • each protrusion 38 and each convex wall 39 further improves the rigidity of the balancer housing 11, further increasing its strength.
  • the protrusions 38 and convex wall portions 39 are formed to protrude into the recesses 31a to 34a formed in the counterweights 31 to 34, respectively. This effectively utilizes the dead space between the housings 16, 17 and the counterweights 31 to 34, thereby shortening the width of the balancer housing 11 and preventing the overall size from increasing.
  • this embodiment makes it possible to improve the overall rigidity of the balancer housing 11 while preventing it from becoming too large.
  • the protrusions 38 and convex wall portions 39 increase the rigidity and strength of the side walls 19-20 of each housing 16, 17, thereby suppressing deformation of the side walls 19-20 when the upper housing 17 and lower housing 16 are joined with the fastening bolts 18, thereby preventing oil from leaking from the oil passages.
  • each protrusion 38 and each convex wall 39 is formed in a substantially triangular convex shape in plan view, which effectively increases the rigidity of each housing 16, 17. As a result, deformation of each housing 16, 17 can be sufficiently suppressed.
  • each protrusion 38 of the upper housing 17 is formed as a solid mound inside, which increases the rigidity of the upper housing 17, which requires high rigidity particularly when coupled to the internal combustion engine 1.
  • each convex wall 39 of the lower housing 16 functions as a rib by deforming both side walls 19, 19 inward, ensuring rigidity while minimizing weight gain.
  • the two side walls 20, 20 of the upper housing 17 are connected by a so-called truss structure using the six fixing bosses 25, the connecting portions 25b, and the protrusions 38, which further increases the rigidity of the upper housing 17. As a result, deformation of the upper housing 17 can be more effectively suppressed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

内燃機関から伝達された回転力により起振力を発生させる第１、第２カウンターウエイト３１～３４をそれぞれ有する一対のバランサシャフト１２，１３と、一対のバランサシャフトが内部に回転可能に収容される収容室１１ａを有するバランサハウジング１１と、を備えている。バランサハウジングは、ロアーハウジング１６とアッパーハウジング１７とを有し、少なくともアッパーハウジングの両側壁２０、２０の対向する内面に、先端部２８ａがカウンターウエイト３１、３２の径方向凹状に設けられた凹部３１ａ、３２ａに向かって突出する突起部３８を設けた。 前記構成によって、バランサ装置のハウジングの剛性を高めつつ大型化を抑制することができる。

Description

バランサ装置
　本発明は、内燃機関の二次振動を低減させるバランサ装置に関する。
　従来の内燃機関のバランサ装置としては、以下の特許文献１に記載されているものがある。概略を説明すると、内燃機関のクランクケースの下部に取り付けられつつオイルパン内に収容されて、アッパーハウジングとロアーハウジングからなるハウジングと、該ハウジングの内部に有する収容室に滑り軸受を介して回転可能に収容支持され、クランクシャフトから回転力が伝達される駆動側バランサシャフトと、同じく前記収容室に滑り軸受によって回転自在に収容支持されて、駆動側バランサシャフトから回転力が伝達される従動側バランサシャフトと、を備えている。
　前記駆動側バランサシャフトは、前端部の駆動側スプロケットに巻回された駆動チェーンを介してクランクシャフトから回転力が伝達されるようになっている。また、駆動側バランサシャフトには、一対のカウンターウエイトが設けられている。
　前記従動側バランサシャフトは、駆動側バランサシャフトに設けられたドライブギアからドリブンギアを介して回転力が伝達されるようになっている。また、従動側バランサシャフトにも、一対のカウンターウエイトが一体に設けられている。
　そして、機関始動によりクランクシャフトが回転駆動すると、駆動チェーンに巻回された駆動側バランサシャフトの駆動側スプロケットを介して駆動側バランサシャフトがクランクシャフトの２倍の回転速度で回転駆動すると共に、駆動側ギアの回転に伴ってこれと噛合した従動側ギアが逆方向へ回転して従動側バランサシャフトを駆動側バランサシャフトと反対方向へ回転駆動させる。これにより、各カウンターウエイトの回転によって内燃機関の二次振動を効果的に抑制するようになっている。
特許特開２０１３－１５４２８２号公報
　ところで、前記バランサ装置にあっては、前記複数のカウンターウエイトの回転に伴う振動に耐えるために、ハウジングに十分な強度が要求されている。そこで、前記従来のバランサ装置は、アッパーハウジングの両側壁とロアーハウジングの両側壁が前記各バランサシャフトの軸方向に沿ってストレートに形成されていることから、剛性を確保するために、各ハウジングの両側壁の全体の肉厚を大きく形成して剛性を高くする工夫がなされている。
　しかし、アッパーハウジングとロアーハウジングの各両側壁の肉厚を大きく形成すると、両ハウジングの両側壁が外側に張り出す形になってハウジングの大型化、つまりバランサ装置全体の大型化が余儀なくされるばかりか重量の増加を招くおそれがある。
　特に、ハウジングをアルミ合金材で形成した場合には、鋳鉄で形成した場合に比較して両側壁の剛性を確保するための肉厚をさらに大きくせざるを得ず、装置の大型化が一層顕著になっている。
　本発明は、前記従来のバランサ装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ハウジングの剛性を高めつつ大型化を抑制できるバランサ装置を提供することを一つの目的としている。
　請求項１に記載の発明は、内燃機関から伝達された回転力により起振力を発生させるカウンターウエイトをそれぞれ有する一対のバランサシャフトと、前記一対のバランサシャフトが内部に回転可能に収容される収容室を有するバランサハウジングと、を備え、
　前記バランサハウジングは、前記バランサシャフトの軸方向に沿って配設されて前記収容室を構成する両側壁の対向する内面に、先端部が前記カウンターウエイトに向かって突出する突起部を有することを特徴としている。
　この発明によれば、ハウジングの剛性を高くして強度を確保しつつバランサ装置の大型化を抑制することができる。
本発明に係るバランサ装置の一実施形態を内燃機関へ取り付けた状態を示す要部正面図である。 本実施形態に係るバランサ装置の平面図である。 同バランサ装置の側面図である。 本実施形態に供されるアッパーハウジングを底面側から視た斜視図である。 同アッパーハウジングの底面図である。 図５のＡ－Ａ線断面図である。 本実施形態に供されるロアーハウジングを上方向側から視た斜視図である。 同ロアーハウジングの平面図である。 図８のＢ－Ｂ線断面図である。
　以下、本発明に係るバランサ装置を、例えば自動車の直列４気筒の内燃機関に適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
　図１は本発明に係るバランサ装置の一実施形態が内燃機関に取り付けられている状態を示す要部正面図、図２は同バランサ装置の平面図、図３は同バランサ装置の側面図である。
　内燃機関１のシリンダブロック２の下部には、図１に示すように、クランクシャフト３を軸支する軸受部を有するベアリングキャップ４が固定されていると共に、該ベアリングキャップ４の下部に、内部にエンジンオイルを貯留した上下分割型の図外のオイルパンが取り付けられている。
　クランクシャフト３は、シリンダブロック２の下部にベアリングボルトによって結合されたベアリングキャップ４などからなる複数の軸受によって回転自在に支持されていると共に、前端側に一体的に有する軸端部３ａにクランクスプロケット６が取り付けられている。
　このクランクスプロケット６は、中央部に形成された挿通孔６ａを介してクランクシャフト３の軸端部３ａに焼き嵌めによって結合されている。
　シリンダブロック２の下部とベアリングキャップ４及びオイルパンによって囲まれた空間内には、機関の二次振動を抑制するバランサ装置１０が収容配置されている。
　図４は本実施形態に供されるアッパーハウジングを底面側から視た斜視図、図５は同アッパーハウジングの底面図、図６は図５のＡ－Ａ線断面図、図７は本実施形態に供されるロアーハウジングを上方向側から視た斜視図、図８は同ロアーハウジングの平面図、図９は図８のＢ－Ｂ線断面図である。
　このバランサ装置１０は、図１～図９に示すように、シリンダブロック２の下面に固定されたバランサハウジング１１と、該バランサハウジング１１の内部に有する収容室１１ａに回転自在に支持されて、機関前後方向に並行に配置された駆動側バランサシャフト１２及び従動側バランサシャフト１３と、該両バランサシャフト１２，１３の軸方向の前端寄りの位置にそれぞれ設けられて、各歯部が互いに噛合したヘリカル型の駆動側ギア１４及び従動側ギア１５と、を備えている。
　前記バランサハウジング１１は、図１及び図３に示すように、オイルパン側のロアーハウジング１６と、該ロアーハウジング１６の上部に配置されたアッパーハウジング１７と、から構成されている。この両ハウジング１６，１７は、軽量化の要請からアルミニウム材によって形成されていると共に、複数の締結ボルト１８によって上下方向から締結固定されている。
　前記ロアーハウジング１６とアッパーハウジング１７は、図４～図８に示すように、各バランサシャフト１２，１３の軸方向に沿ってそれぞれ設けられた両側壁１９、１９、２０、２０と、該各両側壁１９～２０の長手方向の両端部に設けられた前端壁２１と、を有している。各両側壁１９、１９、２０、２０は、基本的にほぼストレートに形成されて、上下から互いに対向する合わせ面（当接面）が平坦面に形成されていると共に、各両側壁１９～２０を横断する形で結合する軸受用の前後３つの平行な第１～第３横梁デッキ部２３、２３、２３が一体に設けられている。
　前記ロアーハウジング１６は、図７及び図８に示すように一方の側壁１９(１９ａ)の平坦な上面に各横梁デッキ部２３に形成された半割状の各軸受部２３ａに潤滑油を供給する油溝２４が長手方向に沿って形成されている。この油溝２４は、一方の側壁１９（１９ａ）の上面に、図４に示すアッパーハウジング１７の一方の側壁２０（２０ａ）の平坦な下面が覆うように当接することによって油通路が形成されている。つまり、アッパーハウジング１７の一方の側壁２０ａの平坦な下面がロアーハウジング１６の一方の側壁１９ａの上面に形成された油溝２４をシールするシール面として機能するようになっている。
　前記アッパーハウジング１７は、図２、図４及び図５に示すように、両側壁２０、２０の各外側に複数（本実施形態では８つ）の固定用ボス部２５が一体に形成されている。この各固定用ボス部２５は、ほぼ円柱状に形成され、内部にバランサハウジング１１をシリンダブロック２の下部に取り付け固定する図外のボルトを挿通させる挿通孔２５ａが上下方向に沿って貫通形成されている。また、前端壁２１側の２つの固定用ボス部２５を除く他の６つの固定用ボス部２５は、それぞれの両側に両側壁２０，２０と結合する平面から視てほぼ三角形状の結合部２５ｂ、２５ｂがそれぞれ設けられている。
　アッパーハウジング１７は、各固定用ボス部２５のそれぞれの上面がシリンダブロック２の下面に当接する平坦な８つの取付面として形成されている。
　前記駆動側バランサシャフト１２は、バランサハウジング１１から前方に突出した先端軸部１２ａに、はす歯形のアイドラ被動ギア２６が設けられている。このアイドラ被動ギア２６は、図２に示すように、後述するアイドラシャフト３５の外周に設けられたアイドラギア２７に噛み合っている。また、アイドラ被動ギア２６は、アイドラギア２７の前端側に一体に設けられたアイドラスプロケット３６とクランクスプロケット６との間に巻装された駆動チェーン２８を介してクランクシャフト３からの回転力を駆動側バランサシャフト１２に伝達するようになっている。これによって、両バランサシャフト１２，１３が、駆動側ギア１４と従動側ギア１５を介して互いに反対方向へ回転されるようになっている。なお、前記両バランサシャフト１２，１３は、クランクシャフト３の１回転当たり２回転するように設定されている。また、駆動チェーン２８は、図１に示すように、チェーンテンショナー２９によって張力が調整されている。
　なお、先端軸部１２ａは、ジャーナル部１２ｅがロアーハウジング１６とアッパーハウジング１７との間に形成された半割状の軸受部３０によって回転可能に支持されており、この軸受部３０は、ロアーハウジング１６とアッパーハウジング１７とを締結する一対の締結ボルト１８によって上下固定されている。
　駆動側バランサシャフト１２は、図４及び図５に示すように、軸方向の前端側と中央部及び後端側にそれぞれ円柱状の３つのジャーナル面１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが形成されていると共に、この３つのジャーナル面１２ｂ～１２ｄがロアーハウジング１６とアッパーハウジング１７の第１横梁デッキ部～第３横梁デッキ部２３の位置にそれぞれ形成された第１～第３軸受凹溝に有する２つのプレーンベアリングによって回転自在に支持されている。
　駆動側バランサシャフト１２は、図４～図６に示すように、第２横梁デッキ部２３を挟んだ前後の対称位置に半円形状の２つの第１、第２カウンターウエイト３１、３２が一体に設けられている。この両カウンターウエイト３１，３２は、図中、径方向の一端部に凹部３１ａ、３２ａがそれぞれ形成されており、この各凹部３１ａ、３２ａは、縦断面ほぼＶ字形状に切り欠かれて中央部３１ｂ、３２ｂが最大に凹んでいる。また、両カウンターウエイト３１，３２は、図８、図９に示すように、径方向の他端面３１ｃ、３２ｃが軸方向に沿って切り欠かれて平坦状に形成されていると共に、同一の重量に設定されている。
　前記駆動側ギア１４は、駆動側バランサシャフト１２に圧入などによって固定されていると共に、図外のスラスト壁によって挟まれて軸方向への移動が規制されるようになっている。
　前記従動側バランサシャフト１３は、図２～図５に示すように、その軸長が駆動側バランサシャフト１２よりも短尺に形成されて、軸方向の３個所に形成されたジャーナル面１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが各横梁デッキ部２３にそれぞれ形成された２つの半円弧状の軸受凹溝にプレーンベアリングを介して回転自在に支持されている。
　従動側バランサシャフト１３は、図２～図８に示すように、中央の第２横梁デッキ部２３を挟んだ前後対称位置に半円弧状の２つの第１、第２カウンターウエイト３３、３４が一体に設けられている。この両カウンターウエイト３３、３４は、駆動側バランサシャフト１２の第１、第２カウンターウエイト３１，３２と同じ形状であって、径方向の一端部に縦断面ほぼＶ字形状に切り欠かれた凹部３３ａ、３４ａが形成され、この中央部３３ｂ、３４ｂが最大に凹んでいる。また、各カウンターウエイト３３，３４は、径方向の他端面３３ｃ、３４ｃが軸方向に沿って切り欠かれて平坦状に形成されて、同一の重量に設定されている。
　前記駆動側と従動側の各カウンターウエイト３１～３４に設けられた各凹部３１ａ～３４ａは、回転中におけるクランクシャフト３の一部であるクランピン側が入り込み可能になっている。これによって、バランサ装置を内燃機関に上下方向から近づけることが可能になっている。
　前記従動側ギア１５は、従動側バランサシャフト１３に圧入などによって固定されていると共に、駆動側ギア１４と同じくロアーハウジング１６に形成された溝内、つまり溝の対向するスラスト壁により挟まれて軸方向への移動が規制されるようになっている。
　前記アッパーハウジング１７は、図１及び図２に示すように、前端部の外側部に有する固定用ボス部２５にアイドラシャフト３５が設けられている。アイドラシャフト３５は、図外の雄ねじ部に螺着される座付きナット３７の締結力によってフランジ部３５ａを介して固定用ボス部２５に固定されていると共に、外周にアイドラギア２７と該アイドラギア２７と一体のアイドラスプロケット３６を回転可能に支持している。
　そして、アッパーハウジング１７は、図４～図６に示すように、両側壁２０，２０の対向する内面であって、前記４つのカウンターウエイト３１～３４の形成位置と対応した位置に前後左右４つの突起部３８が一体に設けられている。この各突起部３８は、それぞれが平面から視てほぼ三角形状の凸状に形成されて、内部中実状であって肉盛り状に形成されていると共に、各先端部３８ａが各カウンターウエイト３１～３４の凹部３１ａ～３４ａの内部に入り込むように突出して各カウンターウエイト３１～３４と軸方向から重なり合うように配置されている。
　また、それぞれの突起部３８は、前記隣接する２つの固定用ボス部２５の間に配置されて、両側壁２０、２０を挟んで前記両結合部２５ｂ、２５ｂを介して各固定用ボス部２５に結合されている。つまり、各突起部３８は、両結合部２５ｂ、２５ｂを介して各固定用ボス部２５に平面視ほぼＶ字形状に連結されている。
　一方、ロアーハウジング１６は、図７～図９に示すように、両側壁１９，１９の対向する内面であって、前記アッパーハウジング１７の各突起部３８に対応した上下方向の同じ位置に、各カウンターウエイト３３，３４の凹部３３ａ、３４ａ方向に突出した４つの凸壁部３９が一体に設けられている。この各凸壁部３９は、各突起部３８と同じく平面視、ほぼ三角形状に形成されているが、各突起部３８と異なり内部中実ではなく、両側壁１９、１９の一部を内側に膨出変形させた内部中空状に形成されている。また各凸壁部３９は、それぞれの先端部３９ａが各カウンターウエイト３１～３４の凹部３１ａ～３４ａの内部に入り込むように突出して各カウンターウエイト３１～３４と軸方向から重なり合うように配置されている。
　〔本実施形態の作用効果〕
　したがって、このバランサ装置１０によれば、機関が始動されてクランクシャフト３が回転駆動すると、クランクスプロケット６と駆動チェーン２８及びアイドラギア２７とアイドラ被動ギア２６を介して駆動側バランサシャフト１２が前記クランクシャフト３の２倍の速度で回転する。これによって、従動側バランサシャフト１３が、駆動側ギア１４と従動側ギア１５の噛み合い回転伝達を経て駆動側バランサシャフト１２と反対方向へ同速度で回転する。これにより、それぞれのカウンターウエイト３１、３２、３３、３４も互いに反対方向へ回転しながらバランサシャフト１２、１３自体の左右の遠心力をキャンセルする。
　このとき、バランサハウジング１１は、オイルパン内に滞留するオイルと各バランサシャフト１２，１３の干渉を防止し、該各バランサシャフト１２，１３が回転する際に発生する起振力を受けると同時に起振力を機関に伝達する。このように、各バランサシャフト１２．１３の回転に伴い各カウンターウエイト３１～３４が回転して起振力を内燃機関１に伝達することによって二次振動を抑制する。
　そして、本実施形態では、アッパーハウジング１７の各両側壁２０，２０の対向内面に、各先端部３８ａが各カウンターウエイト３１、３２の各凹部３１ａ、３２ａに向かって突出する４つの突起部３８をそれぞれ設けたことから、各両側壁２０，２０の剛性が高くなって強度が大きくなる。したがって、バランサハウジング１１は、全体の剛性が向上して強度が十分に大きくなる。
　しかも、本実施形態では、ロアーハウジング１６の両側壁１９、１９の内面にも、各先端部３９ａが各カウンターウエイト３３、３４の各凹部３３ａ、３４ａに向かって突出する４つの凸壁部３９をそれぞれ設けたことから、各両側壁１９，１９の剛性も高くなって強度が大きくなる。
　よって、前記各突起部３８と各凸壁部３９との相乗効果によってバランサハウジング１１の剛性がさらに向上して強度もさらに大きくなる。
　また、前記各突起部３８や各凸壁部３９は、各カウンターウエイト３１～３４にそれぞれ形成された凹部３１ａ～３４ａ内に入り込むように突出形成されていることから、各ハウジング１６、１７と各カウンターウエイト３１～３４との間のデッドスペースを有効活用することにより、バランサハウジング１１の幅方向の長さを短くすることができ、全体の大型化を抑制することが可能になる。
　つまり、本実施形態では、バランサハウジング１１の全体の剛性の向上を図りつつ大型化を抑制することが可能になる。
　ところで、仮に、前記一対のバランサシャフト１２，１３の軸間距離が長い場合には、バランサハウジング１１のロアーハウジング１６の両側壁１９，１９の間と、アッパーハウジング１７の両側壁２０，２０の間の距離も大きくなることから、アッパーハウジング１７とロアーハウジング１６との間を締結ボルト１８によって結合させると両側壁１９，１９、２０，２０が変形し易くなる。この変形に伴って、アッパーハウジング１７とロアーハウジング１６の間に隙間が発生して、油溝２４を介して両ハウジング１６，１７間に形成された油通路からオイルがリークし易くなる。
　しかし、本実施形態では、各突起部３８と各凸壁部３９によって各ハウジング１６，１７の両側壁１９～２０の剛性が高くなって強度が大きくなることから、アッパーハウジング１７とロアーハウジング１６との締結ボルト１８による結合時に両側壁１９～２０の変形が抑制されるので、油通路からのオイルのリークの発生を抑制できる。
　特に、各突起部３８と各凸壁部３９は、平面視ほぼ三角形の凸状に形成されていることから、各ハウジング１６、１７の剛性を効果的に高めることが可能になる。この結果、各ハウジング１６、１７の変形を十分に抑制することができる。
　また、アッパーハウジング１７の各突起部３８は、内部中実状の肉盛り状に形成されていることから、特に内燃機関１との結合による高い剛性が要求されるアッパーハウジング１７の剛性を高くすることができる。一方、ロアーハウジング１６の各凸壁部３９は、両側壁１９，１９を内側に膨出変形させていることからリブとして機能して剛性を確保しつつ重量の増加が抑制される。
　さらに、アッパーハウジング１７の両側壁２０，２０は、６つの各固定用ボス部２５と結合部２５ｂ及び各突起部３８によっていわゆるトラス構造によって連結されていることから、アッパーハウジング１７の剛性をさらに高くすることが可能になる。この結果、アッパーハウジング１７の変形をさらに効果的に抑制することができる。
　前述したように、各カウンターウエイト３１～３４の外周面に形成された各凹部３１ａ～３４ａ内に回転中のクランクシャフト３のクランクピン側が入り込み可能とすることによって、この分、バランサ装置１０を内燃機関の方向へ近づけることが可能になる。これによって、バランサ装置１０を含む内燃機関１全体の上下方向の高さを小さくすることができることから、車両の低位化を図ることが可能になる。
１・・・内燃機関、２・・・シリンダブロック、３・・・クランクシャフト、４・・・ベアリングキャップ、６・・・クランクスプロケット、１０・・・バランサ装置、１１・・・バランサハウジング、１１ａ・・・収容室、１２・・・駆動側バランサシャフト、１３・・・従動側バランサシャフト、１３ａ・１３ｂ・・・第１・第２カウンターウエイト、１４・・・駆動側ギア、１５・・・従動側ギア、１６・・・ロアーハウジング、１７・・・アッパーハウジング、１９・１９・・・ロアーハウジング側の両側壁、２０・２０・・・アッパーハウジング側の両側壁、２４・・・油溝、２５・・・固定用ボス部、２５ｂ・・・結合部、３１・３２・・・駆動側の第１・第２カウンターウエイト、３１ａ・３２ａ・・・凹部、３１ｂ・３２ｂ・・・中央部、３３，３４・・・従動側の第１、第２カウンターウエイト、３３ａ・３４ａ・・・凹部、３３ａ・３４ａ・・・中央部、３８・・・突起部、３８ａ・・・先端部、３９・・・凸壁部、３９ａ・・・先端部。

Claims (11)

  1. 　内燃機関から伝達された回転力により起振力を発生させるカウンターウエイトをそれぞれ有する一対のバランサシャフトと、
    　前記一対のバランサシャフトが内部に回転可能に収容される収容室を有するバランサハウジングと、を備え、
    　前記バランサハウジングは、前記バランサシャフトの軸方向に沿って配設されて前記収容室を構成する両側壁の内面に、先端部が前記カウンターウエイトに向かって突出する突起部を設けたことを特徴とするバランサ装置。
  2. 　請求項１に記載されたバランサ装置であって、
    　前記カウンターウエイトの外周面に、径方向内側に凹んだ凹部を形成すると共に、前記突起部を前記凹部内に向かって凸状に形成したことを特徴とするバランサ装置。
  3. 　請求項２に記載されたバランサ装置であって、
    　前記突起部は、前記カウンターウエイトの前記凹部の内部に入り込むように突出形成されて、前記カウンターウエイトと軸方向から重なり合うように配置されていることを特徴とするバランサ装置。
  4. 　請求項１に記載されたバランサ装置であって、
    　前記突起部は、平面視ほぼ三角形状の凸状に形成されていることを特徴とするバランサ装置。
  5. 　請求項１に記載されたバランサ装置であって、
    　前記両側壁の外面に、バランサハウジングを内燃機関にボルト固定させる複数の固定用ボス部を前記バランサハウジングの長手方向に間欠的に設け、
    　前記隣接する２つの固定用ボス部の間に、前記突起部を配置したことを特徴とするバランサ装置。
  6. 　請求項５に記載されたバランサ装置であって、
    　円筒状に形成された前記各固定用ボス部は、それぞれの両側に前記バランサハウジングと結合する結合部を有し、前記隣接する２つの固定用ボス部と該両固定用ボス部との間に配置された前記突起部を、前記各結合部を介して平面視ほぼＶ字形状に連結したことを特徴とするバランサ装置。
  7. 　請求項２に記載されたバランサ装置であって、
    　前記カウンターウエイトの外周面に形成された凹部は、軸方向のほぼ中央位置が最大に凹んだ縦断面ほぼＶ字形状に形成され、
    　前記凹部内に内燃機関の回転中のクランクシャフトの一部が入り込み可能に形成されていることを特徴とするバランサ装置。
  8. 　請求項１に記載されたバランサ装置であって、
    　前記バランサハウジングは、内燃機関の下部に配置されたアッパーハウジングと、該アッパーハウジングの下部に結合されたロアーハウジングとによって構成され、
    　前記アッパーハウジングの両側壁の対向する内面に、前記突起部を有し、
    　前記ロアーハウジングの両側壁の対向する内面のうち、前記アッパーハウジングの前記突起部に対応した位置に、前記カウンターウエイト方向へ突出した凸側壁を有することを特徴とするバランサ装置。
  9. 　請求項８に記載されたバランサ装置であって、
    　前記突起部は、内部が中実の肉盛り状に形成され、
    　前記凸側壁は、ロアーハウジングの両側壁を内側に膨出変形させた内部中空状に形成されていることを特徴とするバランサ装置。
  10. 　請求項８に記載されたバランサ装置であって、
    　前記アッパーハウジングとロアーハウジングの互いの上下の当接面の間に、油通路が形成されていることを特徴とするバランサ装置。
  11. 　請求項１０に記載されたバランサ装置であって、
    　前記ロアーハウジングの前記当接面に前記油通路を形成する油溝が形成され、
    　前記アッパーハウジングの前記当接面が前記油溝を覆う平坦状のシール面として形成され、
    　前記アッパーハウジングの前記突起部と前記各固定用ボス部が前記シール面を跨って結合されて、前記両側壁と前記突起部及び両固定用ボス部によってトラス構造に形成されていることを特徴とするバランサ装置。
PCT/JP2024/042820 2024-06-03 2024-12-04 バランサ装置 Pending WO2025253673A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2026525822A JPWO2025253673A1 (ja) 2024-06-03 2024-12-04

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024089680 2024-06-03
JP2024-089680 2024-06-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025253673A1 true WO2025253673A1 (ja) 2025-12-11

Family

ID=97960264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/042820 Pending WO2025253673A1 (ja) 2024-06-03 2024-12-04 バランサ装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2025253673A1 (ja)
WO (1) WO2025253673A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0783284A (ja) * 1993-09-16 1995-03-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のバランサ装置
JP2007192263A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Hitachi Ltd バランサ装置
CN113309818A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机平衡轴结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0783284A (ja) * 1993-09-16 1995-03-28 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のバランサ装置
JP2007192263A (ja) * 2006-01-18 2007-08-02 Hitachi Ltd バランサ装置
CN113309818A (zh) * 2021-05-28 2021-08-27 广西玉柴机器股份有限公司 一种发动机平衡轴结构

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2025253673A1 (ja) 2025-12-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0789166B1 (en) Balance shaft supporting structure in engine
EP1081410B1 (en) Balance shaft for engine balancing systems
US8047176B2 (en) Balancer apparatus for an engine
JP3875341B2 (ja) 車両用バランサー装置付きエンジン
US8662046B2 (en) Balancer integrated with crankcase
EP1160438A2 (en) Case member mounting structure
GB2485542A (en) Composite cylinder block of an internal combustion engine
CA2447710C (en) Balancer device for engines
KR20060126523A (ko) 통합형 밸런스 샤프트를 갖는 피스톤 엔진
US20210048087A1 (en) Balancer device for internal combustion engines
JP6841972B2 (ja) 可変圧縮比内燃機関
JP4081887B2 (ja) 内燃機関用バランス装置
JPH1137220A (ja) 内燃機関用バランサーシャフト
WO2024142758A1 (ja) 内燃機関のバランサ装置
JP3127354B2 (ja) エンジンにおけるチェーンテンショナーの支持構造
US20210131377A1 (en) Bearing cap, internal combustion engine, and manufacturing method of internal combustion engine
JP7127495B2 (ja) 軸受構造
JP4181146B2 (ja) エンジンのテンショナ装置取付構造
JP2002195387A (ja) ギア装置
JP3599178B2 (ja) Ｖ型多気筒エンジン
JP3730557B2 (ja) エンジン用つり合い装置のバランサシャフト
JPH04351347A (ja) 内燃機関のバランスシャフト
JP3488727B2 (ja) 内燃機関のバランサ装置
US6688600B2 (en) Machine having an oil seal
WO2025046991A1 (ja) バランサ装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24942759

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2026525822

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2026525822

Country of ref document: JP