JPH11325185A - バランサ装置 - Google Patents
バランサ装置Info
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- JPH11325185A JPH11325185A JP12773598A JP12773598A JPH11325185A JP H11325185 A JPH11325185 A JP H11325185A JP 12773598 A JP12773598 A JP 12773598A JP 12773598 A JP12773598 A JP 12773598A JP H11325185 A JPH11325185 A JP H11325185A
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Abstract
シャフトを用いる場合に歯打ちの衝撃を抑制する。 【解決手段】 4サイクル4気筒エンジン(1)は、3
000rpm以上でクランク軸(2)の角加速度は大き
いが角変位は微小であり、3000rpm以下では角加
速度は微小であるが角変位は大きく、3000rpmに
おける角変位が0.2度である。第1バランサシャフト
(7)には樹脂製の第1バランサギヤ(9)が取り付け
られており、クランク軸に取り付けられた金属製のクラ
ンクギヤ(3)と噛合している。クランクギヤと第1バ
ランサギヤのバックラッシュをクランク軸の角変位の換
算値で、0.2度以上になるように設定する。
Description
質量の慣性力または慣性偶力に起因する振動を抑制する
ためのバランサシャフトを用いたバランサ装置、特に内
燃機関のクランク軸のバランサ装置に関する。
性力または慣性偶力に起因する振動を抑制するためにバ
ランサシャフトを用いて、クランク軸の起振力を打ち消
す力を発生せしめるバランサ装置が公知である。バラン
サシャフトは歯車を介してクランク軸により駆動せしめ
られるが、ここで、重量軽減等の目的から、クランク軸
の歯車は従来通り金属製にしながら、バランサシャフト
の歯車を樹脂製にすることが公知である(実開昭61−
81037号公報参照)。この様に、互いに噛合する歯
車の硬度が異なる場合は歯車のバックラッシュの設定に
注意が必要である。
アイドル時に歯面が互いに当たることにより発生する歯
打ちの音を抑制するために、バックラッシュは小さく、
例えばバックラッシュを50μm以下に、設定されてい
るが、金属であることによって高回転時に歯打ちにより
破損することはない。しかしながら、一方を樹脂製の歯
とした場合は、両方共に金属の歯車の場合と同じ様にバ
ックラッシュを50μm以下にすると高回転時にクラン
ク軸のねじり振動による歯打ちの衝撃により、樹脂製の
歯車の歯が破損してしまうという問題がある。また、バ
ックラッシュを50μm以下に設定するときはバックラ
ッシュが絶対に負にならないようにする管理が必要で、
バックラッシュの測定精度は10〜20μmが要求され
管理コストがかかるという問題もある。
ては、クランク軸の歯車は従来通り金属製にしながら、
バランサシャフトの歯車を樹脂製にするように、互いに
噛合する歯車の硬度が異なるようにされた場合のバック
ラッシュの設定の問題についての認識はなく、したがっ
て、その解決方法についても示されていない。本発明
は、上記問題に鑑み、互いに硬度が異なる歯車で駆動す
るバランサシャフトを用いる場合に最適なバックラッシ
ュを設定して高回転時の歯打ちの衝撃を抑制することを
目的とする。
決の考え方について説明する。歯打ちは、クランク軸の
回転変動の角変位が、クランク軸の歯車とバランスシャ
フトの歯車の間のバックラッシュよりも大きい時に発生
し、歯打ちの衝撃は、クランク軸の回転変動の角加速度
の大きさに比例するが、クランク軸の回転変動の角変位
および、角加速度は、各回転次数毎に、回転数に応じて
変化をする。
の場合の、クランク軸の回転変動の角変位のエンジン回
転数に対する変化である。図3に示されるように、最も
大きな値を示すのは回転2次成分の変動であるが、回転
4次成分については3000rpmで微小値に収束し、
さらに回転6次、8次成分についてはより低い回転数で
微小値に収束している。すなわち、回転4次、6次、8
次成分については3000rpm以上では微小値であ
る。図4に示すのは、上述の各次数の角変位を加算した
オーバーオールの角変位である。この図4から3000
rpm以上では角変位は微小値であると見なすことがで
きる。なお、位相差があるので各次数の値の合計とオー
バーオールの値は一致していない。
気筒エンジンの回転変動の角加速度のエンジン回転数に
対する変化である。回転変動の回転4次、6次、8次成
分の角加速度は3000rpm以上では急増するが30
00rpm以下では1×10 5 度/秒2 以下の微小値に
収まっている。また、回転変動の回転2次成分の角加速
度は全回転域で1×105 度/秒2 以下の微小値に収ま
っている。図6に示すのは上述の各次数の角加速度を加
算したオーバーオールの角加速度である。この図6から
3000rpm以下では角加速度は微小値であると見な
すことができる。なお、位相差があるので各次数の値の
合計とオーバーオールの値は一致していない。
における角変位(両振幅値)よりも大きく設定しておけ
ば、3000rpmより高回転の範囲では、クランク軸
の回転変動の角変位が、バックラッシュよりも小さいの
で歯打ちが発生しない。3000rpmより低回転の範
囲では、クランク軸の回転変動の角変位がバックラッシ
ュよりも大きいので歯打ちが発生するが、角加速度が小
さいので歯打ちの衝撃は小さい。
ンク軸のバランサ装置であって、クランク軸に取り付け
られている第1歯車と、第1歯車と硬度の差が大きい材
質で形成された第1歯車に噛合する第2歯車が取り付け
られているバランサシャフトとを具備し、前記第1歯車
と第2歯車のバックラッシュのクランク軸の回転角度へ
の換算値が、所定回転数における回転変動の角変位量の
値よりも大きく設定されていて、所定回転数が、該内燃
機関の回転変動の角加速度が微小値に留まる上限の回転
数と、角変位が微小値に留まる下限の回転数とが一致し
た反転回転数であることを特徴とするバランサ装置が提
供される。この様に構成されたバランサ装置では、バラ
ンサシャフトが硬度の差が大きい材質で形成された互い
に噛合する歯車を介して、クランク軸により回転せしめ
られるが、バックラッシュのクランク軸の回転角度への
換算値が、が反転回転数における回転変動の角変位量よ
りも大きく設定されていて、反転回転数以下では角加速
度が小さいため歯打ちの衝撃は小さく、反転回転数以上
では角変位量が小さいため、歯打ちの発生自体が抑制さ
れる。
において、第1歯車と第2歯車の一方が金属製であっ
て、他方が樹脂製でされたバランサ装置が提供される。
この様に構成されたバランサ装置では、バランサシャフ
トが一方が金属製、他方が樹脂製とされている歯車を介
してクランク軸により駆動され、歯車の間のバックラッ
シュのクランク軸の回転角度への換算値が、が反転回転
数における回転変動の回転2次成分の角変位量の所定回
転数における値よりも大きく設定されていて、反転回転
数以下では角加速度が小さいため歯打ちの衝撃は小さ
く、反転回転数以上では角変位量が小さいため、歯打ち
の発生自体が抑制される。
において、内燃機関が4サイクル4気筒の内燃機関で、
第1歯車と第2歯車のバックラッシュがクランク軸の回
転角度への換算値で0.2度以上に設定したバランサ装
置が提供される。この様に構成されたバランサ装置で
は、バランサシャフトが一方が金属製、他方が樹脂製と
されている歯車を介してクランク軸により駆動され、歯
車の間のバックラッシュのクランク軸の回転角度への換
算値が0.2度以上に設定されていて、高回転時の歯打
ちの発生が抑制される。
実施の形態を説明する。図1は本発明を適用した4気筒
直列エンジン1を軸方向から見た図であって、クランク
軸2にクランクギヤ3が固定結合されていて、このクラ
ンクギヤ3はスチール製である。シリンダブロック4に
結合されたアッパバランサハウジング5と、アッパバラ
ンサハウジング5に結合されるロワバランサハウジング
6が、第1バランサシャフト7と第2バランサシャフト
8を回転自在に挟持している。
3に噛合する第1バランサギヤ9が結合されていて、ク
ランク軸2により駆動される。第1バランサギヤ9は樹
脂製である。第2バランサシャフト8には第1バランサ
ギヤ9に噛合する第2バランサギヤ10が結合されてい
る。第2バランサギヤ10は金属製とされている。図2
は図1のエンジン1をクランク軸に直角な方向から見た
図であるが、アッパバランサハウジング5とロワバラン
サハウジング6は省略して示してあり、また、第2バラ
ンサシャフト8は第1バランサシャフト7の裏側にある
ため示されていない。
化に対するクランクギヤ3が発生する回転変動の2次、
4次、6次、8次成分の角変位の振幅の変化を示す図で
あり、図4は各次数の角変位を加算したオーバーオール
の角変位である。なお、振幅は両振幅値、すなわち振動
の山から谷までの値、を示している。図4に示されるよ
うに、3000rpm以上では角変位は0.2度以下で
ある。なお、0.2度の角変位は、このエンジンの場合
200×10-6mの長さ上の変位に相当する。
転数の変化に対するクランクギヤ3が発生する回転変動
の2次、4次、6次、8次成分の角加速度の変化を示す
図であり、図6は各次数の角加速度を加算したオーバー
オールの角加速度である。前述したように角加速度は歯
打ち時の衝撃の強さを表し、クランクギヤ3と第1バラ
ンサギヤ9の当たる力を意味している。図6より角加速
度は3000rpm以下では小さい。
mに設定する。3000rpm以上では、図6に示され
るように角加速度が大きくなっているが、図4に示され
るように200×10-6m以上の振幅の変動は発生しな
いからクランクギヤ3と第1バランサギヤ9は当たらず
歯打ちが発生しない。3000rpm以下では、図4に
示されるように振幅が大きくクランクギヤ3と第1バラ
ンサギヤ9は当たるが、図6に示されるように角加速度
が小さいので歯打ちの衝撃小さい。
ンサギヤ10を金属製にすることにより、第1バランサ
シャフト7の第1バランサギヤ9との間のバックラッシ
ュをクランクギヤ3と第1バランサギヤ9との間と同じ
バックラッシュにすれば同じ精度による管理ができるの
でコストが安くなる。
来通り金属製にしながら、バランサシャフトの歯車を樹
脂製にするように、互いに硬度が異なる歯車で駆動する
バランサシャフトを用いる場合に高回転時の歯打ちの衝
撃を抑制することが可能となる。
筒エンジンをクランク軸方向から見た図である。
見た図である。
数による変化を示す図である。
ルの角変位の変化を示す図である。
による変化を示す図である。
ールの角加速度の変化を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 内燃機関のクランク軸のバランサ装置で
あって、 クランク軸に取り付けられている第1歯車と、 第1歯車と硬度の差が大きい材質で形成された第1歯車
に噛合する第2歯車が取り付けられているバランサシャ
フトとを具備し、 前記第1歯車と第2歯車のバックラッシュのクランク軸
の回転角度への換算値が、所定回転数における回転変動
の角変位量の値よりも大きく設定されていて、 所定回転数が、該内燃機関の回転変動の角加速度が微小
値に留まる上限の回転数と、角変位が微小値に留まる下
限の回転数とが一致した反転回転数であることを特徴と
するバランサ装置。 - 【請求項2】 第1歯車と第2歯車の一方が金属製であ
って、他方が樹脂製であることを特徴とする請求項1に
記載のバランサ装置。 - 【請求項3】 内燃機関が4サイクル4気筒の内燃機関
で、第1歯車と第2歯車のバックラッシュがクランク軸
の回転角度への換算値で0.2度以上に設定してあるこ
とを特徴とする請求項2に記載のバランサ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12773598A JP3509553B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | バランサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12773598A JP3509553B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | バランサ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11325185A true JPH11325185A (ja) | 1999-11-26 |
JP3509553B2 JP3509553B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=14967397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12773598A Expired - Fee Related JP3509553B2 (ja) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | バランサ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3509553B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1998
- 1998-05-11 JP JP12773598A patent/JP3509553B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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