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JPS6184434A - engine balancer device - Google Patents

engine balancer device

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Publication number
JPS6184434A
JPS6184434A JP20449284A JP20449284A JPS6184434A JP S6184434 A JPS6184434 A JP S6184434A JP 20449284 A JP20449284 A JP 20449284A JP 20449284 A JP20449284 A JP 20449284A JP S6184434 A JPS6184434 A JP S6184434A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
balancer
balancer shaft
bearing
engine
attached
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.)
Granted
Application number
JP20449284A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0582495B2 (en
Inventor
Yasufumi Tsunetomi
常富 容史
Keiji Sugihara
杉原 敬二
Taizo Kitada
泰造 北田
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.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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 Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
Priority to JP20449284A priority Critical patent/JPS6184434A/en
Publication of JPS6184434A publication Critical patent/JPS6184434A/en
Publication of JPH0582495B2 publication Critical patent/JPH0582495B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/26Compensation 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
    • F16F15/264Rotating balancer shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B67/00Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はエンジンの振動、騒音を抑えるバランサ装置に
関し、その信頼性を向上させたものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a balancer device for suppressing engine vibration and noise, and improves its reliability.

〈従来の技術〉 エンジン運転中はピストンの往復運動により、各気筒ご
とにアンバランス(約9合っていない)慣性力が発生し
ている。例えば、クランクシャフトが120’間隔にな
っている3気筒エンジンの場合は、各気筒で発生するア
ンバランス慣性力の和は約9合っているものの、第1気
筒と第3気筒に発生する慣性力の一部が、第2気筒を中
心とするモーメントを発生し、このため撮動や騒音をひ
きおこすこととなっていた。そこで、このようなモーメ
ントを打ち消して振動や騒音を抑えるため第1図に示す
バランサ装置が使用されている。このバランサ装置は、
同図に示すように、軸心に対して2個のバランスウェイ
ト1.2が対称に偏心して取り付けられたバランサシャ
フト3の両端が軸受4,5にて支持されると共にバラン
サシャフト3の図中右端に歯車6が嵌合して構成されて
おジ、この歯車6は図示省略したクランクシャフトに噛
合している。
<Prior Art> During engine operation, an unbalanced inertia force is generated in each cylinder due to the reciprocating movement of the piston. For example, in the case of a three-cylinder engine with crankshafts spaced 120' apart, the sum of the unbalanced inertia forces generated in each cylinder is approximately 9, but the inertia forces generated in the first and third cylinders are A part of the cylinder generates a moment centered on the second cylinder, which causes noise and noise. Therefore, a balancer device shown in FIG. 1 is used to cancel out such moments and suppress vibrations and noise. This balancer device is
As shown in the figure, both ends of the balancer shaft 3, on which two balance weights 1.2 are attached symmetrically and eccentrically with respect to the axis, are supported by bearings 4 and 5. A gear 6 is fitted to the right end, and this gear 6 meshes with a crankshaft (not shown).

従って、クランクシャフトが回転すると、この回転は歯
車6を介してバランサシャフト3に伝達され、バランサ
シャフト3が回転することとなる。
Therefore, when the crankshaft rotates, this rotation is transmitted to the balancer shaft 3 via the gear 6, causing the balancer shaft 3 to rotate.

〈発明の解決しようとする問題点〉 バランサシャフト3にはバランスウェイト1゜2が対称
に偏心して取り付けられているため、バランスウェイト
1,2に作用する遠心力Fにより、バランサシャフト3
にたわみが生じる(図中に、たわみ曲線をeで示ア)。
<Problems to be Solved by the Invention> Since the balance weights 1 and 2 are attached symmetrically and eccentrically to the balancer shaft 3, the centrifugal force F acting on the balance weights 1 and 2 causes the balancer shaft 3 to
A deflection occurs (the deflection curve is indicated by e in the figure).

このため、その一端に取り付けられた歯車6が振れ回る
現象が起き、許容限界を越えるとクランクシャフトとの
噛み合いが外れることとなっていた。歯車6に代えてス
プロケット等を用い、ベルトやチェノを介してクランク
シャフトと連結し℃いる場合には、振れ回りの許容限界
は歯車6を用いる場合に比べて大きいものの、この限界
を越えるとスプロケットとチェノ等が外れることに変わ
りはなかった。このような歯車、スプロケット等の動力
伝達手段の振れ回りを許容限界内に押えるために、従来
では次の二通りの対策が講じられている。その1つは、
バランサシャフト3の剛性をあけるものであるが、断面
積の増加が必要でイナーシャ・重量の増加をともなう不
都合がある。もう1つの方法は、ベアリング4.504
辺にバランスウェイトを集中配置する方法であるが、ブ
ロックの構造、加工2組立てが困難で実施できない場合
が多いなどの問題がある。
As a result, the gear 6 attached to one end of the gear swings around, and if the tolerance limit is exceeded, the gear 6 disengages from the crankshaft. If a sprocket or the like is used in place of the gear 6 and connected to the crankshaft via a belt or chain, the allowable limit for whirling is larger than when using the gear 6, but if this limit is exceeded, the sprocket There was no change in the fact that Cheno and others would be removed. In order to suppress the whirling of such power transmission means such as gears and sprockets within permissible limits, the following two measures have been conventionally taken. One of them is
Although this increases the rigidity of the balancer shaft 3, it requires an increase in cross-sectional area, resulting in an increase in inertia and weight. Another method is bearing 4.504
This method places balance weights concentrated on the sides, but there are problems such as the structure of the block, processing, and assembly being difficult and often impracticable.

ところで、従来のバランサシャフト3においては、歯車
6等の動力伝達手段の取り付けられた一端側(以下、フ
ロント側という)におけるバランスウェイトlと軸受5
との距離X、と他端側(以下、リア側という)における
バランスウェイト2と軸受4との距離xbが等しいため
、回転中、軸受4,5に支持される点Rム、 RBのた
わみ角1a r jbが等しかったのである。これに対
し、本発明ではxb〉−xllとすることにより、 ゛
フロント側における軸受5に支持される点8人のたわみ
角11を小さくし、もって動力伝達手段の振れ回りを低
減することを目的とするものである。
By the way, in the conventional balancer shaft 3, the balance weight l and the bearing 5 are attached at one end side (hereinafter referred to as the front side) where the power transmission means such as the gear 6 is attached.
Since the distance X between the balance weight 2 and the bearing 4 at the other end (hereinafter referred to as the rear side) is equal, the deflection angle of the points Rm and RB supported by the bearings 4 and 5 during rotation is 1a r jb were equal. In contrast, in the present invention, by setting That is.

〈問題点を解決するための手段〉 斯かる目的を達成する本発明の構成は軸心に対して2個
のバランスウェイトが対称に偏心し1取り付けられたバ
ランサシャフトと、このバランサシャフトの両端を各々
支持する軸受と、このバランサシャフトの一端に取り付
けられてクランクシャフトからの動力を伝達する動力伝
達手段とからなるエンジンのバランサ装置において、上
記動力伝達手段の取り付けられたバランサシャフトの一
端側における上記軸受と上記バランサとの距離が、上記
バランサシャフトの他端側における上記軸受と上記バラ
ンサとの距離に比べて小さいことを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> The configuration of the present invention that achieves the above object includes a balancer shaft in which two balance weights are mounted symmetrically and eccentrically with respect to the axis, and both ends of the balancer shaft are attached. In an engine balancer device comprising supporting bearings and a power transmission means attached to one end of the balancer shaft to transmit power from the crankshaft, the balancer shaft is attached to one end of the balancer shaft to which the power transmission means is attached. The distance between the bearing and the balancer is smaller than the distance between the bearing and the balancer at the other end of the balancer shaft.

く作用〉 作用を簡単に説明するため、バランサシャフトを第3図
に示すように点RA + Raで支持された単純はりと
して考えることとし、バランスウェイトの遠心力Fはそ
の重心で集中荷重とじ又働くものとする。フロント側に
おける遠心力Fによる点8人のたわみ角1mlは下式(
1)で表され、図に現すと第4図に示すようになる。
To easily explain the action, the balancer shaft will be considered as a simple beam supported at the point RA + Ra as shown in Fig. 3, and the centrifugal force F of the balance weight will be expressed as shall work. The deflection angle of 1ml for 8 people due to the centrifugal force F on the front side is calculated by the following formula (
1), and when expressed in a diagram, it becomes as shown in Fig. 4.

但し、Eはは9の縦弾性係数、Iははシの断面二次モー
メントである。
However, E is the longitudinal elastic modulus of 9, and I is the moment of inertia of the area.

また、リア側における遠心力Fによる点8人のたわみ角
1a2は下式(2)で表される。
Further, the deflection angle 1a2 of the 8 points due to the centrifugal force F on the rear side is expressed by the following formula (2).

フロント側及びリア側における遠心力Fによる点RAの
たわみ角1.は下式(3)に示すようにi、1と11□
の和であられされ、図に現すと第5図に示すようになる
Deflection angle at point RA due to centrifugal force F on the front and rear sides1. is i, 1 and 11□ as shown in equation (3) below.
When expressed in a diagram, it is shown in Figure 5.

is ” t、、 + fa2・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3)第5図におい工、破線で示すようにxlとXbと
が等しい場合にはたわみ角l、は常に正であシ、このた
め、従来では動力伝達手段の振れ回りが生じていたので
ある。そこで、本発明では、Xb) x、 ffpち、
第5図中に示す破線よシ下側の領域となるようにしてた
わみ角11を小さくしたのである。ただし、XbとxI
Iの差が大きくなりすぎると11〈0となり、逆位相の
たわみが生ずることとなるので、1.〉0の領域に限る
のが望ましい。従って、第5図中斜線で示す領域Cとな
るようにX@ 、 Xbを調整すると良い。
is”t,, +fa2・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3) As shown by the broken line in Fig. 5, when xl and be. Therefore, in the present invention, Xb) x, ffp,
The deflection angle 11 is made small so as to be in the region below the broken line shown in FIG. However, Xb and xI
If the difference in I becomes too large, it will become 11<0, and deflection with an opposite phase will occur, so 1. It is desirable to limit the range to >0. Therefore, it is preferable to adjust X@ and Xb so that the region C shown by diagonal lines in FIG. 5 is obtained.

尚、11≧0となるためにはx、 、 x、は下式(4
)を満足する必要がある。
In addition, in order to satisfy 11≧0, x, , x, are expressed as the following formula (4
) must be satisfied.

(1” (i xa)”)(lxa) <l” Xb2
)Xb”?・”・’ (4)〈実施例〉 本発明のバランサ装置は第1図に示すようにフロント側
におけるバランスウェイト1と軸受5との距離X1がリ
ア側におけるバランスウェイト2と軸受4との距離xb
に比べて小さい他は、第1図の従来のものと同様とする
ことができる。
(1” (i xa)”) (lxa) <l” Xb2
) Distance from 4xb
It can be the same as the conventional one shown in FIG. 1, except that it is smaller than the one shown in FIG.

例えば、x、/l = 0.15 、 xb// = 
0.20とすると、X−/l = xb/l = 0.
15とした場合に比べ点RAにおけるたわみ角11を約
半分とすることができる(第5図参照)。Xb/l t
” 0.15から0.20とすると、ピッチングモーメ
ントが減少するので、これを補填するためにバランスウ
ェイト1,2を1.07倍増量しなければならず、この
ためにたわみ角11は7.6%増大するが、これを見込
んでも上述した効果は大きい。但し、点R^のたわみ角
l、が約1/2となる反面、点RBのたわみ角11が約
372倍となるが、リア側には歯車6等の動力伝達手段
が取り付けられておらず、たわみ角が軸受に及ぼす影響
にのみ注意し、許容範囲内とすればよい。尚、この許容
範囲はフロント側に比べ大きい。
For example, x, /l = 0.15, xb// =
If 0.20, then X-/l = xb/l = 0.
15, the deflection angle 11 at point RA can be reduced to about half (see FIG. 5). Xb/l t
” If the pitching moment is changed from 0.15 to 0.20, the pitching moment will decrease, so to compensate for this, the balance weights 1 and 2 must be increased by 1.07 times, and for this reason the deflection angle 11 becomes 7. 6%, but even if this is taken into account, the above-mentioned effect is still large. However, while the deflection angle l at point R^ is about 1/2, the deflection angle 11 at point RB is about 372 times larger, but the rear Since no power transmission means such as the gear 6 is attached to the side, it is sufficient to pay attention only to the influence of the deflection angle on the bearing and keep it within the permissible range.This permissible range is larger than that on the front side.

上述した実施例では、x、/l=0.15・xb/l=
0.20としたが、これに限らず、第5図に示す斜線領
域C内となるように!、 、 XI、を調整すれば良い
。例えばx、/l = 0.15ならば0.25≧xb
/l > 0.15 、 xa/l =0.20ならば
0.324zb/l≧0.20の範囲内となるように調
整すれば良い。
In the embodiment described above, x,/l=0.15·xb/l=
Although it is set as 0.20, it is not limited to this, and it should be within the shaded area C shown in Fig. 5! , , XI, should be adjusted. For example, if x, /l = 0.15, then 0.25≧xb
If /l > 0.15 and xa/l = 0.20, it may be adjusted so that it falls within the range of 0.324zb/l≧0.20.

〈発明の効果〉 以上、詳細に説明したように、本発明に係るエンジンの
バランサ装置では、フロント側におけるバランスウェイ
トと軸受との距離をリア側におけるバランスウェイトと
軸受との距離に比べて小さくしたので、フロント側にお
けるたわみ角が小さくなり、動力伝達手段の振れ回夛が
低減される。このため、クランクシャフトと動力伝達手
段との噛み合いや連結が外れることがなく、信頼性が向
上する。尚、図示例では3気筒エンジンを対象としたバ
ランサ装置を示しているが、これに限るものではなく、
4気筒以上のエンジンを対象としたバランサ装置につい
ても適用できるものである。
<Effects of the Invention> As explained above in detail, in the engine balancer device according to the present invention, the distance between the balance weight and the bearing on the front side is made smaller than the distance between the balance weight and the bearing on the rear side. Therefore, the deflection angle on the front side becomes small, and the deflection of the power transmission means is reduced. Therefore, the crankshaft and the power transmission means do not become disengaged or disengaged, improving reliability. Although the illustrated example shows a balancer device for a three-cylinder engine, the present invention is not limited to this.
The invention can also be applied to balancer devices for engines with four or more cylinders.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はエンジンのバランサ装置の正面図、第2図は第
1図中のA−A線断面図、第3図はバランサシャフトと
して考えた単純はりの説明図、第4図はたわみ角1ml
とX、/lとの関係を示すグラフ、第5図はたわみ角1
1とX、/lとの関係を示すグラフである。 図面中、 1.2はバランスウェイと、 3はバランサシャフと、 4.5は軸受、 6は歯車、 1% l ibはたわみ角、 Fは遠心力である。
Figure 1 is a front view of the engine balancer device, Figure 2 is a sectional view taken along line A-A in Figure 1, Figure 3 is an explanatory diagram of a simple beam considered as a balancer shaft, and Figure 4 is a deflection angle of 1 ml.
A graph showing the relationship between
1 is a graph showing the relationship between X and /l. In the drawings, 1.2 is a balance way, 3 is a balancer shaft, 4.5 is a bearing, 6 is a gear, 1% lib is a deflection angle, and F is a centrifugal force.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 軸心に対して2個のバランスウェイトが対称に偏心して
取り付けられたバランサシャフトと、このバランサシャ
フトの両端を各々支持する軸受と、このバランサシャフ
トの一端に取り付けられてクランクシャフトからの動力
を伝達する動力伝達手段とからなるエンジンのバランサ
装置において、上記動力伝達手段の取り付けられたバラ
ンサシャフトの一端側における上記軸受と上記バランサ
との距離が、上記バランサシャフトの他端側における上
記軸受と上記バランサとの距離に比べて小さいことを特
徴とするエンジンのバランサ装置。
A balancer shaft has two balance weights mounted symmetrically and eccentrically with respect to the axis, a bearing that supports each end of this balancer shaft, and a bearing that is attached to one end of this balancer shaft to transmit power from the crankshaft. In an engine balancer device, the distance between the bearing at one end of the balancer shaft to which the power transmission means is attached and the balancer is the same as the distance between the bearing at the other end of the balancer shaft and the balancer. An engine balancer device characterized by being small compared to the distance between the engine and the engine.
JP20449284A 1984-09-29 1984-09-29 engine balancer device Granted JPS6184434A (en)

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JP20449284A JPS6184434A (en) 1984-09-29 1984-09-29 engine balancer device

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JPH0582495B2 JPH0582495B2 (en) 1993-11-19

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000001955A3 (en) * 1998-07-04 2000-03-16 Werner Bauss Compensating shaft
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