JPS648220B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS648220B2
JPS648220B2 JP2732681A JP2732681A JPS648220B2 JP S648220 B2 JPS648220 B2 JP S648220B2 JP 2732681 A JP2732681 A JP 2732681A JP 2732681 A JP2732681 A JP 2732681A JP S648220 B2 JPS648220 B2 JP S648220B2
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JP
Japan
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chain
sprocket
crankshaft
balancer
drive device
Prior art date
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Expired
Application number
JP2732681A
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English (en)
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JPS57140945A (en
Inventor
Wahei Nakahara
Yoshimitsu Nagamura
Hiroshi Yamada
Tetsuji Hirose
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.)
Tsubakimoto Chain Co
Subaru Corp
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
Fuji Jukogyo KK
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 Tsubakimoto Chain Co, Fuji Jukogyo KK filed Critical Tsubakimoto Chain Co
Priority to JP2732681A priority Critical patent/JPS57140945A/ja
Publication of JPS57140945A publication Critical patent/JPS57140945A/ja
Publication of JPS648220B2 publication Critical patent/JPS648220B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F02B67/04Engines 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 of mechanically-driven auxiliary apparatus
    • F02B67/06Engines 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 of mechanically-driven auxiliary apparatus driven by means of chains, belts, or like endless members

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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)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は、クランク軸により、その左右両側に
配置されている2本のバランサ軸を駆動するバラ
ンサチエーン駆動装置付内燃機関に関し、特に、
クランク軸のスプロケツトにおけるチエーンとの
噛合角が通常のチエーン駆動に比して小さく、荷
重または回転の変動が大きい場合のチエーン駆動
系で生じる騒音等を低減するものに関する。
【従来の技術と課題】
従来、例えば4サイクル直列2気筒の内燃機関
では、ピストン往復運動に伴う起振力、起振モー
メント等が比較的大きいこともあつて、それらを
消去するのに2本のバランサ軸が設けられること
がある。 この場合の内燃機関は第1図ないし第3図に示
されるように、機関本体1のクランクケース2内
において、クランク軸3の左右両側にそれぞれバ
ランサ軸4,5が両端部を回転自在に支持して平
行に配置される。そしてこれらのクランク軸3及
び2本のバランサ軸4,5相互の間には、各軸の
端部に取付けたスプロケツト6ないし8、そのス
プロケツト間に巻装するチエーン9、チエーンガ
イド10から成るバランサチエーン駆動装置11
が装備され、ここで各スプロケツト6ないし8は
歯数が同一であり、バランサ軸4,5のスプロケ
ツト7,8の間のチエーン9片側においてクラン
ク軸3のスプロケツト6がチエーン9外側からそ
れをへ字形に屈曲して噛合い、クランク軸3に対
してバランサ軸4,5を共に逆転する構造にして
ある。こうして、クランク軸3が回転する際にそ
のスプロケツト6によりチエーン9を噛合いなが
ら順次回動してバランサ軸4,5を共にクランク
軸3と同一速度で逆方向に回転させ、これらのバ
ランサ軸4,5のバランサマス4a,5aでクラ
ンク軸3に生じるピストン往復運動に伴う起振力
や起振モーメント、爆発力に伴う起振力を消力し
て、機関本体自体の振動を低減するものである。 ところでこのような逆転方式のバランサチエー
ン駆動装置11では、チエーン9の往路と復路の
間隔がスプロケツト7,8の径で定まつてあまり
余裕がないため、クランク軸3のスプロケツト6
のチエーン9との噛合いも浅くならざるを得な
い。このため、それらのスプロケツト6とチエー
ン9は通常のチエーン駆動において適したものに
比べて噛合角が小さい伝動系になつている。 しかしながら、従来のクランク軸3のスプロケ
ツト6は他のバランサ軸4,5のものと同様に形
成され、チエーンピツチをP、歯数をNとすると
歯先外径Dは、一般には D=P{0.6+cot(180/N)} で示されるもので、全周の全歯が同一径である。 そして、駆動側のクランク軸3と一体的なスプ
ロケツト6は必然的にクランク軸3の回転の影響
を受け、4サイクルのレシプロエンジンでは爆発
行程以降の排気、吸気及び圧縮の各行程時にはク
ランク軸3が変動することなく滑らかに回転する
ことで、スプロケツト6も定速回転する。そのた
め、このようなスプロケツト6に対してチエーン
9は第4図aのように直線的に移動して、スプロ
ケツト6の歯6aにチエーン9のローラ9aが衝
突するようなことなく定常的に噛合い、且つその
ローラ9aは歯6aの圧力側歯面6a′に接触して
一緒に回されるのである。 一方、上死点付近の圧縮行程から爆発行程に移
行する場合は、回転が遅くなつた後に急に速くな
つて急激な回転変動を発生し、このため、このよ
うな運動がチエーン9に伝わることで、そのチエ
ーン9に波状運動を生じる。即ち、ピストンが上
昇する圧縮行程の終りでは、圧縮圧の上昇により
ピストンの速度が低下して第5図aのようにクラ
ンク軸角速度が低下する。そして、上死点で最低
になり、爆発行程に移行するに従つて回復する。
この模様をクランク軸角加速度で示すと第5図b
のようになり、クランク軸3が負の角加速度にな
るときチエーン9は慣性によりスプロケツト6に
対して先行する方向に移動するため、一時的にチ
エーン9のテンシヨンがなくなり、ローラ9aは
第4図bのように歯6aの非圧力側歯面6a″に衝
突する。 更に、後続するチエーンはリンク接続のために
屈曲運動を生じて非圧力側歯面6a″の端部に干渉
しながら噛合うようになり、このような干渉が騒
音の原因になつている。また特に2気筒の内燃機
関では爆発間隔が360゜でスプロケツト6の同じ位
置でチエーン9との干渉が常時発生しているの
で、スプロケツト6の摩耗、摩擦損失が大きい等
の問題があつた。 なお、スプロケツトの歯先円径を小さくした点
については実開昭55−117655号公報に関連する先
行技術がみられるが、これはスプロケツト全周に
わたつて各歯先円を略ピツチ円と同一にしたもの
であり、これに対し、本発明は、クランク軸の一
回転変動を考慮して、歯先径の小さい範囲を所定
の噛合角範囲とした点で構成が異なる。 本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、上死点付近のクランク軸が回転変動を生じて
いる際のチエーンとスプロケツトの所定の噛合角
範囲において歯先径を小さくし、チエーンが波状
運動してもスプロケツト歯に衝突、干渉すること
が無いようにしたバランサチエーン駆動装置付内
燃機関を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、クランク
軸の左右両側にそれぞれバランサ軸を平行に配置
し、これらの上記クランク軸及び2本の上記バラ
ンサ軸相互の間に、各軸の端部に取付けたスプロ
ケツトと上記スプロケツト間に巻装したチエーン
を有するバランサチエーン駆動装置を装備して、
2本の上記バランサ軸を互に同一回転方向で上記
クランク軸とは反対の回転方向に同一速度で回転
させるバランサチエーン駆動装置付内燃機関にお
いて、上記クランク軸に取付けた上記スプロケツ
トの各気筒に対応する上死点付近で、上記スプロ
ケツトと上記チエーンとの干渉が漸次減じる噛合
角範囲の歯先径を他の範囲のものに比べて小さく
するように構成されている。
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の一実施例を具体
的に説明すると、第6図において、符号6はクラ
ンク軸3と一体的なスプロケツトであり、このス
プロケツト6の大部分の角度βの範囲は、歯先径
Dβが従来の場合同様に、 Dβ=P{0.6+cot(180/N)} で示される大きさである。これに対し、上死点付
近のチエーン9とスプロケツト6が噛合つている
噛合角α(図示の場合は略60゜前後)の範囲の歯先
径Dαが上記歯先径Dβより小さい。 Dα=P{0.6〜0.3+cot(180/N)} で示されるものになつている。 ここで、定数0.1〜0.3はチエーンの摩耗による
ピツチ伸び、製作誤差及びチエーン初期弛み量を
考慮して歯飛を生じないように選択され、且つク
ランク軸回転変動時のチエーン波状運動の際にチ
エーンとスプロケツトの干渉を生じないように定
められる。 そして、このような角度αの両側のエンジン点
火特性によつて決まる角度γ(図示の場合は略40゜
前後)の歯先径が上記外径DαとDβの外径漸近線
とされ、上死点付近ではスプロケツト6の角度α
の範囲でチエーン9と噛合うように組付けられ
る。 本発明はこのような構成であるから、上死点付
近でクランク軸3と共にスプロケツト6が急激に
回動変動を生じてチエーン9を波状運動する場合
に、スプロケツト6の角度αにおける歯先径の小
さい歯6bがチエーン9に噛合うことで、そのチ
エーン9のローラ9aは背の低い歯6bの外側を
衝突、干渉することなく通過し、その後に歯底近
くで面接触して噛合うようになる。次いで、クラ
ンク軸3およびスプロケツト6が変動のない伝動
状態ではスプロケツト6の角度β,γの範囲の歯
先径の大きい歯6aにチエーン9が噛合つて、従
来同様の回動が行われる。 なお、4サイクル2気筒の内燃機関では爆発間
隔が360゜であり、上記歯先径の小さい角度αの範
囲は1ケ所ですむが、4気筒の内燃機関では爆発
間隔が180゜になるので、その角度αの範囲を180゜
の位相で2ケ所設ける必要があり、これにより各
気筒の上死点付近の運動に適用することができ
る。 また、チエーン9はローラ9aの代りに、ブツ
シユ、或いはピンを直接スプロケツトと噛合わせ
るチエーンを用いてもよい。
【発明の効果】
このように本発明の内燃機関によると、バラン
サチエーン駆動装置11がクランク軸3の回転を
ミクロ的に分析して上死点付近の回転変動による
チエーン波状運動に対し、スプロケツト6の歯先
径を小さくしてチエーン9のローラ9aとの衝
突、干渉を防止するようになつており、これによ
り上記衝突、干渉による騒音、摩耗、摩擦損失が
効果的に低減する。特に騒音は第7図において破
線で示されるように、実線の従来のものに比べて
低減していることがわかる。また、歯先径の小さ
い角度αの範囲はスプロケツト6の一部であり、
チエーン9との噛合い効率、伝動効率等に対する
影響も少ない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が適用される内燃機関の全体の
概略を示す図、第2図は要部の正面図、第3図は
同水平断面図、第4図a,bは従来のチエーンと
スプロケツトの噛合い状態を示す図、第5図a,
bは4サイクル直列2気筒の内燃機関の回転変動
を示す図、第6図は本発明の要部の一実施例を示
す図、第7図は騒音特性を示す図である。 1……機関本体、3……クランク軸、4,5…
…バランサ軸、6,7,8……スプロケツト、9
……チエーン、11……バランサチエーン駆動装
置、α,β,γ……角度、6a,6b……歯、9
a……ローラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 クランク軸の左右両側にそれぞれバランサ軸
    を平行に配置し、これらの上記クランク軸及び2
    本の上記バランサ軸相互の間に、各軸の端部に取
    付けたスプロケツトと上記スプロケツト間に巻装
    したチエーンを有するバランサチエーン駆動装置
    を装備して、2本の上記バランサ軸を互に同一回
    転方向で上記クランク軸とは反対の回転方向に同
    一速度で回転させるバランサチエーン駆動装置付
    内燃機関において、 上記クランク軸に取付けた上記スプロケツトの
    各気筒に対応する上死点付近で、上記スプロケツ
    トと上記チエーンとの干渉が漸次減じる噛合角範
    囲の歯先径を他の範囲のものに比べて小さくした
    ことを特徴とするバランサチエーン駆動装置付内
    燃機関。
JP2732681A 1981-02-25 1981-02-25 Internal combustion engine associated with ballancer chain driver Granted JPS57140945A (en)

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JPS57140945A JPS57140945A (en) 1982-08-31
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2582064B2 (ja) * 1987-02-03 1997-02-19 本田技研工業株式会社 バランサを備えたエンジン
JP2544368B2 (ja) * 1987-02-03 1996-10-16 本田技研工業株式会社 バランサを備えたエンジン

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JPS57140945A (en) 1982-08-31

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