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公開番号2024179532
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2023098455
出願日2023-06-15
発明の名称内燃機関のバランサ装置
出願人株式会社豊田自動織機
代理人弁理士法人岡田国際特許事務所
主分類F16F 15/26 20060101AFI20241219BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】一対のバランスシャフトのそれぞれに設けられた歯車のバックラッシの温度上昇時における増加量を減少させることができる内燃機関のバランサ装置を提供する。
【解決手段】バランサ装置2は、鉄系材料により構成された第1歯車32及び第2歯車36が設けられた第1バランスシャフト31及び第2バランスシャフト35と、これらのバランスシャフトを平行且つ回転可能に支持するアルミニウム合金製のハウジング(上部ハウジング21、下部ハウジング22)と、を含む。ハウジングには、これらのバランスシャフトと直交し且つこれらのバランスシャフトを超えて延設された補強部材(ボルト43～44、ナット45)が設けられている。補強部材は、第1歯車32及び第2歯車36と比較して熱膨張率が等しい或いは小さいため、ハウジングの熱膨張に伴う第1バランスシャフト31及び第2バランスシャフト35の軸間距離の変化を規制する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
内燃機関のバランサ装置であって、
クランクシャフトと連動して回転し且つ第１歯車が設けられた第１バランスシャフトと、
前記第１歯車に噛合する第２歯車が設けられた第２バランスシャフトと、
アルミニウム合金により構成され、前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトを互いに平行且つ回転可能に支持するハウジングと、を有し、
前記第１歯車及び前記第２歯車は、鉄系材料により構成され、
前記ハウジングには補強部材が設けられ、
前記補強部材は、
前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトに対して直交し、
前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトを超えて延設され、
前記鉄系材料と熱膨張率が等しい材料又は前記鉄系材料よりも熱膨張率が小さい材料により構成されて前記ハウジングの熱膨張に伴う前記第１バランスシャフトと前記第２バランスシャフトの軸間距離の変化を規制する、内燃機関のバランサ装置。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のバランサ装置であって、
前記補強部材は、ボルト及び前記ボルトの脚部に螺合されるナットを含み、
前記ボルトは、前記ナットと協働して前記ハウジングを押圧する頭部を有する、内燃機関のバランサ装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関のバランサ装置であって、
前記ハウジングは、前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトを互いに平行且つ回転可能に支持する軸受部を有し、
前記補強部材は、前記軸受部に沿って延設された、内燃機関のバランサ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関のバランサ装置であって、
前記ハウジングは、前記補強部材が延設された前記軸受部を複数含む、内燃機関のバランサ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバランサ装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトを回転させるためのピストン及びコンロッドの往復運動に伴って発生する振動を打ち消すためにクランクシャフトに連動して回転するバランスシャフトを含むバランサ装置を備える内燃機関が知られている。バランサ装置には、第１歯車を備える第１バランスシャフト、及び第１歯車と噛合する第２歯車を備える第２バランスシャフトを含むものがある。
【０００３】
一方、バランサ装置のハウジングは、軽量化の要請からアルミニウム合金により構成される場合がある。アルミニウム合金製のハウジングは従来の鉄系材料（例えば、鋼鉄）で構成されたものと比較して熱膨張率が大きいため、内燃機関の作動に伴う温度上昇によってバランスシャフト間の軸間距離が増大してバックラッシが大きくなり、その結果として歯打ち音が増大するとの課題がある。より具体的に述べると、第１歯車及び第２歯車がアルミニウム合金よりも熱膨張率が小さい鉄系材料によって構成されていると、これらの歯車とハウジングとの熱膨張率における差異に起因して内燃機関の温度上昇時におけるバックラッシが増大する。
【０００４】
これに対し、アルミニウム合金と熱膨張率が略等しい材料（例えば、樹脂材料）によって構成された第１歯車及び第２歯車を備えるバランサ装置が提案されている。即ち、ハウジング並びに第１歯車及び第２歯車のそれぞれの熱膨張率を揃えることにより、温度上昇時における熱膨張量が互いに略等しくなり、以て、バックラッシの増加量を低下させることができる（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００２－２９５５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１歯車及び第２歯車が樹脂材料により構成されると、鉄系材料により構成される場合と比較して強度上の懸念が生じる。具体的には、これらの歯車が樹脂材料で構成されたバランサ装置は、バランスシャフトが備えるバランスウェイトの重量が大きくならざるを得ない大型の内燃機関、及びクランクシャフトの回転速度が大きくなる内燃機関等への適用が困難となり得る。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、種々の内燃機関にも適用可能であり、内燃機関の温度上昇に伴うバランスシャフト間の軸間距離の増加に起因するバックラッシの増大を抑止できるバランサ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明の第１の発明に係る内燃機関のバランサ装置は、クランクシャフトと連動して回転し且つ第１歯車が設けられた第１バランスシャフトと、前記第１歯車に噛合する第２歯車が設けられた第２バランスシャフトと、アルミニウム合金により構成され、前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトを互いに平行且つ回転可能に支持するハウジングと、を有している。
【０００９】
前記第１歯車及び前記第２歯車は、鉄系材料により構成され、前記ハウジングには補強部材が設けられ、前記補強部材は、前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトに対して直交し、前記第１バランスシャフト及び前記第２バランスシャフトを超えて延設され、前記鉄系材料と熱膨張率が等しい材料又は前記鉄系材料よりも熱膨張率が小さい材料により構成されて前記ハウジングの熱膨張に伴う前記第１バランスシャフトと前記第２バランスシャフトの軸間距離の変化を規制する。
【００１０】
本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る内燃機関のバランサ装置であって、前記補強部材は、ボルト及び前記ボルトの脚部に螺合されるナットを含み、前記ボルトは、前記ナットと協働して前記ハウジングを押圧する頭部を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

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