JPH0118914Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0118914Y2 JPH0118914Y2 JP12976480U JP12976480U JPH0118914Y2 JP H0118914 Y2 JPH0118914 Y2 JP H0118914Y2 JP 12976480 U JP12976480 U JP 12976480U JP 12976480 U JP12976480 U JP 12976480U JP H0118914 Y2 JPH0118914 Y2 JP H0118914Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- balancer
- cylinder
- crankshaft
- engine
- balance
- 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.)
- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案は、３気筒120゜クランク配置または４気
筒90゜クランク配置の内燃機関の往復動慣性偶力
用バランサ装置に関するものである。
筒90゜クランク配置の内燃機関の往復動慣性偶力
用バランサ装置に関するものである。
周知のように３気筒120゜クランク配置または４
気筒90゜クランク配置の往復動機関には、理論上、
１次、２次とも往復動慣性偶力のみが発生する。
気筒90゜クランク配置の往復動機関には、理論上、
１次、２次とも往復動慣性偶力のみが発生する。
かかる２次の往復動慣性偶力を消去しようとす
れば、１次用のバランサ装置の外に、２次用のバ
ランサ装置を必要とし、機関を複雑化、高価にす
る。
れば、１次用のバランサ装置の外に、２次用のバ
ランサ装置を必要とし、機関を複雑化、高価にす
る。
そのため、本考案者らは、一定機関回転数にお
いてバランサ軸を任意の非等回転角速度とすれ
ば、バランサウエイトの遠心力が経時的に任意の
大きさにできることに着目して、１組のバランサ
装置でもつて、１次のみならず２次以上の往復動
慣性力または往復動慣性偶力を消去できるバラン
サ装置を提案した。すなわち、１組のバランサ装
置におけるバランサ軸を、非円形の歯車の噛合せ
により、等速回転するクランク軸に対し、非等速
に回転させるバランサ装置を提案した（実開昭52
−77302号公報参照）。
いてバランサ軸を任意の非等回転角速度とすれ
ば、バランサウエイトの遠心力が経時的に任意の
大きさにできることに着目して、１組のバランサ
装置でもつて、１次のみならず２次以上の往復動
慣性力または往復動慣性偶力を消去できるバラン
サ装置を提案した。すなわち、１組のバランサ装
置におけるバランサ軸を、非円形の歯車の噛合せ
により、等速回転するクランク軸に対し、非等速
に回転させるバランサ装置を提案した（実開昭52
−77302号公報参照）。
ところが、かかる提案のバランサ装置では、ク
ランク軸の外に２本のバランサ軸を使用し、これ
らのバランサ軸にそれぞれバランサウエイトを付
設した構造となつているので、依然として、構造
の複雑化は歪めなく、コストアツプとなる。
ランク軸の外に２本のバランサ軸を使用し、これ
らのバランサ軸にそれぞれバランサウエイトを付
設した構造となつているので、依然として、構造
の複雑化は歪めなく、コストアツプとなる。
そこで本考案は、従来技術のかかる問題を解決
するために案出されたもので、その要旨とすると
ころは、内燃機関のクランク軸にはオーバーバラ
ンス率50％のバランスウエイトを設け、該クラン
ク軸とは別体として設けた１本のバランサ軸に
は、機関の往復動慣性偶力とのみ釣り合うバラン
サウエイトを設け、該クランク軸の回転を該バラ
ンサ軸に角速度を変化させて連動せしめ、１次お
よび２次以上の往復動慣性偶力を釣り合わすよう
にした３気筒120゜クランク配置または４気筒クラ
ンク配置の内燃機関のバランサ装置にある。
するために案出されたもので、その要旨とすると
ころは、内燃機関のクランク軸にはオーバーバラ
ンス率50％のバランスウエイトを設け、該クラン
ク軸とは別体として設けた１本のバランサ軸に
は、機関の往復動慣性偶力とのみ釣り合うバラン
サウエイトを設け、該クランク軸の回転を該バラ
ンサ軸に角速度を変化させて連動せしめ、１次お
よび２次以上の往復動慣性偶力を釣り合わすよう
にした３気筒120゜クランク配置または４気筒クラ
ンク配置の内燃機関のバランサ装置にある。
本考案の構成を添付図面に示す実施例にしたが
つて詳細に説明する。
つて詳細に説明する。
第１図は３気筒120゜クランク配置機関の説明
図、第２図は要部図である。
図、第２図は要部図である。
これらの図において、１はクランク軸、２はこ
れと別体として設けたバランサ軸、３はこのバラ
ンサ軸２に取付けたバランサウエイトを示す。４
はクランク軸１に取付けた駆動歯車で、その構造
は、後記のように近似楕円形をなしている。５は
バランサ軸２に取付けた被動歯車であつて、その
構造も後記のように近似楕円形をなしており、か
つ駆動歯車４と噛合している。３１はクランク軸
１に取付けた第１気筒のバランスウエイト、３２
は第２気筒のバランスウエイト、３３は第３気筒
のバランスウエイトを示し、各々オーバーバラン
ス率を50％としている。
れと別体として設けたバランサ軸、３はこのバラ
ンサ軸２に取付けたバランサウエイトを示す。４
はクランク軸１に取付けた駆動歯車で、その構造
は、後記のように近似楕円形をなしている。５は
バランサ軸２に取付けた被動歯車であつて、その
構造も後記のように近似楕円形をなしており、か
つ駆動歯車４と噛合している。３１はクランク軸
１に取付けた第１気筒のバランスウエイト、３２
は第２気筒のバランスウエイト、３３は第３気筒
のバランスウエイトを示し、各々オーバーバラン
ス率を50％としている。
かかるオーバーバランス率50％のバランスウエ
イト３１，３２，３３をクランク軸１に付設した
ため、前記バランサ軸２に付設したバランサウエ
イト３，３…と分担して機関の往復動慣性偶力を
釣り合せることができ、その結果バランサ軸２を
１本で構成できるものである。
イト３１，３２，３３をクランク軸１に付設した
ため、前記バランサ軸２に付設したバランサウエ
イト３，３…と分担して機関の往復動慣性偶力を
釣り合せることができ、その結果バランサ軸２を
１本で構成できるものである。
これを更に、例えば３気筒120゜クランク配置で
説明すれば、ピストン−クランクメカニズムの機
械力学が教えるごとく、３気筒の各気筒のクラン
ク軸に、各気筒のクランク腕などと釣合う「回転
質量」と、ピストンなどと釣合う「往復動質量」
の１／２とを各クランクウエイブにそれぞれ付設す れば、各気筒にはクランク軸と反対方向に回転す
る合成された慣性力のみが有害なアンバランスと
して未だ消去されずに残る。その結果、クランク
軸系において、第１気筒と第３気筒とに発生し
た、かかる残存合成慣性力の分力によつて慣性偶
力が発生することになる。したがつて、３気筒で
は有害なアンバランスを往復動慣性偶力に帰する
ことができるので、バランサ軸は、クランク軸と
平行でかつ反対方向に同じ速度で回転するバラン
サ軸としては、１本のみでよいことになる。
説明すれば、ピストン−クランクメカニズムの機
械力学が教えるごとく、３気筒の各気筒のクラン
ク軸に、各気筒のクランク腕などと釣合う「回転
質量」と、ピストンなどと釣合う「往復動質量」
の１／２とを各クランクウエイブにそれぞれ付設す れば、各気筒にはクランク軸と反対方向に回転す
る合成された慣性力のみが有害なアンバランスと
して未だ消去されずに残る。その結果、クランク
軸系において、第１気筒と第３気筒とに発生し
た、かかる残存合成慣性力の分力によつて慣性偶
力が発生することになる。したがつて、３気筒で
は有害なアンバランスを往復動慣性偶力に帰する
ことができるので、バランサ軸は、クランク軸と
平行でかつ反対方向に同じ速度で回転するバラン
サ軸としては、１本のみでよいことになる。
なお、いう迄もなく、この１本のバランサ軸に
次のようなバランサを付設することによりかかる
往復動慣性偶力が消去できる。すなわち、瞬時に
おいて、第３気筒が上死点にあるとき、第１気筒
および第３気筒のクランク腕と同じ方向でかつ第
２気筒のクランク腕と直角方向に、しかも第２気
筒を中心に第１および第２気筒側にふり分けて、
前述のクランク軸系の往復動慣性偶力と釣合せる
バランサを付設すれば、かかる往復動慣性偶力は
消去できるのである。
次のようなバランサを付設することによりかかる
往復動慣性偶力が消去できる。すなわち、瞬時に
おいて、第３気筒が上死点にあるとき、第１気筒
および第３気筒のクランク腕と同じ方向でかつ第
２気筒のクランク腕と直角方向に、しかも第２気
筒を中心に第１および第２気筒側にふり分けて、
前述のクランク軸系の往復動慣性偶力と釣合せる
バランサを付設すれば、かかる往復動慣性偶力は
消去できるのである。
さて、ピストン６の往復動によつて、機関の往
復動慣性偶力Ｍは、 ここで、 WH：往復運動部重量（１気筒当り） Ｒ：クランク半径 ω：クランク軸の角速度 ｄ：シリンダピツチ θ：クランク回転角度 λ：Ｌ／Ｒ Ｌ：連接棒の中心間距離 そして、バランスウエイトにてオーバーバラン
ス率50％（回転部のカウンターバランスに対し50
％付加したもの）とし、かつ往復動慣性偶力Ｍと
釣り合わすため、このバランスウエイトにより発
生する回転偶力（モーメント）のcos成分をMRC
とし、sin成分をMRSとすると、 また、バランサウエイトにより発生する往復動
慣性偶力Ｍと釣り合わすための回転偶力（モーメ
ント）のcos成分をMBCとし、sin成分をMBSとす
ると、 MBC＝WB／ｇ・RB・｛ωB（θ）｝2・Ｓ・cos（θB（
θ）＋π／６）…(3) ここで、 WB：バランサウエイト３の重量
（第２図の斜線の部分 RB：WBの重心位置半径 Ｓ：第２図に示す重心間距離 ωB（θ）：WBのθをパラメーターとする不等速
な角速度 θB（θ）：WBのθをパラメーターとする 回転角度 したがつて、往復動慣性偶力ＭをMRCとMBCと
でもつて、均等ではないが分担して釣り合わせる
ためには、 Ｍ＋MRC＋MBCＯ とすればよい。
復動慣性偶力Ｍは、 ここで、 WH：往復運動部重量（１気筒当り） Ｒ：クランク半径 ω：クランク軸の角速度 ｄ：シリンダピツチ θ：クランク回転角度 λ：Ｌ／Ｒ Ｌ：連接棒の中心間距離 そして、バランスウエイトにてオーバーバラン
ス率50％（回転部のカウンターバランスに対し50
％付加したもの）とし、かつ往復動慣性偶力Ｍと
釣り合わすため、このバランスウエイトにより発
生する回転偶力（モーメント）のcos成分をMRC
とし、sin成分をMRSとすると、 また、バランサウエイトにより発生する往復動
慣性偶力Ｍと釣り合わすための回転偶力（モーメ
ント）のcos成分をMBCとし、sin成分をMBSとす
ると、 MBC＝WB／ｇ・RB・｛ωB（θ）｝2・Ｓ・cos（θB（
θ）＋π／６）…(3) ここで、 WB：バランサウエイト３の重量
（第２図の斜線の部分 RB：WBの重心位置半径 Ｓ：第２図に示す重心間距離 ωB（θ）：WBのθをパラメーターとする不等速
な角速度 θB（θ）：WBのθをパラメーターとする 回転角度 したがつて、往復動慣性偶力ＭをMRCとMBCと
でもつて、均等ではないが分担して釣り合わせる
ためには、 Ｍ＋MRC＋MBCＯ とすればよい。
したがつて、次の式が得られる。
また、MRS＝MBSにする必要があるので、
となる。
そこで、(5)式を満足させた上で、(4)式により、
近似楕円形をした駆動歯車４および被動歯車５の
ピツチプロフイルおよび、バランサウエイト３の
大きさを決定すれば、１軸のバランサ装置によつ
て１次のみならず２次以上の往復動慣性偶力を消
去することができる。
近似楕円形をした駆動歯車４および被動歯車５の
ピツチプロフイルおよび、バランサウエイト３の
大きさを決定すれば、１軸のバランサ装置によつ
て１次のみならず２次以上の往復動慣性偶力を消
去することができる。
なお、以上の説明は、３気筒120゜クランク配置
機関について述べたが、本考案はこれに限らず、
４気筒90゜クランク配置機関にもバランサウエイ
ト３の大きさおよび位相角を異にして上記と同様
に決定して適用することができる。
機関について述べたが、本考案はこれに限らず、
４気筒90゜クランク配置機関にもバランサウエイ
ト３の大きさおよび位相角を異にして上記と同様
に決定して適用することができる。
本考案によれば、３気筒120゜クランク配置また
は４気筒90゜クランク配置の内燃機関に付設する
バランサ軸のバランサウエイトの外に、所定の回
転数一定のクランク軸の方にもオーバーバランス
率50％のバランスウエイトを付設し、往復動慣性
偶力を分担して釣り合せるので、従来のバランサ
装置（前掲の実開昭52−77302号公報記載のもの）
と異なり、１組のバランサ装置におけるバランサ
軸を１本で構成でき、１次のみならず、２次以上
の往復動慣性偶力を略完全に消去できるのは勿
論、機関の構造を簡素化でき、コストダウンに資
することができる効果を有する。
は４気筒90゜クランク配置の内燃機関に付設する
バランサ軸のバランサウエイトの外に、所定の回
転数一定のクランク軸の方にもオーバーバランス
率50％のバランスウエイトを付設し、往復動慣性
偶力を分担して釣り合せるので、従来のバランサ
装置（前掲の実開昭52−77302号公報記載のもの）
と異なり、１組のバランサ装置におけるバランサ
軸を１本で構成でき、１次のみならず、２次以上
の往復動慣性偶力を略完全に消去できるのは勿
論、機関の構造を簡素化でき、コストダウンに資
することができる効果を有する。
そして、このオーバーバランス率50％のバラン
スウエイトを付設することによつて生じる余計な
慣性偶力は、偶力であるので機関フレームの内部
応力として残り、機関外へは漏出しないことか
ら、総じて、振動のない機関を提供することがで
きる。
スウエイトを付設することによつて生じる余計な
慣性偶力は、偶力であるので機関フレームの内部
応力として残り、機関外へは漏出しないことか
ら、総じて、振動のない機関を提供することがで
きる。
第１図は本考案の実施例の説明図、第２図は同
要部図である。 １……クランク軸、２……バランサ軸、３……
バランサウエイト、３１……第１気筒のバランサ
ウエイト。
要部図である。 １……クランク軸、２……バランサ軸、３……
バランサウエイト、３１……第１気筒のバランサ
ウエイト。
Claims (1)
- 内燃機関のクランク軸にはオーバーバランス率
50％のバランスウエイトを設け、該クランク軸と
は別体として設けた１本のバランサ軸には、機関
の往復動慣性偶力とのみ釣り合うバランサウエイ
トを設け、該クランク軸の回転を該バランサ軸に
角速度を変化させて連動せしめ、１次および２次
以上の往復動慣性偶力を釣り合わすようにした３
気筒120゜クランク配置または４気筒90゜クランク
配置の内燃機関のバランサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12976480U JPH0118914Y2 (ja) | 1980-09-10 | 1980-09-10 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12976480U JPH0118914Y2 (ja) | 1980-09-10 | 1980-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5751853U JPS5751853U (ja) | 1982-03-25 |
| JPH0118914Y2 true JPH0118914Y2 (ja) | 1989-06-01 |
Family
ID=29490095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12976480U Expired JPH0118914Y2 (ja) | 1980-09-10 | 1980-09-10 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0118914Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62188835A (ja) * | 1986-02-14 | 1987-08-18 | Honda Motor Co Ltd | バランサ軸付きエンジン |
-
1980
- 1980-09-10 JP JP12976480U patent/JPH0118914Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5751853U (ja) | 1982-03-25 |
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