JPH0233898B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0233898B2 JPH0233898B2 JP56032306A JP3230681A JPH0233898B2 JP H0233898 B2 JPH0233898 B2 JP H0233898B2 JP 56032306 A JP56032306 A JP 56032306A JP 3230681 A JP3230681 A JP 3230681A JP H0233898 B2 JPH0233898 B2 JP H0233898B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crankshaft
- internal combustion
- combustion engine
- plane
- weight
- 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 - Lifetime
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 25
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation 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
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
Landscapes
- 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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、車両用内燃機関の振動防止用バラン
サ装置に関し、特に、１気筒、２気筒（180゜クラ
ンク、360゜クランク）又は４気筒（180゜クラン
ク）内燃機関の２次慣性力を釣り合わせるための
振動防止用バランサ装置に関するものである。
サ装置に関し、特に、１気筒、２気筒（180゜クラ
ンク、360゜クランク）又は４気筒（180゜クラン
ク）内燃機関の２次慣性力を釣り合わせるための
振動防止用バランサ装置に関するものである。
従来、オートバイ等の車輛に塔載する内燃機関
においては、実開昭55−54632号公報又は実開昭
55−54633号公報に開示されているように、クラ
ンク軸の下方で内燃機関のシリンダ中心軸線に関
して左右対称位置に、それぞれ異なる２軸を中心
にして回転する２つのバランサウエイトを配し、
当該内燃機関の運動時に発生する１次及び２次慣
性力を相殺している。
においては、実開昭55−54632号公報又は実開昭
55−54633号公報に開示されているように、クラ
ンク軸の下方で内燃機関のシリンダ中心軸線に関
して左右対称位置に、それぞれ異なる２軸を中心
にして回転する２つのバランサウエイトを配し、
当該内燃機関の運動時に発生する１次及び２次慣
性力を相殺している。
しかしながら、上記した従来の振動防止用バラ
ンサ装置においては、バランサウエイトを２軸と
する必要があるので、内燃機関のケースのプロフ
イルが大型化すると共に、シリンダ中心軸線に関
して対称に２つのバランサウエイトを配置する必
要があるため、クランク軸の下方に内燃機関の他
機構を配することが困難になるという欠点を生じ
ていた。
ンサ装置においては、バランサウエイトを２軸と
する必要があるので、内燃機関のケースのプロフ
イルが大型化すると共に、シリンダ中心軸線に関
して対称に２つのバランサウエイトを配置する必
要があるため、クランク軸の下方に内燃機関の他
機構を配することが困難になるという欠点を生じ
ていた。
本発明の目的は、上記した従来技術の有する諸
欠点を除去し、内燃機関のケースプロフイルの小
型化が可能であると共に、内燃機関の内部機構の
レイアウトの自由度を増大させ得る、内燃機関の
振動防止用バランサ装置を提供することにある。
欠点を除去し、内燃機関のケースプロフイルの小
型化が可能であると共に、内燃機関の内部機構の
レイアウトの自由度を増大させ得る、内燃機関の
振動防止用バランサ装置を提供することにある。
以下、本発明の一実施例を、４気筒180度クラ
ンクの内燃機関に関して、図に基づいて説明す
る。
ンクの内燃機関に関して、図に基づいて説明す
る。
第１図は、４気筒180度クランクの内燃機関の
概略的な機構を表わすスケルトン図であり、同図
中、１はクランク軸を示す。クランク軸１は軸受
２によつて回転自在に支持され、クランク軸１の
左端部にはフライホイール３が固定されている。
クランク軸１のクランクピン１ａ，１ａ，１ａ，
１ａには、それぞれコンロツド４，４，４，４下
端部が回転自在に連結され、コンロツド４，４，
…の上端部にはピストン５，５，…がそれぞれ回
転自在に連結されている。
概略的な機構を表わすスケルトン図であり、同図
中、１はクランク軸を示す。クランク軸１は軸受
２によつて回転自在に支持され、クランク軸１の
左端部にはフライホイール３が固定されている。
クランク軸１のクランクピン１ａ，１ａ，１ａ，
１ａには、それぞれコンロツド４，４，４，４下
端部が回転自在に連結され、コンロツド４，４，
…の上端部にはピストン５，５，…がそれぞれ回
転自在に連結されている。
クランク軸１の下方にはクランク軸１と平行に
固定軸６を設け、この固定軸６には中空回転軸
７，８がそれぞれ回転自在に支持されている。中
空回転軸７にはバランサウエイトW1とギヤ９と
スプロケツト１０とが固定され、スプロケツト１
０とクランク軸１に固定されたスプロケツト１１
との間にはチエン１２が巻回されている。これに
より、中空回転軸７はクランク軸１と同方向に回
転するようになつている。また、固定軸６の近傍
には固定軸６と平行にアイドル軸１３が配設さ
れ、アイドル軸１３は軸受１４，１４によつて回
転自在に支持されている。アイドル軸１３にはギ
ヤ１５とスプロケツト１６とが固定され、ギヤ１
５はギヤ９と同一歯数を有している。このように
クランク軸１と固定軸６、この固定軸６に支持さ
れた中空回転軸７，８およびアイドル軸１３は同
一平面上に配設されている。
固定軸６を設け、この固定軸６には中空回転軸
７，８がそれぞれ回転自在に支持されている。中
空回転軸７にはバランサウエイトW1とギヤ９と
スプロケツト１０とが固定され、スプロケツト１
０とクランク軸１に固定されたスプロケツト１１
との間にはチエン１２が巻回されている。これに
より、中空回転軸７はクランク軸１と同方向に回
転するようになつている。また、固定軸６の近傍
には固定軸６と平行にアイドル軸１３が配設さ
れ、アイドル軸１３は軸受１４，１４によつて回
転自在に支持されている。アイドル軸１３にはギ
ヤ１５とスプロケツト１６とが固定され、ギヤ１
５はギヤ９と同一歯数を有している。このように
クランク軸１と固定軸６、この固定軸６に支持さ
れた中空回転軸７，８およびアイドル軸１３は同
一平面上に配設されている。
一方、中空回転軸８にはスプロケツト１７とバ
ランサウエイトW2とが固定され、スプロケツト
１７とスプロケツト１６との間にはチエン１８が
巻回されている。これにより、中空回転軸８は中
空回転軸７とは逆方向に同一回転数で回転するこ
とになる。また、スプロケツト１０の歯数をスプ
ロケツト１１の歯数の２分の１に設定し、中空回
転軸７の回転数をクランク軸１の回転数の２倍と
してある。
ランサウエイトW2とが固定され、スプロケツト
１７とスプロケツト１６との間にはチエン１８が
巻回されている。これにより、中空回転軸８は中
空回転軸７とは逆方向に同一回転数で回転するこ
とになる。また、スプロケツト１０の歯数をスプ
ロケツト１１の歯数の２分の１に設定し、中空回
転軸７の回転数をクランク軸１の回転数の２倍と
してある。
そして、第１図中、E.C.はエンジンセンター線
を示し、バランサウエイトW1，W2の重心はエン
ジンセンター線E.C.を含みかつクランク軸に直交
する平面上に位置するように配設されている。
を示し、バランサウエイトW1，W2の重心はエン
ジンセンター線E.C.を含みかつクランク軸に直交
する平面上に位置するように配設されている。
一般に、２次慣性力Ｆは次の式で表わされる。
すなわち、 Ｆ＝ｎ×Wre×γ×ω2／ｇ×（γ／Ｌ×cos2θ）…(1) ここで、Wreは往復運動部重量を、ｎは気筒数
を、ωはクランク軸の角速度を、γはクランク半
径を、Ｌはコンロツド長さを、θはクランク軸の
回転角をそれぞれ示す。
すなわち、 Ｆ＝ｎ×Wre×γ×ω2／ｇ×（γ／Ｌ×cos2θ）…(1) ここで、Wreは往復運動部重量を、ｎは気筒数
を、ωはクランク軸の角速度を、γはクランク半
径を、Ｌはコンロツド長さを、θはクランク軸の
回転角をそれぞれ示す。
(1)式から明らかなように、２次慣性力はエンジ
ン回転の２倍の速さでコサインカーブを描き、そ
の最大値は合計往復運動部重量（ｎ×Wre）のγ/
Ｌの大きさである。そして、その力の方向はシリ
ンダ方向にのみ出ることになる。
ン回転の２倍の速さでコサインカーブを描き、そ
の最大値は合計往復運動部重量（ｎ×Wre）のγ/
Ｌの大きさである。そして、その力の方向はシリ
ンダ方向にのみ出ることになる。
本発明においては、この２次慣性力Ｆを釣り合
わせるために、第１図に示したように、Ａ方向矢
視において略シリンダ中心軸線上にクランク軸１
と平行に、クランク軸１の２倍の速度でクランク
軸１と同方向に回転するバランサウエイトW1と、
クランク軸１の２倍のの速度でこれとは逆回転す
るバランサウエイトW2とを、これらのバランサ
ウエイトW1，W2の重心がエンジンセンター線E.
C.上に位置するように配設してある。そして、こ
れらのバランサウエイトW1，W2をそれぞれクラ
ンク半径等価値重量でγ・Wre・ｎ／2Lとすると共 に、クランクピン１ａ，１ａ，…の位置が上死点
又は下死点位置にある時に、クランク軸１からシ
リンダ方向とは反対方向にバランサウエイトW1，
W2が来るように設定されている。
わせるために、第１図に示したように、Ａ方向矢
視において略シリンダ中心軸線上にクランク軸１
と平行に、クランク軸１の２倍の速度でクランク
軸１と同方向に回転するバランサウエイトW1と、
クランク軸１の２倍のの速度でこれとは逆回転す
るバランサウエイトW2とを、これらのバランサ
ウエイトW1，W2の重心がエンジンセンター線E.
C.上に位置するように配設してある。そして、こ
れらのバランサウエイトW1，W2をそれぞれクラ
ンク半径等価値重量でγ・Wre・ｎ／2Lとすると共 に、クランクピン１ａ，１ａ，…の位置が上死点
又は下死点位置にある時に、クランク軸１からシ
リンダ方向とは反対方向にバランサウエイトW1，
W2が来るように設定されている。
今、内燃機関のクランク軸１が第１図示の状態
から角度θだけ回転したとすると、クランク系の
２次慣性力は Ｆ＝２・Wre・γ・ω2／ｇ×（γ／Ｌcos2θ） ＋２・Wre・γ・ω2／ｇ×［γ／Ｌ(cos(2θ+360゜))
］ ＝４・Wre・γ・ω2／ｇ×（γ／Ｌcos2θ）となり、 バランサウエイトW1，W2側は第２図示の様に
なる。
から角度θだけ回転したとすると、クランク系の
２次慣性力は Ｆ＝２・Wre・γ・ω2／ｇ×（γ／Ｌcos2θ） ＋２・Wre・γ・ω2／ｇ×［γ／Ｌ(cos(2θ+360゜))
］ ＝４・Wre・γ・ω2／ｇ×（γ／Ｌcos2θ）となり、 バランサウエイトW1，W2側は第２図示の様に
なる。
第２図から明らかなように、Ｘ−Ｘ方向は釣り
合い状態となり、Ｙ−Ｙ方向にのみ Ｆ＝γ・ω2／ｇ（W1cos2θ＋W2cos2θ）の力がで ることになる。
合い状態となり、Ｙ−Ｙ方向にのみ Ｆ＝γ・ω2／ｇ（W1cos2θ＋W2cos2θ）の力がで ることになる。
ここで、W1＝W2であるから
F′＝γ・ω2・2W1・cos2θ／ｇとなり
W1＝γ・Wre・ｎ／2Lであるから
F′＝４・Wre・γ・ω2／ｇ×（γ／Ｌcos2θ）とな
る。
る。
そして、Ｆ＝F′であり、ＦとF′とは方向が逆で
あるから、互いに釣り合い状態にあることにな
る。
あるから、互いに釣り合い状態にあることにな
る。
なお、４気筒内燃機関の場合には、１次慣性力
は釣り合つているから、２次慣性力のバランサウ
エイトの駆動力は上記実施例のごとくクランク軸
からとるのが一般的であるが、１気筒又は２気筒
の内燃機関の場合には、１次慣性力が釣り合つて
いないので１次慣性力用のバランサウエイトを設
ける必要がある。したがつて、１気筒又は２気筒
の内燃機関においては、この１次慣性力用バラン
サウエイトの駆動源から２次慣性力用バランサウ
エイトの駆動力をとり出すこともできる。
は釣り合つているから、２次慣性力のバランサウ
エイトの駆動力は上記実施例のごとくクランク軸
からとるのが一般的であるが、１気筒又は２気筒
の内燃機関の場合には、１次慣性力が釣り合つて
いないので１次慣性力用のバランサウエイトを設
ける必要がある。したがつて、１気筒又は２気筒
の内燃機関においては、この１次慣性力用バラン
サウエイトの駆動源から２次慣性力用バランサウ
エイトの駆動力をとり出すこともできる。
更に、バランサウエイトW2はギヤを介してク
ランク軸１により直接駆動することもできる。こ
の場合には、使用する軸数が１本になることは明
らかである。
ランク軸１により直接駆動することもできる。こ
の場合には、使用する軸数が１本になることは明
らかである。
以上、説明したように、本発明によれば、クラ
ンク軸、固定軸、この固定軸の外周に設けられる
２本の中空回転軸、アイドル軸をすべて同一平面
上に配設したことにより、内燃機関全体のケース
プロフイルが薄形形状になつて、四輪車の床下の
ように空間にも搭載できることになり、レイアウ
トの自由度の増大を図ることができることにな
る。また機械加工が容易となり軸間の加工精度が
向上でき、この点からも振動低減を図ることがで
きると共に、加工のコストダウンが可能となる。
さらに、構成上、エンジンセンターを挟んでシリ
ンダとは反対側にバランサ機構を設けることにな
るので、エンジン全体の重量バランスが良好にな
り、エンジンマウントの設計が容易になり、この
点からも振動対策が行い易くなる上に、車輌に搭
載した状態においての振動低減が一層向上する
等、多くの効果を奏することになる。
ンク軸、固定軸、この固定軸の外周に設けられる
２本の中空回転軸、アイドル軸をすべて同一平面
上に配設したことにより、内燃機関全体のケース
プロフイルが薄形形状になつて、四輪車の床下の
ように空間にも搭載できることになり、レイアウ
トの自由度の増大を図ることができることにな
る。また機械加工が容易となり軸間の加工精度が
向上でき、この点からも振動低減を図ることがで
きると共に、加工のコストダウンが可能となる。
さらに、構成上、エンジンセンターを挟んでシリ
ンダとは反対側にバランサ機構を設けることにな
るので、エンジン全体の重量バランスが良好にな
り、エンジンマウントの設計が容易になり、この
点からも振動対策が行い易くなる上に、車輌に搭
載した状態においての振動低減が一層向上する
等、多くの効果を奏することになる。
第１図は４気筒180度クランクの内燃機関に本
発明の振動防止用バランサ装置を適用した場合の
概略的な機構を表わすスケルトン図であり、第２
図はバランサウエイトの釣り合い状態を解折する
ための図である。 １……クランク軸、２……軸受、１ａ……クラ
ンクピン、４……コンロツド、５……ピストン、
６……固定軸、７，８……中空回転軸、W1，W2
……バランサウエイト、１３……アイドル軸、E.
C.……エンジンセンター線。
発明の振動防止用バランサ装置を適用した場合の
概略的な機構を表わすスケルトン図であり、第２
図はバランサウエイトの釣り合い状態を解折する
ための図である。 １……クランク軸、２……軸受、１ａ……クラ
ンクピン、４……コンロツド、５……ピストン、
６……固定軸、７，８……中空回転軸、W1，W2
……バランサウエイト、１３……アイドル軸、E.
C.……エンジンセンター線。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関のクランク軸と固定軸と該固定軸の
外周に設けられる２本の中空回転軸とアイドル軸
とを同一平面上に配設し、前記内燃機関のシリン
ダ軸線を含む平面上に回転中心を有し、かつ、前
記内燃機関のクランク軸と同方向に該クランク軸
の２倍の回転数で回転するバランサウエイトと、
前記平面上に回転中心を有し、かつ、前記クラン
ク軸とは逆方向に前記クランク軸の２倍の回転数
で回転する他のバランサウエイトとをそれぞれ設
け、前記両バランサウエイトの重心を共に前記内
燃機関のエンジンセンター線を含みかつ前記クラ
ンク軸に直交する平面上に位置させ、 ｎを気筒数、Wreを往復運動部重量、ｒをクラ
ンク半径、Ｌをコンロツド長さとしたとき、 前記両バランサウエイトをそれぞれクランク半
径等価重量（ｎ・Wre・ｒ／2L）とすると共に、
前記クランク軸のクランクピンが上死点位置又は
下死点位置にある時に、前記クランク軸に関して
前記内燃機関のシリンダとは反対側に前記バラン
サウエイトが位置するべく、互いに180度だけ位
相をずらして設定したことを特徴とする、内燃機
関の振動防止用バランサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230681A JPS57146937A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Vibration preventive balancer device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3230681A JPS57146937A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Vibration preventive balancer device for internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57146937A JPS57146937A (en) | 1982-09-10 |
| JPH0233898B2 true JPH0233898B2 (ja) | 1990-07-31 |
Family
ID=12355259
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3230681A Granted JPS57146937A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Vibration preventive balancer device for internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57146937A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6278247B2 (ja) * | 2013-06-12 | 2018-02-14 | 三菱自動車工業株式会社 | ４サイクルのエンジン |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5032641U (ja) * | 1973-07-18 | 1975-04-09 | ||
| JPS5245685U (ja) * | 1975-09-27 | 1977-03-31 |
-
1981
- 1981-03-06 JP JP3230681A patent/JPS57146937A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5032641U (ja) * | 1973-07-18 | 1975-04-09 | ||
| JPS5245685U (ja) * | 1975-09-27 | 1977-03-31 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57146937A (en) | 1982-09-10 |
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