JPH04296240A - エンジンの二軸バランサ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの二軸バラン
サに関する。

【０００２】

【従来技術】エンジンの二軸バランサの従来技術として
、特公昭６３−３０５３６号公報に開示されたものがあ
る。その模式図を図６に示す。これは、クランク軸３の
周囲に一対のバランサ１・２を配置し、クランク軸軸心
３ａを中心とした一つの円周４上に各バランサ軸１ａ・
２ａを振り分けて配置し、各バランサ１・２の質量ｍと
回転半径ｒの積ｍｒが等しくなるようにするとともに、
各バランサ１・２が同方向に等速回転するように構成し
てある。これは、ピストン５の往復運動によって生じる
エンジンの縦振動を、両回転バランサ１・２の回転によ
って生じる遠心力で軽減しようとするものである。

【０００３】ところで、この従来技術では、各バランサ
１・２は同位相で回転するようになっているとともに、
各バランサ軸１ａ・２ａはいずれもクランク軸軸心３ａ
の左右真横に振り分けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、次
の問題Ａ）・Ｂ）がある。 Ａ）上記従来技術では、各バランサ１・２は同位相で回
転するようになっているので、各バランサ軸１ａ・２ａ
がクランク軸軸心３ａの左右真横に配置されている場合
には、各バランサ１・２が円周４の各接線１ｂ・２ｂに
対してなす角θ１・θ２は常に等しくなり、各バランサ
１・２の回転によって生じるクランク軸軸心３ａ回りの
各回転モーメントは同じ大きさで逆向きとなる。このた
め、この場合には、各回転モーメントの総和は０となり
、クランク軸軸心３ａ回りの回転モーメントに基づくエ
ンジンの振動を避けることができる。

【０００５】しかし、片方のバランサ２を、破線で示す
ように、他の位置に平行移動させると、各バランサ１及
び２が円周４の各接線１ｂ・２ｂに対して成す角θ１及
びθ２が異なることになる。このため、この場合には、
クランク軸軸心３ａ回りの回転モーメントが残り、これ
に基づくエンジンの振動が発生する。

【０００６】このように、上記従来技術では、一方のバ
ランサ軸１ａをクランク軸軸心３ａの右真横に位置させ
た場合には、他のバランサ軸２ａはクランク軸軸心３ａ
の左真横に位置させなければならない等、各バランサ１
・２の配置に自由度がない。

【０００７】Ｂ）上記従来技術では、各バランサ軸１ａ
・２ａはいずれもクランク軸軸心３ａの左右真横に振り
分けられているので、各バランサ軸１ａ・２ａ間の横の
スパンＳが最も広くなる。このため、エンジンの横幅が
大きくなり、エンジンが大型化する。

【０００８】本発明は、各バランサの配置に自由度を持
たせながらも、クランク軸軸心回りの回転モーメントを
０にすること、各バランサ軸間の横のスパンを狭くする
ことを、その課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に例示す
るように、クランク軸３の周囲に一対のバランサ１・２
を配置し、クランク軸軸心３ａを中心とした一つの円周
４上に各バランサ軸１ａ・２ａを振り分けて配置し、各
バランサ１・２の質量ｍと回転半径ｒの積ｍｒが等しく
なるようにするとともに、各バランサ１・２が同方向に
等速回転するように構成した、エンジンの二軸バランサ
において、次のように構成したことを特徴とする。

【００１０】すなわち、前記両バランサ軸１ａ・２ａの
振り分け角度をα、前記各バランサ１・２の位相差をψ
として、これらの和α＋ψが１８０゜になるように設定
するとともに、前記各バランサ軸１ａ・２ａの少なくと
も一方をクランク軸軸心３ａの真横から外れる位置に配
置した、ことを特徴とする。

【００１１】

【作用】Ａ）本発明では、図１に例示するように、両バ
ランサ軸１ａ・２ａの振り分け角度をα、前記各バラン
サ１・２の位相差をψとして、これらの和α＋ψが１８
０゜になるように設定したので、各バランサ１・２の配
置に自由度を持たせながらも、各バランサ１・２の回転
によって生じるクランク軸軸心３ａ回りの各回転モーメ
ントの総和を０にできる。

【００１２】その理由を説明する。図５は本発明の原理
を説明する模式図である。図５に示すものは、クランク
軸３の周囲に一対のバランサ１・２を配置し、クランク
軸軸心３ａを中心とした一つの円周４上に各バランサ軸
１ａ・２ａを振り分けて配置し、各バランサ１・２の質
量ｍと回転半径ｒの積ｍｒが等しくなるようにするとと
もに、各バランサ１・２が同方向に等速回転するように
なっている。両バランサ軸１ａ・２ａの振り分け角度を
α、各バランサ１・２の位相差をψとする。

【００１３】図５において、一方のバランサ１の回転に
よって生じるクランク軸軸心３ａ回りの回転モーメント
Ｍ１の一般式は次式■で表される。また、他方の回転バ
ランサ２の回転によって発生する回転モーメントＭ２の
一般式は次式■で表される。回転モーメントの符号は反
時計回りを＋とする。 　　　　Ｍ１＝（ｍｒω２／ｇ）×ｃｏｓθ×Ｒ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　…■　　　　Ｍ２＝（
ｍｒω２／ｇ）×ｃｏｓ（α＋ψ＋θ）×Ｒ　　　　　
　…■ここで、ωは各バランサ１・２の角速度、ｇは重
力加速度、θは各バランサ１・２の回転角、Ｒは円周４
の半径である。

【００１４】各回転モーメントＭ１・Ｍ２の総和Ｍ０は
次式■で表される。 Ｍ０＝Ｍ１＋Ｍ２　　　　　　　　…■式■に式■・■
を代入すると、次式■が得られる。 　　　　　　Ｍ０＝（ｍｒω２／ｇ）×｛ｃｏｓθ＋ｃ
ｏｓ（α＋ψ＋θ）｝×Ｒ　　　　…■

【００１５】式
■において、α＋ψ＝１８０゜の時、次式■が得られる
。 　　　　　　Ｍ０＝（ｍｒω２／ｇ）×（ｃｏｓθ−ｃ
ｏｓθ）×Ｒ＝０　　　　…■すなわち、α＋ψ＝１８
０゜の時、各バランサ１・２の回転によって生じる各モ
ーメントＭ１・Ｍ２の総和Ｍ０が０になることが解る。 したがって、α＋ψ＝１８０゜の条件下で、各バランサ
１・２の配置を自由に設定しても、各バランサ１・２の
回転によって生じる回転モーメントの総和は常に０とな
る。

【００１６】Ｂ）本発明では、図１に例示するように、
各バランサ軸１ａ・２ａの少なくとも一方をクランク軸
軸心３ａの真横から外れる位置に配置したので、各バラ
ンサ軸１ａ・２ａ間の横のスパンＳが狭くなる。このた
め、エンジンの横幅を狭くすることができ、エンジンを
小型化できる。

【００１７】

【発明の効果】Ａ）本発明では、両バランサ軸の振り分
け角度をα、前記各バランサの位相差をψとして、これ
らの和α＋ψが１８０゜になるように設定したので、各
バランサの配置に自由度を持たせながらも、各バランサ
の回転によって生じるクランク軸軸心回りの各回転モー
メントの総和を０にできる。

【００１８】Ｂ）本発明では、各バランサ軸の少なくと
も一方をクランク軸軸心の真横から外れる位置に配置し
たので、各バランサ軸間の横のスパンが狭くなる。この
ため、エンジンの横幅を狭くすることができ、エンジン
を小型化できる。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 （第１実施例）図１は本考案の第１実施例に係るエンジ
ンの二軸バランサの模式図である。図１において、符号
１は一方のバランサ、２は他方のバランサ、３はクラン
ク軸、３ａはクランク軸軸心、４はクランク軸軸心３ａ
を中心とした円周、５はピストン、６はコンロッドを示
している。

【００２０】一対のバランサ１・２はクランク軸３の周
囲に配置している。一方のバランサ１のバランサ軸１ａ
と、他方のバランサ２のバランサ軸２ａは、円周３ｂ上
に振り分けて配置してある。各バランサ１・２の質量ｍ
と回転半径ｒの積ｍｒは等しくしてある。

【００２１】各バランサ１・２は歯車伝動機構（図外）
を介してクランク軸３に連動連結してある。この歯車伝
動機構に基き、各バランサ１・２は次のように回転する
。クランク軸３が矢印３ｃのように反時計回りで回転す
ると、各バランサ１・２はいずれも矢印１ｃ・２ｃのよ
うに時計回りに回転する。クランク軸３の回転速度と各
バランサ１・２の回転速度はいずれも等しい。

【００２２】バランサ軸１ａ・２ａの振り分け角度αを
１３５゜にし、各バランサ１・２の位相差ψを＋４５゜
（位相差ψの符号は時計回りを＋とし、反時計回りを−
とする）にしてある。この場合、α＋ψが１８０゜にな
るため、各バランサ１・２の回転によって生じるクラン
ク軸軸心３ａ回りのモーメントは０になる。しかも、一
方のバランサ軸２ａをクランク軸軸心３ａの左真横から
外れた位置に配置してあるので、両バランサ軸１ａ・１
ｂ間の横のスパンＳは狭くなる。

【００２３】（第２実施例）図２は本発明の第２実施例
に係るエンジンの二軸バランサの模式図である。この第
２実施例では、振り分け角度αを２１０゜にし、位相差
ψを−３０゜にしてある。この場合、α＋ψが１８０゜
になるため、各バランサ１・２の回転によって生じるク
ランク軸軸心３ａ回りのモーメントは０になる。しかも
、一方のバランサ軸２ａをクランク軸軸心３ａの左真横
から外れた位置に配置してあるので、両バランサ軸１ａ
・１ｂ間の横のスパンＳは狭くなる。

【００２４】（第３実施例）図３は本発明の第３実施例
に係るエンジンの二軸バランサの模式図である。この第
３実施例は、振り分け角度αを１２０゜にし、位相差ψ
を＋６０゜にしてある。この場合、α＋ψが１８０゜に
なるため、各バランサ１・２の回転によって生じるクラ
ンク軸軸心３ａ回りのモーメントは０になる。しかも、
各バランサ軸１ａ・２ａをいずれもクランク軸軸心３ａ
の左右真横から外れた位置に配置してあるので、両バラ
ンサ軸１ａ・１ｂ間の横のスパンＳは狭くなる。

【００２５】（第４実施例）図４は本発明の第４実施例
を説明する図である。この第４実施例は、振り分け角度
αを２４０゜にし、位相差ψを−６０゜にしてある。こ
の場合、α＋ψが１８０゜になるため、各バランサ１・
２の回転によって生じるクランク軸軸心３ａ回りのモー
メントは０になる。しかも、各バランサ軸１ａ・２ａを
いずれもクランク軸軸心３ａの右左右真横から外れた位
置に配置してあるので、両バランサ軸１ａ・１ｂ間の横
のスパンＳは狭くなる。

【００２６】本発明は上記各実施例に限定されるもので
はない。振り分け角度αと位相差ψとの和α＋ψが１８
０゜になる条件下で、各バランサ軸１・２は上記各実施
例とは別の色々な配置をとることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るエンジンの二軸バラ
ンサの模式図である。

【図２】本発明の第２実施例に係るエンジンの二軸バラ
ンサの模式図である。

【図３】本発明の第３実施例に係るエンジンの二軸バラ
ンサの模式図である。

【図４】本発明の第４実施例に係るエンジンの二軸バラ
ンサの模式図である。

【図５】本発明の原理を説明する図である。

【図６】従来技術に係るエンジンの二軸バランサの模式
図である。

【符号の説明】

１…一方のバランサ、１ａ…１のバランサ軸、２…他方
のバランサ、２ａ…２のバランサ軸、３…クランク軸、
３ａ…クランク軸軸心、ｍ…１・２の質量、ｒ…１・２
の回転半径、ｍｒ…ｍとｒの積、α…１ａ・２ａの振り
分け角度、ψ…１・２の位相差。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　クランク軸（３）の周囲に一対のバラ
   ンサ（１）・（２）を配置し、クランク軸軸心（３ａ）
   を中心とした一つの円周（４）上に各バランサ軸（１ａ
   ）・（２ａ）を振り分けて配置し、各バランサ（１）・
   （２）の質量ｍと回転半径ｒの積ｍｒが等しくなるよう
   にするとともに、各バランサ（１）・（２）が同方向に
   等速回転するように構成した、エンジンの二軸バランサ
   において、前記両バランサ軸（１ａ）・（２ａ）の振り
   分け角度をα、前記各バランサ（１）・（２）の位相差
   をψとして、これらの和α＋ψが１８０゜になるように
   設定するとともに、前記各バランサ軸（１ａ）・（２ａ
   ）の少なくとも一方をクランク軸軸心（３ａ）の真横か
   ら外れる位置に配置した、ことを特徴とするエンジンの
   二軸バランサ。