JPH0582495B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0582495B2 JPH0582495B2 JP20449284A JP20449284A JPH0582495B2 JP H0582495 B2 JPH0582495 B2 JP H0582495B2 JP 20449284 A JP20449284 A JP 20449284A JP 20449284 A JP20449284 A JP 20449284A JP H0582495 B2 JPH0582495 B2 JP H0582495B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- balancer
- bearing
- balancer shaft
- deflection angle
- shaft
- 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
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B67/00—Engines 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
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】
＜産業上の利用分野＞
本発明はエンジンの振動、騒音を抑えるバラン
サ装置に関し、その信頼性を向上させたものであ
る。
サ装置に関し、その信頼性を向上させたものであ
る。
＜従来の技術＞
エンジン運転中はピストンの往復運動により、
各気筒ごとにアンバランス（釣り合つていない）
慣性力が発生している。例えば、クランクシヤフ
トが120°間隔になつている３気筒エンジンの場合
は、各気筒で発生するアンバランス慣性力の和は
釣り合つているものの、第１気筒と第３気筒に発
生する慣性力の一部が、第２気筒を中心とするモ
ーメントを発生し、このため振動や騒音をひきお
こすこととなつていた。そこで、このようなモー
メントを打ち消して振動や騒音を抑えるため第１
図に示すバランサ装置が使用されている。このバ
ランサ装置は、同図に示すように、軸心に対して
２個のバランスウエイト１，２が対称に偏心して
取り付けられたバランサシヤフト３の両端が軸受
４，５にて支持されると共にバランサシヤフト３
の図中右端に歯車６が嵌合して構成されており、
この歯車６は図示省略したクランクシヤフトに噛
合している。従つて、クランクシヤフトが回転す
ると、この回転は歯車６を介してバランサシヤフ
ト３に伝達され、バランサシヤフト３が回転する
こととなる。
各気筒ごとにアンバランス（釣り合つていない）
慣性力が発生している。例えば、クランクシヤフ
トが120°間隔になつている３気筒エンジンの場合
は、各気筒で発生するアンバランス慣性力の和は
釣り合つているものの、第１気筒と第３気筒に発
生する慣性力の一部が、第２気筒を中心とするモ
ーメントを発生し、このため振動や騒音をひきお
こすこととなつていた。そこで、このようなモー
メントを打ち消して振動や騒音を抑えるため第１
図に示すバランサ装置が使用されている。このバ
ランサ装置は、同図に示すように、軸心に対して
２個のバランスウエイト１，２が対称に偏心して
取り付けられたバランサシヤフト３の両端が軸受
４，５にて支持されると共にバランサシヤフト３
の図中右端に歯車６が嵌合して構成されており、
この歯車６は図示省略したクランクシヤフトに噛
合している。従つて、クランクシヤフトが回転す
ると、この回転は歯車６を介してバランサシヤフ
ト３に伝達され、バランサシヤフト３が回転する
こととなる。
＜発明が解決しようとする問題点＞
バランサシヤフト３にはバランスウエイト１，
２が対称に偏心して取り付けられているため、バ
ランスウエイト１，２に作用する遠心力Ｆによ
り、バランサシヤフト３にたわみが生じる（図中
に、たわみ曲線をｅで示す）。このため、その一
端に取り付けられた歯車６が振れ回る現象が置
き、許容限界を越えるとクランクシヤフトとの噛
み合いが外れることとなつていた。歯車６代えて
スプロケツト等を用い、ベルトやチエンを介して
クランクシヤフトと連結している場合には、振れ
回りの許容限界は歯車６を用いる場合に比べて大
きいものの、この限界を越えるとスプロケツトと
チエン等が外れることに変わりはなかつた。この
ような歯車、スプロケツト等の動力伝達手段の振
れ回りを許容限界内に押えるために、従来では次
の二通りの対策が講じられている。その１つは、
バランサシヤフト３の剛性をあけるものである
が、断面積の増加が必要でイナーシヤ・重量の増
加をともなう不都合がある。もう１つの方法は、
ベアリング４，５の周辺にバランスウエイトを集
中配置する方法であるが、ブロツクの構造、加
工、組立てが困難で実施できない場合が多いほど
の問題がある。
２が対称に偏心して取り付けられているため、バ
ランスウエイト１，２に作用する遠心力Ｆによ
り、バランサシヤフト３にたわみが生じる（図中
に、たわみ曲線をｅで示す）。このため、その一
端に取り付けられた歯車６が振れ回る現象が置
き、許容限界を越えるとクランクシヤフトとの噛
み合いが外れることとなつていた。歯車６代えて
スプロケツト等を用い、ベルトやチエンを介して
クランクシヤフトと連結している場合には、振れ
回りの許容限界は歯車６を用いる場合に比べて大
きいものの、この限界を越えるとスプロケツトと
チエン等が外れることに変わりはなかつた。この
ような歯車、スプロケツト等の動力伝達手段の振
れ回りを許容限界内に押えるために、従来では次
の二通りの対策が講じられている。その１つは、
バランサシヤフト３の剛性をあけるものである
が、断面積の増加が必要でイナーシヤ・重量の増
加をともなう不都合がある。もう１つの方法は、
ベアリング４，５の周辺にバランスウエイトを集
中配置する方法であるが、ブロツクの構造、加
工、組立てが困難で実施できない場合が多いほど
の問題がある。
ところで、従来のバランサシヤフト３において
は、歯車６等の動力伝達手段の取り付けられた一
端側（以下、フロント側という）におけるバラン
スウエイト１と軸受５との距離xaと他端側（以
下、リア側という）におけるバランスウエイト２
と軸受４との距離xbが等しいため、回転中、軸受
４，５に支持される点RA，RBのたわみ角ia，ibが
等しかつたのである。これに対し、本発明ではxb
＞xaとすることにより、フロント側における軸受
５に支持される点RAのたわみ角iaを小さくし、も
つて動力伝達手段の振れ回りを低減することを目
的とするものである。
は、歯車６等の動力伝達手段の取り付けられた一
端側（以下、フロント側という）におけるバラン
スウエイト１と軸受５との距離xaと他端側（以
下、リア側という）におけるバランスウエイト２
と軸受４との距離xbが等しいため、回転中、軸受
４，５に支持される点RA，RBのたわみ角ia，ibが
等しかつたのである。これに対し、本発明ではxb
＞xaとすることにより、フロント側における軸受
５に支持される点RAのたわみ角iaを小さくし、も
つて動力伝達手段の振れ回りを低減することを目
的とするものである。
＜問題点を解決するための手段＞
斯かる目的を達成する本発明の構成は軸心に対
して２個のバランスウエイトが対称に偏心して取
り付けられたバランサシヤフトと、このバランサ
シヤフトの両端を各々支持する軸受と、このバラ
ンサシヤフトの一端に取り付けられてクランクシ
ヤフトからの動力を伝達する動力伝達手段とから
なるエネルギーのバランサ装置において、上記動
力伝達手段の取り付けられたバランサシヤフトの
一端側における上記軸受と上記バランサとの距離
が、上記バランサシヤフトの他端側における上記
軸受と上記バランサとの距離に比べて小さいこと
を特徴とする。
して２個のバランスウエイトが対称に偏心して取
り付けられたバランサシヤフトと、このバランサ
シヤフトの両端を各々支持する軸受と、このバラ
ンサシヤフトの一端に取り付けられてクランクシ
ヤフトからの動力を伝達する動力伝達手段とから
なるエネルギーのバランサ装置において、上記動
力伝達手段の取り付けられたバランサシヤフトの
一端側における上記軸受と上記バランサとの距離
が、上記バランサシヤフトの他端側における上記
軸受と上記バランサとの距離に比べて小さいこと
を特徴とする。
＜作用＞
作用を簡単に説明するため、バランサシヤフト
を第３図に示すように点RA，RBで支持された単
純はりとして考えることとし、バランスウエイト
の遠心力Ｆはその重心で集中荷重として働くもの
とする。フロント側における遠心力Ｆによる点
RAのたわみ角ia1は下式(1)で表され、図に現すと
第４図に示すようになる。
を第３図に示すように点RA，RBで支持された単
純はりとして考えることとし、バランスウエイト
の遠心力Ｆはその重心で集中荷重として働くもの
とする。フロント側における遠心力Ｆによる点
RAのたわみ角ia1は下式(1)で表され、図に現すと
第４図に示すようになる。
ia1＝Ｆ／6EIl｛l2−（ｌ−xa）2｝（ｌ−xa） ……(1)
但し、Ｅははりの縦弾性係数、Ｉははりの断面
二次モーメントである。
二次モーメントである。
また、リア側における遠心力Ｆによる点RAの
たわみ角ia2は下式(2)で表される。
たわみ角ia2は下式(2)で表される。
ia2＝−Ｆ／6EIl（l2−xb 2）xb ……(2)
フロント側及びリア側における遠心力Ｆによる
点RAのたわみ角iaは下式(3)に示すようにia1とia2
の和であらわされ、図に現すと第５図に示すよう
になる。
点RAのたわみ角iaは下式(3)に示すようにia1とia2
の和であらわされ、図に現すと第５図に示すよう
になる。
ia＝ia1＋ia2 ……(3)
第５図において、破線で示すようにxaとxbとが
等しい場合にはたわみ角iaは常に正であり、この
ため、従来では動力伝達手段の振れ回りが生じて
いたのである。そこで、本発明では、xb＞xa即
ち、第５図中に示す破線より下側の領域となるよ
うにしてたわみ角iaを小さくしたのである。ただ
し、xbとxaの差が大きくなりすぎるとia＜０とな
り、逆位相のたわみが生ずることとなるので、ia
≧０の領域に限るのが望ましい。従つて、第５図
中斜線で示す領域Ｃとなるように、xa，xbを調整
すると良い。尚、ia≧０となるためには、xa，xb
は下式(4)を満足する必要がある。
等しい場合にはたわみ角iaは常に正であり、この
ため、従来では動力伝達手段の振れ回りが生じて
いたのである。そこで、本発明では、xb＞xa即
ち、第５図中に示す破線より下側の領域となるよ
うにしてたわみ角iaを小さくしたのである。ただ
し、xbとxaの差が大きくなりすぎるとia＜０とな
り、逆位相のたわみが生ずることとなるので、ia
≧０の領域に限るのが望ましい。従つて、第５図
中斜線で示す領域Ｃとなるように、xa，xbを調整
すると良い。尚、ia≧０となるためには、xa，xb
は下式(4)を満足する必要がある。
ia＝Ｆ／6EIl｛l2−（ｌ−xa）2｝（ｌ−xa）
−Ｆ／6EIl（l2−xb 2）xb≧０ ｛l2−（ｌ−xa）2｝（ｌ−xa）−（l2−x
b 2）xb≧……(4) ＜実施例＞ 本発明のバランサ装置は第１図に示すようにフ
ロント側におけるバランスウエイト１と軸受５と
の距離xaがリア側におけるバランスウエイト２と
軸受４との距離xbに比べて小さい他は、第１図の
従来のものと同様とすることができる。例えば
xa／ｌ＝0.15、xb／ｌ＝0.20とすると、xa／ｌ＝
xb／ｌ＝0.15とした場合に比べ点RAにおけるたわ
み角iaを約半分とすることができる（第５図参
照）。xb／ｌを0.15から0.20とすると、ピツチン
グモーメントが減少するので、これを補填するた
めバランスウエイト１，２を1.07倍増量しなけれ
ばならず、このためにたわみ角iaは7.6％増大する
が、これを見込んでも上述した効果は大きい。但
し、点RAのたわみ角iaが約1/2となる反面、点RB
のたわみ角iaが約3/2倍となるが、リア側には歯
車６等の動力伝達手段が取り付けられておらず、
たわみ角が軸受に及ぼす影響にのみ注意し、許容
範囲内とすればよい。尚、この許容範囲はフロン
ト側に比べ大きい。
−Ｆ／6EIl（l2−xb 2）xb≧０ ｛l2−（ｌ−xa）2｝（ｌ−xa）−（l2−x
b 2）xb≧……(4) ＜実施例＞ 本発明のバランサ装置は第１図に示すようにフ
ロント側におけるバランスウエイト１と軸受５と
の距離xaがリア側におけるバランスウエイト２と
軸受４との距離xbに比べて小さい他は、第１図の
従来のものと同様とすることができる。例えば
xa／ｌ＝0.15、xb／ｌ＝0.20とすると、xa／ｌ＝
xb／ｌ＝0.15とした場合に比べ点RAにおけるたわ
み角iaを約半分とすることができる（第５図参
照）。xb／ｌを0.15から0.20とすると、ピツチン
グモーメントが減少するので、これを補填するた
めバランスウエイト１，２を1.07倍増量しなけれ
ばならず、このためにたわみ角iaは7.6％増大する
が、これを見込んでも上述した効果は大きい。但
し、点RAのたわみ角iaが約1/2となる反面、点RB
のたわみ角iaが約3/2倍となるが、リア側には歯
車６等の動力伝達手段が取り付けられておらず、
たわみ角が軸受に及ぼす影響にのみ注意し、許容
範囲内とすればよい。尚、この許容範囲はフロン
ト側に比べ大きい。
上述した実施例では、xa／ｌ＝0.15、xb／ｌ＝
0.20としたが、これに限らず、第５図に示す斜線
領域Ｃ内となるようにxa，xbを調整すれば良い。
例えばxa／ｌ＝0.15ならば0.25≧xb／ｌ＞0.15、
xa／ｌ＝0.20ならば0.32≧xb／ｌ≧0.20の範囲内
となるように調整すれば良い。
0.20としたが、これに限らず、第５図に示す斜線
領域Ｃ内となるようにxa，xbを調整すれば良い。
例えばxa／ｌ＝0.15ならば0.25≧xb／ｌ＞0.15、
xa／ｌ＝0.20ならば0.32≧xb／ｌ≧0.20の範囲内
となるように調整すれば良い。
＜発明の効果＞
以上、詳細に説明したように、本発明に係るエ
ンジンのバランサ装置では、フロント側における
バランスウエイトと軸受との距離をリア側におけ
るバランスウエイトと軸受との距離に比べて小さ
くしたので、フロント側におけるたわみが角が小
さくなり、動力伝達手段の振れ回りが低減され
る。このため、クランクシヤフトと動力伝達手段
との噛み合いや連結が外れることがなく、信頼性
を向上する。尚、図示例では３気筒エンジンを対
象としたバランサ装置を示しているが、これに限
るものではなく、４気筒以上のエンジンを対象と
したバランサ装置についても適用できるものであ
る。
ンジンのバランサ装置では、フロント側における
バランスウエイトと軸受との距離をリア側におけ
るバランスウエイトと軸受との距離に比べて小さ
くしたので、フロント側におけるたわみが角が小
さくなり、動力伝達手段の振れ回りが低減され
る。このため、クランクシヤフトと動力伝達手段
との噛み合いや連結が外れることがなく、信頼性
を向上する。尚、図示例では３気筒エンジンを対
象としたバランサ装置を示しているが、これに限
るものではなく、４気筒以上のエンジンを対象と
したバランサ装置についても適用できるものであ
る。
第１図はエンジンのバランサ装置の正面図、第
２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図はバラ
ンサシヤフトとして考えた単純はりの説明図、第
４図はたわみ角ia1とxa／ｌとの関係を示すグラ
フ、第５図はたわみ角iaとxa／ｌとの関係を示す
グラフである。 図面中、１，２はバランスウエイト、３はバラ
ンサシヤフト、４，５は軸受、６は歯車、ia，ib
はたわみ角、Ｆは遠心力である。
２図は第１図中のＡ−Ａ線断面図、第３図はバラ
ンサシヤフトとして考えた単純はりの説明図、第
４図はたわみ角ia1とxa／ｌとの関係を示すグラ
フ、第５図はたわみ角iaとxa／ｌとの関係を示す
グラフである。 図面中、１，２はバランスウエイト、３はバラ
ンサシヤフト、４，５は軸受、６は歯車、ia，ib
はたわみ角、Ｆは遠心力である。
Claims (1)
- １ 軸心に対して２個のバランスウエイトが対称
に偏心して取り付けられたバランサシヤフトと、
このバランサシヤフトの両端を各々支持する軸受
と、このバランサシヤフトの一端に取り付けられ
てクランクシヤフトからの動力を伝達する動力伝
達手段とからなるエンジンのバランサ装置におい
て、上記動力伝達手段の取り付けられたバランサ
シヤフトの一端側における上記軸受と上記バラン
サとの距離が、上記バランサシヤフトの他端側に
おける上記軸受と上記バランサとの距離に比べて
小さいことを特徴とするエンジンのバランサ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449284A JPS6184434A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | エンジンのバランサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20449284A JPS6184434A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | エンジンのバランサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184434A JPS6184434A (ja) | 1986-04-30 |
| JPH0582495B2 true JPH0582495B2 (ja) | 1993-11-19 |
Family
ID=16491422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20449284A Granted JPS6184434A (ja) | 1984-09-29 | 1984-09-29 | エンジンのバランサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184434A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19830051C1 (de) * | 1998-07-04 | 1999-11-25 | Bauss Hans Werner | Ausgleichswelle |
| AT7885U1 (de) * | 2004-11-08 | 2005-10-17 | Magna Drivetrain Ag & Co Kg | Ausgleichswelle |
| CN104595028A (zh) * | 2013-10-31 | 2015-05-06 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 用于发动机的平衡轴组件及具有其的发动机 |
-
1984
- 1984-09-29 JP JP20449284A patent/JPS6184434A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6184434A (ja) | 1986-04-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |