JPS597643Y2 - 往復動機関の二次バランサ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関等の往復動機関における二次バランサ
の改良に関する。

一般に、内燃機関等の往復動機関においては、一次の慣
性力及び慣性偶力の他に、二次の慣性力及び慣性偶力が
残存し、これを二次バランサにて釣合せることがある。

第１図は船舶用ディーゼル機関における二次バランサの
１例を示し、同図において１は機関体、２ａ，２ｂは機
関のクランク軸３に固着されたクランク歯車である。

上記前・後のクランク歯車２ａ，２ｂにはクランク軸３
の軸心線とシリンダの軸心線とを含む面に関して対称な
位置に一対の二次バランサ歯車４ａ，５ａ及び４ｂ，５
ｂが噛合される。

５ａ，７ａは前部のバランサ歯車４ａ，５ａに夫々固着
された釣合重錘、６ｂ，７ｂは後部のバランサ歯車４ｂ
，５ｂに夫々固着された釣合重錘である。

上記バランサ歯車４ａ，５ａ及び４ｂ，５ｂは、それぞ
れクランク歯車２ａ，２ｂの２倍で回転するようになっ
ており、また一対のバランサ歯車４ａと５ａ及び４ｂと
５ｂは第１図に示すように互いに逆方向に回転するよう
になっている。

上記釣合重錘６ａと７ａ及び６ｂと７ｂは、第１図に示
すように、該釣合重錘６ａと７ａとの遠心力の鉛直方向
分力Ｆ１と、釣合重錘６ｂと７ｂとの遠心力の鉛直方向
分力Ｆ２とは、大きさが等しく、これら遠心力Ｆ１，Ｆ
２による垂直メーメン｝ Ｍ１＝Ｆ１Ａ二Ｆ２ｌ（ Ａ
は第１図に示すように、バランサ歯車のスパン）が、機
関が発生する垂直モーメン｝ Ｍ２を打消し、かつ上記
バランサ歯車４ａと５ａ及び４ｂと５ｂとが互いに逆転
することと相まって上記遠心力の水平方向分力が互いに
打消し合うように設置される。

従来における上記バランサ歯車の駆動装置の１例（後部
バランサ歯車を例にとる）を第２図及び第３図に示す。

バランサ歯車４ｂは、カム歯車８を駆動するためのカム
軸駆動歯車列中の中間歯車９に噛合され、更にバランサ
歯車５ｂはバランサ歯車４ｂに噛合されて、これらバラ
ンサ歯車４ｂ及び５ｂは互いに逆方向に回転せしめられ
る。

また、上記のようにバランサ歯車４ｂ及び５ｂは、歯数
がクランク歯車３の半分となっており、クランク軸３の
２倍の回転速度にて回転せしめられる。

１０は中間歯車である。

上記のような従来の二次バランサ装置においては、下記
欠点があった。

（１）一対のバランサ歯車４ａと５ａ及び４ｂと５ｂが
互いに噛み合っているため、釣合重錘６ａと７ａ及び６
ｂと７ｂとを互いに干渉しない様にするには、これら釣
合重錘の外径をバランサ歯車４ａ，５ａ及び４ｂ，５ｂ
の歯本円直径よりも小さくする必要がある。

このため機関の不平衡力が大きく、質量の大きな釣合重
錘６ａ，７ａ及び６ｂ，７ｂを要する場合には、半径方
向の寸法が制限されることがら重錘の厚さＴを厚くしな
ければならず、釣合重錘の占めるスペースが増加する。

（釣合重錘の遠心力は半径の２乗に比例し、厚さＴの１
乗に比例する。

）（２）バランサ歯車４ｂ及び５ｂは、第２図及び第３
図のように、中間歯車９と互いに直列に噛み合っている
ので、クランク軸３に捩り振動がある場合は、該捩り振
動が中間歯車９を介してバランサ歯車４ｂ，５ｂに伝達
され、釣合重錘６ｂ，７ｂの回転慣性力が重畳されて、
バランサ歯車４ｂと中間歯車９との噛み合い部に作用す
る。

上記回転慣性力による衝撃トルクは通常のバランサ歯車
駆動トルクに較べて非常に大きく、このため上記中間歯
車９とバランサ歯車４ｂとの噛み合い部の歯にピッチン
グや曲げ疲労による破損が発生することが多々ある。

本考案は、上記に鑑みなされたもので、釣合重錘を小形
化すると共に、二次バランサ駆動歯車列における、釣合
重錘の回転慣性力による歯のピッチングや曲げ疲労の発
生を未然に防止した往復動機関の二次バランサを提供す
ることを目的とする。

このため本考案は、カム軸駆動歯車列中の互いに逆方向
に回転する２個の歯車のそれぞれに、上記クランク歯車
の２倍の回転速度で回転し、がっ上記２個の歯車よりも
外径の小さいバランサ歯車を噛合し、該バランサ歯車の
それぞれに釣合重錘を固着したことを特徴としている。

本考案は上記のように構或されているので、下記の利点
がある。

（１）２個のバランサ歯車をカム軸駆動歯車列中の互に
逆方向に回転する２個の歯車にそれぞれ噛合させている
ので、釣合重錘の外径を従来のバランサ歯車同志が噛み
合っているものよりも大きく採ることができ、このため
釣合重錘の厚さを減少せしめ得、従って釣合重錘を小形
化することができる。

即ち、釣合重錘の遠心力は該重錘の半径の２乗に比例し
また厚さの１乗に比例することから、同一遠心力を得る
には半径を増す方が厚さを増すよりも釣合重錘は小型に
な，７−，− ？２）各バランサ歯車は別々の歯車に噛み合っているの
で、機関に捩り振動がある場合、従来のもののように、
１ケ所の噛み合い部に２個の釣合重錘の回転慣性力が重
畳されて作用することがなく、１ケ所の噛み合い部には
１個の釣合重錘の回転慣性力が作用することどなる。

従って従来のものに較べ、上記回転慣性力による衝撃ト
ルクは半分となり、歯のピッチングや曲げ疲労の発生を
未然に防止することができる。

以下第４図及び第５図を参照して本考案の１実施例につ
き説明すると、両図は第１図における後部バランサの部
分に相当するものを示し、２ｂはクランク歯車、３はク
ランク軸、８はカム歯車、９，１０は中間歯車である。

これらの構或は従来のものと同様である。

上記中間歯車９には第１のバランサ歯車２１が噛合され
、該中間歯車９と逆方向に回転する中間歯車１０には第
２のバランサ歯車２２が噛合されている。

従ってこれらのバランサ歯車２１と２２は互いに逆方向
に回転することとなる。

２３及び２４は上記第１のバランサ歯車２１及び第２の
バランサ歯車２２にそれぞれ固着された釣合重錘である
。

これら釣合重錘２３， ２４は、第４図及び第５図に示
すように、それらの外径がバランサ歯車２１．２２の外
径よりも大きくなるように形或しうる。

釣合重錘２３， ２４をこのように形威しても、第５図
に示すように、該釣合重錘２３， ２４がバランサ歯車
２１．２２と噛み合う中間歯車９，１０と干渉すること
はない。

また釣合重錘２３， ２４は、第４図に示すように、こ
れらの遠心力Ｆ２，Ｆ２の垂直方向分力によるモーメン
トが機関が発生する垂直モーメントと釣り合い、かつ上
記Ｆ２，Ｆ２の水平方向分力は互いに打消されるように
配置される点は従来のものと同様である。

上記二次バランサにおいて、クランク軸３の回転により
釣合重錘２３が固着された第１のバランサ歯車２１と釣
合重錘２４が固着された第２のバランサ歯車２２は互い
に逆方向に回転せしめられる。

従って上記釣合重錘２３， ２４の遠心力Ｆ２，Ｆ２の
垂直方向分力によるモーメントは、機関が発生する垂直
モーメントと釣り合ってこれを打ち消す。

また上記遠心力Ｆ２１，Ｆ２２の水平方向分力は常時釣
合うので、これによる不平衡力は発生しない。

クランク軸３に捩り振動がある場合は、各釣合重錘２３
及び２４の回転慣性力が、第１のバランサ歯車２１と中
間歯車９との噛み合い部及び第２のバランサ歯車２２と
中間歯車１０との噛み合い部に作用するが、これらの回
転慣性力により上記各噛み合い部に作用する衝撃トルク
は、第２図及び第３図に示すような従来のものの半分と
なる。

更に釣合重錘２３， ２４の外径を、各バランサ歯車２
１． ２２の外径よりも大きく形威しても釣合重錘２３
， ２４が中間歯車９，１０に干渉することはなく、従
って釣合重錘の厚さを増加することなくこれの遠心力を
増加させることが可能となり、釣合重錘が小形化される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の船舶用ディーゼル機関における二次バラ
ンサの１例を示す系統図、第２図は第１図における後部
二次バランサを示すクランク軸心線に沿って視たる図、
第３図は第２図のＩＩＩ矢方向に視たる図である。 第４図及び第５図は本考案の１実施例を示し、第４図は
第２図に応当する図、第５図は第４図のＶ矢方向に視た
る図である。 １・・・・・・デ゛イーゼル機関、２ａ，２ｂ・・・・
・・クランク歯車、３・・・・・・クランク軸、８・・
・・・・カム歯車、９，１０・・・・・・中間歯車、２
１，２２、バランサ歯車、２３， ２４・・・・・・釣
合重錘。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランク軸に固着されたクランク歯車と、カム軸に固着
   されたカム歯車との間を連結するカム軸駆動歯車列中の
   互いに逆方向に回転する２個の歯車のそれぞれに、上記
   クランク歯車の２倍の回転速度で回転し、かつ上記２個
   の歯車よりも外径の小さいバランサ歯車を噛合し、該バ
   ランサ歯車のそれぞれに釣合重錘を固着したことを特徴
   とする往復動機関の二次バランサ。