JPS60172747A - 往復動機関における一軸バランサ−装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本件発明は、往復動機関における一軸バランサー機構に
関するものである。

一般にピストンの往復動をクランク軸にて回転運動に変
える往復動機関においては、ピストン、コネクティング
ロッド、クランク軸等の往復動部の移動により発生する
慣性力または、慣性偶力に□より大きな振動が発生する
のである。

この慣性力に対して釣り合いをとるべ（往復運動部の動
きと逆方向に動くバランサーをバランサー軸上に設けて
いるのである。

本発明は一軸より成るバランサーの駆動を、非等速運動
を行なう楕円ギヤや、偏心ギヤにて行い、バランサーを
非等速回転させて、従来の円ギヤにより駆動されていた
バランサー装置ではとれなかった慣性力の高次成分の力
に対してもバランスを得で、振動の少ないエンジンとし
た１、ものである。

（ロ）従来技術　゛ 同一出願人により、特願昭５８−２１３０３２号とし、
二輪バランサー装置においで、楕円ギヤや、偏心んギヤ
等の非等速伝達装置を介装した装置が出願されている。

この先願の場合には、バランサー軸を２本設けて、逆回
転するバランサーを設けたので、慣性力の二次成分をも
釣り合わずことができていたのである。

（ハ）発明の目的 これに対して本件発明は、バランサーを１個として、バ
ラン号−軸も一本とした一軸バランサー装置において、
クランク角度と、楕円ギヤの初期設定位置を改善するこ
とにより、従来−次一軸バランサーにおいてはとれなか
った慣性力または、慣性偶力の二次成分を大きく減少さ
せたものである。

（ニ）発明の構成 本件発明の目的は、以上の如くであり、添付の図面に示
した実施例の構成に基づいて、本件発明の詳細な構成を
説明すると。

第１図は、本件発明の一実施例を示す往復動機関の全体
の概略図。第２図は、その側面図。第３図ば楕円ギヤ４
・５の噛合状態を示す図面。第４図より第１１図は、楕
円ギヤのうちクランク軸側楕円ギヤ４が略４５°づつ回
転した状態の連続図面である。

第１図、第２図において、内燃機関等のシリンダー内を
ピストン１が往復動する。ピストン１はピストンピン１
４を介してコネクティングロッド２に連結される。コネ
クティングロッド２はクランクシャフト３に軸受を介し
て枢結されている。

クランクシャフト３の一端には、クラン−クシャフト３
の回転変動をなくし、慣性回転力を与えるフライホイー
ル１３が固設されている。又、クランクシャフト３の他
端には、本件発明の要部である楕円ギヤ４が設けられて
し）る。楕円ギヤ４はアイドルギヤ軸１５の楕円ギヤ５
と常時噛合している。

アイドルギヤ軸１５は楕円ギヤ４・５の組合せにより変
動回転をし、アイドルギヤ６がバ（ランサー軸１２上の
バランサーギヤ７と噛合している。

アイドルギヤ６と、バランサーギヤ７は同一の歯数であ
り、クランク軸３の一回転に対し、バランサー軸ギヤも
一回転するのである。

バランサーギヤ７にバランサ−９が固設されている。こ
のバランサー９の位置は、慣性力の一次成分とバランス
ずべく、ビス（・ン１と丁度逆の位置に来るようにして
いる。

即ち、第１図の角度θが、クランク軸が回転し上死点位
置に至った時に１８０°となるように決められているの
である。従来の一軸パランサー装置はこのバランサー９
による一次成分のバランスのみを行っていたのである。

第１３図は従来の一軸バランザー装置による慣性力の釣
り合いを示す図面である。この場合には、円形ギヤによ
りバランサーギヤを駆動し、ピストンと丁度逆の位置に
バランサー９が配置するように構成されているので、ピ
ストンの摺動方向、ｆｆＩＩら、第１図のピストンのピ
ストンピン１４と、クランク軸３の中心０と、バランサ
ー軸１２の中心０３を結ふピストン軸直交方向の慣性力
のバランスは殆んど均衡しているのである。これに対し
て、ピストン軸方向の慣性力のバランスは、残ってしま
っていたのである。そしてトータル力のＲＭＳ値が高い
山を形成するので、振動の感覚値が悪かつたのである。

本件発明においては、クランク軸側の楕円ギヤの回転中
心０１、両楕円ギヤの噛合点０２とすると、０−０２が
最大で、０１−０２が最小となる時のクランク軸の位置
を上死点時のクランク位置に対して角度ψとし、ψの値
を慣性力の一次成分と二次成分の位相差と等しくしたの
で、本バランサーにおいて発生する力の一次成分と二次
成分の位相差が慣性力の位相差とほぼ等しくなり、第１
２図に示す如く、ピストン軸方向の慣性力のバランスも
成る程度とれて、ピストン軸と直角方向の慣性力のバラ
ンスも成る程度とれて、それを合成したトータル力のＲ
ＭＳ値が上下のンイラつきがなくなり、力のＲＭＳがほ
ぼ一定となることにより、振動の感覚値が良くなるので
ある。　、（従来の一軸ハランサー装置の場合には、第
１３図のトータル力のＲＭＳ値に示す如く、上下にハラ
つきが大となり、振動の感覚値が悪かったのであ　゛る
。

本発明によるバランス後の慣性力は、従来の−軸バラン
サーの場合に比較し、約６４％となり振動低減に多大な
効果がある。

第３図は、楕円ギヤ４・５の拡大図であり、第４図より
第１１図は楕円ギヤのうち、クランク軸側楕円ギヤ４が
略４５°づつ回転した状態の連結図面である。

第１２図は本発明のバランサー装置による慣性力の釣り
合いを示す図面、第１３図は従来の一軸バランザー装置
による釣り合いを示す図面、第１４図は、楕円ギヤを偏
心ギヤにした場合の図面である。

第４図の０−０２が最大、０１−０２が最小の状態から
クランク軸３が約４５′回転するとバランサー軸１２に
つながるアイドルギヤ軸１５は４５°以上の回転を行な
うのである。それから徐々にクランク軸３の約４５°の
回転に対して、アイドルギヤ軸１５の回転角は小さくな
り、第８図の０−０２が最小０１−０２が最大の状態至
る近辺において、アイドルギヤ軸の回転はクランク軸３
０回転角約４５゜に対し、４５°以下となるのである。

又、そこから徐々にクランク軸の回転に対して、アイド
ルギヤ軸の回転が速（なって、第４図の状態に戻るので
ある。即ち、第１１図の状態から第４図の段階に戻る時
点では、クランク軸の約４５”の回転に対して、アイド
ルギヤ軸は４５°以上の回転を行なうのである。

（ホ）発明の作用 本件発明の構成は以上の如くであり、次に作用の説明を
すると。

第１図、第２図において、従来の一輪形のバランサー装
置の場合には、楕円ギヤ４・５が普通の円形ギヤである
ので、この円形ギヤ４・５からは慣性力が生じなかった
のである。

故に、ピストン１、コネクティングロッド２、クランク
軸３０回転移動系により発生するピスト′軸方向０慣性
力成分Ｆ゛と・’？Ｘ）″′Ｃ，Ｍ直交方向の慣性力成
分Ｆｙにバランスするバランサー９を、バランサーギヤ
に設けていたのである。しかし慣性力成分ＦｘとＦｙは
大きさが相違するので一個のバランサー９のみでは両方
にバランスさせる慣性力を発生することは出来ず、結果
として、第１３図の如くピストン軸と直角方向の慣性力
成分ＦＶにバランスするバランサーにするとピストン軸
方向の慣性力成分Ｆｘのバランスできない部分が残って
いたのである。

この従来例に対して、本件発明はピストン軸の方向に対
して、角度ａだけ傾斜した０−０１軸線上に、Ｍ量の偏
心した楕円ギヤ連４・５を設けたのである。そしてこの
楕円ギヤ連の回転による慣性力が０−Ｏ１軸線上に対し
て、軸線方向と、軸線と直角方向とに分力可能な力を発
生ずるのである。

そして、この楕円ギヤの噛合状態が０−０２が最大、０
２−０１が最小と、最も重心がピストンの位置に対して
遠くなる状態のクランク軸のピストン軸に対する角度ψ
を、−次成分と二次成分の位相差と等しくしたので、ピ
ストン１、コネクティングロッド２系により発生する慣
性力の二次成分、−次成分と、楕円ギヤにより発生する
慣性力の一次成分、二次成分がバランスして、バランサ
ー９だけではとれなかったピストン軸方向慣性力の非バ
ランス成分と成る程度バランスさせることができたので
ある。これが第１２図の山の低（なったピストン軸方向
のバランス後の慣性力である。

しかし、楕円ギヤによるピストン軸直交方向の慣性力成
分が卑われるので、これが点線により示されているので
ある。両者の非バランス慣性力のトータル力のＲＭＳ値
は、従来の場合よりも小となるのである。

又、楕円ギヤ４・５によりバランサー９の角速度、角加
速度を変化させることによりバランサ−９が最適な不規
則回転をし、慣性力の一次、二次成分だけではなく、高
次成分をも取り去ることができたのである。

以上の如く本件発明は、往復動機関において、−軸より
成るバランサー軸の駆動系統中に楕円歯車連を介装し、
クランク軸側楕円ギヤの回転中心０、バランサー軸側の
楕円ギヤの回転中心０１、両楕円ギヤの噛合点０２、と
すると、０１−０２が最小となる時のクランク軸の位置
を上死点時のクランク位置に対して角度ψの位置とし、
角度ψの値を概ね慣性力の一次成分と二次成分の位相差
と等しくしたので第１２図に示す如く、二次成分まで除
去され、従来の一軸ハランサー装置に比較して、約３６
％低減されており、振動低減に大きな効果が認められる
のである。又、第１２図と第１３図との比較により判る
如く、力の絶対値は本発明の場合は、はぼ一定となり、
振動の感覚値も良くなるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本件発明の一実施例を示す往復動機関の全体の
概略図、第２図はその側面図、第３図は楕円ギヤ４・５
の噛合状態を示す図面、第４図より第１Ｉ図は、楕円ギ
ヤのうち一クランク軸側楕円ギヤ４が略４５°づつ回転
した状態の連続図面、第１２図は本発明のバランサー装
置による慣性力の釣り合いを示す図面、第１３図は従来
の一軸ハランサー装置による釣り合いを示す図面、第１
４図は楕円ギヤを偏心ギヤにした場合の図面である。 ■・・・ピストン　２・・・コネクティングロッド３・
・・クランク軸　４・５・・・楕円ギヤ７・・・バラン
サーギヤ　９・・・バランサー１２・・・バランザー軸 出願人　ヤンマーディーゼル株式会社 代理人　弁理士　矢　野　寿　−部 手続補正書（方式） １．事件の表示 昭和５９年　特　許　願　第２７８４５号２、発明の名
称 往復動機関における一軸バランサー装置３、補正をする
者　。 事件との関係　出願人 住　所　大阪市北区茶屋町一番三二号 名　称　ヤンマーディーゼル株式会社 代表者山岡淳男 ４、代理人 住　所　大阪市南区南船場１丁目１１番９号長堀八千代
ビル 昭和５９年５月９日（発送日：昭和５９年５月２９日）
６、補正の対象 ７、補正の内容 ｆｌ＋明細書第７頁第７行目より第９行目の「第１２図
は・・・・・・示す図面」を「第１２図は本発明の楕円
又は偏心−軸ハランサーによる慣性力の釣り合いを示す
図面、第１３図は従来の一軸バランサー装置による慣性
力の釣り合いを示す図面」に補正致します。 （２）明細吉第１１頁第１４行目より第１７行目の「第
１２図は・・・・−・示す図面」を「第１２図は本発明
の楕円又は偏心−軸パランサーによる慣性力の釣り合い
を示す図面、第１３図は従来の一軸ハランサー装置によ
る慣性力の釣り合いを示す図面」に補正致します。 （３）図面第１２図・第１３図を別紙のとおり補正致し
まず。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）往復動機関において、−軸より成るバラン号−軸
   の駆動系統中に楕円歯車達を介装し、クランク軸側楕円
   ギヤの回転中心０、バランサー軸側の楕円ギヤの回転中
   心０１６、両楕円ギヤの噛合点０２、とすると、０１−
   ０２が最小となる時のクランク軸の位置を上死点時のク
   ランク位置に対して角度ψの位置とし、角度ψΦ値を概
   ね慣性力の一次成分と二次成分の位相差と等しくしたこ
   とを特徴とする往復動機関における一軸バラン号−装置
   。
2. （２）　特許請求の範囲第１項の記載の楕円ギヤを偏心
   ギヤにて構成したことを特徴とする往復動機関における
   一軸バランサー装置。