JPS60208655A - 内燃機関の振動防止装置 - 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】 （発明の対象） 本発明はバランサーシャフトを設けることなく、クラン
ク軸上に設けたアンバランス重量を利用することにより
、エンジンの振動防止を図るようにした内燃機関の振動
防止装置に関するものである。

（従来技術） 内燃機関において、クランク軸とは別に設けたバランサ
ー軸へ重心位置が偏心しているバランサー軸をクランク
軸により運動させて一定の回転比率で回転させることに
より、エンジンの振動を防止するようにしたバランサー
は公知である。

第１図で従来の３気筒エンジンのバランスの取り方を説
明すると、各気筒毎のクランクシャフトのカウンターウ
ェイトで往復運動部重量の約５０％をバランスさせ、更
にクランク軸回転方向とは逆方向に回転するバランサー
シャフトを設け、工″ンジンに発生する１次アンバラン
スの加振力による振動を打ち消している。

（従来技術の問題点） 前記従来のバランサーでは、バランサーシャフト駆動装
置やクランクシャフトとの連動装置等を設けるため、補
機類の配置や駆動方法が制約され、エンジン全長が長く
なったり、重量が大きくな、ることは避けられなかった
。

（技術的課題） 本発明は前記従来の欠点を解消するために提案されたも
ので、クランク軸上に設けたアンハランス重量を利用す
ることにより、エンジンの振動を防止すると共に、重量
を軽減することを目的とするものである。

（技術的手段） この目的を達成するために本発明は、３気筒用クランク
軸において、長手方向の中心に対し前側と後側にそれぞ
れ１８０°位相のずれたアンバランス量の等しい重量を
設け、該重量を近接気筒のクランクピンに対し回転方向
に１５０°進んだ位相位置とし、かつ往復運動部材及び
回転運動部材により生ずる慣性モーメントと釣合う大き
さの重殺とした構成となっている。

（技術的手段の作用及び本発明によって生じた特有の効
果） ３気筒エンジンでは慣性力は釣合うが、慣性偶力が残る
ことは周知である。この慣性偶力の一次成分は、クラン
クビンの回転半径をｒ、ポアピッまた谷気筒ごとにカウ
ンターウェイトを設けるとなって、カウンターウェイト
だけでバランスさせることもできるが、Ｍ量大となる。

に対し、前記の如くバランスウェイトを設けると、付加
したバランスウェイトは互いに１８０度位相がずれてお
り、且つアンバランス量が等しい（ＷＦ　ｒ）−＝％　
ｒＰ、、）ので、慣性力は釣合っている。付加したバラ
ンスウェイトにより発生するは、前記の如くα−１２０
°＋１５０°＝２７０゜の位相とし、アンバランス重量
を ＷＦ　ｒＦ（Ｑ　＋　％　）　＝　四ｗｒｅｓ　ｒ　Ｉ
）なる様にすると、慣性偶力も釣合わせることができる
。前記の各式から分るように、ｌｌｆ　、β８．１１　
、ｒｔｒ、が大きい程、ｗ、　、Ｗ、を小さくでき、軽
量化が図れる。

（実施例） 以下本発明の実施例を図面について説明すると、第２図
及び第３図は本発明の実施例を示し、第２図は作動状態
図、第３図は位相位置を示す正面図である。さてクラン
ク軸１のフロント側とリヤ側ニＷｒ−ｒｆ＝Ｗｇ　・り
なる関係の成立するようにしたアンバランス重ｉ１Ｗ、
　、ＷＡを、クランク軸心に対して互いに反対側に設け
る。このバランス重量のフロント側のものＷｆ　は、＃
１気筒のクランクピンに対し、クランク回転方向に１５
０゜進んだ位置に設ける。

また往復運動部重量Ｗｒｅｓ　、回転部重量Ｗｒｏｔに
対するアンバランス重量Ｗｆ及びカウンターウェイト重
量Ｗｗは次の関係にある。

Ｗｗ　＜　Ｗｒｏｔの場合は Ｗｒｏｔ　−Ｗｗ　＝　Ｗｒｏｔ Ｗ曽＞ＷｒｏＬの場合は Ｗｒｅ’ｓ　＝　Ｗｒｅｓ　＋　ＷｒｏＬ　−Ｗｗ次に
アンバランス重量を近接クランクビンに対し回転方向に
１５０°進んだ位相位置とした理由を説明する。先ず第
５図及び第６図の如くクランク軸ｌの両端に釣合いおも
りＷＦ、　Ｗｇ　を付けたと仮定する。

さて慣性力の釣合い条件から 臘ω’ｃｏｓ（θ−β）−〇 ８ｇ 咀（ｊｓｉｎ（θ−β）＝０ なる関係を満足しなければならない。

いまＷＦ−ｒｒ　＝Ｗよ　・ｒえ　となるように設定す
ると、 ｃｏｓ　（θ＋α）　＋　ｃｏｓ　（θ−β）　＝　０
−−一−−−−−（１）ｓｉｎ　（θ＋α）　＋　ｓｉ
ｎ　（θ−β）　＝　０−−−−−−４２１（１）式か
ら ｃｏｓθ（ｃｏｓα＋ｃｏｓβ）　−ｓｉｎθ（ｓｉｎ
α−ｓｉｎβ）−〇 （２）式から ｓｉｎθ（ｃｏｓα＋ｃｏｓβ）　＋　ｃｏｓθ（ｓｉ
ｎα−５ｉｎβ）＝０ （１１（２１の左辺は同じであるから ｓｉｎα−５ｉｎβ　ｃｏｓα＋ｃｏｓβ、’、　ｃｏ
ｓ’″α＋２ＣＯ３α・ｃｏｓβ十ｃｏｓ’β−一（ｓ
ｉｎ’α−２ｓｉｎα・ｓｉｎβ＋ｓｉｎ’β）２　＋
２ｃｏｓα’　ｃｏｓβ−２ｓｉｎα・Ｓｊｎβ＝Ｏｃ
ｏｓ　（α→−β）−−１ この式を満足するためには、α＋β−１８０°、つまり
Ｗｐ　とＷに　は互いに対称位置になっている必要があ
る。

また慣性偶力の釣合い条件から、往復運動部重惜Ｗｒｅ
ｓの１火成分 ｆ ｃｏｓ　（θ−１２０°））＋（＝　・　ｒ　ωβＷ尺 ｃｏｓ　（θ＋α）　−−−ｒ　（ｒ）’″１　ｃｏｓ
（θ一β）　）　＝　０−一−−−−−−−−−（３）
を満足しなければならない。

α＋β−１８０°、ＷＦ−ｒｒ＝ＷＩ？・ｒｇであるか
ら ｇ　ｇ ｒ　ω’　（Ａ、　＋　７！Ｐ、）　ｃｏｓ（θ＋α）
＝Ｏ−・−−−−（４１ この釣合い条件を満足するには ４尺）　−−−−−−−（５１ ｓｉｎθ＝　ｃｏｓ　（θ＋α）−・−−−−−−４６
］の両式が成り立てばよい。

（５）式から釣合いのためアンバランス重量は・　ｒ　
−−−−−（７） （６）式から位相角の条件は ｃｏｓ　（θ＋α）　＝　ｃｏｓθ’　ｃｏｓα−５ｉ
ｎθ°Ｓｉｎα＝　ｓｉｎθ−−−−ｍ−−−−・・（
８）となり、この（８）式をｌ＆ｉ足させるためにはｃ
ｏｓα−Ｑ、ｓｉｎθ−−１を同時に成立させる必要が
あり、α＝２７０　”とすればよい。従って、β−９０
°とずればよい。

以上をまとめると、クランク軸１上で１火成分をバラン
スさせるには、 α−２７０°、β−９０°となる様に対応するクランク
ピンに対し、回転方向に１５０°進んだ位置につければ
よいことになる。

次に第４図は、第３図においてクランク軸１方向水平断
面を下側より見た図であり、Ｗ、相当アンバランス重量
２を確保するために、１８０°回転した位置に、ＷＣ相
当アンバランス用バランス李六≠ヰ穴３が設けられてい
る。また＃１、＃２、＃３の各ビンの位置及び中心から
の位置寸法ｌ、ｊ２Ｆ、βよ　は、図示の如くである。

アンバランス重量Ｗ、　、　Ｗ、　は、夫々クランクプ
ーリ４、フライホイール５に設けられている。

一方各気筒毎にカウンターウェイトＷ−が設番ノられて
おり、クランクシャフト１は補機類（例えば噴射ポンプ
、オイルポンプ、カムシャフト等）を駆動するタイミン
グベルトブー’Ｊ　６を有する。

また■溝のクランクプーリ４は、ウォータポンプ及びオ
ルタネータ駆動用である。オイルシール７はオイルシー
ルリテーナ（フロント）８、オイルリールリテーナ（リ
ヤ）９により保持されている。

またピストン１０とクランクシャフト１はコネクテイン
グロツド１１により連結されており、シリンダブロック
１２はアルミニウム材からなり、硬度が低いので、ピス
トンの摺動部に耐摩耗を目的として鋳鉄製のシリンダス
リーブ１３が挿入固定されている。

本実施例では、＃２ビンの位置に対してｌは設計上決定
され、かつＷｒｏｔ＝Ｗ−となるよう容易にＭＩＮ整さ
れ、アンバランス重Ｍ％　ＳＷＡ　を決めるにあたって
のＩｌｌ　、　ｆｉ、も容易に決定される。

またＷｐ　、　ｗ、はプーリ、フライホイールを回転計
測で容易に精度よく調整できる。従ってアンバランスの
調整が容易で、精度が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の内燃機関の作動説明図、第２図は本発明
の実施例を示す振動防止装置の作動説明図、第３図は同
位相位置を示す正面図、第４図は第３図において下側よ
りみたクランクシャフト方向水平断面図、第５図及び第
６図はクランク軸の両端に釣合いおもりを付けた場合の
第２図及び第３図に対応して示す説明図である。 図の主要部分の説明 Ｉ−クランク軸 ＃ｌ、＃２．＃３・−・クランクピン ＷＦ、黄　−アンバランス重量 ｒ□、ｒＲ−回転半径 Ｗｒｅｓ　−往復運動部重量 Ｗｒｏｔ　−一一回転部重量

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ３気筒用クランク軸において、長手方向の中心に対し前
   側と後側にそれぞれ１８０°位相のずれたアンバランス
   量の等しい重量を設け、該重量を近接気筒のクランクピ
   ンに対し回転方向に１５０゜進んだ位相位置とし、かつ
   往復運動部材及び回転運動部材により生ずる慣性モーメ
   ントと釣合う大きさの重量としたことを特徴とする内燃
   機関の振動防止装置。