JPS61206844A - 滑り子クランク機構用バランサ - 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】 ａ）産業上の利用分野 この発明は、直線往復運動と回転運動との間の変換を可
能にする滑り子クランク機構において、滑り子例えばピ
ストンを主とする往復質量によって往復慣性力が生じ、
それに伴なって振動が生じるので、その慣性力を消去し
得るパランサ（つりあい装置）に関する。

ｂ）従来の技術 従来、単気筒ピストンクランク機関において。

ピストンなどの往復質量から生じる往復慣性力を消去す
るために、クランク軸に歯車を設け。

その歯車を介してパランサを回転していた。

しかしながら、この方式では、連結比、すなわち、連接
棒長さをクランク半径で除した値が４のときく往復慣性
力を８０チ消去できるのが最大でありて、なお、　２０
％の不つりあい慣性力が残り、振動の除去に難点がある
ばかりでなく。

そのために数個の歯車と軸受を使用するので。

歯車から騒音を発する一万１部品数が多くなりて重く、
かつ、かさばると共に、コスト低下の妨げにもなってい
た。

理論的に言えば、単−滑り子クランク機構において、滑
り子の往復運動から生じる慣性力を１００チ消去するに
は、滑り子の往復質量をＰ　ｍ　。

クランク半径をＰｒ、連接棒長さをＰｉとし。

その滑り子の運動に対して常時反対方向に往復運動する
バランスウェイトの往復質量をＢ　ｍ　。

偏心半径をＢｒ、連接棒長さを１３１とした場合に１次
のつりあい条件、すなわち、 Ｐｍ　　ｘ　　Ｐｒ　　＝　　Ｂｍ　　ｘ　　Ｂｒ　　
＝・川・・ｉｌｌおよび ＰＩ／Ｐｒ　＝　Ｂｌ／Ｂｒ・・・・・・・・・・・・
・・−・・・・・・・−・　（２１と満足するように各
部材を設定することと要する。

ただし、上記関係式はバランスウェイトを左右に設け、
かつ、その左右の数値をすべて等しくした場合を示し、
左右の数値と相違させる場合には。

ＰｍｘＰｒ＝Ｒ＊ＢｍｘＲ−Ｂｒ＋ＬｌＩＢｍＸＬａＢ
ｒ　＝・（１ａ）ＰＩ／Ｐｒ＝几−Ｂｌ／Ｒ−Ｂｒ＝Ｌ
−Ｂｌ／Ｌ−Ｂｒ・・・（２ａ）Ｒ−ＢｍｘＲ＠ＢｒＸ
Ｒ−Ｂ１＝Ｌ　＠ＢｍＸＬ　・ＢｒｘＬ＊Ｂｌ　・・＜
３１ここでＲは右側を示す記号、Ｌは左側を示す記号で
ある。

ところで、バランスウェイトを取りつける場合に、前記
関係式中の偏心半径Ｂｒをクランクで構成することが考
えられる。

しかしながら、その考えは、主軸に対してピストン用の
クランクがあるところへ更にバランサ用のクランクを設
けることになるので、主軸の剛性が著しく低下するであ
ろうし、また、クランクケースが大きくなり１機関の重
量が増加するなどの不利益が多い。

Ｃ）発明が解決しようとする問題点 この発明の目的は、上記の不都合を一掃して。

げ）　極めて簡素かつ僅かな数の部材により、前記関係
式を充足させて、往復慣性力を１００チクリあわせるこ
とができ、しかも。

（ロ）　バランサを付設することによって主軸の剛性が
いささかも低下することなく、 （ハ）振動を大巾に低減することができ、に）小型、軽
量、コンパクトにして、低コストな、単−滑り子クラン
ク機構用のバランサを得ることである。

ｄ）問題を解決するための手段 この発明の構成は、前記目的を達成するために、一対の
クランクアーム基部にそれぞれ連結されている一側及び
他側の各主軸において、その各主軸と一体に２つの偏心
軸をそれぞれ設け。

その各偏心軸で連接環の大端部をそれぞれ回転自在に支
持し、その各連接環の小端部でバランスウェイト支持ピ
ンとそれぞれ回動自在に支持し、更に、前記連接環の大
小両端部の各内径円周が互いに交ったひょうたん形孔を
有し、前記バランスウェイト支持ピンの形状と略半円柱
状にした点にある。

ｅ）作用 王１ｌｌｌに、更にクランクを増設せず、偏心軸を設け
たので、主軸の剛性低下が防止される。

しかしながら、その代償として連接埋火端部の径が著し
く大きくなるので、連接環を特殊形状にし、その大小両
端部の各内径円周が互いに交ったひょうたん形孔を有せ
しめる一方、バランスウェイト支持ピンの形状を略半円
柱状にして偏心軸との衝突を避ける。

かかる構成と作用とを有する各部材を前記関係式 ％式％） が成立する数値で配置すれば、滑り子のもつ往復慣性力
に対して１（）０％のつりあいが達成される。

ｆ）実施例 第１図において、先ず、滑り子クランク機構の構成から
述べれば、クランクピン１の両端はそれぞれクランクア
ーム２，２に支持され、その一対のアームの基部に主軸
３，３がそれぞれ一体に連結され、そのクランクピン１
に連接棒４の大端部５が軸受を介して回転自在に支持さ
れ、更にその連接棒４の小端部６がピストンピン７に軸
受を介して回転自在に支持され、そのピストンピンに支
持されたピストン８はシリンダ９に案内されて往復直線
運動をする。以上の構成はすべて周知である。

本発明においては、前記−側及び他側の各主軸３．３上
のクランクアームと隣接する位置に。

それぞれ同一方向に偏心させた偏心軸１０．１０を設け
、その各偏心軸で連接環の大端部１２．１２を。

軸受１），１）を介して、それぞれ回転自在に支持する
。

連接環の形状は、第２図及び第４図で示すように、従来
周知の連接棒を極端に短縮して、リンクに相当する部分
をなくし、大端部１２と小端部１２ａとからのみ成るよ
うにしたばかりでなく。

更に前記大小両端部双方をも極限的に接近させて設けた
結果、第４図で示すように、大小両端部双方の内径円周
が互いに交ったひょうたん形の孔をもち、その大内径円
周部１２　ｂが軸受１）を介して偏心軸１０に支持され
、その小内径円周部１２ｃが軸受１５を介してバランス
ウェイト１３の支持ピン１４を支持する。

バランスウェイト１３．１３はガイド１６に案内されて
往復直線運動をするように構成され、その一端に突出す
る支持ピン１４．１４は前記連接環小端部１２　ａの小
内径円周部１２ｃでそれぞれ支持されること前述の通り
であるが、連接環大端部１２の大内径円周部１２　ｂが
軸受１）ト介して偏心軸１０に支持されている関係から
、前記支持ピン１４を円柱状に形成したのでは、略その
半分が前記偏心軸の占める空間内に位置することになり
、固体が同一空間を共有することは不可能である。

しかしながら、支持ピン１４は偏心軸１０と異なり、　
３６００の回転をすることなく、第６図で示すように、
小端部１２ａの僅かな揺動を支持すれば足りる。そこで
、軸受１５に接しない半分を省略して、支持ピン１４の
形状を略半円柱状に作成する。

ｇ）発明の効果 このように、本発明では連接環の長さＢｌ（偏心軸中心
Ｏ８とバランスウェイト支持ピン中心０、との間の長さ
）ｔ−極限的に短縮させ得たので。

それに伴なって偏心半径Ｂｒ（主軸中心０と偏心軸中心
０．との間の長さ）をも極限的に短縮することができ、
そうすることｔζよって、両者の比Ｂ　１　／Ｂ　ｚ　
が連接棒長さＰｌ／クランク半径Ｐｒと等しくなるから
、つりあい条件の前記関係式（２）ｔたは（２ａ）を容
易に充たすことができる。

更に、本発明では、偏心半径Ｂｒが著しく短イ１７）ｅ
、その分だけバランスウェイト１３の往復質量Ｂｍｔ−
重く設定することができ、その状態でつりあい条件の前
記関係式ｍまたは（１ａ）を充足することができる。

また、更に１本発明では、偏心半径Ｂｒを小さくしたこ
とによって、バランスウェイト支持ピン１４に対する連
接環小端部１２ａの揺動角が小さくなるので、支持ピン
１４との接触角を光分く制限し得るから、ピン１４ト半
円柱形になし得る利益をもつと同時に、小さな揺れ角で
安定した効果を期待することができる。

そのような支持ピンによって、本発明は、連接環大端部
１２の内径を巨大に作成することができ、それを径大の
偏心軸１０で支持させ得るから、主軸３．３の剛性と少
しも低下させずにパランサを設けることができる。

このようにして、本発明では主軸の剛性と維持した状態
で往復慣性力を１００一つりあわせることができるので
、それに伴なって、系中を大巾に低減させられる。

本発明に要する部品数は、極めて僅かであり。

機構もまた簡素であり、クランクケース内に小製コンパ
クトに収めることができ、比較的＠量であり、経済コス
トもまた低廉で済む。

本発明によるパランサは、内燃機関ばかりです＜、コン
ブレシサ、エキセンクランクプレス機械などにも応用す
ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の具体的一実施態様を例示する。 第１図は第２図１−１線に沿った断面図。 ｗｃｚ図は第１図２−２線に沿った断面図、第３図は本
発明に使用するバランスウェイトを例示する斜視図。 第４図は不発明に使用する連接環を例示する斜視図。 ｇｇ５図はバランスウェイト支持ピンに使用する軸受メ
タルを例示する斜視図。 第６図は本発明によるバランサを装備した単気筒機関の
動作を順次示す説明図である。 ｌ・・・クランクピン％　　２．２・・・クランクアー
ム、　　３，３・・・主軸、　４・・・連接棒。 ５・・・その大端部、　６・・・その小端部、７・・・
ピストンピン、　　８・・・ピストン。 ９・・・シリンダ、　ｔｏ、ｉｏ・・・偏心軸、１）．
１）・・・軸受。 １２．１２・・・連接環の大端部、 １２ａ、１２ａ・・・その小端部。 １２ｂ・・・大内径円周部、　１２Ｃ・・・小内径円周
部。 １３．１３・・・バランスウェイト。 １４．１４・・・その支持ピン。 １５．１５・・・軸受。 Ｏ・・・主軸３の中心。 ０、・・・クランクピン１の中心、 ０、・・・ピストンピン７の中心。 Ｐｍ・・・滑り子８の往復質量。 Ｐ　ｌ　＝　Ｑ、蔦・・・連接棒５の長さ。 Ｐｃｍご・・・クランク半径。 鵞 Ｂｍ・・・バランスウェイト１３の往復質量。 Ｂｌ＝０．可・・・連接環長さ。 Ｂｒ＝了ｑ・・・偏心半径。 特許出願人　　　小　倉　　　勝 代理人弁理士　　三　根　　　守 手続補正書（白昼） １２事件の表示　　昭和６０年特許願第０４７０７０号
２、発明の名称　　滑り子クランク機構用バランサ３、
補正をする者 事件との関係　　　　　　　　　　　特許出願人氏名（
名称）　　　小　倉　　勝 ５、補正命令又は拒絶理由通知の日付 昭和　　年　　月　　日 ６、補正の対象　　代理権を証する書面明細書１発明の
詳細な説明ｊ １図面の簡単な説明」の欄 図面　第１図 ！、明細書の補正 １、明細１Ｂｒ発明の詳細な説明」中。 イ）　　第６頁第１３行目 口）　第６頁第　８行目 にそれぞれ記載された関係式（１）を。 いずれも ｒＰｍＸＰｒ＝２ＢｍＸＢｒ、、、、（１）Ｊと訂正す
る。 ２、同じく。 イ）　第４頁第　２行目 口）　第６頁第１３行目 にそれぞれ記載された関係式（３）を。 いずれも ｒＲ＊ＢｍＸＲ＠Ｂｒ＊ＲｅＢＷ ＝Ｌ＠ＢｍＸＬ＠ＢｒＸＬｓＢＷ 、（３）ｊ と訂正する。 ３、同第９低下から２行目１）工動角１を「摺動圧１と
訂正する。 ４、同第９頁最下行０１′接触角」を１接触距離」と訂
正する。 ５．１ｌｆｉ’１ｉ９１０［第２行０ｒＷｎ角ｊ　ｅ　
ｒｍ＃距ｆｉＪと訂正する。 ６　同「図面の簡単な説明ｊ中、第１２頁第１４行目の
次に ｒＢＷ・・・シリンダの中心線とバランスウェイト１３
、Ｉ３の重心との間の距離ｊ を挿入する。 Ｉｌ、図面の補正 ｌ、第１図にｒシリンダの中心線ｊとｒバランスウニイ
）　１３．１３の重心線１と１両者間の距離を表示する
符号ｒＢＷ、ＢＷＪとを記入する。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）滑り子用クランクの一対のアーム基部にそれぞれ
   一体に連結された一側及び他側の各主軸において、 その各主軸とそれぞれ一体に設けた同一方 向に偏心の２つの偏心軸と、 その各偏心軸にそれぞれ軸受を介して各大 端部が回転自在に支持された２つの連接環と、その各連
   接環の小端部にそれぞれ軸受を介 して各ピンが回動自在に支持された２つのバランスウエ
   イトと、 双方の内径円周が互いに交ったひょうたん 形の孔をもつ前記連接環の大小両端部と、 略半円柱状の前記バランスウエイト支持ピ ンと、 から成る滑り子クランク機構用バランサ。