JPS5847324Y2 - ナイネンキカンノバランサ−ソウチ - Google Patents

ナイネンキカンノバランサ−ソウチ

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JPS5847324Y2
JPS5847324Y2 JP1975161750U JP16175075U JPS5847324Y2 JP S5847324 Y2 JPS5847324 Y2 JP S5847324Y2 JP 1975161750 U JP1975161750 U JP 1975161750U JP 16175075 U JP16175075 U JP 16175075U JP S5847324 Y2 JPS5847324 Y2 JP S5847324Y2
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Japan
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balancer
weight
weights
axis
balancer weight
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JP1975161750U
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JPS5273301U (ja
Inventor
広幸 村上
Original Assignee
ヤンマーディーゼル株式会社
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Publication date
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、内燃機関のバランサー装置に関し、往復動
慣性力のみならずトルク変動による起振力をも平衡させ
るようにしたものである。
舶用機関の場合、最近船舶のFRP化が進み、低速域で
は船体共振点とエンジン回転数の関係で共振して低速振
動が問題となる場合があるが、これはトルク変動に起因
するローリングモーメント(回転力の反作用としてピス
トン側圧による慣性偶力によって生ずるZ−2軸回りの
回転振動)による場合が多t・。
従来のバランサー装置は、機関の往復動慣性力又は慣性
偶力を消すのみであるから、このようなローリングモー
メントに対しては全く無力だったのである。
この考案は、シリンダ中心線上または該中心線から回転
軸芯を所定間隔おいて設けられた第1のバランサウェイ
トと、該中心線から回転軸芯を夫夫所定間隔お℃・て設
げられた第2及び第3のバランサウェイトとを、クラン
ク軸に連動する回転体に各々別に設置し、これら3組の
バランサウェイトの位置、大きさ及び方向を、各バラン
サウェイトの遠心力のシリンダ軸線方向成分の合力が往
復動慣性力と釣合うようにすると共に、第1のバランサ
ウェイトの遠心力のシリンダ軸線直角方向成分と第2及
び第3のバランサウェイトの遠心力のシリンダ軸線直角
方向成分の合力とが釣合うようにし、かつ、前記3組の
バランサウェイトにより機関のトルク変動に伴なうロー
リングモーメントを低減する方向の不釣合偶力を生せし
めるように前記3組のバランサウェイトを配置した内燃
機関のバランサー装置にある。
なお、本考案において、バランサウェイトの位置、大き
さ及び方向は、第9図の配置において次のように表わさ
れる。
即ち、第9図において、WBはバランサウェイトの重量
、Rはバランサウェイトの回転半径、Nはバランサウェ
イトの回転方向であり、バランサウェイトの大きさはW
BXR、バランサウェイトの方向はθ、バランサウェイ
トの位置はX、y、zで表わされる。
なお、バランサウェイトの回転方向Nは駆動方法で適宜
に決定されろ。
以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明する。
第1図は、本考案を4気筒機関に適用した場合の第1の
実施例を示し、1はクランク軸、2at2bは該クラン
ク軸1上方において、シリンダ中心線上に設けられた2
個1組の第1のバランサウェイトである。
4はこの第1のバランサウェイトに附設された被動歯車
、5はクランク軸1に取付けられた駆動歯車で、被動歯
車4と噛合している56は、逆にクランク軸1下方にお
いて、その回転軸芯をシリンダ中心線とy2だげ離して
設けられたもう1組の第2のバランサウェイト(但し、
バランサウェイトの数は1個)であり、7はこのバラン
サウェイト6を設けたバランサ軸、8はこのバランサ軸
7に取付けた被動歯車で、中間にアイドル歯車9を介し
て前記クランク軸1に取付けた駆動歯車5と連動する。
次に、10は同じくクランク軸1下方で第2のバランサ
ウェイト6と水平な位置において、その回転軸芯をシリ
ンダ中心線とy3だけ離して設けられた更にもう1組の
第3のバランサウェイトであり、11はこのバランサウ
ェイト10を設けたバランサ軸、12は該バランサ軸1
1に取付けた被動歯車であって上記第2のバランサ軸7
に取付けた被動歯車8に噛合している。
第2のバランサウェイト6と第3のバランサウェイト1
0とは、その回転方向は逆であり、またその遠心力のy
軸方向成分(シリンダ軸線直角方向成分)の方向は常に
逆になるように設定することが肝要である。
しかして、上記3組のバランサウェイト2,6゜10は
機関の往復動2次慣性力をも釣合わせるためのもので、
その釣合せは、3組のバランサウェイ)2,6,100
遠心力のX軸方向成分(シリンダ軸線方向成分)の合力
によってなされ、y軸方向慣性力の釣合せは、上記第1
のバランサウェイト2の遠心力のy軸方向成分と第2及
び第3のバランサウェイ)6,10の遠心力のy軸方向
成分の合力とによってなされる。
そうして、上記第1のバランサウェイト2の遠心力のy
軸方向成分と、第2、第3のバランサウェイ)6.10
の遠心力のy軸方向成分の合力とによってクランク軸中
心回り(Z軸回り)に偶力のモーメント(不釣合偶力)
を発生させ、これを機関のトルク変動に伴なうローリン
グモーメントと釣合わせて低減するものである。
以下にその計算例を示す。
まず、機関往復動2次慣性力FVIIは次の式で表わさ
れる。
上記において、WH:機関の往復動部重量R°クランク
半径 λ L L 二連接棒の中心間距離 θ :クランク軸回転角度 ω ニクランク軸角速度 g :重力の加速度 バランサウェイト2,6,100各々の遠心力のX軸方
向成分FB1.FB2.FB3は、である。
上記において、wBl:第1のバランサウェイト=2a
t2bの合計重量 R□: 同 回転半径 WB2:第2のバランサウェイト 60重量 R2: 同 回転半径 WH3:第3のバランサウェイト 10の重量 R3: 同 回転半径 往復動2次慣性力の釣合わせは、 F■■−FB1+FB2+FB3 であるから 第2のバランサウェイ ト6と第3のバランサウ エイト10のモーメントの釣合わせは 故に wB2R2V2=wB3R3y3 ”=・・・・”・
(3)次に、各バランサウェイ)2,6,10の遠心力
のy軸方向成分の釣合わせは −”−WBIR,=WB2R2−W133R3・・・・
・・・・・・・・(4)更に、各バランサウェイト2,
6,10によるZ軸回りの1サイクルにおける最大ロー
リングモーメン)MROmaxは第3図に示すベクトル
線図で解るように、θ−45°又はθ−135°のとき
であり、その値は ・・・・・・・・・・・・・・・(5) ここで、hエ ニ第1のバランサウニ412回転中心か
らクランク中心までのX軸方 同距離 h2 :第2、第3のバランサウェイト6゜10回転中
心からクランク中心ま でのX軸方向距離 したがって、上記式(2) > (3) 、(4)を満
足するようにWBI 、WB 2 、WB3 t y2
” 3を決定するとともに、トルク変動による起振力
を求めておいてこれと平衡するように近似の(負荷条件
によりマツチングが異なるので、ローリングモーメント
をできるだけ低減するよう)MROmaxを決めてり、
th2を決めればよい。
第4図はこの考案の第2の実施例を示し一第1のバラン
サウェイト20回転軸芯をX軸よりylだげ離して設け
るとともに、そのバランサ軸3に取付けた被動歯車4を
カム歯車13に噛合させ、このカム歯車13を介して第
1のバランサウェイト2を回転させるようにしたもので
ある。
14はカム歯車13と駆動歯車5との間に介在させたア
イドル歯車である。
この第2の実施例の場合の計算方法は第1実施例の場合
とほとんど同様であり、ただ、第1のバランサウニ41
20回転中心がX軸よりyoだげ離れているからZ軸を
中心としたモーメントWB1R1(2ω)cos2θy
工を考慮する必要がある。
したがって前式(3)の代りに WB2R2y2=WBIR1y0+WB3R3y3・・
・(3γを満足させることとなる。
以上要するにこの考案は、機関に3組のバランサウェイ
トを設け、この3組のバランサウェイトの遠心力のX軸
方向成分の合力によって機関の往復動慣性力と釣合わせ
るとともに、うち1組のバランサウェイトの遠心力のy
方向成分と他の2組のバランサウェイトの遠心カフのy
軸方向成分の合力とを釣合わせると同時に、上記3組の
バランサウェイトによりZ軸回わりにモーメントを発生
せしめ、これによりトルク変動に伴なうローリングモー
メントを低減するように構成しているから、このトルク
変動に伴なう機関のローリングモーメントを低減するこ
とができる。
つまり、本考案は往復動慣性力と釣合せると共にローリ
ングモーメントを低減させるところにその最大の特徴を
有している。
即ち、3組のバランサウェイトの位置、大きさ及び方向
を実用新案登録請求の範囲に示す条件を満足するように
構成することにより往復動慣性力と釣合せると共に、ロ
ーリングモーメントを低減させることができるのである
例えばバランサウェイトの位置が予め決定される場合は
、その大きさ及び方向をかかる条件を満足するように決
めればよいし、バランサウェイトの大きさが予め決定さ
れる場合は位置及び方向をかかる条件を満足するように
決めればよいということになる。
同様に方向が予め決定されている場合は大きさと位置を
かかる条件を満足するように決めればよいわけである。
また、第2及び第3のバランサウェイトの各回転軸芯が
シリンダ中心線から同一方向に所定間隔おいて設けられ
た場合も3組のバランサウェイトの位置、大きさ及び方
向を実用新案登録請求の範囲に示す条件を満足するよう
に構成することにより往復動慣性力と釣合せると共に、
ローリングモーメントを低減させることができる。
すなわち、第11頁第14〜16行に、バランサウェイ
トの位置が予め決定される場合は、その大きさ及び方向
をかかる条件を満足するように決めればよいと記載され
ているように、第2及び第3のバランサウェイトの各回
転軸芯がシリンダ中心線から同一方向に所定間隔をおい
て設けられた場合でも、関係式を満足するようにバラン
サウェイトの大きさ及び方向を決めれば同様の効果を得
ることができる。
まず、第1の実施例の場合、第8頁第3行のWB2R2
y2=WB3R3y3 ・・・・・・・・・・・・・・
・(3)において、第3のバランサウェイトの回転軸芯
位置y3が第2のバランサウェイトの回転軸芯位置y2
とシリンダ中心線に対し同一方向にある場合を説明する
と、同一方向にあるということは(3)式のy3が−y
3′となることであり、 ”3 73 ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・(31)(3)式と(31)式より WB3R3−−WB3R3 WB2′R2′y2′=(−WB3′R3′)(−y3
′)・・・・・(32)とする必要がある。
このことは、第3のバランサウェイトの方向が第1実施
例の反対側となることを意味している。
従って、かかる条件を満足すべきその他の関係式、即ち
、第7頁第15行の に置き換え、第8頁第8行の WB I R1=WB 2R2−WB 3 R3・・・
・・・・・・・・・・・・(4)はwB□′R1′−W
B2′R2′+WB3′R3′ ・・・・・・・・・
(41)に置き換え、第9頁第1行の +WB3′R3′)・・・・・(51) に置き換え、(32)、(21)、(41)式を満足す
るようにWB□′、WB2′、WB3′、y2′、y3
′ を決定するとともに、トルク変動による起振力を
求めておいてこれと平衡するように近似のMROmax
を(51)式から決めてh0′、h2′を決めれば
よい。
ここで、WB2.WB2′、WB3′、y2′、y3′
、h1′、h2′とWBo、WB2.WB3.y2.y
3.hl、h2は値が異なるのは当然の結果である(以
上、第5,6図参照)。
次に、第2の実施例の場合も、第1の実施例の場合と同
様に、第1のバランサウェイトの回転中心が、第2、第
3のバランサウェイトの回転中心とX軸に対し反対側に
ある場合は、第10頁第10行の WB2R2y2=WB1R1y1+WB3R3y3°°
゛°°°°°°(3)′をWB、/ R7’ y2“=
WB□// R1// y工′+(−WB3〃R3〃)
(−y3〃) 、°0wB2〃R2〃y2〃+wB1〃R1〃y1〃+
wB3〃R3〃y3〃・・・・・・・・・(31) ’ と置きかえ、(32)式の替りに(31)’式を満足さ
せ、その他の関係式(21)’、 (41)’、 (5
1)’式を満足させればよい(以上、第7図参照)。
wB1t’ R1/’ ・・・・・・・・・(21)’ −WB2〃R2〃+WB311R3〃・・・(41)’
(%。
// 也/l +WB3// 曳// )−(51)’
次に、第1のバランサウェイトの回転中心が第2、第3
のバランサウェイトの回転中心とX軸に対し同一側にあ
る場合は、第10頁第10行のWB2R2y2−WBI
R1y1+WB3R3y3・・・・・・(3)′を WB3″′R2″′y2″′−WB1″R工/// (
−y1/// ) +←WB3″′R1′)(−y3″
′) 、°・WB2R2y2−−WB1″′R1″′y1″′
士WB3″′も′y3″′・・・・・・(32)’と置
き換える。
ここで第1のバランサウェイトの方向は2軸まわりのモ
ーメントを発生させる必要があるので変更しない(以上
、第8図を参照)。
以上のように、本考案は設計上非常に自由度の高い柔軟
性に富んだバランサー装置であるので、機関の用途に合
せた振動上のマツチングを容易に行なうことができる特
徴を有するのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の第1の実施例を示す概略斜視図、第2
図はそのバランサーの回転を示す概略図、第3図は同じ
第1実施例のベクトル線図、第4図は本考案の第2の実
施例を示す概略斜視図、第5図及び第6図は第1実施例
の応用例のバランサーの回転を示す概略図及びベクトル
線図、第7図は第2実施例の応用例のバランサーの回転
を示す概略図、第8図は他の応用例のバランサーの回転
を示す概略図、第9図はバランサウェイトの位置、大き
さ及び方向の説明図である。 2.6,10・・・・・・バランサウェイト。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. シリンダ中心線上または該中心線から回転軸芯を所定間
    隔をおいて設けられた第1のバランサウェイトと、該中
    心線から回転軸芯を夫々所定間隔をおいて設けられた第
    2及び第3のバランサウェイトとを、クランク軸に連動
    する回転体に各々別に設置し、これら3組のバランサウ
    ェイトの位置、大きさ及び方向を、各バランサウェイト
    の遠心力のシリンダ軸線方向成分の合力が往復動慣性力
    と釣合うようにすると共に、第1のバランサウェイトの
    遠心力のシリンダ軸線直角方向成分と第2及び第3のバ
    ランサウェイトの遠心力のシリンダ軸線直角方向成分の
    合力とが釣合うようにし、かつ、前記3組のバランサウ
    ェイトにより機関のトルク変動に伴なうローリングモー
    メントを低減する方向の不釣合偶力な生ぜしめるように
    前記3組のバランサウェイトを配置した内燃機関のバラ
    ンサー装置。
JP1975161750U 1975-11-29 1975-11-29 ナイネンキカンノバランサ−ソウチ Expired JPS5847324Y2 (ja)

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JP1975161750U JPS5847324Y2 (ja) 1975-11-29 1975-11-29 ナイネンキカンノバランサ−ソウチ

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JP1975161750U JPS5847324Y2 (ja) 1975-11-29 1975-11-29 ナイネンキカンノバランサ−ソウチ

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Publication Number Publication Date
JPS5273301U JPS5273301U (ja) 1977-06-01
JPS5847324Y2 true JPS5847324Y2 (ja) 1983-10-28

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ID=28640627

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JP1975161750U Expired JPS5847324Y2 (ja) 1975-11-29 1975-11-29 ナイネンキカンノバランサ−ソウチ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5415047Y2 (ja) * 1973-06-30 1979-06-19

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JPS5273301U (ja) 1977-06-01

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