JP2001082165A - エンジンの振動低減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大型化や重量増加を可及的に抑制しつつ、エン
ジンの振動を有効に防止する。 【解決手段】２サイクルエンジン１のクランクシャフト
２と平行をなし等速逆回転するカムシャフト３に、振動
防止用の対をなすバランスウェイト５１、５２を取り付
けるとともに、少なくとも一方のバランスウェイト５１
を、カムシャフト３を支持する最も外側の軸受１５
（ａ）よりも外方に配設した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２サイクルエンジ
ンの振動低減装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２サイクル多気筒エンジン（特に２、
３、５気筒のもの）においては、ピストンや、クランク
シャフト等の運動に起因して慣性偶力を生じ、この慣性
偶力により、エンジン本体の重心を通りかつエンジン本
体の長手方向軸線に直交する横方向軸線回りの振動、す
なわちピッチングによる振動が生じることが知られてい
る。

【０００３】そして、特開平７−７１５３４号公報に開
示されているように、専用のバランスシャフトを設ける
ことなく、このようなピッチングを防止するために、エ
ンジンのクランクシャフトと逆回転するカムシャフト
に、前記慣性偶力を打ち消すような慣性偶力を発生する
対をなすバランスウェイトを取り付けたものが考えられ
ている。なお、このバランスウェイトによる慣性偶力の
大きさは、バランスウェイト間の距離に比例することが
知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、バランスウ
ェイトを取り付けるということは、カムシャフトに余分
な構造を強いることとなり、シリンダヘッドのコンパク
ト化や軽量化に問題を生じる場合がある。ところが、こ
の点において従来のものは、バランスウェイトを、カム
シャフトを支持する最も外側の軸受よりも内方に位置さ
せており、バランスウェイト間の距離を大きくとれない
ため、所定の慣性偶力を得るためにその重量を大きくし
なければならず、シリンダヘッドの大型化や重量増加を
招くという問題点を有効に解決し得ない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような不
具合に鑑み、バランスウェイトによる慣性偶力の大きさ
がバランスウェイト間の距離に比例することに着目して
なされたものであって、各バランスウェイトを最も外側
の軸受よりも外側に設けることにより、バランスウェイ
ト間の距離を大きくし、その分バランスウェイトの重量
を低減させることを主たる目的としたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明にかかるエンジ
ンの振動低減装置は、２サイクルエンジンのクランクシ
ャフトと逆回転するカムシャフトに、振動防止用の対を
なすバランスウェイトを取り付けたものであって、少な
くとも一方のバランスウェイトを、カムシャフトを支持
する最も外側の軸受よりも外方に配設していることを特
徴とする。

【０００７】このようなものであれば、従来のものより
バランスウェイト間の距離を大きくとれるので、必要な
慣性偶力を得るためのバランスウェイトの重量を軽減す
ることができる。したがって、コンパクト化や軽量化を
その分だけ推し進めることができるようになる。一方、
エンジンが一対のカムシャフトを具備し、いずれか一方
のカムシャフトをクランクシャフトと同方向に回転駆動
するとともに他方のカムシャフトを歯車列を介して一方
のカムシャフトに連結し、クランクシャフトと逆方向に
回転させているものにおいては、上述したようにバラン
スウェイトを配置するためには、従来その部位に配設さ
れていた歯車列を別の部位に設ける必要がある。この場
合にコンパクト性の維持を図るためには、この歯車列を
前記バランスウェイト間に配設することが望ましく、よ
り具体的には、これら歯車列を隣接する気筒間に設ける
ことがデッドスペースの有効利用を図るうえでより望ま
しい。

【０００８】このようにバランスウェイトを最外方の軸
受よりも外側に設けたことを有効利用して、部品の削減
を図るには、当該バランスウェイトに、カム角センサに
用いられる検出体を設けておくことが好ましい。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面を参照して
説明する。図１、図２に本実施例に係るエンジン１を示
す。このエンジン１は、図１に概略的に示すように、２
サイクル直列３気筒のディーゼルユニフロータイプのも
のであり、ピストン９が下死点近傍に位置した際にシリ
ンダ１１の内壁に開口する図示しない複数の吸入孔から
空気をシリンダ１１内に吸入し、爆発後の排気ガスを各
シリンダ１１の上端に設けた例えば４つの排気口１３か
ら排出する。これら排気口１３には、それぞれ排気バル
ブ１２が設けてあり、これら排気バルブ１２は一対の排
気カムシャフト３、４に設けた排気カム３１によりそれ
ぞれ開閉駆動される。一方の排気カムシャフト４は、そ
の一端部に取り付けたタイミングスプロケットＰ１が、
クランクシャフト２の一端部に設けた駆動スプロケット
Ｐ２に、タイミングチェーンＢＴを介して連結されて、
クランクシャフト２と同方向かつ同一速度にて回転する
ように構成されている。また、他方の排気カムシャフト
３は、一方の排気カムシャフト４に歯車列８を介して連
結され、一方の排気カムシャフト４と逆方向かつ同一速
度、すなわちクランクシャフト２と逆方向かつ同一速度
にて回転するように構成されている。

【００１０】各排気カムシャフト３、４には、図２等に
示すように、シリンダ１１毎に１対、計３対のカム３
１、４１がそれぞれ１２０度ずつ位相を異ならせて設け
られている。またその両端部及び気筒１１間の計４箇所
に軸支部３２、４２がそれぞれ設けられ、これら軸支部
３２、４２をシリンダヘッド１４の上面に設けられた軸
受１５、１６にそれぞれ支持させている。

【００１１】しかして、本実施例では、他方の排気カム
シャフト３の両端部に設けた軸支部３２（ａ）、３２
（ｂ）のさらに外方にそれぞれバランスウェイト５１、
５２をキー嵌合させて圧入固定している。各バランスウ
ェイト５１、５２は、図３〜図６に示すように、この排
気カムシャフト３に嵌合する嵌合孔を有する芯部５１
ａ、５２ａと、この芯部５１ａ、５２ａの片半部に一体
に設けられたウェイト本体５１ｂ、５２ｂとを具備し、
その重心が、この排気カムシャフト３の軸心から所定距
離偏位するように構成してある。また、各ウェイト本体
５１ｂ、５２ｂは排気カムシャフト３を中心にして互い
に１８０度位相が異なるように取り付けてある。

【００１２】これら各バランスウェイト５１、５２の取
付方向や重量等は、ピストン９等の運動に伴って生じる
エンジン１のピッチングを打ち消すべく決定されてい
る。ここでピッチングの発生要因について、特開平７−
７１５３４号公報においても述べられているが、簡単な
説明をしておく。すなわち、ピストン９が上下動する
と、その反力でエンジン１そのものも上下動しようとす
る。しかして、各ピストン９の上下動の位相が互いに異
なっているため、前記反力が、エンジン１の重心を通り
かつエンジン１の長手方向軸線に直交する横方向軸線回
りに該エンジン１を回転させるトルクとなる。そしてか
かるトルクがエンジン１にピッチングによる振動を生じ
させる主要因となる。

【００１３】一方、排気カムシャフト３の両端にバラン
スウェイト５１、５２を配設した結果、従来この部位に
配設されていた歯車列８、すなわち一方の排気カムシャ
フト４の駆動歯車８１及び他方の排気カムシャフト３の
従動歯車８２を別の部位に設ける必要が生じる。そこで
本実施例では、コンパクト性の維持を図るため、これら
歯車列８を隣接するシリンダ１１間、具体的には図２に
示すように、２番シリンダ１１と３番シリンダ１１との
間の従来デッドスペースとなっていた部分に設けてい
る。

【００１４】さらに本実施例では、バランスウェイト５
１、５２が他方の排気カムシャフト３の一端に設けられ
ていることを有効利用すべく、一方のバランスウェイト
５１の外側端面にカム角センサ用の検出ピン７を３本、
外方に突出するように装着している。これらピン７は、
他方の排気カムシャフト３の軸心を中心に等間隔に配設
してある。

【００１５】このように構成した本実施例によれば、他
方の排気カムシャフト３がクランクシャフト２と同一速
度で逆回転するという２サイクルエンジン１の特性を活
かし、このカムシャフト３にバランスウェイト５１、５
２を設けているので、専用のバランスシャフトを設ける
ことなく、エンジン１におけるピッチングを主要因とす
る振動を防止することができる。さらにこれらバランス
ウェイト５１、５２をそれぞれ最外方の軸受１５（ａ）
１５（ｂ）よりも外方に配設することで各バランスウェ
イト５１、５２間の距離を従来のものよりも大きくして
いるので、エンジン１の振動防止に必要な慣性偶力を得
るためのバランスウェイト５１、５２の重量及び大きさ
を可及的に小さくできる。したがって、コンパクト化や
軽量化をその分だけ推し進めることができるようにな
る。

【００１６】なお、本発明は上記実施例に限られず種々
の変形が可能である。例えば、バランスウェイトの配設
位置は前記実施例よりさらに外方、例えばシリンダヘッ
ドより外側に設定しても構わない。また、配置上の都合
から一方のバランスウェイトのみを最外方の軸受よりも
外側に配設することも考えられる。さらに、エンジンは
２サイクルのものであればよく、ガソリン式、ディーゼ
ル式に限られるものではない。またユニフロータイプの
ものに限定されず、吸気カムシャフトと排気カムシャフ
トとを備えたものであっても、いずれかにバランスウェ
イトを取り付ければ、実施例と同様の効果を奏し得る。
もちろん、３気筒のみならず、２気筒、５気筒のエンジ
ンに適用しても顕著な効果を奏するのは言うまでもな
い。

【００１７】その他各部の具体的な構成は、上述した実
施例に限定されるものでなく本発明の趣旨を逸脱しない
範囲で種々変形が可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、従来の
ものよりバランスウェイト間の距離を大きくとれるの
で、エンジンの振動防止に必要な慣性偶力を得るための
バランスウェイトの重量を軽減することができる。した
がって、コンパクト化や軽量化をその分だけ推し進める
ことができるようになる。

【００１９】一方、エンジンが排気カムシャフトと吸気
カムシャフトとを具備し、いずれか一方のカムシャフト
をクランクシャフトと同方向に回転駆動するとともに他
方のカムシャフトを歯車列を介して一方のカムシャフト
に連結し、クランクシャフトと逆方向に回転させている
ものにおいては、上述したようにバランスウェイトを配
置するためには、従来その部位に配設されていた歯車列
を別の部位に設ける必要がある。この場合に前記歯車列
を前記バランスウェイト間に配設すれば、コンパクト性
を維持することができ、さらにこれら歯車列を隣接する
気筒間に設ければデッドスペースの有効利用を図ること
もできるようになる。

【００２０】最外方の軸受よりも外側に設けたバランス
ウェイトに、カム角センサに用いられる検出体を設けて
おけば、検出体を取り付けるためのピン設置プレート等
の専用部品を設ける必要がなくなるので、部品点数の削
減や低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるエンジンを示す概略
正面図。

【図２】同実施例におけるエンジンのシリンダヘッドを
示す平面図。

【図３】同実施例における他方の排気カムシャフトを示
す斜視図。

【図４】同実施例における他方の排気カムシャフトを示
す側面図。

【図５】同実施例における一方のバランスウェイトを示
す正面図。

【図６】同実施例における他方のバランスウェイトを示
す正面図。

【符号の説明】

１…エンジン ２…クランクシャフト ３…他方のカムシャフト（他方の排気カムシャフト） ４…一方のカムシャフト（一方の排気カムシャフト） ５１、５２…バランスウェイト １５（ａ）、１５（ｂ）…最も外側の軸受 ８１…従動歯車 ８２…駆動歯車 ７…検出体（検出ピン）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２サイクルエンジンのクランクシャフトと
   平行をなし等速逆回転するカムシャフトに、振動防止用
   の対をなすバランスウェイトを取り付けるとともに、 少なくとも一方のバランスウェイトを、カムシャフトを
   支持する最も外側の軸受よりも外方に配設したことを特
   徴とするエンジンの振動低減装置。
2. 【請求項２】エンジンが一対のカムシャフトを具備し、
   いずれか一方のカムシャフトをクランクシャフトと同方
   向に回転駆動するとともに、他方のカムシャフトを歯車
   列を介して前記一方のカムシャフトに連結しクランクシ
   ャフトと逆回転させているものにおいて、前記他方のカ
   ムシャフトに設けられ前記歯車列を構成する従動歯車
   を、前記バランスウェイト間に配設したことを特徴とす
   る請求項１記載のエンジンの振動低減装置。
3. 【請求項３】前記軸受よりも外側に配設したバランスウ
   ェイトに、カム角センサに用いられる検出体を設けてい
   ることを特徴とする請求項１または２記載のエンジンの
   振動低減装置。