JP2544368B2 - バランサを備えたエンジン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はバランサを備えたエンジンに関するものであ
る。

（従来の技術及び発明が解決しようとする問題点） エンジンにはピストンの往復動等によって慣性力が発
生し、該慣性力によってエンジンに振動等が発生するこ
とは知られている。そこでピストン等によるこの慣性力
を打ち消し、エンジンの振動等を防止するためクランク
シャフトにはクランクウエブが設けられている。しかし
該クランクウエブはピストン移動方向に対し直交する向
きに新たに慣性力を生じ別な振動原因を発生させるた
め、クランクシャフトと同一速度で反対に回転して前記
クランクウエブの余分な慣性力を打ちけす新たなバラン
サ装置が必要となってくる。即ちこのバランサ装置はピ
ストンの移動方向にはクランクウエブと協動してピスト
ンの慣性力を打ち消すとともに、ピストンの動きに直交
する方向にはクランクウエブの慣性力を打ち消さんとす
るものである。

以上のバランサ装置としては、実公昭52−32802号公
報に示される如くクランクシャフトに歯車等を介してク
ランクシャフトの径方向両側に一対のバランサを設けた
ものが一般的であるが、クランクシャフトの両側にバラ
ンサが大きく付き出すためバランサの配設の仕方によっ
てはエンジン等の大型化を招き、他のエンジン補機類等
のエンジン回りへの取付けを困難にすることとなる。

本発明は以上の如き問題点を解決すべくなされたもの
で、その目的とする処は、バランサをクランクシャフト
の所定位置に取りつけ、エンジン及びバランサ装置回り
にエンジン構成品やエンジン用補機類に対する有効な取
付空間を確保し、エンジン及びその補機類を含めた装置
全体を小型でコンパクトにすることである。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための手段は、シリンダ軸線
を有するシリンダ部と、クランクシャフトを有するクラ
ンクケース部と、前記クランクシャフトの一端部に取付
けられたエンジン始動用リングギヤと、前記クランクシ
ャフトの長手方向に沿って進退し前記エンジン始動用リ
ングギヤと噛み合う駆動ギヤを有する自動スターター
と、前記クランクシャフトと協働しクランクシャフトと
平行なバランサ軸を有する１対のバランサとを備えたエ
ンジンであって、前記１対のバランサを、シリンダ軸線
上を通り且つ前記クランクシャフトの軸線上を通る基準
面を基準にして、エンジンの一側と他側とに振り分けて
配置するとともに、前記１対のバランサの１つをシリン
ダ部あるいはクランクケース部のいずれか一方に取付
け、前記基準面を基準として、前記１対のバランサ１つ
と同じ側に且つ前記シリンダ部あるいはクランクケース
部のいずれか他方に前記自動スターターを取付けた、こ
とを特徴とする また、前記１対のバランサを、前記クランクシャフト
を挟んで両側に配置し、このうちの１つを前記クランク
ケース部側に配置し、前記自動スターターを前記シリン
ダ部と前記バランサとの間の空間に配置した。

更に、前記クランクシャフトを、前記エンジン始動用
リングギヤが取付けられた一端部を上側とする概ね縦置
きとし、前記１対のバランサを、前記一端部側でクラン
クシャフトと駆動関係にした。

（作用） １対のバランサは、ピストンの往復動に伴う慣性力を
１対のバランサで効率良く打ち消してエンジンの振動を
低減する。

また、クランクケース部が片側に偏らないので大型化
することを抑えることができ、更に、自動スターターと
１対のバランサとが互いに干渉することがない。

更にまた、１対のバランサがシリンダ軸線に対して斜
め配置となるので、エンジンの側方の寸法を短くでき
る。

また、クランクシャフトを、エンジン始動用リングギ
ヤが取付けられた一端部を上側とする概ね縦置きとし、
１対のバランサを、一端部側でクランクシャフトと駆動
関係にしたので、バーチカルエンジンとして搭載でき
る。

（実施例） 本発明の好適一実施例を船外機を例にとって添付の第
１図乃至第６図りを参照しつつ詳述する。

第１図は小型船舶に取付けられる船外機の全体図を示
すもので、（２）は船体の船尾にクランプ部材（2a）を
介して取付けられるスターンブラケットであり、支軸
（3a）を介してスイベルブラケット（３）を枢支してい
る。該スイベルブラケット（３）中に回動自在に支持さ
れるスイベルシャフト（４）の頭部（4a）には支持アー
ム（５）の中間部が支持され、該支持アーム（５）の一
端部でエンジンマウント（６）を介して船外機本体
（１）が支持され、支持アーム（５）の他端に操作用ハ
ンドル（７）が取付けられている。

船外機本体（１）の外観構成はエンジンカバー
（８）、エンジン（20）や補機類を支持するオイルケー
ス（９）、その下方でプロペラ（11）等が取付けられた
下部ケース（10）とからなっており、各ケース（９），
（10）はボルト等で一体に連結されていると共に、下部
ケース（10）上部はスイベルシャフト（４）から伸びる
アーム部材（12）のエクステンションマウント（12a）
によって両側から支持され、船外機本体（１）の横触れ
等を防止している。

第２図はオイルケース（９）内に支持されるエンジン
（20）や補機類の構成を示すもので、エンジン（20）は
クランクシャフト（24）が垂直に支持された２気筒４サ
イクルタイプのもの（クランクシャフト（24）を概ね縦
置きとしたバーチカルエンジン）で、その外観主要部は
内部に上下のシリンダ部（21a），（21a）が形成され、
ピストン（22），（22）、コンロッド（23），（23）、
クランクシャフト（24）等を有するエンジンケース（2
1）と、該エンジンケースに取付けられ、カムシャフト
（26）、ロッカーシャフト（27）、吸排気バルブ（2
8）、…等を有するエンジンヘッド（25）とからなって
いる。尚エンジンケース（21）はエンジン（20）前部側
のシリンダ部（21a），（21a）と該シリンダ部（21
a），（21a）より幅広で後部側のクランクケース部（21
b）とからなっている。

前記クランクシャフト（24）は中央部のクランク部
（24a）とエンジンケース（21）から一部突出する上、
下シャフト部（24b），（24c）からなっており、クラン
ク部（24a）にはピストン（22）の往復運動等によって
生じる慣性力を打ち消す４つのクランクウエブ（24a−
１）、…（バランスウエイト）が取付けられている。尚
２つのピストン（22），（22）は常に同じ方向のに移動
するので、前記４つのクランクウエブ（24a−１）、…
もこのピストン（22），（22）等によって生じる慣性力
を打ち消すべくすべて同じ方向に移動することとなる。

以上のエンジン（20）のクランクシャフト（24）の下
シャフト部（24c）は不図示の回転伝達手段を介してプ
ロペラ（11）に連結され、上シャフト部（24b）にはカ
ムシャフト駆動プーリー（29）、フライホイール（30）
が取付けられ、該フライホイール（30）に支持されたス
タータープーリー（31）を介してエンジン（20）の手動
スタートを行うリコイルスターター（32）が連結されて
いる。

さてバランサ装置（40）は駆動ギヤ（41）、バランサ
（42），（42）、バランサケース（43）及びケースカバ
ー（44）等からなるもので、エンジンケース（21）上部
とカムシャフト駆動プーリー（29）との間のクランクシ
ャフト（24）の上シャフト部（24b）にこのバランサ装
置（40）の駆動ギヤ（41）が取付けられており、該駆動
ギヤ（41）には第３図で示される如く駆動ギヤ（41）回
りに位相が互いに略180度ずれた２つのバランサ（4
2），（42）がそのギヤ部（42c），（42c）を介して噛
合っている。該バランサ（42），（42）のクランクシャ
フト（24）回りの配設方向はエンジンケース（21）のシ
リンダ部（21a）軸線方向（エンジン（20）の長手方
向）に対して所定の鈍角（θ）だけ傾いている。

ここで、バランサ（42）はその径方向外周に形成され
た前記ギヤ部（42c）、径方向の一方側に肉厚となった
ウエイト部（42a）、及びクランクシャフト（24）に平
行に配設されるバランサ軸（42b）等から構成されてお
り、前記ギヤ部（42c）のギヤ径が前記駆動ギヤ（41）
と等しいためクランクシャフト（24）と同じ回転数で逆
方向に回転すると共に、バランサ（42）の各ウエイト部
（42a），（42a）の向きはクランクシャフト（24）の回
転に対して同じ向きに位置するように構成されている。

またバランサ（42）はそのバランサ軸（42b）の下部
をエンジンケース（21）から張り出して形成されたバラ
ンサケース（43）に枢支されていると共に、バランサ軸
（42b）上部はバランサケース（43）のケースカバー（4
4）に枢支されている。尚該ケースカバー（44）は前記
リコイルスターター（32）のカバー（32a）を支持して
いる。

ここでクランクウエブ（24a−１）、…とバランサ装
置（40）の作用について述べる。４つのクランクウエブ
（24a−１）…にはクランク系の往復質量による慣性力
の２分の１を持たせ、且つバランサ装置（40）の各バラ
ンサ（42），（42）のウエイト部（42a），（42a）には
前記往復質量による慣性力の４分の１ずつを持たせてお
り、またクランクウエブ（24a−１）、…と前記バラン
サウエイト部（42a），（42a）とはピストン（22），
（22）の上、下死点において方向が一致するように構成
されているため、ピストン（22），（22）の往復運動に
よって発生する慣性力はクランクウエブ（24a−１）、
…とバランサ装置（40）の協動によって零となり、クラ
ンクウエブ（24a−１）、…及びバランサウエイト部（4
2a），（42a）によるピストン（22），（22）の移動方
向に直交する方向の慣性力も互いの回転方向が逆にため
零となってエンジン（20）の振動は有効に抑えられてい
る。

尚バランサ装置（40）とクランクウエブ（24a−
１）、…との慣性力の作用面がクランクシャフト（24）
の上下に分かれているため、該クランクシャフト（24）
には当該クランクシャフト（24）を上下に回転させよう
とする隅力が働き、この隅力はオイルケース（９）を介
して船外機本体（１）全体に及ぶこととなるが、船外機
本体（１）がエンジンマウント（６）、エクステンショ
ンマウント（12a）の上下でスイベルブラケット（３）
に支持されているため、前記隅力はこれらのマウント
（６），（12a）によって吸収、相殺される。

さてバランサ装置（40）のバランサケース（43）等は
エンジンケース（21）の上にエンジン（20）とは別体で
配設されているためエンジン（20）自体の幅を小さく
し、エンジン（20）を小型にできると共に、このバラン
サケース（43）等はエンジン（20）を斜状に横切って配
設されているため、これらが配設される船外機本体
（１）の幅の広がりをできるだけ小さくおさえることが
できる。そしてバランサケース（43）等のエンジン後部
側、即ちエンジンケース（21）のクランクケース部（21
b）側、に突出する部分と、エンジンケース（21）のシ
リンダ部（21a）とは第５図で示される如く鈍角（θ）
で交差しているため、エンジンケース（21）とバランサ
ケース（43）等に囲まれる部分に鈍角状壁部（Ｗ）が形
成され、該鈍角状壁部（Ｗ）の回りにクランクシャフト
（24）に沿って上下に幅広空間（S1）が形成されること
となる。

またバランサケース（43）等のエンジン前部側はエン
ジンケース（21）から突出して、該エンジンケース（2
1）と前記バランサケース（43）とで凹部（Ｖ）が形成
され、このためエンジンケース（21）に沿って第４図及
び第５図で示される如くエンジン（20）の前後方向に長
い前後空間（S2）が形成されている。

前記幅広空間（S1）にはエンジン部品は又はエンジン
補機類をエンジン（20）に密着して都合よく配設りする
ことができ、本実施例では第４図乃至第６図で示される
如くエンジン自動スタート用のスターター（50）が配設
されている。該スターター（50）はその本体支持部（5
1），（51）がエンジンケース（21）にボルト等で取付
けられており、スターター（50）の上部駆動ギヤ（52）
が前記フライホイール（30）に取付けられたリングギヤ
（30a）に噛合ってエンジン（20）をスタートさせるも
のであり、スターター（50）が不要な場合は第４図の如
く駆動ギヤ（52）がリングギヤ（30a）より下方に移動
し相互に干渉しないようになっている。

前記フライホイール（30）はバランサ装置（40）の上
方に位置しているため、スターター（50）の駆動ギヤ
（52）との噛合い位置関係が都合よくなっている。即ち
スターター（50）の駆動ギヤ（52）は上下に進退するた
めフライホイール（30）のリングギヤ（30a）はなるべ
く上方にあったほうがよく、またスターター（50）はエ
ンジンケース（21）上部に取付けられるため駆動ギヤ
（52）の位置も自ずと上方に配設されるからである。ま
たバランサ装置（40）はクランクシャフト（24）のクラ
ンクウエブ（24a−１）、…近くにあるほうが、クラン
クシャフト（24）に生じる上下の隅力を小さく抑えるこ
とができ好ましい。

また前記バランサ装置（40）下方の前後空間（S2）に
もエンジン部品又はエンジン補機類をエンジン（20）に
密着して都合よく配設することができるが、本実施例で
はその前後に長い空間を利用してキャブレター（60）等
を第３図乃至第５図の如く配設している。キャブレター
（60）はエンジンヘッド（25）にインテークマニホール
ド（61）を介して取付けられ、またキャブレター（60）
の上流側には空気流入管（62）が取付けられて全体とし
てエンジンに平行に長く配設されている。

この場合インテークマニホールド（61）は燃料油と空
気の混合気のミキシングをよくし、２つのシリンダ部
（21a），（21a）への混合気の分配を均等におこなうた
めにもその管長がある程度長いほうが好ましく、また空
気流入管（62）もキャブレータ（60）へ入る空気の整流
効果を高めるうえにおいてある程度長いほうがよい。従
ってエンジン（20）に沿って前後に長いこの前後空間
（S2）がこの場合最も有効に利用されていることとな
る。またこの前後空間（S2）にキャブレター（60）等を
配設することにより船外機本体（１）を小型でコンパク
トにすることができる。

またバランサ装置（40）のバランサ（42），（42）を
船外機を対象とする本実施例ではクランクシャフト（2
4）を挟んで略同一平面上に配設したが、一般のクラン
クシャフト垂直支持タイプのエンジンにおいては一方を
クランクシャフトの上シャフト部、他方を下シャフト部
にずらしてエンジンケース外方に配設しても前述の如き
幅広空間や前後空間は十分に確保されエンジン回りの装
置のコンパクト化を十分図ることができる。この場合ク
ランクウエブを上下に挟み込む如くバランサを配設する
ため、クランクウエブやバランサの慣性力によってクラ
ンクシャフトを上下に回転するような隅力は生じない。
また本実施例ではクランクシャフトが垂直に支持される
２気筒４サイクルエンジンを例にとって説明したがこれ
に限ることはなく、クランクシャフトが水平に支持され
るものでもよく、エンジンの気筒数、サイクル数が変っ
てもよい。

更に本実施例においてバランサ（42），（42）をエン
ジンケース（21）内に収納しても上下の幅広空間（S1）
が確保され得ることにはかわりない。但しこの場合２つ
のバランサ（42），（42）を同一平面に配設すると前後
空間（S2）は上下に分断され小さくなるため、前後空間
（S2）を確保するには、この前後空間（S2）側のバラン
サ（42）をエンジンケース（21）よりこのように、上記
実施例は第３図に示すように、クランクシャフト（24）
と協働しクランクシャフト（24）と平行なバランサ軸
（42b），（42b）を有する１対のバランサ（42），（4
2）を備えたエンジン（20）であって、１対のバランサ
（42），（42）を、シリンダ軸線上を通り且つクランク
シャフト（24）の軸線上を通る基準面を基準にして、エ
ンジン（20）の一側と他側に振り分けて配置するととも
に、１対のバランサ（42），（42）の１つをシリンダ部
（21a）あるいはクランクケース部（21b）のいずれか一
方に取付け、基準面を基準として、１対のバランサ（4
2），（42）の１つと同じ側に且つシリンダ部（21a）あ
るいはクランクケース部（21b）のいずれか他方に自動
スターター（50）を取付けたものである。

また、１対のバランサ（42），（42）を、クランクシ
ャフト（24）を挟んで両側に配置し、このうちの１つを
クランクケース部（21b）側に配置し、自動スターター
（50）をシリンダ部（21a）とバランサ（42）との間の
空間に配置したものである。

更に、クランクシャフト（24）を、エンジン始動用リ
ングギヤ（30a）が取付けられた一端部を上側とする概
ね縦置きとし、１対のバランサ（42），（42）を、一端
部側でクランクシャフト（24）と駆動関係にしたもので
ある。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、シリンダ軸線を
有するシリンダ部と、クランクシャフトを有するクラン
クケース部と、前記クランクシャフトの一端部に取付り
けられたエンジン始動用リングギヤと、前記クランクシ
ャフトの長手方向に沿って進退し前記エンジン始動用リ
ングギヤと噛み合う駆動ギヤを有する自動スターター
と、前記クランクシャフトと協働しクランクシャフトと
平行なバランサ軸を有する１対のバランサとを備えたエ
ンジンであって、前記１対のバランサを、シリンダ軸線
上を通り且つ前記クランクシャフトの軸線上を通る基準
面を基準にして、エンジンの一側と他側とに振り分けて
配置するとともに、前記１対のバランサの１つをシリン
ダ部あるいはクランクケース部のいずれか一方に取付
け、前記基準面を基準として、前記１対のバランサの１
つと同じ側に且つ前記シリンダ部あるいはクランクケー
ス部のいずれか他方に前記自動スターターを取付けたこ
とにより、ピストンの往復動に伴う慣性力を１対のバラ
ンサで効率良く打ち消してエンジンの振動を低減するこ
とができる。また、クランクケース部が片側に偏らない
ので大型化することを抑えることができ、更に、自動ス
ターターと１対のバランサとが互いに干渉することがな
いので、エンジンを合理的に小型化できる。

また、前記１対のバランサを、前記クランクシャフト
を挟んで両側に配置し、このうちの１つを前記クランク
ケース部側に配置し、前記自動スターターを前記シリン
ダ部と前記バランサとの間の空間に配置したことによ
り、１対のバランサがシリンダ軸線に対して斜め配置と
なるので、エンジンの側方の寸法を短くでき、エンジン
を小型化できる。また、自動スターターと１対のバラン
サとが互いに干渉することがないので、エンジンを合理
的に小型化できる。

更に、クランクシャフトを、エンジン始動用リングギ
ヤが取付けられた一端部を上側とする概ね縦置きとし、
１対のバランサを、一端部側でクランクシャフトと駆動
関係にしたので、バーチカルエンジンとして搭載性が良
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は船外機の全体を示す図、第２図はエンジン及び
エンジン回りの断面側面図、第３図はバランサ装置の断
面等を示す図、第４図はエンジン及びキャブレターの平
断面図、第５図はバランサ、スターター、キャブレター
等の取付状態を示す図、第６図は第５図の側面図であ
る。 尚図面中、（20）はエンジン、（21）はエンジンケー
ス、（21a）はシリンダ部、（21b）はクランクケース
部、（24）はクランクシャフト、（30）フライホイー
ル、（30a）はエンジン始動用リングギヤ、（40）はバ
ランサ装置、（42）はバランサ、（42b）はバランサ
軸、（50）はスターター（自動スターター）、（52）は
駆動ギヤ、（S1）は幅広空間、（Ｗ）は鈍角状壁部であ
る。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ軸線を有するシリンダ部と、クラ
   ンクシャフトを有するクランクケース部と、前記クラン
   クシャフトの一端部に取付けられたエンジン始動用リン
   グギヤと、前記クランクシャフトの長手方向に沿って進
   退し前記エンジン始動用リングギヤと噛み合う駆動ギヤ
   を有する自動スターターと、前記クランクシャフトと協
   働しクランクシャフトと平行なバランサ軸を有する１対
   のバランサとを備えたエンジンであって、 前記１対のバランサを、シリンダ軸線上を通り且つ前記
   クランクシャフトの軸線上を通る基準面を基準にして、
   エンジンの一側と他側とに振り分けて配置するととも
   に、前記１対のバランサの１つをシリンダ部あるいはク
   ランクケース部のいずれか一方に取付け、 前記基準面を基準として、前記１対のバランサの１つと
   同じ側に且つ前記シリンダ部あるいはクランクケース部
   のいずれか他方に前記自動スターターを取付けた、 ことを特徴とするバランサを備えたエンジン。
2. 【請求項２】前記１対のバランサは、前記クランクシャ
   フトを挟んで両側に配置され、このうちの１つが前記ク
   ランクケース部側に配置され、前記自動スターターが前
   記シリンダ部と前記バランサとの間の空間に配置されて
   いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のバラ
   ンサを備えたエンジン。
3. 【請求項３】前記クランクシャフトは、前記エンジン始
   動用リングギヤが取付けられた一端部を上側とする概ね
   縦置きとされ、前記１対のバランサは、前記一端部側で
   クランクシャフトと駆動関係にされていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のバランサを
   備えたエンジン。