JP2653518B2 - 内燃機関のバランサ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関のバランサ装置に関する。

（従来の技術） 内燃機関のバランサ装置は、内燃機関の作動時の振動
を低減するために一次のバランサウェイトをクランク軸
と等速で逆方向に回動させることによって一次の振動を
低減し、さらに場合によっては二次のバランサウェイト
をクランク軸の二倍の速度で回動させることによって二
次の振動を低減するようにしたものである。

この種のバランサ装置としては、例えば一次のバラン
サウェイトを有するものとして実開昭59−189942号公報
に開示されているように、クランク軸と平行に設けたバ
ランサ軸にこれと一体に回動自在にバランサウェイトを
装着し、該クランク軸及びバランサ軸に設けた一対のギ
ヤを介して該バランサ軸をクランク軸に連動させて該バ
ランサウェイトを回動させるようにしたものが知られて
いる。

しかしながら、かかる構成のバランサ装置では、専用
のバランサ軸を設けるためにこれが内燃機関の小型化及
び軽量化の妨げとなると共に、該内燃機関の他の構成部
品との関連性がなく、例えば自動二輪車のエンジンにお
いてキックスタータ等の始動装置を新たに設けるような
場合には、該始動装置からクランク軸に動力を伝達する
手段を別途設定する必要があり、このような場合にはエ
ンジンの構成の大幅な変更を要することがあり、その製
造コストを低減する妨げとなる。

（解決しようとする課題） 本発明はかかる不都合を解消し、構成部品を削減して
小型化及び軽量化を図ることができると共に、内燃機関
の始動装置等の他の構成部品に対して有効に活用するこ
とができるバランサ装置を提供することを目的とする。

（課題を解決する手段） 本発明の内燃機関のバランサ装置はかかる目的を達成
するために、クランク軸にクラッチ装置を介して連動す
る主軸と該主軸に変速ギヤを介して連動する副軸とから
成る変速装置と、該クランク軸に連動して駆動手段を介
して回動されるバランサウェイトを有するバランサ装置
とを備えた内燃機関において、該バランサウェイトが、
前記副軸の回りに回動自在に支承され、前記駆動手段
が、前記クラッチ装置のクラッチアウタと一体に前記主
軸の回りに回動自在に設けられた駆動ギヤと、該バラン
サウェイトと一体に前記副軸の回りに回動自在に設けら
れて該駆動ギヤに噛合された被動ギヤとから成ることを
特徴とする。

そして、前記バランサウェイトが前記内燃機関の作動
時の二次の振動を低減するための二次のバランサウェイ
トであることを特徴とする。

さらに、前記二次のバランサウェイトと前記被動ギヤ
とが前記副軸に同心でその回りに回動自在に支承された
中空軸に一体に設けられていることを特徴とする。

また、前記被動ギヤが前記内燃機関の始動装置の始動
ギヤに噛合されていることを特徴とする。

（作用） かかる手段によれば、前記変速装置の副軸が前記バラ
ンサウェイトを支承するバランサ軸として使用される。
そして、内燃機関の作動時には前記クランク軸の回動に
連動して前記駆動ギヤが前記クラッチ装置のクラッチア
ウタを介して前記主軸の回りに回動され、さらに前記バ
ランサウェイトが該駆動ギヤに噛合された前記被動ギヤ
を介して副軸の回りに該クラッチアウタ及び駆動ギヤと
逆方向に回動される。また、前記変速装置の主軸は、ク
ラッチ装置の接続状態では該クラッチアウタ及び駆動ギ
ヤと同方向に回動し、該主軸に前記変速ギヤ列を介して
連動する副軸は、該主軸と逆方向に回動するので、該副
軸及び前記バランサウェイトは同方向に回動する。

そして、該バランサウェイトが前記二次のバランサウ
ェイトであるときには、前記駆動ギヤ及び被動ギヤのギ
ヤ比を該被動ギヤの回動速度が前記クランク軸の二倍の
速度となるギヤ比で設定することにより該二次のバラン
サウェイトがクランク軸の二倍の速度で前記副軸の回り
に回動される。

さらに、該二次のバランサウェイトと前記被動ギヤと
を前記中空軸に一体に設けたときには、該二次のナラン
サウェイト及び被動ギヤが該中空軸を介して前記副軸に
その回りに回動自在に支承される。

また、前記被動ギヤを前記内燃機関の始動装置の始動
ギヤに噛合したときには、該始動装置の駆動力が該始動
ギヤ、該被動ギヤ、前記駆動ギヤ及びクラッチ装置を順
に介して前記クランク軸に伝達され、これによって内燃
機関が始動される。

（実施例） 本発明の内燃機関のバランサ装置の一例を第１図に従
って説明する。第１図は該バランサ装置を備えた自動二
輪車の単気筒４サイクルエンジンの要部の説明的断面図
である。

第１図で、１はエンジンのピストン（図示しない）に
コネクティングロッド２を介して連結されたクランク
軸、３はクランク軸１にクラッチ装置４を介して連動す
る主軸５と該主軸５に変速ギヤ列６を介して連動する副
軸７とから成る変速装置、８は一次のバランサウェイト
９（以下、一次バランサ９という）及び二次のバランサ
ウェイト10（以下、二次バランサ10という）を備えたバ
ランサ装置、11はエンジンの始動装置であるキックスタ
ータである。クランク軸１と変速装置３の主軸５及び副
軸７とは互いに平行に配設されている。

前記変速装置３の主軸５は、クランク軸１を回動自在
に支承するクランクケース12にベアリング13,14を介し
て回動自在に支承され、そのクランクケース12内から突
出した端部にクラッチ装置４が装着されている。

このクラッチ装置４は、主軸５の端部の周囲にこれと
同心で外挿されたクラッチアウタ15とその内部に収納さ
れて主軸５にこれと一体に同心で回動自在に装着された
クラッチインナ16とを備え、これらは該クラッチインナ
16とリフタープレート17との間で相互に重合圧着された
複数のクラッチ板18を介して主軸５と同心で一体に回動
自在に接続されている。そして、クラッチアウタ15のク
ランクケース12側の端面には、クランク軸１の端部にこ
れと一体に回動自在に装着したプライマリ駆動ギヤ19に
１対１のギヤ比で噛合されたプライマリ被動ギヤ20が主
軸５と同心で固着され、これによってエンジンの作動に
よるクランク軸１の回動を該プライマリ駆動ギヤ19及び
プライマリ被動ギヤ20を介してクラッチアウタ15に伝達
し、さらに該クラッチアウタ15に接続状態のクラッチイ
ンナ16を介して変速装置３の主軸５に伝達するようにし
ている。

尚、クラッチ装置４は、主軸５内に前記リフタプレー
ト17に向かって摺動自在に挿通されたプッシュロッド21
を備え、該プッシュロッド21を図示しないクラッチ駆動
装置によりリフタープレート17がクラッチインナ16から
離反する方向に摺動させることによって前記クラッチ板
18の相互の圧着状態を解除するようにしており、該解除
時はクラッチアウタ15及びクラッチインナ16が切断状態
となってクランク軸１の回動はクラッチインナ16及び主
軸５に伝達されない。

変速装置３の副軸７は、クランクケース12にベアリン
グ22,23を介して回動自在に支承され、公知の変速装置
と同様に、クランク軸１からクラッチ装置４を介して伝
達された主軸５の回動が前記変速ギヤ列６の噛合の組合
せに応じて数段階に変速されて伝達される。そして、副
軸７のクランクケース12内から突出された端部には、こ
れと一体に回動自在に駆動スプロケット24が装着され、
該駆動スプロケット24がチェーン25を介して図示しない
車輪に連結され、これによってエンジンの駆動力を該副
軸６から車輪に出力するようにしている。

バランサ装置８の一次バランサ９は、主軸５及び前記
ベアリング14間で該主軸５にニードルベアリング26を介
して同心で回動自在に外挿された中空軸27のクランクケ
ース12内の端部に一体に設けられ、該中空軸27を介して
主軸５の回りに回動自在に支承されている。該中空軸27
のクランクケース12外に突出した端部の外周面には、ス
プライン結合により前記プライマリ被動ギヤ20が一体に
回動自在に嵌合され、これによって一次バランサ９及び
中空軸27が前記クラッチアウタ15と一体に主軸５の回り
に回動するようにしている。

一方、バランサ装置８の二次バランサ10は、クランク
ケース12内の前記中空軸27と対向する位置で前記副軸７
にニードルベアリング28を介して同心で回動自在に外挿
された中空軸29の一端部に一体に設けられ、該中空軸29
を介して副軸７の回りに回動自在に支承されている。

この二次バランサ10を回動させる駆動手段30は、前記
中空軸27の一次バランサ９及びクランクケース12間の部
分に同心で一体に設けた駆動ギヤ31と、前記中空軸29の
二次バランサ10の反対側の端部に同心で一体に設けた被
動ギヤ32とから成り、該駆動ギヤ31及び被動ギヤ32が２
対１のギヤ比で噛合されている。

キックスタータ11は、クランクケース12と該クランク
ケース12に装着されたクラッチカバー33とに回動自在に
支承されたスタータスピンドル34と、クランクケース12
内で該スタータスピンドル34の中間部にその回りに回動
自在に支承された始動ギヤ35とを備え、該始動ギヤ35
は、前記中空軸29の前記被動ギヤ32に噛合され、このク
ラッチカバー33側の端面にはラチェット部35aが形成さ
れている。そして、該始動ギヤ35とクラッチカバー33と
の間の位置には、スタータスピンドル34に一体に回動自
在且つ摺動自在に嵌合されてラチェット部35aから離反
する方向に付勢された駆動ラチェット36が設けられてい
る。また、スタータスピンドル34のクランクケース12内
の端部には、リターンスプリング37が装着され、該スタ
ータスピンドル34の所定量の回動後にこれを原位置に復
元するようにしている。

次に、かかる構成のエンジンにおいて、本発明の要部
であるバランサ装置８及びキックスタータ11の作動を説
明する。

まず、バランサ装置８では、エンジンの作動によりク
ランク軸１が回動した時に、クラッチ装置４のクラッチ
アウタ15及びプライマリ被動ギヤ20と一体に前記中空軸
27、一次バランサ９及び駆動ギヤ31が主軸５の回りに回
動し、さらに、該駆動ギヤ31に噛合された被動ギヤ32と
一体に前記中空軸29及び二次バランサ10が副軸７の回り
に回動する。この時、前記プライマリ駆動ギヤ19及びプ
ライマリ被動ギヤ20のギヤ比は１対１であるので、一次
バランサ９はクランク軸１と等速で逆方向に回動し、こ
れによってエンジンの一次の振動が低減される。そし
て、前記駆動手段30の駆動ギヤ31及び被動ギヤ32のギヤ
比は２対１であるので、二次バランサ10はクランク軸１
の二倍の速度で同方向に回動し、これによってエンジン
の二次の振動が低減される。

尚、この時、クラッチ装置４の接続状態においては、
主軸５はクラッチ装置４と一体に回動するので、一次バ
ランサ９及び中空軸27は主軸５と等速で同方向に回動
し、また、副軸７は前記変速ギヤ列６を介して主軸５と
逆方向に回動するので、二次バランサ10及び中空軸29は
副軸７と同方向に回動する。

従って、変速装置３の主軸５及び副軸７はそれぞれ一
次バランサ９及び二次バランサ10のバランサ軸として使
用され、バランサ装置８の部品点数が削減されてその軽
量化及び小型化が図られている。

また、前記したように一次バランサ９を設けた中空軸
27と二次バランサ10を設けた中空軸29とはそれぞれ主軸
５及び副軸７と同方向に回動するので、これらをそれぞ
れ該主軸５及び副軸７に回動自在に支承する前記ニード
ルベアリング26,28の容量を低減することができる。

一方、キックスタータ11では、スタータスピンドル34
にクラッチカバー33外で連結されるキックペダル（図示
しない）を操作することにより駆動ラチェット36が摺動
して始動ギヤ35のラチェット部35aに係合されると共
に、スタータスピンドル34が駆動ラチェット36と一体に
回動され、これによって始動ギヤ35が回動されて前記中
空軸29が回動される。この時、該中空軸29は前記したよ
うにクランク軸１と連動して同方向に回動し、これによ
ってエンジンが始動される。

従って、このエンジンでは、バランサ装置８の駆動手
段30等がキックスタータ11の始動ギヤ35からクランク軸
１に駆動力を伝達する手段として有効に活用され、該伝
達手段を別途設ける必要はない。

次に、本発明の第２の例を第２図に従って説明する。
第２図はスタータモータを用いた始動装置を備えたエン
ジンの要部の説明的断面図である。

このエンジンは、クランク軸１、変速装置３及びバラ
ンサ装置８等の構成は第１図示のエンジンと同一とし、
前記二次バランサ10を設けた中空軸29の被動ギヤ32を、
始動装置38の始動ギヤ39、ワンウェイクラッチ40及び被
動ギヤ41を順に介してスタータモータ42の駆動ギヤ42a
に接続したものである。始動ギヤ39はクランクケース12
及びクラッチカバー33に回動自在に支承されたスタータ
スピンドル43にその回りに回動自在に支承されて前記被
動ギヤ32に噛合され、被動ギヤ41はスタータスピンドル
43の端部に一体に回動自在に装着されてスタータモータ
42の駆動ギヤ42aに噛合されている。そして、これらの
始動ギヤ39及び被動ギヤ41は、これらの間でスタータス
ピンドル43と同心に設けられたワンウェイクラッチ40を
介して接続され、該クラッチ40の接続状態で一体に回動
自在とされている。

従って、このエンジンでは、スタータモータ42の回転
駆動力は、駆動ギヤ42aから被動ギヤ41、ワンウェイク
ラッチ40、始動ギヤ39及び前記バランサ装置８の駆動手
段30を順に介してクランク軸１に伝達され、第１図示の
エンジンと同様にバランサ装置８の駆動手段30がエンジ
ンの始動のために有効に活用されている。そして、特に
この場合には、スタータモータ42からクランク軸１に伝
達される回転駆動力は、駆動手段30の被動ギヤ32及び駆
動ギヤ31間で減速されるので、スタータモータ42の駆動
ギヤ42aと被動ギヤ41との間に減速比を軽減することが
でき、従来のこの種の始動装置のように該両ギヤ42a,41
間にアイドルギヤを介在させたり、或いは被動ギヤ41の
径を大きくすることにより大きな減速比を得る必要がな
く、該被動ギヤ41を駆動ギヤ42aに直接噛合させ、且つ
該被動ギヤ41を小径化することができる。

次に、本発明の第３の例を第３図に従って説明する。
第３図は始動装置としてリコイルスタータを用いたエン
ジンの要部の説明的断面図である。

このエンジンは、第１図示のエンジンと内部構成を同
一とし、前記スタータスピンドル34のクラッチカバー33
外に突出した端部にキックペダルの代わりに第３図示の
ようにリコイルスタータ44を装着し、該リコイルスター
タ44の作動により前記バランサ装置８の駆動手段30を介
してクランク軸１を回動させるようにしたものである。

従って、このエンジンでも、第１図示のエンジンと同
様にバランサ装置８の駆動手段30がエンジンを始動させ
るために有効に活用され、第１図示のエンジンと同様な
効果を奏する。

尚、本実施例では、始動装置としてキックスタータ、
スタータモータを用いた始動装置及びリコイルスタータ
について説明したが、他の始動装置であってもその始動
ギヤを前記駆動手段30の被動ギヤ32に噛合させることに
より該駆動手段30をエンジンの始動のために有効に活用
することができることはもちろんである。

最後に、以上説明した本発明の実施例と同一の構成で
一次バランサを備えるが、二次バランサを有しないエン
ジンにおいて、キックスタータを設けたエンジンの構成
の参考例を第４図に従って説明しておく。第４図はその
エンジンの要部の説明的断面図である。

この参考例のエンジンでは、本発明の実施例と同様
に、一次バランサａが、図示しないクランク軸にクラッ
チ装置ｂを介して連動する変速装置ｃの主軸ｄに中空軸
ｅを介して回動自在に支承されていると共に該中空軸ｅ
を介してクラッチ装置ｂのクラッチアウタｆに連結され
ている。そして、該中空軸ｅの外周面に一体に形成した
小径の被動ギヤｇが、変速装置ｃの副軸ｈに回動自在に
支承した中空軸ｉに一体に設けられた大径の駆動ギヤｊ
に噛合され、さらに該中空軸ｉの外周面に一体に形成し
た小径のアイドルギヤｋがキックスタータｌの大径の始
動ギヤｍに噛合されている。

かかるエンジンでは、キックスタータｌのスタータス
ピンドルｎの回動が始動ギヤｍ及びアイドルギヤｋ間で
増速されて中空軸ｉに伝達され、さらに該中空軸ｉから
駆動ギヤｊ及び被動ギヤｇ間で増速されて中空軸ｅ及び
クラッチ装置ｂを介してクランク軸に伝達される。

従って、このエンジンでは、スタータスピンドルｎの
回転は大幅に増速されてクランク軸に伝達されるので、
該キックスタータｌにより容易に始動される。

（効果） 上記の説明から明らかなように、本発明の内燃機関の
バランサ装置によれば、変速装置の副軸をバランサ軸と
してバランサウェイトを該副軸に支承したことによっ
て、バランサ装置の部品点数が削減され、その軽量化及
び小径化を図ることができる。そして、該バランサウェ
イトと一体に副軸の回りに回動自在な被動ギヤと、クラ
ッチ装置のクラッチアウタと一体に回動自在な駆動ギヤ
とを噛合させることにより該バランサウェイトをクラン
ク軸に連動させることによって、該バランサウェイトが
副軸と同方向に回動され、該バランサウェイトを副軸に
回動自在に支承するためのベアリングの容量を低減する
ことができる。

この時、該バランサウェイトが二次のバランサウェイ
トであるときには、該バランサウェイトがクランク軸の
二倍の速度で副軸の回りに回動されるので、これを副軸
に回動自在に支承するためのベアリングの容量の低減に
より、該ベアリングの大幅なコスト低減を図ることがで
きる。

さらに、該二次のバランサウェイト及び被動ギヤを中
空軸に一体に設けることによって、該バランサウェイト
及び被動ギヤを、該中空軸を介してニードルベアリング
等により小型且つ簡略な構成で副軸に支承させることが
できる。

また、該バランサウェイトをクランク軸に連動させる
駆動手段の被動ギヤに始動装置の始動ギヤを噛合させる
ことによって、該駆動手段を始動装置からクランク軸に
駆動力を伝達する手段として活用することができ、バラ
ンサ装置の構成部品を有効に活用することができる。特
に、該始動装置がスタータモータを用いたものであり、
該バランサウェイトが二次のバランサウェイトである場
合には、被動ギヤがクランク軸の二倍の速度で回動する
ので、始動装置の回転駆動力が駆動手段を介して減速さ
れてクランク軸に伝達されるので、該始動装置における
スタータモータの回転駆動力のギヤ等による減速比を軽
減することができ、その構成の小型化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のバランサ装置の一例とキックスタータ
とを備えたエンジンの要部の説明的断面図、第２図はス
タータモータを用いた始動装置を備えたエンジンの要部
の説明的断面図、第３図はリコイルスタータを用いた始
動装置を備えたエンジンの要部の説明的断面図、第４図
キックスタータを備えたエンジンの参考例の要部の説明
的断面図である。 １……クランク軸、３……変速装置 ４……クラッチ装置、５……主軸 ６……変速ギヤ列、７……副軸 ８……バランサ装置、10……バランサウェイト 11,38,44……始動装置、15……クラッチアウタ 30……駆動手段、31……駆動ギヤ 32……被動ギヤ、35,39……始動ギヤ

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸にクラッチ装置を介して連動す
   る主軸と該主軸に変速ギヤを介して連動する副軸とから
   成る変速装置と、該クランク軸に連動して駆動手段を介
   して回動されるバランサウェイトを有するバランサ装置
   とを備えた内燃機関において、該バランサウェイトが、
   前記副軸の回りに回動自在に支承され、前記駆動手段
   が、前記クラッチ装置のクラッチアウタと一体に前記主
   軸の回りに回動自在に設けられた駆動ギヤと、該バラン
   サウェイトと一体に前記副軸の回りに回動自在に設けら
   れて該駆動ギヤに噛合された被動ギヤとから成ることを
   特徴とする内燃機関のバランサ装置。
2. 【請求項２】前記バランサウェイトが前記内燃機関の作
   動時の二次の振動を低減するための二次のバランサウェ
   イトであることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の
   バランサ装置。
3. 【請求項３】前記二次のバランサウェイトと前記被動ギ
   ヤとが前記副軸に同心でその回りに回動自在に支承され
   た中空軸に一体に設けられていることを特徴とする請求
   項２記載の内燃機関のバランサ装置。
4. 【請求項４】前記被動ギヤが前記内燃機関の始動装置の
   始動ギヤに噛合されていることを特徴とする請求項１記
   載の内燃機関のバランサ装置。