JP3066039B2 - 並列多気筒エンジンのバランサ装置 - Google Patents

並列多気筒エンジンのバランサ装置

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、クランク軸に同期して回転するカウンタ重
りを有するエンジンのバランサ装置に関するものであ
る。
（発明の背景） レシプロタイプのエンジンにおいては、ピストンの上
下動に伴う振動が発生するため、バランサを設けてこの
振動を吸収することが知られている。すなわちカウンタ
重りが一体に形成された１本または複数本のバランサ軸
をクランク軸付近にクランク軸と平行に設け、このバラ
ンサ軸をクランク軸と同速度あるいは整数倍の速度で回
転することにより、クランク軸回転に伴う１次振動ある
いは２次以上の高次振動を打消すものである。
ここに多気筒エンジンの場合には、従来はクランク軸
と平行に長いバランサ軸を設け、クランク軸の一端でこ
のバランサを回転駆動していた（例えば特開昭60−7813
3号）。このためバランサ軸が長くなりカウンタ重りと
して寄与しない軸部分の重量が増大し、結果的にエンジ
ン全体の重量増加が大きくなるという問題があった。
また従来のエンジンではバランサ軸のクランク軸等と
の干渉を避けるために、バランサ軸をクランク軸から十
分に離す必要がありエンジンが大型化するという問題も
あった。
さらにエンジンの小型化を図るためにバランサ軸のカ
ウンタ重りの径を小さくすることも考えられるが、この
場合にはバランサの機能が減少しカウンタ重りを重くす
る必要が生じる。このためエンジン重量の増加を抑えつ
つ十分な制振効果を得ることが困難であった。
一方多気筒エンジンいおいて、２本のバランサ軸を設
ける場合にはクランク軸を挟んでバランサ軸を配置する
のが望ましい。ここにクランクケースをその割り面をク
ランク軸に直交するようにした左右割りとした時には、
これらバランサ軸の位置は比較的自由に設定可能である
が、クランクケースをその割り面をクランク軸と平行に
した上下割りとした場合には種々の問題が生じる。例え
ばクランクケースの割り面上にバランサ軸を軸支する場
合と、上下の各ケース半体にバランサ軸をそれぞれ１本
づつ配置する場合とが考え得る。しかしこれらの場合に
は、バランサ軸の力が両ケース半体に別々に加わり、両
者の割り面間に大きな剪断方向およびこれに直交する向
きの力が繰り返し加わることになる。このため割り面の
締付ボルトの強度を大きくしたり、ボルト数を増やすこ
とが必要となり、これに伴ってケース半体のボルト荷重
を受ける部分の強度を増強しておくことが必要になる。
このためボルトが太くなったり、ボルト数が増えたり、
ケース半体が重くなる等の問題が生じるのである。また
クランクケース内に変速機を収容したエンジンの場合に
は、上下割りクランクケースの合面間に変速機の主軸や
副軸を保持するから、この同じ合面間にバランサ軸も配
置したのではクランク軸と変速機主軸の間隔が増大する
ことになり、エンジンの大型化を招く。
（発明の目的） 本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、
多気筒エンジンの場合にバランサとしての機能を犠牲に
することなく、十分な軽量化を図ることができ、またエ
ンジンの小型化も可能となるエンジンのバランサ装置を
提供することを目的とする。
（発明の構成） 本発明によればこの目的は、クランク軸に同期して回
転する一対のカウンタ重りを有するバランサを備え、ク
ランクケース内に変速機主軸および変速機副軸に保持さ
れた変速歯車群を収容した並列多気筒エンジンにおい
て、隣り合う気筒間で前記クランク軸を軸支する軸受を
２つに分割し、これら分割された軸受をそれぞれ保持す
るクランクケース壁の間に前記一対のカウンタ重りおよ
びその駆動機構を配設する一方、前記クランクケースに
上下割りの合面を設けその合面間にクランク軸と変速機
主軸とを保持し、前記一対のカウンタ重りを前記合面よ
りも上方で上側のクランクケース半体にシリンダ中心軸
と前記クランク軸の中心軸とを通る平面を挟むほぼ対称
な位置に軸支し、前記クランク軸の長さ方向から見て前
記カウンタ重りが前記クランク軸のクランクウェブに重
なるようにしたことを特徴とする並列多気筒エンジンの
バランサ装置、により達成される。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例である自動二輪車用２気筒
エンジンをクランク軸を含む面で一部断面した展開図、
第２図は軸配列を示す側面図、第３図は第２図における
III−III線断面図である。
第１、２図において、符号10は上下割りのクランクケ
ースであり、上ケース半体10aにはシリンダボデーが一
体成形され、シリンダボデーにはシリンダライナ12a、1
2bが圧入されている。14はピストン、16はコンロッド
（共に一方のみ図示）である。ここにクランク軸18は、
各気筒のクランクピンが同位相となる、いわゆる360゜
クランクであり、クランクケース10の上ケース半体10a
と下ケース半体10bとの合面間に平軸受20a〜ｄにより軸
支されている。すなわちクランク軸18は両気筒間では分
割された２つの軸受20b、20cにより軸支され、これら軸
受20b、20cを保持する上ケース半体10a側のクランクケ
ース壁22a、ｂ間、および下ケース半体10b側のクランク
ケース壁22c、ｄ間には、後記バランサ60を収容する収
容室24が形成される。
26はシリンダヘッド、28はヘッドカバーである。シリ
ンダヘッド26には各気筒に対してそれぞれ２本づつの吸
気弁30および排気弁32と、燃焼室中央に臨む点火栓34と
が取付けられている。シリンダヘッド26とヘッドカバー
28との合面間には２本のカム軸36（36a、36b）が保持さ
れ、各カム軸36はそれぞれ吸気弁30、排気弁32をバルブ
リフタを介して開閉する。すなわち２頭上カム軸式動弁
機構が形成される。シリンダヘッド26には、両カム軸36
a、ｂの右端間の下方に位置するように中間軸38が取付
けられている。クランク軸18の回転は歯付きベルト40に
よってこの中間軸38に伝えられ、さらにこの中間軸38に
固定した歯車38aとカム軸36の歯車37a、37bとによって
各カム軸36に伝えられる（第２図）。
42は発電機であって、クランク軸18の左端に取付けら
れている。
クランク軸18の回転は、右側の気筒と右端の軸受20d
との間に固定された減速小歯車44（第１図）から、減速
大歯車46、多板クラッチ48、変速機主軸（以下単に主軸
という）50に伝えられ、さらに変速歯車群52を介して変
速機副軸（以下単に副軸という）54に伝えられる。副軸
54の左端がクランクケース10から突出し、この突出端に
固定されたスプロケット56の回転はチェーン（図示せ
ず）によって後輪に伝えられる。ここにシリンダ中心軸
Ａは、クランク軸18の中心と主軸50の中心を含む平面に
ほぼ直交し、主軸50の中心と副軸54の中心を含む平面は
シリンダ中心軸Ａにほぼ平行となっている。
次にバランサ60（60a、60b）を説明する。バランサ60
はシリンダ中心軸Ａとクランク軸18の中心軸とを通る平
面を挟んで対称な位置に一対配設され、これらはクラン
ク軸18と同速で逆方向に回転する。バランサ60aと60bは
同一構造なので、その一方60aを第３図に基づいて説明
する。
この図で62はバランサ軸であり、この軸62は上クラン
クケース半体10a側のクランクケース壁22a、ｂに貫挿さ
れている。この軸62は第２図に示すように上・下クラン
クケース半体10a、10bの合面から挿入されたピン64によ
り固定されている。この軸62にはニードル軸受によって
被動歯車66が保持され、この被動歯車66はクランク軸18
に設けた駆動歯車68に噛合してクランク軸18と同速で逆
方向に回転する。また、この被動歯車66のボス部にはカ
ウンタ重り70が回転自在に保持されている。被動歯車66
とカウンタ重り70との間には回転方向に圧縮されたコイ
ルばね72が同方向に等間隔に取付けられている。なおバ
ランサ60a、60bのカウンタ重り70は、クランク軸18のク
ランクウェブ18aに対して所定の位相で同期して回転す
ることは勿論である。
従ってクランク軸18が回転すると、その回転は駆動歯
車68、被動歯車66、ばね72を介してカウンタ重り70に伝
えられる。このため、ピストン14、コンロッド16の上下
動に伴う振動がクランクウェブ18aにより打消される一
方、このクランクウェブ18aの回転により発生する振動
がこれと同速かつ逆方向に回転するカウンタ重り70によ
り打消される。一方各気筒は不等間隔で点火するからこ
の不等間隔爆発によりクランク軸18にトルク変動が発生
する。また車両走行中には後輪から加わる負荷の変動が
あり、これが同様にクランク軸18にトルク変動を発生さ
せる。このトルク変動による回転速度の変動はバランサ
60のばね72により吸収され、カウンタ重り70は円滑な回
転が可能になる。
この実施例によればバランサ軸62はクランクケース壁
22b、22cに固定されて回転しないから、バランサ60の回
転部分の慣性重量が非常に少なくなり、エンジンの加減
速性能の向上が可能である。またカウンタ重り70はクラ
ンク軸18の長さ方向から見てクランクウェブ18aに重な
るように配置されているから（第２図参照）、カウンタ
重り70をクランク軸18に十分に接近させることができ、
エンジンを一層小型化できる。
この実施例は２つのバランサ60a、60bをシリンダ中心
軸Ａとクランク軸18の中心軸とを通る平面を挟んで対称
に配置したから、両バランサ60a、60bの作用点をシリン
ダ中心軸Ａとクランク軸18の中心軸とを通る平面上に一
致させることができ、制振効果を高めることができる。
第４図は自動二輪車への搭載例を示す側面図、第５図
はそのエンジンの側面図である。エンジン100はそのシ
リンダ部分が約45゜の角度で前傾し、上下ケース半体10
a、10bの後部には後ケース102がさらに接合されてい
る。そして上下ケース半体10a、10bの合面Ｂに対し、後
ケース102の合面Ｃは直交している。前記クランク軸18
は合面Ｂに軸支され、また主軸50と副軸54とは合面Ｃに
軸支されている。第５図で104は変速歯車群52の変速を
行なう変速ドラムである。
バランサ60（60a、60b）のバランサ軸62（62a、62b）
は共に上ケース半体10aに保持されている。ここにこの
エンジン100では、後側のバランサ軸62aは合面Ｂから挿
入されたピン64aにより固定されているが、前側のバラ
ンサ軸62bは下ケース半体10bの下面から挿入されピン64
bにより固定されている。
第５図で106はギヤポンプからなるスカベンジング・
ポンプであり、クランクケース10の下部から潤滑オイル
をオイルタンク108（第４図参照）に戻すものである。
このポンプ106の一方のギヤは被動歯車66bに噛合する歯
車108の軸に固定されている。この歯車108の軸にはまた
トロコイドポンプからなるオイルポンプと、水ポンプと
が取付けられている（共に図示せず）。すなわち潤滑オ
イルはクランクケース10の下部からスカベンジング・ポ
ンプ106によりオイルタンク108に汲上げられ、このオイ
ルタンク108からさらにオイルポンプによってエンジン
各部に圧送されるもので、いわゆるドライサンプ方式を
採用するものである。
なおオイルタンク108は、左右に分割された燃料タン
ク110の間に収容されている。すなわち燃料タンク110を
構成する左右のタンク半体は、その上縁が断面矩型の１
本のタンクレール112を左右から挟むように取付けら
れ、このタンクレール112の下面と燃料タンク110の各半
体とで囲まれる空間内に上下に長いオイルタンク108が
収容されている。
第４図において、114はラジエタ、116は電動ファン、
118は気化器、120は運転シートである。気化器118は、
燃料タンク110の左右の半体間に形成される空間に各気
筒に対して１個づつ収容されている。これら気化器118
は同じく燃料タンク110の間に収容されたエアクリーナ1
22に接続されている。
以上の各実施例では、一対のバランサ60a、60bを上側
のクランクケース半体10aに軸支している。従って一つ
のケース半体10aの剛性を十分大きく設定することによ
り防振対策がし易くなる。例えば上下のケース半体10
a、10bの結合部分にはバランサ60a、60bによる剪断力や
これに直交する方向の力が加わらないから、この合面間
の締付強度を下げることができ、これらを締め付ける締
付ボルトの数を少なくしたり、その径を細くしたり、ケ
ース半体10a、10bのボルト締付部分の強度を下げること
ができ、これによりエンジンの小型化および軽量化が可
能になる。またエンジン100を大きく前傾させた場合に
も、前のバランサ60bがエンジン下方に突出しなくな
る。このため、エンジンの全高を小さくすると共に、エ
ンジンの底面を平坦にすることができる。この結果特に
荒地走行用の自動二輪車への搭載性を向上できる。
この発明は２気筒エンジンに限定されるものではな
く、３気筒エンジンにおいて、２つの気筒間にそれぞれ
本発明に係るバランサを配設したもの、４気筒エンジン
において内側の２つの気筒間に配設したもの、外側の２
つの気筒間にそれぞれ配設したもの等種々の態様が可能
である。
以上の実施例では各バランサ60a、60bはクランク軸18
に設けた駆動歯車68によって直接回転駆動される。すな
わちカウンタ重り70の駆動機構は２つのシリンダケース
壁22a、22b間および22c、22d間に位置する駆動歯車68と
被動歯車66とで構成される。しかし本発明はこれに限定
されるものではなく、アイドル歯車を介して駆動するも
の、チェーンで駆動するもの等を包含する。またバラン
サ60はクランク軸18と同速で回転されるものだけでな
く、クランク軸の２倍、３倍で回転して２次、３次の高
次振動を制振するものも包含する。
（発明の効果） この発明は以上のように、隣り合う気筒間のクランク
軸の軸受を２つに分割し、これら分割された軸受を保持
するクランクケース壁の間にカウンタ重りおよびその駆
動機構を配設したものであるから、バランサ軸はクラン
ク軸方向に非常に短くなる一方、カウンタ重りはその径
を大きくすることができる。従ってバランサとしての機
能を減少することなく大幅な軽量化が可能になる。
また上のクランクケース半体に一対のバランサを軸支
するので、バランサの振動は直接下のクランクケース半
体に伝わることがなくなり、上下のクランクケース半体
を結合する締付ボルトの数を減らしたり、その径を細く
したり、ケース半体側の締付部分の強度を下げることが
可能になり、防振対策上有利になると共に、エンジンの
小型化および軽量化が可能になる。
さらに上下割りクランクケースの合面間にクランク軸
および変速機主軸を保持し、バランサはこの合面より上
方に変位させたから、クランク軸と主軸とバランサとを
接近させることができ、カウンタ重りはクランク軸の長
さ方向から見てクランク軸のクランクウェブに重なるよ
うにしたから、クランクケースを一層小型にすることが
可能になる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である自動二輪車用エンジン
をクランク軸を含む面で一部断面した展開図、第２図は
軸配列を示す側面図、第３図は第２図におけるIII−III
−線断面図である。第４図は自動二輪車への搭載例を示
す側面図、第５図はそのエンジンの側面図である。 10……クランクケース、 10a……上クランクケース半体、 18……クランク軸、 20a、20b……分割された軸受、 22a、22b……クランクケース壁、 60……バランサ、66……被動歯車、 68……駆動歯車、70……カウンタ重り、 100……エンジン、 Ａ……シリンダ中心軸、Ｂ……割り面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 15/26

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クランク軸に同期して回転する一対のカウ
    ンタ重りを有するバランサを備え、クランクケース内に
    変速機主軸および変速機副軸に保持された変速歯車群を
    収容した並列多気筒エンジンにおいて、 隣り合う気筒間で前記クランク軸を軸支する軸受を２つ
    に分割し、これら分割された軸受をそれぞれ保持するク
    ランクケース壁の間に前記一対のカウンタ重りおよびそ
    の駆動機構を配設する一方、前記クランクケースに上下
    割りの合面を設けその合面間にクランク軸と変速機主軸
    とを保持し、前記一対のカウンタ重りを前記合面よりも
    上方で上側のクランクケース半体にシリンダ中心軸と前
    記クランク軸の中心軸とを通る平面を挟むほぼ対称な位
    置に軸支し、前記クランク軸の長さ方向から見て前記カ
    ウンタ重りが前記クランク軸のクランクウェブに重なる
    ようにしたことを特徴とする並列多気筒エンジンのバラ
    ンサ装置。
JP02146574A 1989-06-05 1990-06-05 並列多気筒エンジンのバランサ装置 Expired - Fee Related JP3066039B2 (ja)

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