JP3071815B2 - エンジンのバランサー装置 - Google Patents

エンジンのバランサー装置

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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、エンジンのバランサー装置に係わり、特
に、エンジンの爆発および往復部質量による慣性力によ
って発生させられる起振モーメントを抑えるようにした
バランサー装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、エンジンのバランサー装置の一構造例が、例え
ば、特公昭56−7536号において提案されている。
このバランサー装置は、エンジンのクランクシャフト
と平行に、一対のバランサーシャフトを配設し、これら
のバランサーシャフトのそれぞれにバランサーウェイト
を固着し、さらに、これらのバランサーシャフトを、ク
ランクシャフトに対して所定の座標領域内に位置するよ
うに配置した構成となっている。
そして、前記各バランサーウェイトを、クランクシャ
フトの回転数の２倍の回転数で、かつ、両バランサーウ
ェイトの回転方向が相互に逆方向となるように回転させ
ることにより、エンジンの２次振動を抑制するととも
に、バランサーシャフトを前述した座標領域内に設置す
ることにより、前記両バランサーウェイトにより、エン
ジンの爆発および往復部の慣性力による起振モーメント
を抑制するようにしている。
［発明が解決しようとする課題］ ところで、前述した従来の技術においては、次のよう
な不具合が残されている。
すなわち、爆発および往復部の慣性力の起振モーメン
トを抑制するために、前記両バランサーシャフトを、ク
ランクシャフトに対し、ある決められた領域内に設置し
なければならないために、エンジン構成体のレイアウト
の自由度が制限されてしまうという不具合である。
また、前述の従来の技術においては、エンジンの排気
量が変更された場合、爆発および往復部の慣性力による
起振モーメントの発生形態も変わるため、この起振モー
メントを有効に抑制するためには、前記両バランサーシ
ャフトの設置位置の変更を行わなければならず、これに
伴って、汎用性も制限されてしまうといった不具合をも
有している。
したがって、従来においてはこれらの不具合への対処
が望まれており、本発明は、このような従来において残
されている課題を解決せんとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、前述した課題を有効に解決し得るエンジン
のバランサー装置を提供せんとするもので、請求項１記
載のエンジンのバランサー装置は、エンジンのクランク
シャフトと同期して回転させられるバランサーシャフト
と、このバランサーシャフト上に設けられたバランサー
ウェイトとを備え、このバランサーウェイトの回転によ
り前記エンジンの往復重量による振動を抑制するように
した慣性力バランサーを備えたエンジンのバランサー装
置において、前記バランサーウェイトは、前記クランク
シャフトの、エンジンが搭載される車体を基準とした前
後方向に該クランクシャフトと係合してかつクランクシ
ャフトと同一回転数で回転される１次バランサーと、前
記クランクシャフトの回転数の２倍の回転数で回転され
る２次バランサーとから構成され、それら１次バランサ
ーと２次バランサーとは前記クランクシャフトからつな
がる別々の駆動系を介して回転駆動され、前記バランサ
ーシャフト上に、エンジンの爆発及び往復部重量の慣性
力によって発生させられる起振モーメントを抑制するモ
ーメントバランサーが設けられ、前記クランクシャフト
に設ける２次バランサードライブギヤと１次バランサー
ドライブギヤとが、クランクシャフトの軸受けを挟んで
軸方向のクランクケースの内外に振り分けて配置されて
いることを特徴とし、また、請求項２記載のエンジンの
バランサー装置は、請求項１における前記モーメントバ
ランサーが、前記バランサーウェイトへ動力を伝達する
ギヤに一体に設けられていることを特徴とし、さらに、
請求項３記載のエンジンのバランサー装置は、請求項１
における前記慣性力バランサーが２次慣性力バランサー
であることを特徴とする。
また、請求項４記載のエンジンのバランサー装置は、
請求項１における前記１次バランサーのうちの一方が、
クランクケースと一体の変速機のメインシャフト上に配
置されていることを特徴とする。
［作用］ 本発明の請求項１記載のエンジンのバランサー装置に
よれば、クランクシャフトの回転に伴い、バランサーシ
ャフトが回転させられて、このバランサーシャフトに取
り付けられているバランサーウェイトの回転により、往
復質量によるエンジンの振動が抑制されるとともに、モ
ーメントバランサーの回転により、エンジンの爆発およ
び往復部の慣性力による起振モーメントが抑制される。
しかも、バランサーウェイトとモーメントバランサー
とを共通のバランサーシャフトに設けることにより、エ
ンジンの構成部材の増加を極力抑えつつ爆発および往復
部の慣性力による起振モーメントの抑制を可能にすると
ともに、モーメントバランサーを設けることにより、こ
のモーメントバランサーとクランクシャフトとの位置関
係を自由にし、エンジンのレイアウトの自由度を拡大す
る。
また、請求項２記載のエンジンのバランサー装置によ
れば、バランサー装置の構成部材が一体化されて、エン
ジンの寸法拡大が抑制される。
さらに請求項３記載のエンジンのバランサーによれ
ば、爆発および往復部の慣性力による起振モーメントが
最大となる２次成分を打ち消して、起振モーメントの抑
制効果を高める。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づ
き説明する。
第１図中、符号１は本実施例が適用されたエンジン
（図示例では、単気筒４サイクルエンジン）を示し、ク
ランクケース２と、このクランクケース２の上部に連結
されたシリンダブロック３と、このシリンダブロック３
の上部に装着されたシリンダヘッド４と、このシリンダ
ヘッド４の上部に装着されたヘッドカバー５と、前記シ
リンダヘッド４に装着されて、その内部に形成されてい
る吸気通路に連通させられたキャブレター６とを備え、
前記クランクケース２の内部に本実施例に係わるバラン
サー装置７が設けられている。
次いで、これらの詳細について説明すれば、前記クラ
ンクケース２の略中央部には、クランクシャフト８が、
第２図に示すように、前記クランクケース２に取り付け
られた一対の軸受９・10を介して回転自在に取り付けら
れており、このクランクシャフト８のクランクピン8aに
は、前記シリンダブロック３内に摺動自在に嵌挿されて
いるピストン11がコネクティングロッド12を介して連結
されている。
また、前記クランクシャフト８の前記一方の軸受９か
らクランクケース２の外部へ突出させられた側の端部に
はジェネレーター13のロータ13aが固着され、その内部
に、前記クランクケース２の側部に取り付けられるジェ
ネレーターカバー14の内面に装着されているステーター
13bが挿入されて、前記ジェネレーター13が構成されて
いる。
さらに、前記クランクシャフト８の、前記他方の軸受
10からクランクケース２の外部へ突出させられた側の端
部には、第１図および第２図に示すように、後述する第
１バランサーシャフト15および第２バランサーシャフト
としてのメインシャフト16に設けられたクラッチ17のク
ラッチアウター18を回転させるためのプライマリギヤ19
が固着されている。
前記第１バランサーシャフト15は、第１図および第２
図に示すように、前記クランクシャフト８と平行となる
ように配設されているとともに、第２図に示すように、
前記クランクケース２に設けられた軸受20・21によって
回転自在に支持されており、その両端部が前記軸受20・
21からクランクケース２の外部へ突出させられている。
そして、前記第１バランサーシャフト15の一端部に
は、軸線方向に沿うスプライン15aが形成されており、
このスプライン15aにより、第１バランサーシャフト15
に１次バランサーウェイト22の一つが、相対回転を拘束
された状態で嵌合させられているとともに、第１バラン
サーシャフト15の一端に螺合されたナット23により固定
されている。
したがって、前記一方の１次バランサーウェイト22
は、前記軸受20のクランクケース２の外側に位置させら
れている。
また、前記クランクケース２の反対側に突出させられ
た第１バランサーシャフト15の他端部には、カラー24が
一体的に固定されており、前記カラー24に、前記クラン
クシャフト８のプライマリギヤ19と噛合するドリブンギ
ヤ26が一体に取り付けられている。
これによって、クランクシャフト８の回転が、プライ
マリギヤ19からドリブンギヤ26を経て第１バランサーシ
ャフト15へ伝達され、この第１バランサーシャフト15と
ともに、前記一方の１次バランサーウェイト22が、クラ
ンクシャフト８と同一回転数で回転させられるようにな
っている。
前記メインシャフト16は、第１図に示すように、前記
クランクシャフト８を挾んで、前記第１バランサーシャ
フト15と反対側に、クランクシャフト８と平行となるよ
うに配設されているとともに、前記クランクケース２に
取り付けられた一対の軸受27・28によって回動自在に支
持されており、その一端部は、第２図に示すように、ク
ランクケース２の内部に位置させられ、他端部は、前記
軸受28からクランクケース２の外部へ突出して位置させ
られている。
そしてこの他端部には、前記クラッチ17のクラッチイ
ンナー29がスプラインにより相対回動が拘束された状態
で嵌合させられているとともに、このクラッチインナー
29が、ナット30によって一体に固着されている。
そして、このクラッチインナー29を取り囲むようにし
て前記クラッチアウター18が配設され、かつ、このクラ
ッチアウター18が、前記メインシャフト16の前記突出側
の端部外周に相対回動自在に支持されている。
これらのクラッチインナー29とクラッチアウター18と
の間には、円盤状のクラッチ板31がメインシャフト16の
長さ方向に複数枚重畳状態で配設されているとともに、
これらのクラッチ板31が、交互に前記クラッチアウター
18とクラッチインナー29とに軸回りに係合させられてい
る。
また、前記クラッチアウター18とクラッチインナー29
とのメインシャフト16の軸方向の間には、このメインシ
ャフト16に軸方向に摺動自在に装着されたプッシャープ
レート32が介装されており、前記クラッチインナー29と
の間に介装されたクラッチスプリング33の弾発力により
前記クラッチ板31へ向けて押圧されて、前記クラッチイ
ンナー29との間で、前記各クラッチ板31を圧着させるよ
うになっている。
さらに、前記クラッチアウター18の前記クランクケー
ス２側の側部には、第２図に示すように、前記プライマ
リギヤ19と噛合し、かつ、前記メインシャフト16に相対
回動自在に支持されたドリブンギヤ34が固着されている
とともに、このドリブンギヤ34とクラッチアウター18と
の間に、他方の１次バランサーウェイト35が挾持される
ように一体に装着されている。
したがって、この他方の１次バランサーウェイト35
は、前記一方の１次バランサーウェイト22が配設された
側と反対側のクランクケース２の外部に位置させられて
いるとともに、前記クランクシャフト８の回転によって
このクランクシャフト８と逆方向へ回転させられるよう
になっている。
さらに、前記プライマリギヤ19、両ドリブンギヤ26・
34は、同一歯数に設定されており、これによって、前記
両１次バランサーウェイト22・35が、前記クランクシャ
フト８に対し、その回転数と同一回転数で逆方向に回転
させられるようになっている。
一方、前記エンジン１には、前記メインシャフト16を
構成要素の一部としたミッション36が並設されている。
このミッション36は、前記メインシャフト16と平行に
配設された第３バランサーシャフトとしてのカウンター
シャフト37と、これらのメインシャフト16とカウンター
シャフト37との間に設けられた変速ギヤ群38と、この変
速ギヤ群38を選択的に操作する複数のシフトフォーク39
と、これらのシフトフォーク39の移動を案内するガイド
シャフト40と、前記シフトフォーク39のそれぞれに係合
させられてその移動をなすシフトドラム41と、このシフ
トドラム41を回転駆動するシフトシャフト42とからな
り、前記クランクケース２内に設けられている。
さらに、前記第１バランサーシャフト15の外周部で前
記クランクケース２の内部側と、前記カウンターシャフ
ト37のクランクケース２の内部側に位置する部分に、２
次バランサー43が設けられている。
この２次バランサー43は、前記１次バランサーシャフ
ト15の外周に相対回転自在に装着された一方の２次バラ
ンサーウェイト44と、この２次バランサーウェイト44に
一体に取り付けられたドリブンギヤ45と、前記クランク
シャフト８に相対回転が拘束された状態で取り付けられ
たドライブギヤ46と、前記カウンターシャフト37の他端
部近傍外周で前記クランクケース２の内側に相対回動自
在に装着された他方の２次バランサーウェイト47と、こ
の２次バランサーウェイト47に一体に設けられたドリブ
ンギヤ48と、前記メインシャフト16に相対回転自在に装
着され、前記クランクシャフト８に取り付けられたドラ
イブギヤ46と前記カウンターシャフト37の２次バランサ
ーウェイト47に設けられたドリブンギヤ48とに噛合する
アイドルギヤ49とによって構成されている。また、この
構成において、図２に示すように、前記クランクシャフ
ト８に設ける２次バランサードライブギヤとして機能す
るドライブギヤ46と、１次バランサードライブギヤとし
て機能するプライマリギヤ19とは、クランクシャフト８
の前記他方の軸受10を挟んで、軸方向のクランクケース
の内外に振り分けて配置されている。
また、前記ドリブンギヤ45・48、および、アイドルギ
ヤ49の歯数が同一となされ、かつ、これらの歯数に対し
て前記ドライブギヤ46の歯数が２倍となっている。
したがって、クランクシャフト８の回転に伴って、各
２次バランサーウェイト44・47は、前記クランクシャフ
ト８に対して２倍の回転数で、かつ、一方の２次バラン
サーウェイト44が逆方向に、また、他方の２次バランサ
ーウェイト47が同一方向に回転させられるようになって
いる。
そして、前記カウンターシャフト37の前記２次バラン
サーウェイト47が取り付けられる部分は、前記変速ギヤ
群38が係合させられるスプライン部分の外径よりも大き
な外径に形成されている。
これは、カウンターシャフト37に２次バランサーウェ
イト47を設けると、この２次バランサーウェイト47の回
転時における遠心力により前記カウンターシャフト37に
曲げモーメントが作用するが、この曲げモーメントが作
用する部分の軸径を太くすることにより、カウンターシ
ャフト37の剛性を高め、全体としてカウンターシャフト
37の小径化を促進するために採られた処置である。
そして、さらに、前記第１バランサーシャフト15に装
着されたドリブンギヤ45には、第１図および第２図に示
すように、一方のモーメントバランサー50が一体に設け
られている。
したがって、この一方のモーメントバランサー50は、
一方の２次バランサーウェイト44と同軸上に設けられて
いる。
また、前記メインシャフト16に回動自在に取り付けら
れたアイドルギヤ49には、、第１図および第２図に示す
ように、他方のモーメントバランサー51が一体に設けら
れており、前記アイドルギヤ49の回転とともに一体回転
させられるようになっている。
しかして、このように構成された本実施例のエンジの
バランサー装置７は、クランクシャフト８の回転に伴
い、前記プライマリギヤ19により、一対の１次バランサ
ーウェイト22・35が、クランクシャフト８と逆方向に、
かつ、クランクシャフト８と同一回転数で回転させら
れ、また、ドライブギヤ46とアイドルギヤ49とにより、
一対の２次バランサーウェイト44・47が、クランクシャ
フト８の回転数の２倍の回転数で、かつ、一方の２次バ
ランサーウェイト44がクランクシャフト８と逆方向に、
また、他方の２次バランサーウェイト47がクランクシャ
フト８と同一方向にそれぞれ回転させられ、さらに、一
対のモーメントバランサー50・51がドライブギヤ46によ
り、クランクシャフト８と逆方向でかつ２倍の回転数で
回転させられる。
この結果、前記１次バランサーウェイト22・35の作用
により、エンジン１の１次振動が抑制され、かつ、２次
バランサーウェイト44・47の作用によりエンジン１の２
次振動が抑制される。
さらに、モーメントバランサー50・51の作用により、
エンジン１の爆発および往復部の慣性力による起振モー
メントが抑制され、しかも、本実施例においては、一方
のモーメントバランサー50が２次バランサーウェイト44
と同軸上に設けられて、前記爆発による起振モーメント
が最大となる２次成分が打ち消され、これによって、エ
ンジン１の振動が有効に抑制される。
一方、前述のように、モーメントバランサー50・51
が、２次バランサー43と別個に設けられていることによ
り、これらのモーメントバランサー50・51とクランクシ
ャフト８との相対的な位置関係を、ある領域の範囲内で
設定する必要がなくなり、エンジン１の設計の自由度が
拡大される。
さらに、第１バランサーシャフト15、および、第２バ
ランサーシャフトとしてのメインシャフト16が、１次バ
ランサーと２次バランサーとにおいて共有され、さら
に、第２バランサーシャフトおよび第３バランサーシャ
フトがミッション36のメインシャフト16とカウンターシ
ャフト37と共通化され、かつ、モーメントバランサー50
・51が、各バランサーシャフト15、メインシャフト16に
同軸上に装着されていることから、１次バランサーおよ
び２次バランサーの両バランサーに加えてモーメントバ
ランサー50・51を並設した場合においても、バランサー
シャフトの増設が不要であり、この点からもエンジン１
の構造の煩雑化が抑えられる。
一方、本実施例においては、一対の１次バランサーウ
ェイト22・35を、ともにクランクケース２の外側に配設
したものであるから、比較的その位置設定が容易とな
り、これらの１次バランサーウェイト22・35を、クラン
クシャフト２の中心に対して略点対称の位置に設置する
ことが可能となり、これによって、クランクシャフト２
の中心に対して一方の１次バランサーウェイト22によっ
て発生させられる偶力が他方の１次バランサーウェイト
35によって打ち消されて、偶力の発生が回避される。
なお、前記実施例において示した各構成部材の諸形状
や寸法等は一例であって、適用するエンジンの種類や設
計要求等に基づき種々変更可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係わるエンジンのバラ
ンサー装置によれば、次のような優れた効果を奏する。
請求項１記載のエンジンのバランサー装置によれば、
クランクシャフトの回転に伴って回転させられるモーメ
ントバランサーにより、エンジンの爆発および往復部の
慣性力によって生じる起振モーメントを打ち消して、エ
ンジンの振動を有効に抑制することができる。
しかも、モーメントバランサーを設けることにより、
このモーメントバランサーと、クランクシャフトとの相
対的な位置関係の制約をなくして、エンジンのレイアウ
トの自由度を高めることができるばかりでなく、排気量
等のエンジンの諸元を変更した場合においても、モーメ
ントバランサーの質量の変更のみで対応することがで
き、汎用性を拡大することができる。
そして、前記モーメントバランサーが、慣性力バラン
サーを構成するバランサーシャフトに設けられているこ
とから、あらたなバランシャーシャフトの設置を行う必
要がなく、この点からも、エンジン構造の煩雑化を抑え
ることができる。
また、回転速度が異なる１次バランサー及び２次バラ
ンサーを、前記クランクシャフトからつながる別々の駆
動系を介して回転駆動しており、ギヤの数が少なくて済
むことから、それら駆動系の構成が簡素化するとともに
ギヤが少なくなる分バランサーシャフトの長さを短くす
ることができる。
また、２次バランサードライブギヤと１次バランサー
ドライブギヤとを、クランクシャフトの軸受けを挟んで
軸方向のクランクケースの内外に振り分けて配置してい
るので、それらドライブギヤをクランクシャフトの軸受
けの一方側にのみ設ける場合に比べて、荷重バランスが
良くなり、クランクシャフトの回転を滑らかにすること
ができる。
また、請求項２記載のエンジンのバランサー装置によ
れば、モーメントバランサーをバランシャーシャフトに
伝達を行うギヤに一体に設けることにより、モーメント
バランサーを設けるためのスペースを極力狭めて、エン
ジンの形状拡大を抑制することができる。
さらに、請求項３記載のエンジンのバランサー装置に
よれば、モーメントバランサーを２次慣性力バランサー
のバランシャーシャフトに設けたから、爆発および往復
部の慣性力によって生じる起振モーメントを、この起振
モーメントが最大となる２次成分において抑制し、これ
によって起振モーメントの抑制効果をより一層高めるこ
とができる。
また、請求項４記載のエンジンのバランサー装置によ
れば、一次バランサーの一方を変速機のメインシャフト
に配置しているから、シャフトを兼用することができ、
その分部品点数の削減ならびに軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は一実施
例が適用されたエンジンの要部の縦断面側面図、第２図
は第１図のII−II線に沿う矢視断面図である。 １……エンジン、 ２……クランクケース、 ７……バランサー装置、 15……第１バランサーシャフト、 16……メインシャフト（第２バランサーシャフト）、19
……プライマリギヤ（１次バランサードライブギヤ）、 36……ミッション、 37……カウンターシャフト（第３バランサーシャフ
ト）、 22・35……１次バランサーウェイト、 44・47……２次バランサーウェイト、46……ドライブギ
ヤ（１次バランサードライブギヤ）、 50・51……モーメントバランサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 若生 宏 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−192918（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−88035（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−11552（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭40−22561（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭32−1902（ＪＰ，Ｙ１) 実公 昭47−1124（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16F 15/26

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンのクランクシャフトと同期して回
    転させられるバランサーシャフトと、このバランサーシ
    ャフト上に設けられたバランサーウェイトとを備え、こ
    のバランサーウェイトの回転により前記エンジンの往復
    重量による振動を抑制するようにした慣性力バランサー
    を備えたエンジンのバランサー装置において、 前記バランサーウェイトは、前記クランクシャフトの、
    エンジンが搭載される車体を基準とした前後方向に該ク
    ランクシャフトと係合してかつクランクシャフトと同一
    回転数で回転される１次バランサーと、前記クランクシ
    ャフトの回転数の２倍の回転数で回転される２次バラン
    サーとから構成され、それら１次バランサーと２次バラ
    ンサーとは前記クランクシャフトからつながる別々の駆
    動系を介して回転駆動され、 前記バランサーシャフト上に、エンジンの爆発及び往復
    部重量の慣性力によって発生させられる起振モーメント
    を抑制するモーメントバランサーが設けられ、 前記クランクシャフトに設ける２次バランサードライブ
    ギヤと１次バランサードライブギヤとが、クランクシャ
    フトの軸受けを挟んで軸方向のクランクケースの内外に
    振り分けて配置されていることを特徴とするエンジンの
    バランサー装置。
  2. 【請求項２】前記モーメントバランサーが、前記バラン
    サーウェイトへ動力を伝達するギヤに一体に設けられて
    いることを特徴とする請求項１記載のエンジンのバラン
    サー装置。
  3. 【請求項３】前記慣性力バランサーが２次慣性力バラン
    サーであることを特徴とする請求項１記載のエンジンの
    バランサー装置。
  4. 【請求項４】前記１次バランサーのうちの一方が、クラ
    ンクケースと一体の変速機のメインシャフト上に配置さ
    れていることを特徴とする請求項１記載のエンジンのバ
    ランサー装置。
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