JP3730064B2

JP3730064B2 - エンジンの振動低減装置

Info

Publication number: JP3730064B2
Application number: JP25539699A
Authority: JP
Inventors: 一郎藤村
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 1999-09-09
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2019-09-09
Also published as: JP2001082165A

Description

【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ものであって、２サイクル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。
【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。
また、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ものであって、２サイクル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が、この歯車列を前記バランスウェイト間に配設しているので、この場合におけるコンパクト性の維持を図ることができる。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３１、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５１ａ、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５１、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、５２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

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ものであって、
２サイクル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エンジンの振動低減装置。
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記載のエンジンの振動低減装置。