JP4675866B2

JP4675866B2 - バランサを備える内燃機関および該内燃機関が搭載された自動二輪車

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Publication number: JP4675866B2
Application number: JP2006262140A
Authority: JP
Inventors: 英司金原; 淳也齋藤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-27
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: JP2008082229A

Description

本発明は、燃焼圧により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンと、クランク軸により回転駆動されるバランサとを備える内燃機関、および該内燃機関が搭載された自動二輪車に関する。

内燃機関が搭載される機械（例えば自動二輪車）においては、内燃機関の振動が該内燃機関を支持する支持部材（自動二輪車の場合、車体フレーム）に伝わり、さらに車体フレームを介して乗員に伝わる。
そこで、自動二輪車の乗車振動を低減する内燃機関として、クランク軸の１次慣性力およびバランサの慣性力により生じる加速度と、クランク軸の１次慣性力およびバランサの慣性力により内燃機関の重心を回転中心として生じる偶力による加速度とを調整することにより、前記支持部材（車体フレーム）への内燃機関の支持部において、互いに実質的に逆向きかつ実質的に同じ大きさにして、振動を相殺するものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−４６３２６号公報

しかし、乗員が自動二輪車を走らせる際は、乗員に伝わる内燃機関の振動が単に低減されるよりも内燃機関の鼓動を感覚的に把握できるほうが、乗り心地性の点では満足が得られる。
さらに、内燃機関がその支持部で車体フレームに支持される場合、該支持部に適度な大きさに低減された振動を更に意図的に特定の略一方向のみに発生させることができれば、車体フレームを介して乗員に伝わるこの振動により、乗員に適度な鼓動感を与えることができるので、製品の魅力の一つとなる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１〜３記載の発明は、内燃機関に発生する起振力による加速度と起振モーメントによる加速度との総和である合成加速度が略一方向に発生するようにすると共に、該合成加速度が、内燃機関の、支持部材との連結部である特定支持部に発生するようにすることで、振動低減手段による効果的な振動低減を可能とすることを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、車両に搭載された内燃機関において、合成加速度が発生する方向を特定の略一方向とすることにより、乗員に適度な鼓動感を与えて、乗り心地性の向上を図ることを目的とし、請求項３記載の発明は、車両に搭載された内燃機関において、合成加速度が発生する方向を特定の略一方向とすることにより、簡単な構造で該合成加速度による振動を効果的に低減して、乗り心地性を向上させることを目的とする。

請求項１記載の発明は、燃焼圧により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンと、前記クランク軸により回転駆動されるバランサと、を備える内燃機関であって、支持部材に複数の支持部で支持される内燃機関において、前記ピストンを含む往復運動部の質量により発生する起振力による加速度と、前記往復運動質量の前記起振力により発生する起振モーメント（Ｍ _Ｆｐ）による加速度と、前記往復運動質量により発生するローリング起振モーメント（Ｍ _ｍｐ）による加速度と、前記燃焼圧により発生する起振モーメントによる加速度と、前記バランサのバランサウエイトおよび前記クランク軸のカウンタウエイトのうちの少なくとも前記バランサウエイトを含む回転運動部の回転運動質量により発生する起振力による加速度と、前記回転運動質量の前記起振力より発生する起振モーメントによる加速度との総和である合成加速度が、前記支持部のうちの１つの特定支持部にて略一方向に発生するように、前記クランク軸と前記バランサウエイトとの位相差および前記クランク軸と前記カウンタウエイトとの位相差のうちの少なくとも前記クランク軸と前記バランサウエイトとの前記位相差と、前記バランサウエイトの質量および前記カウンタウエイトの質量のうちの少なくとも前記バランサウエイトの質量とが設定されたことを特徴とする内燃機関である。

請求項２記載の発明は、車両に搭載される請求項１記載の内燃機関において、前記支持部材は車体フレームであり、前記略一方向は、前記車両の進行方向に略平行な方向であるものである。

請求項３記載の発明は、燃焼圧により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンと、前記クランク軸により回転駆動されるバランサと、を備える内燃機関が搭載された自動二輪車であって、内燃機関は、その複数の支持部で車体フレームに支持される自動二輪車において、前記ピストンを含む往復運動部の質量により発生する起振力による加速度と、前記往復運動質量の前記起振力により発生する起振モーメント（Ｍ _Ｆｐ）による加速度と、前記往復運動質量により発生するローリング起振モーメント（Ｍ _ｍｐ）による加速度と、前記燃焼圧により発生する起振モーメントによる加速度と、前記バランサのバランサウエイトおよび前記クランク軸のカウンタウエイトのうちの少なくとも前記バランサウエイトを含む回転運動部の回転運動質量により発生する起振力による加速度と、前記回転運動質量の前記起振力より発生する起振モーメントによる加速度との総和である合成加速度が、前記支持部のうちの１つの特定支持部にて略一方向に発生するように、前記クランク軸と前記バランサウエイトとの位相差および前記クランク軸と前記カウンタウエイトとの位相差のうちの少なくとも前記クランク軸と前記バランサウエイトとの前記位相差と、前記バランサウエイトの質量および前記カウンタウエイトの質量のうちの少なくとも前記バランサウエイトの質量とが設定され、前記特定支持部はリンクを介して前記車体フレームに揺動中心線を中心に揺動可能に支持され、前記略一方向は、前記揺動中心線の方向から見て、前記リンクの両枢支中心点を通る中心線に略直交する方向であることを特徴とする自動二輪車である。

請求項１記載の発明によれば、バランサを備える内燃機関に発生する起振力による加速度と起振モーメントによる加速度とを合わせた合成加速度が、内燃機関の、支持部材との連結部である特定支持部において略一方向に発生するので、該略一方向の振動を低減する振動低減手段を特定支持部から支持部材への振動伝達経路に設けることにより、起振力による加速度のみが考慮される場合に比べて、支持部材に伝わる内燃機関の振動を該振動伝達経路に設けられる該振動低減手段のみで効果的に低減することが可能になる。
しかも、合成加速度は、内燃機関から支持部材へ振動を伝達する特定支持部において略一方向となるので、特定支持部と支持部材との間に設けられる振動低減手段のみにより、支持部材に伝わる内燃機関の振動を効果的に低減することができて、振動低減手段の数またはその構成部材の数を減らすことが可能になるため、部品点数の削減によるコスト削減および軽量化に寄与する。
請求項２記載の事項によれば、合成加速度が発生する略一方向を、特定の方向として、車両の進行方向に略平行な方向とすることにより、合成加速度により発生する振動が、車体フレームに伝わって、乗員に鼓動感を与えることができるので、該鼓動感による乗り心地性の向上を実現できる。
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果が奏されるうえ、合成加速度が発生する略一方向が、特定の方向として、リンクによる振動低減効果が大きいリンクの両枢支中心点を通る直線である中心線に略直交する方向であることにより、簡単な構造で車体フレームに伝わる振動を効果的に低減することができて、乗り心地性が向上する。また、振動低減のためには、合成加速度の方向とリンクの枢支中心点の位置関係を設定するだけでよいので、車体フレームに内燃機関を支持するための支持機構を大幅に変更することなく、従来の自動二輪車に本発明を適用することができるので、コスト削減に寄与する。

以下、本発明の実施形態を図１〜図４を参照して説明する。
図１を参照すると、本発明が適用された内燃機関２は、車両としてのスクータ型の自動二輪車１にクランク軸Ｃが車幅方向に指向する横置き配置で搭載される水冷式の単気筒４ストローク内燃機関であり、内燃機関２の左方から後方に延びて配置される動力伝達装置３と共にパワーユニット４を構成する。
なお、この実施形態において、上下、前後および左右は、自動二輪車１を基準としたものとする。

自動二輪車１は、車体フレームＦと該車体フレームＦを覆う車体カバー５とを備える車体と、車体フレームＦに支持されるパワーユニット４とを備える。車体フレームＦは、前端部のヘッドパイプ６と、ヘッドパイプ６から下方に傾斜して後方に延びる左右１対のメインフレーム７と、ヘッドパイプ６からほぼ鉛直下方に延びた後に屈曲してほぼ水平に後方に延びてメインフレーム７の後部に接続される左右１対のダウンチューブ８と、メインフレーム７の中央部よりもやや後部寄りに接続されて上方に傾斜して後方に延びる左右１対のシートレール９と、メインフレーム７の後部とシートレール９の後部とを連結する左右１対のリヤフレーム10とを備える。

ヘッドパイプ６には、下端部に前輪11が軸支されると共に上端部にハンドル12が取り付けられたフロントフォーク13が操向可能に支持される。Ｖベルト式自動変速機からなる変速機および終減速装置を備えてクランク軸Ｃの動力を後輪に伝達する動力伝達装置３を備えるパワーユニット４の後端部には、後輪14が軸支される。そして、パワーユニット４は、その前部で、内燃機関２に設けられる前ハンガＰを介して、車体フレームＦにおけるパワーユニット用支持部としてのピボット軸17に揺動可能に支持され、その後端部に一体成形された後ハンガ16で、乗員用のタンデム型のシート18を支持するシートレール９の後端部に結合された振動低減手段としてのリヤクッション19に支持される。

左右の各シートレール９とリヤフレーム10とを連結する左右１対の補強部材20に両端部が固定されたクロスメンバ21に、振動低減手段としてのゴム材からなる緩衝部材を介して中間部材としての左右１対のリンク22（図２も参照）が揺動可能に支持され、ピボット軸17がリンク22に揺動可能に支持される。車体フレームＦに内燃機関２を支持するための支持機構である各リンク22は、その一端でクロスメンバ21に対して枢支中心点Ｔ１を中心に枢支され、その他端でピボット軸17に対して枢支中心点Ｔ２を中心に枢支される。
それゆえ、パワーユニット４、ひいては内燃機関２は、複数の、この実施形態では２つの支持部としての前ハンガＰおよび後ハンガ16において、車体フレームＦに支持される。そして、前記複数の支持部のうち、前ハンガＰは、パワーユニット４または内燃機関２を支持する支持部材としての車体フレームＦに、前記緩衝部材、リンク22およびピボット軸17を介して、揺動中心線Ｌ４を支持中心として揺動可能に支持される特定支持部である。

図２を併せて参照すると、内燃機関２は、シリンダ軸線Ｌ２がクランク軸Ｃから前方に向かってやや斜め上方に指向するように大きく前傾した単一のシリンダ30と、シリンダ30の前端部に結合されるシリンダヘッド31と、シリンダヘッド31の前端部に結合されるヘッドカバー32と、シリンダ30の後端部に結合されるクランクケース33とから構成される機関本体を備える。クランク軸Ｃは、１対のカウンタウエイトＷｃを挟む位置に配置される１対の主軸受を介してクランクケース33に回転可能に支持される。また、前ハンガＰは、クランクケース33においてシリンダ30寄りの位置に一体成形される。

シリンダ30に往復運動可能に嵌合するピストン34は、小端部にてピストン34のピストンピン34ａに連結される一方で大端部にてクランク軸ＣのクランクピンＣａに連結されるコンロッド35を介して、クランク軸Ｃに連結される。シリンダヘッド31には、シリンダ軸線方向でピストン34と対向する燃焼室36と、燃焼室36に開口する吸気ポート37および排気ポート38とが形成され、さらに吸気ポート37および排気ポート38をそれぞれ開閉する吸気弁40および排気弁41が設けられる。吸気弁40および排気弁41は、クランク軸Ｃの動力により回転駆動される１つのカム軸42ａおよびロッカアーム42ｂ，42ｃを備えるＳＯＨＣ型の動弁装置42によりクランク軸Ｃの回転に同期して開閉駆動されて、吸気ポート37および排気ポート38をそれぞれ開閉する。

内燃機関２の運転時、内燃機関２の吸気装置を流通する吸入空気は、スロットル弁により流量制御された後、燃料噴射弁から噴射された燃料と混合して混合気を形成し、該混合気は吸気ポート37を経て燃焼室36に流入し、燃焼室36内で点火栓により点火されて燃焼する。そして、発生した燃焼ガスの圧力である燃焼圧ｐ_ｃ（図３参照）により駆動されて往復運動するピストン34がコンロッド35を介してクランク軸Ｃを回転駆動する。燃焼ガスは、排気ガスとして排気ポート38に流出し、さらに排気管を備える排気装置を通じて内燃機関２の外部に排出される。

そして、運転時の内燃機関２には、ピストン34、コンロッド35およびクランク軸Ｃなどから構成されてピストン34の回転運動をクランク軸Ｃの回転運動に変換するクランク機構Ｎ１に発生する不釣合力またはクランク機構Ｎ１の運動に基づく振動と、ピストン34に作用する燃焼圧ｐ_ｃに基づく振動とが発生する。周知のように、前記不釣合力は、クランク機構Ｎ１において、ピストン34を含むと共にクランク軸Ｃと連動して往復運動する部分である往復運動部Ｄ１と、回転中心線Ｌ１の回りで回転運動する部分である回転運動部とにそれぞれ作用する慣性力である。往復運動部Ｄ１は、ピストン34およびコンロッド35における往復運動部分などから構成され、前記回転運動部は、クランク軸Ｃにおける偏心部分であるクランクピンＣａやクランクアームおよびコンロッド35における回転運動部分などから構成される。

図３を併せて参照すると、前記不釣合力またはクランク機構Ｎ１の運動に基づいて内燃機関２に発生する振動は、往復運動部Ｄ１の質量である往復運動質量ｍ_ｐにより発生する起振力Ｆ_ｐによる振動と、該起振力Ｆ_ｐによりパワーユニット４の重心Ｇ回りに発生する起振モーメントＭ_Ｆｐによる振動と、往復運動質量ｍ_ｐの往復運動により発生する起振モーメント（いわゆるローリング起振モーメント）Ｍ_ｍｐによる振動と、ピストン34に作用する燃焼圧ｐ_ｃにより発生するトルクの変動成分の反力としての起振モーメントＭ_ｐｃによる振動に分けることができる（なお、起振力Ｆ_ｐおよび起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_ｐｃの符号については、後述する式を参照のこと。）。

そして、内燃機関２には、これら起振力Ｆ_ｐおよび起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_ｐｃによるパワーユニット４の前ハンガＰにおける振動を抑制する制振機構Ｎ２が備えられる。制振機構Ｎ２は、クランク軸Ｃに一体成形されて設けられてクランク軸Ｃと一体に回転するカウンタウエイトＷｃと、クランク軸Ｃにより回転駆動されると共にクランク軸Ｃの回転中心線Ｌ１に平行な回転中心線Ｌ３を有するように配置されたバランサとしての１つのバランサ軸Ｂとから構成される。

カウンタウエイトＷｃは、回転中心線Ｌ１の方向（以下、「軸方向」という。）でクランクピンＣａを挟む位置に設けられる１対のウエイト部から構成される。

バランサ軸Ｂは、クランクケース33に回転可能に支持される軸部Ｂａと、軸部Ｂａに一体成形されたバランサウエイトＷｂとから構成される。バランサウエイトＷｂは、軸方向でカウンタウエイトＷｃを構成する前記１対のウエイト部の間に配置される。１次振動を抑制する１次バランサとしてのバランサ軸Ｂは、クランク軸Ｃの動力をバランサ軸Ｂに伝達するバランサ用伝動機構45を介して、クランク軸Ｃと等速で、かつ逆方向に回転駆動される。該伝動機構45は、右側の前記主軸受の外側に設けられた駆動ギヤ45ａと、軸部Ｂａに設けられて該駆動ギヤ45ａと噛合する被動ギヤ45ｂとから構成される。

内燃機関２の運転中に制振機構Ｎ２により発生する制振用の振動は、カウンタウエイトＷｃの質量である回転運動質量ｍ_ｃにより発生する起振力Ｆ_ｃによる振動と、起振力Ｆ_ｃにより発生する起振モーメントＭ_Ｆｃによる振動と、バランサウエイトＷｂの質量である回転運動質量ｍ_ｂにより発生する起振力Ｆ_ｂによる振動と、起振力Ｆ_ｂにより発生する起振モーメントＭ_Ｆｂによる振動とに分けることができる（なお、起振力Ｆ_ｐおよび起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_ｐｃの符号については、後述する式を参照のこと。）。

この制振機構Ｎ２は、重心Ｇにおける起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂ同士の釣合および起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃ同士の釣合により制振を図る技術とは異なり、重心Ｇにおける起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂ同士および起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃ同士の釣合とは無関係に、前ハンガＰにおいて、各起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂおよび各起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃのそれぞれに基づく加速度ａ_Ｆｐ，ａ_Ｆｃ，ａ_Ｆｂ，ａ_Ｍｐ，ａ_Ｍｍ，ａ_Ｍｃ，ａ_Ｍｂ，ａ_Ｍｐｃの総和である合成加速度ａ_Ｔ（図４参照）が、特定の略一方向に発生するようにするものである。
それゆえ、重心Ｇにおける振動を許容したとしても、前ハンガＰにおいて合成加速度ａ_Ｔにより発生する振動が前記略一方向での振動となるように、各起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂおよび起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃにより発生する前ハンガＰでの加速度ａ_Ｆｐ，ａ_Ｆｃ，ａ_Ｆｂ，ａ_Ｍｐ，ａ_Ｍｍ，ａ_Ｍｃ，ａ_Ｍｂ，ａ_Ｍｐｃの総和である合成加速度ａ_Ｔの方向が前記略一方向となるように、カウンタウエイトＷｃの回転運動質量ｍ_ｃ、バランサウエイトＷｂの回転運動質量ｍ_ｂ、クランク軸Ｃに対するカウンタウエイトＷｃの位相差α_１、クランク軸Ｃに対するバランサウエイトＷｂの位相差α_２および重心Ｇに対する回転中心線Ｌ３の位置（座標）などにより構成される制振パラメータが設定される。そして、前記略一方向の方向は、前記制振パラメータを変更することにより、任意の方向に設定することができる。
このように、前ハンガＰで発生する合成加速度ａ_Ｔの方向、ひいては該合成加速度ａ_Ｔにより発生する前ハンガＰでの振動の方向を制御することにより、内燃機関２の振動に起因して車体フレームＦひいては自動二輪車１の乗員に伝達される振動の方向を変更することができる。例えば、前記略一方向を、自動二輪車１の進行方向に略平行な方向に設定することにより、合成加速度ａ_Ｔにより発生する振動が前記緩衝部材により適度の大きさに低減された後に車体フレームに伝わって、乗員に適度な鼓動感を与えることができる。
また、前記略一方向を、揺動中心線Ｌ４の方向から見て、リンク22の両枢支中心点Ｔ１，Ｔ２を通る中心線Ｌ５（図１参照）に略直交する方向に設定することにより、合成加速度ａ_Ｔが発生する略一方向が、リンク22による振動低減効果が大きいリンク22の中心線Ｌ５に略直交する方向となるため、合成加速度ａ_Ｔにより発生する振動が、リンク22により効果的に低減される。それゆえ、リンク22は振動低減手段でもある。

以下、図２，図３を参照して、単気筒内燃機関を例に、この制振機構Ｎ２による制振原理について説明する。なお、図１に示されるように、この実施形態では、内燃機関２はパワーユニット４と一体になって車体フレームＦに支持されているため、以下に説明するパワーユニット４の制振原理は、内燃機関２の制振原理と同義であり、内燃機関２がパワーユニット４と一体化されていない場合は、該内燃機関２自体についてこの制振原理が当てはまる（したがって、例えばパワーユニット４の重心Ｇは内燃機関２の重心に対応する。）。また、内燃機関２が発生する振動に起因する後ハンガ16におけるパワーユニット４の振動は、リヤクッション19によっても低減される。

ここで、カウンタウエイトＷｃおよびバランサウエイトＷｂは制振機構Ｎ２の回転運動部Ｄ２を構成し、回転運動質量ｍ_ｃおよび回転運動質量ｍ_ｂは、該回転運動部Ｄ２の質量である回転運動質量ｍ_ｒを構成する。したがって、起振力Ｆ_ｃおよび起振力Ｆ_ｂは、回転運動質量ｍ_ｒにより発生する起振力であり、起振モーメントＭ_Ｆｃおよび起振モーメントＭ_Ｆｂは、それぞれ起振力Ｆ_ｃおよび起振力Ｆ_ｂより発生する起振モーメントである。
また、位相差α_１および位相差α_２は、それぞれ、カウンタウエイトＷｃの重心およびバランサウエイトＷｂの重心の位置により定まり、ピストン34が上死点にあるときに、回転中心線Ｌ１に直交する平面上で、シリンダ軸線Ｌ２に平行な直線に対して０以外の所定値を有する。したがって、前記直交平面上で、前記直線に対して、回転中心線Ｌ１とカウンタウエイトＷｃの重心を結ぶ直線および回転中心線Ｌ１とバランサウエイトＷｂの重心を結ぶ直線は傾斜する。

そして、式（１２），（１３）でそれぞれ得られた加速度ａ_Ｆおよび加速度ａ_Ｍの総和である合成加速度ａ_Ｔの向きが、揺動中心線Ｌ４の方向から見て該揺動中心線Ｌ４を通るほぼ一直線上にあり、合成加速度ａ_Ｔの大きさ（絶対値）が、０（零）以外の値となるように、カウンタウエイトＷｃおよびバランサウエイトＷｂの各質量ｍ_ｃ，ｍ_ｂおよび各位相差α_１，α_２が設定される。

また、複数の支持部のうちの特定支持部（この実施形態では前ハンガＰ）としては、車体フレームＦまたは乗員に対する振動伝達の影響が最も大きい支持部が選定される。

図４に示されるように、前ハンガＰにおいては、起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂによる加速度ａ_Ｆは、揺動中心線Ｌ４を中心とする楕円を描くように、その向きおよび大きさが変化し、起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃによる加速度ａ_Ｍは、揺動中心線Ｌ４を通る線分上で、その向きおよび大きさが変化する。そして、合成加速度ａ_Ｔは、加速度ａ_Ｆのｘ軸に平行な成分と加速度ａ_Ｍのｘ軸に平行な成分とが打ち消し合って、ｘ軸に平行な成分が略０となり、加速度ａ_Ｆのｙ軸に平行な成分と加速度ａ_Ｍのｙ軸に平行な成分とが部分的に打ち消し合って、それぞれの加速度ａ_Ｆおよび加速度ａ_Ｍのｙ軸に平行な成分よりも小さい値であって、かつ０以外の値となる。そして、合成加速度ａ_Ｔの方向は、この例ではｙ軸に平行な方向となる。

次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
制振機構Ｎ２を備えると共に前ハンガＰにおいて車体フレームＦに支持される内燃機関２を備えるパワーユニット４において、往復運動部Ｄ１の往復運動質量ｍ_ｐにより発生する起振力Ｆ_ｐによる加速度ａ_Ｆｐと、起振力Ｆ_ｐにより発生する起振モーメントＭ_Ｆｐによる加速度ａ_Ｍｐと、往復運動質量ｍ_ｐにより発生する起振モーメントＭ_ｍｐによる加速度ａ_Ｍｍと、燃焼圧ｐ_ｃにより発生する起振モーメントＭ_ｐｃによる加速度ａ_Ｍｐｃと、カウンタウエイトＷｃおよびバランサウエイトＷｂにより構成される回転運動部Ｄ２の回転運動質量ｍ_ｒにより発生する起振力Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂによる加速度ａ_Ｆｃ，ａ_Ｆｂと、起振力Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂよりそれぞれ発生する起振モーメントＭ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂによる加速度ａ_Ｍｃ，ａ_Ｍｂとが、前ハンガＰにて前記略一方向に発生するように、カウンタウエイトＷｃの位相差α_１およびバランサウエイトＷｂの位相差α_２、カウンタウエイトＷｃおよびバランサウエイトＷｂの回転運動質量ｍ_ｃ，ｍ_ｂが特定の値に設定される。これにより、バランサ軸Ｂを備える内燃機関２に発生する起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂによる加速度ａ_Ｆｐ，ａ_Ｆｃ，ａ_Ｆｂと起振モーメントＭ_Ｆｐ，Ｍ_ｍｐ，Ｍ_Ｆｃ，Ｍ_Ｆｂ，Ｍ_ｐｃによる加速度ａ_Ｍｐ，ａ_Ｍｍ，ａ_Ｍｃ，ａ_Ｍｂ，ａ_Ｍｐｃとを合わせた合成加速度ａ_Ｔが、内燃機関２の、車体フレームＦとの連結部である前ハンガＰにおいて前記略一方向に発生するので、該略一方向の振動を低減する振動低減手段としての前記緩衝部材またリンク22を前ハンガＰから車体フレームＦへの振動伝達経路に設けることにより、起振力Ｆ_ｐ，Ｆ_ｃ，Ｆ_ｂによる加速度ａ_Ｆｐ，ａ_Ｆｃ，ａ_Ｆｂのみが考慮される場合に比べて、車体フレームＦに伝わる内燃機関２の振動を該振動伝達経路に設けられる該振動低減手段のみで効果的に低減することが可能になる。
しかも、合成加速度ａ_Ｔは、内燃機関２から車体フレームＦへ振動を伝達する前ハンガＰにおいて前記略一方向となるので、前記振動伝達経路に設けられる振動低減手段のみにより、車体フレームＦに伝わる内燃機関２の振動を効果的に低減することができて、該振動低減手段の数またはその構成部材の数を減らすことが可能になるため、部品点数の削減によるコスト削減および軽量化に寄与する。

合成加速度ａ_Ｔが発生する前記略一方向を、特定の方向として、自動二輪車１の進行方向に略平行な方向とすることで、合成加速度ａ_Ｔにより発生する振動が、前記緩衝部材により適度の大きさに低減された後に車体フレームＦに伝わって、乗員に適度な鼓動感を与えることができるので、該鼓動感による乗り心地性の向上を実現できる。

前ハンガＰはリンク22を介して車体フレームＦに揺動中心線Ｌ４を中心に揺動可能に支持され、前記略一方向は、揺動中心線Ｌ４の方向から見て、リンク22の両枢支中心点Ｔ１，Ｔ２を通る中心線Ｌ５に略直交する方向であることにより、合成加速度ａ_Ｔが発生する前記略一方向が、特定の方向として、リンク22による振動低減効果が大きいリンク22の中心線Ｌ５に略直交する方向であるので、簡単な構造で車体フレームＦに伝わる振動を効果的に低減することができて、乗り心地性が向上する。また、振動低減のためには、合成加速度ａ_Ｔの方向とリンク22の枢支中心点Ｔ１，Ｔ２の位置関係を設定するだけでよいので、車体フレームＦに内燃機関２を支持するための支持機構を大幅に変更することなく、従来の自動二輪車に本発明を適用することができるので、コスト削減に寄与する。

以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
バランサは、前記実施形態では、１つであったが、複数であってもよい。
内燃機関単体が、支持部材に揺動可能に支持されてもよい。
クランク軸にカウンタウエイトＷｃが設けられなくてもよく、その場合、回転運動部Ｄ２は、バランサウエイトＷｂのみにより構成され、前記制振パラメータには、カウンタウエイトの位相差α_１およびカウンタウエイトの回転運動質量ｍ_ｃは含まれない。
内燃機関は、多気筒内燃機関であってもよく、また２ストローク内燃機関であってもよい。
内燃機関は、自動二輪車以外の車両に搭載されてもよく、さらに車両以外の機械に搭載されてもよい。

本発明の第１実施形態を示し、本発明が適用された内燃機関を備えるパワーユニットが搭載された自動二輪車の概略の右側面図である。図１の内燃機関の要部拡大断面図である。図１の内燃機関に発生する起振力および起振モーメントを説明するための図である。本発明の制振原理を説明する簡単化された内燃機関の前ハンガでの起振力による加速度、起振モーメントによる加速度および合成加速度を示すグラフである。

符号の説明

１…自動二輪車、２…内燃機関、４…パワーユニット、
Ｆ…車体フレーム、Ｐ…前ハンガ、Ｃ…クランク軸、Ｎ１…クランク機構、Ｂ…バランサ軸、Ｗｃ…カウンタウエイト、Ｗｂ…バランサウエイト、Ｄ１…往復運動部、Ｄ２…回転運動部、ａ_Ｔ…合成加速度。

Claims

燃焼圧により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンと、前記クランク軸により回転駆動されるバランサと、を備える内燃機関であって、支持部材に複数の支持部で支持される内燃機関において、
前記ピストンを含む往復運動部の質量により発生する起振力による加速度と、前記往復運動質量の前記起振力により発生する起振モーメント（Ｍ _Ｆｐ）による加速度と、前記往復運動質量により発生するローリング起振モーメント（Ｍ _ｍｐ）による加速度と、前記燃焼圧により発生する起振モーメントによる加速度と、前記バランサのバランサウエイトおよび前記クランク軸のカウンタウエイトのうちの少なくとも前記バランサウエイトを含む回転運動部の回転運動質量により発生する起振力による加速度と、前記回転運動質量の前記起振力より発生する起振モーメントによる加速度との総和である合成加速度が、前記支持部のうちの１つの特定支持部にて略一方向に発生するように、前記クランク軸と前記バランサウエイトとの位相差および前記クランク軸と前記カウンタウエイトとの位相差のうちの少なくとも前記クランク軸と前記バランサウエイトとの前記位相差と、前記バランサウエイトの質量および前記カウンタウエイトの質量のうちの少なくとも前記バランサウエイトの質量とが設定されたことを特徴とする内燃機関。
車両に搭載される請求項１記載の内燃機関において、前記支持部材は車体フレームであり、前記略一方向は、前記車両の進行方向に略平行な方向であることを特徴とする内燃機関。
燃焼圧により駆動されてクランク軸を回転駆動するピストンと、前記クランク軸により回転駆動されるバランサと、を備える内燃機関が搭載された自動二輪車であって、内燃機関は、その複数の支持部で車体フレームに支持される自動二輪車において、
前記ピストンを含む往復運動部の質量により発生する起振力による加速度と、前記往復運動質量の前記起振力により発生する起振モーメント（Ｍ _Ｆｐ）による加速度と、前記往復運動質量により発生するローリング起振モーメント（Ｍ _ｍｐ）による加速度と、前記燃焼圧により発生する起振モーメントによる加速度と、前記バランサのバランサウエイトおよび前記クランク軸のカウンタウエイトのうちの少なくとも前記バランサウエイトを含む回転運動部の回転運動質量により発生する起振力による加速度と、前記回転運動質量の前記起振力より発生する起振モーメントによる加速度との総和である合成加速度が、前記支持部のうちの１つの特定支持部にて略一方向に発生するように、前記クランク軸と前記バランサウエイトとの位相差および前記クランク軸と前記カウンタウエイトとの位相差のうちの少なくとも前記クランク軸と前記バランサウエイトとの前記位相差と、前記バランサウエイトの質量および前記カウンタウエイトの質量のうちの少なくとも前記バランサウエイトの質量とが設定され、前記特定支持部はリンクを介して前記車体フレームに揺動中心線を中心に揺動可能に支持され、前記略一方向は、前記揺動中心線の方向から見て、前記リンクの両枢支中心点を通る中心線に略直交する方向であることを特徴とする自動二輪車。