JPH0370823A - 内燃機関のバランサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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） 自動二輪車のエンジン等の内燃機関のバランサ装置は、
エンジン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（以下、一次バランサという）をクランク
軸及びクランクウェブ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、さらに必要に応じて二次
のバランサウェイト（以下１、二次バランサという）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、従来、例えば実開昭５
５−１４２７３３号公報に開示されているように、一対
の一次バランサを備えたものが知られている。

このバランサ装置では、クランク軸を間に挟んでこれと
平行に一対のバランサ軸がクランクケース内に配設され
、一対の一次バランサがそれぞれ各バランサ軸の回りに
回動自在に設けられ、画一次バランサをクランク軸に連
動させてこれと等速で、且つ逆方向に回動させることに
よってエンジンの一次の振動を低減するようにしている
。

かかるバランサ装置では、両一次バランサの重心はその
回転軸であるバランサ軸に対して偏心しているため、各
一次バランサがバランサ軸の回りに回動することにより
該バランサ軸及びクランク軸と直交する方向に遠心力が
生じる。このため、通常、この種のバランサ装置では、
上記実開昭５５−１４２７３３号公報に開示されている
ように、両一次バランサはクランク軸のクランクケース
内の略中央部でこれに直交する面上に配設され、これに
よって上記遠心力と、ピストン等の往復運動部による慣
性力とによりクランク軸を揺動させるようなモーメント
が発生しないようにしている。

しかしながら、このように両一次バランサをクランク軸
の略中央部でこれに直交する面上に配設するために、該
両一次バランサをクランクケース内でバランサ軸の略中
央部に設けなければならず、このため、該バランサ軸に
、例えば二次バランサや他部品を駆動するためのギヤ等
のエンジンの他の補具部品を設けることが困難となる。

特に、単気筒エンジンにおいては、その小型化のために
クランクケースを小型に構成すると、一次バランサとク
ランクケースの内壁との間が短くくなり、上記のように
バランサ軸に他の補具部品を設けることがより困難とな
る。

このように、従来のバランサ装置では、一次バランサを
クランクケース内でバランサ軸の中央部に設けるために
、該バランサ軸を他の補具部品のために有効に活用する
ことが困難であり、このため、該バランサ軸が一次バラ
ンサ用に専用化され、内燃機関の部品点数が増大し、そ
の小型化及び軽量化の妨げとなっていた。

（解決しようとする課題） 本発明はかかる不都合を解消し、一次バランサのバラン
サ軸を二次バランサや他部品を駆動するためのギヤ等の
他の補具部品のために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、内燃機関のクランク軸を挟んでこれと平行に
併設されてクランクケースに支承された一対のバランサ
軸と、各バランサ軸に支承されてその軸心回りに回動自
在に設けられ、該クランク軸に連動してこれと等速で逆
方向に回動される一対の一次バランサとを備えたバラン
サ装置において、両バランサが、そのそれぞれの回動中
心を結ぶ線がクランクケース内のクランク軸の略中心部
を通り、且つ各回動中心とクランク軸の中央部との距離
が略同一となる位置で各バランサ軸の端部寄りに設けら
れていることを特徴とする。

また、前記内燃機関が、前記クランク軸と平行に併設さ
れてこれに連動する主軸と、該主軸と平行に併設されて
これに変速ギヤ列を介して連動する副軸とから成る変速
装置を備え、前記バランサ軸の一方が該変速装置の主軸
であることを特徴とする。

さらに、前記バランサ軸である前記主軸に支承された前
記一次のバランサウェイトが、前記クラッチ装置のタラ
ッチアウタと一体に該主軸の回りに回動自在に設けられ
たプライマリ被動ギヤに、該主軸にその回りに回動自在
に支承された中空軸を介して一体に回動自在に連結され
、該プライマリ被動ギヤが前記クランク軸にこれと一体
に回動自在に設けられたプライマリ駆動ギヤにｌ対１の
ギヤ比で噛合されていることを特徴とする。

さらにまた、前記中空軸の外周面が前記クランクケース
に軸受を介して回動自在に支承され、該中空軸を介して
一体に回動自在に連結された前記一次のバランサウェイ
トと前記プライマリ被動ギヤとが、該軸受けを挟んで近
接した位置に設けられていることを特徴とする。

（作用） かかる手段によれば、前記各一次バランサは前記クラン
ク軸に連動して前記クランク軸と逆方向に、従って互い
に同方向に前記各バランサ軸の軸心回りに回動し、この
時、各一次バランサ毎に該クランク軸と直交して同方向
に遠心力が発生するが、該両バランサが、そのそれぞれ
の回動中心を結ぶ線が前記クランクケース内のクランク
軸の略中心部を通り、且つ各回動中心とクランク軸の中
央部との距離が略同一となる位置に設けられているので
、各一次バランサ毎に発生する遠心力により該クランク
軸の中心部回りに発生するモーメントが互いに打ち消し
合い、該クランク軸を揺動させるようなモーメントは生
じない。そして、両一次バランサが各バランサ軸の端部
寄りに設けられているので、各バランサ軸の中間部を活
用することが可能となり、例えば、二次バランサやこれ
をクランク軸に連動させるためのギヤ等の駆動手段を各
バランサ軸の中間部に支承したり、或いは内燃機関の他
の補具部品を該中間部に設けることが可能となる。

特に、一方のバランサ軸を前記変速装置の主軸として使
用することによって、該バランサ軸の中間部に、一次バ
ランサと隣接させて前記変速ギヤ列を設けることが可能
となると共に、該バランサ軸と該主軸との共用により、
内燃機関の部品点数を削減し、その軽量化及びコストダ
ウンが可能となる。

さらに、該バランサ軸である主軸に支承した一次バラン
サを、前記プライマリ駆動ギヤに１対ｌのギヤ比で噛合
した前記プライマリ被動ギヤに、前記中空軸を介して一
体に回動自在に連結したときには、該一次バランサは、
プライマリ被動ギヤ及び中空軸と共に該プライマリ駆動
ギヤを介してクランク軸に連動してこれと等速で逆方向
に回動される。そして、この時、前記クラッチ装置のタ
ラッチアウタも該プライマリ被動ギヤと共にクランク軸
と等速で回動されるので、該クラッチ装置への人力トル
クが軽減され、比較的伝達容量の小さなりラッチ装置を
使用することが可能となる。

さらにまた、該中空軸を介して一体に回動自在に連結さ
れた一次バランサとプライマリ被動ギヤとを、該中空軸
の外周面を前記クランクケースに支承する前記軸受けを
挟んで近接した位置に設けたときには、該一次バランサ
が該軸受けの近傍で該中空軸及びプライマリ被動ギヤと
共に主軸の回りに回動するので、該一次バランサの重心
が主軸に対して偏心していることによる該回動時の中空
軸及び主軸の径方向への移動が該軸受けにより確実に抑
制され、該中空軸及び主軸の偏摩耗が防止される。

（実施例） 本発明の内燃機関のバランサ装置の一例を備えた自動二
輪車の単気筒４サイクルエンジンを第１図乃至第３図に
従って説明する。第１図乃至第３図はそれぞれエンジン
の正面視、平面視及び側面視の要部の説明的断面図であ
る。

第１図乃至第３図で、ｌはシリンダ２内を摺動自在なピ
ストン３にコネクティングロッド４を介して連結された
クランク軸、５はクランク軸１にクラッチ装置６を介し
て連動する主軸７と、該主軸７に変速ギヤ列８を介して
連動する副軸９とを備えた変速装置、１０は一対の一次
バランサ１１．１２及び一対の二次バランサ１３．１４
を備えたバランサ装置である。バランサ装置１０は、両
一次バランサ１１、１２をそれぞれ支承するためのバラ
ンサ軸として変速装置５の主軸７とバランサ軸１５とを
備え、両二次バランサ１３．１４をそれぞれ支承するた
めのバランサ軸として変速装置５の副軸９とバランサ軸
１５とを備えている。

クランク軸ｌは、第１図示のようにその一対のクランク
ウェブ１６．１７がクランクケース１８内に収納され、
該クランクウェブ１６．１７の両側でクランクケース１
８にベアリング１９．２０を介して回動自在に支承され
ている。このクランク軸１はクランクウェブ１６を有す
るクランク半体２１とクランクウェブ１７を有するクラ
ンク半体２２とから戒り、これらはクランクウェブ１７
に一体に形成されたクランクピン２３がクランクウェブ
１６に圧入されて一体に結合されている。そして、該ク
ランクピン２３がピストン３にコネクティングロッド４
を介して連結され、ピストン３の往復動に伴ってクラン
ク軸１が第３図示のようにその軸心回りに回動される。

バランサ装置１０の一次バランサ１１を支承するバラン
サ軸である変速装置５の主軸７は、第３図示のようにク
ランク軸１と平行に併設され、第１図示のようにクラン
クケース１８にベアリング２４．　、２５介して回動自
在に支承されてそのクランクウェブ１７側の端部がクラ
ンクケース１８内から突出されている。そして、一次バ
ランサ１１は、第２図示のようにクランクウェブ１７側
のベアリング２５及び主軸７間で主軸７にニードルベア
リング２６を介して回動自在に外挿した中空軸２７のク
ランクケース１８内の端部に一体に設けられ、主軸７の
ベアリング２５例の端部寄りの位置でクランクウェブ１
７に近接して中空軸２７と共に該主軸７に回動自在に支
承されている。尚、中空軸２７の外周面はベアリング２
５を介してクランクケース１８に支承されている。

また、主軸７は、第２図示のようにそのクランクケース
１８内から突出された端部に同心で装着されたクラッチ
装置６と、該クラッチ装置６のクラッチアウタ６ａの端
面に該主軸７と同心で固着されたプライマリ被動ギヤ２
８と、クランク軸１のクランクケース１８内から突出さ
れた端部に一体に回動自在に装着されてプライマリ被動
ギヤ２８に１対１のギヤ比で噛合されたプライマリ駆動
ギヤ２９とを順に介してクランク軸１に接続され、これ
によってクランク軸ｌの回動を主軸７に伝達するように
している。そして、プライマリ被動ギヤ２８は、第２図
示のように前記中空軸２７のクランクケース１８外の端
部にスプライン結合により一体に回動自在に嵌合されて
該中空軸２７を介して前記一次バランサ１１に連結され
、これによってクランク軸ｌの回動をプライマリ駆動ギ
ヤ２９及びプライマリ被動ギヤ２８を順に介して中空軸
２７に伝達し、該中空軸２７及び一次バランサ１１を第
３図示のようにクランク軸１に連動させてこれと等速で
逆方向に主軸７の回りに回動させるようにしている。

尚、一次バランサ１１とプライマリ被動ギヤ２８とは、
前記ベアリング２５を挟んで互いに近接した位置に設け
られている。

バランサ装置１０の二次バランサ１３を支承するバラン
サ軸である変速装置５の副軸９は、第３図示のように主
軸５と平行に併設され、第１図示のようにクランクケー
ス１８にベアリング３０．３１を介して回動自在に支承
されている。そして、二次バランサ１３は、第２図示の
ようにクランクケース１８内の前記中空軸２７に対向す
る位置で副軸９にニードルベアリング３２を介して回動
自在に外挿された中空軸３３の一端部に一体に設けられ
、副軸９の端部寄りの位置で中空軸３３と共に該副軸９
に回動自在に支承されている。この中空軸３３の他端部
には、第２図示のように被動ギヤ３４が一体に設けられ
、前記一次バランサ１１及びクランクケース１８間で前
記中空軸２７に一体に設けた駆動ギヤ３５に１対２のギ
ヤ比で噛合され、これによってクランク軸１にこれと等
速で逆方向に連動する中空軸２７の回動を駆動ギヤ３５
及び被動ギヤ３４を順に介して中空軸３３に伝達し、該
中空軸３３及び二次バランサ１３を第３図示のようにク
ランク軸１の二倍の速度で同方向に副軸９の回りに回動
するようにしている。

また、副軸９は、第１図示のようにクランクケース１８
内で一次バランサ１１及び二次バランサｔ３に隣接して
前記主軸７及び副軸９に沿って配設された変速ギヤ列８
を介して該主軸７に接続され、クランク軸１から伝達さ
れた主軸７の回動を該変速ギヤ列８の噛合の組合せに応
じて変速して副軸９に伝達するようにしている。そして
、該副軸９のクランクケース１８内からクランクウェブ
１６側に突出された端部には、駆動スプロケット３６が
一体に回動自在に装着され、該副軸９の回動を駆動スプ
ロケット３６からチェーン３７を介して図示しない自動
二輪車の車輪に出力するようにしている。

バランサ装置１０のバランサ軸１５は、第３図示のよう
にクランク軸１に平行に併設され、第２図示のようにク
ランクケース１８にベアリング３８．３９を介して回動
自在に支承され、クランクウェブ１６側の端部にクラン
クケース１８内で一次バランサ１２が一体に設けられて
いる。このバランサ軸１５のクランクケース１８内から
クランクウェブ１７側に突出された端部には、被動ギヤ
４０が一体に回動自在に装着され、前記プライマリ駆動
ギヤ２９に１対１のギヤ比で噛合され、これによってク
ランク軸ｌの回動をプライマリ駆動ギヤ２９及び被動ギ
ヤ４０を順に介してバランサ軸１５に伝達し、該バラン
サ軸１５及び一次バランサ１２を第３図示のようにクラ
ンク軸１に連動させてこれと等速で逆方向に回動するよ
うにしている。

尚、かかる構成において、両一次バランサ１１゜１２は
、第２図及び第３図示のようにそのそれぞれの回動中心
Ｐ、、Ｐ、を結ぶ線りがクランクケース１８内でクラン
ク軸１の略中央部を通り、且つ第３図示のように各回動
中心Ｐ、、Ｐ、とクランク軸の中央部との距離１．、Ｉ
！２が略同一１すなわちｌ。

ξ１２となる位置に設けられている。

また、バランサ軸１５の中間部には、中空軸４１がニー
ドルベアリング４２を介して回動自在に外挿され、該中
空軸４１の一端部に二次バランサ１４が一体に設けられ
て該中空軸４１と共にバランサ軸１５に支承されている
。そして、中空軸４１の他端部には被動ギヤ４３が一体
に設けられ、クランクウェブ１６の外周面に形成された
駆動ギヤ４４にｌ対２のギヤ比で噛合され、これによっ
てクランク軸１の回動を駆動ギヤ４４及び被動ギヤ４３
を順に介して中空軸４１に伝達し１、該中空軸４１及び
二次バランサ１４をクランク軸１の二倍の速度で逆方向
にバランサ軸１５の回りに回動するようにしている。

尚、第１図で、４５はクランク軸１のクランクケース１
８内からクランクウェブ１６側に突出された端部に装着
された発電機、４６はクランク軸１に連動するカム軸４
７を介して吸排気を行う吸排気装置、第１図及び第３図
で、４８は図示しない変速ペダルに連結される変速用ス
ピンドル４９からこれに連動する変速ドラム５０及びシ
フトフォーク５１を介して変速ギヤ列８の噛合の組合せ
を変更する変速駆動装置、第３図で、５２はキックスタ
ータ装置である。

次に、バランサ装置１０の作動及び構成について第２図
及び第３図に従って説明する。

このバランサ装置ｌＯでは、ピストン３の往復動に伴う
クランク軸１の回動時に、前記したように両一次バラン
サ１１．１２がクランク軸１と等速で逆方向に回動する
ことによってエンジンの一次の振動が低減され、さらに
両二次バランサ１３．１４がクランク軸１の二倍の速度
で互いに逆方向に回動することによってエンジンの二次
の゛振動が低減される。

この時、比較的大きな重量を有する両一次バランサ１１
．１２が、第３図示のようにそれぞれ主軸７及びバラン
サ軸１５の軸心回りに互いに同方向に回動することによ
って、クランク軸１と直交する方向で同方向に遠心力が
生じ、この各遠心力はクランク軸１の中央部と各一次バ
ランサ１１．１２との軸方向の距離に応じて該クランク
軸１の中央部に対してモーメントを生せしめる。ところ
が、第２図及び第３図において、前記したように両一次
バランサ１１．１２の回動中心Ｐ、、Ｐ、を結ぶ線りが
クランク軸１の略中心部を通り、且つ各回動中心Ｐｌ＋
Ｐｇとクランク軸の中央部との距離２．．２．が略同一
であるので、両モーメントは互いに打ち消し合い、従っ
て該クランク軸１を揺動させるようなモーメントがなく
なり該クランク軸１は支承なく回動することができる。

そして、両一次バランサ１１．１２を第２図示のように
それぞれバランサ軸である主軸７及びバランサ軸１５の
端部寄りの位置に設けたことによって、本実施例のよう
に比較的短い長さの主軸７に一次バランサ１１に隣接し
て変速ギヤ列８を配設することができると共に、バラン
サ軸１５の中間部を二次バランサ１４やこれを駆動する
ための被動ギヤ４２を支承するために有効に活用するこ
とができ、部品点数を増大させることなくエンジンを小
型に構成することができる。

また、本実施例のようにバランサ軸として主軸７を用い
ることによってバランサ装置１０の部品点数を削減する
ことができ、その小型化及び軽量化、さらにはエンジン
のコストダウンを図ることができる。

一方、第２図において、前記クラッチ装置６には、クラ
ンク軸１からプライマリ駆動ギヤ２９及びプライマリ被
動ギヤ２８を順に介して人力トルクが付与されるが、該
両ギヤ２９．２８は前記−したように１対１のギヤ比で
噛合されているので、該入力トルクは比較的小さなもの
となり、従って比較的伝達容量の小さなりラッチ装置６
を使用することができ、その小型化を図ることができる
。

また、前記中空軸２７を介して連結された一次バランサ
１１及びプライマリ被動ギヤ２８は、前記したように該
中空軸２７の外周面を支承するベアリング２５を挟んで
互いに近接した位置に設けられているので、主軸７に対
して偏心した重心を有する一次バランサ１１が主軸７の
回りに回動することによる該中空軸２７及び主軸７の径
方向への移動がベアリング２５により容易に規制され、
従って、該中空軸２７及び主軸７の回動時の偏摩耗が防
止される。

（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、一対のバランサ軸に支承される一
対の一次バランサを、そのそれぞれの回動中心を結ぶ線
がクランク軸の略中心部を通り、且つ各回動中心とクラ
ンク軸の中央部との距離が略同一となる位置に設けたこ
とによって、各一次バランサが各バランサ軸の回りに回
動した時に生じる慣性力によるクランク軸の中央部回り
のモーメントを互いに打ち消して該クランク軸を揺動さ
せるようなモーメントを除去することができると共に、
各一次バランサをバランサ軸の端部寄りに設けたことに
よって、各バランサ軸の中間部を二次バランサやギヤ等
の他の補具部品を設けるために有効に活用することがで
き、内燃機関全体の構成の小型化を図ることができる。

特に、一方のバランサ軸を変速装置の主軸とし、該バラ
ンサ軸に支承した一次バランサに隣接して変速ギヤ列を
設けることによって、該バランサ軸と主軸とを共用する
ことができ、内燃機関の部品点数を削減してその小型化
及び軽量化、さらには内燃機関のコストダウンを図るこ
とができる。

さらに、該バランサ軸である主軸に支承した一次バラン
サを、プライマリ駆動ギヤにｌ対１のギヤ比で噛合され
てクラッチ装置のタラッチアウタと一体に主軸の回りに
回動自在に設けられたプライマリ被動ギヤに、該主軸上
の中空軸を介して一体に回動自在に連結したときには、
クランク軸から該プライマリ駆動ギヤ及びプライマリ被
動ギヤを順に介してクラッチ装置に付与される入力トル
クが軽減されるので、伝達容量の比較的小さい小型なり
ラッチ装置を使用することができ、内燃機関の小型かを
図ることができる。

さらにまた、該中空軸を介して一体に回動自在に結合さ
れた一次バランサとプライマリ被動ギヤとを、該中空軸
の外周面を前記クランクケースに支承する前記軸受けを
挟んで近接した位置に設けたときには、該一次バランサ
の回動時の中空軸及び主軸の径方向への移動を該軸受け
により確実に抑制して、該中空軸及び主軸の偏摩耗を防
止することができ、これらの耐久性を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はそれぞれ本発明のバランサ装置の一
例を備えたエンジンの正面視、平面視及び側面視の要部
の説明的断面図である。 １・・・クランク軸　　　　５・・・変速装置６・・・
クラッチ装置　　　６ａ・・・タラツチアウタ７・・・
主軸（バランサ軸）８・・・変速ギヤ列９・・・副軸　
　　　　　　１０・・・バランサ装置１１、１２・・・
一次のバランサウェイト１５・・・バランサ軸　　　　
１８・・・クランクケース２５・・・軸受け（ベアリン
グ） ２７・・・中空軸 ２８・・・プライマリ被動ギヤ ２９・・・プライマリ駆動ギヤ Ｐ＋、Ｐｚ・・・回動中心

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、内燃機関のクランク軸を挟んでこれと平行に併設さ
   れてクランクケースに支承された一対のバランサ軸と、
   各バランサ軸に支承されてその軸心回りに回動自在に設
   けられ、該クランク軸に連動してこれと等速で逆方向に
   回動される一対の一次のバランサウェイトとを備えたバ
   ランサ装置において、両バランサウェイトが、そのそれ
   ぞれの回動中心を結ぶ線がクランクケース内のクランク
   軸の略中心部を通り、且つ各回動中心とクランク軸の中
   央部との距離が略同一となる位置で各バランサ軸の端部
   寄りに設けられていることを特徴とする内燃機関のバラ
   ンサ装置。 ２、前記内燃機関が、前記クランク軸と平行に併設され
   てこれにクラッチ装置を介して連動する主軸と、該主軸
   と平行に併設されてこれに変速ギヤ列を介して連動する
   副軸とから成る変速装置を備え、前記バランサ軸の一方
   が該変速装置の主軸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、前記バランサ軸である前記主軸に支承された前記一
   次のバランサウェイトが、前記クラッチ装置のクラッチ
   アウタと一体に該主軸の回りに回動自在に設けられたプ
   ライマリ被動ギヤに、該主軸にその回りに回動自在に支
   承された中空軸を介して一体に回動自在に連結され、該
   プライマリ被動ギヤが前記クランク軸にこれと一体に回
   動自在に設けられたプライマリ駆動ギヤに１対１のギヤ
   比で噛合さ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、前記中空軸の外周面が前記クランクケースに軸受を
   介して回動自在に支承され、該中空軸を介して一体に回
   動自在に連結された前記一次のバランサウェイトと前記
   プライマリ被動ギヤとが、該軸受けを挟んで近接した位
   置に設けられていることを特徴とする請求項３記載の内
   燃機関のバランサ装置。