JPH04171341A - 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］ この発明は内燃機関のバランサ装置に係り、特に内燃機
関の全機関回転数域において振動を効果的に低減し得る
内燃機関のバランサ装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関においては、クランク軸の不釣合をなくして回
転を円滑に行わせるために、バランサウェイトを設けて
いる。このバランサウェイトを取付けることにより、内
燃機関の振動が少なくなり、回転が円滑になり、クラン
クジャーナルや軸受等の摩耗を低減させることができる
ものである。

このようなバランサ装置にあっては、第９図に示す如く
、コンロッド１０２を介してピストン１０４が連結され
たクランク軸１０６のクランク中心線Ｃの一側に一本の
バランサ軸１０８を配設し、クランク軸１０６に第１バ
ランサ歯車１１０を固設するとともにバランサ軸１０８
には前記第１バランサ歯車１１０に噛合させる第２バラ
ンサ歯車１１２を固設し、更に、バランサ軸１０８にバ
ランサウェイト１１４を取付けたものがある。この場合
、第２バランサ歯車１１０の角速度ωは、第１バランサ
歯車１１０の２倍である。

また、クランク軸１１６のクランク中心線Ｃの両側にバ
ランサ軸１０８を一本ずつ配設し、機関回転数の２倍の
速さでバランサウェイトを回転させる並列４気筒内燃機
関の場合には、機関回転数の２倍の速さの２次慣性力が
発生するので、この２次慣性力を相殺する慣性力を両バ
ランサウェイトによって発生させている。但し、この場
合、−本のバランサ軸を設けただけでは、第１０図に示
す如く、振動を完全に打消すことができないものである
。

また、このよ・うなバランサ装置としては、例えば実開
昭５７−３５５３９号公報に開示されている。この公報
に記載のものは、外側に位置したバランサウェイトの回
転軌跡が円筒状で、バランサウェイトの不釣合重錘部の
反対側を開放した構成のものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、従来においては、バランサウェイト１１４の
取付角度βが不変で、つまり、第９図に示す如く、スト
ローク中心線Ｓ＋　と平行なバランサ軸１０８の中心を
通るバランサ軸中心線Ｓ２に対してバランサウェイト１
１４の切欠面Ｆの位置が一定であったので、第１１図に
示すような自動二輪車１１６にあっては、常用の機関回
転数で多数の振動モードが励起されるが、起振力の方向
によって励起され易い振動モードと、励起され難い振動
モードとがあり（第１２図参照）、これらが十分に考慮
されていなかった。従って、第１１図のハンドル１１８
への振動が、第１２図の破線で示す如く、両機関回転数
域においては振動の低減を十分に果し得ないという不都
合があった。

［発明の目的コ そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべく、
バランサウェイトの取付角度を機関回転数によって変更
することにより、−本のバランサ軸を設けるだけで、全
機関回転数域で振動を効果的に低減し得る内燃機関のバ
ランサ装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関のクラ
ンク軸のクランク中心線に対して一側にバランサ軸を設
け、このバランサ軸に所定取付角度でバランサウェイト
を設けて振動を低減する内燃機関のバランサ装置におい
て、機関回転数に応じて前記バランサウェイトの取付角
度を変更する角度可変機構を設けたことを特徴とする。

［作用コ この発明の構成によれば、角度可変機構は、機関回転数
に応じてバランサウェイトの取付角度を変更するので、
振動モードによって起振力を変更させることができ、こ
れにより、全機関回転数域で振動の低減を図ることがで
きる。

［実施例コ 以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体的
に説明する。

第１〜５図は、この発明の実施例を示すものである。図
において、２は内燃機関、４はクランク軸、６はコンロ
ッド、８はピストンである。

クランク軸４には、第１バランサ歯車１０が固設されて
いる。

この第１バランサ歯車１０は、バランサ軸１２に固設さ
れた第２バランサ歯車１４に噛合されている。

このバランサ軸１２は、第１図に示す如く、クランク軸
４と略平行に延設され、且つ、第３図に示す如く、クラ
ンク中心線Ｃに対して一側に配設されている。

また、このバランサ軸１２には、バランサウェイト１６
が角度可変機構１８によって取付けられる。即ち、バラ
ンサ軸１２には、摺動筒状軸２０が、例えばスプライン
結合部２２によってバランサ軸１２の軸方向に摺動可能
で且つ周方向に回転不可能に設けられる。この摺動筒状
軸２０には、バランサ軸１２の軸心Ｇに対して所定角度
θだけ傾斜された所定長さしのビンガイド溝２４が形成
される。

この摺動筒状軸２０には、クランク軸４の略中央で、前
記バランサウェイト１６が回動可能に嵌装される。

このバランサウェイト１６の内周には、前記ビンガイド
溝２４に嵌挿されるピン２６が突設される。

バランサ軸１２とバランサウェイト１６と摺動筒状軸２
０とにあっては、バランサウェイト１６がバランサ軸１
２と一体的に回転し、且つ、摺動筒状軸２０がバランサ
軸１２上で摺動した際に、ビンガイド溝２４にピン２６
が嵌挿されていることにより、バランサウェイト１６が
摺動筒状軸２０上で回動される関係にある。

前記摺動筒状軸２０の一端部２０ａは、第１バランサ軸
１２に嵌装した第１スラストベアリング２８によって支
持されている。この第１スラストベアリング２８とバラ
ンサ軸１２のスプリング係止段差部３０間には、摺動筒
状軸２０を付勢するスプリング３２が介設される。

また、前記摺動筒状軸２０の他端部２０ｂは、バランサ
軸１２に嵌装した第２スラストベアリンーグ３４に設け
られている。

この第２スラストベアリング３４は、バランサ軸１２上
で移動する移動体３６の支持部３８に設けられている。

この支持部３８は、ロッド４０を介してピストン部４２
に連設されている。

このピストン部４２は、シリンダ部４４に形成されたシ
リンダ穴部４６内で、シール部４８と共働して油圧室５
０を形成し、このシリンダ穴部４６内を移動可能に設け
られている。

この油圧室５０には、エンジンオイルを導くオイル通路
５２が連通されている。

即ち、スプリング３２の付勢力と油圧室５０へのエンジ
ンオイルの圧力との関係によって摺動筒状軸２０が所定
位置に保持され、ビンガイド溝２４の略中心にピン２６
が位置している際に、機関回転数が基準回転数ｎ３未満
であると、スプリング３２の付勢力によって摺動筒状軸
２０が第２図の左方向Ｘに移動し、これにより、ピン２
６がビンガイド溝２４に沿って回動することにより、バ
ランスウェイト１６が第３図のＡ方向に回動し、切欠面
Ｆがバランサ軸中心線Ｓ２から角度α、の箇所に位置し
、バランスウェイト１６の取付角度が従来の所定角度α
、になるものである。

また、機関回転数が基準機関回転数ｎ＋以上になると、
油圧室５０へのエンジンオイルの圧力が高くなり、ピス
トン部４２が第１図の右方向に移動されて移動体３８と
共に摺動筒状軸２０が第２図のバランサ軸１２の右方向
Ｙに移動され、これにより、ピン２６がビンガイド溝２
４に沿って回動すると、バランサウェイト１６が第３図
のＢ方向に回動し、第３図に示す如く、切欠面Ｆがバラ
ンサ軸中心線Ｓ２から角度α２の箇所に位置し、バラン
スウェイト１６の取付角度が変更されるものである。

この機関回転数に応じてバランスウェイト１６の取付角
度を所定に変更させるのは、スプリング３２の付勢力を
調整するとよい。

次に、この実施例の作用を説明する。

機関回転数が基準回転数ｎ１未満の場合には、スプリン
グ３２の付勢力により、摺動筒状軸２０が第１図の左方
向に移動され、ビンガイド溝２４に沿ってピン２６が移
動されることによって、バランサウェイト１６が第３図
のＡ方向に回動し、取付角度Ａになる。従って、クラン
クセンタの起振力は、第４図のＡの如くなる。これによ
り、第５図に示す如く、バランサ角度Ｂのとき振動を振
動モード１が励起され易いと、バランサウェイト１６を
取付角度Ｂにした場合（−点鎖線で示す）に比し、振動
レベルを破線の如き低くすることができる。

また、機関回転数が基準回転数ｎ＋以上になると、油圧
室５０へのエンジンオイルの圧力が高くなり、ピストン
部４２が第１図の右方向に移動され、よって、移動体３
６と共に摺動筒状軸２０がバランサ軸１２の右方向に移
動され、これにより、摺動筒状軸２０がバランサ軸１２
上で右方向に移動し、ビンガイド溝２４に沿ってピン２
６が移動することにより、バランサウェイト１６が第３
図のＢ方向に回動され、取付位置Ｂとなる。従って、ク
ランクセンタの起振力は、第４図のＢの如くなる。これ
により、第５図に示す如く、バランサウェイト１６が取
付角度Ａのとき振動モード２が励起され易いと、バラン
サウェイト１６を取付角度Ａにした場合（破線で示す）
に比し、振動レベルを一点鎖線の如き低くすることがで
きる。

この結果、基準機関回転数ｎ１を境にバランサウェイト
１６の取付角度を適宜変更することができるので、全機
関回転数域において振動レベルを低くシ、車体（ハンド
ル）への振動を極力低減することができる。

また、並列４気筒内燃機関にあっては、理論」二、バラ
ンサ軸１２をクランク軸４の両側に１本ずつ設け、バラ
ンサ軸１２を２本とすれば、１本のバランサ軸の場合よ
りも振動を大幅に低減することができるが、この実施例
においては、−本のバランサ軸１２で振動の低減を効果
的に果し得て、構成を簡単にすることができる。

なお、この実施例においては、移動体３６を動作させる
ために、エンジンオイルを使用したが、移動体３６を空
気圧で動作させたり、機関回転数に連動して作動する運
転伝達機構によって移動体３６を動作させることも可能
である。

また、第６図に示す如く、バランサウェイト１６が摺動
筒状軸２０上で左右に徒に移動するのを防止するために
、第１スラストベアリング２８とバランサウェイト１６
との間に第１保持用スプリング６２を介設するとともに
、バランサウェイト１６と第２スラストベアリング３４
との間に第２保持用スプリング６４を介設することも可
能である。

更に、バランサウェイト１６が摺動筒状軸２０上で左右
に移動するのを防止するために、第１スラストベアリン
グ２８と摺動筒状軸２０の一端部２０ａとを接離可能に
設け、移動体３６の支持部３８を摺動筒状軸２０の一端
部２０ａに連結し、この摺動筒状軸２０の他端部２０ｂ
をバランサウェイト１６の他端部１６ｃよりも少許短く
位置させ、そして、バランサウェイト１６がバランサ軸
１２に対して一体的に回転可能で、且つバランサウェイ
ト１６が摺動筒状軸２０に対して回動可能に、バランサ
軸１２とバランサウェイト１６とに連結具７２を設ける
ことも可能である。

この場合、移動体３６を支持部３８とピストン部７４の
みで構成し、油圧室５０をピストン部７４の端面とシリ
ンダ穴部４６とで形成すればよい。

更にまた、第８図に示す如く、バランサウェイト１６を
バランサ軸１２と一体的に回転させるとともに摺動筒状
軸２０に対して回動可能に設けるために、バランサ軸１
２の外面に切欠部８２を形成するとともにバランサ軸１
２内には係止用段差部８４を介してビン案内部８６を形
成する。また、バランサウェイト１６に固定したビン２
６をビン案内部８６まで延設し、ビン２６の頭部２６ａ
を係止用段差部８４に係止できるようにビン案内部８６
間に配設することも可能である。

［発明の効果］ 以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれば、
機関回転数に応じてバランサウェイトの取付角度を変更
する角度可変機構を設けたことにより、振動モードによ
って起振力を変更させ、よって並列４気筒内燃機関にお
いても１本のバランサ軸を設けるだけで、全機関回転数
域で振動の低減を効果的に果し得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図はバラン
サウェイトを設けた内燃機関の構成図、第２図は第１図
の角度可変機構の一部拡大図、第３図はバランサウェイ
トの取付角度の変更状態の説明図、第４図はクランクセ
ンサ起振力の説明図、第５図は車体振動に及ぼす効果の
線図である。 第６図はバランサウェイトの移動を阻止する保持用スプ
リングを設けた状態の構成図である。 第７図はバランサウェイトに連結具を設けた状態の構成
図である。 第８図はバランサウェイトの支持状態を示す断面図であ
る。 第９〜１２図は従来技術を示し、第９図はバランサウェ
イトの取付は状態の概略図、第１０図はクランクセンサ
起振力の説明図、第１１図は自動二輪車の概略図、第１
２図は車体振動に及ぼす効果の線図である。 図において、２は内燃機関、４はクランク軸、１６はバ
ランサウェイト、１８は角度可変機構、２０は摺動筒状
軸、２４はピンガイド溝、２６はビン、３２はスプリン
グ、３６は移動体、そして５０は油圧室である。 特許出願人　　ス　ズ　キ　株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、内燃機関のクランク軸のクランク中心線に対して一
   側にバランサ軸を設け、このバランサ軸に所定取付角度
   でバランサウェイトを設けて振動を低減する内燃機関の
   バランサ装置において、機関回転数に応じて前記バラン
   サウェイトの取付角度を変更する角度可変機構を設けた
   ことを特徴とする内燃機関のバランサ装置。