JPS61180043A - バランサ軸付きの単・２気筒エンジン - Google Patents
バランサ軸付きの単・２気筒エンジンInfo
- Publication number
- JPS61180043A JPS61180043A JP1922285A JP1922285A JPS61180043A JP S61180043 A JPS61180043 A JP S61180043A JP 1922285 A JP1922285 A JP 1922285A JP 1922285 A JP1922285 A JP 1922285A JP S61180043 A JPS61180043 A JP S61180043A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- weight
- balancer shaft
- crankshaft
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/36—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers
- F16F1/38—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type
- F16F1/387—Springs made of rubber or other material having high internal friction, e.g. thermoplastic elastomers with a sleeve of elastic material between a rigid outer sleeve and a rigid inner sleeve or pin, i.e. bushing-type comprising means for modifying the rigidity in particular directions
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)
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。
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、クランク軸と同速で逆転する１つのバランサ
軸を有する単気筒または２気筒のエンジンに関するもの
である。
軸を有する単気筒または２気筒のエンジンに関するもの
である。
（発明の背景）
単気筒のエンジンや、２つのピストンが同位相で往復動
する２気筒エンジンでは、エンジン振動を減らすためバ
ランサ軸を装着することが広（行われている。例えば１
つのバランサ軸をクランク軸と同速で逆転させることに
より１次慣性力を打ち消すものがある。この場合は第６
図に示すように、クランク軸にはクランクピンと１８０
゛位相がずれた位置のクランク半径上に回転運動部分重
量（以下Ｗ ｒ ）と往復運動部分重量（以下Ｗｔ）の
５０％、すなわちＷ ｒ ＋ Ｗ ｔ ／ ２の重量を
付加する一方、バランサ軸にはＷｔの５０％の重量を付
加すればよい（例えば、月刊誌「内燃機関」第１２巻９
号第７１〜８３頁、山海党利）。
する２気筒エンジンでは、エンジン振動を減らすためバ
ランサ軸を装着することが広（行われている。例えば１
つのバランサ軸をクランク軸と同速で逆転させることに
より１次慣性力を打ち消すものがある。この場合は第６
図に示すように、クランク軸にはクランクピンと１８０
゛位相がずれた位置のクランク半径上に回転運動部分重
量（以下Ｗ ｒ ）と往復運動部分重量（以下Ｗｔ）の
５０％、すなわちＷ ｒ ＋ Ｗ ｔ ／ ２の重量を
付加する一方、バランサ軸にはＷｔの５０％の重量を付
加すればよい（例えば、月刊誌「内燃機関」第１２巻９
号第７１〜８３頁、山海党利）。
しかし理論上最適な重量を最適位置に付加すると、バラ
ンサ軸とクランク軸等との干渉を避けるためエンジンを
大型化しなければならず、エンジンの小型化が困難にな
ることがある。またエンジンの使用目的によっては、多
少の振動が有ってもエンジンの小型化を優先することも
有り得る。
ンサ軸とクランク軸等との干渉を避けるためエンジンを
大型化しなければならず、エンジンの小型化が困難にな
ることがある。またエンジンの使用目的によっては、多
少の振動が有ってもエンジンの小型化を優先することも
有り得る。
このように１つのバランサ軸で１次慣性力を完全に打ち
消そうとする場合には、エンジンの設計自由度が減り、
エンジンの小型化が十分に図れないことがあった。
消そうとする場合には、エンジンの設計自由度が減り、
エンジンの小型化が十分に図れないことがあった。
（発明の目的）
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、エ
ンジンの小型化を図りつつ使用目的に合わせた最適設計
を可能にし、設計自由度を高めることが可能な１バラン
サ軸付き単・２気筒エンジンを提供することを目的とす
る。
ンジンの小型化を図りつつ使用目的に合わせた最適設計
を可能にし、設計自由度を高めることが可能な１バラン
サ軸付き単・２気筒エンジンを提供することを目的とす
る。
（発明の構成）
本発明によればこの目的は、クランクピンを１つあるい
は同相位置に２つ有するクランク軸と、このクランク軸
と等速で逆転する１本のバランサ軸を有するものにおい
て、前記クランク軸にはクランクピンから１８０°の位
相位置に実質的にクランク半径で回転する回転運動部分
重量と等しい回転平衡重量が付加され、また他の位相位
置に不平衡重量がそれぞれ付加される一方、前記バラン
サ軸には前記クランク軸の回転平衡重量と対称な位相位
置に実質的にクランク半径で回転する往復運動部分重量
の５０％以外の重量が付加され、合成した１次慣性力を
略一方向に発生させるようにしたことを特徴とするバラ
ンサ軸付きの単・２気筒エンジンにより達成される。
は同相位置に２つ有するクランク軸と、このクランク軸
と等速で逆転する１本のバランサ軸を有するものにおい
て、前記クランク軸にはクランクピンから１８０°の位
相位置に実質的にクランク半径で回転する回転運動部分
重量と等しい回転平衡重量が付加され、また他の位相位
置に不平衡重量がそれぞれ付加される一方、前記バラン
サ軸には前記クランク軸の回転平衡重量と対称な位相位
置に実質的にクランク半径で回転する往復運動部分重量
の５０％以外の重量が付加され、合成した１次慣性力を
略一方向に発生させるようにしたことを特徴とするバラ
ンサ軸付きの単・２気筒エンジンにより達成される。
（発明の原理）
まず本発明の詳細な説明する。第１図は単気筒エンジン
の原理図、第２図は慣性力楕円を示す図である。第１図
で１はピストン、２はクランク軸、３はクランクピン、
４はコンロッド、５はバランサ軸であり、バランサ軸５
は歯車（図示せず）などによりクランク軸２と等速で逆
方向に回転される。クランク軸２を原点としてシリンダ
中心線上方向きにＸ軸を、これに直交する方向にｙ軸を
とる。この図で記号は次のように定義する。
の原理図、第２図は慣性力楕円を示す図である。第１図
で１はピストン、２はクランク軸、３はクランクピン、
４はコンロッド、５はバランサ軸であり、バランサ軸５
は歯車（図示せず）などによりクランク軸２と等速で逆
方向に回転される。クランク軸２を原点としてシリンダ
中心線上方向きにＸ軸を、これに直交する方向にｙ軸を
とる。この図で記号は次のように定義する。
Ｗｔ：往復運動部分の重量、
Ｗｒ：回転運動部分の重量、
θ：クランクピン位置のシリンダ軸からの回転角、α：
クランク軸に付加する不平衡重量の位相、ｋ：不平衡重
量のＷｔに対する割合、 ｊ：バランサ軸に付加する重量のＷｔに対する割合、 クランク軸２には、クランクピン３と対称な位相のクラ
ンク半径上に回転運動部分の重量Ｗｒに等しい回転平衡
重量Ｗｒが付加され、またクランクピン３から位相がα
だけ進んだ位置のクランク半径上にに−Ｗｔの不平衡重
量が付加されている。バランサ軸５にはクランク軸２の
回転平衡重量Ｗｒと対称な位相のクランク半径上にｊ−
Ｗｔの重量が付加されている。
クランク軸に付加する不平衡重量の位相、ｋ：不平衡重
量のＷｔに対する割合、 ｊ：バランサ軸に付加する重量のＷｔに対する割合、 クランク軸２には、クランクピン３と対称な位相のクラ
ンク半径上に回転運動部分の重量Ｗｒに等しい回転平衡
重量Ｗｒが付加され、またクランクピン３から位相がα
だけ進んだ位置のクランク半径上にに−Ｗｔの不平衡重
量が付加されている。バランサ軸５にはクランク軸２の
回転平衡重量Ｗｒと対称な位相のクランク半径上にｊ−
Ｗｔの重量が付加されている。
ここでに＝０．５．α＝１８０°、ｊ＝０．５（５０％
）とすれば前記したように１次慣性力は理論上完全に打
ち消される。本発明ではに≠０．５゜α≠１８０°とし
ｊ≠０．５として、合成した１次慣性力を一方向にする
ものである。
）とすれば前記したように１次慣性力は理論上完全に打
ち消される。本発明ではに≠０．５゜α≠１８０°とし
ｊ≠０．５として、合成した１次慣性力を一方向にする
ものである。
第１図でに≠０．５．α≠１８０” 、ｊ、＆０．５の
場合を解析するため、まずバランサ軸５の無い場合の１
次慣性力と、バランサ軸５だけの慣性力とを別々に求め
、両者を合成することによりエンジン全体の１次慣性力
を求めることにする。
場合を解析するため、まずバランサ軸５の無い場合の１
次慣性力と、バランサ軸５だけの慣性力とを別々に求め
、両者を合成することによりエンジン全体の１次慣性力
を求めることにする。
バランサ軸５の無い場合の慣性力；
この時の１次慣性力は第２図ａに示すように楕円となる
ことが種々の文献に示されている。
ことが種々の文献に示されている。
例えば「機械設計」第８巻第９号（１９６４年８月）第
４１〜４６頁（日刊工業新聞社列） 「自動車技術」第２０巻第１１号（１９６６年）第１０
０３〜１００９頁（自動車技術金利）などに示されてい
る。
４１〜４６頁（日刊工業新聞社列） 「自動車技術」第２０巻第１１号（１９６６年）第１０
０３〜１００９頁（自動車技術金利）などに示されてい
る。
すなわちｘ、ｙ方向の慣性力について運動方程式を立て
て級数展開し、高次項を無視し、さらにθを消去すれば
主軸ξがＸ軸と角度ψをなす楕円を示す方程式が求めら
れる。ここで適切な置換と規格化と共に、ｘ−ｙ座標を
角度ψ回転したξ−η座標へ座標変換を行えば、楕円の
主軸ξ方向の振幅（長径）ＩＡＩと、副軸η方向の振幅
（短径）ＩＢ＋と角度ψはそれぞれｋとαの関数として
計算により求められる。
て級数展開し、高次項を無視し、さらにθを消去すれば
主軸ξがＸ軸と角度ψをなす楕円を示す方程式が求めら
れる。ここで適切な置換と規格化と共に、ｘ−ｙ座標を
角度ψ回転したξ−η座標へ座標変換を行えば、楕円の
主軸ξ方向の振幅（長径）ＩＡＩと、副軸η方向の振幅
（短径）ＩＢ＋と角度ψはそれぞれｋとαの関数として
計算により求められる。
バランサ軸５の慣性力；
これは第２図すに示すように半径ＩＸＩの円となる。
従って円すの径ＩＸＩが楕円ａの短径ＩＢ＋に等しくな
るようにすれば、合成した１次慣性力はη軸方向成分が
互いに打ち消されξ軸方向の成分のみが残る。すなわち
エンジンの合成慣性力Ｆはξ軸方向のみとなり、第２図
Ｃのようになる。ここにＣの振幅は（ＩＡＩ−ＩＢＩ）
となる。ＩＸＩはｊの関数として示されるから、 １Ｘｌ＝ｌＢ＋ となるようにｊを決めれば合成した１次慣性力はξ軸方
向にすることが可能である。逆に合成した１次慣性力の
方向を希望する方向にするためには、その時のψからに
、αを求め、さらにＩＢ１＝ｉＸｌとしてｊを求めれば
よい。
るようにすれば、合成した１次慣性力はη軸方向成分が
互いに打ち消されξ軸方向の成分のみが残る。すなわち
エンジンの合成慣性力Ｆはξ軸方向のみとなり、第２図
Ｃのようになる。ここにＣの振幅は（ＩＡＩ−ＩＢＩ）
となる。ＩＸＩはｊの関数として示されるから、 １Ｘｌ＝ｌＢ＋ となるようにｊを決めれば合成した１次慣性力はξ軸方
向にすることが可能である。逆に合成した１次慣性力の
方向を希望する方向にするためには、その時のψからに
、αを求め、さらにＩＢ１＝ｉＸｌとしてｊを求めれば
よい。
なおこの理論によればに＋ｊ＜１とすることもある条件
の下では可能であるから、この場合にはエンジン重量の
軽量化も同時に図ることができる。
の下では可能であるから、この場合にはエンジン重量の
軽量化も同時に図ることができる。
なお以上の説明では各付加重量Ｗｒ、ｋＷｔ。
ｊＷｔはクランク半径と等しい半径上で回転するものと
して説明を簡単化している。しかし本発明は、実質的に
以上の説明と同一な場合、すなわち回転半径ｒと付加重
量Ｗとの積Ｗａｒが同一である限り半径および重量を変
えても実質的に同一であり、本発明はこのようなものも
含むものである。
して説明を簡単化している。しかし本発明は、実質的に
以上の説明と同一な場合、すなわち回転半径ｒと付加重
量Ｗとの積Ｗａｒが同一である限り半径および重量を変
えても実質的に同一であり、本発明はこのようなものも
含むものである。
（実施例）
第３図はこのような理論に基づき自動２輪車へエンジン
を搭載した実施例を示す図であり、この実施例ではエン
ジン１０はＦで示すように上下方向に合成慣性力がでる
ようにされている。第４図はこのエンジン１０のフレー
ム１２へのマウント部を示す断面図であり、ゴム製のダ
ンパ１４にはその中心を挟んで上下方向に２つの空隙が
形成され、上下方向の振動に対しては柔らかく作用し、
前後方向の振動に対しては硬（作用するように作られて
いる。従ってエンジン１０の出力をチェーンにより後輪
に伝える場合には、チェーン反力によりエンジン１０が
前後方向に振動しにくくエンジン駆動力を効率良（後輪
に伝達できると共に、エンジン１０自身の慣性力Ｆによ
る上下方向の振動はダンパ１４により良好に吸収され得
る。
を搭載した実施例を示す図であり、この実施例ではエン
ジン１０はＦで示すように上下方向に合成慣性力がでる
ようにされている。第４図はこのエンジン１０のフレー
ム１２へのマウント部を示す断面図であり、ゴム製のダ
ンパ１４にはその中心を挟んで上下方向に２つの空隙が
形成され、上下方向の振動に対しては柔らかく作用し、
前後方向の振動に対しては硬（作用するように作られて
いる。従ってエンジン１０の出力をチェーンにより後輪
に伝える場合には、チェーン反力によりエンジン１０が
前後方向に振動しにくくエンジン駆動力を効率良（後輪
に伝達できると共に、エンジン１０自身の慣性力Ｆによ
る上下方向の振動はダンパ１４により良好に吸収され得
る。
第５図はこのエンジン１ｏをダンパ１４に代えて略水平
なリンク１６．１６．１６で懸架し、エンジン１０の上
下方向の振動のみを許容するようにしたものである。
なリンク１６．１６．１６で懸架し、エンジン１０の上
下方向の振動のみを許容するようにしたものである。
（発明の効果）
本発明は以上のように、クランク軸と等速に逆転するバ
ランサ軸に、エンジンの往復運動部分重量の５０％以外
の重量を付加する一方、クランク軸には適切な重さの不
平衡重量を適切な位置に付することにより、全体の１次
慣性力を望みの方向だけに残すものである。従ってクラ
ンク軸とバランサ軸の干渉を避けるようにそれぞれ付加
重量の大きさとその取り付は位置とを変えることができ
、設計自由度が増えると共にエンジンの小型化が可能に
なる。
ランサ軸に、エンジンの往復運動部分重量の５０％以外
の重量を付加する一方、クランク軸には適切な重さの不
平衡重量を適切な位置に付することにより、全体の１次
慣性力を望みの方向だけに残すものである。従ってクラ
ンク軸とバランサ軸の干渉を避けるようにそれぞれ付加
重量の大きさとその取り付は位置とを変えることができ
、設計自由度が増えると共にエンジンの小型化が可能に
なる。
第１図は単気筒エンジンの原理図、第２図は慣性力楕円
を示す図である。第３図はこのような理論に基づき自動
２輪車へエンジンを搭載した実施例を示す図、第４図は
このエンジン１０のフレーム１２へのマウント部を示す
断面図、第Ｓ図はその他の実施例を示す図面である。ま
た第６図は従来の単気筒エンジンの原理図である。 ２・・・クランク軸、 ５・・・バランサ軸、 Ｗｔ・・・往復運動部分重量、 Ｗ ｒ・・・回転運動部分重量。
を示す図である。第３図はこのような理論に基づき自動
２輪車へエンジンを搭載した実施例を示す図、第４図は
このエンジン１０のフレーム１２へのマウント部を示す
断面図、第Ｓ図はその他の実施例を示す図面である。ま
た第６図は従来の単気筒エンジンの原理図である。 ２・・・クランク軸、 ５・・・バランサ軸、 Ｗｔ・・・往復運動部分重量、 Ｗ ｒ・・・回転運動部分重量。
Claims (1)
- クランクピンを１つあるいは同相位置に２つ有するクラ
ンク軸と、このクランク軸と等速で逆転する１本のバラ
ンサ軸を有するものにおいて、前記クランク軸にはクラ
ンクピンから１８０°の位相位置に実質的にクランク半
径で回転する回転運動部分重量と等しい回転平衡重量が
付加され、また他の位相位置に不平衡重量がそれぞれ付
加される一方、前記バランサ軸には前記クランク軸の回
転平衡重量と対称な位相位置に実質的にクランク半径で
回転する往復運動部分重量の５０％以外の重量が付加さ
れ、合成した１次慣性力を略一方向に発生させるように
したことを特徴とするバランサ軸付きの単・２気筒エン
ジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922285A JPS61180043A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | バランサ軸付きの単・２気筒エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922285A JPS61180043A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | バランサ軸付きの単・２気筒エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61180043A true JPS61180043A (ja) | 1986-08-12 |
Family
ID=11993338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1922285A Pending JPS61180043A (ja) | 1985-02-05 | 1985-02-05 | バランサ軸付きの単・２気筒エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61180043A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006006434A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | バランサ機構付きエンジン |
| JP2008082229A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584221A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | 富士電機株式会社 | 回路しや断器の予防保全方法 |
-
1985
- 1985-02-05 JP JP1922285A patent/JPS61180043A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS584221A (ja) * | 1981-06-29 | 1983-01-11 | 富士電機株式会社 | 回路しや断器の予防保全方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006006434A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-19 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | バランサ機構付きエンジン |
| EP1767812A1 (en) * | 2004-07-09 | 2007-03-28 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine with balancer mechanism |
| EP1767812A4 (en) * | 2004-07-09 | 2007-09-26 | Yamaha Motor Co Ltd | MOTOR WITH BALANCING MECHANISM |
| JPWO2006006434A1 (ja) * | 2004-07-09 | 2008-04-24 | ヤマハ発動機株式会社 | バランサ機構付きエンジン |
| JP4495161B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2010-06-30 | ヤマハ発動機株式会社 | バランサ機構付きエンジンおよび自動二輪車 |
| US8220431B2 (en) | 2004-07-09 | 2012-07-17 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Engine with a balancer mechanism |
| JP2008082229A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Honda Motor Co Ltd | 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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