JPS631077Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はクランク軸の両端に慣性能率の大きさ
の異なる発電機用ロータを有する内燃機関で、主
として自動二輪車用内燃機関における捩り振動吸
収装置に関するものである。

近来自動二輪車においては、電気を必要とする
電装品の増加等により消費電力が増大し、その結
果発電機の発電容量の増加が望まれている。そこ
でその対策として、従来クランク軸の一端にのみ
発電機が設置されていたものを、クランク軸の両
端に発電機（主発電機及び副発電機）を設置する
ように改良した構成が既に提案されている（例え
ば実願昭56−189236（実開昭58−92135号公報参
照）。

ところが上記構成では、捩り振動吸収装置が設
けられておらず、クランク軸の捩り振動による騒
音、馬力のロス、軸受の早期破損等の不具合が発
生するおそれがある。

本考案は上記不具合に鑑み、クランク軸の両端
に慣性能率の異なる発電機用ロータを有する内燃
機関において、クランク軸の捩り振動を効率良く
吸収できる捩り振動吸収装置を提供することを目
的とするものである。

次に本考案の基礎となるものとして、クランク
軸の捩り振動の様子を知るために、クランク軸の
マスが両端に集中して分布していると考えた２自
由度の捩り振動系を考える。第１図のようにばね
定数ｋの軸Ｓの両端にそれぞれ慣性能率J₁，J₂の
マスM₁，M₂が固定されている振動系では、軸Ｓ
上の振幅は軸Ｓに沿つて実線Ａのように変化す
る。軸Ｓの両端の振幅a₁，a₂とマスM₁，M₂の慣
性能率J₁，J₂との関係は、a₁・J₁＝a₂・J₂であり、
慣性能率の小さい側の振幅が大きくなる。これを
実際のクランク軸とクランク軸の両端に設けられ
た発電機とに当て嵌めて考えてみると、主発電機
に対し副発電機が小さい、即ち主発電機の慣性能
率よりも副発電機の慣性能率が小さい場合には、
クランク軸の副発電機側端部の振幅が主発電機側
に比べて大きくなることが分かる。このことは実
験によつても確認されている。

本考案は上記基礎的な解析結果を基に考案され
たものであり、慣性能率の小さなロータを有する
クランク軸端部にトーシヨナルダンパを設けたこ
とを特徴としている。

第２図は本考案による捩り振動吸収装置の横断
平面略図である。クランク軸１の中央に一体的に
固定されたスプロロケツト２は、チエーン３を介
してミツシヨンの入力軸に一体的に固定されたス
プロケツト４に連結され、クランク軸１の回転を
ミツシヨンに伝達するようになつている。クラン
ク軸１の右端には円筒面内側に磁石を有する主発
電機のロータ５が設けられ、左端には同様の副発
電機のロータ６が設けられている。各ロータ５，
６はそれぞれクランクケースに対し固定されたコ
イル７，８を半径方向のわずかな隙間を隔てて覆
い、それぞれ主発電機９及び副発電機１０を形成
している。主発電機９のロータ５にはその円筒面
５ａ上に突起１１が形成され、突起１１にわずか
な間隔を隔てて電磁コイル１２がクランクケース
上に固定されて、エンジン点火用の点火信号発生
装置１３を形成している。副発電機１０側にはト
ーシヨナルダンパー１４及びフリーホイール１５
が装着されている。なおここでは主発電機９のロ
ータ５よりも、副発電機１０のロータ６の慣性能
率が小さく設定されている。

副発電機１０近傍の横断平面部分図である第３
図で明らかなように、クランク軸１の左端のテー
パ面１６にはハブ１７が嵌合し、雌ねじ１８にボ
ルト１９が螺合することによりハブ１７がクラン
ク軸１に固定されている。ハブ１７の外向きフラ
ンジ２０には前記ロータ６が、図示しないリベツ
トにより一体的に固定されている。更にフランジ
２０のロータ６と反対側の面には円板状ベース２
１の内周部が固定されており、ベース２１の外周
部のフランジ２０側の面には円環状のゴムダンパ
２２の一端面が焼付け等により固着されている。
ゴムダンパ２２の他端面にはウエイト２３が焼付
け等により固着されており、ウエイト２３とベー
ス２１とがゴムダンパ２２により弾性的に連結さ
れている。ウエイト２３の内周面は、フランジ２
０の外周面であるガイド部２４により、回転方向
摺動自在かつハブ１７と同心に支持されている。

ベース２１の右側にはワンウエイクラツチの機
能を有するフリーホイール１５が配置されてい
る。フリーホイール本体２５は円筒形であり、ベ
ース２１の右側面に当接しており、ボルト２６が
雌ねじ２７に螺合することによりベース２１を介
してハブ１７に一体的に固定されている。一方、
フリーホイールギヤ２８はクランク軸１の段部２
９とハブ１７との間で、回転自在にクランク軸１
に支持されており、外周部の歯部２８ａは図示し
ないアイドルギヤを介してスタータモータに連結
されており、又ギヤ２８のボス部２８ｂはクラン
ク軸１と同心の外周面を有している。ボス部２８
ｂと半径方向に対向するフリーホイール本体２５
の内周面は、一部がボス部２８ｂの外周面に摺動
自在に当接しており、更にその当接部分より円周
方向に進むにつれボス部２８ｂの外周面から徐々
に間隔が隔たるように形成されている。そのボス
部２８ｂとホイール本体２５の内周面との間に
は、クランク軸１と平行な中心線を有するローラ
３０が回転自在かつボス部２８ｂの外周面を移動
自在に挿入されている。ローラ３０は、ボス部２
８ｂとホイール本体２５の内周面との間隔の狭い
部分に位置する場合にはギヤ２８のトルクをホイ
ール本体２５に伝達し、間隔の広い部分ではから
回りしてトルクを伝達せず、ワンウエイクラツチ
と同様に作動するよう構成されている。３１はホ
イール本体２５にかしめて固定された板金製のカ
バーである。又３２は図示しないクランクケース
に固定された発電機カバーである。

次に作動を説明する。まずスタータモータを始
動すると、第３図において、フリーホイールギヤ
２８、ローラ３０、フリーホイール本体２５、ハ
ブ１７を介してクランク軸１を回転させ、内燃機
関が始動する。内燃機関が始動してクランク軸１
が回転すると、フリーホイール本体２５とボス部
２８ｂとの間でローラ３０の嵌合が解除され、か
ら回りするようになつて、クランク軸１のトルク
はフリーホイールギヤ２８に伝達されることはな
い。クランク軸１の回転により、第２図に示すロ
ータ５，６が回転し、発電機９，１０が発電を開
始し、又点火信号発生装置１３が点火信号を発
し、内燃機関は作動を続ける。

クランク軸１に捩りトルクが発生すると、第１
図の基礎的原理に則り、慣性能率の小さい副発電
機１０側の振幅が大きくなる。この振動によるク
ランク軸１の回転の変化は、第３図に示すハブ１
７に直接伝達されるが、一方ウエイト２３はゴム
ダンパ２２を介してハブ１７に弾性的に連結され
ていることから、ウエイト２３自身の慣性力によ
り一定の回転を続けようとする。その結果ウエイ
ト２３とベース２１間で捩れが発生し、ゴムダン
パ２２が捩れる。そしてその時発生するゴムダン
パ２２の内部摩擦により振動エネルギーが吸収さ
れクランク軸１の振動が抑制される。この時吸収
される振動エネルギーはゴムダンパ２２の捩れの
度合い、即ち振幅に比例して増加するため、振幅
の大きい、即ち慣性能率の小さい側にトーシヨナ
ルダンパ１４が設けられていることから、効率良
く振動吸収が行なわれ、制振効果が大きい。

以上説明したように本考案によると、慣性能率
の小さなロータ（副発電機１０のロータ６）を有
する側のクランク軸１端部にトーシヨナルダンパ
１４を設けたので、トーシヨナルダンパ１４が振
幅の大きな箇所に配置されることになり、クラン
ク軸１の捩り振動を効率良く吸収できる捩り振動
吸収装置を得ることができる。又クランク軸１の
左右のアンバランスを可及的に解消できる利点も
ある。

なお通常発電機においては、慣性能率が小さい
ことは、小形であるということに繋る。従つて小
形の発電機側にトーシヨナルダンパ１４を配置す
ることになることから、通常はダンパ１４を設置
し易い利点もある。又第２図，第３図ではフリー
ホイール１５を有する例を示したが、フリーホイ
ール１５のないタイプにも同様に本考案が実施で
きることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は２自由度にモデル化した振動系の概念
図、第２図は本考案による捩り振動吸収装置を示
す横断平面略図、第３図は第２図の副発電機近傍
の拡大図である。 １……クランク軸、５，６……ロータ、９，１
０……発電機、１４……トーシヨナルダンパ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランク軸の両端に慣性能率の異なる発電機用
   ロータを有する内燃機関において、慣性能率の小
   さなロータを有するクランク軸端部にトーシヨナ
   ルダンパを設けたことを特徴とする内燃機関の捩
   り振動吸収装置。