TWI303294B - - Google Patents

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1303294 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種附有平衡器之引擎，其包含曲柄器及用以 抑制上述曲柄器所造成之振動之平衡器，並藉由調整由上 述曲柄器之1次慣性力及上述平衡器之慣性力所產生之平 移力之加速度，以及由上述曲柄器之丨次慣性力及上述平衡 器之上述丨貝性力所產生之力偶之加速度，而將引擎之瞬間 旋轉中心配置於特定目標位置附近。 【先前技術】 眾所周知，先前存在包含曲柄器與用以抑制該曲柄器所 產生之振動之平衡器之引擎。（例如，參照專利文 於上述專利文獻^揭示有如下之速克達型機車，其為減 小由曲柄器之U慣性力所產生之振動，而安裝有相對曲柄 斋之1次慣性力可產生方向相反、且A小相等之慣性力之i 軸式平衡器。 【專利文獻1】曰本專利特開2003_237674號公報 [發明所欲解決之問題] 上述專利文獻m揭示之構造中，由於使曲柄器之以慣 性力之向量執跡為圓形，並於所有相位上相對於曲柄h 次慣性力將平衡ϋ之慣性力設定為反方向、且大小相等 =而不會產生由曲柄器以次慣性力及平衡器之慣性力所 引起之平移力。藉此，可抑 』抑制由曲柄裔之1次慣性力及平衡 裔之慣性力之平移力所引起之振動。 、 然而’由於平衡器軸配置在自曲柄軸相距料距離之位 103294.doc 1303294 置上’因此曲柄器之!次慣性力及平衡器之慣性力會產生力 偶。該力偶由於以引擎重心為瞬間旋轉中心而產生，因而 • t存在如下不良情形’在引擎重心以外之位置上，會產生 ..J"引擎重心為瞬間旋轉中心而旋轉之振動。因此，專利文 獻1係為防止該力偶所產生之振動傳遞至車體，而介以減振 •環保持引擎者。總而言之，上述專利文獻冰引擎重心以外 之任意位置支持引擎之情形時，並非係防止該位置上產生 振動者，而係藉由減振環防止振動傳至車體者。即，並非 琴言周整並抑制支持引擎位置上所產生之力偶而引起之振動。 本發明係為冑決上述課題研冑而成纟，本發明目的之一 在於提供-種附有平衡器之引擎，其可於任意位置上抑制 曲柄器之1次慣性力及平衡器之慣性力所產生之力偶而引 起之振動。又其它目的在於提供一種安裝有該引擎之機車。 【發明内容】 [發明内容及發明之效果] 鲁本中請案發明者等’首先著㈣藉由使瞬間旋轉中心位 於引擎之任意目標位置而抑制目標位置中之振動。繼而， 2到如下方面而最終完成本發明，上述曲柄器所產生^ 人&性力包含旋轉成分及平移成分，故藉由調整該旋轉成 分與平衡器之慣性力相平衡而產生之力偶所引起之加速度 並進成刀所產生之加速度，而使引擎之瞬間旋轉中心位 於目標位置。 即，本發明之第1種情形之附有平衡器之引擎，其包含曲 柄器及用以抑制曲柄器所產生之振動之平衡器，並可藉由 103294.doc 1303294 調整曲柄器之1次僧w 士 、 平衡器之慣性力所產生之平移 之加速度以及曲柄器之i次慣性力及平衡器之慣性力所 生之力偶之加速度，而使引擎之瞬間旋轉中心位於目棹 位置附近。 〜 該第1情形之附有平衡器之引擎，如上所示，藉由調整曲 柄益之！次慣性力及平衡器之慣性力所產生之平移力之加 速度以及曲柄器之^二令@ α ^ - f貝性力及平衡器之慣性力所產生之 、力速度而使引擎之瞬間旋轉中心位於特定目標位 置附近。因而’於配置有瞬間旋轉中心之特定目標位置附 近將會抑制產生曲柄器之i次慣性力及平衡器之慣性力所 產生之力偶而引起之振動。其結果，可於任意位置（目標位 置）之附近抑制曲㈣之！次慣性力及平衡器之慣性力所產 生之力偶而引起之振動。 上述第1種情形之附有平衡器之引擎中，較好的是於配置 解間=轉中心之特定位置之附近，以實質上成為反方向、 且實質上大小相等之方式調整平移力所產生之加速度及力 偶所產生之加速度。如此構成，由於可易於於任意目標位 置附近配置瞬間旋轉中心，故而可易於於任意位置之附近 抑制由力偶所引起之振動。 述第1 ^形之附有平衡器之引擎中，較好的是曲柄器之 1次f貝性力’於以向量表示力時ι個週期之執跡所描畫之形 μ㈣圓形°如此構成’則一般而言’可藉由相對具有 圓形向量執跡之平衡器之慣性力，使用具有橢圓形向量軌 跡之曲柄器之！次慣性力而產生平移力成分。藉此，使用該 103294.doc 1303294 平移力所產生之加速度及力偶所產生之加速度，可易於使 瞬間旋轉中心位於任意目標位置附近。

包3上述曲柄器之1次慣性力具有特定橢圓形之附有平 衡器之引擎中，較好的是，曲柄器包含曲柄軸，平衡器包 含平衡器軸，連接曲柄軸與平衡器軸之曲柄器·平衡器直線 配置為κ質上平行於連接引擎重心與特定目標位置之重 ^目‘位置直線，且曲柄器之丨次慣性力之橢圓之長徑配 置為實質上平行於曲柄器·平衡器直線，平衡器之慣性力， 於以向篁表示力時丨個週期之執跡所描晝之形狀成為圓 形’而平衡ϋ之慣性力之圓形直徑之大小與曲柄器之i次慣 性力之橢®長徑大小實f上相等。如此構成，則可於特定 目標位置附近以實質上成為反方向，且實f上大小相等之 方心周整平移力所產生之加速度及力偶所產生之加速度， 並藉由控制曲柄器之1次慣性力之橢圓形狀，而可更加易於 使瞬間旋财心位練意目標位置附近。 、 器之引擎巾，較好的是，…………附有平衡 好的疋曲柄器進而包含鉛錘，並至小 藉由調整錯錘控制曲柄器之1次慣性力之橢圓形狀。如：槿 成，則可藉由調整鉛錘之位置及重量而易於將曲柄

次慣性力之橢圓形狀控制為特定之橢圓形狀。D 上述第1情形之附有平衡器之引擎中，較好的是， 備用以支持引擎之樞軸，且配置引擎旋轉中心之特2 如此構成，由於可抑制搞轴附近之 而無需設置用以抑制柩軸之括 固 軸之振動傳遞至安裝有？丨擎之車架 103294.doc 1303294 罝，並且可實現車體輕 等之減振核。藉此，可削減構件數 量化 j述第〗情形之附有平衡器之？丨擎中，平衡器係1轴式平 、盗。如此構成，収包含易於產生力偶所引起之振動之！ *式平衡器之引擎中’可易於抑制任意目標位置附近之力 偶所引起之振動。 本發明第2情形之機車包含如請求項⑴中任一項 有平衡器之引擎。如此構成，則可獲得如下之機車，、該機 車可於任意位置（目標位置）附近抑制藉由曲柄器之】次慣性 力及平衡器之慣性力而產生之力偶所引起之振動。 為叹汁具有上述構成之引擎，而必需於目標位置⑽間旋 轉中心），曲柄器可產生使力偶及平移力平衡之特定卜欠^ 性力之橢圓。再者，可藉由調整曲柄器之不平鉛錘量(曲： 不平衡（錯錘）k.Wt)之大小及相位而自由設定曲柄器^欠^ 性力之橢圓之主軸方向X及長徑A。 人貝 该專角度X及長徑A可以下述式求出。 [數6] β = 360°-ψΒ t-tan λ 1 + 2 · /1 · cos β γ = 90ο - (7 +〜） cosyy + Λ · cosQg — ；7) eos77 + 2.2.cos〇0 - ；7) (其中，X係以汽缸軸線為基準， 橢圓主軸方向之角度者） 因此，於進行該設計之情形時， 取有曲柄軸旋轉方向之 將1次慣性力

103294.doc -10- 1303294 分及往返成分(平移成分)’求出旋轉成分與平衡器之慣性力 平衡而產生之目標位置中之力偶(矩)之加速度，為使之平 衡’於曲柄器位置上根據所必需之平移力大小及方向，決 定往返成分之加速度及方向。繼而，決定產生具有如此之 旋轉成分及往返成分之-次慣性力的橢圓之曲柄器之不平 錯錘量（曲柄不平衡）之大小（k)及相位（α)，又決定平衡器之 大小（kB)與相位。 °

該等曲柄器錯鐘之大#與相位⑭藉由以下式求出。 [數7] v— A.sinx — (A-l)cosx sin(a - χ) cos(a - χ) 可知悉上述設計順序最終等同於利用下述式（iu至⑽ 而求出曲柄器之！次慣性力橢圓之主軸方向χ、長徑A、以及 平衡器之大小kB。又若知悉料，則曲柄器之不平錯鐘量 之大小⑻與相位⑷亦可根據非對稱曲柄器之式而求出。因 而’於用以設計該發明之引擎之設計裝置中，藉由預先記 憶運行該等演算之程式，錄人特定之參“決定引擎之 诸凡素則即可。如此般，則可易於設計出抑制目標位置上 之振動之引擎。 [數8] 103294.doc 1303294 1 〜I + M.Lp .Lc Μ·Lp·LB β ==360° -仏

2 · λ · sinP 1+2 · λ · cosP_ χ=90°-(η+^/Γ) Α _ cos”+X.cos (β-η) cosn+2-X.cos (β—η) ι λ-sin (β-η) 2i.sin (β-η) — sinq Χζ _ λ - COS 77 avb ------- cos η + 2 · λ · cos(p — η) ^___λ · sing_

式(11) 式(12) 式(13) 式⑽ 式(15) 式(15’) 式⑽ 式(16，) 2·λ·8ίπ(β-η) — sim\ 進而，另外本發明第3情形之附有平衡器之引擎中，钟置 有防振構件，該構件可降低曲柄器之2次慣性力所造成:振 動自目標位置向外傳遞。 又 由於於目標位置設置有防振構件，因而可減輕目標位置 上之1次慣性力所引起之振動，並且可抑制2次慣性力所引 起之振動自目標位置向外傳遞。

2發明可用於與翠汽虹等同之引擎。再者，所謂等同於 2缸之引擎’並非僅限於包含1個汽缸，亦包括例如2個 活塞以相同相位往返運動之2個汽缸（或多汽紅）之引 A =及於曲柄軸上連結有2個連桿之V型引擎等實質上可 ®作單汽缸之引擎。 、 x月之引擎可相於車輛，於其為車輛用引擎之情形 將目標位置設定於引擎之支持點（例如樞麵承）附近， 則可抑制振動自該支持點向車架傳遞。 尤其於具有單元搖擺式動力單元之速克達型車輛（包括2 103294.doc -12- 1303294 輪、3輪、以及4輪)，若將目標位置設定於車體内以軸支撐 該動力單元並使其可自由搖動之樞抽附近，則可簡化搞轴 附近之防振構造。於該種車柄中較多的是藉由介以減振環 (㈣連接動力單元與車架而防止振動。根據本發明由於可 抑制該連接部附近之振動，因而可通過設計而節省減振 壤，此時，不僅結構會變得簡單，且可增強懸掛系統之剛 性，故可提高行駛特性。 如此之單元搖擺式引擎中，可使曲柄.平衡器直線（連結曲 柄軸與平衡器軸之直線）與重心.目標位置線（連結重心盘目 仏位置之線）平行，並使目標位置（樞轴位置）位於曲柄軸之 上方或下方，因此車架之载重性將得到改善。 又’於該引擎上固定有腳踏板（置足台）之機車中，可藉 ==板位置附近設為目標位置，而抑制振動自㈣ 遞至駕駛者之腳，適於提高駕駛舒適产。 據本一 =:::τ曲柄器進行—者，根 轴方向二法，亦可使平衡器轴之旋轉方向與曲柄 如運用式（11)至（16，）設計該 該情形時可藉由單绅… 明其優點。因而’ 予了精由早純求解式而決定引擎諸元素，因而可極 重1.目7順序。於運用此式時，若使料·平衡器直線與 π位置直線平行，並使丨次慣性 柄軸起）平衡器軸方向，則 0主軸為（自曲 之長值Α之計算及其它設定亦將簡化。 U橢固 可使用計算機實行货今 亥°又5十。於該情形時，預先將用以運 103294.d< 13 - 1303294 行上述計算之程式記情 進行計算即可。㈣程H &演算機構（CPU等） I异N L亥私式中’亦可包括非對稱 其用於根據由式⑴至(16，)所得 …

衡之相位。 以曲柄不平 說明本發明之原s。如圖6所示設定各參數。 為以下2 1軸1次附有平衡器之引擎中所產生之丨次慣性力 ⑴曲柄器之!次慣性力：往返運動質量所引起之】次慣性 力與曲柄不平衡(不均錯錘量)所引起之慣性力之合力。 ⑺平衡器之慣性力：大小固定且以曲 速進行逆池旋轉。 反冬 、，平衡器所產生之丨貝性力與曲柄器之丨次慣性力通常作為 :移力而平衡之狀態，如上述專利文獻2中作為先前技術之 說明般，其係於曲柄軸之對稱位置附加有往返運動質量 (Wt)之50%之50%對稱平衡者。於該情形時，平移力將完全 抵消，但會如上所述產生力偶。 '该力偶於目標位置P上，於重心與圍繞軸（垂直於圖6紙面 之軸）之叙轉切線方向，即重心·目標位置方向（G_p直線）垂 直之方向上將產生加速度am(圖7)。 於此’如若於重心G上，於與該加速度^相同之方向上反 向添加大小為3〇1/]\4=?.]^.1^.1^.(：〇30/1]\1之平移力，則可消除 目標位置P上之平移方向之加速度am。因而，i次慣性力所 產生之晃動將為零。 此處F係往返質量所產生之慣性力者，又匕、Θ·.·等則如 103294.doc -14- 1303294 圖6所示。 因此，為如此般消除目標位置P處之加速度am，本發明者 考慮將曲柄器之1次慣性力分為下述2個成分。相反，顯而 易見如可實現其，則可消除目標位置p處之該加速度、。 (1) 與平衡器之慣性力相平衡並成為力偶之力（大小固定 且等速地旋轉於與平衡器之慣性力相同之方向上。以下稱 為旋轉成分。） (2) 用以於目標位置p處消除上述力偶所產生之加速度^ 之力（方向固定，而大小之變化同步於力偶之相位。以下稱 作往返成分。） 以下證明該等為可能之情形。首先，作用於離開重心G 之曲柄軸C上之平移力ρ·σ具有藉由直接作用於重心G之平 移力（F.a)與兩點G及C之距離而產生之力偶之2個作用。因 而’該等作用於目標位置p之加速度^為使 ar=F-a-cos0[l/M+ Lc-Lp/I]

=F-a-cos0[I+M-Lc-Lp]/IM am=ar，而使

F’kB-LB-LP/I=F.a[I+ M.LC.LP]/IM kB/a=[I+M-Lc-Lp]/M-LB-Lp= λ 其結果，如使1次慣性力之旋轉成分之大小（kB)為往返成 分之大小（σ)之λ倍，則可瞭解到上述假定，即於目標位置p 處可藉由平移力所產生之加速度、消除力偶所產生之加速 度am。於此λ為X=(F.kB)/(F.a)，係旋轉成分與往返成分之大 小之比。 103294.doc -15- 1303294 =上所述’則意味著如滿足以下3個條件則即可。 之 比^曲柄^之1次慣性力之旋轉成分與往返成分的大小 比成為上述λ。 最：Γ為最大（以及0)時用以消除其之往返成分亦為 :、〇)之方式’設定曲柄不均衡（錯錘）之相位。 成刀之力之方向與連結重心與目標位置之直線 線)垂直’並使該方向與力偶所產生之加速度％反 向。

(求出1次慣性力橢圓） 述條件之1次丨貝性力之橢圓可利用圖12(Α)所示之 非對稱曲柄平衡式（自曲柄平衡求出慣性力擴圓之式）而求 出"亥式由於§己載於例如日刊工業新聞社發行之「機械設 計」第8卷第9號第43至44頁中，故省略該說明，而僅利用 其結果。其結果’可求出上述式⑴)、(12)、(13)。於此， 式⑽之11係設想之慣性力之主軸方向，該設想之主軸方向 η與原來之主轴方而υ议& 罕由万Ox以及重心·目標位置方向（G_P線方向） 與汽虹軸方向之角度ψρ因存在ψρ+χ+η=90。之關係，因而 可得出式（14)。 再者，上述原來之主軸方向义係以汽缸軸方向為基準，並 於曲柄之旋轉方向取得有角度之慣性力之主軸方向。又， 叹想之慣性力之主軸方向”係以慣性力之設想之往返成分 (F σ)之方向為基準，並於與曲柄旋轉方向相反之方向上取 得有角度之慣性力之主軸方向。 (求出1次慣性力橢圓之長徑Α、短徑6及平衡器之大小 103294.doc -16 - 1303294 藉由上述非對稱曲柄平衡之式可得到式（15)、（15，）β又， 利用由非對稱曲柄平衡式所得之長徑A、短徑Β，丨次慣性 力之在返成分之大小σ為 a=kBA=C0Sr|/[C0ST1+ 2U〇s(p Μηη/[2λ“η(β-η)4ηη]。 根據疋義1次f貝性力之旋轉成分與平衡器之慣性力 大J相同。又旋轉成分（F.kB)與往返成分（F·㈡根據定義，其 係 λ=]ζΒ/σ、]<：Β=λ·σ 因而可藉由利用σ之式而獲得式（16)、（ΐ6,)。 為自如此所求得之1次慣性力橢圓之主軸方向X及主軸方 向之直么Α (長徑Α) ’求出曲柄平衡之方向㈠目位…及大小 ()使用圖12(B)所不之非對稱曲柄平衡之式（自慣性力擴 ^出曲柄平衡之式）即可。即將由式04)所求出之主軸方 向績由式⑽或（15|)所求出之長徑Α之值代人該非對稱曲 柄平衡之式，藉此求出曲柄平衡之大小卜 往平衡器之方向⑹，由於力偶為零時丨次慣性力之 广亦為零，因此如上所述以[當曲 性 朝向平衡器軸時，朝向曲柄 f貝性力 可。該平衡器方向〜可藉由”而：屮]之方式加以設定即 故而省略。 肖由^而求出L計算繁雜 曲柄軸中心與汽缸_心 時慣性力辇踗1 1里％曲柄力疋轉方向上偏移8 于厂貝广生力專將如以下⑴至⑻所示 連桿長 者r ·曲柄半徑、j ·· 103294.doc 1303294 (1) 1次慣性力之相位延遲τιτίαη^δ/ΐ) (2) 1次慣性力之振幅倍率ε:ε={1 + (δ/1)2}1/2 (3) 1次慣性力之長軸方向χ與並無偏移時通用 Χ=Χ〇=90°-(η+ ψΡ) (4) 1次慣性力橢圓之長徑a僅增大振幅倍率ε，並以 斯下 式表示。 [數9] Α = ε· Α0，卜—cosrl+X.cos (β-η) ι λ-sin (β—η)

cosn+24.cx)s (β-η)— *2.λ·sin (β-η) -δίπη (5) 曲柄平衡之方向（角度^僅變小相位延遲τ。 a=a〇-x=a〇-tan'1(5/l) (6) 平衡方向（角度）αΒ僅變大相位延遲τ。 ctB==aB〇+x=aB〇+tan'1(5/l) (7) 曲柄平衡之大小κ為以下之式。 [數 10] 尤一（A - ε) · cos/ 一（ A - ε) · cos/ cos (α〇 - j) cos (α—τ—/) 一 A-sin/ 一 A. sin/ sin (α0—;jf) sin (α—τ一/) 並以如下式表示。 (8)平衡器之大小kB僅變大振幅倍率ε [數 11] ΚΒ =ε·ΚΒ0 =ε--—CQST1- cos η+2 ·λ .cos (β—η) =ε__λιίηη_ 2ϋη (β—η) — sin” 【實施方式】 [第1實施形態] 圖 1係表示本發明第1實施形態之搭载有 附有平衡器之引 103294.doc -18- 1303294 Γ 型機車之整體構造之側視圖（以下稱為速克 達）。圖2係圖1所示之搭在有附有平衡器之引擎的速克達之 ，邊之放大側視圖。圖3至圖5係用以說明圖2所示之附 有平衡器之引擎之瞬間旋轉中心之配置方法之圖。 有至圖3,就本發明第1實施形態之搭在有附 !== 克達之結構加以說明。於搭載有附有 =之引擎！(以下稱為[引擎⑴之速克達2中，如圖⑽ 不，則叉4之轉向軸藉由前管3而得到支持，並可自由左右 =。於該前又4下端安裝有可旋轉之前輪5，而於上_ 向抽上端安裝有把手6。又，於前管3之前方設置有車蓋7。 達接有車架8之前端部分。該車_成為到 之:方為止，並包含上部框架8a與管狀下部框架 8b。该下部框架8b之前 P猎由螺栓9而固定於上部框架 由螺於ι、ιΐ= 11卩焊接有連結甩托架10。該連結用托架10藉 才而固定於上部框架8a。又，於下部框芊財，入 :並t圖示之托架，安裝有用以冷卻引擎!之散熱器12二 放熱器12中，安裝有冷卻水軟管 ' 結於管狀之下㈣㈣。 ’以冷卻水軟管㈣

箱==之上部框架以之中央部分下方安裝有燃料 相14 *於中央部分上方安裝有薄板B 置有用以存放安全帽之收納箱 4板下七权 設置為位於薄板15與前管3之間Γ )。又，將腳踏板16 又，於上述車架8之後部，以轴支持有 摇擺式引擎單元1(以下，簡單稱料擎υ。㈣擎⑽^ 103294.doc •19- 1303294 分配置有可旋轉之後輪17。該後輪17上方安裝有覆蓋後輪 17上方之擋泥板18。又，車架8之後端部與上述引擎丨之後 端部之間安裝有後坐墊19。又，於上述引擎1上方，安裝有 空氣清淨器20,而於該引擎i前部，安裝有與管狀之下部框 架8b後部相連之冷卻水軟管21。因而，散熱器12與引擎i 藉由包括冷卻水軟管13、管狀之下部框架扑以及冷卻水軟 管21之冷卻水路徑而連接。

上述引擎1之傳動箱In之上壁，如圖2所示，形成有樞軸 輪轂部lp，該輪轂部Ip介以樞軸la於車體8上受到支持並可 上下搖動。 又，上述引擎1中，配置有於汽缸軸線方向上可自由往返 運動之活塞if，於該活|lf上連結有活塞桿卜之較小端部， 而該活塞桿le之較大端部則介以曲柄銷ld連結於曲柄軸卜 之曲柄臂部。藉此’構成將活塞收往返運動變換為曲柄 軸lc之旋轉運動之曲柄器lb。 又，上述曲柄軸lct，以與該曲柄軸卜進行一體旋轉之 方式’設置有鉛錘（曲柄不平鉛錘量）lg。該錯錘1§配置於上 述曲柄銷id之相反側。如下所述，可藉由調整該錯鐘^之 大小及配置位置等，而調整該曲柄器^之卜欠慣性力之旋轉 成分及平移成分。 又，上述引擎1中，設置有用以抑制曲柄器lb所產生之振 動轴式平衡器ih。該平衡nlh具備平衡器軸以與該平 衡器軸1 i 一體旋轉之平衡錘lj。 於此’本實施形態中，將並不產生曲柄器丄…次慣性力 103294.doc -20- 1303294 F1 (參照圖3)及平衡器lh之慣性力μ (參照圖y所引起之振 動的瞬間旋轉中☆配置於樞軸u。目此，本實施形態中^ 由於樞軸la並上不產生曲柄器^之丨次慣性力n及平衡器 lh之慣性力F2所引起之振動，因而並未設置用以抑制㈣ la之振動向車架8傳遞之減振環。因而，本實施形態中，引 • 擎1之樞軸㈣直接受到車架8之支持而無需介以減振環。 又’本實施形態中，至於用以將瞬間旋轉中心配置於樞 轴la之方法將使用如下方法，其於應配置瞬間旋轉中心之 • 目標位置（樞軸1a)上，使藉由曲柄器Iki次慣性w及平衡 器lh之慣性力F2而產生之平移力所引起之加速度與藉由曲 柄器ibii次慣性力”及平衡器化之慣性力？2而產生之力 偶所引起之加速度相平衡（抵消）。 該情形下’於本實施形態中，為使曲柄器^之】次慣性力 F1及平衡fllh之慣性州產生平移力成分，而藉由調整鉛 鐘lg之位置及重量等，將曲柄器化之卜欠慣性力Fm向量表 *力時i個週期内執跡所描繪之形狀成為特定之擴圓形狀 之方式加以控制。又，藉由調整平衡錘lj之位置及重量等， 而將平衡器lh之慣性州以向量表示力W個週期内軌跡 所描緣之形狀成為特定大小之圓形之方式加以控制。 以下，就將上述瞬間旋轉中錢置於特定目標位置（框轴 la)附近之方法，參照圖2至圖5加以詳細說明。 首先，於本實施形態中’平衡器lh之平衡器軸u之軸中 心Ik如圖3所示，其相對於曲柄器^之曲柄轴^之軸中心 11，配置為與連結樞軸la之軸中心丨瓜與引擎丨之重心g之重 103294.doc -21 - 1303294 目才不位置直線Ll平行。又，平衡器ih之平衡器軸η之軸 中^ 1 k ’相對於曲柄器1 b之曲柄軸1 c之軸中心11，於自樞 軸la之軸中心lm朝向引擎丨之重心^之方向上以隔開特定間 隔之方式配置。 又，曲柄器lb之1次慣性力]^之橢圓S1之長徑，配置於連 接曲柄軸1〇之軸中心11與平衡器軸li之軸中心lk之曲柄.平 衡器直線£2上。又，構成為平衡器lh之慣性力F2之圓形S2 直徑大小與曲柄器1b之1次慣性力F1之橢圓S1之長徑大小 相等。又，構成為平衡器化之慣性力F2之方向與曲柄器讣 之1次慣性力F1之方向相反（逆相位）。 於此，眾所周知，如使曲柄器讣之丨次慣性力F1之橢圓si 之長軸與短軸之比率為長軸：短軸=A: (1-Α)，並使活塞“ (參照圖2)之往返運動質量所產生之慣性力為F[N]，則曲柄 器lb之1次慣性力17丨之橢圓S1長軸之半徑及短軸半徑將分 別為 AxF[N]及（l-A)xF[N]。 首先，導出曲柄器lb之1次慣性》F1之橢圓S1長軸與短軸 的比率A。該情形時，將與連結曲柄軸lc之軸中與平衡 器軸li之軸中心lk之曲柄·平衡器直線L2相平行之方向分別 設為E1方向及E2方向。又，將引擎丨之質量設為乂以幻，將 引擎1之慣性矩設為I[kg.m2]。又，將引之重心G至樞軸 la之軸中心lm為止之距離設為p[m]，將與通過引擎丨之重心 G之E1方向平行之直線L3至平衡器軸Η之軸中心lk為止之 距離設為b[m]，並將直線L3至曲柄軸1〇之軸中心丨丨為止之 距離設為c[m]。 103294.doc -22- 1303294 如圖3所示，如若相對於連結曲柄轴lc之轴中心丨丨與平衡 器軸li之軸中心lk之曲柄軸·平衡器直線L2,將曲柄器卟之j 次慣性力F1之角度設為0[rad]，則平衡器ih之慣性力F2之角 度為π+θ [rad]。此時，曲柄器次慣性力？1之以方向 成分F1E1&E2方向成分卩1以將分別為FlEi=(1_A)xFsin0 [N] 及FlE2=AxFC〇S0 [N]。又，平衡器lh之慣性力？2之^方向 成分F2E1&E2方向成分卩2£2將分別為F2E1=AxFsin (π+ Θ) [Ν]及 F2E2=AxFcos (π+ Θ)[Ν]。 又，本發明者認為可將樞軸1 a上之加速度分為Ε丨方向與 E2方向。首先考慮樞軸^上之以方向之加速度。 如將連結引擎1之重心G與樞軸ia之軸中心lm之重心·目 標位置直線L1至曲柄轴lc之軸中心u及平衡器軸u之軸中 心lk為止之距離設為1 [m]，則以樞軸la軸中心im處之重心 G為中心的力偶所產生之力矩，可以下式（丨）進行表示。 N=FlE2xl+F2E2xl+FlE1xc+F2E1xb =AxFcos0xl+AxFcos(7i+e)xl+(i_A)xFsin0xc+AxFsin (π+ 0)xb · · · · (1) 於此，由於cosh+0)=-cos0、sin(K+0)=-sin0故上式（1) 可以下式（2)進行表示。 N=AxFcosxl_AxFcos0xl + (l_A)xFsin0xc_AxFsin0xb ^==(l"A)xFsin0xc-AxFsin0xb · · · -(2) 又’如將於樞軸la之軸中心1111處之重心G設為中心之力 偶所產生之E1方向之加速度及角加速度設為&1 [m/s2]及 P[rad/s2]’則力偶所產生之E1方向上之加速度al及角加速度 103294.doc -23 - 1303294 β分別可以下式（3)及式（4)進行表示。 al=pxp. ---(3) β^Ν/Ι · · · · (4) 根據上述式（2)，上述式（4)可如下述式（5)進行表示。 P=={(l-A)xFsin0xc-AxFxsin0xb}/L· · · -(5) 根據上述式（3)及式（5)，E1方向之力偶所產生之加速度al 可如下述式（6)表示。 al=pxp =PX {(l-A)xFsin0xc-AxFxsin0xb}/I · · · -(6) 又，樞軸la之軸中心lm處之E1方向上之平移力所產生之 加速度a2可如下述式（7)表示。 a2=(FlE1+F2E1)/M ={(1-A)xFsin0+AxFsin〇+ Θ)}/Μ ={( 1 -A)xFsin0-AxFsin6}/M =(l-2A)xFsin0/M· · · -(7) 於此’為使樞軸1 a成為引擎1之瞬間旋轉中心，則必需藉 由使力偶所產生之加速度al與平移力所產生之加速度&2為 相反相反、且使之大小相同，而使E1方向上之力偶所產生 之加速度al與平移力所產生之加速度a2相互平衡（抵消）。 即’由於必需滿足al + a2 = 0’故根據上述式（6)及（7)可得下

al + a2=px {(l-A)xFsin0xc-AxFsin0xb}/I+(l-2A)xFsin0/M=O 將該式加以整理則可得到下式。

FsinG [px{(l-2A)xc-Axb}/I+(l-2A)/M] = 0 103294.doc -24- 1303294 此時，由於F关0，故可成為 sine[px {(i_A)xc-Axb} /Ι+(1_2Α)/Μ]=〇。 於此，sine关0時（於Θ关Ο、π之情形時），將滿足下式（8)。 Px((l-A)xc-Axb}/I+(1-2A)/M=0..... 藉由整理上述式（8)，而於將瞬間旋轉中心配置於樞軸i a 時’可導出表示曲柄器lb之1次慣性力F1之橢圓S1之長軸與 短軸之比率A的下式（9)。 A=(Mxpxc+I)/{Mxp(b+ c)+ 21}.....(9) 由於具有滿足上述式（9)之曲柄器1 b之1次慣性力f 1之橢 圓形狀之引擎1中，可將引擎1之瞬間旋轉中心配置於樞轴 la附近，因而於本實施形態之引擎1中，可抑制樞軸la之振 動。 又，當sin0 = O時（θ = 0、π之情形時）（參照圖4及圖5)，加速 度al及a2由於根據上述式（6)及（7)而分別為al=〇及a2=0因 此滿足al + a2 = 0。則於該情形時亦可抑制樞軸ia於Ei方向 上產生振動。 其次，針對樞軸la中E2方向上之加速度加以考慮。為使 樞軸1 a成為引擎1之瞬間旋轉中心，而必需藉由使樞軸1 &之 軸中心lm處E2方向上之力偶所產生之加速度a3[m/s2]與樞 軸la之軸中心lm處E2方向上之平移力所產生之加速度 a4[m/s2]為相反方向且大小相同，而使E2方向上之力偶所產 生之加速度a3與平移力所產生之加速度a4相平衡（抵消）。 即，必需滿足a3 + a4=0。於此，由於樞軸la軸中心lm處之 以重心G為中心之力偶的E2方向之成分為0，因此a3 = 0。 103294.doc -25- 1303294 又’ E2方向之平移力所產生之加速度a4可如下式（10)進行 表示。

a4==(FlE2+F2E2)/M -{AXFCOS9+ ΑχΡο〇8(π+ Θ)}/Μ = {AxFcos0-AxFcose}/M =〇.....(10) 藉此，由於滿足a3 + a4 = 〇，因此可抑制樞軸i &於E2方向 上產生振動。 如上所示，於曲柄器lb之1次慣性力ρ 1之橢圓s丨滿足上 述式（1)時，由於樞軸la將成為引擎丨之瞬間旋轉中心，因此 可抑制樞軸la產生振動。 再者，上述式（I)與上述式（15)、（15，）相同。即如圖3所示 實施例中，由於ΨΒ = 180。、β = 360〇·ΨΒ=180。、η = 90。，故 式（15]如下所示。成為： [數 12] 2λ +1 —/ + m.ld.lc ~2l7M^Lp(2Lc--LB7 —(M.p.c + I) Μ·ρ (b + c) +21 因而成為上述式（I)。於此，當使該A變形時，如同藉由 對比圖6與圖3而可知悉般，利用有Lp=p、Lc=c、“计 之關係。 本實施形態之速克達2中’如上述所示，對藉由曲柄㈣ 之1次慣性力F1及平衡㈣之慣性力？2而產生之平移力所 103294.doc -26- 1303294 產生之加速度，及藉由曲柄器113之1次慣性力F1及平衡器ih 之f貝性力F2而產生之力偶所產生之加速度加以調整，藉此 將引擎1之瞬間旋轉中心配置於樞軸la。因此，於配置有瞬 間旋轉中心之樞軸la之附近，由於可抑制產生起因於曲柄 器lb之1次慣性力1^及平衡器lh之慣性力卩2所產生之力偶 的振動，因此於樞軸la之附近可抑制起因於曲柄器“之^欠 慣性力F1及平衡器ih之慣性力！72所產生之力偶的振動。 藉此，則無需设置用以抑制樞軸1 a之振動傳遞至速克達2 之車架8等處之減振環。其結果，可削減構件件數，並且可 實現車體輕量化。於該情形時，由於可於車架8上堅固支持 引擎1 ’因而操縱穩定性可得到提高。 又，由於如將引擎1之瞬間旋轉中心配置於樞軸la以外之 特定目標位置上，則配置有瞬間旋轉中心之特定目標位置 之附近，將不會產生曲柄器^之丨次慣性》F1及平衡器化 之慣性力F2之力偶所引起之振動，因此可於任意位置（目標 位置）之附近，抑制曲柄器11}之丨次慣性力F1&平衡器h之 慣性力F2之力偶所引起之振動。 又’本實施形態中，由於於配置瞬間旋轉中心之樞軸h :，藉由將平移力所產生之加速度與力偶所產生之加速度 调整為相反方向且大小相同，而易於將瞬間旋轉中心配置 於樞軸la之附近’因而可易於於樞軸u之附近抑制起因於 力偶之振動。 又，於本實施形態中’由於以於向量表示力時“固週期内 軌跡所描繪之形狀為特定之„形狀（滿足上述式（9)之擴 103294.doc -27- 1303294 圓形狀）之方式，構成曲柄器lb之1次慣性力FI，藉此可藉 由與圓形之平衡器lh之慣性力F2相對之橢圓之曲柄器11}之 1次慣性力F1而產生平移力成分，因此可利用該平移力所產 生之加速度與力偶所產生之加速度，而易於將瞬間旋轉中 心配置於樞軸1 a之附近。 又’本實施形態中’將平衡器軸1 i之軸中心1 k配置為， 相對於曲柄軸lc之軸中心11，與連接樞軸“之軸中心丨瓜與 引擎1之重心G之重心·目標位置直線！^相平行，且於自樞軸 la之軸中心im朝向引擎i之重心〇的方向上隔開特定之間 隔’並且將曲柄器lb之1次慣性力F1之橢圓S1之長軸配置 為’與連接曲柄軸lc之軸中心11與平衡器軸u之軸中心lk 的曲柄器.平衡器直線L2相平行，並以向量表示力時1個週 期内執跡所描繪之·形狀成為圓形之方式，控制平衡器化之 慣性力F2，且使平衡器lh之慣性力F2之圓形S2之直徑大小 與曲柄器lb之1次慣性力F1之橢圓S1之長軸大小相同，藉此 於樞軸la之附近，可藉由以使平移力所產生之加速度與力 偶所產生之加速度為相反方向且大小相同之方式而控制曲 柄器lb之1次慣性力F1之橢圓形狀，而易於將瞬間旋轉中心 配置於樞軸la之附近。 又’於本實施形態中，由於藉由調整鉛錘lg而控制曲柄 器lb之1次慣性力F1之橢圓形狀，因而可藉由調整鉛錘lg 之位置及重量，而易於將曲柄器lb之1次慣性力F1之橢圓形 狀控制為特定之橢圓形狀。 又，本實施形態中，藉由使平衡器lh為1軸式之平衡器 103294.doc -28- 1303294 而於包合易於產生起因於力偶之振動的i軸式平衡器u 之料u，可易於抑制柩轴la附近之力偶所引起之振動。 一:二4明藉由本發明而設計引擎之設計裝置。圖9係表 ^亥以裝置概要之方塊圖，圖1()係表示其動作即演算順 序概念之圖’圖11係表示實際之演算順序之圖。圖10之順 序對應於如請求項16之設計步驟。又，圖u之順序對應於 如請求項17之順序。於圖9中，符號5〇係演算機構之計算機 ㈣，52係記憶演算程式之記憶體，54係輸入機構，％係 輸出機構。 根據本發明可藉由如請求項17之順序進行設計，因而將 用於忒α又汁中之式（n)至（16f)及非對稱曲柄平衡式預先記 憶至記憶體52中。並自輸人機構54，輸人設計中所必需之 諸疋素，即曲柄器C、平衡器B、重心G、目標位置P之配置、 其它如圖崎示之馗小^山〜〜及仏等。^。、 11之步驟S100)。 ’: 求出位於目標位置P之力偶之加速am (圖1〇中之步 驟s 10 2 )，進而求出與加速度a m相抵消之曲柄位置中的平移 力ar。（圖10中之步驟81〇4)。繼而，藉由合成該等心與&而 求出1次慣性力橢圓（圖10中之步驟S106)。 由於求出該1次慣性力橢圓等同於使用上述式（11)至（i6，） 而求出主軸方向x與長徑A，因此於實際演算中則藉由式 (14)、（15)而求出該等（圖11中之步驟S106A)。 如此般若1次慣性力橢圓可確定，則可使用非對稱曲柄平 衡式，而求出用以產生如此橢圓之曲柄不平衡之大小k及相 103294.doc -29- 1303294 I，二（圖i〇之步驟sl〇8 ’圖u之步驟s⑽a)。繼而最後求出 平衡器之相位（圖1〇、u中之步驟sll〇)。 由於該平衡器相位可藉由計算而求出，因而若使該計算 式預先圮憶至記憶體52中則藉此可求出平衡器相位。該計 • I最終等同於以1次慣性力朝向平衡器軸時平衡器之慣性 • 力朝向曲柄軸之方式確定平衡器相位（步驟Sll0)。再者， 於求出主軸方向X與長徑A時可同時計算平衡器之大小kB (步驟 S106A)。 鲁將由此而求知之演算結果輸出至輸出機構％(步驟 S112) 〇 於以上說明中，求出丨次慣性力橢圓後，再求出曲柄不平 衡之大小k與相位α，但該等計算順序並非僅限於此。例如， 亦可預先將式（11)至（16，）與非對稱曲柄平衡式一並記憶至 記憶體52中，並通過一次性計算進行所需之演算。於該情 形時，計算順序並無問題。又，由於平衡器相位亦可藉由 計算而確定，因而可將該計算式記憶至記憶體52中而進行 _演算。 [第2實施形態] 於上述第1實施形態中，說明有如下情形，藉由樞軸la 而以軸支持單元搖擺式引擎1之設置於傳動箱“上壁之樞 軸轂部lp ’且其可上下自由搖動，並將瞬間旋轉中心配置 於該樞軸轂軸la上。 然而，於本發明中，瞬間旋轉中心進而樞軸之配置位置 並非僅限於上述第1實施形態之位置，而可加以自由設定。 103294.doc -30- 1303294 圖13至圖15係說明傳動箱下側配置有樞軸之第2實施形 態之圖。於圖13中，於傳動箱ln之下緣前部形成有柩軸轂 部Ip’，該枢轴轂部lp’藉由介以樞軸la而固定於車架構件8b 之懸掛托架8c而得到支持且可上下搖動。 於本實施形悲中，以使與曲柄器i !^之i次慣性力相關之瞬 間旋轉中心位於上述柩軸1&上之方式，調整曲柄器lb之鉛 錘及平衡器1 h之平衡錘之大小或位置。 另一方面，上述曲柄器lb中，藉由曲柄軸lc旋轉而產生2 次慣性力，並藉由該2次慣性力而產生振動。其中，與上述 1次慣性力所產生之振動相比，該2次慣性力F所產生之振動 之大小為可允許者，因而上述第丨實施形態中並未採用針對 2次慣性力所產生之振動之對策。 於該第2實施形態中，為更加確實滿足近年來強烈追求提 高速克達2之舒適性之要求，而針對上述2次慣性力所產生 之振動亦採取有措施。 即，本發明第2實施形態中，藉由將樞軸la作為有關工次 慣性力之瞬間旋轉中心而抑制該丨次慣性力所產生之振 動，该柩軸la係支持形成於上述傳動箱化下緣前部之柩軸 轂部lp1進而，藉由彈性構件製成之套筒22減輕通過2次慣性 力而傳遞至上述樞軸la之振動釋放至外部。 上述套筒22係將橡膠等彈性構件22c燒結固定於金屬製 之内筒22a與外筒22b之間者。其後，於上述彈性構件22〇中 形成有一對穿孔22d、22d。該套筒22以上述穿孔22d、22d 之配置方向與後述之2次慣性力所產生之加速度&的方向一 103294.doc -31- 1303294 致之方式插入至上述樞軸穀部丨卩，與樞轴丨&之間。藉此，上 述加速度a方向之彈性力將小於其它方向之彈性。 於此，可求出藉由上述曲柄器lb中2次慣性力F而作用於 樞轴la部分之加速度&。 百先，於模式性表示上述曲柄器lb之圖14中，使瓜产往返 貝里、r-曲柄半徑、ω=曲柄角速度、曲柄相位、^連環 比（p/r)、Ρ=連桿長度、卜慣性矩、Μ=引擎質量。 又圖13中，使卜2次慣性力、a=藉由2次慣性力而作用 於樞轴la之加速度、§=自汽缸軸線C至引擎重心G為止之距 離、h=自引擎重心G至有關2次慣性力之瞬間旋轉中心^為 止之距離、n=自上述瞬間旋轉中心D至樞軸“為止之距 離、j-自引擎重心G至樞軸ia為止之距離、三角形la G D 之頂角、β=圍繞上述瞬間旋轉中心D旋轉之角速度。 上述加速度a可藉由以下之式（17)而求出。 a=nxp· ---(17) 又，上述2次慣性力F等可藉由以下之式而求出。 F=mrxrxco2xcos(2e)/X，

P=F x g/I n^L^xhhjhxcos^)]1’2 h=I/(Mxg) 本發明第2實施形態中，於樞軸i &或其附近以平移力所產 生之加速度與力偶所產生之加速度方向相反、且大小相同 之方式，控制曲柄器lb之1次慣性力ρ丨之橢圓形及平衡器lh 之慣性力F2之圓形。藉此’將抑制曲柄器丨b之1次慣性力所 103294.doc -32- 1303294 產生之振動自樞軸la傳遞至車架8。 又，於上述樞軸la與柩軸轂部lp，之間，或柩軸“與托架 8c之間藉由插入上述套筒22’可減小上述2次慣性力所產生

之加速度進而減輕振動’且可確保支持引“之車體所必需 之強度，確保行駛安定性。

於此，上述2次慣性W與汽缸軸線c—致，又上述加速度 a’與汽缸軸線C進而與加速度3之方向大致相同。因此，上 述套筒22設置為上述彈性力較小之方向朝向與汽缸轴線c 大致相同之方向。再者’於圖13中，加速度a相對汽虹軸線 C形成相對較大之角度，此係取決於作圖時之情形者。即， 與2次慣性力有關之瞬間旋轉“ D距離汽㈣線c越遠則 上述加速度a越靠近汽紅軸線c之方向，而圖13中，由於圖 紙大小之限制，不得不將該瞬間旋轉中心d繪制於較之實際 ㈣大幅接近汽紅轴線C之位置，其結果，使得加速度&與 汽缸軸線C如上所述以相對較大之角度交又。 [第3實施形態] 上述第2實施形態中，作為防振構件，對採用有使彈性力 強度具有方向性之套筒之情形作有說明，但本發明之防振 構件亦可㈣各種變形例。圖16係m明採用減振環作 為防振構件之第3實施形態之圖，與圖13中相同之符號表示 同一部分或與之相當之部分。 固定於車架構件外之把架8d中，介以軸承37a與包含彈性 構件之女#套⑻几’安裝有構成防振構件之鍵板π。安裝 套筒37b係於彈性力之強度上並無方向性之常用者，例如圖 103294.doc -33- 1303294 15所示之套筒22中，可採用並無穿孔22(1者。因而上述鏈板 37將藉由套筒22之彈性力朝向其中立位置（套筒22之軸心） 受到施力。如此，上述鏈板37可以軸承37a為中心，並對應 安^套筒37b之彈性變形量而旋轉。繼而藉由上述鍵㈣ 之前端部分並介以柩軸13，引擎丨受到支持且可上下搖動。 於本發明第3實施形態中，上述2次慣性力所產生之加速 度a之方向與汽缸軸線c之方向大致相同。此與上述第2實施 形態相同。其次，上述鏈板37構成為上述加速度&之方向與 以軸承37a為中心之樞軸la之旋轉方向一致。 因而，本發明第3實施形態中，由於相對於2次慣性力所 產生之加速度a，鏈板37處於以軸承37a為中心之安裝套筒 37b之彈性變形範圍内，且可準確旋轉，因此可更加確切防 止2次慣性力所產生之振動傳遞至外部。 又，由於上述鏈板37僅允許以上述軸承37a為中心之旋 轉，亚阻止朝向其它方向移動，因而可確實進行引擎1之支 持，故可提高行駛穩定性。 再者，於上述第3實施形態中，藉由套筒22對鏈板P向其 中立位置施力，但本發明中，亦可藉由套筒以外之構件如 彈簧構件對鏈板向中立位置施力。 [第4實施形態] 上述第1至第3實施形態中說明有支持引擎丨且使其可相 對車架圍繞柩軸搖動之示例。本發明亦可適用於將引擎固 定搭载於車架之情形中。 於該圖 圖17係用以說明本發明第3實施形態之模式圖 103294.doc -34 - 1303294 中，與圖1至圖16中相同之符號表示同一部分或與之相當之 部分。 與本實施形態相關之機車30係具有固定架型車架3丨。前 叉4受到形成於該車架31前端之前管31a之支持且可左右轉 向，又，後臂32介以樞軸33受到形成於後部之後臂托架部 3 lb之支持且可上下搖動。於該後臂32之後端部後輪Η軸受 到支持。 繼而，於上述車架31之中央部搭載有¥型2汽缸引擎M。 ♦該引擎34中，插入配置於前、後汽缸體34a、糾内之前、 後活塞介以前、後連桿而連結於曲柄轴之共通曲柄銷上。 再者，本實施形態中乂型2汽缸引擎之情形時，2次慣性力F 將通過曲柄軸而作用至使Μ組二等分之直線方向或垂直 於該方向之方向上，因而認為該二等分線為汽缸軸線C。 上述引擎34將介以形成於車架31之複數個懸掛托架部 3k而直接固定於該車架部31，即無需插入彈性構件。即， 本發明之第3實施形態中，引擎 #體而作A⑽π 心34與車以將結合成！個剛 向作為整體。因而，木膏 ^ ^ ^ /，考慮到曲柄器所產 生振動#之情形時引擎質署Μ盔 社人少“ 里Μ為將引擎34及與其經體 結合之車架31之質量進行累加者。 又*於上述車架31下部左、右，固定有騎車者放置腳的 二::踏板…於該聊踏板35中，安裝有包含用以吸收 振動之橡膠等彈性構材之減震器3 實施形態相同，構成為m ，咸震益36與上述第2 h的方^ 柄_之2次慣性力所產生之加速 度a的方向上之彈性 ^ /、匕方向上之彈性力。再者，本 103294.doc -35- 1303294 發明弟;3實施形態之加速度 ^ ^ ^ 又了藉由與上述第2實施形態之 加速度a相同之式子而求出。 =發明之第4實施形態中，至於配置以曲柄器所產生之】 二人t貝性力為基準之瞬間旋轉中心的目標位置，將選擇上述 腳踏板35。即’以上述腳踏板35成為曲柄器【…次慣性力 職生之瞬間旋轉中心之方式，調整曲柄器之錯鐘及平衡 盗之平衡錘之大小或位置。因而，於腳踏板〜戈腳踏板h 之附近處，以上述平移力所吝& 夕刀所產生之加速度與力偶所產生之 加速度方向相反、且大小相同之方式，對曲柄器次慣 性力Fk橢圓形及平衡器之慣性力打之圓形加以控制。藉 此’可抑制曲柄IIU次慣性力所產生之振動傳遞至車年。 進而，於本發明之第4實施形態中，為抑制因2次慣性力 而使上述腳踏板35所產生之振動傳遞至騎車者，而於腳踏 板34上裝有減震器36。繼而由於減震器刊構成為使上述2 人丨貝性力所產生之加速度&的方向上之彈性力小於比其它 方向之彈性力，因而可抑制2次慣性力所產生之振動傳遞至 騎車者。 再者，上述第1至第4實施形態於所有方面上均為示例而 並無限制。本發明之技術性範圍並非上述實施形態之說 明’其基於專利申請範圍而進行賴，進而包含於與專利 申明範圍專同之意思及範圍内所有之變更。 例如，上述實施形態中揭示有以速克達型機車及V型引 擎直接連結於車架之例作為機車之—例。但本發明之適用 範圍不僅限於此’如其係具備付有平衡器之引擎之機車， 103294.doc -36- 1303294 則亦可較好適用於上述機車以外之機車。 又，上述實施形態揭示有於機車中安裝有付有平衡器之 引擎之示例。但本發明不僅限於此，亦可於其它之交通工 具、機械及裝置等中安裝附有平衡器之引擎。 又，上述實施形態中，揭示有將引擎之瞬間旋轉中心配 置於樞軸、腳踏板附近之例。但本發明不僅限於此，亦口 將引擎之瞬間旋轉中心配置於其它部分。 又，上述實施形態中’揭示有將平衡器軸相對曲柄軸配 置於自枢軸朝向引擎重心之方向上，並且將曲柄器之i次十· 性力之橢圓長軸實質上配置為平行於連結曲柄轴與平衡= 轴之直線之示例，但本明不僅限於此，亦可相對曲柄^ 平衡器轴配置於自引擎重心朝向樞轴之方向上。該情形， 若將曲柄之1次慣性力之橢圓短軸配置為實質上連 結曲柄軸與平衡器軸之直線。 又，上述實施形態揭示有如 不例’該示例藉由將瞬間 方疋轉中心配置於樞軸斤， 啊门 之振動傳遞至速克達之車架 （枢軸） 此，即#將睡鉍+ 減振衣。但本發明不僅限於 此即使㈣間旋轉中心配 環設置於引擎之柩轴與車心：附近時’亦可將減振 【圖式簡單說明】 圖1係本發明第1實施形離 速克達型機車之側視圖。^合載有附有平衡器之引擎的 圖2係上述附有平衡器之5丨擎之側視圖。 圖3係用以說明上述 有'f衡器之引擎之瞬間旋轉中心 103294.doc -37 - 1303294 的配置方法之圖。 圖4係用以說明上述附有平 4 πτ ’十衡态之引擎之瞬間旋轉中心 的配置方法之圖。 圖5係用以說明上述附有平衡器之引擎之瞬間旋轉中心 的配置方法之圖。 圖6係用以說明各點之位置關係與1次慣性力擴圓之圖。 圖7係用以說明由力偶所產生之加速度之圖。 圖8係用以說明丨次慣性力之往.返成分所產生之加速度之

圖。 圖9係表示本發明之設計裝置的示例之方塊圖。 圖10係表示本發明之設計順序的概要之圖。 圖11係表示本發明之實際設計順序之圖。 圖12(A)、（B)係表示非對稱曲柄平衡之式之圖。 圖13係表示本發明第2實施形態之附有平衡器之引擎的 搭載狀態之模式側視圖。 圖14係表示上述引擎之曲柄器之模式圖。 圖15係表示上述引擎之套筒之模式圖。 圖16係表示本發明第3實施形態之附有平衡器 ^ I -ap 6ί] 搭載狀態之模式側視圖。 圖17係表示本發明第4實施形態之附有平衡器之 ^ 搭載狀態之模式侧視圖。 擎的 【主要元件符號說明】 1 ， 34 引擎 la 樞軸（目標位置） 103294.doc -38 - 1303294 lb 曲柄器 1 c 曲柄軸 ig lh li 22 34

36 FI F2 LI L2 錯錘 平衡器 平衡器軸 套筒（防振構件） 腳踏板（目標位置） 防振構件 曲柄器之1次慣性力 平衡器之慣性力 重心·目標位置直線 曲柄·平衡器直線

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Claims (2)

1. eI303ff412j67 號專辦請· 兮請專利範圍替換本(97年7月） Em 十、申請專利範圍： I =有平衡器之引擎’其特徵在於:其具有曲柄器: 由調ΙΓ制上述t柄11所產生之振動之平衡器，且藉 力所Γ上述曲柄""之1次慣性力及上述平衡11之慣性 力所產生之平移力所引起之加速度，以及由上述曲柄哭 之上述1次慣性力及上述平衡器之上述慣性力所產生之 :偶所引起之加速度，而將引擎之瞬間旋轉中心配置於 特定目標位置附近。 2·如請求们之附有平衡器之引擎，其中上述平移力所產生 =度與上述力偶所產生之加速度，於配置上述瞬間 疋 〜之上述特定目標位置附近，調整為實質上方向 相反、且實質上大小相同。 、、 。 3. 如項2之附有平衡器之引擎，其中上述曲柄器之上述 1次慣性力於向量表示力時’ 1週期内轨跡所描繪之形狀 為特定之橢圓形。 4. 如凊求項3之附有平衡器之引擎’其中上述曲柄器包含曲 柄軸， 上述平衡器包含平衡器軸， 上述平衡器軸配置為連結該平衡器軸及上述曲柄軸之 曲柄·平衡器直線與連結上述引擎重心及上述特定目標位 置之重心·目標位置直線平行， 上述曲柄器之上述丨次慣性力之橢圓長軸配置為與上 述平衡器·曲柄直線實質上平行， 上述平衡器之上述慣性力於向量表示力時，1週期内執 103294-970725.doc 1303294 跡所騎之形狀為實質上圓形，^… 叫上述平衡器之上述慣性力之圓形直徑大小與上述曲柄 »。之上述1次慣性力之上述橢圓長軸大小實質 5·如請求項3之糾女、Τ/ 、相寻0 含錯錘，'而Λ 引擎’其中上述曲柄器進而包 〇 上述曲柄器所產生之上述1次慣性力之上 圓形至少可藉由調整上述鉛錘而加以控制。
2. 6. HU項4之附有平衡器之引擎，其中上述曲柄器進而包 而上述曲柄器所產生之上述丨次慣性力之上 圓形至少可藉由調整上述船錘而加以控制。 g 7. 如請求項⑴之任一項之附有平衡 含用以支持上述引擎之樞轴， 八進而包 述引擎之上述瞬間旋轉中心的上述特定目標位 置為上迷插轴。 8·如凊求項1至6之任一項之附有平衡器之引擎，其中上 平衡裔為1軸式平衡器。 9·如請求項7之附有平衡器 式平衡器。 引擎其中上述平衡器為〗軸 10· 一種附有平衡器之引擎，其特徵在於： 其包含含有曲柄軸之曲柄器，及 含有平衡器軸之平衡器， =述曲柄軸之旋轉所產生之i次慣性力包 疋且旋轉之旋轉成分， U 及方向固定且伴隨上述曲柄輪之旋轉大小會產生變化 之+移成分，且，由上述曲柄轴之旋轉所產生之卜大慣性 103294-970725.doc 1303294

   力之旋轉成分與由上述平衡器軸之旋轉所mm 保持平衡後而產生之力偶所引起之加速度，與上述曲柄 軸之1次慣性力之平移成分所產生之加速度於特定目標 位置上，方向係彼此實質上相反，且大小實質上相同。 ㈣求項1G之附有平衡器之引擎，其中由上述曲柄轴之 旋轉所產生之i次慣性力之旋轉成分與平移成分之大小 比λ為 λ=[Ι+ M-Lp-Lc]/[M-Lp-LB] (其中，M為引擎質量，1為慣性矩，LP為目標位置與重 心之距離，LB為曲柄軸與平衡器軸之軸間距離，k為重 心·目標位置方向之曲柄軸與重心間之距離）， 、㈣柄15之1次慣性力相位設定為上述旋轉成分 ”上述平衡裔之&性力保持平衡後所產生之力偶為最大 日曰夺平移成分亦為最大，且該力偶為最小時平移成分亦為 最小， 、且，上述曲柄器之1次慣性力之平移成分方向設定為婆 連、、、。引擎重心與目標位置之重心·目標位置直線垂直。 12·如請求項U之附有平衡器之料，其巾上述曲柄器之U I貝性力之向量執跡為橢圓。 13.如請求項12之附有平衡器之引擎，其中以汽虹軸、線為基 準並取曲柄軸旋轉方向之上述橢圓之主軸方向角度X、長 徑A滿足[數1] : ^ 103294-970725.doc 1303294 β = 360° - ψΒ 2 · λ · sinp 1 + 2 · λ · cosp

   χ==90°-(η + ψΡ) A — cos” + λ · cos(p - η) cos” + 2 · λ · cos(p — η) (其中，ΨΒ係以重心·曰姆 ^ 置方向為基準之曲柄·平衡 為方向角度，ΨΡ係以重心·曰挪/ ^ 董^目標位置方向為基準之汽缸軸 線方向角度）。 14·如請求項13之附有平衡 括 衡益之引擎’其中設置於以汽缸軸 線方向為基準之上述曲柄軸 釉之曲柄不平衡（鉛錘）之方向 A A — 1 角度α於上止點時滿足[數2 ] · = X+tan" • tanx 15.如請求項13之附有平衡器之引擎，其中上述曲柄不平衡 之大小K滿足[數3] ·· 、 k— Asinx —(A 一 ΐ)〇08χ sin (α-χ) cos(a一χ) 之慣 方向 16.如請求項11之附有平衡器之引擎，其中上述平衡器 性力方向於上述曲柄器之丨次慣性力朝向平衡器軸 時朝向曲柄軸方向。 17.如請求項16之附有平衡器之引擎，其包含平衡器 口口 以平行於汽缸軸之方向為基準之上述平衡器之慣性力方 向角度〇tB於上止點時滿足[數4]: cos(aB + ψ F +90°)= 一-— sin(a+ ψρ) sin(aB +% +90。) = ^^〇如±^)—士-心 sin(a+b)] kB^ + cos^) 103294-970725.doc 1303294 18.如請求項16之附有平衡器之引擎，其中上述平衡器之慣 性力大小kB滿足[數5]: kt λ·cos η cos” +2. λ · cos((3—η) — λ · sin/7 2ϋη (β—η) —sin” 0 19.如請求項ι〇之附有平衡器之引擎，其係車輛用引擎，且 將目標位置設於引擎支持點附近。 20·如請求項19之附有平衡器之引擎，其係搭載於具有單天 搖擺式動力單兀之速克達型車輛之引擎，且將目桿位置 設於將動力單元支承於車架且可自由搖動之拖轴^。 •如請求項20之附有平衡器之引擎，其中曲柄平衡 與重心·目標位置直線平行，且使目標位置位於曲柄轴之 上方或下方。 22.如請求項1()之附有平衡器之引擎，其係固定有腳踏板之 機車用之引擎，並使目標位置位於腳踏板附近。 2 3 ·如睛求項1 〇之附有平衡哭 力卞銜為之引擎，其中上述平衡器包含 相對曲柄軸等速反轉之平衡器軸。 24·如請求項10之附有平衡器之引擎，其_上述平衡器包含 相對曲柄轴以等速旋轉於相同方向上之平衡器軸。 25. 一種附有平衡器之引擎，其特徵為： 其包含曲柄器及用以抑制上述曲柄器 平衡器， 傲助之 並藉由調整因上述曲彡 上疋曲柄裔之1次慣性力及上述 之慣性力所產生之早孩士 ^ ^ 力所引起之加速度，及因上述曲 103294-970725.doc 丨織:

   1303294 柄器之上述i次慣性力及上述平衡器 生之力偶所引起之加速度，而將引擎之瞬間旋轉中心配 置於特定目標位置附近， 且設有為減低上述曲柄器之2次慣性力所產生之振動 自上述目標位置傳遞至外部之防振構件。 &如請求項25之附有平衡器之引擎，其中上述目標位置為 可上下搖動地支持引擎之樞軸’而上述防振構件為彈性 構件製成之套筒，料性構件製叙套筒構成為藉由上 述2次慣性力而作用於上述樞軸之加速度主方向上之彈 性力小於其它方向上之彈性力，且該套筒配 軸上。 27·如請求項25之附有平衡器之引擎，其中上述目標位置為 ί持引擎可上下搖動之樞軸，上述防振構件介以軸承而 女裝於車架上，且由中立位置上受到施力之環狀構件所 構成’並且引擎藉由該環狀構件並介以上述樞軸而得到 支持且可上下搖動’以上述軸承為中心之樞軸之移動方 向與藉由上述2次慣性力而作用於上述樞軸上之加速度 主方向大致一致。 28.如請求項25之附有平衡器之引擎，其中上述目標位置為 騎車人放置腳之腳踏拓，μ、+ ” ^ 腳踏板上述防振構件為減震器，該減 展'構成為藉由上述2次慣性力而作用於上述腳踏板之 加速度主方向上之彈性六 … Μ力小於其他方向上之彈性力，且 该減震器安裝於上述腳踏板上。 103294-970725.doc