JPS5854296B2 - 単気筒エンジン用振動減少装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （公報頁に欠損が有ります） とを簡単なベルト駆動の方法で行なうことができる。

設置手段は、エンジンをエンジンシリンダーの軸線方向
にエンジンを移動できるように支持台に据え付けるが、
２つのプーリーの軸心間距離に変化はなく、従ってベル
ト駆動はエンジンの移動によって影響されない。

このエンジンの触れる幅は次の関係式によって決められ
、その結果はきわめて小さい。

例えばチェーンソー用のエンジンでは、エンジンシリン
ダーの軸線方向へのエンジンの移動は、０．０３インチ
の単位である。

連結リンクを比較的長（選ぶことによって、そのリンク
の移動端の弧の動きは、はぼ直線の動きにすることがで
きる。

ピストンがその行程の中間にあるとき、エンジンの質量
中心はほぼクランクシャフトの軸線上にある。

質量中心がこの位置にあるので、エンジンによる振動は
トルク変動によるいかなる付加的な振動荷重を負荷する
ことなくクランクシャフトの軸受の回りを回転する。

クランクシャフトの軸上に質量中心位置を決めるには、
標準の付属部材、例えば天下モジュール等のいくつかを
選抜的に配置するか、またはバラストを加える等、適当
にエンジンの釣り合いを取ることによって行なわれる。

ねじれマウントは、囲い枠または支持台からエンジンの
ねじれ振動を隔離するために適切に備えられている。

エンジンを支持台に据え付ける設置手段＋３クランクシ
ヤフトと支持台に回転自在に取り付けられたスタブシャ
フトとによって定められる平面がエンジンのシリンダー
の軸線にほぼ直角をなす中立位置（荷重下において）ま
でかたよらされている。

このかたよりは、一端がエンジンに、他端が支持台に各
々連結されたバネ板による連結リンクを用いて設置手段
を構成することにより都合よく行われる。

エンジンシリンダーの軸線方向へのエンジンの振動によ
る移動は、従って連結リンクの柔軟性によって可能にな
る。

その結果、設置手段を中立位置にもどすための付加的な
弾性手段は必要としない。

好ましくは連結リンクは、エンジンを支持するための平
行四辺形の設置手段を構成するように配置されている。

従って本発明による装置は、クランクシャフトへまたは
クランクシャフトから動力を伝達し、エンジンの振動を
エンジン用の支持台または囲い枠から効果的に隔離する
簡単で低価格の実用的手段を備えている。

エンジンへまたはエンジンからの動力を伝達する際、速
度の減少または増加は、２つのプーリーの大きさを適当
に選ぶことによって都合よく行われる。

本発明による振動減少装置は、以下の例のような多（の
ものに適切に応用できる。

１、チェーンソーおよび手で保持する他の動力駆動工具
、 ２、自動車用および空調用、冷凍機用等の単気筒コンプ
レッサー、 ３、人が乗れる芝刈り機を含む芝刈り機、スノーモービ
ル、庭園用トラクターおよび小さな装置および乗り物等
。

一般に、本発明による振動減少装置は、単気筒エンジン
またはコンプレッサーが使用されるところはどこでも応
用できる。

本願発明による振動減少装置は、図面に示されているよ
うに、パワーヘッド１に取り付けた案内バー３に沿って
動く切断チェーン２を駆動するパワーヘッドからなるチ
ェーンソーの中に組み込まれている。

動力は、エンジンのための支持台５および容器を形成す
る囲い枠１７の中に据え付けられた単気筒内燃エンジン
４によって供給される。

支持台５は燃料タンク６、オイルタンク１１工アーフイ
ルター８用区画室およびエンジンに燃料・空気混合物を
供給するキャブレター用エアーボックス９を有している
（第２図参照）。

また、支持台５は幅の広い管状の罰ハンドル１０および
チェーンソーを持って操作するための後ハンドル１１を
備えている。

これらのハンドル１０，１１は囲い枠１７に一体的に固
着されている。

後・・ンドル１１は、エンジンに燃料を供給しその結果
エンジンの速度を調整するための引金１２と引金錠１３
を備えている。

囲い枠１７は、ハンドル１６によって操作されるスター
ター１５のための区画室１４を備えている（第３図参照
）。

支持腕金１８は、第１図および第２図に示すように、４
個の振動インシュレータ１９によって支持台５０片側に
取り付けられている。

各インシュレータ１９は、支持台５に備えられたカップ
型穴２２に中に接着されたゴムまたは他の適当な弾性材
刺体２１と、その中に支持腕金１８の孔を通って挿入さ
れるボルト２０とからなる。

案内バー３は２本のボルト２３によって支持腕金１８に
取り付けられており、またボルト２３は駆動ケースカバ
ー２４に固着されている。

ボルト２０を用いたインシュレータ１９は、支持腕金１
８と案内バー３を堅固に支持しており、その結果チェー
ンソーを使用する際、案内バー３の操作は作業者によっ
て十分に調整可能であるのに対し、案内バー３に発生し
た振動が支持台５から隔離されるとともに、チェーンソ
ーを握るバンドル１０および１１からも隔離されている
。

エンジン４は、シリンダー２５とクランクケース２６を
有する単気筒２サイクル内燃エンジンとして図示されて
いる（第３図ないし第６図参照）。

シリンダー２５内で往復動するピストン２１は、連結棒
２８によって、クランクケース２６内の適当なベアリン
グによって回転可能に支持されたクランクシャフト２９
と連結されている。

クランクシャフト２９は、クランクケース２６の反対側
から伸びている。

クランクシャフト２９の一端側にははずみ車としてかつ
またエンジン用冷却ファンとして働くローター３０が取
り付けられており、反対側の端部にはスタータ１５が連
結されている。

ローター３０はまた点火モジュール３２と協働する永久
磁石３１を有しており、点火モジュール３２は、絶縁線
３３によってシリンダーヘッドに取り付けられかつエン
ジン４に点火を与える点火プラグ３４に連結されている
。

消音器３５は、排気管３６によってエンジン４の排気部
と結合している。

クランクシャフト２９およびそれとともに回転する部材
の回転慣性力が完全に除去されるように、クランクシャ
フト２９に取り付けられた釣合重り３７がクランクシャ
フト２９のバランスを取っている。

しかしながら、回転慣性力だけが釣合っているだけで、
ピストン２７およびそれとともに往復運動する部材の往
復運動慣性力はアンバランスのままであり、その結果シ
リンダー２５の軸方向にエンジン４の往復運動を生じる
。

エンジン４は、ピストン２７がその行程の中間にあると
き、エンジン４の質量中心がほぼクランクシャフト２９
の軸の部分に位置するように、設計されている。

これは、エンジン部材を適当に配置することにより、か
つまたシリンダー２５と反対側のクランクケース２６に
付属品の点火モジュール３２を取り付けることにより行
われる。

もし必要なら所望の釣合いをなしとげるために適当なバ
ラストを付加してもよい。

エンジン４の質量中心がほぼクランクシャフト２９の軸
の部分に位置しているため、トルクがどんなに変化して
も、エンジン４は付加振動荷重を負うことなく、クラン
クシャフト２９はその軸の回りを回転する。

本発明によるとエンジン４は、支持台５をエンジンのね
じれ振動から、かつまたピストン２７およびそれととも
に動く部材の往復運動によって生じる往復運動慣性力か
ら隔離するように支持台５に据え付けられている。

エンジン４は、エンジンシリンダー２５のほぼ軸方向に
動くことを可能にするように据え付けられており、横方
向の動きを抑制する。

第４図ないし第５図に示されているよ５Ｋ、エンジンマ
ウントは、クランクシャフト２９と同心のねじれ振動イ
ンシュレータと、一端がエンジン４に、他端が支持台５
に各々結合された設置手段４０とからなる。

さらに、シリンダー２５の軸が設置手段４０に対してほ
ぼ直角になる中立位置までエンジン４をかたよらせるた
めの手段が備えられている。

このかたよらせ手段は、連結リンク４３として板バネを
使用することによって設置手段４０に都合よく統合され
ている。

エンジンを支える設置手段４０は、図示されているよう
に、上部の第１ねじれマウント４１．下部の第２ねじれ
マウント４２および連結リンク４３からなる。

「上部」および「下部」の語句は図面に示されているね
じれマウントを固定するための便宜的手段として使用さ
れているのであり、エンジン４またはその設置手段４０
の方向を限定する意味ではない。

一方他の種類のねじれマウント、例えば、機械的バネね
じれマウントも使用できるし、好ましくは弾性取り付は
手段を使用することも考えられる。

第３図ないし第５図に示されているように、第１ねじれ
マウント４１は、クランクシャフト２９の軸とともに同
心的にクランクケース２６の反対ルトも所望により使用
できる。

あるいは、クランクシャフト２９と、スタブシャフト５
８は別の方法で、例えばギヤによって互いに連結するこ
ともできる。

スタブシャフト５８は、第２ねじれマウント４２と同心
である。

従って、設置手段によって可能にされたようなエンジン
４の動きは、２つのプーリー５５，５７０軸心間距離に
なにも変化を生じさせない。

案内バー３の上を動く切断チェーン２は、スタフシャフ
ト５８の上で回転するスプロケット６０によって駆動さ
れ、エンジン速度が選ばれた臨界値を越えるとき、スタ
ブシャフト５８の外側端部に取り付けられた遠心クラッ
チ６１によってスタブシャフト５８と連結される。

連結リンク４３として使用された板バネは、その固有の
弾力性のために、エンジン４を支えているほぼ平行四辺
形の設置手段４０の連結リンクとして働くだけでなく、
選ばれた中立位置へエンジン４を傾斜させるバネとして
も働く。

また、エンジン４が囲い枠１７の中に据え付けられてい
ることによって、設置手段に関するエンジン４の方向と
該板バネのかたより弾性定数とは、エンジン４が通常の
負荷で動いているとき、シリンダー２５の軸がクランク
シャフト２９とスタブシャフト５８の間を延びる平面に
対してほぼ直角をなすように選ばれる。

このため、ピストン２７およびそれとともに動（連結棒
２８の往復運動によって生じた軸線上の振動力は、支持
台５に伝わらない。

また、板バネ４３０弾性定数は、エンジン４がシリンダ
ー２５の軸方向に動くため、比較的自由になるように選
ばれる。

しかしながら、この動きの振幅は実際にはきわめて小さ
く、例えば０．０３インチの単位である。

支持台５は、また、トルク変化に対応してクランクシャ
フト２９の軸の回りにエンジン４の調整された角運動を
させる第１ねじれマウント４１により、ねじれ振動から
隔離されている。

エンジン４の質量中心はクランクシャフト２９の軸、す
なわち第１ねじれマウント４１の軸とほぼ一致するので
、エンジン４のこの角運動は本装置にどのような付加的
な振動荷重も付加しない。

さらに本発明の振動減少装置によって、動力伝導はもは
や問題ではない。

チェーン駆動用スプロケット６０を回転可能に取り付け
ているスタプシャフト５８は案内バー３を固着している
同じ支持腕金１８に支持されており、またスプロケット
６０の軸は案内バー３に取り付けられている。

スタブシャフト５８の位置は、エンジン４のどのような
振動運動によっても影響されない。

さらに、ブー！Ｊ−５５，５７の中心の間の距離は、実
質的に変わらない。

本発明による振動減少装置は、さらに他の長所を有する
。

すなわち、プーリーまたは２つのシャフトを連結する他
の駆動手段を適当に選ぶことによって、所望の増加また
は減少した速度比が得られる。

従って本発明は、その支持台からエンジンの振動を隔離
すること、また同時に都合のよい動力伝導を与えること
、の相反する問題を効果的に処理していることが明らか
になるであろう。

図面に示されたチェーンソー機構において、燃料タンク
、オイルタンクおよびキャブレター区画室、バンドル、
スタブシャフトおよび案内バーを含む支持台から成る「
静止した」装置は、ローター、スターターおよびエンジ
ンに取り付けられた点火モジュール等の付属品を含むエ
ンジンからなる「振動する」装置から隔離されている。

その上案内バー、チェーン、スプロケットおよび案内バ
ーを取り付けている支持台からなる半組立部品は、振動
がチェーンおよびスプロケットから作業者に伝わらない
ように、支持台およびバンドルから隔離されている。

本発明は、チェーンノーに応用された実施態様を示した
が、他のエンジン装置にも、ポンプおよびコンプレッサ
ーにも等しく応用できることは理解される。

さらに本発明は、図面に示された具体例の構造の詳細に
限定されることはない。

例えば遠心クラッチは、スタブシャフトの代わりにエン
ジンクランクシャフトに設置してもよい。

なお、いわゆる当業者にとって明らかであるような他の
変更態様にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による振動減少装置を組み込んだ単気筒
内燃エンジンによって動かされるチェーンソーの部分破
断側面図、第２図は第１図の２−２線断面図、第３図は
第１図の３−３線断面図、第４図は第３図の４−４線断
面図、第５図はエンジンとその支持台を示す斜視図、第
６図は釣り合っている回転部を示すエンジンの軸線断面
図。 １はパワーヘッド、２は切断チェーン、３は案内バー、
４は単気筒内燃エンジン、５は支持台、６は燃料タンク
、７はオイルタンク、８はエアーフィルター、９はエア
ーボックス、１０は前バンドル、１１は後・・ンドル、
１２は引金、１５はスターター、１６はスターターバン
ドル、１７は囲い枠、１８は支持腕金、１９は振動イン
シュレータ、２１は弾性材料体、２２はカップ型穴、２
５はシリンダー、２６はクランクケース、２７はピスト
ン、２８は連結棒、２９はクランクシャフト、３０はロ
ーター、３１は永久磁石、３２は点火モジュール、３３
は絶縁線、３４は点火プラグ、３５は消音器、３６は排
気管、３７は釣合重り、４０は設置手段、４１は第１ね
じれマウント、４２は第２ねじれマウント、４３は連結
リンク、５５はプーリー、５６はベルト、５１は第２プ
ーリー、５８はスタブシャフト、６０はスプロケット、
６１は遠心クラッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダー２５と、クランクケース２６と、前記シ
   リンダー２５内を往復運動するピストン２７と、前記ク
   ランクケース２６に回転可能に設けられたクランクシャ
   フト２９と、前記クランクシャフト２９と前記ピストン
   ２７とを連結する連結棒２８とを有する単気筒流体圧力
   エンジン用の振動減少装置において、 （ａ） 前記振動減少装置は、前記エンジン４に設け
   られかつ前記クランクシャフト２９およびそれと共に回
   転する部材の回転方向の釣合いを取るための釣合重り３
   ７と、前記エンジン４のための支持台５と、前記支持台
   ５に前記エンジン４を設置するための設置手段４０とを
   さらに備え、（ｂ） 前記設置手段４０は、はぼ平行
   四辺形に形成されて、前記支持台５に対して前記エンジ
   ン４を前記シリンダー２５のほぼ軸線方向に移動可能に
   前記支持台５に設置しており、かつ前記支持台５と前記
   エンジン４とを連結して前記支持台５に関して中心中立
   位置まで前記エンジン４をかたよらせる弾性部材４３を
   含み、 （ｅ） 前記支持台５は、前記クランクシャフト２９
   から離れた個所にスタブシャフト５８を前記クランクシ
   ャフト２９と平行にかつ回転可能に有しており、 （ｄ）＠記スタブシャフト５８は、前記エンジン４が中
   立位置にあるとき前記クランクシャフト２９とスタブシ
   ャフト５８の間を延びる面が前記シリンダ２５の軸線方
   向に対してほぼ直角になる状態に設けられているととも
   に、前記クランクシャフト２９からの回転は伝達するが
   振動は伝達しない連結手段により前記クランクシャフト
   ２９に連結されて、前記クランクシャフト２９までの距
   離をほぼ一定に維持されている、ことを特徴とする単気
   筒エンジン用振動減少装置。 ２ 前記ピストン２７が中間位置にあるとき、前記エン
   ジン４の質量中心が前記クランクシャフト２９のほぼ軸
   線上にあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の振動減少装置。 ３ 前記ピストン２１及びそれとともに往復運動する部
   材の往復運動慣性力が、実質的にアンバランスのままで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の振動減少装置。 ４ 前記設置手段４０の前記弾性部材４３は、一端が前
   記エンジン４に連結され他端が前記支持台５に連結され
   た複数の板バネであり、該板バネがかたよらせ機構を構
   成していることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第
   ２項または第３項記載の振動減少装置。 ５ 前記クランクシャフト２９とスタブシャフト５８は
   、前記クランクシャフト２９とスタブシャフト５８とに
   個々に設けられた２つのプーリー５５．５７と、前記両
   プーリー５５，５７を連結するベルト５６とにより互い
   に連結されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第４項のいずれか１項記載の振動減少装置。 ６ 前記設置手段は、前記クランクシャフト２９の軸に
   同心に取付けられて前記クランクシャフト２９の軸の周
   りの振動を制御する第１ねじれマウント４１をさらに有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５
   項のいずれか１項記載Ｑ賑動減少装置。 １ 前記設置手段４０が、前記支持台５に前記スタブシ
   ャフト５８と同心に取付けられた第２ねじれマウント４
   ２をさらに有し、前記弾性部材４３が前記第２ねじれマ
   ウント４２と前記第１ねじれマウント４１とを連結して
   いることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の振動
   減少装置。 ８ 前記弾性部材４３が前記第２ねじれマウント４２と
   前記第１ねじれマウント４１とを連結する板バネであり
   、該板バネがかたよらせ機構を構成していることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の振動減少装置。 ９ 前記各ねじれマウント４Ｌ４２が、同心の内側及び
   外側部材４５，４６，４８，５０と、前記内側及び外側
   部材４５，４６，４８，５００間に挿入されかつ前記内
   側部材と外側部材を結合している弾性材料リング４７，
   ５１とからなることを特徴とする特許請求の範囲第６項
   ないし第８項のいずれか１項記載の振動減少装置。 １０ 前記クランクケース２６は、互いに対向する両
   側で前記クランクシャフト２９の軸を支持しており、前
   記設置手段４０は、前記弾性部材４３により支持された
   支持部材４５を前記クランクケース２６の対向する両外
   側に各々有し、前記各支持部材４５は前記クランクシャ
   フト２９０両端の軸を個々に支持し、それによって前記
   エンジン４を前記クランクシャフト２９０周りで回動可
   能に支持して前記エンジン４のねじれ振動を減衰するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第５項のい
   ずれか１項記載の振動減少装置。 １１ 前記弾性部材４３が前記各支持部材４５を支え
   る１対のほぼ平行の板バネであり、各１対の板バネの一
   端が前記クランクシャフト２９の軸の両側の支持部材４
   ５に連結されているとともに他端が前記支持台５に連結
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第１０項記
   載の振動減少装置。 １２ シリンダー２５と、クランクケース２６と、前
   記シリンダー２５内を往復運動するピストン２７と、前
   記クランクケース２６に回転可能に設けられたクランク
   シャフト２９と、前記クランクシャフト２９と前記ピス
   トン２７とを連結する連結棒２８とを有する単気筒流体
   圧力エンジン用の振動減少装置を用いたチェーンソーに
   おいて、囲い枠１７に取付けられかつ前記チェーンソー
   を手テ持って保持し操作するためのバンドル１０゜１１
   と、前記支持台５に取付けられた案内バー３と、前記案
   内バー３の上を動く切断チェーン２とを備え、 （ａ） 前記振動減少装置は、前記エンジン４に設け
   られかつクランクシャフト２９およびそれと共に回転す
   る部材の回転方向の釣合いを取るための釣合重り３７と
   、前記エンジン４のための支持台５と、前記支持台５に
   前記エンジン４を設置するための設置手段４０とをさら
   に備え、（ｂ） 前記設置手段４０は、はぼ平行四辺
   形に形成されて、前記支持台５に対して前記エンジン４
   を前記シリンダー２５のほぼ軸線方向に移動可能に前記
   支持台５に設置しており、かつ前記支持台５と前記エン
   ジン４とを連結して前記支持台５に関して中心中立位置
   まで前記エンジン４をかたよらせる弾性部材４３を含み
   、 （Ｃ）前記支持台５は、前記クランクシャフト２９から
   離れた個所にスタブシャフト５８を前記クランクシャフ
   ト２９゛と平行にかつ回転可能に有しており、 （Φ 前記スタブシャフト５８は、前記エンジン４が中
   立位置にあるときに前記クランクシャフト２９とスタブ
   シャフト５８の間を延びる面が前記シリンダー２５の軸
   線方向に対してほぼ直角になる状態に設けられていると
   ともに、前記クランクシャフト２９からの回転は伝達す
   るが振動は伝達しない連結手段により前記クランクシャ
   フト２９に連結されて、前記クランクシャフト２９まで
   の距離をほぼ一定に維持されており、前記切断チェーン
   ２を前記スタブシャフト５８に設けたスプロケット６０
   によって駆動することを特徴とするチェーンソー。 １３ 前記支持台５が、前記囲い枠１７から振動を隔
   離された支持腕金１８と、前記スタブシャフト５８と、
   前記支持腕金１８に設置された案内バー３とを支持し、
   その結果前記囲い枠１１がエンジ（公報頁に欠損が有り
   ます）