JPS60227038A - 歩行型移動農機 - Google Patents
歩行型移動農機Info
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- JPS60227038A JPS60227038A JP8088984A JP8088984A JPS60227038A JP S60227038 A JPS60227038 A JP S60227038A JP 8088984 A JP8088984 A JP 8088984A JP 8088984 A JP8088984 A JP 8088984A JP S60227038 A JPS60227038 A JP S60227038A
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- Japan
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- engine
- crankshaft
- balancer
- walking
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 47
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 10
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
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- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 101000837192 Drosophila melanogaster Teneurin-m Proteins 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
- F02B63/02—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for hand-held tools
-
- 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
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/22—Compensation of inertia forces
- F16F15/26—Compensation of inertia forces of crankshaft systems using solid masses, other than the ordinary pistons, moving with the system, i.e. masses connected through a kinematic mechanism or gear system
- F16F15/264—Rotating balancer shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace 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)
本発明は通常耕運機と呼称される歩行型移動農機の改良
に係シ、特に−車輪軸回シの起振モーメントを低減する
ようにしたものに関する。
に係シ、特に−車輪軸回シの起振モーメントを低減する
ようにしたものに関する。
(従来技術)
一般にこの柵の歩行型移動農機は、作業者がハンドルを
持った状態で、−車輪軸を中心としてバランスし、走行
できるように構成されている。したがって−車輪軸回り
の起振モーメントを低減することは操作性を向上させる
ために重要である。
持った状態で、−車輪軸を中心としてバランスし、走行
できるように構成されている。したがって−車輪軸回り
の起振モーメントを低減することは操作性を向上させる
ために重要である。
ところで本件出願人は従来から一軸パランサ付きのエン
ジンを歩行型$動農機に搭載し、作業者に伝わる振動を
低減するようにしたものを製造しているが、かかる従来
の歩行型移動農機においても011記−車輪軸回pの起
振モーメントを低減することが望まれている。
ジンを歩行型$動農機に搭載し、作業者に伝わる振動を
低減するようにしたものを製造しているが、かかる従来
の歩行型移動農機においても011記−車輪軸回pの起
振モーメントを低減することが望まれている。
また、エンジン単体の振動低減に関して、例えば特開昭
55−54745号公報に記載の多軸バランサを使用し
てエンジンの振動を低減するようにした先行技術がある
が、この先行技術は多気筒エンジンに適する技術であp
1小型・軽量が厳しく要求されしかも独特の形態の歩行
型移動農機には適さないという問題がある。
55−54745号公報に記載の多軸バランサを使用し
てエンジンの振動を低減するようにした先行技術がある
が、この先行技術は多気筒エンジンに適する技術であp
1小型・軽量が厳しく要求されしかも独特の形態の歩行
型移動農機には適さないという問題がある。
(発明の目的)
本発明は一車輪軸回υの起振モーメントを低減して操作
性を向上させた歩行型移動農機を提供することを目的と
している。
性を向上させた歩行型移動農機を提供することを目的と
している。
(発明の構成)
本発明は、−車輪軸に支持されたエンジン取付台の一車
輪軸よシ前方に、クランク軸が一車輪軸と平行となる方
向に配置されρ・つクランク軸の慣性起振力を打消す一
軸バランサを葡するエンジンを設け、前記−車輪軸の後
方にハンドルを有する歩行型農機において、エンジンの
回転状態における前記−車輪軸回ルの起振モーメントが
最小となるように前記−軸バランヤをクランク軸に連係
させたことを特徴とする歩行型移動農機である。
輪軸よシ前方に、クランク軸が一車輪軸と平行となる方
向に配置されρ・つクランク軸の慣性起振力を打消す一
軸バランサを葡するエンジンを設け、前記−車輪軸の後
方にハンドルを有する歩行型農機において、エンジンの
回転状態における前記−車輪軸回ルの起振モーメントが
最小となるように前記−軸バランヤをクランク軸に連係
させたことを特徴とする歩行型移動農機である。
(実施例)
第1図において、2は一車輪軸であって、−車輪軸2に
は両端に2個のゴムタイヤあるいは鋼製ロータ等の車輪
4が取付けられている。−車輪軸20回転中心Oを中心
として歩行型移動農機のバランスが保たれるようになっ
ている。
は両端に2個のゴムタイヤあるいは鋼製ロータ等の車輪
4が取付けられている。−車輪軸20回転中心Oを中心
として歩行型移動農機のバランスが保たれるようになっ
ている。
−車輪軸2の上方には一車輪軸2に支持されたエンジン
取付台6が設けられている。エンジン取付台6は前後方
向に沿って配置され、−車輪軸2の前方上面にはエンジ
ン8が取付けられておシ、エンジン8は取付中心Rを通
る起振力Fをエンジン取付台6に作用させる。エンジン
8け単気筒のグイーゼルエンジンであp1クランク軸が
一車輪軸と平4’Jとなる方向、ナなわぢ横方向に配置
され、クランクピン8aがピストン8bの下降時に後方
へ下降する矢印へ方向に回転するように配置されている
。10は一袖バランサで、−軸バランサlOはクランク
軸の前方にクランク軸と平行に配置され、l対lのギヤ
比に設定された一軸バランサギヤ]Oaおよびクランク
軸ギヤ8cKJ、Jll’クランク軸と同回転数で矢印
B方向に回転するようになっている。8dはクランク軸
のバランスウェイト、lQbは一軸バランサ10のバラ
ンスウェイトである。
取付台6が設けられている。エンジン取付台6は前後方
向に沿って配置され、−車輪軸2の前方上面にはエンジ
ン8が取付けられておシ、エンジン8は取付中心Rを通
る起振力Fをエンジン取付台6に作用させる。エンジン
8け単気筒のグイーゼルエンジンであp1クランク軸が
一車輪軸と平4’Jとなる方向、ナなわぢ横方向に配置
され、クランクピン8aがピストン8bの下降時に後方
へ下降する矢印へ方向に回転するように配置されている
。10は一袖バランサで、−軸バランサlOはクランク
軸の前方にクランク軸と平行に配置され、l対lのギヤ
比に設定された一軸バランサギヤ]Oaおよびクランク
軸ギヤ8cKJ、Jll’クランク軸と同回転数で矢印
B方向に回転するようになっている。8dはクランク軸
のバランスウェイト、lQbは一軸バランサ10のバラ
ンスウェイトである。
エンジン取付台6の一車輪軸2の後方には斜め上方に向
かって延びたハンドル12が設けられておハハンドル1
2を作業者が握って歩行を移動農機全体のバランスを維
持するようになっている。
かって延びたハンドル12が設けられておハハンドル1
2を作業者が握って歩行を移動農機全体のバランスを維
持するようになっている。
第2図は歩行型移動農機を力学的に解析するためにモデ
ル化したものを示している。歩行型移動農機の重心を通
シ、車軸δ方向に平行なX軸、車輪の接地点において垂
直な重心を通るz軸、これら2軸に直角な方向にy軸を
とると歩行型$−農機全体の振動を表わす運動方程式は
このモデルのように全体を剛体と仮定し、その重心に原
点を持つ歩行型移動農機に固定された直交堰標系におい
て次のように表わすことができる。
ル化したものを示している。歩行型移動農機の重心を通
シ、車軸δ方向に平行なX軸、車輪の接地点において垂
直な重心を通るz軸、これら2軸に直角な方向にy軸を
とると歩行型$−農機全体の振動を表わす運動方程式は
このモデルのように全体を剛体と仮定し、その重心に原
点を持つ歩行型移動農機に固定された直交堰標系におい
て次のように表わすことができる。
m5V−F ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・0m3 j歩行型移動農機全体の質量 V;歩行型移動農機の並製振動速度ベクトルf″;エン
ジンの起振力ベクトル 史に回転系において 〔ス〕・ゐ+ uX ((1)・ υJ j =Pfl
−4−1 x F ・・・・・・ ■f;起振起振力作
用点を示す位置ベクトル〔I);歩行型移動農機全体の
慣性モーメント・テンソル 一;歩行型移動農機の回転振動角速度ベクトル したがって、歩行型移動農機上の任意の位置Rにおける
振動加速度Aけ、式■、■よシ AニムX:N+Y −C(1) −1(N+/XF)−(1)’(WX((
1)・−) l 〕XJRとな9、起振力Fと起振モー
メントHを結びつける物理量として任意の位置Rにおい
て測定されるべき振動加速度Aが得られる。ここで重心
を回転中心とするときの慣性モーメントは等数的、かつ
被振動体として、その起振力Fの作用点が重心と一致す
るような球とすると (1) = I CE) (E) :単位テンソルβ=
O 故に、 となる。天際歩行型移動展機における測定は特定の位置
の互いに直交する3方回の振動加速度、(あるいけ振動
速度、又は振動振巾)を測定する。したがって、ここで
は歩行型移動農機の振動の全体を占めるzI2を分につ
いて表わすと、Az= (JfXE)・e71十 F−
’−r1 、ms ここに、 MX、−+Nのxy平面への射影ベクトルnx、の大き
さ Rx、、Eのxy平面への射影ベクトルExyの大ささ ψ工、;バ8.とE、アのなす角 となシ、歩行型移動農機の重心から操作ノ〜ンドルまで
の位置をR6とすると、その点におけるA2は2軸を中
心軸とする半径R,−R6の円柱面の点EX、をとおる
母線上任意の位置での2方向の振動加速度を表わすこと
になる。ところで、ここで取扱うエンジンの取付中心E
におけるX軸回りの起振モーメントは、Mxであり1歩
行型移動層機の振動の単位は振動加速度Gで表示するの
が一般的(dB換算可能〕であるので z I Gz −一門一=Isg Mz Ro十m、g Fz
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■g二重
力加速度 とする。小型軽量化および操作性の向上のためハンドル
までの位[R8の制約および慣性モーメン)Igz全体
の質量m3の値が減少する傾向にある最近の歩行型移動
農機においては、起振モーメン) Mxおよび起振力F
zの値が同一であればハンドル部の振動加速度Gzは増
大する傾向にあることが解る。そこで、振動加速度GX
を小さくするためには、起振モーメントM!及び起振力
Fz。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・0m3 j歩行型移動農機全体の質量 V;歩行型移動農機の並製振動速度ベクトルf″;エン
ジンの起振力ベクトル 史に回転系において 〔ス〕・ゐ+ uX ((1)・ υJ j =Pfl
−4−1 x F ・・・・・・ ■f;起振起振力作
用点を示す位置ベクトル〔I);歩行型移動農機全体の
慣性モーメント・テンソル 一;歩行型移動農機の回転振動角速度ベクトル したがって、歩行型移動農機上の任意の位置Rにおける
振動加速度Aけ、式■、■よシ AニムX:N+Y −C(1) −1(N+/XF)−(1)’(WX((
1)・−) l 〕XJRとな9、起振力Fと起振モー
メントHを結びつける物理量として任意の位置Rにおい
て測定されるべき振動加速度Aが得られる。ここで重心
を回転中心とするときの慣性モーメントは等数的、かつ
被振動体として、その起振力Fの作用点が重心と一致す
るような球とすると (1) = I CE) (E) :単位テンソルβ=
O 故に、 となる。天際歩行型移動展機における測定は特定の位置
の互いに直交する3方回の振動加速度、(あるいけ振動
速度、又は振動振巾)を測定する。したがって、ここで
は歩行型移動農機の振動の全体を占めるzI2を分につ
いて表わすと、Az= (JfXE)・e71十 F−
’−r1 、ms ここに、 MX、−+Nのxy平面への射影ベクトルnx、の大き
さ Rx、、Eのxy平面への射影ベクトルExyの大ささ ψ工、;バ8.とE、アのなす角 となシ、歩行型移動農機の重心から操作ノ〜ンドルまで
の位置をR6とすると、その点におけるA2は2軸を中
心軸とする半径R,−R6の円柱面の点EX、をとおる
母線上任意の位置での2方向の振動加速度を表わすこと
になる。ところで、ここで取扱うエンジンの取付中心E
におけるX軸回りの起振モーメントは、Mxであり1歩
行型移動層機の振動の単位は振動加速度Gで表示するの
が一般的(dB換算可能〕であるので z I Gz −一門一=Isg Mz Ro十m、g Fz
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・■g二重
力加速度 とする。小型軽量化および操作性の向上のためハンドル
までの位[R8の制約および慣性モーメン)Igz全体
の質量m3の値が減少する傾向にある最近の歩行型移動
農機においては、起振モーメン) Mxおよび起振力F
zの値が同一であればハンドル部の振動加速度Gzは増
大する傾向にあることが解る。そこで、振動加速度GX
を小さくするためには、起振モーメントM!及び起振力
Fz。
値をできるだけ小さくすることが要求される。式■から
G、を最小化するためには、起振モーメン) Mxを最
小化し、Fz=0とすること、すなわち、多軸バランサ
ー(2軸以上を意味する)の採用が考えられる。しかし
ながら、小型、軽量、低価格が要求される歩行型移動農
機では、−軸バランサーが好適であるので一軸バラン号
−で多軸バランサーと同様の効果を得るための条件につ
いて検討する。今、歩行型移動農機の主な振動は車輪の
車軸を回転中心とした回転振動であるため、式%式% したがって起振モーメントMxを最小化にすることによ
シ歩行型移動農機操作ノλンドル部の振動が低減できる
。Mxの最小化を達成するためには、l)オーバ・バク
ンシング(β)の最適化■) −軸バランサーの最適偏
角 のI)、n)の場合について検討する。まず、l)オー
バ・バ2ンVング(β)の最適化条件は、A)クランク
軸のオーバ・バランス率β=O%B)中心δの真上に取
付中心Eを置く A)、B)を満足させなければならないが、t、y s
LZは歩行型移動農機の形態等によυ制約を受けるので
実際にけl)を満足させることはできない。次にn)−
軸バランサーの最適偏角を第3図についで検討する。ピ
ストンの変位量Sは 5=r((1−cos# )+ΣA2n cos2nθ
1fl:0 r(クランク半径 l:コンロツド長さ λ=−のとき 人の値は通常3〜5であるので近似値をめるとλ S幸’t(1−cosθ)十−(1−cos2#) )
となる。このとき、ピストン速度■およびピストン加速
度aは dv dv di d+5 a=−=−譬一:m2−一− dtdθ di dv2 cos 2θ ” −rm2 (cos O+−) となる。また、ピストンおよびこれに連結する往復運動
部分全体の質量mAけ m A ””’ Ill p +1111mA:ピスト
ン質量 ml:コンロッド小端部質量 となシ、往復運動部分の慣性起振力FAけFA= mA
re” (coso十 λ )となる。
G、を最小化するためには、起振モーメン) Mxを最
小化し、Fz=0とすること、すなわち、多軸バランサ
ー(2軸以上を意味する)の採用が考えられる。しかし
ながら、小型、軽量、低価格が要求される歩行型移動農
機では、−軸バランサーが好適であるので一軸バラン号
−で多軸バランサーと同様の効果を得るための条件につ
いて検討する。今、歩行型移動農機の主な振動は車輪の
車軸を回転中心とした回転振動であるため、式%式% したがって起振モーメントMxを最小化にすることによ
シ歩行型移動農機操作ノλンドル部の振動が低減できる
。Mxの最小化を達成するためには、l)オーバ・バク
ンシング(β)の最適化■) −軸バランサーの最適偏
角 のI)、n)の場合について検討する。まず、l)オー
バ・バ2ンVング(β)の最適化条件は、A)クランク
軸のオーバ・バランス率β=O%B)中心δの真上に取
付中心Eを置く A)、B)を満足させなければならないが、t、y s
LZは歩行型移動農機の形態等によυ制約を受けるので
実際にけl)を満足させることはできない。次にn)−
軸バランサーの最適偏角を第3図についで検討する。ピ
ストンの変位量Sは 5=r((1−cos# )+ΣA2n cos2nθ
1fl:0 r(クランク半径 l:コンロツド長さ λ=−のとき 人の値は通常3〜5であるので近似値をめるとλ S幸’t(1−cosθ)十−(1−cos2#) )
となる。このとき、ピストン速度■およびピストン加速
度aは dv dv di d+5 a=−=−譬一:m2−一− dtdθ di dv2 cos 2θ ” −rm2 (cos O+−) となる。また、ピストンおよびこれに連結する往復運動
部分全体の質量mAけ m A ””’ Ill p +1111mA:ピスト
ン質量 ml:コンロッド小端部質量 となシ、往復運動部分の慣性起振力FAけFA= mA
re” (coso十 λ )となる。
一方クランク軸中心からピストンピン中心までと表わす
ことができる。このとき慣性起振力FA忙よるz軸方向
の力FzsY軸方向の力pyけFz= FA−(FB−
cos(0+α)+Fc−cosθ)Fy = FB−
sin (θ+a)−p(、m5tnθFBニー軸バラ
ンサの慣性力 Fc:オーバ・バランシングによる慣性力α ニー軸パ
ランサの偏角 となる。また、ガス圧力F8による側圧力Rgけψ:コ
ントロッド中心線と2軸とのなす角となシ、慣性起振力
FAによる側圧力RAはとなる。よってシリンダブロッ
クに作用する全側圧RYけ Ry=RA十Rg となる。
ことができる。このとき慣性起振力FA忙よるz軸方向
の力FzsY軸方向の力pyけFz= FA−(FB−
cos(0+α)+Fc−cosθ)Fy = FB−
sin (θ+a)−p(、m5tnθFBニー軸バラ
ンサの慣性力 Fc:オーバ・バランシングによる慣性力α ニー軸パ
ランサの偏角 となる。また、ガス圧力F8による側圧力Rgけψ:コ
ントロッド中心線と2軸とのなす角となシ、慣性起振力
FAによる側圧力RAはとなる。よってシリンダブロッ
クに作用する全側圧RYけ Ry=RA十Rg となる。
以上のように解析された一軸バランサ付きのエンジン8
を第4図に示すように任意座標系Q−Xy!に配置した
場合のX軸回pの起振モーメント、すなワチエンジン回
転による起振モーメン)MxHMx = Ry(Az−
Cz)+FA−Cy −Bz−FBsin(θ+α)+
C2−F(sinθ−B、、pB−cos(θ十α)−
Cy 着FC−cosθ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・[相]となる。したがって起振モーメン
トMxの最小値すなわち、 1it) −軸パランサの偏角αが最適値となるIV)
−軸バランサの取付位置が最適となる場合である。
を第4図に示すように任意座標系Q−Xy!に配置した
場合のX軸回pの起振モーメント、すなワチエンジン回
転による起振モーメン)MxHMx = Ry(Az−
Cz)+FA−Cy −Bz−FBsin(θ+α)+
C2−F(sinθ−B、、pB−cos(θ十α)−
Cy 着FC−cosθ・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・[相]となる。したがって起振モーメン
トMxの最小値すなわち、 1it) −軸パランサの偏角αが最適値となるIV)
−軸バランサの取付位置が最適となる場合である。
そこで本発明は、上記1it)、ff)の条件をめるた
めに、歩行型移動農機について各種のデータをめて、そ
れらからl1l)、IV)の条件を探ることにした。
めに、歩行型移動農機について各種のデータをめて、そ
れらからl1l)、IV)の条件を探ることにした。
まず、第5図はエンジン回転状態における歩行型移動農
機の振動モードを示しておplこれはエンジンのクラン
ク軸回転の1次モードでアシ、歩行型移動農機の振動の
全体を占めている特性20け取付台6の一車輪軸2前方
部分でエンジン8から取付台6に伝達した振動が、−車
輪軸2を節点として、ハンドル12に拡大されながら伝
わる様子を示している。
機の振動モードを示しておplこれはエンジンのクラン
ク軸回転の1次モードでアシ、歩行型移動農機の振動の
全体を占めている特性20け取付台6の一車輪軸2前方
部分でエンジン8から取付台6に伝達した振動が、−車
輪軸2を節点として、ハンドル12に拡大されながら伝
わる様子を示している。
第8図は同じく第6図において、回転数を4000rp
mに保ち偏角αを変化させた時の各計算値(ガス圧力含
む)の変化を示したグラフでアリ、特性26は鉛直方向
分力F’s特性28は水平方向分力py 、特性30け
起振モーメン) Mx 、特性32はクランク軸中心回
シのモーメントTの変化を示している。実際に、歩行型
移動農機の振動モードでは、エンジンのクランク軸回転
の1次であるので、以下は1次慣性起振力について論す
る。
mに保ち偏角αを変化させた時の各計算値(ガス圧力含
む)の変化を示したグラフでアリ、特性26は鉛直方向
分力F’s特性28は水平方向分力py 、特性30け
起振モーメン) Mx 、特性32はクランク軸中心回
シのモーメントTの変化を示している。実際に、歩行型
移動農機の振動モードでは、エンジンのクランク軸回転
の1次であるので、以下は1次慣性起振力について論す
る。
第7図は第6図における偏角αを変化させた時の1次慣
性起振力Fの大きさを示したグラフで、慣性起振力Fは
水平方向分力Fy(第6図にお0て右方向が正)、鉛直
方向分力Fz(同じく下方向力5正)とするとF=φ孕
+Fz” の軌跡と6D、偏角αが増加するにつれて慣
性起振力Fは、特性25a(α=00)、特性25b(
α=100)、特性25C(α=30°)、特性25d
(α=500)に示すように増大している。
性起振力Fの大きさを示したグラフで、慣性起振力Fは
水平方向分力Fy(第6図にお0て右方向が正)、鉛直
方向分力Fz(同じく下方向力5正)とするとF=φ孕
+Fz” の軌跡と6D、偏角αが増加するにつれて慣
性起振力Fは、特性25a(α=00)、特性25b(
α=100)、特性25C(α=30°)、特性25d
(α=500)に示すように増大している。
第9図は起振モーメン) Mxを変化させた時の/Xン
ドル12の端部における振動感覚レベルVSLの変化を
示したグラフで、エンジン回転数は4000rl1mで
一定である。なお、振動感覚レベルVSLとrj上下方
向の振動レベルV(dB)、左右方向の振動レベルH(
dB)、前後方向の振動レベルA (dB)を合成式 で合成したものである。
ドル12の端部における振動感覚レベルVSLの変化を
示したグラフで、エンジン回転数は4000rl1mで
一定である。なお、振動感覚レベルVSLとrj上下方
向の振動レベルV(dB)、左右方向の振動レベルH(
dB)、前後方向の振動レベルA (dB)を合成式 で合成したものである。
このような歩行型移動農機についての基本的な喬データ
に基ついて、本発明者は前記l1l)、ff)の条件を
実験により探や、次のようなデータを得た。
に基ついて、本発明者は前記l1l)、ff)の条件を
実験により探や、次のようなデータを得た。
まず条4+111)−軸バランサの偏角αが最適値とな
る場合について説明する。
る場合について説明する。
第10図は第11図に示すように、クランク軸のバラン
スウェイト8dの偏角γを変化させたときの一次慣性起
振力の軌跡を示したグラフであp1真円の特性33a(
7=0°)から特性33b(7=30°)、特性33c
(/)−= 50’) 、特性33d(γ=70°)
のように偏角γが増加するにつれて細長の惰円となって
いる。なお、エンジン回転数は、1ooo rpmで一
定である。
スウェイト8dの偏角γを変化させたときの一次慣性起
振力の軌跡を示したグラフであp1真円の特性33a(
7=0°)から特性33b(7=30°)、特性33c
(/)−= 50’) 、特性33d(γ=70°)
のように偏角γが増加するにつれて細長の惰円となって
いる。なお、エンジン回転数は、1ooo rpmで一
定である。
第12図はクランク軸のバランスウェイト8dの偏角γ
を変化させた時の起振モーメン)Mxの変化を示すグラ
フであり、偏角γの増加に対して起振モー”メントM、
の減少は僅かである。
を変化させた時の起振モーメン)Mxの変化を示すグラ
フであり、偏角γの増加に対して起振モー”メントM、
の減少は僅かである。
第13図けL60型のエンジンについて、エンジン回転
数を4000 rpmで一定とし、クランク軸のオーバ
・バランス率βをそれぞれ、30%、50%、70%に
変化させた時の一次慣性起振力の軌跡すなわち、特性3
4a(β=30%)、特性34b(β=50%)、特性
34C(β=70%)を示している。
数を4000 rpmで一定とし、クランク軸のオーバ
・バランス率βをそれぞれ、30%、50%、70%に
変化させた時の一次慣性起振力の軌跡すなわち、特性3
4a(β=30%)、特性34b(β=50%)、特性
34C(β=70%)を示している。
第14図はL60 !lのエンジンについて、エンジン
回転数を400Orpmで一定とし、クランク軸のオー
バ・バランス率βを増加させた時の起振モーメントMx
の変化を示している。
回転数を400Orpmで一定とし、クランク軸のオー
バ・バランス率βを増加させた時の起振モーメントMx
の変化を示している。
第15図はクランク軸のオーバーくランス率βを50%
とし、−軸バランサlOのオーバ・ノ〈ランス率を50
%とした時の、エンジン回転数に対する起振モーメント
Mxの変化を示したグラフであり、特性40はクランク
軸の偏角γをO゛′とし一軸バランサlOの偏角αを0
°とした場合、特性42は一軸バランサlOの偏角αの
みを30°とした場合を示している。また特性43は二
軸バランサの場合を示している。
とし、−軸バランサlOのオーバ・ノ〈ランス率を50
%とした時の、エンジン回転数に対する起振モーメント
Mxの変化を示したグラフであり、特性40はクランク
軸の偏角γをO゛′とし一軸バランサlOの偏角αを0
°とした場合、特性42は一軸バランサlOの偏角αの
みを30°とした場合を示している。また特性43は二
軸バランサの場合を示している。
これらのデータからクランク軸の偏角γ、オーバ・バラ
ンス率βを変化させても歩行型移動農機の一車輪軸回夛
の起振モーメン)Msを低減する効果は僅かであるが、
−軸バランサlOの偏角αを変化させると起振モーメン
トMxが二軸バランサー並に大幅に低減するので、前記
振動加速度Gxを低減する効果が大きいことが解る。
ンス率βを変化させても歩行型移動農機の一車輪軸回夛
の起振モーメン)Msを低減する効果は僅かであるが、
−軸バランサlOの偏角αを変化させると起振モーメン
トMxが二軸バランサー並に大幅に低減するので、前記
振動加速度Gxを低減する効果が大きいことが解る。
第16図は一軸バランサの偏角αを変化させtコ場合の
ハンドル12端部における振動感覚レベルVSLの変化
を示すグラフで、偏角αがlθ°〜50’の範囲で、振
動感覚レベルVSLが低レベルでちることが解る。
ハンドル12端部における振動感覚レベルVSLの変化
を示すグラフで、偏角αがlθ°〜50’の範囲で、振
動感覚レベルVSLが低レベルでちることが解る。
第17図は同様に一軸バランサの偏角αを変化させた場
合のエンジン8直上のボンネットにおける変位量りの変
化を示したグラフで、特性44け水平方向の変位量Dy
、特性46は上下方向の変位量Dzを示している。これ
らの両特性44.46からも偏角αが10’〜50°の
範囲で変位量Dy、nzが微小であることが解る。
合のエンジン8直上のボンネットにおける変位量りの変
化を示したグラフで、特性44け水平方向の変位量Dy
、特性46は上下方向の変位量Dzを示している。これ
らの両特性44.46からも偏角αが10’〜50°の
範囲で変位量Dy、nzが微小であることが解る。
第1 ’8図けL40型のエンジンを搭載した歩行型移
動農機における1、エンジン回転数を変化させた時のハ
ンドル12の端部の振動感覚レベルVSLの変化を示す
グラフで、特性4Bは偏角αを00にした従来の場合、
特性50け偏角αを30’に設定した場合を示している
。従来の特性48は1200’P” 〜1600 rp
m 1約2800 rpm付近、3400 rpm以上
で、実用限度とされているVSL=1 ] 5 (dB
)を越えておp1待に1300 rpm付近、3500
rpm以上では実用不可とされているVSL=120
(dB)を越えている。これと比較して、特性50け
全回転数範囲でVSL=115 (dB)以下を維持し
ておシ、特に3000’ rpm以上では静粛とされて
いるvSL=110(dB)をも下回っている。
動農機における1、エンジン回転数を変化させた時のハ
ンドル12の端部の振動感覚レベルVSLの変化を示す
グラフで、特性4Bは偏角αを00にした従来の場合、
特性50け偏角αを30’に設定した場合を示している
。従来の特性48は1200’P” 〜1600 rp
m 1約2800 rpm付近、3400 rpm以上
で、実用限度とされているVSL=1 ] 5 (dB
)を越えておp1待に1300 rpm付近、3500
rpm以上では実用不可とされているVSL=120
(dB)を越えている。これと比較して、特性50け
全回転数範囲でVSL=115 (dB)以下を維持し
ておシ、特に3000’ rpm以上では静粛とされて
いるvSL=110(dB)をも下回っている。
第19図はエンジン回転数を1化させた時のエンジン直
上のボンネットにおける水平方向の変位14Dyの変化
を示すグラフで、特性5211′:l偏向化を00にし
た従来の場合、特性54は偏角αを30’に設定した場
合を示している。これら両持性52・54から偏角αを
300VCすれば、全回転数範囲において変位inyを
大幅に減少することができ、特にH)00 rpm −
150Orpm 、1’3500 rpm 〜4000
ramでの減少が著しいことか解る。
上のボンネットにおける水平方向の変位14Dyの変化
を示すグラフで、特性5211′:l偏向化を00にし
た従来の場合、特性54は偏角αを30’に設定した場
合を示している。これら両持性52・54から偏角αを
300VCすれば、全回転数範囲において変位inyを
大幅に減少することができ、特にH)00 rpm −
150Orpm 、1’3500 rpm 〜4000
ramでの減少が著しいことか解る。
以上のように、−軸バランサ1oの偏角を10’〜50
°の範囲に設定することで、前記(β)式のモーメント
Msの増減に関与する起振モーメン)Mxを大幅に低減
でき、特に偏角α=300においては、歩行型移動農機
各部の振動をも低減できる。
°の範囲に設定することで、前記(β)式のモーメント
Msの増減に関与する起振モーメン)Mxを大幅に低減
でき、特に偏角α=300においては、歩行型移動農機
各部の振動をも低減できる。
次に条件■)−軸バランサの取付位置が最適となる場合
、について説明する。−軸バランサlOの取付位置は第
20図に示すよう尾、クランク軸中心Ocを通る水平方
向基準線60と、クランク軸中心Oc及び−軸バランサ
中心OBを結んだ連結線62とのなす角度ζで表わす。
、について説明する。−軸バランサlOの取付位置は第
20図に示すよう尾、クランク軸中心Ocを通る水平方
向基準線60と、クランク軸中心Oc及び−軸バランサ
中心OBを結んだ連結線62とのなす角度ζで表わす。
なお、角度ζは基準線60から上方が負値、下方が正値
となっている。
となっている。
第21図はL40型のエンジンにおいて角度ζを変化さ
せた時の起振モーメン) MXの変化を示すグラフで、
特性70は一部バランサ10の取付位置をクランク軸中
心Ocから最も遠ぐに配置した場合、特性72け最も近
くに配置した場合を示している。これら両特性70,7
2はともに1角度ζカlO0〜60°の範囲■で起振モ
ーメン)MXが小さな値となることを示しておp、特に
ζ=27.5°で最小値を示している。
せた時の起振モーメン) MXの変化を示すグラフで、
特性70は一部バランサ10の取付位置をクランク軸中
心Ocから最も遠ぐに配置した場合、特性72け最も近
くに配置した場合を示している。これら両特性70,7
2はともに1角度ζカlO0〜60°の範囲■で起振モ
ーメン)MXが小さな値となることを示しておp、特に
ζ=27.5°で最小値を示している。
第22図はL60型のエンジンにおいて、角度ζを変化
させた時の起振モーメン)Mxの変化を示ずグラフで、
この場合も第23図と同様に、角度ζ力00〜60’の
範囲ので起振モーメン)Mxの値が小さくなっている。
させた時の起振モーメン)Mxの変化を示ずグラフで、
この場合も第23図と同様に、角度ζ力00〜60’の
範囲ので起振モーメン)Mxの値が小さくなっている。
第23図はL40型のエンジンに訃いて、クランク軸の
オーバ・バランス率βを55影、−軸バランサのオーバ
・バランス率を53.0%、エンジン回転数を400O
rpmで一定とした場合に、前記偏角αを要化させた時
の起振モーメントMXの最小値軌跡を示している。
オーバ・バランス率βを55影、−軸バランサのオーバ
・バランス率を53.0%、エンジン回転数を400O
rpmで一定とした場合に、前記偏角αを要化させた時
の起振モーメントMXの最小値軌跡を示している。
第24図はL60 型のエンジンにおいて、クランク軸
のオーバ・バランス率βを55.05%、−軸バランサ
のオーバ・バランス率を52%、エンジン回転数を40
0Orpmで一定とした場合に、偏角αを変化させた時
の起振モーメン)Mxの最小値軌跡を示している。
のオーバ・バランス率βを55.05%、−軸バランサ
のオーバ・バランス率を52%、エンジン回転数を40
0Orpmで一定とした場合に、偏角αを変化させた時
の起振モーメン)Mxの最小値軌跡を示している。
以上のように、エンジンの取付位置については角度ζが
06〜60’の範囲で起振モーメン)Mxの値を小さく
することができるので、前記0式の振動加速度CZを低
減することができる。
06〜60’の範囲で起振モーメン)Mxの値を小さく
することができるので、前記0式の振動加速度CZを低
減することができる。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によればエンジン8の一部
バランサ10をクランク軸に対して、−車輪軸2回ルの
起振モーメン)MSが最小となるように連係させたので
、小型、軽量、低価格が厳しく要求される歩行型移動農
機において、構造が簡単な一部バ2ンサによって多軸バ
ランサと同等に一車輪軸2回りの起振モーメン)Msを
低減して操作性を向上させることができる。
バランサ10をクランク軸に対して、−車輪軸2回ルの
起振モーメン)MSが最小となるように連係させたので
、小型、軽量、低価格が厳しく要求される歩行型移動農
機において、構造が簡単な一部バ2ンサによって多軸バ
ランサと同等に一車輪軸2回りの起振モーメン)Msを
低減して操作性を向上させることができる。
第1図は一部を破断して示す歩行型移動農機の正面図、
第2図は歩行型移動農機の力学的モデルを示す模式図、
第3図はエンジンの模式図、第4図はエンジンを任意座
標系に配置した場合の模式図、第5図は振動モードを示
すグラフ、第6図はエンジンの縦断面図、第7図は一部
バ2ンサー偏角αに対する一次慣性起振カの軌跡を示す
グラフ、第8図は偏角の一水平方向分カFy、垂直方向
分カFz1起振モーメントMX%クランク軸回)のモー
メン)T特性ガス圧力含むを示すグラフ、第9図は起振
% −/ :y、 ) Mx *動感覚しベルv S
L 特性を示すグラフ、第10図はクランク軸の偏角r
を変化させた時の一次慣性起振力の軌跡を示すグラフ、
第11図はエンジンの縦断面図、第゛12図は偏角γ−
起振モーメントMx特性を示すグジ7、第13図はクラ
ンク軸のオーバ・バランス率βを変化させた時のクラン
ク軸の一次慣性起振力の軌跡を示すグラフ、第14図は
クランク軸のオーバ・バランス率β−起振モーメントM
!特性を示すグラフ、第15図は一部バランサーの偏角
αに対するエンジン回転数−起振モーメントM!特性を
示すグラフ、第16図は一部バランヤの偏角α−振動感
覚しベルVSL特性を示すグラフ、第17図は−m バ
ランサの偏角α−エンジンボンネット部の変位量り特性
を示すグラフ、第18図はエンジン回転数−ハンドル部
の振動感覚レベルVSL特性を示すグラフ、第19図は
エンジン回転数−エンジンボンネット部の変位iD特性
を示すグラフ、第20図はエンジンの縦断面図、第21
図は第20図の角度ζ−起起振モーフ21M時特性示す
グラフ、第22図は同じく角度ζ−起振モーメント特性
を示すグラフ、第23図は角度ζに対する偏角α−起振
モーメン)MXの最小値軌跡を示すグラフ、第24図は
同じく角度ζに対する偏角α−起振モーメン)Mxの最
小値軌跡を示すグラフである。2・・・−車輪軸、6・
・・エンジン取付台、8・・・エンジン、3a ・・・
クランクビン、8C・・・クランク軸ギヤ、8d・・・
バランスウェイト、10・・・−軸バランサ、ioa・
・・−軸バランサギヤ、10b・・・バランスウェイト
、12・・・ハンドル、α・・・−軸バランサの偏角、
r・・・クランク軸の偏角、60・・・水平方向基準線
、Oc・・・クランク軸中心、oB・・・−軸パランサ
中心、62・・・連結線、ζ・・・水平方向基準線と連
結線とのなす角度 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式貧社第7図 0 20 40 60 BO fInlE4 (X (deg) 第9図 第23図 イ鵬β糟 (l (deg〕 第2+図 ’ 20 40 60 δ0 襦内 <X’ (deg)
第2図は歩行型移動農機の力学的モデルを示す模式図、
第3図はエンジンの模式図、第4図はエンジンを任意座
標系に配置した場合の模式図、第5図は振動モードを示
すグラフ、第6図はエンジンの縦断面図、第7図は一部
バ2ンサー偏角αに対する一次慣性起振カの軌跡を示す
グラフ、第8図は偏角の一水平方向分カFy、垂直方向
分カFz1起振モーメントMX%クランク軸回)のモー
メン)T特性ガス圧力含むを示すグラフ、第9図は起振
% −/ :y、 ) Mx *動感覚しベルv S
L 特性を示すグラフ、第10図はクランク軸の偏角r
を変化させた時の一次慣性起振力の軌跡を示すグラフ、
第11図はエンジンの縦断面図、第゛12図は偏角γ−
起振モーメントMx特性を示すグジ7、第13図はクラ
ンク軸のオーバ・バランス率βを変化させた時のクラン
ク軸の一次慣性起振力の軌跡を示すグラフ、第14図は
クランク軸のオーバ・バランス率β−起振モーメントM
!特性を示すグラフ、第15図は一部バランサーの偏角
αに対するエンジン回転数−起振モーメントM!特性を
示すグラフ、第16図は一部バランヤの偏角α−振動感
覚しベルVSL特性を示すグラフ、第17図は−m バ
ランサの偏角α−エンジンボンネット部の変位量り特性
を示すグラフ、第18図はエンジン回転数−ハンドル部
の振動感覚レベルVSL特性を示すグラフ、第19図は
エンジン回転数−エンジンボンネット部の変位iD特性
を示すグラフ、第20図はエンジンの縦断面図、第21
図は第20図の角度ζ−起起振モーフ21M時特性示す
グラフ、第22図は同じく角度ζ−起振モーメント特性
を示すグラフ、第23図は角度ζに対する偏角α−起振
モーメン)MXの最小値軌跡を示すグラフ、第24図は
同じく角度ζに対する偏角α−起振モーメン)Mxの最
小値軌跡を示すグラフである。2・・・−車輪軸、6・
・・エンジン取付台、8・・・エンジン、3a ・・・
クランクビン、8C・・・クランク軸ギヤ、8d・・・
バランスウェイト、10・・・−軸バランサ、ioa・
・・−軸バランサギヤ、10b・・・バランスウェイト
、12・・・ハンドル、α・・・−軸バランサの偏角、
r・・・クランク軸の偏角、60・・・水平方向基準線
、Oc・・・クランク軸中心、oB・・・−軸パランサ
中心、62・・・連結線、ζ・・・水平方向基準線と連
結線とのなす角度 特許出願人 ヤンマーディーゼル株式貧社第7図 0 20 40 60 BO fInlE4 (X (deg) 第9図 第23図 イ鵬β糟 (l (deg〕 第2+図 ’ 20 40 60 δ0 襦内 <X’ (deg)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 fxl −車輪軸に支持されたエンジン取付台の一車輪
軸よp前方に、クランク軸が一車輪軸と平行となる方向
に配置されかつクランク軸の慣性起振力を打消す一軸バ
ランサを有するエンジンを設け、前記−車輪軸の後方に
ハンドルを有する歩行型農機において、エンジンの回転
状態における前記−車輪軸回りの起振モーメントが最小
となるように前記−軸バランサをクランク軸に連係させ
たことを特徴とする歩行型移動農機。 (2) エンジン回転方向が少なくともある1気筒のピ
ストン下降時にクランクピンが後方へ向かって下降する
方向となるようにエンジンを配置し、エンジンの一軸バ
ランサの回転中心をクランク軸中心の前方下側に配置し
、クランク軸中心を通る水平方向の基準線と前記両中心
を結んだ線とがなす角度を06〜60°に設定したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1fj4記載の歩行型移
動農機。 (3) エンジン勾回転方向が少なくともある1気筒の
ピストン下降時にクランクピンが後方へ向かって下降す
る方向となるようにエンジンを配置し、噛合している一
軸パ2ンサギャとクランク軸ギヤとをl対lのギヤ比に
設定し、−軸バランサをクランク軸に対してlO°〜5
0°進角させたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の歩行ffi!移動農機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8088984A JPS60227038A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 歩行型移動農機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8088984A JPS60227038A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 歩行型移動農機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227038A true JPS60227038A (ja) | 1985-11-12 |
| JPH0320614B2 JPH0320614B2 (ja) | 1991-03-19 |
Family
ID=13730915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8088984A Granted JPS60227038A (ja) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | 歩行型移動農機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227038A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4943736A (ja) * | 1972-07-03 | 1974-04-24 | ||
| JPS58174742A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-13 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 往復動機関のクランクバランス装置 |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP8088984A patent/JPS60227038A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4943736A (ja) * | 1972-07-03 | 1974-04-24 | ||
| JPS58174742A (ja) * | 1982-04-05 | 1983-10-13 | Yanmar Diesel Engine Co Ltd | 往復動機関のクランクバランス装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0320614B2 (ja) | 1991-03-19 |
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