JPS6148629A - 自動車の振動低減構造 - Google Patents
自動車の振動低減構造Info
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- JPS6148629A JPS6148629A JP16886084A JP16886084A JPS6148629A JP S6148629 A JPS6148629 A JP S6148629A JP 16886084 A JP16886084 A JP 16886084A JP 16886084 A JP16886084 A JP 16886084A JP S6148629 A JPS6148629 A JP S6148629A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- counterweight
- crankshaft
- primary
- car
- Prior art date
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- Pending
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- 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
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/20—Multi-cylinder engines with cylinders all in one line
-
- 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
-
- 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
- F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
- F16F15/283—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same for engine crankshafts
-
- 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
- F02B67/00—Engines characterised by the arrangement of auxiliary apparatus not being otherwise provided for, e.g. the apparatus having different functions; Driving auxiliary apparatus from engines, not otherwise provided for
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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、一次不均合力を発するエンジンを塔載した自
動車において、この一次不均合力に基づく振動を低減す
るようにした自動車の振動低減装置に関す葛ものである
。
動車において、この一次不均合力に基づく振動を低減す
るようにした自動車の振動低減装置に関す葛ものである
。
（従来技術）
例えば軽自動車にように、極めて小排気量のエンジンを
塔載した自動車においては、エンジンが、例えば単気筒
あるいはクランク配置角３６０−＠の２、気筒というよ
うに、一次不均合力を発するものとされる場合が多い。
塔載した自動車においては、エンジンが、例えば単気筒
あるいはクランク配置角３６０−＠の２、気筒というよ
うに、一次不均合力を発するものとされる場合が多い。
この一次不均合力は、車体に対して大きな振動を与える
原因となり、このため従来、実開昭５２−９０６０１号
公報に示すように、クランク軸に対して所定関係で回転
されるバランスシャフト’（１次バランサ）を別途設け
ることにより、この一次不均合力を解消するようにして
いた。
原因となり、このため従来、実開昭５２−９０６０１号
公報に示すように、クランク軸に対して所定関係で回転
されるバランスシャフト’（１次バランサ）を別途設け
ることにより、この一次不均合力を解消するようにして
いた。
しかしながら、上記公報に示すように、バランスシャフ
トを別途設けることは、エンジンの構造複雑化となって
その大型化、重量増加およびコストアップの大きな原因
となる。特に、この種のエンジンが塔載される自動車に
あっては、小型、軽量、低価格が強く要請されることが
多いので、この点おいて極めて不利となる。さらには、
回転慣性重量増加ともなって、加速性能が悪化する問題
もある。
トを別途設けることは、エンジンの構造複雑化となって
その大型化、重量増加およびコストアップの大きな原因
となる。特に、この種のエンジンが塔載される自動車に
あっては、小型、軽量、低価格が強く要請されることが
多いので、この点おいて極めて不利となる。さらには、
回転慣性重量増加ともなって、加速性能が悪化する問題
もある。
（発明の目的）
本発明は上述のような事情を勘案してなされたもので、
一次不均合力を発する自動車において、極めて簡単な構
造により振動を低減できるようにした自動車の振動低減
装置を提供することを目的とする。
一次不均合力を発する自動車において、極めて簡単な構
造により振動を低減できるようにした自動車の振動低減
装置を提供することを目的とする。
（発明の構成）
本発明は、エンジンから発する振動が車体および乗員に
与える影響を種々検討した結果、上下方向振動は水平方
向振動に比して物理的にまた人間工学的により大きな影
響を与える、という点に着目してなされたものである。
与える影響を種々検討した結果、上下方向振動は水平方
向振動に比して物理的にまた人間工学的により大きな影
響を与える、という点に着目してなされたものである。
すなわち、物理的にみると、車体は、車輪に対して、懸
架ばねを介して上下方向には比較的自由度をもって支持
される一方、水平方向には上下方向に比して大きな制約
を受けて支持されている関係上、エンジンの上下方向振
動が水平方向振動よりも極めて悪影響を与えることにな
る。また、人間工学的にみると、上下方向振動に比して
水平方向振動特に前後方向振動の方がより鈍感である。
架ばねを介して上下方向には比較的自由度をもって支持
される一方、水平方向には上下方向に比して大きな制約
を受けて支持されている関係上、エンジンの上下方向振
動が水平方向振動よりも極めて悪影響を与えることにな
る。また、人間工学的にみると、上下方向振動に比して
水平方向振動特に前後方向振動の方がより鈍感である。
１ 上述のような観点から、本発明にお
いては、エンジンのクランク軸に設けられているカウン
タウェイトによって、一次不均合力の不均合方向が水平
方向となるようにすなわち上下方向に一次不均合力が生
じないようにすべく、該カウンタウェイトの質量、重心
位置の回転半径および位相角を設定しである。
いては、エンジンのクランク軸に設けられているカウン
タウェイトによって、一次不均合力の不均合方向が水平
方向となるようにすなわち上下方向に一次不均合力が生
じないようにすべく、該カウンタウェイトの質量、重心
位置の回転半径および位相角を設定しである。
（実施例）
以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する
。 ・ 第１図において、Ａは軽四輪トラックとされた自動車で
、図示を略す懸架ばねを介して前輪ｌ・と後輪２に支持
されたフレーム３上には、その前部分において運転台４
が載置、固定される一方、その後方部分において、荷台
フレーム５を介して荷台６が載置、固定されている。
。 ・ 第１図において、Ａは軽四輪トラックとされた自動車で
、図示を略す懸架ばねを介して前輪ｌ・と後輪２に支持
されたフレーム３上には、その前部分において運転台４
が載置、固定される一方、その後方部分において、荷台
フレーム５を介して荷台６が載置、固定されている。
フレーム３には、後輪２の直前方位置において、当該後
輪２を駆動するエンジジＢが塔載されている。このエン
ジンＢは１例えば単気筒あるｌ、Ｎはクランク配置角３
６０°の２気筒とされて一次不均合力を発するものとさ
れ、その気筒中心縁立が、車体の上下方向軸Ｙ（自動車
Ａが水平路面上に静止されているときの垂直軸）に対し
てスラント角δをなすように前方へ向けて傾斜されてい
る。勿論、エンジンＢは、第２図に示すように、従来同
様、フレーム３に支持されたシリンダブロック７内に嵌
挿されたピストン８と、シリンダブロック７に回転自在
に支持されたクランク軸９とを、連接棒１０によって連
結したものとされて、ピストン８の往復動によってクラ
ンク軸９が回転されるものとなっている。そして、クラ
ンク軸９には、カウンタウェイト１１が一体成形されて
いるが、このカウンタウェイト１１によって、エンジン
Ｂの発する一次不均合力の不均合方向が、水平方向（自
動車Ａが水平路面上に静止している状態において、車体
前後方向および左右方向を含む水平面と平行な方向）と
なるように設定されている。
輪２を駆動するエンジジＢが塔載されている。このエン
ジンＢは１例えば単気筒あるｌ、Ｎはクランク配置角３
６０°の２気筒とされて一次不均合力を発するものとさ
れ、その気筒中心縁立が、車体の上下方向軸Ｙ（自動車
Ａが水平路面上に静止されているときの垂直軸）に対し
てスラント角δをなすように前方へ向けて傾斜されてい
る。勿論、エンジンＢは、第２図に示すように、従来同
様、フレーム３に支持されたシリンダブロック７内に嵌
挿されたピストン８と、シリンダブロック７に回転自在
に支持されたクランク軸９とを、連接棒１０によって連
結したものとされて、ピストン８の往復動によってクラ
ンク軸９が回転されるものとなっている。そして、クラ
ンク軸９には、カウンタウェイト１１が一体成形されて
いるが、このカウンタウェイト１１によって、エンジン
Ｂの発する一次不均合力の不均合方向が、水平方向（自
動車Ａが水平路面上に静止している状態において、車体
前後方向および左右方向を含む水平面と平行な方向）と
なるように設定されている。
さて次に、第３図により、カウンタウェイト１１により
一次不均合力の不均合方向が水平方向となるように設定
する際の設定の仕方について説明するが、この説明に用
いる各記号を次のように定義する。
一次不均合力の不均合方向が水平方向となるように設定
する際の設定の仕方について説明するが、この説明に用
いる各記号を次のように定義する。
ｍ：ピストン８の質量。
ｒ：クランク半径（クランク軸１１の回転中心０とクラ
ンクピン部１１ａの中心との距離）。
ンクピン部１１ａの中心との距離）。
Ｍ：カウンタウェイトｌ’ｌの質量。
Ｒ：カウンタウェイ）１１の重心位置Ｇの回転半径（重
心位置Ｇと回転中心０との距離）。
心位置Ｇと回転中心０との距離）。
ψ：カウンタウェイトｉｔの位相角（クランクアーム軸
線Ｓのうち、回転中心０を点対称としてクランクピン部
１１ａが存在する側とは１８０°反対側のクランクアー
ム軸線に対して、クランク軸１１の回転方向においてな
す偏位角）。
線Ｓのうち、回転中心０を点対称としてクランクピン部
１１ａが存在する側とは１８０°反対側のクランクアー
ム軸線に対して、クランク軸１１の回転方向においてな
す偏位角）。
θ：クランク角（気筒中心縁立に対して、クランク軸１
１の回転方向においてクランクアーム（軸線Ｓ）のなす
角）。
１の回転方向においてクランクアーム（軸線Ｓ）のなす
角）。
δニスラント角（前述した通り）。
ω：クランク軸１１の角速度。
Ｙ：車体上方向軸線（前述した通り）。
Ｘ：車体前後方向軸線（クランク軸１１およびＹ軸と直
交する軸線で、実施例では、クランク軸１１を車幅方向
に伸ばしているため、この軸線Ｘが水平方向軸線となる
）。
交する軸線で、実施例では、クランク軸１１を車幅方向
に伸ばしているため、この軸線Ｘが水平方向軸線となる
）。
上述のことを前提として、ピストン８による往復慣性力
のうちＸ軸方向における大きさは、Ｆｏ Ｘ＝−ｍｒω
２ ｃｏｓθ＊ ｓｉｎδ （１）となり、またＹ軸
方向における大きさは、Ｆｏ Ｙ＝ｍｒω２ ｃｏｓθ
＠ Ｃｏｇδ （２）となる。
のうちＸ軸方向における大きさは、Ｆｏ Ｘ＝−ｍｒω
２ ｃｏｓθ＊ ｓｉｎδ （１）となり、またＹ軸
方向における大きさは、Ｆｏ Ｙ＝ｍｒω２ ｃｏｓθ
＠ Ｃｏｇδ （２）となる。
一方、カウンタウェイト１１による遠心力のうち、Ｘ軸
方向における大きさは、 ＦＩ Ｘ＝ＭＲω２５ｉｎ（θ−δ＋ψ）（３）となり
、またＹ軸方向における大きさは、ＦＩＹ＝−ＭＲω２
ｃｏｓ（θ−δ＋ψ）（４）となる。
方向における大きさは、 ＦＩ Ｘ＝ＭＲω２５ｉｎ（θ−δ＋ψ）（３）となり
、またＹ軸方向における大きさは、ＦＩＹ＝−ＭＲω２
ｃｏｓ（θ−δ＋ψ）（４）となる。
上記（２）、（０式により、Ｙ方向における一次不均合
力の合成値Ｆｏ Ｙ十ＦＩ Ｙは、ｍｒ ω２ ｃｏ
ｓθ ・ ｃｏｓδ−ＭＲω’ ｃｏｓ（θ−δ十ψ
）（５）となる。
力の合成値Ｆｏ Ｙ十ＦＩ Ｙは、ｍｒ ω２ ｃｏ
ｓθ ・ ｃｏｓδ−ＭＲω’ ｃｏｓ（θ−δ十ψ
）（５）となる。
Ｙ軸方向の一次不均合力が常に零になるには、任意の０
の値に対して（５）式を零になるようにすればよく、こ
のための条件は、 ＭＲ＝ ｍ ｒ ｃｏｓδ （６） ψ＝、δ （７） である。
の値に対して（５）式を零になるようにすればよく、こ
のための条件は、 ＭＲ＝ ｍ ｒ ｃｏｓδ （６） ψ＝、δ （７） である。
この（６）、（７）式から容易に理解されるように、カ
ウンタウェイトｌｌの重心位置Ｇの位相角ψはスラント
角６と等しく、またカウンタウェイトｌｌの形状は、そ
の重心位置Ｇが上述の関係を満足しつつ、（８）式を満
たすようなものとすればよい。
ウンタウェイトｌｌの重心位置Ｇの位相角ψはスラント
角６と等しく、またカウンタウェイトｌｌの形状は、そ
の重心位置Ｇが上述の関係を満足しつつ、（８）式を満
たすようなものとすればよい。
なお、ｌ ｃｏｓδ１≦１であるので、ＭＲはｍｒ以
下の大きさとなる。
下の大きさとなる。
なお、以上の説明では便宜上クランクビン部１１ａの質
量を十分小さいものとして無視した場合を説明したが、
このクランクビン部１１ａの質量を勘案した場合は、そ
の質量をｍａとすると、−ｔａｎψ＝（ｍ ００５６ｍ
ｓｉｎδ）÷（ｍｅ ＋ｆｆｌ＠ ｃｏｓ２ δ
）（８）（ＭＲ） ２＝ （ｍ ｒ ｃｏｓδ＊ ｓｉ
ｎδ）２＋ （ｍ６ ｒ＋ｍ、 ｒ ｃｏｓ２ δ）”
（９）という（８）、（８）の両式を満足するようにカ
ウンタウェイ）１１を設定すればよい。
量を十分小さいものとして無視した場合を説明したが、
このクランクビン部１１ａの質量を勘案した場合は、そ
の質量をｍａとすると、−ｔａｎψ＝（ｍ ００５６ｍ
ｓｉｎδ）÷（ｍｅ ＋ｆｆｌ＠ ｃｏｓ２ δ
）（８）（ＭＲ） ２＝ （ｍ ｒ ｃｏｓδ＊ ｓｉ
ｎδ）２＋ （ｍ６ ｒ＋ｍ、 ｒ ｃｏｓ２ δ）”
（９）という（８）、（８）の両式を満足するようにカ
ウンタウェイ）１１を設定すればよい。
（発明の効果）
本発明は以上述べたことから明らかなように、ｆｆｌバ
ランスシャフトのような付加物を用いることなく、クラ
ンク軸に設けられているカウンタウェイトの重心位置等
を所定のものに設置するだけで自動車の振動を低減する
ことができるので、この振動低減を行いつつエンジンの
小型化、軽量化およびコストダウンを図る上で極めて効
果的である。
ランスシャフトのような付加物を用いることなく、クラ
ンク軸に設けられているカウンタウェイトの重心位置等
を所定のものに設置するだけで自動車の振動を低減する
ことができるので、この振動低減を行いつつエンジンの
小型化、軽量化およびコストダウンを図る上で極めて効
果的である。
また、このバランスシャフトを別途駆動しなくて済む分
だけエンジン出力を車輪駆動のために有効に利用するこ
とができて、加速性の向上等も得られる。
だけエンジン出力を車輪駆動のために有効に利用するこ
とができて、加速性の向上等も得られる。
第１図は本発明が適用された自動車の一例を示す側面図
。 第２図は第１図に示すエンジンの拡大断面図。 第３図は一次不均合力の不拘合方向を水平方向に設定す
るためのカウンタウェイトの設は方を説明する説明図。 Ａ：自動車 Ｂ：エンジど ９：クランク軸 １１：カウンタウェイト 第３図 Ｙ
。 第２図は第１図に示すエンジンの拡大断面図。 第３図は一次不均合力の不拘合方向を水平方向に設定す
るためのカウンタウェイトの設は方を説明する説明図。 Ａ：自動車 Ｂ：エンジど ９：クランク軸 １１：カウンタウェイト 第３図 Ｙ
Claims (1)
- （１）一次不均合力を発するエンジンを塔載した自動車
において、 前記エンジンのクランク軸には、前記一次不均合力の不
均合方向が車体の水平方向となるように質量、重心位置
の回転半径および位相角が設定されたカウンタウェイト
が設けられている、 ことを特徴とする自動車の振動低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16886084A JPS6148629A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 自動車の振動低減構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16886084A JPS6148629A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 自動車の振動低減構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6148629A true JPS6148629A (ja) | 1986-03-10 |
Family
ID=15875899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16886084A Pending JPS6148629A (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | 自動車の振動低減構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6148629A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042744A (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡デ−タ写し込み装置 |
-
1984
- 1984-08-14 JP JP16886084A patent/JPS6148629A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042744A (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-07 | Olympus Optical Co Ltd | 内視鏡デ−タ写し込み装置 |
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