(57)【要約】【課題】特にクランクシャフトの形状を変更すること無くクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制する。【解決手段】一方の端部側から第１の気筒１１と第２の気筒１２と第３の気筒１３と第４の気筒１４と順に配設されて他方の端部にフライホイール１５が設けられた水平対向４気筒エンジン１において、フライホイール１５の回転中心と第３のピン１３ｂの軸芯をフライホイール１５面上に投影して結んだ方向で移動自在で、フライホイール１５が回転していない状態ではフライホイール１５の回転中心側に位置し、フライホイール１５が回転して発生する遠心力により、第３のピン１３ｂ軸芯側のフライホイール１５の外端側に移動自在な錘部材４０を設けた。【選択図】図２
2014081028.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部側から第１の気筒と第２の気筒と第３の気筒と第４の気筒と順に配設されて他方の端部にフライホイールが設けられ、上記第１の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第１のピンと上記第４の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第４のピンに働く力の方向と上記第２の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第２のピンと上記第３の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第３のピンに働く力の方向とが逆方向のクランクシャフトを備えた多気筒エンジンにおいて、
上記フライホイールの回転中心と上記第３のピンの軸芯を上記フライホイール面上に投影して結んだ方向で移動自在で、上記フライホイールが回転していない状態では上記フライホイールの回転中心側に位置し、上記フライホイールが回転して発生する遠心力により、上記第３のピン軸芯側の上記フライホイールの外端側に移動自在な錘部材を設けたことを特徴とする多気筒エンジン。
【請求項２】
上記第３のピンの軸芯と上記第４のピンの軸芯とを上記フライホイール面上に投影した上記フライホイールの回転中心を通る直線上で、上記第３のピンの軸芯側と上記第４のピンの軸芯側と、上記フライホイールの回転中心を通って上記直線に直交する直線上の上記フライホイールの外端側のそれぞれに空洞部を形成し、上記第３のピンの軸芯側に設けた空洞部内に上記錘部材を格納したことを特徴とした請求項１記載の多気筒エンジン。
【請求項３】
上記空洞内に格納した上記錘部材は、上記フライホールの回転軸中心側に常時付勢する第１の付勢手段と、上記フライホイールの外端側に常時付勢する第２の付勢手段とにより保持されて、上記第１の付勢手段の付勢力が上記第２の付勢手段の付勢力より強く設定されていることを特徴とする請求項２記載の多気筒エンジン。
【請求項４】
水平対向４気筒式に構成されたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載の多気筒エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフト等で発生する振動を改善した水平対向４気筒等の多気筒エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、４気筒エンジンでは、図５の水平対向４気筒エンジンの模式図に示すように、一方の端部側から第１の気筒１０１と第２の気筒１０２と第３の気筒１０３と第４の気筒１０４と順に配設されて他方の端部にフライホイール１０５が設けられている。そして、この４気筒エンジン１００では、クランクシャフト１１０には、第１の気筒１０１のコンロッド１０１ａを回転自在に支持する第１のピン１０１ｂと第４の気筒１０４のコンロッド１０４ａを回転自在に支持する第４のピン１０４ｂに働く力の方向と第２の気筒１０２のコンロッド１０２ａを回転自在に支持する第２のピン１０２ｂと第３の気筒１０３のコンロッド１０３ａを回転自在に支持する第３のピン１０３ｂに働く力の方向とが逆方向に作用する。尚、図中、符号、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５は、クランクシャフト１１０を支承する第１ジャーナル、第２ジャーナル、第３ジャーナル、第４ジャーナル、第５ジャーナルを示す。このように、４気筒エンジン１００では、構造上、第１のピン１０１ｂ、第４のピン１０４ｂと第２のピン１０２ｂ、第３のピン１０３ｂには、常に逆方向に慣性力が入力されるため、クランクシャフト１１０は、慣性力により弓なりに変形する。この慣性力で発生する弓なり変形により、各気筒上死点（ＴＤＣ）タイミングで第１ジャーナル１１１、第３ジャーナル１１３、第５ジャーナル１１５は、常に爆発気筒側に位置する状態になるため、慣性力より大きな筒内圧入力を受けるとクランクシャフト１１０が押し戻され、横切り挙動が発生する（図４は、第５ジャーナル１１５の軸芯の横切り挙動を示す）。街乗り等の中負荷、中回転の緩加速領域にて横切り挙動が発生すると、特に、第５ジャーナル１１５は、近傍に締結されたフライホイール１０５やクラッチの重量影響により横切り挙動時の振動が大きくなるため、第４の気筒１０４の爆発タイミングで第５ジャーナル１１５の横切り挙動が発生すると、これを起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせる虞がある。このようなクランクシャフトの曲げ振動を改善するため、例えば、特開２００３−２２７５４８号公報（以下、特許文献１）では、直列４気筒エンジンにおいて、第１および第４の気筒に対応する部分でクランクシャフトが備えるカウンタウェイトが、第２および第３の気筒に対応する部分でクランクシャフトが備えるカウンタウェイトよりも軽量化され、クランクプーリおよびフライホイールに、第２および第３の気筒に対応する部分でクランクシャフトにかかる慣性力と同位相の慣性力を生じさせるための付加ウェイトを設ける技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献１に開示される直列４気筒エンジンの技術では、それぞれのエンジン特性に応じてカウンタウェイトの形状を形成し直す必要が生じ、様々なエンジンにおいて共通のクランクシャフトを用いることが困難となり、部品の共用化の面からもコスト的にも設計期間短縮の面からも採用が難しいという課題がある。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、特にクランクシャフトの形状を変更すること無くクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することができる多気筒エンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様による多気筒エンジンは、一方の端部側から第１の気筒と第２の気筒と第３の気筒と第４の気筒と順に配設されて他方の端部にフライホイールが設けられ、上記第１の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第１のピンと上記第４の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第４のピンに働く力の方向と上記第２の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第２のピンと上記第３の気筒のコンロッドを回転自在に支持する第３のピンに働く力の方向とが逆方向のクランクシャフトを備えた多気筒エンジンにおいて、上記フライホイールの回転中心と上記第３のピンの軸芯を上記フライホイール面上に投影して結んだ方向で移動自在で、上記フライホイールが回転していない状態では上記フライホイールの回転中心側に位置し、上記フライホイールが回転して発生する遠心力により、上記第３のピン軸芯側の上記フライホイールの外端側に移動自在な錘部材を設ける。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の多気筒エンジンによれば、特にクランクシャフトの形状を変更すること無くクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の一形態に係る水平対向４気筒エンジンの構造を説明する模式図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係るフライホイールの構造を示す要部断面図で、図２（ａ）はフライホイール静止時の状態を示し、図２（ｂ）はフライホイール回転時の状態を示す。
【図３】本発明の実施の一形態に係る作用効果の説明図である。
【図４】従来技術による第５ジャーナルの軸芯の横切り挙動の説明図である。
【図５】従来技術による水平対向４気筒エンジンの構造を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。  
図１において、符号１は多気筒エンジンとしての水平対向４気筒エンジンを示し、一方の端部側から第１の気筒１１と第２の気筒１２と第３の気筒１３と第４の気筒１４と順に配設されて他方の端部にフライホイール１５が設けられている。
【００１０】
この水平対向４気筒エンジン１では、クランクシャフト１０には、第１の気筒１１のコンロッド１１ａを回転自在に支持する第１のピン１１ｂと第４の気筒１４のコンロッド１４ａを回転自在に支持する第４のピン１４ｂに働く力の方向と第２の気筒１２のコンロッド１２ａを回転自在に支持する第２のピン１２ｂと第３の気筒１３のコンロッド１３ａを回転自在に支持する第３のピン１３ｂに働く力の方向とが逆方向に作用する。尚、図１中、符号、２１、２２、２３、２４、２５は、クランクシャフト１０を支承する第１ジャーナル、第２ジャーナル、第３ジャーナル、第４ジャーナル、第５ジャーナルを示す。
【００１１】
ここで、本実施の形態によるフライホイール１５は、図２のフライホイールの正面図（第４の気筒１４側から視た正面図）に示すように、第３のピン１３ｂの軸芯と第４のピン１４ｂの軸芯とをフライホイール１５面上に投影したフライホイール１５の回転中心Ｐｃを通る直線Ｌｈ上で、第３のピン１３ｂの軸芯側と第４のピン１４ｂの軸芯側と、フライホイール１５の回転中心Ｐｃを通って上述の直線Ｌｈに直交する直線Ｌｖ上のフライホイール１５の外端側のそれぞれ４カ所には、略直方体形状の空洞部３１、３２、３３、３４が形成されている。
【００１２】
これら４つの空洞部３１、３２、３３、３４のうち、第３のピン１３ｂの軸芯側に形成される空洞部３１は、他の３つの空洞部３２、３３、３４よりもフライホイール１５の回転中心Ｐｃ側に広く形成されている。
【００１３】
そして、この第３のピン１３ｂの軸芯側に形成された空洞部３１内には、上述の直線Ｌｈ方向で移動自在な錘部材４０が設けられている。錘部材４０は、フライホール１５の回転軸中心Ｐｃ側に常時付勢する第１の付勢手段としての第１のコイルスプリング４１と、フライホイール１５の外端側に常時付勢する第２の付勢手段としての第２のコイルスプリング４２とにより保持されている。
【００１４】
ここで、第１のコイルスプリング４１の付勢力は、第２のコイルスプリング４２の付勢力より強く設定されており、図２（ａ）に示すように、フライホイール１５が静止した状態では、第１のコイルスプリング４１の付勢力が第２のコイルスプリング４２の付勢力に打ち勝って、錘部材４０をフライホイール１５の回転中心Ｐｃ側に引き寄せた状態となって、フライホイール１５の重心位置をフライホイールの回転軸中心Ｐｃ側にバランスさせるようになっている。逆に、図２（ｂ）に示すように、フライホイール１５が所定以上の回転速度で回転させられると、これによって発生する遠心力が錘部材４０に作用して、第２のコイルスプリング４２の付勢力に遠心力を加えた力が第１のコイルスプリング４１の付勢力に打ち勝って錘部材４０は、フライホイール１５の外端側に移動されて、クランクシャフト１０の端部に対して図中矢印Ａで示す力を作用する。
【００１５】
次に、上述のように構成される水平対向４気筒エンジン１における作用を説明する。まず、水平対向４気筒エンジン１が停止（静止）した状態では、クランクシャフト１０は、図１に示すように、弓なり変形は生じていない。また、この状態では、フライホイール１５に設けられた錘部材４０は、図２（ａ）に示すように、第１のコイルスプリング４１の付勢力が第２のコイルスプリング４２の付勢力に打ち勝って、フライホイール１５の回転中心Ｐｃ側に引き寄せられた状態となって、フライホイール１５の重心位置がフライホイールの回転軸中心Ｐｃ側にバランスさせられている。
【００１６】
このような状態から、水平対向４気筒エンジン１が運転され、街乗り等の中負荷、中回転の緩加速状態となると、前述の如く、水平対向４気筒エンジン１では、構造上、第１のピン１１ｂ、第４のピン１４ｂと第２のピン１２ｂ、第３のピン１３ｂには、常に逆方向に慣性力が入力されるため、クランクシャフト１０は、前述した如く、慣性力により弓なりに変形する。
【００１７】
従来、この慣性力で発生する弓なり変形により、各気筒上死点（ＴＤＣ）タイミングで第１ジャーナル２１、第３ジャーナル２３、第５ジャーナル２５は、常に爆発気筒側に位置する状態になるため、慣性力より大きな筒内圧入力を受けるとクランクシャフト１０が押し戻され、横切り挙動が発生する。特に、第５ジャーナル２５は、近傍に締結されたフライホイール１５やクラッチの重量影響により横切り挙動時の振動が大きくなるため、第４の気筒１４の爆発タイミングで第５ジャーナル２５の横切り挙動が発生すると、これを起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせる虞があった。
【００１８】
しかし、本実施の形態では、図２（ｂ）に示すように、フライホイール１５が所定以上の回転速度で回転させられると、これによって発生する遠心力が錘部材４０に作用して、第２のコイルスプリング４２の付勢力に遠心力を加えた力が第１のコイルスプリング４１の付勢力に打ち勝って錘部材４０は、フライホイール１５の回転中心と第３のピン１３ｂの軸芯をフライホイール１５面上に投影して結んだ直線Ｌｈに沿ってフライホイール１５の外端側に移動され、クランクシャフト１０の端部に対して図２（ｂ）、および、図３中の矢印Ａで示す力を作用する。このクランクシャフト１０のフライホイール１５側の端部に作用する力によって、クランクシャフト１０のフライホイール１５側端部の第４のピン１４ｂ方向への傾きが抑制される（図３のα２＜図５のα１）。これにより、従来生じていたような、第４の気筒１４の爆発タイミングで第５ジャーナル２５の横切り挙動を抑制することができ、横切り挙動を起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせることが防止される。
【００１９】
このように本発明の実施の形態によれば、一方の端部側から第１の気筒１１と第２の気筒１２と第３の気筒１３と第４の気筒１４と順に配設されて他方の端部にフライホイール１５が設けられた水平対向４気筒エンジン１において、フライホイール１５の回転中心と第３のピン１３ｂの軸芯をフライホイール１５面上に投影して結んだ方向で移動自在で、フライホイール１５が回転していない状態ではフライホイール１５の回転中心側に位置し、フライホイール１５が回転して発生する遠心力により、フライホイール１５の外端側に移動自在な錘部材４０を設けた。このため、特にクランクシャフトの形状を変更すること無く、様々なエンジンにおいて共通のクランクシャフトを用いてクランクシャフトの横切り挙動に伴う振動悪化を抑制することができ、横切り挙動を起振源としたクランク打音によりドライバに不快感や違和感を感じさせることが防止することが可能となる。
【００２０】
尚、本発明の実施の形態では、多気筒エンジンとして水平対向４気筒エンジン１に対して本発明を適用した例で説明したが、直列４気筒エンジンに対しても適用できることは云うまでもない。
【符号の説明】
【００２１】
１    水平対向４気筒エンジン
１０    クランクシャフト
１１    第１の気筒
１１ａ  コンロッド
１１ｂ  第１のピン
１２    第２の気筒
１２ａ  コンロッド
１２ｂ  第２のピン
１３    第３の気筒
１３ａ  コンロッド
１３ｂ  第３のピン
１４    第４の気筒
１４ａ  コンロッド
１４ｂ  第４のピン
１５    フライホイール
２１    第１ジャーナル
２２    第２ジャーナル
２３    第３ジャーナル
２４    第４ジャーナル
２５    第５ジャーナル
３１    空洞部
３２    空洞部
３３    空洞部
３４    空洞部
４０    錘部材
４１    第１のコイルスプリング（第１の付勢手段）
４２    第２のコイルスプリング（第２の付勢手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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