(57)【要約】【課題】省スペース化を図る。【解決手段】エンジン３の振動低減装置１は、シャフト本体２１Ａ，２１Ｂとバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂを備えて構成され、エンジン３の駆動に連動して回転することによりエンジン３の振動を低減するバランサシャフト２０Ａ，２０Ｂと、バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂのうち少なくともバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂを収容するとともに、シャフト本体２１Ａ，２１Ｂを回転可能に支持するハウジング１０と、バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂの回転力を利用して発電を行う発電機２Ａ，２Ｂとを備えている。発電機２Ａ，２Ｂは、バランスウエイト２３Ａ，２３Ｂに一体回転し得るように取り付けたロータ３０Ａ，３０Ｂと、ハウジング１０に取り付けたステータ３１Ａ，３１Ｂとを備えて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト本体とバランスウエイトを備えて構成され、エンジンの駆動に連動して回転することによりエンジンの振動を低減するバランサシャフトと、
前記バランサシャフトのうち少なくとも前記バランスウエイトを収容するとともに、前記シャフト本体を回転可能に支持するハウジングと、
前記バランサシャフトの回転力を利用して発電を行う発電機とを備えたエンジンの振動低減装置において、
前記発電機が、
前記バランスウエイトに一体回転し得るように取り付けたロータと、
前記ハウジングに取り付けたステータとを備えて構成されていることを特徴とするエンジンの振動低減装置。
【請求項２】
前記ロータが、前記バランスウエイトの内部に埋設されていることを特徴とする請求項１記載のエンジンの振動低減装置。
【請求項３】
前記エンジンが前記ハウジングの上方に配置されており、
前記バランサシャフトが、前記シャフト本体を概ね水平に向けた姿勢で支持されており、
前記ステータが、前記ハウジングの下面に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエンジンの振動低減装置。
【請求項４】
前記ステータが、前記ハウジングの外面に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの振動低減装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの振動低減装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンの振動低減装置において発電機を設ける技術が開示されている。この振動低減装置は、ハウジング内にバランサシャフトを収容して構成され、バランサシャフトのうちハウジング外へ突出した端部にはロータが取り付けられ、ハウジングの外部にはステータが設けられている。発電機は、ロータとステータによって構成され、バランサシャフトの回転運動を利用して発電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２４８９５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の振動低減装置では、発電機がハウジングの外部に配置されていたため、ハウジングの外部に発電機を配置するためのスペースを確保しなければならない。特に、ロータは、回転運動をするため、大きなスペースが必要となる。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、省スペース化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、シャフト本体とバランスウエイトを備えて構成され、エンジンの駆動に連動して回転することによりエンジンの振動を低減するバランサシャフトと、前記バランサシャフトのうち少なくとも前記バランスウエイトを収容するとともに、前記シャフト本体を回転可能に支持するハウジングと、前記バランサシャフトの回転力を利用して発電を行う発電機とを備えたエンジンの振動低減装置において、前記発電機が、前記バランスウエイトに一体回転し得るように取り付けたロータと、前記ハウジングに取り付けたステータとを備えて構成されているところに特徴を有する。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記ロータが、前記バランスウエイトの内部に埋設されているところに特徴を有する。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記エンジンが前記ハウジングの上方に配置されており、前記バランサシャフトが、前記シャフト本体を概ね水平に向けた姿勢で支持されており、前記ステータが、前記ハウジングの下面に配置されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記ステータが、前記ハウジングの外面に配置されているところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
＜請求項１の発明＞
大きなスペースが必要とされるロータを、バランスウエイトに取り付けることによりハウジングの内部に収容した。ハウジング内には、バランスウエイトの回転動作を許容するための回転許容空間が存在しているのであるが、この回転許容空間は、ロータの回転動作を可能とするためのスペースとして有効に利用することができる。これにより、省スペース化を図ることができる。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
ロータが埋設されていない既存のバランスウエイトの外面にロータを配置した場合には、そのバランスウエイトの重心位置が、ロータを取り付ける前の状態のバランスウエイトの重心位置から大きくずれることが懸念される。その点、本願発明では、ロータをバランスウエイトの内部に埋設しているので、その重心位置が既存のバランスウエイトの重心位置から大きくずれる虞がなく、重心位置のずれに起因する振動低減機能の低下を回避することができる。
【００１２】
＜請求項３の発明＞
ステータを、ハウジングの下面、即ちハウジングを挟んでハウジングとは反対側の位置に配置しているので、ハウジングとエンジンとの位置関係やハウジングの上面側の形状を変更せずに済む。
【００１３】
＜請求項４の発明＞
ステータをハウジングの内部に配置する場合には、ハウジングの内部にステータの収容スペースを確保しなければならないため、既存のハウジングを流用できなくなることが懸念される。その点、本願発明では、ステータをハウジングの外面に配置したので、既存のハウジングを流用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態１において発電機を構成するロータとステータの配置をあらわす断面図
【図２】ハウジングのアッパケースを外した状態をあらわす平面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１及び図２を参照して説明する。本実施形態の振動低減装置１は、非磁性材料からなるハウジング１０内に第１バランサシャフト２０Ａと第２バランサシャフト２０Ｂを収容して構成されているとともに、第１発電機２Ａと第２発電機２Ｂを備えている。振動低減装置１の上方の近傍には、エンジン３が配置されている。エンジン３にはクランクシャフト（図示省略）が設けられており、クランクシャフトのクランクギヤの下端部は、エンジン３の下面側へ突出されている。
【００１６】
ハウジング１０は、ロアケース１１とアッパケース１２とを上下に重ねて構成されており、ハウジング１０の内部には、第１バランサシャフト２０Ａと第２バランサシャフト２０Ｂを回転可能に収容するための空間として、１つの回転許容空間１３と、２つの第１軸受孔１４Ａと、２つの第２軸受孔１４Ｂとが形成されている。回転許容空間１３は、２本のバランサシャフト２０Ａ，２０Ｂのバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂを収容し、２つのバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂの回転を許容するための空間として機能する。
【００１７】
各軸受孔１４Ａ，１４Ｂは、いずれも、バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂの軸部２５Ａ，２５Ｂを回転可能に支持するための円形断面の貫通孔状をなす。２つの第１軸受孔１４Ａは、第１バランサシャフト２０Ａの軸部２５Ａを支持するためのものであり、回転許容空間１３を挟んで互いに同軸状に配置されている。２つの第２軸受孔１４Ｂは、第２バランサシャフト２０Ｂの軸部２５Ｂを回転可能に支持するためのものであり、第１軸受孔１４Ａと同様、回転許容空間１３を挟んで互いに同軸状に配置されている。また、第１軸受孔１４Ａと第２軸受孔１４Ｂはほぼ同じ高さに配置されている。
【００１８】
また、ロアケース１１には、その上面を切欠した形態のギヤ収容空間１５が形成されている。このギヤ収容空間１５は、第１バランサシャフト２０Ａのドリブンギヤ２２を収容するための空間であり、２つの第１軸受孔１４Ａのうち一方の第１軸受孔１４Ａを挟んで回転許容空間１３とは反対側に配置されている。
【００１９】
第１バランサシャフト２０Ａは、第１シャフト本体２１Ａとドリブンギヤ２２と第１バランスウエイト２３Ａと第１連動ギヤ２４Ａとを一体回転し得るように構成したものである。ドリブンギヤ２２は、第１シャフト本体２１Ａの一方の端部に近い位置に配置されている。第１バランスウエイト２３Ａは、第１シャフト本体２１Ａの軸線と平行に見たときに第１シャフト本体２１Ａと同軸の略半円形をなすので、第１バランスウエイト２３Ａ自体の重心は、第１シャフト本体２１Ａの軸線から偏心した位置にある。また、第１バランスウエイト２３Ａは、非磁性材料からなり、第１シャフト本体２１Ａの軸線方向において所定の厚みを有する。
【００２０】
第１連動ギヤ２４Ａは、第１バランスウエイト２３Ａの軸線方向における両端面のうちドリブンギヤ２２と対向する側の端面に重なるように配置されている。第１シャフト本体２１Ａのうちドリブンギヤ２２とは反対側の端部と、ドリブンギヤ２２と第１連動ギヤ２４Ａとの間の部分は、いずれも、第１軸部２５Ａとなっている。２つの第１軸部２５Ａのうちドリブンギヤ２２と第１連動ギヤ２４Ａとの間に位置する第１軸部２５Ａの両端部には、一対の第１フランジ部２６Ａが形成されている。
【００２１】
かかる第１バランサシャフト２０Ａは、２つの第１軸部２５Ａを２つの第１軸受孔１４Ａに回転可能に嵌合することにより、第１シャフト本体２１Ａの軸線を水平方向に向けた姿勢でハウジング１０に対して回転可能に支持されている。また、一対の第１フランジ部２６Ａを第１軸受孔１４Ａの孔縁に摺接させることにより、第１バランサシャフト２０Ａは、ハウジング１０に対する軸線方向への相対移動を規制されている。
【００２２】
第１バランサシャフト２０Ａをハウジング１０に取り付けた状態では、ドリブンギヤ２２の下半分の領域がギヤ収容空間１５内に収容され、ドリブンギヤ２２の上半分の領域がハウジング１０の外部に露出されている。このドリブンギヤ２２の露出部分は、エンジン３のクランクギヤに係合されており、クランクシャフトの回転力がドリブンギヤ２２を介して第１バランサシャフト２０Ａに伝達されるようになっている。また、第１バランスウエイト２３Ａと第１連動ギヤ２４Ａは、回転許容空間１３内に収容されている。第１バランスウエイト２３Ａと第１連動ギヤ２４Ａは、両バランサシャフトの軸線と直角な水平方向において、回転許容空間１３内のほぼ１／２の領域を占める。
【００２３】
第２バランサシャフト２０Ｂは、第２シャフト本体２１Ｂと第２バランスウエイト２３Ｂと第２連動ギヤ２４Ｂとを一体回転し得るように構成したものである。第２バランスウエイト２３Ｂは、第２シャフト本体２１Ｂの軸線方向におけるほぼ中央位置に配置されている。第２バランスウエイト２３Ｂは、第２シャフト本体２１Ｂの軸線と平行に見たときに第２シャフト本体２１Ｂと同軸の略半円形をなすので、第２バランスウエイト２３Ｂ自体の重心は、第２シャフト本体２１Ｂの軸線から偏心した位置にある。また、第２バランスウエイト２３Ｂは、非磁性材料からなり、第２シャフト本体２１Ｂの軸線方向において所定の厚みを有する。
【００２４】
第２連動ギヤ２４Ｂは、第１バランスウエイト２３Ａの軸線方向における両端面のうち一方（両バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂをハウジング１０に取り付けた状態では、ドリブンギヤ２２側）の端面に重なるように配置されている。第２シャフト本体２１Ｂの軸線方向の両端部は、いずれも、第２軸部２５Ｂとなっており、この２つの第２軸部２５Ｂは、第２バランスウエイト２３Ｂと第２連動ギヤ２４Ｂを挟むように位置している。２つの第２軸部２５Ｂのうちハウジング１０に取り付けた状態においてドリブンギヤ２２側となる第２軸部２５Ｂの両端部には、一対の第２フランジ部２６Ｂが形成されている。
【００２５】
かかる第２バランサシャフト２０Ｂは、２つの第２軸部２５Ｂを２つの第２軸受孔１４Ｂに回転可能に嵌合することにより、第２シャフト本体２１Ｂの軸線を水平で且つ第１シャフト本体２１Ａと平行に向けた姿勢でハウジング１０に対して回転可能に支持されている。また、一対の第２フランジ部２６Ｂを第２軸受孔１４Ｂの孔縁に摺接させることにより、第２バランサシャフト２０Ｂは、ハウジング１０に対する軸線方向への相対移動を規制されている。
【００２６】
第２バランサシャフト２０Ｂをハウジング１０に取り付けた状態では、第２バランスウエイト２３Ｂと第２連動ギヤ２４Ｂが、回転許容空間１３内に収容されている。第２バランスウエイト２３Ｂと第２連動ギヤ２４Ｂは、両バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂの軸線と直角な水平方向において、回転許容空間１３内のほぼ１／２の領域を占める。また、回転許容空間１３内では、第１連動ギヤ２４Ａと第２連動ギヤ２４Ｂが係合され、ドリブンギヤ２２を介してクランクシャフトから第１バランサシャフト２０Ａに伝達された回転力は、両連動ギヤ２４Ａ，２４Ｂを介して第２バランサシャフト２０Ｂに伝達されるようになっている。これにより、第１バランサシャフト２０Ａと第２バランサシャフト２０Ｂは、軸線を平行にして水平に並んだ状態で、互いに逆方向に回転するようになっている。
【００２７】
また、第１バランサシャフト２０Ａと第２バランサシャフト２０Ｂが連動して互いに逆向きに回転する際には、第１バランスウエイト２３Ａと第２バランスウエイト２３Ｂは、両バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂの軸線と平行な仮想軸線（図示省略）に関して対称な位置関係を保って偏心回転するようになっている。このように２つのバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂがエンジン３の駆動に連動して偏心回転することにより、エンジン３の振動が低減されるようになっている。
【００２８】
次に、第１発電機２Ａと第２発電機２Ｂを図１を参照して説明する。第１発電機２Ａは、複数個の第１ロータ３０Ａと複数個の第１ステータ３１Ａとを備えて構成されている。複数個の第１ロータ３０Ａは、いずれも永久磁石からなり、第１バランスウエイト２３Ａに設けられている。第１バランサシャフト２０Ａの軸線方向に見たときに、複数の第１ロータ３０Ａは、第１バランサシャフト２０Ａと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。また、各第１ロータ３０Ａは、その全体が第１バランスウエイト２３Ａの内部に埋設された状態で設けられている。これら複数の第１ロータ３０Ａは、第１バランスウエイト２３Ａと一体となって一定の円周上を回転移動するようになっている。
【００２９】
複数の第１ステータ３１Ａは、いずれもコイルからなり、ハウジング１０を構成するロアケース１１のうち第１バランサシャフト２０Ａと同心の円弧形をなす第１下面壁１６Ａの外面（下面）に固定して設けられている。この第１ステータ３１Ａの固定位置は、ハウジング１０の外部であって、ハウジング１０を挟んでエンジン３とは上下逆の位置である。また、第１バランサシャフト２０Ａの軸線方向に見たときに、複数の第１ステータ３１Ａは、第１バランサシャフト２０Ａと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。
【００３０】
第２発電機２Ｂは、複数個の第２ロータ３０Ｂと複数個の第２ステータ３１Ｂとを備えて構成されている。複数個の第２ロータ３０Ｂは、いずれも永久磁石からなり、第２バランスウエイト２３Ｂに設けられている。第２バランサシャフト２０Ｂの軸線方向に見たときに、複数の第２ロータ３０Ｂは、第２バランサシャフト２０Ｂと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。また、各第２ロータ３０Ｂは、その全体が第２バランスウエイト２３Ｂの内部に埋設された状態で設けられている。これら複数の第２ロータ３０Ｂは、第２バランスウエイト２３Ｂと一体となって一定の円周上を回転移動するようになっている。
【００３１】
複数の第２ステータ３１Ｂは、いずれもコイルからなり、ハウジング１０を構成するロアケース１１のうち第２バランサシャフト２０Ｂと同心の円弧形をなす第２下面壁１６Ｂの外面（下面）に固定して設けられている。この第２ステータ３１Ｂの固定位置は、ハウジング１０の外部であって、ハウジング１０を挟んでエンジン３とは上下逆の位置である。また、第２バランサシャフト２０Ｂの軸線方向に見たときに、複数の第２ステータ３１Ｂは、第２バランサシャフト２０Ｂと同心の円周に沿って一定のピッチで配置されている。
【００３２】
本実施形態の発電機２Ａ，２Ｂでは、バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂと一体となってロータ３０Ａ，３０Ｂが回転することにより発電が行われるのであるが、ロータ３０Ａ，３０Ｂは、バランスウエイト２３Ａ，２３Ｂに一体回転し得るように取り付けているので、ハウジング１０の内部に収容されている。ハウジング１０の内部には、バランスウエイト２３Ａ，２３Ｂの回転動作を許容するためのスペースとして回転許容空間１３が存在しているのであるが、この回転許容空間１３は、ロータ３０Ａ，３０Ｂの回転動作を可能とするためのスペースとしても有効に利用されている。したがって、ハウジグの外部にロータを配置した場合に比べると、本実施形態では省スペース化を図ることができる。
【００３３】
また、ロータが埋設されていない既存のバランスウエイトの外面にロータを配置した場合には、そのバランスウエイトの重心位置が、ロータを取り付ける前の状態のバランスウエイトの重心位置から大きくずれることが懸念される。その点、本実施形態では、ロータ３０Ａ，３０Ｂをバランスウエイト２３Ａ，２３Ｂの内部に埋設しているので、その重心位置が既存のバランスウエイトの重心位置から大きくずれる虞がなく、重心位置のずれに起因する振動低減機能の低下を回避することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、エンジン３がハウジング１０の上方に位置し、バランサシャフト２０Ａ，２０Ｂが、シャフト本体２１Ａ，２１Ｂを概ね水平に向けた姿勢で支持されているという形態に着目し、ステータ３１Ａ，３１Ｂを、ハウジング１０の下面に配置した。このように、ステータ３１Ａ，３１Ｂを、ハウジング１０の下面、即ちエンジン３とはハウジング１０を挟んで反対側の位置に配置したことにより、ハウジング１０とエンジン３との位置関係やハウジング１０の上面側の形状を変更せずに済んでいる。
【００３５】
また、ステータをハウジングの内部に配置した場合には、ハウジングの内部にステータの収容スペースを確保しなければならないため、既存のハウジングを流用できなくなることが懸念される。その点、本実施形態では、ステータ３１Ａ，３１Ｂをハウジング１０の外面に配置したので、既存のハウジング１０を流用することが可能となっている。
【００３６】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、ロータの全体をバランスウエイトの内部に埋設したが、ロータは、その一部のみをバランスウエイトに埋設して他の部分をバランスウエイトの外面から突出させた形態としてもよく、ロータの全体をバランスウエイトの外面から突出させた形態としてもよい。
（２）上記実施形態では、ステータを、ハウジングの下面、即ちハウジングを挟んでエンジンとは反対側の位置に配置したが、ステータは、ハウジングの上面、即ちエンジンと同じ側の位置に配置してもよく、ハウジングの側面に配置してもよい。
（３）上記実施形態では、ステータをハウジングの外部（外面）に配置したが、ステータは、ハウジングの内部（内面）に配置してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１…振動低減装置
２Ａ…第１発電機
２Ｂ…第２発電機
３…エンジン
１０…ハウジング
２０Ａ…第１バランサシャフト
２０Ｂ…第２バランサシャフト
２１Ａ…第１シャフト本体
２１Ｂ…第２シャフト本体
２３Ａ…第１バランスウエイト
２３Ｂ…第２バランスウエイト
３０Ａ…第１ロータ
３０Ｂ…第２ロータ
３１Ａ…第１ステータ
３１Ｂ…第２ステータ
【図１】
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【図２】
2011064249.tif 000004