JP2006063836A - 回転検出用ロータ及びクランクシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 クランクシャフトに回転検出用ロータを取り付ける場合に、スペースを有効に利用しクランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができる技術を提供する。
【解決手段】 センサ１０６により回転が検出される被検出部７を備えたクランクシャフト１のセンシングロータ６において、クランクシャフト１のバランスを調整するためのウエイトマス１０をロータ本体に備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転検出用ロータ及びクランクシャフトに関する。

内燃機関においては、クランクシャフトの位置を検出することにより、点火のタイミングや燃料噴射量などの機関運転状態に関する制御を行っている。

そして、クランクシャフトの位置を検出するために、例えば、シリンダブロックにセンサを設け、クランクシャフトのカウンタウエイトに、センサに対応させたセンシングロータを取り付けている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−３３１６８１号公報 特開平８−１４４７８１号公報 特開平６−２８８３２９号公報 特開平８−１０９９４９号公報 実開平５−９０００２号公報

ところで、特許文献１に開示されたセンシングロータ取付け構造では、センシングロータを薄い板金製部材で形成することによって、クランクシャフトのカウンタウエイトのスペースを確保している。

このような場合、センシングロータを介して取付けねじをカウンタウエイトの側面に取り付けるため、取付けねじの頭のためのスペース（隙間、空間）を、センシングロータと、シリンダブロックやロアクランクケースとの間に確保する必要がある。

この取付けねじの頭のために設けられたスペースには、取付けねじの頭が位置するに過ぎず、取付けねじの頭のために利用される部分以外のスペースは、有効に利用されていなかった。

本発明は、上記したような事情に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトに回転検出用ロータを取り付ける場合に、スペースを有効に利用しクランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にあっては、
回転検出手段により回転が検出される被検出部を備えたクランクシャフトの回転検出用ロータにおいて、
クランクシャフトのバランスを調整するためのおもり（マス、ウエイト）をロータ本体に備えることを特徴とする。

このように、クランクシャフトに回転検出用ロータを取付ける場合、ロータ本体におもりを設けることによって、回転検出用ロータをクランクシャフトのカウンタウエイトの一部として適用することができる。したがって、ロータ本体のおもりを調整することによって、クランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができる。また、カウンタウエイトの一部を削った部分に、おもりを設けた回転検出用ロータを取付けるようにすれば、スペースを有効に利用することができ、クランクシャフトの軸方向において、カウンタ
ウエイトの長さに加えて回転検出用ロータの長さを確保する必要がなくなり、クランクシャフトの軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制することができる。

上記の構成において、回転検出用ロータは、薄板状部材により構成され、クランクシャフトのカウンタウエイト側部に設けられたロータ取付け部に、取付け部材が該回転検出用ロータを介して該ロータ取付け部に係止されることによって取付け固定されるものであって、
前記おもりは、前記回転検出用ロータが前記取付け部材により前記ロータ取付け部に取り付けられた場合に、前記取付け部材の軸方向の端部近傍まで設けられているとよい。

回転検出用ロータは、通常、取付け部材がロータ本体の側面（クランクシャフトの軸方向の端面、クランクシャフトの軸方向に略直交する面）に設けられた孔を通ってクランクシャフトの軸方向にロータ取付け部に係止されることによって、ロータ取付け部に取付け固定される。そして、クランクシャフトが内燃機関に適用された場合（シリンダブロックやロアクランクケース内に設置された場合）、取付け部材（特に、取付け部材の頭部分）が軸方向に突出することにより、シリンダブロックやロアクランクケースとロータ本体との間に無駄な空間が生じることとなる。この空間におもりが位置するように、おもりを回転検出用ロータに設けることにより、取付け部材が設けられることにより生じていた無駄な空間を有効に利用することができる。これにより、クランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができ、クランクシャフトの軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制することができる。

また、回転検出手段により回転が検出される被検出部を備えた薄板状部材により構成され、クランクシャフトのカウンタウエイトに取り付けられるクランクシャフトの回転検出用ロータにおいて、
ロータ本体の一部に設けられ、クランクシャフトのカウンタウエイトに取り付けられた場合に、取付け部材によって該カウンタウエイトの外周面に取り付け固定される取付け部を備えることを特徴とする。

このように、取付け部材によりカウンタウエイトの外周面に回転検出用ロータを取り付け固定するように構成することにより、取付け部材の取付け方向をクランクシャフトの軸方向に対して角度をもたせることができ、クランクシャフトの軸方向に取付け部材が突出してしまうことを抑制することができる。これにより、クランクシャフトが内燃機関に適用された場合に、シリンダブロックやロアクランクケースとロータ本体との間に無駄な空間が生じることを抑制することができるので、回転検出用ロータを設けるためにクランクシャフトのカウンタウエイトを削る部分をより抑制することが可能となる。したがって、スペースを有効に利用してクランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができ、クランクシャフトの軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制することができる。

また、前記取付け部は、ロータ本体を構成する薄板状部材の一部が屈曲した部分（クランクシャフトの軸方向に直交する方向に対して角度を有する部分）に設けられているとよい。

また、上記の構成において、クランクシャフトには、軸方向に複数のカウンタウエイトが設けられており、
回転検出用ロータは、前記複数のカウンタウエイトのうち中央領域に設けられたカウンタウエイトに取り付けられるとよい。

クランクシャフトのバランス調整においては、クランクシャフトの内側（中央領域）のカウンタウエイトよりも外側（端部）のカウンタウエイトの方が重要となる。これは、ク
ランクシャフトが適用される内燃機関の重心は、クランクシャフトの略真中にあり、重心に対して距離の長い位置におもりをつけた方がモーメントは大きくなることによる。

したがって、中央領域のカウンタウエイトの方が、外側のカウンタウエイトよりもクランクシャフトのバランスに対する影響は少ないので、中央領域のカウンタウエイトに回転検出用ロータを取付けた方が、クランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができる。

また、本発明に係るクランクシャフトにあっては、上記記載の回転検出用ロータをカウンタウエイトに取付け固定したことを特徴とする。

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

本発明によれば、クランクシャフトに回転検出用ロータを取り付ける場合に、スペースを有効に利用しクランクシャフトのバランス調整をより容易に行うことができる技術を提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るクランクシャフト１が適用される内燃機関１００の要部を示す概略断面図であり、クランクシャフト１の軸方向に対して直交する断面を示している。図２は、本発明の実施例１に係るクランクシャフト１にピストン１０４が取付けられた状態を示す概略斜視図である。図３は、図１に示すＡ−Ａ断面を示す概略図である。図４は、図３に示すクランクシャフト１の要部の概略斜視図である。

まず、内燃機関１００について説明する。

内燃機関１００には、機関出力軸としてのクランクシャフト１が、シリンダブロック（エンジンブロック）１０１とロアクランクケース１０２との間で回転可能に支持されている。そして、クランクシャフト１にはコンロッド１０３を介してピストン１０４が連結されている。コンロッド１０３は、ピストン１０４の往復移動をクランクシャフト１の回転へと変換するものである。ピストン１０４は、シリンダブロック１０１に形成されたシリンダ１０５内を往復移動可能に設けられている。

そして、内燃機関１００において、ピストン１０４の上方には、燃焼室が設けられており、燃焼室には空気と燃料とからなる混合気が充填されるようになる。燃焼室内で混合気が燃焼すると、燃焼室で発生する燃焼力は、ピストン１０４及びコンロッド１０３を介してクランクシャフト１の回転力に変換される。

次に、本実施例に係るクランクシャフト１について説明する。

クランクシャフト１は、クランクピン２と、クランクジャーナル３と、クランクアーム４と、カウンターウエイト５と、センシングロータ６とを備えている。

クランクピン２は、シリンダ１０５の中央に対応する位置に配設されるもので、コンロッド１０３が接続され、コンロッド１０３を介してピストン１０４の受ける外力（燃焼力
）が負荷される。

クランクジャーナル３は、クランクシャフト１の回転中心となる主軸であり、クランクピン２と交互に配置されるように設けられている。また、このクランクジャーナル３が軸受けを介して、シリンダブロック１０１とロアクランクケース１０２との間で回転可能に支持されることによって、クランクシャフト１が内燃機関１００に設けられることとなる。

クランクアーム４は、クランクピン２の両端に設けられ、クランクピン２とクランクジャーナル３とを連結している。

カウンターウエイト５は、ピストン１０４，コンロッド１０３，クランクシャフト１が一体になって回転したときに大きな慣性力が働かないように回転バランスを適切に保つものであり、本実施例においては、クランクシャフト１に８つのカウンターウエイト５１〜５８が設けられている。また、複数のカウンターウエイト５１〜５８の少なくとも１つのカウンターウエイトには、センシングロータ６を取付けるための取付け部５ａが設けられている。

そして、センシングロータ６は、薄板状の環状部材により構成されるもので、その内周に設けられカウンターウエイト５の取付け部５ａに取付けられる（嵌めこまれる）取付け孔６ａと、シリンダブロック１０１に配設されたセンサ１０６により回転が検出される被検出部７と、おもりとしてウエイトマス１０と、を備えるものである。

被検出部７は、ロータ本体の外周の少なくとも一部において、所定角度おきに設けられた突起８により構成されている。また、センシングロータ６は、カウンターウエイト５の取付け部５ａやクランクアーム４に、取付けねじ９によって取り付けられている。ここで、センシングロータ６は、本実施例に係る回転検出用ロータを構成している。

ウエイトマス１０は本実施例の特徴的な構成であり、センシングロータ６の側面６ｂに設けられるものであって、センシングロータ６が取付けねじ９によりカウンターウエイト５に取付けられた場合に、取付けねじ９のねじ頭９ａの先端近傍まで設けられている。

センシングロータ６がクランクシャフト１に取付けられる場合には、取付けねじ９がセンシングロータ６の側面６ｂにクランクシャフト１の軸方向から取付けられるため、取付けねじ９のねじ頭９ａが突出してしまう。このようにねじ頭９ａが突出すると、センシングロータ６の側面６ｂと、シリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は、ロアクランクケースの壁面）との間には無駄な空間が生じてしまう。

本実施例においては、この空間にウエイトマス１０が設けられることとなるので、無駄となっていた空間を有効に利用することができる。すなわち、カウンターウエイト５の一部を削ってセンシングロータ６の取付けスペース（取付け部５ａ）を設けた場合、そのスペースにおいても、カウンターウエイトの機能を持たせることが可能となるので、センシングロータ６とは別におもりを取付ける必要もなくなり、クランクシャフト１のバランス調整をより容易に行うことができ、クランクシャフト１の軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制することができる。

ここで、ウエイトマス１０は、シリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は、ロアクランクケースの壁面）に当接しない範囲に設けられるものであればよい。例えば、内燃機関１００への組み付け前のクランクシャフト１において、ウエイトマス１０が、取付けねじ９のねじ頭９ａよりも、クランクシャフト１の軸方向に突出しない範囲で設けら
れていれば、当該クランクシャフト１を内燃機関１００に組み付けても、シリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は、ロアクランクケースの壁面）に当接することはない。

また、センシングロータ６は、クランクシャフト１の軸方向に投影した場合に、ウエイトマス１０がカウンターウエイト５に重なるように取付けられるとよい。これにより、取付け部５ａにおいても、カウンターウエイトの機能を持たせることができるものである。

また、センシングロータ６は、クランクシャフト１の中央領域に設けられたカウンターウエイト、すなわち、複数のカウンターウエイトのうち端部（カウンターウエイト５１，５８）以外のカウンターウエイト（カウンターウエイト５２〜５７のいずれか）に取付けられると好ましい。中央領域のカウンタウエイトの方が、端部のカウンタウエイトよりもクランクシャフト１のバランスに対する影響は少ないので、中央領域のカウンタウエイトにセンシングロータ６を取付けることによって、クランクシャフト１のバランス調整をより容易に行うことができる。

ここで、センシングロータ６を中央領域に設けられたカウンターウエイト５に取付ける場合について説明する。

センシングロータ６を中央領域に設けられたカウンターウエイト５に取付ける場合には、例えば、センシングロータ６の取付け孔６ａの内周面の一部を、クランクジャーナル３の近傍に位置させた状態で、取付け孔６ａの内周面において該一部に対向する部位を移動させてカウンターウエイト５を通過させることによって、センシングロータ６をクランクシャフト１の中央領域まで移動させることができる。なお、センシングロータ６の取付け孔６ａは、上述のようにしてクランクシャフト１の中央領域まで移動することが可能な大きさに設けられている。

図５は、本発明の実施例２に係るクランクシャフト１が適用される内燃機関１００の要部を示す概略断面図であり、クランクシャフト１の軸方向に対して直交する断面を示している。図６は、図５に示すクランクシャフト１の要部の概略図である。図７は、図６に示すクランクシャフト１の概略斜視図である。なお、内燃機関の基本的な構成は実施例１で説明した構成と同様であり、同様の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

本実施例の特徴的な構成として、本実施例に係るセンシングロータ６０は、薄板状の環状部材により構成されるもので、その内周に設けられカウンターウエイト５の取付け部５ａに取付けられる（嵌めこまれる）取付け孔６ａと、シリンダブロック１０１に配設されたセンサ１０６により回転が検出される被検出部７と、カウンターウエイト５に取り付けられた場合に、取付けねじ９によってカウンタウエイト５の外周面５ｂに取り付け固定される取付け部６１を備えている。取付け部６１は、薄板状のロータ本体の一部が屈曲した部分に設けられている。

このように構成することにより、センシングロータ６０をカウンタウエイト５に取付ける場合、取付けねじ９による取付け方向がクランクシャフト１の軸方向に対して角度を有する（本実施例では、約９０度）こととなる。これにより、実施例１においてセンシングロータ６の側面６ｂに取付けねじ９がクランクシャフト１の軸方向から取付けられていた場合のように、取付けねじ９のねじ頭９ａが突出してしまうようなことはなくなる。

また、センシングロータ６０は、シリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は
、ロアクランクケースの壁面）に当接しない範囲において、可能な限りシリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は、ロアクランクケースの壁面）側に配置することができる。これにより、カウンターウエイト５の一部を削ってセンシングロータ６０の取付けスペース（取付け部５ａ）を設ける場合、カウンターウエイト５をあまり削ることなく、取付け部５ａを設けることができるので、カウンターウエイト５のスペースを確保することが可能となる。

したがって、ねじ頭９ａが突出することによりセンシングロータ６０の側面６２と、シリンダブロック１０１の壁面１０１ａ（及び／又は、ロアクランクケースの壁面）との間に無駄な空間が生じることはなく、空間を効率よく使用することができる。すなわち、無駄な空間が生じることでおもりをさらに取り付けるというようなことがなくなるので、クランクシャフト１のバランス調整をより容易に行うことができ、クランクシャフト１の軸方向の長さが長くなってしまうことを抑制することができる。

また、実施例１と同様にセンシングロータ６０は、クランクシャフト１の中央領域に設けられたカウンターウエイト、すなわち、複数のカウンターウエイトのうち端部（カウンターウエイト５１，５８）以外のカウンターウエイト（カウンターウエイト５２〜５７のいずれか）に取付けられると好ましい。

本発明の実施例１に係るクランクシャフトが適用される内燃機関の要部を示す概略断面図。 本発明の実施例１に係るクランクシャフトにピストンが取付けられた状態を示す概略斜視図。 図１に示すＡ−Ａ断面を示す概略図。 図３に示すクランクシャフトの要部の概略斜視図。 本発明の実施例２に係るクランクシャフトが適用される内燃機関の要部を示す概略断面図。 図５に示すクランクシャフトの要部の概略図。 図６に示すクランクシャフトの概略斜視図。

符号の説明

１ クランクシャフト
２ クランクピン
３ クランクジャーナル
４ クランクアーム
５（５１〜５８） カウンターウエイト
５ａ 取付け部
５ｂ 外周面
６，６０ センシングロータ
６ａ 取付け孔
６ｂ，６２ 側面
６１ 取付け部
７ 被検出部
８ 突起
９ 取付けねじ
９ａ ねじ頭
１０ ウエイトマス
１００ 内燃機関
１０１ シリンダブロック
１０１ａ 壁面
１０２ ロアクランクケース
１０３ コンロッド
１０４ ピストン
１０５ シリンダ
１０６ センサ

Claims (5)

1. 回転検出手段により回転が検出される被検出部を備えたクランクシャフトの回転検出用ロータにおいて、
   クランクシャフトのバランスを調整するためのおもりをロータ本体に備えることを特徴とする回転検出用ロータ。
2. 請求項１に記載の回転検出用ロータは、薄板状部材により構成され、クランクシャフトのカウンタウエイト側部に設けられたロータ取付け部に、取付け部材が該回転検出用ロータを介して該ロータ取付け部に係止されることによって取付け固定されるものであって、
   前記おもりは、前記回転検出用ロータが前記取付け部材により前記ロータ取付け部に取り付けられた場合に、前記取付け部材の軸方向の端部近傍まで設けられていることを特徴とする回転検出用ロータ。
3. 回転検出手段により回転が検出される被検出部を備えた薄板状部材により構成され、クランクシャフトのカウンタウエイトに取り付けられるクランクシャフトの回転検出用ロータにおいて、
   ロータ本体の一部に設けられ、クランクシャフトのカウンタウエイトに取り付けられた場合に、取付け部材によって該カウンタウエイトの外周面に取り付け固定される取付け部を備えることを特徴とする回転検出用ロータ。
4. クランクシャフトには、軸方向に複数のカウンタウエイトが設けられており、
   前記複数のカウンタウエイトのうち中央領域に設けられたカウンタウエイトに取り付けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転検出用ロータ。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の回転検出用ロータをカウンタウエイトに取付け固定したことを特徴とするクランクシャフト。

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