JPH08285015A - 内燃機関のクランクシャフト - Google Patents
内燃機関のクランクシャフトInfo
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- JPH08285015A JPH08285015A JP9397695A JP9397695A JPH08285015A JP H08285015 A JPH08285015 A JP H08285015A JP 9397695 A JP9397695 A JP 9397695A JP 9397695 A JP9397695 A JP 9397695A JP H08285015 A JPH08285015 A JP H08285015A
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- crankshaft
- cylinder
- cutting
- combustion engine
- internal combustion
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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
- 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
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1824—Number of cylinders six
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はカウンタウェイトの切削により軸回
りのバランス修正が図られる内燃機関のクランクシャフ
トに関し、切削の対象となるカウンタウェイトを両端気
筒のカウンタウェイトに特定することを目的とする。 【構成】 両端気筒のカウンタウェイト14-1,14
-12 に、他のカウンタウェイト14-2〜14-11 に比し
て所定値だけ大きな慣性モーメントを付与した加工体1
0を、鋳造または鍛造等の粗形材加工、及び機械加工に
より作成する。上記の所定値を、加工体10が公差範囲
内で作成された場合には、両端気筒のカウンタウェイト
14-1,14-12 の切削のみで、軸回りの慣性モーメン
トのバランス修正が可能となる値に設定する。加工体1
0の作成後、カウンタウェイト14-1,14-12 を切削
してクランクシャフトを完成させる。
りのバランス修正が図られる内燃機関のクランクシャフ
トに関し、切削の対象となるカウンタウェイトを両端気
筒のカウンタウェイトに特定することを目的とする。 【構成】 両端気筒のカウンタウェイト14-1,14
-12 に、他のカウンタウェイト14-2〜14-11 に比し
て所定値だけ大きな慣性モーメントを付与した加工体1
0を、鋳造または鍛造等の粗形材加工、及び機械加工に
より作成する。上記の所定値を、加工体10が公差範囲
内で作成された場合には、両端気筒のカウンタウェイト
14-1,14-12 の切削のみで、軸回りの慣性モーメン
トのバランス修正が可能となる値に設定する。加工体1
0の作成後、カウンタウェイト14-1,14-12 を切削
してクランクシャフトを完成させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のクランクシ
ャフトに係り、特に、多気筒内燃機関の各気筒に対応し
て設けられたカウンタウェイトの切削により、軸回りの
バランス修正が実現される内燃機関のクランクシャフト
に関する。
ャフトに係り、特に、多気筒内燃機関の各気筒に対応し
て設けられたカウンタウェイトの切削により、軸回りの
バランス修正が実現される内燃機関のクランクシャフト
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、内燃機関を構成する部品とし
て、クランクシャフトが知られている。クランクシャフ
トは、ピストンに生ずる往復運動を回転運動に変換する
部材であり、回転軸となるジャーナル部、コンロッドを
介してピストンが連結されるクランクピン、及びジャー
ナル部とクランクピンとを連結するウェブと、ウェブと
一体となったカウンタウェイトとで構成される。
て、クランクシャフトが知られている。クランクシャフ
トは、ピストンに生ずる往復運動を回転運動に変換する
部材であり、回転軸となるジャーナル部、コンロッドを
介してピストンが連結されるクランクピン、及びジャー
ナル部とクランクピンとを連結するウェブと、ウェブと
一体となったカウンタウェイトとで構成される。
【0003】カウンタウェイトは、ピストン、コンロッ
ド等の往復運動系の慣性力、及びクランクピン等の回転
運動系の慣性力とのバランスを得るために設けられる部
材である。従って、適切なカウンタウェイトを取り付け
れば、回転時におけるクランクシャフトの振動、主軸受
に付与される偏加重等を有効に抑制することができる。
このため、カウンタウェイトに如何なる諸元を与えるか
は、クランクシャフトにおいて良好な特性を確保するう
えで極めて重要な事項である。
ド等の往復運動系の慣性力、及びクランクピン等の回転
運動系の慣性力とのバランスを得るために設けられる部
材である。従って、適切なカウンタウェイトを取り付け
れば、回転時におけるクランクシャフトの振動、主軸受
に付与される偏加重等を有効に抑制することができる。
このため、カウンタウェイトに如何なる諸元を与えるか
は、クランクシャフトにおいて良好な特性を確保するう
えで極めて重要な事項である。
【0004】実開平4−32515公報は、上記の如く
カウンタウェイトの諸元がクランクシャフトの特性に大
きく影響することに着目し、各気筒のカウンタウェイト
に、異なる諸元を付与することで特性の改善を図ったク
ランクシャフトを開示している。この従来のクランクシ
ャフトにおいては、その両端のカウンタウェイトに、最
も大きな慣性モーメントが、その中央のカウンタウェイ
トに、次に大きな慣性モーメントが、他のカウンタウェ
イトに、最も小さな慣性モーメントが付与されている。
かかる構成によれば、ピストン等の往復運動系の慣性力
に起因してクランクシャフトに作用する曲げモーメント
を、クランクシャフトの両端に配設したクランクシャフ
トの慣性力よって打ち消すことが可能である。このた
め、上記従来の構成によれば、回転時におけるクランク
シャフトの湾曲を有効に抑制し得るという利益を得るこ
とができる。
カウンタウェイトの諸元がクランクシャフトの特性に大
きく影響することに着目し、各気筒のカウンタウェイト
に、異なる諸元を付与することで特性の改善を図ったク
ランクシャフトを開示している。この従来のクランクシ
ャフトにおいては、その両端のカウンタウェイトに、最
も大きな慣性モーメントが、その中央のカウンタウェイ
トに、次に大きな慣性モーメントが、他のカウンタウェ
イトに、最も小さな慣性モーメントが付与されている。
かかる構成によれば、ピストン等の往復運動系の慣性力
に起因してクランクシャフトに作用する曲げモーメント
を、クランクシャフトの両端に配設したクランクシャフ
トの慣性力よって打ち消すことが可能である。このた
め、上記従来の構成によれば、回転時におけるクランク
シャフトの湾曲を有効に抑制し得るという利益を得るこ
とができる。
【0005】ところで、クランクシャフトは、鋳造等の
粗形材加工、及び切削等の機械加工を組み合わせて作成
される部品である。従って、適正な生産性を確保するた
めには、ある程度の加工誤差を公差として認める必要が
ある。しかしながら、上述の如く、クランクシャフトに
おいて良好な特性を得るためには、ピストン・クランク
ピン等の往復・回転運動系の慣性力と、カウンタウェイ
トの慣性力とを精度良くバランスさせることが必要であ
る。
粗形材加工、及び切削等の機械加工を組み合わせて作成
される部品である。従って、適正な生産性を確保するた
めには、ある程度の加工誤差を公差として認める必要が
ある。しかしながら、上述の如く、クランクシャフトに
おいて良好な特性を得るためには、ピストン・クランク
ピン等の往復・回転運動系の慣性力と、カウンタウェイ
トの慣性力とを精度良くバランスさせることが必要であ
る。
【0006】このため、クランクシャフトを製造するに
あたっては、粗形材加工、及び機械加工を経たクランク
シャフトの加工体に、カウンタウェイトの切削によるバ
ランス修正を施すことが一般に行われている。従って、
例えば、上記公報記載のクランクシャフトを製造する場
合は、先ず、粗形材加工、及び機械加工によって、軸回
りのバランスを公差範囲内に維持しつつ各カウンタウェ
イトに所望の慣性モーメントを付与し、次いで、機械加
工終了時に残存したアンバランスを除去すべく、適当な
カウンタウェイトの切削によりバランス修正を図ること
となる。
あたっては、粗形材加工、及び機械加工を経たクランク
シャフトの加工体に、カウンタウェイトの切削によるバ
ランス修正を施すことが一般に行われている。従って、
例えば、上記公報記載のクランクシャフトを製造する場
合は、先ず、粗形材加工、及び機械加工によって、軸回
りのバランスを公差範囲内に維持しつつ各カウンタウェ
イトに所望の慣性モーメントを付与し、次いで、機械加
工終了時に残存したアンバランスを除去すべく、適当な
カウンタウェイトの切削によりバランス修正を図ること
となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、直列6気筒
の内燃機関に用いるクランクシャフトにおいては、その
両端に位置する第1気筒及び第6気筒に対応するクラン
クピンが同位相に、中央に位置する第3気筒及び第4気
筒に対応するクランクピンが同位相に、またそれらの間
に位置する第2気筒及び第5気筒に対応するクランクピ
ンが同位相に、それぞれ設けられている。この場合、ク
ランクシャフトの中央に位置するジャーナル部、すなわ
ち第3気筒と第4気筒との間に位置するジャーナル部の
両側には、同位相に設けられたカウンタウェイトを介し
て、同位相に設けられたクランクピンが連結されること
になる。
の内燃機関に用いるクランクシャフトにおいては、その
両端に位置する第1気筒及び第6気筒に対応するクラン
クピンが同位相に、中央に位置する第3気筒及び第4気
筒に対応するクランクピンが同位相に、またそれらの間
に位置する第2気筒及び第5気筒に対応するクランクピ
ンが同位相に、それぞれ設けられている。この場合、ク
ランクシャフトの中央に位置するジャーナル部、すなわ
ち第3気筒と第4気筒との間に位置するジャーナル部の
両側には、同位相に設けられたカウンタウェイトを介し
て、同位相に設けられたクランクピンが連結されること
になる。
【0008】また、直列4気筒の内燃機関に用いるクラ
ンクシャフトにおいては、その両端に位置する第1気筒
及び第4気筒に対応するクランクピンが同位相に、それ
らの間に位置する第2気筒及び第3気筒に対応するクラ
ンクピンが同位相に、それぞれ設けられている。この場
合も、クランクシャフトの中央に位置するジャーナル
部、すなわち第2気筒と第3気筒との間に位置するジャ
ーナル部の両側には、同位相に設けられたカウンタウェ
イトを介して、同位相に設けられたクランクピンが連結
されることになる。
ンクシャフトにおいては、その両端に位置する第1気筒
及び第4気筒に対応するクランクピンが同位相に、それ
らの間に位置する第2気筒及び第3気筒に対応するクラ
ンクピンが同位相に、それぞれ設けられている。この場
合も、クランクシャフトの中央に位置するジャーナル
部、すなわち第2気筒と第3気筒との間に位置するジャ
ーナル部の両側には、同位相に設けられたカウンタウェ
イトを介して、同位相に設けられたクランクピンが連結
されることになる。
【0009】このように、多気筒内燃機関に用いるクラ
ンクシャフトは、一般に、その中央に位置するジャーナ
ル部の両側に、同位相のカウンタウェイト、及びクラン
クピンを備えている。このため、クランクシャフトの中
央に位置するジャーナル部には、他の主軸受に比して偏
荷重が生じ易い。従って、クランクシャフトにおいて良
好な特性を得るためには、その中央に位置するジャーナ
ル部の両側のカウンタウェイトに、特に優れたバランス
調整能力を付与することが有効である。
ンクシャフトは、一般に、その中央に位置するジャーナ
ル部の両側に、同位相のカウンタウェイト、及びクラン
クピンを備えている。このため、クランクシャフトの中
央に位置するジャーナル部には、他の主軸受に比して偏
荷重が生じ易い。従って、クランクシャフトにおいて良
好な特性を得るためには、その中央に位置するジャーナ
ル部の両側のカウンタウェイトに、特に優れたバランス
調整能力を付与することが有効である。
【0010】これに対して、従来のクランクシャフトに
おいては、機械加工の終了後に加工体に残存するアンバ
ランス如何によっては、バランス修正のために中央に位
置するカウンタウェイトを切削する必要が生ずる。その
場合、クランクシャフト全体としては軸回りでバランス
するものの、中央に位置するカウンタウェイトの周辺に
おいてはバランスが悪化し、主軸受の偏荷重が高くなり
摩耗が促進される可能性が生ずる。
おいては、機械加工の終了後に加工体に残存するアンバ
ランス如何によっては、バランス修正のために中央に位
置するカウンタウェイトを切削する必要が生ずる。その
場合、クランクシャフト全体としては軸回りでバランス
するものの、中央に位置するカウンタウェイトの周辺に
おいてはバランスが悪化し、主軸受の偏荷重が高くなり
摩耗が促進される可能性が生ずる。
【0011】また、クランクシャフトの小型化を図るた
めには、各カウンタウェイトの薄肉化を図ることが有効
である。一方、バランス修正の作業効率を高めるために
は、バランス修正の対称となるカウンタウェイトは厚肉
であることが望ましい。バランス修正時の切削量を容易
に管理するためには、カウンタウェイトをドリルで切削
することによりバランス修正を行うのが好ましく、その
際、カウンタウェイトが厚肉であれば、切削にあたって
径の太いドリルを使用することができるからである。こ
のため、バランス修正の際に切削の対称となるカウンタ
ウェイトが特定されていない従来のクランクシャフトに
おいては、クランクシャフトの小型化と、バランス修正
の作業効率の確保とを両立することが困難であった。
めには、各カウンタウェイトの薄肉化を図ることが有効
である。一方、バランス修正の作業効率を高めるために
は、バランス修正の対称となるカウンタウェイトは厚肉
であることが望ましい。バランス修正時の切削量を容易
に管理するためには、カウンタウェイトをドリルで切削
することによりバランス修正を行うのが好ましく、その
際、カウンタウェイトが厚肉であれば、切削にあたって
径の太いドリルを使用することができるからである。こ
のため、バランス修正の際に切削の対称となるカウンタ
ウェイトが特定されていない従来のクランクシャフトに
おいては、クランクシャフトの小型化と、バランス修正
の作業効率の確保とを両立することが困難であった。
【0012】このように、粗形材加工、及び機械加工の
段階で、加工体の軸回りのバランスを適当な公差範囲内
に管理し、残存したアンバランスの方向に応じて何れか
のカウンタウェイトを切削してバランス修正を施した従
来のクランクシャフトは、クランクシャフトに要求され
る種々の特性を実現するうえで、必ずしも理想的な構成
ではなかった。
段階で、加工体の軸回りのバランスを適当な公差範囲内
に管理し、残存したアンバランスの方向に応じて何れか
のカウンタウェイトを切削してバランス修正を施した従
来のクランクシャフトは、クランクシャフトに要求され
る種々の特性を実現するうえで、必ずしも理想的な構成
ではなかった。
【0013】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、バランス修正の際に切削の対称となるカウンタ
ウェイトを予め特定することにより、上記の課題を解決
する内燃機関のクランクシャフトを提供することを目的
とする。
であり、バランス修正の際に切削の対称となるカウンタ
ウェイトを予め特定することにより、上記の課題を解決
する内燃機関のクランクシャフトを提供することを目的
とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、両端気筒
のカウンタウェイトに、他のカウンタウェイトに比して
所定値だけ大きな慣性モーメントを付与した加工体に、
軸回りのバランス修正を施してなる内燃機関のクランク
シャフトであって、前記所定値は、前記加工体が公差範
囲内で作成された場合には、前記両端気筒のカウンタウ
ェイトの切削を行うことで前記バランス修正が可能とな
る値に設定されている内燃機関のクランクシャフトによ
り達成される。
のカウンタウェイトに、他のカウンタウェイトに比して
所定値だけ大きな慣性モーメントを付与した加工体に、
軸回りのバランス修正を施してなる内燃機関のクランク
シャフトであって、前記所定値は、前記加工体が公差範
囲内で作成された場合には、前記両端気筒のカウンタウ
ェイトの切削を行うことで前記バランス修正が可能とな
る値に設定されている内燃機関のクランクシャフトによ
り達成される。
【0015】
【作用】本発明において、バランス修正前の加工体が予
め設定された公差範囲内で作成された場合、その加工体
に残存する軸回りのアンバランスは、常に、両端気筒の
カウンタウェイトを切削することで適正なバランス修正
が実現できる範囲内に収まる。このため、本発明に係る
内燃機関のクランクシャフトにおいては、両端気筒のカ
ウンタウェイトを除く他のカウンタウェイトに切削を施
すことなく、適正なバランス修正が実現される。
め設定された公差範囲内で作成された場合、その加工体
に残存する軸回りのアンバランスは、常に、両端気筒の
カウンタウェイトを切削することで適正なバランス修正
が実現できる範囲内に収まる。このため、本発明に係る
内燃機関のクランクシャフトにおいては、両端気筒のカ
ウンタウェイトを除く他のカウンタウェイトに切削を施
すことなく、適正なバランス修正が実現される。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の一実施例である内燃機関の
クランクシャフトの母材となる加工体10の正面図を示
す。また、図2は、加工体10の左側面図(図1に示す
Fr矢視に相当)を示す。以下、これらを参照して、加
工体10の構成について説明する。
クランクシャフトの母材となる加工体10の正面図を示
す。また、図2は、加工体10の左側面図(図1に示す
Fr矢視に相当)を示す。以下、これらを参照して、加
工体10の構成について説明する。
【0017】図1及び図2に示す加工体10は、鋳造、
又は鍛造等の粗形材加工によって成形した部材に、表面
仕上げ等の機械加工を施して作成した部材である。本実
施例のクランクシャフトは、加工体10に、後述するバ
ランス修正を施すことにより完成される。
又は鍛造等の粗形材加工によって成形した部材に、表面
仕上げ等の機械加工を施して作成した部材である。本実
施例のクランクシャフトは、加工体10に、後述するバ
ランス修正を施すことにより完成される。
【0018】加工体10は、直列6気筒の内燃機関の構
成部品となるクランクシャフトの母材であり、図1に示
す如く、第1気筒〜第6気筒に対応する6つのクランク
ピン12-1〜12-6を備えている。内燃機関に組み付け
られた場合、これらのクランクピン12-1〜12-6に
は、図示しないコンロッドを介してピストンが連結され
る。
成部品となるクランクシャフトの母材であり、図1に示
す如く、第1気筒〜第6気筒に対応する6つのクランク
ピン12-1〜12-6を備えている。内燃機関に組み付け
られた場合、これらのクランクピン12-1〜12-6に
は、図示しないコンロッドを介してピストンが連結され
る。
【0019】クランクピン12-1〜12-6の両側には、
それぞれ1個づつウェブ13-1〜13-12 と一体となっ
たカウンタウェイト14-1〜14-12 が配設されてい
る。また、カウンタウェイト14-1〜14-12 の、クラ
ンクピン12-1〜12-6が固定される面と反対の面に
は、クランクシャフトの回転軸となるジャーナル部16
-1〜16-7が形成されている。
それぞれ1個づつウェブ13-1〜13-12 と一体となっ
たカウンタウェイト14-1〜14-12 が配設されてい
る。また、カウンタウェイト14-1〜14-12 の、クラ
ンクピン12-1〜12-6が固定される面と反対の面に
は、クランクシャフトの回転軸となるジャーナル部16
-1〜16-7が形成されている。
【0020】図1中に示す如く、上述したカウンタウェ
イト14-1〜14-12 には、加工体10の両端に位置す
るカウンタウェイト14-1,14-12 においてT1 、他
のカウンタウェイト14-2〜14-11 においてT2 (T
1 >T2 )の板厚が付与されている。
イト14-1〜14-12 には、加工体10の両端に位置す
るカウンタウェイト14-1,14-12 においてT1 、他
のカウンタウェイト14-2〜14-11 においてT2 (T
1 >T2 )の板厚が付与されている。
【0021】図2に示す如く、加工体10は、それぞれ
カウンタウェイト14-1,14-2,14-11 ,14-12
が同位相に、カウンタウェイト14-3,14-4,1
4-9,14-10 が同位相に、カウンタウェイト14-5,
14-6,14-7,14-8が同位相になるように、かつ、
各組間の位相差が2π/3となるように成形されてい
る。
カウンタウェイト14-1,14-2,14-11 ,14-12
が同位相に、カウンタウェイト14-3,14-4,1
4-9,14-10 が同位相に、カウンタウェイト14-5,
14-6,14-7,14-8が同位相になるように、かつ、
各組間の位相差が2π/3となるように成形されてい
る。
【0022】また、何れもクランクピン12-1〜12-6
が配設されるウェブ13-1〜13-1 2 側の幅が狭く、ジ
ャーナル部16-1〜16-7を挟んでそれらの反対側のカ
ウンタウェイト14-1〜14-12 の幅が広い形状に成形さ
れている。本実施例においては、粗形材加工、及び機械
加工の段階で、幅広部分の寸法W、及び幅広部分の半径
Rを管理することで、カウンタウェイト14-1〜14
-12 の形状を管理している。
が配設されるウェブ13-1〜13-1 2 側の幅が狭く、ジ
ャーナル部16-1〜16-7を挟んでそれらの反対側のカ
ウンタウェイト14-1〜14-12 の幅が広い形状に成形さ
れている。本実施例においては、粗形材加工、及び機械
加工の段階で、幅広部分の寸法W、及び幅広部分の半径
Rを管理することで、カウンタウェイト14-1〜14
-12 の形状を管理している。
【0023】具体的には、図2中に示すように、カウン
タウェイト14-1,14-2,14-1 1 ,14-12 につい
てのW、Rの目標値を、それぞれW1 、R1 に、他のカ
ウンタウェイト14-3〜14-10 についてのW、Rの目
標値を、それぞれW2 、R2(W1 ≧W2 ,R1 ≧
R2 )に設定し、それぞれの寸法が予め設定した公差範
囲内に納まるように、粗形材加工、及び機械加工を行う
こととしている。
タウェイト14-1,14-2,14-1 1 ,14-12 につい
てのW、Rの目標値を、それぞれW1 、R1 に、他のカ
ウンタウェイト14-3〜14-10 についてのW、Rの目
標値を、それぞれW2 、R2(W1 ≧W2 ,R1 ≧
R2 )に設定し、それぞれの寸法が予め設定した公差範
囲内に納まるように、粗形材加工、及び機械加工を行う
こととしている。
【0024】図3は、横軸を水平方向H、縦軸を垂直方
向Vとして表した、加工体10の中心軸回りの慣性モー
メントの分布図を示す。同図において、符号♯1,6を
付して表す○は、第1気筒および第6気筒の回転系、す
なわちカウンタウェイト14 -1,14-2,14-11 ,1
4-12 、クランクピン12-1,12-6等の慣性モーメン
トの合成値I16である。I16は、加工体10の回転中心
から第1気筒および第6気筒の回転系の重心までの距離
r1 と、第1気筒および第6気筒の回転系の質量m1 と
の積として表すことができる。
向Vとして表した、加工体10の中心軸回りの慣性モー
メントの分布図を示す。同図において、符号♯1,6を
付して表す○は、第1気筒および第6気筒の回転系、す
なわちカウンタウェイト14 -1,14-2,14-11 ,1
4-12 、クランクピン12-1,12-6等の慣性モーメン
トの合成値I16である。I16は、加工体10の回転中心
から第1気筒および第6気筒の回転系の重心までの距離
r1 と、第1気筒および第6気筒の回転系の質量m1 と
の積として表すことができる。
【0025】また、図3において、符号♯2,5を付し
て表す○は、第2気筒および第5気筒の回転系、すなわ
ちカウンタウェイト14-3,14-4,14-9,1
4-10 、クランクピン12-2,12-5等の慣性モーメン
トの合成値I25である。I25は、加工体10の回転中心
から第2気筒および第5気筒の回転系の重心までの距離
r2と、第2気筒および第5気筒の回転系の質量m2 と
の積として表すことができる。
て表す○は、第2気筒および第5気筒の回転系、すなわ
ちカウンタウェイト14-3,14-4,14-9,1
4-10 、クランクピン12-2,12-5等の慣性モーメン
トの合成値I25である。I25は、加工体10の回転中心
から第2気筒および第5気筒の回転系の重心までの距離
r2と、第2気筒および第5気筒の回転系の質量m2 と
の積として表すことができる。
【0026】同様に、図3において、符号♯3,4を付
して表す○は、第3気筒および第4気筒の回転系、すな
わちカウンタウェイト14-5,14-6,14-7,1
4-8、クランクピン12-3,12-4等の慣性モーメント
の合成値I34である。I34は、加工体10の回転中心か
ら第3気筒および第4気筒の回転系の重心までの距離r
2と、第3気筒および第4気筒の回転系の質量m2 との
積として表すことができる。
して表す○は、第3気筒および第4気筒の回転系、すな
わちカウンタウェイト14-5,14-6,14-7,1
4-8、クランクピン12-3,12-4等の慣性モーメント
の合成値I34である。I34は、加工体10の回転中心か
ら第3気筒および第4気筒の回転系の重心までの距離r
2と、第3気筒および第4気筒の回転系の質量m2 との
積として表すことができる。
【0027】そして、図3において、符号♯2〜5を付
して表す○は、上述した第3気筒および第4気筒の慣性
モーメントの合成値I34と、第2気筒および第5気筒の
慣性モーメントの合成値I25とを更に合成して表した慣
性モーメントの合成値I2345である。I2345は、加工体
10の回転中心から、第2気筒〜第5気筒の回転系の重
心までの距離r2 ´と、第2気筒〜第5気筒の回転系の
質量m2 ´との積として表すことができる。
して表す○は、上述した第3気筒および第4気筒の慣性
モーメントの合成値I34と、第2気筒および第5気筒の
慣性モーメントの合成値I25とを更に合成して表した慣
性モーメントの合成値I2345である。I2345は、加工体
10の回転中心から、第2気筒〜第5気筒の回転系の重
心までの距離r2 ´と、第2気筒〜第5気筒の回転系の
質量m2 ´との積として表すことができる。
【0028】従って、本実施例においては、図3に示す
♯1,6で示すI16=m1・r1 と、♯2〜5で示すI
2345=m2'・ r2'とがバランスするように、加工体10
に対してバランス修正を施せば、全気筒の回転系の慣性
モーメントが回転軸回りにバランスしたクランクシャフ
トを実現することができる。
♯1,6で示すI16=m1・r1 と、♯2〜5で示すI
2345=m2'・ r2'とがバランスするように、加工体10
に対してバランス修正を施せば、全気筒の回転系の慣性
モーメントが回転軸回りにバランスしたクランクシャフ
トを実現することができる。
【0029】ところで、加工体10の製造は、上記の如
く、各カウンタウェイト14-1〜14-12 の寸法が所定
の公差範囲内に収まるように行われる。この際、加工体
10に許容する公差を小さく設定すれば、軸回りのアン
バランス範囲が狭小となり、バランス修正が容易となる
が、その反面、粗形材加工、及び機械加工の段階で、高
い精度が必要となり、生産性上の不利益が生ずる。従っ
て、クランクシャフトの性能と、生産性とを両立するた
めには、バランス修正によりバランスを修復することが
可能な範囲内で、可能な限り広い公差を加工体10に認
めることが適切である。
く、各カウンタウェイト14-1〜14-12 の寸法が所定
の公差範囲内に収まるように行われる。この際、加工体
10に許容する公差を小さく設定すれば、軸回りのアン
バランス範囲が狭小となり、バランス修正が容易となる
が、その反面、粗形材加工、及び機械加工の段階で、高
い精度が必要となり、生産性上の不利益が生ずる。従っ
て、クランクシャフトの性能と、生産性とを両立するた
めには、バランス修正によりバランスを修復することが
可能な範囲内で、可能な限り広い公差を加工体10に認
めることが適切である。
【0030】図4に中に破線で示す領域は、かかる観点
で設定した公差範囲内で加工体10を製造した場合に、
加工体10に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲の
一例を、横軸を水平方向H、縦軸を垂直方向Vとして表
したものである。従って、加工体10においては、水平
方向の慣性モーメントのアンバランスが±Δm・h内で
あり、かつ、垂直方向の慣性モーメントのアンバランス
が±Δm・r内である場合には、カウンタウェイト14
-1〜14-12 を対象にバランス修正を施すことで、クラ
ンクシャフトに要求される性能を満足することができ
る。
で設定した公差範囲内で加工体10を製造した場合に、
加工体10に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲の
一例を、横軸を水平方向H、縦軸を垂直方向Vとして表
したものである。従って、加工体10においては、水平
方向の慣性モーメントのアンバランスが±Δm・h内で
あり、かつ、垂直方向の慣性モーメントのアンバランス
が±Δm・r内である場合には、カウンタウェイト14
-1〜14-12 を対象にバランス修正を施すことで、クラ
ンクシャフトに要求される性能を満足することができ
る。
【0031】加工体10に許容する軸回りのアンバラン
スを、図4中に破線で示す範囲で管理した場合、そのバ
ランス修正は、加工体10に残存するアンバランスの方
向に対応する何れのカウンタウェイト14-1〜14-12
を切削することで行うことになる。例えば、図4中にP
点で示す如く、加工体10に、水平方向に対して角度θ
pの方向にアンバランスが生じている場合は、かかる方
向に慣性モーメントの合成値を有するカウンタウェイ
ト、すなわち加工体10においてはカウンタウェイト1
4-5〜14-8の何れかを対象に切削を行うことが必要で
ある。
スを、図4中に破線で示す範囲で管理した場合、そのバ
ランス修正は、加工体10に残存するアンバランスの方
向に対応する何れのカウンタウェイト14-1〜14-12
を切削することで行うことになる。例えば、図4中にP
点で示す如く、加工体10に、水平方向に対して角度θ
pの方向にアンバランスが生じている場合は、かかる方
向に慣性モーメントの合成値を有するカウンタウェイ
ト、すなわち加工体10においてはカウンタウェイト1
4-5〜14-8の何れかを対象に切削を行うことが必要で
ある。
【0032】しかしながら、加工体10がクランクシャ
フトとして用いられる場合、その中央に位置するジャー
ナル部16-4の両側に存在するカウンタウェイト14-5
〜14-8には、特に高いバランス調整能力が要求された
め、本来は、これらのカウンタウェイト14-5〜14-8
を対象にバランス修正を行うべきではない。カウンタウ
ェイト14-5〜14-8は同位相に設けられていることか
ら、ジャーナル部16 -4には、他のジャーナル部16-1
〜16-3,16-5〜16-7に比して主軸受の偏荷重が生
じ易いうえに、カウンタウェイト14-5〜14-8を対象
としてバランス修正を行えば、加工体10全体に残存す
る軸回りのアンバランスが、ジャーナル部16-4の周辺
に集約されて、その環境が更に厳しくなるからである。
フトとして用いられる場合、その中央に位置するジャー
ナル部16-4の両側に存在するカウンタウェイト14-5
〜14-8には、特に高いバランス調整能力が要求された
め、本来は、これらのカウンタウェイト14-5〜14-8
を対象にバランス修正を行うべきではない。カウンタウ
ェイト14-5〜14-8は同位相に設けられていることか
ら、ジャーナル部16 -4には、他のジャーナル部16-1
〜16-3,16-5〜16-7に比して主軸受の偏荷重が生
じ易いうえに、カウンタウェイト14-5〜14-8を対象
としてバランス修正を行えば、加工体10全体に残存す
る軸回りのアンバランスが、ジャーナル部16-4の周辺
に集約されて、その環境が更に厳しくなるからである。
【0033】これに対して、バランス修正の際に切削の
対象となるカウンタウェイトを予め特定し、第3気筒及
び第4気筒のカウンタウェイト14-5〜14-8を切削の
対象から除外することができれば、バランス修正に伴う
上記弊害の発生を防止することが可能となる。
対象となるカウンタウェイトを予め特定し、第3気筒及
び第4気筒のカウンタウェイト14-5〜14-8を切削の
対象から除外することができれば、バランス修正に伴う
上記弊害の発生を防止することが可能となる。
【0034】また、カウンタウェイト14-1〜14-12
を切削することで加工体10に残存する軸回りのアンバ
ランスを打ち消すためには、切削方向と切削量とを精度
良く管理することが必要である。この場合、バランス修
正の際の切削を、ドリル加工により行うこととすれば、
切削方向と切削量とを、比較的容易に、かつ、精度良く
管理することが可能である。その場合、バランス修正の
作業効率を高めるためには、加工長に対して多くの切削
量が得られるほど有利である。従って、かかる観点から
すれば、カウンタウェイト14-1〜14-12 の切削に用
いるドリルの径は太いほど好ましいことになる。
を切削することで加工体10に残存する軸回りのアンバ
ランスを打ち消すためには、切削方向と切削量とを精度
良く管理することが必要である。この場合、バランス修
正の際の切削を、ドリル加工により行うこととすれば、
切削方向と切削量とを、比較的容易に、かつ、精度良く
管理することが可能である。その場合、バランス修正の
作業効率を高めるためには、加工長に対して多くの切削
量が得られるほど有利である。従って、かかる観点から
すれば、カウンタウェイト14-1〜14-12 の切削に用
いるドリルの径は太いほど好ましいことになる。
【0035】これに対して、径の太いドリルを使用する
ためには、その切削の対象となるカウンタウェイトに
も、適当な板厚を付与することが必要であり、上記の如
く、加工体10に残存するアンバランスの方向に対応す
る何れかのカウンタウェイト14-1〜14-12 が切削の
対象となる場合には、全てのカウンタウェイト14-1〜
14-4に、適当な板厚を付与することが必要となる。
ためには、その切削の対象となるカウンタウェイトに
も、適当な板厚を付与することが必要であり、上記の如
く、加工体10に残存するアンバランスの方向に対応す
る何れかのカウンタウェイト14-1〜14-12 が切削の
対象となる場合には、全てのカウンタウェイト14-1〜
14-4に、適当な板厚を付与することが必要となる。
【0036】しかしながら、クランクシャフトの小型・
軽量化を促進するためには、カウンタウェイト14-1〜
14-12 に、不必要な板厚を付与すべきではない。この
点、バランス修正の際に切削の対象となるカウンタウェ
イトを、予め特定しておくことができれば、切削の対象
となるカウンタウェイトにのみ十分な板厚を付与するこ
とで、バランス修正の際の作業効率と、クランクシャフ
トの小型・軽量化とを両立することができる。
軽量化を促進するためには、カウンタウェイト14-1〜
14-12 に、不必要な板厚を付与すべきではない。この
点、バランス修正の際に切削の対象となるカウンタウェ
イトを、予め特定しておくことができれば、切削の対象
となるカウンタウェイトにのみ十分な板厚を付与するこ
とで、バランス修正の際の作業効率と、クランクシャフ
トの小型・軽量化とを両立することができる。
【0037】そこで、本実施例においては、加工体10
に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲が、図4中に
破線で囲まれる領域ではなく、図4中にハッチングで示
す領域となるように、加工体10の寸法、及び公差範囲
を設定している。具体的には、第1気筒及び第6気筒の
回転系の慣性モーメントの合成値I16が、第2気筒〜第
5気筒までの回転系の慣性モーメントの合成値I2345に
比して、Δm・r+Δm・h・ tanθだけ大きくなるよ
うに(θについては後に説明する)、上述のT 1 ≧T2
またはW1 ≧W2 またはR1 ≧R2 (図1及び図2参
照)となるよう設定し、かつ、粗形材加工および機械加
工の段階で、それらの寸法を適当な公差範囲内に管理す
ることとしている。
に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲が、図4中に
破線で囲まれる領域ではなく、図4中にハッチングで示
す領域となるように、加工体10の寸法、及び公差範囲
を設定している。具体的には、第1気筒及び第6気筒の
回転系の慣性モーメントの合成値I16が、第2気筒〜第
5気筒までの回転系の慣性モーメントの合成値I2345に
比して、Δm・r+Δm・h・ tanθだけ大きくなるよ
うに(θについては後に説明する)、上述のT 1 ≧T2
またはW1 ≧W2 またはR1 ≧R2 (図1及び図2参
照)となるよう設定し、かつ、粗形材加工および機械加
工の段階で、それらの寸法を適当な公差範囲内に管理す
ることとしている。
【0038】従って、本実施例においては、加工体10
が適正に作成された場合、加工体10の軸回りのアンバ
ランスは、図4に示す如く、水平方向において“±Δm
・h”内に、また、垂直方向において“−Δm・h・ t
anθ〜−(2Δm・r+Δm・h・ tanθ)”内に、そ
れぞれ収まることになる。
が適正に作成された場合、加工体10の軸回りのアンバ
ランスは、図4に示す如く、水平方向において“±Δm
・h”内に、また、垂直方向において“−Δm・h・ t
anθ〜−(2Δm・r+Δm・h・ tanθ)”内に、そ
れぞれ収まることになる。
【0039】ここで、上記θは、カウンタウェイト14
-1,14-2,14-11 ,14-12 に、それらの幅広部分
側から中心軸に向けてドリル加工を施す際の、切削方向
の限界角である。すなわち、図5は、加工体10にバラ
ンス修正を施すことで完成されたクランクシャフト20
の左側面図を示しているが、同図に示すように、カウン
タウェイト14-1(14-2,14-11 ,14-12 につい
ても同様)には、水平方向に対する角度がθ以上となる
範囲で、ドリル穴22を設けることができる。従って、
加工体10の軸回りの慣性モーメントのアンバランス
が、図4中にハッチングで示す領域内に収まっている場
合は、常に、カウンタウェイト14-1,14-2,14
-11 ,14-12 のみをドリルで切削することにより、軸
回りのアンバランスを解消することが可能である。
-1,14-2,14-11 ,14-12 に、それらの幅広部分
側から中心軸に向けてドリル加工を施す際の、切削方向
の限界角である。すなわち、図5は、加工体10にバラ
ンス修正を施すことで完成されたクランクシャフト20
の左側面図を示しているが、同図に示すように、カウン
タウェイト14-1(14-2,14-11 ,14-12 につい
ても同様)には、水平方向に対する角度がθ以上となる
範囲で、ドリル穴22を設けることができる。従って、
加工体10の軸回りの慣性モーメントのアンバランス
が、図4中にハッチングで示す領域内に収まっている場
合は、常に、カウンタウェイト14-1,14-2,14
-11 ,14-12 のみをドリルで切削することにより、軸
回りのアンバランスを解消することが可能である。
【0040】また、本実施例においては、上述の如く、
加工体10の両端に位置するカウンタウェイト、すなわ
ちカウンタウェイト14-1,14-12 に、他のカウンタ
ウェイト14-2〜14-11 の板厚T2 に比して厚い板厚
T1 を付与していることと対応して、バランス修正の対
象となり得るカウンタウェイト14-1,14-2,14
-11 ,14-12 のうち、特にカウンタウェイト14-1,
14-12 を優先して切削の対象とすることとしている。
このため、本実施例においては、クランクシャフト20
の小型・軽量化を実現しつつ、太径のドリルを用いた効
率の良いバランス修正作業が可能とされている。
加工体10の両端に位置するカウンタウェイト、すなわ
ちカウンタウェイト14-1,14-12 に、他のカウンタ
ウェイト14-2〜14-11 の板厚T2 に比して厚い板厚
T1 を付与していることと対応して、バランス修正の対
象となり得るカウンタウェイト14-1,14-2,14
-11 ,14-12 のうち、特にカウンタウェイト14-1,
14-12 を優先して切削の対象とすることとしている。
このため、本実施例においては、クランクシャフト20
の小型・軽量化を実現しつつ、太径のドリルを用いた効
率の良いバランス修正作業が可能とされている。
【0041】このため、本実施例のクランクシャフト2
0によれば、バランス修正の際に切削の対象となるカウ
ンタウェイトが特定されていないものに比して、高い作
業効率の下にバランス修正を行うことができ、容易に小
型・軽量化が実現でき、かつ、中央に位置するジャーナ
ル部16-4の偏磨耗を有効に抑制することができるとい
う効果を享受することができる。
0によれば、バランス修正の際に切削の対象となるカウ
ンタウェイトが特定されていないものに比して、高い作
業効率の下にバランス修正を行うことができ、容易に小
型・軽量化が実現でき、かつ、中央に位置するジャーナ
ル部16-4の偏磨耗を有効に抑制することができるとい
う効果を享受することができる。
【0042】ところで、内燃機関の運転中は、クランク
シャフト20の両端に位置するカウンタウェイト1
4-1、14-12 とクランクピン12-1、12-6との連結
部に、最も大きな応力が加わることが知られている。こ
れに対して、本実施例のクランクシャフト20は、上述
の如く、ウェブ13-1、13-12 が、他のウェブ13-2
〜13-11 に比して厚肉に、すなわち高剛性に形成され
ている。このため、本実施例のクランクシャフト20に
よれば、ウェブ13-1、13-12 とクランクピン1
2-1、12-6との連結部に高い剛性を確保することがで
き、上述した効果に加え、内燃機関の運転中におけるク
ランクシャフト20の曲げ振動を抑制することができる
という効果も合わせて享受することができる。
シャフト20の両端に位置するカウンタウェイト1
4-1、14-12 とクランクピン12-1、12-6との連結
部に、最も大きな応力が加わることが知られている。こ
れに対して、本実施例のクランクシャフト20は、上述
の如く、ウェブ13-1、13-12 が、他のウェブ13-2
〜13-11 に比して厚肉に、すなわち高剛性に形成され
ている。このため、本実施例のクランクシャフト20に
よれば、ウェブ13-1、13-12 とクランクピン1
2-1、12-6との連結部に高い剛性を確保することがで
き、上述した効果に加え、内燃機関の運転中におけるク
ランクシャフト20の曲げ振動を抑制することができる
という効果も合わせて享受することができる。
【0043】図6は、本発明の第2の実施例である内燃
機関のクランクシャフトの母材となる加工体30の正面
図を示す。また、図7は、加工体30の左側面図(図6
に示すFr矢視に相当)を示す。以下、これらを参照し
て、加工体10の構成について説明する。
機関のクランクシャフトの母材となる加工体30の正面
図を示す。また、図7は、加工体30の左側面図(図6
に示すFr矢視に相当)を示す。以下、これらを参照し
て、加工体10の構成について説明する。
【0044】図6及び図7に示す加工体30は、直列4
気筒の内燃機関の構成部品となるクランクシャフトの母
材であり、本実施例のクランクシャフトは、加工体30
に、後述するバランス修正を施すことにより完成され
る。また、加工体30は、上述した加工体10と同様
に、鋳造または鍛造等の粗形材加工により成形した部材
に適当な機械加工を施すことで作成される。
気筒の内燃機関の構成部品となるクランクシャフトの母
材であり、本実施例のクランクシャフトは、加工体30
に、後述するバランス修正を施すことにより完成され
る。また、加工体30は、上述した加工体10と同様
に、鋳造または鍛造等の粗形材加工により成形した部材
に適当な機械加工を施すことで作成される。
【0045】図6に示す如く、加工体30には、第1気
筒〜第4気筒に対応する4つのクランクピン32-1〜3
2-4、それらの両側にそれぞれ1個づつ配設されるウェ
ブ33-1〜33-8とカウンタウェイト34-1〜34-8、
及びクランクシャフトの回転軸となるジャーナル部36
-1〜36-5が形成されている。
筒〜第4気筒に対応する4つのクランクピン32-1〜3
2-4、それらの両側にそれぞれ1個づつ配設されるウェ
ブ33-1〜33-8とカウンタウェイト34-1〜34-8、
及びクランクシャフトの回転軸となるジャーナル部36
-1〜36-5が形成されている。
【0046】図6中に示す如く、カウンタウェイト34
-1〜34-8には、加工体30の両端に位置するカウンタ
ウェイト34-1,34-8においてT1 、他のカウンタウ
ェイト34-2〜34-7においてT2 (T1 >T2 )の板
厚が付与されている。これらのカウンタウェイト34-1
〜34-7は、図1及び図2に示す如く、第1気筒と第4
気筒のカウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34
-8が同位相に、また、第2気筒と第3気筒のカウンタウ
ェイト34-3〜34-6が同位相に、かつ、各組間の位相
差がπ/2となるように成形されている。
-1〜34-8には、加工体30の両端に位置するカウンタ
ウェイト34-1,34-8においてT1 、他のカウンタウ
ェイト34-2〜34-7においてT2 (T1 >T2 )の板
厚が付与されている。これらのカウンタウェイト34-1
〜34-7は、図1及び図2に示す如く、第1気筒と第4
気筒のカウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34
-8が同位相に、また、第2気筒と第3気筒のカウンタウ
ェイト34-3〜34-6が同位相に、かつ、各組間の位相
差がπ/2となるように成形されている。
【0047】また、各カウンタウェイト34-1〜34-8
は、何れもクランクピン32-1〜32-6が配設される側
の幅が狭く、ジャーナル部36-1〜36-7を挟んでそれ
らの反対側の幅が広い形状に成形されている。具体的に
は、図2中に示すように、カウンタウェイト34-1,3
4-2,34-7,34-8についての幅広部分の寸法W、半
径Rの目標値を、それぞれW1 、R1 に、他のカウンタ
ウェイト34-3〜34 -6についてのW、Rの目標値を、
それぞれW2 、R2 (W1 ≧W2 ,R1 ≧R2)に設定
し、それぞれの寸法が予め設定した公差範囲内に納まる
ように、粗形材加工、及び機械加工を行うこととしてい
る。
は、何れもクランクピン32-1〜32-6が配設される側
の幅が狭く、ジャーナル部36-1〜36-7を挟んでそれ
らの反対側の幅が広い形状に成形されている。具体的に
は、図2中に示すように、カウンタウェイト34-1,3
4-2,34-7,34-8についての幅広部分の寸法W、半
径Rの目標値を、それぞれW1 、R1 に、他のカウンタ
ウェイト34-3〜34 -6についてのW、Rの目標値を、
それぞれW2 、R2 (W1 ≧W2 ,R1 ≧R2)に設定
し、それぞれの寸法が予め設定した公差範囲内に納まる
ように、粗形材加工、及び機械加工を行うこととしてい
る。
【0048】ところで、上記図1に示す加工体10の場
合と同様に、本実施例の加工体30についても、軸回り
の回転モーメントを複数の気筒について合成することが
できる。図8は、横軸に水平方向H、縦軸に垂直方向V
をとって加工体30の軸回りの慣性モーメントの合成値
を表した分布図を示す。
合と同様に、本実施例の加工体30についても、軸回り
の回転モーメントを複数の気筒について合成することが
できる。図8は、横軸に水平方向H、縦軸に垂直方向V
をとって加工体30の軸回りの慣性モーメントの合成値
を表した分布図を示す。
【0049】同図において、符号♯1,4を付して表す
○は、第1気筒および第4気筒の回転系、すなわちカウ
ンタウェイト34-1,34-2,34-7,34-8、クラン
クピン32-1,32-4等の慣性モーメントの合成値I14
である。I14は、加工体30の回転中心から第1気筒お
よび第4気筒の回転系の重心までの距離r1 と、第1気
筒および第4気筒の回転系の質量m1 との積として表す
ことができる。
○は、第1気筒および第4気筒の回転系、すなわちカウ
ンタウェイト34-1,34-2,34-7,34-8、クラン
クピン32-1,32-4等の慣性モーメントの合成値I14
である。I14は、加工体30の回転中心から第1気筒お
よび第4気筒の回転系の重心までの距離r1 と、第1気
筒および第4気筒の回転系の質量m1 との積として表す
ことができる。
【0050】また、図8において、符号♯2,3を付し
て表す○は、第2気筒および第5気筒の回転系、すなわ
ちカウンタウェイト34-3,34-4,34-5,34-6、
クランクピン32-2,32-3等の慣性モーメントの合成
値I23である。I23は、加工体30の回転中心から第2
気筒および第3気筒の回転系の重心までの距離r2 と、
第2気筒および第3気筒の回転系の質量m2 との積とし
て表すことができる。
て表す○は、第2気筒および第5気筒の回転系、すなわ
ちカウンタウェイト34-3,34-4,34-5,34-6、
クランクピン32-2,32-3等の慣性モーメントの合成
値I23である。I23は、加工体30の回転中心から第2
気筒および第3気筒の回転系の重心までの距離r2 と、
第2気筒および第3気筒の回転系の質量m2 との積とし
て表すことができる。
【0051】従って、本実施例においては、図8に示す
♯1,4で示すI14=m1・r1 と、♯2,3で示すI23
=m2・r2 とがバランスするように、加工体30に対し
てバランス修正を施せば、全気筒の回転系の慣性モーメ
ントを、回転軸の回りでバランスさせることができる。
♯1,4で示すI14=m1・r1 と、♯2,3で示すI23
=m2・r2 とがバランスするように、加工体30に対し
てバランス修正を施せば、全気筒の回転系の慣性モーメ
ントを、回転軸の回りでバランスさせることができる。
【0052】これに対して、本実施例においては、加工
体30に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲が、上
記図4中にハッチングで示す領域となるように、すなわ
ち、第1気筒および第4気筒の回転系の慣性モーメント
の合成値I14が、第2気筒および第3気筒の回転系の慣
性モーメントの合成値I23に比して、Δm・r+Δm・
h・ tanθだけ大きくなるように、上述のT1 ≧T2 ま
たはW1 ≧W2 またはR1 ≧R2 (図6及び図7参照)
となるように設定し、かつ、粗形材加工および機械加工
の段階で、それらの寸法を適当な公差範囲内に管理する
こととしている。
体30に生じ得る慣性モーメントのバラツキ範囲が、上
記図4中にハッチングで示す領域となるように、すなわ
ち、第1気筒および第4気筒の回転系の慣性モーメント
の合成値I14が、第2気筒および第3気筒の回転系の慣
性モーメントの合成値I23に比して、Δm・r+Δm・
h・ tanθだけ大きくなるように、上述のT1 ≧T2 ま
たはW1 ≧W2 またはR1 ≧R2 (図6及び図7参照)
となるように設定し、かつ、粗形材加工および機械加工
の段階で、それらの寸法を適当な公差範囲内に管理する
こととしている。
【0053】従って、加工体30が適正に作成された場
合、加工体30の軸回りのアンバランスは、図4に示す
如く、水平方向において“±Δm・h”内に、また、垂
直方向において“−Δm・h・ tanθ〜−(2Δm・r
+Δm・h・ tanθ)”内にそれぞれ収まることにな
る。尚、このθは、カウンタウェイト34-1,34-2,
34-7,34-8に、それらの幅広部分側から中心軸に向
けてドリル加工を施す際の切削方向の限界角である。
合、加工体30の軸回りのアンバランスは、図4に示す
如く、水平方向において“±Δm・h”内に、また、垂
直方向において“−Δm・h・ tanθ〜−(2Δm・r
+Δm・h・ tanθ)”内にそれぞれ収まることにな
る。尚、このθは、カウンタウェイト34-1,34-2,
34-7,34-8に、それらの幅広部分側から中心軸に向
けてドリル加工を施す際の切削方向の限界角である。
【0054】従って、本実施例においては、図5に示す
如く、カウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34
-8に、水平方向に対する角度がθ以上となる範囲でドリ
ル穴42を設けることで、軸回りの慣性モーメントがバ
ランスしたクランクシャフト40を実現することができ
る。
如く、カウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34
-8に、水平方向に対する角度がθ以上となる範囲でドリ
ル穴42を設けることで、軸回りの慣性モーメントがバ
ランスしたクランクシャフト40を実現することができ
る。
【0055】また、本実施例においては、加工体30の
両端に位置するカウンタウェイト、すなわちカウンタウ
ェイト34-1,34-8に、他のカウンタウェイト34-2
〜34-71 の板厚T2 に比して厚い板厚T1 を付与して
いることと対応して、バランス修正の対象となり得るカ
ウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34-8のう
ち、特にカウンタウェイト34-1,34-8を優先して切
削の対象とすることとしている。このため、本実施例の
クランクシャフト40によっても、上述したクランクシ
ャフト20と同様に、小型・軽量化を図りつつ、バラン
ス修正において高い効率を確保することができる。
両端に位置するカウンタウェイト、すなわちカウンタウ
ェイト34-1,34-8に、他のカウンタウェイト34-2
〜34-71 の板厚T2 に比して厚い板厚T1 を付与して
いることと対応して、バランス修正の対象となり得るカ
ウンタウェイト34-1,34-2,34-7,34-8のう
ち、特にカウンタウェイト34-1,34-8を優先して切
削の対象とすることとしている。このため、本実施例の
クランクシャフト40によっても、上述したクランクシ
ャフト20と同様に、小型・軽量化を図りつつ、バラン
ス修正において高い効率を確保することができる。
【0056】このため、本実施例のクランクシャフト4
0によれば、上述したクランクシャフト20と同様に、
その中央のジャーナル部36-3の主軸受の偏荷重による
偏摩耗を有効に抑制することができると共に、バランス
修正時の作業効率の確保と、クランクシャフトの小型・
軽量化とを両立することができる。また、上述したクラ
ンクシャフト20と同様に両端のウェブ33-1、33-8
が厚肉化されているため、本実施例のクランクシャフト
40によれば、有効に曲げ振動を抑制し得るという効果
も享受することができる。
0によれば、上述したクランクシャフト20と同様に、
その中央のジャーナル部36-3の主軸受の偏荷重による
偏摩耗を有効に抑制することができると共に、バランス
修正時の作業効率の確保と、クランクシャフトの小型・
軽量化とを両立することができる。また、上述したクラ
ンクシャフト20と同様に両端のウェブ33-1、33-8
が厚肉化されているため、本実施例のクランクシャフト
40によれば、有効に曲げ振動を抑制し得るという効果
も享受することができる。
【0057】尚、上記の実施例においては、クランクシ
ャフト20におけるカウンタウェイト14-1,1
4-12 、及びクランクシャフト40におけるカウンタウ
ェイト34 -1,34-8が、それぞれ前記した両端気筒の
カウンタウェイトに相当する。また、上記図4中に記す
Δm・r・ tanθが、前記した所定値に相当する。
ャフト20におけるカウンタウェイト14-1,1
4-12 、及びクランクシャフト40におけるカウンタウ
ェイト34 -1,34-8が、それぞれ前記した両端気筒の
カウンタウェイトに相当する。また、上記図4中に記す
Δm・r・ tanθが、前記した所定値に相当する。
【0058】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、両端気筒
のカウンタウェイトを除く他のカウンタウェイトに切削
を施すことなく、適正なバランス修正を実現することが
できる。このため、偏荷重の生じやすい中央のジャーナ
ル部の主軸受周辺に、常に良好なバランスを確保するこ
とができる。また、両端気筒のカウンタウェイトを除く
他のカウンタウェイトを薄肉化することで、バランス修
正効率の低下を招くことなくクランクシャフトの小型化
を図ることができる。このため、本発明に係るクランク
シャフトによれば、バランス修正の際に切削されるカウ
ンタウェイトが特定されていないクランクシャフトを用
いる場合に比して、耐久性、静粛性、生産性に優れ、か
つ小型軽量な内燃機関を実現することができる。
のカウンタウェイトを除く他のカウンタウェイトに切削
を施すことなく、適正なバランス修正を実現することが
できる。このため、偏荷重の生じやすい中央のジャーナ
ル部の主軸受周辺に、常に良好なバランスを確保するこ
とができる。また、両端気筒のカウンタウェイトを除く
他のカウンタウェイトを薄肉化することで、バランス修
正効率の低下を招くことなくクランクシャフトの小型化
を図ることができる。このため、本発明に係るクランク
シャフトによれば、バランス修正の際に切削されるカウ
ンタウェイトが特定されていないクランクシャフトを用
いる場合に比して、耐久性、静粛性、生産性に優れ、か
つ小型軽量な内燃機関を実現することができる。
【図1】本発明の第一の実施例であるクランクシャフト
の母材である加工体の正面図である。
の母材である加工体の正面図である。
【図2】本発明の第一の実施例の加工体の左側面図であ
る。
る。
【図3】本発明の第一の実施例の加工体の慣性モーメン
トの分布図である。
トの分布図である。
【図4】本発明の第一及び第二の実施例の加工体に許容
される慣性モーメントのバラツキ範囲を示す図である。
される慣性モーメントのバラツキ範囲を示す図である。
【図5】本発明の第一の実施例のクランクシャフトの左
側面図である。
側面図である。
【図6】本発明の第二の実施例であるクランクシャフト
の母材である加工体の正面図である。
の母材である加工体の正面図である。
【図7】本発明の第二の実施例の加工体の左側面図であ
る。
る。
【図8】本発明の第二の実施例の加工体の慣性モーメン
トの分布図である。
トの分布図である。
【図9】本発明の第二の実施例のクランクシャフトの左
側面図である。
側面図である。
10,30 加工体 12-1〜12-6,32-1〜32-4 クランクピン 13-1〜13-12 ,33-1〜33-8 ウェブ 14-1〜14-12 ,34-1〜34-8 カウンタウェイト 16-1〜16-7,36-1〜36-5 ジャーナル部 20,40 クランクシャフト
Claims (1)
- 【請求項1】 両端気筒のカウンタウェイトに、他のカ
ウンタウェイトに比して所定値だけ大きな慣性モーメン
トを付与した加工体に、軸回りのバランス修正を施して
なる内燃機関のクランクシャフトであって、 前記所定値は、前記加工体が公差範囲内で作成された場
合には、前記両端気筒のカウンタウェイトの切削を行う
ことで前記バランス修正が可能となる値に設定されてい
ることを特徴とする内燃機関のクランクシャフト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9397695A JPH08285015A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 内燃機関のクランクシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9397695A JPH08285015A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 内燃機関のクランクシャフト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08285015A true JPH08285015A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14097439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9397695A Pending JPH08285015A (ja) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | 内燃機関のクランクシャフト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08285015A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001021482A1 (fr) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur hors-bord |
CN107429730A (zh) * | 2015-03-11 | 2017-12-01 | 普罗梅斯康有限责任公司 | 用于直列式气缸内燃机的曲柄轴和直列式气缸内燃机 |
-
1995
- 1995-04-19 JP JP9397695A patent/JPH08285015A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001021482A1 (fr) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Moteur hors-bord |
US6645019B1 (en) | 1999-09-24 | 2003-11-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Outboard engine system |
CN107429730A (zh) * | 2015-03-11 | 2017-12-01 | 普罗梅斯康有限责任公司 | 用于直列式气缸内燃机的曲柄轴和直列式气缸内燃机 |
JP2018510294A (ja) * | 2015-03-11 | 2018-04-12 | プロメスコン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングPROMESCON GmbH | 直列気筒内燃機関用のクランクシャフトおよび直列気筒内燃機関 |
US10436243B2 (en) | 2015-03-11 | 2019-10-08 | Promescon Gmbh | Crank shaft for an inline internal combustion engine and an inline internal combustion engine |
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