(57)【要約】【課題】コネクティングロッドやピストンの製品毎の質量の差に拘わらず、目標のウエイトバランスにカウンタウエイト部を加工する。【解決手段】互いに質量の異なる複数種類のダミーウエイトを予め用意しておき、複数種類のダミーウエイトのうち、クランクピンに実際に取り付けられるコネクティングロッド及びピストンの質量に基づいて定められる取付用設定質量に最も近い質量のダミーウエイトを選択し（ステップＳ２２０）、選択したダミーウエイトをクランクピンに取り付けてクランクシャフトの回転に係るバランス状態の情報を取得し（ステップＳ２３０〜ステップＳ２５０）、取得した情報に基づいてクランクアームのカウンタウエイト部を加工（ステップＳ２６０）した後、ダミーウエイトに代えて、取付用設定質量を定める際の基になったコネクティングロッド及びピストンをクランクピンに取り付ける（ステップＳ２７０）。【選択図】図３
2020084995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転中心になるクランクジャーナルと、前記クランクジャーナルに固定されているとともに前記クランクジャーナルよりも径方向外側に突出したクランクアームと、前記クランクアームにおける、前記クランクジャーナルから偏心した位置に固定されてコネクティングロッドを介してピストンが連結されるクランクピンとを備え、前記クランクアームには、前記ピストンの運動によって発生する力を打ち消すためのカウンタウエイト部が設けられているクランクシャフトに適用され、前記コネクティングロッドに代えてダミーウエイトを前記クランクピンに取り付けた状態で当該クランクシャフトを回転させることにより得られる情報を基に、前記カウンタウエイト部を加工するバランス調整方法であって、
前記ダミーウエイトの質量に関して、基準となるコネクティングロッド及び基準となるピストンの質量に基づいて定められ、前記カウンタウエイト部を目標のウエイトバランスに加工するために必要となる理論上の質量を設定質量としたとき、
前記コネクティングロッド及び前記ピストンにおける製品毎の質量の差異による前記設定質量のばらつきを包含する範囲内において互いに質量の異なる複数種類の前記ダミーウエイトを予め用意しておき、複数種類の前記ダミーウエイトのうち、前記クランクピンに実際に取り付けられるコネクティングロッド及びピストンの質量に基づいて定められる前記設定質量である取付用設定質量に最も近い質量の前記ダミーウエイトを選択し、選択した前記ダミーウエイトを前記クランクピンに取り付けて前記情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記カウンタウエイト部を加工した後、前記ダミーウエイトに代えて、前記取付用設定質量を定める際の基になった前記コネクティングロッド及び前記ピストンを前記クランクピンに取り付ける
クランクシャフトのバランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトのバランス調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されたクランクシャフトのバランス調整方法においては、クランクシャフトの両端を、軸受けによって回転可能に支持する。また、クランクシャフトにおける、コネクティングロッドの装着部となるクランクピンに、コネクティングロッドに代えてダミーウエイトを取り付ける。このダミーウエイトは、コネクティングロッドやピストンの質量を考慮した重さとなっている。そして、クランクピンにダミーウエイトを取り付けた状態でクランクシャフトを回転させて、当該クランクシャフトのウエイトバランスの情報を検出する。その後、検出された情報に基づいて、クランクシャフトにおける、ピストンの運動によって生じる慣性力を打ち消すためのカウンタウエイトを加工する。詳細には、ドリル加工によってカウンタウエイトを一部切削することで、カウンタウエイトのウエイトバランスを調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２２５６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コネクティングロッドやピストンには、それぞれの製品毎に、製造上の質量の差が生じ得る。こうした質量の違いを考慮せずにカウンタウエイトを加工すると、加工後のカウンタウエイトにおいては、ウエイトバランスが目標から外れてしまうおそれがある。この結果、実際にコネクティングロッドやピストンを取り付けた状態でクランクシャフトを回転させたときにカウンタウエイトが適切に機能せず、内燃機関の振動を招くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのクランクシャフトのバランス調整方法は、回転中心になるクランクジャーナルと、前記クランクジャーナルに固定されているとともに前記クランクジャーナルよりも径方向外側に突出したクランクアームと、前記クランクアームにおける、前記クランクジャーナルから偏心した位置に固定されてコネクティングロッドを介してピストンが連結されるクランクピンとを備え、前記クランクアームには、前記ピストンの運動によって発生する力を打ち消すためのカウンタウエイト部が設けられているクランクシャフトに適用され、前記コネクティングロッドに代えてダミーウエイトを前記クランクピンに取り付けた状態で当該クランクシャフトを回転させることにより得られる情報を基に、前記カウンタウエイト部を加工するバランス調整方法であって、前記ダミーウエイトの質量に関して、基準となるコネクティングロッド及び基準となるピストンの質量に基づいて定められ、前記カウンタウエイト部を目標のウエイトバランスに加工するために必要となる理論上の質量を設定質量としたとき、前記コネクティングロッド及び前記ピストンにおける製品毎の質量の差異による前記設定質量のばらつきを包含する範囲内において互いに質量の異なる複数種類の前記ダミーウエイトを予め用意しておき、複数種類の前記ダミーウエイトのうち、前記クランクピンに実際に取り付けられるコネクティングロッド及びピストンの質量に基づいて定められる前記設定質量である取付用設定質量に最も近い質量の前記ダミーウエイトを選択し、選択した前記ダミーウエイトを前記クランクピンに取り付けて前記情報を取得し、取得した前記情報に基づいて前記カウンタウエイト部を加工した後、前記ダミーウエイトに代えて、前記取付用設定質量を定める際の基になった前記コネクティングロッド及び前記ピストンを前記クランクピンに取り付ける。
【０００６】
コネクティングロッドやピストンには製品毎の質量の差があることから、実際に使用されるコネクティングロッド及びピストンに基づく設定質量である取付用設定質量は一律には定まらない。ここで、仮に、利用できるダミーウエイトが一種類のみであるとする。この場合、コネクティングロッドやピストンの質量によっては、ダミーウエイトの質量と取付用設定質量との差が、誤差の範囲よりも大きくなってしまうことがあり得る。取付用設定質量との質量の差が大きいダミーウエイトを用いてカウンタウエイト部を加工すると、目標のウエイトバランスにカウンタウエイト部を加工することが困難となる。
【０００７】
この点、上記構成においては、実際に使用されるコネクティングロッド及びピストンの質量に見合った質量を有するダミーウエイトを用いてカウンタウエイト部を加工できる。そのため、コネクティングロッドやピストンの製品毎の質量の差に拘わらず、目標のウエイトバランスにカウンタウエイト部を加工できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】バランス調整が施されたクランクシャフトの斜視図。
【図２】クランクシャフトをバランス調整する態様を表した説明図。
【図３】バランス調整方法の処理手順を表したフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、クランクシャフトのバランス調整方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。この実施形態では、直列３気筒の内燃機関に搭載されるクランクシャフトを例として、当該クランクシャフトに適用されるバランス調整方法を説明する。
【００１０】
先ず、バランス調整が施されたクランクシャフトについて説明する。図１に示すように、クランクシャフト２０は、略円柱状のジャーナル２１を備えている。このジャーナル２１の中心軸線方向がクランクシャフト２０の中心軸線方向となっている。
【００１１】
ジャーナル２１の中心軸線方向一方側の端面には、略板状のクランクアーム２２が固定されている。クランクアーム２２は、ジャーナル２１の中心軸線方向から平面視したときに当該ジャーナル２１に対して偏心して配置されて当該ジャーナル２１よりも径方向外側へと突出する略楕円状のアーム部３１と、ジャーナル２１に対してアーム部３１が突出する側とは反対側においてアーム部３１に連結された略扇形状のカウンタウエイト部３２とで構成されている。カウンタウエイト部３２の重心の位置は、ジャーナル２１の中心軸線から外れている。カウンタウエイト部３２のウエイトバランス、つまり、当該カウンタウエイト部３２の形状及び質量は、後述するピストン６０やコネクティングロッド５０の形状及び質量に基づいて調整されている。
【００１２】
クランクアーム２２のアーム部３１における、ジャーナル２１の中心軸線方向一方側の面には、略円柱状のクランクピン２４が固定されている。クランクピン２４は、アーム部３１のうち、ジャーナル２１よりも径方向外側に突出した部分に固定されている。つまり、クランクピン２４は、ジャーナル２１から偏心した位置に固定されている。クランクピン２４の中心軸線方向一方側の端面には、略板状のクランクアーム２３が固定されている。このクランクアーム２３は、上記したクランクアーム２２と同一形状になっているとともに、ジャーナル２１の周方向において上記したクランクアーム２２と同一の配置になっている。上記したジャーナル２１、一対のクランクアーム２２，２３、クランクピン２４の組は、クランクシャフト２０におけるシャフト第１組２０ａを構成している。
【００１３】
シャフト第１組２０ａよりもクランクシャフト２０の中心軸線方向一方側には、ジャーナル２１、一対のクランクアーム２５，２６、及びクランクピン２４の組であるシャフト第２組２０ｂが配置されている。詳細には、シャフト第１組２０ａにおける一対のクランクアーム２２，２３のうち、クランクシャフト２０の中心軸線方向一方側に位置しているクランクアーム２３のアーム部３１には、シャフト第１組２０ａのジャーナル２１と同軸でジャーナル２１が固定されている。そして、ジャーナル２１における中心軸線方向一方側の端面には、クランクアーム２５が固定されている。このクランクアーム２５は、上述したシャフト第１組２０ａのクランクアーム２２，２３とは異なり、カウンタウエイト部を有してなくアーム部のみで構成されている。つまり、クランクアーム２５は、ジャーナル２１の中心軸線方向から平面視したときに当該ジャーナル２１に対して偏心して配置されて当該ジャーナル２１よりも径方向外側へと突出する略楕円状になっている。このクランクアーム２５におけるジャーナル２１の中心軸線方向一方側の面のうち、ジャーナル２１から偏心した位置には、クランクピン２４が固定されている。クランクピン２４の中心軸線方向一方側の端面には、上記クランクアーム２５の対になるクランクアーム２６が固定されている。このクランクアーム２６も、上記クランクアーム２５と同様にアーム部のみで構成されている。
【００１４】
シャフト第２組２０ｂよりもクランクシャフト２０の中心軸線方向一方側には、シャフト第１組２０ａと同じ構成のシャフト第３組２０ｃが配置されている。詳細には、シャフト第２組２０ｂにおける一対のクランクアーム２５，２６のうち、クランクシャフト２０の中心軸線方向一方側に位置しているクランクアーム２６には、シャフト第２組２０ｂのジャーナル２１と同軸でジャーナル２１が固定されている。そして、シャフト第１組２０ａと同様にして、ジャーナル２１、一対のクランクアーム２２，２３、クランクピン２４が配置されている。さらに、シャフト第３組２０ｃにおける一対のクランクアーム２２，２３のうち、クランクシャフト２０の中心軸線方向一方側に位置しているクランクアーム２３には、他のジャーナル２１と同軸でもう一つジャーナル２１が固定されている。したがって、クランクシャフト２０には、計４個のジャーナル２１が存在している。クランクシャフト２０が内燃機関に搭載された状態では、これら４つのジャーナル２１が回転可能に支持される。つまり、これら４つのジャーナル２１は、クランクシャフト２０が回転する際の回転中心となる。
【００１５】
クランクシャフト２０の中心軸線方向に関して最も一方側に位置しているジャーナル２１の外周面からは、径方向外側に向けてフランジ３５が張り出している。一方、クランクシャフト２０の軸線方向に関して最も他方側に位置しているジャーナル２１の中心軸線方向他方側の端面からは、略円柱状の突出軸３６が突出している。図示は省略するが、突出軸３６の外周面には、タイミングベルトを駆動するプーリや、内燃機関の振動を抑制するためのバランサシャフトを駆動するギヤ等が固定される。
【００１６】
上記のクランクシャフト２０には、各クランクピン２４に、全体としては棒状のコネクティングロッド５０が取り付けられる。コネクティングロッド５０の軸線方向一端部においては、平面視で円形状の第１貫通孔５０ａが貫通している。詳しい図示は省略するが、コネクティングロッド５０は、上記第１貫通孔５０ａを二分するように、２つの部材に分かれている。そして、これら２つの部材でクランクシャフト２０のクランクピン２４を挟み込みつつ両者をボルトで固定することで、コネクティングロッド５０の第１貫通孔５０ａ内にクランクピン２４が挿通される。また、コネクティングロッド５０の軸線方向他端部においては、平面視で円形状の第２貫通孔５０ｂが貫通している。
【００１７】
コネクティングロッド５０の第２貫通孔５０ｂには、円柱状のピストンピン７０が挿通されている。ピストンピン７０は、全体として円柱状の外形を有するピストン６０の内部に留められている。このように、コネクティングロッド５０及びピストンピン７０を介して、クランクピン２４にピストン６０が連結される。
【００１８】
クランクシャフト２０が内燃機関に搭載された状態では、ピストン６０は、内燃機関の気筒内に配置される。そして、内燃機関の運転状態では、ピストン６０は気筒内を往復運動する。この往復運動に伴って、クランクシャフト２０には慣性力が発生する。この慣性力を打ち消すための機能部として、クランクアーム２２，２３にカウンタウエイト部３２が設けられている。
【００１９】
次に、上記クランクシャフト２０に適用されるバランス調整方法について説明する。
先ず、バランス調整方法の概要を説明する。バランス調整方法においては、コネクティングロッド５０やピストン６０の設計に基づいて、クランクアーム２２，２３のカウンタウエイト部３２のウエイトバランスが調整される。詳細には、図２に示すように、カウンタウエイト部３２のウエイトバランスが調整される前のクランクシャフト２０に対して、コネクティングロッド５０に代えてダミーウエイト８０をクランクピン２４に取り付けた状態でクランクシャフト２０を回転させて、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態の情報を取得し、その情報を基にカウンタウエイト部３２のウエイトバランスを調整する。なお、図２では、クランクシャフト２０におけるフランジ３５や突出軸３６の図示を省略して、クランクシャフト２０を簡略化して表している。
【００２０】
次に、カウンタウエイト部３２のウエイトバランスを調整する際の、目標のウエイトバランスについて説明する。内燃機関においては、ピストン６０が気筒内で上死点に達したときの慣性力を完全に打ち消すことができるカウンタウエイト部３２が取り付けられている状態のことを、オーバーバランス率が１００％であるという。この実施形態では、オーバーバランス率が５０％となるようにカウンタウエイト部３２のウエイトバランスを調整する。つまり、カウンタウエイト部３２における目標のウエイトバランスは、オーバーバランス率５０％を実現するものになっている。ここで、クランクピン２４に連結される部品群のうち、気筒内でのピストン６０の動作に伴って往復運動する成分（以下、往復運動成分と記す。）と回転運動する成分（以下、回転運動成分と記す。）とを区分けした場合、往復運動成分は、コネクティングロッド５０のうちピストン６０に近い側の部分、ピストン６０、及びピストンピン７０等で構成される。一方、回転運動成分は、コネクティングロッド５０のうち上記往復運動成分に含まれない部分（クランクピン２４に近い部分）等で構成される。オーバーバランス率が５０％となるようにカウンタウエイト部３２のウエイトバランスを調整した場合、カウンタウエイト部３２は、往復運動成分の質量の５０％と、回転運動成分の質量とを足し合わせた大きさの質量を有するとともに、この質量を有した状態において、ピストン６０が上死点に達したときにクランクシャフト２０に生じる慣性力を半分打ち消すことができるように重心の位置が定められる。
【００２１】
次に、ダミーウエイト８０について説明する。ダミーウエイト８０は、円筒をその軸線方向に沿って２つに切断した２つの分割体によって構成されている。これら２つの分割体は、互いを向かい合わせて一つの円筒をなした状態でボルトによって結合される。ダミーウエイト８０がクランクピン２４に取り付けられるときには、２つの分割体を、クランクピン２４を間に挟み込みつつ両者を結合することで、ダミーウエイト８０の内部にクランクピン２４が挿通される。２つの分割体を結合したり結合解除したりすることで、ダミーウエイト８０をクランクピン２４に対して着脱することができる。
【００２２】
ダミーウエイト８０の質量は、クランクピン２４に連結される部品群（以下、連結部品群と記す。）の質量を考慮して定められている。ダミーウエイト８０の質量に関して、カウンタウエイト部３２を目標のウエイトバランスに加工するために必要となる理論上の質量を設定質量したとき、設定質量は、オーバーバランス率を規定する上での基準となるコネクティングロッド５０（オーバーバランス率を規定する際に実際にクランクシャフト２０に適用されているコネクティングロッド）、同基準となるピストン６０、及び同基準となるピストンピン７０の質量に基づいて定められる。さらにいうと、設定質量は、目標のオーバーバランス率を実現するカウンタウエイト部３２の質量と同じ大きさとして定められる。この実施形態では、目標のオーバーバランス率が５０％であることから、設定質量は、基準となるコネクティングロッド５０、ピストン６０、及びピストンピン７０を構成要素に含んだ連結部品群における往復運動成分の質量の５０％と、回転運動成分の質量との和として定められる。なお、ダミーウエイト８０においては、回転運動成分に係る質量と往復運動成分に係る質量とが、当該ダミーウエイト８０における径方向の異なる位置に分布するように質量の分布が定められている。具体的には、ダミーウエイト８０は、その径方向内側に位置する内周側領域に、回転運動成分に係る質量を有し、径方向外側に位置する外周側領域に、往復運動成分に係る質量を有する。
【００２３】
ダミーウエイト８０は、この実施形態では、予め３種類用意されている。３種類のダミーウエイト８０は互いに質量が異なっている。３種類のダミーウエイト８０のそれぞれの質量は、コネクティングロッド５０及びピストン６０における製品毎の質量の差異による設定質量のばらつきを包含する範囲（以下、ばらつき範囲と記す。）内に収まっている。なお、ピストンピン７０については、コネクティングロッド５０及びピストン６０に比べて製品毎の質量の差が小さいことから、この実施形態では、設定質量にばらつきをもたらす要因としては扱っていない。
【００２４】
ここで、コネクティングロッド５０は、鍛造によって製造される。そして、コネクティングロッド５０用の成形型においては、製品の製造を繰り返していくうちに、成形型における互いの合わせ面の当接に起因して、当該合わせ面が摩耗する。この結果、成形型における製品の製造空間であるキャビティの容積が徐々に小さくなっていく。このため、成形型における寿命の期間のうち、使用末期ほど、コネクティングロッド５０の質量が小さくなる。こうした事情から、コネクティングロッド５０には製品毎の質量の差が生じる。また、ピストン６０は鋳造によって製造される。ピストン６０における製品毎の質量の差はコネクティングロッド５０ほど大きくはないものの、例えば成形型の劣化等により、製品毎の質量の差が生じることは避けられない。
【００２５】
上記のばらつき範囲について詳述する。コネクティングロッド５０用の成形型の寿命の期間において使用初期から使用末期までの間に当該成形型で製造されるコネクティングロッド５０のうち、最も重いものを最重量ロッド、最も軽いものを最軽量ロッドと称する。また、ピストン６０用の成形型の寿命の期間において使用初期から使用末期までの間に当該成形型で製造されるピストン６０のうち、最も重いものを最重量ピストン、最も軽いものを最軽量ピストンと称する。ばらつき範囲の上限値は、最重量ロッドを基準のコネクティングロッド、最重量ピストンを基準のピストンとしたときの設定質量となっている。また、ばらつき範囲の下限値は、最軽量ロッドを基準のコネクティングロッド、最軽量ピストンを基準のピストンとしたときの設定質量となっている。
【００２６】
この実施形態では、３種類のダミーウエイト８０の質量は、具体的には以下のようになっている。３種類のダミーウエイト８０を、質量の軽いものから順番に第１ダミーウエイト、第２ダミーウエイト、第３ダミーウエイトと称する。第２ダミーウエイトの質量は、基準のコネクティングロッド５０及び基準のピストン６０が以下のものであるときの設定質量となっている。すなわち、基準のコネクティングロッド５０は、コネクティングロッド５０用の成形型の使用初期から使用末期までの間に当該成形型で製造されるコネクティングロッド５０の質量の頻度分布における中間値となる質量を有するコネクティングロッド５０である。基準のピストン６０は、ピストン６０用の成形型の使用初期から使用末期までの間に当該成形型で製造されるピストンの６０の質量の頻度分布における中間値となる質量を有するピストン６０である。第１ダミーウエイトの質量は、第２ダミーウエイトよりも規定値だけ小さくなっている。この実施形態では、規定値は、第２ダミーウエイトの質量の２％になっている。第３ダミーウエイトの質量は、第２ダミーウエイトよりも規定値だけ大きくなっている。
【００２７】
次に、バランス調整方法において使用されるバランス調整装置１００について説明する。図２に示すように、バランス調整装置１００は、クランクシャフト２０の両端を回転可能に支持する軸受け１０２を備えている。軸受け１０２の近傍には、クランクシャフト２０を回転駆動する回転駆動機構１０４や、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態を検出するための各種の検出センサ１０６が配置されている。各種の検出センサ１０６は、具体的には、クランクシャフト２０の回転角度を検出するセンサや、クランクシャフト２０の両端のウエイトアンバランスを検出するセンサ等であり、これらの検出センサの検出結果を参照することで、クランクシャフト２０が回転する際の揺れを検出できるようになっている。検出センサ１０６の検出結果は、バランス調整装置１００の制御装置１０８に入力される。また、バランス調整装置１００は、切削加工用のドリル１１０を備えている。
【００２８】
次に、バランス調整方法の具体的な処理手順を説明する。図３に示すように、先ず、ステップＳ２００の処理を行う。ステップＳ２００の処理では、クランクピン２４にコネクティングロッド５０が取り付けられていない状態のクランクシャフト２０をバランス調整装置１００にセットする。具体的には、クランクシャフト２０の両端のジャーナル２１を軸受け１０２で支持する。この後、ステップＳ２１０の処理を行う。
【００２９】
ステップＳ２１０の処理では、実際にクランクピン２４に取り付けられるコネクティングロッド５０、ピストン６０、及びピストンピン７０に基づく設定質量である取付用設定質量を算出する。つまり、実際にクランクピン２４に取り付けられるコネクティングロッド５０、ピストン６０、及びピストンピン７０を基準のコネクティングロッド５０、基準のピストン６０、及び基準のピストンピン７０としたときの設定質量を取付用設定質量として算出する。なお、同時期に製造されたものであれば、３つのコネクティングロッド５０の質量は略同じである。また、ピストン６０に関しても、クランクシャフト２０に適用される３つのものは互いに質量が略同じであるものとする。この後、ステップＳ２２０の処理を行う。
【００３０】
ステップＳ２２０の処理では、３種類のダミーウエイト８０のうち、取付用質量に最も近い質量のダミーウエイト８０を選択する。この後、ステップＳ２３０の処理を行う。
ステップＳ２３０の処理では、ステップＳ２２０で選択したダミーウエイト８０を各クランクピン２４に取り付ける。この後、ステップＳ２４０の処理を行う。
【００３１】
ステップＳ２４０の処理では、バランス調整装置１００の回転駆動機構１０４によってクランクシャフト２０を回転駆動する。この後、ステップＳ２５０の処理を行う。
ステップＳ２５０の処理では、検出センサ１０６の検出結果に基づく、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態の情報を取得する。詳細には、クランクシャフト２０が回転する際の揺れに関する情報を取得する。この後、ステップＳ２６０の処理を行う。
【００３２】
ステップＳ２６０の処理では、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態の情報に基づいて、クランクアーム２２，２３のカウンタウエイト部３２を加工する。具体的には、クランクシャフト２０が回転する際の揺れが許容範囲に収まるように、つまり、カウンタウエイト部３２のウエイトバランスが目標のウエイトバランスになるように、ドリル１１０によってカウンタウエイト部３２の一部を切削加工する。この後、ステップＳ２７０の処理を行う。
【００３３】
ステップＳ２７０の処理では、各クランクピン２４からダミーウエイト８０を取り外す。そして、各クランクピンに、コネクティングロッド５０、ピストンピン７０、及びピストン６０を取り付ける。ここでのコネクティングロッド５０、ピストンピン７０、及びピストン６０は、取付用設定質量を定める際の基になっているものである。ステップＳ２７０の処理をもってバランス調整方法の一連の処理は終了する。
【００３４】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
コネクティングロッド５０やピストン６０には、それぞれの製品毎に、製造上の質量の差がある。特にコネクティングロッド５０に関しては、上記のとおり成形型の摩耗に起因して、製品毎の質量の差が大きくなる。コネクティングロッド５０やピストン６０に製品毎の質量の差があることから、実際にクランクピン２４に取り付けられるコネクティングロッド５０及びピストン６０に基づく設定質量である取付用設定質量は一律には定まらない。ここで、仮に、利用できるダミーウエイト８０が一種類のみであるとする。この場合、コネクティングロッド５０やピストン６０の質量によっては、ダミーウエイト８０の質量と取付用設定質量との差が、誤差の範囲よりも大きくなってしまうことがあり得る。取付用設定質量との質量の差が大きいダミーウエイト８０を用いてカウンタウエイト部３２を加工すると、目標のウエイトバランスにカウンタウエイト部３２を加工することが困難となる。カウンタウエイト部３２のウエイトバランスが目標から外れていると、クランクシャフト２０を実際に内燃機関に適用して回転させたときにカウンタウエイト部３２が適切に機能せず、内燃機関の振動を招くおそれがある。
【００３５】
ここで、直列４気筒の内燃機関の場合には、仮に、カウンタウエイト部が目標のウエイトバランスから外れていたとしても、そのことに起因した内燃機関の振動は生じ難い。直列４気筒の内燃機関用のクランクシャフトにおいては、全てのクランクアームにカウンタウエイト部が設けられている。仮に、各カウンタウエイト部において、ウエイトバランスが目標から略同じ分だけ外れているものとする。こうしたカウンタウエイト部を有するクランクシャフトが適用された内燃機関が実際に駆動されたときには、ピストンの運動に伴う慣性力のうち、カウンタウエイト部が打ち消す力の量は、各ピストンに関して略同じ分だけ本来の目標からずれる。一方で、直列４気筒の内燃機関においては、ピストンの動きが、クランクシャフトにおけるその中心軸線方向の中央を挟んだ一方側と他方側とで対称である。このことから、カウンタウエイト部が打ち消す力に関する目標からのずれ分は、クランクシャフトの一方側と他方側とで対称に作用し、尚且つピストンの動作方向との兼ね合いから、上記のずれ分はクランクシャフトの一方側と他方側とで互いに打ち消し合うように作用する。
【００３６】
これに対して、直列３気筒の内燃機関の場合には、ピストンの動きが、クランクシャフト２０におけるその中心軸線方向の中央を挟んだ一方側と他方側とで非対称である。このことから、仮に上記と同様に、各カウンタウエイト部３２がピストン６０の運動に伴う慣性力を打ち消す力の量が、各ピストン６０に関して略同じ分だけ本来の目標からずれていたとしても、このずれた分の力は、クランクシャフト２０の一方側と他方側とで非対称に作用する。つまり、クランクシャフト２０に慣性偶力が発生する。そのため、内燃機関を大きく振動させるおそれがある。こうした事情から、特に直列３気筒の内燃機関においては、カウンタウエイト部３２を目標のウエイトバランスにすることが望まれる。
【００３７】
本実施形態のバランス調整方法では、互いに質量の異なる３種類のダミーウエイト８０が用意されていることから、実際にクランクピン２４に取り付けられるコネクティングロッド５０及びピストン６０の質量に見合った質量を有するダミーウエイト８０を用いてカウンタウエイト部３２を加工することができる。そのため、コネクティングロッド５０やピストン６０の製品毎の質量の差に拘わらず、目標のウエイトバランスにカウンタウエイト部３２を加工できる。
【００３８】
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・ダミーウエイト８０の質量は、上記実施形態の例に限らない。例えば、第２ダミーウエイトの質量は、コネクティングロッド５０用の成形型の使用初期から使用末期までの間に当該成形型で製造される複数のコネクティングロッド５０の質量の平均値を基準のコネクティングロッド５０として算出した設定質量であってもよい。また、第１ダミーウエイトや第３ダミーウエイトの質量を規定する規定値は、第２ダミーウエイトの質量の２％よりも大きくても小さくてもよい。第１ダミーウエイトや第３ダミーウエイトの質量を規定値に依らずに定めてもよい。また、上記ばらつき範囲内において、予め定められた重量（例えば数グラム〜数十グラム）毎に質量の異なるダミーウエイト８０を用意してもよい。要は、各ダミーウエイト８０の質量が、上記ばらつき範囲内となっていればよい。
【００３９】
・ダミーウエイト８０の種類数は、上記実施形態の例に限らない。上記ばらつき範囲内の質量を有するダミーウエイト８０であれば、何種類ダミーウエイト８０を用意しておいてもよい。
【００４０】
・ダミーウエイト８０を構成する分割体の数は、上記実施形態の例に限らない。つまり、分割体は、３つ以上で構成されていてもよい。
・ダミーウエイトの形状は、上記実施形態の例に限定らない。ダミーウエイトは、クランクピン２４の径方向に関して当該ダミーウエイトの内側となる領域に、回転運動成分に係る質量を有し、当該ダミーウエイトの外側となる領域に、往復運動成分に係る質量を有する構成となっていればよい。例えば、ダミーウエイトは、クランクピン２４の中心軸線方向からの平面視で、回転運動成分に係る質量を有するリング状の円環部の外周に、往復運動成分に係る質量を有する扇形状の円弧部の内周を結合させた形状でもよい。
【００４１】
・カウンタウエイト部３２における目標のウエイトバランスは、上記実施形態の例に限らない。目標のウエイトバランスは、例えばオーバーバランス率７０％や８０％を実現するものであってもよい。目標のウエイトバランスを変更する場合、対象としているオーバーバランス率に合わせて、設定質量の算出に係る往復運動成分の質量の割合と回転運動成分の質量の割合とを定めればよい。
【００４２】
・バランス調整方法の手順に関して、ステップＳ２３０で各クランクピン２４にダミーウエイト８０を取り付けた後、クランクシャフト２０の回転駆動（ステップＳ２４０）、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態の情報の取得（ステップＳ２５０）、及びカウンタウエイト部３２の切削加工（ステップＳ２６０）の一連の処理を繰り返してもよい。そうした繰り返しの処理を通じて徐々にカウンタウエイト部３２を目標のウエイトバランスに加工してもよい。
【００４３】
・クランクシャフト２０の３つのクランクピン２４に実際に取り付けられる３つのコネクティングロッド５０の質量は互いに異なっていてもよい。また、これら３つのコネクティングロッド５０に実際に取り付けられる３つのピストン６０の質量は互いに異なっていてもよい。この場合、３つのクランクピン２４のそれぞれに関して、自身に取り付けられる連結部品群に基づく取付用設定質量を算出するとともに取付用設定質量に最も近い質量のダミーウエイト８０を選択すればよい。
【００４４】
・バランス調整装置１００の構成は、上記実施形態の例に限らない。バランス調整装置１００は、クランクシャフト２０の回転に係るバランス状態の情報を取得できるようになっていればよい。例えば、検出センサ１０６に代えて、カメラによってクランクシャフトの回転軌跡を監視して、クランクシャフト２０が回転する際の揺れを検出してもよい。また、バランス調整装置１００にドリル１１０を設けることなく、手動のドリルでカウンタウエイト部３２を切削加工してもよい。
【００４５】
・クランクシャフト２０におけるシャフト第２組２０ｂのクランクアーム２５，２６にカウンタウエイト部３２を設けてもよい。こうしたクランクシャフト２０にバランス調整方法を適用してもよい。
【００４６】
・直列３気筒の内燃機関とは異なる構造の内燃機関用のクランクシャフトに対してバランス調整方法を適用してもよい。例えば、直列４気筒の内燃機関用のクランクシャフトにバランス調整方法を適用してもよい。
【００４７】
・バランス調整方法の処理の一部において、コンピュータによるシミュレーションを利用してもよい。具体的には、コンピュータ上において仮想的に、複数種類のダミーエイトを予め用意しておくとともに、ステップＳ２００〜Ｓ２６０までの処理に相当するシミュレーションを実行する。そして、シミュレーション結果に基づくカウンタウエイト部の加工形状を、実際の製品に反映させる。つまり、シミュレーション結果に基づくカウンタウエイト部の加工形状に倣って実際の製品のカウンタウエイト部３２を加工する。そして、コネクティングロッド５０、ピストンピン７０、及びピストン６０をクランクピン２４に取り付ける。ここでのコネクティングロッド５０、ピストンピン７０、及びピストン６０は、シミュレーションにおけるステップＳ２１０に相当する処理において取付用設定質量を定める際の基になったコネクティングロッド、ピストンピン、及びピストンと同じ質量を有する。
【００４８】
・ピストン６０は、鋳造以外の方法（例えば鍛造）によって製造されたものでもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０…内燃機関、２０…クランクシャフト、２２，２３…クランクアーム、２４…クランクピン、２５，２６…クランクアーム、３２…カウンタウエイト部、５０…コネクティングロッド、６０…ピストン、８０…ダミーウエイト。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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