(57)【要約】【課題】クランクシャフトの全長に亘る曲げ振動を低減すること。【解決手段】クランクシャフト本体１０と、当該クランクシャフト本体１０とは別体で形成されたカウンターウェイト２６との間に、ゴム２４が介在される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフト本体、
前記クランクシャフト本体とは別体で形成されたカウンターウェイト、および
前記クランクシャフト本体と前記カウンターウェイトとの間に介在する弾性体を備える、クランクシャフト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフト構造に関し、特に、クランクシャフトのメインジャーナルにおける曲げ振動を低減する、クランクシャフト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、フライホイールの軸周り方向および曲げ方向における剛性が低いフレキシブルプレートでフライホイールマスを連結してフレキシブルフライホイールを作製し、当該フレキシブルフライホイールによってクランクシャフトのジャーナルにおける曲げ振動を低減することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１３９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のようなフレキシブルフライホイールは、クランクシャフトとの結合部（クランクシャフト後端部）付近で生じる曲げ振動である「クランクシャフト後端部曲げ振動」を低減する上では効果的である。しかし、クランクシャフトの全長に亘るより高い周波数の曲げ振動である「ジャーナル曲げ振動」に対しては、効果的とは言えない。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、クランクシャフトの全長に亘る曲げ振動を低減することができる、クランクシャフト構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係るクランクシャフト構造は、クランクシャフト本体、クランクシャフト本体とは別体で形成されたカウンターウェイト、およびクランクシャフト本体とカウンターウェイトとの間に介在する弾性体を備える。
【発明の効果】
【０００７】
別体で形成されたカウンターウェイトは、往復動するピストンとの動バランスを調整するカウンターウェイト本来の作用を果たすとともに、弾性体を介してクランクシャフト本体に結合されることで、クランクシャフトの全長に亘る曲げ振動を抑制する動吸振器のダンパー質量としても作用する。これによって当該曲げ振動を低減することができる。
【０００８】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明のクランクシャフト構造の一例を示す側面図である。
【図２】（Ａ）は図１に示すクランクシャフト構造の一部をなすクランクウェブの一例を示す正面図であり、（Ａ）は図１に示すクランクシャフト構造の一部をなす別のクランクウェブの一例を示す正面図である。
【図３】図２（Ｂ）に示すクランクウェブの要部を拡大して示す要部拡大図である。
【図４】図１に示すクランクシャフト構造と等価である動吸振器を示す図解図である。
【図５】（Ａ）はクランクシャフトのねじり振動の一例を示す図解図であり、（Ｂ）はクランクシャフトの後端部曲げ振動の一例を示す図解図であり、（Ｃ）はクランクシャフトのジャーナル曲げ振動の一例を示す図解図である。
【図６】周波数と振動変位量との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１，図２（Ａ），図２（Ｂ）および図３を参照して、この実施例のクランクシャフト構造は、３気筒エンジン用のクランクシャフト構造であり、クランクシャフト本体１０と、当該クランクシャフト本体１０とは別体で形成されたカウンターウェイト２６と、クランクシャフト本体１０およびカウンターウェイト２０の間に介在するゴム２４とによって構成される。
【００１１】
なお、ゴム２４は、減衰およびバネの機能を持つ弾性体の一例である。また、この実施例では、クランクシャフト本体１０の長さ方向にＸ軸を割り当て、Ｘ軸方向の負側端部をクランクシャフト本体１０の前端部とする一方、Ｘ軸方向の正側端部をクランクシャフト本体１０の後端部とする。
【００１２】
クランクシャフト本体１０は、Ｘ軸方向に間欠的に配されたメインジャーナル１２ａ〜１２ｄを備える。ここで、メインジャーナル１２ａ〜１２ｄの中心軸は、Ｘ軸方向に延在し、かつＸ軸方向から眺めて重なり合う。
【００１３】
メインジャーナル１２ａの一方端には、ダンパープーリ３０が組み付けられ、他方端はクランクウェブ１４１ａが繋がる。また、メインジャーナル１２ｂの一方端および他方端はそれぞれ、クランクウェブ１４１ｂおよび１４２ａが繋がる。さらに、メインジャーナル１２ｃの一方端および他方端はそれぞれ、クランクウェブ１４２ｂおよびアーム２２が繋がる。また、メインジャーナル１２ｄの一方端はクランクウェブ１４３ｂに繋がり、他方端は、フレキシブルフライホイール４０が組み付けられる。
【００１４】
クランクウェブ１４１ａおよび１４１ｂは、１番目の気筒に設けられたピストンの往復運動が伝達されるクランクピン１６１によって互いに繋がる。また、クランクウェブ１４２ａおよび１４２ｂは、２番目の気筒に設けられたピストンの往復運動が伝達されるクランクピン１６２によって互いに繋がる。さらに、クランクウェブ１４３ａおよび１４３ｂは、３番目の気筒に設けられたピストンの往復運動が伝達されるクランクピン１６３によって互いに繋がっている。
【００１５】
図２（Ａ）を参照して、クランクウェブ１４１ａ，１４１ｂ，１４２ａ，１４２ｂおよび１４３ｂの各々は、アーム１８およびカウンターウェイト２０を有して板状に一体的に形成される。
【００１６】
図２（Ｂ）および図３を参照して、アーム２２は、アーム１８と同様の形状を有して、カウンターウェイト２０を持たない、板状に形成される。アーム２２は、メインジャーナル１２ｃとクランクピン１６３とに繋がる。アーム２２の側面のうち、アーム２２の先端とは反対側の部分には、クランクジャーナル中心に向かって延在するネジ孔ＨＬ５ａおよびＨＬ５ｂが形成される。
【００１７】
ゴム２４は、ネジ孔ＨＬ５ａおよびＨＬ５ｂの間隔と同じ間隔をおいて形成された孔ＨＬ６ａおよびＨＬ６ｂを有して、帯状に形成される。ただし、孔ＨＬ６ａの径はネジ孔ＨＬ５ａの径よりも大きく、孔ＨＬ６ｂの径もまたネジ孔ＨＬ５ｂの径よりも大きい。
【００１８】
カウンターウェイト２６は、各気筒のクランクウェブに一体的に設けられたカウンターウェイト２０と略同形状で板状に形成される。ただし、カウンターウェイト２６の外側面には、カウンターウェイト２６の内側面に達する孔ＨＬ７ａおよびＨＬ７ｂが形成される。孔ＨＬ７ａおよびＨＬ７ｂの各々の径は、内側面から外側面に向かうにつれて段階的に拡大する。
【００１９】
より詳しくは、当該径は、カウンターウェイト２６の内側面から外側面に向けて距離ＤＴ１だけ離れた位置で、１段階拡大する。つまり、内側面における孔ＨＬ７ａの径はゴム２４に設けられた孔ＨＬ６ａの径と一致し、外側面における孔ＨＬ７ａの径は当該孔ＨＬ６ａの径よりも大きい。同様に、内側面における孔ＨＬ７ｂの径はゴム２４に設けられた孔ＨＬ６ｂの径と一致し、外側面における孔ＨＬ７ｂの径は当該孔ＨＬ６ｂの径よりも大きい。
【００２０】
締め付けボルト２８ａは、ネジ孔ＨＬ５ａの径と一致するネジ径を有する先端部ＴＰ１ａと、孔ＨＬ６ａの径と略一致する径を有する段付部ＭＢ１ａと、カウンターウェイト２６の外側面における孔ＨＬ７ａの径と略一致する径を有する鍔部ＢＲ１ａとを有する。同様に、締め付けボルト２８ｂは、ネジ孔ＨＬ５ｂの径と一致するネジ径を有する先端部ＴＰ１ｂと、孔ＨＬ６ｂの径と略一致する径を有する段付部ＭＢ１ｂと、カウンターウェイト２６の外側面における孔ＨＬ７ｂの径と略一致する径を有する鍔部ＢＲ１ｂとを有する。
【００２１】
先端部ＴＰ１ａの根本から鍔部ＢＲ１ａの下面までの長さは、ゴム２４の厚みに距離ＤＴ１を加算した値と略一致する。同様に、先端部ＴＰ１ｂの根本から鍔部ＢＲ１ｂの下面までの長さも、ゴム２４の厚みに距離ＤＴ１を加算した値と略一致する。
【００２２】
締め付けボルト２８ａは、先端部ＴＰ１ａから孔ＨＬ７ａに挿入されて、ネジ孔ＨＬ５ａに締め付けられる。同様に、締め付けボルト２８ｂも、先端部ＴＰ１ｂから孔ＨＬ７ｂに挿入されて、ネジ孔ＨＬ５ｂに締め付けられる。締め付け部はその後、プレス等でかしめられる（圧着される）。この結果、カウンターウェイト２６は、ゴム２４を介してアーム２２に強力に固定される。換言すれば、ネジの緩みに起因するカウンターウェイト２６の脱落が防止される。
【００２３】
クランクシャフト本体１０には、図５（Ａ）に示すねじり振動，図５（Ｂ）に示す後端部曲げ振動および図５（Ｃ）に示すジャーナル曲げ振動が引き起こされる。ねじり振動系は図６に示す周波数ｆ１で共振し、後端部曲げ振動系は図６に示す周波数ｆ２で共振し、ジャーナル曲げ振動系は図６に示す周波数ｆ３で共振する。
【００２４】
ただし、この実施例では、クランクシャフト本体１０の前端部にダンパープーリ３０を設け、クランクシャフト本体１０の後端部にフレキシブルホイール４０を設け、アーム２２にゴム２４を介してカウンターウェイト２６を接続するようにしている。
【００２５】
特に、ジャーナル曲げ振動に関しては、図４に示す動吸振器が機能を発揮する。図４において、質量Ｍはクランクシャフト本体１０に相当し、質量ｍはカウンターウェイト２６に相当し、バネｋおよび減衰器ｃはゴム２４に相当する。クランクシャフト本体１０は、バネＫおよび減衰器Ｃとともに、ジャーナル曲げ振動系を構成する。カウンターウェイト２６の質量ｍは、ピストンの慣性力を打ち消すカウンターウェイト本来の役割を果たすとともに、ジャーナル曲げ振動を抑制するべく、動吸振器のダンパー質量として作用する。
【００２６】
以上により、ダンパープーリ３０が、ねじり振動系の共振周波数ｆ１における共振ピーク値を低減し、フレキシブルホイール４０が、後端部曲げ振動系の共振周波数ｆ２における共振ピーク値を低減するとともに、カウンターウェイト２６を利用した動吸振器がジャーナル曲げ振動系の共振周波数ｆ３における共振ピーク値を低減する。この結果、ねじり振動，後端部曲げ振動およびジャーナル曲げ振動に起因するエンジンの振動や異音が低減される。
【００２７】
また、締め付けボルト２８ａおよび２８ｂにはそれぞれ段付部ＭＢ１ａおよびＭＢ１ｂが形成されるため、ゴム２４の圧縮量を管理することができ、ひいては振動抑制効果を安定させることができる。
【００２８】
さらに、締め付けボルト２８ａおよび２８ｂを締め付けた部分はプレス等でかしめられるため、締め付けボルト２８ａおよび２８ｂの緩みを防止でき、締め付けの信頼性が向上する。また、ゴム２４の締め代変化を防止でき、振動抑制効果が安定的に継続する。
【００２９】
なお、この実施例では、３番目の気筒に割り当てられた２つのクランクウェブの前方側一方のみに振動抑制効果を持たせるようにしているが、後方側一方または両方のクランクウェブに振動抑制効果を持たせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０  …クランクシャフト本体
２４  …ゴム
２６  …別体形成されたカウンターウェイト
３０  …ダンパープーリ
４０  …フレキシブルホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2019116919.tif 000006
【図５】
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【図６】
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