JP2002005235A - クランク軸の振動防止構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 主軸受を介して伝達されるクランク軸の振動
により発生するクランクケースの振動および騒音を効果
的に低減する。 【解決手段】 クランク軸10の振動防止構造として、単
気筒内燃機関のクランクケース２に保持された一対の主
軸受である玉軸受８およびころ軸受９に支持されたクラ
ンク軸10の軸端部にダイナミックダンパ45が設けられ
る。ダイナミックダンパ45の防振特性は、クランク軸10
に発生する振動のうち、軸方向並進モードおよび径方向
回転モードの共振曲線における共振ピークの振幅が略等
しくなるように設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、単気筒内燃機関
において、軸端部にダイナミックダンパが設けられたク
ランク軸の振動防止構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関のクランク軸には、周期的に受
ける爆発荷重により捩り振動や曲げ振動などの振動が発
生し、その振動に起因した騒音が発生するため、その振
動および騒音を低減するための種々の技術が提案されて
いる。例えば実開平３−７５３４３号公報に開示された
クランク軸の振動防止装置では、図６に図示されるよう
に、クランクケースａに一対の主軸受ｂ，ｃを介して回
転自在に枢支されたクランク軸ｄの、主軸受ｃより外方
へ突出した端部に、遠心クラッチｅが装着され、遠心ク
ラッチｅのドライブプレートｆにリング状の弾性体ｇを
介してリング状のダンパウエイトｈが取り付けられて、
これら弾性体ｇおよびダンパウエイトｈによりダイナミ
ックダンパｋが構成される。そして、クランク軸ｄの捩
り振動および曲げ振動に伴うダンパウエイトｈの振動で
変形する弾性体ｇの内部摩擦により、それら振動が減衰
し、騒音が低減されるものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、クランク軸
の振動が主軸受を介してクランクケースに伝達されるこ
とで発生する騒音に関しては、曲げ振動の関与の度合い
が大きいことが知られている。また、クランク軸のクラ
ンクピン21に周期的に作用する爆発荷重は、クランクウ
ェブにシリンダの軸線に対して傾斜するような、換言す
ると、通常平行となっている一対のクランクウェブが、
クランク軸の軸線およびシリンダの軸線を含む平面に直
交する方向から見て「ハ」字状になるような周期的な変
形を生じさせる結果、クランク軸に軸方向の振動が発生
し、この振動が主軸受、さらにはクランクケースに伝達
されていた。

【０００４】そこで、クランク軸に生じる曲げ振動およ
び軸方向の振動について、ダイナミックダンパのダンパ
ウエイトの挙動を観察すると、それら振動を、振動の方
向の観点から、軸方向並進モード、径方向並進モードお
よび径方向回転モードの各振動モードに分けることがで
きる。これら振動モードを図７を参照して説明すると、
軸方向並進モードの振動は、同図（Ａ）に示されるよう
に、ダンパウエイトｈがクランク軸ｄの軸方向に平行な
方向に移動する振動であり、径方向並進モードは、同図
（Ｂ）に示されるように、ダンパウエイトｈがクランク
軸ｄの径方向に平行な方向に移動する振動であり、径方
向回転モードは、同図（Ｃ）に示されるように、ダンパ
ウエイトｈがクランク軸ｄの回転軸線と直交する直線を
中心線として回転方向に移動する振動である。

【０００５】このうち、主軸受を介してクランクケース
に伝達される振動に関しては、軸方向並進モードおよび
径方向回転モードの関与の度合いが大きい。それは、通
常、クランクケースにおける主軸受の保持部分の周辺の
構造に起因して、クランクケースの径方向並進モードに
対する剛性が、軸方向並進モードおよび径方向回転モー
ドに対する剛性に比べて高くなっているためと考えられ
る。

【０００６】しかしながら、従来のダイナミックダンパ
は、軸方向並進モードおよび径方向回転モードに対応し
た防振特性、すなわち軸方向並進モードおよび径方向回
転モードの振動を効果的に低減するような弾性体のばね
定数および粘性減衰係数とダンパウエイトの質量とに設
定されていなかったため、クランク軸の振動に起因する
クランクケースの振動および騒音を低減する点で、十分
とはいえないものであった。

【０００７】本願発明は、このような事情に鑑みてなさ
れたものであって、主軸受を介して伝達されるクランク
軸の振動により発生するクランクケースの振動および騒
音を効果的に低減することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および発明の効果】本願の
請求項１記載の発明は、単気筒内燃機関のクランクケー
スに保持された一対の主軸受に支持されたクランク軸で
あって、前記一対の主軸受に対して自由端となる前記ク
ランク軸の軸端部にダイナミックダンパが設けられたク
ランク軸の振動防止構造において、前記ダイナミックダ
ンパの防振特性は、前記クランク軸に発生する振動のう
ち、軸方向並進モードおよび径方向回転モードの共振曲
線における共振ピークの振幅が略等しくなるように設定
されているクランク軸の振動防止構造である。

【０００９】この請求項１記載の発明によれば、ダイナ
ミックダンパの防振特性は、軸方向並進モードおよび径
方向回転モードの振動による共振ピークの振幅が略等し
くなって、３つの共振ピークの振幅が共に最小値となる
ように設定されているので、燃焼室19での燃焼による爆
発荷重が周期的に作用するクランク軸に発生する各種振
動のうち、主軸受を介して伝達されてクランクケースの
振動および騒音の発生に関与する度合いの大きいクラン
ク軸の振動である軸方向並進モードおよび径方向回転モ
ードの振動を低減できる。その結果、クランク軸の振動
が主軸受を介して伝達されることにより発生するクラン
クケースの振動および騒音を効果的に低減できる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のク
ランク軸の振動防止構造において、前記一対の主軸受の
うち、前記ダイナミックダンパ寄りの一方の主軸受は、
他方の主軸受よりも高剛性であるものである。

【００１１】この請求項２記載の発明によれば、一対の
主軸受のうち、ダイナミックダンパにより近い位置にあ
る一方の主軸受の剛性が高くされているので、該一方の
主軸受によりクランク軸の振幅が抑制されて、クランク
軸の振動が抑制される。そのうえ、他方の主軸受の剛性
は前記一方の主軸受のそれよりも小さいことから、該一
方の主軸受よりもクランク軸の振幅が大きくなるので、
高剛性の主軸受を挟んで反対側に位置するダイナミック
ダンパが設けられた軸端部では、該一方の主軸受を支点
として比較的振幅が大きくなり、ダイナミックダンパが
効果的に機能する。一方、前記一方の主軸受の剛性が高
くされているため、過度に振幅が大きくなることもない
ので、ダイナミックダンパの弾性体の内部摩擦に起因す
る発熱により、弾性体が高温となる状態を回避できる。

【００１２】その結果、高剛性の一方の主軸受によりク
ランク軸の振動が抑制され、しかも、ダイナミックダン
パが設けられた軸端部では、ある程度振幅が大きくな
り、ダイナミックダンパが効果的に機能するので、請求
項１記載の発明の効果である振動および騒音をさらに低
減することができる。さらに、該軸端部は、過度に振幅
が大きくなることもないので、ダイナミックダンパの弾
性体が高温となる状態を回避できて、ダイナミックダン
パの防振特性の低下および耐久性の低下を防止できる。

【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載のク
ランク軸の振動防止構造において、前記一対の主軸受の
うち、前記ダイナミックダンパ寄りの一方の主軸受はこ
ろ軸受であり、他方の主軸受は玉軸受であるものであ
る。

【００１４】この請求項３記載の発明によれば、一方の
主軸受であるころ軸受の剛性は、他方の主軸受である玉
軸受よりも高いので、クランク軸の振動、特に径方向並
進モードおよび径方向回転モードの振動の振幅が抑制さ
れて、クランク軸の振動が抑制されるうえ、該ころ軸受
が、ダイナミックダンパにより近い位置にあるので、ダ
イナミックダンパが効果的に機能する。

【００１５】また、ころ軸受で支持された回転軸は、玉
軸受で支持されたものに比べて軸方向への移動が生じや
すいので、軸方向並進モードの振動に対しては、ころ軸
受は、玉軸受に比べて振動抑制効果が小さく、クランク
軸の玉軸受側では軸方向並進モードの振動が抑制される
のに対して、クランク軸のころ軸受側では軸方向並進モ
ードの振動の抑制の程度が小さい。しかしながら、玉軸
受よりもころ軸受に近い位置に、軸方向並進モードおよ
び径方向回転モードの共振曲線における共振ピークの振
幅が略等しくなるように設定された防振特性を有するダ
イナミックダンパが設けられているので、ころ軸受側の
軸方向並進モードの振動は効果的に抑制され、結局、ク
ランク軸全体の軸方向並進モードの振動が抑制され、そ
のうえ径方向回転モードの振動も抑制される。

【００１６】その結果、ダイナミックダンパにより近い
位置にある一方の主軸受であるころ軸受は、他方の主軸
受である玉軸受に比べて剛性が高いため、クランク軸の
振動、特に径方向並進モードおよび径方向回転モードの
振動の振幅が抑制され、しかも、該ころ軸受が、クラン
ク軸の軸方向並進モードの振動に対しては、玉軸受に比
べて振動抑制効果が小さいのにも拘わらず、ころ軸受側
のクランク軸の軸方向並進モードの振動は、ころ軸受に
近い位置にあるダイナミックダンパが効果的に機能する
ことで抑制されるので、振動および騒音をさらに低減で
きる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施例を図１
ないし図５を参照して説明する。この実施例において、
本願発明が適用される内燃機関１は、自動二輪車に搭載
される単気筒４サイクル内燃機関であり、クランクケー
ス２、シリンダ３、シリンダヘッド４およびシリンダヘ
ッドカバー５を備え、それらが順次に前方に重ね合わさ
れて組付けられ、シリンダ３の軸線が車両の前方やや斜
め上を指向している。左右分割型のクランクケース２に
は、左右水平方向を指向したクランク軸10が、クランク
ピン21を挟んで左右のクランクケース2a，2bにそれぞれ
嵌着されて保持された玉軸受８ところ軸受９とからなる
一対の主軸受を介して回転自在に支持される。

【００１８】なお、クランクケース２は、クランク軸10
に生じる振動のうち、後述するダンパウエイト47がクラ
ンク軸10の径方向に平行な方向に移動する振動である径
方向並進モードに対する剛性が、ダンパウエイト47がク
ランク軸10の軸方向に平行な方向に移動する振動である
軸方向並進モードおよびダンパウエイト47がクランク軸
10の回転軸線と直交する直線を中心線として回転方向に
移動する振動である径方向回転モードに対する剛性に比
べて高くされている。

【００１９】シリンダ３に摺動自在に嵌合したピストン
20の往復動が、ピストン20とクランク軸10のクランクピ
ン21とを連結するコンロッド22を介して、クランク軸10
の回転動に変換される。そして、シリンダヘッド４に設
けられて燃焼室19に開口した吸気ポート23aに接続され
た吸気管23bが上方に延びて気化器24に接続される。さ
らに、シリンダヘッド４には、燃焼室19に開口した排気
ポート25が設けられて、図示されない排気管に接続さ
れ、また点火プラグ26が燃焼室19に臨んで設けられる。

【００２０】さらに、シリンダヘッド４には、吸気ポー
ト23aおよび排気ポート25の燃焼室19側の各開口部を開
閉する吸気バルブ27と排気バルブ28が摺動自在に支持さ
れ、両バルブ27，28は、カム軸31のカムにより所定のタ
イミングで揺動される吸気および排気ロッカアーム29，
30により開閉作動される。カム軸31の端部に嵌着された
従動スプロケット32とクランク軸10に嵌着された駆動ス
プロケット33との間にタイミングチェーン34が掛け渡さ
れ、カム軸31は、クランク軸10の１／２の減速比で回転
される。

【００２１】クランク軸10の後方には歯車変速機16が配
置され、クランク軸10の動力が、相互に噛合する駆動ギ
ヤ12および従動ギヤ13からなる一次減速機構とクラッチ
14とを介してメイン軸11に伝達され、さらに変速ギア群
を介してカウンタ軸15に伝達される。クランク軸10の右
側の斜め下方にオイルポンプ17が配置され、その下方に
延びるオイル通路18を通じてオイルを吸い上げる。

【００２２】クランク軸10において、左側の玉軸受８よ
り左方へ突出して自由端となる左軸端部10aに交流発電
機40が設けられ、交流発電機40と玉軸受８との間に駆動
スプロケット33が配置される。交流発電機40の左方は左
クランクケースカバー６で覆われる。一方、クランク軸
10において、右側のころ軸受９より右方へ突出して自由
端となる右軸端部10bには遠心式のオイルストレーナ41
が設けられ、該オイルストレーナ41にダイナミックダン
パ45が取り付けられる。オイルストレーナ41を含めクラ
ッチ14の右方は右クランクケースカバー７により覆われ
る。

【００２３】オイルストレーナ41は、クランク軸10の右
軸端部10bにスプライン結合される円筒部42ａの端部が
径を拡大して皿状部42ｂが形成された左側半体42と、皿
状部42ｂに蓋をするように合体する皿状の右側半体43と
からなり、左側半体42の皿状部42ｂと右側半体43との合
体により形成された内部空間がストレーナ室41ａとされ
る。

【００２４】さらに、右軸端部10bには、ころ軸受９の
右隣に位置するカラー49を挟んで駆動ギア12がキー結合
され、駆動ギア12の右端に当接して左側半体42の円筒部
42ａが嵌合される。そして、円筒部42ａから突出したク
ランク軸10の先端部に螺合されるナット48により、クラ
ンク軸10に対する駆動ギヤ12および左側半体42の軸方向
の移動が阻止される。

【００２５】右クランクケースカバー７に設けられたオ
イル通路7aは、その一端で、オイルポンプ17の吐出口に
連通する右クランクケース2ｂに設けられたオイル通路
（図示されず）に連通し、その他端で、ストレーナ室41
ａに連通する。すなわち、右側半体43の中心部を貫通し
て支持された接続管50がオイル通路7aの開口部にバネ51
に付勢されて液密に押し付けられており、これによりオ
イル通路7aとストレーナ室41ａとが連通する。また、ク
ランク軸10内に穿設された油路10cが、右軸端部10bの右
端でストレーナ室41ａに開口する。

【００２６】それゆえ、オイルポンプ17から吐出された
オイルは、オイル通路7aを通って接続管50からオイルス
トレーナ41に入って遠心力により異物が分離され、その
後、クランク軸10の油路10cを通って、クランクピン21
とコンロッド22との連結部に供給されて、それらの摺動
部を潤滑する。

【００２７】ところで、ダイナミックダンパ45は、オイ
ルストレーナ41の左側半体42の皿状部42ｂの左側方に配
置され、皿状部42ｂの外周面に圧入される椀状の取付け
プレート44を介して固定される。このダイナミックダン
パ45は、ゴム材からなる単一の環状の弾性体46および単
一の環状のダンパウエイト47からなり、ダンパウエイト
47は、取付けプレート44およびダンパウエイト47に焼き
付けられた弾性体46を介して取付けプレート44に固定さ
れる。オイルストレーナ41へのダイナミックダンパ45の
取付けは、予め、取付けプレート44およびダンパウエイ
ト47に弾性体46を焼き付けてユニット化されたものを、
オイルストレーナ41に対して取付けプレート44を圧入す
ることで行われる。

【００２８】次に、ダイナミックダンパ45の防振特性を
設定する手順について説明する。まず、図３に図示され
るように、クランク軸10とダイナミックダンパ45の振動
モデルを設定する。この振動モデルにおいて、加振力の
方向は主たる振動の方向であるクランク軸10の軸方向と
してある。そして、ここでは、振動方向が異なる軸方向
並進モードおよび径方向回転モードの振動が考慮される
ため、単一の弾性体46および単一のダンパウエイト47
が、振動方向が異なる２種類の振動に対して振動の低減
作用をなし、恰も２つのダンパウエイトおよび２つの弾
性体が存するように機能する。なお、この振動モデルで
は、実際上問題がない程度で、計算を単純化するため基
本的な考え方を提示することを前提に、弾性体46のばね
定数や粘性減衰係数を、両振動モードにおいて同じと仮
定したが、必要であればこれら数値を適宜変更すればよ
い。

【００２９】振動モデルの運動方程式は、クランク軸10
の軸方向の並進運動について式（１）、ダイナミックダ
ンパ45の軸方向の並進運動について式（２）、クランク
軸10の径方向の回転運動について式（３）、ダイナミッ
クダンパ45の径方向の回転運動について式（４）とな
る。

【００３０】

【数式１】

【００３１】ここで、ｍ₁：クランク軸の質量 Ｉ₁：クランク軸の慣性モーメント ｋ₁：クランク軸等価ばね定数 ｘ₁：クランク軸の並進方向の振幅 θ₁：クランク軸の回転方向の振幅 Ｇ₁：クランク軸の重心 ｒ₁₁，ｒ₁₂：クランク軸等価ばね定数の作用点とクラン
ク軸の重心との距離 ｍ₂：ダンパウエイトの質量 Ｉ₂：ダンパウエイトの慣性モーメント ｋ₂：弾性体のばね定数 ｘ₂：ダンパウエイトの並進方向の振幅 θ₂：ダンパウエイトの回転方向の振幅 ｃ₂：弾性体の粘性減衰係数 Ｇ₂：ダンパウエイトの重心 ｒ₂：弾性体の弾性力の作用点と重心との距離 Pｅ^ipt：重心Ｇ₁に作用する加振力

【００３２】そこで、ｘ₁＝Ａ₁ｅ^ipt、θ₁＝Ｂ₁ｅ^ipt、
ｘ₂´＝ｘ₂−ｘ₁＝Ａ₂´ｅ^ipt、θ₂＝Ｂ₂ｅ^iptとおく
と、各運動方程式は、以下のようになる。

【数式２】

【００３３】ここで、 Ｋ₁₁＝−ω²＋1 Ｋ₁₂＝−μω₂ ²−ｉωμη₂ Ｋ₁₃＝ζ＋ζμω₂ ²＋ｉωζμη₂ Ｋ₁₄＝0 Ｋ₂₁＝ω_z1 ² Ｋ₂₂＝−μ_θω_z2 ²−ｉωμ_θη_{θ 1} Ｋ₂₃＝−ω²＋ω_{θ 1} ²＋μ_θω_{θ 2} ²＋ｉωμ_θη_{θ 2} Ｋ₂₄＝−μ_θω_z3 ²−ｉωμ_θη_{θ 3} Ｋ₃₁＝−ω² Ｋ₃₂＝−ω²＋ω₂ ²＋ｉωη₂ Ｋ₃₃＝−ζω₂ ²−ｉωζη₂ Ｋ₃₄＝0 Ｋ₄₁＝0 Ｋ₄₂＝0 Ｋ₄₃＝−ω_z3 ²−ｉωη_{θ 3} Ｋ₄₄＝−ω²＋ω_z4 ²＋ｉωη_{θ 4} ω ＝ｐ/ν₁ μ ＝ｍ₂/ｍ₁ μ_θ ＝Ｉ₂/Ｉ₁ Ｒ₁ ＝(ｒ₁₂−ｒ₁₁)/2 Ｒ₂ ＝(ｒ₁₂＋ｒ₁₁)/2 ζ ＝Ｒ₁/Ｒ₂ ω₂ ＝ν₂/ν₁ ω_{θ 1}＝ν_{θ 1}/ν₁ ω_{θ 2}＝ν_{θ 2}/ν₁ ω_z1＝ν_z1/ν₁ ω_z2＝ν_z2/ν₁ ω_z3＝ν_z3/ν₁ ω_z4＝ν_z4/ν₁ η₂ ＝2α₂ /ν₁ η_{θ 1}＝2α_{θ 1}/ν₁ η_{θ 2}＝2α_{θ 2}/ν₁ η_{θ 3}＝2α_{θ 3}/ν₁ η_{θ 4}＝2α_{θ 4}/ν₁ ν₁ ² ＝ｋ₁/ｍ₁ ν₂ ² ＝ｋ₂/ｍ₂ ν_{θ 1} ²＝ｋ₁/Ｉ₁・(Ｒ₁ ²＋Ｒ₂ ²) ν_{θ 2} ²＝ｋ₂/Ｉ₂・(Ｒ₁ ²＋Ｒ₂ ²) ν_z1 ²＝ｋ₁/Ｉ₁・Ｒ₁Ｒ₂ ν_z2 ²＝ｋ₂/Ｉ₂・Ｒ₁Ｒ₂ ν_z3 ²＝ｋ₂/Ｉ₂・ｒ₂Ｒ₂ ν_z4 ²＝ｋ₂/Ｉ₂・ｒ₂ ² 2α₂ ＝ｃ₂/ｍ₂ 2α_{θ 1}＝ｃ₂/Ｉ₂・Ｒ₁Ｒ₂ 2α_{θ 2}＝ｃ₂/Ｉ₂・(Ｒ₁ ²＋Ｒ₂ ²) 2α_{θ 3}＝ｃ₂/Ｉ₂・ｒ₂Ｒ₂ 2α_{θ 4}＝ｃ₂/Ｉ₂・ｒ₂ ² ｘ_st＝Ｐ／ｋ₁

【００３４】ダイナミックダンパ45の防振性能は、クラ
ンク軸10の質量であるｍ₁の振幅Ａ₁の大きさにより評価
されるので、式（５）に基づいてクランク軸10の無次元
化した振幅比Ａ₁/ｘ_stを計算し、該振幅比Ａ₁/ｘ_stが最
小になるようにダイナミックダンパ45の防振特性を設定
する。

【００３５】すなわち、一般に、クランク軸の質量に対
するダンパウエイトの質量の比である質量比μ、そして
クランク軸の慣性モーメントに対するダンパウエイトの
慣性モーメントの比である慣性モーメント比μ_θが大き
いほど振動の減衰効果が大きいので、ダイナミックダン
パ45周辺の部品等の配置を考慮して、許容されるダイナ
ミックダンパ45の大きさの範囲で、ダンパウエイト47の
質量比μおよび慣性モーメント比μ_θが決まる。また、
粘性減衰係数ｃ₂は、弾性体46の組成により決まる。

【００３６】そこで、このようにして決められた質量比
μ、慣性モーメント比μ_θおよび粘性減衰係数ｃ₂を採
用したうえで、式（５）から求められる振幅比Ａ₁/ｘ_st
が、加振力の振動数ｐがクランク軸10の固有振動数であ
るν₁の２倍の範囲、つまり無次元化された２つの振動
数比ωが０〜２の範囲で変化するとして、振動数比
ω ₂，ω_{θ 2}の種々の組合せについて逐一計算される。そ
して、その計算結果として、組合せ毎に得られる３つの
共振ピークを有する共振曲線に基づいて、図４に図示さ
れるように、３つの共振ピークの振幅が略等しくなって
（３つの共振ピークの振幅が等しい場合を含む）、３つ
の共振ピークの振幅が共に最小値となるときの、２つの
振動数比ω₂，ω_{θ 2}の組合せが最適値として求められ
る。そして、求められた最適な振動数比ω₂，ω_{θ 2}とな
るように弾性体46のばね定数ｋ₂が決定される。なお、
図４には、ダイナミックダンパが設けられていないとき
の振幅比が破線で示されている。なお、共振曲線が３つ
の共振ピークを有するのは、ダイナミックダンパ45が、
恰も２つのダンパウエイトを持つかのように機能するこ
とによる。

【００３７】以上のようにして、クランク軸10に発生す
る軸方向並進モードおよび径方向回転モードの振動を効
果的に低減する防振特性を有するダイナミックダンパ45
が得られる。

【００３８】次に、前述のように構成された実施例の作
用および効果について説明する。クランク軸10の自由端
である右軸端部10bに設けられたダイナミックダンパ45
の防振特性が、軸方向並進モードおよび径方向回転モー
ドの振動による共振ピークの振幅が略等しくなって、３
つの共振ピークの振幅が共に最小値となるように設定さ
れているので、燃焼室19での燃焼による爆発荷重が周期
的に作用するクランク軸10に発生する各種振動のうち、
玉軸受８およびころ軸受９を介して伝達されてクランク
ケース２の振動および騒音の発生に関与する度合いの大
きいクランク軸10の振動である軸方向並進モードおよび
径方向回転モードの振動を低減できる。

【００３９】その結果、図５に実線で示されるように、
軸方向並進モードおよび径方向回転モードに対応して防
振特性が設定されていないダイナミックダンパが設けら
れたもの（一点鎖線で示されている）およびダイナミッ
クダンパがないもの（破線で示されている）に比べて、
この実施例のダイナミックダンパ45を使用したもので
は、騒音が低減される。このように、クランク軸10の振
動が一対の主軸受である玉軸受８およびころ軸受９を介
して伝達されることにより発生するクランクケース２の
振動および騒音を効果的に低減できる。

【００４０】一対の主軸受を構成する玉軸受８およびこ
ろ軸受９のうち、ダイナミックダンパ45により近い位置
にあるころ軸受９は玉軸受８よりも剛性が高いので、こ
ろ軸受９によりクランク軸10の振動、特に径方向並進モ
ードおよび径方向回転モードの振動の振幅が抑制され
て、クランク軸10の振動が抑制される。その結果、クラ
ンクケース２の振動および騒音が低減できる。

【００４１】そのうえ、玉軸受８の剛性はころ軸受９の
それよりも小さいことから、この玉軸受８の部分では、
ころ軸受９で支持される部分に比べてクランク軸10の振
幅が大きくなるので、ころ軸受９を挟んで反対側に位置
するダイナミックダンパ45が設けられた右軸端部10bで
は、ころ軸受９を支点として比較的振幅が大きくなり、
ダイナミックダンパ45が効果的に機能する。一方、主軸
受がいずれも玉軸受により支持される場合に比べて振動
の振幅が過度に大きくなることもないので、ダイナミッ
クダンパ45の弾性体46の内部摩擦に起因する発熱によ
り、弾性体46が高温となる状態を回避できる。

【００４２】その結果、高剛性のころ軸受９によりクラ
ンク軸10の振動が抑制され、しかも、ダイナミックダン
パ45が設けられた右軸端部10bでは、ある程度振幅が大
きくなり、ダイナミックダンパ45が効果的に機能するの
で、クランクケース２の振動および騒音をさらに低減す
ることができる。さらに、該右軸端部10bは、振幅が過
度に大きくなることもないので、ダイナミックダンパ45
の弾性体46が高温となる状態を回避できて、ゴム材から
なる弾性体46が高温となることによるばね定数の低下に
起因するダイナミックダンパ45の設定された防振特性の
低下、さらにはダイナミックダンパ45の耐久性の低下を
防止できる。

【００４３】また、一般に、ころ軸受で支持された回転
軸は、玉軸受で支持されたものに比べて軸方向への移動
が生じやすいので、軸方向並進モードの振動に対して
は、ころ軸受９は、玉軸受８に比べて振動抑制効果が小
さく、クランク軸10の玉軸受８側では軸方向並進モード
の振動が抑制されるのに対して、クランク軸10のころ軸
受９側では軸方向並進モードの振動の抑制の程度が小さ
い。しかしながら、玉軸受８よりもころ軸受９に近い位
置に、軸方向並進モードおよび径方向回転モードの共振
曲線における共振ピークの振幅が略等しくなるように設
定された防振特性を有するダイナミックダンパ45が設け
られているので、ころ軸受９側の軸方向並進モードの振
動は効果的に抑制され、結局、クランク軸10全体の軸方
向並進モードの振動が抑制され、そのうえ径方向回転モ
ードの振動も抑制される。

【００４４】その結果、ころ軸受９が、クランク軸10の
軸方向並進モードの振動に対しては、玉軸受８に比べて
振動抑制効果が小さいのにも拘わらず、ころ軸受９側の
クランク軸10の軸方向並進モードの振動は、ころ軸受９
に近い位置にあるダイナミックダンパ45が効果的に機能
することで抑制され、振動および騒音を低減できる。

【００４５】軸方向並進モードおよび径方向回転モード
の両振動モードの防振を、単一の弾性体46および単一の
ダンパウエイト47を有するダイナミックダンパ45により
行うので、それぞれのモードに対応して２つの弾性体お
よび２つのダンパウエイトを設ける必要はなく、コスト
増および重量増を抑制できる。

【００４６】以下、前述した実施例の一部の構成を変更
した実施例について、変更した構成に関して説明する。
前記実施例では、ダンパウエイト47の質量比μおよび慣
性モーメント比μ_θは、ダイナミックダンパ45周辺の部
品等の配置を考慮して決定されたが、振幅比Ａ ₁/ｘ_stの
計算結果に基づいて、ダンパウエイト47の質量比μおよ
び慣性モーメント比μ_θの値を種々に変更するようにし
て、ダイナミックダンパ45の防振特性を設定することも
できる。

【００４７】前記実施例では、車両は、二輪車であった
が、三輪車または小型の四輪車であってもよく、さらに
内燃機関１は、車両以外に使用されるものであってもよ
い。また、ダイナミックダンパ45は、クランク軸10の軸
端部に設けられた回転体としてのオイルストレーナ41に
取り付けられたが、クランク軸10の軸端部に遠心クラッ
チ等のその他の回転体が設けられる場合は、該回転体に
ダイナミックダンパ45を取り付けてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明のクランク軸の振動防止構造が適用さ
れた内燃機関の縦断面図である。

【図２】同横断面図である。

【図３】振動モデルの説明図である。

【図４】振動数比に対する振幅比を示す共振曲線のグラ
フである。

【図５】内燃機関の回転速度に対する騒音レベルを示す
グラフである。

【図６】従来技術を示す図である。

【図７】クランク軸に発生する振動のモードの説明図で
ある。

【符号の説明】

１…内燃機関、２…クランクケース、３…シリンダ、４
…シリンダヘッド、５…シリンダヘッドカバー、６…左
クランクケースカバー、７…右クランクケースカバー、
８…玉軸受、９…ころ軸受、10…クランク軸、10b…右
軸端部、11…メイン軸、12…駆動ギヤ、13…従動ギヤ、
14…クラッチ、15…カウンタ軸、16…歯車変速機、17…
オイルポンプ、18…、19…燃焼室、20…ピストン、21…
クランクピン、22…コンロッド、23a…吸気ポート、23b
…吸気管、24…気化器、25…排気ポート、26…点火プラ
グ、27…吸気バルブ、28…排気バルブ、29…吸気ロッカ
アーム、30…排気ロッカアーム、31…カム軸、32…従動
スプロケット、33…駆動スプロケット、34…タイミング
チェーン、40…交流発電機、41…オイルストレーナ、42
…左側半体、43…右側半体、44…取付けプレート、45…
ダイナミックダンパ、46…弾性体、47…ダンパウエイ
ト、48…ナット、49…カラー、50…接続管、51…バネ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 克徳 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 中村 正志 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3J033 AA02 FA01 GA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単気筒内燃機関のクランクケースに保持
   された一対の主軸受に支持されたクランク軸であって、
   前記一対の主軸受に対して自由端となる前記クランク軸
   の軸端部にダイナミックダンパが設けられたクランク軸
   の振動防止構造において、 前記ダイナミックダンパの防振特性は、前記クランク軸
   に発生する振動のうち、軸方向並進モードおよび径方向
   回転モードの共振曲線における共振ピークの振幅が略等
   しくなるように設定されていることを特徴とするクラン
   ク軸の振動防止構造。
2. 【請求項２】 前記一対の主軸受のうち、前記ダイナミ
   ックダンパ寄りの一方の主軸受は、他方の主軸受よりも
   高剛性であることを特徴とする請求項１記載のクランク
   軸の振動防止構造。
3. 【請求項３】 前記一対の主軸受のうち、前記ダイナミ
   ックダンパ寄りの一方の主軸受はころ軸受であり、他方
   の主軸受は玉軸受であることを特徴とする請求項１記載
   のクランク軸の振動防止構造。