JP2005155733A - 回転軸の振動防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能で、しかも耐久性がある。
【解決手段】質量体を有する回転軸の振動を防止する装置において、回転軸と一体に回転する防振質量体５２を備え、防振質量体５２を摩擦を発生させながら回転軸方向に移動可能に支持している。また、防振質量体５２を回転軸方向に対して直交する方向に移動不能に支持している。防振質量体５２を回転軸方向に対して直交する方向を中心に揺動可能に支持している。
【選択図】図４

Description

この発明は、エンジンやモータ等の原動機に備えられる回転軸の振動を防止する回転軸の振動防止装置に関する。

例えば、原動機のエンジンでは、回転軸であるクランク軸がクランクケースから外側に延出し、この端部に動力取出し用の歯車類が配設され、あるいは遠心クラッチ等のクラッチが配置されている。このように、クランク軸の端部に回転質量が設けられているので、クランク軸には曲げ振動や捩り振動が生じ易い。

この曲げ振動や捩り振動を低減するための種々の技術が提案され、例えばクランク軸にダイナミックダンパを設けるものがある（例えば特許文献１、特許文献２）。
実開平３−７５３４３号公報 特開２００２−５２３５号公報

ところで、クランク軸にウエイトと弾性体とからなるダイナミックダンパを設けることにより、クランク軸の振動を防止するものでは、ウエイトと弾性体とを焼き付けで固定する必要があり、製作コストが嵩む。また、ウエイトの重量設定が弾性体の強度や焼き付け強度等が影響し、ウエイトの重量設定の自由度が低い。また、振動を減衰させる弾性体がゴムで形成され、特に熱の影響を受け易く耐久性に問題がある。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能で、しかも耐久性がある回転軸の振動防止装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、質量体を有する回転軸の振動を防止する装置において、
前記回転軸と一体に回転する防振質量体を備え、
前記防振質量体を摩擦を発生させながら回転軸方向に移動可能に支持したことを特徴とする回転軸の振動防止装置である。

請求項２に記載の発明は、前記防振質量体を回転軸方向に対して直交する方向に移動不能に支持したことを特徴とする請求項１に記載の回転軸の振動防止装置である。

請求項３に記載の発明は、前記防振質量体を回転軸方向に対して直交する方向を中心に揺動可能に支持したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転軸の振動防止装置である。

請求項４に記載の発明は、前記防振質量体は、回転軸方向に延びて摩擦を発生させる摩擦面と、回転軸方向の一方への所定以上の移動を当接して規制する第１の移動規制面と、回転軸方向の他方への所定以上の移動を当接して規制する第２の移動規制面とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置である。

請求項５に記載の発明は、前記防振質量体を支持する部材は、前記回転軸または前記回転軸に設けた支持部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置である。

請求項６に記載の発明は、前記回転軸に一対の支持プレートを所定間隔隔てて一体回転可能に設け、
前記一対の支持プレート間に複数の支持軸を設け、
前記防振質量体を前記複数の支持軸に直接的または間接的に挿通して前記一対の支持プレートとの間に隙間を有し移動可能に配置し、
たことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、回転軸と一体に回転する防振質量体の慣性モーメントによって回転軸の回転変動を吸収し、かつ防振質量体が摩擦を発生させながら回転軸方向に移動することで、回転軸の回転軸方向の振動を低減することができる。

請求項２に記載の発明では、防振質量体が回転軸方向に対して直交する方向に移動不能であり、防振質量体重心の回転軸に対するずれを最小限に抑える。これにより防振質量体の重量を大きくしても重心位置のずれによって発生する振動を抑えることができ、回転軸と一体に回転する防振質量体の慣性モーメントによって回転軸の回転変動をより確実に吸収することができる。

請求項３に記載の発明では、防振質量体が回転軸方向に対して直交する方向を中心に揺動することで、回転軸の回転軸方向の振動を低減すると共に、曲げ振動や捩り振動を低減することができる。

請求項４に記載の発明では、防振質量体が、摩擦を発生させる摩擦面と、所定以上の移動を当接して規制する第１の移動規制面と第２の移動規制面とを有し、防振質量体を摩擦を発生させながら回転軸方向に移動する簡単な構造で、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能である。

請求項５に記載の発明では、防振質量体を支持する部材が回転軸または回転軸に設けた支持部材であり、防振質量体を支持する構造が簡単である。

請求項６に記載の発明では、一対の支持プレート間に複数の支持軸を設け、防振質量体を複数の支持軸に直接的または間接的に挿通して一対の支持プレートとの間に隙間を有し移動可能に配置することで、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能で、しかも耐久性がある。

以下、この発明の回転軸の振動防止装置の実施の形態について説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語はこれに限定されない。

図１は自動二輪車に搭載される単気筒４サイクルエンジンの出力部の断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図、図４は回転軸の振動防止装置の要部の断面図である。

この実施の形態において、この発明の回転軸の振動防止装置が備えられるエンジン１は、自動二輪車に搭載される単気筒４サイクルエンジンであり、エンジン１の回転軸であるクランク軸２がクランクケース３に軸受４を介して回転可能に支持されている。

このクランク軸２のクランクケース３から外部に突出する端部には、オイルポンプ駆動ギヤ５、カラー６を介して回転軸の振動防止装置７が挿着され、さらに駆動ギヤ８が挿着され、これらはワッシャ９を介してナット１０によってクランク軸２の端部に締付固定される。駆動ギヤ８はキー１１によってクランク軸２と一体回転可能になっている。

このクランク軸２と平行にメイン軸２０がクランクケース３に軸受２１を介して回転可能に支持されている。このメイン軸２０のクランクケース３から外部に突出する端部には、カラー２２を介して従動ギヤ２３、多板クラッチ２４が備えられている。

この多板クラッチ２４は、アウタハウジング２５、インナハウジング２６、プレッシャプレート２７、複数のクラッチディスク２８とクラッチプレート２９を有する。アウタハウジング２５は、従動ギヤ２３に固定され、この従動ギヤ２３はメイン軸２０に回転可能に軸支されている。インナハウジング２６は、メイン軸２０の端部にスプライン係合し、ナット４０によって締付固定され、インナハウジング２６とメイン軸２０は一体回転する。

複数のクラッチディスク２８とクラッチプレート２９は交互に配置され、クラッチディスク２８の一部外周がアウタハウジング２５の溝２５ａにクラッチ軸方向に移動可能に係合され、クラッチプレート２９の一部内周がインナハウジング２６の溝２６ａにクラッチ軸方向に移動可能に係合されている。インナハウジング２６には、支持プレート３０が締付ボルト３１によって取り付けられ、この支持プレート３０とプレッシャプレート２７との間にコイルスプリング９０が圧縮して配置されている。

このプレッシャプレート２７はコイルスプリング９０によって付勢され、常に複数のクラッチディスク２８とクラッチプレート２９がクラッチ接続する方向に押圧する。このクラッチ接続状態では、従動ギヤ２３と一緒にアウタハウジング２５が回転し、これにより複数のクラッチディスク２８とクラッチプレート２９を介してインナハウジング２６とメイン軸２０が一体に回転する。

このプレッシャプレート２７には、スライド軸４１の先端が設けられ、このスライド軸４１はエンジンカバー４２にスライド可能に支持されている。エンジンカバー４２には、クラッチ操作軸４３が回動可能に設けられている。このクラッチ操作軸４３の回動によってスライド軸４１を引き、プレッシャプレート２７をコイルスプリング９０に抗して移動させ、複数のクラッチディスク２８とクラッチプレート２９とのクラッチ接続を解除し、ニュートラル状態にする。

次に、この実施の形態の回転軸の振動防止装置７について詳細に説明する。この実施の形態の回転軸の振動防止装置７は、一対の円板状の支持プレート５０，５１を有し、この一対の支持プレート５０，５１は中心にクランク軸挿着孔５０ａ，５１ａを有する。この支持プレート５１のクランク軸挿着孔５１ａには、クランク軸２のキー溝２ａに係合する凸部５１ｂが形成されている。

この一対の支持プレート５０，５１の間には、円盤状の防振質量体５２が配置されている。この円盤状の防振質量体５２には、両側にプレート接合面５２ａ，５２ｂが形成され、外周にリブ５２ｃが形成され、外周を重くしている。

また、防振質量体５２の中心位置には、中心支持孔５２ｄが形成され、この中心支持孔５２ｄの外周の９０度間隔の４箇所の位置に外周支持孔５２ｅが形成されている。

この防振質量体５２の中心支持孔５２ｄには、クランク軸挿入カラー５３が挿着され、外周支持孔５２ｅには、環状支持体５４が挿着され、さらに環状支持体５４には支持軸挿入カラー５５が挿着される。このクランク軸挿入カラー５３及び環状支持体５４は、作業者が手で挿着でき、環状支持体５４は回転軸方向に移動可能になっている。

リベット５６の先端部５６ａを支持プレート５０側から外周支持孔５２ｅに挿通し、頭部５６ｂを支持プレート５１の凹部５１ｃに嵌合させ、先端部５６ａを支持プレート５０から突出させ、このリベット５６の先端部５６ａをロールカシメにより固定する。

この実施の形態の回転軸の振動防止装置７は、回転軸であるクランク軸２と一体に回転する防振質量体５２を備えている。このクランク軸２は、クランクウェッブ２ｂ、オイルポンプ駆動ギヤ５、カラー６、ワッシャ９及びナット１０等の質量体を有する。

この防振質量体５２は、図４に示すように、プレート接合面５２ａ，５２ｂの部分の厚みＤ１がクランク軸挿入カラー５３の長さＤ２及び支持軸挿入カラー５５の長さＤ３より短く、クランク軸挿入カラー５３の長さＤ２と支持軸挿入カラー５５の長さＤ３は同じ長さになっている。このクランク軸挿入カラー５３の長さＤ２及び支持軸挿入カラー５５の長さＤ３により一対の支持プレート５０，５１は、クランク軸２に所定間隔Ｄ４を隔てて一体回転可能に設けられ、支持プレート５０と防振質量体５２のプレート接合面５２ａとの間に隙間Ｓ１があり、また支持プレート５１と防振質量体５２のプレート接合面５２ｂとの間に隙間Ｓ２がある。

また、環状支持体５４の長さＤ５は支持軸挿入カラー５５の長さＤ３により短く形成されている。この実施の形態では、環状支持体５４がゴムで形成されているが、樹脂、あるいは金属で形成してもよい。

この実施の形態の防振質量体５２には、中心支持孔５２ｄによって回転軸方向に延びて摩擦を発生させる摩擦面５２ｄ１が形成され、この摩擦面５２ｄ１の回転軸方向の両側には切欠き斜面５２ｄ２，５２ｄ３が形成され、この摩擦面５２ｄ１がクランク軸挿入カラー５３の外周面５３ａに接触して回転軸方向に移動し、このとき僅かに摩擦を発生する。

また、防振質量体５２には、外周支持孔５２ｅによって回転軸方向に延びて摩擦を発生させる摩擦面５２ｅ１が形成され、この摩擦面５２ｅ１が環状支持体５４の外周面５４ａに接触して回転軸方向に移動して摩擦を発生する。この環状支持体５４の外周面５４ａの回転軸方向の両側には切欠き斜面５４ａ１，５４ａ２が形成されている。

また、防振質量体５２には、プレート接合面５２ａにより回転軸方向の一方への所定以上の移動を支持プレート５０に当接して規制する第１の移動規制面が形成され、プレート接合面５２ｂにより回転軸方向の他方への所定以上の移動を支持プレート５１に当接して規制する第２の移動規制面が形成されている。

このように、防振質量体５２は、クランク軸挿入カラー５３と環状支持体５４との間で摩擦を発生させながら一対の支持プレート５０，５１の間において回転軸方向に移動可能に支持されている。

この実施の形態の回転軸の振動防止装置７では、クランク軸２の回転により防振質量体５２が一体に回転し、この防振質量体５２の慣性モーメントによってクランク軸２の回転変動を吸収することができる。この防振質量体５２は、クランク軸挿入カラー５３と環状支持体５４との間で摩擦を発生させながら一対の支持プレート５０，５１の間において回転軸方向Ａに移動し、この回転軸方向Ａの移動によってクランク軸２の回転によって生じるクランク軸２の回転軸方向Ａの振動を低減することができる。

このように、防振質量体５２が、摩擦を発生させる摩擦面５２ｄ１，５２ｅ１と、所定以上の移動を当接して規制する第１の移動規制面であるプレート接合面５２ａと、第２の移動規制面であるプレート接合面５２ｂとを有し、防振質量体５２を摩擦を発生させながら回転軸方向Ａに移動する簡単な構造で、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能である。

また、防振質量体５２は、クランク軸２にクランク軸挿入カラー５３を介して回転軸方向Ａに対して直交する方向Ｂに移動不能に支持されており、クランク軸２と一体に回転する防振質量体５２が回転軸方向Ａに対して直交する方向Ｂに移動不能であるから、防振質量体５２の重心位置と回転軸であるクランク軸２のずれを最小限に抑えられる。これにより、防振質量体５２の重量を大きくしても重心位置のずれによって発生する振動を抑えるられるため、防振質量体５２の慣性モーメントによってクランク軸２の回転変動をより確実に吸収することができる。

また、防振質量体５２は、中心支持孔５２ｄの摩擦面５２ｄ１がクランク軸挿入カラー５３の外周面５３ａに接触して回転軸方向に移動して摩擦を発生し、かつ切欠き斜面５２ｄ２，５２ｄ３によって逃げ部が形成され、回転軸方向Ａに対して直交する方向Ｂを中心にＣ方向へ揺動可能に支持されている。このように、クランク軸２の回転により防振質量体５２が一体に回転する時に、防振質量体５２が回転軸方向Ａに対して直交する方向Ｂを中心にＣ方向へ揺動することで、クランク軸２の回転軸方向Ａの振動を低減すると共に、曲げ振動や捩り振動を低減することができる。

この実施の形態では、防振質量体５２を支持する部材は、クランク軸２に設けたクランク軸挿入カラー５３であり、このクランク軸挿入カラー５３に防振質量体５２を支持する構造は、図４のように、クランク軸挿入カラー５３の外周面５３ａが回転軸方向Ａに延びる平面に限定されず、曲面でもよい。

また、防振質量体５２の中心支持孔５２ｄは、図４の構造に限定されず、図５に示すように、回転軸方向Ａに対して直交する方向Ｂを中心にＣ方向へ揺動可能に支持する曲面であってもよい。

また、この実施の形態では、クランク軸２に設けたクランク軸挿入カラー５３であり、回転軸に設けた支持部材であるが、クランク軸挿入カラー５３を用いないでクランク軸２に支持部を形成し、摩擦を発生させながら回転軸方向に移動するように直接支持してもよい。

また、防振質量体５２は、一対の支持プレート５０，５１の間において回転軸方向Ａに移動可能に支持されているが、一対の支持プレート５０，５１に限定されず、図６に示すように、クランク軸２に係合凹部２ｆを形成し、この係合凹部２ｆに防振質量体５２の支持部５２ｆを係合し、摩擦を発生させながら回転軸方向に移動するように直接支持してもよい。

また、この実施の形態では、一対の支持プレート５０，５１間に複数の支持軸を構成するリベット５６を設け、このリベット５６に環状支持体５４と支持軸挿入カラー５５を介して防振質量体５２を間接的に挿通して移動可能に配置しているが、リベット５６に直接支持するようにしてもよく、あるいは支持軸挿入カラー５５に直接支持するようにしてもよく、あるいはさらに他の部材を設けてもよい。

このように、一対の支持プレート５０，５１間に複数の支持軸を設け、防振質量体５２を複数の支持軸に直接的または間接的に挿通して一対の支持プレート５０，５１との間に隙間を有し移動可能に配置することで、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能で、しかも耐久性がある。

なお、この実施の形態では、エンジンのクランク軸の振動を防止する回転軸の振動防止装置について説明したが、モータのロータ軸の振動を防止する回転軸の振動防止装置としても同様に実施できる。さらに、エンジンやモータ以外の原動機にも同様に備えることができる。

この発明は、エンジンやモータ等の原動機に備えられる回転軸の振動を防止する回転軸の振動防止装置に適用でき、低コストで、かつ簡単な構造で振動を低減することが可能で、しかも耐久性がある。

自動二輪車に搭載される単気筒４サイクルエンジンの出力部の断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 回転軸の振動防止装置の要部の断面図である。 防振質量体の他の支持部の断面図である。 防振質量体の他の支持部の断面図である。

符号の説明

２ クランク軸
７ 回転軸の振動防止装置
５０，５１ 支持プレート
５２ 防振質量体
５３ クランク軸挿入カラー
５４ 環状支持体
５５ 支持軸挿入カラー
５６ リベット

Claims (6)

1. 質量体を有する回転軸の振動を防止する装置において、
   前記回転軸と一体に回転する防振質量体を備え、
   前記防振質量体を摩擦を発生させながら回転軸方向に移動可能に支持したことを特徴とする回転軸の振動防止装置。
2. 前記防振質量体を回転軸方向に対して直交する方向に移動不能に支持したことを特徴とする請求項１に記載の回転軸の振動防止装置。
3. 前記防振質量体を回転軸方向に対して直交する方向を中心に揺動可能に支持したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転軸の振動防止装置。
4. 前記防振質量体は、回転軸方向に延びて摩擦を発生させる摩擦面と、回転軸方向の一方への所定以上の移動を当接して規制する第１の移動規制面と、回転軸方向の他方への所定以上の移動を当接して規制する第２の移動規制面とを有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置。
5. 前記防振質量体を支持する部材は、前記回転軸または前記回転軸に設けた支持部材であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置。
6. 前記回転軸に一対の支持プレートを所定間隔隔てて一体回転可能に設け、
   前記一対の支持プレート間に複数の支持軸を設け、
   前記防振質量体を前記複数の支持軸に直接的または間接的に挿通して前記一対の支持プレートとの間に隙間を有し移動可能に配置し、
   たことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の回転軸の振動防止装置。

Images