JP2008190586A - パルサープレートの取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】パルサープレートの肉厚や固着個所を特に増やすことなく，パルサープレートの振動を簡単に抑制し得るようにしたパルサープレートの取り付け構造を提供する。
【解決手段】内燃機関用クランク軸Ｃの，クランクアーム３及びカウンタウエイト４よりなる回転壁部９の端面１０にパルサープレートＰを，その周方向に並ぶ複数の固着部材１８により固着してなる，パルサープレートの取り付け構造において，パルサープレートＰに，その一端面側に突出してその全周に亙る環状のリブ２５を形成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は，内燃機関用クランク軸の，クランクアーム及びカウンタウエイトよりなる回転壁部の端面にパルサープレートを，その周方向に並ぶ複数の固着部材により固着してなる，パルサープレートの取り付け構造の改良に関する。

かゝるパルサープレートの取り付け構造は，特許文献１参照に開示されるように，既に知られている。
特開平１１−１３７３６号公報

一般にパルサープレートは，鋼板製でその肉厚が比較的薄いため，エンジンの運転中，クランク軸のトルク変動等に起因して振動することがある。その振動を極力抑えるためには，パルサープレートの肉厚を増やす手法と，パルサープレートの回転壁部への固着個所を増やす手法とがあるが，前者の手法を採ると，クランク軸系の重量増を招くので，好ましくなく，また後者の手法を採ろうとしても，回転壁部の半部を構成するクランクアームの端面が狭いため，固着個所が必然的に限定され，固着個所を充分に増やすことは実際上困難である。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，パルサープレートの肉厚や固着個所を特に増やすことなく，パルサープレートの振動を簡単に抑制し得るようにした，前記パルサープレートの取り付け構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，内燃機関用クランク軸の，クランクアーム及びカウンタウエイトよりなる回転壁部の端面にパルサープレートを，その周方向に並ぶ複数の固着部材により固着してなる，パルサープレートの取り付け構造において，パルサープレートに，その一端面側に突出して周方向に延びるリブを形成したことを第１の特徴とする。

尚，前記回転壁部の端面は，後述する本発明の実施例中の取り付け面１０に対応し，また固着部材はボルト１８に対応する。

また本発明は，第１の特徴に加えて，前記リブを，パルサープレートの，前記回転壁部側端面に突出させると共に，このリブを収容するリブ収容溝を該回転壁部に形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，前記リブをパルサープレートの全周に亙るよう環状に形成したことを第３の特徴とする。

さらにまた本発明は，第３の特徴に加えて，前記回転壁部の端面に，その周方向に並ぶ複数の凹部を形成する一方，パルサープレートには，前記複数の凹部に収容されて前記固着部材によりパルサープレートに固着される複数の有底筒状のボスを形成すると共に，これらボスの相互間を，パルサープレートの，前記回転壁部側端面に突出した前記環状のリブを介して連結し，この環状のリブを収容するリブ収容溝を前記回転壁部の端面に形成したことを第４の特徴とする。

さらにまた本発明は，第４の特徴に加えて，前記リブの高さを，前記ボスの高さより小さく設定する一方，前記リブ収容溝の深さを，前記ボスを収容する前記凹部の深さより小さく設定したことを第５の特徴とする。

さらにまた本発明は，第１〜第５の特徴の何れかに加えて，パルサープレートの，前記クランクアーム側半部に透孔を穿設したことを第６の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，パルサープレートに，その一端面側に突出して周方向に延びるリブを形成したので，このリブによりパルサープレートの剛性を強化することができ，パルサープレートの振動を効果的に抑制することができる。しかも，パルサープレートの肉厚を特別に増やさずに済むので，クランク軸系の軽量化に寄与し，またパルサープレートの回転壁部に対する固着に当たっては，その固着個所を特別に多くする必要もないから，設計の自由度が高い。

本発明の第２の特徴によれば，前記リブを，パルサープレートの，回転壁部側端面に突出させると共に，このリブを収容するリブ収容溝を該回転壁部に形成したので，前記リブがパルサープレートの外端面からの突出物とはならず，したがってパルサープレートの，クランクケース内壁への近接配置を可能にする。

本発明の第３の特徴によれば，前記リブをパルサープレートの全周に亙るよう環状に形成したので，パルサープレートの剛性をその全周に亙り万遍なく強化することができ，パルサープレートの振動を効果的に抑制することができる。

本発明の第４の特徴によれば，前記リブは環状に形成されると共に，高剛性の複数のボス間を連結することになるから，環状のリブと複数のボスとの協働により，パルサープレートの剛性を一層効果的に強化することができ，したがってパルサープレートの振動を一層効果的に抑制することができる。

本発明の第５の特徴によれば，前記リブの高さを，前記ボスの高さより小さく設定したので，リブ及びボス間の連結部の剛性を高め，パルサープレートの剛性強化を，より図ることができる。同時に，リブ収容溝の深さをボス収容用の凹部より小さく設定したので，回転壁部の取り付け面に，リブ収容溝及び凹部を互いに干渉することなく容易に切削加工することができ，加工性が良好である。

本発明の第６の特徴によれば，パルサープレートの，クランクアーム側半部に透孔を穿設したので，これら透孔によりパルサープレートのクランクアーム側の半部の軽量化を図ることができ，したがってその分，カウンタウエイトから減肉して，クランク軸系の軽量化を図ることができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。

図１は本発明の第１実施例に係るパルサープレートの取り付け構造を備える，内燃機関用クランク軸の要部縦断側面図，図２は図１の２矢視図，図３は図２の図３−３線拡大断面図，図４は図２の図４−４線拡大断面図，図５は図２の図５−５線拡大断面図，図６は図２の図６−６線拡大断面図，図７は本発明の第２実施例を示す，図７との対応図，図８は図７の８−８線断面図である。

先ず，図１〜図６に示す本発明の第１実施例の説明より始める。図１及び図２において，クランク軸Ｃは多気筒内燃機関用であって，クランクケースの複数のメインベアリングにより支承される複数のジャーナル１，複数のコンロッドの大端部が連接される複数のクランクピン２，並びに互いに隣接するジャーナル１及びクランクピン２間を一体に連結する複数のクランクアーム３を備えており，各クランクアーム３には，ジャーナル１の中心軸線を挟んでクランクアーム３と反対方向に延びるカウンタウエイト４が一体に連設される。またクランク軸Ｃの一端には，クランクプーリやフライホイール等の被動部材がボルト結合されるフランジ５が形成される。

図２に示すように，クランクアーム３は周方向に沿って幅狭に，またカウンタウエイト４は周方向に沿って幅広にそれぞれ形成され，これらクランクアーム３及びカウンタウエイト４により回転壁部９が構成される。そしてフランジ５側の最外側の回転壁部９に磁性金属板をプレス成形してなるパルサープレートＰが取り付けられる。このパルサープレートＰは，その外周に多数の突起７を任意に配列しており，その外周面に対向して，機関本体に設置される不図示の回転センサが配置される。

而して，上記回転センサには，その検出部にホール素子及び磁石を内蔵されるもので，パルサープレートＰがクランク軸Ｃと共に回転するとき，回転センサ内の磁気変動をホール素子により電気信号に変換し，それを演算することによりクランク軸Ｃの回転位置，回転速度，回転加速度等を知ることができる。

さて，クランク軸Ｃの前記回転壁部９へのパルサープレートＰの取り付け構造について，図１〜図６により説明する。

図１及び図２に示すように，最外側の回転壁部９の外端面には，フランジ５より大径でジャーナル１と同心の環状位置決め段部８と，この環状位置決め段部８の根元からクランクアーム３及びカウンタウエイト４に向かって半径方向に広がる取り付け面１０が形成される。クランクアーム３の外側面の，回転方向に沿う両側部には，クランクアーム３の減肉のための斜面３ａが形成されており，このため取り付け面１０は，クランクアーム３側ではカウンタウエイト４側に比して一層狭くなっている。

上記取り付け面１０には，周方向に並ぶ複数個（図示例では４個）の同形（図示例では円形）の凹部１２が設けられる。その際，４個の凹部１２は，少なくとも１つの凹部１２と，この１つの凹部１２の両側に隣接する他の凹部１２との各周方向間隔Ｓ１，Ｓ２を相互に相違させるように配置される。図示例の場合は，４個の凹部１２は，ジャーナル１と同心の仮想円２０上において各隣接する凹部１２間の周方向間隔を全て相違させるように配置される。そしてこれら４個の凹部１２の各底面中心部にはねじ孔１３がそれぞれ形成される。さらにカウンタウエイト４側の取り付け面１０の所定箇所にキー溝１４が形成される。図２及び図５に示すように，キー溝１４は，その長手方向がパルサープレートＰの半径線に沿うように配置される。

一方，パルサープレートＰには，その中心部に前記環状位置決め段部８に嵌合する位置決め孔１１が，またその位置決め孔１１を囲繞するように，前記４個の凹部１２にそれぞれ収容される有底円筒状の４個のボス１５が形成され，各ボス１５の底部には，各凹部１２のねじ孔１３に対応するボルト孔１７が設けられる。

さらにパルサープレートＰには，前記キー溝１４に係合するキー部１６が一体成形される。このキー部１６は，パルサープレートＰから，その一端面側に弓なりに突出した弓なり帯状部１６ａと，この弓なり帯状部１６ａの両端をこのパルサープレートＰに一体に連結する一対の連結部１６ｂとよりなっており，その弓なり帯状部１６ａは，前記キー溝１４と同様に，その長手方向がパルサープレートＰの半径方向に沿うように配置されて，キー溝１４の両内側面間に嵌合するようになっている（図５参照）。そして，この弓なり帯状部１６ａが前記キー溝１４に密に嵌合するとき，取り付け面１０の全ての凹部１２に，パルサープレートＰの全てのボス１５が緩く嵌合するようになっている。

キー部１６の成形に際しては，先ず，キー部１６の両側面が臨むように一対の長孔１９（図２参照）をパルサープレートＰに打ち抜き，次いで両長孔１９間に挟まれる帯状部１６ａを，ボス１５の突出方向へ弓なりにプレス成形するものであり，こうすることにより弓なり帯状部１６ａの成形を，パルサープレート本体に抵抗されることなく容易に行うことができる。

また図２及び図３に示すように，パルサープレートＰには，前記仮想円２０に沿うと共にパルサープレートＰの一端面より突出する環状のリブ２５が形成される。したがって，前記仮想円２０上に配列する４個のボス１５の相互間は，このリブ２５を介して連結されることになる。その際，リブ２５の高さＨ１は，ボス１５の高さＨ２より小さく設定され，その結果，リブ２５及びボス１５間には段差ｅが設けられる。これに伴ない，取り付け面１０のリブ収容溝２６の深さは，ボス１５収容用の凹部１２の深さより小さく設定される。

上記リブ２５は，パルサープレートＰの，回転壁部９の取り付け面１０側の端面より突出しており，このリブ２５を収容するリブ収容溝２６が取り付け面１０に形成される。

図４及び図５に示すように，リブ収容溝２６が前記キー溝１４を横断するように，リブ収容溝２６の溝幅は，キー溝１４の長さより小さく設定される。これにより，キー溝１４及びキー部１６は，リブ収容溝２６の存在に拘らず，互いに確実に係合してパルサープレートＰに対する位置決め機能を発揮することができる。

さらに図２及び図６に示すように，パルサープレートＰには，クランクアーム３側半部においてのみ，複数の透孔２７が周方向に並ぶように穿設される。

次に，この実施例の作用について説明する。

回転壁部９の取り付け面１０へのパルサープレートＰの取り付けに当たっては，先ず，クランク軸Ｃのフランジ５側からパルサープレートＰの位置決め孔１１を回転壁部９の環状位置決め段部８に嵌合する。その際，パルサープレートＰのキー部１６を取り付け面１０のキー溝１４に係合すると共に，パルサープレートＰの各ボス１５を，それに対応する取り付け面１０の凹部１２に挿入しながら，パルサープレートＰを取り付け面１０に重ねる。次いで各ボルト孔１７に挿通したボルト１８をねじ孔１３に螺合，緊締すれば，各ボス１５が対応する凹部１２の底面に締結され，上記取り付け面１０の定位置に正確にパルサープレートＰを取り付けることができる。特に，有底筒状をなす各ボス１５は剛性が高いから，パルサープレートＰの取り付け面１０への固着強度を高めることができる。

しかしながら，プレス製のパルサープレートＰは，肉厚が比較的薄いので，エンジンの運転中，クランク軸Ｃのトルク変動時，隣接するボス１５間の板状部で激しく振動する傾向があるが，本発明では，パルサープレートＰに，その一端面より突出する周方向に延びるリブ２５が形成されるので，このリブ２５によりパルサープレートＰの剛性を強化することができる。特に，上記リブ２５は，パルサープレートＰの全周に亙る環状をなすので，パルサープレートＰの剛性をその全周に亙り万遍なく強化することができ，パルサープレートＰの振動を効果的に抑制することができる。しかも，パルサープレートＰの肉厚を特別に増やさずに済むので，クランク軸Ｃ系の軽量化に寄与し，またボルト１８によるパルサープレートＰの回転壁部９に対する固着に当たっては，取り付け面積の狭いクランクアーム３側では１箇所のみという，少ない固着個所で対応可能である。即ち，その固着個所を特別に多くする必要もないから，設計の自由度が高い。

上記リブ２５は，これをパルサープレートＰの，前記回転壁部９側端面に突出させる一方，このリブ２５を収容する凹部１２が回転壁部９の取り付け面１０に形成されるので，このリブ２５がパルサープレートＰの外端面からの突出物とはならず，したがってパルサープレートＰの，クランクケース内壁への近接配置を可能にする。

また凹部１２に収容される各ボルト１８の頭部１８ａも，対応するボス１５内に収容され，パルサープレートＰの外端面からの突出物とはならないから，パルサープレートＰの，クランクケース内壁への近接配置を可能にする。

また上記リブ２５は環状に形成されると共に，高剛性の複数のボス１５を連結するので，環状のリブ２５と複数のボス１５との協働により，パルサープレートＰの剛性を一層効果的に強化することができる。その際，リブ２５の高さＨ１をボス１５の高さＨ２より小さく設定して，リブ２５及びボス１５間に段差ｅを形成することは，リブ２５及びボス１５間の連結部の剛性を高める上に有効である。それに伴ないリブ収容溝２６の深さをボス１５収容用の凹部１２より小さく設定することは，回転壁部９の取り付け面１０に，リブ収容溝２６及び凹部１２を互いに干渉することなく容易に切削加工することができる上で有効である。

即ち，リブ収容溝２６及び凹部１２を切削加工する際，何れを先行して加工しても，他方に干渉されることがない。若し，リブ収容溝２６が凹部１２より深ければ，リブ収容溝２６は，凹部１２の底部に邪魔されて一挙に切削することができない。またリブ収容溝２６は，環状のリブ２５に沿うものであるから，クランク軸Ｃをジャーナル１周りに回転することにより，これを容易に旋盤加工する。

さらに環状のリブ２５によるパルサープレートＰの剛性強化により，パルサープレートＰにはその軽量化を図るべく複数の透孔２７の穿設が可能となる。その際，複数の透孔２７をクランクアーム３側の半部にのみ設ければ，これら透孔２７がパルサープレートＰのクランクアーム３側の半部の軽量化を図ることになり，その分，カウンタウエイト４から減肉して，クランク軸Ｃ系の軽量化を図ることができる。

一方，パルサープレートＰのキー部１６は，パルサープレートＰから，その一端面側に弓なりに突出してキー溝１４に係合する弓なり帯状部１６ａと，この弓なり帯状部の両端をこのパルサープレートＰに一体に連結する一対の連結部１６ｂとで構成されるので，両持ち式でパルサープレートＰに支持され，高い剛性を有することができる，したがってキー溝と協働して，パルサープレートＰの取り付け面１０，即ちクランク軸Ｃに対する周方向位置決め精度を高めることができる。しかも両持ちのキー部１６には，鋭利な先端部が存在しないので，プレス加工後，面取り等の仕上げ加工は不要であり，パルサープレートＰの生産性を高めることができる。

特に，互いに嵌合するキー溝１４及び弓なり帯状部１６ａは，パルサープレートＰの半径方向に沿って配置されるので，キー溝１４及び弓なり帯状部１６ａの，パルサープレートＰの半径方向に沿う両側面が互いに広い範囲で当接することになり，クランク軸Ｃに対するパルサープレートＰの所定の周方向位置を，より正確に保持することができる。

また取り付け面１０は，前述のように，クランクアーム３側よりもカウンタウエイト４側が広いので，カウンタウエイト４側の取り付け面１０にキー溝１４を形成するときは，その形成位置を広い範囲で選択することができ，設計の自由度が高くなり，パルサープレートＰの位置決め上，好都合である。しかもキー溝１４の形成に際しては，取り付け面１０に肉盛りする必要もないから，生産性が良好であると共に，クランク軸Ｃの肉盛りによる重量バランスの崩れを防ぐことができる。

さらにボルト１８によるパルサープレートＰ及び回転壁部９の固着部，即ち凹部１２及びボス１５は，パルサープレートＰの周方向に並ぶ複数箇所に設けられると共に，少なくとも一個所の固着部１２，１５と，この一個所の固着部１２，１５の両側に隣接する他の個所の固着部１２，１５との各周方向間隔Ｓ１，Ｓ２が相互に相違するように配置されるので，回転壁部９に対するパルサープレートＰの取り付け位置が一箇所に限定されることになり，誤組立を防ぐことができ，したがって誤組立によるキー部１６の損傷を防ぐことができる。

次に，図７及び図８に示す本発明の第２実施例について説明する。

この第２実施例では，パルサープレートＰの，クランクアーム３側の取り付け面１０から食み出た部分に，環状のリブ２５から放射状に延びる複数状のリブ２８が形成される。この他，パルサープレートＰに前実施例のような透孔２７を設けない点を除けば，前実施例と同様の構成であるので，図中，前実施例と対応する部分には，同一の参照符号を付して，その説明を省略する。

この第２実施例によれば，環状のリブ２５と放射状のリブ２８との協働によりパルサープレートＰの，特にクランクアーム３側の取り付け面１０から食み出た部分の剛性を，より強化し，その部分の振動を効果的に防ぐことができる。

本発明は上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，環状のリブ２５は，同心状に２条以上形成することもでき，またこれを環状配列の複数のボス１５の半径方向内側又は外側に配置することもできる。またボルト１８によるパルサープレートＰ及び回転壁部９の固着部は少なくとも２箇所あればよく，単に２箇所の場合には，２箇所の固着部の両側の周方向間隔を相違させれば，誤組立を防ぐことができる。またキー部１６は，環状のリブ２５を分断しないように，環状のリブ２５の内側又は外側に設けることもでき，その方がリブ２５の補強機能を高める上で有効である。

本発明の第１実施例に係るパルサープレートの取り付け構造を備える，内燃機関用クランク軸の要部縦断側面図。 図１の２矢視図。 図２の図３−３線拡大断面図。 図２の図４−４線拡大断面図。 図２の図５−５線拡大断面図。 図２の図６−６線拡大断面図。 本発明の第２実施例を示す，図７との対応図。 図７の８−８線断面図。

符号の説明

Ｃ・・・・クランク軸
Ｈ１・・・リブの高さ
Ｈ２・・・ボスの高さ
ｈ１・・・リブ収容溝の深さ
ｈ２・・・凹部の羽化さ
Ｐ・・・・パルサープレート
２・・・・クランクピン
３・・・・クランクアーム
４・・・・カウンタウエイト
９・・・・回転壁部
１０・・・端面（取り付け面）
１２・・・凹部
１５・・・ボス
１８・・・固着部材（ボルト）
２５・・・リブ
２６・・・リブ収容溝
２７・・・透孔

Claims (6)

1. 内燃機関用クランク軸（Ｃ）の，クランクアーム（３）及びカウンタウエイト（４）よりなる回転壁部（９）の端面（１０）にパルサープレート（Ｐ）を，その周方向に並ぶ複数の固着部材（１８）により固着してなる，パルサープレートの取り付け構造において， パルサープレート（Ｐ）に，その一端面側に突出して周方向に延びるリブ（２５）を形成したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。
2. 請求項１記載のパルサープレートの取り付け構造において，
   前記リブ（２５）を，パルサープレート（Ｐ）の，前記回転壁部（９）側端面に突出させると共に，このリブ（２５）を収容するリブ収容溝（２６）を該回転壁部（９）に形成したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。
3. 請求項１又は２記載のパルサープレートの取り付け構造において，
   前記リブ（２５）をパルサープレート（Ｐ）の全周に亙るよう環状に形成したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。
4. 請求項３記載のパルサープレートの取り付け構造において，
   前記回転壁部（９）の端面（１０）に，その周方向に並ぶ複数の凹部（１２）を形成する一方，パルサープレートには，前記複数の凹部（１２）に収容されて前記固着部材（１８）によりパルサープレート（Ｐ）に固着される複数の有底筒状のボス（１５）を形成すると共に，これらボス（１５）の相互間を，パルサープレート（Ｐ）の，前記回転壁部（９）側端面に突出した前記環状のリブ（２５）を介して連結し，この環状のリブ（２５）を収容するリブ収容溝（２６）を前記回転壁部（９）の端面（１０）に形成したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。
5. 請求項４記載のパルサープレートの取り付け構造において，
   前記リブ（２５）の高さ（Ｈ１）を，前記ボス（１５）の高さ（Ｈ２）より小さく設定する一方，前記リブ収容溝（２６）の深さ（ｈ１）を，前記ボス（１５）を収容する前記凹部（１２）の深さ（ｈ２）より小さく設定したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。
6. 請求項１〜５の何れかに記載のパルサープレートの取り付け構造において，
   パルサープレート（Ｐ）の，前記クランクアーム（３）側半部に透孔（２７）を穿設したことを特徴とする，パルサープレートの取り付け構造。

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