JP2866379B2 - エンジンのクランクシャフト - Google Patents
エンジンのクランクシャフトInfo
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- crankshaft
- center
- counterweight
- top dead
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- Prior art date
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はエンジンのクランクシャフトに関するもので
あり、とくにクランクシャフトの回転運動を円滑化する
ためのカウンタウェイトの形状の改善に関するものであ
る。 ［従来技術］ クランクシャフトに作用する慣性力の不釣合を解消し
て、クランクシャフトの回転運動を円滑化するために、
クランクピンと反対側のアーム部にカウンタウェイトが
配置されるということはよく知られており、従来より上
記慣性力の不釣合をより完全に解消しようとして種々の
試みがなされている（例えば、特開昭49−125707号公報
参照）。 そして、従来のカウンタウェイトにおいては、その形
状は、クランクシャフトのジャーナル部の軸受部の面圧
を適正に維持して該軸受部の信頼性を高めるために、軸
受部の荷重と材質とを考慮し、さらに、カウンタウェイ
トに発生する慣性力が主としてエンジンの回転１次成分
に起因することに着目して、ピストン・クランク軸系の
回転質量及び往復慣性質量の１次成分を考慮して、その
中のどれくらいの慣性力を解消するかによって決定され
るのが一般的である。 ところが、上記従来のものでは、往復慣性力の１次成
分は相殺されるものの、圧縮行程上死点（TDC）付近で
は上向きに働く２次成分が残るので、圧縮圧が低い運転
領域では、第６図に示すように、軸受部６に支承された
クランクシャフト９のジャーナル部７に、矢印A3で示す
ような上向きの合力が作用する一方、ジャーナル部７と
軸受部６との間には所定のクリアランスが形成されてい
るので、ジャーナル部７は軸受部６の上面に当接する。
この後、圧縮行程上死点直後、爆発によって燃焼室３内
に燃焼圧力が急上昇すると、第７図に示すようにピスト
ン２には下向きの強い力が作用するので、ジャーナル部
７には矢印A4で示すような下向きの衝撃的な合力が作用
し、これまで軸受部６上面に当接していたジャーナル部
７はクリアランス内を下向きに急速に移動して軸受部６
下面に衝突し、この衝突によって大きな振動と打音が発
生するといった問題があった。 このようなジャーナル部７の軸受部６下面への衝突時
の衝撃はジャーナル部７と軸受部６との間のクリアラン
スを小さくすれば緩和されるが、該クリアランスを縮小
すると、軸受部６に焼き付けが生じるおそれがあるの
で、クリアランスの縮小によつて上記衝撃ないし振動を
抑制することは実質的に不可能であり、有効な衝撃ない
し振動防止方法が求められている。 ［発明の目的］ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、爆発時のクランクシャフトジャーナル部の軸受部
下面への衝突を有効に防止して、これに起因する振動お
よび打音の発生を防止できるエンジンのクランクシャフ
トを提供することを目的とする。［発明の構成］ 上記の目的を達すべくなされた本発明は、クランクシ
ャフト回転軸中心を挟んでクランクピンの反対側に、ク
ランクシャフトに作用する往復慣性力を低減するカウン
タウェイトが設けられているエンジンのクランクシャフ
トにおいて、上記クランクシャフト回転軸中心を中心と
するクランクシャフト回転方向の角度でみて、クランク
ピン中心の角度位置とは180°隔たった角度位置からク
ランクシャフト回転方向トレーリング側に、圧縮上死点
から圧縮上死点直後の爆発によってクランクシャフトに
下向きの大きな力が作用する時期までのクランク角度分
だけ隔たった角度位置に、カウンタウェイトの質量中心
が配置されていることを特徴とするものである。 このエンジンのクランクシャフトにおいては、上記カ
ウンタウェイトの形状が、クランクピン中心とクランク
シャフト回転軸中心とを通る直線に対して左右非対称で
あるのが好ましい。また上記カウンタウェイトの形状
が、該カウンタウェイトの質量中心とクランクシャフト
回転軸中心とを通る直線に対して略対称であるのが一層
好ましい。 ［発明の効果］ 本発明によれば、圧縮行程上死点付近における往復慣
性力の上向きの２次成分でカウンタウェイトに発生する
力によつて相殺されるので、クランクシャフトに作用す
る力は下向きのガス圧のみとなり、クランクシャフトの
ジャーナル部は下向きに押圧されて、軸受部下面に当接
する。このため、爆発時にクランクシャフトに衝撃的に
下向きの力が加えられても、ジャーナル部はすでに軸受
部下面に当接しているので、衝突は起こらず振動ないし
打音の発生が完全に防止される。 さらに、カウンタウェイトの質量中心が、クランクシ
ャフト回転軸中心を中心とするクランクシャフト回転方
向の角度でみて、クランクピン中心の角度位置とは180
°隔たった角度位置からクランクシャフト回転方向トレ
ーリング側に、圧縮上死点から圧縮上死点直後の爆発に
よってクランクシャフトに下向きの大きな力が作用する
時期までのクランク角度分だけ隔たった角度位置に配置
されているので、カウンタウェイトから生じる力が爆発
時に最大となる。このため、カウンタウェイトの重量を
軽量化することができる。 具体的には、例えば、爆発時のジャーナル部の軸受部
下面への衝突が、圧縮行程上死点後20°付近で発生する
ので、カウンタウェイトをクランクピンの180°反対方
向より約20°クランクシャフト回転方向トレーリング側
に配置するなどして、圧縮行程上死点後20°付近でカウ
ンタウェイトに上下方向の最大の力が発生するような構
成とすれば、カウンタウェイトから生じる力が爆発時に
最大となり、カウンタウェイトの重量を効果的に軽量化
することができる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 第４図に示すように、エンジンのシリンダ１の内周面
に摺接してシリンダ軸方向に摺動自在に配置されたピン
スト２は、燃焼室３内での混合気の燃焼によって発生す
るガス圧によってシリンダ軸方向に往復運動をし、この
ピストン２の往復運動はコネクチングロッド４と、この
コネクチングロッド４の下端に連結されたクランクピン
５とを介して、軸受部６によってジャーナル部７が回転
自在に支承されたクランクシャフト９の回転運動として
出力されるようになっている。 そして、上記クランクシャフト９のアーム部８には、
クランクシャフト回転軸中心O1に関してクランクピン５
と反対側となる位置に、ピストン・クランク軸系に生じ
る慣性力の不釣合を解消して、クランクシャフト９の回
転運動を平滑化するためのカウンタウェイト10（第１図
参照）が設けられている。 第１図に示すように、このカウンタウェイト10におい
ては、その質量中心は、クランクシャフト回転軸中心O1
を中心とするクランクシャフト回転方向の角度でみて、
クランクピン中心O2の角度位置とは180°隔たった角度
位置（直線l1上）からクランクシャフト回転方向トレー
リング側に、圧縮上死点から圧縮上死点直後の爆発によ
ってクランクシャフト下向きの大きな力が作用する時期
までのクランク角度分として約20°隔たった角度位置に
配置されている。 また、第１図から明らかなとおり、このカウンタシャ
フト10の形状は、クランクピン中心O2とクランクシャフ
ト回転軸中心O1とを通る直線l1に対して左右非対称とな
っており、かつカウンタウェイト10の質量中心とクラン
クシャフト回転軸中心O1とを通る直線l2に対して略対称
となっている。 カウンタウェイト10の質量中心をこのようにトレーリ
ング側に偏寄させ、あるいは該カウンタウェイト10をこ
のような形状にするゆえんはおよそ次のとおりである。 すなわち、例えば第２図に比較例として示すように、
カウンタウェイト10′の質量中心を、クランクピン中心
O2とクランクシャフト回転軸中心O1とを通る直線l1上に
配置し、かつその形状を直線l1に関して左右対称形に形
成すると、該カウンタウェイト10′は、例えば第３図に
示すような従来のカウンタウェイト10″に比べてかなり
大型化する。そこで、本実施例では、第１図に示すよう
に、カウンタウェイト10を約20°だけトレーリング側に
偏寄させている。 このカウンタウェイト10の、クランクシャフト回転軸
中心O1に関するモーメントは、ほぼ次式 ｒ［m1＋m2（１＋ρ）］ 但し、 m1…回転質量 m2…往復質量 ｒ…クランク半径 ρ…（クランク半径）／（コンロッド長） で表わされるような特性に設定されている。なお、クラ
ンク半径ｒはクランクシャフト回転軸中心O1とクランク
シャフト９の重心との距離である。 上式において、rm1の項によって慣性力の回転１次成
分が相殺され、m2rの項によって慣性力の往復１次成分
が相殺され、ρm2rの項によって慣性力の往復２次成分
が相殺される。 このような構成においては、第４図に示すように、圧
縮行程上死点付近ではカウンタウェイト10に矢印B1で示
すような力が発生し、この力B1によって上向きの往復慣
性力の２次成分P1は相殺されるので、クランクシャフト
９には往復慣性力による上下方向の力は作用しなくな
る。したがって、クランクシャフト９に作用する力は燃
焼室３内のガス圧Q1のみとなるので、クランクシャフト
９に作用する合力は矢印A1で示すように下向きとなる。
このため、クランクシャフト９のジャーナル部７は軸受
部６下面に押し付けられた状態となる。したがって、第
５図に示すように、爆発時にクランクシャフト９に燃焼
圧による衝撃的な下向きの力が作用しても、ジャーナル
部７は、すでに軸受部６下面に当接しているので、ジャ
ーナル部７の軸受部６下面への衝突が起こらず、第６図
と第７図とに示す従来のもののような振動ないし打音の
発生は完全に防止される。なお、第６図，第７図中の各
部材には、第４図及び第５図中の対応する部材と同一の
番号を付している。 上記の作用をさらに詳細に説明する。第８図はカウン
タウェイト10のクランクシャフト回転軸中心O1に関する
モーメントをパラメータとして、圧縮行程上死点付近に
おけるクランクシャフト７の軸受部６に対する当接状
態、すなわち、軸受部６の上面に当接するか、それとも
下面に当接するかを示した図である。 第８図に示すように、回転１次成分を相殺するモーメ
ントm1rを有する従来のカウンタウェイトを備えたもの
では、圧縮上死点付近においては曲線G1で示すような上
向きの慣性力が作用する。したがって、燃焼室３内のガ
ス圧がこの曲線G1より高い場合はクランクシャフト９に
作用する合力は下向きとなり、ジャーナル部７は軸受部
６の下面に当接する。他方、ガス圧が曲線G1より低い場
合には、クランクシャフト９に作用する合力は上向きと
なり、ジャーナル部７が軸受部６上面に当接して、爆発
時にはジャーナル部７が軸受部６下面に衝突して振動・
打音を発生させる。また、回転１次成分と往復１次成分
とを相殺するモーメントm1r＋m2rを有する従来のカウン
タウェイトを備えたものでは、曲線G2で示すような上向
きの慣性力が作用する。そして、このものはガス圧曲線
G2より低い領域では、爆発時にジャーナル部７が軸受部
６下面に衝突して振動・打音を発生させる。これに対し
て、回転１次成分と往復１次,2次成分とを相殺する本発
明にかかるカウンタウェイト10を備えたものでは、曲線
G3で示すような上向きの慣性力が作用する。そして、本
実施例によれば、直線G3よりガス圧が高くなる領域、す
なわち全領域で、ジャーナル部７が軸受部６下面に当接
するので、ジャーナル部７の軸受部６下面への衝突は全
く起こらず、振動・打音は完全に防止される。 また、第９図に示すように、ジャーナル部７の軸受部
６下面への衝突は圧縮行程上死点後約20°で生じるの
で、例えば第２図に示すようなカウンタウェイト10′
（比較例）の場合は、曲線G4で示すように上死点（TD
C）においてカウンタウェイト10′によって生じる上下
方向の力が最大となり、ジャーナル部７が軸受部６下面
に衝突する上死点後20°（ATDC20°）ではｄで示す分だ
け上記上下方向の力が減少するので、上記ｄに相当する
分だけ、カウンタウェイト10′を重くする必要がある。 これに対して、第１図に示す本実施例では、カウンタ
ウェイト10が20°だけトレーリング側に偏寄しているの
で、ATDC20°でカウンタウェイト10によって生じる上下
方向の力が最大となり、カウンタウェイト10によって生
じる力の最大値が第２図に示す比較例より上記ｄに相当
する分だけ少ない量でよいの。したがって、カウンタウ
ェイト10の重量を上記ｄに相当する分（約10％）低減す
ることができる。
あり、とくにクランクシャフトの回転運動を円滑化する
ためのカウンタウェイトの形状の改善に関するものであ
る。 ［従来技術］ クランクシャフトに作用する慣性力の不釣合を解消し
て、クランクシャフトの回転運動を円滑化するために、
クランクピンと反対側のアーム部にカウンタウェイトが
配置されるということはよく知られており、従来より上
記慣性力の不釣合をより完全に解消しようとして種々の
試みがなされている（例えば、特開昭49−125707号公報
参照）。 そして、従来のカウンタウェイトにおいては、その形
状は、クランクシャフトのジャーナル部の軸受部の面圧
を適正に維持して該軸受部の信頼性を高めるために、軸
受部の荷重と材質とを考慮し、さらに、カウンタウェイ
トに発生する慣性力が主としてエンジンの回転１次成分
に起因することに着目して、ピストン・クランク軸系の
回転質量及び往復慣性質量の１次成分を考慮して、その
中のどれくらいの慣性力を解消するかによって決定され
るのが一般的である。 ところが、上記従来のものでは、往復慣性力の１次成
分は相殺されるものの、圧縮行程上死点（TDC）付近で
は上向きに働く２次成分が残るので、圧縮圧が低い運転
領域では、第６図に示すように、軸受部６に支承された
クランクシャフト９のジャーナル部７に、矢印A3で示す
ような上向きの合力が作用する一方、ジャーナル部７と
軸受部６との間には所定のクリアランスが形成されてい
るので、ジャーナル部７は軸受部６の上面に当接する。
この後、圧縮行程上死点直後、爆発によって燃焼室３内
に燃焼圧力が急上昇すると、第７図に示すようにピスト
ン２には下向きの強い力が作用するので、ジャーナル部
７には矢印A4で示すような下向きの衝撃的な合力が作用
し、これまで軸受部６上面に当接していたジャーナル部
７はクリアランス内を下向きに急速に移動して軸受部６
下面に衝突し、この衝突によって大きな振動と打音が発
生するといった問題があった。 このようなジャーナル部７の軸受部６下面への衝突時
の衝撃はジャーナル部７と軸受部６との間のクリアラン
スを小さくすれば緩和されるが、該クリアランスを縮小
すると、軸受部６に焼き付けが生じるおそれがあるの
で、クリアランスの縮小によつて上記衝撃ないし振動を
抑制することは実質的に不可能であり、有効な衝撃ない
し振動防止方法が求められている。 ［発明の目的］ 本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、爆発時のクランクシャフトジャーナル部の軸受部
下面への衝突を有効に防止して、これに起因する振動お
よび打音の発生を防止できるエンジンのクランクシャフ
トを提供することを目的とする。［発明の構成］ 上記の目的を達すべくなされた本発明は、クランクシ
ャフト回転軸中心を挟んでクランクピンの反対側に、ク
ランクシャフトに作用する往復慣性力を低減するカウン
タウェイトが設けられているエンジンのクランクシャフ
トにおいて、上記クランクシャフト回転軸中心を中心と
するクランクシャフト回転方向の角度でみて、クランク
ピン中心の角度位置とは180°隔たった角度位置からク
ランクシャフト回転方向トレーリング側に、圧縮上死点
から圧縮上死点直後の爆発によってクランクシャフトに
下向きの大きな力が作用する時期までのクランク角度分
だけ隔たった角度位置に、カウンタウェイトの質量中心
が配置されていることを特徴とするものである。 このエンジンのクランクシャフトにおいては、上記カ
ウンタウェイトの形状が、クランクピン中心とクランク
シャフト回転軸中心とを通る直線に対して左右非対称で
あるのが好ましい。また上記カウンタウェイトの形状
が、該カウンタウェイトの質量中心とクランクシャフト
回転軸中心とを通る直線に対して略対称であるのが一層
好ましい。 ［発明の効果］ 本発明によれば、圧縮行程上死点付近における往復慣
性力の上向きの２次成分でカウンタウェイトに発生する
力によつて相殺されるので、クランクシャフトに作用す
る力は下向きのガス圧のみとなり、クランクシャフトの
ジャーナル部は下向きに押圧されて、軸受部下面に当接
する。このため、爆発時にクランクシャフトに衝撃的に
下向きの力が加えられても、ジャーナル部はすでに軸受
部下面に当接しているので、衝突は起こらず振動ないし
打音の発生が完全に防止される。 さらに、カウンタウェイトの質量中心が、クランクシ
ャフト回転軸中心を中心とするクランクシャフト回転方
向の角度でみて、クランクピン中心の角度位置とは180
°隔たった角度位置からクランクシャフト回転方向トレ
ーリング側に、圧縮上死点から圧縮上死点直後の爆発に
よってクランクシャフトに下向きの大きな力が作用する
時期までのクランク角度分だけ隔たった角度位置に配置
されているので、カウンタウェイトから生じる力が爆発
時に最大となる。このため、カウンタウェイトの重量を
軽量化することができる。 具体的には、例えば、爆発時のジャーナル部の軸受部
下面への衝突が、圧縮行程上死点後20°付近で発生する
ので、カウンタウェイトをクランクピンの180°反対方
向より約20°クランクシャフト回転方向トレーリング側
に配置するなどして、圧縮行程上死点後20°付近でカウ
ンタウェイトに上下方向の最大の力が発生するような構
成とすれば、カウンタウェイトから生じる力が爆発時に
最大となり、カウンタウェイトの重量を効果的に軽量化
することができる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。 第４図に示すように、エンジンのシリンダ１の内周面
に摺接してシリンダ軸方向に摺動自在に配置されたピン
スト２は、燃焼室３内での混合気の燃焼によって発生す
るガス圧によってシリンダ軸方向に往復運動をし、この
ピストン２の往復運動はコネクチングロッド４と、この
コネクチングロッド４の下端に連結されたクランクピン
５とを介して、軸受部６によってジャーナル部７が回転
自在に支承されたクランクシャフト９の回転運動として
出力されるようになっている。 そして、上記クランクシャフト９のアーム部８には、
クランクシャフト回転軸中心O1に関してクランクピン５
と反対側となる位置に、ピストン・クランク軸系に生じ
る慣性力の不釣合を解消して、クランクシャフト９の回
転運動を平滑化するためのカウンタウェイト10（第１図
参照）が設けられている。 第１図に示すように、このカウンタウェイト10におい
ては、その質量中心は、クランクシャフト回転軸中心O1
を中心とするクランクシャフト回転方向の角度でみて、
クランクピン中心O2の角度位置とは180°隔たった角度
位置（直線l1上）からクランクシャフト回転方向トレー
リング側に、圧縮上死点から圧縮上死点直後の爆発によ
ってクランクシャフト下向きの大きな力が作用する時期
までのクランク角度分として約20°隔たった角度位置に
配置されている。 また、第１図から明らかなとおり、このカウンタシャ
フト10の形状は、クランクピン中心O2とクランクシャフ
ト回転軸中心O1とを通る直線l1に対して左右非対称とな
っており、かつカウンタウェイト10の質量中心とクラン
クシャフト回転軸中心O1とを通る直線l2に対して略対称
となっている。 カウンタウェイト10の質量中心をこのようにトレーリ
ング側に偏寄させ、あるいは該カウンタウェイト10をこ
のような形状にするゆえんはおよそ次のとおりである。 すなわち、例えば第２図に比較例として示すように、
カウンタウェイト10′の質量中心を、クランクピン中心
O2とクランクシャフト回転軸中心O1とを通る直線l1上に
配置し、かつその形状を直線l1に関して左右対称形に形
成すると、該カウンタウェイト10′は、例えば第３図に
示すような従来のカウンタウェイト10″に比べてかなり
大型化する。そこで、本実施例では、第１図に示すよう
に、カウンタウェイト10を約20°だけトレーリング側に
偏寄させている。 このカウンタウェイト10の、クランクシャフト回転軸
中心O1に関するモーメントは、ほぼ次式 ｒ［m1＋m2（１＋ρ）］ 但し、 m1…回転質量 m2…往復質量 ｒ…クランク半径 ρ…（クランク半径）／（コンロッド長） で表わされるような特性に設定されている。なお、クラ
ンク半径ｒはクランクシャフト回転軸中心O1とクランク
シャフト９の重心との距離である。 上式において、rm1の項によって慣性力の回転１次成
分が相殺され、m2rの項によって慣性力の往復１次成分
が相殺され、ρm2rの項によって慣性力の往復２次成分
が相殺される。 このような構成においては、第４図に示すように、圧
縮行程上死点付近ではカウンタウェイト10に矢印B1で示
すような力が発生し、この力B1によって上向きの往復慣
性力の２次成分P1は相殺されるので、クランクシャフト
９には往復慣性力による上下方向の力は作用しなくな
る。したがって、クランクシャフト９に作用する力は燃
焼室３内のガス圧Q1のみとなるので、クランクシャフト
９に作用する合力は矢印A1で示すように下向きとなる。
このため、クランクシャフト９のジャーナル部７は軸受
部６下面に押し付けられた状態となる。したがって、第
５図に示すように、爆発時にクランクシャフト９に燃焼
圧による衝撃的な下向きの力が作用しても、ジャーナル
部７は、すでに軸受部６下面に当接しているので、ジャ
ーナル部７の軸受部６下面への衝突が起こらず、第６図
と第７図とに示す従来のもののような振動ないし打音の
発生は完全に防止される。なお、第６図，第７図中の各
部材には、第４図及び第５図中の対応する部材と同一の
番号を付している。 上記の作用をさらに詳細に説明する。第８図はカウン
タウェイト10のクランクシャフト回転軸中心O1に関する
モーメントをパラメータとして、圧縮行程上死点付近に
おけるクランクシャフト７の軸受部６に対する当接状
態、すなわち、軸受部６の上面に当接するか、それとも
下面に当接するかを示した図である。 第８図に示すように、回転１次成分を相殺するモーメ
ントm1rを有する従来のカウンタウェイトを備えたもの
では、圧縮上死点付近においては曲線G1で示すような上
向きの慣性力が作用する。したがって、燃焼室３内のガ
ス圧がこの曲線G1より高い場合はクランクシャフト９に
作用する合力は下向きとなり、ジャーナル部７は軸受部
６の下面に当接する。他方、ガス圧が曲線G1より低い場
合には、クランクシャフト９に作用する合力は上向きと
なり、ジャーナル部７が軸受部６上面に当接して、爆発
時にはジャーナル部７が軸受部６下面に衝突して振動・
打音を発生させる。また、回転１次成分と往復１次成分
とを相殺するモーメントm1r＋m2rを有する従来のカウン
タウェイトを備えたものでは、曲線G2で示すような上向
きの慣性力が作用する。そして、このものはガス圧曲線
G2より低い領域では、爆発時にジャーナル部７が軸受部
６下面に衝突して振動・打音を発生させる。これに対し
て、回転１次成分と往復１次,2次成分とを相殺する本発
明にかかるカウンタウェイト10を備えたものでは、曲線
G3で示すような上向きの慣性力が作用する。そして、本
実施例によれば、直線G3よりガス圧が高くなる領域、す
なわち全領域で、ジャーナル部７が軸受部６下面に当接
するので、ジャーナル部７の軸受部６下面への衝突は全
く起こらず、振動・打音は完全に防止される。 また、第９図に示すように、ジャーナル部７の軸受部
６下面への衝突は圧縮行程上死点後約20°で生じるの
で、例えば第２図に示すようなカウンタウェイト10′
（比較例）の場合は、曲線G4で示すように上死点（TD
C）においてカウンタウェイト10′によって生じる上下
方向の力が最大となり、ジャーナル部７が軸受部６下面
に衝突する上死点後20°（ATDC20°）ではｄで示す分だ
け上記上下方向の力が減少するので、上記ｄに相当する
分だけ、カウンタウェイト10′を重くする必要がある。 これに対して、第１図に示す本実施例では、カウンタ
ウェイト10が20°だけトレーリング側に偏寄しているの
で、ATDC20°でカウンタウェイト10によって生じる上下
方向の力が最大となり、カウンタウェイト10によって生
じる力の最大値が第２図に示す比較例より上記ｄに相当
する分だけ少ない量でよいの。したがって、カウンタウ
ェイト10の重量を上記ｄに相当する分（約10％）低減す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例を示すクランクシャフトのカ
ウンタウェイトの正面説明図である。 第２図は、比較例として示されたクランクシャフトのカ
ウンタウェイトの正面説明図である。 第３図は、従来のクランクシャフトのカウンタウェイト
の一例を示す正面説明図である。 第４図と第５図とは、夫々本発明にかかるクランクシャ
フトの圧縮行程上死点直前と爆発時とにおけるジャーナ
ル部の軸受部への当接状態を示す図である。 第６図と第７図とは、夫々従来のクランクシャフトの圧
縮行程上死点直前と爆発時とにおける、ジャーナル部の
軸受部への当接状態を示す図である。 第８図は、カウンタウェイトモーメントをパラメータと
して、クランクシャフトのジャーナル部の軸受部への当
接状態を、エンジンの回転数とシリンダ内圧力とに対し
て示した図である。 第９図は、本実施例にかかるカウンタウェイトによる上
下方向の力と、比較例として示されたカウンタウェイト
による上下方向の力とをクランク角に対して示した図で
ある。 １…シリンダ、２…ピストン、３…燃焼室、４…コネク
チングロッド、５…クランクピン、６…軸受部、７…ジ
ャーナル部、８…アーム部、９…クランクシャフト、10
…カウンタウェイト。
ウンタウェイトの正面説明図である。 第２図は、比較例として示されたクランクシャフトのカ
ウンタウェイトの正面説明図である。 第３図は、従来のクランクシャフトのカウンタウェイト
の一例を示す正面説明図である。 第４図と第５図とは、夫々本発明にかかるクランクシャ
フトの圧縮行程上死点直前と爆発時とにおけるジャーナ
ル部の軸受部への当接状態を示す図である。 第６図と第７図とは、夫々従来のクランクシャフトの圧
縮行程上死点直前と爆発時とにおける、ジャーナル部の
軸受部への当接状態を示す図である。 第８図は、カウンタウェイトモーメントをパラメータと
して、クランクシャフトのジャーナル部の軸受部への当
接状態を、エンジンの回転数とシリンダ内圧力とに対し
て示した図である。 第９図は、本実施例にかかるカウンタウェイトによる上
下方向の力と、比較例として示されたカウンタウェイト
による上下方向の力とをクランク角に対して示した図で
ある。 １…シリンダ、２…ピストン、３…燃焼室、４…コネク
チングロッド、５…クランクピン、６…軸受部、７…ジ
ャーナル部、８…アーム部、９…クランクシャフト、10
…カウンタウェイト。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．クランクシャフト回転軸中心を挟んでクランクピン
の反対側に、クランクシャフトに作用する往復慣性力を
低減するカウンタウェイトが設けられているエンジンの
クランクシャフトにおいて、 上記クランクシャフト回転軸中心を中心とするクランク
シャフト回転方向の角度でみて、クランクピン中心の角
度位置とは180°隔たった角度位置からクランクシャフ
ト回転方向トレーリング側に、圧縮上死点から圧縮上死
点直後の爆発によってクランクシャフトに下向きの大き
な力が作用する時期までのクランク角度分だけ隔たった
角度位置に、カウンタウェイトの質量中心が配置されて
いることを特徴とするエンジンのクランクシャフト。 ２．上記カウンタウェイトの形状が、クランクピン中心
とクランクシャフト回転軸中心とを通る直線に対して左
右非対称であることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項に記載されたエンジンのクランクシャフト。 ３．上記カウンタウェイトの形状が、該カウンタウェイ
トの質量中心とクランクシャフト回転軸中心とを通る直
線に対して略対称であることを特徴とする、特許請求の
範囲第２項に記載されたエンジンのクランクシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277055A JP2866379B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | エンジンのクランクシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277055A JP2866379B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | エンジンのクランクシャフト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01120413A JPH01120413A (ja) | 1989-05-12 |
| JP2866379B2 true JP2866379B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=17578155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62277055A Expired - Fee Related JP2866379B2 (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | エンジンのクランクシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2866379B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59113313A (ja) * | 1982-12-17 | 1984-06-30 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | クランク軸 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62277055A patent/JP2866379B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01120413A (ja) | 1989-05-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |