JPH054570Y2 - - Google Patents
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- JPH054570Y2 JPH054570Y2 JP1987015638U JP1563887U JPH054570Y2 JP H054570 Y2 JPH054570 Y2 JP H054570Y2 JP 1987015638 U JP1987015638 U JP 1987015638U JP 1563887 U JP1563887 U JP 1563887U JP H054570 Y2 JPH054570 Y2 JP H054570Y2
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- JP
- Japan
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- balance weight
- balance
- weight
- bearing
- crankshaft
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/02—Engines characterised by their cycles, e.g. six-stroke
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/20—Shape of crankshafts or eccentric-shafts having regard to balancing
-
- 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
- F16F15/283—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 for engine crankshafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1832—Number of cylinders eight
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/22—Internal combustion engines
-
- 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
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
- F16C3/06—Crankshafts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
- Y10T74/2183—Counterbalanced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T74/2183—Counterbalanced
- Y10T74/2184—Vibration dampers
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本考案は、５軸受で支持され、８枚のバランス
ウエイトを有する、90°V型８気筒内燃機関のク
ランクシヤフトに関し、とくに８枚のバランスウ
エイトに適切な配置、重さの関係をもたせてクラ
ンク軸受荷重の低減と均一化をはかつたクランク
シヤフトに関する。 〔従来の技術〕 従来の90°V型８気筒エンジンのクランクシヤ
フトの８枚のバランスウエイトの配置は、実開昭
47−29106号公報および特公昭59−27463号公報に
示されている。 このうち、実開昭47−29106号公報のクランク
シヤフトのバランスウエイトの配置は、第８図に
示す通りであり、各バランスウエイトBWO，
BWIは前方視で0°または90°の位置となつている。 また、特公昭59−27463号公報のクランクシヤ
フトのバランスウエイトの配置は、第７図に示す
通りであり、第１バランスウエイトないし第４バ
ランスウエイトを前方視で真下の＃４ピン位置か
ら右側にβ°振り、第５バランスウエイトないし第
８バランスウエイトの真上の＃１ピン位置から左
側にβ°振つた位置となつている。 〔考案が解決しようとする問題点〕 しかし、従来技術には次のような問題がある。 一般にバランスウエイトを最も小さくするため
には、理論上、１次の慣性偶力を除去するため第
９図のように配置すればよいことがわかつてい
る。すなわち、第１バランスウエイトないし第４
バランスウエイトを、真下の＃７，８ピンから前
方視で左側にβ°（β≒20）振り、第５バランスウ
エイトないし第８バランスウエイトを、真上の
＃１、２ピンから前方視で右側にβ°振る。この配
置は、振り方向および振り角度βの大きさが特公
昭59−27463号公報の配置と異なるものの、考え
方は特公昭59−27463号公報と同趣旨である。し
かしながら、このように配置すると、５個の軸受
のうち＃２，＃４の軸受荷重が＃１、（＃３）、
＃５の軸受荷重の倍位に大きくなり、＃２軸受、
＃４軸受が焼付をおこしやすいという問題があ
る。これを軽減するために、＃２軸受、＃４軸受
の軸受幅を大きくすると、クランク剛性が落ち、
騒音レベルが悪くなるという別の問題が生じてし
まう。 軸受荷重を均一化するためには、クランクシヤ
フトアツセンブリ（クランクシヤフト＋ピストン
＋コネクテイングロツド＋メタル＋ピン等）自体
の高バランス化をはかる必要がある。バランスウ
エイトはWrot（回転質量）とWrec（往復質量）に
より発生する慣性偶力を消すためにある。したが
つて、バランスウエイトをピストンと真反対側に
つければその効果は大きいはずである。つまり、
第１０図のようにバランスウエイトを配置すると
軸受荷重を均一化するのに効果があると考えられ
る。この配置は、実開昭47−29106号公報の配置
と同じである。しかしながら、この配置にする
と、第１バランスウエイト、第８バランスウエイ
トのマスウエイトの大きさが、第１１図に示すよ
うに、第２バランスウエイトないし第７バランス
ウエイトのマスウエイトの大きさに比べ大きいた
めに、＃１，２ピンと＃７，８ピンの方向にオー
ババランスが発生してしまう。 本考案を考案するに際し、オーババランス分を
小さくして、かつ、マスウエイトの大きさが小さ
くできるように、第３バランスウエイトおよび第
６バランスウエイト、第２バランスウエイトおよ
び第７バランスウエイトを適当に振つて実験して
みたところ、各バランスウエイトの配置、重さが
ある関係に設定されていれば、従来技術では得ら
れなかつた、クランク重量を過大にすることなく
軸受荷重の均一化がはかれるという効果が得られ
ることを見い出したので、本考案はその関係を提
供することを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題は、本考案によれば、次の手段によ
つて解決される。 すなわち、５軸受で支持され、前端から後端に
向つて第１ないし第８の８枚のバランスウエイト
を有する、90°V型８気筒内燃機関のクランクシ
ヤフトにおいて、 イ 第１と第８のバランスウエイト、第２と第７
のバランスウエイト、第３と第６のバランスウ
エイト、第４と第５のバランスウエイトは、そ
れぞれ180°逆の位相とし、第１と第２のバラン
スウエイトが成す角度θ、第１と第３のバラン
スウエイトが成す角度αを15°≦θ≦45°、45°≦
α≦75°に設定し、 ロ バランスウエイトの重さを、第１、第８のバ
ランスウエイト＞第２ないし第７のバランスウ
エイトとした、 ことを特徴とするクランクシヤフト。 〔作用〕 上記本考案のクランクシヤフトでは、第２、第
３、第６、第７バランスウエイトを、＃１，２ピ
ンの角度位置からθまたはαの角度振つてあるの
で、全バランスウエイトが0°または90°にある第
１０図のクランクシヤフトにおけるバランスウエ
イトよりもマスウエイトは小さくなり、すなわち
第９図のマスウエイト上の理想配置に近づき、ク
ランクシヤフト重量の低減が得られる。 この場合、振り角度θ，αを第９図のβ≒20に
すると第２、第４軸受の軸受荷重が大きくなり過
ぎるので、それを抑えるべく、振り角度θ，α、
ウエイトマスの重さを種々に変えてクラペイロン
の３モーメントの定理を用いて軸受荷重を算出
し、第２、第４軸受荷重が第１０図の従来配置に
比べて顕著に軽減される範囲を求めたものが、上
記請求の範囲の関係である。したがつて、この関
係を満足するクランクシヤフトでは、第２、第４
軸受の軸受荷重が低減され、軸受荷重の均一化が
はかられる。 したがつて、クランクシヤフトの重量低減、軸
受荷重低減がともに達成される。 〔実施例〕 以下に、本考案に係るクランクシヤフトの望ま
しい実施例を、図面を参照して説明する。 第２図は本考案が対象とする90°V型８気筒内
燃機関のクランクシヤフト１００を示す。第２図
において符号１，２，３，４，５，６，７，８は
それぞれ前端から後端に向つて第１バランスウエ
イト、第２バランスウエイト、第３バランスウエ
イト、第４バランスウエイト、第５バランスウエ
イト、第６バランスウエイト、第７バランスウエ
イト、第８バランスウエイトである。また、符号
１１，１２，１３，１４は、それぞれ、前端から
後端に向つて順に配置された。＃１，２ピン、
＃３，４ピン、＃５，６ピン、＃７，８ピンであ
り、それぞれ、＃１気筒、＃２気筒のコネクテイ
ングロツド、＃３気筒、＃４気筒のコネクテイン
グロツド、＃５気筒、＃６気筒のコネクテイング
ロツド、＃７気筒、＃８気筒のコネクテイングロ
ツドに連結される。さらに、符号２１，２２，２
３，２４，２５は、それぞれ、前端から後端に向
つて順に配置された、第１軸受、第２軸受、第３
軸受、第４軸受、第５軸受であり、軸受数は５で
ある。第３図はそれを梁モデルで示したものであ
る。以上は通常の90°V型８気筒内燃機関のクラ
ンクシヤフトの構造と同じである。 本考案のクランクシヤフト１００の構造は、第
１ないし第８バランスウエイト１〜８に、次の配
設角度と重さの関係が持たされているところに特
徴がある。 まず、配設（角度）の関係を述べる。第１図は
本考案のクランクシヤフト１００を第３図の梁モ
デルにおいて前端から後端に向かう方向（第２図
のＡ方向）に見たところで、かつ＃１，２ピン１
１を真上の位置にして見たところを示している。
第１図に示すように、第１バランスウエイト１と
第８バランスウエイト８、第２バランスウエイト
２と第７バランスウエイト７、第３バランスウエ
イト３と第６バランスウエイト６、第４バランス
ウエイト４と第５バランスウエイト５は、それぞ
れ180°逆の位相にある。第１バランスウエイト１
と第２バランスウエイト２が成す角度をθ、第１
バランスウエイト１と第３バランスウエイト３が
成す角度をαとすると、15°≦θ≦45°、45°≦α≦
75°の関係が与えられている。また、θ＋α≧80°
の関係も同時に満たすことが望まれる。ただし、
第１バランスウエイト１は＃７、＃８ピン１４方
向、第４バランスウエイト４は＃５，６ピン１３
方向、第５バランスウエイト５は＃３，４ピン１
２方向、第８バランスウエイト８は＃１，２ピン
１１方向に固定する。第１図は一例としてθ＝
30°、α＝60°の場合（場合Ａとする）を示す。 ウエイトマスの重さの関係については、第１バ
ランスウエイト１のカウンタマスの重さも、第８
バランスウエイト８のカウンタマスの重さも、第
２ないし第７バランスウエイト２ないし７のカウ
ンタマスの重さのそれぞれよりも、はるかに大き
く設定される。 上記の関係の諸数値の起因と上記の関係による
作用を、実験例で説明すると次の通りである。 任意のバランスウエイトのカウンタマスの質量
をｍ、該カウンタマスの中心とクランクシヤフト
ジヤーナルの中心（クランクシヤフト１００の回
転中心）との距離、すなわち回転のアームの長さ
をｒ、該カウンタマスのクランクシヤフト１００
の軸受方向中心位置からの距離をｌとした場合の
第１ないし第４バランスウエイト１〜４のmrlを
1cw，2cw，3cw，4cwとしたときのｍ，ｒ，ｌ，
mrl比を実験では表１に示す如く設定した。
ウエイトを有する、90°V型８気筒内燃機関のク
ランクシヤフトに関し、とくに８枚のバランスウ
エイトに適切な配置、重さの関係をもたせてクラ
ンク軸受荷重の低減と均一化をはかつたクランク
シヤフトに関する。 〔従来の技術〕 従来の90°V型８気筒エンジンのクランクシヤ
フトの８枚のバランスウエイトの配置は、実開昭
47−29106号公報および特公昭59−27463号公報に
示されている。 このうち、実開昭47−29106号公報のクランク
シヤフトのバランスウエイトの配置は、第８図に
示す通りであり、各バランスウエイトBWO，
BWIは前方視で0°または90°の位置となつている。 また、特公昭59−27463号公報のクランクシヤ
フトのバランスウエイトの配置は、第７図に示す
通りであり、第１バランスウエイトないし第４バ
ランスウエイトを前方視で真下の＃４ピン位置か
ら右側にβ°振り、第５バランスウエイトないし第
８バランスウエイトの真上の＃１ピン位置から左
側にβ°振つた位置となつている。 〔考案が解決しようとする問題点〕 しかし、従来技術には次のような問題がある。 一般にバランスウエイトを最も小さくするため
には、理論上、１次の慣性偶力を除去するため第
９図のように配置すればよいことがわかつてい
る。すなわち、第１バランスウエイトないし第４
バランスウエイトを、真下の＃７，８ピンから前
方視で左側にβ°（β≒20）振り、第５バランスウ
エイトないし第８バランスウエイトを、真上の
＃１、２ピンから前方視で右側にβ°振る。この配
置は、振り方向および振り角度βの大きさが特公
昭59−27463号公報の配置と異なるものの、考え
方は特公昭59−27463号公報と同趣旨である。し
かしながら、このように配置すると、５個の軸受
のうち＃２，＃４の軸受荷重が＃１、（＃３）、
＃５の軸受荷重の倍位に大きくなり、＃２軸受、
＃４軸受が焼付をおこしやすいという問題があ
る。これを軽減するために、＃２軸受、＃４軸受
の軸受幅を大きくすると、クランク剛性が落ち、
騒音レベルが悪くなるという別の問題が生じてし
まう。 軸受荷重を均一化するためには、クランクシヤ
フトアツセンブリ（クランクシヤフト＋ピストン
＋コネクテイングロツド＋メタル＋ピン等）自体
の高バランス化をはかる必要がある。バランスウ
エイトはWrot（回転質量）とWrec（往復質量）に
より発生する慣性偶力を消すためにある。したが
つて、バランスウエイトをピストンと真反対側に
つければその効果は大きいはずである。つまり、
第１０図のようにバランスウエイトを配置すると
軸受荷重を均一化するのに効果があると考えられ
る。この配置は、実開昭47−29106号公報の配置
と同じである。しかしながら、この配置にする
と、第１バランスウエイト、第８バランスウエイ
トのマスウエイトの大きさが、第１１図に示すよ
うに、第２バランスウエイトないし第７バランス
ウエイトのマスウエイトの大きさに比べ大きいた
めに、＃１，２ピンと＃７，８ピンの方向にオー
ババランスが発生してしまう。 本考案を考案するに際し、オーババランス分を
小さくして、かつ、マスウエイトの大きさが小さ
くできるように、第３バランスウエイトおよび第
６バランスウエイト、第２バランスウエイトおよ
び第７バランスウエイトを適当に振つて実験して
みたところ、各バランスウエイトの配置、重さが
ある関係に設定されていれば、従来技術では得ら
れなかつた、クランク重量を過大にすることなく
軸受荷重の均一化がはかれるという効果が得られ
ることを見い出したので、本考案はその関係を提
供することを目的とするものである。 〔問題点を解決するための手段〕 上記の問題は、本考案によれば、次の手段によ
つて解決される。 すなわち、５軸受で支持され、前端から後端に
向つて第１ないし第８の８枚のバランスウエイト
を有する、90°V型８気筒内燃機関のクランクシ
ヤフトにおいて、 イ 第１と第８のバランスウエイト、第２と第７
のバランスウエイト、第３と第６のバランスウ
エイト、第４と第５のバランスウエイトは、そ
れぞれ180°逆の位相とし、第１と第２のバラン
スウエイトが成す角度θ、第１と第３のバラン
スウエイトが成す角度αを15°≦θ≦45°、45°≦
α≦75°に設定し、 ロ バランスウエイトの重さを、第１、第８のバ
ランスウエイト＞第２ないし第７のバランスウ
エイトとした、 ことを特徴とするクランクシヤフト。 〔作用〕 上記本考案のクランクシヤフトでは、第２、第
３、第６、第７バランスウエイトを、＃１，２ピ
ンの角度位置からθまたはαの角度振つてあるの
で、全バランスウエイトが0°または90°にある第
１０図のクランクシヤフトにおけるバランスウエ
イトよりもマスウエイトは小さくなり、すなわち
第９図のマスウエイト上の理想配置に近づき、ク
ランクシヤフト重量の低減が得られる。 この場合、振り角度θ，αを第９図のβ≒20に
すると第２、第４軸受の軸受荷重が大きくなり過
ぎるので、それを抑えるべく、振り角度θ，α、
ウエイトマスの重さを種々に変えてクラペイロン
の３モーメントの定理を用いて軸受荷重を算出
し、第２、第４軸受荷重が第１０図の従来配置に
比べて顕著に軽減される範囲を求めたものが、上
記請求の範囲の関係である。したがつて、この関
係を満足するクランクシヤフトでは、第２、第４
軸受の軸受荷重が低減され、軸受荷重の均一化が
はかられる。 したがつて、クランクシヤフトの重量低減、軸
受荷重低減がともに達成される。 〔実施例〕 以下に、本考案に係るクランクシヤフトの望ま
しい実施例を、図面を参照して説明する。 第２図は本考案が対象とする90°V型８気筒内
燃機関のクランクシヤフト１００を示す。第２図
において符号１，２，３，４，５，６，７，８は
それぞれ前端から後端に向つて第１バランスウエ
イト、第２バランスウエイト、第３バランスウエ
イト、第４バランスウエイト、第５バランスウエ
イト、第６バランスウエイト、第７バランスウエ
イト、第８バランスウエイトである。また、符号
１１，１２，１３，１４は、それぞれ、前端から
後端に向つて順に配置された。＃１，２ピン、
＃３，４ピン、＃５，６ピン、＃７，８ピンであ
り、それぞれ、＃１気筒、＃２気筒のコネクテイ
ングロツド、＃３気筒、＃４気筒のコネクテイン
グロツド、＃５気筒、＃６気筒のコネクテイング
ロツド、＃７気筒、＃８気筒のコネクテイングロ
ツドに連結される。さらに、符号２１，２２，２
３，２４，２５は、それぞれ、前端から後端に向
つて順に配置された、第１軸受、第２軸受、第３
軸受、第４軸受、第５軸受であり、軸受数は５で
ある。第３図はそれを梁モデルで示したものであ
る。以上は通常の90°V型８気筒内燃機関のクラ
ンクシヤフトの構造と同じである。 本考案のクランクシヤフト１００の構造は、第
１ないし第８バランスウエイト１〜８に、次の配
設角度と重さの関係が持たされているところに特
徴がある。 まず、配設（角度）の関係を述べる。第１図は
本考案のクランクシヤフト１００を第３図の梁モ
デルにおいて前端から後端に向かう方向（第２図
のＡ方向）に見たところで、かつ＃１，２ピン１
１を真上の位置にして見たところを示している。
第１図に示すように、第１バランスウエイト１と
第８バランスウエイト８、第２バランスウエイト
２と第７バランスウエイト７、第３バランスウエ
イト３と第６バランスウエイト６、第４バランス
ウエイト４と第５バランスウエイト５は、それぞ
れ180°逆の位相にある。第１バランスウエイト１
と第２バランスウエイト２が成す角度をθ、第１
バランスウエイト１と第３バランスウエイト３が
成す角度をαとすると、15°≦θ≦45°、45°≦α≦
75°の関係が与えられている。また、θ＋α≧80°
の関係も同時に満たすことが望まれる。ただし、
第１バランスウエイト１は＃７、＃８ピン１４方
向、第４バランスウエイト４は＃５，６ピン１３
方向、第５バランスウエイト５は＃３，４ピン１
２方向、第８バランスウエイト８は＃１，２ピン
１１方向に固定する。第１図は一例としてθ＝
30°、α＝60°の場合（場合Ａとする）を示す。 ウエイトマスの重さの関係については、第１バ
ランスウエイト１のカウンタマスの重さも、第８
バランスウエイト８のカウンタマスの重さも、第
２ないし第７バランスウエイト２ないし７のカウ
ンタマスの重さのそれぞれよりも、はるかに大き
く設定される。 上記の関係の諸数値の起因と上記の関係による
作用を、実験例で説明すると次の通りである。 任意のバランスウエイトのカウンタマスの質量
をｍ、該カウンタマスの中心とクランクシヤフト
ジヤーナルの中心（クランクシヤフト１００の回
転中心）との距離、すなわち回転のアームの長さ
をｒ、該カウンタマスのクランクシヤフト１００
の軸受方向中心位置からの距離をｌとした場合の
第１ないし第４バランスウエイト１〜４のmrlを
1cw，2cw，3cw，4cwとしたときのｍ，ｒ，ｌ，
mrl比を実験では表１に示す如く設定した。
【表】
また、計算回転数は7000rpm、最大燃焼圧は55
Kg／cm2とした。 上記条件のもとで、クラペイロンの３モーメン
トの式を使用して軸受荷重を求めるとともに、ク
ランクシヤフトの重量を求めた（理論的実験）。 クラペイロンの３モーメントの定理自体は公知
である。すなわち、３モーメントの式は、第１２
図に示した梁と支点の関係において、 lo・Mo-1／6EIz＋Mo・（lo＋lo+1）／3EIz ＋lo+1・Mo+1／6EIz＝−ao・（lo z−ao z）／6loEIzWo −bo+1・（lo+1 z−bo+1 z）／6o+1EIz・Wo+1 のモーメントの関係が成り立つことである。この
式でモーメントMoが求まると、支点反力、すな
わち軸受荷重は、 Rn＝Rn′＋Rn″＝Rn＋Mo-1−Mn／lo-1 にて求まる。 表２に角度関係を第１図のＡおよび第４図のＢ
ないしＧの種々のタイプに変えて行なつた実験結
果を示す。表２において、＃1J，＃2J，＃3J，
＃4J，＃5Jは、それぞれ第１軸受２１、第２軸受
２２、第３軸受２３、第４軸受２４、第５軸受２
５であり、数値は各軸受に対する軸受荷重を示
す。また、判定は、軸受荷重、クランクシヤフト
の重量がともに極めて小さいときを◎、小さいと
きを○、あまり小さくないときを△（許容できる
程度）、大きいときを×として示した。
Kg／cm2とした。 上記条件のもとで、クラペイロンの３モーメン
トの式を使用して軸受荷重を求めるとともに、ク
ランクシヤフトの重量を求めた（理論的実験）。 クラペイロンの３モーメントの定理自体は公知
である。すなわち、３モーメントの式は、第１２
図に示した梁と支点の関係において、 lo・Mo-1／6EIz＋Mo・（lo＋lo+1）／3EIz ＋lo+1・Mo+1／6EIz＝−ao・（lo z−ao z）／6loEIzWo −bo+1・（lo+1 z−bo+1 z）／6o+1EIz・Wo+1 のモーメントの関係が成り立つことである。この
式でモーメントMoが求まると、支点反力、すな
わち軸受荷重は、 Rn＝Rn′＋Rn″＝Rn＋Mo-1−Mn／lo-1 にて求まる。 表２に角度関係を第１図のＡおよび第４図のＢ
ないしＧの種々のタイプに変えて行なつた実験結
果を示す。表２において、＃1J，＃2J，＃3J，
＃4J，＃5Jは、それぞれ第１軸受２１、第２軸受
２２、第３軸受２３、第４軸受２４、第５軸受２
５であり、数値は各軸受に対する軸受荷重を示
す。また、判定は、軸受荷重、クランクシヤフト
の重量がともに極めて小さいときを◎、小さいと
きを○、あまり小さくないときを△（許容できる
程度）、大きいときを×として示した。
本考案によるときは、次の効果が得られる。
まず、第２軸受２２、第４軸受２４の軸受荷重
を小にできるので、軸受焼付を防止できる。これ
は、第２軸受２２、第４軸受２４の軸受荷重が減
ることにより、軸受面圧が下がり、油膜を形成し
やすくなるからである。 また、クランク軸受幅を大きくせずに軸受荷重
を減らせるので、クランクシヤフト１００の全長
を短くでき、エンジンのコンパクト化、軽量化を
はかることができ、クランク剛性上も有利となつ
て騒音低減に寄与する。 軸受荷重を低くできることは、クランクシヤフ
トのその部位の応力も低くできるため、疲労限に
対する余裕が増える。また場合によつてはさらに
軸径を細くできる可能性がある。
を小にできるので、軸受焼付を防止できる。これ
は、第２軸受２２、第４軸受２４の軸受荷重が減
ることにより、軸受面圧が下がり、油膜を形成し
やすくなるからである。 また、クランク軸受幅を大きくせずに軸受荷重
を減らせるので、クランクシヤフト１００の全長
を短くでき、エンジンのコンパクト化、軽量化を
はかることができ、クランク剛性上も有利となつ
て騒音低減に寄与する。 軸受荷重を低くできることは、クランクシヤフ
トのその部位の応力も低くできるため、疲労限に
対する余裕が増える。また場合によつてはさらに
軸径を細くできる可能性がある。
第１図は本考案のクランクシヤフトの８枚のバ
ランスウエイトの場合Ａに対応する配設関係図、
第２図は本考案が適用される90°V型８気筒内燃
機関の５軸受クランクシヤフトの側面図、第３図
は第２図のクランクシヤフトの梁モデル図、第４
図ＢないしＧは場合ＢないしＧにバランスウエイ
トを振つたときのバランスウエイトの配置図、第
５図ＡないしＧは第１図の場合Ａおよび第４図の
ＢないしＧのバランスウエイトの配置のモーメン
ト、軸受荷重図、第６図は第５図の結果をまとめ
たバランスウエイトの配置、重さと判定との関係
図、第７図は特公昭59−27463号公報に基づくバ
ランスウエイト配置図、第８図は実開昭47−
29106号公報に基づくバランスウエイト配置図、
第９図はバランスウエイトを最も小さくするため
のバランスウエイト配置図、第１０図は軸受荷重
を均一化するためのバランスウエイト配置図、第
１１図は第１および第８のバランスウエイトが他
の第２ないし第７バランスウエイトより大きいバ
ランスウエイト重さ関係図、第１２図は３モーメ
ントの定理で用いる梁と始点との関係図、であ
る。 １００……クランクシヤフト、１〜８……第１
ないし第８バランスウエイト、θ……第１バラン
スウエイトと第２バランスウエイトのなす角度、
α……第１バランスウエイトと第３バランスウエ
イトとのなす角度。
ランスウエイトの場合Ａに対応する配設関係図、
第２図は本考案が適用される90°V型８気筒内燃
機関の５軸受クランクシヤフトの側面図、第３図
は第２図のクランクシヤフトの梁モデル図、第４
図ＢないしＧは場合ＢないしＧにバランスウエイ
トを振つたときのバランスウエイトの配置図、第
５図ＡないしＧは第１図の場合Ａおよび第４図の
ＢないしＧのバランスウエイトの配置のモーメン
ト、軸受荷重図、第６図は第５図の結果をまとめ
たバランスウエイトの配置、重さと判定との関係
図、第７図は特公昭59−27463号公報に基づくバ
ランスウエイト配置図、第８図は実開昭47−
29106号公報に基づくバランスウエイト配置図、
第９図はバランスウエイトを最も小さくするため
のバランスウエイト配置図、第１０図は軸受荷重
を均一化するためのバランスウエイト配置図、第
１１図は第１および第８のバランスウエイトが他
の第２ないし第７バランスウエイトより大きいバ
ランスウエイト重さ関係図、第１２図は３モーメ
ントの定理で用いる梁と始点との関係図、であ
る。 １００……クランクシヤフト、１〜８……第１
ないし第８バランスウエイト、θ……第１バラン
スウエイトと第２バランスウエイトのなす角度、
α……第１バランスウエイトと第３バランスウエ
イトとのなす角度。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 ５軸受で支持され、前端から後端に向つて第１
ないし第８の８枚のバランスウエイトを有する、
90°V型８気筒内燃機関のクランクシヤフトにお
いて、 イ 第１と第８のバランスウエイト、第２と第７
のバランスウエイト、第３と第６のバランスウ
エイト、第４と第５のバランスウエイトは、そ
れぞれ180°逆の位相とし、第１と第２のバラン
スウエイトが成す角度θ、第１と第３のバラン
スウエイトが成す角度αを15°≦θ≦45°、45°≦
α≦75°に設定し、 ロ バランスウエイトの重さを、第１、第８のバ
ランスウエイト＞第２ないし第７のバランスウ
エイトとした、 ことを特徴とするクランクシヤフト。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987015638U JPH054570Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | |
| US07/151,198 US4833940A (en) | 1987-02-06 | 1988-02-01 | Crankshaft for a 90 degree V-type eight-cylinder internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987015638U JPH054570Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63125216U JPS63125216U (ja) | 1988-08-16 |
| JPH054570Y2 true JPH054570Y2 (ja) | 1993-02-04 |
Family
ID=11894261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987015638U Expired - Lifetime JPH054570Y2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4833940A (ja) |
| JP (1) | JPH054570Y2 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5195398A (en) * | 1991-10-24 | 1993-03-23 | General Motors Corporation | Crankshaft counterweights |
| US6026776A (en) * | 1997-06-26 | 2000-02-22 | Winberg; Randy S. | Internal crankshaft vibration damper |
| JP2006046326A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-02-16 | Yamaha Motor Co Ltd | １次バランサ付きエンジンおよび自動二輪車 |
| JP2007040125A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Toyota Industries Corp | Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフト |
| JP2007040340A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Toyota Industries Corp | Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフト |
| JP2007071227A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 直列４気筒エンジンのクランクシャフト |
| KR100957164B1 (ko) * | 2008-08-25 | 2010-05-11 | 현대자동차주식회사 | 크랭크 샤프트의 발란스 웨이트 시스템 |
| US8757027B2 (en) * | 2010-09-01 | 2014-06-24 | Ford Global Technologies, Llc | Reduced mass crankshaft |
| US9316151B2 (en) * | 2011-02-18 | 2016-04-19 | GM Global Technology Operations LLC | Engine assembly including crankshaft for V8 arrangement |
| US9273604B2 (en) * | 2013-02-08 | 2016-03-01 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Crankshaft |
| US10663033B2 (en) | 2017-07-12 | 2020-05-26 | American Axle & Manufacturing, Inc. | Balance shaft having reduced mass and inertia |
| CN110360216A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-22 | 广西玉柴机器股份有限公司 | V6曲轴结构 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR819193A (fr) * | 1936-06-18 | 1937-10-12 | Procedes Dabeg Soc D Expl Des | Système d'équilibrage d'appareils ou organes rotatifs et plus particulièrement des moteurs à deux temps à simple effet et à cylindres multiples |
| AT217244B (ja) * | 1956-01-09 | 1961-09-11 | Vyzkumny Ustav Naftovych Motoru | |
| US4351202A (en) * | 1969-11-24 | 1982-09-28 | Summers Robert F | Engine |
| FR2273186B1 (ja) * | 1974-05-31 | 1977-09-30 | Semt | |
| JPS57107453A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-03 | Komatsu Ltd | Counterweight for crankshaft in internal combustion engine |
| JPS5839843A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-08 | Fuji Heavy Ind Ltd | ３気筒エンジンのバランサ装置 |
| JPS5837344A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | ３気筒エンジンのバランサ装置 |
| US4519344A (en) * | 1981-11-07 | 1985-05-28 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | V-type internal combustion engine |
| JPS5927463A (ja) * | 1982-08-04 | 1984-02-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | 溶融塩電解質電池 |
| JPS604645A (ja) * | 1983-06-20 | 1985-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸 |
| JPS6141034A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Toyota Motor Corp | Ｖ型８気筒四サイクル内燃機関 |
| US4730512A (en) * | 1984-10-23 | 1988-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine crankshaft structure |
| JP2777851B2 (ja) * | 1992-02-20 | 1998-07-23 | 富士電気化学株式会社 | 光アイソレータ |
| JPH0665935A (ja) * | 1992-08-19 | 1994-03-08 | Ube Nitto Kasei Co Ltd | 地下構造物の防水工法および防水層の保護プレート |
| JP2848163B2 (ja) * | 1992-11-13 | 1999-01-20 | 松下電器産業株式会社 | 液晶ディスプレイ用バックライト装置 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP1987015638U patent/JPH054570Y2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-02-01 US US07/151,198 patent/US4833940A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4833940A (en) | 1989-05-30 |
| JPS63125216U (ja) | 1988-08-16 |
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