JPH0730777B2 - 内燃機関のクランク軸製造方法 - Google Patents

内燃機関のクランク軸製造方法

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JPH0730777B2 JP63193388A JP19338888A JPH0730777B2 JP H0730777 B2 JPH0730777 B2 JP H0730777B2 JP 63193388 A JP63193388 A JP 63193388A JP 19338888 A JP19338888 A JP 19338888A JP H0730777 B2 JPH0730777 B2 JP H0730777B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はV6型エンジン等の内燃機関のクランク軸製造方
法に関するものである。
[従来の技術] 内燃機関のクランク軸は、有害な振動が発生しないよう
に、静的にも動的にも平衡になるように形成される必要
がある。
第3図に示すように、このうち六気筒のV型エンジンに
おけるクランク軸1は、互いに所定の軸廻り角度を隔て
て位相位置されたクランクピン2,3,4,5,6,7と、クラン
クケースの軸受部に支持されるクランクジャーナル8,9,
10,11と、ピン及びジャーナルをつなぐクランクアーム1
2,13,14,15,16,17とを有し、ピストン(図示せず)の往
復運動を回転運動に変換するようになっている。そして
各クランクアーム12…17は、静的および動的(回転運
動)な重量バランスが得られるように、バランスウェイ
トを有して形成され、クランク軸1の回転を円滑に保つ
ようになっている。また動的なバランス修正は、各クラ
ンクピン2…7にダミーウェイトを取り付けて、調節作
業を行うようになっている。
このほかクランク軸の一端(前端)18には、ダンパプー
リ19が設けられ、発電器などを駆動するためのクランク
プーリと、ねじり振動を減衰するためのダンパとが一体
的に形成されている。また他端(後端)20には、円滑な
回転状態を持続させるためのフライホイール21が設けら
れている。
[発明が解決しようとする課題] ところで、図示したようなV6型エンジンにおいては、シ
リンダ(図示せず)の配置特性により、回転時に偶力が
発生する。すなわち軸方向でみた場合に、各クランクピ
ン2…7の回転質量による遠心力(慣性力)の合力は、
互いの質量(ダミーウェイト)が等しいかぎり0となる
が、第3図における中央位置O回りモーメントは、図
中、時計回りの偶力となる。従って、振動・騒音の防止
等のために、この慣性偶力が生じないようにする必要が
ある。
従来は、このダミーウェイトに対向するようにバランス
ウェイトを調節していた。この場合、第4図に示すよう
に、各クランクピン2…7のダミーウェイト(図中、斜
線印にて示す)と釣り合うためのバランスウェイト(白
抜印)は、通常、発生モーメントの効率を良くするため
に、中央位置Oからの距離である“腕”の長い両側部側
のクランクアーム12,17を、他の部分よりも厚くして形
成することで得るようにしていた。
一方近来にあっては、小型のエンジンを、よりコンパク
トにさようとする要求がある。しかしながら、ピストン
や連接棒などのエンジンの基本諸元及びムービングパー
ツの重量から、クランク軸1の必要バランスウェイト
は、数値的に決定してしまう。そのため全長を抑えたエ
ンジンを作ろうとすれば全高,全幅が伸び、全高,全幅
を抑えたエンジンを作ろうとすれば全長が伸びてしまう
と言うように、全体がコンパクトなエンジンを作ること
は難しい。そして動的バランスのために、クランクアー
ム12,17を他の部分よりも厚く形成することは、小形化
を図る上での大きな障害になっていた。
また、クランク軸単品でバランスを取らずに、ダンパプ
ーリ19とフライホイール21とをセットした後に、これら
をバランス修正機等によって加工するようにした構成も
提案されている。すなわち、第5図に示すように、本来
重量バランスのとれた完全な回転体として形成されてい
るダンパプーリ19とフライホイール21を、該当するウェ
イト分だけドリル等により除去することで、全体の釣り
合いを得ようとするものである。このようにする事で、
クランク軸の増長化・重量増加は一応抑えられることに
なる。しかしながら、その製品ごとにセットとしてバラ
ンスを得るようにしているため、組立時に誤組があると
製品にならない、あるいは部品の取替えが出来ない等の
問題があった。
そこで本発明は、上記事情に鑑み、コンパクトでしかも
汎用性のあるクランク軸となる製造方法を提供すべく創
案されたものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、エンジン諸元により決まるバランス量に基づ
いて所定の不釣合量を有するようにプーリ及びフライホ
イールを製造する第一の工程と、上記プーリ及びフライ
ホイールに相当するダミーワークとピストンの運動によ
り発生する慣性力に相当するダミーウェイトとを取り付
けてクランク軸のバランス修正を行う第二の工程と、上
記第一及び第二の工程で製造されたプーリ、フライホイ
ール及びクランク軸を所定の位相を似て組み立てる第三
の工程とを備えたものである。
[作 用] 上記方法によって組み立てられたクランク軸は、エンジ
ン運転に際して回転中に発生する慣性偶力が、プーリと
フライホイールとが回転中に発生する慣性力によって相
殺される。
[実施例] 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。
まず第1図によって、本発明に係る内燃機関のクランク
軸製造方法により製造したクランク軸の構成を説明す
る。このクランク軸は六気筒のV型エンジンのものであ
る。
クランク軸31は、従来同様に、クランクピン2…7と、
クランクジャーナル8…11と、クランクアーム13…16と
を有して構成されていると共に、特に両端部側のクラン
クアーム32,33には、慣性偶力を消去するためのバラン
スウェイトが施されておらず、他のクランクアーム13…
16と略同等の厚さにて形成されている。すなわち、動的
バランスを修正するときに取り付けられるダミーウェイ
トと釣り合うような形状には成されていない。
ダンパプーリ34には、釣合調節部35が形成されている。
釣合調節部35は、ダンパプーリ34の軸心から所定の距離
を隔てた位置に設けられ、クランク軸31が発生する慣性
偶力を消去出来るような質量m1が付加されている。ま
た、フライホイール36にも質量m2が付加されて釣合調節
部37が形成されている。これらクランク軸31,ダンパプ
ーリ34,フライホイール36が同軸上に組み立てられて共
用される。
このクランク軸31を製造するに際しては、まず第一の工
程として、エンジン諸元により決まるバランス量に基づ
いて所定の不釣合量(m1,m2)を有するようにダンパプ
ーリ34及びフライホイール36を製造する。すなわち、所
定方向の慣性力f1,f2が得られるように、ダンパプーリ3
4の釣合調節部35およびフライホイール36の釣合調節部3
7をそれぞれ形成する。この慣性力f1,f2は基本諸元から
適当に設定したものでよく、この設定値に対する製造誤
差が所定の範囲内に、例えば8〜15g・cmにあるように
製造すればよい。また、釣合調節部35,37の形成は、バ
ランス修正機によるキャリブレーションの際に使用する
スターワークに、m1,m2の不釣合量をもたせておけばよ
い。
また第二の工程として、クランク軸31にクランクピン2
…7にダミーウェイトw1,w2,w3を取り付けた状態で、尚
且つダンパプーリ34およびフライホイール36に相当する
ダミーワークを両軸端に取り付けた状態で、その動的な
バランス修正を行う。ダミーウェイトw1…w3は、ピスト
ンの運動により発生する慣性力に相当するものである。
そして第三の工程として、おのおのの部品(クランク軸
31,ダンパプーリ34,フライホイール36)を、所定の位相
を似て組み立てる。
次に本実施例の作用を説明する。
このように製造されたクランク軸31の組立体は、第2図
に示すように、ピストンからの爆発(燃焼)圧力を受け
て、クランク軸31が回転されると、各クランクピンの位
置で慣性力F1,F2,F3が生じ、中心O回りの慣性偶力M
が発生する。ダンパプーリ34とフライホイール36とは、
それぞれの釣合調節部35,37における不釣合量によっ
て、慣性力f1,f2を発生させ、慣性偶力Mと等価で、
かつ方向が逆の偶力Mfが得られる。従って、慣性偶力M
は相殺されて0となり、動的バランスのとれたクラン
ク軸31の組立体となる。
このように、クランク軸31の組立体の動的バランスを、
ダンパプーリ34とフライホイール36とによって最終的に
得るようにしたので、そのためのバランスウェイトが不
要になり、クランク軸31の全長を短縮することができ、
コンパクトなエンジンの製造に貢献できる。例えば全長
が470mmの小型エンジンで、更に19mm程度短くできる。
また、単品で予めバランス修正及び不釣合量の付加を行
うので、組立時の誤作業によって不良セットとなる無駄
がなく、メンテナンス時の部品交換も可能になる。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
(1)クランク軸に動的バランスのためのバランスウェ
イトが不要になり、小形化、軽量化が達成される。
(2)プーリ、フライホイール、クランク軸がそれぞれ
の生産ラインで製造でき、これらを組み立てた後でのバ
ランス修正・加工が不要となるので、生産性が向上し、
また組み立て後の部品交換時にもバランス修正不要であ
り、部品の互換性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る内燃機関のクランク軸製造方法の
一実施例を説明するためのクランク軸の側面図、第2図
はその作用を示した説明図、第3図は従来の内燃機関た
るV6エンジンのクランク軸を示した側面図、第4図はそ
の作用を示した説明図、第5図は他の従来例の作用を示
した説明図である。 図中、31はクランク軸、34はダンパプーリ(プーリ)、
36はフライホイール、35,37は釣合調節部、Mは慣性
偶力、m1,m2は不釣合量たる質量、w1,w2,w3はダミーウ
ェイトである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン諸元により決まるバランス量に基
    づいて所定の不釣合量を有するようにプーリ及びフライ
    ホイールを製造する第一の工程と、上記プーリ及びフラ
    イホイールに相当するダミーワークとピストンの運動に
    より発生する慣性力に相当するダミーウェイトとを取り
    付けてクランク軸のバランス修正を行う第二の工程と、
    上記第一及び第二の工程で製造されたプーリ、フライホ
    イール及びクランク軸を所定の位相を似て組み立てる第
    三の工程とを備えたことを特徴とする内燃機関のクラン
    ク軸製造方法。
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