JPS5916586Y2 - カウンタウエイト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、クランクアームとカウンタウェイトとを一体
鍛造された内燃機関のクランク軸のカウンタウェイトに
関する。

内燃機関においては、機関全重量のうちクランクシャフ
トの占める割合は大きく、クランクシャフトの重量を軽
減することは、機関全体の重量を軽減することにつなが
る。

クランクシャフトの重量を軽減する最も簡単な方法は、
多数のクランクアームに取付けられるカウンタウェイト
の数を可能な限り減らすことであるが、クランクシャフ
ト系のバランシングや主軸受の荷重分布より限界がある
。

又クランクシャフト系のバランシングや主軸受の荷重分
布の面より、カウンタウェイトの取付位置、取付角度は
決まってくるものであり、どの方向（取付角度）にカウ
ンタウェイトを取付けるかが問題になる。

特にカウンタウェイト数を極力減らした場合には、残り
のカウンタウェイトのみで、バランシング、主軸受荷重
分布を決めなければならず、益々カウンタウェイト取付
角度が重要になってくる。

このようにカウンタウェイトを取付ける技術は例えば特
開昭５２−１４３３１４号公報等に多数知られているが
、その取付けの態様が一般的に困難である。

そのためにクランク軸にカウンタウェイトを一体鍛造に
より製造する技術が知られている。

この一体鍛造のクランク軸は比較的安価であり、ねじ加
工等が不要となり好ましい。

しかしながら、クランク軸とカウンタウェイトとを一体
鍛造により製造する場合には、鍛造上の型刻等の問題に
より、カウンタウェイトをバランシング、主軸受荷重分
布上、最適となる方向に取付けることが困難となり、か
かる問題点はカウンタウェイトの形状が複雑になるほど
その困難性が大きくなる。

また鍛造加工に際してカウンタウェイトの端部まで肉が
まわらず、そのためその取付角度もあまり大きく偏寄で
きなかった。

一般に、クランク軸に対してカウンタウェイトを突出さ
せる長さは周囲のケーシング等と干渉させないために、
当然のことながら制限される。

またカウンタウェイトの重心はクランクピンとクランク
軸との各中心線を結ぶ線の一方の側に偏寄させた方がク
ランク軸全体の不釣合量を低減させ、バランスをとる上
で好ましいが、これを極端に偏寄させると前述の如く型
刻が困難となる。

したがってカウンタウェイトを一体鍛造したクランク軸
において型刻が可能の程度にできるだけカウンタウェイ
トを偏寄させ、もって重心を偏寄させることが望まれる
。

しかしながら従来のかかる一体鍛造のクランク軸では上
記の要望事項を満足させることが前述の如く、きわめて
困難であった。

第１図は従来の一体鍛造のクランク軸を示し、図におい
て、そのクランクアームＡのアームウェブ１に設けられ
たカウンタウェイト２の外周円弧３は、クランク軸４の
中心を０１を中心とした半径ｒとする円弧であり、カウ
ンタウェイト２の重心Ｇ１は、クランク軸４およびクラ
ンクピン５の中心０１．０゜を結ぶ線に対して、角度θ
をなす線Ｌ１上に位置していた。

換言すればカウンタウェイト２の重心Ｇ１は、線Ｌ０上
にあって、取付角度はθとなる。

できるだけカウンタウェイト２の重量を増すために半径
ｒは図において点０１からアームウェブ１の上端との長
さに等しく作られている。

そこで角度θを大きくするためには、図においてカウン
タウェイトをなるべく左方に突出させればよいが、その
ようにすると型刻が困難となり鍛造時に肉のまわりが悪
い。

カウンタウェイト２の図面で右側の部分を削除すれば重
心Ｇ１は左側によるけれどもカウンタウェイト２の全体
の重量が不足して重心Ｇ１は点０１の方に近づいてしま
い、鍛造時の肉のまわりも悪くなる。

したがって従来技術ではこの取付角度θを偏寄させるこ
とができず、制限されてしまった。

本考案の目的は、重量を軽減せずかつ重心位置をできる
だけ偏寄させることのできる一体鍛造されたクランク軸
のカウンタウェイトを提供するにある。

本考案によれば、カウンタウェイトの外周円弧の中心は
、クランク軸の中心とクランクピンの中心を結ぶ線に対
し鋭角をなす線上に位置し、クランク軸の中心に対して
偏寄されているとともに、クランク軸の中心とクランク
ピンの中心とを結ぶ線に対してカウンタウェイトの外周
円弧の中心が偏寄している側に突出しているカウンタウ
ェイトの端部がカウンタウェイトの軌跡を構成している
。

したがってカウンタウェイトの外周円弧の中心が偏寄し
ている分だけ重心位置が偏寄でき、かつ偏寄している側
に突出しているカウンタウェイトの端部がカウンタウェ
イトの軌跡となっているので、半径方向に突出する長さ
は所定範囲内に維持で゛きる。

その結果、クランクアームは全体的にクランクピンとク
ランク軸との各中心線を結ぶ線に対して偏位している形
状となり、カウンタウェイトの重量を小さくせず、重心
位置を偏寄でき、かつ鍛造時の型刻も比較的に容易とな
る。

またカウンタウェイトの外周を円弧としたので、重心の
計算が容易であると共に、重量も確保できる。

そしてクランク軸全体の不釣合量を効果的に低減できる
。

以下第２図を参照して本考案の実施例を説明する。

第２図において従来例と同一部分には同一符号が付され
ている。

本考案を実施したクランクアームＡは、アームウェブ１
およびカウンタウェイト２を有し、両者は一体鍛造され
、カウンタウェイト２の外周円弧３の中心０３は、クラ
ンク軸４の中心０１に対して偏寄されている。

外周円弧３の中心、即ち半径ｒの中心０３は、クランク
軸４の中心０１から、クランク軸４の中心０１とクラン
クピン５の中心０２とを結ぶ線Ｌ２に対して鋭角である
一定角度αをなして延びる線Ｌ３上に位置している。

そしてクランクウェイト２の突出している端部Ｂはクラ
ンク軸４の回転に際してカウンタウェイト２の軌跡Ｌ４
を構成するようになっている。

このように構成することによって、クランク軸４に対し
て外周円弧３の中心０３の側にアームウェブ１の部分Ｃ
が形成でき、クランクアームＡ自体が全体的に第２図で
左側に偏位し、したがって重心Ｇ２は従来の重心Ｇ１に
対して角度Δθだけ偏寄させることができる。

本考案は上記の如くカウンタウェイトの外周円弧の中心
が、クランク軸とクランクピンとの各中心を結ぶ線に対
して偏寄されているので、カウンタウェイトの慣性力を
一定とし、かつその軌跡を一定範囲内に納め、かつ充分
な重量を保持することができる。

すなわち従来例ではカウンタウェイト２の外周が軌跡Ｌ
４まで広がっていたが、この部分をなくして重量的には
部分Ｃが増加し、全体的にカウンタウェイトの重量はあ
まりかわらずに重心の偏寄角を大にすることができるも
のである。

またカウンタウェイトの外周が円弧であるから重心の計
算が容易であると共に十分に軌跡Ｌ４に外周を近づける
ことができ、重量の不足を生じないようにできる。

したがって重心位置を設計値に適合させることが容易で
あり、重心位置の設計変更が容易である。

さらに、アームウェブ自体の構造も一体鍛造の際の型刻
が容易であるように構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のクランクアームを示す図、第２図は本考
案によるクランクアームの一実施例を示す図である。 １・・・・・・アームウェブ、２・・・・・・カウンタ
ウェイト、３・・・・・・外周円弧、４・・・・・・ク
ランク軸、５・・・・・・クランクピン、０１，０２・
・・・・・中心。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. クランクアームとカウンタウェイトとを一体鍛造された
   クランク軸において、カウンタウェイトの外周円弧の中
   心は、クランク軸の中心とクランクピンの中心を結ぶ線
   に対し鋭角をなす線上に位置し、クランク軸の中心に対
   して偏寄されているとともに、クランク軸の中心とクラ
   ンクピンの中心とを結ぶ線に対してカウンタウェイトの
   外周円弧の中心が偏寄している側に突出してい４カウン
   タウエイトの端部がカウンタウェイトの軌跡を構成する
   ことを特徴とするカウンタウェイト。