JPH0754927A - クランクシャフトのバランサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】部品点数が少なく簡単かつ組立工数の少ない構
成で、重量に対するバランス量を高めるとともに、初動
トルクを小さく設定してギア打音の防止を図る。 【構成】クランクシャフト２とともに回転するシャフト
部材１２の先端部にカム部２０を形成するとともに該先
端部を錘部材１３の中心孔に嵌合し、前記錘部材１３の
中心部にストッパ付き弾性部材２２を装着し、前記カム
部２０と前記弾性部材２２とを回転力伝達可能にかつ過
大トルク吸収可能に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの振動および騒
音を低減するためのクランクシャフトのバランサーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンにおいては、回転部のアンバラ
ンス質量により振動や騒音が発生するため、このアンバ
ランス質量を低減するためのバランサーを組み込むこと
が行なわれている。この種のエンジンバランサーの一形
態として、クランクシャフトにより偏心錘部材を直接的
に同期回転させる構成のバランサーが使用されている。
また、この種のクランクシャフトのバランサーとして、
クランクシャフトで直接回転駆動される被動部材と該被
動部材に対し回転力伝達可能に連結された錘部材とに分
割し、両者を弾性部材を介して一定角度（例えば約３０
度）まで相対的に回転変位させることにより緩衝作用を
持たせたものが提案されている。このような緩衝作用を
有するクランクシャフトのバランサーを開示する文献に
は、例えば特開昭６０−１９２１４５号公報がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
この種のクランクシャフトのバランサーでは、クランク
シャフトで回転される駆動ギア（または駆動スプロケッ
ト）とシャフト付きの錘（ウエイト）との分割し、前記
駆動ギアと前記シャフト部との間にスプリング、ストッ
パおよびホルダーなどから成る緩衝機構を設けているの
で、構造が複雑で部品点数も多く、さらにスナップリン
グの係合溝の加工やカシメ加工などが必要であり、加工
工数および組立工数が多いものになっている。

【０００４】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、本発明の目的は、構造の簡単化、部
品点数の削減および加工組立工数の低減を図ることがで
き、さらに、慣性モーメント効果を高めることができ、
緩衝のための初動トルクを小さく設定することによりギ
ア打音の発生を防止することができるクランクシャフト
のバランサーを提供することである。

【０００５】

【課題解決のための手段】本発明は、クランクシャフト
により回転駆動される駆動部材と、該駆動部材に対し弾
性部材を介して回転力伝達可能にかつ相対回転変位可能
に連結された錘部材とを有するクランクシャフトのバラ
ンサーにおいて、前記駆動部材をクランクシャフトと平
行に軸支されたシャフト部材で形成して前記錘部材の回
転中心部に嵌合させ、前記シャフト部材の先端部にカム
部を設け、前記錘部材の回転中心部にストッパ付きの弾
性部材を装着し、回転力伝達時に前記カム部が前記弾性
部材を弾性変位させることにより緩衝作用を得る構成と
することにより、上記目的を達成するものである。

【０００６】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明を適用したクランクシャフトのバラ
ンサーの一実施例を示す縦断面図である。図１におい
て、エンジンのクランクケース１の内部にはクランクシ
ャフト２が回転自在に軸支されている。図示のエンジン
は２気筒の場合を示し、前記クランクシャフト２の軸方
向２箇所でそれぞれクランクウエブ３、３を介してクラ
ンクピン４が固定されている。各クランクピン４には不
図示のコネクティングロッドが連結され、これらのコネ
クティングロッドの他端はそれぞれ対応する気筒（シリ
ンダ）内のピストン（不図示）に連結されている。

【０００７】前記クランクシャフト２は、クランクケー
ス１の両側面部５、６および２箇所の中央壁部７、７の
合計４箇所に設けた軸受により支持されている。また、
図示のクランクシャフト２には、エンジン出力を取り出
すための出力ギア８、吸排気弁作動用のカムを駆動する
ためのカム用ギア９、オイルポンプあるいは水ポンプな
どの補機を駆動するための補機用ギア１０などが設けら
れている。

【０００８】クランクケース１内には、クランクシャフ
ト２に直結されて回転駆動されるバランサー１１が装着
されている。このバランサー１１は、クランクシャフト
２により回転駆動される駆動部材（シャフト部材）１２
と、該駆動部材１２に対し弾性部材を介して回転力伝達
可能にかつ相対回転変位可能に連結された錘部材（ウエ
イト部材）１３とを有する分割構造になっている。そし
て、前記錘部材１３は前記中央壁部７、７によりそれら
の間に回転自在に軸支されており、前記シャフト部材１
２は一方の側面部５に回転自在に軸支されるとともに先
端部で前記錘部材１３の回転中心に嵌合されている。

【０００９】クランクシャフト２にはバランサー駆動ギ
ア１４が一体に形成されており、前記シャフト部材１２
には前記バランサー被駆動ギア１５が形成されており、
これらのギア１４、１５は常に噛み合っている。図２お
よび図３は図１中の線２−２に沿った断面図であり、図
２はシャフト部材１２と錘部材１３が相対回転変位して
いない状態を示し、図３はシャフト部材１２と錘部材１
３が相対回転変位した状態を示す。２気筒エンジンでは
一般に各気筒のクランク回転の位相は異なっており、し
たがって、前記バランサーも各気筒ごとに別の構成のも
のが使用される。図示のエンジンでも気筒毎に別のバラ
ンサー１１が使用されるが、それらの構成は慣性質量の
回転位置を除けば実質上同じであるので、以下の説明で
は一つのバランサー機構について説明する。

【００１０】図１〜図３において、前記錘部材１３は図
示のようにその回転中心Ａに関し極力偏心した形状を有
し、その偏心質量部１６とクランクシャフト２の偏心質
量部との回転位置を適宜選定することによりエンジン回
転時の該クランクシャフト２のバランスを取るようにな
っている。

【００１１】前記錘部材１３には、偏心質量部１６の反
対側で開口し、図示のように中心部を通ってやや偏心質
量部側へ至る内部空洞１７が形成されている。また、こ
の錘部材には、前記内部空洞１７へ通じる中心孔（軸受
孔）１８が形成されている。一方、前記シャフト部材１
２の先端部には、組み付け状態で前記中心孔１８に嵌合
する円柱部１９と同じく組み付け状態で前記内部空洞１
７へ突出するカム部２０が形成されている。このカム部
２０は図示の例では断面が略半円形のカム形状になって
いる。

【００１２】前記錘部材１３の前記内部空洞１７内に
は、前記カム形状２０と係合してクランクシャフト２の
回転変動時（バランサー１１の回転変動時）の衝撃また
は増大負荷を緩衝するためのダンパ機構（緩衝機構）２
１が装着されている。図示の例では、このダンパ機構２
１は、圧縮コイルばね２２とばねホルダー兼用のストッ
パ部材２３とで構成されている。そして、前記圧縮コイ
ルばね（以下、単にばねと称す）２２は前記ストッパ部
材２３を介してカム部２０により圧縮されている。ま
た、前記ストッパ部材２３は、前記ばね（弾性部材）２
２を一定量（図３）までは圧縮弾性変形させるが、ばね
２２をそれ以上圧縮しようとしても、前記内部空洞１７
の底面に衝当して該ばねのそれ以上のばね２２の圧縮を
阻止し、シャフト部材１２と錘部材１３を一体回転させ
るような形状寸法になっている。

【００１３】こうして、クランクシャフト２により回転
駆動される駆動部材１２と、該駆動部材１２に対し圧縮
コイルばね（弾性部材）２２を介して回転力伝達可能に
かつ相対回転変位可能に連結された錘部材１３とを有
し、前記駆動部材をクランクシャフト２と平行に軸支さ
れたシャフト部材１２で形成して前記錘部材１３の回転
中心部に嵌合させ、前記シャフト部材１２の先端部にカ
ム部２０を設け、前記錘部材１３の回転中心部にストッ
パ２３付きの圧縮コイルばね２２を装着し、回転力伝達
時に前記カム部２０が前記圧縮コイルばね２２を弾性変
位させることにより緩衝作用を得るように構成されたク
ランクシャフトのバランサー１１が得られる。

【００１４】使用に際しては、エンジンが始動すると、
クランクシャフト２とともに、シャフト部材１２および
錘部材１３から成るバランサー１１が回転し、クランク
シャフト２のバランス効果によりエンジンの振動や騒音
を低減させることができる。その際、エンジン回転数の
変化が急でない場合には前記ばね２２の弾性力によりシ
ャフト部材１２と錘部材１３の相対回転位置は図２に示
す平衡状態に維持される。エンジン回転数が上昇する方
向に急に変化すると、錘部材１３の慣性負荷によりシャ
フト部材１２と該錘部材１３との間に図３に示すような
回転方向の相対的弾性変位が生じ、この弾性変位により
回転急上昇時の衝撃や負荷増大が緩衝される。

【００１５】以上説明した実施例によれば、錘部材１３
の中心部に内部空洞１７を形成し、該内部空洞１７内に
ダンパ機構２１を装着したので、回転慣性力（バランス
量）にあまり寄与しない中心部の質量を減少させるだけ
でダンパ機構２１を組み込むことが可能となり、全体と
しての質量の有効利用による小型軽量化を図ることが可
能になる。また、圧縮コイルばね２２のばね定数を自由
に選定できる構造であるので、初動トルクを小さく設定
することも自由に行なうことができ、ギア音発生を無く
すための設計を容易に行なうことができる。更に、従来
例に比べ、構造が簡単で部品点数も少なく、カシメ等の
工程がなく組立工数も減らすことができ、コンパクトで
安価なクランクシャフトのバランサーが得られる。

【００１６】なお、前述の実施例では、前記圧縮コイル
ばね２２の最大変位（最大トルク）を剛性のストッパ部
材２３で規制するように構成したが、図４に示すような
ゴム状弾性体（弾性部材）のストッパー２４で最大変位
を規制するように構成してもよい。かかる構成によれ
ば、前記ばね２２と前記ゴム状弾性体２４の２つの弾性
部材のばね特性を適宜変えることにより、ダンパ機構２
１のばね特性を一層容易にかつ自由に設定することが可
能になる。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなごとく、本発明
によれば、クランクシャフトにより回転駆動される駆動
部材と、該駆動部材に対し弾性部材を介して回転力伝達
可能にかつ相対回転変位可能に連結された錘部材とを有
するクランクシャフトのバランサーにおいて、前記駆動
部材をクランクシャフトと平行に軸支されたシャフト部
材で形成して前記錘部材の回転中心部に嵌合させ、前記
シャフト部材の先端部にカム部を設け、前記錘部材の回
転中心部にストッパ付きの弾性部材を装着し、回転力伝
達時に前記カム部が前記弾性部材を弾性変位させること
により緩衝作用を得る構成としたので、構造の簡単化、
部品点数の削減および加工組立工数の低減を図ることが
でき、さらに、慣性モーメント効果を高めることがで
き、緩衝のための初動トルクを小さく設定することによ
りギア打音の発生を防止することができるクランクシャ
フトのバランサーが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したクランクシャフトのバランサ
ーの一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１中の線２−２に沿ってバランサーの平衡状
態を示す断面図である。

【図３】図１中の線２−２に沿ってバランサーの最大変
位状態を示す断面図である。

【図４】図１中のバランサーの別の実施例の要部構成を
示す断面図である。

【符号の説明】

１ クランクケース ２ クランクシャフト １１ バランサー １２ 駆動部材（シャフト部材） １３ 錘部材 １４ バランサー駆動ギア １５ バランサー被駆動ギア １６ 偏心質量 １７ 内部空洞 １８ 中心孔 ２０ カム部 ２１ ダンパ機構（緩衝機構） ２２ 圧縮コイルばね（弾性部材） ２３ ストッパ部材 ２４ ゴム状弾性体のストッパ部材（弾性部材）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトにより回転駆動され
   る駆動部材と、該駆動部材に対し弾性部材を介して回転
   力伝達可能にかつ相対回転変位可能に連結された錘部材
   とを有するクランクシャフトのバランサーにおいて、前
   記駆動部材をクランクシャフトと平行に軸支されたシャ
   フト部材で形成して前記錘部材の回転中心部に嵌合さ
   せ、前記シャフト部材の先端部にカム部を設け、前記錘
   部材の回転中心部にストッパ付きの弾性部材を装着し、
   回転力伝達時に前記カム部が前記弾性部材を弾性変位さ
   せることにより緩衝作用を得ることを特徴とするクラン
   クシャフトのバランサー。