JPS6323625Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6323625Y2 JPS6323625Y2 JP11491182U JP11491182U JPS6323625Y2 JP S6323625 Y2 JPS6323625 Y2 JP S6323625Y2 JP 11491182 U JP11491182 U JP 11491182U JP 11491182 U JP11491182 U JP 11491182U JP S6323625 Y2 JPS6323625 Y2 JP S6323625Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crankshaft
- balance weight
- balance
- couple
- inertia
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は直列５気筒機関に関し、殊にメインベ
アリングの荷重を軽減するためのバランスウエイ
トの配置構造に関する。
アリングの荷重を軽減するためのバランスウエイ
トの配置構造に関する。
往復動内燃機関においては、各気筒のクランク
軸のクランクピンに接続する往復運動部の慣性力
及びこの慣性力とシリンダピツチによつて定まる
慣性偶力を機関全体として平衡させることにより
機関振動、特に低周波振動を防止するため、バラ
ンスウエイトについて種々の考案がなされている
（実開昭55−165141号公報等）。
軸のクランクピンに接続する往復運動部の慣性力
及びこの慣性力とシリンダピツチによつて定まる
慣性偶力を機関全体として平衡させることにより
機関振動、特に低周波振動を防止するため、バラ
ンスウエイトについて種々の考案がなされている
（実開昭55−165141号公報等）。
従来の直列５気筒機関の場合、慣性力は良好に
平衡しているが慣性偶力は１次（但し、クランク
軸１回転にｎ回起こる現象をｎ次と定義する），
２次，…，の慣性偶力が平衡せずに残存してしま
い、この残存慣性偶力によつて振幅の大きな低周
波振動を引き起こし、乗員に不快感を与えるとい
う問題があつた。
平衡しているが慣性偶力は１次（但し、クランク
軸１回転にｎ回起こる現象をｎ次と定義する），
２次，…，の慣性偶力が平衡せずに残存してしま
い、この残存慣性偶力によつて振幅の大きな低周
波振動を引き起こし、乗員に不快感を与えるとい
う問題があつた。
一方、慣性力は良好に平衡に達していると前に
述べたが、これは互いに離れた運動部分が慣性力
を及ぼし合つた結果であり機関全体としてバラン
スしているものであり、個々の運動部分を見れば
大きな慣性力が働いている。このため、メインベ
アリング特に機関中央部の荷重が過大となつてそ
の耐久性の低下を招く恐れがあつた。
述べたが、これは互いに離れた運動部分が慣性力
を及ぼし合つた結果であり機関全体としてバラン
スしているものであり、個々の運動部分を見れば
大きな慣性力が働いている。このため、メインベ
アリング特に機関中央部の荷重が過大となつてそ
の耐久性の低下を招く恐れがあつた。
本考案は上記の実情に鑑みてなされたもので、
バランスウエイトの数、取付位置及び取付角度を
適切に設定することにより、慣性偶力の低減だけ
でなく、メインベアリングに対する荷重も軽減で
きるようにすることを目的とする。
バランスウエイトの数、取付位置及び取付角度を
適切に設定することにより、慣性偶力の低減だけ
でなく、メインベアリングに対する荷重も軽減で
きるようにすることを目的とする。
以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本実施例の直列５気筒機関のクランク
軸を示すものである。
軸を示すものである。
第１図中、１はシリンダブロツク（図示せず）
に軸受を介して支持されるクランク軸で、前端側
より各気筒のピストンにコンロツドを介して接続
する第１〜第５クランクピン２〜６が順次設けら
れている。そして、４つの第１〜第４バランスウ
エイト７〜１０が第１，第５，第６，第10の各ウ
エツブに装着されている。１１はフライホイール
である。これら第１〜第４バランスウエイト７〜
１０の取付位置状態は第２図に示す如くクランク
軸１前端側から時計回り方向に見た場合、第１ク
ランクピン２に対して第１バランスウエイト７が
180゜、第２バランスウエイト８が0゜、第３バラン
スウエイト９が288゜、第４バランスウエイト１０
が108゜それぞれ位相がずれた位置に装着してあ
る。この取付位置はクランク軸１中央部のメイン
ベアリングの荷重を軽減させるのに最適な位置に
なつており、しかも残存慣性偶力の影響を軽減で
きるものであり、以下に述べる解折結果により定
められる。
に軸受を介して支持されるクランク軸で、前端側
より各気筒のピストンにコンロツドを介して接続
する第１〜第５クランクピン２〜６が順次設けら
れている。そして、４つの第１〜第４バランスウ
エイト７〜１０が第１，第５，第６，第10の各ウ
エツブに装着されている。１１はフライホイール
である。これら第１〜第４バランスウエイト７〜
１０の取付位置状態は第２図に示す如くクランク
軸１前端側から時計回り方向に見た場合、第１ク
ランクピン２に対して第１バランスウエイト７が
180゜、第２バランスウエイト８が0゜、第３バラン
スウエイト９が288゜、第４バランスウエイト１０
が108゜それぞれ位相がずれた位置に装着してあ
る。この取付位置はクランク軸１中央部のメイン
ベアリングの荷重を軽減させるのに最適な位置に
なつており、しかも残存慣性偶力の影響を軽減で
きるものであり、以下に述べる解折結果により定
められる。
着火順序が＃１−＃２−＃４−＃５−＃３の場
合、気筒往復運動部における１次の慣性偶力M1
は下記の如く残存することが確かめられている。
合、気筒往復運動部における１次の慣性偶力M1
は下記の如く残存することが確かめられている。
ただし、Wrec；気筒往復運動部分重量
ｒ ；クランク軸のアーム半径
ω ；クランク軸の回転角速度
ｌ ；気筒間ピツチ
ｇ ；重力加速度
θ ；クランク角度
一方、本考案では、この往復運動部の大きさが
変動する残存慣性偶力をバランスウエイトによつ
てハーフバランシング（大きさ1/2｜M1｜をもつ
回転偶力に変換する）させて残存慣性偶力を回転
偶力とするようにしている。
変動する残存慣性偶力をバランスウエイトによつ
てハーフバランシング（大きさ1/2｜M1｜をもつ
回転偶力に変換する）させて残存慣性偶力を回転
偶力とするようにしている。
そこで、このハーフバランシングする場合にバ
ランスウエイトに必要な慣性偶力Mc′は となる。
ランスウエイトに必要な慣性偶力Mc′は となる。
従つて、最終的にバランスウエイトに必要な慣
性偶力Mcは上記(2)式に回転運動部分重量Wrevの
要素を付加したもので となる。
性偶力Mcは上記(2)式に回転運動部分重量Wrevの
要素を付加したもので となる。
この(3)式の慣性偶力Mcを満足するバランスウ
エイトの配置はいろいろあるが、特にクランク軸
１中央部の第３クランクピン４を挾んで両側のメ
インベアリングの軸受性能を最も良好とするため
には、第５ウエツブと第６ウエツブにバランスウ
エイトを設け、これらバランスウエイト８，９が
それぞれ前記メインベアリングの両側の気筒の慣
性力の合力と釣り合う方向、即ち前述した角度位
置である第１クランクピン２に対して0゜，288゜位
相のずれた位置となる。この時、第１バランスウ
エイト７、第４バランスウエイト１０は前述の
180゜，108゜位相のずれた位置となる。これ以外の
角度位置にバランスウエイトを配置しても、(3)式
の慣性偶力Mc（第３図に示す）を満足させること
は可能であり、慣性偶力を軽減して機関のバラン
シングを良好に保つことはできるが、個々の運動
部分における慣性力を打ち消すことができなくな
り、もう１つの特徴である全てのメインベアリン
グの軸受性能の向上を図ることができなくなる。
エイトの配置はいろいろあるが、特にクランク軸
１中央部の第３クランクピン４を挾んで両側のメ
インベアリングの軸受性能を最も良好とするため
には、第５ウエツブと第６ウエツブにバランスウ
エイトを設け、これらバランスウエイト８，９が
それぞれ前記メインベアリングの両側の気筒の慣
性力の合力と釣り合う方向、即ち前述した角度位
置である第１クランクピン２に対して0゜，288゜位
相のずれた位置となる。この時、第１バランスウ
エイト７、第４バランスウエイト１０は前述の
180゜，108゜位相のずれた位置となる。これ以外の
角度位置にバランスウエイトを配置しても、(3)式
の慣性偶力Mc（第３図に示す）を満足させること
は可能であり、慣性偶力を軽減して機関のバラン
シングを良好に保つことはできるが、個々の運動
部分における慣性力を打ち消すことができなくな
り、もう１つの特徴である全てのメインベアリン
グの軸受性能の向上を図ることができなくなる。
また、バランスウエイトの静アンバランス量は
前述のバランスウエイトに必要な慣性偶力Mcを
満足しなければならない。尚、静アンバランス量
はこれをｆとするとｆ＝Ｗ・ｒで表わされる（た
だしＷ；バランスウエイト重量、ｒ；バランスウ
エイト重心とクランク軸中心との距離）。
前述のバランスウエイトに必要な慣性偶力Mcを
満足しなければならない。尚、静アンバランス量
はこれをｆとするとｆ＝Ｗ・ｒで表わされる（た
だしＷ；バランスウエイト重量、ｒ；バランスウ
エイト重心とクランク軸中心との距離）。
ここで、各バランスウエイトとの静アンバラン
ス量をf1，f2，f3，f4とし、第３気筒の中心を基
準とした両側の慣性偶力M2，M3とすると、M2
＝f1・l2−f2・l1、M3＝f4・l2−f3・l1で表わされ
第３図に示す方向でありこれらがMcを満足する
にはM2＝M3の場合で、この時にはf1＝f4、f2＝f3
である。
ス量をf1，f2，f3，f4とし、第３気筒の中心を基
準とした両側の慣性偶力M2，M3とすると、M2
＝f1・l2−f2・l1、M3＝f4・l2−f3・l1で表わされ
第３図に示す方向でありこれらがMcを満足する
にはM2＝M3の場合で、この時にはf1＝f4、f2＝f3
である。
従つて、第３図より
f1・l2−f2・l1＝１／2sin36゜｜Mc｜
となる。
そして、第３気筒における慣性力の釣り合い条
件からf2が決定され、しかも通常クランク軸では
l2≒（８〜９）l1であるので、これらの条件より、
クランク軸のバランス取り加工の作業性等を加味
したバランスウエイトの余裕率をも考慮してf1と
f2の比を求めると f1：f2＝１：（１〜1.3） となる。
件からf2が決定され、しかも通常クランク軸では
l2≒（８〜９）l1であるので、これらの条件より、
クランク軸のバランス取り加工の作業性等を加味
したバランスウエイトの余裕率をも考慮してf1と
f2の比を求めると f1：f2＝１：（１〜1.3） となる。
従つて、クランク軸のバランスウエイトの静ア
ンバランス量比 f1：f2：f3：f4 ＝１：（１〜1.3）：（１〜1.3）：１ とすることで、バランス取り加工の作業性は向上
し、しかもクランク軸の負担を軽減できる。
ンバランス量比 f1：f2：f3：f4 ＝１：（１〜1.3）：（１〜1.3）：１ とすることで、バランス取り加工の作業性は向上
し、しかもクランク軸の負担を軽減できる。
以上説明したように本考案によれば、直列５気
筒機関において慣性偶力を減少できかつメインベ
アリングに対する荷重を軽減できる位置を選択し
てバランスウエイトを装着したので、機関振動を
抑制でき、しかも、クランク軸の軽量化により機
関本体の軽量化を達成できる。
筒機関において慣性偶力を減少できかつメインベ
アリングに対する荷重を軽減できる位置を選択し
てバランスウエイトを装着したので、機関振動を
抑制でき、しかも、クランク軸の軽量化により機
関本体の軽量化を達成できる。
第１図は本考案の１実施例を示す簡略斜視図、
第２図は同上実施例のクランク軸前端部から見た
場合のバランスウエイトの配置を説明する図、第
３図は慣性偶力の関係を説明する図である。 １…クランク軸、２〜６…クランクピン、７〜
１０…バランスウエイト。
第２図は同上実施例のクランク軸前端部から見た
場合のバランスウエイトの配置を説明する図、第
３図は慣性偶力の関係を説明する図である。 １…クランク軸、２〜６…クランクピン、７〜
１０…バランスウエイト。
Claims (1)
- クランク軸の当該軸前端部より第１，第５，第
６，第10番目の各ウエツブにそれぞれバランスウ
エイトを装着し、かつ、クランク軸前端より時計
回り方向に見た時に第１，第５，第６，第10番目
の各ウエツブのバランスウエイトが第１クランク
ピンに対してそれぞれ180゜，0゜，288゜，108゜位相
のずれた位置に装着されたことを特徴とする直列
５気筒機関。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11491182U JPS5921153U (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直列５気筒機関 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11491182U JPS5921153U (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直列５気筒機関 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5921153U JPS5921153U (ja) | 1984-02-08 |
| JPS6323625Y2 true JPS6323625Y2 (ja) | 1988-06-29 |
Family
ID=30265442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11491182U Granted JPS5921153U (ja) | 1982-07-30 | 1982-07-30 | 直列５気筒機関 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5921153U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0724689Y2 (ja) * | 1988-11-02 | 1995-06-05 | トヨタ自動車株式会社 | 多気筒内燃機関用クランク軸 |
-
1982
- 1982-07-30 JP JP11491182U patent/JPS5921153U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5921153U (ja) | 1984-02-08 |
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