JP2005140159A - クランクシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】振動低減化及び軽量化の両立性を向上させることができるクランクシャフトを提供する。
【解決手段】フライホイール１２が連結される後端部１６に最も近接しているクランクジャーナル５Ｊの中空部５Ｋの抜き径ｂ５が他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊの中空部１Ｋ〜４Ｋの抜き径ｂ１〜ｂ４より小さい。これによって、クランクジャーナル５Ｊの剛性を他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊより高くすることができるとともに、他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊについて軽量化を実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に用いられるクランクシャフトに関し、特に、内部に中空部が形成されているクランクシャフトに関する。

クランクシャフトにおいては、軽量化を行うためにその内部を中空化する技術が提案されている。この内部が中空化されたクランクシャフトの従来例が特開昭６３−１４０１０４号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１のクランクシャフトにおいては、後方側にフライホイールが連結され、前方になるに従いカウンターウェイトの質量を順次小さくするとともにクランクピンの内部に形成される中空部を順次大きくしている。これによって、捩り振動の低減化と軽量化の両立を図っている。

さらに、内部が中空化されたクランクシャフトのその他の例として、特許文献２のクランクシャフトが開示されている。

特開昭６３−１４０１０４号公報 実開平１−１４１９２０号公報

特許文献１においては、前方になるに従いクランクピンの内部に形成される中空部を順次大きくしているため、クランクピンの剛性が気筒ごとに異なってくる。したがって、クランクシャフトの振動モードを適切に調整することが難しくなり、振動を十分に低減することが困難であるという問題点がある。

本発明は、振動低減化及び軽量化の両立性を向上させることができるクランクシャフトを提供することを目的とする。

本発明に係るクランクシャフトは、各クランクジャーナルの内部に中空部が形成されており、一端部にフライホイールが連結されるクランクシャフトであって、各クランクジャーナルの外径が略等しく、前記一端部に最も近接しているクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径は、他のクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径より小さいことをことを要旨とする。

本発明においては、各クランクジャーナルの外径が略等しく、フライホイールが連結される一端部に最も近接しているクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径が他のクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径より小さい。これによって、高剛性が要求されるフライホイールに最も近接しているクランクジャーナルについて他のクランクジャーナルより剛性を高くすることができるとともに、他のクランクジャーナルについて軽量化を実現できる。したがって、本発明によれば、振動低減化及び軽量化の両立性を向上させることができる。さらに、各クランクジャーナルの外径が略等しいことにより、各クランクジャーナルを回転支持するためのベアリングに同一部品を使用することができるので、コスト低減も実現できる。

以下、本発明を実施するための形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１，２は、本発明の実施形態に係るクランクシャフトの構成の概略を示す図であり、図１は外観図を示し、図２は内部構成図を示す。そして、図１，２は、４気筒の内燃機関に用いられるクランクシャフトに本発明を適用した場合を示す。本実施形態に係るクランクシャフトは、クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊ、クランクピン１Ｐ〜４Ｐ、及びクランクアーム１Ａ〜８Ａを備えている。なお、本実施形態においては、図示しないプーリが連結される方の端部を前端部１４とし、フライホイール１２が連結される方の端部を後端部１６とする。また、図１，２においては、後端部１６にフライホイール１２が連結されている状態でクランクシャフトを図示している。

クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊは、ベアリング（メタル）によって図示しないクランク室内に回転可能に支持される。クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊの中で、クランクジャーナル１Ｊが前端部１４に最も近接しており、以下、前端部１４に近い順にクランクジャーナル２Ｊ、クランクジャーナル３Ｊ、及びクランクジャーナル４Ｊが配設されており、クランクジャーナル５Ｊが後端部１６に最も近接している。そして、クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊの内部には、中空部１Ｋ〜５Ｋがそれぞれ形成されている。

クランクピン１Ｐ〜４Ｐは、ベアリング（メタル）を介して図示しないコネクティングロッドに回転可能に連結される。クランクピン１Ｐ〜４Ｐの中で、クランクピン１Ｐが前端部１４に最も近接しており、以下、前端部１４に近い順にクランクピン２Ｐ及びクランクピン３Ｐが配設されており、クランクピン４Ｐが後端部１６に最も近接している。そして、クランクピン１Ｐ〜４Ｐの内部には、中空部１Ｑ〜４Ｑがそれぞれ形成されている。

クランクアーム１Ａ〜８Ａの各々は、クランクジャーナルとクランクピンとを連結している。そして、クランクアーム１Ａ〜８Ａには、カウンターウェイト１Ｗ〜８Ｗがそれぞれ設けられている。

中空部１Ｋ〜５Ｋ，１Ｑ〜４Ｑは互いに連通していることで、クランクシャフト内の中空部は一体化されている。なお、本実施形態に係るクランクシャフトについては、鋳造により一体成形を行うことができる。

本実施形態においては、各クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊに関して外径ａ１〜ａ５は略等しい。そして、各クランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊに関して中空部１Ｋ〜４Ｋの抜き径ｂ１〜ｂ４は略等しい。ただし、クランクジャーナル５Ｊの中空部５Ｋの抜き径ｂ５は、クランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊの中空部１Ｋ〜４Ｋの抜き径ｂ１〜ｂ４より小さい。したがって、クランクジャーナル５Ｊの肉厚は、クランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊの肉厚より厚い。

また、各クランクピン１Ｐ〜４Ｐに関して外径ｃ１〜ｃ４は略等しい。そして、各クランクピン１Ｐ〜３Ｐに関して中空部１Ｑ〜３Ｑの抜き径ｄ１〜ｄ３は略等しい。ただし、クランクピン４Ｐの中空部４Ｑの抜き径ｄ４は、クランクピン１Ｐ〜３Ｐの中空部１Ｑ〜３Ｑの抜き径ｄ１〜ｄ３より小さい。したがって、クランクピン４Ｐの肉厚は、クランクピン１Ｐ〜３Ｐの肉厚より厚い。

ここで、フライホイール１２が連結される後端部１６に最も近接しているクランクジャーナル５Ｊについては、フライホイール１２の共振に対する強度を確保するために、他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊより高剛性が要求される。本実施形態においては、クランクジャーナル５Ｊの内部における中空部５Ｋの抜き径ｂ５が他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊの内部における中空部１Ｋ〜４Ｋの抜き径ｂ１〜ｂ４より小さいことにより、クランクジャーナル５Ｊの肉厚が他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊの肉厚より厚い。これによって、クランクジャーナル５Ｊの剛性を他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊより高くすることができるとともに、他のクランクジャーナル１Ｊ〜４Ｊについて軽量化を実現できる。したがって、本実施形態によれば、振動低減化及び軽量化の両立性を向上させることができる。

さらに、各クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊに関して外径ａ１〜ａ５は略等しいことにより、クランクジャーナル１Ｊ〜５Ｊを回転支持するためのベアリングについて同一部品を使用することができる。したがって、本実施形態によれば、コスト低減も実現できる。また、クランクジャーナル５Ｊの中空部５Ｋの抜き径ｂ５を小さくすることにより、クランクジャーナル５Ｊの外径ａ５を増大させることなくクランクジャーナル５Ｊの剛性を高くすることができるので、フリクションの増大を招くこともない。

以上の説明においては、４気筒の内燃機関に用いられるクランクシャフトの場合について説明したが、本発明は他の型の内燃機関に用いられるクランクシャフトにも適用可能である。

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明の実施形態に係るクランクシャフトの構成の概略を示す外観図である。 本発明の実施形態に係るクランクシャフトの構成の概略を示す内部構成図である。

符号の説明

１Ａ〜８Ａ クランクアーム、１Ｊ〜５Ｊ クランクジャーナル、１Ｋ〜５Ｋ，１Ｑ〜４Ｑ 中空部、１Ｐ〜４Ｐ クランクピン、１Ｗ〜８Ｗ カウンターウェイト、１２ フライホイール、１４ 前端部、１６ 後端部。

Claims (1)

1. 各クランクジャーナルの内部に中空部が形成されており、一端部にフライホイールが連結されるクランクシャフトであって、
   各クランクジャーナルの外径が略等しく、
   前記一端部に最も近接しているクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径は、他のクランクジャーナルの内部における中空部の抜き径より小さいことを特徴とするクランクシャフト。
   

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