JPH0582494B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、４つの主軸受を有するＶ型６気筒エ
ンジン用のクランクシヤフト、いわゆる４ベアリ
ングタイプのクランクシヤフトに関する。

（従来技術） クランクシヤフトの構造として、例えば、特開
昭55−146233号公報には、クランクシヤフトに作
用する不つり合い慣性力、及びその偶力を減少さ
せ、エンジン振動を減少させるとともに、クラン
クシヤフトの耐久性を向上させるために、前端ク
ランクアームと後端クランクアームにそれぞれカ
ウンターウエイトを設けたＶ型４気筒エンジンの
クランクシヤフトが開示されている。この構造の
ようにクランクシヤフトの前後両端部にカウンタ
ーウエイトを設けたものは、クランクシヤフト全
体のバランスを良くすることができる点で一定の
効果を奏するものではあるが、各気筒のピストン
の支持に係る各クランクピンまわりの偶力に対し
ては効果が薄く、部分的不釣合が残存して、エン
ジン振動及び、クランクシヤフトの耐久性の問題
に対して納得のゆく解決を図ることはできない。
またクランクシヤフトの径を大きくして剛性を大
きくすることにより問題の解決を図ることも考え
られが、これでは、重量が増大して、製造コスト
の面で不利となる。

（本発明の目的） 本発明の目的は、主軸受を４箇所有するＶ型６
気筒エンジン用のクランクシヤフトにおいて、ク
ランクシヤフト全体の不釣合慣性力、及び偶力を
なくすとともに、部分的不釣合状態も同時に解消
することにより、エンジン振動、クランクシヤフ
ト運動部分の局部的応力増大を抑制し、耐久性の
向上した、しかも軽量化されたクランクシヤフト
を提供することである。

（本発明の構成） 本発明のクランクシヤフトは、上記目的を達成
するため以下のように構成される。すなわち、本
発明は、４つの主軸受を有し隣り合う主軸受間に
２つずつのクランクピンを備えたＶ型６気筒エン
ジン用のクランクシヤフトの構造に係るものであ
つて、前端クランクアーム端部、および後端クラ
ンクアーム端部に重心が該端部に近接するクラン
クピン方向と対向する方向にそれぞれ配置される
第１のカウンターウエイトと、前方から第２番目
の主軸受の前後両側クランクアーム端部、及び前
方から第３番目の主軸受の前後両側クランクアー
ム端部にそれぞれ重心が該クランクアームに近接
するクランクピン方向に対向する方向と該クラン
クピン方向に対向する方向側の上記第１のカウン
ターウエイト方向との間に配置される第２のカウ
ンターウエイトとを備えたことを特徴とする。第
２のカウンターウエイトの配置方向は、対応する
近接クランクピンの配置方向から180°回転した方
向すなわち、正反対方向の両側60°以内の角度範
囲内で４つの第２のカウンターウエイトの相互の
位置関係を適当に維持しながら配置される。

（本発明の効果） 本発明によれば、前端クランクアーム及び後端
クランクアームに第１のカウンターウエイトが取
付けられる。これによつて、クランクシヤフトの
前端部及び後端部が着力点となる運動系全体の偶
力を打消すことができる。また、第２主軸受の前
後のクランクアーム及び第３主軸受の前後のクラ
ンクアームにはそれぞれ第２のカウンターウエイ
トが取付けられる。これによつて、各気筒のクラ
ンクピンまわりの不釣合偶力を打消すことができ
る。第２のカウンターウエイトは、当該対応する
クランクピによる局部的不つり合い偶力を解消す
るためには、上述のようにクランクピンの配置方
向とは正反対方向に配置すれば良い。また、この
方向から60°以内の角度範囲内で適当に偏寄して
配置しても良く、このように配置すれば、当該ク
ランクピン回りの不つり合い偶力を解消し得るだ
けでなく、系全体の不つり合い偶力の解消にも効
果がある。なお、上記60°を越えて配置すること
は、偶力解消の方向の分力が弱まつて、効果が薄
れるだけでなく、かえつて不つり合い偶力を増大
させる効果になるので好ましくない。従つて、本
発明によりクランクシヤフトの運動系全体のバラ
ンスを向上させることができるとともに、各主軸
受まわりの応力及び受軸部の面圧を軽減すること
ができる。また、このようにクランクシヤフトの
応力値が低下することにより、クランクシヤフト
を軽量化しても、十分な耐久性能を維持すること
ができ、製造コストの面でも有利となる。

（実施例の説明） 第１図、第２図、第３図を参照すれば、Ｖ型６
気筒エンジン用の本発明の実施例に係わるクラン
クシヤフト１０が示されている。第１図におい
て、左側がフライホイールが取付けられる前側で
あり、右側では、後側で出力軸に接続される。ク
ランクシヤフト１０は、前後方向に延設される４
つの主軸受部、すなわち、前方から第１主軸部１
２、第２主軸受部１４、第３主軸受部１６、第４
主軸受部１８において、シリンダブロツク（図示
せず）に軸ｌのまわりに回転自在に支持される。
各主軸受部の間には、それぞれ２つづつクランク
ピンが配設されている。このクランクピンは、各
気筒のピストンに接続されるコンロツド（図示せ
ず）の一端を枢支するようになつている。第１主
軸受部１２及び第２主軸受部１４との間には第
１、及び第２クランクピン２０，２２が、第２主
軸受部１４と第３主軸受部１６との間には第３、
及び第４クランクピン２４，２６が、第３主軸受
部１６と第４主軸受部１８との間には、第５及び
第６クランクピン２８，３０がそれぞれ形成され
ている。また、第１主軸受部１２と、第１クラン
クピン２０とは、第１クランクアーム３２により
連結されており、第１クランクピン２０と第２ク
ランクピン２２とは第２クランクアーム３４によ
り連結されている。以下、第２クランクピン２２
と第２主軸受部１４とは第３クランクアーム３６
により、第２主軸受部１４と第３クランクピン２
４とは第４クランクアーム３８により、第３クラ
ンクピン２４と第４クランクピン２６とは第５ク
ランクアーム４０により、第４クランクピンと第
３主軸受部１６とは、第６クランクアーム４２に
より、第３主軸受部１６と第５クランクピン２８
とは、第７クランクアーム４４により、第５クラ
ンクピン２８と第６クランクピン３０とは第８ク
ランクアーム４６により、第６クランクピン３０
と第４主軸受部１８とは、第９クランクアーム４
８によりそれぞれ連結されている。

前端の第１クランクアーム３２と、後端の第９
クランクアーム４８には第１のカウンターウエイ
ト３２ａ及び４８ａが設けられ、第２図に示すよ
うに第１クランクアーム３２のカウンターウエイ
ト３２ａは、その重心位置３２ｂが該アーム３２
に連結される第１クランクピン２０の方向とは反
対方向になるように、また第９クランクアーム４
８のカウンターウエイト４８ａはその重心位置４
８ｂが該アームに連結される第６クランクピン３
０の連結側とは反対方向になるように配置され
る。そして、主軸受部１２，１４，１６，１８の
回転中心は軸ｌ上にあるとともに、クランクピン
２０，２２，２４，２６，２８，３０の回転中心
も軸ｌ上にある。そして、これらのクランクピン
及び、クランクアームのカウンターウエイトは、
回転中心のまわりに60°角度間隔で配置される。
本例では、第１クランクピン２０と第２クランク
ピン２２とは60°だけ離れており、第３クランク
ピン２４は第２クランクピン２２の正反対側すな
わち、180°離れている。そして、第１クランクピ
ン２０と第３クランクピン２２との中間には、両
者から60°だけ離れた位置には、第４クランクピ
ン２６があり、この第４クランクピンの反対側に
は、第５クランクピン２８が配置されている。ま
た、第５クランクピン２８と第３クランクピンと
の中間、すなわち、第１クランクピン２０の反対
側には第６クランクピン３０が配置されている。
そして、本例では、カウンターウエイトの位置
は、連結されるクランクピンとの関係において、
例えば第３図に示されるように、第４クランクア
ーム３８のカウンターウエイト３８ａは、その重
心３８ｂが連結される第３クランクピン２４の反
対方向になるように配置される。従つて、４つの
カウンターウエイトは第２図に示すように配置さ
れる。すなわち、第３クランクアーム３６におい
ては、第２クランクピン２２の反対方向にカウン
ターウエイト３６ａの重心３６ｂがくるように、
第６クランクアーム４２においては、第４クラン
クピン２６の反対方向にカウンターウエイト４２
ａの重心４２ｂがくるように、第７クランクアー
ム４４においてカウンターウエイト４４ａの重心
４４ｂが第５クランクピン２８の反応方向にくる
ようにそれぞれ配置される。

以上のように、クランクシヤフト１０を構成し
た場合においてあるタイミングにおけるクランク
シヤフト１０の各部に作用する遠心力を、第４図
に模式的に示す。図において、太い矢印は、第１
及び第２のカウンターウエイトの遠心力の上下方
向の分力の大きさを表わし、細い矢印は、クラン
クピンに作用する各気筒へのコンロツドからの遠
心力の上下方向の分力の大きさを表わす。クラン
クシヤフト１０の第１主軸受部１２と、第２主軸
受部１４との間においては、第１クランクピン２
０と第２クランクピン２２に上向きの遠心力２０
ａ，２２ｃが作用するとともに、第１のカウンタ
ーウエイト３２ａ及び第２のカウンターウエイト
３６ａによる遠心力３２ｅ，３６ｃが第１クラン
クシヤフト３２及び第３クランクシヤフト３６に
おいて下向きに作用する。また、第２主軸受部１
４と第３主軸受部１６との間では、第３クランク
ピン２４ａに下向きの遠心力２４ａが第４クラン
クピン２６に上向きの遠心力２６ａが、第４クラ
ンクアーム３８に上向きの遠心力３８ｃが、第６
クランクアーム４２には上向きの遠心力４２ｃが
それぞれ作用する。さらに、第３主軸受部１６と
第４主軸受部１８との間には、第５クランクピン
２８と第６クランクピン３０に下向きの遠心力２
８ａ，３０ａが第７クランクアーム４４及び第９
クランクアーム４８に上向きの遠心力４４ｃ，４
８ｃが作用する。この位相関係では、第１クラン
クピン２０及び第６クランクピン３０に作用する
遠心力は互いに反対向きであつて比較的大きいの
で系全体に対して比較的大きな不つり合い偶力が
作用することになる。本例においては、第１クラ
ンクピン２０の近くには、該ピンの反対方向に第
１のカウンターウエイト３２ａが設けられる反対
向きの遠心力を生じるので、第１クランクピン２
０に作用する遠心力はこれによつて相殺される。
同様に、第６クランクピン３０に作用する遠心力
３０ａは第１のカウンターウエイト４８ａによる
遠心力４８ｃが反対向きに作用することにより相
殺される。従つて、２つの第１のカウンターウエ
イトの作用により系全体に作用する不つり合い偶
力を解消することができる。また、クランクシヤ
フト１０の長手方向の中間領域においては、各ク
ラクピンに対して作用する遠心力による不つり合
い偶力が部分的に生じることになるが、これに対
しては各クランクピンに近接する位置にこれと対
向側にそれぞれ４つの第２のカウンターウエイト
が設けられ、それぞれ対応するクランクピンの遠
心力とは反対方向の遠心力を生じるので、この部
分的不つり合い偶力も解消することができる。従
つて、本例の構造においては、系全体の不つり合
い偶力を有効に解消することができるとともに、
各部の不つり合い偶力も併せて解消することがで
きるので、クランク軸の全体の応力レベルを下げ
ことができこれによつて、クランク軸の耐久性の
改善及び軽量化を行うことができる。

また、第２のカウンターウエイトの配置は、必
ずしも近接するクランクピンの180°方向に設ける
必要はなく、やや偏寄した方向に取りつけること
もできる。例えば、第５図における実施例におい
ては、第２のカウンターウエイト３８ａの重心３
８ｂはクランクピン２４の位置の正反対方向から
60°だけ偏寄している。第２のカウンターウエイ
トをそれぞれこのように偏寄して配置することに
より、これらの第２のカウンターウエイトの遠心
力により、上記の部分的不つり合い偶力が解消す
ることがでるだけでなく、これらの遠心力は系全
体の不つり合い偶力を解消するのにも有効に作用
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係わるＶ型６気筒
エンジンのクランクシヤフトの全体図、第２図は
第１図のクランクシヤフトの側面図、第３図は、
第１図の−断面図、第４図は、本発明のクラ
ンクシヤフトの各部にかかる遠心力の大きさを模
式的に表わした概念図、第５図は、他の実施例に
おける第３図と同様の図である。 １０……クランクシヤフト、１２，１４，１
６，１８……主軸受、２０，２２，２４，２６，
２８，３０……クランクピン、３２，３４，３
６，３８，４０，４２，４４，４６，４８……ク
ランクアーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ４つの主軸受を有し隣り合う主軸受間に２つ
   ずつのクランクピンを備えたＶ型６気筒エンジン
   用のクランクシヤフトの構造であつて、前端クラ
   ンクアーム端部、および後端クランクアーム端部
   に重心が該端部に近接するクランクピン方向と対
   向する方向にそれぞれ配置される第１のカウンタ
   ーウエイトと、前方から第２番目の主軸受の前後
   両側クランクアーム端部、及び前方から第３番目
   の主軸受の前後両側クランクアーム端部にそれぞ
   れ重心が該クランクアームに近接するクランクピ
   ン方向に対向する方向と該クランクピン方向に対
   向する方向側の上記第１のカウンターウエイト方
   向との間に配置される第２のカウンターウエイト
   とを備えたことを特徴とするＶ型６気筒エンジン
   のクランクシヤフト。