JPS604645A - Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸 - Google Patents
Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸Info
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- JPS604645A JPS604645A JP58110412A JP11041283A JPS604645A JP S604645 A JPS604645 A JP S604645A JP 58110412 A JP58110412 A JP 58110412A JP 11041283 A JP11041283 A JP 11041283A JP S604645 A JPS604645 A JP S604645A
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- Japan
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- crankshaft
- pins
- crank
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B75/22—Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B75/00—Other engines
- F02B75/16—Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
- F02B75/18—Multi-cylinder engines
- F02B2075/1804—Number of cylinders
- F02B2075/1824—Number of cylinders six
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2173—Cranks and wrist pins
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（技術分野）
本発明は、Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸、特に４個
の軸受により支持されるクランク軸の改良に関する。
の軸受により支持されるクランク軸の改良に関する。
（従来技術）
従来の■型６気筒内燃機関に使用されるクランク軸とし
ては、例えば第１．２図に示すものが知られている（特
開昭５５−１３１５ｊ６号公報）。同図に示すように、
クランク軸ｌは、シリンダブロックに軸受を介して支持
される第１〜第４主軸部（クランクジャーナル部）（以
下、クランク軸１の前端側より後端側（フライホイール
結合端側）に向かって順次番号をイ」ず）２Ａ、２Ｂ、
２Ｇ、２Ｄと、各気筒のビスト／にコンロッドで連結さ
れる第１〜第６クランクピン３Ａ、３Ｂ、３Ｃ１３Ｄ、
３Ｅ、３Ｆと、これらの主軸部２及び各ビン３を連結す
るクランクアーム４Ａ〜４Ｉと、を大略有している。
ては、例えば第１．２図に示すものが知られている（特
開昭５５−１３１５ｊ６号公報）。同図に示すように、
クランク軸ｌは、シリンダブロックに軸受を介して支持
される第１〜第４主軸部（クランクジャーナル部）（以
下、クランク軸１の前端側より後端側（フライホイール
結合端側）に向かって順次番号をイ」ず）２Ａ、２Ｂ、
２Ｇ、２Ｄと、各気筒のビスト／にコンロッドで連結さ
れる第１〜第６クランクピン３Ａ、３Ｂ、３Ｃ１３Ｄ、
３Ｅ、３Ｆと、これらの主軸部２及び各ビン３を連結す
るクランクアーム４Ａ〜４Ｉと、を大略有している。
隣り合が主軸部３間には一対のビン２が配設されており
、この一対のビン２同士はクランク軸中心に対して円周
方向に互いに６０°離れている。
、この一対のビン２同士はクランク軸中心に対して円周
方向に互いに６０°離れている。
また、第１〜第６ピン３Ａ〜３Ｆは該円周方向にて第１
、第２、第５、第６、第３、第４の順に６０°ずつ離隔
している（ずなわち、バンク角は６０゛である。）５Ａ
、５Ｂはクランクアーム４Ａ、４１にそれぞれ取りイ」
りられた第１１第２バランスウエイトであり、これらの
バランスウェイ１−５Δ、５Ｂはそれぞれ第１ピン３Ａ
及び第６ピン３Ｆの反対側（クランク軸中心にり］して
）に設けられて該クランク軸１の回転時の一次不平衡偶
力をバランスしている。
、第２、第５、第６、第３、第４の順に６０°ずつ離隔
している（ずなわち、バンク角は６０゛である。）５Ａ
、５Ｂはクランクアーム４Ａ、４１にそれぞれ取りイ」
りられた第１１第２バランスウエイトであり、これらの
バランスウェイ１−５Δ、５Ｂはそれぞれ第１ピン３Ａ
及び第６ピン３Ｆの反対側（クランク軸中心にり］して
）に設けられて該クランク軸１の回転時の一次不平衡偶
力をバランスしている。
しかしながら、このような従来の■型６気筒内燃機関の
クランク軸にあっては、バランスウェイトがクランク軸
の両端部にのみ設けられていたため、クランク軸全体と
しては動的つりあいがとれているが、隣り合う主軸部間
ではバランスしておらず、各主軸部における軸受荷重が
大きく、特に第２、第３主軸部のそれが大きくなり、軸
受の摩耗、焼付あるいは偏摩耗等に起因する異音の発生
等という問題点が生じていた。
クランク軸にあっては、バランスウェイトがクランク軸
の両端部にのみ設けられていたため、クランク軸全体と
しては動的つりあいがとれているが、隣り合う主軸部間
ではバランスしておらず、各主軸部における軸受荷重が
大きく、特に第２、第３主軸部のそれが大きくなり、軸
受の摩耗、焼付あるいは偏摩耗等に起因する異音の発生
等という問題点が生じていた。
（発明の目的）
そこで、本発明は、クランク軸全体として、かつ、各主
軸部間においても動的っりあいを保持することにより、
各主軸部における軸受荷重を低減し、上記問題点を解決
することを目的としている。
軸部間においても動的っりあいを保持することにより、
各主軸部における軸受荷重を低減し、上記問題点を解決
することを目的としている。
（発明の構成）
本発明の構成は、一端部から他端部に向かって順次第１
〜第４主軸部を有し、第１、第２主軸部間に順次第１、
第２ビンを、第２、第３主軸部間に順次第３、第４ピン
を、第３、第４主軸部間に順次第５、第６ピンをそれぞ
れ配し、上記主軸受部及びビンの隣接するもの同士を順
次第１〜第９アームで連結したＶ型６気筒内燃機関のク
ランク軸において、クランク軸中心に対して第１、第６
ピンのそれぞれ略反対側に位置するよう、第１、第９ア
ームに第１、第２端部バランスウェイトをそれぞれ設け
るとともに、クランク軸中心に対し第１、第２ビンの略
反対側に位置するよう、第２アームに第１中間バランス
ウェイトを、クランク軸中心に対し第３、第４ビンの略
反対側に位置するよう、第５アームに中央バランスウェ
イトを、クランク軸中心に対し第５、第６ピンの略反対
側に位置するよう、第８アームに第２中間バランスウェ
イトを、それぞれ配設したものである。
〜第４主軸部を有し、第１、第２主軸部間に順次第１、
第２ビンを、第２、第３主軸部間に順次第３、第４ピン
を、第３、第４主軸部間に順次第５、第６ピンをそれぞ
れ配し、上記主軸受部及びビンの隣接するもの同士を順
次第１〜第９アームで連結したＶ型６気筒内燃機関のク
ランク軸において、クランク軸中心に対して第１、第６
ピンのそれぞれ略反対側に位置するよう、第１、第９ア
ームに第１、第２端部バランスウェイトをそれぞれ設け
るとともに、クランク軸中心に対し第１、第２ビンの略
反対側に位置するよう、第２アームに第１中間バランス
ウェイトを、クランク軸中心に対し第３、第４ビンの略
反対側に位置するよう、第５アームに中央バランスウェ
イトを、クランク軸中心に対し第５、第６ピンの略反対
側に位置するよう、第８アームに第２中間バランスウェ
イトを、それぞれ配設したものである。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第３図乃至第１４図は本発明の一実施例を示す図である
。第３図乃至第１０図において、１１は■型６気筒内燃
機関（バンク角：δ＝６０°）のクランク軸を示し、こ
のクランク軸１１はプ〜すの取付けられる前端部からフ
ライホイールの固着される後端部に向かって（以下、順
方向）第１、第２、第３、第４主軸部１２Ａ、１２Ｂ、
１２Ｃ１１２Ｄを順次有している。以下、同一部分は順
方向に順次番号を付し、図中（Ａ、Ｂ、−−−−＞で示
ず。第１主軸部１２Ａと第２主軸部１２Ｂとの間には第
１クランクピン１３Ａと第２クランクピン１３Ｂとが順
方向に順次配設され、これらの主軸部１２Δ、１２Ｂ１
クランクビン１３Ａ、１３Ｂは第１〜第３クランクアー
ム１４Ａ、１４Ｂ、１４ｃにより連結されている。また
、上記第１、第２クランクピン１３Ａ、１３Ｂはクラン
ク軸の回転中心軸（以下、Ｚ軸）に垂直な平面（にＪ、
下、ＸＹ平面、また、両パンク中心線Ｒ，Ｌのなす角の
二等分線をＸ軸、ＸＹ平面内にてＸ軸と直交する軸をＹ
軸）内にてＺ軸を中心としてそのＺ軸回りに互いに６０
°離隔している（第５図参照）。さらに、第１アーム１
４ＡにおいてはＸＹ平面内にて第１ピン１３ＡとＺ軸を
中心として反対側に第１端部バランスウェイト１５Ａが
設けられており （第６図参照）、第２アーム１４Ｂに
はＸＹ平面内に゛ζ第１、第２ピン１３Ａ、１３Ｂの反
対側に（両ピン１３Ａ、１３ＢがＺ軸となす角の二等分
線上でＺ軸を中心として両ピン１３Ａ、１３Ｂの反対側
に）位置するよう第１中間バランスウェイト１６Ａが設
けられている（第７図参照）。第２主軸部１２Ｂと第３
主軸部１２Ｃとの間には第３クランクビン１３Ｃと第４
クランクピン１３Ｄとが順方向に順次配設され、第２主
軸部１２Ｂと第３クランクビン１３ｃとは第４クランク
アームｉ４Ｄで、第３、第４クランクピン１３Ｃ８１３
Ｄは第５クランクアーム１４Ｂで、第５クランクアーム
１４ Ｅと第３主軸部１２Ｃとは第６クランクアーム１
４Ｆでそれぞれ連結されている。これらの第４〜第６ア
ーム１４ｒ）〜１４Ｆは上記第１〜第３７１．１４Ａ−
１４Ｃと同様にＸＹ平面上に延在し、また、隣り合う第
３、第４クランクピン１３Ｃ１＋３Ｄは第１、第２クラ
ンクピン１３Ａ、１３Ｂと同様に該ＸＹ平面内で互いに
６０″離隔して配設されている。ここ゛乙１７は第５ク
ランクアーム１４Ｂに設りた中央バランスウェイトであ
り、この中央バランスウェイト１７は第８図に示すよう
に第３、第４クランクビン１３Ｇ、１３Ｄの反対側に（
第１中間バランスウェイト１６Ａが第１１第２クランク
ピン１３Ａ、１３Ｂの反対側に位置する場合と同様の関
係で）位置している。次に、第３主軸部１２Ｃと第４主
軸部１２Ｄとの間には第５クランクピン１３Ｅ及び第６
クランクビン１３Ｆが順方向に順次配設され、第３主軸
部１２Ｃと第５クランクピンｆ３Ｅとは第７クランクア
ーム１４Ｇで、第５クランクピン１３Ｅと第６クランク
ピン１３Ｆとは第８クラ７り７’−４１４Ｈで、第６ク
ランクビンｉ３Ｆと第４主軸部１２Ｄとは第９クランク
アーム１４ Ｉでそれぞれ連結されている。また、これ
らの第７〜第９クランクアーム１４Ｇ〜１４ Ｉは上記
第１〜第６クランクアーム１４Ａ〜１４Ｆと同じ＜’
Ｘ Ｙ平面上にそれぞれ延在しくＺ軸に垂直）、また、
第５、第６クランクピン１３Ｂ、１３Ｆは上記第１、第
２クランクピン１３Ａ、１３Ｂ及び第３、第４クランク
ピン１３ｃ、＋３Ｄと同様の関係（ＸＹ平面内で互いに
６０°離隔）に配置されている。さらに、第８クランク
アーム１４Ｈには第２中間バランスウェイト１６Ｂが設
けられており、この第２中間バランスウェイト１６Ｂと
第５、第６クランクピン１３ＩＦ、、１３Ｆとの位置関
係は、上記第１中間バランスウェイ目６Ａと第１、第２
クランクピン１３Δ、１３Ｂとのそれと同様で、Ｚ軸を
中心として各ビア１３ Ｅ、１３１？の反対側に第２中
間バランスウェイト１６Ｂが配設されている（第１０図
参照）。１５Ｂは第９クランクアーム１４１に設けられ
た第２端部バランスウェイトを示し、この第２端部パラ
ンスウェイ［５１３は、上記第１端部バランスウェイ）
−１５Ａと同一形状テ、ＸＹ平面内でＺ軸を中心として
第６クランクピ刈３Ｆの反対側に位置するように配設さ
れている（第９図参照）。
。第３図乃至第１０図において、１１は■型６気筒内燃
機関（バンク角：δ＝６０°）のクランク軸を示し、こ
のクランク軸１１はプ〜すの取付けられる前端部からフ
ライホイールの固着される後端部に向かって（以下、順
方向）第１、第２、第３、第４主軸部１２Ａ、１２Ｂ、
１２Ｃ１１２Ｄを順次有している。以下、同一部分は順
方向に順次番号を付し、図中（Ａ、Ｂ、−−−−＞で示
ず。第１主軸部１２Ａと第２主軸部１２Ｂとの間には第
１クランクピン１３Ａと第２クランクピン１３Ｂとが順
方向に順次配設され、これらの主軸部１２Δ、１２Ｂ１
クランクビン１３Ａ、１３Ｂは第１〜第３クランクアー
ム１４Ａ、１４Ｂ、１４ｃにより連結されている。また
、上記第１、第２クランクピン１３Ａ、１３Ｂはクラン
ク軸の回転中心軸（以下、Ｚ軸）に垂直な平面（にＪ、
下、ＸＹ平面、また、両パンク中心線Ｒ，Ｌのなす角の
二等分線をＸ軸、ＸＹ平面内にてＸ軸と直交する軸をＹ
軸）内にてＺ軸を中心としてそのＺ軸回りに互いに６０
°離隔している（第５図参照）。さらに、第１アーム１
４ＡにおいてはＸＹ平面内にて第１ピン１３ＡとＺ軸を
中心として反対側に第１端部バランスウェイト１５Ａが
設けられており （第６図参照）、第２アーム１４Ｂに
はＸＹ平面内に゛ζ第１、第２ピン１３Ａ、１３Ｂの反
対側に（両ピン１３Ａ、１３ＢがＺ軸となす角の二等分
線上でＺ軸を中心として両ピン１３Ａ、１３Ｂの反対側
に）位置するよう第１中間バランスウェイト１６Ａが設
けられている（第７図参照）。第２主軸部１２Ｂと第３
主軸部１２Ｃとの間には第３クランクビン１３Ｃと第４
クランクピン１３Ｄとが順方向に順次配設され、第２主
軸部１２Ｂと第３クランクビン１３ｃとは第４クランク
アームｉ４Ｄで、第３、第４クランクピン１３Ｃ８１３
Ｄは第５クランクアーム１４Ｂで、第５クランクアーム
１４ Ｅと第３主軸部１２Ｃとは第６クランクアーム１
４Ｆでそれぞれ連結されている。これらの第４〜第６ア
ーム１４ｒ）〜１４Ｆは上記第１〜第３７１．１４Ａ−
１４Ｃと同様にＸＹ平面上に延在し、また、隣り合う第
３、第４クランクピン１３Ｃ１＋３Ｄは第１、第２クラ
ンクピン１３Ａ、１３Ｂと同様に該ＸＹ平面内で互いに
６０″離隔して配設されている。ここ゛乙１７は第５ク
ランクアーム１４Ｂに設りた中央バランスウェイトであ
り、この中央バランスウェイト１７は第８図に示すよう
に第３、第４クランクビン１３Ｇ、１３Ｄの反対側に（
第１中間バランスウェイト１６Ａが第１１第２クランク
ピン１３Ａ、１３Ｂの反対側に位置する場合と同様の関
係で）位置している。次に、第３主軸部１２Ｃと第４主
軸部１２Ｄとの間には第５クランクピン１３Ｅ及び第６
クランクビン１３Ｆが順方向に順次配設され、第３主軸
部１２Ｃと第５クランクピンｆ３Ｅとは第７クランクア
ーム１４Ｇで、第５クランクピン１３Ｅと第６クランク
ピン１３Ｆとは第８クラ７り７’−４１４Ｈで、第６ク
ランクビンｉ３Ｆと第４主軸部１２Ｄとは第９クランク
アーム１４ Ｉでそれぞれ連結されている。また、これ
らの第７〜第９クランクアーム１４Ｇ〜１４ Ｉは上記
第１〜第６クランクアーム１４Ａ〜１４Ｆと同じ＜’
Ｘ Ｙ平面上にそれぞれ延在しくＺ軸に垂直）、また、
第５、第６クランクピン１３Ｂ、１３Ｆは上記第１、第
２クランクピン１３Ａ、１３Ｂ及び第３、第４クランク
ピン１３ｃ、＋３Ｄと同様の関係（ＸＹ平面内で互いに
６０°離隔）に配置されている。さらに、第８クランク
アーム１４Ｈには第２中間バランスウェイト１６Ｂが設
けられており、この第２中間バランスウェイト１６Ｂと
第５、第６クランクピン１３ＩＦ、、１３Ｆとの位置関
係は、上記第１中間バランスウェイ目６Ａと第１、第２
クランクピン１３Δ、１３Ｂとのそれと同様で、Ｚ軸を
中心として各ビア１３ Ｅ、１３１？の反対側に第２中
間バランスウェイト１６Ｂが配設されている（第１０図
参照）。１５Ｂは第９クランクアーム１４１に設けられ
た第２端部バランスウェイトを示し、この第２端部パラ
ンスウェイ［５１３は、上記第１端部バランスウェイ）
−１５Ａと同一形状テ、ＸＹ平面内でＺ軸を中心として
第６クランクピ刈３Ｆの反対側に位置するように配設さ
れている（第９図参照）。
また、上記各主軸０１１１２Ａ〜１２Ｄはそれぞれシリ
ンダブロックに軸受メタルを介して回転自在に支持され
、各クランクビン１３八〜１３Ｆは各気筒のピストンに
コンロッドで連結されている。
ンダブロックに軸受メタルを介して回転自在に支持され
、各クランクビン１３八〜１３Ｆは各気筒のピストンに
コンロッドで連結されている。
また、第５図に示すように、ＸＹ゛平面内における上記
クランクピン１３Ａ〜１３Ｆ及び各バランスウェイト１
５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、＋７の位置関係は、同
図中反時計回りの方向に第１、第２、第５、第６、第３
、第４クランクピン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｅ、、１３Ｆ
、１３Ｃ，１３Ｄ（７１順に等間隔６０”をなすととも
に、第１、第２端部バランスウェイｌ−１５Ａ、１５Ｂ
はＺ軸を中心として対称ニ（］８０ ” ＮＩＬ隔）配
置され、さらに、第１、第２中間バランスウェイト１６
八、１６Ｂ及び中央パランスウェイ目７も等間隔（１２
０’）に配置されている。なお、上記クランクビア１３
Ａ 〜１３ Ｆの質量及びＺ軸からその質量中心まで
の長さく距離）は同一であり、各端部バランスウェイｌ
−１５Ａ。
クランクピン１３Ａ〜１３Ｆ及び各バランスウェイト１
５Ａ、１５Ｂ、１６Ａ、１６Ｂ、＋７の位置関係は、同
図中反時計回りの方向に第１、第２、第５、第６、第３
、第４クランクピン１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｅ、、１３Ｆ
、１３Ｃ，１３Ｄ（７１順に等間隔６０”をなすととも
に、第１、第２端部バランスウェイｌ−１５Ａ、１５Ｂ
はＺ軸を中心として対称ニ（］８０ ” ＮＩＬ隔）配
置され、さらに、第１、第２中間バランスウェイト１６
八、１６Ｂ及び中央パランスウェイ目７も等間隔（１２
０’）に配置されている。なお、上記クランクビア１３
Ａ 〜１３ Ｆの質量及びＺ軸からその質量中心まで
の長さく距離）は同一であり、各端部バランスウェイｌ
−１５Ａ。
１５Ｂ、各中間バランスウェイ目６Δ、１６Ｂのそれも
同一としている。また、端ａ１≦バランスウェイト１５
Ａ、１５Ｂの質量は従来のそれよりも軽量化している。
同一としている。また、端ａ１≦バランスウェイト１５
Ａ、１５Ｂの質量は従来のそれよりも軽量化している。
次に作用について説明する。
バンク角δが６０’のＶ型６気筒内燃機関において、そ
のクランク軸１１に働く不平衡偶力Ｍば（ｊが（で表さ
れる。
のクランク軸１１に働く不平衡偶力Ｍば（ｊが（で表さ
れる。
Ｍ＝ ３ （ｒ （Ｗｃ ＋％Ｗｒ） ＋ （１＋４）
ＷＲ１・ｒ・Ｃ１・ｅえθ−−−−（１１ ここで、各記号は以下のとおりである（第１１．１２図
容重（６）。
ＷＲ１・ｒ・Ｃ１・ｅえθ−−−−（１１ ここで、各記号は以下のとおりである（第１１．１２図
容重（６）。
ＷＣ：クランクピン及びコンロット小端部の重量
Ｗｒ：往復動部分の重量（コンロット小端部及びピスト
ンの重量） Ｗ淑：クランクアーム１１１？ｉｌの等１ｉ１１ｉ重量
と回転半径との積 ｒ：ストローク半径 ω：回転角度 ｐ：ボアピッチ したがって、クランク軸１１の軸受荷重は３モーメント
の定理を用いてめられる。以下は荷重の大きな第２主軸
部１２Ｂの軸受（１：１重についてのものであるが、他
の軸受荷重も同様の方法でめられる。
ンの重量） Ｗ淑：クランクアーム１１１？ｉｌの等１ｉ１１ｉ重量
と回転半径との積 ｒ：ストローク半径 ω：回転角度 ｐ：ボアピッチ したがって、クランク軸１１の軸受荷重は３モーメント
の定理を用いてめられる。以下は荷重の大きな第２主軸
部１２Ｂの軸受（１：１重についてのものであるが、他
の軸受荷重も同様の方法でめられる。
第２主軸部１２Ｂの軸受筒ｋ Ｆ ２１：Ｊ： ｆ２）
式テ表される。
式テ表される。
Ｆ２ ＝ＦＡ −１ｌｊｐ →−Ｆ ｒ−−＋２１ごこ
で、ｌ・Ａ ：ハラシスウェイ１を除く回転質ゼ及び行
改質量に、ノーる荷重 Ｆｐ：シリンダ内ガスＥｒＥ力による荷重Ｆｃ：ハラン
スウコーイ１による荷重 である。
で、ｌ・Ａ ：ハラシスウェイ１を除く回転質ゼ及び行
改質量に、ノーる荷重 Ｆｐ：シリンダ内ガスＥｒＥ力による荷重Ｆｃ：ハラン
スウコーイ１による荷重 である。
（イ）このＦＡはＸ軸方向成分ＦＡＸとＹ軸方向成勿Ｆ
Ａｙ とからなり、それぞれ（３）、（４）式で表され
る。この場合、第１クランクピン１３八がＸ ｈｂ上に
位置する時を基１４ｐ、 ｏ ゛ として、第１２図中
時計回りの方向にクランク角θを正Ｃ１二とり、（３）
、（４）式はクランク角θの時の向車でｉ： ｉ’。
Ａｙ とからなり、それぞれ（３）、（４）式で表され
る。この場合、第１クランクピン１３八がＸ ｈｂ上に
位置する時を基１４ｐ、 ｏ ゛ として、第１２図中
時計回りの方向にクランク角θを正Ｃ１二とり、（３）
、（４）式はクランク角θの時の向車でｉ： ｉ’。
ｇ−ＦＡｘ／Ｊ ＝ｆ、・Ｗａ −ｃｏ＋＋θ１ｆ２［
Ｗｃ −ｒ −ｃｏｓθ− Ｗｒ−ｒ （ｃｏｒ、（θ争π／２） ＋１ ／λ ・ Ｃじ （２θ 奢 δ） ）ＣＯ”ｉ
δ／２］ Ｉ−ｒ、・Ｗａ ・ｃｏｓ＋ （θ−δ／２）＋−・− ｆ＋Ｗ ＨＷＲ＋ ＣＯ３（θ＋１８０° ）、−−−
−−＋３１ ｇ−ＦＡＹ ／ω’ ＝ｆ＋ ・Ｗａ −５ｉｎ θ＋
ｆ２ ［Ｗｃ−ｒ ”ｓｉｎ θ− Ｗｒ−ｒ （ｃｏｓ （θ＋δ／２） ＋１／λ ・ｃｏｓ （２θ＋δ）） ｓｉｎ−δ／２］＋ｆ３ ・Ｗ１２ ・ｓｉｎ （θ−δ／２）＋−−〜− ＋ ｆ＋ｓ・Ｗｅ −５ｉｎ （θ＋１８０° ）−−
−−−＋４１ ここで、ｆ ｌ−ｆ ２−−−− ｆ＋ｌ；： ３モー
メントの定理により定められる係数 λ：コンロッドの長さＬＯとクランク半径ｒとの比 ｇ：重力加速度 である。
Ｗｃ −ｒ −ｃｏｓθ− Ｗｒ−ｒ （ｃｏｒ、（θ争π／２） ＋１ ／λ ・ Ｃじ （２θ 奢 δ） ）ＣＯ”ｉ
δ／２］ Ｉ−ｒ、・Ｗａ ・ｃｏｓ＋ （θ−δ／２）＋−・− ｆ＋Ｗ ＨＷＲ＋ ＣＯ３（θ＋１８０° ）、−−−
−−＋３１ ｇ−ＦＡＹ ／ω’ ＝ｆ＋ ・Ｗａ −５ｉｎ θ＋
ｆ２ ［Ｗｃ−ｒ ”ｓｉｎ θ− Ｗｒ−ｒ （ｃｏｓ （θ＋δ／２） ＋１／λ ・ｃｏｓ （２θ＋δ）） ｓｉｎ−δ／２］＋ｆ３ ・Ｗ１２ ・ｓｉｎ （θ−δ／２）＋−−〜− ＋ ｆ＋ｓ・Ｗｅ −５ｉｎ （θ＋１８０° ）−−
−−−＋４１ ここで、ｆ ｌ−ｆ ２−−−− ｆ＋ｌ；： ３モー
メントの定理により定められる係数 λ：コンロッドの長さＬＯとクランク半径ｒとの比 ｇ：重力加速度 である。
（シ＋）次に、ＦｐはＸ軸方向成分ＦｐｘとＹ軸方向成
分ＦｐＹとからなり、（５）、（６）式で示される。
分ＦｐＹとからなり、（５）、（６）式で示される。
１悄）ｘ／ （７１） ） −−ｆ２ ・Ｐ （θ＋δ
／２）・ｃｏｓ δ／２ｆ’＋ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−１２０° ） ・ｃｏｓ δ／２ｆｑ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−２４０° ） ・ｃｏｓ δ／２−−−−−− ｆ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−６００ ° ）・ｃｏｓ δ
／ ２−−−− （５１ ・ｓｉｎ δ／２ｆ−＜ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−１２０° ） −ｓｉｎδ／’ｌ＋ｆ、・ Ｐ （θ＋δ／２−２４０”） ・ｓｉｎ δ／ ２ ＋ −−−−−ｆ、４・Ｐ （θ
＋δ／２−６００’） ・ｓｉｎ δ／ ２−−・（６） （ハ）次に、ＰＣは個々のバランスウェイトの発生する
ベクトルに係数を乗じたものの和で表される（（７）式
）。
／２）・ｃｏｓ δ／２ｆ’＋ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−１２０° ） ・ｃｏｓ δ／２ｆｑ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−２４０° ） ・ｃｏｓ δ／２−−−−−− ｆ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−６００ ° ）・ｃｏｓ δ
／ ２−−−− （５１ ・ｓｉｎ δ／２ｆ−＜ ・ Ｐ （θ＋δ／ ２−１２０° ） −ｓｉｎδ／’ｌ＋ｆ、・ Ｐ （θ＋δ／２−２４０”） ・ｓｉｎ δ／ ２ ＋ −−−−−ｆ、４・Ｐ （θ
＋δ／２−６００’） ・ｓｉｎ δ／ ２−−・（６） （ハ）次に、ＰＣは個々のバランスウェイトの発生する
ベクトルに係数を乗じたものの和で表される（（７）式
）。
ここで、Ｗ の添次（１５Ａ −−−−−１５Ｂ ）は
同符号のバランスウェイト１５Ａ、 １６Ａ、 １７．
１６’ Ｂ、１５Ｂを示す。また、従来の端部バランス
ウェイトのみでは次式（８）を満足する。
同符号のバランスウェイト１５Ａ、 １６Ａ、 １７．
１６’ Ｂ、１５Ｂを示す。また、従来の端部バランス
ウェイトのみでは次式（８）を満足する。
ＷＲ＋６／ＩＩ ＝ ＷＲｔ７ ＝ Ｗｐｔ６ａ ＝
０−−−− （８１以上の（イ）、（ロ）、（ハ）の結
果、（２）式より各クランク角毎に軸受荷重が決定され
る。
０−−−− （８１以上の（イ）、（ロ）、（ハ）の結
果、（２）式より各クランク角毎に軸受荷重が決定され
る。
第１３図はクランク軸１１が２回転する間（θ−〇〜７
２０°）の軸受荷重の大きさと方向とを表す線図である
。図中、実線が本発明を、破線が従来例（第１．２図）
を示す。ごの結果、当該実施例にあっては、最大荷重は
約２０％（従来比）低減し、荷重方向も変化している。
２０°）の軸受荷重の大きさと方向とを表す線図である
。図中、実線が本発明を、破線が従来例（第１．２図）
を示す。ごの結果、当該実施例にあっては、最大荷重は
約２０％（従来比）低減し、荷重方向も変化している。
なお、中間、中央バランスウェイト＋６Ａ、１６ ）３
．１７の質量をさらに増加し、かつ、端部バランスウェ
イ１−１５Ａ、１５Ｂのそれを低減するごとで第２、第
３主軸部１２Ｂ、１２Ｃの軸受荷重をさらに低減できる
。
．１７の質量をさらに増加し、かつ、端部バランスウェ
イ１−１５Ａ、１５Ｂのそれを低減するごとで第２、第
３主軸部１２Ｂ、１２Ｃの軸受荷重をさらに低減できる
。
第１４図は第１〜第４主軸部１２Ａ〜１２Ｄの最大荷重
を示す軸受荷重分布線図である。この図からもわかるよ
うに、従来例（破線）に比して本実施例（実線）では全
主軸部にわたって軸受荷重が低減できる。なお、第２、
第３主軸部１２Ｂ、１２Ｃの荷重低下は第１、第２中間
バランスウェイト１６Ａ、１６Ｂ及び中央バランスウェ
イト１７による結果であり、第１、第４主軸部１２Ａ、
１２Ｄのそれは第１、第２端部バランスウェイト１５Ａ
、１５Ｂの質量低減の結果である。
を示す軸受荷重分布線図である。この図からもわかるよ
うに、従来例（破線）に比して本実施例（実線）では全
主軸部にわたって軸受荷重が低減できる。なお、第２、
第３主軸部１２Ｂ、１２Ｃの荷重低下は第１、第２中間
バランスウェイト１６Ａ、１６Ｂ及び中央バランスウェ
イト１７による結果であり、第１、第４主軸部１２Ａ、
１２Ｄのそれは第１、第２端部バランスウェイト１５Ａ
、１５Ｂの質量低減の結果である。
第１５図乃至第２０図は本発明の他の実施例を示してい
る。この実施例では中間バランスウェイト１６Ａ、１６
Ｂの中心Ｘ、、Ｘ２をその両側のクランクピン１３Ａ、
１３Ｂ、１３Ｅ、１３Ｆの中心とＺ軸とを結ふ線（中心
角の二等分線ｙ１、ｙ２よりオフセント角βだげオフセ
ットさせ（第１６図、ｆｆ１１９図参照）、さらに、こ
のオフセノ１−により住するアンバランスを釣合せるた
め、端部バランスウェイト１５Ａ、１５Ｂを逆方向に（
ＸＹ平面で反時計回りの方向に）オフセット角αだけオ
フセットしたものである（第１５．１８図参照）。なお
、第１７図に示すように中央バランスウェイト１７はオ
フセットしていない。この中間バランスウェイト１６Ａ
、１６Ｂのオフセントにより主軸部の軸受荷重をさらに
低下することができる。この軸受荷重は前記（７）式に
おいてベクトル゛の向きをオフセント角だけずらすこと
でめられる。第２０図は第１中間バランスウェイｌ−１
６Ａのオフセント量と第２主軸部１２’Ｂの軸受荷重と
の関係を示している。この場合、第１６図においてｙ、
を基準として時計回り方向を正としてオフセント角βを
示している。第２中間バランスウェイｌ−１６Ｂは第１
中間バランスウェイト１６Ａに対し、Ｙ軸を中心として
対称形状となっている。第１、第２端部バランスウェイ
］・１５Δ、１５１３４）同イ・ｐにＹ ｉｌｉ＋Ｉ＋
対称である。なお、軸受荷重はオフモノ１−角βを増大
して所定値まで達するとそれ以上では再び増大する（第
２０図参照）。
る。この実施例では中間バランスウェイト１６Ａ、１６
Ｂの中心Ｘ、、Ｘ２をその両側のクランクピン１３Ａ、
１３Ｂ、１３Ｅ、１３Ｆの中心とＺ軸とを結ふ線（中心
角の二等分線ｙ１、ｙ２よりオフセント角βだげオフセ
ットさせ（第１６図、ｆｆ１１９図参照）、さらに、こ
のオフセノ１−により住するアンバランスを釣合せるた
め、端部バランスウェイト１５Ａ、１５Ｂを逆方向に（
ＸＹ平面で反時計回りの方向に）オフセット角αだけオ
フセットしたものである（第１５．１８図参照）。なお
、第１７図に示すように中央バランスウェイト１７はオ
フセットしていない。この中間バランスウェイト１６Ａ
、１６Ｂのオフセントにより主軸部の軸受荷重をさらに
低下することができる。この軸受荷重は前記（７）式に
おいてベクトル゛の向きをオフセント角だけずらすこと
でめられる。第２０図は第１中間バランスウェイｌ−１
６Ａのオフセント量と第２主軸部１２’Ｂの軸受荷重と
の関係を示している。この場合、第１６図においてｙ、
を基準として時計回り方向を正としてオフセント角βを
示している。第２中間バランスウェイｌ−１６Ｂは第１
中間バランスウェイト１６Ａに対し、Ｙ軸を中心として
対称形状となっている。第１、第２端部バランスウェイ
］・１５Δ、１５１３４）同イ・ｐにＹ ｉｌｉ＋Ｉ＋
対称である。なお、軸受荷重はオフモノ１−角βを増大
して所定値まで達するとそれ以上では再び増大する（第
２０図参照）。
（効果）
以上説明してきたように、本発明によれば、クランク軸
の主軸部の軸受荷重が低下し、該軸受の摩耗、焼付ある
いは異音発生等を防止できるという効果が得られる。
の主軸部の軸受荷重が低下し、該軸受の摩耗、焼付ある
いは異音発生等を防止できるという効果が得られる。
第１図は従来のクランク軸を示す正面図、第２図はその
模式化した図、第３図〜第１４図は本発明の一実施例を
示すもので、第３図はクランク軸の正面図、第４図、第
５図はクランク軸の模式化した図、第６図〜第１０図は
第３図の■−■、■−■、■−■、ＩＸ−ＩＸ、Ｘ−Ｘ
各矢視断面図、第１１図、第１２図は該実施例の作用を
説明するための模式化した図、第１３図は軸受荷重の大
きさ及び方向を示すグラフ、第１４図は各主軸部におけ
る軸受荷重の分布を示すグラフ、第１５図〜第２０図は
本発明の他の実施例を示すものであり、第１５図〜第１
９図は第６図〜第１０図と同部位の断面図、第２０図は
オフモノ１−角と軸受荷重との関係を示すグラフである
。 １１−−−クランク軸、 １２ Ａ −１２Ｄ−−一−−−第１〜第４主軸部、１
３Ａ〜１３ Ｆ −−−−−第１〜第６クランクピン、
１４Ａ〜１４Ｉ−−−−一第１〜第９クランクアーム、
１５Ａ、１５Ｂ−−−一第１、第２端部バランスウェイ
ト、 １６Ａ、１６ Ｂ−一一一一・第１、第２中間バランス
ウェイ ト、 １７−−−−−一中央バランスウェイト、Ｚ軸−・−−
−−クランク軸中心。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第１３図 ベアリ、フ゛うし、ブイｅす 第１４図
模式化した図、第３図〜第１４図は本発明の一実施例を
示すもので、第３図はクランク軸の正面図、第４図、第
５図はクランク軸の模式化した図、第６図〜第１０図は
第３図の■−■、■−■、■−■、ＩＸ−ＩＸ、Ｘ−Ｘ
各矢視断面図、第１１図、第１２図は該実施例の作用を
説明するための模式化した図、第１３図は軸受荷重の大
きさ及び方向を示すグラフ、第１４図は各主軸部におけ
る軸受荷重の分布を示すグラフ、第１５図〜第２０図は
本発明の他の実施例を示すものであり、第１５図〜第１
９図は第６図〜第１０図と同部位の断面図、第２０図は
オフモノ１−角と軸受荷重との関係を示すグラフである
。 １１−−−クランク軸、 １２ Ａ −１２Ｄ−−一−−−第１〜第４主軸部、１
３Ａ〜１３ Ｆ −−−−−第１〜第６クランクピン、
１４Ａ〜１４Ｉ−−−−一第１〜第９クランクアーム、
１５Ａ、１５Ｂ−−−一第１、第２端部バランスウェイ
ト、 １６Ａ、１６ Ｂ−一一一一・第１、第２中間バランス
ウェイ ト、 １７−−−−−一中央バランスウェイト、Ｚ軸−・−−
−−クランク軸中心。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 有我軍一部 第１３図 ベアリ、フ゛うし、ブイｅす 第１４図
Claims (1)
- 一端部から他端部に向かって順次第１〜第４主軸部を有
し、第１、第２主軸部間に順次第１、第２ピンを、第２
、第３主軸部間に順次第３、第４ビンを、′第３、第４
主軸部間に順次第５、第６ピンをそれぞれ配し、上記主
軸受部及びビンの隣接するもの同士を順次第１〜第９ア
ームで連結した■型６気筒内燃機関のクランク軸におい
て、クランク軸中心に対して第１、第６ピンのそれぞれ
略反対側に位置するよう、第１、第９アームに第１、第
２端部バランスウェイトをそれぞれ設けるとともに、ク
ランク軸中心に対し第１、第２ピンの略反対側に位置す
る一ヨウ、第２アームに第１中間バランスウェイトを、
クランク軸中心に対し第３、第４ピンの略反対側に位置
するよう、第５アームに中央バランスウェイトを、クラ
ンク軸中心に対し第５、第６ピンの略反対側に位置する
よう、第８アームに第２中間バランスウェイトを、それ
ぞれ配設したことを特徴とする■型６気筒内燃機関のク
ランク軸。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110412A JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸 |
| US06/620,517 US4552104A (en) | 1983-06-20 | 1984-06-14 | Crankshaft of V-6 internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58110412A JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS604645A true JPS604645A (ja) | 1985-01-11 |
| JPS6324178B2 JPS6324178B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=14535120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58110412A Granted JPS604645A (ja) | 1983-06-20 | 1983-06-20 | Ｖ型６気筒内燃機関のクランク軸 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4552104A (ja) |
| JP (1) | JPS604645A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246827U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-23 |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6141034A (ja) * | 1984-08-02 | 1986-02-27 | Toyota Motor Corp | Ｖ型８気筒四サイクル内燃機関 |
| US4730512A (en) * | 1984-10-23 | 1988-03-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine crankshaft structure |
| US4819505A (en) * | 1986-02-19 | 1989-04-11 | Mazda Motor Corporation | Balancer shafts for use in multicylinder engines |
| JPH054570Y2 (ja) * | 1987-02-06 | 1993-02-04 | ||
| IT1232439B (it) * | 1989-09-11 | 1992-02-17 | Fiat Auto Spa | Sistema di equilibratura per un motore a combustione interna a quattro tempi, particolarmente a cinque cilindri in linea |
| US5195398A (en) * | 1991-10-24 | 1993-03-23 | General Motors Corporation | Crankshaft counterweights |
| US5481942A (en) * | 1991-12-30 | 1996-01-09 | Hyundai Motor Company | Crankshaft of V-type 6-cylinder internal combustion engine |
| JPH06307429A (ja) * | 1993-04-16 | 1994-11-01 | Suzuki Motor Corp | クランクシャフト |
| GB2279426B (en) * | 1993-06-29 | 1997-11-05 | Hyundai Motor Co Ltd | Crankshaft of V-type 6-cylinder internal combustion engine |
| GB2392210A (en) * | 2002-08-21 | 2004-02-25 | Maxsym Engine Tech Ltd | Arrangement of balancing system and pistons on a crankshaft |
| JP2007040125A (ja) * | 2005-08-01 | 2007-02-15 | Toyota Industries Corp | Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフト |
| JP2007071227A (ja) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Toyota Motor Corp | 直列４気筒エンジンのクランクシャフト |
| KR100957164B1 (ko) * | 2008-08-25 | 2010-05-11 | 현대자동차주식회사 | 크랭크 샤프트의 발란스 웨이트 시스템 |
| US20190309792A1 (en) * | 2018-04-09 | 2019-10-10 | GM Global Technology Operations LLC | Crankshafts and methods of balancing the same |
| CN110360216A (zh) * | 2019-08-14 | 2019-10-22 | 广西玉柴机器股份有限公司 | V6曲轴结构 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1283970A (en) * | 1916-06-03 | 1918-11-05 | Horace T Thomas | Six-cylinder v-type engine. |
| US1898459A (en) * | 1928-04-26 | 1933-02-21 | Edward C Newcomb | Crank shaft balancing |
| US2632340A (en) * | 1949-04-07 | 1953-03-24 | Gen Motors Corp | V-6 engine |
| US3166054A (en) * | 1962-09-18 | 1965-01-19 | Outboard Marine Corp | Engine |
| CA1158179A (en) * | 1979-03-29 | 1983-12-06 | Calvin E. Wade | Engine camshaft and piston lubrication |
| JPS57107453A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-03 | Komatsu Ltd | Counterweight for crankshaft in internal combustion engine |
-
1983
- 1983-06-20 JP JP58110412A patent/JPS604645A/ja active Granted
-
1984
- 1984-06-14 US US06/620,517 patent/US4552104A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6246827U (ja) * | 1985-09-10 | 1987-03-23 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6324178B2 (ja) | 1988-05-19 |
| US4552104A (en) | 1985-11-12 |
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