JP2010060014A - クランクシャフト及びクランクシャフトを備えたエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】クランクウェブの慣性マスを確保した上で該クランクウェブのさらなる軽量化を図ることを可能としたクランクシャフト及び該クランクシャフトを備えたエンジンを提供する。
【解決手段】クランクウェブの外周側に設けた一対のクランクウェイト部７７が、クランクピン３４との対極位置Ｔを挟んで互いに離間し、クランクウェブにおける各クランクウェイト部７７間の離間部の外周側には、クランクウェブの外周形状を切り欠く切り欠き部８３が設けられる。クランクシャフト３１を備えたエンジン２１は、シリンダ軸線Ｃ２がクランク軸線Ｃ１に対してオフセットし、各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗは、ピストン上死点時にシリンダ軸線Ｃ２側にオフセットする。
【選択図】図２

Description

この発明は、クランクシャフト及びクランクシャフトを備えたエンジンに関する。

従来、相対する一対のクランクウェブと、該各クランクウェブの内側間に支持されるクランクピンと、前記各クランクウェブの外側にそれぞれ突出するジャーナル部とを有するクランクシャフトにおいて、前記クランクウェブを、ジャーナル部及びクランクピンの周辺部位と、クランクピンと径方向で反対側となる部位と、該反対側の部位から周方向に延びる外周部位とを除き、最小限の肉厚に形成することによって、該クランクウェブの軽量化及び慣性マスの確保を図ったものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−２５４３１９号公報

ところで、上記構成において、クランクウェブをさらに軽量化してエンジンレスポンスの向上等を図ろうとしても、該クランクウェブの慣性マスが不足してクランクシャフトのバランス調整が困難になるという課題がある。
そこでこの発明は、クランクウェブの慣性マスを確保した上で該クランクウェブのさらなる軽量化を図ることを可能としたクランクシャフト及び該クランクシャフトを備えたエンジンを提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、相対する一対のクランクウェブ（例えば実施例のクランクウェブ４５，４６）と、該各クランクウェブの内側間に支持されるクランクピン（例えば実施例のクランクピン３４）と、前記各クランクウェブの外側にそれぞれ突出するジャーナル部（例えば実施例のジャーナル部４７，４８）とを有するクランクシャフト（例えば実施例のクランクシャフト３１）において、前記各クランクウェブが、前記ジャーナル部と同軸の円筒状の外周壁（例えば実施例の外周壁７１）と、該外周壁の軸方向一側を閉塞する側壁（例えば実施例の側壁７２）とを有する中空状に形成され、このクランクウェブにおける前記クランクピンと径方向で反対側となる部位の外周側には、該クランクウェブよりも比重の大きいウェイト本体（例えば実施例のウェイト本体７８）を有する一対のクランクウェイト部（例えば実施例のクランクウェイト部７７）が、前記クランクピンとの対極位置（例えば実施例の対極位置Ｔ）を周方向で挟んで互いに離間するように設けられ、前記クランクウェブにおける前記各クランクウェイト部間の離間部（例えば実施例の離間部８４）の外周側には、該クランクウェブにおける軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠く切り欠き部（例えば実施例の切り欠き部８３）が設けられることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記一対のクランクウェイト部は、それぞれ前記クランクウェブの外周面（例えば実施例の外周面７１ａ）に沿うように並ぶ複数のウェイト本体を有してなることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載のクランクシャフトを備えたエンジン（例えば実施例のエンジン２１）であって、前記クランクピンにコンロッド（例えば実施例のコンロッド３３）を介して連結されるピストン（例えば実施例のピストン３２）と、該ピストンを摺動自在に収容するシリンダ（例えば実施例のシリンダ２３）とを備え、前記シリンダの中心軸線（例えば実施例の中心軸線Ｃ２）が、前記クランクシャフトの回転中心軸線（例えば実施例の回転中心軸線Ｃ１）に対してオフセットして設けられ、前記各クランクウェイト部全体の重心位置（例えば実施例の重心位置Ｗ）が、前記ピストンが上死点にあるときに、クランク軸方向視で前記クランクピンの軸中心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線（例えば実施例の直線Ｌ１）に対して、前記シリンダの中心軸線側にオフセットするように設けられることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記一対のクランクウェイト部は、それぞれ前記クランクウェブの外周面（例えば実施例の外周面７１ａ）に沿うように並ぶ複数のウェイト本体を有してなり、該各ウェイト本体は、クランク軸方向視で前記直線を挟んで対称となるように配置され、前記各ウェイト本体における前記直線を挟んで対をなすもの同士の内、前記ピストンが上死点にあるときに前記シリンダの中心軸線側にあるものの重心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線を第一直線（例えば実施例のＬ３，Ｌ４）とする一方、前記ピストンが上死点にあるときに前記シリンダの中心軸線と反対側にあるものの重心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線を第二直線（例えば実施例のＬ３’，Ｌ４’）とし、前記ピストンが上死点にあるときに、前記クランクウェブにおける前記クランクピンと反対側の領域において、前記直線と第一直線との間に形成される角度（例えば実施例のα，β）が、前記直線と第二直線との間に形成される角度（例えば実施例のα’，β’）よりも大きいことを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、クランクウェブを中空状に形成して軽量化を図りつつ、該クランクウェブにおけるクランクピンと反対側の外周部にヘビーメタル等からなるウェイト本体を保持するクランクウェイト部を設けることで、該クランクウェブの慣性マスを効率よく確保することができる。
そして、前記クランクウェブにおけるクランクピンと径方向で反対側となる部位の外周側には、一対のクランクウェイト部をクランクピンとの対極位置を周方向で挟んで互いに離間するように配置し、かつ前記クランクウェブにおける各クランクウェイト部間の離間部の外周側には、クランクウェブにおける軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠く切り欠き部を形成することで、前記ウェイト本体を極力外周側に配置してクランクウェブの慣性マスを効率よく確保でき、クランクシャフトのバランス調整を容易にできると共に、前記クランクウェブと下死点にあるピストンとを近接可能としてコンロッド長さの短縮ひいては軽量化を図ることができ、ピストン速度を速めてシリンダ壁面を通して逃げる熱を極力少なくして燃焼圧力の低下を効果的に防止できる。

請求項２に記載した発明によれば、各クランクウェイト部における複数のウェイト本体をクランクウェブの外周面近傍に集中配置して該クランクウェブの慣性マスを効率よく確保することができる。

請求項３に記載した発明によれば、シリンダの中心軸線がクランクシャフトの回転中心軸線に対してオフセットしたオフセットクランク機構において、前記クランクウェブにおける各クランクウェイト部全体の重心位置を前述の如くシリンダの中心軸線側にオフセットさせることで、ピストンが上死点にあるときのピストンのストローク慣性力を効果的に受けることができる。また、前記ウェイト本体の位置を調整するだけで、各クランクウェイト部全体の重心位置をシリンダ軸線側にオフセットさせることができ、クランクシャフトのバランス調整を容易に行うことができる。

請求項４に記載した発明によれば、各クランクウェイト部における複数のウェイト本体をクランクウェブの外周面近傍に集中配置して該クランクウェブの慣性マスを効率よく確保した上で、各クランクウェイト部全体の重心位置をシリンダの中心軸線側にオフセットさせてピストンのストローク慣性力を効果的に受けることができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示すオフロードタイプの自動二輪車（鞍乗り型車両）１において、その前輪２は左右フロントフォーク３の下端部に軸支され、左右フロントフォーク３の上部はステアリングステム４を介して車体フレーム５のヘッドパイプ６に操舵可能に枢支される。ステアリングステム４の上部にはバータイプの操向ハンドル７が取り付けられる。

ヘッドパイプ６の上部後側からは左右メインチューブ８が後下がりに後方へ延び、該左右メインチューブ８の後端部が車体前後中間部において左右ピボットフレーム９の上端部に連なる。ヘッドパイプ６の下部後側からは、左右メインチューブ８よりも急傾斜をなす単一のダウンフレーム１１が斜め後下方へ延び、該ダウンフレーム１１の下端部からはこれと同様の傾斜をなす左右ロアフレーム１２が左右に分岐して延びる。左右ロアフレーム１２の下部は後方へ湾曲し、これらが左右ピボットフレーム９の下端部に接続される。このような車体フレーム５の内側には、自動二輪車１の原動機であるエンジン（内燃機関）２１が搭載される。なお、図中符号１３はダウンフレーム１１の上下中間部後側から左右に分岐して後方へ延びて左右メインチューブ８の前後中間部下側に接続されるガセットフレームを示す。

左右ピボットフレーム９の下部にはスイングアーム１５の前端部（基端部）が上下揺動可能に枢支され、該スイングアーム１５の左右リヤアーム１６の後端部には自動二輪車１の後輪１７が軸支される。スイングアーム１５の前部下側にはリンク機構１８を介してリヤクッションユニット１９の下端部が連結され、該リヤクッションユニット１９の上端部が左右メインチューブ８の後端部近傍の間に渡るクロスメンバ１４に連結される。

図２を併せて参照し、エンジン２１は、クランクシャフト３１の回転中心軸線Ｃ１（クランク軸線）を車幅方向（左右方向）に沿わせた単気筒エンジンであり、その下部を構成するクランクケース２２の前部上方にシリンダ２３を略垂直に立設した基本構成を有する。以下、シリンダ２３の立設方向（ピストン３２の往復動方向）に沿う中心軸線（シリンダ軸線）を符号Ｃ２で示す。シリンダ軸線Ｃ２は上部が前方に位置するようにやや傾斜している。

クランクケース２２の後部は、クラッチ６１及びトランスミッション６５を収容する変速機ケースを兼ねる。クランクケース２２の後部左側にはドライブスプロケット２４が配置され、該ドライブスプロケット２４と後輪１７左側のドリブンスプロケット２５とにドライブチェーン２６が掛け回される。

シリンダ２３の後部には吸気系部品であるスロットルボディ２７が接続され、該スロットルボディ２７の後部にはエアクリーナボックス２７ａが接続される。また、シリンダ２３の前部には排気系部品である排気管２８が接続され、該排気管２８が車体右側に取り回されて車体後部のサイレンサ２８ａに接続される。

シリンダ２３の上方であって左右メインチューブ８の前部間には燃料タンク２９ａが配設される。車体フレーム５の後部にはシートフレーム２９ｂが接続され、該シートフレーム２９ｂ上にはシート２９ｃが配設される。シート２９ｃの前部は前方に延出し、該前部が燃料タンク２９ａの後部上面に支持される。

図２，３を参照し、シリンダ２３は、クランクケース２２の前部上側に取り付けられるシリンダ本体２３ａと、該シリンダ本体２３ａの先端側に取り付けられるシリンダヘッド２３ｂと、該シリンダヘッド２３ｂの先端側に取り付けられるヘッドカバー２３ｃとを有してなる。シリンダ本体２３ａ内にはピストン３２が往復動可能に嵌装される。ピストン３２を左右に貫通するピストンピン３２ａには、コンロッド３３の小端部３３ａが揺動自在に取り付けられ、該コンロッド３３の大端部３３ｂは、前記クランクシャフト３１のクランクピン３４に回転自在に取り付けられる。なお、図中符号３４ａはクランクピン３４及び大端部３３ｂ間のローラベアリングを示す。

ピストン３２の往復動は、コンロッド３３を介してクランクシャフト３１の回転動に変換され、該回転動力が前記クラッチ６１及びトランスミッション６５を介してクランクケース２２の後部左側に出力された後、前記各スプロケット２４，２５及びドライブチェーン２６を介して後輪１７に伝達される。

シリンダヘッド２３ｂの後部内には吸気ポート３５が形成され、該吸気ポート３５の一対の燃焼室側開口がそれぞれ吸気バルブ３６によって開閉される。また、シリンダヘッド２３ｂの前部内には排気ポート３７が形成され、該排気ポート３７の一対の燃料室側開口がそれぞれ排気バルブ３８によって開閉される。

シリンダヘッド２３ｂ内には、クランクシャフト３１と平行をなして左右に延びる単一のカムシャフト３９が配設される。カムシャフト３９は、その軸方向中間部に吸気カム３９ａ及び排気カム３９ｂをそれぞれ一体に有する。カムシャフト３９の右端部にはカムドリブンスプロケット４１が同軸固定され、該カムドリブンスプロケット４１とクランクシャフト３１の右側部に同軸固定されたカムドライブスプロケット４２とに無端状のカムチェーン４３が巻き掛けられて、カムシャフト３９がクランクシャフト３１と連係駆動する。

カムシャフト３９の軸方向両側の各吸気カム３９ａは、一対の吸気バルブ３６のステム上端に装着したバルブリフタ３６ａをそれぞれ直接押圧して該各吸気バルブ３６を開閉させる。一方、カムシャフト３９の軸方向中央側の排気カム３９ｂは、平面視Ｙ字形のローラロッカーアーム３８ａを介して一対の排気バルブ３８のステム上端を押圧して該各排気バルブ３８を開閉させる。

クランクシャフト３１は、左右方向で相対する一対のクランクウェブ４５，４６と、該各クランクウェブ４５，４６の内側間に支持される前記クランクピン３４と、前記各クランクウェブ４５，４６の外側にそれぞれ突出するジャーナル部４７，４８とを有してなる。左ジャーナル部４７はクランクケース２２内の左クランク軸受け４７ａにローラベアリング４７ｂを介して回転自在に支持され、右ジャーナル部４８はクランクケース２２内の右クランク軸受け４８ａにボールベアリング４８ｂを介して回転自在に支持される。なお、図中矢印Ｆはクランクシャフト３１の正回転方向を示す。

左ジャーナル部４７の左方に連設される左支持軸４７ｃの外周には、左ジャーナル部４７側から順に、前記カムドライブスプロケット４２が一体形成された左カラー部材５１、及びクランクシャフト３１の左方に同軸配置されたジェネレータＧのアウタロータ５３がそれぞれ一体回転可能に支持される。

一方、右ジャーナル部４８の右方に連設される右支持軸４８ｃの外周には、右ジャーナル部４８側から順に、クランクケース２２の前部内側に配設されたバランサ４９駆動用のバランサドライブギヤ４９ａが一体形成された右カラー部材５２、及び前記クラッチ６１への動力伝達用のプライマリドライブギヤ５４がそれぞれ一体回転可能に支持される。

前記トランスミッション６５は、クランクシャフト３１と平行をなして左右に延びるメインシャフト６６及びカウンタシャフト６７と、これら両シャフト６６，６７が支持する変速ギヤ群６８とを主になる。メインシャフト６６の右端部には多板クラッチである前記クラッチ６１が同軸配置される。クラッチ６１のクラッチアウタ６２には、前記プライマリドライブギヤ５４に噛み合うプライマリドリブンギヤ５５が一体回転可能に設けられる。これら各ギヤ５４，５５を介して、クランクシャフト３１の回転動力がクラッチアウタ６２に伝達される。

クラッチ６１のクラッチインナ６３はメインシャフト６６と一体回転可能に設けられ、このクラッチインナ６３とクラッチアウタ６２との間の動力伝達が複数のクラッチ板６４を介して断接される。なお、図中符号６９はキック式スタータを示し、キックペダル軸６９ａに入力された回転動力は、スタータドライブギヤ６９ｂ、スタータアイドルギヤ６９ｃ及びスタータドリブンギヤ６９ｄを介してプライマリドリブンギヤ５５に伝達される。

ここで、エンジン２１は、燃焼室内での最大圧力時（燃焼（膨張）行程初期、ピストン３２が上死点付近にあるとき）におけるピストン３２のシリンダ内面への押し付け力（摺動抵抗）の低減等を図るべく、シリンダ軸線Ｃ２に対してクランク軸線Ｃ１を後方（ピストン３２が上死点にあるときのクランクピン３４の移動方向の上流側）へ所定量だけオフセットさせたオフセットクランク機構を採用する。換言すれば、シリンダ軸線Ｃ２がクランク軸線Ｃ１に対して前方（ピストン３２が上死点にあるときのクランクピン３４の移動方向の下流側）へオフセットしている。

図６，９を参照し、左右クランクウェブ４５，４６は、左右ジャーナル部４７，４８と同軸の円盤状をなすもので、相互間の中央におけるクランク軸線Ｃ１との直交平面に関して互いに面対称となる構成を有する。すなわち、図６，９に示す左クランクウェブ４５の構成は、右クランクウェブ４６も同様に有している。
左右クランクウェブ４５，４６は、左右ジャーナル部４７，４８と同軸の円筒状の外周壁７１と、該外周壁７１における軸方向（クランクシャフト３１（クランクウェブ４５，４６）の軸方向、以下、特に記載がなければ同様）でクランクピン３４側の端部（内側端部）を閉塞する平坦状の側壁７２とを一体に有し、それぞれ軸方向で左ジャーナル部４７側又は右ジャーナル部４８側（何れも外側）に開放する椀形（盥形、中空状）とされる。

クランクシャフト３１は、クランクピン３４を介して左右分割体３１ａ，３１ｂを一体に連結してなる分割式（組み立て式）とされる。左分割体３１ａはクランクピン３４左方の左クランクウェブ４５及び左ジャーナル部４７を、右分割体３１ｂはクランクピン３４右方の右クランクウェブ４６及び右ジャーナル部４８を、それぞれ一体に有してなる。左右クランクウェブ４５，４６の外周側には、クランクピン３４の軸方向端部を圧入固定する嵌合孔７３がそれぞれ穿設される。

図６，９を参照し、左右クランクウェブ４５，４６は、それぞれ左右ジャーナル部４７，４８の基端周辺から嵌合孔７３の周辺に渡る軸方向視楕円状（長円状）の部位を、外周壁７１の軸方向高さと同等の厚さとなるように外側に向けて厚肉状に形成することで、所定の強度を有するクランクアーム部７４を形成する。クランクアーム部７４の軸方向視両側に位置する側壁７２には、例えば大小一対の肉抜き孔７５がそれぞれ形成される。

左右クランクウェブ４５，４６は、クランクピン３４と径方向（クランクシャフト３１（クランクウェブ４５，４６）の径方向、以下、特に記載がなければ同様）で反対側となる部位の外周側を、左右クランクウェブ４５，４６間の隙間内に張り出すように内側に向けて厚肉状に形成することで、軸方向視円弧状の内ウェイト部７６を形成する（図２参照）。左右の内ウェイト部７６間の隙間は、コンロッド３３の両端部３３ａ，３３ｂ間における比較的左右厚さの小さいロッド部分を通過させるだけの左右幅とされる。

そして、左右クランクウェブ４５，４６におけるクランクピン３４と径方向で反対側となる部位の外周側には、該左右クランクウェブ４５，４６よりも比重の大きいウェイトピン７８を有してなる一対のクランクウェイト部７７が、左右クランクウェブ４５，４６外周の前記クランクピン３４との対極位置Ｔを周方向（クランクシャフト３１（クランクウェブ４５，４６）の周方向、以下、特に記載がなければ同様）で挟んで互いに離間するように設けられる。

図７を併せて参照し、各クランクウェイト部７７は、タングステン合金等のヘビーメタルからなる一対の前記ウェイトピン７８と、該一対のウェイトピン７８を嵌合孔７９ａ内に圧入固定して保持するウェイト保持部７９とをそれぞれ有してなる。
各ウェイトピン７８はクランク軸線Ｃ１と平行な円柱状をなし、該各ウェイトピン７８が外周壁７１の外周面７１ａ（クランクウェブ４５，４６の軸方向視の外縁）に近接し、かつ該外周面７１ａに沿って並ぶように配置される。

各ウェイト保持部７９は、クランクウェブ４５，４６における一対のウェイトピン７８の配置部位を、外周壁７１の軸方向高さと同等の厚さとなるように外側に向けて厚肉状に形成してなり、軸方向視では外周壁７１から内周側に略台形状をなして膨出するように設けられる。
各ウェイト保持部７９（クランクウェイト部７７）は、前記内ウェイト部７６の一部と軸方向視で重なり、各ウェイトピン７８は、ウェイト保持部７９の外側面と内ウェイト部７６の内側面とに渡ってこれらを貫通するように設けられる。

図６，８を参照し、各ウェイト保持部７９とクランクアーム部７４とは径方向で互いに離間するが、これらの間には断面山形をなして径方向に沿って延びる補強リブ８１が渡設される。各ウェイト保持部７９間の外周壁７１は、他部分の外周壁７１よりも厚肉状に形成されることで、各ウェイト保持部７９間を連結する連結壁８２とされる。

図６，９を参照し、左右クランクウェブ４５，４６における各クランクウェイト部７７間の離間部８４の外周側には、それぞれ左右クランクウェブ４５，４６における軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠いてなる切り欠き部８３が設けられる。切り欠き部８３における連結壁８２が形成する外周面８２ａは、軸方向視で外周壁７１本来の外周面７１ａよりも曲率の小さい（緩やかな）弧状をなし、外周壁７１本来の外周面７１ａに対して径方向内側に変位する。このように、切り欠き部８３がクランクウェブ４５，４６の外周形状を軸方向視三日月状に切り欠くことで、クランク軸線Ｃ１から切り欠き部８３の外周面８２ａまでの径方向距離が、クランク軸線Ｃ１から外周壁７１本来の外周面７１ａまでの径方向距離よりも短くされる。

図４，５を併せて参照し、切り欠き部８３、すなわち左右クランクウェブ４５，４６におけるクランクピン３４との対極位置Ｔの周辺部分は、ピストン３２が下死点にあるときに該ピストン３２に最も接近する部位であり、当該部位の外周側を切り欠いてその径方向距離を短縮することで、下死点にあるピストン３２を左右クランクウェブ４５，４６に近付けることが可能となり、コンロッド３３の長さを短縮することが可能となる。また、切り欠き部８３を各クランクウェイト部７７間の離間部８４の外周側に設けることで、各ウェイトピン７８を内周側に追い込むことなく切り欠き部８３を形成でき、各ウェイトピン７８を外周側に集中配置することが可能となる。なお、図中符号４７ｄはローラベアリング４７ｂのインナリングを示す。

図２を参照し、各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗ（全クランクウェイト部７７を一つの系とした場合の質量中心）は、軸方向視で各クランクウェイト部７７間の略中央に位置するが、この重心位置Ｗは、ピストン３２が上死点にあるときに軸方向視でピストンピン３２ａ及びクランクピン３４の各軸中心及びクランク軸線Ｃ１を結ぶ直線Ｌ１に対して、シリンダ軸線Ｃ２側に所定量Ｓ１だけオフセットするように設けられる。これにより、ピストン３２が上死点に至った際に、各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗに作用する遠心力の向きを、軸方向視でシリンダ軸線Ｃ２と平行な向きに近付けることができ、ピストン３２の慣性力による振動を効果的に低減することができる。

なお、図４に示すように、ピストン３２が下死点に至った際には、軸方向視でピストンピン３２ａ及びクランクピン３４の各軸中心及びクランク軸線Ｃ１を結ぶ直線Ｌ２に対して、各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗがシリンダ軸線Ｃ２と反対側に所定量Ｓ２だけオフセットするように設けられる。このときも、前記重心位置Ｗに作用する遠心力の向きを、軸方向視でシリンダ軸線Ｃ２と平行な向きに近付けることが可能である。

図６に示すように、各ウェイトピン３４は、クランク軸方向視で、前記直線Ｌ１（又は直線Ｌ２）を挟んで対称となるように配置されている。
ここで、各ウェイトピン３４における直線Ｌ１を挟んで対をなすもの同士（図６では直線Ｌ１に近いもの同士及び遠いもの同士）の内、ピストン３２が上死点にあるときに前記シリンダ軸線Ｃ２側にあるもの（図６では直線Ｌ１の左側にあるもの）の重心（クランクピン３４においては軸中心）とクランク軸線Ｃ１とを結ぶ直線を第一直線Ｌ３，Ｌ４とする一方、ピストン３２が上死点にあるときにシリンダ軸線Ｃ２と反対側にあるもの（図６では直線Ｌ１の右側にあるもの）の重心（軸中心）とクランク軸線Ｃ１とを結ぶ直線を第二直線Ｌ３’，Ｌ４’とする。
そして、ピストン３２が上死点にあるときに、クランクウェブ４５，４６におけるクランクピン３４の反対側の領域（図６ではクランク軸線Ｃ１よりも下側の領域）において、前記直線Ｌ１と第一直線Ｌ３，Ｌ４との間に形成される角度α，βが、前記直線Ｌ１と第二直線Ｌ３’，Ｌ４’との間に形成される角度α’，β’よりもそれぞれ大きくなるように設定されている。

以上説明したように、上記実施例におけるクランクシャフト３１は、相対する一対のクランクウェブ４５，４６と、該各クランクウェブ４５，４６の内側間に支持されるクランクピン３４と、前記各クランクウェブ４５，４６の外側にそれぞれ突出するジャーナル部４７，４８とを有するものであって、前記各クランクウェブ４５，４６が、前記ジャーナル部４７，４８と同軸の円筒状の外周壁７１と、該外周壁７１のウェブ軸方向一側を閉塞する側壁７２とを有する中空状に形成され、このクランクウェブ４５，４６における前記クランクピン３４とウェブ径方向で反対側となる部位の外周側には、該クランクウェブ４５，４６よりも比重の大きいウェイトピン７８を有する一対のクランクウェイト部７７が、前記クランクピン３４との対極位置Ｔをウェブ周方向で挟んで互いに離間するように設けられ、前記クランクウェブ４５，４６における前記各クランクウェイト部７７間の離間部８４の外周側には、該クランクウェブ４５，４６におけるウェブ軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠く切り欠き部８３が設けられるものである。

この構成によれば、クランクウェブ４５，４６を中空状に形成して軽量化を図りつつ、該クランクウェブ４５，４６におけるクランクピン３４と反対側の外周部にヘビーメタル等からなるウェイトピン７８を保持するクランクウェイト部７７を設けることで、該クランクウェブ４５，４６の慣性マスを効率よく確保することができる。
そして、前記クランクウェブ４５，４６におけるクランクピン３４と径方向で反対側となる部位の外周側には、一対のクランクウェイト部７７をクランクピン３４との対極位置Ｔを周方向で挟んで互いに離間するように配置し、かつ前記クランクウェブ４５，４６における各クランクウェイト部７７間の離間部８４の外周側には、クランクウェブ４５，４６における軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠く切り欠き部８３を形成することで、前記ウェイトピン７８を極力外周側に配置してクランクウェブ４５，４６の慣性マスを効率よく確保でき、クランクシャフト３１のバランス調整を容易にできると共に、前記クランクウェブ４５，４６と下死点にあるピストン３２とを近接可能としてコンロッド３３の長さの短縮ひいては軽量化を図ることができ、ピストン速度を速めてシリンダ壁面を通して逃げる熱を極力少なくして燃焼圧力の低下を効果的に防止できる。

また、上記クランクシャフト３１は、前記一対のクランクウェイト部７７が、それぞれ前記クランクウェブ４５，４６の外周面７１ａに沿うように並ぶ複数のウェイトピン７８を有してなることで、各クランクウェイト部７７における複数のウェイトピン７８をクランクウェブ４５，４６の外周面７１ａ近傍に集中配置して該クランクウェブ４５，４６の慣性マスを効率よく確保することができる。

さらに、上記クランクシャフト３１を備えたエンジン２１は、前記クランクピン３４にコンロッド３３を介して連結されるピストン３２と、該ピストン３２を摺動自在に収容するシリンダ２３とを備え、前記シリンダ２３の中心軸線Ｃ２が、前記クランクシャフト３１の回転中心軸線Ｃ１に対してオフセットして設けられ、前記各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗが、前記ピストン３２が上死点にあるときに、クランク軸方向視で前記クランクピン３４の軸中心と前記回転中心軸線Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１に対して、前記シリンダ２３の中心軸線Ｃ２側にオフセットするように設けられるものである。

この構成によれば、シリンダ２３の中心軸線Ｃ２がクランクシャフト３１の回転中心軸線Ｃ１に対してオフセットしたオフセットクランク機構において、前記クランクウェブ４５，４６における各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗを前述の如くシリンダ２３の中心軸線Ｃ２側にオフセットさせることで、ピストン３２が上死点にあるときのピストン３２のストローク慣性力を効果的に受けることができる。また、前記ウェイトピン７８の位置を調整するだけで、各クランクウェイト部７７全体の重心位置Ｗをシリンダ軸線Ｃ２側にオフセットさせることができ、クランクシャフト３１のバランス調整を容易に行うことができる。

また、上記エンジン２１は、前記一対のクランクウェイト部７７は、それぞれ前記クランクウェブ４５，４６の外周面７１ａに沿うように並ぶ複数のウェイトピン７８を有してなり、該各ウェイトピン３４は、クランク軸方向視で前記直線Ｌ１を挟んで対称となるように配置され、前記各ウェイトピン３４における前記直線Ｌ１を挟んで対をなすもの同士の内、前記ピストン３２が上死点にあるときに前記シリンダ２３の中心軸線Ｃ２側にあるものの重心と前記回転中心軸線Ｃ１とを結ぶ直線を第一直線Ｌ３，Ｌ４とする一方、前記ピストン３２が上死点にあるときに前記シリンダ２３の中心軸線Ｃ２と反対側にあるものの重心と前記回転中心軸線Ｃ１とを結ぶ直線を第二直線Ｌ３’，Ｌ４’とし、前記ピストン３２が上死点にあるときに、前記クランクウェブ４５，４６における前記クランクピン３４と反対側の領域において、前記直線Ｌ１と第一直線Ｌ３，Ｌ４との間に形成される角度α，βが、前記直線Ｌ１と第二直線Ｌ３’，Ｌ４’との間に形成される角度α’，β’よりも大きいことで、各クランクウェイト部７７における一対のウェイトピン７８をクランクウェブ４５，４６の外周面７１ａ近傍に集中配置して該クランクウェブ４５，４６の慣性マスを効率よく確保した上で、各クランクウェイト部７７全体の重心位置をシリンダ２３の中心軸線Ｃ２側にオフセットさせてピストン２３のストローク慣性力を効果的に受けることができる。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、各クランクウェイト部７７が、一本又は三本以上のウェイトピン７８を有するものであってもよい。また、ウェイトピン７８は、必ずしも外周面７１ａに沿って並ぶものでなくてもよく、かつクランク軸線Ｃ１と平行な円柱形状に限るものではない。
また、一体式のクランクシャフト及びこれを備えたエンジンに適用してもよい。さらに、通常のＳＯＨＣエンジンやＤＯＨＣエンジン、並列又はＶ型等の複数気筒エンジン、クランクシャフトを車両前後方向に沿わせた縦置きエンジン等、各種形式のレシプロエンジンに適用してもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、自動二輪車のエンジンに限定しないことはもちろん、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車のエンジンにおけるピストンが上死点にあるときの一部断面を含む左側面図である。 上記エンジンにおけるピストンが上死点にあるときのクランク軸線に沿う展開断面図である。 上記エンジンにおけるピストンが下死点にあるときの要部の一部断面を含む左側面図である。 上記エンジンにおけるピストンが下死点にあるときの要部のクランク軸線に沿う展開断面図である 上記エンジンのクランクシャフト（コンロッド含む）の左側面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 図６のＤ−Ｄ断面図である。 上記クランクシャフトの左クランクウェブの斜視図である。

符号の説明

２１ エンジン
２３ シリンダ
３１ クランクシャフト
３２ ピストン
３３ コンロッド
３４ クランクピン
４５，４６ 左右クランクウェブ
４７，４８ 左右ジャーナル部
７１ 外周壁
７１ａ 外周面
７２ 側壁
７７ クランクウェイト部
７８ ウェイトピン（ウェイト本体）
８３ 切り欠き部
８４ 離間部
Ｃ１ クランク軸線（回転中心軸線）
Ｃ２ シリンダ軸線（中心軸線）
Ｔ 対極位置
Ｗ 重心位置
Ｌ１ 直線
Ｌ３，Ｌ４ 第一直線
Ｌ３’，Ｌ４’ 第二直線
α，α’，β，β’ 角度

Claims (4)

1. 相対する一対のクランクウェブと、該各クランクウェブの内側間に支持されるクランクピンと、前記各クランクウェブの外側にそれぞれ突出するジャーナル部とを有するクランクシャフトにおいて、
   前記各クランクウェブが、前記ジャーナル部と同軸の円筒状の外周壁と、該外周壁の軸方向一側を閉塞する側壁とを有する中空状に形成され、このクランクウェブにおける前記クランクピンと径方向で反対側となる部位の外周側には、該クランクウェブよりも比重の大きいウェイト本体を有する一対のクランクウェイト部が、前記クランクピンとの対極位置を周方向で挟んで互いに離間するように設けられ、
   前記クランクウェブにおける前記各クランクウェイト部間の離間部の外周側には、該クランクウェブにおける軸方向視真円状の外周形状の一部を平坦状に切り欠く切り欠き部が設けられることを特徴とするクランクシャフト。
2. 前記一対のクランクウェイト部は、それぞれ前記クランクウェブの外周面に沿うように並ぶ複数のウェイト本体を有してなることを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
3. 請求項１又は２に記載のクランクシャフトを備えたエンジンであって、
   前記クランクピンにコンロッドを介して連結されるピストンと、該ピストンを摺動自在に収容するシリンダとを備え、
   前記シリンダの中心軸線が、前記クランクシャフトの回転中心軸線に対してオフセットして設けられ、
   前記各クランクウェイト部全体の重心位置が、前記ピストンが上死点にあるときに、クランク軸方向視で前記クランクピンの軸中心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線に対して、前記シリンダの中心軸線側にオフセットするように設けられることを特徴とするクランクシャフトを備えたエンジン。
4. 前記一対のクランクウェイト部は、それぞれ前記クランクウェブの外周面に沿うように並ぶ複数のウェイト本体を有してなり、該各ウェイト本体は、クランク軸方向視で前記直線を挟んで対称となるように配置され、
   前記各ウェイト本体における前記直線を挟んで対をなすもの同士の内、前記ピストンが上死点にあるときに前記シリンダの中心軸線側にあるものの重心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線を第一直線とする一方、前記ピストンが上死点にあるときに前記シリンダの中心軸線と反対側にあるものの重心と前記回転中心軸線とを結ぶ直線を第二直線とし、
   前記ピストンが上死点にあるときに、前記クランクウェブにおける前記クランクピンと反対側の領域において、前記直線と第一直線との間に形成される角度が、前記直線と第二直線との間に形成される角度よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載のクランクシャフトを備えたエンジン。
   
   
   

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