JP2015212531A - 内燃機関およびそれを備えた鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクピンを圧入した後に延伸軸が傾きにくいクランク軸を有する内燃機関を提供する。
【解決手段】クランク軸は、第１クランクウェブ３１と、第１クランクウェブ３１から突出した第１延伸軸３７とを備える。第１クランクウェブ３１は、クランクピンが圧入される第１の孔４３を有する。第１クランクウェブ３１の左面４１は、第１の孔４３の周縁に位置する第１内周縁部４１Ｂと、第１内周縁部４１Ｂよりも凹んだ第１凹部４１Ｃとを有する。第１凹部４１Ｃの上端は第１の孔４３の下端よりも上方に位置し、第１凹部４１Ｃの下端は第１の孔４３の下端４３ｂよりも下方に位置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関およびそれを備えた鞍乗型車両に関する。

例えば特許文献１および２に開示されているように、往復運動するピストンと、ピストンに接続されたコンロッドと、コンロッドに接続されたクランク軸とを備える内燃機関が知られている。クランク軸は、ピストンの移動方向に対して垂直な方向に延びる延伸軸と、コンロッドの大端部に摺動自在に接続されるクランクピンと、延伸軸とクランクピンとをつなぐクランクアームとを備える。ピストンの往復運動に伴う内燃機関の振動を低減するために、クランクアームにはバランスウェイトが一体的に形成されている。一体化されたクランクアームおよびバランスウェイトは、クランクウェブと呼ばれる。クランクピンの中心は延伸軸の中心から偏心している。延伸軸の軸方向から見て、延伸軸の中心は、クランクピンの中心とバランスウェイトとの間に位置している。

クランクピンとクランクウェブとが別体の内燃機関が知られている。この種の内燃機関では、クランクウェブにクランクピン用の孔が形成されている。クランクピンは、上記孔に圧入されることにより、クランクウェブに固定される。

ところが、クランクピンをクランクウェブの孔に圧入した後、クランクウェブに応力が発生し、クランクウェブが若干反り返ることが知られている。クランクウェブが反り返ると、延伸軸が傾いてしまう。従来は、内燃機関の製造過程において、クランクピンを圧入した後、延伸軸の傾きを矯正していた。

特開２００２−５２３６号公報 特開２００９−２２８７３１号公報

従来は、クランクピン圧入後の延伸軸の傾きが大きかったため、延伸軸の傾きを矯正する作業に多くの時間と手間がかかっていた。しかし、クランクピン圧入後の延伸軸の傾きを抑制することができれば、矯正作業に必要な時間および手間を少なくすることができ、あるいは、矯正作業を省くことができる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランクピンを圧入した後に延伸軸が傾きにくいクランク軸を有する内燃機関およびそれを備えた鞍乗型車両を提供することである。

本発明に係る内燃機関は、往復運動するピストンと、前記ピストンに接続されたコンロッドと、前記コンロッドに接続されたクランク軸と、を備える。前記クランク軸は、第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に至る第１の孔と、を有する第１クランクウェブと、前記第１の面における前記第１クランクウェブの回転中心から突出した第１延伸軸と、前記第１の孔に圧入され、前記第１クランクウェブの前記第２の面から突出し、前記コンロッドに接続されたクランクピンと、を備える。前記第１クランクウェブの前記第１の面は、前記第１の孔の周縁に位置する第１内周縁部と、前記第１内周縁部よりも凹んだ第１凹部と、を有する。前記第１クランクウェブの前記第２の面は、前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１の孔と反対の方に設けられ、前記第２の面から突出する第１バランスウェイト部を有する。前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１の孔が位置する方を上方、前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１バランスウェイト部が位置する方を下方としたときに、前記第１凹部の上端は前記第１の孔の下端よりも上方に位置し、前記第１凹部の下端は前記第１の孔の下端よりも下方に位置する。

クランクピンが第１クランクウェブの第１の孔に圧入された後、第１クランクウェブには、前記第１の孔の径方向外向きの応力が発生する。ここで、第１の孔の周りの部分のうち剛性の高い部分が軸方向の端に位置すると、上記応力が第１クランクウェブにおいて偏って発生する傾向があり、第１クランクウェブが反り返るおそれがある。その結果、第１延伸軸が傾くおそれがある。しかし、上記内燃機関によれば、第１クランクウェブの第１の面および第２の面のうち、第１バランスウェイト部が設けられた第２の面と反対の第１の面に、第１凹部が設けられている。第１凹部は第１の孔の横に設けられている。これにより、第１クランクウェブのうち第１の孔の周りの部分であってかつ剛性の高い部分は、第１クランクウェブの軸方向の中間付近に位置することになる。その結果、クランクピンの圧入によって応力が発生しても、その応力は主に上記部分、すなわち、剛性が高くかつ軸方向の中間付近の部分に発生する。よって、第１クランクウェブにおける応力が偏りにくいので、第１クランクウェブの反り返りが抑えられ、第１延伸軸の傾きを抑制することができる。

本発明の好ましい一態様によれば、前記第１クランクウェブの前記回転中心と前記第１の孔の中心とを通る断面と平行な断面において、前記第１凹部の下端は、前記第１バランスウェイト部の上端と同じ高さに位置する。

このことにより、第１バランスウエイト部の大きさを確保しながら、第１凹部の寸法を大きくすることができる。よって、内燃機関の振動を十分に低減させながら、第１クランクウェブの反り返りおよび第１延伸軸の傾きを抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第１凹部の上端は、前記第１の孔の中心よりも上方に位置する。

このことにより、第１凹部の寸法を大きくすることができる。よって、第１クランクウェブの反り返りおよび第１延伸軸の傾きを更に抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第１クランクウェブの前記第２の面は、前記第１の孔の周縁に位置する第２内周縁部と、前記第１の面の前記第１凹部の裏側に位置し、前記第２内周縁部よりも凹んだ第２凹部と、を有する。前記第１クランクウェブの軸方向の中間位置は、前記第１凹部と前記第２凹部との間に位置している。

上記態様において、第１クランクウェブのうち第１の孔の周りの部分であってかつ剛性の高い部分は、第１凹部と第２凹部との間の部分である。上記態様によれば、第１クランクウェブのうち第１の孔の周りの部分であってかつ剛性の高い部分は、第１クランクウェブの軸方向の中間に位置する。そのため、クランクピンの圧入による第１クランクウェブの反り返りおよび第１延伸軸の傾きを、より一層抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第１クランクウェブの前記第１の面は、前記第１クランクウェブの外周縁に位置する第１外周縁部を有する。前記第１内周縁部は、前記第１外周縁部よりも凹んでいる。

このことにより、第１クランクウェブの剛性を高めることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記クランク軸は、第３の面と、前記第３の面と反対の第４の面と、前記第３の面から前記第４の面に至る第２の孔と、を有し、前記第４の面が前記第１クランクウェブの前記第２の面と対向するように配置された第２クランクウェブと、前記第３の面における前記第２クランクウェブの回転中心から突出した第２延伸軸と、を備える。前記クランクピンは、前記第２の孔に圧入され、前記第２クランクウェブの前記第４の面から突出している。前記第２クランクウェブの前記第３の面は、前記第２クランクウェブの外周縁に位置する第２外周縁部と、前記第２の孔の周縁に位置しかつ前記第２外周縁部よりも凹んだ第３内周縁部と、前記第３内周縁部よりも凹んだ第３凹部と、を有する。前記第２クランクウェブの前記第４の面は、前記第２クランクウェブの前記回転中心に対して前記第２の孔と反対の方に設けられ、前記第４の面から突出する第２バランスウェイト部を有する。前記第２クランクウェブの前記第２外周縁部の径方向の内方に、環状のフィルタが備えられている。前記第３凹部の上端は前記第２の孔の下端よりも上方に位置し、前記第３凹部の下端は前記第２の孔の下端よりも下方に位置する。

上記態様によれば、第１クランクウェブと同様、フィルタが設けられた第２クランクウェブにおいても、クランクピンの圧入による反り返りを抑制することができる。よって、第２延伸軸の傾きを抑制することができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第２クランクウェブの前記回転中心と前記第２の孔の中心とを通る断面と平行な断面において、前記第２バランスウェイト部の上端は、前記第１バランスウェイト部の上端よりも上方に位置する。

上記態様によれば、第２クランクウェブにフィルタが設けられているが、第１クランクウェブおよび第２クランクウェブのバランスを十分にとることができる。よって、クランク軸の回転に伴う内燃機関の振動を十分に低減させることができる。

本発明の好ましい他の一態様によれば、前記第２クランクウェブの前記第４の面は、前記第２の孔の周縁に位置する第４内周縁部と、前記第３の面の前記第３凹部の裏側に位置し、前記第４内周縁部よりも凹んだ第４凹部と、を有する。前記第２クランクウェブの軸方向の中間位置は、前記第３凹部と前記第４凹部との間に位置している。

上記態様において、第２クランクウェブのうち第２の孔の周りの部分であってかつ剛性の高い部分は、第３凹部と第４凹部との間の部分である。上記態様によれば、第２クランクウェブのうち第２の孔の周りの部分であってかつ剛性の高い部分は、第２クランクウェブの軸方向の中間に位置する。そのため、クランクピンの圧入による第２クランクウェブの反り返りおよび第２延伸軸の傾きを、より一層抑制することができる。

本発明に係る鞍乗型車両は、前記内燃機関を備えた鞍乗型車両である。

このことにより、前述の効果を奏する鞍乗型車両を得ることができる。

本発明によれば、クランクピンを圧入した後に延伸軸が傾きにくいクランク軸を有する内燃機関およびそれを備えた鞍乗型車両を提供することができる。

自動二輪車の側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったエンジンの部分断面図である。 第１クランク軸部材および第２クランク軸部材の断面図である。 第１クランク軸部材および第２クランク軸部材の斜視図である。 第１クランク軸部材を左方から見た図である。 第１クランク軸部材を右方から見た図である。 第２クランク軸部材を右方から見た図である。 第２クランク軸部材を左方から見た図である。 エンジンのオイル通路を説明する図である。 第１クランクウェブおよび第２クランクウェブの反り返りによる第１延伸軸および第２延伸軸の傾きを模式的に示す図である。 第１クランクウェブの図５のＳ１−Ｓ１線断面図である。 第１クランクウェブの比較例についての図１１相当図である。 本発明の実施形態に係る第１クランクウェブと上記比較例とについて、クランクピンの圧入による反り返りおよび第１延伸軸の傾きを表す図である。

図１に示すように、本実施形態に係る鞍乗型車両は、スクータ型の自動二輪車１である。ただし、鞍乗型車両は、乗員が跨って乗車する任意の車両を意味する。鞍乗型車両は、スクータ型の自動二輪車１に限られない。鞍乗型車両は、他の型式の自動二輪車であってもよい。また、鞍乗型車両は自動二輪車に限定されない。鞍乗型車両は、２つの車輪を備える車両に限らず、車体を傾けることによって進行方向を変える型式の三輪車等であってもよい。本実施形態に係る内燃機関は鞍乗型車両に搭載されているが、本実施形態に係る内燃機関が搭載される車両は鞍乗型車両に限定されない。

以下の説明において、後述するクランク軸１７の説明以外では、前、後、左、右、上、下は、シート７に着座する自動二輪車１の乗員（図示せず）から見た前、後、左、右、上、下をそれぞれ意味するものとする。上、下は、自動二輪車１が水平面上に静止しているときの鉛直方向の上、下をそれぞれ意味するものとする。図面に付した符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を表す。

自動二輪車１は、車両本体２と、前輪３と、後輪４と、後輪４を駆動するエンジンユニット５とを備えている。車両本体２は、乗員によって操作されるハンドル６と、乗員が着座するシート７とを備えている。エンジンユニット５は、いわゆるユニットスイング式のエンジンユニットである。エンジンユニット５は、図示しない車体フレームに支持されており、ピボット軸８を中心として揺動可能である。エンジンユニット５は、車体フレームに揺動可能に支持されている。

図２は、エンジンユニット５の一部の図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。図２に示すように、エンジンユニット５は、内燃機関（以下、単にエンジンという）１０と、Ｖベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴという）２０とを備えている。本実施形態では、エンジン１０とＣＶＴ２０とが一体となってエンジンユニット５を構成している。しかし、エンジン１０とＣＶＴ２０とは別体であってもよい。エンジンユニット５の変速機は、ＣＶＴ２０に限られない。

エンジン１０は、いわゆる単気筒エンジンである。エンジン１０は単一の気筒を備えている。エンジン１０は、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程、および排気行程を順次繰り返す４ストロークエンジンである。エンジン１０は、クランクケース１１と、クランクケース１１に接続されたシリンダブロック１２と、シリンダブロック１２に接続されたシリンダヘッド１３と、シリンダヘッド１３に接続されたシリンダヘッドカバー１４とを備えている。シリンダブロック１２の内部には、シリンダ１５が形成されている。シリンダ１５内には、ピストン１８が摺動自在に収容されている。ピストン１８は、シリンダ１５内において往復運動する。ピストン１８の上方には燃焼室１９が形成されている。シリンダヘッド１３には、燃焼室１９に臨む点火装置２２が取り付けられている。エンジン１０は、クランク軸１７と、クランク軸１７とピストン１８とを連結するコンロッド１６とを備えている。コンロッド１６は、小端部１６ａと大端部１６ｂとを備えている。小端部１６ａはピストン１８に摺動自在に接続され、大端部１６ｂはクランク軸１７に摺動自在に接続されている。

クランク軸１７は、コンロッド１６を介してピストン１８から力を受け、回転する。クランク軸１７はピストン１８によって駆動される。クランク軸１７は、ピストン１８の往復運動に伴って回転する。クランク軸１７は、第１クランクウェブ３１と、第１延伸軸３７と、第２クランクウェブ３２と、第２延伸軸３８と、クランクピン５０とを備えている。

第１クランクウェブ３１と第１延伸軸３７とは、一体的に形成されている。以下、第１クランクウェブ３１および第１延伸軸３７を第１クランク軸部材１７Ａと称する。第１延伸軸３７は、第１クランクウェブ３１の左方に配置されている。第１延伸軸３７は、第１クランクウェブ３１の左方に配置された第１クランクジャーナル３３と、第１クランクジャーナル３３の左方に配置された第１出力軸部３３Ｂと、第１出力軸部３３Ｂの左方に配置された第２出力軸部３５とを有している。第１出力軸部３３Ｂの直径は第１クランクジャーナル３３の直径よりも小さく、第２出力軸部３５の直径は第１出力軸部３３Ｂの直径よりも小さい。クランクケース１１には、第１軸受５１が設けられている。第１クランクジャーナル３３は、第１軸受５１に支持されている。言い換えると、第１クランクジャーナル３３は、第１軸受５１を介してクランクケース１１に支持されている。第１出力軸部３３Ｂには、スプロケット２４が取り付けられている。スプロケット２４には、カムチェーン２５が巻かれている。第２出力軸部３５には、ＣＶＴ２０の駆動プーリ２１が取り付けられている。前述の通り、エンジンユニット５の変速機はＣＶＴ２０に限られない。第２出力軸部３５には、ドグクラッチ式の変速機が設けられていてもよい。

第２クランクウェブ３２と第２延伸軸３８とは、一体的に形成されている。以下、第２クランクウェブ３２および第２延伸軸３８を第２クランク軸部材１７Ｂと称する。第２延伸軸３８は、第２クランクウェブ３２の右方に配置されている。第２延伸軸３８は、第２クランクウェブ３２の右方に配置された第２クランクジャーナル３４と、第２クランクジャーナル３４の右方に配置された第３出力軸部３６とを有している。第３出力軸部３６の直径は、第２クランクジャーナル３４の直径よりも小さい。クランクケース１１には、第２軸受５２が設けられている。第２クランクジャーナル３４は、第２軸受５２に支持されている。第２クランクジャーナル３４は、第２軸受５２を介してクランクケース１１に支持されている。第３出力軸部３６には、発電機２２および送風機２３が取り付けられている。

図３はクランク軸１７のうちクランクピン５０以外の要素、すなわち第１クランク軸部材１７Ａおよび第２クランク軸部材１７Ｂを示す断面図である。図４は、第１クランク軸部材１７Ａおよび第２クランク軸部材１７Ｂを示す斜視図である。図４に示すように、第１クランクウェブ３１は円盤状に形成されている。第１クランクウェブ３１は、左面４１と、右面４２（図３参照）と、左面４１から右面４２に至る孔４３とを備えている。孔４３は貫通孔である。なお、左面４１、右面４２、孔４３は、それぞれ「第１の面」、「第２の面」、「第１の孔」の一例である。

クランク軸１７は回転するため、孔４３の位置は変化する。本明細書では便宜上、クランク軸１７の説明においては、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃに対して孔４３が位置する方を上方とする。図４のＵｐ、Ｄｏｗｎは、それぞれ上方、下方を示す。

図５は、第１クランク軸部材１７Ａを左方から見た図である。第１延伸軸３７は、第１クランクウェブ３１の左面４１の中心３１ｃから左方に突出している。なお、本実施形態では、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃは、第１クランクウェブ３１の回転中心と一致する。

第１クランクウェブ３１の左面４１は、第１クランクウェブ３１の外周縁に位置する外周縁部４１Ａと、孔４３の周縁に位置する内周縁部４１Ｂと、２つの凹部４１Ｃとを有している。外周縁部４１Ａ、内周縁部４１Ｂ、凹部４１Ｃは、それぞれ「第１外周縁部」、「第１内周縁部」、「第１凹部」の一例である。

本実施形態では、外周縁部４１Ａの径方向の外方部分は傾斜面４１ＡＢとなっている。ただし、傾斜面４１ＡＢは必ずしも必要ではなく、省略してもよい。内周縁部４１Ｂは外周縁部４１Ａよりも凹んでいる。各凹部４１Ｃは、内周縁部４１Ｂよりも凹んでいる。

第１クランクウェブ３１の中心３１ｃと孔４３の中心４３ｃとを結ぶ直線を、第１クランクウェブ３１の中心線３１ＣＬと称することとする。中心線３１ＣＬは、２つの凹部４１Ｃの間に位置している。２つの凹部４１Ｃは、中心線３１ＣＬに対して互いに異なる方に配置されている。

各凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔは、孔４３の下端４３ｂよりも上方に位置する。ここでは、各凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔは、孔４３の中心４３ｃよりも上方に位置する。ただし、各凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔは、孔４３の中心４３ｃと同じ高さまたはそれよりも低い位置に位置していてもよい。各凹部４１Ｃの下端４１Ｃｂは、孔４３の下端４３ｂよりも下方に位置する。２つの凹部４１Ｃの形状または寸法は、異なっていてもよいし、同じでもよい。

図６は、第１クランク軸部材１７Ａを右方から見た図である。第１クランクウェブ３１の右面４２は、孔４３の周縁に位置する内周縁部４２Ｂと、内周縁部４２Ｂよりも凹んだ２つの凹部４２Ｃと、右方に突出するバランスウェイト部４２Ｄとを備えている。なお、内周縁部４２Ｂ、凹部４２Ｃ、バランスウェイト部４２Ｄは、それぞれ「第２内周縁部」、「第２凹部」、「第１バランスウェイト部」の一例である。

中心線３１ＣＬは、２つの凹部４２Ｃの間に位置している。バランスウェイト部４２Ｄは、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃに対して、孔４３と反対の方に位置している。バランスウェイト部４２Ｄは、孔４３よりも下方に配置されている。バランスウェイト部４２Ｄの上縁４４は、中心線３１ＣＬに対して傾斜している。ただし、バランスウェイト部４２Ｄの上縁４４は、中心線３１ＣＬに対して垂直であってもよい。

第１クランクウェブ３１の右面４２は、更に、内周縁部４２Ｂの下方かつバランスウェイト部４２Ｄの上方に位置する中央部４２Ｅを備えている。中央部４２Ｅは、バランスウェイト部４２Ｄよりも凹んでおり、内周縁部４２Ｂよりも凹んでいる。凹部４２Ｃは中央部４２Ｅよりも凹んでいる。

図５および図６において、Ｓ１−Ｓ１線に沿った断面は、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃと孔４３の中心４３ｃとを通る断面（すなわち、中心線３１ＣＬを通る断面）と平行な断面である。以下、この断面を垂直断面と称する。垂直断面において、凹部４１Ｃの下端４１Ｃｓは、バランスウェイト部４２Ｄの上端４２Ｄｓと同じ高さに位置する。第１クランクウェブ３１を軸方向から見たときに、凹部４１Ｃの下縁とバランスウェイト部４２Ｄの上縁４４とは、揃った位置にある。

図４に示すように、第２クランクウェブ３２は円盤状に形成されている。第２クランクウェブ３２の直径と第１クランクウェブ３１の直径とは等しい。ただし、第２クランクウェブ３２の直径と第１クランクウェブ３１の直径とが異なっていてもよい。第２クランクウェブ３２は、左面４６と、右面４５（図７参照）と、右面４５から左面４６に至る孔４７とを備えている。孔４７は貫通孔である。右面４５、左面４６、孔４７は、それぞれ「第３の面」、「第４の面」、「第２の孔」の一例である。

図７は、第２クランク軸部材１７Ｂを右方から見た図である。第２延伸軸３８は、第２クランクウェブ３２の右面４５の中心３２ｃから右方に突出している。なお、本実施形態では、第２クランクウェブ３２の中心３２ｃは、第２クランクウェブ３２の回転中心と一致する。また、第２クランクウェブ３２の中心３２ｃは、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃと一致する。

第２クランクウェブ３２の右面４５は、第２クランクウェブ３２の外周縁に位置する外周縁部４５Ａと、孔４７の周縁に位置する内周縁部４５Ｂと、２つの凹部４５Ｃとを備えている。外周縁部４５Ａ、内周縁部４５Ｂ、凹部４５Ｃは、それぞれ「第２外周縁部」、「第３内周縁部」、「第３凹部」の一例である。

本実施形態では、外周縁部４５Ａの径方向の外方部分は傾斜面４５ＡＢとなっている。ただし、傾斜面４５ＡＢは必ずしも必要ではなく、省略してもよい。内周縁部４５Ｂは外周縁部４５Ａよりも凹んでいる。各凹部４５Ｃは、内周縁部４５Ｂよりも凹んでいる。

第２クランクウェブ３２の中心３２ｃと孔４７の中心４７ｃとを結ぶ直線を、第２クランクウェブ３２の中心線３２ＣＬと称することとする。中心線３２ＣＬは、２つの凹部４５Ｃの間に位置している。２つの凹部４５Ｃは、中心線３２ＣＬに対して互いに異なる方に配置されている。

各凹部４５Ｃの上端４５Ｃｔは、孔４７の下端４７ｂよりも上方に位置する。ここでは、凹部４５Ｃの上端４５Ｃｔは、孔４７の中心４７ｃと同じ高さに位置する。ただし、凹部４５Ｃの上端４５Ｃｔの位置は、孔４７の中心４７ｃよりも高くてもよく、低くてもよい。凹部４５Ｃの下端４５Ｃｂは、孔４７の下端４７ｂよりも下方に位置する。２つの凹部４５Ｃの形状または寸法は、異なっていてもよいし、同じでもよい。

図８は、第２クランク軸部材１７Ｂを左方から見た図である。第２クランクウェブ３２の左面４６は、孔４７の周縁に位置する内周縁部４６Ｂと、内周縁部４６Ｂよりも凹んだ２つの凹部４６Ｃと、左方に突出するバランスウェイト部４６Ｄとを備えている。内周縁部４６Ｂ、凹部４６Ｃ、バランスウェイト部４６Ｄは、それぞれ「第４内周縁部」、「第４凹部」、「第２バランスウェイト部」の一例である。

中心線３２ＣＬは、２つの凹部４６Ｃの間に位置している。バランスウェイト部４６Ｄは、第２クランクウェブ３２の中心３２ｃに対して、孔４７と反対の方に位置している。バランスウェイト部４６Ｄは、孔４７よりも下方に配置されている。バランスウェイト部４６Ｄの上縁４８は、中心線３２ＣＬに対して傾斜している。ただし、バランスウェイト部４６Ｄの上縁４８は、中心線３２ＣＬに対して垂直であってもよい。

第２クランクウェブ３２の左面４６は、更に、内周縁部４６Ｂの下方かつバランスウェイト部４６Ｄの上方に位置する中央部４６Ｅを備えている。中央部４６Ｅは、バランスウェイト部４６Ｄよりも凹んでおり、内周縁部４６Ｂよりも凹んでいる。凹部４６Ｃは中央部４６Ｅよりも凹んでいる。

図７および図８において、Ｓ２−Ｓ２線に沿った断面は、第２クランクウェブ３２の中心３２ｃと孔４７の中心４７ｃとを通る断面（すなわち、中心線３２ＣＬを通る断面）と平行な断面である。以下、この断面を垂直断面と称する。垂直断面において、凹部４５Ｃの下端４５Ｃｓは、第２バランスウェイト部４６Ｄの上端４６Ｄｓと同じ高さに位置する。第２クランクウェブ３２を軸方向から見たときに、凹部４５Ｃの下縁と第２バランスウェイト部４６Ｄの上縁４８とは、揃った位置にある。

図４に示すように、第１クランクウェブ３１と第２クランクウェブ３２とは、同軸に配置されている。第１クランクウェブ３１の中心３１ｃと第２クランクウェブ３２の中心３２ｃとは、一致している。第１クランクウェブ３１の右面４２と第２クランクウェブ３２の左面４６とは向かい合っている。

図２に示すように、クランクピン５０は、第１クランクウェブ３１の孔４３と第２クランクウェブ３２の孔４７とに圧入されている。第１クランクウェブ３１と第２クランクウェブ３２とは、クランクピン５０により接続されている。また、クランクピン５０は、コンロッド１６の大端部１６ｂに挿入されている。コンロッド１６は、クランクピン５０に摺動自在に接続されている。

図９に示すように、エンジン１０は、オイルが流通するオイル通路６０を備えている。オイル通路６０を通じて、エンジン１０の摺動部分等にオイルが供給される。オイル通路６０には、オイルを搬送するポンプ６５が設けられている。図示は省略するが、ポンプ６５はクランクケース１１の底部に設置されている。オイル通路６０は、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３、およびシリンダヘッドカバー１４に形成された通路６１と、クランクケース１１に形成された通路６２と、クランク軸１７のクランクピン５０の内部に形成された通路６３とを有している。

オイル通路６０には、フィルタ４９が設けられている。フィルタ４９は、オイルに含まれる固形物をオイルから分離するものである。図７に示すように、フィルタ４９は第２クランクウェブ３２の右面４５に取り付けられている。フィルタ４９は環状に形成されている。フィルタ４９は、第２クランクウェブ３２の外周縁部４５Ａの径方向の内方に設けられている。図９に示すように、フィルタ４９は、第２クランクウェブ３２の右面４５に取り付けられた取付部４９Ａと、取付部４９Ａから径方向の内方に延びる平面部４９Ｂとを有している。取付部４９Ａは断面Ｕ字状に形成されている。ただし、取付部４９Ａの形状は特に限定されない。取付部４９Ａは第２クランクウェブ３２の右面４５と接触し、平面部４９Ｂは右面４５から離間している。平面部４９Ｂと右面４５との間には隙間が形成されている。フィルタ４９の平面部４９Ｂよりも径方向の外方は、取付部４９Ａによって閉塞されている。フィルタ４９の平面部４９Ｂの径方向の内方は、開放されている。

ポンプ６５から送られたオイルの一部は、通路６１を流れる。通路６１を流れたオイルは、シリンダヘッドカバー１４内に配置された吸気弁（図示せず）、排気弁（図示せず）、およびそれらを駆動するカム軸２６等に供給される。ポンプ６５から送られたオイルの他の一部は、通路６２を流れる。通路６２を流れたオイルは、第２軸受５２に供給され、第２軸受５２を潤滑する。

オイルは、第２軸受５２から左方に向かって流れ、クランク軸１７のフィルタ４９内に流れ込む。詳しくは、オイルは、フィルタ４９の平面部４９Ｂと第２クランクウェブ３２の右面４５との間の隙間に向かって、径方向の内方から流れ込む。クランク軸１７は回転しているので、オイルに固形物が混ざっている場合、その固形物には遠心力が発生する。固形物は、遠心力により、フィルタ４９内の径方向の外方に集まる。よって、固形物はフィルタ４９によって補足される。オイルに含まれる固形物が取り除かれる。

フィルタ４９内のオイルは、クランクピン５０の内部に形成された通路６３に流入する。通路６３内のオイルは、クランクピン５０に形成された小孔５５を通じてクランクピン５０の外部に流出する。このオイルは、クランクピン５０の外周面に供給される。これにより、クランクピン５０とコンロッド１６の大端部１６ｂとが潤滑される。クランクピン５０およびコンロッド１６の大端部１６ｂを潤滑したオイルは、コンロッド１６の周囲を流れ、コンロッド１６の小端部１６ａに供給される。コンロッド１６の小端部１６ａに供給されたオイルは、コンロッド１６の小端部１６ａおよびピストン１８を潤滑する。

クランク軸１７は、第１クランク軸部材１７Ａと第２クランク軸部材１７Ｂとをクランクピン５０により結合することによって製造される。第１クランク軸部材１７Ａおよび第２クランク軸部材１７Ｂは、例えば鍛造により製造される。例えば、第１クランクウェブ３１および第１延伸軸３７は、鍛造により一体成型される。例えば、第２クランクウェブ３２および第２延伸軸３８は、鍛造により一体成型される。クランクピン５０も、例えば鍛造により製造される。ただし、第１クランク軸部材１７Ａ、第２クランク軸部材１７Ｂ、およびクランクピン５０の製造方法は何ら限定されない。第１クランク軸部材１７Ａ、第２クランク軸部材１７Ｂ、またはクランクピン５０は、鋳造により製造されてもよい。第１クランク軸部材１７Ａ、第２クランク軸部材１７Ｂ、およびクランクピン５０を製造した後、第１クランクウェブ３１の孔４３と第２クランクウェブ３２の孔４７とにクランクピン５０を圧入する。

ところで、クランクピン５０を圧入した後、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２はクランクピン５０から圧力を受ける。その結果、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２の内部には、応力が発生する。それらの応力が原因となって、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２に反り返りが生じる。その結果、図１０に模式的に示すように、クランクピン５０を圧入する前の第１クランクウェブ３１の中心３１ｃに対し、第１延伸軸３７が傾いてしまう。同様に、クランクピン５０を圧入する前の第２クランクウェブ３２の中心３２ｃに対し、第２延伸軸３８が傾いてしまう。

本実施形態では、第１クランクウェブの３１の左面４１は凹部４１Ｃを有している。図１１は、第１クランクウェブ３１のＳ１−Ｓ１線（図５参照）の断面図である。ここで、左面４１が凹部４１Ｃを有していない第１クランクウェブ１３１を考える。図１２は、第１クランクウェブ１３１の図１１相当図である。第１クランクウェブ３１、１３１において、クランクピン５０の圧入によって生じる応力が大きい部分は、それぞれ孔４３の周りの部分３１ｇ、１３１ｇである。以下、これらの部分を応力発生部と称することとする。なお、応力発生部３１ｇ、１３１ｇは、孔４３の周りの部分のうち剛性の高い部分である。ここでは、第１クランクウェブ３１の応力発生部３１ｇの厚みｔと、第１クランクウェブ１３１の応力発生部１３１ｇの厚みｔとは等しいものとする。

図１１と図１２とを見比べれば分かるように、第１クランクウェブ３１には凹部４１Ｃが形成されているので、第１クランクウェブ３１の応力発生部３１ｇは、第１クランクウェブ１３１の応力発生部１３１ｇよりも右方に位置している。第１クランクウェブ３１および第１クランクウェブ１３１の軸方向の中間位置をＬ１とすると、第１クランクウェブ３１の応力発生部３１ｇの方が第１クランクウェブ１３１の応力発生部１３１ｇよりも中間位置Ｌ１に近い。第１クランクウェブ３１では、中間位置Ｌ１は左面４１の凹部４１Ｃと右面４２の凹部４２Ｃとの間に位置している。そのため、第１クランクウェブ３１の方が第１クランクウェブ１３１よりも、クランクピン５０の圧入に起因する反り返りが抑えられる。

図１３は、本発明者が行った比較試験の結果を示す図である。図１３に示すように、第１クランクウェブ３１の第１延伸軸３７の傾きの方が、第１クランクウェブ１３１の第１延伸軸３７の傾きよりも小さい。凹部４１Ｃを備える第１クランクウェブ３１の方が、凹部４１Ｃを備えない第１クランクウェブ１３１よりも、クランクピン５０の圧入に起因する第１延伸軸３７の傾きを抑制できることが確認された。

詳しい説明は省略するが、第２クランクウェブ３２においても同様である。すなわち、凹部４５Ｃを備えた第２クランクウェブ３２の方が、凹部４５Ｃを備えない第２クランクウェブよりも、クランクピン５０の圧入に起因する反り返りが抑えられ、第２延伸軸３８の傾きを抑制することができる。

以上のように、本実施形態に係るエンジン１０によれば、第１クランクウェブ３１と第２クランクウェブ３２とは、クランクピン５０によって結合されている。第１クランクウェブ３１は、クランクピン５０が圧入される孔４３を備えている。図５に示すように、第１クランクウェブ３１の左面４１は、孔４３の周縁に位置する内周縁部４１Ｂよりも凹んだ凹部４１Ｃを有している。凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔは孔４３の下端４３ｂよりも上方に位置し、凹部４１Ｃの下端４１Ｃｂは孔４３の下端４３ｂよりも下方に位置する。このことにより、第１クランクウェブ３１において、クランクピン５０の圧入に起因する反り返りを抑えることができる。よって、クランクピン５０を圧入した後に第１延伸軸３７が傾いてしまうことを抑制することができる。したがって、クランクピン５０の圧入後に、第１延伸軸２７の傾きを矯正する作業（例えば、第１クランクウェブ３１をハンマーで叩いて矯正する作業）に必要な時間および手間を少なくすることができる。あるいは、クランクピン５０の圧入後に第１延伸軸２７の傾きを矯正する作業を省くことができる。

ところで、凹部４１Ｃの下端４１Ｃｂの位置が低いほど、凹部４１Ｃの寸法は大きくなる。凹部４１Ｃの寸法が大きいほど、第１クランクウェブ３１の反り返りを抑える効果は大きくなる。しかし、第１クランクウェブ３１はバランスウェイト部４２Ｄを備えている。エンジン１０の振動を低減するために、バランスウェイト部４２Ｄの大きさを確保する必要がある。凹部４１Ｃの下端４１Ｃｂの位置が低いと、バランスウェイト部４２Ｄの大きさが確保できなくなってしまう。そこで、本実施形態では、第１クランクウェブ３１の中心３１ｃと孔４３の中心４３ｃとを通る断面と平行なＳ１−Ｓ１線断面において、凹部４１Ｃの下端４１Ｃｓは、バランスウェイト部４２Ｄの上端４２Ｄｓ（図６参照）と同じ高さに位置する。このことにより、バランスウェイト部４２Ｄの寸法を確保しながら、凹部４１Ｃの寸法を大きくすることができる。エンジン１０の振動を十分に低減させながら、クランクピン５０の圧入に起因する第１クランクウェブ３１の反り返りを抑えることができる。エンジン１０の振動を十分に低減しながら、第１延伸軸３７の傾きを抑制することができる。

凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔの位置が高いほど、凹部４１Ｃの寸法は大きくなる。本実施形態によれば、凹部４１Ｃの上端４１Ｃｔは、孔４３の中心４３ｃよりも上方に位置する。よって、クランクピン５０の圧入に起因する第１クランクウェブ３１の反り返りおよび第１延伸軸３７の傾きを十分に抑制することができる。

図１１に示すように、第１クランクウェブ３１の軸方向の中間位置Ｌ１は、第１クランクウェブ３１の左面４１の凹部４１Ｃと右面４２の凹部４２Ｃとの間に位置している。応力発生部３１ｇは、第１クランクウェブ３１の軸方向の中間に配置されている。そのため、クランクピン５０の圧入に起因する第１クランクウェブ３１の反り返りおよび第１延伸軸３７の傾きを、より一層抑制することができる。

図５に示すように、第１クランクウェブ３１の左面４１は、外周縁部４１Ａを有している。内周縁部４１Ｂは外周縁部４１Ａよりも凹んでいる。外周縁部４１Ａは内周縁部４１Ｂよりも左方に突出している。このような構成により、第１クランクウェブ３１の慣性マスを十分に確保することができ、エンジン１０の振動を好適に低減することができる。

図７に示すように、第２クランクウェブ３２にはフィルタ４９が設けられている。第２クランクウェブ３２は、クランクピン５０が圧入される孔４７を備えている。第２クランクウェブ３２の右面４５は、孔４７の周縁に位置する内周縁部４５Ｂよりも凹んだ凹部４５Ｃを有している。凹部４５Ｃの上端４５Ｃｔは孔４７の下端４７ｂよりも上方に位置し、凹部４５Ｃの下端４５Ｃｂは孔４７の下端４７ｂよりも下方に位置する。このことにより、第２クランクウェブ３２において、クランクピン５０の圧入に起因する反り返りを抑えることができる。よって、クランクピン５０の圧入に起因する第２延伸軸３８の傾きを抑制することができる。

第２クランクウェブ３２にはフィルタ４９が設けられているが、第１クランクウェブ３１にはフィルタ４９は設けられていない。図３に示すように、第２クランクウェブ３２のバランスウェイト部４６Ｄの上端４６Ｄｔは、第１クランクウェブ３１のバランスウェイト部４２Ｄの上端４２Ｄｔよりも上方に位置する。第２クランクウェブ３２の中心３２ｃと孔４７の中心４７ｃとを通る断面と平行な任意の断面において、バランスウェイト部４６Ｄの上端は、バランスウェイト部４２Ｄの上端よりも上方に位置する。このような構成により、クランク軸１７の回転に伴うエンジン１０の振動を十分に低減させることができる。

図３に示すように、第２クランクウェブ３２の右面４５の凹部４５Ｃは、第２クランクウェブ３２の軸方向の中間位置Ｌ２よりも右方に位置する。第２クランクウェブ３２の左面４６の凹部４６Ｃは、第２クランクウェブ３２の軸方向の中間位置Ｌ２よりも左方に位置する。第２クランクウェブ３２の軸方向の中間位置Ｌ２は、凹部４５Ｃと凹部４６Ｃとの間に位置している。第１クランクウェブ３１と同様、第２クランクウェブ３２においても、クランクピン５０の圧入によって大きな応力が発生する部分は、第２クランクウェブ３２の軸方向の中間に配置されている。孔４７の周りの部分のうち剛性の高い部分は、第２クランクウェブ３２の軸方向の中間に配置されている。そのため、クランクピン５０の圧入に起因する第２クランクウェブ３２の反り返りおよび第２延伸軸３８の傾きを、より一層抑制することができる。

本実施形態では、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２は、それぞれ円盤形状に形成されていた。しかし、第１クランクウェブ３１および／または第２クランクウェブ３２の形状は、円盤形状に限定されない。

第１クランク軸部材１７Ａおよび第２クランク軸部材１７Ｂは、それぞれ一体的に形成されていた。しかし、第１クランク軸部材１７Ａおよび／または第２クランク軸部材１７Ｂは、複数の部材が組み立てられることによって構成されていてもよい。

本実施形態では、エンジン１０は単気筒エンジンであった。しかし、エンジン１０は多気筒エンジンであってもよい。

本実施形態では、第１クランクウェブ３１にはフィルタ４９が設けられておらず、第２クランクウェブ３２にフィルタ４９が設けられていた。しかし、第１クランクウェブ３１にフィルタ４９が設けられ、第２クランクウェブ３２にフィルタ４９が設けられていなくてもよい。また、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２のいずれにもフィルタ４９が設けられていなくもよい。また、第１クランクウェブ３１および第２クランクウェブ３２の両方にフィルタ４９が設けられていてもよい。

本実施形態では、第１クランクウェブ３１の左面４１の２つの凹部４１Ｃは、互いの深さが等しいが、それらの深さは異なっていてもよい。また、第２クランクウェブ３２の右面４５の２つの凹部４５Ｃは、互いの深さが等しいが、それらの深さは異なっていてもよい。第１クランクウェブ３１の左面４１の凹部４１Ｃの深さと、第２クランクウェブ３２の右面４５の凹部４５Ｃの深さとは、等しくてもよく、異なっていてもよい。

図３に示すように、本実施形態では、第１延伸軸３７の方が第２延伸軸３８よりも長く、第２クランクウェブ３２の厚みの方が第１クランクウェブ３１の厚みよりも大きい。しかし、第１延伸軸３７の長さは第２延伸軸３８の長さと等しくてもよく、第２延伸軸３８の方が第１延伸軸３７よりも長くてもよい。第１クランクウェブ３１の厚みと第２クランクウェブ３２の厚みとは、等しくてもよい。第１クランクウェブ３１の厚みの方が第２クランクウェブ３２の厚みよりも大きくてもよい。

ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ／又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び／又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。

１ 自動二輪車（鞍乗型車両）
１０ 内燃機関
１７ クランク軸
３１ 第１クランクウェブ
３２ 第２クランクウェブ
４１ 左面（第１の面）
４１Ｃ 凹部（第１凹部）
４２Ｄ バランスウェイト部（第１バランスウェイト部）
４２ 右面（第２の面）
４３ 孔（第１の孔）
５０ クランクピン

Claims (9)

1. 往復運動するピストンと、前記ピストンに接続されたコンロッドと、前記コンロッドに接続されたクランク軸と、を備え、
   前記クランク軸は、
   第１の面と、前記第１の面と反対の第２の面と、前記第１の面から前記第２の面に至る第１の孔と、を有する第１クランクウェブと、
   前記第１の面における前記第１クランクウェブの回転中心から突出した第１延伸軸と、
   前記第１の孔に圧入され、前記第１クランクウェブの前記第２の面から突出し、前記コンロッドに接続されたクランクピンと、を備え、
   前記第１クランクウェブの前記第１の面は、前記第１の孔の周縁に位置する第１内周縁部と、前記第１内周縁部よりも凹んだ第１凹部と、を有し、
   前記第１クランクウェブの前記第２の面は、前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１の孔と反対の方に設けられ、前記第２の面から突出する第１バランスウェイト部を有し、
   前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１の孔が位置する方を上方、前記第１クランクウェブの前記回転中心に対して前記第１バランスウェイト部が位置する方を下方としたときに、前記第１凹部の上端は前記第１の孔の下端よりも上方に位置し、前記第１凹部の下端は前記第１の孔の下端よりも下方に位置する、内燃機関。
2. 前記第１クランクウェブの前記回転中心と前記第１の孔の中心とを通る断面と平行な断面において、前記第１凹部の下端は、前記第１バランスウェイト部の上端と同じ高さに位置する、請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記第１凹部の上端は、前記第１の孔の中心よりも上方に位置する、請求項１または２に記載の内燃機関。
4. 前記第１クランクウェブの前記第２の面は、前記第１の孔の周縁に位置する第２内周縁部と、前記第１の面の前記第１凹部の裏側に位置し、前記第２内周縁部よりも凹んだ第２凹部と、を有し、
   前記第１クランクウェブの軸方向の中間位置は、前記第１凹部と前記第２凹部との間に位置している、請求項１〜３のいずれか一つに記載の内燃機関。
5. 前記第１クランクウェブの前記第１の面は、前記第１クランクウェブの外周縁に位置する第１外周縁部を有し、
   前記第１内周縁部は、前記第１外周縁部よりも凹んでいる、請求項１〜４のいずれか一つに記載の内燃機関。
6. 前記クランク軸は、
   第３の面と、前記第３の面と反対の第４の面と、前記第３の面から前記第４の面に至る第２の孔と、を有し、前記第４の面が前記第１クランクウェブの前記第２の面と対向するように配置された第２クランクウェブと、
   前記第３の面における前記第２クランクウェブの回転中心から突出した第２延伸軸と、を備え、
   前記クランクピンは、前記第２の孔に圧入され、前記第２クランクウェブの前記第４の面から突出し、
   前記第２クランクウェブの前記第３の面は、前記第２クランクウェブの外周縁に位置する第２外周縁部と、前記第２の孔の周縁に位置しかつ前記第２外周縁部よりも凹んだ第３内周縁部と、前記第３内周縁部よりも凹んだ第３凹部と、を有し、
   前記第２クランクウェブの前記第４の面は、前記第２クランクウェブの前記回転中心に対して前記第２の孔と反対の方に設けられ、前記第４の面から突出する第２バランスウェイト部を有し、
   前記第２クランクウェブの前記第２外周縁部の径方向の内方に、環状のフィルタが備えられ、
   前記第３凹部の上端は前記第２の孔の下端よりも上方に位置し、前記第３凹部の下端は前記第２の孔の下端よりも下方に位置する、請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関。
7. 前記第２クランクウェブの前記回転中心と前記第２の孔の中心とを通る断面と平行な断面において、前記第２バランスウェイト部の上端は、前記第１バランスウェイト部の上端よりも上方に位置する、請求項６に記載の内燃機関。
8. 前記第２クランクウェブの前記第４の面は、前記第２の孔の周縁に位置する第４内周縁部と、前記第３の面の前記第３凹部の裏側に位置し、前記第４内周縁部よりも凹んだ第４凹部と、を有し、
   前記第２クランクウェブの軸方向の中間位置は、前記第３凹部と前記第４凹部との間に位置している、請求項６または７に記載の内燃機関。
9. 請求項１〜８のいずれか一つに記載の内燃機関を備えた鞍乗型車両。

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