JP3559320B2

JP3559320B2 - 内燃機関のクランク軸の支持構造

Info

Publication number: JP3559320B2
Application number: JP26571794A
Authority: JP
Inventors: 和孝福田
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1994-10-28
Filing date: 1994-10-28
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-09-02
Also published as: JPH08121245A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、外周にフランジが形成され、このフランジにクランクピンが圧入されたクランク軸を複数の軸受によって支持する内燃機関のクランク軸の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、従来のスノーモービルに使用されている内燃機関のクランク軸の支持構造の一例を示す側面断面図である。図において符号１０はクランク軸を示し、このクランク軸１０はクランクケース２０内に配置されている。クランク軸１０は複数の軸体１１からなり、これらの軸体１１は互いに同心に突き合せられている。各軸体１１の端部には、フランジ１２が形成されており、フランジ１２にはそれぞれ孔１３が形成されている。そして、孔１３，１３にはクランクピン１４が圧入されている。
【０００３】
フランジ１２同士の間にはコンロッド１５の一端部が配置されており、この一端部にも孔１６が形成されている。コンロッド１５の他端部は図示しないピストンに連結されており、このピストンがエンジンのシリンダ内を往復するようになっている。孔１６にはクランクピン１４が挿通されており、これによってコンロッド１５の往復運動に伴って、軸体１１が互いに等しい速度で回転するようになされている。
【０００４】
クランクケース２０には、玉軸受２１，２２，２３が配設されており、図示しないネジによって固定されている。このうち玉軸受２１は図において右側の軸体１１を支持し、玉軸受２２，２３は左側の軸体１１を支持している。玉軸受２２，２３は離間して配置され、両者の間にはスペーサ２４が設けられこれを軸体１１が貫通している。
【０００５】
玉軸受２３の外周には、クランクケース２０内部の潤滑油が漏れ出ないように、サークリップ２５が配設されている。またクランクケース２０の左端からは、左側の軸体１１の左端部２９が突出している。クランクケース２０にはオイルシール２７が支持されて軸体１１を包囲しており、これによってクランクケース２０内部の潤滑油が漏れ出ないようになされている。
【０００６】
さて左側の軸体１１の左端部２９には、Ｖベルト式自動変速機が装着されている。このような構成においては、エンジン出力をコンロッド１５およびクランクピン１４を介して軸体１１に伝達し、さらに左端部２９からＶベルト式自動変速機を介して無端ベルト式の走行手段に伝達している。この無端ベルト式の走行手段は雪面あるいは地面に接しており、これが回転することによって、スノーモービルを推進するようになっている。
【０００７】
ところで、前記のように玉軸受２２，２３が離間して配置されているのは、玉軸受２２に寄せて玉軸受２３を配置すると、Ｖベルト式自動変速機のＶベルトの張力を軸体１１の左端部２９が受けることによって発生する曲げモーメントが大きくなり、玉軸受２３に寄せて玉軸受２２を配置すると、コンロッド１５によって受ける曲げモーメントが大きくなるからである。特にベルトの張力によって、軸体１１に曲げモーメントがかかった場合には、軸体１１の右側の端部とこれの変位を拘束しようとするクランクピン１４との間に応力が集中し、クランクピン１４が破断するおそれがある。これを防止するには、クランクピン１４をフランジ１２に一体成形する必要があるが、一体成形する場合は製造コストが上昇する。このため、従来は製造コストの削減のためクランクピン１４をフランジ１２に圧入すると共に、曲げモーメントを小さくしようとして玉軸受２２，２３を離間させていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の構造においては、左側の玉軸受２３のさらに左側にオイルシール２７を配置したことによって、軸体１１が長くなりここに発生する曲げモーメントがやはり大きいという問題があった。すなわち結局のところ、曲げモーメントの軽減にはあまり役立ってはいない。また、同様の理由により、クランクケース２０が長くなって大型化し、重量が増加するために燃費、速度、馬力などの性能が低下してしまう。
【０００９】
この発明は前記の事情を考慮してなされたものであり、クランク軸に発生する曲げモーメントを大幅に少なくすることができると共に、クランクケースを小型化することができる内燃機関のクランク軸の支持構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、この発明にあっては、クランク軸を複数の軸受によって支持する内燃機関のクランク軸の支持構造であって、第１および第２のプーリを相互に離間した状態にて支持する支持軸を前記クランク軸の出力端に固定し、前記クランク軸の回転トルクを無端ベルト式の走行手段に伝達するためのベルトを前記第１のプーリと前記第２のプーリとの間に巻回する一方、前記クランク軸の出力端側に配設された第１の軸受と、前記第１の軸受からみて更に前記出力端に近い位置に当該第１の軸受から離間して配設されたシール軸受たる第２の軸受とを、前記第２の軸受から前記出力端までの区間にオイルシールを配設することなく一体のクランクケース内に固定すると共に、前記第１の軸受と前記第２の軸受との間にオイルシールを配設したことを特徴としている。
【００１１】
【作用】
この発明においては、第１の軸受と第２の軸受との間にオイルシールを配置すると共に第２の軸受がシール軸受とされており、第２の軸受から出力端までの区間にはオイルシールが配設されていないから、オイルシールやこれを固定する部品を配設するためにクランク軸を長くする必要がない。したがって、クランク軸の出力端にベルトにより与えられる力に起因してクランク軸に発生する曲げモーメントを小さくすることが可能である。また、同様の理由から、クランクケースを大型化する必要がない。したがって、クランクケースを小型化することが可能であり、これによって重量を減少させ燃費、速度、馬力などの性能を向上させることができる。
【００１２】
【実施例】
Ａ．実施例の構成
以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明する。まず、図１は実施例による内燃機関のクランク軸の支持構造を有するエンジンＥを示す側面断面図であり、図２は図１の一部を拡大しクランク軸の支持構造の要部を示す図である。エンジンＥは水冷式２サイクル並列２気筒エンジンであり、クランクケース４０の上にシリンダボディ３８を積載してなる。このエンジンＥは、スノーモービルに搭載されている。
【００１３】
符号３０はクランク軸を示し、このクランク軸３０はクランクケース４０内に配置されている。クランク軸３０は４本の軸体３１からなり、これらの軸体３１は互いに同心に突き合せられている。このうち中央の２本の軸体３１は互いに嵌合されて連結されている。また各軸体３１の端部には、フランジ３２が形成されており、フランジ３２にはそれぞれ孔３３が形成されている。そして、孔３３，３３にはクランクピン３４が圧入されている。
【００１４】
フランジ３２同士の間にはコンロッド３５の一端部が配置されており、この一端部にも孔３６が形成されている。コンロッド３５の他端部はピストン３７に連結されており、このピストン３７がシリンダボディ３８のシリンダ３９内を往復するようになっている。孔３６にはクランクピン３４が挿通されており、これによってコンロッド３５の往復運動に伴って、軸体３１が互いに等しい速度で回転するようになされている。
【００１５】
クランクケース４０には、玉軸受５０，５１，５２，４１，４２，４３が配設されて固定されている。このうち玉軸受５０，５１は図１において最も右側の軸体３１を支持し、玉軸受５２，４１は中間の二つの軸体３１，３１を支持し、玉軸受４２，４３は左側の軸体３１を支持している。玉軸受５２，４１は離間して配置され、両者の間にはシール５３が設けられ、これを中間の軸体３１が貫通している。また、玉軸受４２，４３は離間して配置され、両者の間にはスペーサ４４が設けられ、これを最も左側の軸体３１が貫通している。
【００１６】
さて、最も右側の軸体３１の右側の端部は、クランクケース４０に支持されたフライホイールマグネット６０に固定され、フライホイールマグネット６０はプーリ６１に固定されている。プーリ６１は軸体３１の回転をベルト６２に伝達し、これによってオイルポンプ６３およびウォーターポンプ６４を駆動する。
【００１７】
その一方、最も左側の軸体３１の左端部４９には、自動変速機６５の駆動側プーリ組立体６６が装着されている。この駆動側プーリ組立体６６は、軸体３１の左端部４９が挿入されて固定された支持軸６７を備えている。この支持軸６７には固定プーリ６８が固定されていると共に、軸方向に摺動自在な可動プーリ６９が装着されている。可動プーリ６９には重錘７０がピン７１によって回動自在に取り付けられている。可動プーリ６９は図示しないバネの力によって固定プーリから離間する方向に付勢されている。また支持軸６７には抵抗部７２が固定されており、可動プーリ６９がこの抵抗部７２で停止させられている。
【００１８】
固定プーリ６８と可動プーリ６９にはベルト７３が巻回されており、このベルト７３を介して後述する無端ベルト式の走行手段８２（図３参照）にクランク軸３０の回転トルクが伝達されるようになっている。この自動変速機６５では、回転数が大きくなると、遠心力が大きくなって重錘７０が外側に回動し、この重錘の先端が抵抗部７２に押される。これによって可動プーリ６９が固定プーリ６８に接近する。また、回転数が小さくなると遠心力が小さくなって重錘７０が内側に回動し、前記の図示しないバネの力で可動プーリ６９が固定プーリ６８から離間する。固定プーリ６８と可動プーリ６９の対向面はテーパ状になされており、両者の距離が変化することによって、ここに巻回されたベルト７３の軸芯からの距離も変化する。このようにして回転数に応じた変速比を設定することが可能になっている。
【００１９】
次に図２を参照して、クランクケース４０から突出した最も左側の軸体３１を支持する構造の詳細について説明する。前記の通り、玉軸受４２と玉軸受４３は離間して配置されており、両者の間にスペーサ４４が配置されている。ここで最も左側に配置された玉軸受４３は、いわゆるシール軸受であり、以下シール軸受４３と称する。すなわち、両方の側面にパッキン７４が取り付けられ、これによってシール軸受４３の内部にクランクケース４０内の潤滑油が侵入しないようになっている。なお、シール軸受４３の内部空間には、内部の玉を潤滑するグリースが充填されている。
【００２０】
また、シール軸受４３の外周には、クランクケース４０内部の潤滑油が漏れ出ないように、サークリップ４５が配設されている。さらに、玉軸受４２とシール軸受４３の間のスペーサ４４の外周には、オイルシール７７が配置されている。このようにして、クランクケース４０内部の潤滑油がシール軸受４３側に漏れ出ないようになされており、シール軸受４３の構造とあいまって潤滑油の漏れが確実に防止されている。
【００２１】
次に図３は、このクランク軸の支持構造が適用されているスノーモービルを示す側面図である。このスノーモービルは車体８０の後部にシート８１を配置し、底部に無端ベルト式の走行手段８２を備えたものである。走行手段８２は前側の駆動輪８３および後側の従動輪８４に駆動ベルト８５を巻回してなる。なお、符号８６は駆動ベルト８５を支持する補助輪を示す。車体８０にはハンドル８７が設けられ、このハンドル８７を操作することによって、車体８０の前部の底に設けられた操向部材８８が回動して進行方向を変えられるようになっている。
【００２２】
このスノーモービルの車体８０の前部には前記のエンジンＥが搭載されている。軸体１１に装着されたプーリ組立体６６に巻回されたベルト７３は中継プーリ８９にも巻回されている。そして中継プーリ８９からチェーン９０によって前駆動輪８３に回転が伝達されるようになっている。このようにして軸体１１の回転トルクが走行手段の駆動ベルト８５に伝達されることによって、このスノーモービルが推進される。
【００２３】
Ｂ．実施例の動作
次に、この実施例に係るスノーモービルの動作について説明する。まずエンジンＥ内部の二つのシリンダ３９における吸気・排気行程に伴って、コンロッド３５が往復運動する。この往復運動は、クランクピン３４を経て軸体３１の回転運動に変換される。そして、軸体３１の回転は、図１の右側においてベルト６２によりオイルポンプ６３およびウォーターポンプ６４に伝達されて、これらのオイルポンプ６３およびウォーターポンプ６４が駆動される。
【００２４】
一方、図１の左側においては、軸体３１の回転トルクが駆動側プーリ組立体６６に巻回されたベルト７３に伝達され、さらに図３に示す中継プーリ８９、チェーン９０、前駆動輪８３に伝達される。そして、駆動輪８３および従動輪８４に巻回された駆動ベルト８５が回転し、スノーモービルが推進される。
【００２５】
なお、軸体３１の回転数が大きくなると、前記のように可動プーリ６９が固定プーリ６８に接近して、ベルト７３の軸芯からの距離が大きくなり、軸体３１の回転数が小さくなると、可動プーリ６９が固定プーリ６８から離れてゆき、ベルト７３の軸芯からの距離が小さくなる。このようにして、変速比すなわちベルト７３の周速が適切になる。
【００２６】
ここで、最も左側の軸体３１の左端部４９にはベルト７３の張力が与えられているから、最も左側の軸体３１にはモーメントが発生する。しかし、この実施例では、シール軸受４３の近傍の玉軸受４２とシール軸受４３との間にオイルシール７７を配置したことによって、オイルシールやこれを固定する部品を配設するためにクランク軸を長くする必要がない。すなわちシール軸受４３と固定プーリ６８の距離を短縮化でき、左端部４９を短くすることができる。したがって、軸体３１の左端部４９に与えられる力に起因して軸体３１に発生する曲げモーメントを小さくすることが可能である。また、同様の理由から、クランクケース４０を大型化する必要がない。したがって、クランクケース４０の重量を減少させ燃費、速度、馬力などの性能を向上させることができる。
【００２７】
なお前記の実施例では、フランジ３２にクランクピン３４を圧入したクランク軸を使用しているが、この発明はこれに限られることなく、他の形式のクランク軸、例えばフランジとクランクピンを一体に形成したものに適用することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にあっては、クランク軸を短くすることが可能であり、クランク軸の出力端に与えられる力に起因してここに発生する曲げモーメントを小さくすることができる。また、クランクケースを小型化することが可能であり、これによって重量を減少させ燃費、速度、馬力などの性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る内燃機関のクランク軸の支持構造を有するエンジンＥを示す側面断面図である。
【図２】図１の一部を拡大し、実施例に係る内燃機関のクランク軸の支持構造の要部を示す側面断面図である。
【図３】実施例が適用されたスノーモービルを示す側面図である。
【図４】従来の内燃機関のクランク軸の支持構造の一例を示す側面断面図である。
【符号の説明】
Ｅエンジン、３０クランク軸、３１軸体、３２フランジ、
３３孔、３４クランクピン、３５コンロッド、３６孔、
３７ピストン、３８シリンダボディ、３９シリンダ、
４０クランクケース、４１，４２，５０，５１，５２玉軸受
４３玉軸受（シール軸受）、４４スペーサ、４９左端部（出力端）
６５自動変速機、６６駆動側プーリ組立体、６７支持軸、
６８固定プーリ、６９可動プーリ、７０重錘、７３ベルト、
７４パッキン、７７オイルシール。

Claims

クランク軸を複数の軸受によって支持する内燃機関のクランク軸の支持構造であって、
第１および第２のプーリを相互に離間した状態にて支持する支持軸を前記クランク軸の出力端に固定し、前記クランク軸の回転トルクを無端ベルト式の走行手段に伝達するためのベルトを前記第１のプーリと前記第２のプーリとの間に巻回する一方、
前記クランク軸の出力端側に配設された第１の軸受と、前記第１の軸受からみて更に前記出力端に近い位置に当該第１の軸受から離間して配設されたシール軸受たる第２の軸受とを、前記第２の軸受から前記出力端までの区間にオイルシールを配設することなく一体のクランクケース内に固定すると共に、前記第１の軸受と前記第２の軸受との間にオイルシールを配設したことを特徴とする内燃機関のクランク軸の支持構造。