JP4206331B2 - ４サイクルエンジン用クランク軸 - Google Patents

Description

本発明は，クランクジャーナルにクランクアームを介してクランクピンを一体に連設し，またクランクアームには，クランクジャーナルの，クランクアームと反対側の半周部に連なる半円板状のバランスウエイトを一体に連設してなる，４サイクルエンジン用クランク軸の改良に関する。

従来，かゝる４サイクルエンジン用クランク軸において，フライホイール効果を増強して角速度変動を小さく抑えるために，付加ウエイトを，クランクアームの周囲から張り出して設けることが知られている（例えば下記特許文献１参照）。
特開２０００−３２６０４３号公報

上記のように，付加ウエイトを，クランクアームの周囲から張り出して設けたクランク軸においては，付加ウエイトに大きなマスを与えなければ充分なフライホイール効果を得ることができないが，付加ウエイトに大きなマスを与えることはクランク軸自体の重量を大きく増加させる点で好ましくない。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，クランク軸自体の重量増を極力抑えつゝ，フライホイール効果を充分に得ることができ，しかも回転中，空気及び潤滑油の空気抵抗が少ない，前記４サイクルエンジン用クランク軸を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，クランクジャーナルにクランクアームを介してクランクピンを一体に連設し，またクランクアームには，クランクジャーナルの，クランクアームと反対側の半周部に連なる半円板状のバランスウエイトを一体に連設してなる，４サイクルエンジン用クランク軸において，バランスウエイトに，その直径方向両端外周部から延出してクランクアームに間隔を存して対向する一対の付加ウエイトを一体に連設し，各付加ウエイトは，外周面及び両側面がバランスウエイトの外周面及び両側面にそれぞれ連続し，且つ半径方向の肉厚が先端に向かって漸減するように形成されることを第１の特徴とする。

また本発明は，第１の特徴に加えて，各付加ウエイト及びクランクアーム間に，それらの一側面間を一体に連結する，付加ウエイトより薄肉の補強壁を形成したことを第２の特徴とする。

さらに本発明は，第１又は第２の特徴に加えて，各付加ウエイト及びクランクアームを，これらの間に挟まれ凹部が，一対の付加ウエイト間の開いた空間に向かって開口するように形成したことを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴によれば，対をなす付加ウエイトは，バランスウエイトの直径方向両端外周部から延出し，且つクランクアームから半径方向外方に離れて配置されるため，クランク軸回転中心からの最遠位置を占めることになり，比較的小さいマスでもクランク軸の慣性モーメントを効果的に増加させることができ，したがって，重量増を極力抑えながら，クランク軸のフライホイール効果を高め，角速度変動の減少を図ることができる。しかも各付加ウエイトは，半径方向の肉厚が先端に向かって漸減するように形成されるので，クランク軸の回転時，遠心力による各付加ウエイトの曲げモーメントを極力小さくすることができ，その耐久性を高めることができる。その上，各付加ウエイトは，外周面及び両側面をバランスウエイトの外周面及び両側面にそれぞれ連続させているから，クランクアーム，バランサウエイト及び付加ウエイトは，全体として段部の極めて少ない円板状のクランクウェブを構成することになり，クランク軸の回転中，空気及び潤滑油の攪拌抵抗を極小にして，エンジン出力の向上に寄与することができる。

また本発明の第２の特徴によれば，各付加ウエイト及びクランクアーム間には，それらの一側面間を連結する薄肉の補強壁が形成されるので，この比較的少ないマスの補強壁によって付加ウエイトの曲げ強度を効果的に増強し，その耐久性の更なる向上を図ることができる。

さらに本発明の第３の特徴によれば，対をなす付加ウエイト間の空間から棒状の回転刃具により肉抜き凹部の切削形成を容易に行うことができる。

本発明の実施の形態を，添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて説明する。

図１は本発明の実施例に係る４サイクルＶ型エンジンを搭載した自動二輪車の側面図，図２は上記エンジン要部の横断側面図，図３は同エンジンにおけるクランク軸の一部縦断平面図，図４は図３の４矢視図，図５は図３の５−５矢視図，図６は図５の６−６線断面図，図７は図３の７−７線断面図である。

先ず図１において，自動二輪車Ｍには，前輪Ｗｆ及び後輪Ｗｒ間の車体中央部に後輪Ｗｒを駆動するエンジンＥが搭載される。そのエンジンＥは，第１及び第２バンクＢｆ，Ｂｒを前後にＶ字状に配置した４サイクルＶ型エンジンである。

図２に示すように，上記エンジンＥのクランクケース２０は，上部ケース半体２０ａと下部ケース半体２０ｂとに分割されており，上部ケース半体２０ａに，第１及び第２バンクＢｆ，Ｂｒのシリンダブロック２１ｆ，２１ｒが一体に形成される。第１バンクＢｆのシリンダブロック２１ｆには３本のフロントシリンダ２１ｆ，第２バンクのシリンダブロック２１ｒには２本のリアシリンダ２１ｒが形成され，各フロントシリンダ２１ｆにはフロントピストン２３ｆ，各リアシリンダ２１ｒにはリアピストン２３ｒがそれぞれ嵌装される。

上部及び下部ケース半体２０ａ，２０ｂはボルト結合されるもので，それらの間にクランク軸Ｃが支承され，このクランク軸Ｃには，フロントコンロッド５ｆ及びリアコンロッド５ｒを介して前記フロントピストン２３ｆ及びリアピストン２３ｒが連接される。

クランクケース２０の後部にはミッションケース２４が一体に連設されており，これに，変速歯車装置２５が収容される。

またクランクケース２０の下部には，潤滑オイルを貯留するオイルタンク２６が接合される。このオイルタンク２６内のオイルは，フィードポンプ（図示せず）により吸い上げられて，クランク軸Ｃ周りや，第１及び第２バンクＢｆ，Ｂｒの動弁機構に供給され，それらの潤滑を終えたオイルは，クランクケース２０内の底部のオイル溜まり２７に流下し，そこからスカベンジングポンプ２８により再び吸い上げられて，変速歯車装置２５に供給される。この変速歯車装置２５を潤滑し終えたオイルは，ミッションケース２４の底部からオイルタンク２６に還流する。したがって，このエンジンＥの潤滑形式は，クランクケース２０内にオイルを実質上溜めないドライサンプ式である。

さて，上記クランク軸Ｃについて，図３〜図７を参照しながら詳しく説明する。

図３及び図４において，クランク軸Ｃは，４個のクランクジャーナル１，１…と，３本のクランクピン２，２…と，相隣る各クランクジャーナル１及びクランクピン２間を一体に連結する３対のクランクウェブ３，３；３，３…と，右端のクランクジャーナル１の外端に連なるスプライン４とを備えおり，各クランクジャーナル１は前記クランクケース２０の軸受部に支承され，左右両外側の幅広の各クランクピン２は，互いに反対前後方向に延びる２本の前記フロントコンロッド５ｆ及びリアコンロッド５ｒの大端部を支承し，中央の幅狭のクランクピン２は前方に延びる１本の前記フロントコンロッド５ｆを支承するようになっている。このクランク軸Ｃは総削り出しの一体型で，左右両端部の形状を除けば，中央のクランクピン２を境にして左右対称形である。そして左右外側の２対のクランクウェブ３，３；３，３は厚肉，中央の１対のクランクウェブ３，３は薄肉に形成されている。また両外側の各対のクランクウェブ３，３においても，内側のものが外側のものより若干薄肉になっている。

図３〜図５に示すように，各クランクウェブ３は，相隣る各クランクジャーナル１及びクランクピン２間を直接連結するクランクアーム１０と，このクランクアーム１０に連なると共に，クランクピン２と反対側のクランクジャーナル１の半周部に連なる半円板状のバランスウエイト１１とから構成される。

図５及び図６に示すように，バランスウエイト１１には，その直径方向両端外周部から延出してクランクアーム１０に間隔Ｓを存して対向する一対の付加ウエイト１２，１２が一体に連設される。両付加ウエイト１２，１２は，それぞれの外周面及び両側面が対応のバランスウエイト１１の外周面及び両側面にそれぞれ連続し，且つ半径方向の肉厚が先端に向かって漸減するように形成される。

また両付加ウエイト１２，１２とクランクアーム１０との間には，これら両付加ウエイト１２，１２及びクランクアーム１０の，クランクピン２側々面間を連続的に一体に連結する，付加ウエイト１２，１２より薄肉の補強壁１３が形成される。尚，図７に示すように，中央部の薄肉のクランクウェブ３の補強壁１３は，クランクアーム１０を越えて対をなす付加ウエイト１２，１２相互間をも一体に連結するように形成される。

クランクアーム１０，付加ウエイト１２及び補強壁１３の３者は，これらによって囲まれる肉抜き凹部１４を画成するのであり，特に，クランクアーム１０及び付加ウエイト１２は，その肉抜き凹部１４が対をなす付加ウエイト１２，１２間の開いた空間１５に向かって開口するように形成される。こうすることにより，両付加ウエイト１２，１２間の空間１５から棒状の回転刃具Ｔにより肉抜き凹部１４の切削形成が可能となる。肉抜き凹部１４，１４に臨む付加ウエイト１２，１２の内周面は，クランク軸Ｃの回転軸線からクランクピン２側に一定距離ｅオフセットした点に中心を持つ円周３０上に配置される。

尚，図３及び図４中，参照符号１６は潤滑オイル孔を示す。

次に，この実施例の作用について説明する。

各クランクウェブ３における一対の付加ウエイト１２，１２は，バランスウエイト１１の直径方向両端外周部から延出し，且つクランクアーム１０から半径方向外方に離れて配置されるため，クランク軸Ｃの回転中心からの最遠位置を占めることになり，比較的小さいマスでもクランク軸Ｃの慣性モーメントを効果的に増加させることができる。したがって，重量増を極力抑えながら，クランク軸Ｃのフライホイール効果を高め，角速度変動の減少を図ることができる。

しかも各付加ウエイト１２は，半径方向の肉厚が先端に向かって漸減するように形成されるので，クランク軸Ｃの回転時，遠心力による各付加ウエイト１２の曲げモーメントを極力小さくすることができ，その耐久性の向上に寄与し得る。

さらに各付加ウエイト１２及びクランクアーム１０間には，それらの一側面間を連結する薄肉の補強壁１３が形成されるので，この比較的少ないマスの補強壁１３によって各付加ウエイト１２の曲げ強度を効果的に増強し，その耐久性の更なる向上を図ることができる。

その上，各付加ウエイト１２は，外周面及び両側面をバランスウエイト１１の外周面及び両側面にそれぞれ連続させているから，各クランクウェブ３が，全体として段部の極めて少ない円板を呈することになり，クランク軸Ｃの回転中，空気及びオイルの攪拌抵抗を極小にして，エンジン出力の向上に寄与することができる。

本発明は，上記実施例に限定されるものではなく，その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば，本発明のクランク軸Ｃを適用する４サイクルエンジンの形式や気筒数は任意である。

本発明の実施例に係る４サイクルＶ型エンジンを搭載した自動二輪車の側面図。 上記エンジン要部の横断側面図。 同エンジンにおけるクランク軸の一部縦断平面図。 図３の４矢視図。 図３の５−５矢視図。 図５の６−６線断面図。 図３の７−７線断面図。

符号の説明

Ｃ・・・・・クランク軸
Ｓ・・・・・クランクピン及び付加ウエイト間の間隔
１・・・・・クランクジャーナル
２・・・・・クランクピン
３・・・・・クランクウェブ
１０・・・・クランクアーム
１１・・・・バランサウエイト
１２・・・・付加ウエイト
１３・・・・補強壁
１５・・・・両付加ウエイト間の空間
１４・・・・肉抜き凹部

Claims (3)

1. クランクジャーナル（１）にクランクアーム（１０）を介してクランクピン（２）を一体に連設し，またクランクアーム（１０）には，クランクジャーナル（１）の，クランクピン（２）と反対側の半周部に連なる半円板状のバランスウエイト（１１）を一体に連設してなる，４サイクルエンジン用クランク軸において，
   バランスウエイト（１１）に，その直径方向両端外周部から延出してクランクアーム（１０）に間隔（Ｓ）を存して対向する一対の付加ウエイト（１２，１２）を一体に連設し，各付加ウエイト（１２，１２）は，外周面及び両側面がバランスウエイト（１１）の外周面及び両側面にそれぞれ連続し，且つ半径方向の肉厚が先端に向かって漸減するように形成されることを特徴とする，４サイクルエンジン用クランク軸。
2. 請求項１記載の４サイクルエンジン用クランク軸において，
   各付加ウエイト（１２，１２）及びクランクアーム（１０）間に，それらの一側面間を一体に連結する，付加ウエイト（１２，１２）より薄肉の補強壁（１３）を形成したことを特徴とする，４サイクルエンジン用クランク軸。
3. 請求項１又は２記載の４サイクルエンジン用クランク軸において，
   各付加ウエイト（１２，１２）及びクランクアーム（１０）を，これらの間に挟まれ凹部（１４）が，一対の付加ウエイト（１２，１２）間の開いた空間（１５）に向かって開口するように形成したことを特徴とする，４サイクルエンジン用クランク軸。

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