JPH0220518Y2

JPH0220518Y2 -

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Publication number: JPH0220518Y2
Application number: JP1984106089U
Authority: JP
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1990-06-05
Also published as: JPS6122920U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、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。

（従来の技術）従来のＶ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８〜第１０図に示すもの
が知られている（特開昭55−131516号公報）。こ
れらの図に示すように、クランク軸１は、シリン
ダブロツクに軸受を介して支持される第１〜第４
主軸部（クランクジヤーナル部）（以下、クラン
ク軸１の前端面より後端側（フライホイール結合
端側）に向つて順次番号を付す）２Ａ，２Ｂ，２
Ｃ，２Ｄと、各気筒のピストンにコンロツドで結
合される第１〜第６クランクピン３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３Ｆと、これらの主軸部２及び
各ピン３を連結するクランクアーム４Ａ〜４Ｉ
と、を大略有している。隣り合う主軸部２間には
一対のピン３が配設されており、この一対のピン
３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。（すなわ
ち、第１０図中バンク中心線Ｒ，Ｌのなすバンク
角は60゜である。）５Ａ，５Ｂはクランクアーム４
Ａ，４Ｉにそれぞれ取り付けられた第１、第２バ
ランスウエイトであり、これらのバランスウエイ
ト５Ａ，５Ｂはそれぞれ第１ピン３Ａ及び第６ピ
ン３Ｆの反対側（クランク軸中心に対して）に設
けられて該クランク軸１の回転時の一次平衡偶力
をバランスにしている。

（問題点）しかしながら、このような従来のＶ型６気筒内
燃機関のクランク軸にあつては、バランスウエイ
トがクランク軸の両端部にのみ設けられていたた
め、一次不平均偶力はバランスがとれているが、
第１主軸部および第４主軸部を支点としてクラン
ク軸を回転させた場合、第２、第３主軸部の軸心
は、第３、第４クランクピンのなす角の二等分線
上で放射外方に向かつて変位して振れ回る。その
結果、この振れ回りにより、第２、第３主軸部を
支持している軸受を介してシリンダブロツクの振
動が増大して、騒音が発生するという問題点があ
つた。また、振れ廻りにより第２、第３主軸部の
軸受荷重が増大してその軸受の偏摩耗や焼付が発
生するという問題点も生じていた。

（考案の目的）そこで、この考案は、一次不平衡偶力のバラン
スをとるとともにクランク軸の第２、第３主軸部
間の振れ回りを減少させることにより、前記問題
点を解決することを目的とする。

（問題点の解決手段）この考案に係るＶ型６気筒内燃機関のクランク
軸は、一端部から他端部に向かつて順次第１〜第
４主軸部を有し、第１、第２主軸部間に順次第
１、第２クランクピンを、第２、第３主軸部間に
順次第３、第４クランクピンを、第３、第４主軸
部間に順次第５、第６クランクピンを、それぞれ
配し、これらの主軸部及びクランクピンの隣接す
るもの同士を順次第１〜第９クランクアームで連
結し、これらの各クランクピンが上記主軸部の軸
線に対して垂直な面内にて該軸線を中心として第
１、第２、第５、第６、第３、第４の順序で等角
度離隔して円周方向に配設されたＶ型６気筒内燃
機関のクランク軸において、上記第１クランクア
ームに、上記軸線を中心として第６クランクピン
より第３クランクピン側に所定角度離れて第１端
部バランスウエイトを、上記第９クランクアーム
に、上記軸線を中心として第１クランクピンより
第４クランクピン側に上記所定角度と同角度離れ
て第２端部バランスウエイトを、それぞれ配設す
るとともに、上記第５クランクアームに、第３、
第４クランクピンがなす角の二等分線上で上記軸
線を中心として、これらの第３、第４クランクピ
ンと反対側に中央にバランスウエイトを配設し
て、合計で３個のバランスウエイトを設け、クラ
ンク軸全体としてかつ中央主軸部においても動的
つりあいを保持するようにしてものである。

（実施例）以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明
する。第１図〜第７図はこの考案の一実施例を示
す図である。まず、構成を説明すると、第１図〜
第５図において、１１はＶ型６気筒内燃機関（バ
ランス角：β＝60゜）のクランク軸を示し、この
クランク軸１１はプーリの取付けられる前端部か
らフライホールの固着される後端部に向かつて
（以下、順方向）第１、第２、第３、第４主軸部
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ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，…）で示す。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１
３Ａ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１２Ａ，１２Ｂ、クラ
ンクピン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１１の回転中心軸（以下、Ｚ
軸）に垂直な平面（以下、XY平面、また、両バ
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軸廻りに互いに60°離隔
している（第２図参照）。さらに第１クランクア
ーム１４Ａにおいては、XY平面内て、第１クラ
ンクピン１３ＡとＺ軸を中心として反対側であつ
て、かつ、Ｘ軸に対して第３クランクピン１３Ｃ
側へ所定のオフセツト角αだけオフセツトした位
置に第１端部バランスウエイト１５Ａが設けられ
ている（第２図、第３図参照）。

また、第２主軸部１２Ｂと第３主軸部１２Ｃと
の間には第３クランクピン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クランクピン１３Ｃとは第４クラ
ンクアーム１４Ｄで、第３、第４クランクピン１
３Ｃ，１３Ｄは第５クランクアーム１４Ｅで、第
４クランクピン１３Ｄと第３主軸部１２Ｃとは第
６クランクアーム１４Ｆで、それぞれ連結されて
いる。これらの第４〜第６アーム１４Ｄ〜１４Ｆ
は上記第１〜第３アーム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１３Ｃ，１３Ｄ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。ここで、１６
は第５クランクアーム１４Ｅに設けた中央バラン
スウエイトであり、この中央バランスウエイト１
６は第２図および第４図に示すように第３、第４
クランクピン１３Ｃ，１３Ｄの反対側に位置して
いる。次に、第３主軸部１２Ｃと第４主軸部１２
Ｄとの間には第５クランクピン１３Ｅ及び第６ク
ランクピン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１３Ｅとは第７
クランクアーム１４Ｇで、第５クランクピン１３
Ｅと第６クランクピン１３Ｆとは第８クランクア
ーム１４Ｈで、第６クランクピン１３Ｆと第４主
軸部１２Ｄとは第９クランクアーム１４Ｉでそれ
ぞれ連結されている。また、これらの第７〜９ク
ランクアーム１４Ｇ〜１４Ｉは上記第１〜第６ク
ランクアーム１４Ａ〜１４Ｆと同じくXY平面上
にそれぞれ延在し、また、第５、第６クランクピ
ン１３Ｅ，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１３
Ｃ，１３Ｄと同様の関係（XY平面内で互いに60゜
離隔）に配設されている。

さらに、５Ｂは第９クランクアーム１４Ｉに設
けられた第２端部バランスウエイトを示し、この
第２端部バランスウエイト１５Ｂは、上記第１端
部バランスウエイト１５Ａと同一形状で、XY平
面内でＺ軸を中心として第６クランクピン１３Ｆ
の反対側であつて、かつ、Ｘ軸に対して第４クラ
ンクピン１４Ｄ側に所定のオフセツト角αだけオ
フセツトした位置に配設されている（第２図、第
５図参照））。

た、上記各主軸部１２Ａ〜１２Ｄはそれぞれシ
リンダブロツクに軸受メタルを介して回転自在に
支持され、各クランクピン１３Ａ〜１３Ｆは各気
筒のピストンにコンロツドで連結されている。ま
た、第２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及び合計で３個設
けられた各バランスウエイト１５Ａ，１５Ｂ，１
６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，１３
Ｄの順に等間隔60゜をなすとともに、第１、第２
端部バランスウエイト１５Ａ，１５ＢはＹ軸を中
心としてＸ軸に所定のオフセツト角αを有して対
称に配置されている。なお、上記クランクピン１
３Ａ〜１３Ｆの質量及びＺ軸からその質量中心ま
での長さ（距離）は同一であり、各端部バランス
ウエイト１５Ａ，１５Ｂのそれも同一としてい
る。また、各端部バランスウエイト１５Ａ，１５
Ｂの質量は従来のそれよりも軽量化している。

次に作用を説明する。

まず、バンク角β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は(1)式で表される。

Ｍ＝３｛ｒ（Wc＋１／2Wr）＋（１＋１／√３）
W_R）・ｌ・ω²・eⁱ〓 ……(1) ここで、各記号は以下のとおりである（第６，
７図参照）。

Wc：クランクピン及びコンロツド大端部の重
量 Wf：往復動部分の質量（コンロツド小端部及
びピストンの質量） W_R：クランクアーム１個の等価重量と回転半
径との積ｆ：ストローク半径 ω：回転角度ｌ：ボアビツチ次に、第１および第２主軸部１２Ａ，１２Ｂを
支点として、クランク軸１１等を含めた回転重量
系を回転させた場合のクランク軸１１の中央部の
Ｘ軸方向およびＹ軸方向の変位は、次の(2)，(3)式
でそれぞれ表される。

δx＝δ_13A＋１／2δ_13B−１／2δ_13C＋１／2δ_13D−
１／2δ_13E−δ_13F＋δ_14A＋√３／2δ_14B＋１／2δ_14C−
１／2δ_14D＝０ ……(2) δy＝−√３／2δ_13B＋√３／2δ_13C＋√３／2δ_13D
−√３／2δ_13E−１／2δ_14B−√３／2δ_14C＋√３／
2δ_14D＋δ_14E＋√３／2δ_14F−√３／2δ_14G−１／
2δ_14H ……(3) ここで、δ_13A〜δ_13Fは各クランクピン１３にて
クランクピンおよびコンロツド大端部の重量Wc
によりクランク軸１１の中心部を変位させる各変
位量を、また同様にδ_14A〜δ_14Iは各クランクアー
ム１４にてクランクアーム１個の等価重量と回転
半径との積W_Rによりクランク軸１１の中心部を
変位させる各変位量を、それぞれ示している。因
みに、各部位１３，１４の変位量の一例を示す
と、 δ_12A＝（−Wcr／6eⁱ〓）（１／2l−ｓ）／８×（−
３・（3l）²＋４・（１／2l−ｓ）²）となる。

また、第１、第５、第９クランクアーム１４
Ａ，１４Ｅ，１４Ｉに第１、第２端部バランスウ
エイト１５Ａ，１５Ｂおよび中央バランスウエイ
ト１６を設ける場合、それぞれの等価重量Ｗと回
転半径Ｒとの積をそれぞれWR_15A，WR_15B，
WR_15Cとすると、これらは、次の(4)，(5)，(6)，(7)
の各式で表される。

WR_15A・cosα＝Ｍ／２（ｌ＋2s） ……(4) WR_15A・sinα＝48・eⁱ〓・δy／（80l₃−96sl²−
48sl²＋64s³） ……(5) WR₁₆＝96.eⁱ〓・δy／（80l³−96sl²−48sl²＋
64s³） ……(6) WR_15B＝WR_15A ……(7) したがつて、前式(1)，(2)，(3)式をこれらの(4)，
(5)，(6)，(7)式に代入すれば３個のバランスウエイ
ト１５Ａ，１５Ｂ，１６を定めることができる。
このようにして定められた３個のバランスウエイ
ト１５Ａ，１５Ｂ，１６をそれぞれ各クランクア
ーム１４Ａ，１４Ｅ，１４Ｉに配設することによ
り、一次不平衡偶力Ｍを打消すことができるだけ
でなく（Ｍ＝０）、クランク軸１１中央部（第２、
第３主軸１２Ｂ，１２Ｃ）の変位δyもなくする
ことができる（δy＝０）。その結果、クランク軸
１１の中央部の振れ回りが著しく減少するので、
シリンダブロツク本体の振動が低減され、騒音も
低下する。また、振れ回りの減少により、端部バ
ランスウエイト１５Ａ，１５Ｂの各質量の低減と
相俟つて、第２、第３主軸部１２Ｂ，１２Ｃの軸
受荷重が低減されるので、軸受の偏摩耗、焼付き
の発生を防止できる。

また、全てのバランスウエイト１５Ａ，１５
Ｂ，１６がクランク軸１１に一体に形成されてい
るので、クランク軸１１単品でバランス調整を行
うことができ、高いバランス精度を得ることがで
きる。さらに、全てのバランスウエイト１５Ａ，
１５Ｂ，１６をクランク軸１１の第１、第４主軸
部１２Ａ，１２Ｄとこれに隣接する第２、第３主
軸部１２Ｂ，１２Ｃの間に配設しているので、バ
ランスウエイト１５Ａ，１５Ｂ，１６は両側の第
１、第４主軸部１２Ａ，１２Ｄの軸受によつて高
い剛性でシリンダブロツクに支持され、バランス
ウエイト１５Ａ，１５Ｂ，１６の振れ回りによる
クランク軸１１のたわみおよびたわみに伴うシリ
ンダブロツクの振動、騒音を防止することができ
る。

（考案の効果）以上説明してきたように、この考案によれば、
合計３個のバランスウエイトによつてクランク軸
の回転バランスの向上と一次不平衡偶力の低減と
を両立させることができるので、シリンダブロツ
クの振動、騒音を低減することができるととも
に、クランク軸の主軸部の軸受荷重を低減できる
ので、全ての軸受の摩耗、焼付の発生を防止する
ことができる。また、全てのバランスウエイトが
クランク軸に一体に形成されているので、クラン
ク軸単品でバランス調整を行うことができ、高に
バランス精度を得ることができる。さらに、全て
のバランスウエイトをクランク軸の主軸部とこれ
と隣接する主軸部との間に配設しているので、バ
ランスウエイトは両側の主軸部の軸受によつて高
い剛性でシリンダブロツクに支持され、バランス
ウエイトの振れ回りによるクランク軸のたわみお
よびたわみに伴うシリンダブロツクの振動、騒音
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図はこの考案に係るクランク軸の
一実施例を示したもので、第１図はクランク軸の
正面を模式化した図、第２図は側面を模式化した
図、第３図は第１クランクアームの正面図、第４
図は第５クランクアームの正面図、第５図は第９
クランクアームの正面図、第６図、第７図はこの
実施例の作用を説明するためのクランク軸の模式
化した図、第８〜１０図は従来のクランク軸を示
すもので、第８図はその正面図、第９図、第１０
図はクランク軸の模式化した図である。１１……クランク軸、１２Ａ〜１２Ｄ……第１
〜第４主軸部、１３Ａ〜１３Ｆ……第１〜第６ク
ランクピン、１４Ａ〜１４Ｉ……第１〜第９クラ
ンクアーム、１５Ａ，１５Ｂ……第１、第２端部
バランスウエイト、１６……中央バランスウエイ
ト、Ｚ軸……軸線、α……所定角度。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

一端部から他端部に向かつて順次第１〜第４主
軸部を有し、第１、第２主軸部間に順次第１、第
２クランクピンを、第２、第３主軸部間に順次第
３、第４クランクピンを、第３、第４主軸部間に
順次第５、第６クランクピンを、それぞれ配し、
これらの主軸部及びクランクピンの隣接するもの
同士を順次第１〜第９クランクアームで連結し、
これらの各クランクピンが、上記主軸部の軸線に
対して垂直な面内にて該軸線を中心として第１、
第２、第５、第６、第３、第４の順序で等角度離
隔して円周方向に配設されたＶ型６気筒内燃機関
のクランク軸において、上記第１クランクアーム
に、上記軸線を中心として第６クランクピンより
第３クランクピン側に所定角度離れて第１端部バ
ランスウエイトを、上記第９クランクアームに、
上記軸線を中心として第１クランクピンより第４
クランクピン側に上記所定角度と同角度離れて第
２端部バランスウエイトを、それぞれ配設すると
ともに、上記第５クランクアームに、第３、第４
クランクピンがなす角の二等分線上で上記軸線を
中心として、これらの第３、第４クランクピンと
反対側に中央バランスウエイトを配設して、合計
で３個のバランスウエイトを設けたことを特徴と
するＶ型６気筒内燃機関のクランク軸。