JPH0640993Y2 - 直列５気筒エンジン用クランク軸 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［考案の目的］ ＜産業上の利用分野＞ 本考案は直列５気筒エンジン用クランク軸に関し、特に
クランク軸の軸受に対する慣性力負荷を軽減しかつクラ
ンク軸のダイナミックバランスを容易に取り得るように
改良された直列５気筒エンジン用クランク軸に関する。

＜従来の技術＞ 第１−２−４−５−３気筒の点火順序を有する一般的な
直列５気筒エンジンに於ては、第１〜第６番目のジャー
ナルのうちで、比較的角度差の小さいクランクピンに挟
まれた第３及び第４番目のジャーナルの慣性力負荷が最
も高く、その次に第１及び第６番目のジャーナルに大き
な慣性負荷が加わる。通常、クランクウェブにカウンタ
ウェイトを設けることにより、ジャーナルに加わる慣性
負荷を軽減するようにしているが、往復部重量によって
発生する不平衡偶力を低減するためには、各気筒につい
て回転部重量を含めたクランク軸の重心位置を、クラン
クピンの反対方向に向けて、往復部重量の半分とクラン
ク回転半径との積の値に等しい偶力が発生するように定
めなくてはならない。

カウンタウェイトの重量をこれよりも小さく設定する場
合には、第１番目のウェブ及び第10番目のウェブに、そ
れぞれ126度、54度の方向にカウンタウェイトを追加し
なければならない。その結果、クランクの軸線方向の一
端から見た時に、第１番目及び第10番目のカウンタウェ
イトの重心の角度位置がそれぞれ対応するクランクピン
の延長線方向よりも互いに離反することとなる。そのた
め、クランク軸を単体でダイナミックバランスを取ろう
とした場合に、第１番目或いは第10番目のカウンタウェ
イトを切除しても十分に偶力バランスを修正することが
できない場合があり、生産管理上の問題を生じる得る。

＜考案が解決しようとする課題＞ このような従来技術の問題点に鑑み、本考案の主な目的
は、慣性力によるクランク軸の軸受荷重を低減しかつク
ランク軸のダイナミックバランスを容易に取り得るよう
に改良された直列５気筒エンジンクランク軸を提供する
ことにある。

［考案の構成］ ＜課題を解決するための手段＞ このような目的は、本考案によれば、第１−２−４−５
−３気筒の点火順序を有する直列５気筒エンジン用クラ
ンク軸であって、第２クランクピンと第３クランクピン
との間のジャーナルを挟むカウンタウェイトの重心を、
それぞれ第２クランクピンと第３クランクピンの延長方
向よりも互いに近接する角度位置に定め、第３クランク
ピンと第４クランクピンとの間のジャーナルを挟むカウ
ンタウェイトの重心を、それぞれ第３クランクピンと第
４クランクピンの延長方向よりも互いに近接する角度位
置に定め、更に、第１クランクピン及び第５クランクピ
ンに対応するように設けられた最外端のカウンタウェイ
トを、それぞれ第１及び第５クランクピンの延長方向よ
りも互いに近接する角度位置に定めたことを特徴とする
クランク軸を提供することにより達成される。

＜作用＞ 第２クランクピンと第３クランクピンとの間のジャーナ
ル及び第３クランクピンと第４クランクピンとの間のジ
ャーナルに関して、各ジャーナルを挟むカウンタウェイ
トの角度位置を互いに近接させることにより、当該ジャ
ーナルに対する慣性荷重を低減することができる。しか
も、このようにカウンタウェイトの角度位置を変更する
ことにより、最外端のカウンタウェイトの角度位置を相
互に近接させることができるようになり、これらのカウ
ンタウェイトを必要に応じて切除することにより、偶力
バランスを効果的に修正することができ、クランクシヤ
フト単体のダイナミックバランスを容易に取ることがで
きるようになる。

＜実施例＞ 以下に添付の図面を参照して本考案を特定の実施例につ
いて詳細に説明する。

第７図及び第８図は従来技術に基づく直列５気筒エンジ
ン用クランク軸を示すもので、その前端にはプーリ１、
その後端にはフライホイール13がそれぞれ設けられ、ク
ランク軸の前端から後端に向けて第１〜第５クランクピ
ン３、５、７、９、11が設けられ、かつ各クランクピン
を挟むように第１〜第６ジャーナル２、４、６、８、1
0、12が設けられている。各クランクピンの対角位置に
は前後一対のカウンタウェイト14〜23が設けられてお
り、最外端のカウンタウェイト14、23がそれぞれ対応す
るクランクピンの延長方向よりも互いに離反する角度位
置に設けられているのを除いて、他のカウンタウェイト
15〜22はそれぞれ対応するクランクピンの延長方向上に
設けられている。

カウンタウェイトが、対応する往復部重量の半分とクラ
ンク回転半径との積に等しい大きさに設定された場合
（ハーフバランス状態）には、全てのカウンタウェイト
を対応するクランクピンの延長方向上に設けることによ
り不平衡偶力を最も有効に低減することができるのに対
し、エンジンの軽量化や軸受負荷の軽減を目的としてカ
ウンタウェイトの重量をそれよりも小さくした場合に
は、第７図及び第８図に示されたように、最外端のカウ
ンタウェイト14、23を互いに離反する角度位置に設定す
る必要が生じる。

第９図及び第10図のベクトル図は、第７図及び第８図に
示された実施例に於ける不平衡偶力及び不平衡力を示す
もので、直列５気筒エンジンに於て避けることのできな
い往復部残留偶力が第９図に於てＲにより示されてい
る。尚、第11図及び第12図、カウンタウェイトがそれぞ
れ対応するクランクピンの延長線上に設けられた場合の
不平衡偶力及び不平衡力を示すベクトル図である。

第１図及び第２図は本考案に基づくクランク軸の第１の
実施例を示すダイヤグラム図である。尚、第６図及び第
７図に対応する部分には同様の符号を付しその詳しい説
明を省略する。

本実施例によれば、各クランクピンにはそれぞれ前後一
対のカウンタウェイトが設けられており、第２ジャーナ
ル４及び第５ジャーナル10を挟む各一対のカウンタウェ
イト15、16及び21、22が、対応するクランクピンの延長
線上に位置しているのに対して、第３ジャーナル６及び
第４ジャーナル８を挟む各一対のカウンタウェイト17、
18及び19、20はそれぞれ対応するクランクピンの延長線
よりも互いに近接する角度位置を占めている。従って、
隣接するクランクピンの角度位置が比較的近いことから
比較的大きな慣性荷重を受ける第３及び第４ジャーナル
６、８に加わる慣性力が軽減される。

更に、カウンタウェイト17〜20の角度位置をオフセット
させたことにより、系全体の不釣合偶力を低減するため
には最外端のカウンタウェイト14、23を、図示されてい
るように、対応するクランクピンの延長線方向に対して
互いに近接する位置に設けることが必要となる。従っ
て、最外端に位置する両カウンタウェイト14、23が、第
１図に最も良く示されるように比較的近接した角度位置
を占めることとなり、クランク軸単体のダイナミックバ
ランスを取るために最外端のカウンタウェイトを適宜切
除した場合に、与えられた切除量に対して大きな慣性２
次モーメントの修正量を得ることができ、クランク軸の
ダイナミックバランスを取る際の生産管理上の問題を軽
減することができる。

更に、最外端のカウンタウェイトがクランクピンの延長
線方向に対してオフセットされていることにより、第１
及び第６ジャーナル２、12に加わる慣性力を低減すると
いう効果も得られる。

本発明を何ら限定するものではないが、本実施例に於い
て用いられる実用的なカウンタの重心位置としては、第
１クランクピン３の位置を基準とした場合に、 第１カウンタウェイト14:144°〜180° 第２カウンタウェイト15:180° 第３カウンタウェイト16: 36° 第４カウンタウェイト17: 0°〜36° 第５カウンタウェイト18:324°〜360° 第６カウンタウェイト19:288°〜324° 第７カウンタウェイト20:252°〜288° 第８カウンタウェイト21:252° 第９カウンタウェイト22:108° 第10カウンタウェイト23:144°〜180° と定めるのが好ましい。

第３図及び第４図は、第１図及び第２図に示された実施
例に於ける不平衡偶力及び不平衡力を示すベクトル図で
あって、残留不平衡偶力が第３図於てＲにより示されて
いる。

第５図及び第６図は本考案の第２の実施例を示す第１図
及び第２図と同様の図である。同じく前記実施例に対応
する部分には同様の符号を付しその詳しい説明を省略す
る。本実施例の場合、第３クランクピンには前後一対の
カウンタウェイト18、19が設けられているが、第１クラ
ンクピン及び第５クランクピンには外端側にのみカウン
タウェイト14、23が設けられ、第２クランクピン及び第
４クランクピンには、第３クランクピンに近接する位置
にのみカウンタウェイトが設けられている点に於いて前
記実施例と異る。本実施例も作用効果の点に於いて前記
第１の実施例と略同様である。

［考案の効果］ このように本考案によれば、クランク軸の慣性軸受負荷
を軽減することができ、しかもクランク軸のダイナミッ
クバランスを容易に取ることができ、その効果は極めて
大である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に基づく直列５気筒エンジン
用クランク軸を軸線方向及び横方向から見たダイヤグラ
ム図である。 第３図及び第４図は、第１図及び第２図に示された実施
例の不平衡偶力及び不平衡力を示すベクトル図である。 第５図及び第６図は本考案の第２の実施例を示す第７図
及び第８図と同様の図である。 第７図及び第８図は従来技術に基づく直列５気筒エンジ
ン用クランク軸を示す第１図及び第２図と同様の図であ
る。 第９図及び第10図は、第７図及び第８図に示された公知
クランク軸に於ける不平衡偶力及び不平衡力を示すベク
トル図である。 第11図及び第12図はカウンタウェイトをクランクピンの
延長線上に設けた通常の公知直列５気筒エンジン用クラ
ンク軸に於ける不平衡偶力及び不平衡力を示すベクトル
図である。 １…プーリ ２、４、６、８、10、12…ジャーナル ３、５、７、９、11…クランクピン 13…フライホイール 14〜23…カウンタウェイト

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】第１−２−４−５−３気筒の点火順序を有
   する直列５気筒エンジン用クランク軸であって、 第２クランクピンと第３クランクピンとの間のジャーナ
   ルを挟むカウンタウェイトの重心を、それぞれ第２クラ
   ンクピンと第３クランクピンの延長方向よりも互いに近
   接する角度位置に定め、 第３クランクピンと第４クランクピンとの間のジャーナ
   ルを挟むカウンタウェイトの重心を、それぞれ第３クラ
   ンクピンと第４クランクピンの延長方向よりも互いに近
   接する角度位置に定め、 更に、第１クランクピン及び第５クランクピンに対応す
   るように設けられた最外端のカウンタウェイトを、それ
   ぞれ第１及び第５クランクピンの延長方向よりも互いに
   近接する角度位置に定めたことを特徴とするクランク
   軸。