JPH0768997B2 - 直列5気筒エンジンのクランク軸でのカウンタウエイト配置構造 - Google Patents

直列5気筒エンジンのクランク軸でのカウンタウエイト配置構造

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JPH0768997B2
JPH0768997B2 JP32534789A JP32534789A JPH0768997B2 JP H0768997 B2 JPH0768997 B2 JP H0768997B2 JP 32534789 A JP32534789 A JP 32534789A JP 32534789 A JP32534789 A JP 32534789A JP H0768997 B2 JPH0768997 B2 JP H0768997B2
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/16Engines characterised by number of cylinders, e.g. single-cylinder engines
    • F02B75/18Multi-cylinder engines
    • F02B2075/1804Number of cylinders
    • F02B2075/182Number of cylinders five

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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、直列5気筒エンジンのクランク軸に関し、軽
量化を図りながらも軸中央部の曲げモーメントを軽減す
るバランスウエイトの配置構造に関する。
《従来技術》 一般に直列5気筒エンジンでは、各気筒ごとにバランス
を取るため、各クランクアームにカウンタウエイトを取
り付けているのであるが、これではクランク軸重量が重
くなり、エンジン全体の重量も重くなるという問題があ
った。
そこで従来、クランク軸の前端部から、第1、第5、第
6、第10番目のクランクアームにカウンタウエイトを取
り付けることにより、カウンタウエイトの数を減らしな
がらも、エンジン全体としてのバランスを取るように構
成したものが提案されている(実公昭63−23625号公
報)。
《解決しようとする課題》 前記従来のものでは、カウンタウエイトの数を減らした
分、クランク軸を軽量に形成することができるが、第
5、第6番目のクランクアームに取り付けたカウンタウ
エイトは、第1、第10番目のクランクアームに取り付け
たカウンタウエイトと180゜位相がずれているため、こ
れらの各カウンタウエイトに発生する遠心力を釣り合わ
せるには全て同じ重量のカウンタウエイトが必要とな
る。
また、第5、第6番のクランクアームに取り付けたカウ
ンタウエイトは、第3クランクピンに対し+144゜及び
−144゜の位相を持つため、第3気筒の中心軸まわりに
偶力を発生するうえ、この偶力は第1、第10番目のクラ
ンクアームに取り付けたカウンタウエイトにより発生す
る偶力を削減する方向に発生する。このため、クランク
ピンの回転により発生する偶力と釣り合うためにはより
大きなカウンタウエイトが必要とされる。
本発明は上記問題点を解消し、さらに軽量化のはかれる
カウンタウエイトの配置構造を提供することを目的とす
る。
《課題を解決するための手段》 上述の目的を達成するために、本発明は5気筒エンジン
において、第1、第5、第6、第10番目に位置するクラ
ンクアームにそれぞれカウンタウエイトを装着するよう
にし、着火順序が1−3−5−4−2のエンジンでは、
そのカウンタウエイトをクランク軸前端より時計回り方
向に見て第3クランクピンでのクランクアーム中心軸に
対してそれぞれ324±10゜、180゜、180゜、36±10゜の
位相を持つように装着し、1−2−4−5−3の着火順
序のエンジンでは、そのカウンタウエイトをクランク軸
前端より時計回り方向に見て第3クランクピンでのクラ
ンクアーム中心軸に対してそれぞれ36±10゜、180゜、1
80゜、324±10゜の位相を持つように装着したことを特
徴としている。
《作用》 本発明では、1−3−5−4−2の順に着火するエンジ
ンでは、第1、第5、第6、第10番目に位置するクラン
クアームに装着するカウンタウエイトを第3クランクピ
ンでのクランクアーム中心軸に対してそれぞれ324±10
゜、180゜、180゜、36±10゜位相をずらして、また、1
−2−4−5−3の順に着火するエンジンでは、第1、
第5、第6、第10番目に位置するクランクアームに装着
するカウンタウエイトを第3クランクピンでのクランク
アーム中心軸に対してそれぞれ36±10゜、180゜、180
゜、324±10゜位相をずらして配置しているので、第
5、第6番目に位置するクランクアームに配置したカウ
ンタウエイトは第3気筒の中心軸まわりに偶力を発生せ
ず、第1、第10番目に位置するクランクアームに配置し
たカウンタウエイトにより上記中心軸まわりに生じさせ
た偶力を削減しない。
しかも、第5、第6クランクアームに配置したカウンタ
ウエイトは、第1、第10クランクアームに配置したカウ
ンタウエイトにより生じる遠心力の0゜方向への分力と
釣り合わせるので、第1、第10クランクアームに配置し
たカウンタウエイトよりも軽量ですむ。
さらに、第5、第6クランクアームに配置したカウンタ
ウエイト180゜の方向に遠心力が作用するので、この遠
心力の全体で、軸中央部に0゜方向へ加わる曲げモーメ
ントを軽減することができる。
《実施例》 図面は本発明の実施例を示し、第1図はクランク軸の概
略斜視図、第2図はクランク軸前端部から見たカウンタ
ウエイトの配置を説明する図である。
第1図中、符号(1)は5気筒エンジンのシリンダブロ
ック(図示せず)に軸受けを介して支持されるクランク
軸であり、このクランク軸(1)は前端側から各気筒の
ピストンにコンロッドを介して接続される第1〜第5の
クランクピン(2)〜(6)が順次設けられている。こ
の各クランクピン(2)〜(6)は中央に位置する第3
クランクピン(4)を基準として、時計回り方向に第1
クランクピン(2)は144゜、第2クランクピン(3)
は288゜、第4クランクピン(5)は72゜、第5クラン
クピン(6)は216゜位相をずらせて形成してあり、1
−3−5−2−4の順に着火するようになっている。
そして、クランク軸(1)の前端側から第1番目、第5
番目、第6番目、第10番目のクランクアームにカウンタ
ウエイト(7)〜(10)が配置してある。これらのカウ
ンタウエイト(7)〜(10)は第2図に示すようにクラ
ンク軸(1)をその前端側から時計回り方向に見た場合
に、第5、第6番目のクランクアームに装着されたカウ
ンタウエイト(8)(9)の重心位置が第3クランクピ
ン(4)に対して180゜、即ち第3クランクピン(4)
の中心とクランクジャーナル部の中心とを結ぶ線上に位
置しており、第1番目のクランクアームを装着されたカ
ウンタウエイト(7)の重心位置が第3クランクピン
(4)に対して319゜、即ち、第1クランクピン(2)
の中心とクランクジャーナル部の中心を結ぶ線のなす角
度(324゜)から−5゜ずれた個所に、また、第10番目
のクランクアームに装着されたカウンタウエイト(10)
の重心位置が第3クランクピン(4)に対して41゜、即
ち、第5クランクピン(6)の中心とクランクジャーナ
ル部の中心とを結ぶ線のなす角度(36゜)から+5゜ず
れた個所に位置している。
この場合、第1クランクアームに装着したカウンタウエ
イト(7)と第10クランクアームに装着したカウンタウ
エイト(10)の釣り合いで垂直軸回りのモーメントを解
消することができるから、クランク軸(1)の軽量化を
はかる場合には、第1、第10クランクアームに装着した
カウンタウエイト(7)(10)をそれぞれ第3クランク
ピン(4)から離れる方向に変位させ、このカウンタウ
エイト(7)(10)に生じる遠心力の0゜方向への分力
を小さくする。そして、この小さくなった分力と釣り合
うように、第5、第6クランクアームに装着したカウン
タウエイト(8)(9)の重量を軽減する。この場合、
各クランクピン(2)〜(6)の回転により軸中央部に
0゜方向へ加わる曲げモーメントに対して、180゜の方
向に作用する第5、第6クランクアームに装着したカウ
ンタウエイト(8)(9)の遠心力が小さくなるので、
第3クランクピン(4)の両側の軸受部での軸受応力が
大きくなる。一方、第3クランクピン(4)の両側の軸
受部での軸受応力を小さくする場合には、第1、第10ク
ランクアームに装着したカウンタウエイト(7)(10)
をそれぞれ第3クランクピン(4)に近づく方向に変位
させ、この両カウンタウエイト(7)(10)に生じる遠
心力の0゜方向への分力と釣り合うように、第5、第6
クランクアームに装着したカウンタウエイト(8)
(9)の重量を増加させる。
そして、第1、第10クランクアームに装着するカウンタ
ウエイトの変位量を各クランクアームの中心軸線から±
10゜の範囲にすれば、クランク軸の軽量化と軸受応力の
軽減化を同時に満足させることができる。
第3図及び第4図は着火順序が、1−2−4−5−3の
エンジンに使用する場合のクランク軸を示し、この場
合、各クランクピン(2)〜(6)は中央に位置する第
3クランクピン(4)を基準として、時計回り方向に第
1クランクピン(2)は216゜、第2クランクピン
(3)は72゜、第4クランクピン(5)は288゜、第5
クランクピン(6)は144゜の位置に形成されるから、
第1番目、第5番、第6番目、第10番目のクランクアー
ムに装着されるカウンタウエイト(7)〜(10)は、第
3クランクピン(4)の位置を基準として、第5、第6
番目のクランクアームに装着されたカウンタウエイト
(8)(9)の重心位置が第3クランクピン(4)に対
して180゜、即ち第3クランクピン(4)の中心とクラ
ンクジャーナル部の中心とを結ぶ線上に位置し、第1番
目のクランクアームに装着されたカウンタウエイト
(7)の重心位置は第3クランクピン(4)に対して41
゜、即ち、第1クランクピン(2)の中心とクランクジ
ャーナル部の中心を結ぶ線のなす角度(36゜)から+5
゜ずれた個所に、第10番目のクランクアームに装着され
たカウンタウエイト(10)の重心位置が第3クランクピ
ン(4)に対して319゜、即ち、第5クランクピン
(6)の中心とクランクジャーナル部の中心とを結ぶ線
がなす角度(324゜)から−5゜ずれた個所に位置させ
てある。
《効果》 本発明では上記のように構成され作用するので、次の効
果を奏する。
(イ)第1、第10番目に位置するクランクアームに配置
したカウンタウエイトにより生じる第3気筒の中心軸ま
わりの偶力を、第5、第6番目に位置するカウンタウエ
イトの遠心力で削減しないことから、第1、第10番目に
位置するクランクアームに配置したカウンタウエイト
を、前記従来のものに比べて軽量にすることができる。
しかも、第5、第6クランクアームに配置したカウンタ
ウエイトは、第1、第10クランクアームに配置したカウ
ンタウエイトよりも軽量ですむ。この結果、クランク軸
の軽量化をはかることができる。
(ロ)軸中央部に第3クランクピンの方向、即ち、0゜
方向へ加わる曲げモーメントに対して、第5、第6クラ
ンクアームに配置したカウンタウエイトは180゜の方向
に遠心力が作用し、この遠心力の全体で上記曲げモーメ
ントを軽減することができる。この結果、第5、第6番
目に位置するカウンタウエイトは軽量でありながら、軸
中央部での曲げモーメントを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図はクランク軸の概
略斜視図、第2図はクランク軸前端部から見たカウンタ
ウエイトの配置を説明する図、第3図は別実施例の第1
図相当図、第4図はその別実施例の第2図相当図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直列に配置した5本のシリンダを、シリン
    ダ番号#1−#3−#5−#4−#2の順で着火させる
    ように構成した直列5気筒エンジンにおいて、 クランク軸の前端部より、第1、第5、第6、第10番目
    のクランクアームにそれぞれカウンタウエイトを装着
    し、かつ、クランク軸前端より時計回り方向に見た各ク
    ランクアームのカウンタウエイトが第3クランクピンに
    対してそれぞれ324±10゜、180゜、180゜、36±10゜位
    相のずれた位置に装着されたことを特徴とする直列5気
    筒エンジンのクランク軸でのカウンタウエイト配置構
    造。
  2. 【請求項2】直列に配置した5本のシリンダを、シリン
    ダ番号#1−#2−#4−#5−#3の順で着火させる
    ように構成した直列5気筒エンジンにおいて、 クランク軸の前端部より、第1、第5、第6、第10番目
    のクランクアームにそれぞれカウンタウエイトを装着
    し、かつ、クランク軸前端より時計回り方向に見た各ク
    ランクアームのカウンタウエイトが第3クランクピンに
    対してそれぞれ36±10゜、180゜、180゜、324±10゜位
    相のずれた位置に装着されたことを特徴とする直列5気
    筒エンジンのクランク軸でのカウンタウエイト配置構
    造。
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