JPH09242744A - 単気筒２サイクルエンジンのクランク軸支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 模型エンジン等の単気筒２サイクルエンジン
においてクランクケース及びシリンダの剛性、気密性、
組立精度等に有利な構造としつつ、クランク軸の支持強
度を高め、エンジンの性能を向上する。 【解決手段】 シリンダ部１１を一体に有するとともに
一側部にクランク軸支承部１２を有し、他側部に軸受部
材嵌合用の開口部１３を有するクランクケース本体１０
と、クランク軸支承部１５を有して、上記開口部１３に
取り付けられる軸受部材１４とでクランクケース１を構
成し、クランクピン３０とその軸方向両側にクランクア
ーム３１，３３を介して連結した一対のクランク主軸３
２，３４とを有するクランク軸３を、上記クランクケー
ス本体１０及び軸受部材１４の各クランク軸支承部１
２，１５によりベアリングを介して支承させた構造とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、模型飛行機、模型
ヘリコプター等に用いられる単気筒２サイクルエンジン
のクランク軸支持構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レシプロエンジンは、シリンダ内に配置
されたピストンと、クランクケースに回転自在に支承さ
れたクランク軸とがコンロッドを介して連結された構造
となっている。そして、一般に４サイクルエンジンでは
上記クランク軸が一体型とされる一方、コンロッドの大
端部が分割構造とされることでクランク軸との結合が可
能となっているものが主流であるが、２サイクルエンジ
ンでは、できるだけクランク室の容量を小さくして一次
圧縮比を稼ぐことが要求されるので、クランク室内で回
動するコンロッドの大端部は小型化のため一体構造とさ
れることが多く、多気筒２サイクルエンジンでは上記コ
ンロッドの結合を可能にするためクランク軸が分割型と
されている。

【０００３】ところで、模型飛行機、模型ヘリコプター
等に搭載される模型エンジンとしては、小型の単気筒２
サイクルエンジンが多く使用されている。従来のこの種
の模型単気筒エンジンでは、図５に示す如く、クランク
ケース及びシリンダの剛性や機密性の確保に有利なよう
にクランクケース１０１にシリンダ部１１１を一体に連
成されるとともに、このシリンダ一体型のクランクケー
ス１０１に対してクランク軸１０３、ピストン１０４及
び上記のような一体構造のコンロッド１０５を組付け可
能とするため、クランク軸１０３がクランクケース１０
１に片持ち状態で支持された構造となっている。

【０００４】すなわち、図５に示すエンジンのクランク
ケース１０１は、クランクケース１１０とシリンダ部１
１１とを一体に備え、そのクランクケース１１０の一側
部には軸方向に長く突出したクランク軸支承部１１２が
連成され、他側部にはクランク軸挿入用の開口部１１３
が設けられている。また、クランク軸１０３は、クラン
ク主軸１３２の一端部にクランクアーム１３１を介して
クランクピン１３０が設けられた構造となっている。そ
して、上記クランク軸１０３が上記クランクケース１１
０の開口部１１３から上記クランク軸支承部１１２へと
挿通され、一対のベアリング１３６，１３７を介してク
ランク軸支承部１１２に軸支されるとともに、ピストン
１０４に連結されたコンロッド１０５の大端部がクラン
クケース１０１内で上記クランクピン１３０に結合され
た後、上記開口部１１３にカバー１１４が嵌合される。
こうして、コンロッド１０５に連結されたクランクピン
１３０の片側においてのみクランク主軸１３２がクラン
クケース１０１に軸支された構造となっている。

【０００５】また、自動二輪車等に用いられる一般の単
気筒２サイクルエンジンでは、図６に示すように、クラ
ンク軸２０３がクランクケース２０１に両持ち状態で支
持され、クランクケース２０１が２分割もしくは３分割
の分割型とされることでクランク軸２０３等の組付けを
可能としている。

【０００６】すなわち、図６に示すエンジンは、予めシ
リンダ部２０２とクランクケース２０１とが別体に形成
され、さらにクランクケース２０１が左半部２１１と右
半部２１２とに分割されており、その左半部２１１及び
右半部２１２にそれぞれクランク軸支承部２１３，２１
４が形成されている。また、クランク軸２０３は、クラ
ンクピン２３０の両側にクランクアーム２３１，２３３
及びクランク主軸２３２，２３４を備えた構造となって
いる。そして、予めシリンダ部２０２とクランクケース
２０１の左半部２１１、右半部２１２が分割されている
状態で、ピストン２０４、コンロッド２０５及びクラン
ク軸２０３が相互に連結されるとともにピストン２０４
がシリンダ部２０２内に配置された後、クランクケース
２０１の左半部２１１及び右半部２１２がそれぞれベア
リング２３６，２３８を介してクランク主軸２３２，２
３４に外嵌され、かつ、この左半部２１１及び右半部２
１２とシリンダ部２０２とがボルト等で締結されるよう
になっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の図５に示す従来
の単気筒２サイクルの模型エンジンによると、クランク
ケース及びシリンダの剛性や機密性の確保、重量軽減、
部品点数削減等の面では有利であるが、クランク軸の支
持が片持ちであるためクランクピンの剛性確保が難し
く、また高速高負荷時に振動が生じ易くなる等、性能面
で課題が残されている。

【０００８】また、図６に示すような構造にした場合に
は、クランク軸が両持ち状態で支持されるため支持強度
の向上は期待できるが、クランクケースが分割構造であ
るため、クランクケース及びシリンダの剛性、気密性、
重量、部品点数、組立精度等の面で、図５に示すものに
は遥かに及ばない。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑み、クランクケ
ース及びシリンダの剛性、気密性、組立精度等に有利な
構造としつつ、クランク軸の支持強度を高め、エンジン
の性能を向上することができる単気筒２サイクルエンジ
ンのクランク軸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】上記目的を達成するため
に、本発明は、クランクケースと、このクランクケース
に支承されたクランク軸と、クランクケースから所定方
向に突出するシリンダ部と、このシリンダ部の内部に配
置されたピストンと、一端部がピストンに結合されると
ともに他端部がクランク軸に結合されたコンロッドとを
備えた単気筒２サイクルエンジンにおいて、シリンダ部
を一体に有するとともに一側部にクランク軸支承部を有
し、他側部に軸受部材嵌合用の開口部を有するクランク
ケース本体と、クランク軸支承部を有して、上記開口部
に取り付けられる軸受部材とでクランクケースを構成
し、クランクピンとその軸方向両側にクランクアームを
介して連結した一対のクランク主軸とを有するクランク
軸を上記クランクケースに挿通させ、クランクケース内
でクランク軸のクランクピンにコンロッドを連結した状
態で、その軸方向両側のクランク主軸を上記クランクケ
ース本体及び軸受部材の各クランク軸支承部にそれぞれ
ベアリングを介して支承させたものである。

【００１１】この構成によると、クランクケース本体及
びシリンダ部が一体に形成されることにより、これらの
部分の剛性、機密性の確保等に有利な構造とされつつ、
上記クランクケース本体に設けられたクランク軸支承部
と上記軸受部材とでクランクピンが両持ち状態に支持さ
れて、クランク軸の支持強度も確保される。

【００１２】このクランク軸支持構造において、上記ク
ランク軸は、クランクピンとその軸方向片側に位置する
第１クランクアーム及び第１クランク主軸を一体に備え
た第１クランク軸部分と、上記クランクピンに嵌着され
る第２クランクアーム及び第２クランク主軸を一体に備
えた第２クランク軸部分とからなり、上記第１クランク
軸部分と第２クランク軸部分とが結合、分割可能となっ
ていることが好ましい。

【００１３】このようにすれば、組付けの際には、予め
クランク軸を第１クランク軸部分と第２クランク軸部分
とに分割しておき、第１クランク軸部分をクランクケー
ス本体に挿入してそのクランク軸支承部に軸支させると
ともに、クランクケース本体内で第１クランク軸部分の
クランクピンとコンロッド及びピストンを連結した後、
上記第２クランク軸部分を第１クランク軸部分に結合
し、さらに上記軸受部材をクランクケース本体の開口部
に嵌め込んで第２クランク軸部分を軸支させることによ
り、上記のようなクランク軸支持構造が組立てられる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図１及び図２は本発明の一実施形態によ
るクランク軸支持構造を備えた単気筒２サイクルエンジ
ンを示している。これらの図に示すエンジンは、シリン
ダ部の外周壁部分を含むクランクケース１と、このクラ
ンクケース１のシリンダ部に結合されるシリンダヘッド
２と、クランクケース１に回転自在に支承されるクラン
ク軸３と、このクランク軸３にコンロッド５を介して連
結されるピストン４とを備えている。

【００１５】上記クランクケース１は、その大部分を構
成するクランクケース本体１０と、その側端部に結合さ
れる軸受部材１４及びカバー１７からなっている。

【００１６】上記クランクケース本体１０は、クランク
室を構成する部分と、この部分に連なるシリンダ外周壁
部分１１とを一体に備えており、クランク室を構成する
部分の一側部にはクランク軸３を挿通するための貫通孔
１２ａを有するクランク軸支承部１２が形成され、他側
部には軸受部材嵌合用の開口部１３が設けられている。
上記貫通孔１２ａの内方側端部及び外方側端部には段状
に径が大きくなったベアリング保持部１２ｂ，１２ｃが
形成されている。上記開口部１３は、上記貫通孔１２ａ
と比べて大径に形成されている。

【００１７】上記軸受部材１４は、クランク軸３を挿通
するための貫通孔１５ａを有して上記開口部１３に嵌合
するような概略短円筒状に形成されたクランク軸支承部
１５と、このクランク軸支承部１５の外周に設けられた
フランジ部１６とを有し、フランジ部１６が複数のボル
ト１８によってクランクケース本体１０に固着されるよ
うになっている。上記貫通孔１５ａの内方側端部及び外
方側端部には段状に径が大きくなったベアリング保持部
１５ｂ，１５ｃが形成されている。また、上記カバー１
７は、軸受部材１４の貫通孔１５ａを塞ぐような円盤状
に形成され、複数のボルト１９により軸受部材１４に固
着されるようになっている。

【００１８】また、上記シリンダヘッド２は、複数のボ
ルト２５によりシリンダ外周壁部分１１に固着されるよ
うになっている。図示の実施形態では、上記シリンダヘ
ッド２にシリンダ内周壁部分（シリンダライナー）２１
が一体に連成され、このシリンダ内周壁部分２１が上記
シリンダ外周壁部分１１に圧入された状態で、シリンダ
ヘッド２がシリンダ外周壁部分１１に固着されている。
なお、シリンダ内周壁部分（シリンダライナー）はシリ
ンダヘッド２と別体に形成しておいてもよい。

【００１９】上記クランクケース１に支承されるクラン
ク軸３は、第１クランク軸部分３ａと第２クランク軸部
分３ｂとからなって、これらが結合、分割可能に構成さ
れている。上記第１クランク軸部分３ａは、コンロッド
５を介してピストン４に連結されるクランクピン３０
と、その軸方向片側（フロント側）に位置する第１クラ
ンクアーム３１及び第１クランク主軸３２を一体に備え
ている。一方、上記第２クランク軸部分３ｂは、上記ク
ランクピン３０に対してリア側に位置する第２クランク
アーム３３及び第２クランク主軸３４を一体に備えてお
り、第２クランクアーム３３にはクランクピン３０に対
応する嵌合孔３５が形成されている。上記各クランクア
ーム３１，３３は、バランスウエイトを兼ねるように円
盤状に形成されている。

【００２０】なお、上記ピストン４にはピストンピン４
１及びピストンリング４２が取付けられるようになって
いる。また、上記コンロッド５は、その上端部が上記ピ
ストンピン４１に連結される一方、下端部がクランクピ
ン３０に連結されるようになっている。

【００２１】これらの部材により図１に示す構造のエン
ジンが次のように組立てられる。

【００２２】先ず、上記第１クランク軸部分３ａが、上
記クランクケース本体１０の開口部１３からクランクケ
ース本体１０内に挿し込まれて、クランク軸支承部１２
の貫通孔１２ａに挿通され、一対のベアリング３６，３
７を介してクランク軸支承部１２に軸支される。また、
コンロッド５及びピストン４がクランクケース本体１０
のシリンダ外周壁部分１１の内部に挿入され、専用工具
等により、コンロッド５の下端部がクランクピン３０に
連結されるとともに、コンロッド５の上端部がピストン
４に連結される。

【００２３】次いで、上記クランクピン３０に第２クラ
ンクアーム３３の嵌合孔３５が嵌着されることにより第
１，第２クランク軸部分３ａ，３ｂが結合される。さら
に、上記第２クランク軸部分３ｂの周囲に、上記軸受部
材１４及びベアリング３８，３９が組付けられるととも
に、上記軸受部材１４がクランクケース本体１０の開口
部１３に嵌合された状態でボルト１８によってクランク
ケース本体１０に固着される。また、上記軸受部材１４
にカバー１７がボルト１９によって固着される。

【００２４】一方、上記クランクケース本体１０のシリ
ンダ外周壁部分１１にシリンダ内周壁部分２１が圧入さ
れて、その内部にピストン４が配置された状態で、シリ
ンダヘッド２がシリンダ外周壁部分１１の上端にボルト
２５によって固着される。

【００２５】このようにして、クランクケース本体１０
及びシリンダ部１１を一体に備えた一体型クランクケー
スに対してクランク軸３、ピストン４、コンロッド５及
びシリンダヘッド２等が組付けられ、かつ、クランクピ
ン３０の軸方向両側においてクランク主軸３２，３４が
クランクケース１に支持される両持ち状態のクランク軸
支持構造が得られる。

【００２６】以上のような当実施形態の構造によると、
クランクケース本体１０とシリンダ部１１が一体に連成
された一体型クランクケースとなっていることにより、
クランクケース及びシリンダが複数に分割されているも
のと比べ、これらの部分の剛性、気密性が高められると
ともに、重量が軽減され、組立精度の向上にも有利とな
る。

【００２７】しかも、クランクケース本体１０の一側部
に設けられたクランク軸支承部１２と他側部に装着され
た軸受部材１４とによってクランクピン３０の両側のク
ランク主軸３２，３４が軸支されることにより、クラン
ク軸３の支持強度が高められ、クランクピン３０の損傷
防止や高速高負荷時の振動抑制等に有利となる。

【００２８】図３及び図４は模型ヘリコプターに適用し
た場合のエンジンのレイアウトの一例を示している。こ
れらの図においてエンジンは、クランク軸３が上方に突
出するとともに、シリンダヘッド２が前方に向いた配置
とされ、つまり、図１に示すような配置から略９０°倒
れた配置となっている。また、クランクケース本体１０
の幅方向両側の端面は、模型ヘリコプターのフレーム６
１に衝合するように形成され、かつ、この端面にボルト
締結用のネジ孔６２が配設され（図２参照）、模型ヘリ
コプターのフレーム６１にボルト６３によって直接固定
されるようになっている。

【００２９】上記クランク軸３には、冷却フィン６４を
備えた出力軸６５、クラッチ６６及び減速ギヤ６７を介
し、アクスルシャフト６８が接続されている。このアク
スルシャフト６８は、上記フレーム６１に回転自在に支
持され、かつ、カウリング６９より上方に突出してお
り、このアクスルシャフト６８の上端に、プロペラを有
するロータ７０が取付けられている。

【００３０】このように模型ヘリコプターに組込む場
合、図５に示すような従来の模型エンジンと比べ、重心
位置を高くすることができて、飛行性能の向上に有利と
なる。

【００３１】すなわち、図５に示す従来の模型エンジン
では、クランクケース本体１１０の一側部のクランク軸
支承部１１２で片持ち状態にクランク軸１０３を支持す
るので、必要な支持力をもたせるためにはクランク軸支
承部１１２をかなり長く形成しなければならず、それに
伴い、クランク主軸１３２も長くなる。これと比べ、ク
ランク軸３を両持ち状態に支持する構造とした当実施形
態のエンジンによると、クランクケース本体１０の一側
部におけるクランク軸支承部１２及びクランク主軸３２
の長さが短くてすみ、クランクケース本体１０の一側方
へのクランク軸突出量を小さくすることができる。

【００３２】従って、図３のようにクランク軸を上向き
にした状態で模型ヘリコプターに組み込んだ場合、クラ
ンクケース１から上方へのクランク軸突出量が小さくな
り、その分だけエンジンの位置を高くしてロータ７０に
近づけることができ、これによって重心位置を高くする
ことができる。そして、飛行中に上記ロータ７０の回転
中心が揺動等の支点となる模型ヘリコプターにおいて
は、重心を高くしてロータ７０に近づける程、飛行性能
が向上されることとなる。

【００３３】なお、上記実施形態では、クランク軸３の
一端側（出力側）をクランクケース１の一側部のクラン
ク軸支承部１２から外方に突出させ、クランク軸３の他
端側を軸支した部分はカバー１７で覆っているが、上記
クランク軸３の他端側を軸受部材１４から突出させてこ
の部分にオイルポンプ等の補機を接続するようにしても
よい。その他の各部の構造も、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で設計変更して差し支えない。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明は、単気筒２サイク
ルエンジンにおいて、シリンダ部を一体に有するととも
に一側部にクランク軸支承部を有するクランクケース本
体と、このクランクケース本体の他側部に装着される軸
受部材とにより、クランクピンの軸方向両側に一対のク
ランク主軸を有するクランク軸を両持ち状態に支持する
ようにしているため、クランクケース及びシリンダが複
数に分割されているものと比べ、これらの部分の剛性、
気密性の確保、重量の軽減、組立精度の向上等に有利と
なり、しかも、クランク軸が片持ち状態に支持されてい
るものと比べ、クランク軸の支持強度を高め、エンジン
の性能を高めることができる等の効果を奏するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるクランク軸支持構造
を有する単気筒２サイクルエンジンの断面図である。

【図２】上記エンジンの分解状態斜視図である。

【図３】上記エンジンを模型ヘリコプターに組み込んだ
状態の概略断面図である。

【図４】上記エンジンを模型ヘリコプターに組み込んだ
状態の要部の平面図である。

【図５】従来の構造の一例を示す断面図である。

【図６】従来の構造の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ クランクケース ２ シリンダヘッド ３ クランク軸 ４ ピストン ５ コンロッド １０ クランクケース本体 １１ シリンダ部 １２ クランク軸支承部 １３ 開口部 １４ 軸受部材 １５ クランク軸支承部 ３０ クランクピン ３２，３４ クランク主軸 ３６，３７，３８，３９ ベアリング

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクケースと、このクランクケース
   に支承されたクランク軸と、クランクケースから所定方
   向に突出するシリンダ部と、このシリンダ部の内部に配
   置されたピストンと、一端部がピストンに結合されると
   ともに他端部がクランク軸に結合されたコンロッドとを
   備えた単気筒２サイクルエンジンにおいて、シリンダ部
   を一体に有するとともに一側部にクランク軸支承部を有
   し、他側部に軸受部材嵌合用の開口部を有するクランク
   ケース本体と、クランク軸支承部を有して、上記開口部
   に取り付けられる軸受部材とでクランクケースを構成
   し、クランクピンとその軸方向両側にクランクアームを
   介して連結した一対のクランク主軸とを有するクランク
   軸を上記クランクケースに挿通させ、クランクケース内
   でクランク軸のクランクピンにコンロッドを連結した状
   態で、その軸方向両側のクランク主軸を上記クランクケ
   ース本体及び軸受部材の各クランク軸支承部にそれぞれ
   ベアリングを介して支承させたことを特徴とする単気筒
   ２サイクルエンジンのクランク軸支持構造。
2. 【請求項２】 上記クランク軸は、クランクピンとその
   軸方向片側に位置する第１クランクアーム及び第１クラ
   ンク主軸を一体に備えた第１クランク軸部分と、上記ク
   ランクピンに嵌着される第２クランクアーム及び第２ク
   ランク主軸を一体に備えた第２クランク軸部分とからな
   り、上記第１クランク軸部分と第２クランク軸部分とが
   結合、分割可能となっていることを特徴とする請求項１
   記載の単気筒２サイクルエンジンのクランク軸支持構
   造。