JPS59212554A - V型6気筒エンジンのクランクシャフト構造 - Google Patents

V型6気筒エンジンのクランクシャフト構造

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JPS59212554A
JPS59212554A JP58084931A JP8493183A JPS59212554A JP S59212554 A JPS59212554 A JP S59212554A JP 58084931 A JP58084931 A JP 58084931A JP 8493183 A JP8493183 A JP 8493183A JP S59212554 A JPS59212554 A JP S59212554A
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英二 伊藤
Susumu Fukazawa
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Toyota Motor Corp
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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
    • F02B75/22Multi-cylinder engines with cylinders in V, fan, or star arrangement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/20Shape of crankshafts or eccentric-shafts having regard to balancing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/22Compensation of inertia forces
    • F16F15/24Compensation of inertia forces of crankshaft systems by particular disposition of cranks, pistons, or the like
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分類・分野〉 開示技術は、小型、中型、或いは、大型自動車のv6エ
ンジンに@装するクランクシ〜・フトの軽量化と強度増
強の技術分野に底型る。
〈要旨の解説〉 而して、この発明は、−上記小型、中3す、大型の自動
車に設けた60°■型の6気筒のエンジン智に軸装づ−
るクランクシレフトのJf’j )責がその前端の第1
のジャーナルと終端のジ17−ナルの最中位に設けたア
ームについてその前側と後側に複数のコネクティングロ
ッドに対するピンとシリンダブロック門1受(ニタ4′
?t′るジ11−ナルが各々アームを介して[ゝ接して
一伊r、ジに連結されている1ンジンクランクシヤフト
構造に関づる発明であり、1、百こ、上記中位のアーム
の前側と後側の複数のアームについて各々少なくとも1
つが該クランクシト)[−の長さ方向で該中位アームに
対して対称的にカウンタウェイトが設けられないように
されてJ>す、又、設けられているカウンタウェイ1〜
については慣(’1偶力、及び、慣性力のバランスが確
実【こ取られ、更に第1番目のピンの最上位々置(゛軸
心の水平しベルに対し中位のアームより前側でカウンタ
ウェイトなしのアームに最も近いアームのカウンタウェ
イトの重心を下位に後側で上位にして振動レベルが従来
の9バランスクランクシヤフトのバランスと変わらない
ようにされたエンジンクランクシャフト構造に係る発明
である。
〈従来技術〉 周知の如く、自動車にはエンジンが設りられてJ′3す
、例えば、小型車、中型車、大型車には6o。
V型配列の6気筒の所謂V6エンジンが設けられており
、そのクランクシャフト 1は第1図に示す様に形成さ
れている。
即ち、図上左側から右側にかけてシリンダブロック軸受
に対する第1番目から第4番目までのジャーナル21.
22.23.24が設けられており、その間に第1番目
から第9番目までのアーム31.32.33.34.3
5.3G、37.38.39を各々介してコネクティン
グロッドに対づるビン41.42.43.44.45.
4Gが一体的に連結されている。
尚、終端の第4番目のジャーナル24の後部には一体的
にフライホイール5の取付部Gが形成されている。
この9つののカウンタウェイトをイj゛する所謂9バラ
ンスの態様を模式的に示すとその長さ方向の概略は第2
図に示J様にされ、軸方向からの態様が第3図に示す様
にされjllる。
そして、第2図に示7F杵に回転質量によるti’j 
14偶力を打ち消す為につけられたカウンタウェイ1〜
の質量は第3図において慣性力のベクトルとしては表わ
され、第1番目と第9番目のカウンタウェイト61.6
9は互いに反対方向で等量で相殺され、又、第2番目と
第5番目と第8番目のカウンタウェイト62.65.6
8は 120’ dj e ニ等ff1r配列すして同
じく相殺され、又、第3番目と第6番目と第4番目と第
7番目のカウンタウェイi〜63.66.64.67は
アーム35に対して606間隔℃゛軸対称に等量に配列
されているために同じく相殺され、したがって、バラン
スは確実に保たれている。
〈従来技術の問題点〉 さりながら、上述従来態様のクランクシャフト構造にお
いてはバランスは上述の如く理想的に保たれ、又、軸受
面圧も充分に余裕があり、又、曲げ応ノjに対しても大
きなゆとりがある利点があるものの、各アームについて
各々フルバランスであるためのカウンタウェイトが設り
られていることにより重量が極めて大ぎくなり、クラン
クシャフトの捩じり振動の固有振動数が充分大きくとれ
ず、そのためエンジンの高回転数領域において捩じり振
動が大ぎくなる欠点があり、更に加速応答性にもりrま
しくなく燃料消費率を悪化させるといった重用が大きい
ことによる不利点もあった。
〈発明の目的〉 この発明の目的は上述従来技術に見づく自動車のエンジ
ンのクランクシャ71〜のカウンタウェイ1−による重
用過大の問題点を解決り一ベき技術的課題とし、上記軸
受面圧と曲げ応力に対する効ツノのゆとりを利用し、こ
れを充分生かし・ながら、又、バランスを保ち得るカウ
ンタウェイトを最小限にしてクランクシャブ1−のLf
fiを可及的に減少させることが出来るようにすると共
にカウンタウェイトの重心を最適位置にして振動レベル
をより良くするようにして自動車産業にお(Jる駆動系
利用分野に益する優れたエンジンクランクシャ71〜椙
造を提供せんとするものである。
〈発明の構成〉 上述目的に沿い先述時e’l−gi′i求のHu [I
tlを要旨とJるこの発明の構成は、前述問題点を解決
する1=めにクランクシャフトの前仝ν1:と終端のシ
ト〜ナル間における最中位のアームの前後に設(Jられ
た複数のビンとジャーナルの間に隣接して)史結延設し
た各アームについて前端とP Jfのアームについて互
いに相殺する同一形状、同−重ft+、同−l17i面
係数のカウンタウェイトを設【ノるJ、うにし、又、上
記中位のアームに対するカウンタウェイ1〜については
その前側と後側、軸方向り・1称にこれと相殺してバラ
ンスし得るカウンタウェイ1へを同一形状、同−重用、
同一断面係数にして取り(=t 1.Jるようにし、而
して、該中位のアームの■)11側と後側には長さ方向
対称的に各々少なくとも1つのアームにカウンタウェイ
トを設【プないようにして軒吊化が図れるJ:うにし、
そのカウンタウェイトを設りないアームについては重量
、及び、断面係数が最も小さいようにし、該カウンタウ
ェイトを設りないアームに最も近い前側のカウンタウェ
イトの重心を第1のビンが最上位にある姿勢で軸心の水
平レベルより下側にし、又、後側のそれを上側にしカウ
ンタウェイトを全アームに有する9バランスクランクシ
ヤフ1〜のバランスと同等の振動レベルにすることが出
来るようにした技術的手段を講じたものである。
〈実施例−構成〉 次に、この発明の1実施例を第4図以下の図面に基づい
て説明すれば以下の通りである。尚、第1〜3図と同一
態様部分は同一符号を用いて説明するものとづる。
第4図に示す様に、この発明においては、9つのアーム
のうちの第3、第4、第6、第7のアーム33.34.
36.37についてはこれらに対してカウンタウェイ1
〜を設けないようにし、第1と第9のアーム31.39
に対づるカウンタウェイト61.69を同一形状、同一
重量、同−断面係数にして両者だけでバランスするよう
にし、又、第2、第5、第8のアーム32.35.38
についで(よ該]′−ム35にり・Jして線対称的に配
列されていることにより該第2と第8のアーム32.3
5は同−蛋バ)、同一形状、同一断面係数のカウンタウ
ェイ1−62、C8を段(ブて第5のアーム35、及び
、カウンタウェイ1−〇りとJLにこれらだけでバラン
スさせるようにしたしのである。
而して、従来の第3図に示Jカウンタウェイ1〜61.
62.63.69.68.67(よ30°おぎにバラン
スさけて配列させであったのに対しこの発明では〕jラ
ンタウエイト63.67を設置ノないJ、うにしたため
に胴方向からみて該ノjウンタウエイ1〜62どカウン
タウェイト68の位置方向を従来のまJ、にりるどアー
ム32.38の曲げ応力レベルが悪化りる。
したがって、この発明では該従来のカウンタウェイト6
3.67の30°配列角の半分の15°た゛【ノカウン
タウェイト62は第1のビン21が最上位にあるとき軸
心の水平レベルに対して第6図に承り様に」ニ位に移し
、一方カウンタウェイト68については第12図に示す
様に15°下位に移し、このようにすることによって第
3図に示す従来の9バランスクランクシヤフトと同様の
曲げ応力レベルでバランスをとることが出来るようにす
る。
これらのアームとカウンタウェイトの方向と形状につい
ては軸方向正面視の第5図から第13図に示す通りであ
る。
第6図においては、カウンタウェイト62はビン41が
最上位に来た時第4象限にあって135°の位置θ2に
、又、カウンタウェイトG8については第12図に示す
様に第1象限にあって45°のθ8にあるようにされで
ある。
尚、上記カウンタウェイト62と68については第4.
1象限内にあってカウンタウェイト63とカウンタウェ
イト67を省いたことのバランスをカバーをなし得る範
囲であれば、その角度選択は設計に基づいて決められる
そして、第7.8.10,11図においては、アーム3
3.34.36.37のみが取り付けられているのが示
されている。
又、各カウンタウェイトの重量についてはアームを含め
て第1番目と第9番目が最も大きく、第3.4.6.7
番目(各アームのみ)が最も小さく、第2番目、第5番
目、第8番目のものがその両者の中間にある。
〈実施例−作用〉 上述構成において、図示しないエンジンが稼動され、ク
ランクシャフト 1が回転されると、上述の如くこの発
明においては、各アーム、及び、カウンタウェイトのバ
ランスは正確に取られているので該クランクシャフト 
1は従来の9バランスクランクシヤフトと同様の曲げ応
力レベルにすることが出来、正常に回転駆動される。
そして、第3、第4、第6、第7番目のアーム33.3
4.36.37にはカウンタウェイ1〜が取り付【プら
れていないのでそれだけ捩じり振動の固有振りJ数が高
くなり、エンジンの高回転領域までに回転が高められる
ことが出来る。
そして、当該高回転領域においても設計により充分にメ
タル面圧や曲げ応力に対する余裕は充分に保つことが出
来る。
又、第2、第8のカウンタウェイトが第5のカウンタウ
ェイトとに曲げ応力レベルがバランスされているのでク
ランクシャフトは正常に設計通りに回転する。
尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、4気筒エンジンにも適用可
能である等種々の態様が採用可能である。
〈発明の効果〉 以上この発明によれば、基本的に、クランクシャフトの
カウンタウェイトの取り付は個数を少なくすることが出
来るために大幅な軽量化が可能となり、したがって、ク
ランクシャフトの捩り振動の固有振動が高くなってエン
ジンの使用回転数の高い領域が採用できる優れた効果が
ある。
又、ダンパマスを該クランクシャフトの軽量化に伴って
軽くすることが出来、両者相俟って材料費が安くなり、
製造コストが低くなるという効果もある。
このように、エンジン性能が向上するばかりでなく軽量
化により燃費も向上し、更に、加速過渡性能や制動性能
も向上するという優れた効果がある。
而して、該クランクシ【ノットにおいては前端のジャー
ナルと終端のジャーナルの間の中位のアームの前後にお
いて、設けられる複数のアームの前後の少なくとも1つ
のアームにカウンタウェイトを取り付けないようにして
も慣性偶力及び慣性力のバランスも崩れず、全体として
回転モーメントのバランスが何等崩れず、クランクシャ
フト機能としては何等かわらないという利点もある。
加えて、構造が簡単であるので保守点検作業もしやすく
サービス性にも富むという優れた効果が秦される。
そして、副次的にはエンジン振動数の高領域化が進むた
めに低周波領域、中周波領域での車体、及び、単室の静
粛性を図ることが出来るというメリットもある。
更に、カウンタウェイトを設けないアームについて外側
で最も該カウンタウェイトを設けないアームに近いアー
ムのカウンタウェイトを前側にて第1のビンが最上位に
あるとき軸心水平レベルに対して下位にあるように、又
、後側のカウンタウェイトについては上位にあるように
したことにJ:リアームの曲げ応ノコレベルが低下して
カウンタウェイトを全て設けたクランクシャツhと同じ
円滑な回転を保証できる優れた効果が秦される。
【図面の簡単な説明】
第1図はクランクシャフトの部分断面概略側面図、第2
図は従来技術に基づくクランクシャツ1〜のジャーナル
、ビン、アーム、カウンタウェイトの配列側面模式図、
第3図は該アームとカウンタウェイ1への情方向視周方
向配列バランス模式図、第4図以下はこの発明の1実施
例の説明図であり、第4図は第3図相当模式図、第5図
から第13図は第1図のv−■からXI −J rIf
I面図ある。 21.22.23.24・・・ジャーナル、35・・・
中位アーム、 41.42.43.44.45.4G・・・ビン、31
.32.33.34.35.3G、37.38.39・
・アーム、1・・・クランクシャツ]〜、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 前端ジV−ナルと終端ジャーナル間の中位アームに対し
    その前後に複数のビンとジャーナルを各々アームを介し
    て連結したエンジンクランクシャフト構造において、上
    記中位アームの前後の複数のアームの少くとも前後各1
    つが該中位アームに対し軸方向対称にカウンタウェイト
    を備えておらず、而して固設されたノjウンタウェイト
    はクランクシャフトに対してバランスをとられており、
    又該カウンタウェイ1〜を具、備しないアームの外側の
    アームのカウンタウェイトの重心を第1のビンが最上位
    にある状態で中位アームに対して前側と後側のアームで
    軸心レベルより下位と上位に在るように設置されたこと
    を特徴とするエンジンクランクシ17ノ1〜構造。
JP58084931A 1983-05-17 1983-05-17 V型6気筒エンジンのクランクシャフト構造 Granted JPS59212554A (ja)

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JP58084931A JPS59212554A (ja) 1983-05-17 1983-05-17 V型6気筒エンジンのクランクシャフト構造
DE19843438805 DE3438805A1 (de) 1983-05-17 1984-10-23 Motor-kurbelwelle

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JPH036383B2 JPH036383B2 (ja) 1991-01-29

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DE3438805C2 (ja) 1988-03-10

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