(57)【要約】【課題】重量増加を抑制しつつフライホイールの面振れを抑制可能なエンジンのクランクシャフトを提供する。【解決手段】クランクシャフト１にコンロッドを支承する複数のクランクピン３と、エンジンブロック７側に支承される複数のクランクジャーナル４と、各クランクピン３と各クランクジャーナル４を結ぶ複数のクランクウェブ５と、各クランクウェブ５に対してクランクシャフト１の回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加する複数のカウンタウェイト６とを有し、最後端に位置するクランクジャーナル４から突出するクランクシャフト１の後端にフライホイール２が結合される多気筒エンジンであり、クランクシャフト１の最後端に位置するクランクジャーナル４とクランクピン３とを結ぶクランクウェブ５のクランクピン側の断面積を他のクランクウェブ５のクランクピン側の断面積より大きくした。【選択図】図３
2008057608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトにコンロッドを支承する複数のクランクピンと、エンジンブロック側に支承される複数のクランクジャーナルと、各クランクピンと各クランクジャーナルを結ぶ複数のクランクウェブと、各クランクウェブに対してクランクシャフトの回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加する複数のカウンタウェイトとを有し、最後端に位置するクランクジャーナルから突出するクランクシャフトの後端にフライホイールが結合される多気筒エンジンにおいて、
前記クランクシャフトの最後端に位置するクランクジャーナルとクランクピンとを結ぶクランクウェブのクランクピン側の断面積を他のクランクウェブのクランクピン側の断面積より大きくしたことを特徴とするエンジンのクランクシャフト。
【請求項２】
前記断面積の増加は、クランクウェブの幅方向の増肉によりなされることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのクランクシャフト。
【請求項３】
前記クランクウェブおよびカウンタウェイトの最後端側端面には、クランクシャフトの回転角度位置を検出するためのシグナルプレートが固定されることを特徴とする請求項２に記載のエンジンのクランクシャフト。
【請求項４】
前記断面積の増加は、クランクウェブの厚さ方向の増肉によりなされることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのクランクシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのクランクシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのクランクシャフトの一端には、所定の質量を有するフライホイールが結合され、フライホイールはその慣性力によりクランクシャフトの回転を円滑にする働きをしている。しかしながら、前記フライホイールはクランクシャフトのジャーナル部からオーバハングして取付けられる構造のため、クランクシャフトはコンロッドを介して作用する燃焼圧力および慣性力等の荷重により、フライホイールを含めたクランクシャフト端部の重心を支点とする曲げモーメントが働き、フライホイールは回転軸方向に倒れる面振れ振動が発生するという問題点があった。従来から前記フライホイールの面振れ振動を低減するために、前記曲げモーメントを低減させるクランクシャフトが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、クランクシャフトの最後端に位置するクランクジャーナルとクランクピンとを結ぶクランクウェブのクランクピン側およびカウンタウェイト側に、クランクシャフトの回転中心に重心が位置するようにマスを一体的に形成して、このマスとフライホイールとから構成される回転体の重心をクランクピンに近付く方向に移動させ、クランクピンにコンロッドを介して作用する燃焼圧力および慣性力に対するモーメントアームを縮小させるようにしている。結果として、クランクシャフトの後端に働く曲げモーメントを低減して、フライホイールの面振れを抑制するようにしている。
【特許文献１】特開平３−２４４８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、クランクシャフトの最後端に位置するクランクジャーナルとクランクピンとを結ぶクランクウェブのクランクピン側およびカウンタウェイト側にマスを一体的に形成するものであるため、クランクシャフトの重量が増加するという問題点があった。
【０００５】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、重量増加を抑制しつつフライホイールの面振れを抑制可能なエンジンのクランクシャフト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】
【０００６】
本発明は、クランクシャフトにコンロッドを支承する複数のクランクピンと、エンジンブロック側に支承される複数のクランクジャーナルと、各クランクピンと各クランクジャーナルを結ぶ複数のクランクウェブと、各クランクウェブに対してクランクシャフトの回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加する複数のカウンタウェイトとを有し、最後端に位置するクランクジャーナルから突出するクランクシャフトの後端にフライホイールが結合される多気筒エンジンであり、クランクシャフトの最後端に位置するクランクジャーナルとクランクピンとを結ぶクランクウェブのクランクピン側の断面積を他のクランクウェブのクランクピン側の断面積より大きくしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明では、クランクシャフトの最後端に位置するクランクジャーナルとクランクピンとを結ぶクランクウェブのクランクピン側の断面積を他のクランクウェブのクランクピン側の断面積より大きくしたことにより、最後端に位置するクランクピンからクランクジャーナルに至るクランクシャフトの曲げ剛性が高まり、曲げモーメントに対する曲げ応力を緩和させてクランクシャフトの曲げ変形を低減させ、フライホイールの回転方向に倒れる面ぶれ振動を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のエンジンのクランクシャフトの一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本発明を適用した第１実施形態のエンジンのクランクシャフトの側面図、図２は要部を拡大したクランクシャフトの側面図、図３は最終端のウェブの端面図、図４はシグナルプレートを取外した状態のクランクシャフトの側面図、図５は図２に示す要部の斜視図である。
【０００９】
図１に示すように、４気筒エンジンのエンジンのクランクシャフト１は、所定の質量を有するフライホイール２が結合される終端近傍において、３〜４番気筒に対するコンロッドを支承する３〜４番クランクピン３と、これらクランクピン３の前後においてシリンダブロック７にクランクシャフト１を支承するクランクジャーナル４と、各クランクピン３とクランクジャーナル４とを互いに結ぶクランクウェブ５、および各クランクウェブ５に対してクランクシャフト１の回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加するカウンタウェイト６等から構成される。
【００１０】
図１および図２に示すように、最後端に位置するクランクウェブ５およびカウンタウェイト６の終端側（フライホイール２側）の端面には、クランクシャフト１の回転角度位置を検出するためのシグナルプレート８がボルト９により固定されている。
【００１１】
前記最後端に位置するクランクウェブ５は、図３および図５に示すように、ウェッブ５先端からクランクピン３の軸心近傍位置まで移るにつれて両肩が張出されて幅方向に増肉され、クランクピン３の軸心近傍位置からは幅方向に増肉された状態でカウンタウェイト６に連ねられる部分まで幅広となる幅方向増肉部分１０を備える。図３中の二点鎖線で示す形状は、最後端以外のウェブ５における幅方向形状を示している。
【００１２】
前記最後端に位置するクランクウェブ５およびカウンタウェイト６の終端側（フライホイール側）の端面は、外周形状が円弧となるよう外周部分を切取って段付状態で突出させたボス部１１に形成され（図４参照）、切欠いて形成したシグナルプレート８の取付面１２にはシグナルプレート８を取付けるための複数のネジ穴１３が形成されている。
【００１３】
前記シグナルプレート８は、環状の円板により構成され、外周には回転角度位置の検出のための突起が等角度間隔に配置され、内周に設けた穴はクランクウェブ５およびカウンタウェイト６の端面に設けたボス部１１の外周に嵌合してクランクシャフト１と軸心を一致させた状態において、取付ボルト１３によりクランクウェブ５およびカウンタウェイト６の端面に固定されている。
【００１４】
以上の構成のエンジンのクランクシャフト１においては、エンジン運転時に所定の質量を有するフライホイール２はその慣性力によりクランクシャフト１の回転を円滑にする働きをする。
【００１５】
クランクシャフト１はクランクピン３にコンロッドを介して作用する燃焼圧力および慣性力等の荷重Ｆにより、最後端のクランクピン３とクランクウェブ５およびクランクジャーナル４とフライホイール２を含めた回転体の重心Ｇ１を支点とする曲げモーメントＭが働き、フライホイール２は回転軸方向に倒れる面振れ振動が発生する。この曲げモーメントＭは重心Ｇ１のモーメントアームをＬ１とするとＭ＝Ｆ×Ｌ１で表される。
【００１６】
この曲げモーメントＭの支点となる重心Ｇ１はクランクウェブ５における幅方向増肉部分１０の所定の質量により、幅方向増肉部分１０を形成しない場合の重心Ｇ２に比べてクランクピン３に近付く方向に移動し、クランクピン３にコンロッドを介して作用する燃焼圧力および慣性力に対するモーメントアームはＬ２からＬ１に縮小する。
【００１７】
このため、クランクシャフト１の後端に働く曲げモーメントＭをＬ１／Ｌ２だけ低減し、その結果としてフライホイール２の面振れ振動を抑制できるとともに、最後端のクランクジャーナル４の軸受メタルに対する片当たりを抑制して軸受部の耐久性を高められる。
【００１８】
また、最後端に位置するクランクウェブ５の前記幅方向増肉部分１０は、最後端に位置するクランクピン３からクランクジャーナル４に至るクランクシャフト１のねじり剛性だけでなく、その曲げ剛性も高めることができるため、前記曲げモーメントＭに対する曲げ応力を軽減させる。前記曲げ応力の軽減は、最後端に位置するクランクピン３からクランクジャーナル４に至るクランクシャフト１の曲げ変形を低減させ、フライホイール２の回転方向に倒れる面振れ振動を抑制する。
【００１９】
しかも、最後端に位置するクランクウェブ５の前記幅方向増肉部分１０は、シグナルプレート８の取付面を構成していることにより、シグナルプレート８の取付幅を増加させるものであるため、シグナルプレート８の取付精度を向上させると共に、シグナルプレート８自体の面振れも抑制する特徴も備える。
【００２０】
なお、上記実施形態において、最後端に位置するクランクウェブ５およびカウンタウェイト６の終端側（フライホイール２側）の端面にシグナルプレート８を取付けるものについて説明したが、図示はしないが、シグナルプレートを備えないクランクシャフトであってもよい。
【００２１】
また、上記実施形態において、最終端のクランクウェブ５の曲げ剛性を高める手段として、クランクウェブ５の肩部からカウンタウェイト６に至る幅方向増肉部分１０を形成するものについて説明したが、図示はしないが、クランクシャフト１の軸方向長さが許容できるものである場合には、クランクウェブ５を厚さ方向に増肉させて、その曲げ剛性を向上させるものであってもよい。
【００２２】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２３】
（ア）クランクシャフト１にコンロッドを支承する複数のクランクピン３と、エンジンブロック７側に支承される複数のクランクジャーナル４と、各クランクピン３と各クランクジャーナル４を結ぶ複数のクランクウェブ５と、各クランクウェブ５に対してクランクシャフト１の回転中心を挾んで対向する位置に所定の質量を付加する複数のカウンタウェイト６とを有し、最後端に位置するクランクジャーナル４から突出するクランクシャフト１の後端にフライホイール２が結合される多気筒エンジンであり、クランクシャフト１の最後端に位置するクランクジャーナル４とクランクピン３とを結ぶクランクウェブ５のクランクピン側の断面積を他のクランクウェブ５のクランクピン側の断面積より大きくした。このため、最後端に位置するクランクピン３からクランクジャーナル４に至るクランクシャフト１の曲げ剛性が高まり、曲げモーメントに対する曲げ応力を緩和させてクランクシャフト１の曲げ変形を低減させ、フライホイール２の回転方向に倒れる面ぶれ振動を抑制できる。
【００２４】
（イ）クランクウェブ５の断面積の増加は、クランクウェブ５の幅方向の増肉によりなされることにより、クランクシャフト１の全長を増加させることなく、クランクシャフト１の曲げ剛性を高めることができる。
【００２５】
（ウ）クランクウェブ５およびカウンタウェイト６の最後端側端面に、クランクシャフト１の回転角度位置を検出するためのシグナルプレート８を固定することにより、シグナルプレート８の取付幅を増加させることができ、シグナルプレート８の取付精度を向上させると共に、シグナルプレート８自体の面振れも抑制する。
【００２６】
（エ）クランクウェブ５の断面積の増加は、クランクウェブ５の厚さ方向の増肉によりなされる場合には、クランクシャフト１の軸方向寸法をその増肉厚さだけ長くする必要があるが、軸方向長さが許容できるものである場合には有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジンのクランクシャフトの側面図。
【図２】同じく要部を拡大したクランクシャフトの側面図。
【図３】クランクシャフトの最終端のウェブの端面図。
【図４】シグナルプレートを取外した状態のクランクシャフトの側面図。
【図５】図２に示す要部の斜視図。
【符号の説明】
【００２８】
１  クランクシャフト
２  フライホイール
３  クランクピン
４  クランクジャーナル
５  クランクウェブ
６  カウンタウェイト
７  シリンダブロック
８  シグナルプレート
９  取付ボルト
１０  幅方向増肉部分
【図１】
2008057608.tif 000003
【図２】
2008057608.tif 000004
【図３】
2008057608.tif 000005
【図４】
2008057608.tif 000006
【図５】
2008057608.tif 000007