(57)【要約】【課題】Ｖ型６気筒エンジンにおいて、軽量化と不釣合い偶力の低減との両立を可能とするクランクシャフトを提供する。【解決手段】Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフト１は、第１〜第６クランクピンＰ１〜Ｐ６と、第１〜第４クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４と、これらを互いに連結する第１〜第９アームＡ１〜Ａ９とを備える。第１〜第９アームＡ１〜Ａ９のうち、第５アームＡ５はカウンターウエイトを備えず、第１〜第３アームＡ１〜Ａ３および第７〜第９アームＡ７〜Ａ９がカウンターウエイトを備える。【選択図】図７
2007040125.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフトであって、
前記クランクシャフトには、前端から後端に向かう順に、第１〜第４クランクジャーナルであって、それらによって前記クランクシャフトが外部の支持部材に支持される、第１〜第４クランクジャーナルが、互いに同軸に設けられ、前記第１〜第４クランクジャーナルの中心軸線は、前記クランクシャフトの中心軸線となり、
前記クランクシャフトには、外部のコンロッドに連結される第１〜第６クランクピンが設けられ、前記第１クランクジャーナルと第２クランクジャーナルとの間には、第１クランクピンおよび第２クランクピンが、前記第２クランクジャーナルと第３クランクジャーナルとの間には、第３クランクピンおよび第４クランクピンが、前記第３クランクジャーナルと第４クランクジャーナルとの間には、第５クランクピンおよび第６クランクピンが、それぞれ前端から後端に向かう順に配置され、
前記第１〜第４クランクジャーナルおよび第１〜第６クランクピンのそれぞれの間には、前端から後端に向かう順に、それぞれを互いに連結する第１〜第９アームが設けられる
クランクシャフトにおいて、
前記第１〜第３および第７〜第９アームはカウンターウエイトを有し、
前記第４〜第６アームはカウンターウエイトを有しない
ことを特徴とする、Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフト。
【請求項２】
前記第３アームの前記カウンターウエイトは、
前記クランクシャフトの軸方向から見て、
前記第１クランクピンの中心軸線を投影した点と、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第３アーム用中央直線とし、
前記第２クランクピンの中心軸線を投影した点と、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第３アーム用第１直線とし、
前記第３アーム用中央直線に関して、前記第３アーム用第１直線と対称である直線を、第３アーム用第２直線とするとき、
前記第３アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記第３アーム用第１直線に関して、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、かつ、前記第３アーム用第２直線に関して、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、
前記第７アームの前記カウンターウエイトは、
前記クランクシャフトの軸方向から見て、
前記第６クランクピンの中心軸線を投影した点と、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第７アーム用中央直線とし、
前記第５クランクピンの中心軸線を投影した点と、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第７アーム用第１直線とし、
前記第７アーム用中央直線に関して、前記第７アーム用第１直線と対称である直線を、第７アーム用第２直線とするとき、
前記第７アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記第７アーム用第１直線に関して、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、かつ、前記第７アーム用第２直線に関して、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置する
ことを特徴とする、請求項１に記載のＶ型６気筒エンジンのクランクシャフト。
【請求項３】
前記クランクシャフトの軸方向から見て、
前記第３アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記第３アーム用中央直線上にあり、
前記第７アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記第７アーム用中央直線上にある
ことを特徴とする、請求項２に記載のＶ型６気筒エンジンのクランクシャフト。
【請求項４】
前記クランクシャフトの軸方向から見て、
前記第３アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点を基準として、前記第１クランクピンの中心軸線を投影した点と正反対の方向を中心とする両側各５０°の範囲の方向に位置し、
前記第７アームの前記カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、前記クランクシャフトの中心軸線を投影した点を基準として、前記第６クランクピンの中心軸線を投影した点と正反対の方向を中心とする両側各５０°の範囲の方向に位置する
ことを特徴とする、請求項１または２に記載のＶ型６気筒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】
この発明は、Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ型６気筒エンジンに用いられるクランクシャフトは、一般に、６つのクランクピンと、４つのクランクジャーナルと、これらを互いに連結する９つのアームとを備える。このアームのうちいくつかには、各アームに生じる回転慣性力およびクランクシャフトに生じる不釣合い偶力を低減するための、カウンターウエイトが設けられている。
従来のクランクシャフトでは、このカウンターウエイトを９つのアームすべてに設けるもの（９バランスタイプ）、７つのアームのみに設けるもの（７バランスタイプ）、および、５つのアームのみに設けるもの（５バランスタイプ）が知られている。クランクシャフトの一端から、アームを順に第１アーム〜第９アームとして、５バランスタイプでは第１、第２、第５、第８、および第９アームがカウンターウエイトを備える例がある。また、７バランスタイプでは、第１、第２、第３、第５、第７、第８、および第９アームがカウンターウエイトを備える例がある。この７バランスタイプの例は、特許文献１に開示される。
【０００３】
なお、第５アームのカウンターウエイトは、ちょうどエンジンセンターに位置するので不釣合い偶力を低減するモーメントを発生する作用はないが、中央寄りの２つのクランクジャーナル（第２および第３クランクジャーナル）の軸受荷重を低減するために、従来のクランクシャフトでは設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２１５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のクランクシャフトでは、軽量化と不釣合い偶力の低減との両立が困難であるという問題があった。
５バランスのものは、カウンターウエイトを備えるアームが５つしかなく、不釣合い偶力を低減するためのカウンターウエイト重量が不足してしまう。この不足は、ピストンやコンロッド等の重量が比較的大きいエンジン、たとえばディーゼルエンジンにおいて特に顕著となる。
９バランスのものは、９つのアームすべてがカウンターウエイトを備えるので、クランクシャフト全体の重量が増加し、軽量化できない。また、第４アームおよび第６アームのカウンターウエイトは、クランクシャフトに生じる不釣合い偶力を低減するために必要なモーメントをキャンセルする方向に働くような位置、すなわち不釣合い偶力を強める位置に形成されるので、不釣合い偶力も増加してしまう。
７バランスのものは、７つのアームがカウンターウエイトを備えるので、９バランスのものと同様に、重量が増加し、軽量化できない。
【０００６】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、軽量化と不釣合い偶力の低減とを両立することができる、Ｖ型６気筒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】
【０００７】
上述の問題点を解決するため、この発明に係るＶ型６気筒エンジンのクランクシャフトは、前端から後端に向かう順に、第１〜第４クランクジャーナルであって、それらによってクランクシャフトが外部の支持部材に支持される、第１〜第４クランクジャーナルが、互いに同軸に設けられ、第１〜第４クランクジャーナルの中心軸線は、クランクシャフトの中心軸線となり、クランクシャフトには、外部のコンロッドに連結される第１〜第６クランクピンが設けられ、第１クランクジャーナルと第２クランクジャーナルとの間には、第１クランクピンおよび第２クランクピンが、第２クランクジャーナルと第３クランクジャーナルとの間には、第３クランクピンおよび第４クランクピンが、第３クランクジャーナルと第４クランクジャーナルとの間には、第５クランクピンおよび第６クランクピンが、それぞれ前端から後端に向かう順に配置され、第１〜第４クランクジャーナルおよび第１〜第６クランクピンのそれぞれの間には、前端から後端に向かう順に、それぞれを互いに連結する第１〜第９アームが設けられるクランクシャフトにおいて、第１〜第３および第７〜第９アームはカウンターウエイトを有し、第４〜第６アームはカウンターウエイトを有しないことを特徴とする。
このＶ型６気筒エンジンのクランクシャフトは、第５アームがカウンターウエイトを備えず、かつ、第１〜第３アームおよび第７〜第９アームがカウンターウエイトを備えるものである。
【０００８】
第３アームのカウンターウエイトは、クランクシャフトの軸方向から見て、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と、クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第３アーム用中央直線とし、第２クランクピンの中心軸線を投影した点と、クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第３アーム用第１直線とし、第３アーム用中央直線に関して、第３アーム用第１直線と対称である直線を、第３アーム用第２直線とするとき、第３アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、第３アーム用第１直線に関して、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、かつ、第３アーム用第２直線に関して、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、第７アームのカウンターウエイトは、クランクシャフトの軸方向から見て、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と、クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第７アーム用中央直線とし、第５クランクピンの中心軸線を投影した点と、クランクシャフトの中心軸線を投影した点とを通る直線を、第７アーム用第１直線とし、第７アーム用中央直線に関して、第７アーム用第１直線と対称である直線を、第７アーム用第２直線とするとき、第７アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、第７アーム用第１直線に関して、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置し、かつ、第７アーム用第２直線に関して、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と反対側に位置することを特徴としてもよい。
【０００９】
クランクシャフトの軸方向から見て、第３アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、第３アーム用中央直線上にあり、第７アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、第７アーム用中央直線上にあることを特徴としてもよい。
クランクシャフトの軸方向から見て、第３アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、クランクシャフトの中心軸線を投影した点を基準として、第１クランクピンの中心軸線を投影した点と正反対の方向を中心とする両側各５０°の範囲の方向に位置し、第７アームのカウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心を投影した点は、クランクシャフトの中心軸線を投影した点を基準として、第６クランクピンの中心軸線を投影した点と正反対の方向を中心とする両側各５０°の範囲の方向に位置することを特徴としてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、Ｖ型６気筒エンジンのクランクシャフトは、第５アームがカウンターウエイトを有しないので軽量化が可能であり、かつ、第３アームおよび第７アームがカウンターウエイトを有するので不釣合い偶力を低減することができる。すなわち、軽量化と不釣合い偶力の低減との両立を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１〜図３に、この実施の形態１に係るクランクシャフト１を示す。図１〜図３はそれぞれ、クランクシャフト１の右側面図、上面図、および斜視図である。
クランクシャフト１は、バンク角６０°のＶ型６気筒ディーゼルエンジンに用いられるものであり、４つのクランクジャーナル（第１〜第４クランクジャーナル）Ｊ１〜Ｊ４、６つのクランクピン（第１〜第６クランクピン）Ｐ１〜Ｐ６、および９つのアーム（第１〜第９アーム）Ａ１〜Ａ９を含む。
【００１２】
クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４は略円筒形であり、軸方向中央近傍を含む円筒部と、アームＡ１〜Ａ９に接する両端部に応力集中を避けるために形成される丸み部Ｒとを含む。クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４は、この順で互いに離間して、互いに同軸に配置される。このクランクジャーナルＪ１〜Ｊ４の中心軸線が、クランクシャフト１の中心軸線となる。
ここで、軸方向においてクランクジャーナルＪ１側を前方、クランクジャーナルＪ４側を後方とする。クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４はジャーナルベアリング（図示せず）を介してシリンダブロック（図示せず）に支持され、これによってクランクシャフト１が支持部材であるシリンダブロックに回転自在に支持される。
【００１３】
クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４の間に、コンロッド大端部（図示せず）が取り付けられるクランクピンＰ１〜Ｐ６が、この順で前端から後端に向かって配置される。クランクジャーナルＪ１とクランクジャーナルＪ２との間にクランクピンＰ１およびクランクピンＰ２が、クランクジャーナルＪ２とクランクジャーナルＪ３との間にクランクピンＰ３およびクランクピンＰ４が、クランクジャーナルＪ３とクランクジャーナルＪ４との間にクランクピンＰ５およびクランクピンＰ６が、それぞれ位置する。クランクピンＰ１〜Ｐ６は略円筒形であり、それぞれの端部にはクランクジャーナルＪ１〜Ｊ４と同様に丸み部が形成される。
図４に、クランクシャフト１の軸方向前方から見た際の、クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４およびクランクピンＰ１〜Ｐ６の位置関係を示す。各クランクピンは６０°ずつオフセットしており、周方向にクランクピンＰ１、Ｐ２、Ｐ５、Ｐ６、Ｐ３、Ｐ４の順に配置される。
【００１４】
各クランクジャーナルおよび各クランクピンそれぞれの間には、これらを互いに連結するアームＡ１〜Ａ９が、この順で前端から後端に向かって配置される。すなわち、クランクジャーナル、クランクピン、およびアームは、前端から後端に向かって、クランクジャーナルＪ１、アームＡ１、クランクピンＰ１、アームＡ２、クランクピンＰ２、アームＡ３、クランクジャーナルＪ２、アームＡ４、クランクピンＰ３、アームＡ５、クランクピンＰ４、アームＡ６、クランクジャーナルＪ３、アームＡ７、クランクピンＰ５、アームＡ８、クランクピンＰ６、アームＡ９、クランクジャーナルＪ４の順に連結される。
【００１５】
アームのうち、アームＡ１〜Ａ３およびアームＡ７〜Ａ９にはそれぞれ、各アームに生じる回転慣性力およびクランクシャフト１に生じる不釣合い偶力を低減するための、カウンターウエイトＷ１〜Ｗ３およびカウンターウエイトＷ７〜Ｗ９が形成される。残りのアーム、すなわちアームＡ４〜Ａ６にはカウンターウエイトは形成されない。
【００１６】
図５にアームＡ３の形状を示す。図５は、図１のＶ−Ｖ線における断面図である。アームＡ３は、クランクピンＰ２およびクランクジャーナルＪ２を連結する連結部分Ａ３ａと、連結部分Ａ３ａの外縁を囲む外縁部分Ａ３ｂと、回転慣性力および不釣合い偶力を低減するためのカウンターウエイトＷ３とを含む。このうち、外縁部分Ａ３ｂとカウンターウエイトＷ３とを合わせた領域を余剰重量部分Ｘ３とする。
以下、連結部分Ａ３ａおよび余剰重量部分Ｘ３の定義を示す。
【００１７】
図５には、クランクピンＰ２の外周を投影した円Ｐ２’と、クランクジャーナルＪ２の外周を投影した円Ｊ２’とが示されている。円Ｐ２’および円Ｊ２’は、クランクピンＰ２およびクランクジャーナルＪ２の軸方向両端の丸み部Ｒではなく、コンロッドまたはジャーナルベアリングと回転可能に嵌合する、円筒をなす部分の外周が投影されたものである。
クランクピンＰ２の中心軸線を投影した点（すなわち円Ｐ２’の中心）を点ＯＰ２とし、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点（すなわち円Ｊ２’の中心）を点ＯＪとし、点ＯＰ２と点ＯＪとを通る直線を、第３アーム用第１直線である直線ｃとする。円Ｐ２’と円Ｊ２’との共通接線をｔ１およびｔ２とする（共通接線が３本以上存在する場合は、直線ｃに関して両円で同じ側の接点を通る接線のみを考慮する）。この、円Ｐ２’および円Ｊ２’と、それらの共通接線ｔ１およびｔ２によって画定される領域が連結部分Ａ３ａである。
【００１８】
以上のように連結部分Ａ３ａが定義され、アームＡ３のうち連結部分Ａ３ａ以外の部分が余剰重量部分Ｘ３として定義される。この余剰重量部分Ｘ３の重心を、重心Ｇ３として図５に示す。
クランクシャフト１の中央に位置するアームＡ５からみて、アームＡ３側の最外端にあるクランクピン、すなわちクランクピンＰ１（図５には示されず）の中心軸線が投影された点を点ＯＰ１とする。この点ＯＰ１と、点ＯＪとを通る直線を、第３アーム用中央直線である直線ｖとすると、重心Ｇ３は直線ｖ上に位置し、点ＯＪに関して点ＯＰ１と反対側である。すなわち、重心Ｇ３は、クランクシャフト１の中心軸線に関してクランクピンＰ１と正反対方向にある。
【００１９】
図６にアームＡ７の形状を示す。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。アームＡ７は、上記のアームＡ３と同様に、連結部分Ａ７ａと、外縁部分Ａ７ｂおよびカウンターウエイトＷ７を合わせた余剰重量部分Ｘ７とを含む。
余剰重量部分Ｘ７は、アームＡ３における余剰重量部分Ｘ３と同様に定義される。すなわち、クランクピンＰ５の中心軸線を投影した円Ｐ５’（中心は点ＯＰ５である）と、クランクジャーナルＪ３の外周を投影した円Ｊ３’とに関連して連結部分Ａ７ａが画定され、アームＡ７から連結部分Ａ７ａを除いた部分が余剰重量部分Ｘ７となる。
余剰重量部分Ｘ７の重心Ｇ７は、クランクピンＰ６（図６には示されず）の中心軸線を投影した点ＯＰ６と、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点（すなわち円Ｊ３’の中心）である点ＯＪとを通る直線上に位置し、点ＯＪに関して点ＯＰ６と反対側である。
【００２０】
アームＡ１、Ａ２、Ａ８、およびＡ９の形状は周知のものに従えばよいが、たとえば本実施の形態では、図１〜図３に示すように、各カウンターウエイトを含む余剰重量部分の重心が、各々不釣合い偶力を低減する最適方向に位置するように構成される。
アームＡ１では、アームＡ１の余剰重量部分（図示せず。アームＡ３およびＡ７と同様に画定される）の重心は、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点とクランクピンＰ１の中心軸線を投影した点とを通る直線上に位置し、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点に関してクランクピンＰ１の中心と反対方向である。
アームＡ２では、アームＡ２の余剰重量部分（図示せず。アームＡ３およびＡ７と同様に画定される）の重心は、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点と、クランクピンＰ１の中心軸線を投影した点とを通る直線上に位置し、クランクシャフト１の中心軸線を投影した点に関してクランクピンＰ１の中心と反対方向である。
アームＡ８およびＡ９に関しては、それぞれアームＡ２およびＡ１と同様である。
【００２１】
図７〜図９に、各アームの全体重量および重心位置を含むバランスの状態を示す。
図７は図１を簡略化し、アームＡ１〜Ａ３およびＡ７〜Ａ９について、アーム全体の重量（連結部分と余剰重量部分とを含む）のバランスをアームごとに円で示したバランス図である。円の中心の位置はアームの全体重心の位置を表す。なお、アームＡ４〜Ａ６はカウンターウエイトを有しないので、円は示されていない。
図８は、図２を同様に簡略化したバランス図であり、図９は、図７および図８のバランス図を軸方向前方から見たものである。
なお、この図７〜図９に示される円は、上記のようにアーム全体のバランスを示すものであり、カウンターウエイトのみのバランスや、余剰重量部分のみのバランスを示すものではない。たとえば、アームＡ３について、図７〜図９においてその全体重心を示す円は、図５における連結部分Ａ３ａと余剰重量部分Ｘ３との両方を含む重心を示すものであり、余剰重量部分Ｘ３のみの重心Ｇ３とは異なる位置にある。
【００２２】
アームＡ１〜Ａ３およびＡ７〜Ａ９について、アーム全体の重量は、Ａ１＝Ａ９>Ａ２＝Ａ８>Ａ３＝Ａ７という関係を満たす。また、クランクシャフト１の中心軸線とアームの全体重心との距離も、同じくＡ１＝Ａ９>Ａ２＝Ａ８>Ａ３＝Ａ７という関係を満たす。
図９において、クランクシャフト１の中心軸線からみたアーム全体重心の方向は、アームＡ１とアームＡ９が互いに正反対方向である。また、アームＡ１およびアームＡ９の全体重心を通る直線に関して、アームＡ２、Ａ３、Ａ７、Ａ８の全体重心はすべて、クランクピンＰ２およびＰ５の中心と同じ側にある。さらに、アームＡ１およびアームＡ９の全体重心を通る直線と直交し、クランクシャフト１の中心軸線と交わる直線（図９に一点鎖線で示す）に関して、アームＡ１、Ａ２、Ａ３の全体重心はクランクピンＰ３、Ｐ５、Ｐ６の中心と同じ側にあり、アームＡ７、Ａ８、Ａ９の全体重心はこれと逆側、すなわちクランクピンＰ１、Ｐ２、Ｐ４の中心と同じ側にある。
【００２３】
次に、上記のように構成されるクランクシャフト１、各アーム、および各カウンターウエイトの作用を説明する。
エンジンが作動すると、ピストンに連結されたコンロッドの小端部が往復運動し、これに伴ってコンロッド大端部に連結されたクランクピンＰ１〜Ｐ６がクランクシャフト１の中心軸線の周りを回転する。この際、クランクピンＰ１〜Ｐ６およびコンロッド大端部を含む回転部重量による回転慣性力が働き、クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４とそれぞれを支持するジャーナルベアリングとの間で軸受荷重が発生する。
【００２４】
カウンターウエイトＷ１〜Ｗ３およびＷ７〜Ｗ９は、それぞれ対応するアームにおける余剰重量部分の重心を、クランクシャフト１の中心軸線に関して、各アームに連結されるクランクピンと正反対方向または略反対方向に位置させるよう構成されているので、この回転慣性力を低減する。これによって、クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４に発生する軸受荷重が低減される。
【００２５】
また、ピストンおよびコンロッド小端部を含む往復部重量と、クランクピンＰ１〜Ｐ６およびコンロッド大端部を含む回転部重量とによって、回転一次成分の不釣合い偶力が発生する。これは、クランクシャフト１にいわゆるみそすり運動を発生させる原因となる。
【００２６】
カウンターウエイトＷ１〜Ｗ３は、それぞれ対応するアームにおける余剰重量部分の重心を、クランクシャフト１の中心軸線に関して、クランクピンＰ１と正反対方向または略反対方向に位置させるよう構成されている。同様に、カウンターウエイトＷ７〜Ｗ９は、それぞれ対応するアームにおける余剰重量部分の重心を、クランクシャフト１の中心軸線に関して、クランクピンＰ６と正反対方向または略反対方向に位置させるよう構成されている。
このような構成によって、クランクシャフト１に発生する不釣合い偶力が低減される。
【００２７】
このように、実施の形態１に係るＶ型６気筒ディーゼルエンジンのクランクシャフト１は、アームＡ５がカウンターウエイトを有しないので軽量化が可能であり、また、アームＡ１〜Ａ３およびアームＡ７〜Ａ９がカウンターウエイトＷ１〜Ｗ３およびカウンターウエイトＷ７〜Ｗ９を有するので不釣合い偶力を低減することができる。すなわち、軽量化と不釣合い偶力の低減との両立を可能とする。
【００２８】
なお、クランクシャフト１において、アームＡ５はカウンターウエイトを有しないので、クランクピンＰ３およびＰ４の回転慣性力によってクランクジャーナルＪ２およびＪ３にそれぞれ発生する軸受荷重を低減する効果は、アームＡ５にカウンターウエイトを有するクランクシャフトに比較して小さい。
しかしながら、実施の形態１におけるクランクシャフト１はディーゼルエンジン用のものであり、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと比べるとそれほど高回転で運転されない。このため、クランクジャーナルＪ２およびＪ３に発生する軸受荷重を低減する効果は低い。したがって、ディーゼルエンジン用であるクランクシャフト１では、アームＡ５がカウンターウエイトを有しないことによって軸受荷重が増加する不利益はほとんどなく、ほぼ純粋に軽量化と不釣合い偶力の低減との両立効果のみを得ることができる。
【００２９】
また、カウンターウエイトを有するアームＡ１〜Ａ３およびＡ７〜Ａ９は、クランクシャフト１の両端に集中しているので、中央寄りのアームにカウンターウエイトを設けた構成（たとえば、アームＡ１、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ９がカウンターウエイトを有する構成）と同じ総重量であってもより大きいモーメントを発生し、これによってより効率的に不釣合い偶力を低減することができる。
【００３０】
とくに、アームＡ３の余剰重量部分Ｘ３の重心Ｇ３は、クランクシャフト１の中心軸線に関してクランクピンＰ１の正反対方向にあり、同様にアームＡ７の余剰重量部分Ｘ７の重心Ｇ７はクランクピンＰ６の正反対方向にあるので、クランクピンＰ１およびＰ６によって発生する不釣合い偶力を効率的に低減することができる。
【００３１】
また、従来のクランクシャフトでは、アームＡ４およびＡ６に相当するアームのカウンターウエイトは、それぞれ、連結されるクランクピン（それぞれ図４におけるＰ３およびＰ４に相当）の略反対方向に設けられる。図４に示されるように、これらはそれぞれ最外端のクランクピン（図４におけるＰ１およびＰ６に相当）によって発生するクランクシャフトの不釣合い偶力を増加させる方向となっていた。
これに対し、実施の形態１におけるクランクシャフト１では、アームＡ４およびＡ６はカウンターウエイトを有しないので、クランクシャフト１の不釣合い偶力を増加させない。すなわち、従来のクランクシャフトに比較して、不釣合い偶力を低減することができる。
【００３２】
なお、上述の実施の形態１において、エンジンのバンク角は６０°であるが、これは６０°前後であればよく、４５°や７２°であってもよい。また、０より大きくかつ９０°未満の角度であれば、異なる角度であってもよい。すなわち、直列Ｖ型と９０°Ｖ型との中間となる角度であってもよい。
【００３３】
上述の実施の形態１において、アームＡ３の余剰重量部分Ｘ３の重心Ｇ３は、クランクシャフト１の中心軸線に関して点ＯＰ１の正反対方向、すなわち直線ｖ上にあるが、これは直線ｖ上でなくとも、所定の範囲の方向であればよい。
図５を用いて、この所定の範囲について説明する。直線ｖに関して直線ｃと対称な直線を、第３アーム用第２直線である直線ｃ１とする。重心Ｇ３は、直線ｃに関して、クランクピンＰ１の中心軸線が投影された点ＯＰ１と反対側にあり、かつ、直線ｃ１に関しても点ＯＰ１と反対側にある。すなわち、図５ではαで示される範囲の方向に位置する。重心Ｇ３がこの範囲にある構成では、重心Ｇ３が直線ｃ上またはｃ１上にある構成と比較して、重心Ｇ３が点ＯＪに関して点ＯＰ１の正反対方向により近くなるので、クランクシャフト１の不釣合い偶力をより効率よく低減することができる。
【００３４】
また、この所定の範囲の方向は、直線ｖを中心として前後各５０°の範囲、すなわち、点ＯＪに関し、点ＯＰ１と正反対方向を０°とした場合に、その両側各５０°の範囲の方向であってもよい。これは、図５ではβで示される範囲の方向である。
図１０のグラフは、Ｘ軸には重心Ｇ３の方向を示し、Ｙ軸には余剰重量部分Ｘ３が発生するモーメントのうち０°の方向成分の比率を百分率で示したものである。このグラフによると、重心Ｇ３の方向が５０°に達するまではモーメント成分の減少は非線形で比較的緩やかであるが、５０°を超えるとほぼ直線的に急激に減少する。０°方向のモーメント成分は、クランクシャフト１の不釣合い偶力を低減するものなので、これが大きいほうが不釣合い偶力を効率的に低減することができる。
よって、図１０のグラフから、点ＯＪに関して点ＯＰ１と正反対方向を０°とした場合に、その両側各５０°の範囲の方向に重心Ｇ３が位置すれば、クランクシャフト１の不釣合い偶力をより効率よく低減することができると言える。
【００３５】
上記の所定の範囲に関する記述はアームＡ３に関する説明であるが、これはアームＡ７においても同様である。ただし、アームＡ３はアームＡ７に、余剰重量部分Ｘ３は余剰重量部分Ｘ７に、重心Ｇ３は重心Ｇ７に、点ＯＰ１は点ＯＰ６に、点ＯＰ２は点ＯＰ５に、それぞれ対応する。この対応関係に基づいて、第３アーム用中央直線、第３アーム用第１直線、および第３アーム用第２直線にそれぞれ対応する、第７アーム用中央直線、第７アーム用第１直線、および第７アーム用第２直線が定義される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るクランクシャフト１の右側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るクランクシャフト１の上面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るクランクシャフト１の斜視図である。
【図４】クランクシャフト１を正面から見た際の、クランクジャーナルＪ１〜Ｊ４およびクランクピンＰ１〜Ｐ６の位置関係を示す模式図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】図１を簡略化したバランス図である。
【図８】図２を簡略化したバランス図である。
【図９】図７および図８のバランス図を軸方向前方から見た図である。
【図１０】重心Ｇ３が位置する方向と、０°方向のモーメント成分との関係を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１  クランクシャフト、Ａ１〜Ａ９  アーム（第１〜第９アーム）、ｃ  直線（第３アーム用第１直線）、ｃ１  直線（第３アーム用第２直線）、Ｇ３およびＧ７  重心（余剰重量部分の重心）、Ｊ１〜Ｊ４  クランクジャーナル（第１〜第４クランクジャーナル）、Ｐ１〜Ｐ６  クランクピン（第１〜第６クランクピン）、ＯＪ  クランクシャフトの中心軸線を投影した点、ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ５、ＯＰ６  第１、第２、第５、第６クランクピンの中心軸線を投影した点、ｖ  直線（第３アーム用中央直線）、Ｗ１〜Ｗ３およびＷ７〜Ｗ９  カウンターウエイト、Ｘ３およびＸ７  余剰重量部分。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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