(57)【要約】【課題】回転運動のフリクションを低減したクランクシャフトを提供すること。【解決手段】クランクシャフトの回転方向におけるカウンタウェイトの後端部が先鋭形状に形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転面で見て第１軸を基準に略対称形状のカウンタウェイトを備え、当該カウンタウェイトは、前記第１軸を基準に回転方向における後端部が先鋭形状に形成されている、
クランクシャフト。
【請求項２】
前記先鋭形状は、カウンタウェイトの略中心部から前記後端部に向けた曲面を含んで形成されている、
請求項１記載のクランクシャフト。
【請求項３】
前記先鋭形状は、カウンタウェイトの略中心部から前記後端部に向けた複数の平坦面で形成されている、
請求項１記載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、クランクシャフトの回転運動におけるフリクションを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランクシャフトにカウンタウェイトを設けることは従来から公知である（例えば、特許文献１参照）。このカウンタウェイトを設けることによって、エンジンの運転時における動的バランスが改善され、振動が低減される。
【特許文献１】特開２０００−２０５２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来のクランクシャフトは、例えば特許文献１（段落番号［０００３］等）に記載されているように、バランス率を高めるため、周辺部品との隙間を確保したうえでカウンタウェイトを極力大型化する設計が行われてきた。しかしながら、従来のクランクシャフトのカウンタウェイトは、回転動作時のフリクションについて考慮されておらず、軸出力（＝エンジン出力）を低下させてしまう場合があった。
【０００４】
上述した観点から、本発明の目的は、回転運動のフリクションを低減したクランクシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のクランクシャフトは、回転面で見て第１軸を基準に略対称形状のカウンタウェイトを備えている。このカウンタウェイトは、第１軸を基準に回転方向における後端部が先鋭形状に形成される。従って、クランクシャフトの回転運動時において、クランクシャフトが通過した領域（このクランクシャフトが搭載されるエンジン内部の領域）に生ずる負圧が従来よりも低下する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のクランクシャフトによれば、回転運動のフリクションを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
＜クランクシャフトの構成＞
以下、本発明のクランクシャフトの一実施形態について、図面を参照して説明する。図１に本実施形態のクランクシャフト１を示す。このクランクシャフト１は４気筒エンジン用である。図２は、図１におけるクランクシャフト１のＡ−Ａ断面図である。
【０００８】
先ず図１を参照すると、クランクシャフト１では複数のクランクジャーナル５が同軸配置され、これによりクランクシャフト１の軸心Ｃが形成されている。各クランクジャーナル５はシリンダブロック（図示せず）側の軸受部に回転自在に支持される。各クランクジャーナル５間にそれぞれクランク部４が、合計で４気筒分、形成されている。クランク部４は、コンロッド（図示せず）の大端部を嵌合させるクランクピン２と、クランクジャーナル５及びクランクピン２を連結する一対のクランクアーム３とからなる。両端側の二つのクランク部４と、中央側の二つのクランク部４とで位相が１８０度異なるように形成されている。クランクシャフト１の一端には補機駆動軸６が設けられ、他端には機関出力軸７が設けられる。
【０００９】
図２にも示すように、各クランクアーム３にはカウンタウェイト８が一体に設けられる。図２では、カウンタウェイト８の位置が明確となるように、クランクピン２、クランクジャーナル５および補機駆動軸６が点線で示してある。すなわち、カウンタウェイト８は、軸心Ｃを基準にしてクランクピン２と反対側の位置にある。カウンタウェイト８の外周面は軸心Ｃを中心とする略円弧面の形状となっている。
【００１０】
＜カウンタウェイトの形状＞
以下、カウンタウェイト８の形状の２つの実施例について説明する。
【００１１】
＜第１実施例＞
クランクシャフト１のカウンタウェイト８の第１実施例について、図３を参照して説明する。図３は、図２のＢ−Ｂ断面図であり、図２におけるカウンタウェイト８の中心軸ＣＬを基準に右半分、すなわち中心軸ＣＬ（本発明の第１軸に相当）を基準に回転方向における後端部の断面形状を示している。
図３に示すように、第１実施例のカウンタウェイト８では、中心軸ＣＬから内側に角度θ１が付けられた平坦面からなる部分Ｐ１と、その平坦面に連続し、曲面からなる部分Ｐ２とによって、後端部が形成されている。なお、図３に示す第１実施例では、カウンタウェイト８の後端部において角度が付けられた１段の平坦面を含む例を図解したが、これに限られない。２段以上の任意の角度が付けられた平坦面を含むようにしてもよく、または、全体を曲面のみによって形成するようにしてもよい。
【００１２】
＜第２実施例＞
クランクシャフト１のカウンタウェイト８の第２実施例について、図４を参照して説明する。図４は、図３同様に図２のＢ−Ｂ断面図であり、図２におけるカウンタウェイト８の中心軸ＣＬを基準に右半分、すなわち中心軸ＣＬ（本発明の第１軸に相当）を基準に回転方向における後端部の断面形状を示している。
図４に示すように、第２実施例のカウンタウェイト８では、中心軸ＣＬから内側に角度θ１０が付けられた平坦面からなる部分Ｐ１０と、その平坦面に連続し、内側に角度θ２０が付けられた平坦面からなる部分Ｐ２０とによって、後端部が形成されている。なお、図４に示す第２実施例では、カウンタウェイト８の後端部において２段の角度が付けられている例を図解したが、これに限られない。３段以上の任意の角度が付けられるようにカウンタウェイト８の後端部を形成するようにしてもよい。
【００１３】
上記第１および第２実施例に示したように、本実施形態のクランクシャフト１は、回転面（例えば図２のＡ−Ａ断面）で見て中心軸ＣＬ（第１軸）を基準に略対称形状のカウンタウェイト８を備え、このカウンタウェイト８は、中心軸ＣＬを基準に回転方向における後端部８ａが先鋭形状に形成されている。図５には、クランクシャフト１のうち、単一のカウンタウェイト８のみの斜視図を示す。なお、カウンタウェイト８の後端部８ａが先鋭形状であるので、クランクシャフト１を鍛造で製造する場合に型抜き上の都合が良い。
【００１４】
＜クランクシャフトの作用＞
次に、本実施形態のクランクシャフト１の作用について図６を参照して説明する。図６は、クランクシャフト１の作用を説明するための図であって、クランクシャフト１がエンジン１０内に搭載された状態を模式的に表している。図６において、紙面時計回り方向がクランクシャフト１の回転方向である。
【００１５】
従来のクランクシャフトは、カウンタウェイトを極力大型化し、周辺部品との隙間が僅かしか確保されていないため、クランクシャフトの回転運動時にクランクシャフトが通過した領域（負圧領域；図６参照）に生ずる負圧が大きなものとなっていた。発生した負圧によって、エンジン１０のクランクケース（以下、ケース）内のガスがクランクシャフトの軌跡を追いかける方向に流動することになる。このガス流動は、特にクランクシャフト１が図６の紙面下から上に移動する際に、オイルパン（図示せず）等のケース下部にあるオイルを巻き上げることにもなる。上記負圧によるガス流動およびオイルの巻き上げは、クランクシャフトの回転運動のフリクションとなる。
【００１６】
一方、本実施形態のクランクシャフト１では、カウンタウェイト８の回転方向における後端部８ａが先鋭形状に形成されているため、クランクシャフト１の回転運動時にクランクシャフト１が通過した領域に生ずる負圧が従来よりも低下する。これにより、ケース内のガスの流動およびオイルの巻上げが抑制され、クランクシャフトの回転運動のフリクションが従来よりも低下する。本実施形態のクランクシャフト１を搭載したエンジン１０では、本実施形態のクランクシャフト１によるフリクションの低下分を機関出力として取り出すことができるので、エンジン出力が向上する。
【００１７】
以上、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成及びシステムは本実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更や、他のシステムへの適応なども含まれる。例えば、適用エンジンも４気筒に限らず任意の気筒数が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態のクランクシャフトの外観を示す図である。
【図２】図１におけるクランクシャフトのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるクランクシャフトのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図２におけるクランクシャフトのＢ−Ｂ断面図である。
【図５】実施形態のクランクシャフトのカウンタウェイトの斜視図である。
【図６】エンジン内部における実施形態のクランクシャフトの搭載状態を表す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…クランクシャフト
２…クランクピン
３…クランクアーム
４…クランク部
５…クランクジャーナル
６…補機駆動軸
７…機関出力軸
８…カウンタウェイト
１０…エンジン
【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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