JPH0794848B2 - 多気筒エンジンのクランクシヤフト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動二輪車などの多気筒エンジンに適したクラ
ンクシャフトに関する。

（従来技術） 一般にこの種の多気筒エンジンは、車体に対して横置き
に搭載されるが、多気筒であるが故にクランクシャフト
が長くなり、クランクケースが車体の側方に張り出すこ
とになる。すなわち、多気筒エンジン用のクランクシャ
フトは気筒の数だけピストンのコネクティングロッドと
連結されるクランクピン、およびこれらクランクピンの
両側に連なるクランクアームを有することから軸長が長
くなるのであり、クランクケース幅を狭めるためにはク
ランクシャフトの全長を極力短くする必要がある。

ところで、クランクシャフトに与えられる出力をカムシ
ャフトや発電機に伝達する動力伝達手段としては、クラ
ンクシャフトに同軸的に作成したスプロケット等の駆動
歯車を介して回転駆動させるのが一般的であるが、この
ようにすると駆動歯車を作成する分だけクランク軸全長
を長くしなくてはならず、従ってクランクケース幅がよ
り増大する不具合がある。

すなわち、多気筒エンジンのクランクシャフトにおい
て、特に高出力エンジンの場合には、強度上、クランク
アームの両側にジャーナル部、つまり軸受部によって支
持される被軸受部を設けるのが一般的で、例えば４気筒
エンジンでエンジン中央にカムシャフトあるいはカムチ
ェーン駆動用のスプロケットなどを作成した場合、第２
番目の気筒と第３番目の気筒に対応する組のクランクア
ーム間のスパンが拡がるため、第２気筒対応のクランク
アームの右側（第１気筒を左端とする）と第３気筒対応
のクランクアームの左側にそれぞれジャーナル部を設
け、全部で６個のジャーナル部とする。

ところが、さらにエンジン全幅を狭くするため従来、ク
ランクシャフト端部に取付けていた発電機（ジエネレー
タ）を、クランクケース背面に取付ける場合、背面に設
けた発電機を駆動するために上記第２気筒対応のクラン
クアームとカムシャフト駆動用のスプロケットの間にギ
ヤまたはスプロケットを作成すると、第２気筒対応のク
ランクアーム右側のジャーナル部を設けられないため、
５個のジャーナル部となる。このため第２気筒対応のク
ランクアームの軸受スパンが他の気筒に対応するものに
比べ広くならざるを得ない。

このようなクランクシャフトは、例えば特開昭56−1185
23号公報に開示されているが、これを以下第５図を用い
て説明する。1a,1b、2a,2b、3a,3bおよび4a,4bはそれぞ
れ第１〜第４気筒に対応した各組の対となったクランク
アーム、５は各気筒のピストンと連結されるクランクピ
ン、６はジャーナル部で、第２気筒と第３気筒に対応す
るクランクアーム対のうち、クランクアーム2bと3aの間
にクランクアーム2b側からジャーナル部と同軸に発電機
駆動用スプロケット７、カムシャフト駆動用スプロケッ
ト８およびジャーナル部６が設けられている。なお、ク
ランクアーム3bはジャーナル部６と同軸であって外周に
出力を取出すための駆動歯車９が刻設されている。この
ように発電機駆動用スプロケット７等を設けるために、
それに隣接する第２気筒に対応する組のクランクアーム
2a,2bの両側に配設された軸受部のスパンは他に比べ広
くなる。

一方、クランクアームには回転質量および質量的バラン
スをとるために適度のバランスウエイトw,w′が取付け
られ、このバランスウエイトw,w′は通常、クランクア
ームに分散してクランクアームと兼用して設けられてい
る。すなわち第２気筒および第３気筒に対応するクラン
クアーム2b,2aのバランスウエイトｗ′部およびクラン
クアーム3aのバランスウエイトｗ部がジャーナル部６の
一方側に膨出した形状をなし、クランクアーム2aとクラ
ンクアーム2bのバランスウエイトｗ′,w′の合計とクラ
ンクアーム3aのバランスウエイトｗの量は同じとされて
いる。そして、また第１気筒と第４気筒における内側の
クランクアーム1bおよび4aは、バランスウエイトｗ部が
ジャーナル部６に対して、上記クランクアーム2b,2aの
バランスウエイトｗ′部およびクランクアーム3aのバラ
ンスウエイトｗ部とは反対側に膨出した形状をなしてい
る。

いま第６図（ｂ）に示すごとく、上記第２気筒に対応ス
ルクランクアーム2a,2bに注目すると、バランスウエイ
トｗ′が均等分割されているが、エンジン運転中は、ク
ランクシャフト回転による慣性力とピストン、コンロッ
ドを介してのエンジン爆発力がクランクピン５にかか
る。ところが、この第２気筒対応のクランクアーム対の
軸受スパンが広いため、この部分のクランクピン５にか
かる応力、すなわち曲げモーメントは他のクランクアー
ム対に比べ高くなる。この応力は第６図（ｂ）のＡ部に
おいて大きく、したがって高速回転エンジンにおいて、
この部分で破損に至るおそれがある。

（発明の目的） 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたもので、カム
シャフトや発電機を駆動するためのスプロケットなどか
らなる駆動手段が、相対向するクランクアーム間に並設
されてなるクランクシャフトの全長が長くなるのを防止
するとともに、クランクピンにかかる応力を軽減して堅
牢性を向上させることができる多気筒エンジンのクラン
クシャフトを提供するものである。

（発明の構成） 本発明の多気筒エンジンのクランクシャフトは、各気筒
のピストンと連結されるクランクピンおよびこれらクラ
ンクピンのそれぞれの両側に連なる複数組の対になった
クランクアームならびにジャーナル部を備えた多気筒エ
ンジンのクランクシャフトにおいて、少なくとも一組の
隣り合う気筒に対応してそれぞれ設けられたクランクア
ーム対の相対向するクランクアーム間に、１個のジャー
ナル部とカムシャフトなどを駆動するためのスプロケッ
トなどの駆動手段とを並設し、上記ジャーナル部を相対
向するクランクアームの一方に隣接させて配設するとと
もに、上記駆動手段を相対向するクランクアームの他方
に隣接させて配設し、かつ上記駆動手段の側方に配設さ
れたクランクアーム対に設けるバランスウエイトを、上
記駆動手段に近い方を軽く、上記駆動手段から遠い方を
重くしたものである。

この構成により、駆動手段が隣接する組のクランクアー
ムの両者間の軸受が省かれて軸受スパンが広くなったに
も拘らず、クランクピンにかかる曲げ応力は軽減される
ものである。

（実施例） 以下本発明を自動二輪車の４気筒４サイクルエンジンに
実施した場合について第１図〜第４図により説明する。
これらの図において前述と同番号は同部材を示し、20は
多気筒エンジンのシリンダブロック、21〜24は各気筒毎
のシリンダ、25は各シリンダ内に収容されたピストン、
26はコンロッドであり、30はクランクシャフト、31はク
ランクケースで、このクランクシャフト30の各ピン５に
上記コンロッド26が連結され、またジャーナル部６がク
ランクケース31内に設けられた軸受に軸支されている。
駆動歯車９にはクランクケース31の後方に配設されたミ
ッションケース内に設けられた被駆動歯車９′が噛合し
ている。また、発電機駆動用スプロケット７、カムシャ
フト駆動用スプロケット８などの駆動手段にはクランク
ケース31の背面に取付けた発電機およびカムシャフトに
出力を伝達するためのチェインあるいはギヤ等の伝達手
段（いずれも図示せず）が連結されている。

そしてクランクシャフト30において隣り合う第２気筒と
第３気筒に対応する対になった各組のクランクアーム32
a,32bおよび3a,3bのうち相対向するクランクアーム32b
と3aの間に、クランクアーム32b側から発電機駆動用ス
プロケット７、カムシャフト駆動用スプロケット８およ
びジャーナル部６が並設されている。また発電機駆動用
スプロケット７の設置部の側方に配設されたクランクア
ーム対32a,32bのうち、発電機駆動用スプロケット７に
近い方のクランクアーム32bにはバランスウエイトを付
けず、発電機駆動用スプロケット７に遠い方のクランク
アーム32aにはバランスウエイトｗを付けている。すな
わち第３図、第４図に示されるごとく、クランクアーム
32aにはバランスウエイトｗが設けられ、クランクアー
ム32bはジャーナル部６と同軸で円盤状とし、バランス
ウエイトｗを設けていない。なお、このバランスウエイ
トｗのかけ方としては、発電機駆動用スプロケット７に
近い方のクランクアーム32b側を軽くし、発電機駆動用
スプロケット７から遠い方、すなわち第１気筒と第２気
筒との間に配設されたジャーナル部６に隣接するクラン
クアーム32a側を重くすればよい。そしてこのように軽
重をもたせたバランスウエイトｗの合計が従来の均等分
割の場合の合計と略同一となるように設定する。

このようにバランスウエイトｗを配分したクランクアー
ム32a,32Bの部分を第６図（ａ）に示す。この図からも
明らかなように、終になったクランクアーム32a,32bの
軸受スパン、つまり上記クランクアーム3aの左側に位置
する第１ジャーナル部６と、クランクアーム32aの左側
に位置する第２ジャーナル部６との間隔（第２図参照）
は広がるが、この第２ジャーナル部６から遠いクランク
アーム32bにはバランスウエイトｗを付けていない（あ
るいは軽くしている）ため、クランクピン５にかかる曲
げモーメント応力は、従来のものに比し大幅に軽減す
る。従って従来のようにクランクアーム32a,32bとクラ
ンクピン５との境界部において破損に至るおそれは大き
く低減される。

なお、上記実施例では４気筒４サイクルエンジンについ
て説明したが、この例に限られず３気筒あるいは６気筒
であってもよく、また２サイクルのエンジンであっても
よい。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、隣り合う気筒に対応する
クランクアーム相互間に１個のジャーナル部とカムシャ
フトなどを駆動するための駆動手段を並設し、かつこの
駆動手段が隣接する側の一対のクランクアームに付ける
バランスウエイトを、駆動手段に近い方を軽く、遠い方
を重くしたことにより、他の装置を駆動するための手段
をクランクシャフト中に設けたにも拘らず、クランクシ
ャフトが長くなることはなく、全長を短くしたいとの要
求を満足させることが可能で、さらに上記一対のクラン
クアームに直隣接するジャーナル部から遠いアームのウ
エイトが小さくなるため、上記クランクアームと駆動手
段の間のジャーナル部を省いて軸受スパンが広くなった
にも拘らず、クランクピンに加わる曲げモーメント応力
は軽減され、したがって、クランクピンとクランクアー
ムの結合部での破損を発生するおそれは低減され、クラ
ンクシャフトの堅牢性が向上し、高信頼性を確保するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多気筒エンジンのクランクシャフトの
一実施例を示す部分断面図、第２図は同クランクシャフ
トの平面図、第３図は第２図III−III線断面図、第４図
は第３図IV−IV線断面図、第５図は従来のクランクシャ
フトの平面図、第６図（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明と
従来のクランクシャフトの要部平面図である。 ５……クランクピン、６……ジャーナル部、７……発電
機駆動用スプロケット（駆動手段）、８……カムシャフ
ト駆動用スプロケット（駆動手段）、30……クランクシ
ャフト、32a,32b……クランクアーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各気筒のピストンと連結されるクランクピ
   ンおよびこれらクランクピンのそれぞれの両側に連なる
   複数組の対になったクランクアームならびにジャーナル
   部を備えた多気筒エンジンのクランクシャフトにおい
   て、少なくとも一組の隣り合う気筒に対応してそれぞれ
   設けられたクランクアーム対の相対向するクランクアー
   ム間に、１個のジャーナル部とカムシャフトなどを駆動
   するためのスプロケットなどの駆動手段とを並設し、上
   記ジャーナル部を相対向するクランクアームの一方に隣
   接させて配設するとともに、上記駆動手段を相対向する
   クランクアームの他方に隣接させて配設し、かつ上記駆
   動手段の側方に設置されたクランクアーム対に設けるバ
   ランスウエイトを、上記駆動手段に近い方を軽く、上記
   駆動手段から遠い方を重くしたことを特徴とする多気筒
   エンジンのクランクシャフト。