(57)【要約】【課題】クランクピン開口部に生じる応力集中を解消するクランクシャフトの油穴構造を提供することを目的とする。【解決手段】メインジャーナル（２）の外周表面に開口して設けられるオイル入口通路（２０）と、前記オイル入口通路（２０）に接続され、クランクピン（３）の内部にオイルが流れるように前記クランクピン（３）と前記メインジャーナル（２）とに連通して設けられるオイル連通通路（４０）と、前記オイル連通通路（４０）に接続され、前記クランクピン（３）の外周表面に開口して設けられるピン開口部（３ａ）に向かって、前記クランクピン（３）の径方向に延設されるオイル出口通路（３０）と、を備え、前記オイル出口通路（３０）は、前記クランクピン（３）の前記ピン開口部（３ａ）に近いほど断面積が拡大されるテーパー部（３１）を有する、ことを特徴とする。【選択図】図２
2010203514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインジャーナルの外周表面に開口して設けられるオイル入口通路と、
前記オイル入口通路に接続され、クランクピンの内部にオイルが流れるようにクランクウェブを貫通して前記メインジャーナルから前記クランクピンまで連通して設けられるオイル連通通路と、
前記オイル連通通路に接続され、前記クランクピンの外周表面に開口して設けられるピン開口部に向かって、前記クランクピンの径方向に延設されるオイル出口通路と、
を備え、
前記オイル出口通路は、前記クランクピンの前記ピン開口部に近いほど断面積が拡大されるテーパー部を有する、
ことを特徴とするクランクシャフトの油穴構造。
【請求項２】
前記テーパー部は、前記ピン開口部近傍が外側に反り返る形状のファンネル形状である、
ことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【請求項３】
前記テーパー部は、前記オイル出口通路の全体に設けられる、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【請求項４】
前記テーパー部は、その深さをクランクピン径の４分の１以上に設定する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【請求項５】
前記テーパー部は、フライホイールに最も近い最後端のクランクピンに形成される前記オイル出口通路にのみ設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【請求項６】
前記ピン開口部は、１つのクランクピンに１ヶ所設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【請求項７】
前記ピン開口部は、クランクアームの頂点側に開口して設けられる、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のクランクシャフトの油穴構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトの油穴構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランクシャフトのメインジャーナルの外周表面に開口した油穴を通りクランクピンへ給油するクランクシャフトの油穴構造が知られている（特に特許文献１）。そして油穴は一定断面で設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２７１２６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクシャフトの油穴は、オイルを潤滑させてベアリングとクランクピン又はメインジャーナルとが接する部分の摩耗を防ぐとともにクランクシャフトに発生する熱を冷却するために設けられる。
【０００５】
しかし、クランクシャフトの捩じりトルクによってクランクピンの外周表面に開口して設けられる油穴のピン開口部には高応力が生じる。そしてピン開口部の開口端もしくは面取り角部に応力が集中してしまい強度不足になる懸念がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、クランクピンの開口部に生じる応力集中を解消するクランクシャフトの油穴構造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】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、メインジャーナル（２）の外周表面に開口して設けられるオイル入口通路（２０）と、前記オイル入口通路（２０）に接続され、クランクピン（３）の内部にオイルが流れるように前記クランクピン（３）と前記メインジャーナル（２）とに連通して設けられるオイル連通通路（４０）と、前記オイル連通通路（４０）に接続され、前記クランクピン（３）の外周表面に開口して設けられるピン開口部（３ａ）に向かって、前記クランクピン（３）の径方向に延設されるオイル出口通路（３０）と、を備え、前記オイル出口通路（３０）は、前記クランクピン（３）の前記ピン開口部（３ａ）に近いほど断面積が拡大されるテーパー部（３１）を有する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一端はクランクピンに開口して、他端はメインジャーナルから連通して設けられるオイル連通通路に接続され、クランクピンの摺動面に潤滑油を供給するオイル出口通路がクランクピンの内部から設けられる。そして出口オイル通路は、ピン開口部に近いほど断面積が拡大されるテーパー部を有する。このように構成するので、クランクシャフトの捩じりによってピン開口部に生じていた応力集中をオイル出口通路のテーパー部全体に分散させることができる。よって、クランクピンの開口部の応力集中を解消し、強度不足になる懸念もなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態のクランクシャフトの油穴構造を示す図である。
【図２】第１実施形態の第４気筒部分を斜視図で示す図である。
【図３】第１実施形態のクランクピンのオイル通路の断面構造を示す図である。
【図４】第２実施形態のクランクピンのオイル通路の断面構造を示す図である。
【図５】第３実施形態のクランクピンのオイル通路の断面構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のクランクシャフトの油穴構造を示す図である。
【００１３】
クランクシャフト１の油穴構造１０は、クランクシャフト１に設けられ、図示を省略するがメインギャラリーからメインジャーナル２に圧送供給される潤滑油をクランクピン３へと供給するオイル通路である。油穴構造１０は、各気筒ごとに設けられる。油穴構造１０は、クランクピン３と、クランクピン３の両側に配置されるメインジャーナル２のうちクランクシャフト１の端に近い方のメインジャーナル２と、の間に設けられる。油穴構造１０は、メインジャーナル２に設けられるオイル入口通路２０と、クランクピン３に設けられるオイル出口通路３０と、両者間を連通させるオイル連通通路４０と、からなる。
【００１４】
まずクランクシャフト１の構造について説明する。
【００１５】
クランクシャフト１は、直列４気筒エンジン用である。クランクシャフト１は、メインジャーナル２と、クランクピン３と、クランクウェブ４と、フライホイール取付フランジ部５と、クランクシャフトプーリー取付部６と、を有する。クランクシャフト１は、クランクピン３に連結されるコネクティングロッドを介して、回転運動をピストンの往復運動に変換する。
【００１６】
メインジャーナル２は、クランクシャフト１の回転軸である。メインジャーナル２は、図示を省略するがベアリング及びベアリングキャップを介してシリンダブロックに支持される。メインジャーナル２には、直径上にオイル入口通路２０と、オイル入口通路２０に接続されてクランクウェブ４を貫通してクランクピン３へと延びるオイル連通通路４０と、が設けられる。
【００１７】
クランクピン３は、単リンク式機構の場合はコネクティングロッドの大端部の大端孔に挿通される軸であり、複リンク式機構の場合はロアリンクのピン孔に挿通される軸である。クランクピン３は、クランクウェブ４を介してクランクシャフト１のメイン軸であるメインジャーナル２同士をつなぐ部材であり、メインジャーナル２に対して径方向に偏心して設けられる。クランクピン３には、半径上にオイル出口通路３０と、オイル出口通路３０とオイル入口通路２０とを連通するオイル連通通路４０と、が設けられる。
【００１８】
クランクウェブ４は、クランクアーム４ａと、カウンターウェイト４ｂと、からなる。クランクアーム４ａは、メインジャーナル２とクランクピン３とをつなぐ部材である。カウンターウェイト４ｂは、バランスウェイトとも呼ばれ、クランクピン３側に偏る重心をバランスよくするためにクランクピン３と反対側に設けられる。クランクウェブ４には、オイル連通通路４０が貫通して設けられる。
【００１９】
フライホイール取付フランジ部５は、クランクシャフト１の後端部に設けられる。フライホイール取付フランジ部５には、円板で回転慣性質量であるフライホイールが取り付けられる。フライホイールは、各気筒の筒内燃焼圧の間欠的な発生による回転ムラを小さくする。
【００２０】
クランクシャフトプーリー取付部６は、フライホイール取付フランジ部５とは反対側のクランクシャフト１の前端部に設けられる。クランクシャフトプーリー取付部６には、クランクシャフトプーリーが取り付けられる。クランクシャフトプーリーは、補機類を駆動させる。
【００２１】
次に図２を参照して、クランクシャフト１の油穴構造１０について説明する。
【００２２】
図２は、第１実施形態の第４気筒部分を斜視図で示す図である。上述したようにクランクシャフト１の油穴構造１０は、オイル入口通路２０と、オイル連通通路４０と、オイル出口通路３０と、で構成される。
【００２３】
オイル入口通路２０は、メインジャーナル２に設けられる。オイル入口通路２０は、メインジャーナル２の中心を通り直径方向に貫通し、直径の両端にあたる外周表面にそれぞれジャーナル開口部２ａを計２ヶ所、有する。ジャーナル開口部２ａは、軸方向から見て側面に開口するよう設けられる。オイル入口通路２０は、一方のジャーナル開口部２ａの近傍でオイル連通通路４０に接続される。潤滑油は、メインジャーナル２の外周表面に設けられるジャーナル開口部２ａから供給され、オイル入口通路２０を通ってオイル連通通路４０へと流れる。オイル入口通路２０は、一定断面である。
【００２４】
オイル連通通路４０は、メインジャーナル２、クランクウェブ４及びクランクピン３に設けられる。オイル連通通路４０は、一端をメインジャーナル２のオイル入口通路２０と、他端をクランクピン３のオイル出口通路３０と、接続される。オイル連通通路４０は、オイル入口通路２０の一方のジャーナル開口部２ａ近傍と、クランクピン３の中心部のオイル出口通路３０と、を一直線に結ぶようにクランクウェブ４を斜めに貫通して設けられる。オイル連通通路４０は、一定断面である。
【００２５】
オイル出口通路３０は、クランクピン３に設けられる。オイル出口通路３０は、クランクピン３の中心部から半径方向にオイル入口通路２０と平行に設けられ、クランクピン３の外周表面にピン開口部３ａを一ヶ所、有する。ピン開口部３ａは、二ヶ所あるジャーナル開口部２ａのうち、近傍にオイル連通通路４０が設けられるジャーナル開口部２ａとは反対側のジャーナル開口部２ａと同じ方向に開口するように設けられる。オイル出口通路３０は、一端を外周表面に開口され、他端のクランクピン３中心側をオイル連通通路４０に接続される。オイル出口通路３０は、一定断面ではなくテーパー断面である。
【００２６】
続いて図３を参照して、オイル出口通路３０の詳細を説明する。図３は、第１実施形態のクランクピンのオイル出口通路の断面構造を示す図である。オイル出口通路３０は、全体が一律のテーパー角度をもつ円錐形状のテーパー部３１である。オイル出口通路３０は、クランクピン３の中心からピン開口部３ａに向かって断面積が拡大される。またクランクピン３のピン径に対するオイル出口通路３０の穴径の比が大きくなるとオイル出口通路３０の穴径にかかる応力集中は大きくなる。さらにクランクピン３に作用する捩じり応力すなわちせん断応力はクランクピン３の半径に比例して直線形の分布をなし、外周表面において最大となる。ピン開口部３ａの穴径は、クランクピン３の外周表面に設けられるピン開口部３ａに高応力が生じやすい点に留意して設定する。オイル出口通路３０の中心側の穴径は、接続されるオイル連通通路４０からの断面（穴径）変化による圧損等を考慮して設定する。
【００２７】
本実施形態によれば、オイル出口通路３０をピン開口部３ａに近いほど断面積が拡大される円錐形状とする。これにより、従来、応力集中していたピン開口部３ａの面取り部の角をなくしてオイル出口通路３０を一様な面にすることができる。また面取り部がない場合は、ピン開口部３ａの端部、すなわちクランクピン３の外周表面とオイル出口通路３０との交差部の角度が鈍角になる。そしてピン開口部３ａに集中していた応力をオイル出口通路３０のテーパー面全体に分散して受けることが可能となる。
【００２８】
（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のクランクピンのオイル出口通路の断面構造を示す図である。なお以下では前述した内容と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００２９】
本実施形態ではオイル出口通路３０のテーパー部３１のピン開口部３ａ近傍の断面形状が、外側に反り返るファンネル形状である。
【００３０】
本実施形態によれば、第１実施形態の形状よりもピン開口部３ａ近傍のテーパー部３１の断面積の変化が滑らかになる。よってピン開口部３ａの応力集中をさらに緩和させることができる。
【００３１】
（第３実施形態）
図５は、第３実施形態のクランクピンのオイル出口通路の断面構造を示す図である。  
【００３２】
本実施形態ではオイル出口通路３０は、テーパー部３１と、ストレート部３２と、からなる。テーパー部３１はピン開口部３ａ側に設けられ、ストレート部３２は、クランクピン３の中心側に設けられる。テーパー部３１は、ピン開口部３ａからクランクピン３のピン径Ｄの４分の１の深さである。テーパー部３１は、一律のテーパー角度をもつ円錐形状である。ストレート部３２は、一定断面である。
【００３３】
本実施形態によればオイル出口通路３０のテーパー部３１の深さをクランクピン３のピン径Ｄの４分の１にする。ピン開口部３ａの応力緩和に最低限必要なテーパー深さを確保することで、ピン開口部３ａの応力集中を確実に緩和できるとともに、オイル出口通路３０の中央側穴径の大きさを十分に確保できるので、潤滑油の流れ効率もよい。
【００３４】
特に複リンク式エンジンの場合には、単リンク式エンジンに対してクランクピン３のピン幅が大きく、かつピン径が小さい細軸に設定している。本発明のようなオイル出口通路３０であれば、ピン幅に対するピン開口部３ａの穴径のアスペクト比を同等にすることが可能である。よってクランクピン３の摺動面に十分な潤滑油を供給することができる。また、オイル出口通路３０のテーパー部３１以外のオイル通路の穴径を、クランクピン３のピン径に合わせて、小さく設定することもできる。
【００３５】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００３６】
例えば実施形態において、クランクシャフトの油穴構造のピン開口部はクランクシャフトの軸方向から見てクランクアームの側面側に開口して設けているが、クランクアームの頂点側に開口して設けてもよい。クランクウェブの高剛性部位にピン開口部を近づけることで、ピン開口部における応力を低減することができる。また、オイル出口通路のテーパー部は、クランクシャフトの油穴構造の全てに設ける必要はない。クランクシャフトの捩じれが大きくなるフライホイール側の最後端のクランクピンに設けられるオイル出口通路にのみテーパー部を設けてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１  クランクシャフト
２  メインジャーナル
２ａ  ジャーナル開口部
３  クランクピン
３ａ  ピン開口部
４  クランクウェブ
４ａ  クランクアーム
４ｂ  カウンターウェイト
５  フライホイール取付フランジ部
６  クランクシャフトプーリー取付部
１０  油穴構造
２０  オイル入口通路
３０  オイル出口通路
４０  オイル連通通路
【図１】
2010203514.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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