(57)【要約】【課題】供給油圧が低くてもクランクピン部の周面にオイルを安定して供給できるとともに供給油量が少なくてもクランクジャーナル部の周面にオイルを安定して供給できるようにする。【解決手段】クランクジャーナル部１５にオイルを供給するバルクヘッド部１１の油路１６から分岐してクランクアーム部１７の側面に向けてオイルを噴出するオイル噴口１９を設け、クランクアーム部１７の側面に底部外周円が軸心からオフセットしたオイルポケット２０を有する環状オイル捕集部２１を設け、オイルポケット２０とクランクピン部３２の周面とを連通する軸内通路３１を設けて、オイルをクランクジャーナル部１５に供給するとともに、オイル噴口１９から噴出させてオイルポケット２０に捕集し、遠心力で軸内通路３１を経てクランクピン部３２の周面に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのシリンダブロックのバルクヘッド部が形成する主軸受部に支持されて回転中心となるクランクジャーナル部と、該クランクジャーナル部の軸心に対し偏心して設けられシリンダ内を往復動するピストンにコネクティングロッドを介して連結されるクランクピン部と、これらクランクジャーナル部とクランクピン部とを連結するクランクアーム部とを有するクランク軸の前記クランクジャーナル部および前記クランクピン部を潤滑するクランク軸の潤滑装置において、
前記バルクヘッド部に、オイルポンプで汲み上げたオイルを前記クランクジャーナル部に向けて供給する油路を設けるとともに、該油路から分岐して近接するクランクアーム部の側面に向けてオイルを噴出するオイル噴口を設け、
前記オイル噴口に対向するクランクアーム部の側面に、前記クランク軸の軸心近傍を中心とする環状でクランク軸径方向の外側が底部となり内側が開放部となるオイルポケットを有し該オイルポケットに前記オイル噴口から噴出されたオイルを捕集する環状オイル捕集部を設け、
該環状オイル捕集部を設けたクランクアーム部から前記クランクピン部にかけて、一端が入口側開口となって前記オイルポケットに連通し他端が前記入口側開口よりもクランク軸径方向の外側で前記クランクピン部の周面に開口する軸内通路を設けたことを特徴とするクランク軸の潤滑装置。
【請求項２】
前記オイルポケットは円環状で、その径方向外側の底部外周円の中心がクランク軸の軸心に対しクランクピン部側にオフセットしていることを特徴とする請求項１記載のクランク軸の潤滑装置。
【請求項３】
前記環状オイル捕集部は、前記オイルポケットよりもクランク軸径方向の内側に、前記主軸受部から側方へ漏れ出たオイルを受けてオイルポケットに導く誘導斜面を有していることを特徴とする請求項１または２記載のクランク軸の潤滑装置。
【請求項４】
前記環状オイル捕集部のオイルポケットがクランクアーム部の窪み加工により形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のクランク軸の潤滑装置。
【請求項５】
前記環状オイル捕集部のオイルポケットが板状成形体の取り付けにより形成されていることを特徴とする請求項１、２または３記載のクランク軸の潤滑装置。
【請求項６】
前記オイル噴口が前記バルクヘッド部の油路の通路面積よりも開口面積が小さい絞り部材により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のクランク軸の潤滑装置。
【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軸のクランクジャーナル部およびクランクピン部を潤滑するクランク軸の潤滑装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの主軸であるクランク軸は、軸受支持され回転中心となるクランクジャーナル部と、クランクジャーナル部に対し偏心したクランクピン部と、クランクジャーナル部とクランクピン部とを連結するクランクアーム部とを有し、シリンダブロックの主軸受部となるバルクヘッド部にクランクジャーナル部が支持され、クランクピン部にコネクティングロッドを介してピストンが連結され、シリンダ内のピストンの往復動に連動して回転する。その際、回転摺動部であるクランクジャーナル部およびクランクピン部は潤滑のための給油が必要である。そのため、例えば図４および図５に示すような油路構造を有する潤滑装置が採用されている。
【０００３】
図４および図５に示す従来の潤滑装置は、オイルポンプ（図示せず）で汲み上げたオイルが、シリンダブロックのバルクヘッド部に設けられた油路（図示せず）からクランクジャーナル部１の周面に向けて図４に矢印で示すように供給され、そのオイルが、クランクジャーナル部１の周面を潤滑するとともに、クランクジャーナル部２を径方向に貫通する径方向通路４と、この径方向通路４に対し軸心部で連通し径方向外側へ延びてクランクピン部周面に至る傾斜通路５とからなり、クランクジャーナル部１からクランクアーム部３を経てクランクピン部２に至る一連の軸内通路を介してクランクピン部２の周面に供給されるようにしたものである。
【０００４】
また、これとは別に、クランク軸の主軸受およびピン部軸受が共にころがり軸受の場合に、クランクジャーナルやクランクピンに油孔を形成したのでは、油孔開口部の孔縁付近で軸受のローラの局所に集中応力が発生して耐久性が低下するということから、クランクジャーナルやクランクピンに油孔を形成することなく潤滑できるよう、オイルポンプから圧送されたオイルをシリンダブロックのバンクヘッド内に形成した油供給通路を経て主軸受に供給し主軸受を潤滑するとともに、主軸受の側方開放部に対向するクランクアームの側面に略矩形状、長円状あるいは略楕円状の油受溝を設け、この油受溝をピン部軸受に連通させる連通路をクランクアームの先端部内に立ち上がり傾斜状に形成して、主軸受の側方開放部から飛散するオイルを遠心力で油受溝内に導入し連通路を経てピン部軸受に供給しピン部軸受を潤滑するようにした潤滑装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】実開平１−１４５９１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４および図５に示す従来の潤滑装置では、クランクジャーナル部１の周面には、オイルポンプで汲み上げたオイルをシリンダブロックのバルクヘッド部に設けた油路を介して直接供給するため、給油量の確保が容易であるが、クランクピン部２に供給されるオイルは、クランクジャーナル部１の周面に供給されたオイルが主軸受部の軸受メタルの内面の溝等を介してクランクジャーナル部２を貫通する径方向通路４に入り込み、径方向通路４内を軸心側へ流れて傾斜通路５内をピストンピン部２の周面に向けて供給されるものであって、クランク軸の回転による遠心力が径方向通路４内のオイルの軸心側への流れを妨げる方向に作用することになり、その遠心力に打ち勝つだけの油圧を加えないとクランクピン部２への給油量を確保できない。
【０００６】
しかしながら、油圧を高めたりオイル供給量を大きくするためには、オイルポンプの仕事量を大きくする必要があるが、オイルポンプは、通常、エンジンによって駆動する機械式のポンプであるため、エンジン補機の負荷が増大することになり、それによって燃費が悪化するとともに、クランクジャーナル部１から多量のオイルが洩れて、必要以上のオイルを供給し、ロスが大きい。
【０００７】
また、上述のように、クランクジャーナルやクランクピンに油孔を形成することなく潤滑できるよう、オイルポンプから圧送されたオイルをシリンダブロックのバンクヘッド内に形成した油供給通路を経て主軸受に供給し主軸受を潤滑するとともに、クランクアームの側面に油受溝と該油受溝をピン部軸受に連通させる連通路を設け、主軸受の側方開放部から飛散するオイルを遠心力で油受溝および連通路を介してピン部軸受に供給するようにしたものもあるが、これはクランク軸の主軸受およびピン部軸受が共にころがり軸受の場合に特有の技術で、油孔開口部によってローラの局所に集中応力が発生しないようにするためのものであり、主軸受およびピン部軸受がすべり軸受の場合に同様の構成を適用しても、クランクピン部の周面に必要な量のオイルを安定して供給することはできない。
【０００８】
本発明は、供給油圧が低くてもクランクピン部の周面に必要な量のオイルを安定して供給できるとともに、供給油量が少なくてもクランクジャーナル部の周面に必要な量のオイルを安定して供給できて、少ない油量でクランクジャーナル部およびクランクピン部のいずれをも過不足なく潤滑できる、主軸受およびピン部軸受がすべり軸受の場合にも好適なクランク軸の潤滑装置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】
【０００９】
本発明のクランク軸の潤滑装置は、エンジンのシリンダブロックのバルクヘッド部が形成する主軸受部に支持されて回転中心となるクランクジャーナル部と、該クランクジャーナル部の軸心に対し偏心して設けられシリンダ内を往復動するピストンにコネクティングロッドを介して連結されるクランクピン部と、これらクランクジャーナル部とクランクピン部とを連結するクランクアーム部とを有するクランク軸のクランクジャーナル部およびクランクピン部を潤滑するクランク軸の潤滑装置において、バルクヘッド部に、オイルポンプで汲み上げたオイルをクランクジャーナル部に向けて供給する油路を設けるとともに、該油路から分岐して近接するクランクアーム部の側面に向けてオイルを噴出するオイル噴口を設け、オイル噴口に対向するクランクアーム部の側面に、クランク軸の軸心近傍を中心とする環状でクランク軸径方向の外側が底部となり内側が開放部となるオイルポケットを有し該オイルポケットにオイル噴口から噴出されたオイルを捕集する環状オイル捕集部を設け、該環状オイル捕集部を設けたクランクアーム部からクランクピン部にかけて、一端が入口側開口となってオイルポケットに連通し他端が入口側開口よりもクランク軸径方向の外側でクランクピン部の周面に開口する軸内通路を設けたことを特徴とする。
【００１０】
この潤滑装置では、オイルポンプで汲み上げたオイルがバルクヘッド部の油路からクランクジャーナル部の周面に供給され、それによってクランクジャーナルが潤滑される。また、バルクヘッド部の油路からオイル噴口を経てクランクアーム部の側面に向けてオイルが噴出され、その噴出されたオイルが環状オイル捕集部のオイルポケットに捕集され、また、主軸受部の端部から漏れ出たオイルが環状オイル捕集部に入り込んでオイルポケットに捕集され、それらが遠心力でオイルポケットから軸内通路を経てクランクピン部の周面に供給され、それによってクランクピン部が潤滑される。
【００１１】
この場合、オイル噴口から噴出されたオイルは、クランク軸の回転位置にかかわらず全て環状オイル捕集部に入る。そして、オイルポケットがクランク軸の軸心近傍を中心とする環状でクランク軸径方向の外側が底部となり内側が開放部となっていることにより、環状オイル捕集部に入ったオイルは遠心力でオイルポケットの底部側に保持され、オイルポケット内は常時オイルが溜まった状態となる。そして、軸内通路の一端が入口側開口となってオイルポケットに連通し他端が入口側開口よりもクランク軸径方向の外側でクランクピン部の周面に開口していることにより、オイルポケット内のオイルは遠心力で軸内通路を経てクランクピン部の周面に流れ出し、クランクピン部の周面にオイルが常時供給される。
【００１２】
このように、クランクピン部へのオイルの流れは遠心力により阻害されないばかりか、遠心力を効果的に利用した流れとなり、オイルポンプによって供給するオイルの圧力（供給油圧）が低くてもクランクピン部の周面に必要な量のオイルを安定して供給でき、高回転時でも低い油圧でクランクジャーナル部およびクランクピン部のいずれをも過不足なく潤滑できる。また、クランクジャーナル部へはバルクヘッド部の油路からオイルが直接供給され、オイル噴口から噴出される油量は限定されるため、オイルポンプによって供給するオイルの量（供給油量）が少なくてもクランクジャーナル部の周面に必要な量のオイルを円滑に供給でき、低回転時でも少ない油量でクランクジャーナル部およびクランクピン部のいずれをも過不足なく潤滑できる。
【００１３】
このクランク軸の潤滑装置において、オイルポケットは円環状で、その径方向外側の底部外周円の中心がクランク軸の軸心に対しクランクピン部側にオフセットしているのがよい。
【００１４】
このようにオイルポケットの底部外周円の中心がクランク軸の軸心に対しクランクピン部側にオフセットしていることで、オイルポケット内のオイルが遠心力でクランクピン部側へ流れやすくなり、クランクピン部の周面に一層オイルが供給されやすくなる。
【００１５】
また、環状オイル捕集部は、オイルポケットよりもクランク軸径方向の内側に、主軸受部の側方から漏れ出たオイルを受けてオイルポケットに導く誘導斜面を有しているのがよい。
【００１６】
このような誘導斜面を有することで、クランクジャーナル部の潤滑に供した後の漏れ出たオイルをさらにクランクピン部の潤滑に利用することができ、その分、オイル噴口を小さくして、オイル噴口からクランクピン部に供給される油量を少なくすることができ、オイルポンプで供給するオイルの量を一層低減できる。
【００１７】
そして、このクランク軸の潤滑装置は、環状オイル捕集部のオイルポケットがクランクアーム部の窪み加工（旋削加工や鋳造加工など）により形成されているものであってよい。
【００１８】
オイルポケットを窪み加工により形成することで、クランク軸単体でオイルポケットを形成できる。
【００１９】
また、このクランク軸の潤滑装置は、環状オイル捕集部のオイルポケットが板状成形体の取り付けにより形成されているものであってもよい。
【００２０】
オイルポケットを板状成形体の取り付けにより形成することで、クランク軸自体の形状は大きく変更しないでもオイルポケットを形成することができ、構造のシンプル化を図れる。
【００２１】
また、このクランク軸の潤滑装置は、オイル噴口がバルクヘッド部の油路の通路面積よりも開口面積が小さい絞り部材により形成されているものであってよい。
【００２２】
オイル噴口を別体の絞り部材により形成することで、必要な噴出量を得るためのオイル噴口のチューニングが容易となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、クランクピン部へのオイルの流れを遠心力を効果的に利用した流れとすることができて、供給油圧が低くてもクランクピン部の周面に必要な量のオイルを安定して供給できるとともに、クランクピン部側へ供給されるオイルの量が必要以上に多くならないよう規制することができて、供給油量が少なくてもクランクジャーナル部の周面に必要な量のオイルを安定して供給でき、少ない油量でクランクジャーナル部およびクランクピン部のいずれをも過不足なく潤滑できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１および図２は本発明の実施形態の一例に係るエンジンのクランク軸の潤滑装置を示している。図１はこの実施形態の潤滑装置の油路構造を示すクランク軸の部分断面図、図２は油路構造の軸方向概略図である。
【００２５】
この実施形態では、エンジンのシリンダヘッド１０のバルクヘッド部１１に、オイルポンプ（図示せず）で汲み上げられたオイルを、オイルギャラリ（図示せず）からバルクヘッド部１１の主軸受部１２に主軸受１３（すべり軸受）を介して支持されるクランク軸１４のクランクジャーナル部１５に向けて供給するよう油路１６が設けられている。そして、気筒毎の片側に位置するバルクヘッド部１１には、油路１６に連通してクランク軸１４のクランクアーム部１７の側面に向けて開口するよう、油路１６の通路面積よりも開口面積が小さい絞り部材１８が取り付けられ、この絞り部材１８により、バルクヘッド部１１の油路１６から分岐して近接するクランクアーム部１７の側面に向けてオイルを噴出するオイル噴口１９が形成されている。
【００２６】
そして、このオイル噴口１９に対向するクランクアーム部１７の側面に、オイル噴口１９から噴出されたオイルを捕集するよう、クランク軸１４の軸心近傍を中心とする円環状でクランク軸径方向の外側が底部となり内側が開放部となるオイルポケット２０を有する環状オイル捕集部２１が設けられている。
【００２７】
オイルポケット２０は、クランクアーム部１７の窪み加工（旋削加工や鋳造加工など）で形成されたもので、図２に示すように、径方向外側の底部外周円の中心（図２にｐで示す）が、クランク軸１４の軸心（図２にｃで示す）に対しクランクピン部３２側にオフセットしている。
【００２８】
また、環状オイル捕集部２１は、オイルポケット２０よりもクランク軸径方向の内側に、主軸受部１２の側方から漏れ出たオイルを受けてオイルポケット２０に導くよう傾斜した誘導斜面２２を有している
【００２９】
主軸受１３は、アッパメタル２３とロアメタル２４とからなる半割りの軸受メタル（すべり軸受）で、半割りの一方であるアッパメタル２３は内周面の中央部分に円周方向の溝２５が形成され、また、その溝２５をバルクヘッド部１１の油路１６に連通する油孔２６が形成されている。一方、ロアメタル２４は平滑な内周面を有している。
【００３０】
また、クランク軸１４は、回転中心となるクランクジャーナル部１５の軸心に対し偏心したクランクピン部３２が気筒毎に一対のクランクアーム部１７によりクランクジャーナル部１５に連結され、そのクランクピン部３２に、ピン部軸受３３（すべり軸受）を介して、シリンダ内を往復動するピストン（図示せず）に連結するコネクティングロッド２７が連結されるもので、クランク軸１４には、環状オイル捕集部２１が設けられていない方のクランクアーム部１７の上部側面から環状オイル捕集部２１が設けられた方のクランクアーム部１７の側面のオイルポケット２０の底部に達する傾斜した貫通穴２８が設けられ、その貫通穴２８の上端側すなわち環状オイル捕集部２１が設けられていない方のクランクアーム部１７の側面への開口部分が、プラグ２９で塞がれ、また、その貫通穴２８に連通するようクランクピン部３２の周面中央から径方向に連通穴３０が設けられて、それら貫通穴２８と連通穴３０とで、環状オイル捕集部２１を設けたクランクアーム部１７からクランクピン部３２にかけて、一端が入口側開口となってオイルポケット２０に連通し他端が入口側開口よりもクランク軸径方向の外側でクランクピン部３２の周面に開口する軸内通路３１が形成されている。
【００３１】
この実施形態では、オイルポンプで汲み上げたオイルがバルクヘッド部１１の油路１６からアッパメタル２３の油孔２６および溝２５を介してクランクジャーナル部１５の周面に供給され、それによってクランクジャーナル１５が潤滑される。また、バルクヘッド部１１の油路１６からオイル噴口１９を経てクランクアーム部１７の側面に向けてオイルが噴出され、その噴出されたオイルが環状オイル捕集部２１のオイルポケット２０に捕集され、また、主軸受部１２の端部から漏れ出たオイルが、環状オイル捕集部２１に入り込み、誘導斜面２２に誘導されてオイルポケット２０へ流れ込んで捕集され、それらが遠心力でオイルポケット２０から軸内通路３１を経てクランクピン部３２の周面に供給され、それによってクランクピン部３２が潤滑される。
【００３２】
その際、オイル噴口１９から噴出されたオイルは、クランク軸１４の回転位置にかかわらず全て環状オイル捕集部２０に入る。そして、オイルポケット２０がクランク軸１４の軸心近傍を中心とする環状でクランク軸径方向の外側が底部となり内側が開放部となっていることにより、環状オイル捕集部２１に入ったオイルは遠心力でオイルポケット２０の底部側に保持され、オイルポケット２０内は常時オイルが溜まった状態となる。そして、軸内通路３１の一端が入口側開口となってオイルポケット２０に連通し他端が入口側開口よりもクランク軸径方向の外側でクランクピン部３２の周面に開口していることにより、オイルポケット２０内のオイルは遠心力で軸内通路３１を経てクランクピン部３２の周面に流れ出し、クランクピン部３２の周面にオイルが常時供給される。
【００３３】
このように、クランクピン部３２へのオイルの流れは遠心力により阻害されないばかりか、遠心力を効果的に利用した流れとなり、オイルポンプによって供給するオイルの圧力（供給油圧）が低くてもクランクピン部３２の周面に必要な量のオイルを安定して供給でき、高回転時でも低い油圧でクランクジャーナル部１５およびクランクピン部３２のいずれをも過不足なく潤滑できる。また、クランクジャーナル部１５へはバルクヘッド部１１の油路１６からオイルが直接供給され、オイル噴口１９から噴出される油量は限定されるため、オイルポンプによって供給するオイルの量（供給油量）が少なくてもクランクジャーナル部１５の周面に必要な量のオイルを円滑に供給でき、低回転時でも少ない油量でクランクジャーナル部１５およびクランクピン部３２のいずれをも過不足なく潤滑できる。
【００３４】
この実施形態では、オイルポケット２０の底部外周円の中心（ｐ）がクランク軸１４の軸心（ｃ）に対しクランクピン部３２側にオフセットしていることで、オイルポケット２０内のオイルが遠心力でクランクピン部３２側へ流れやすくなり、クランクピン部３２の周面に一層オイルが供給されやすくなる。
【００３５】
図３は上記実施形態の変形例の潤滑装置の油路構造を示している。
この例では、環状オイル捕集部２１のオイルポケット２０を板状成形体３４を後付けで取り付けることにより形成している。その他の構成および作用等は上記実施形態と同様である。このようにオイルポケット２０を板状成形体３４の取り付けにより形成することで、クランク軸１４自体の形状は大きく変更しないでもオイルポケット２０を形成することができ、構造のシンプル化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態の潤滑装置の油路構造を示すクランク軸の部分断面図である。
【図２】本発明の実施形態の潤滑装置の油路構造の軸方向概略図である。
【図３】本発明の実施形態の変形例の潤滑装置の油路構造を示すクランク軸の部分断面図である。
【図４】従来のクランク軸の潤滑装置の油路構造の正面視概略図である。
【図５】従来のクランク軸の潤滑装置の油路構造の軸方向概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０  シリンダヘッド
１１  バルクヘッド部
１２  主軸受部
１３  主軸受
１４  クランク軸
１５  クランクジャーナル部
１６  油路
１７  クランクアーム部
１８  絞り部材
１９  オイル噴口
２０  オイルポケット
２１  環状オイル捕集部
２２  誘導斜面
３１  軸内通路
３２  クランクピン部
３３  ピン部軸受
３４  板状成形体
【図１】
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【図２】
2010084573.tif 000004
【図３】
2010084573.tif 000005
【図４】
2010084573.tif 000006
【図５】
2010084573.tif 000007