(57)【要約】【課題】潤滑油の流れを円滑にし所定の潤滑油の圧力が保持できコネクティングロッドジャーナルに安定して潤滑油を供給するとともに潤滑油に含まれる磁性体による傷つきを防止するクランクシャフト構造を提供すること。【解決手段】内燃機関のシリンダブロック８に回転自在に支持されるクランクシャフト構造４であって、クランクシャフト６と、コネクティングロッドジャーナル１３と、を備え、クランクシャフト６がシリンダブロック８に形成されたオイル通路から潤滑油が供給されるようその内部に形成された第１の潤滑油孔１６を有し、コネクティングロッドジャーナル１３が第１の潤滑油孔１６に連通しコネクティングロッドジャーナル１３の周面に潤滑油が供給されるようその内部に形成された第２の潤滑油孔１７を有し、第２の潤滑油孔１７の内周面に潤滑油に含まれる磁性体を吸着する吸着手段を設けたことを特徴とする。【選択図】図２
2010106885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックに回転自在に支持されるクランクシャフト構造であって、
クランクシャフトと、前記クランクシャフトに一体的に形成され、コネクティングロッドの大端部に連結されるコネクティングロッドジャーナルと、を備え、前記クランクシャフトが前記シリンダブロックに形成されたオイル通路から潤滑油が供給されるようその内部に形成された第１の潤滑油孔を有し、前記コネクティングロッドジャーナルが前記第１の潤滑油孔に連通し前記コネクティングロッドジャーナルの周面に潤滑油が供給されるようその内部に形成された第２の潤滑油孔を有し、前記第２の潤滑油孔の内周面に潤滑油に含まれる磁性体を吸着する吸着手段を設けたことを特徴とするクランクシャフト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潤滑油孔内で異物は捕捉することができる内燃機関のクランクシャフト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関のクランクシャフトは、シリンダブロックに回転自在に支持され、ピストンの往復運動をコネクティングロッドを介して回転運動に変換するものである。クランクシャフトは、シリンダブロック、コネクティングロッドなどと軸受を介して連結されているため、クランクシャフト内に形成された潤滑油孔を通してその軸受部分に潤滑油を供給するようにしている。この潤滑油は、加工時に発生する交差バリ、すなわち、微細な鉄系異物がクランクシャフトの軸受に損傷を与え、市場に出荷された後、または工場出荷時に焼付けが発生し易いものであった。このため、従来、クランクシャフトの軸受の一部に油穴を形成し、この油穴内にフィルタを挿入してこのフィルタにより異物を捕捉している。このフィルタは、油穴を主軸に形成できるので主軸の軸受には適用できるが、コネクティングロッドの軸受には油穴を形成できないのでコネクティングロッドの軸受には適用できないものであった。また、フィルタのメッシュが粗すぎると異物が捕捉できないし、フィルタのメッシュが細かすぎると異物が捕捉できるがオイルの流れが阻害されるものであった。
【０００３】
さらに、従来、この種のクランクシャフト構造としてクランクシャフト内のサブオイルギャラリーにサブオイルフィルタが介装されている。サブオイルフィルタは、フィルタエレメントを鋼管製のフィルタガイドに保持させたもので、サブオイルギャラリーにおけるオイル要求部位側に圧入されている。フィルタエレメントは、繊維束等を円筒状に形成したデブス型であり、エンジンオイル中に浮遊する数ミクロン程度までの固形物を捕捉するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−０５３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたクランクシャフト構造においては、サブオイルフィルタはサブオイルギャラリをなすオイル通路内にこれを閉止するよう設けられているため、捕捉された固形物が多量になるとオイルの流れが悪くなる問題があった。
【０００５】
本発明は、前述の従来の問題を解決し、潤滑油の流れを円滑にし所定の潤滑油の圧力が保持できコネクティングロッドジャーナルに安定して潤滑油を供給するとともに潤滑油に含まれる磁性体による傷つきを防止するクランクシャフト構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るクランクシャフト構造は、目的を達成するため、（１）内燃機関のシリンダブロックに回転自在に支持されるクランクシャフト構造であって、クランクシャフトと、前記クランクシャフトに一体的に形成され、コネクティングロッドの大端部に連結されるコネクティングロッドジャーナルと、を備え、前記クランクシャフトが前記シリンダブロックに形成されたオイル通路から潤滑油が供給されるようその内部に形成された第１の潤滑油孔を有し、前記コネクティングロッドジャーナルが前記第１の潤滑油孔に連通し前記コネクティングロッドジャーナルの周面に潤滑油が供給されるようその内部に形成された第２の潤滑油孔を有し、前記第２の潤滑油孔の内周面に潤滑油に含まれる磁性体を吸着する吸着手段を設けたものから構成されている。
【０００７】
この構成により、潤滑油に含まれる磁性体が吸着されるので、従来のサブオイルフィルタのような流れが悪くなるという弊害が解消され、潤滑油の流れが円滑になり所定の潤滑油の圧力が保持されコネクティングロッドジャーナルに安定して潤滑油が供給されるとともに潤滑油に含まれる磁性体による他部品の傷つきが防止される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、潤滑油の流れを円滑にし所定の潤滑油の圧力が保持できコネクティングロッドジャーナルに安定して潤滑油を供給するとともに潤滑油に含まれる磁性体による傷つきを防止するクランクシャフト構造を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造４について、図面を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造４を適用した車両のエンジン１の概略斜視図、図２は、クランクシャフト構造４の潤滑油の潤滑経路を示す断面図、図３は、コネクティングロッドジャーナル軸受９とコネクティングロッド１０の分解図、図４は、円筒状金網体１１の斜視図である。
【００１０】
まず、構成について説明する。
図１に示すように、エンジン１は、ピストン２と、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ−ｉ：Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ−ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ）３と、クランクシャフト構造４と、オイル供給装置５と、気筒内に直接燃料を噴射する図示しない燃料噴射装置とを含んで構成されている。
【００１１】
図１ないし図３に示すように、クランクシャフト構造４は、クランクシャフト６と、クランクジャーナル軸受７と、シリンダブロック８と、コネクティングロッドジャーナル軸受９と、コネクティングロッド１０と、円筒状金網体１１と、によって構成されている。
【００１２】
クランクシャフト６は、クランクシャフト６に一体的に形成されたクランクジャーナル１２と、コネクティングロッドジャーナル１３と、を備えている。クランクシャフト６は、軸受１４と、クランクジャーナル１２と、を介して内燃機関のシリンダブロック８に回転自在に支持されている。
【００１３】
クランクジャーナル１２は、その内部にシリンダブロック８のサブギャラリー１５に連通する第１の潤滑油孔１６を有し、潤滑油がサブギャラリー１５から第１の潤滑油孔１６に供給されるようになっている。
【００１４】
クランクジャーナル１２とコネクティングロッドジャーナル１３は、その内部に第１の潤滑油孔１６に連通した第２の潤滑油孔１７を有し、第２の潤滑油孔１７はコネクティングロッドジャーナル１３の周面に開口して潤滑油がコネクティングロッドジャーナル１３の周面に供給されるようになっている。なお、ピストン２はコネクティングロッド１０の上部である小径部１８にピン２０により連結支持されている。
【００１５】
シリンダブロック８は、オイル通路である内部に前述のサブギャラリー１５とメインギャラリー２１が形成され、このサブギャラリー１５は、メインギャラリー２１に接続されている。シリンダブロック８は、油給油孔７ａを有するクランクジャーナル軸受７を介してクランクシャフト６のクランクジャーナル１２を回転自在に支持している。
【００１６】
コネクティングロッドジャーナル軸受９は、半割円筒状の上側軸受２２と、半割円筒状の下側軸受２３と、を備えている。
【００１７】
上側軸受２２は、上側軸受２２の開口端２２ａ側には、油孔２２ｂが形成されており、この油孔２２ｂは第２の潤滑油孔１７に連通するようになっている。
【００１８】
下側軸受２３は、下側軸受２３の開口端２３ａ側には、油孔２３ｂが形成されており、この油孔２３ｂは第２の潤滑油孔１７に連通するようになっている。
【００１９】
コネクティングロッド１０は、上下に分割されたロッド付半円弧状のアッパ側半割２４と、半円弧状のロア側半割２５と、によって構成され、コネクティングロッドジャーナル軸受９を介してクランクシャフト６のコネクティングロッドジャーナル１３を挟持した状態でボルト２６によりアッパ側半割２４とロア側半割２５を固定して、コネクティングロッドジャーナル１３をコネクティングロッド１０の大端部２７に回転自在に連結している。
【００２０】
アッパ側半割２４は、ロア側半割２５に固定するための内周部にネジ溝が形成されたボルト孔２４ａを有し、ロア側半割２５は、アッパ側半割２４に固定するための貫通孔２５ａと、オイル通路２５ｂを有し、このオイル通路２５ｂは、下側軸受２３の油孔２３ｂに連通している。
【００２１】
オイル供給装置５は、オイルパン２８と、オイルストレーナ２９と、ポンプ機構３０と、ポンプ機構３０から吐出された潤滑油をろ過するオイルフィルタ３１と、オイル通路３２と、を含んで構成されている。
【００２２】
オイルパン２８は、還流された潤滑油を貯留するケースからなり、シリンダブロック８の下部に固定されている。このオイルパン２８に貯留された潤滑油内には、オイルストレーナ２９の吸入口が浸漬されており、この吸入口から潤滑油が吸入されるようになっている。
【００２３】
図２および図４に示すように、円筒状金網体１１は、磁石により形成され、第２の潤滑油孔１７に挿入され、第２の潤滑油孔１７の内周面を形成し、円筒状金網体１１を通過する潤滑油に含まれる磁性体を吸着するようになっている。
【００２４】
次に、動作について説明する。
【００２５】
エンジン１が運転時にあるときは、クランクシャフト６によってポンプ機構３０が駆動され、オイルパン２８から潤滑油が吸引されてオイル通路３２を介して、シリンダブロック８内部に形成されたメインギャラリー２１からサブギャラリー１５に潤滑油が圧送される。そして、圧送された潤滑油が油給油孔７ａから第１の潤滑油孔１６に供給されクランクジャーナル軸受７とクランクジャーナル１２が潤滑される。
【００２６】
また、圧送された潤滑油が第１の潤滑油孔１６と連通する第２の潤滑油孔１７に供給されコネクティングロッドジャーナル軸受９と、コネクティングロッド１０を潤滑し、コネクティングロッド１０のアッパ側半割２４は、ロア側半割２５のオイル通路２５ｂとコネクティングロッドジャーナル軸受９の下側軸受２３の油孔２３ｂが連通すると図示しないピストン２を収容するシリンダ内壁部にオイル通路２５ｂから潤滑油が供給されピストン２とシリンダ内壁部が潤滑される。
【００２７】
このように、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４が構成されているので、次のような効果が得られる。
【００２８】
円筒状金網体１１は、磁石により形成され第２の潤滑油孔１７に挿入されているので、円筒状金網体１１を通過する潤滑油に含まれる磁性体が円筒状金網体１１に吸着される。吸着された磁性体は、円筒状金網体１１の金網の隙間に吸着されて捕捉されているので円筒状金網体１１の内径が経年使用しても殆ど変わらず、潤滑油は第２の潤滑油孔１７内を円滑に流される。また、円筒状金網体１１は、第２の潤滑油孔１７に挿入されているので、経年使用して目詰まりしたとしても取り外し、新しい円筒状金網体１１に簡単に交換することができるという効果がある。
【００２９】
このように、クランクシャフト構造４は、磁石により形成され円筒状金網体１１が第２の潤滑油孔１７に挿入されて構成されている。その結果、潤滑油に含まれる磁性体が吸着され、吸着された磁性体は、円筒状金網体１１の金網の隙間に吸着されて捕捉されているので円筒状金網体１１の内径が経年使用しても殆ど変わらず、潤滑油は第２の潤滑油孔１７内を円滑に流れる。よって、コネクティングロッドジャーナル１３に供給される潤滑油の油圧が低下しないという効果がある。
【００３０】
また、潤滑油に含まれる磁性体が円筒状金網体１１に吸着されるので、磁性体によるコネクティングロッドジャーナル軸受９、コネクティングロッド１０などの傷つきを防止でき、磁性体による傷本数を減らすことができるという効果がある。
【００３１】
本発明の第１の実施の形態のクランクシャフト構造４の変形例について説明する。図５はクランクシャフト構造の潤滑油の潤滑経路を示す断面図、図６（ａ）は、円筒状金網体５１の斜視図、図６（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、円筒状金網体５１を第２の潤滑油孔１７に挿入したとき、円筒状金網体５１が変形する前を示す断面図、図７（ａ）は、円筒状金網体５１の斜視図、図７（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面を示し、円筒状金網体５１を第２の潤滑油孔１７に挿入したとき、円筒状金網体５１が変形した後を示す断面図、図８（ａ）は、円筒状体６１の斜視図、図８（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【００３２】
なお、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、クランクジャーナル１２の第１の潤滑油孔１６と連通するコネクティングロッドジャーナル１３の第２の潤滑油孔１７が１ヶ所の場合について説明したが、図５に示すように、クランクジャーナル４０の第１の潤滑油孔４１と連通するコネクティングロッドジャーナル４３の第２の潤滑油孔４２を２ヶ所にしてもよい。
【００３３】
また、図７（ａ）に示すように、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体１１を円筒状金網体５１に変更し、磁石からなる円筒状金網体５１は、その長さ方向に切断しその対向する端部が拡開するよう内部応力を与えるようにしてもよい。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、このような内部応力が与えられた円筒状金網体５１が第２の潤滑油孔１７に挿入される場合、その対向する端部を重ねながら第２の潤滑油孔１７に挿入する。そして、図７（ｂ）に示すように、その内部応力によって対向する端部が拡開する付勢力が与えられて、第２の潤滑油孔１７に挿入された後、第２の潤滑油孔１７を形成する内壁部に密着させることができる。
【００３４】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体１１を図示しない円筒状金網体５３に変更し、円筒状金網体５３は、温度によって変形する形状記憶合金の磁石からなるものでもよい。この場合、形状記憶合金で磁石からなる円筒状金網体５３は、内燃機関の運転中に温度が上昇するため、第２の潤滑油孔１７内で拡開して内壁部に密着させることができる。
【００３５】
また、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体１１の外、焼結合金からなる螺旋状の溝もしくは長さ方向に等間隔に配置された環状の溝を有し、磁石からなる円筒状体６１でもよい。
【００３６】
円筒状体６１は、潤滑油の流れを円滑にするためには、油孔径を大きく確保する必要があり肉厚は薄いのが好ましい。また、潤滑油に含まれる磁性体が０．５ミリ以下の大きさで磁性体の量は微小であるので０．５ミリの溝の深さに形成するのが好ましい。よって、円筒状体６１は、０．５ミリの深さの溝を形成することができる１ミリの肉厚に形成するのが好ましい。
【００３７】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体１１の外、図示しない焼結合金からなる多孔質で磁石からなる円筒状体６３でもよい。
【００３８】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体１１の外、図示しない内面に多数の凹凸を形成した円筒状体６５でもよい。
【００３９】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、円筒状金網体および円筒状体が、第２の潤滑油孔１７、４２に挿入され、その内壁部に接触するものであれば、必ずしも円筒状のものでなく如何なる形状のものでもよい。
【００４０】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、第２の潤滑油孔１７、４２の内周面を形成する内壁部を直接磁石に形成してもよい。また、磁石粉を含んだ塗料を第２の潤滑油孔１７、４２の内壁部に塗布してもよい。
【００４１】
また、本実施の形態に係るクランクシャフト構造４では、磁石粉を含んだ塗料を第２の潤滑油孔１７、４２の内壁部に塗布してもよい。
【００４２】
以上のように、本発明によれば、潤滑油の流れを円滑にし所定の潤滑油の圧力が保持できコネクティングロッドジャーナルに安定して潤滑油を供給するとともに潤滑油に含まれる磁性体による傷つきを防止するクランクシャフト構造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造を適用した車両のエンジンの概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフトの潤滑油の潤滑経路を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造のコネクティングロッドジャーナル軸受とコネクティングロッドの分解図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造の円筒状金網体の斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造の変形例を示すクランクシャフトの潤滑油の潤滑経路を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造の変形例を示す（ａ）は、円筒状金網体の斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面を示し、円筒状金網体を第２の潤滑油孔に挿入したとき、円筒状金網体が変形する前を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造の変形例を示す（ａ）は、円筒状金網体の斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ断面を示し、円筒状金網体を第２の潤滑油孔に挿入したとき、円筒状金網体が変形した後を示す断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係るクランクシャフト構造の変形例を示す（ａ）は、円筒状体の斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  エンジン
２  ピストン
４  クランクシャフト構造
５  オイル供給装置
６  クランクシャフト
７  クランクジャーナル軸受
８  シリンダブロック
９  コネクティングロッドジャーナル軸受
１０  コネクティングロッド
１１、５１、５３  円筒状金網体
１２、４０  クランクジャーナル
１３、４３  コネクティングロッドジャーナル
１５  サブギャラリー
１６、４１  第１の潤滑油孔
１７、４２  第２の潤滑油孔
２１  メインギャラリー
２２  上側軸受
２３  下側軸受
２４  アッパ側半割
２５  ロア側半割
２７  大端部
６１、６３、６５  円筒状体
【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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