(57)【要約】【課題】油室を備えるクランクピンとコネクティングロッドの大端との軸着部に、常に潤滑油を円滑に供給することができる内燃機関のクランクシャフト構造を供する。【解決手段】クランクピン(16)に構成された油室(83)から潤滑油を導出する導出油路(84)が、コネクティングロッド(15)の大端(15b)の軸方向幅内にあって、クランクピン(16)の中心軸(Cp)から前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)と反対方向に向かう基準方向線(Z)に対して所要鋭角度(θ)をなす斜め径方向に指向して形成され、油室(83)に潤滑油を導入する導入油路(82)の油室(83)に臨む開口(82h)が、導出油路(84)の油室(83)に臨む開口(84h)から軸方向に所要距離(D)離れている内燃機関のクランクシャフト構造。【選択図】図９
2015052334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関(1)のクランクシャフト(7)におけるコネクティングロッド(15)の大端(15b)が軸支されるクランクピン(16)が、内側に油室(83)を構成する円筒壁(16s)からなり、
前記クランクシャフト(7)内を油路(80,81)が穿孔され、
前記油路(80,81))に連通して前記油室(83)に潤滑油を導入する導入油路(82)が、前記クランクピン(16)の前記円筒壁(16s)を貫通して形成され、
前記油室(83)から前記コネクティングロッド(15)の前記大端(15b)に潤滑油を導出する導出油路(84)が、前記クランクピン(16)の円筒壁(16s)を貫通して形成された内燃機関のクランクシャフト構造において、
前記導出油路(84)は、前記コネクティングロッド(15)の大端(15b)の軸方向幅内にあって、前記クランクピン(16)の中心軸(Cp)から前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)と反対方向に向かう基準方向線(Z)に対して所要鋭角度(θ)をなす斜め径方向に指向して形成され、
前記導入油路(82)の前記油室(83)に臨む開口(82h)は、前記導出油路(84)の前記油室(83)に臨む開口(84h)から軸方向に所要距離(D)離れていることを特徴とする内燃機関のクランクシャフト構造。
【請求項２】
前記導入油路(82)から前記クランクピン(16)の油室(83)に導入された潤滑油は、前記クランクピン(16)の旋回による遠心力が作用して前記円筒壁(16s)の内周面に、前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)からの距離が最大の部分の潤滑油の流動性を最小として潤滑油の流動性が徐々に変化する流動性分布を構成し、
前記内燃機関(1)を最高機関回転数で運転したときの前記流動性分布における流動性が小さくなり過ぎて潤滑油の流動が困難となる流動困難範囲(A)以外の流動可能範囲(B)に前記導出油路(84)の前記油室(83)に臨む開口(84h)があるように前記所要鋭角度(θ)および前記所要距離(D)を設定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関のクランクシャフト構造。
【請求項３】
前記所要鋭角度(θ)および前記所要距離(D)は、
少なくとも、前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)から前記クランクピン(16)の中心軸(Cp)までの距離(x)、
前記クランクピン(16)の内径(y)、
内燃機関(1)の最高機関回転数(Nmax)、
潤滑系の油圧(P)、
潤滑油の粘性(μ)
に基づいて設定されることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の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、内燃機開における内部に油路が形成されたクランクシャフト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンの往復動をクランクシャフトの回転に変換するクランク機構におけるコネクティングロッドのクランクピンとの連結部である大端の潤滑を行うために、クランクシャフトの軸内に油路が形成され、クランクピン内の油路を経てコネクティングロッドのクランクピンとの連結部に潤滑油が供給されるクランクシャフト構造が既に知られている。
【０００３】
そして、クランクピン内の油路を容積の大きい油室として、安定した潤滑油の供給と、クランクピンを軽量化してクランク運動の負荷を減らすとともに、内燃機関を軽量化することを図った例がある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−００７６２４号公報
【０００５】
特許文献１に開示されたクランクシャフト構造は、コネクティングロッドの大端が軸着されるクランクピンが、円筒壁からなり、内部は、両端開口が閉塞されて内径の大きい油室が形成されている。
クランクシャフトの一方のクランクジャーナルの軸心に内径の小さい軸心油路が形成されるとともに、クランクピンを嵌着する一方のクランクウエブに軸心油路からクランクピンに向けて屈曲した小内径の連結油路が形成されている。
【０００６】
クランクウエブに一体に嵌着されたクランクピンは、クランクシャフトと一体に旋回する。
このクランクピンの円筒壁には、前記連結油路と油室とを連結して潤滑油を導入する導入油路が形成されており、同導入油路の油室に臨む開口は、クランクピンの軸方向の中央部付近にある。
【０００７】
そして、クランクピンの円筒壁には、コネクティングロッドの軸方向位置にあって、クランクピンの中心軸からクランクシャフトの回転中心軸と反対方向に向かう基準方向線に対して90度の角度をなして径方向に導出油路が、貫通して形成されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のようなクランクシャフト構造においては、クランクシャフトと一体に旋回するクランクピンには、遠心力が働き、クランクピンの油室内の潤滑油にも遠心力が作用する。
クランクピンの軸方向の中央部付近に開口した導入油路から油室内に導入される潤滑油は、遠心力によりクランクピンの中心軸から基準方向線が臨む半内周面に貼り付くように押圧され、クランクシャフトの回転中心軸からの距離が最大の部分（基準方向線が指す部分）の潤滑油の流動性を最小として潤滑油の流動性が徐々に変化する流動性分布が構成される。
【０００９】
潤滑油の流動性が小さくなり過ぎると、流動が困難となって潤滑油が停滞しがちとなり、特に機関回転数が最高となり遠心力が大きく働くときに、導出油路があっても油室から潤滑油が円滑に導出されないことがある。
特許文献１のクランクシャフト構造は、導入油路の油室に臨む開口は、クランクピンの軸方向の中央部付近にあって導出油路が基準方向線に対して90度の角度にあり、油室周面の潤滑油の流動性分布をみると、機関回転数が最高のとき、流動が困難となる範囲に導出油路が入り（図１０参照）、コネクティングロッドの大端への潤滑油の供給が減少する可能性がある。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、油室を備えるクランクピンとコネクティングロッドの大端との軸着部に、常に潤滑油を円滑に供給することができる内燃機関のクランクシャフト構造を供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
内燃機関(1)のクランクシャフト(7)におけるコネクティングロッド(15)の大端(15b)が軸支されるクランクピン(16)が、内側に油室(83)を構成する円筒壁(16s)からなり、
前記クランクシャフト(7)内を油路(80,81)が穿孔され、
前記油路(80,81))に連通して前記油室(83)に潤滑油を導入する導入油路(82)が、前記クランクピン(16)の前記円筒壁(16s)を貫通して形成され、
前記油室(83)から前記コネクティングロッド(15)の前記大端(15b)に潤滑油を導出する導出油路(84)が、前記クランクピン(16)の円筒壁(16s)を貫通して形成された内燃機関のクランクシャフト構造において、
前記導出油路(84)は、前記コネクティングロッド(15)の大端(15b)の軸方向幅内にあって、前記クランクピン(16)の中心軸(Cp)から前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)と反対方向に向かう基準方向線(Z)に対して所要鋭角度(θ)をなす斜め径方向に指向して形成され、
前記導入油路(82)の前記油室(83)に臨む開口(82h)は、前記導出油路(84)の前記油室(83)に臨む開口(84h)から軸方向に所要距離(D)離れていることを特徴とする内燃機関のクランクシャフト構造である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の内燃機関のクランクシャフト構造において、
前記導入油路(82)から前記クランクピン(16)の油室(83)に導入された潤滑油は、前記クランクピン(16)の旋回による遠心力が作用して前記円筒壁(16s)の内周面に、前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)からの距離が最大の部分の潤滑油の流動性を最小として潤滑油の流動性が徐々に変化する流動性分布を構成し、
前記内燃機関(1)を最高機関回転数で運転したときの前記流動性分布における流動性が小さくなり過ぎて潤滑油の流動が困難となる流動困難範囲(A)以外の流動可能範囲(B)に前記導出油路(84)の前記油室(83)に臨む開口(84h)があるように前記所要鋭角度(θ)および前記所要距離(D)を設定することを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の内燃機関のクランクシャフト構造において、
前記所要鋭角度(θ)および前記所要距離(D)は、
少なくとも、前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)から前記クランクピン(16)の中心軸(Cp)までの距離(x)、
前記クランクピン(16)の内径(y)、
内燃機関(1)の最高機関回転数(Nmax)、
潤滑系の油圧(P)、
潤滑油の粘性(μ)
に基づいて設定されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の内燃機関のクランクシャフト構造によれば、コネクティングロッド(15)のある軸方向位置にある導出油路(84)の指向する基準方向線に対する角度および導入油路(82)の油室(83)に臨む開口(82h)の導出油路(84)の油室(83)に臨む開口(84h)からの軸方向距離を、潤滑油の流動性が困難となる範囲(A)から常に外れる所要鋭角度(θ)および所要距離(D)に設定することで、油室を備えるクランクピン(16)とコネクティングロッド(15)の大端との軸着部(86)に、常に潤滑油を供給することができる。
【００１５】
請求項２記載の内燃機関のクランクシャフト構造によれば、内燃機関を最高機関回転数で運転したときの油室(83)内の潤滑油の流動性分布における流動性が小さくなり過ぎて潤滑油の流動が困難となる流動困難範囲(A)以外の流動可能範囲(B)に導出油路(84)の油室(83)に臨む開口(84h)があるように所要鋭角度(θ)および所要距離(D)を設定することで、クランクピン(16)とコネクティングロッド(15)の大端(15b)との軸着部(86)に、常に潤滑油を十分供給することができる。
【００１６】
請求項３記載の内燃機関のクランクシャフト構造によれば、少なくとも、前記クランクシャフト(7)の回転中心軸(Cs)から前記クランクピン(16)の中心軸(Cp)までの距離(x)、前記クランクピン(16)の内径(y)、内燃機関(1)の最高機関回転数(Nmax)、潤滑系の油圧(P)、潤滑油の粘性(μ)に基づいて潤滑油の流動性分布における流動困難範囲(A)を推定することができ、流動困難範囲(A)以外の流動可能範囲(B)に導出油路(84)の油室(83)に臨む開口(84h)があるように所要鋭角度(θ)および所要距離(D)を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態に係る内燃機関の左クランクケースを外し右クランクケース内を示し、一部断面とした左側面図である。
【図２】同内燃機関の右クランクケースカバーを取外した状態の右面図である。
【図３】図１および図２のIII−III線断面展開図である。
【図４】同内燃機関のオイルポンプ周辺の断面図である。
【図５】同内燃機関のリリーフバルブ周辺の断面図である。
【図６】クランクシャフトとコンロッドの断面図（図７のVI−VI線断面図）である。
【図７】クランクシャフトとコンロッドの側面図である。
【図８】クランクシャフトの潤滑油通路のみを抽出して示した斜視図である。
【図９】クランクピンの円筒壁を軸方向に切断して展開した内周面に潤滑油の流動性分布を示した図である。
【図１０】従来のクランクピンの展開した内周面に潤滑油の流動性分布を示した参考図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図９に基づいて説明する。
本発明を適用した一実施の形態に係る自動二輪車用の内燃機関１は、水冷式単気筒の４ストロークサイクル内燃機関であり、そのクランクシャフト７を車幅方向（左右方向）に指向させて自動二輪車に搭載される。
なお、本明細書の説明および特許請求の範囲において、前後左右の向きは、本実施の形態に係る自動二輪車の直進方向を前方とする前後左右の決まりに従うものとする。
【００１９】
クランクシャフト７を回転自在に軸支するクランクケース２の上に、シリンダ軸線を若干前傾させて、シリンダブロック３、シリンダヘッド４が順次重ねられるように起立した姿勢で締結され、シリンダヘッド４の上にシリンダヘッドカバー５が被せられている。
クランクケース２は左右半割り形式で、左クランクケース２Ｌと右クランクケース２Ｒを合わせて構成され、左クランクケース２Ｌの左側方は左クランクケースカバー６Ｌで覆われ、右クランクケース２Ｒの右側方は右クランクケースカバー６Ｒによって覆われる。
【００２０】
図１は、本内燃機関１の左クランクケース２Ｌを外し、右クランクケース２Ｒ内を示し、一部断面とした左側面図である。
クランクケース２には、クランクシャフト７、バランサシャフト８ａ、常時噛合い式歯車変速機９のメインシャフト10、カウンタシャフト11、シフトフォーク支持軸12、およびシフトドラム13が設けてある。
シリンダブロック３にはピストン14が摺動可能に嵌装され、ピストン14のピストンピン14ｐに小端15ｓを軸着したコネクティングロッド（以下、コンロッドと略称する）15が大端15ｂをクランクシャフト７のクランクピン16に軸着してピストン14とクランクシャフト７を連結してクランク機構を構成し、ピストン14の動きに応じてクランクシャフト７を回転駆動する。
【００２１】
シリンダヘッド４の下部、ピストン14の上部には、燃焼室17が形成されている。
この燃焼室17には、吸気ポート18、排気ポート19が連なり、これらの内端を開閉する吸気弁20および排気弁21が設けられ、吸気弁20および排気弁21は、シリンダヘッド４とシリンダヘッドカバー５の間に回転可能に支持される一対のカムシャフト28によって、それぞれ駆動されるロッカーアーム29を備える動弁機構27によって、クランクシャフト７の回転に同期して開閉駆動される。
吸気ポート18には、スロットルボディ22および燃料噴射弁23が接続されている。クランクケース２の後部上面にスタータモータ24が設置されている。シフトフォーク支持軸12には、一対のシフトフォーク26が装着されている。バランサシャフト８ａには、バランサ８が一体に設けられている。
【００２２】
図２は、上記内燃機関１の右クランクケースカバー６Ｒを取外した状態の一部断面とした右側面図である。
クランクシャフト７には、動弁機構27を駆動するカムチェーン駆動スプロケット29が設けられ、シリンダヘッド４とシリンダヘッドカバー５の間に設けられている２本のカムシャフト28にそれぞれ設けられたカムチェーン従動スプロケット31との間にカムチェーン32が掛け回されている。
カムチェーン室39内において、カムチェーン32の前後には、カムチェーンガイド33とカムチェーンテンショナ34が設けられ、上記カムチェーンテンショナ34は、シリンダブロック３の壁体を貫通して外側から設けられたテンショナリフタ35によって、内方へ押されている。
【００２３】
クランクシャフト７の前方のバランサシャフト８ａの右端に水ポンプ36が設けられ、メインシャフト10の下方にはギヤチェンジ機構37が設けられている。
クランクシャフト７の右方延伸部の下方にはオイルポンプ60が設けられている。
【００２４】
図３は、図１のIII−III線断面展開図である。
クランクケース２は、シリンダ軸線を通る鉛直面で分かれる左右半割り形式で、クランクケース２の上面に下から順に、シリンダブロック３、シリンダヘッド４、シリンダヘッドカバー５が接続されている。
シリンダヘッド４の下部には燃焼室17に臨む点火プラグ38が設けてある。
クランクシャフト７は、クランク室50を形成する左右クランクケース２Ｌ、２Ｒの垂直壁２Ｌｖ、２Ｒｖに、メタル軸受51Ａ、51Ｂを介して支持されている。
【００２５】
クランクシャフト７の左方延伸部に交流発電機54が設けられ、左クランクケースカバー６Ｌによって覆われている。
交流発電機54のステータ54Ａは、左クランクケースカバー６Ｌの内面に固定され、ロータ54Ｂは、クランクシャフト７の左端に固定されている。
メタル軸受51Ａに隣接して、スタータ従動ギヤ55がクランクシャフト７に対して回転可能に設けられ、スタータ従動ギヤ55の回転は、ワンウエイクラッチ56と交流発電機54のロータ54Ｂとを介してクランクシャフト７に伝達される。
【００２６】
クランクシャフト７の右方延伸部には、補機駆動ギヤ57、カムチェーン駆動スプロケット29、クランクシャフト７の動力を変速機９に伝えるプライマリ駆動ギヤ58、が順に固定されている。
補機駆動ギヤ57はバランサシャフト８ａを介してバランサ８（図１参照）を駆動し、バランサシャフト８ａに接続されている水ポンプ36（図２参照）を駆動する。
カムチェーン室39内において、カムチェーン駆動スプロケット29と、カムシャフト28の右端に設けられたカムチェーン従動スプロケット31とに、カムチェーン32が巻きかけられている。
【００２７】
クランクシャフト７の右方延伸部の下方に設けられるオイルポンプ60は、ポンプ室から右方に突出したポンプ駆動軸60ａに嵌着されたポンプギヤ60ｇがクランクシャフト７に軸支されたプライマリ駆動ギヤ58に噛合してオイルポンプ60に動力が伝達される（図３参照）。
図４を参照して、クランクケース２の底部のオイルパン61からストレーナ63を介して上方に延びる汲み上げ油路62が、オイルポンプ60の吸入ポート60ｉに連通し、オイルポンプ60の吐出ポート60ｅから右クランクケースカバー６Ｒに向けて延出する吐出油路64が右クランクケースカバー６Ｒの壁体に設けられるオイルフィルタ65の環状に嵌装されたフィルタエレメント65ｆの外周に達している。
【００２８】
オイルフィルタ65におけるフィルタエレメント65ｆの中央の排出口65ｅは、上下に分岐した上昇油路68と下降油路66に連通し、下降油路66は、クランクシャフト７の軸受部に潤滑油を供給するメインギャラリ67に連通し（図３参照）、上昇油路68は、分岐部68ｄに達し、分岐部68ｄで変速機９の潤滑に向かう油路69とシリンダヘッド４の動弁機構27に向かう油路70に分岐する（図２参照）。
【００２９】
図３を参照して、クランクシャフト７の右端は、右クランクケースカバー６Ｒの内面に形成された軸受円筒凹部６Rsにベアリング52を介して軸支される。
この軸受円筒凹部６Rsの底壁の中心に油孔71が形成されており、この油孔71は、前記上昇油路68に貫通して上昇油路68の上昇する潤滑油の一部を軸受円筒凹部６Rsに導く。
軸受円筒凹部６Rsに分流した潤滑油は、クランクシャフト７の後記する右クランクシャフト７Ｒ内の軸心油路80および連結油路81に入り、クランクピン16とコンロッド15の大端との軸着部の潤滑に供給される。
【００３０】
一方で、オイルポンプ60の吐出ポート60ｅは、吐出油路64とは分岐してリリーフバルブ76に向かう吐出油引込路75が形成されている（図２参照）。
図５に示すように、リリーフバルブ76は、吐出油路64内の油圧が所定油圧を超えると、スプリング76ｓの付勢力に抗してピストン弁76ｖが開き、吐出油引込路75とリリーフ油路77が連通し、吐出油の一部がリリーフ油路77を介してオイルパン61に戻されて、各潤滑部位に供給される潤滑油の油圧を所定油圧以下に調整している。
【００３１】
図６および図７を参照して、クランクシャフト７は、別体に形成された左クランクシャフト７Ｌと右クランクシャフト７Ｒをクランクピン16が連結して構成されている。
左クランクシャフト７Ｌは、左クランクジャーナル７Ljと左クランクウエブ７Lwが一体に形成され、右クランクシャフト７Ｒは、右クランクジャーナル７Rjと右クランクウエブ７Rwが一体に形成されており、左クランクウエブ７Lwと右クランクウエブ７Rwの各クランクアーム部に形成された円孔にクランクピン16の両端が圧入嵌合して左クランクシャフト７Ｌと右クランクシャフト７Ｒを連結して一体に回転する。
【００３２】
このクランクピン16における左クランクウエブ７Lwと右クランクウエブ７Rwの間の中央部分に、ニードルベアリング86を介してコンロッド15の大端15ｂが軸着される。
一方の右クランクシャフト７Ｒの右クランクジャーナル７Rjの軸心に軸端から右クランクウエブ７Rwまで軸心油路80が穿孔されており、この軸心油路80の左端部からクランクピン16が嵌合する円孔に向けて斜めに連結油路81が形成されている。
クランクピン16は、円筒壁16ｓからなり、内側の円孔の両側の開口を栓部材16ｐ，16ｐにより閉塞して内部に油室83を構成する。
【００３３】
クランクピン16の油室83は、潤滑油を送給するだけの内径の小さい油路とは異なり、容積が大きく油溜まりを構成して潤滑油の供給を安定させることができる。
また、クランクピン16の軽量化によりクランク運動の負荷を減らすとともに、内燃機関の軽量化も図れる。
【００３４】
このクランクピン16には、油室83の右端部に連結油路81に連通して油室83に潤滑油を導入する導入油路82が、クランクピン16の円筒壁16ｓを径方向に貫通して形成されている。
油室83からコンロッド15の大端15ｂとクランクピン16との軸着部であるニードルベアリング86に潤滑油を導出する導出油路84は、コンロッド15のある軸方向位置であるクランクピン16の軸方向中央にあって、クランクピン16の中心軸Ｃｐからクランクシャフト７の回転中心軸Ｃｓと反対方向に向かう基準方向線Ｚに対して所要鋭角度θをなす斜め径方向に指向してクランクピン16の円筒壁16ｓを貫通して形成されている（図７参照）。
【００３５】
連結油路81に連通する導入油路82の油室83に臨む開口82ｈは、油室83の右端部にあり、クランクピン16の軸方向中央に穿設される導出油路84の油室83に臨む開口84ｈから軸方向に所要距離Ｄだけ離れている（図６参照）。
なお、クランクピン16の円筒壁16ｓには、導出油路84とクランクピン16の中心軸Ｃｐに関して対象位置にも導出油路85が穿設されている。
【００３６】
以上のように潤滑系が構成されたクランクシャフト７において、オイルポンプ60により圧送されて右クランクジャーナル７Rjの軸端が軸支される軸受円筒凹部６Rsに分流した潤滑油が、右クランクジャーナル７Rjの軸心油路80に流入し、連結油路81を経てクランクピン16の導入油路82から油室83に導入される。
そして、油室83に溜められた潤滑油が、導出油路84からコンロッド15の大端15ｂとクランクピン16との軸着部であるニードルベアリング86に供給されて潤滑する。
【００３７】
クランクシャフト７の回転に伴いクランクピン16は、クランクシャフト７の回転中心軸Ｃｓを中心に旋回し、油室83内の潤滑油は、自ら有する油圧に加えて遠心力を受けてクランクピン16の円筒壁16ｓの内周面のうち回転中心軸Ｃｓより遠い側の基準方向線Ｚが臨む半内周面に貼り付くように押圧される。
そのため、クランクシャフト７の回転中心軸Ｃｓからの距離が最大の遠心力が最も大きい部分（基準方向線Ｚが指す部分）の潤滑油の流動性を最小として潤滑油の流動性が徐々に大きくなるように変化する流動性分布が構成される。
【００３８】
図８は、本クランクシャフト７の潤滑油通路（油室83を含む）のみを抽出して破線の格子ハッチを施して示した斜視図である。
油室83内において、潤滑油の流動性が徐々に変化する流動性分布が見られるが、遠心力により特に流動性が小さくなり過ぎて流動が困難となって潤滑油が停滞しがちとなる流動困難範囲Ａを、格子ハッチの破線密度を高くして濃く示している。
【００３９】
油室83内の流動困難範囲Ａ以外の範囲を流動可能範囲Ｂとし、格子ハッチの破線密度を低くして薄く示している。
なお、実際には、流動性の大きさは徐々に変化する。
【００４０】
流動困難範囲Ａは、油室83内で潤滑油が軸方向で導入油路82の開口82ｈ側（右側）に偏って基準方向線Ｚが臨む半内周面に貼り付くようにして溜まり停滞しがちとなる範囲である。
流動困難範囲Ａの潤滑油は、油室83の右側から左側に向かうに従い油量が減少しながら、油室83の外周面におけるクランクシャフト７の回転中心軸Ｃｓからの距離が最大の遠心力が最も大きく作用する直線部分に沿って左方に延びている。
【００４１】
図９は、油室83を形成するクランクピン16の円筒壁16ｓを、導入油路82の中心を通って軸方向に切断して展開した内周面に、潤滑油の流動性分布を示した図である。
基準方向線Ｚが示す角度を基準の０度として、その両側に切断した両端の180度まで円筒壁16ｓの内周面を展開している。
【００４２】
図９において、左右軸方向の中央には、導出油路84，85の油室83に臨む開口84ｈ，85ｈが配設され、一方の導出油路84の開口84ｈは基準方向線Ｚ（０度）から所要鋭角度θに位置し、他方の導出油路85の開口85ｈは基準方向線Ｚから鈍角度180°−θに位置する。
導入油路82の油室83に臨む開口82ｈは、導出油路84の開口84ｈから軸方向右側に所要距離Ｄだけ離れた油室83の右端近くで、上下両端の180度角度に半割りとなって位置している。
【００４３】
図９の展開図に、図８で示された潤滑油の流動性分布の状態を同じ破線の格子ハッチで示し、図８と同じように流動困難範囲Ａを格子ハッチの破線密度を高くして濃く示し、その他の流動可能範囲Ｂを格子ハッチの破線密度を低くして薄く示している。
図９において、基準方向線Ｚの０度の上下90度範囲内が、遠心力により潤滑油が押圧作用するところのクランクピン16の円筒壁16ｓの基準方向線Ｚが臨む半内周面である。
図９において、流動困難範囲Ａは、右端から左方に向かって先細に尖った山形状をなす。
【００４４】
機関回転数が高くなる程遠心力が大きくなり、流動困難範囲Ａは拡大する。
図８および図９は、本内燃機関１が最高機関回転数で運転されたときの潤滑油の流動困難範囲Ａを示している。
流動困難範囲Ａは、右端から左方に向かって先細に尖った山形状をなして、先細の先端は左右軸方向の中央を通り過ぎて左方に突出しているが、左右軸方向の中央の導出油路84の開口84ｈは流動困難範囲Ａ内にはなく流動可能範囲Ｂ内にある。
【００４５】
このように、内燃機関１が最高機関回転数で運転されたときに、導出油路84の開口84ｈは、流動困難範囲Ａから外れて流動可能範囲Ｂ内にあるとともに、遠心力が作用する基準方向線Ｚの０度の上下90度範囲内のさらに効果的に遠心力が作用する範囲内にあるので、油室83内の潤滑油は、導出油路84から容易に導出されてクランクピン16とコンロッド15の大端15ｂとの軸着部のニードルベアリング86に供給される。
内燃機関１が最高機関回転数以下で運転されているときは、流動困難範囲Ａが図８および図９に示す範囲より縮小されているので、導出油路84の開口84ｈは流動困難範囲Ａからさらに外れることになり、よって、常に潤滑油は、ニードルベアリング86に供給されることになる。
【００４６】
このように、コンロッド15のある軸方向位置にある導出油路84の指向する基準方向線Ｚに対する角度および導入油路82の油室83に臨む開口82ｈの導出油路84の油室83に臨む開口84ｈからの軸方向距離を、内燃機関１の最高機関回転数での運転時における潤滑油の流動性が困難となる流動困難範囲Ａから外れる所要鋭角度θおよび所要距離Ｄに設定することで、油室83を備えるクランクピン16とコンロッド15の大端15ｓとの軸着部に、常に潤滑油を安定して供給することができる。
【００４７】
導出油路84の指向する基準方向線Ｚに対する角度は、90度に近づくと、遠心力が導出油路84からの潤滑油の導出に効果的に作用しないので、所要鋭角度θは流動困難範囲Ａを僅かに外れた角度が最適である。
【００４８】
比較のため、図１０には、従来例に近いクランクピンの場合の油室内の潤滑油の流動性分布の例を示す。
導入油路および導出油路を示す符号は本実施の形態のものを便宜上使用する。
コンロッド15のある軸方向位置にある導出油路84の指向する基準方向線Ｚに対する角度は90度であり、図１０において導出油路84，85の油室83に臨む開口84ｈ，85ｈは軸方向中央の基準方向線Ｚ（０度）に対して90度の位置にあり、導入油路82の油室83に臨む開口82ｈの導出油路84の開口84ｈからの距離は極めて近い。
【００４９】
内燃機関が最高機関回転数で運転されたときの潤滑油の流動性の分布は、流動困難範囲Ａが、図１０に示すような導入油路82の開口82ｈの軸方向位置を中心に略左右対称な先細に尖った山形状をなしており、導出油路84の開口84ｈが流動困難範囲Ａに入っており、かつ基準方向線Ｚ（０度）に対して90度の位置にあって、遠心力も効果的に作用しないので、油室内の潤滑油は導出油路から導出され難く、クランクピンとコンロッドの大端との軸着部への潤滑油の供給が減少する可能性がある。
【００５０】
本実施の形態に係る内燃機関１のクランクシャフト構造の例を実施例として、以下に記載する。
（実施例）
クランクシャフト7の回転中心軸Ｃｓからクランクピン16の中心軸Ｃｐまで
の距離ｘ：29mm
クランクピン16の内径ｙ：13mm
内燃機関１の最高機関回転数Ｎmax：8000rpm
潤滑系の油圧Ｐ：300kPa
潤滑油の粘度係数μ：30（140℃）
【００５１】
以上のような仕様の実施例において、最高機関回転数Ｎmaxでの複数回の試行の結果、
導出油路84の指向する基準方向線Ｚに対する所要鋭角度θ：47.5度
導出油路84の開口84ｈから導入油路82の開口82ｈまでの所要距離Ｄ：21mm
であるクランクピン16のときに、導出油路84の開口84ｈが、流動困難範囲Ａを僅かに外れた流動可能範囲Ｂにあることが推定され、油室83内の潤滑油が、導出油路84から容易に導出されてクランクピン16とコンロッド15の大端15ｂとの軸着部のニードルベアリング86に安定して供給される。
【００５２】
各種内燃機関のクランクシャフト構造について、上記のような試行を繰り返し行って、導出油路84の開口84ｈが、流動困難範囲Ａを僅かに外れた流動可能範囲Ｂにあると推定され、油室83内の潤滑油が、導出油路84から容易に導出される所要鋭角度θと所要距離Ｄを予め求めて、所要鋭角度θと所要距離Ｄのクランクピンを用意しておく。
そして、各種内燃機関ごとに、用意された最適のクランクピンを使用する。
【００５３】
なお、一般的なクランクピンに油室を備えるクランクシャフト構造の内燃機関においては、導出油路の所要鋭角度θは、40度以上であり、かつ導出油路84内の潤滑油に遠心力が働く限界である90度未満であるが、好ましくは遠心力が有効に働く50度以下である。
【００５４】
オイルポンプ60から吐出する潤滑油は、リリーフバルブ76により上限の圧力が制限されて内燃機関１のクランクピン16等の各潤滑部位に供給されるので、上記のように導出油路84から容易に導出される所要鋭角度θと所要距離Ｄを設定することで、リリーフバルブ76のリリーフ圧力を低くしても十分な潤滑が行えるため、オイルポンプ60の小型化が可能となる。
【００５５】
本内燃機関１は、単一のオイルポンプ60から吐出油路64に吐出した潤滑油が分岐油路を介して複数の潤滑部位に供給される潤滑系を有するもので、その一部の分岐油路はメインギャラリ67に連通してクランクシャフト７の軸受部に潤滑油を供給する。
そして、各潤滑部位に通じる分岐油路の分岐部より上流側の吐出油路64の油圧を、単一のリリーフバルブ76で制限しているので、複数の潤滑部位のリリーフ圧を単一のリリーフバルブ76で制御することができ、クランクシャフト７の軸受部への潤滑油の供給のための専用のオイルポンプを不要とするとともに、高圧力確保のために構造が複雑化するのを回避することができる。
【００５６】
単一のオイルポンプ60から吐出油路64に吐出した潤滑油は、リリーフバルブ76により圧力を制限されてオイルフィルタ65を経てクランクシャフト７の軸受部のメタル軸受51Ａ、51Ｂに供給されるとともに、クランクピン16の油室83に供給される。
したがって、クランクシャフト７のメタル軸受51Ａ、51Ｂには、オイルフィルタ65を経た清浄な潤滑油が供給されるとともに、リリーフバルブ76によりオイルフィルタ65の圧力上昇を制限でき、また、単一のオイルポンプ60からの分岐した潤滑油でありながらクランクピン16の軸支部の潤滑性を高めることができる。
【符号の説明】
【００５７】
Ａ…流動困難範囲、Ｂ…流動可能範囲、θ…所要鋭角度、Ｄ…所要距離、
１…内燃機関、２…クランクケース、
７…クランクシャフト、７Ｌ…左クランクシャフト、７Lj…左クランクジャーナル、７Lw…左クランクウエブ、７Ｒ…右クランクシャフト、７Rj…右クランクジャーナル、７Rw…右クランクウエブ、
14…ピストン、15…コンロッド（コネクティングロッド）、16…クランクピン、16ｓ…円筒壁、
60…オイルポンプ、64…吐出油路、65…オイルフィルタ、68…上昇油路、71…油孔、76…リリーフバルブ、77…リリーフ油路、
80…軸心油路、81…連結油路、82…導入油路、83…油室、84…導出油路、85…導出油路、86…ニードルベアリング。
【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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【図９】
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【図１０】
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