(57)【要約】【課題】クランクシャフトを潤滑するオイルが、内環とクランクシャフトとの隙間を通じてフライホイール側に漏れ出すことを抑制することのできる内燃機関を提供する。【解決手段】内燃機関は、クランクシャフト２と、フライホイール１５と、ハウジング１７と、シール機構２０と、を備えている。シール機構２０は、内環２１、及び外環２３、及び外環２３に固定されて内環２１に摺動可能に当接するシール部材２５を有している。この内燃機関では、シール機構２０によりハウジング１７内部を、第１室１８と第２室１９とに区画して、クランクシャフト２を潤滑するオイルがフライホイール１５側に漏れ出すことを抑制している。そして、クランクシャフト２における内環２１が嵌合している部分には、クランクシャフト２の回転方向の前方ほど、フライホイール１５側に位置するようにクランクシャフト２の延伸方向に対して傾斜した傾斜溝２９が形成されている。【選択図】図３
2016205527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトと、
前記クランクシャフトの一端に接続されたフライホイールと、
前記クランクシャフトにおける前記フライホイールが接続された一端部を収容するハウジングと、
前記クランクシャフトの外周に嵌合された内環、及び同内環よりも直径が大きく同内環から離間した状態で前記ハウジングに固定された外環、及び同外環に固定されて前記内環に摺動可能に当接するシール部材を有するシール機構と、を備え、
前記シール機構により前記ハウジング内部を、オイルが供給される前記クランクシャフト側の第１室と、前記フライホイール側の第２室とに区画して、前記クランクシャフトを潤滑するオイルが前記フライホイール側に漏れ出すことを抑制した内燃機関であって、
前記クランクシャフトにおける前記内環が嵌合している部分には、前記クランクシャフトの回転方向の前方ほど、前記フライホイール側に位置するように前記クランクシャフトの延伸方向に対して傾斜した傾斜溝が形成されている内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランクシャフトとクランクシャフトの一端に接続されたフライホイールとの間を仕切るシール機構を備え、クランクシャフトを潤滑するオイルがフライホイール側に流れないようにした内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図９に示すように、特許文献１に記載の内燃機関のシール機構１００には、円筒状をなし、クランクシャフト１１０の外周に嵌合されて同クランクシャフト１１０と一体に回転する内環１０１と、内環１０１よりも直径が大きく内環１０１の外側に離間して配置された外環１０２とが設けられている。外環１０２は、クランクシャフト１１０を収容するハウジング１１１に固定されており、内環１０１は外環１０２に対して相対回転可能になっている。また、外環１０２には、ゴムなどの弾性素材からなるシール部材１０３が固定されている。シール部材１０３は、内環１０１に押しつけられた状態で配設され、内環１０１と外環１０２との隙間をシールしている。このため、クランクシャフト１１０の回転に伴い内環１０１が回転した場合であっても、内環１０１にシール部材１０３が押しつけられた状態でシール部材１０３が内環１０１と摺動し、内環１０１と外環１０２との隙間が塞がれた状態に維持される。これにより、クランクシャフト１１０を潤滑するオイルが内環１０１と外環１０２との隙間を通じてフライホイール１１２側の部分に流れることが抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４‐３１６６８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に記載の内燃機関では、クランクシャフト１１０と内環１０１とが嵌合されてはいるが、これらの間には僅かな隙間が存在する。このため、クランクシャフト１１０を潤滑するオイルがこの隙間を通じてフライホイール１１２側に滲み出てしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、こうした課題に鑑みてなされたものであり、クランクシャフトを潤滑するオイルが、内環とクランクシャフトとの隙間を通じてフライホイール側に漏れ出すことを抑制することのできる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための内燃機関は、クランクシャフトと、クランクシャフトの一端に接続されたフライホイールと、クランクシャフトにおけるフライホイールが接続された一端部を収容するハウジングと、クランクシャフトの外周に嵌合された内環、及び同内環よりも直径が大きく内環から離間した状態でハウジングに固定された外環、及び同外環に固定されて内環に摺動可能に当接するシール部材を有するシール機構と、を備え、シール機構によりハウジング内部を、オイルが供給されるクランクシャフト側の第１室と、フライホイール側の第２室とに区画して、クランクシャフトを潤滑するオイルがフライホイール側に漏れ出すことを抑制した内燃機関であって、クランクシャフトにおける内環が嵌合している部分には、クランクシャフトの回転方向の前方ほど、フライホイール側に位置するようにクランクシャフトの延伸方向に対して傾斜した傾斜溝が形成されている。
【０００８】
クランクシャフトと内環との隙間に入り込んだオイルには、クランクシャフト及び内環が回転したときに、その場に留まろうとする慣性が作用する。また、クランクシャフトの傾斜溝は、クランクシャフトの回転方向前方ほどフライホイール側に位置している。換言すれば、クランクシャフトの回転方向後方ほどクランクシャフト側、すなわち第１室側に位置している。そのため、上記構成によれば、クランクシャフトと内環との隙間に入り込んだオイルのうち、傾斜溝内に入り込んだオイルは、クランクシャフトの回転に伴い、慣性によって傾斜溝における回転方向後方側の壁面に沿って移動し、第１室側に押し戻されるようになる。そのため、クランクシャフトを潤滑するオイルが、クランクシャフトと内環との隙間を通じてフライホイール側に漏れ出すことを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】内燃機関の一実施形態の構成を模式的に示す斜視図。
【図２】同内燃機関のクランクシャフトの一端部を拡大して示す断面図。
【図３】同内燃機関に設けられたシール機構を拡大して示す図。
【図４】同シール機構の内環の構成を内環の一部を仮想的に破断した状態で示す斜視図。
【図５】クランクシャフトと内環との隙間に入り込んだオイルのクランクシャフトが回転しているときの動きを示す斜視図。
【図６】クランクシャフトと内環との隙間に入り込んだオイルの内燃機関が停止しているときの動きを示すクランクシャフトの上面図。
【図７】クランクシャフトと内環との隙間に入り込んだオイルの内燃機関が停止しているときの動きを示すクランクシャフトの上面図。
【図８】内燃機関の他の実施形態におけるクランクシャフトの一端部を拡大して示す断面図。
【図９】従来の内燃機関におけるクランクシャフトの一端部を拡大して示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、内燃機関の一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１のクランクシャフト２には、シリンダブロックに形成されたシリンダ３に往復動可能に設けられたピストン４がコネクティングロッド５を介して接続されている。ピストン４の頂面とシリンダ３及びシリンダヘッドとによって区画された燃焼室６には、吸気通路７及び排気通路８が接続されている。吸気通路７及び排気通路８は、二股に分かれた状態で燃焼室６に接続されている。吸気通路７と燃焼室６との接続部分には、吸気通路７と燃焼室６とを連通したり、その連通を遮断したりする吸気バルブ９がそれぞれ設けられている。また、排気通路８と燃焼室６との接続部分には、排気通路８と燃焼室６とを連通したり、その連通を遮断したりする排気バルブ１０がそれぞれ設けられている。これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０は、吸気カムシャフト１１や排気カムシャフト１２に設けられた複数のカム１３によってそれぞれ開閉駆動される。
【００１１】
クランクシャフト２の一端部には、他の部分よりも拡径されたリアフランジ１４が形成されている。このリアフランジ１４には、内燃機関１の軸トルクを平均化してクランクシャフト２の回転を円滑にするフライホイール１５が接続されている。
【００１２】
図２に示すように、クランクシャフト２は、クランクシャフト２が挿通された軸受け部１６によって回転可能に支持されている。なお、図２にはクランクシャフト２の回転方向を白抜き矢印で示している。リアフランジ１４は、軸受け部１６よりもフライホイール１５側に位置しており、内燃機関１に設けられたハウジング１７に収容されている。
【００１３】
なお、クランクシャフト２には、同クランクシャフト２と軸受け部１６との摺動面等を潤滑するためのオイルが供給される。
また、内燃機関１には、ハウジング１７内部を、クランクシャフト２側の第１室１８と、フライホイール１５側の第２室１９とに区画するシール機構２０が設けられている。
【００１４】
図３に示すように、シール機構２０には、円筒状をなし、リアフランジ１４の外周に嵌合された内環２１が設けられている。内環２１におけるフライホイール１５側の端部の反対側に位置する端部には、全周に亘って径方向に突出したフランジ部２２が設けられている。また、シール機構２０には、円筒状をなし、内環２１よりも直径が大きい外環２３が設けられている。外環２３は、クランクシャフト２の軸方向（以下、単に軸方向という。）において、内環２１と略同じ位置に配置され、内環２１からクランクシャフト２の径方向に離間した状態でハウジング１７に固定されている。外環２３におけるフライホイール１５側の端部には、全周に亘って径方向に突出した突出部２４が形成されている。このため、内環２１と外環２３とは、軸方向と直交する径方向において互いに対向しているとともに、フランジ部２２と突出部２４とが軸方向に互いに対向している。
【００１５】
また、外環２３には、弾性材料からなるシール部材２５が固定されている。シール部材２５には、外環２３の突出部２４をフライホイール１５側から覆う被覆部２６が設けられている。被覆部２６における内環２１側の端部には、径方向に延びて内環２１に当接する第１リップ部２７と、軸方向に延びて内環２１のフランジ部２２に当接する第２リップ部２８とが設けられている。
【００１６】
第１リップ部２７の先端は、フライホイール１５側に折り曲げられた状態で内環２１に当接しており、弾性を利用して同先端が内環２１に押しつけられている。また、第２リップ部２８の先端は、径方向外側に折り曲げられた状態でフランジ部２２に当接しており、弾性を利用して同先端がフランジ部２２に押しつけられている。このため、内環２１と外環２３との隙間は、シール部材２５によって塞がれている。
【００１７】
こうしたシール機構２０では、クランクシャフト２が回転すると、内環２１が外環２３及びシール部材２５に対して相対回転する。このとき、シール部材２５の第１リップ部２７及び第２リップ部２８は、内環２１に押しつけられた状態で同内環２１と摺動する。このため、クランクシャフト２が回転しているときであっても、内環２１と外環２３との隙間が塞がれた状態に維持される。
【００１８】
また、リアフランジ１４における内環２１が嵌合している部分には、クランクシャフト２の回転方向の前方ほど、フライホイール１５側に位置するようにクランクシャフト２の延伸方向（図３の左右方向）に対して傾斜した複数の傾斜溝２９が形成されている。この傾斜溝２９は、リアフランジ１４における第１室１８側の端まで全周に亘って形成されている。
【００１９】
また、リアフランジ１４における第２室１９側の端部には、クランクシャフト２の回転方向に沿って延びる複数の直線溝３０が形成されている。傾斜溝２９における回転方向の前方の部分は直線溝３０に接続されている。
【００２０】
なお、傾斜溝２９や直線溝３０は、例えばラップ加工等の表面加工をクランクシャフト２の外周面に施すことによって形成されている。このため、これら傾斜溝２９及び直線溝３０の幅や深さは微小なものになっている。
【００２１】
次に、図４〜図７を参照して、本実施形態の作用について説明する。
図４に示すように、クランクシャフト２のリアフランジ１４には内環２１が嵌合されてはいるが、これらの間には僅かな隙間が存在する。クランクシャフト２を潤滑するオイルはクランクシャフト２と軸受け部１６との間を通じて第１室１８に漏れ出るため、こうして第１室１８に漏れ出たオイルは、図４に拡大して示すように、リアフランジと１４と内環２１との隙間に入り込む。
【００２２】
クランクシャフト２と内環２１との隙間に入り込んだオイルには、クランクシャフト２及び内環２１が回転したときに、その場に留まろうとする慣性が作用する。また、クランクシャフト２の傾斜溝２９は、クランクシャフト２の回転方向前方ほどフライホイール１５側に位置している。換言すれば、傾斜溝２９は、クランクシャフト２の回転方向後方ほどクランクシャフト２側、すなわち第１室１８側に位置している。
【００２３】
そのため、図５に示すように、クランクシャフト２と内環２１との隙間に入り込んだオイルのうち、図５に実線で示す傾斜溝２９内に入り込んだオイルは、クランクシャフト２の回転に伴い、慣性によって傾斜溝２９における回転方向後方側の壁面に沿って移動する。これにより、図５に拡大して示すように、オイルが第１室１８側に押し戻される。
【００２４】
また、図６に示すように、内燃機関１が停止したときに、クランクシャフト２における鉛直方向上方に位置する上部と内環２１との隙間にオイルが存在すると、このオイルは自重によって傾斜溝２９に沿って第２室１９側に流れるおそれがある。
【００２５】
本実施形態では、リアフランジ１４には、傾斜溝２９に接続された直線溝３０が形成されている。このため、図７に示すように、傾斜溝２９に沿って第２室１９側に流れたオイルが直線溝３０内に流れ込むと、それ以上第２室１９側に移動することが抑制される。このため、クランクシャフト２を潤滑するオイルが第２室１９側に漏れ出すことが一層抑制される。
【００２６】
なお、本実施形態では、内環２１と外環２３との隙間がシール部材２５によって塞がれている。このため、クランクシャフト２を潤滑するオイルがクランクシャフト２と軸受け部１６との間を通じて第１室１８に漏れ出ても、このオイルが内環２１と外環２３との隙間を通じて第２室１９側に漏れ出ることが抑制される。
【００２７】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）クランクシャフト２における内環２１が嵌合している部分に、クランクシャフト２の回転方向の前方ほど、フライホイール１５側に位置するようにクランクシャフト２の延伸方向に対して傾斜した傾斜溝２９を形成した。このため、クランクシャフト２と内環２１との隙間に入り込んだオイルのうち、傾斜溝２９内に入り込んだオイルは、クランクシャフト２の回転に伴い、慣性によって傾斜溝２９における回転方向後方側の壁面に沿って移動し、第１室１８側に押し戻されるようになる。そのため、クランクシャフト２を潤滑するオイルが、クランクシャフト２と内環２１との隙間を通じてフライホイール１５側に漏れ出すことを抑制できる。
【００２８】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することができる。
・クランクシャフト２の一端部の構成は上記実施形態のものに限られず、適宜変更してもよい。例えば、図８に示す構成を採用してもよい。なお、上記実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
図８に示すように、クランクシャフト２にはシール機構２０の内環２１が嵌合している。クランクシャフト２のリアフランジ１４には、内環２１のフランジ部２２と対向するように径方向に突出した突部３１が周方向全周に亘って形成されている。この突部３１には、フランジ部２２に対向する面に環状に延びる溝３２が形成されている。そして、この溝３２には、内環２１と突部３１との間をシールするＯリング３３が嵌め込まれている。
【００３０】
こうした構成によれば、クランクシャフト２と内環２１との隙間に入り込むオイルの量が減少するため、第１室１８に漏れ出たオイルが第２室１９側に漏れ出すことを一層抑制できる。また、クランクシャフト２における内環２１の嵌合位置を突部３１を目印にして決めることができるため、これらを嵌合する際の位置決め精度を向上させることもできる。
【００３１】
・直線溝３０は周方向全周に亘って形成する必要はなく、周方向に断続的に形成してもよいし、周方向の一部にのみ形成してもよい。
・直線溝３０をクランクシャフト２における内環２１が嵌合している部分にのみ直線溝３０を形成してもよい。
【００３２】
・直線溝３０は複数形成しなくてもよい。例えば、傾斜溝２９が接続された直線溝３０のみを１つ形成すれば、傾斜溝２９を伝って流れるオイルの第２室１９側への移動を止めることができるのであれば、直線溝３０を１つにしてもよい。
【００３３】
・傾斜溝２９を直線溝３０に接続しなくてもよい。
・クランクシャフト２に直線溝３０を設けなくてもよい。
・傾斜溝２９をリアフランジ１４の全周に亘って形成したが、周方向における一部に形成してもよい。
【００３４】
・傾斜溝を第１室１８側の端まで形成せずに、クランクシャフト２における内環２１が嵌合している部分にのみ形成してもよい。
・傾斜溝２９は複数形成しなくてもよい。例えば、傾斜溝２９を１つ形成することでクランクシャフト２と内環２１との隙間に入り込んだオイルの大部分を第１室１８側に押し戻すことができるのであれば、傾斜溝２９を１つのみ形成するようにしてもよい。例えば、傾斜溝２９をリアフランジ１４の外周面に螺旋状に形成した場合にこうした構成を実現することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１…内燃機関、２…クランクシャフト、３…シリンダ、４…ピストン、５…コネクティングロッド、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１２…排気カムシャフト、１３…カム、１４…リアフランジ、１５…フライホイール、１６…軸受け部、１７…ハウジング、１８…第１室、１９…第２室、２０…シール機構、２１…内環、２２…フランジ部、２３…外環、２４…突出部、２５…シール部材、２６…被覆部、２７…第１リップ部、２８…第２リップ部、２９…傾斜溝、３０…直線溝、３１…突部、３２…溝、３３…Ｏリング、１００…シール機構、１０１…内環、１０２…外環、１０３…シール部材、１１０…クランクシャフト、１１１…ハウジング、１１２…フライホイール。
【図１】
2016205527.tif 000003
【図２】
2016205527.tif 000004
【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】
2016205527.tif 000009
【図８】
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【図９】
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