(57)【要約】【課題】ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットの機能を有するクランクシャフトを提供する。【解決手段】回転軸であるクランクジャーナル１０と、クランクジャーナル１０から外周側に突出するカウンタウエイト４０とを備えるクランクシャフトであって、カウンタウエイト４０は、その外周縁部に、当該カウンタウエイトの表面と交差する方向に立設する突条４２を備える。カウンタウエイト４０の表面４０ｍに当たった粒状や霧状の潤滑油を突条４２で集約し、カウンタウエイト４０の回転による遠心力で、集約した潤滑油Ｌを外周へ飛散することで、ピストン２に噴射し、ピストン２の冷却を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸であるクランクジャーナルと、前記クランクジャーナルから外周側に突出するカウンタウエイトとを備えるクランクシャフトであって、
前記カウンタウエイトは、その外周縁部に、当該カウンタウエイトの表面と交差する方向に立設する突条を備えるクランクシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関のクランクシャフトは、コネクティングロッドを介して連結されたピストンの往復運動に伴って回転運動するものであり、シリンダブロックの軸受に回転自在に支持されるクランクジャーナルと、コネクティングロッドが連結されるクランクピンと、クランクシャフトの回転バランスを調整するためのカウンタウエイトとを備える。
【０００３】
内燃機関においては、ピストンの冷却を行うために、シリンダブロックのシリンダボアの下方に、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットが設けられたものが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９９４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クランクシャフトのカウンタウエイトは、クランクシャフトの回転中における振動発生を抑制可能な質量（大きさ）を要する。そのため、カウンタウエイトは、クランクジャーナルから外周側に突出する突出量を大きくしたいという要望がある。
【０００６】
しかし、シリンダボアの下方に設けられたオイルジェットとの間の隙間を確保する必要上、カウンタウエイトの突出量（大きさ）には制限がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットの機能を有するクランクシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るクランクシャフトは、回転軸であるクランクジャーナルと、前記クランクジャーナルから外周側に突出するカウンタウエイトとを備えるクランクシャフトであって、前記カウンタウエイトは、その外周縁部に、当該カウンタウエイトの表面と交差する方向に立設する突条を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記クランクシャフトは、カウンタウエイトに突条を備えることで、カウンタウエイトの表面に当たった粒状や霧状の潤滑油を突条で集約することができる。具体的には、カウンタウエイトは回転しているため、カウンタウエイトの表面に当たった潤滑油が突条まで流れ伝うと、カウンタウエイトから落下することなく表面と突条との隅部に留まり、留まった潤滑油を集約することができる。集約した潤滑油は、カウンタウエイトの回転による遠心力で外周へ飛散される。この飛散された潤滑油がピストンに当たることで、ピストンの冷却を行うことができる。このとき、潤滑油は、突条で集約されてから飛散されるため、突条で集約されない場合に比較して、ある程度の質量で勢いよく飛散される。つまり、上記クランクシャフトは、オイルジェットの機能を有する。そのため、従来のオイルジェットによる潤滑油の噴射に加え、クランクシャフトによる潤滑油の噴射を行うことで、ピストンの冷却性能を向上できる。また、オイルジェットを小型化、更にはオイルジェット自体を省略することができる。
【００１０】
オイルジェットを小型化又は省略できることで、上記クランクシャフトは、カウンタウエイトの突出量を大きくでき、その大きさ及び形状の自由度を向上できる。バランスウエイトは、外周側を重くする方が回転バランスを取り易い。上記クランクシャフトは、バランスウエイトの突出量を大きくできると共に、その外周縁部に突条を設けることで、バランスウエイトの外周側を重くすることができる。よって、バランスウエイトの内周側を軽くすることができ、バランスウエイト全体の軽量化を図ることができる。オイルジェットを省略すると、コストを削減できると共に、製造工程も削減でき、生産性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係るクランクシャフトにおいて、シリンダブロックをクランクシャフトの軸方向に直交する平面で切断した横断面図である。
【図２】図１の矢視（ＩＩ）−（ＩＩ）概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明のクランクシャフトの実施形態を以下に図面を参照しつつ説明する。図１は、ピストンが上死点にある状態からクランクシャフトが９０°回転したときの状態を示す。図２は、図１に示すクランクシャフトにおけるカウンタウエイト部分を拡大した部分拡大図である。図中、同一符号は同一名称物を示す。
【００１３】
〔クランクシャフト〕
実施形態のクランクシャフト１は、内燃機関における各気筒のピストン２の往復運動を回転運動に変換し、内燃機関の出力回転軸となる。クランクシャフト１は、シリンダブロック１００の軸受（図示せず）に回転自在に支持されるクランクジャーナル１０と、ピストン２に連結されるコネクティングロッド３が揺動自在に連結されるクランクピン２０と、クランクジャーナル１０とクランクピン２０とを連結するクランクアーム３０とを備える。クランクアーム３０には、クランクジャーナル１０を挟んでクランクピン２０と対向する位置に、クランクジャーナル１０から外周側に突出するカウンタウエイト４０を備える。カウンタウエイト４０は、クランクシャフト１の回転中における振動発生を抑制し、クランクシャフト１の回転バランスを調整するために設けられる。クランクシャフト１は、一般に、炭素鋼や特殊鋼等で作られる鍛造品である。
【００１４】
内燃機関は、代表的には、シリンダボア１１２が形成された本体１１０と、本体１１０の下方にスカート部１２０とを備えるシリンダブロック１００と、動弁系を収容し燃焼室を形成するシリンダヘッド（図示せず）と、主運動系や動弁系への潤滑油を貯留するオイルパン２００とを備える。本例の内燃機関は、下方から順に、オイルパン２００、シリンダブロック１００、シリンダヘッドが積層され、上方にシリンダヘッドカバー（図示せず）が取り付けられている。
【００１５】
実施形態１のクランクシャフト１は、カウンタウエイト４０の外周縁部に、カウンタウエイト４０の表面４０ｍと交差する方向に立設する突条４２を備える点を特徴の一つとする。この突条４２は、カウンタウエイト４０の表面４０ｍに当たった粒状や霧状の潤滑油を集約し、集約した潤滑油Ｌをピストン側に噴射する機能を有する。突条４２で集約する潤滑油Ｌは、例えば、シリンダブロック１００の上方（ピストン２を収容するシリンダボア１１２等）から落下するもの、クランクシャフト１自体に形成された潤滑油の通路（図示せず）から漏出したもの、シリンダブロック１００の下方でオイルパン２００内の潤滑油が霧状に漂っているもの等が挙げられる。以下、クランクシャフト１に備わるカウンタウエイト４０について詳細に説明する。
【００１６】
・カウンタウエイト
カウンタウエイト４０は、クランクジャーナル１０の軸心から見ると略扇状の形状である（図１を参照）。また、カウンタウエイト４０は、クランクジャーナル１０の軸心と、クランクピン２０の軸心とを結ぶ直線を挟んで、略左右対称な形状である。カウンタウエイト４０は、扇状の円弧部分に沿って突条４２を備える。
【００１７】
突条４２は、カウンタウエイト４０の表面４０ｍと交差する方向に立設する。本例では、突条４２は、図２に示すように、カウンタウエイト４０の表面４０ｍと直交する方向に立設している。そうすることで、カウンタウエイト４０の表面４０ｍに当たり、突条４２に流れ着いた潤滑油Ｌが、突条４２を乗り越えてカウンタウエイト４０の外方に飛散することを抑制できる。突条４２は、カウンタウエイト４０の表面４０ｍとで形成される角度が９０°未満の鋭角となるように立設することもできる。突条４２とカウンタウエイト４０の表面４０ｍとが鋭角であると、潤滑油Ｌを突条４２と表面４０ｍとの隅部に留まらせ易く、留まった潤滑油を集約し易い。
【００１８】
突条４２は、図１に示すように、カウンタウエイト４０の円弧部分に沿った連続部分が設けられている。カウンタウエイト４０は回転しているため、その遠心力によって潤滑油Ｌはカウンタウエイト４０の外周に飛散する。突条４２に連続部分を有することで、潤滑油Ｌが飛散するまでの突条４２に留まる時間を長くでき、その分潤滑油Ｌの集約を行い易い。本例では、突条４２は、後述する噴射口４４を除いて、円弧部分の一端から他端に亘って設けられている。
【００１９】
カウンタウエイト４０の円弧部分に沿って連続的に設けられた突条４２の途中に、突条４２を有さない切れ目が設けられている。この切れ目は、突条４２で集約された潤滑油Ｌを、カウンタウエイト４０の外方に噴射するための噴射口４４である。本例では、噴射口４４は、クランクジャーナル１０の軸心と、クランクピン２０の軸心とを結ぶ直線上に設けられている。噴射口４４（突条４２）は、カウンタウエイト４０の外周縁部に設けられているため、内周領域に設けられる場合に比較して、噴射口４４から噴射する潤滑油Ｌの飛距離を大きくすることができる。
【００２０】
突条４２は、図１に示すように、円弧部分の一端（他端）から噴射口４４に向かって厚み（突条４２の外周面と内周面との間の長さ、図２の上下方向の長さ）が徐々に薄くなるように形成されている。具体的には、突条４２は、外周面がカウンタウエイト４０の円弧部分に沿った面であり、内周面が、噴射口４４に向かうに従って外周面に近付くような傾斜面となっている。突条４２に噴射口４４に向かって傾斜した連続部分を有することで、噴射口４４を挟んで設けられる二つの突条４２によって集約された各潤滑油Ｌを噴射口４４に更に集約することができる。突条４２の円弧部分の両端には、集約した潤滑油Ｌが両端側から飛散されないように、クランクジャーナル１０の中心側に向かって突出する壁部４６が形成されている。
【００２１】
〔作用〕
上記クランクシャフト１を用いて内燃機関を運転すると、ピストン２が往復運動し、クランクシャフト１が回転運動する。内燃機関における潤滑や冷却を要する構成部材には潤滑油が供給される。このとき、シリンダブロック１００の上方（ピストン２を収容するシリンダボア１１２等）から潤滑油が落下したり、クランクシャフト１自体に形成された潤滑油の経路から潤滑油が漏出したりすることがある。落下や漏出した潤滑油がカウンタウエイト４０の表面４０ｍに当たると、カウンタウエイト４０は回転しているため、潤滑油は、その回転による遠心力でカウンタウエイト４０の表面４０ｍを伝ってその外周側に流れ、突条４２に流れ着く（図２を参照）。
【００２２】
また、シリンダブロック１００の下方ではオイルパン２００内の潤滑油が霧状に漂っている。この霧状の潤滑油がカウンタウエイト４０の表面４０ｍに付着すると、カウンタウエイト４０は回転しているため、潤滑油は、その回転による遠心力でカウンタウエイト４０の表面４０ｍを伝ってその外周側に流れ、突条４２に流れ着く（図２を参照）。
【００２３】
突条４２に流れ着いた潤滑油Ｌは、図２に示すように、カウンタウエイト４０の回転による遠心力で外周へ飛散することなく、カウンタウエイト４０の表面４０ｍと突条４２との隅部に留まる。留まった潤滑油Ｌは集約され、集約されることで液状の潤滑油となる。
【００２４】
突条４２は、カウンタウエイト４０の円弧部分に沿って傾斜面が形成された連続部分を有するため、図１に示すように、集約された潤滑油Ｌは傾斜面の低い方に流れる。突条４２の途中の傾斜面の低い部分に噴射口４４を備えるため、噴射口４４に集約された潤滑油Ｌは、カウンタウエイト４０の回転による遠心力によって、噴射口４４からカウンタウエイト４０の外周に噴射される。集約された潤滑油Ｌは、液状であり、ある程度の質量を有するため、噴射口４４から勢いよく噴射される。噴射口４４から噴射された潤滑油Ｌがピストン２に当たることで、ピストン２は冷却される。
【００２５】
〔効果〕
上記クランクシャフト１は、カウンタウエイト４０に突条４２を備えることで、カウンタウエイト４０の表面４０ｍに当たった粒状の潤滑油や付着した霧状の潤滑油を、カウンタウエイト４０の回転による遠心力で効率的に集約して液状の潤滑油Ｌにできる。突条４２が、カウンタウエイト４０の表面４０ｍと直交する方向に立設していることで、突条４２に流れ着いた潤滑油が、突条４２を乗り越えてカウンタウエイト４０の外方に飛散することを抑制でき、確実に潤滑油Ｌを集約できる。
【００２６】
連続的に設けられる傾斜面を有する二つの突条４２が、傾斜面の低い方を向い合せにして配置されると共に、その間に噴射口４４が設けられることで、突条４２に流れ着いた潤滑油を効率的に噴射口４４に集約できる。カウンタウエイト４０は回転しながら液状で集約した潤滑油Ｌを噴射口４４から噴射することができるので、潤滑油Ｌをピストン２に噴射することができる。つまり、このクランクシャフト１は、オイルジェットの機能を有する。そのため、従来のオイルジェットによる潤滑油の噴射に加え、クランクシャフト１による潤滑油の噴射を行うことで、ピストン２の冷却性能を向上できる。また、オイルジェットを小型化、更にはオイルジェット自体を省略することができる。オイルジェットを小型化又は省略できることで、クランクシャフト１は、カウンタウエイト４０の外周側への突出量を大きくでき、その大きさ及び形状の自由度を向上できると共に、軽量化も実現できる。
【００２７】
また、上記クランクシャフト１は、シリンダブロック１００の下方で霧状に漂っている潤滑油を、液状の潤滑油にできるため、シリンダブロック１００内の霧状の潤滑油を低減できる。カウンタウエイト４０に突条４２を備えない場合、カウンタウエイト４０の表面４０ｍに霧状の潤滑油が付着したとしても、カウンタウエイト４０の回転による遠心力で、そのまま霧状の潤滑油としてシリンダブロック１００内に漂うことになる場合が多いからである。
【００２８】
内燃機関の運転時には、燃焼室から未燃焼ガスを含むガス（ブローバイガス）がクランクケース（シリンダブロック１００）内に漏れることがある。そこで、クランクケースに漏出したブローバイガスを吸気系に戻すことが行われており、シリンダブロック１００にはブローバイガス通路（ＰＣＶガス通路、図示せず）が設けられている。クランクケース内に霧状の潤滑油が漂っていると、クランクケース内に漏出したブローバイガスが霧状の潤滑油と混ざり合い、この混ざり合った状態でブローバイガスがＰＣＶガス通路を通過する虞がある。上記クランクシャフト１であれば、クランクケース（シリンダブロック１００）内の霧状の潤滑油を低減できるため、ブローバイガスに混ざり合う潤滑油を低減でき、潤滑油がＰＣＶガス通路へと侵入することを抑制できる。
【００２９】
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、突条の厚みや長さ、突条とカウンタウエイトの表面とで形成される角度等を変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のクランクシャフトは、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットを省略した内燃機関のクランクシャフトに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００３１】
１  クランクシャフト
１０  クランクジャーナル
２０  クランクピン
３０  クランクアーム
４０  カウンタウエイト
４０ｍ  表面    ４２  突条    ４４  噴射口    ４６  壁部
２  ピストン
３  コネクティングロッド
１００  シリンダブロック
１１０  本体    １１２  シリンダボア    １２０  スカート部
２００  オイルパン
Ｌ  潤滑油
【図１】
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【図２】
2017180533.tif 000004