JPH0619768Y2 - 縦軸型エンジンの潤滑装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、クランク軸を上下に延びる姿勢に配置した縦
軸型エンジンを対象としており、特に、そのようなエン
ジンに使用される潤滑装置を対象としている。

（従来の技術） 縦軸型エンジンでは、クランクウエブやクランクピンが
垂直軸を中心にして水平に回転するので、水平軸型エン
ジンのような飛沫式潤滑方法を採用することができな
い。

そのために、従来の縦軸型エンジンでは、例えば実開昭
５８−１４４１３号や実開昭５８−６６１０５号のよう
に、潤滑装置としてオイルスリンガが使用されている。

又別の潤滑装置としては、例えば実開昭６１−１７５５
１２号や実開昭６１−１７８０１３号のように、トロコ
イドポンプが使用されている。

（考案が解決しようとする課題） ところがオイルスリンガを使用する従来構造では、クラ
ンク軸とは別にスリンガ取付軸やスリンガ駆動装置が必
要になり、構造が複雑化する。又、スリンガ装置の設置
スペースやオイル飛散スペースが必要であるので、クラ
ンクケース全体が大型化する。更に、オイル飛沫による
潤滑であるために、潤滑を必要とする部分に重点的に潤
滑油を供給することが困難である。

一方、トロコイドポンプを使用した構造では、ポンプの
取付スペースが大きくなるという不都合がある。又、ポ
ンプ自体やそれに併設するフィルタ等が高価である。更
に、クランク軸の途中等にトロコイドポンプを設置する
と、ポンプの構造が必然的に大型化し、ポンプ容量が不
必要に大きくなる。

（課題を解決するための手段） 本考案は、上面に上向きのクランクピン１９を有するク
ランクウエブ１８から出力側下方へ延びる大径部分３７
と上記大径部分３７の下端に段部３９を介して同芯に連
続する小径部分３８を有するクランク軸１の上記大径部
分３７の上端部を支持する軸受５と小径部分３８を支持
する軸受孔４５から成る軸受部３をクランクケース２に
設け、上記軸受５と軸受孔４５の間のクランクケース２
とクランク軸１との間にオイル溜り８を形成し、上記オ
イル溜り８の底部において、クランク軸小径部分３８の
上端部の直径上に延びる断面円形の貫通孔３３にその両
端部で移動自在に嵌合する円柱状の１対のピン１１と、
上記ピン１１の外側に位置し上面が上記段部３９に当接
し円筒状の内周面３４の中心線Ｒがクランク軸１の回転
中心線Ｏに対して偏心してクランクケース２に固定され
た環状のハウジング１２と、上記クランク軸小径部分３
８と上記ハウジング内周面３４との間のポンプ室３５の
半径方向幅の広い部分と上記オイル溜り８とをつなぐ入
口１３と、上記ポンプ室３５の半径方向幅の狭い部分を
上記貫通孔３３の下側のクランク軸小径部分３８に設け
た直径上の油路１６を介して上記油路１６の中間部から
上方へ延びるクランク軸中心の油路１７に接続する出口
１４とから成るオイルポンプ１０を形成し、上記クラン
ク軸中心の油路１７から半径方向外方へ延びて上記軸受
５の内面に達する半径方向油路３１と、上記クランク軸
中心の油路１７から斜め上方に延びクランクピン１９の
表面に達する傾斜油路２８とを設けたことを特徴とする
縦軸型エンジンの潤滑装置である。

（作用） 上記構成によると、クランク軸の回転にともなってピン
はクランク軸と共に旋回する。この旋回動作によりピン
に遠心力が発生するので、ピンは半径方向外側へ移動し
てハウジングの内周面に接触した状態を保ち、ポンプ室
はピンを境にして円周方向に複数のポンプ室部分に分け
られる。又、ハウジングはクランク軸に対して偏心して
いるので、各ポンプ室部分はピンの旋回にともなって容
積が変化し、入口に連通する状態では容積が大きくな
り、出口に連通する状態では容積が小さくなる。

従って、オイル溜りのオイルは、入口から容積が大きい
状態のポンプ室部分に流入し、入口の閉鎖及び上記容積
の減少にともなって圧縮され、容積の減少したポンプ室
部分から加圧状態で出口へ吐出される。

（実施例） 垂直断面略図である第１図において、クランク軸１は垂
直な姿勢で配置されており、クランクケース２の概ね筒
状の軸受部３により支持されている。軸受部３の上端部
とクランク軸１の間には軸受５が介装され、軸受部３の
下端部とクランク軸１の間には軸受孔４５の下側にシー
ル６が介装されている。クランク軸１の上半部（軸受５
の下側近傍の部分）の周囲にはオイル溜り８が形成して
ある。オイル溜り８内のオイルは、例えば、軸受５より
も下側かつ後述するオイルポンプ１０よりも上方のレベ
ルＬまで溜っており、オイル溜り８の底部のオイルがオ
イルポンプ１０へ供給されるようになっている。

オイルポンプ１０は、詳細に後述するが、基本的には、
クランク軸１の半径方向に延びる円柱状の１対のピン１
１と、ピン１１に対して上記半径方向外側に位置する環
状のハウジング１２とを備えている。ハウジング１２の
円筒状内周面３４に面したピン１１の先端面は部分球面
状に形成されている。ハウジング１２はクランクケース
軸受部３の内周に嵌合して固定されている。オイルポン
プ１０の入口１３はハウジング１２の上端部の一部を切
り欠いて形成されており、オイル溜り８の底部に連通し
ている。オイルポンプ１０の出口１４は入口１３に対し
て円周方向に離れた位置にあり、ハウジング１２の内周
かつ下端に隣接している。この出口１４は軸受部３の内
周に設けた切り欠き又は窪みにより形成されている。軸
受部３の下端部には前記シール６を取り付けるための環
状の切り欠き４６が設けてあり、軸受部３は、上記出口
１４を除いて、そのシール用切り欠き４６とハウジング
１２との間の軸受孔４５部分全体がクランク軸１にほぼ
密着状態で嵌合している。

クランク軸１の内部には、出口１４に連通するオイル供
給路１５が設けてあり、供給路１５は、クランク軸１を
直径方向に貫通して出口１４に接続する油路１６と、油
路１６からクランク軸１の中心部を上方へ延びる油路１
７等で形成されている。油路１７の上端はクランクウエ
ブ１８の上端面に開口している。

図示の実施例では、クランクウエブ１８は、軸受５から
上方へ突出したクランク軸１の上端部に１個だけ設けて
あり、水平方向に延びている。クランクウエブ１８の一
方の端部の上面からはクランクピン１９が上方へ突出し
ている。クランクピン１９にはコネクティングロッド２
０の大端部が連結している。

クランクピン１９の上端には案内板２１が固定されてい
る。案内板２１は概ね水平で、クランクピン１９の上方
からクランク軸１の上方まで延びている。

前述の油路１６、１７の他に、クランク軸１やクランク
ウエブ１８、クランクピン１９には油路２８、２９等が
設けてある。油路２８は油路１７の途中からクランク軸
１及びクランクウエブ１８の内部を斜めに延びてクラン
クピン１９の中心穴３０に連通している。油路２９はク
ランクピン１９に設けてあり、クランクピン１９の内周
面から（中心穴３０から）クランクピン１９のクランク
軸１の中心線Ｏから最も離れた外周面まで延びている。

更に油路１７には、油路２８との接続点よりも上側にお
いて、油路３１が接続している。油路３１はクランク軸
１の半径方向に延びており、軸受５の内周面に向かって
開口している。

オイルポンプ１０は第２図（第１図のII−II断面部分
図）のように構成されている。第２図において、クラン
ク軸１には直径方向に断面円形の貫通孔３３が設けてあ
り、前記１対のピン１１は、それぞれ、クランク軸１の
半径方向に移動自在の状態で、貫通孔３３に密着状態で
嵌合している。又環状ハウジング１２は、少なくともそ
の内周面３４（図示の実施例では内周面と外周面の両
方）の中心線Ｒがクランク軸１の中心線Ｏに対して多少
偏心してクランクケース２に鋳込み等の手段により固定
されている。従って、内周面３４とクランク軸１の外周
面との間に形成されるポンプ室３５には、半径方向幅の
広い部分と半径方向幅の狭い部分とが形成される。上記
入口１３は半径方向幅の広い部分においてポンプ室３５
に接続し、上記出口１４は半径方向幅の狭い部分におい
て、ポンプ室３５に接続している。

又、第１図において、クランク軸１のオイル溜り８内の
部分３７はその下側の部分３８よりも大径であり、両部
分３７、３８の間に段部３９が形成されている。そし
て、前記貫通孔３３は小径部分３８の上端に形成してあ
り、段部３９の環状端面は、入口１３を除く全周にわた
って、ハウジング１２の上端に相対回転自在の状態で着
座している。

上記構成によると、クランク軸１の矢印Ａ方向の回転に
ともなってピン１１はクランク軸１と共に旋回する。こ
の旋回動作によりピン１１に遠心力が発生するので、ピ
ン１１は半径方向外側へ移動してハウジング内周面３４
に接触した状態を保ち、ポンプ室３５はピン１１を境に
して円周方向に２個のポンプ室部分４０（第２図）に分
けられる。上記入口１３と出口１４はクランク軸１の回
転にともないピン１１によりポンプ室部分４０に開口あ
るいは閉鎖される。又、ハウジング１２の内周面３４は
クランク軸１に対して偏心しているので、各ポンプ室部
分４０はピン１１の旋回にともなって容積が変化し、入
口１３に連通する状態では容積が大きくなり、出口１４
に連通する状態では容積が小さくなる。

従って、オイル溜り８のオイルは、入口１３から容積が
大きい状態のポンプ室部分４０に流入し、入口１３の閉
鎖及び上記容積の減少にともなって圧縮され、容積の減
少したポンプ室部分４０から加圧状態で出口１４へ吐出
される。

出口１４へ吐出されたオイルは油路１６、１７、２８を
経て中心穴３０に達し、遠心力により更に加圧されて中
心穴３０から油路２９を経てクランクピン１９とコネク
ティングロッド２０との嵌合部（軸受面）へ流れる。
又、一部のオイルは油路１７から油路３１を経て遠心力
により更に加圧されて軸受５の内周に供給される。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によると、クランク軸１とク
ランクケース軸受部３との間にオイルポンプ１０を配置
してクランク軸１で駆動するようにしたので、エンジン
全体の構造の簡単化及び軽量化を図ることができる。無
論、オイルポンプ１０を駆動するための専用の駆動軸や
動力伝達機構は不要であるので、この点においても構造
を簡単化できる。

又油路構造も簡単化でき、特にクランク軸１の内部に供
給路１５を設けることにより、油路構造を著しく簡単化
できる。更に、オイルポンプ１０についても、クランク
軸１にピン１１を組み込み、その外側に環状ハウジング
１２を配置することによりオイルポンプ１０を構成でき
るので、その構造を著しく簡単化できる。

本考案においては、貫通孔３３が断面円形であり、ピン
１１も円柱状であるため、貫通孔３３とピン１１の精密
な加工製作が極めて容易になるばかりでなく、組付上も
圧入或いはボルト締めの工程が無く、ルーズな嵌込みで
良くなるため、組付工数も減り、部品点数が少ないこと
と相俟って、オイルポンプ１０が安価にまとまる。又油
路１６は貫通孔３３の下側に設けてある為出口１４との
接続が容易になり、（別の配管は不要になり）、油路１
６の中間部分に接続したクランク軸中心の油路１７の下
端部付近が両ピン１１、１１間の空間に連通することに
なり、両ピン１１、１１はオイルポンプ１０で加圧され
たオイルの圧力と遠心力によりハウジング内周面３４に
確実に内接してクランク軸１と共に回転するので、ポン
プ効率が向上する。

（別の実施例） １対のピン１１の間に圧縮コイルスプリングを配置する
こともできる。

第１図の構造では、入口１３をハウジング１２に形成し
たが、この構造に代えて、第３図の如く、入口１３をク
ランク軸１の大径部分３７の下端外周部に形成すること
もできる。

第３図の実施例の入口１３を第４図（第３図のIV−IV断
面部分図）に示す。

第４図では、入口１３はクランク軸１の大径部分３７の
下端外周部にピン１１の近傍かつピン１１の回転方向側
に円弧状に設けられ、クランク軸１の回転にともない、
ポンプ室３５の半径方向の幅の広い部分でポンプ室３５
に開口接続し、半径方向の幅の狭い部分ではハウジング
１２の上端面にてポンプ室に対し閉鎖されるように形成
されている。

なお、ポンプ室３５におけるオイルの圧縮開始時期や入
口１３からのオイル吸入期間は入口１３の閉鎖時期や入
口１３の開放期間等に対応するので、それらの閉鎖時期
や閉鎖期間等を適当に設定するために、入口１３の位置
や円周方向の寸法を様々に変えることができる。換言す
れば、入口１３の位置や円周方向寸法を適当に設定する
だけで、最適のポンプ特性を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の垂直断面略図、第２図は第１図のII−
II断面部分図、第３図は別の実施例の垂直断面略図、第
４図は第３図のIV−IV断面部分図である。１…クランク
軸、２…クランクケース、３…軸受部、８…オイル溜
り、１０…オイルポンプ、１１…ピン、１２…ハウジン
グ、１３…入口、１４…出口、１５…オイル供給路、２
０…コネクティングロッド、３３…貫通孔、３４…ハウ
ジング内周面、３５…ポンプ室、Ｒ…ハウジング内周面
の中心線、Ｏ…クランク軸の回転中心線

フロントページの続き (72)考案者 西川 利彦 兵庫県明石市川崎町１―１ 川崎重工業株 式会社明石工場内 (56)参考文献 実開 昭61−151087（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭29−7664（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭52−32968（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上面に上向きのクランクピン１９を有する
   クランクウエブ１８から出力側下方へ延びる大径部分３
   ７と上記大径部分３７の下端に段部３９を介して同芯に
   連続する小径部分３８を有するクランク軸１の上記大径
   部分３７の上端部を支持する軸受５と小径部分３８を支
   持する軸受孔４５から成る軸受部３をクランクケース２
   に設け、上記軸受５と軸受孔４５の間のクランクケース
   ２とクランク軸１との間にオイル溜り８を形成し、上記
   オイル溜り８の底部において、クランク軸小径部分３８
   の上端部の直径上に延びる断面円形の貫通孔３３にその
   両端部で移動自在に嵌合する円柱状の１対のピン１１
   と、上記ピン１１の外側に位置し上面が上記段部３９に
   当接し円筒状の内周面３４の中心線Ｒがクランク軸１の
   回転中心線Ｏに対して偏心してクランクケース２に固定
   された環状のハウジング１２と、上記クランク軸小径部
   分３８と上記ハウジング内周面３４との間のポンプ室３
   ５の半径方向幅の広い部分と上記オイル溜り８とをつな
   ぐ入口１３と、上記ポンプ室３５の半径方向幅の狭い部
   分を上記貫通孔３３の下側のクランク軸小径部分３８に
   設けた直径上の油路１６を介して上記油路１６の中間部
   から上方へ延びるクランク軸中心の油路１７に接続する
   出口１４とから成るオイルポンプ１０を形成し、上記ク
   ランク軸中心の油路１７から半径方向外方へ延びて上記
   軸受５の内面に達する半径方向油路３１と、上記クラン
   ク軸中心の油路１７から斜め上方に延びクランクピン１
   ９の表面に達する傾斜油路２８とを設けたことを特徴と
   する縦軸型エンジンの潤滑装置。