JPH07133822A - 内燃機関のクランクシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内燃機関のクランクシャフトの剛性と、クラ
ンクピン部の潤滑性を両立して高める。 【構成】 内燃機関のクランクシャフト１において、主
軸受３内周と摺接するジャーナル部２の外周にロールを
圧し当てる押圧加工により潤滑油が導かれるグルーブ１
１を形成し、このグルーブ１１にクランクピン部５に連
通するオイル通路４を直接的に連通させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のクランクシ
ャフトの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の自動車用機関は高速化により出力
の向上がはかられているが、機関のクランクシャフトと
コンロッドは高速、大荷重のもとで摺動するため、潤滑
的に非常に厳しい条件となる。

【０００３】クランクシャフトのジャーナル部を支持す
る主軸受部分およびクランクシャフトとコンロッドの連
結部分を潤滑するため、実開平６１−５３５０５号公報
に開示されたような潤滑装置が知られている。

【０００４】これは図８に示すように、クランクシャフ
ト１のジャーナル部２を、図示しないメインギャラリか
ら主軸受３に導かれた潤滑油で潤滑し、さらにクランク
シャフト１の内部に形成したオイル通路４を経由してク
ランクピン部５に潤滑油を送り込むようになっている。

【０００５】この場合、ジャーナル部２の両側には主軸
受３を挟むようにして鍔部６が形成され、メインギャラ
リから主軸受３の内周とジャーナル部２の外周との隙間
に送り込まれた潤滑油はこれらの回転摺接面を潤滑する
一方で、主軸受３の側面に摺接する鍔部６の内側に開口
するオイル通路４に流入し、このオイル通路４を経由し
て図示しないコンロッドが連結するクランクピン部５の
外周面に潤滑油を導き、クランクピン部５とコンロッド
の連結面を潤滑する。

【０００６】このようにオイル通路４をクランクシャフ
ト１の回転軸近傍に近づかなくすることにより、クラン
クシャフト１の回転による遠心力に抗して回転軸中心に
向けて潤滑油が流れることがなく、オイル通路４内で油
圧の低下は低減されているのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところがこの潤滑装置
では、ジャーナル部２を潤滑した潤滑油を鍔部６の内側
面に開口するオイル通路４に供給するときに、鍔部６の
上部と主軸受３との間隙の回転軸径方向の長さがわずか
しないため、つまりオーバラップ部分が短いため、潤滑
油の多くはここから漏れ出てクランクケース内に飛散
し、オイル通路４への供給圧力が低下する。この結果、
クランクピン部５の潤滑が不十分になりがちで、クラン
クピン部５に必要量の潤滑油を供給するには、メインギ
ャラリの供給圧力を上昇させなければならず、この場合
にはオイルポンプの吐出圧の上昇により動力損失を招く
という問題点があった。

【０００８】またこの対策として、本出願人により実願
平５−６００３２号として、主軸受内周と摺接するジャ
ーナル部の外周に潤滑油が導かれるグルーブを形成し、
このグルーブにオイル通路を直接的に連通させる構造が
既に提案されている。

【０００９】しかしながらこの場合、ジャーナル部の外
周にグルーブを切削加工により形成する構造のため、グ
ルーブによってクランクシャフトの剛性が低下するとい
う問題点が生じる。

【００１０】本発明は上記の問題点に着目し、内燃機関
のクランクシャフトの剛性と、クランクピン部の潤滑性
を両立して高めることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、主軸受により
クランクシャフトのジャーナル部を支持し、このジャー
ナル部からクランクピン部に潤滑油を導くオイル通路を
クランクシャフトの内部に形成した内燃機関において、
主軸受内周と摺接するジャーナル部の外周にロールを圧
し当てる押圧加工により潤滑油が導かれるグルーブを形
成し、このグルーブに前記オイル通路を直接的に連通さ
せる。

【００１２】

【作用】主軸受の内周と摺接するジャーナル部の外周面
にグルーブが形成され、このグルーブに導かれる潤滑油
の一部は、互いの回転摺接面を潤滑した後、主軸受の側
面からクランクケース内へと飛散する。しかし、グルー
ブは回転摺接面の外側の空間に直接的にさらされていな
いため、グルーブ内での潤滑油圧力の低下は少なく、ク
ランクピン部に潤滑油を供給するオイル通路は、このグ
ルーブに直接的に連通しているので、圧力損失の小さい
状態で潤滑油をクランクピン部に導くことができる。

【００１３】ジャーナル部の外周にロールを圧し当てる
押圧加工によってグルーブを形成する構造により、グル
ーブの近傍部分に圧縮残留応力が生じる。この圧縮残留
応力が機関運転時にクランクシャフトにグルーブを拡げ
るように働く引張応力を緩和するため、クランクシャフ
トの剛性を高められ、疲労強度の向上がはかれる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１５】図１に示すように、クランクシャフト１の
ジャーナル部２を回転自在に支持する主軸受３の内周面
には、オイルポンプ８からの潤滑油がメインギャラリ９
より分岐する通路１０を介して供給される。この主軸受
３の内周面に摺接するジャーナル部２の外周面の中央部
には、所定の溝深さをもつ環状のグルーブ１１が形成さ
れる。

【００１６】図２にも明らかなように、このグルーブ１
１の円周上のほぼ対称的位置においてグルーブ溝底１１
ａに一対の凹部１２が設けられ、この凹部１２の側面
に、クランクシャフト１の内部を左右に延びる一対のオ
イル通路４がそれぞれ連通している。これらオイル通路
４はクランクシャフト回転軸近傍を通すことなく、クラ
ンクピン部５に潤滑油を導くもので、凹部１２はこのオ
イル通路４の断面径にほぼ等しい深さをもち、かつ概略
直角に交わる前後の斜面のうち、クランクシャフト１の
回転方向の前方の斜面１２ａの、回転面の接線に対する
角度が浅く形成され、これによりクランクシャフト１の
回転に伴う潤滑油の慣性力を利用してオイル通路４に効
率よく潤滑油を送り込むようにする。

【００１７】また、オイル通路４はクランクピン部５に
おいて、図３に示すように、クランクピン部５の中心部
を貫通する通孔４ａが接続し、図示しないコンロッドが
連結するクランクピン部５の外周面に潤滑油を導く。

【００１８】なお、直列４気筒機関用のクランクシャフ
ト１の場合、５箇所のジャーナル部２うち、軸受荷重の
小さい＃２と＃４のジャーナル部１１を形成すると、ク
ランクシャフト１の全体的な強度低下に対する影響を少
なくできる。

【００１９】グルーブ１１を形成するにあたって、図４
に示すように、ジャーナル部２の外周面にフィレットロ
ール１５を圧し当てる押圧加工が施される。ジャーナル
部２の外周面は、フィレットロール１５が回転しながら
所定の荷重Ｆで圧し当てられる部分が圧縮応力をかけら
れて凹状に窪む変形をすることにより、所定の溝深さを
もつ環状のグルーブ１１が形成される。

【００２０】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００２１】メインギャラリ９より通路１０を経て主軸
受３の内周面に送り込まれた潤滑油は、ジャーナル部２
の外周のグルーブ１１に抵抗なく導かれる。このグルー
ブ１１に供給された潤滑油の一部は、グルーブ１１の両
側の回転摺接面を潤滑した後、主軸受３の側面と鍔部６
の隙間からクランクケースの内部空間へと飛散する。し
かし、グルーブ１１の両側にあるジャーナル部２と主軸
受３との摺接隙間は必要最小限の摺接隙間を経由してク
ランクケースの内部空間に開放されているので、これら
の隙間を通してグルーブ１１の内部の潤滑油の圧力低下
は少ない。

【００２２】このため、グルーブ１１に直接的に連通す
るオイル通路４には、圧力損失の少ない状態で残りの潤
滑油を供給することができる。しかもグルーブ１１から
オイル通路４に流入した潤滑油はクランクシャフト１の
回転中心軸に近づくことなく、クランクピン部５供給さ
れ、このため、クランクシャフト１の回転遠心力に逆ら
って潤滑油を回転中心に向けて流さないので、必要な供
給圧力が低くなる。したがってこれらにより、オイルポ
ンプ８に要求される吐出圧力を上げることなく、クラン
クピン部５に効率よく必要量の潤滑油を導くことができ
る。

【００２３】ジャーナル部２の外周にフィレットロール
１５を圧し当てる押圧加工によってグルーブ１１を形成
する構造により、グルーブの１１近傍部分に圧縮残留応
力が生じる。この圧縮残留応力が機関運転時にクランク
シャフト１にグルーブ１１を拡げるように働く引張応力
を緩和するため、クランクシャフト１の剛性を高めら
れ、疲労強度の向上がはかれる。

【００２４】次に、図５、図６に示す他の実施例につい
て説明する。なお、図１との対応部分には同一符号を用
いて説明する。

【００２５】主軸受３の外周面に開口する凹部１６は、
クランクシャフト１の回転に伴って相対変位する潤滑油
に対向するように、グルーブ１１の底面から連続的に湾
曲して形成される。

【００２６】オイル通路４の加工は、前述のようにグル
ーブ１１を押圧加工により形成した後、図７に示すよう
に、まずドリルによってクランクピン部５から主軸受３
内の所定の位置まで形成する。なお、オイル通路４はク
ランクピン部５に開口する通孔４ａと交差するととも
に、その開口端には図示しない栓体が圧入される。次
に、主軸受３側からドリル歯部１８、テーパ状のエンド
ミル部１９を有する工具１７を用いて凹部１６を主軸受
３の外周面に開口させる。

【００２７】凹部１６はクランクシャフト１の回転に伴
って相対変位する潤滑油に対向して開口することによ
り、潤滑油がグルーブ１１から凹部１６に流入する過程
でその流れの速度方向の変化が小さく抑えられ、ここで
生じる圧力損失が低減される。この結果、オイル通孔４
を通ってクランクピン部５に供給される潤滑油量を増加
させることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、主軸受に
よりクランクシャフトのジャーナル部を支持し、このジ
ャーナル部からクランクピン部に潤滑油を導くオイル通
路をクランクシャフトの内部に形成した内燃機関におい
て、主軸受内周と摺接するジャーナル部の外周にロール
を圧し当てる押圧加工により潤滑油が導かれるグルーブ
を形成し、このグルーブに前記オイル通路を直接的に連
通させたため、グルーブの付近から直接的に逃げる圧力
が小さく、クランクピン部に供給する潤滑油の圧力損失
を低減し、またグルーブの近傍に生じる圧縮残留応力に
よりクランクシャフトの剛性を高められ、疲労強度の向
上がはかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す断面図。

【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。

【図３】同じくクランクシャフトの断面図。

【図４】同じく図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図。

【図５】他の実施例を示すクランクシャフトの側面図。

【図６】同じく図５のＣ−Ｃ線に沿うクランクシャフト
の断面図。

【図７】同じくオイル通路の加工説明図。

【図８】従来例を示す断面図。

【符号の説明】 １ クランクシャフト ２ ジャーナル部 ３ 主軸受 ４ オイル通路 ５ クランクピン部 ８ オイルポンプ １１ グルーブ １２ 凹部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主軸受によりクランクシャフトのジャー
   ナル部を支持し、このジャーナル部からクランクピン部
   に潤滑油を導くオイル通路をクランクシャフトの内部に
   形成した内燃機関において、主軸受内周と摺接するジャ
   ーナル部の外周にロールを圧し当てる押圧加工により潤
   滑油が導かれるグルーブを形成し、このグルーブに前記
   オイル通路を直接的に連通させたことを特徴とする内燃
   機関のクランクシャフト。