JP2005351452A - 組立クランクシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 組立クランクシャフトの各構成部品の結合力を大きくすることで、剛性を高めてトルク伝達能力を大きくし、更に、接合部の確実な回り止めを図ることにある。
【解決手段】 第１シャフト５１、第２シャフト５２、第３シャフト５３、第４シャフト５４を第１接合部１３６、第２接合部１３７、第３接合部１３８を介して一体的に連結させたクランクシャフト１８であって、接合部１３６を、アーム部７１と第１ジャーナル軸６１との連結部に設け、接合部１３７を、アーム部８７とクランクピン７１との連結部に設けるとともに、ジャーナル軸６１，９３又はクランクピン１７を中心とする円周上に配置した複数のボルト７３，９４にてそれぞれ結合し、ジャーナル軸６１，９３の半径ｒ１及びクランクピン１７の半径ｒ２の少なくとも一方を、ジャーナル軸６１，９３の軸線６６とクランクピン１７の軸線１４２との距離Ｌよりも大きくした。
【選択図】 図４

Description

本発明は、組立クランクシャフトに関するものである。

従来の組立クランクシャフトとして、両端部に雄ねじを形成したクランクピンで一対のアーム部を連結したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
実開昭６３−１９６８１６号公報

特許文献１の第１図を以下の図９で説明し、特許文献１の第４図を以下の図１０で説明する。なお、符号は振り直した。
図９は従来の組立クランクシャフトを示す正面図であり、クランクシャフト２００は、それぞれジャーナル部２０１を備えたクランクシャフト本体２０２及びクランクシャフト本体２０３と、これらのクランクシャフト本体２０２及びクランクシャフト本体２０３のそれぞれを連結する別体のクランクピン２０４とからなる。

クランクシャフト本体２０２はアーム部２０６を備え、このアーム部２０６に第１の雌螺子部２０７を形成した部材である。
クランクシャフト本体２０３もアーム部２０６を備え、このアーム部２０６に第２の雌螺子部２０８を形成した部材である。

図１０は従来のクランクピンを示す斜視図であり、クランクピン２０４は、両端部にそれぞれ第１の雄螺子部２１１、第２の雄螺子部２１２を形成した部材であり、第１の雄螺子部２１１に左螺子を形成することで、クランクシャフト本体２０２（図９参照）の第１の雌螺子部２０７（図９参照）にねじ結合し、第２の雄螺子部２１２に右螺子を形成することで、クランクシャフト本体２０３（図９参照）の第２の雌螺子部２０８（図９参照）にねじ結合する。なお、２１３は第２の雄螺子部２１２の先端に設けた工具係合部であるり、クランクシャフト本体２０２及びクランクシャフト本体２０３にクランクピン２０４を組み付けるときに工具を掛けて回す部分である。

上記のクランクシャフト２００では、第１の雄螺子部２１１及び第２の雄螺子部２１２を軸方向に形成したクランクピン２０４で、クランクシャフト本体２０２とクランクシャフト本体２０３とを連結するため、第１の雄螺子部２１１及び第２の雄螺子部２１２のそれぞれの軸力には限界があり、クランクシャフト本体２０２とクランクピン２０４との結合力及びクランクシャフト本体２０３とクランクピン２０４との結合力を大きくすることは困難である。従って、クランクシャフト２００の剛性を高めることが難しく、トルク伝達能力を大きくできない。

また、第１の雄螺子部２１１と第２の雄螺子部２１２とは、一方に左螺子、他方に右螺子を形成するため、一方の回転方向には緩まないが、他方の回転方向には緩むことが考えられ、回り止めの構造としては不十分である。

本発明の課題は、組立クランクシャフトの各構成部品の結合力を大きくすることで、剛性を高めてトルク伝達能力を大きくし、更に、接合部の確実な回り止めを図ることにある。

請求項１に係る発明は、複数の構成部品を接合部を介して一体的に連結させた組立クランクシャフトであって、接合部を、クランクピンの両端を支持する一対のアーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及びアーム部の他方とクランクピンとの連結部の少なくとも片方に設けるとともに、ジャーナル軸又はクランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて結合し、ジャーナル軸の半径及びクランクピンの半径の少なくとも一方を、ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくした、ことを特徴とする。

接合部を一対のアーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及びアーム部の他方とクランクピンとの連結部の少なくとも片方に設けるとともに、ジャーナル軸又はクランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて結合したことで、アーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及びアーム部の他方とクランクピンとの連結部との少なくとも片方に設けた接合部の結合力を複数のボルトの軸力によって高めることができる。

また、ジャーナル軸の半径及びクランクピンの半径の少なくとも一方を、ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくしたことで、ジャーナル軸及びクランクピンの少なくとも一方を大径化することができ、ジャーナル軸とクランクピンとを径方向にオーバーラップさせることが可能になり、しかも接合部の面積を大きくすることができる。

更に、接合部の面積が大きくなることで、複数のボルトの配列の自由度を増すことができる。
また更に、ジャーナル軸又はクランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて接合部を結合するため、接合部の回り止めを確実に行うことができる。

請求項２に係る発明は、ジャーナル軸及びクランクピンのそれぞれの内部に中空部を形成するとともに、これらの中空部を連通する潤滑油路を組立クランクシャフトの軸線に平行に形成したことを特徴とする。

ジャーナル軸及びクランクピンのそれぞれの内部に中空部を形成することで、ジャーナル軸とクランクピンとが径方向にオーバラップするときに、中空部を通じて複数のボルトで接合部を結合することができる。

また、中空部を連通する潤滑油路を組立クランクシャフトの軸線に平行に形成したので、例えば、ジャーナル軸に設けた中空部から潤滑油路を介してクランクピンに設けた中空部へ潤滑油を供給するときに、潤滑油をクランクピン側の中空部の各部へほぼ一様に供給することができる。

請求項３に係る発明は、ボルトを配置した円周上に、位置決めのための少なくとも一つのノックピン又はノック穴を設けたことを特徴とする。
ボルトを配置した円周上に少なくとも一つのノックピン又はノック穴を設けたことで、接合部の周方向の回り止めによる位置決めを行うことができる。

請求項４に係る発明は、ジャーナル軸の半径を、ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくしたことを特徴とする。
ジャーナル軸の半径をジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくしたことで、ジャーナル軸の大径化を図ることができ、組立クランクシャフトの剛性を高めることができる。

請求項１に係る発明では、接合部を一対のアーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及びアーム部の他方とクランクピンとの連結部の少なくとも片方に設けるとともに、ジャーナル軸又はクランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて結合したので、アーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及びアーム部の他方とクランクピンとの連結部との少なくとも片方に設けた接合部の結合力を複数のボルトの軸力によって高めることができ、組立クランクシャフトの剛性を高めることができて、トルク伝達能力を大きくすることができる。

また、ジャーナル軸の半径及びクランクピンの半径の少なくとも一方を、ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくしたので、ジャーナル軸及びクランクピンの少なくとも一方を大径化することができ、ジャーナル軸とクランクピンとを径方向にオーバーラップさせることが可能になり、しかも接合部の面積を大きくすることができて、接合部の結合力をより一層高めることができる。

更に、接合部の面積が大きくなることで、複数のボルトの配列の自由度を増すことができ、オーバーラップするジャーナル軸とクランクピンとの位置に応じた適切なボルト配列を容易に選択することができる。
また更に、ジャーナル軸又はクランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて接合部を結合するため、接合部の回り止めを確実に行うことができる。

請求項２に係る発明では、ジャーナル軸及びクランクピンのそれぞれの内部に中空部を形成したので、ジャーナル軸とクランクピンとが径方向にオーバラップするときに、中空部を通じて複数のボルトで接合部を結合することができる。従って、ボルト本数を増やすことができ、接合部の結合力をより高めることができる。

また、中空部を連通する潤滑油路を組立クランクシャフトの軸線に平行に形成したことで、例えば、ジャーナル軸に設けた中空部から潤滑油路を介してクランクピンに設けた中空部へ潤滑油を供給するときに、潤滑油をクランクピン側の中空部の各部へほぼ一様に供給することができ、クランクピンの摺動面の一様な潤滑を行うことができる。

請求項３に係る発明では、ボルトを配置した円周上に少なくとも一つのノックピン又はノック穴を設けたので、接合部の周方向の回り止めによる位置決めを行うことができ、組立クランクシャフトの組立精度を高めることができる。

請求項４に係る発明では、ジャーナル軸の半径をジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きくしたので、ジャーナル軸の大径化を図ることができ、組立クランクシャフトの剛性を高めることができて組立クランクシャフトの共振周波数を高めることができ、組立クランクシャフトの高回転化、耐久性向上を図ることができる。

本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る組立クランクシャフトを備える内燃機関の断面図であり、内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１に設けたシリンダボア１２に移動自在に挿入したピストン１３と、このピストン１３に球面継手１４を介して連結したコンロッド１６と、シリンダブロック１１の下部に回転自在に取付けるとともに中空のクランクピン１７でコンロッド１６をスイング自在に支持する組立式のクランクシャフト１８とを備える。

シリンダブロック１１は、上部に設けたシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の内側に嵌合させるとともにシリンダボア１２を形成した筒状のスリーブ２２と、シリンダ部２１の下部に取付けたアッパークランクケース２３とからなる。

コンロッド１６は、ピストン１３に連結した小端部２４と、クランクピン１７に連結した大端部２５と、これらの小端部２４及び大端部２５のそれぞれを連結するロッド部２６とを一体成形した部材であり、大端部２５をクランクピン１７にフロート軸受３１を介して連結したものである。

ここで、３２はクランクシャフト１８に設けたカウンタウエイト、３３はシリンダブロック１１の上部にヘッドガスケット（不図示）を介して取付けたシリンダヘッド、３４は吸気バルブ、３６は排気バルブ、３７は燃焼室、３８はアッパークランクケース２３とでクランクケースを形成するためにアッパークランクケース２３の下部にボルト４１・・・（・・・は複数個を示す。以下同じ。）で取付けたロワークランクケース、４２はロワークランクケース３８の下部にボルト４４・・・で取付けたオイルパンである。

図２は本発明に係る内燃機関のクランクシャフトを示す断面図であり、クランクシャフト１８は、一端側から他端側へ第１シャフト５１、第２シャフト５２、第３シャフト５３、第４シャフト５４を順に設けた組立式のものである。なお、第２シャフト５２及び第３シャフト５３については、その形状を容易に理解できるように輪郭を太線で示した。

第１シャフト５１は、シリンダブロック１１（図１参照）の下部に設けた第１主軸受部５６及びロワークランクケース３８（図１参照）に設けた軸受部５７でフロート軸受５８（断面形状が容易に把握できるようにクロスハッチングを施した部分である。他のフロート軸受も同じ。）を介して支持した第１ジャーナル軸６１と、この第１ジャーナル軸６１の端部に打ち込んだ図示せぬ第１ノックピンとを備え、この第１ジャーナル軸６１は、中空部６２を備える。なお、６４は第１ジャーナル軸６１の端部から中空部６２へ開けた貫通穴、６５はクランクシャフト１８の軸線６６に平行に開けたオイル穴、複数の６７は第１ジャーナル軸６１の外周面６１ａから中空部６２へ開口するように開けたオイル小穴である。

フロート軸受５８は、第１ジャーナル軸６１の外周面６１ａに回転自在に嵌合させるとともに、第１主軸受部５６及び軸受部５７に亘って開けた軸受穴部６８に回転自在に嵌合させた部材である。なお、６９はフロート軸受５８に設けた複数のオイル小穴である。

第２シャフト５２は、第１シャフト５１の第１ジャーナル軸６１に嵌合させたアーム部７１と、このアーム部７１に一体に軸線６６から径外方へオフセットさせて設けた中空のクランクピン１７と、軸線６６に対してクランクピン１７とは反対の側のアーム部７１に一体に設けた前述のカウンタウエイト３２と、クランクピン１７の端部に打ち込んだ図示せぬ第２ノックピンとからなり、第１シャフト５１の第１ジャーナル軸６１に複数のボルト７３で取付けた部材である。アーム部７１及びクランクピン１７は、中空部７５を備える。なお、７７はクランクピン１７の端部から中空部７５へ開けた貫通穴、７８は軸線６６に平行に開けたオイル穴、複数の８１はクランクピン１７の外周面１７ａから中空部７５へ開口するように開けたオイル小穴である。

第１シャフト５１と第２シャフト５２とは、第１シャフト５１の第１ジャーナル軸６１の外周面６１ａと、第２シャフト５２に設けた嵌合穴５２ａとで嵌合して位置決めされるとともに、第１ノックピンで第１ジャーナル軸６１と嵌合穴５２ａとの互いの回り止めが行われる。

フロート軸受３１は、クランクピン１７の外周面１７ａに回転自在に嵌合させるとともに、コンロッド１６の大端部２５に設けた大端部穴２５ａに回転自在に嵌合させた部材である。なお、８４はフロート軸受３１に開けた複数のオイル小穴である。

第３シャフト５３は、第２シャフト５２のクランクピン１７に嵌合させたアーム部８７と、このアーム部８７に一体に設けるとともに、シリンダブロック１１の下部に設けた第２主軸受部８８及びロワークランクケース３８に設けた軸受部９１でフロート軸受９２を介して支持した第２ジャーナル軸９３と、アーム部８７に一体に設けた前述のカウンタウエイト３２と、第２ジャーナル軸９３の端部に打ち込んだ図示せぬ第３ノックピンとからなり、第２シャフト５２のクランクピン１７に複数のボルト９４で取付けた部材である。

アーム部８７及び第２ジャーナル軸９３は、中空部９６を備える。なお、９８は第２ジャーナル軸９３の端部から中空部９６に開けた貫通穴、１０１は軸線６６に平行に開けたオイル穴、複数の１０２は第２ジャーナル軸９３の外周面９３ａから中空部９６へ開口するように開けたオイル小穴である。

第２シャフト５２と第３シャフト５３とは、第２シャフト５２のクランクピン１７の外周面１７ａと、第３シャフト５３に設けた嵌合穴５３ａとで嵌合して位置決めされるとともに、第２ノックピンでクランクピン１７と嵌合穴５３ａとの互いの回り止めが行われる。

フロート軸受９２は、フロート軸受５８と同一のものであり、第２ジャーナル軸９３の外周面９３ａに回転自在に嵌合させるとともに、第２主軸受部８８及び軸受部９１に亘って開けた軸受穴部１０３に回転自在に嵌合させた部材である。

第４シャフト５４は、フランジ部１０５と、このフランジ部１０５に一体に設けた軸部１０６とからなり、フランジ部１０５に嵌合穴１０５ａを設け、この嵌合穴１０５ａと第２ジャーナル軸９３の外周面９３ａとで嵌合して位置決めするとともに、第３ノックピンで第２ジャーナル軸９３と嵌合穴１０５ａとを互いに回り止めし、第２ジャーナル軸９３に複数のボルト１０８で取付けたものである。

以上で説明した軸受構造は、クランクシャフト１８を、シリンダブロック１１及びロワークランクケース３８に対してフロート軸受５８，９２を介して支持し、コンロッド１６を、クランクピン１７に対してフロート軸受３１を介して支持したことで、クランクシャフト１８が回転したときのフリクションを低減でき、摩擦損失を低減させてクランクシャフト１８の高回転化を図るものである。

また、第１・第２ジャーナル軸６１，９３の大径化（従来のジャーナル軸の径φ４５〜φ５５に対してφ６７とした。）及びクランクピン１７の大径化（従来のクランクピンの径φ３０〜φ４０に対してφ５４とした。）を図ることで、クランクシャフト１８を高剛性とし、クランクシャフト１８の耐久性向上と高回転化を図るものである。

図３（ａ），（ｂ）は本発明に係る組立クランクシャフトの各シャフトの正面図であり、（ａ）は第２シャフト５２、（ｂ）は第３シャフト５３を示し、それぞれ図２において右方から見たものである。
（ａ）に示した第２シャフト５２は、アーム部７１に、第１シャフト５１（図２参照）に取付けるためにボルト７３（図２参照）を通す複数のボルト穴１１１を同一円周上に開けるとともに、アーム部７１の裏面（第１シャフト５１側の面である。）に、第１シャフト５１と第２シャフト５２との間の回り止めをする第１ノックピン１１２（不図示）を挿入する第１ノック穴１１２Ａをボルト１１１と同一円周上に開け、クランクピン１７の端面１７ｂに、第３シャフト５３（図２参照）を取付けるためにボルト９４（図２参照）をねじ込む複数のめねじ１１３を同一円周上に形成するとともに、第２シャフト５２と第３シャフト５３との間の回り止めをする第２ノックピン１１４，１１４（ハッチングを施した部分である。他のノックピンも同じ。）をめねじ１１３と同一円周上に取付けた部材である。
図２に戻って、第１シャフト５１は、第１ジャーナル軸６１の端面６１ｂにボルト７３をねじ込む複数のめねじ１１６を形成した部材である。

図３（ｂ）に示した第３シャフト５３は、アーム部８７に、第２シャフト５２（（ａ）参照）に取付けるためにボルト９４（図２参照）を通す複数のボルト穴１１８を同一円周上に開け、第２ジャーナル軸９３の端面９３ｂに第４シャフト５４（図２参照）を取付けるためにボルト１０８（図２参照）をねじ込む複数のめねじ１２１を同一円周上に形成するとともに、第３シャフト５３と第４シャフト５４との回り止めをする第３ノックピン１２２，１２２をめねじ１２１と同一円周上に取付け、更に、第２シャフト５２に取付けるためにボルト９４を通す複数のボルト穴１２３，１２３をボルト穴１１８と同一円周上に開けた部材である。なお、ボルト穴１１８とボルト穴１２３とは同一円周上にある。

図４（ａ），（ｂ）は組立クランクシャフトの形状を示す説明図である。
（ａ）は実施例（本発明の実施形態）のクランクシャフト１８の形状を示す。
図中の１３６は第１シャフト５１と第２シャフト５２との接合部としての第１接合部であり、第１シャフト５１側の第１ジャーナル軸６１の外周面６１ａ及び端面６１ｂと、第２シャフト５２側の嵌合穴５２ａ及び嵌合穴５２ａの底面５２ｃとからなる。

図中の１３７は第２シャフト５２と第３シャフト５３との接合部としての第２接合部であり、第２シャフト５２側のクランクピン１７の外周面１７ａ及び端面１７ｂと、第３シャフト５３側の嵌合穴５３ａ及び嵌合穴５３ａの底面５３ｃとからなる。

図中の１３８は第３シャフト５３と第４シャフト５４との接合部としての第３接合部であり、第３シャフト５３側の第２ジャーナル軸９３の外周面９３ａ及び端面９３ｂと、第４シャフト５４側の嵌合穴１０５ａ及び嵌合穴１０５ａの底面１０５ｃとからなる。

クランクシャフト１８の軸線、即ち、第１ジャーナル軸６１及び第２ジャーナル軸９３の軸線を６６とし、クランクピン１７の軸線を１４２とし、軸線６６と軸線１４２との距離をＬ（この距離Ｌは、ピストン１３（図１参照）のストローク量の半分に等しい。）とすると、第１ジャーナル軸６１及び第２ジャーナル軸９３の半径ｒ１は、距離Ｌよりも大きく（即ち、ｒ１＞Ｌ）、クランクピン１７の半径ｒ２は距離Ｌに等しい（即ち、ｒ２＝Ｌ）。この半径ｒ２は距離Ｌより大きくてもよい（即ち、ｒ２＞Ｌ）。

（ｂ）は比較例の組立式のクランクシャフト２００の形状を示す。
クランクシャフト２００の軸線、即ち、ジャーナル部２０１の軸線を２２１とし、クランクピン２０４の軸線を２２２とし、軸線２２１と軸線２２２との距離をＪＬとすると、ジャーナル部２０１の半径Ｊｒ１は、距離ＪＬよりも小さく（即ち、Ｊｒ１＜ＪＬ）、クランクピン２０４の半径Ｊｒ２は、距離ＪＬよりも小さい（即ち、Ｊｒ２＜ＪＬ）。

以上の（ａ），（ｂ）から、実施例では、半径ｒ１及び半径ｒ２の少なくとも一方を距離Ｌよりも大きくすることで、第１ジャーナル軸６１及び第２ジャーナル軸９３、クランクピン１７の大径化を図ることができ、また、第１ジャーナル軸６１及び第２ジャーナル軸９３とクランクピン１７との径方向のオーバラップ量を大きくすることができる。これにより、比較例に対して、第１シャフト５１、第２シャフト５２、第３シャフト５３及び第４シャフト５４のそれぞれの接合部（即ち、第１接合部１３６、第２接合部１３７、第３接合部１３８である。）の断面積を大きくすることができ、これらを複数のボルトで結合するときに都合がよい。

以上に述べたクランクシャフト１８の組立要領を以下の図５〜図７で説明する。
図５は本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第１作用図である。
まず、第１シャフト５１の第１ジャーナル軸６１にフロート軸受５８を嵌め、次に、第１ジャーナル軸６１の端面６１ｂに打ち込んだ第１ノックピン１１２を第２シャフト５２のアーム部７１に開けた第１ノック穴１１２Ａに嵌めながら、第１ジャーナル軸６１の外周面６１ａの端部に第２シャフト５２の嵌合穴５２ａを嵌める。
そして、第１シャフト５１のめねじ１１６に、第２シャフト５２のボルト穴１１１に挿入したボルト７３をねじ込むことで、第１シャフト５１に第２シャフト５２を組付ける。

図６は本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第２作用図である。
まず、第２シャフト５２のクランクピン１７にフロート軸受３１を嵌め、次に、フロート軸受３１にコンロッド１６の大端部穴２５ａを嵌め、更に、第２シャフト５２の第２ノックピン１１４に、第３シャフト５３のアーム部８７に開けたノック穴１１４Ａを嵌めながら、クランクピン１７の外周面１７ａに第３シャフト５３の嵌合穴５３ａを嵌める。

そして、第２シャフト５２のめねじ１１３に、第３シャフト５３のボルト穴１１８及びボルト穴１２３（図３（ｂ）参照）に挿入したボルト９４をねじ込むことで、第２シャフト５２に第３シャフト５３を組付ける。

図７は本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第３作用図である。
まず、第３シャフト５３の第２ジャーナル軸９３にフロート軸受９２を嵌め、次に、第２ジャーナル軸９３の端面９３ｂに打ち込んだ第３ノックピン１２２，１２２に第４シャフト５４のフランジ部１０５に開けた第３ノック穴１２２Ａ，１２２Ａを嵌めながら、第２ジャーナル軸９３の外周面９３ａの端部に第４シャフト５４の嵌合穴１０５ａを嵌める。

そして、第３シャフト５３のめねじ１２１に、第４シャフト５４のフランジ部１０５に開けた複数のボルト穴１３５に挿入したボルト１０８をねじ込むことで、第３シャフト５３に第４シャフト５４を組付ける。これで、クランクシャフトの組立が完了する。

以上に述べたオイル穴７８，１０１の作用を次に説明する。
図８は本発明に係るオイル穴の作用を示す作用図である。
シリンダブロック側から第１主軸受部５６及び第２主軸受部８８を介して、フロート軸受５８のオイル小穴６９、第１ジャーナル軸６１のオイル小穴６７、フロート軸受９２のオイル小穴６９、第２ジャーナル軸９３のオイル小穴１０２を通じて中空部６２，９６へオイルが矢印のように供給されると、中空部６２，９６内のオイルは、貫通穴６４、オイル穴７８、オイル穴１０１、貫通穴７７を通って中空部７５に矢印のように至り、中空部７５からオイル小穴８１，８４を通じてフロート軸受３１の内周面及び外周面に至る。

このとき、例えば、中空部６２，９６から中空部７５に至るオイル穴を、軸線６６に対して傾斜させて開けると、オイルは中空部７５内の一部、即ちオイル穴の出口近傍にしか供給されず、フロート軸受３１へのオイル供給も周方向で均一でなくなる。

これに対して、本発明では、オイル穴７８，１０１を軸線６６に平行に開けたことで、中空部６２，９６から中空部７５内の各部へオイルをほぼ均等に供給することができるため、フロート軸受３１へのオイル供給を周方向でより均一に行うことができる。

以上の図２及び図４（ａ）で説明したように、本発明は第１に、複数の構成部品（即ち、第１シャフト５１、第２シャフト５２、第３シャフト５３、第４シャフト５４である。）を接合部（即ち、第１接合部１３６、第２接合部１３７、第３接合部１３８である。）を介して一体的に連結させたクランクシャフト１８であって、接合部１３６，１３７，１３８を、クランクピン１７の両端を支持する一対のアーム部７１，８７の一方と第１ジャーナル軸６１との連結部、及びアーム部７１，８７の他方とクランクピン１７との連結部の少なくとも片方に設ける、又は、アーム部としてのフランジ部１０５と第２ジャーナル軸９３との連結部に設けるとともに、ジャーナル軸６１，９３又はクランクピン１７を中心とする円周上に配置した複数のボルト７３，９４，１０８にて結合し、ジャーナル軸６１，９３の半径ｒ１及びクランクピン１７の半径ｒ２の少なくとも一方を、ジャーナル軸６１，９３の軸線６６とクランクピン１７の軸線１４２との距離Ｌよりも大きくした、ことを特徴とする。

接合部１３６，１３７，１３８を、クランクピン１７の両端を支持する一対のアーム部７１，８７の一方と第１ジャーナル軸６１との連結部、及びアーム部７１，８７の他方とクランクピン１７との連結部の少なくとも片方に設ける、又は、アーム部としてのフランジ部１０５と第２ジャーナル軸９３との連結部に設けるとともに、ジャーナル軸６１，９３又はクランクピン１７を中心とする円周上に配置した複数のボルト７３，９４，１０８にて結合したので、接合部１３６，１３７，１３８の結合力を複数のボルト７３，９４，１０８の軸力によって高めることができ、クランクシャフト１８の剛性を高めることができて、トルク伝達能力を大きくすることができる。

また、ジャーナル軸６１，９３の半径ｒ１及びクランクピン１７の半径ｒ２の少なくとも一方を、ジャーナル軸６１，９３の軸線６６とクランクピン１７の軸線１４２との距離Ｌよりも大きくしたので、ジャーナル軸６１，９３及びクランクピン１７の少なくとも一方を大径化することができ、ジャーナル軸６１，９３とクランクピン１７とを径方向にオーバーラップさせることが可能になり、しかも接合部１３６，１３７，１３８の面積、詳しくは、端面６１ｂ，１７ｂ，９３ｂの面積を大きくすることができて、接合部１３６，１３７，１３８の結合力をより一層高めることができる。

更に、接合部１３６，１３７，１３８の面積が大きくなることで、複数のボルト７３，９４，１０８の配列の自由度を増すことができ、オーバーラップするジャーナル軸６１，９３とクランクピン１７との位置に応じた適切なボルト配列を容易に選択することができる。

また更に、ジャーナル軸６１，９３又はクランクピン１７を中心とする円周上に配置した複数のボルト７３，９４，１０８にて接合部１３６，１３７，１３８を結合するため、接合部１３６，１３７，１３８の回り止めを確実に行うことができる。

本発明は第２に、ジャーナル軸６１，９３及びクランクピン１７のそれぞれの内部に中空部６２，９６，７５を形成するとともに、これらの中空部６２，９６，７５を連通する潤滑油路としてのオイル穴７８，１０１をクランクシャフト１８の軸線６６に平行に形成したことを特徴とする。

ジャーナル軸６１，９３及びクランクピン１７のそれぞれの内部に中空部６２，９６，７５を形成したので、ジャーナル軸６１，９３とクランクピン１７とが径方向にオーバーラップするときに、中空部６２，９６，７５を通じて複数のボルト７３，９４，１０８で接合部１３６，１３７，１３８を結合することができる。従って、ボルト本数を増やすことができ、接合部１３６，１３７，１３８の結合力をより高めることができる。

また、中空部６２，９６，７５を連通するオイル穴７８，１０１をクランクシャフト１８の軸線６６に平行に形成したので、例えば、ジャーナル軸６１，９３に設けた中空部６２，９６からオイル穴７８，１０１を介してクランクピン１７に設けた中空部７５へ潤滑油としてのオイルを供給するときに、オイルをクランクピン１７側の中空部７５の各部へほぼ一様に供給することができ、クランクピン１７の摺動面の一様な潤滑を行うことができる。

本発明は第３に、図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ）、図５〜図７で説明したように、ボルト７３，９４，１０８を配置した円周上に、位置決めのための少なくとも一つのノックピン（即ち第１ノックピン１１２、第２ノックピン１１４、第３ノックピン１２２である。）又はノック穴（即ち、第１ノック穴１１２Ａ、第２ノック穴１１４Ａ、第３ノック穴１２２Ａである。）を設けたことを特徴とする。

ボルト７３，９４，１０８を配置した円周上に少なくとも一つのノックピン１１２，１１４，１２２又はノック穴１１２Ａ，１１４Ａ，１２２Ａを設けたので、接合部１３６，１３７，１３８の周方向の回り止めによる位置決めを行うことができ、クランクシャフト１８の組立精度を高めることができる。

また、同一円周上に設けることで、ボルト７３，９４，１０８を通すボルト穴１１６（図２参照），１１８，１２３，１３５（図２参照）と、ノックピン１１２，１１４，１２２を打込む穴又はノック穴１１２Ａ，１１４Ａ，１２２Ａとの穴開け加工を穴開け加工機で容易に開けることができ、加工性を高めることができる。

本発明は第４に、ジャーナル軸６１，９３の半径（即ち、半径ｒ１である。）を、ジャーナル軸６１，９３の軸線６６とクランクピン１７の軸線１４２との距離Ｌよりも大きくしたことを特徴とする。

ジャーナル軸６１，９３の半径ｒ１をジャーナル軸６１，９３の軸線６６とクランクピン１７の軸線１４２との距離Ｌよりも大きくしたので、ジャーナル軸６１，９３の大径化を図ることができ、クランクシャフト１８の剛性を高めることができてクランクシャフト１８の共振周波数を高めることができ、クランクシャフト１８の高回転化、耐久性向上を図ることができる。

本発明の組立クランクシャフトは、大端部一体式コンロッドを使用した高回転型内燃機関に好適である。

本発明に係る組立クランクシャフトを備える内燃機関の断面図である。 本発明に係る内燃機関のクランクシャフトを示す断面図である。 本発明に係る組立クランクシャフトの各シャフトの正面図である。 組立クランクシャフトの形状を示す説明図である。 本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第１作用図である。 本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第２作用図である。 本発明に係るクランクシャフトの組立要領を示す第３作用図である。 本発明に係るオイル穴の作用を示す作用図である。 従来の組立クランクシャフトを示す正面図である。 従来のクランクピンを示す斜視図である。

符号の説明

１７…クランクピン、５１，５２，５３，５４…構成部品（第１シャフト、第２シャフト、第３シャフト、第４シャフト）、６１，９３…ジャーナル軸（第１ジャーナル軸、第２ジャーナル軸）、６２，７５，９６…中空部、６６…クランクシャフトの軸線、７１，８７…アーム部、７３，９４，１０８…ボルト、７８，１０１…潤滑油路（オイル穴）、１１２，１１４，１２２…ノックピン（第１ノックピン、第２ノックピン、第３ノックピン）、１１２Ａ，１１４Ａ，１２２Ａ…ノック穴（第１ノック穴、第２ノック穴、第３ノック穴）、１３６，１３７，１３８…接合部（第１接合部、第２接合部、第３接合部）、Ｌ…ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離、ｒ１…ジャーナル軸の半径、ｒ２…クランクピンの半径。

Claims (4)

1. 複数の構成部品を接合部を介して一体的に連結させた組立クランクシャフトであって、
   前記接合部は、クランクピンの両端を支持する一対のアーム部の一方とジャーナル軸との連結部、及び前記アーム部の他方と前記クランクピンとの連結部の少なくとも片方に設けられるとともに、前記ジャーナル軸又は前記クランクピンを中心とする円周上に配置した複数のボルトにて結合され、
   前記ジャーナル軸の半径及び前記クランクピンの半径の少なくとも一方が、ジャーナル軸の軸線とクランクピンの軸線との距離よりも大きい、
   ことを特徴とする組立クランクシャフト。
2. 前記ジャーナル軸及び前記クランクピンのそれぞれの内部に中空部を形成するとともに、これらの中空部を連通する潤滑油路を組立クランクシャフトの軸線に平行に形成したことを特徴とする請求項１記載の組立クランクシャフト。
3. 前記ボルトを配置した円周上に、位置決めのための少なくとも一つのノックピン又はノック穴を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の組立クランクシャフト。
4. 前記ジャーナル軸の半径は、前記ジャーナル軸の軸線と前記クランクピンの軸線との距離よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の組立クランクシャフト。

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