JP2007032718A - クランクシャフトのオイル通路構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクシャフト内で流通するオイル流量を適切に制御することで、オイルポンプの負荷を低減し、エンジンの燃費および出力低下を抑制できるようにする。
【解決手段】
クランクジャーナル１２とクランクピン１３とを有するクランクシャフト１１と、エンジンによって駆動され軸受とクランクジャーナル１２との間にオイルを供給するオイルポンプと、クランクジャーナル１２およびクランクピン１３の内部を連通しオイルを流通させるオイル通路１５と、このオイル通路１５に設けられ、クランクシャフト１１の回転速度に応じてオイル通路１５内を流通するオイルの流量を変更する流量規制手段２０とを備えて構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、エンジンのクランクシャフトのオイル通路構造に関するものである。

従来より、エンジンによって生じた動力を出力するクランクシャフトは、シリンダブロックの軸受に支持されるクランクジャーナルと、ピストンのコネクティングロッドと回転可能に接続されるクランクピンと、クランクジャーナルおよびクランクピンと一体に形成されクランクジャーナルおよびクランクピンの間に介装されたクランクアームとから主に構成されている。

また、シリンダブロックの軸受とクランクジャーナルとの間にはオイルが供給されるようになっており、クランクシャフトが滑らかに軸受上で回転できるようになっている。さらに、このクランクシャフトの内部には、クランクジャーナルからクランクピンに亘ってオイル通路が形成され、軸受とクランクジャーナルとの間に供給されたオイルが、このオイル通路を通じてクランクピンとコネクティングロッドとの間に供給され、クランクピンとコネクティングロッドとが滑らかに回動できるようになっている。なお、このオイル通路は、その入口がクランクジャーナルに形成され、他方、その出口がクランクピンに形成されている。なお、このようなオイル通路が形成された一般的なクランクシャフトに関する技術を示す一例としては、以下の特許文献１が挙げられる。

ところで、例えばクランクシャフトの回転速度が増大すると、オイル通路内にあるオイルに作用する遠心力も増大することとなるが、オイル通路内のオイルに作用する遠心力が大きくなると、この遠心力の増大に伴い、クランクジャーナルと軸受との間にあるオイルが積極的にオイル通路入口から吸い込まれ、オイル通路出口から流出するオイル量が増大するという現象が生じる。このように、オイル通路内のオイルに作用する遠心力によって、オイル通路内のオイルがオイル通路の出口から積極的に排出される現象を「吸出し現象」という。

他方、オイルは、クランクシャフトに接続されたオイルポンプが稼動することによって軸受とクランクジャーナルとの間に供給され、クランクシャフトの回転速度が増大するに連れて、このオイルポンプから吐出されるオイルの圧力（即ち、吐出圧）も増大するようになっている。もっとも、このポンプにはリリーフ弁が備えられており、このリリーフ弁の設定により、ポンプ吐出圧を適宜設定することが可能であり、通常は、上述した吸出し現象を考慮してその吐出圧が設定されている。

換言すれば、吸出し現象を考慮せずにポンプ吐出圧を設定した場合には、オイルポンプから吐出されるオイル流量よりも、オイル通路出口から流出するオイル流量の方が大きくなるという現象が生じることとなる。この場合、クランクジャーナルと軸受との間のオイル量が十分ではなくなり、クランクジャーナルと軸受との間からオイル流路内に空気が入り込んでしまうという現象（いわゆる、エアレーション）が生じてしまう場合もある。
特開平６−２４９２３０号公報

しかしながら、上述のように、吸出し現象を考慮した上でオイルポンプの吐出圧を高く設定するということは、オイルポンプの負荷を高く設定するということでもあるため、エンジンの燃費の悪化を招くとともに、エンジン出力の低下を招くという課題がある。
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、クランクシャフト内で流通するオイル流量を適切に制御することで、オイルポンプの負荷を低減し、エンジンの燃費および出力低下を抑制することができる、クランクシャフトのオイル通路構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のクランクシャフトのオイル通路構造（請求項１）は、エンジンのシリンダブロック内に設けられた軸受によって回転可能に軸支されるクランクジャーナルと、コネクティングロッドと回転可能に接続されるクランクピンと、該クランクジャーナルと該クランクピンを有するクランクシャフトと、該エンジンによって駆動され軸受と該クランクジャーナルとの間にオイルを供給するオイルポンプと、該クランクジャーナルおよび該クランクピンの内部を連通しオイルを流通させるオイル通路と、該オイル通路に設けられ、該オイル通路内を流通するオイルの流量を変更する流量規制手段とを備えることを特徴としている。

また、請求項２記載の本発明のクランクシャフトのオイル通路構造は、請求項１記載の内容において、該オイル通路は、該クランクジャーナルに形成され該軸受から該オイルの供給を受けるオイル入力口と、該クランクピンに形成され該オイル入力口から入力されたオイルを排出するオイル排出口とをそなえ、該流量規制手段は、該オイル入力口と該オイル排出口との間に設けられ、該オイル入力口側のオイル圧と該オイル排出口側のオイル圧との差圧が増大するに連れて該オイル排出口側へ流通する該オイル通路内の該オイルの流量の制限することを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明のクランクシャフトのオイル通路構造は、請求項１記載の内容において、該オイル通路は、該クランクジャーナルに形成され該軸受から該オイルの供給を受けるオイル入力口と、該クランクピンに形成され該オイル入力口から入力されたオイルを排出するオイル排出口とをそなえ、該流量規制手段は、該オイル入力口と該オイル排出口との間に設けられ、該クランクシャフトの回転が増大するに連れて該オイル排出口側へ流通する該オイル通路内の該オイルの流量の制限することを特徴としている。

また、請求項４記載の本発明のクランクシャフトのオイル通路構造は、請求項２又は３記載の内容において、該流量規制手段は、該オイル通路内で移動可能に設けられ、該オイル排出口側にスライドし該オイル通路内におけるオイル流通面積を減少させる弁体とを備えることを特徴としている。
また、請求項５記載の本発明のクランクシャフトのオイル通路構造は、請求項４記載の内容において、 該流量規制手段は、該弁体を該オイル入口側へ所定の付勢力で付勢する付勢部と、該オイル通路内において該オイル入力口と連通し第１の内径で形成された第１内径部と、該オイル通路内において該オイル排出口と連通し該第１の内径よりも小さい第２の内径で形成された第２内径部と、該オイル通路内において該第１内径部と該第２内径部との間で徐々に内径が変化するテーパ部とをそなえ、該弁体は、該第１内径部に対して摺動可能に当接する摺動部と、該テーパ部に入り込む突出部とを有することを特徴としている。

本発明のクランクシャフトのオイル通路構造によれば、クランクシャフト内で流通するオイル流量を適切に制御することで、オイルポンプの負荷を低減することが可能となり、エンジンの燃費および出力低下を抑制することができる。（請求項１）
また、オイル入力口側のオイル圧とオイル排出口側のオイル圧との差圧が増大するに連れて、オイル入力口からオイル排出口へ流通するオイル通路内のオイル流量を制限することで、オイル排出口から過剰にオイルが流出することを防ぐことができる。（請求項２）
また、クランクシャフトの回転速度が増大するに連れて、オイル入力口からオイル排出口へ流通するオイル通路内のオイル流量を制限することで、オイル排出口から過剰にオイルが流出することを防ぐことができる。（請求項３）
また、オイル排出口側に移動する弁体により、オイル通路内におけるオイル流通面積を減少させることで、確実にオイル流量を制御することができる。（請求項４）
また、弁体をオイル入口側へ付勢する付勢部による付勢力と、オイル通路内に配設された第１内径部，第２内径部およびテーパ部と、弁体の摺動部および突出部とにより、オイル入力口からオイル排出口へ流通するオイル通路内のオイル流量を適切に制限できる。（請求項５）

以下、図面により、本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造について説明すると、図１はその要部構成を示す模式的な側面図、図２は図１の模式的なＡ矢視図、図３および図５は図１の模式的なＢ−Ｂ矢視断面の要部を示す図、図４は図３の模式的なＣ−Ｃ矢視断面図、図６はクランクシャフトの回転速度とオイルポンプの吐出圧との関係を示すグラフである。

図１に示すように、クランクシャフト１１は、シリンダブロックの軸受（図示略）に支持されるクランクジャーナル１２と、コネクティングロッド（図示略）と回転可能に接続されるクランクピン１３と、クランクジャーナル１２およびクランクピン１３と一体に形成され、クランクジャーナル１２およびクランクピン１３の間に介装されたクランクアーム１４とから主に構成されている。なお、このクランクシャフト１１は多気筒エンジン用であって、この図１に示す構成、即ち、クランクジャーナル１２，クランクピン１３，クランクアーム１４という構成が、図示はしないが複数備えられている。また、この図１において、説明の便宜上、カウンタウェイトの図示を省略している。

また、シリンダブロックの軸受とクランクジャーナル１２との間には、図示しないオイルポンプより吐出されたオイルが供給され、クランクジャーナル１２が滑らかに軸受上で回転できるようになっている。なお、このオイルポンプは、クランクシャフト１１の回転により駆動されるようになっている。また、本明細書中、「上流側」あるいは「下流側」といった表現を用いる場合があるが、これは、オイルポンプから吐出されたオイルの流れを基準とした表現である。

そして、図１および図２に示すように、このクランクシャフト１１の内部には、クランクジャーナル１２からクランクピン１３に亘ってオイル通路１５が形成され、軸受とクランクジャーナル１２との間に供給されたオイルが、このオイル通路１５を通じてクランクピン１３とコネクティングロッドとの間に供給されるようになっている。また、このオイル通路１５の入口（オイル入力口）１５Ａがクランクジャーナル１２に形成され、他方、オイル通路１５の出口（オイル排出口）１５Ｂがクランクピン１３に形成されている。なお、この図２においては、オイル通路１５をわかり易く表示するため、クランクアーム１４およびカウンタウェイトを省略して作図している。

そして、図３に示すように、このオイル通路１５内には、クランクシャフト１１の回転速度に応じてオイル通路１５内を流通するオイルの流量を変更する流量制御アッセンブリ（流量規制手段）２０が設けられている。
この流量制御アッセンブリ２０は、ケース部材２１，弁体２３，リターンスプリング（付勢部）２４から構成されている。

これらのうち、ケース部材２１は、図３、図４に示すとおりオイル通路１５内に圧入されるケースであって、太径部（第１内径部）２１Ａと、細径部（第２内径部）２１Ｂと、テーパ部２１Ｃと、オイル溝２１Ｄとを備えて形成されている。
太径部２１Ａは、オイル通路入口１５Ａと連通し、第１の内径Ｄ₁で形成されたケース部材２１の一部分である。また、細径部２１Ｂは、オイル通路出口１５Ｂと連通し、第１の内径Ｄ₁よりも小さい第２の内径Ｄ₂で形成されたケース部材２１の一部分である。また、テーパ部２１Ｃは、太径部２１Ａと細径部２１Ｂとの間で徐々に内径が変化するケース部材２１の一部分である。また、オイル溝２１Ｄは、太径部２１Ａおよび細径部２１Ｂの内面にオイル通路入口１５Ａからオイル通路出口１５Ｂに向け、複数本設けられた凹部である。

なお、太径部２１Ａにおいてオイル溝２１Ｄを含まないオイル通路１５の内径を図３中符号Ｄ_1Aで示し、また、細径部２１Ｂにおいてオイル溝２１Ｄを含まないオイル通路１５の内径を図３中符号Ｄ_2Aで示す。
また、弁体２３は、摺動部２３Ａと突出部２３Ｂとが一体に形成されたものであって、オイル通路１５の中心線Ｃ₁に沿って移動することで、オイル通路１５内の流路面積を変更し、これにより、オイル通路１５内を流通するオイルの流量を変更するものである。

この弁体２３の摺動部２３Ａは、太径部２１Ａに対して摺動可能に当接する弁体２３の一部である。また、突出部２３Ｂは、摺動部２３Ａと一体に形成された弁体２３の一部であって、オイル通路出口１５Ｂ側へ突出し、テーパ部２１Ｃ内に入り込むようになっている。また、図４に示すように摺動部２３Ａと太径部２１Ａとの間にはオイル溝２１Ｄ、突出部２３Ｂには４つの穴部２３Ｃが形成され、弁体２３の移動量に関わらず、オイル溝２１Ｄおよび４つの穴部２３Ｃを通じて必要最低限のオイル流量を確保できるようになっている。なお、必要最低限のオイル流量を確保する方法として、弁体２３の軸心にオイル通路入口１５Ａとオイル通路出口１５Ｂを連通する中央穴部２３Ｄを設けてもよい。

また、図３に示すように、テーパ部２１Ｃには段付部２２が形成され、この段付部２２と弁体２３の摺動部２３Ａとの間にはリターンスプリング２４が介装されるようになっている。そして、このリターンスプリング２４により、弁体２３が上流側、即ち、オイル通路入口１５Ａ側へ付勢されるようになっている。
また、太径部２１Ａには、ストッパ部材２５が固設され、オイル通路入口１５Ａ側へ付勢された弁体２３が流量制御アッセンブリ２０からオイル通路入口１５Ａ側へ飛び出さないように、弁体２３の移動を規制している。

なお、図４に示すように、オイル通路１５の断面は円形であり、また、ケース部材２１もオイル通路１５の断面と同様に円形である。
本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造は上述のように構成されているので、以下のような作用および効果を奏する。
クランクシャフト１１がクランクジャーナル１２を中心に低速〜中速域で回転している場合、流量制御アッセンブリ２０の弁体２３は、図３に示すように、摺動部２３Ａがストッパ部材２５に当接している。

これは、低速〜中速域でクランクシャフト１１が回転している場合に、弁体２３よりも下流側におけるオイル通路１５内の圧力Ｐ₂とリターンスプリング２４による付勢力Ｐ₃との合算値が、弁体２３よりも上流側におけるオイル通路１５内の圧力Ｐ₁よりも大きくなる（即ち、Ｐ₂＋Ｐ₃≧Ｐ₁の関係が成立する）ように設定されているためである。なお、クランクシャフト１１の回転により弁体２３自体に遠心力が発生する場合には、同遠心力を考慮して設定する。

そして、クランクシャフト１１の回転速度が高速域にある場合には、図５に示すように、弁体２３がオイル通路出口１５Ｂ側へ移動する。
これは、弁体２３の上流側におけるオイル通路１５内の圧力Ｐ₁が、弁体２３の下流側におけるオイル通路１５内の圧力Ｐ₂とリターンスプリング２４による付勢力Ｐ₃との合算値よりも大きくなる（即ち、Ｐ₁＞Ｐ₂＋Ｐ₃の関係が成立する）ように設定されているためである。つまり、Ｐ₁とＰ₂との差圧に応じて弁体２３が移動するものである。なお、クランクシャフト１１の回転により弁体２３自体に遠心力が発生する場合には、同遠心力も弁体２３の移動に寄与する。

そして、弁体２３がオイル通路出口１５Ｂ側へ移動すると、弁体２３の突出部２３Ｂがテーパ部２１Ｃに入り込み、これにより、オイルが流通することができる流路面積が縮小され、オイル流路入口１５Ａからオイル流路出口１５Ｂへ流れるオイルの流量が制限される。なお、オイル溝２１Ｄ及び穴部２３Ｃによって必要最低限のオイル流量は確保されている。

なお、ここで、低回転域，中回転域，高回転域といったエンジン回転速度の速度域は、エンジンの排気量やエンジンの種別（ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど）によって異なるため、エンジン毎に適宜設定する。
ここで、図６を用いて、従来の技術と本実施形態に係る本願発明とを比較する。
オイルポンプは、一般的に、クランクシャフトの回転速度の上昇に伴ってその吐出圧が増大する特性を有しているが（図中の直線Ｌ₁参照）、このオイルポンプには図示しないリリーフバルブが設けられているので、実際の吐出圧（実吐出圧）としては直線Ｌ₂で示すように、図中のクランクシャフト回転速度（エンジン回転数）がＮｅ₁を上回ると、徐々にその吐出圧の増大率が抑制されるようになっている。

この直線Ｌ₂に示す実吐出圧の従来の設定は、従来の技術の欄でも説明したように、オイル通路内のオイルに作用する遠心力によって、オイル通路内のオイルがオイル通路の出口から積極的に排出される現象、即ち、「吸出し現象」を考慮した上で、高目に設定されている。しかしながら、オイルポンプの実吐出圧を高く設定するということは、オイルポンプの負荷を高くするということでもあり、このためエンジンの燃費の悪化を招いている。

また、この直線Ｌ₂に示すように、実吐出圧をある程度高目に設定したとしても、クランクシャフト回転速度が所定値Ｎｅ₃よりも大きくなった場合には、オイルポンプの実吐出圧よりも吸出し現象の発生を防ぐために必要な吐出圧（要求オイル圧；図中直線Ｌ₃参照）が上回ることとなり、軸受部とクランクジャーナルとの間に介在するオイルが不足し、焼き付が生じるおそれがある。

これに対して、本実施形態に係る本願発明によれば、流量制御アッセンブリ２０が、クランクシャフト１１のオイル通路１５内を流通するオイル流量を適切に制御することで、図６中符号Ｌ₄で示すように、要求オイル圧がオイルポンプの実吐出圧よりも高くなることを防ぐことができるので、クランクシャフト回転速度が所定値Ｎｅ₃を超えた場合であっても吸出し現象の発生を防ぐことができる。なお、図６に示すクランクシャフト回転速度は、Ｎｅ₁＜Ｎｅ₂＜Ｎｅ₃という関係にある。

より具体的には、クランクシャフト回転速度が増大することで、オイル通路１５内のオイルに作用する遠心力が増大し、オイル通路入口１５Ａ側のオイル通路１５内のオイル圧Ｐ₁が増大するに連れて、オイル通路入口１５Ａからオイル通路出口１５Ｂへ流通するオイル通路１５内のオイル流量を制限することで、オイル通路出口１５Ｂから過剰にオイルが流出する現象、即ち、吸出し現象の発生を防ぐことができる。

また、クランクシャフト１１の回転速度に応じて、オイル通路出口１５Ｂ側に移動する弁体２３により、オイル通路１５内におけるオイル流通面積を減少させることで、クランクシャフト１１の回転速度が増大した場合であっても、オイル通路１５内を流通するオイル流量を確実に制御することができる。
また、弁体２３をオイル通路入口１５Ａ側へ付勢するリターンスプリング２４による付勢力Ｐ₃と、オイル通路１５内に配設された太径部２１Ａ，細径部２１Ｂおよびテーパ部２１Ｃの形状と、弁体２３の摺動部２３および嵌入部２３Ｂの形状という各要素をそれぞれ適宜設定することで、オイル通路入口１５Ａからオイル通路出口１５Ｂへ流通するオイル通路１５内のオイル流量を適切に制限できる。

また、オイル通路入口１５側のオイル圧とオイル通路出口１５側のオイル圧との差圧の発生は、クランクシャフト回転速度だけではなく、クランクピンの磨耗によるオイル通路出口１５の拡大によるオイル排出量増大等が考えられる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

例えば、図７，図８および図９は上述の実施形態の第１変形例を示す図であって、このうち、図７は本変形例に係るクランクシャフト３１の要部を示す模式的な側面図、図８は図７の模式的なＤ矢視図、図９は図８に示すクランクシャフト３１が４５度回転した場合を示す模式図である。
本変形例に係るクランクシャフト３１は、原則的には、図１等を用いて説明したクランクシャフト１１と同様のものであるが、クランクジャーナル１２内にサブ・オイル通路３２が形成されている点で、上述のクランクシャフト１１と異なっている。

このサブ・オイル通路３２は、図８に示すように、クランクジャーナル１２に設けられたオイル通路入口１５Ａと、中心線Ｃ₂を挟んだ反対側におけるクランクジャーナル１２の表面に形成されたサブ・オイル通路入口３２Ａとを連通させるオイル通路である。
このサブ・オイル通路３２を形成することにより、クランクジャーナル１２の位相に関わらず、オイル通路１５内でオイルを流通させることができる。この点について、以下、もう少し詳しく説明する。

まず、クランクジャーナル１２が図８に示す位相（約０度）である場合、クランクジャーナル１２の下方から供給されたオイル（図中矢印Ｆ₁参照）は、オイル通路入口１５Ａからオイル通路１５を通じて流量制御アッセンブリ２０に達し（図中矢印Ｆ₂参照）、この流量制御アッセンブリ２０で流量調節された後オイル通路出口１５Ｂから流出する。
他方、クランクジャーナル１２が図９に示す位相（約４５度）である場合、クランクジャーナル１２の下方から供給されたオイル（図中矢印Ｆ₁参照）は、サブ・オイル通路入口３２Ａからサブ・オイル通路３２およびオイル通路１５を通じて流量制御アッセンブリ２０に達し（図中矢印Ｆ₃参照）、この流量制御アッセンブリ２０で流量調節された後オイル通路出口１５Ｂから流出する。

つまり、クランクジャーナル１２と軸受との全周に亘ってオイルが均一に供給されるのではなく、その一部分（ここでは、クランクジャーナル１２の下方）に対してオイルが供給される場合であっても、オイル通路１５に直接オイルを流入させたり（図８参照）、あるいは、サブ・オイル通路３２を介してオイル通路１５にオイルを流入させたり（図９参照）することができる。

これにより、クランクピン１３とコネクティングロッド（図示略）との間に、連続的にオイルを供給することが可能となる。
また、オイル通路１５内には、流量制御アッセンブリ２０が設けられているので、オイル通路入口１５Ａ側のオイル通路１５内のオイル圧Ｐ₁が増大するに連れて、オイル通路入口１５Ａからオイル通路出口１５Ｂへ流通するオイル通路１５内のオイル流量を制限することが可能となり、クランクシャフト３１の回転速度が増大した場合であっても、オイル通路出口１５Ｂから過剰にオイルが流出することを防ぐことができる。

つまり、クランクシャフト３１の回転速度に応じて、オイル通路出口１５Ｂ側に移動する弁体２３により、オイル通路１５内におけるオイル流通面積を減少させることで、クランクシャフト１１の回転速度が増大した場合であっても、オイル通路１５内を流通するオイル流量を確実に制御することができる。
また、弁体２３をオイル通路入口１５Ａ側へ付勢するリターンスプリング２４による付勢力Ｐ₃と、オイル通路１５内に配設された太径部２１Ａ，細径部２１Ｂおよびテーパ部２１Ｃの形状と、弁体２３の摺動部２３および嵌入部２３Ｂの形状という各要素をそれぞれ適宜設定することで、オイル通路入口１５Ａからオイル通路出口１５Ｂへ流通するオイル通路１５内のオイル流量を適切に制限できる。

次に、上述の実施形態の第２変形例について説明すると、図１０は本変形例に係るクランクシャフト４１を示す模式的な側面図、図１１は図１０の模式的なＥ矢視図、図１２は図１１に示すクランクシャフト４１が約４５度回転した場合を示す模式図である。
本変形例に係るクランクシャフト４１は、原則的には、図１等を用いて説明したクランクシャフト１１と同様のものであるが、オイル通路１５が、クランクジャーナル１２内に形成された第１オイル通路３５と、クランクピン１３内に形成された第２オイル通路３６と、第１オイル通路３５と第２オイル通路３６とを連通させる第３オイル通路３７とによって構成されている点で、上述のクランクシャフト１１と異なっている。

また、流量制御アッセンブリ２０が第２オイル通路３６内に２つ設けられている点でも上述のクランクシャフト１１と異なっている。
このうち、第１オイル通路３５は、図１１に示すように、クランクジャーナル１２の中心線Ｃ₄に沿って形成された通路であって、その両端に第１オイル通路入口３５Ａ，３５Ａ（オイル入力口）が形成されている。

また、第２オイル通路３６は、クランクピン１３の中心線Ｃ₅に沿って形成された通路であって、その両端にオイル通路出口３６Ａ，３６Ａ（オイル排出口）が形成されている。
そして、第３オイル通路３７は、クランクジャーナル１２およびクランクピン１３の中心線Ｃ₃に沿って形成され、第１オイル通路３５および第２オイル通路３６を接続している。

このような構成により、クランクジャーナル１２の位相に関わらず、クランクピン１３とコネクティングロッドとの間にオイルを連続的に供給することができる。以下、もう少し詳しく説明する。
まず、クランクジャーナル１２が図１１に示す位相（約０度）である場合、クランクジャーナル１２の下方から供給されたオイル（図中矢印Ｆ₁参照）は、軸受とクランクジャーナルとの間を通って第１オイル通路入口３５Ａ，３５Ａから（図中矢印Ｆ₄，Ｆ₄参照）第３オイル通路３７を通じて流量制御アッセンブリ２０に達し（図中矢印Ｆ₅，Ｆ₅参照）、この流量制御アッセンブリ２０で流量調節された後に、オイル通路出口３６Ａ，３６Ａから流出する。

他方、クランクジャーナル１２が図１１に示す位相（約４５度）である場合、クランクジャーナル１２の下方から供給されたオイル（図中矢印Ｆ₁参照）は、一方の第１オイル通路入口３５Ａから（図中矢印Ｆ₆参照）第３オイル通路３７を通じて流量制御アッセンブリ２０に達し（図中矢印Ｆ₅，Ｆ₅参照）、この流量制御アッセンブリ２０で流量調節された後に、オイル通路出口３６Ａ，３６Ａから流出する。

つまり、クランクジャーナル１２と軸受との全周に亘ってオイルが均一に供給されるのではなく、その一部分（ここでは、クランクジャーナル１２の下方）に対してオイルが供給される場合であっても、クランクジャーナル１２の位相に応じて、第１オイル通路入口３５Ａ，３５Ａから第３オイル通路３７および第２オイル通路３６を介してクランクピン１３とコネクティングロッド（図示略）との間に、連続的にオイルを供給することが可能となる。

また、第２オイル通路３６内には、流量制御アッセンブリ２０，２０が設けられているので、流量制御アッセンブリ２０，２０の上流側のオイル通路１５内のオイル圧Ｐ₁が増大するに連れて、第２オイル通路出口３６Ａ，３６Ａへ流通するオイル流量を制限することが可能となり、クランクシャフト４１の回転速度が増大した場合であっても、第２オイル通路出口３６Ａ，３６Ａから過剰にオイルが流出することを防ぐことができる。

また、クランクシャフト４１の回転速度に応じて、第２オイル通路出口３６Ａ，３６Ａ側にそれぞれ移動する弁体２３，２３により、第２オイル通路３６内におけるオイル流通面積を減少させることで、クランクシャフト１１の回転速度が増大した場合であっても、第２オイル通路３６内を流通するオイル流量を確実に制御することができる。
また、弁体２３を上流側へ付勢するリターンスプリング２４による付勢力Ｐ₃と、オイル通路１５内に配設された太径部２１Ａ，細径部２１Ｂおよびテーパ部２１Ｃの形状と、弁体２３の摺動部２３および嵌入部２３Ｂの形状という各要素をそれぞれ適宜設定することで、第２オイル通路出口３６Ａ，３６Ａから流出する第２オイル通路３６内のオイル流量を適切に制限できる。
なお、上述した第２変形例では、第２オイル通路出口３６Ａにそれぞれ流量制御アッセンブリ２０を設けたが、第３オイル通路３７に流量制御アッセンブリを設けることにより、流量制御アッセンブリの個数を削減することができる。この場合、第３オイル通路３７の加工するために中心線Ｃ₃に沿ってクランクジャーナル１２又はクランクピン１３側に外部と連通しする加工穴がもうけられるので、この加工穴を利用して流量制御アッセンブリを設置できる。

本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す図であって、図１の模式的なＡ矢視図である。 本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す断面図であって、図１の模式的なＢ−Ｂ矢視断面を示す。 本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す図であって、図３の模式的なＣ−Ｃ矢視断面図である。 本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す図１の模式的なＢ−Ｂ矢視断面であり、クランクシャフトが高速域で回転している場合を示す。 本発明の一実施形態に係るクランクシャフトのオイル通路構造における、クランクシャフト回転速度とオイルポンプ吐出圧との関係を示す模式的なグラフである。 本発明の一実施形態の第１変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す図であって、図７の模式的なＤ矢視図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す模式図であって、クランクシャフトが約４５度回転した場合を示す。 本発明の一実施形態の第２変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す模式的な側面図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す図であって、図１０の模式的なＤ矢視図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係るクランクシャフトのオイル通路構造の要部構成を示す模式図であって、クランクシャフトが約４５度回転した場合を示す。

符号の説明

１１ クランクシャフト
１２ クランクジャーナル
１３ クランクピン
１５ オイル通路
１５Ａ オイル通路入口（オイル入力口）
１５Ｂ オイル通路出口（オイル排出口）
２０ 流量制御アッセンブリ（流量規制手段）
２１Ａ 太径部（第１内径部）
２１Ｂ 細径部（第２内径部）
２１Ｃ テーパ部
２３ 弁体
２３Ａ 摺動部
２３Ｂ 突出部
２４ 付勢部（リターンスプリング）
３５Ａ 第１オイル通路入口（オイル入力口）
３６Ａ 第２オイル通路出口（オイル排出口）

Claims (5)

1. エンジンのシリンダブロック内に設けられた軸受によって回転可能に軸支されるクランクジャーナルと、コネクティングロッドと回転可能に接続されるクランクピンと、該クランクジャーナルと該クランクピンを有するクランクシャフトと、
   該エンジンによって駆動され軸受と該クランクジャーナルとの間にオイルを供給するオイルポンプと、
   該クランクジャーナルおよび該クランクピンの内部を連通しオイルを流通させるオイル通路と、
   該オイル通路に設けられ、該オイル通路内を流通するオイルの流量を変更する流量規制手段とを備える
   ことを特徴とする、クランクシャフトのオイル通路構造。
2. 該オイル通路は、該クランクジャーナルに形成され該軸受から該オイルの供給を受けるオイル入力口と、該クランクピンに形成され該オイル入力口から入力されたオイルを排出するオイル排出口とをそなえ、
   該流量規制手段は、該オイル入力口と該オイル排出口との間に設けられ、該オイル入力口側のオイル圧と該オイル排出口側のオイル圧との差圧が増大するに連れて該オイル排出口側へ流通する該オイル通路内の該オイルの流量の制限する
   ことを特徴とする、請求項１記載のクランクシャフトのオイル通路構造。
3. 該オイル通路は、該クランクジャーナルに形成され該軸受から該オイルの供給を受けるオイル入力口と、該クランクピンに形成され該オイル入力口から入力されたオイルを排出するオイル排出口とをそなえ、
   該流量規制手段は、該オイル入力口と該オイル排出口との間に設けられ、該クランクシャフトの回転が増大するに連れて該オイル排出口側へ流通する該オイル通路内の該オイルの流量の制限する
   ことを特徴とする、請求項１記載のクランクシャフトのオイル通路構造。
4. 該流量規制手段は、
   該オイル通路内で移動可能に設けられ、該オイル排出口側にスライドし該オイル通路内におけるオイル流通面積を減少させる弁体とを備える
   ことを特徴とする、請求項２，３記載のクランクシャフトのオイル通路構造。
5. 該流量規制手段は、
   該弁体を該オイル入口側へ所定の付勢力で付勢する付勢部と、
   該オイル通路内において該オイル入力口と連通し第１の内径で形成された第１内径部と、
   該オイル通路内において該オイル排出口と連通し該第１の内径よりも小さい第２の内径で形成された第２内径部と、
   該オイル通路内において該第１内径部と該第２内径部との間で徐々に内径が変化するテーパ部とをそなえ、
   該弁体は、
   該第１内径部に対して摺動可能に当接する摺動部と、
   該テーパ部に入り込む突出部とを有する
   ことを特徴とする、請求項４記載のクランクシャフトのオイル通路構造。

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