JP2011106668A - クランクシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、エンジンの設置長を短縮させられるクランクシャフトを提供する。
【解決手段】本発明は、内燃機関、特に船舶用ディーゼルエンジンのためのクランクシャフト（１０）であって、クランクケースにおいて前記クランクシャフトを軸受するためのクランクシャフトジャーナル（１１）と、コンロッド軸受を支持するためのクランクピンと、前記クランクシャフトジャーナルとクランクピンとを連結するためのクランクアーム（１２）と、質量配分を調整するために、前記クランクピンに対向するように前記クランクアームに配設されているカウンターウェイト（１３）とを有するクランクシャフトに関する。当該クランクシャフトにおいて、少なくとも１つのカウンターウェイト（１３）は個々の前記クランクアーム（１２）において、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有するバネ要素（１４）を用いて支持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１のおいて書きに記載のクランク軸に関する。

クランクシャフトの基本的な構造は特許文献１から知られている。特許文献１は組立式のクランクシャフトに関する。特許文献１のクランクシャフトは、クランクケースにおけるクランクシャフトの軸受に寄与するクランクシャフトジャーナルを含んでいる。クランクシャフトは、コンロッド軸受を支持するためのクランクピンをさらに有している。該クランクピンは、コンロッド軸受ジャーナルとも呼称される。クランクピンとクランクシャフトジャーナルとは、クランクチークとも呼称されるクランクアームを介して、互いに連結されている。クランクアームには、カウンターウェイトが、クランクピン又はコンロッド軸受ジャーナルに対向して配設されている。該カウンターウェイトを用いてクランクシャフトの質量配分を調整することができる。クランクシャフトジャーナル、クランクピン、及びクランクアームには、オイル孔が設けられている。該オイル孔を介して、クランクピンに支持されているコンロッド軸受に向かって、オイルを搬送することができる。

このようなクランクシャフトが取り付けられている内燃機関は、典型的に別個の捩り振動ダンパを有している。該捩り振動ダンパは、内燃機関の一方の側に取り付けられており、該内燃機関の形体を長くしている。より短い内燃機関の形体が望ましい場合には、このような振動ダンパは不利である。

独国特許出願公開第１０２００６００９１５２号明細書

上述の理由から、本発明の課題は、エンジンの設置長を短縮可能なクランクシャフトを提供することである。この課題は、請求項１に記載のクランクシャフトによって解決される。本発明では、少なくとも１つのカウンターウェイトが、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有するバネ要素を用いて、それぞれのクランクアームに支持されている。

本発明に係るクランクシャフトでは、振動減衰作用は、曲げ弾性を有している少なくとも１つのバネ要素を介して、クランクアームそれぞれに支持又は懸架されている少なくとも１つのカウンターウェイトに担われる。これにより、内燃機関の形体を長くする別個の振動ダンパを設ける必要がなくなる。従って、本発明によって内燃機関を短縮することができる。

本発明の好適なさらなる構成では、曲げ弾性を有していると共にそれぞれのクランクアームに支持されている個々のカウンターウェイトに、オイルダンパ要素が配設されている。当該オイルダンパ要素を介して、個々のクランクアームに支持されているカウンターウェイトの領域において、振動減衰を調整することができる。

本発明の好適なさらなる構成は、従属請求項及び以下の詳細な説明に記載されている。本発明の実施の形態を図面に基づいてより詳しく説明するが、本発明は当該実施の形態に限定されるものではない。

本発明に係るクランクシャフト部分の側面を示す図である。 図１における切断方向ＩＩ−ＩＩによるクランクシャフトの断面を示す図である。

本発明は、内燃機関、特に船舶用ディーゼルエンジンのためのクランクシャフト１０に関する。図１は、クランクシャフト１０側面の部分断面図である。

クランクシャフト１０は、クランクシャフトジャーナル１１を有している。クランクシャフト１０は、該クランクシャフトジャーナルによって、図示しないクランクケースに軸受けされている。該クランクシャフトは、クランクシャフトジャーナル１１に加えて、コンロッド軸受を支持するための、図１には図示しないクランクピンを有している。クランクシャフト１０は、クランクシャフトジャーナルとクランクピンとを連結するためのクランクアーム１２をさらに有している。カウンターウェイト１３が個々のクランクアーム１２に配設されている。クランクシャフト１０の質量配分が、該カウンターウェイトを介して調整可能とされる。

本発明において以下の提案がなされる。すなわち、少なくとも１つのカウンターウェイト１３が、それぞれ曲げ弾性を有している少なくとも１つのバネ要素１４を用いて、クランクアーム１２それぞれに可動に軸受け又は懸架されている。これによって、捩り振動を単独又は個々のカウンターウェイト１３に作用させることができる。該カウンターウェイトは、曲げ弾性を有している少なくとも１つのバネ要素１４を用いて、個々のクランクアーム１２に懸架又は支持されている。

図１に表わす実施態様では、図示されたカウンターウェイト１３は、曲げ弾性を有していると共に側方に設けられている２つのバネ要素１４を介して、個々のクランクアーム１２に支持されている。しかしながら、曲げ弾性を有している単独のバネ要素１４を介しても、クランクアーム１２にカウンターウェイト１３を可動に支持又は懸架することできることに留意すべきである。

本発明では、単独のカウンターウェイト１３又はすべてのカウンターウェイト１３が、基本的に、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有するバネ要素１４を介して、クランクアーム１２それぞれに可動に支持又は懸架可能とされる。本発明の好適な実施態様では、第２のカウンターウェイト１３それぞれ、第三のカウンターウェイト１３それぞれ、又は第四のカウンターウェイト１３それぞれが、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有するバネ要素１４を用いて、クランクアーム１２それぞれに可動に支持又は懸架されている。

曲げ弾性を有しているバネ要素１４が、好適に高張力鋼又はチタンアルミニウム合金から、螺旋バネとして構成されている場合がある。

本発明の好適なさらなる構成では、曲げ弾性を有していると共にクランクアーム１２それぞれに支持されているカウンターウェイト１３それぞれに、オイルダンパ要素が配設されている。当該オイルダンパ要素は、オイルダンパ室１６内に突出しているオイルダンパピストン１５から形成され、図１では、オイルダンパピストン１５は、カウンターウェイト１３を構成する部材であり、オイルダンパ室１６は、別個の部材群として形成されていると共にクランクアーム１２にネジ留めされている要素１７によって形成されている。代替的に、オイルダンパ室１６を画定する要素１７が、クランクアーム１２を構成する部材である場合がある。

すでに述べた通り、カウンターウェイト１３に配設されているオイルダンパピストン１５は、オイルダンパ室１６内に突出しており、オイルダンパ室１６内のオイル量は、クランクアーム１２を貫通しているオイル導管１８を介して調整可能である。捩り振動の減衰の比率が、オイルダンパ室１６内のオイル量を介して、カウンターウェイト１３によって、調整可能とされる。

オイルダンパ室１６それぞれにオイルを供給するために用いられるオイル導管１８は、クランクアーム１２のオイル孔から分岐している。当該オイル孔を介して、クランクピン又は当該クランクピンに係合しているコンロッド軸受に、オイルが供給可能とされる。

オイルダンパ室１６それぞれを画定している要素１７は、カウンターウェイト１３それぞれに対して機械的なストッパをさらに形成しているので、クランクアーム１２に対するカウンターウェイトの相対運動を限定する。このストッパは、図１では側壁１９によって形成され、当該側壁は要素１７によって提供されると共に、オイルダンパ室１６の側方を画定する。

オイルダンパ室１６それぞれが、側方のシール部材２０（図２参照）を介して非気密に密閉されている。

捩り振動減衰作用がカウンターウェイト１３によって担われることによって、別個の捩り振動ダンパを用いる必要がない。それによって、内燃機関の形体を短くすることが可能である。オイル制動及び曲げ弾性を有しているバネ要素の選択によって、捩り振動の減衰を個々に調整することができる。

１０ クランクシャフト
１１ クランクシャフトジャーナル
１２ クランクアーム
１３ カウンターウェイト
１４ 曲げ弾性を有するバネ要素
１５ オイルダンパピストン
１６ オイルダンパ室
１７ 要素
１８ オイル導管
１９ 側壁
２０ シール部材

Claims (10)

1. 内燃機関、特に船舶用ディーゼルエンジンのためのクランクシャフトであって、クランクケースにおいて前記クランクシャフトを軸受けするためのクランクシャフトジャーナルと、コンロッド軸受を支持するためのクランクピンと、前記クランクシャフトジャーナルと前記クランクピンとを連結するためのクランクアームと、質量配分を調整するために、前記クランクピンに対向するように前記クランクアームに配設されているカウンターウェイトと、を有している前記クランクシャフトにおいて、
   少なくとも１つの前記カウンターウェイト（１３）が、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有するバネ要素（１４）を用いて、個々の前記クランクアーム（１２）に支持されていることを特徴とするクランクシャフト。
2. 曲げ弾性を有していると共に個々の前記クランクアーム（１２）に支持されている個々の前記カウンターウェイト（１３）が、それぞれ少なくとも２つの螺旋バネ（１４）を用いて、個々の前記クランクアーム（１２）に可動に懸下されていることを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
3. 個々の第２のカウンターウェイト（１３）が、個々の前記クランクアーム（１２）において、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有する前記バネ要素（１４）を用いて支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフト。
4. 個々の第４のカウンターウェイト（１３）が、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有している前記バネ要素（１４）を用いて、個々の前記クランクアーム（１２）に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフト。
5. すべてのカウンターウェイト（１３）は、それぞれ少なくとも１つの曲げ弾性を有している前記バネ要素（１４）を用いて、個々の前記クランクアーム（１２）に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフト。
6. 曲げ弾性を有していると共に個々の前記クランクアーム（１２）に支持されている個々の前記カウンターウェイト（１３）に、オイルダンパ要素が配設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のクランクシャフト。
7. 前記オイルダンパ要素が、個々の前記カウンターウェイト（１３）のオイルダンパピストン（１５）と、個々の前記クランクアーム（１２）のオイルダンパ室（１６）とによって提供され、
   前記オイルダンパピストン（１５）が、個々の前記オイルダンパ室（１６）内に突出しており、
   前記オイルダンパ室（１６）内のオイル量が、前記クランクアーム（１２）を貫通するオイル導管（１８）を介して調整可能であることを特徴とする請求項６に記載のクランクシャフト。
8. 前記オイル導管（１８）が、個々の前記オイルダンパ室（１６）にオイルを供給するために、前記クランクアーム（１２）のオイル孔であって、前記オイル孔を介して前記クランクピン又は前記クランクピンに係合しているコンロッド軸受にオイルが供給可能である前記オイル孔から分岐していることを特徴とする請求項７に記載のクランクシャフト。
9. 前記オイルダンパ室（１６）の側壁（１９）が、さらに個々の前記カウンターウェイト（１３）に対する機械的なストッパを提供すると共に、個々の前記カウンターウェイトの運動を限定することを特徴とする請求項７又は８に記載のクランクシャフト。
10. シール部材（２０）が、前記オイルダンパ室（１６）の非気密な密閉に寄与することを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のクランクシャフト。

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