JP2017180533A - Crank shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のクランクシャフトに関する。 The present invention relates to a crankshaft of an internal combustion engine.
自動車等の内燃機関のクランクシャフトは、コネクティングロッドを介して連結されたピストンの往復運動に伴って回転運動するものであり、シリンダブロックの軸受に回転自在に支持されるクランクジャーナルと、コネクティングロッドが連結されるクランクピンと、クランクシャフトの回転バランスを調整するためのカウンタウエイトとを備える。 A crankshaft of an internal combustion engine such as an automobile rotates with the reciprocating motion of a piston connected via a connecting rod. A crank journal rotatably supported by a bearing of a cylinder block, and a connecting rod A crankpin to be connected and a counterweight for adjusting the rotation balance of the crankshaft are provided.
内燃機関においては、ピストンの冷却を行うために、シリンダブロックのシリンダボアの下方に、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットが設けられたものが知られている(例えば、特許文献1)。 An internal combustion engine is known in which an oil jet for injecting lubricating oil to a piston is provided below a cylinder bore of a cylinder block in order to cool the piston (for example, Patent Document 1).
クランクシャフトのカウンタウエイトは、クランクシャフトの回転中における振動発生を抑制可能な質量(大きさ)を要する。そのため、カウンタウエイトは、クランクジャーナルから外周側に突出する突出量を大きくしたいという要望がある。 The counterweight of the crankshaft requires a mass (size) that can suppress the occurrence of vibration during rotation of the crankshaft. Therefore, there is a demand for the counterweight to increase the amount of protrusion protruding from the crank journal to the outer peripheral side.
しかし、シリンダボアの下方に設けられたオイルジェットとの間の隙間を確保する必要上、カウンタウエイトの突出量(大きさ)には制限がある。 However, the amount of protrusion (size) of the counterweight is limited because it is necessary to secure a gap with the oil jet provided below the cylinder bore.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットの機能を有するクランクシャフトを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is to provide a crankshaft having the function of an oil jet that injects lubricating oil onto a piston.
本発明の一態様に係るクランクシャフトは、回転軸であるクランクジャーナルと、前記クランクジャーナルから外周側に突出するカウンタウエイトとを備えるクランクシャフトであって、前記カウンタウエイトは、その外周縁部に、当該カウンタウエイトの表面と交差する方向に立設する突条を備える。 A crankshaft according to an aspect of the present invention is a crankshaft comprising a crank journal that is a rotating shaft and a counterweight that protrudes outward from the crank journal, and the counterweight is disposed at an outer peripheral edge thereof. A ridge standing in a direction intersecting the surface of the counterweight is provided.
上記クランクシャフトは、カウンタウエイトに突条を備えることで、カウンタウエイトの表面に当たった粒状や霧状の潤滑油を突条で集約することができる。具体的には、カウンタウエイトは回転しているため、カウンタウエイトの表面に当たった潤滑油が突条まで流れ伝うと、カウンタウエイトから落下することなく表面と突条との隅部に留まり、留まった潤滑油を集約することができる。集約した潤滑油は、カウンタウエイトの回転による遠心力で外周へ飛散される。この飛散された潤滑油がピストンに当たることで、ピストンの冷却を行うことができる。このとき、潤滑油は、突条で集約されてから飛散されるため、突条で集約されない場合に比較して、ある程度の質量で勢いよく飛散される。つまり、上記クランクシャフトは、オイルジェットの機能を有する。そのため、従来のオイルジェットによる潤滑油の噴射に加え、クランクシャフトによる潤滑油の噴射を行うことで、ピストンの冷却性能を向上できる。また、オイルジェットを小型化、更にはオイルジェット自体を省略することができる。 The crankshaft is provided with a protrusion on the counterweight, whereby the granular or mist-like lubricating oil hitting the surface of the counterweight can be collected by the protrusion. Specifically, since the counterweight is rotating, if the lubricating oil hitting the counterweight surface flows to the ridge, it stays at the corner between the surface and the ridge without falling from the counterweight and stays there. It is possible to concentrate the lubricating oil. The collected lubricating oil is scattered to the outer periphery by centrifugal force due to the rotation of the counterweight. When the scattered lubricating oil hits the piston, the piston can be cooled. At this time, since the lubricating oil is scattered after being concentrated by the protrusions, it is scattered with a certain amount of mass compared to a case where the lubricating oil is not concentrated by the protrusions. That is, the crankshaft has an oil jet function. Therefore, in addition to the injection of lubricating oil by the conventional oil jet, the cooling performance of the piston can be improved by injecting the lubricating oil by the crankshaft. Further, the oil jet can be downsized, and the oil jet itself can be omitted.
オイルジェットを小型化又は省略できることで、上記クランクシャフトは、カウンタウエイトの突出量を大きくでき、その大きさ及び形状の自由度を向上できる。バランスウエイトは、外周側を重くする方が回転バランスを取り易い。上記クランクシャフトは、バランスウエイトの突出量を大きくできると共に、その外周縁部に突条を設けることで、バランスウエイトの外周側を重くすることができる。よって、バランスウエイトの内周側を軽くすることができ、バランスウエイト全体の軽量化を図ることができる。オイルジェットを省略すると、コストを削減できると共に、製造工程も削減でき、生産性を向上できる。 Since the oil jet can be reduced in size or omitted, the crankshaft can increase the amount of protrusion of the counterweight, and the degree of freedom of its size and shape can be improved. The balance weight is more easily balanced when the outer peripheral side is made heavier. The crankshaft can increase the protruding amount of the balance weight and can make the outer peripheral side of the balance weight heavier by providing protrusions on the outer peripheral edge thereof. Therefore, the inner peripheral side of the balance weight can be lightened, and the weight of the entire balance weight can be reduced. If the oil jet is omitted, the cost can be reduced, the manufacturing process can be reduced, and the productivity can be improved.
本発明のクランクシャフトの実施形態を以下に図面を参照しつつ説明する。図1は、ピストンが上死点にある状態からクランクシャフトが90°回転したときの状態を示す。図2は、図1に示すクランクシャフトにおけるカウンタウエイト部分を拡大した部分拡大図である。図中、同一符号は同一名称物を示す。 Embodiments of the crankshaft of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a state where the crankshaft is rotated 90 ° from a state where the piston is at the top dead center. FIG. 2 is a partially enlarged view of the counterweight portion of the crankshaft shown in FIG. In the figure, the same reference numerals indicate the same names.
〔クランクシャフト〕
実施形態のクランクシャフト1は、内燃機関における各気筒のピストン2の往復運動を回転運動に変換し、内燃機関の出力回転軸となる。クランクシャフト1は、シリンダブロック100の軸受(図示せず)に回転自在に支持されるクランクジャーナル10と、ピストン2に連結されるコネクティングロッド3が揺動自在に連結されるクランクピン20と、クランクジャーナル10とクランクピン20とを連結するクランクアーム30とを備える。クランクアーム30には、クランクジャーナル10を挟んでクランクピン20と対向する位置に、クランクジャーナル10から外周側に突出するカウンタウエイト40を備える。カウンタウエイト40は、クランクシャフト1の回転中における振動発生を抑制し、クランクシャフト1の回転バランスを調整するために設けられる。クランクシャフト1は、一般に、炭素鋼や特殊鋼等で作られる鍛造品である。
〔Crankshaft〕
The crankshaft 1 of the embodiment converts the reciprocating motion of the
内燃機関は、代表的には、シリンダボア112が形成された本体110と、本体110の下方にスカート部120とを備えるシリンダブロック100と、動弁系を収容し燃焼室を形成するシリンダヘッド(図示せず)と、主運動系や動弁系への潤滑油を貯留するオイルパン200とを備える。本例の内燃機関は、下方から順に、オイルパン200、シリンダブロック100、シリンダヘッドが積層され、上方にシリンダヘッドカバー(図示せず)が取り付けられている。
The internal combustion engine typically includes a
実施形態1のクランクシャフト1は、カウンタウエイト40の外周縁部に、カウンタウエイト40の表面40mと交差する方向に立設する突条42を備える点を特徴の一つとする。この突条42は、カウンタウエイト40の表面40mに当たった粒状や霧状の潤滑油を集約し、集約した潤滑油Lをピストン側に噴射する機能を有する。突条42で集約する潤滑油Lは、例えば、シリンダブロック100の上方(ピストン2を収容するシリンダボア112等)から落下するもの、クランクシャフト1自体に形成された潤滑油の通路(図示せず)から漏出したもの、シリンダブロック100の下方でオイルパン200内の潤滑油が霧状に漂っているもの等が挙げられる。以下、クランクシャフト1に備わるカウンタウエイト40について詳細に説明する。
The crankshaft 1 according to the first embodiment is characterized in that the outer periphery of the
・カウンタウエイト
カウンタウエイト40は、クランクジャーナル10の軸心から見ると略扇状の形状である(図1を参照)。また、カウンタウエイト40は、クランクジャーナル10の軸心と、クランクピン20の軸心とを結ぶ直線を挟んで、略左右対称な形状である。カウンタウエイト40は、扇状の円弧部分に沿って突条42を備える。
-Counterweight The
突条42は、カウンタウエイト40の表面40mと交差する方向に立設する。本例では、突条42は、図2に示すように、カウンタウエイト40の表面40mと直交する方向に立設している。そうすることで、カウンタウエイト40の表面40mに当たり、突条42に流れ着いた潤滑油Lが、突条42を乗り越えてカウンタウエイト40の外方に飛散することを抑制できる。突条42は、カウンタウエイト40の表面40mとで形成される角度が90°未満の鋭角となるように立設することもできる。突条42とカウンタウエイト40の表面40mとが鋭角であると、潤滑油Lを突条42と表面40mとの隅部に留まらせ易く、留まった潤滑油を集約し易い。
The
突条42は、図1に示すように、カウンタウエイト40の円弧部分に沿った連続部分が設けられている。カウンタウエイト40は回転しているため、その遠心力によって潤滑油Lはカウンタウエイト40の外周に飛散する。突条42に連続部分を有することで、潤滑油Lが飛散するまでの突条42に留まる時間を長くでき、その分潤滑油Lの集約を行い易い。本例では、突条42は、後述する噴射口44を除いて、円弧部分の一端から他端に亘って設けられている。
As shown in FIG. 1, the
カウンタウエイト40の円弧部分に沿って連続的に設けられた突条42の途中に、突条42を有さない切れ目が設けられている。この切れ目は、突条42で集約された潤滑油Lを、カウンタウエイト40の外方に噴射するための噴射口44である。本例では、噴射口44は、クランクジャーナル10の軸心と、クランクピン20の軸心とを結ぶ直線上に設けられている。噴射口44(突条42)は、カウンタウエイト40の外周縁部に設けられているため、内周領域に設けられる場合に比較して、噴射口44から噴射する潤滑油Lの飛距離を大きくすることができる。
A cut that does not have the
突条42は、図1に示すように、円弧部分の一端(他端)から噴射口44に向かって厚み(突条42の外周面と内周面との間の長さ、図2の上下方向の長さ)が徐々に薄くなるように形成されている。具体的には、突条42は、外周面がカウンタウエイト40の円弧部分に沿った面であり、内周面が、噴射口44に向かうに従って外周面に近付くような傾斜面となっている。突条42に噴射口44に向かって傾斜した連続部分を有することで、噴射口44を挟んで設けられる二つの突条42によって集約された各潤滑油Lを噴射口44に更に集約することができる。突条42の円弧部分の両端には、集約した潤滑油Lが両端側から飛散されないように、クランクジャーナル10の中心側に向かって突出する壁部46が形成されている。
As shown in FIG. 1, the
〔作用〕
上記クランクシャフト1を用いて内燃機関を運転すると、ピストン2が往復運動し、クランクシャフト1が回転運動する。内燃機関における潤滑や冷却を要する構成部材には潤滑油が供給される。このとき、シリンダブロック100の上方(ピストン2を収容するシリンダボア112等)から潤滑油が落下したり、クランクシャフト1自体に形成された潤滑油の経路から潤滑油が漏出したりすることがある。落下や漏出した潤滑油がカウンタウエイト40の表面40mに当たると、カウンタウエイト40は回転しているため、潤滑油は、その回転による遠心力でカウンタウエイト40の表面40mを伝ってその外周側に流れ、突条42に流れ着く(図2を参照)。
[Action]
When the internal combustion engine is operated using the crankshaft 1, the
また、シリンダブロック100の下方ではオイルパン200内の潤滑油が霧状に漂っている。この霧状の潤滑油がカウンタウエイト40の表面40mに付着すると、カウンタウエイト40は回転しているため、潤滑油は、その回転による遠心力でカウンタウエイト40の表面40mを伝ってその外周側に流れ、突条42に流れ着く(図2を参照)。
Further, below the
突条42に流れ着いた潤滑油Lは、図2に示すように、カウンタウエイト40の回転による遠心力で外周へ飛散することなく、カウンタウエイト40の表面40mと突条42との隅部に留まる。留まった潤滑油Lは集約され、集約されることで液状の潤滑油となる。
As shown in FIG. 2, the lubricating oil L that has flowed onto the
突条42は、カウンタウエイト40の円弧部分に沿って傾斜面が形成された連続部分を有するため、図1に示すように、集約された潤滑油Lは傾斜面の低い方に流れる。突条42の途中の傾斜面の低い部分に噴射口44を備えるため、噴射口44に集約された潤滑油Lは、カウンタウエイト40の回転による遠心力によって、噴射口44からカウンタウエイト40の外周に噴射される。集約された潤滑油Lは、液状であり、ある程度の質量を有するため、噴射口44から勢いよく噴射される。噴射口44から噴射された潤滑油Lがピストン2に当たることで、ピストン2は冷却される。
Since the
〔効果〕
上記クランクシャフト1は、カウンタウエイト40に突条42を備えることで、カウンタウエイト40の表面40mに当たった粒状の潤滑油や付着した霧状の潤滑油を、カウンタウエイト40の回転による遠心力で効率的に集約して液状の潤滑油Lにできる。突条42が、カウンタウエイト40の表面40mと直交する方向に立設していることで、突条42に流れ着いた潤滑油が、突条42を乗り越えてカウンタウエイト40の外方に飛散することを抑制でき、確実に潤滑油Lを集約できる。
〔effect〕
In the crankshaft 1, the
連続的に設けられる傾斜面を有する二つの突条42が、傾斜面の低い方を向い合せにして配置されると共に、その間に噴射口44が設けられることで、突条42に流れ着いた潤滑油を効率的に噴射口44に集約できる。カウンタウエイト40は回転しながら液状で集約した潤滑油Lを噴射口44から噴射することができるので、潤滑油Lをピストン2に噴射することができる。つまり、このクランクシャフト1は、オイルジェットの機能を有する。そのため、従来のオイルジェットによる潤滑油の噴射に加え、クランクシャフト1による潤滑油の噴射を行うことで、ピストン2の冷却性能を向上できる。また、オイルジェットを小型化、更にはオイルジェット自体を省略することができる。オイルジェットを小型化又は省略できることで、クランクシャフト1は、カウンタウエイト40の外周側への突出量を大きくでき、その大きさ及び形状の自由度を向上できると共に、軽量化も実現できる。
The two protruding
また、上記クランクシャフト1は、シリンダブロック100の下方で霧状に漂っている潤滑油を、液状の潤滑油にできるため、シリンダブロック100内の霧状の潤滑油を低減できる。カウンタウエイト40に突条42を備えない場合、カウンタウエイト40の表面40mに霧状の潤滑油が付着したとしても、カウンタウエイト40の回転による遠心力で、そのまま霧状の潤滑油としてシリンダブロック100内に漂うことになる場合が多いからである。
Further, since the crankshaft 1 can make the lubricating oil drifting below the
内燃機関の運転時には、燃焼室から未燃焼ガスを含むガス(ブローバイガス)がクランクケース(シリンダブロック100)内に漏れることがある。そこで、クランクケースに漏出したブローバイガスを吸気系に戻すことが行われており、シリンダブロック100にはブローバイガス通路(PCVガス通路、図示せず)が設けられている。クランクケース内に霧状の潤滑油が漂っていると、クランクケース内に漏出したブローバイガスが霧状の潤滑油と混ざり合い、この混ざり合った状態でブローバイガスがPCVガス通路を通過する虞がある。上記クランクシャフト1であれば、クランクケース(シリンダブロック100)内の霧状の潤滑油を低減できるため、ブローバイガスに混ざり合う潤滑油を低減でき、潤滑油がPCVガス通路へと侵入することを抑制できる。
During operation of the internal combustion engine, gas containing unburned gas (blow-by gas) may leak into the crankcase (cylinder block 100) from the combustion chamber. Therefore, blow-by gas leaked into the crankcase is returned to the intake system, and the
本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、突条の厚みや長さ、突条とカウンタウエイトの表面とで形成される角度等を変更することができる。 The present invention is not limited to these exemplifications, but is defined by the claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims. For example, the thickness and length of the ridge, the angle formed between the ridge and the surface of the counterweight, and the like can be changed.
本発明のクランクシャフトは、ピストンに潤滑油を噴射するオイルジェットを省略した内燃機関のクランクシャフトに好適に利用できる。 The crankshaft of the present invention can be suitably used for a crankshaft of an internal combustion engine in which an oil jet that injects lubricating oil onto a piston is omitted.
1 クランクシャフト
10 クランクジャーナル
20 クランクピン
30 クランクアーム
40 カウンタウエイト
40m 表面 42 突条 44 噴射口 46 壁部
2 ピストン
3 コネクティングロッド
100 シリンダブロック
110 本体 112 シリンダボア 120 スカート部
200 オイルパン
L 潤滑油
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記カウンタウエイトは、その外周縁部に、当該カウンタウエイトの表面と交差する方向に立設する突条を備えるクランクシャフト。 A crankshaft comprising a crank journal that is a rotating shaft and a counterweight that protrudes outward from the crank journal,
The counterweight is a crankshaft provided with a ridge standing on the outer peripheral edge thereof in a direction intersecting the surface of the counterweight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016064391A JP2017180533A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Crank shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016064391A JP2017180533A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Crank shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017180533A true JP2017180533A (en) | 2017-10-05 |
Family
ID=60006805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016064391A Pending JP2017180533A (en) | 2016-03-28 | 2016-03-28 | Crank shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017180533A (en) |
-
2016
- 2016-03-28 JP JP2016064391A patent/JP2017180533A/en active Pending
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