JP3198829B2 - 内燃機関の潤滑油供給システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、内燃機関のクランク
シャフトに潤滑油を供給する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の潤滑システムとして、例えば図１
３に示すように、クランクシャフト７４には、ジャーナ
ル部７４を支承する主軸受に供給された潤滑油を、クラ
ンクシャフト７４の内部を通してコンロッドに支承され
るクランクピン７１に送り込むクランク内部通路７５が
形成され、ジャーナル部７４とクランクピン７１の潤滑
が行われる。

【０００３】この潤滑によって冷却も行われるのである
が、そのクランクピン７１の摺動面の温度特性を図１４
に示す測定装置（熱電対７２，７３をクランクピン７１
の摺動面中央に埋め込んである）によって測定してみる
と、図１５のように機関の回転数と共に急激に上昇し、
特にクランクピン７１のジャーナル部７４側つまりクラ
ンクシャフト７４の中心側の摺動面の温度上昇が大とな
っている。

【０００４】この理由は、ピストン、コンロッド等の慣
性力が回転数の２乗に比例して増大するため、機関の高
回転時には、クランクピン７１の中心側に荷重がかかる
割合が大となり、潤滑油膜が薄くなり、発熱が増加する
と共に、冷却作用もはたしている潤滑油のクランクピン
７１の中心側への供給量が制約されることによる。

【０００５】コンロッドの軸受メタルの耐久性は、材料
の組み合わせによっても異なるが、焼き付き限界、摩耗
限界のいずれも温度に依存しており、クランクピン７１
の中心側の温度レベルによって、回転数の上限が決めら
れたり、あるいはオイルクーラ等の装着が必要とされ、
クランクピン７１の中心側の温度レベルが潤滑性能を確
保する上でのポイントとなっている。

【０００６】そこで、このクランクピンの中心側の摺動
面の冷却を強化するものとして、例えば実開昭６３ー２
８９１３号公報に示されたように、クランクピン部分に
潤滑油を送るオイル通路をクランクピンの中心側の摺動
面近くに設けて、摺動面に潤滑油を供給すると共に、ク
ランクピンの内側を冷却するようにしたものが提案され
ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例にあっては、オイル通路を流れる潤滑油によ
ってそれなりの冷却効果はあるが、コンロッド側とのわ
ずかな隙間（例えば５０ミクロン程度）から摺動面に流
出される油量だけでは、実際オイル通路を流れる潤滑油
量も少なく、このためクランクピンの内側の冷却効果に
限界があった。

【０００８】この場合、冷却効果を増大させようとし
て、オイル通路を流れる潤滑油量を増やすように摺動面
の隙間を拡大したのでは、軸受メタルの打音の問題がト
レードオフとして発生してくる。

【０００９】これに対処して、クランクピンの全周にわ
たってグルーブを形成し、このグルーブに潤滑油を送る
オイル通路をクランクシャフトの内部に形成したものが
ある(実開平４−１１０２１５号公報、参照)。

【００１０】しかしながら、この場合、ピストンおよび
コンロッドの慣性力または燃焼圧力が集中する部位の軸
受幅がグルーブによって削減される構造のため、軸受の
負荷容量（同一油膜厚さで支えられる荷重）を十分に確
保することが難しいという問題点がある。

【００１１】また、従来から機関の高速時等にピストン
を冷却するため、図１６に示すように、ピストン８３に
向けて潤滑油を噴射するオイルジェット８０を備えるも
のがある。

【００１２】オイルジェット８０のノズル８２はピスト
ン８３に向けて配置され、ノズル８２はバルブ８４を介
してシリンダブロック８１に形成されたオイルギャラリ
８５に連通している。

【００１３】バルブ８４はオイルギャラリ８５から導か
れる油圧に応動して所定回転数以上の高速時に開弁し、
ノズル８２から潤滑油を図中矢印で示すようにピストン
８３に向けて噴射し、この潤滑油によってピストン８３
およびシリンダボア等の熱を持ち去るようになってい
る。

【００１４】しかしながら、各気筒毎に設けられたオイ
ルジェット８０に対応してバルブ８４を設ける必要があ
り、生産性が悪いという問題点が考えられる。

【００１５】この発明は、上記の問題点を解消し、クラ
ンクピン等に適量の潤滑油を供給できる潤滑油供給シス
テムを提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の内燃機関
の潤滑油供給システムは、ピストンの往復動をコンロッ
ドを介して回転運動に変換するクランクシャフトを備
え、クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して回転
可能に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回転可
能に支承されるクランクピンを有し、クランクピンのコ
ンロッドに対する摺動面に対して凹状に窪むグルーブを
形成し、クランクシャフトにオイルポンプから送られる
潤滑油を該グルーブに導くクランク内部通路を形成し、
クランクピンの中心線とジャーナル部の中心線を結ぶ線
分を主軸中心線Ｃとし、クランクピンのコンロッドに対
する摺動面を、主軸中心線Ｃに対してクランクピンの回
動方向前方に位置する前方領域と、主軸中心線Ｃに対し
てクランクピンの回動方向後方に位置する後方領域に区
分すると、該グルーブを主軸中心線Ｃと交差しないよう
に前方領域に限定して形成し、クランクピンのコンロッ
ドに対する摺動面を、ジャーナル部に近接する中心側領
域と、ジャーナル部から離れた外側領域に区分すると、
該グルーブを中心側領域と外側領域に渡って形成し、該
クランク内部通路の該グルーブに対する開口端部を、中
心側領域において主軸中心線Ｃの近傍に配置する。

【００１７】請求項２記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１に記載の発明において、コンロッドに
潤滑油をピストンに向けて噴射するオイルジェット噴口
を形成し、コンロッドに前記グルーブに送られた潤滑油
をオイルジェット噴口に導くロッド内部通路を形成す
る。

【００１８】請求項３記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１に記載の発明において、コンロッドに
潤滑油をシリンダのピストンに摺接する内壁面に向けて
噴射するオイルスプラッシュ噴口を形成し、該オイルス
プラッシュ噴口を前記グルーブに連通するように形成す
る。

【００１９】請求項４記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明に
おいて、機関の高速時に前記グルーブへ供給される潤滑
油量を増やす潤滑油量調節手段を備える。

【００２０】

【作用】請求項１記載の内燃機関の潤滑油供給システム
は、クランクピンの摺動面に対して凹状に窪むグルーブ
を形成したことにより、クランクピンとコンロッドの軸
受隙間にグルーブに面する部位から潤滑油が導かれる。

【００２１】軸受隙間はピストンおよびコンロッドの慣
性力によりクランクピンの外側領域に面する部位で大き
くなるが、グルーブは中心側領域から外側領域に渡って
延びるように形成されているため、外側領域に位置する
グルーブから多くの潤滑油が導かれ、軸受隙間に供給さ
れる潤滑油量が増大する。これにより、軸受隙間に供給
される潤滑油量を十分に確保しつつ、大端部の軸受隙間
を小さくすることが可能となり、メタル打音を小さく抑
えられる。

【００２２】ピストンおよびコンロッドの慣性力により
クランクピンのまわりに生じる油膜圧力は、クランクピ
ンの中心側領域に分布し、後方領域で主軸中心線Ｃの近
傍に位置する部位で最も高くなる。

【００２３】ピストンの上死点付近で燃焼圧力によりク
ランクピンのまわり生じる油膜圧力は、クランクピンの
外側領域に分布し、後方領域で主軸中心線Ｃの近傍に位
置する部位で最も高くなる。

【００２４】グルーブを主軸中心線Ｃと交差しないよう
に形成することにより、クランクピンは油膜圧力が大き
くなる部分の軸受面積が削減されることがなく、面圧を
小さく抑えられ、比較的温度が低い流体潤滑が支配的な
低中回転時の潤滑条件において、燃焼圧力が上昇する圧
縮、膨張行程にかけても潤滑油膜の構成能力を確保で
き、摩擦損失を低減できる。

【００２５】これに対して、大端部の全周に渡ってグル
ーブが形成される構造にあっては、比較的温度が低い流
体潤滑が支配的な低中回転時の潤滑条件において、燃焼
圧力が上昇する圧縮、膨張行程にかけて油膜の構成が不
利となるため、摩擦損失が増大するのである。

【００２６】機関の高回転時には、ピストン、コンロッ
ド等の慣性力が回転数の２乗に比例して増大するため、
クランクピンの中心側領域に荷重がかかる割合が大とな
り、潤滑油膜が薄くなり、発熱量が機関の回転数と共に
急激に増加する傾向がある。

【００２７】グルーブに対するクランク内部通路の開口
端がクランクピンの前方領域で主軸中心線Ｃの近傍に配
設されることにより、ピストンおよびコンロッドの慣性
力によりクランクピンのまわりに生じる油膜圧力が最も
高くなる主軸中心線Ｃの近傍領域は、クランク内部通路
の開口端に対して回転方向直後方部に位置する。このた
め、クランク内部通路からグルーブに供給された潤滑油
は、コンロッドに対するクランクピンの回転に伴ってク
ランクピンの主軸中心線Ｃの近傍領域に集中的に供給さ
れる。これにより、最も高温となりやすいクランクピン
の主軸中心線Ｃの近傍領域に発生する熱を潤滑油によっ
て十分に持ち去り、クランクピンの中心側領域の温度レ
ベルを低下させることができる。

【００２８】クランクピンを支承する軸受の耐久性は、
焼き付き限界、摩耗限界のいずれも温度に依存してお
り、クランクピンの中心側領域の温度レベルを低下させ
ることによって、回転数の上限を高められ、あるいはオ
イルクーラ等の装着が不要となる。

【００２９】請求項２記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムにおいて、グルーブに送られた潤滑油の一部はクラ
ンクピンの軸受を潤滑し、残りはロッド内部通路を通っ
てオイルジェット噴口に導かれ、オイルジェット噴口か
ら潤滑油をピストンの背面に向けて噴射し、この潤滑油
によってピストンおよびシリンダボア等の熱を持ち去
る。

【００３０】請求項３記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムにおいて、グルーブに送られた潤滑油の一部はクラ
ンクピンの軸受を潤滑し、残りはオイルスプラッシュ噴
口に導かれ、オイルスプラッシュ噴口から潤滑油をシリ
ンダの内壁面に向けて噴射し、この潤滑油によってピス
トンとシリンダの摺動部を潤滑する。

【００３１】請求項４記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムにおいて、潤滑油量調節手段は、機関の高回転時に
グルーブへ供給される潤滑油量を増やすことにより、ク
ランクピンの軸受隙間に介在する潤滑油の温度が過度に
上昇することを防止し、潤滑油膜を維持して、焼き付き
等が発生することがなく、軸受の摩耗を抑えて耐久性を
高められる。

【００３２】潤滑油量調節手段は、機関の低回転時にグ
ルーブへ供給される潤滑油量を減らすことにより、クラ
ンクピンの軸受隙間に介在する潤滑油の温度を高く保
ち、潤滑油の粘性抵抗を小さく抑えて、フリクションの
低減がはかれる。

【００３３】また、ピストンやシリンダ壁に受ける熱量
が小さい低回転時に、潤滑油量調節手段によってグルー
ブへ供給される潤滑油量が減らされることにより、オイ
ルジェット噴口またはオイルスプラッシュ噴口から噴射
供給される潤滑油量が減らされ、燃焼ガスから受ける熱
量が小さいピストンまたはシリンダ壁が過剰に冷却され
ることが抑えられ、フリクションの低減がはかられる。

【００３４】ピストンやシリンダ壁に受ける熱量が大き
い高回転時に、潤滑油量調節手段によってグルーブへ供
給される潤滑油量が増やされることにより、オイルジェ
ット噴口またはオイルスプラッシュ噴口から噴射供給さ
れる潤滑油量が増やされ、ピストンまたはシリンダ壁が
十分に冷却され、焼き付き等が生じることを防止でき
る。

【００３５】このように、オイルジェット噴口またはオ
イルスプラッシュ噴口からの潤滑油の噴射は、単一の潤
滑油量調節手段によって制御されることにより、前記従
来装置のように各気筒毎に所定の開弁圧を持つバルブ等
を設ける必要がない。

【００３６】

【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。

【００３７】図３に示すように、コンロッド１はピスト
ンに連結されるピストンピン１４を支承する小端部３
と、クランクシャフト１０のクランクピン５を支承する
大端部２とを有し、ピストンの往復運動をクランクシャ
フトの連続回転運動に変換する。クランクピン５は大端
部２に対して図中矢印で示す方向に回転する。

【００３８】大端部２は半割り形に分割されたキャップ
６が２本のボルト７を介して締結される。大端部２の内
周には半割り形に分割された上下の各軸受メタル８，９
が介装される。

【００３９】図２に示すように、４気筒機関に備えられ
るクランクシャフト１０は、４つのクランクピン５と、
機関本体の主軸受１３に支承される５つのジャーナル部
４を有する。

【００４０】図４に示すように、クランクシャフト１０
の内部には各ジャーナル部４とクランクピン５を結ぶク
ランク内部通路１１が形成される。オイルポンプから吐
出される潤滑油は、機関本体に形成された供給路３３か
ら各主軸受１３に供給され、各主軸受１３から各クラン
ク内部通路１１を通して各クランクピン５に供給される
ようになっている。

【００４１】各クランクピン５の軸受メタル８，９に対
する摺動面に対して周方向に延びるグルーブ１７が形成
される。このグルーブ１７の底面にクランク内部通路１
１が開口している。

【００４２】図１に示すように、クランクピン５の中心
線Ｐとジャーナル部４の中心線Ｊを結ぶ線分を主軸中心
線Ｃと定義する。主軸中心線Ｃが、クランクピン５のコ
ンロッド１に対する摺動面に対してジャーナル部４側で
交差する点を内側中心点Ａ、ジャーナル部４の反対側で
交差する点を外側中心点Ｂと定義する。

【００４３】図１においてクランクピン５は図中矢印で
示す方向に回動する。クランクピン５の軸受メタル８，
９に対する摺動面を、主軸中心線Ｃに対して回動方向前
方に位置する前方領域と、主軸中心線Ｃに対して回動方
向後方に位置する後方領域に区分すると、グルーブ１７
は前方領域に限定して形成される。すなわち、グルーブ
１７はこの前方領域において、内側中心点Ａと外側中心
点Ｂに挟まれる角度範囲内に限定して、クランクピン５
の内側中心点Ａと外側中心点Ｂにかからないように形成
される。

【００４４】クランクピン５の軸受メタル８，９に対す
る摺動面を、ジャーナル部４に近接する中心側領域と、
ジャーナル部４から離れた外側領域に区分すると、グル
ーブ１７は中心側領域と外側領域に渡って延びるように
形成される。

【００４５】クランク内部通路１１はクランクピン５の
摺動面に対して２つの開口端部１１ａ，１１ｂを有す
る。クランク内部通路１１の一端１１ａはクランクピン
５の前方領域かつ中心側領域に位置する摺動面に開口
し、他端１１ｂはクランクピン５の後方領域かつ外側領
域に位置する摺動面に開口される。

【００４６】グルーブ１７に対するクランク内部通路１
１の開口端１１ａは内側中心点Ａの近傍に配設される。
すなわち、グルーブ１７の一端は内側中心点Ａの近傍に
延び、クランク内部通路１１の開口端１１ａはグルーブ
１７の内側中心点Ａの近傍に延びた端部に開口される。

【００４７】小端部３とピストンピン４の間には筒状の
ブッシュ２３が介装される。ブッシュ２３の軸受面に
は、所定の溝形状の全周グルーブ２５が形成される。

【００４８】コンロッド１にはその桿部２２を貫通した
ロッド内部通路２０が形成されるとともに、小端部３の
軸受上部に連通してピストンの背面に向けて潤滑油を噴
射するオイルジェット噴口２７が形成される。ロッド内
部通路２０とオイルジェット噴口２７はコンロッド１の
中心線Ｏ₁を中心として形成される。

【００４９】グルーブ１７に供給された潤滑油は、その
一部が大端部２を潤滑するとともに、残りが上の軸受メ
タル８に開口したメタル油穴１９と、コンロッド１の桿
部２２を貫通したロッド内部通路２０と、ブッシュ２３
に形成されたブッシュ油穴２４と、同じくブッシュ２３
の軸受面に形成された全周のグルーブ２５と、ブッシュ
２３に形成されたブッシュ油穴２６を通って、オイルジ
ェット噴口２７からピストンの背面に噴射される。

【００５０】図５に示すように、オイルパン４７に貯溜
された潤滑油はオイルポンプ３４によって吸い上げら
れ、オイルポンプ３４から吐出される潤滑油は、機関の
運転条件に応じて油圧供給制御弁３５を介して第１オイ
ル供給通路３６または第２オイル供給通路３９に分流さ
れる。

【００５１】第１オイル供給通路３６から導かれる潤滑
油は、オリフィス３７を介して動弁系に供給されるとと
もに、オリフィス３８を介して供給路３３に供給され
る。

【００５２】第２オイル供給通路３９から導かれる潤滑
油は、オリフィス４０を介して供給路３３に供給され
る。

【００５３】油圧供給制御弁３５には、図６のように常
開の第１オイル供給孔４１（第１オイル供給通路３６に
つながる）と、圧力に応動する弁体４２によって開閉さ
れる第２オイル供給孔４３（第２オイル供給通路３９に
つながる）および第１リリーフ孔４４、第２リリーフ孔
４５が設けられる。

【００５４】オイルポンプ３４の吐出量がそれほど多く
ないときは、第１オイル供給孔４１のみが開かれ、潤滑
油が第１オイル供給通路３６に送られる。この場合、オ
イルポンプ３４の吐出量が増え、吐出圧が高くなってく
ると、弁体４２がスプリング４６に抗して後退して第１
リリーフ孔４４が開かれることで、吐出圧が所定圧に維
持される。

【００５５】そして、さらにオイルポンプ３４の吐出量
が増え、吐出圧が設定値を越えてくると、さらに弁体４
２がスプリング４６に抗して後退して第２オイル供給孔
４３が開かれ（第１リリーフ孔４４は閉じられる）、潤
滑油が第２オイル供給通路３９にも送られる。この場
合、吐出圧が設定上限圧を越えるようなときは、図７の
ように第１リリーフ孔４４と共に第２リリーフ孔４５が
開かれ、その設定圧に維持される。

【００５６】すなわち、エンジンの回転が低く、オイル
ポンプ３４の吐出量が所定値以下のときは、潤滑油が第
１オイル供給通路３６に供給され、エンジンの回転が高
くなり、オイルポンプ３４の吐出量が所定値を越えてく
ると、第１、第２オイル供給通路３６，３９の双方に潤
滑油が供給される。

【００５７】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００５８】供給路３３に送られた潤滑油は、主軸受１
３のグルーブ３０に導かれ、ジャーナル部４を潤滑する
とともに、そのグルーブ３０に連通したクランク内部通
路１１を通って、クランクピン５に送られる。

【００５９】クランク内部通路１１を通ってクランクピ
ン５のグルーブ１７に導かれる潤滑油は、クランクピン
５を潤滑するとともに、ロッド内部通路２０を通って、
小端部３の全周グルーブ２５に導かれ、ピストンピン１
４を潤滑するとともに、小端部３の軸受上部に開口した
オイルジェット噴口２７からピストンの背面に噴射され
る。

【００６０】クランクピン５に対して凹状に窪むグルー
ブ１７を形成したことにより、クランクピン５と軸受メ
タル８，９の間に画成される軸受隙間１８にはグルーブ
１７に面する部位から潤滑油が導かれ、軸受隙間１８に
供給される潤滑油量が増大する。

【００６１】軸受隙間１８はピストンおよびコンロッド
１の慣性力により、図１に示すように、クランクピン５
の外側領域に面する部位で大きくなるが、グルーブ１７
は中心側領域から外側領域に渡って延びるように形成さ
れているため、外側領域に位置するグルーブ１７から多
くの潤滑油が導かれ、軸受隙間１８に供給される潤滑油
量が増大する。なお、図１に示した軸受隙間１８の寸法
差は、便宜上実際よりも誇張して大きくしてあるが、実
際にはかなり小さいものである。

【００６２】グルーブ１７はクランクピン５の前方領域
に限定して形成され、クランクピン５の内側中心点Ａと
外側中心点Ｂにかからないため、クランクピン５はグル
ーブ１７によって慣性力または燃焼圧力により油膜圧力
が最大となる部分で軸受面積が削減されることがなく、
軸受メタル８とクランクピン５の間における面圧を小さ
く抑えられ、潤滑油膜の構成能力が確保される。

【００６３】これに対して、大端部の全周に渡ってグル
ーブが形成される構造にあっては、比較的温度が低い流
体潤滑が支配的な低中回転時の潤滑条件において、燃焼
圧力が上昇する圧縮、膨張行程にかけて油膜の構成が不
利となるため、摩擦損失が増大するのである。

【００６４】図１にクランクピン５のまわりの油膜圧力
の分布を示している。ピストンおよびコンロッド１の慣
性力によりクランクピン５のまわりに生じる油膜圧力
は、クランクピン５の中心側領域に分布し、後方領域で
内側中心点Ａの近傍に位置する部位で最も高くなる。

【００６５】ピストンの上死点付近で燃焼圧力によりク
ランクピン５のまわり生じる油膜圧力は、クランクピン
５の外側領域に分布し、後方領域で外側中心点Ｂの近傍
に位置する部位で最も高くなる。

【００６６】機関の高回転時には、ピストン、コンロッ
ド等の慣性力が回転数の２乗に比例して増大するため、
クランクピン５の中心側に荷重がかかる割合が大とな
り、潤滑油膜が薄くなり、発熱量が機関の回転数と共に
急激に増加する。

【００６７】これに対処して、グルーブ１７に対するク
ランク内部通路１１の開口端１１ａがクランクピン５の
前方領域で内側中心点Ａの近傍に配設されていることに
より、ピストンおよびコンロッド１の慣性力によりクラ
ンクピン５のまわりに生じる油膜圧力が最も高くなる内
側中心点Ａの近傍領域は、クランク内部通路１１の開口
端１１ａに対して回転方向直後方部に位置する。このた
め、クランク内部通路１１からグルーブ１７に供給され
た潤滑油は、軸受メタル８，９に対するクランクピン５
の回転に伴ってクランクピン５の内側中心点Ａの近傍領
域に集中的に供給される。これにより、最も高温となり
やすいクランクピン５の内側中心点Ａの近傍領域に発生
する熱を潤滑油によって十分に持ち去り、クランクピン
５の中心側領域の温度レベルを低下させることができ
る。

【００６８】軸受メタル８，９の耐久性は、クランクピ
ン５との材料の組み合わせによっても異なるが、焼き付
き限界、摩耗限界のいずれも温度に依存しており、クラ
ンクピン５の中心側領域の温度レベルを低下させること
によって、回転数の上限を高められ、あるいはオイルク
ーラ等の装着が不要となる。

【００６９】機関の回転が低いときは、オイルポンプ３
４からの潤滑油が油圧供給制御弁３５を介して第１オイ
ル供給通路３６のみから供給路３３に送られるが、機関
の回転数が所定値以上に高くなると、オイルポンプ３４
からの潤滑油が油圧供給制御弁３５を介して第１オイル
供給通路３６と第２オイル供給通路３９の両方から供給
路３３に送られる。これにより、図８に示すように、供
給路３３へ供給される潤滑油量は、機関の高回転時には
油圧供給制御弁３５の開弁作動に伴って大幅に増大され
る。

【００７０】低回転時に供給路３３に供給される潤滑油
量が抑えられることにより、主軸受１３、クランクピン
５と軸受メタル８，９の間に介在する潤滑油の温度を高
く保ち、潤滑油の粘性抵抗を小さく抑えて、フリクショ
ンの低減がはれかる。

【００７１】また、ピストンやシリンダ壁に受ける熱量
が小さい低回転時に油圧供給制御弁３５を介して供給路
３３に供給される潤滑油量が抑えられることにより、オ
イルジェット噴口２７からピストンに向けて噴射供給さ
れる潤滑油量が減らされ、ピストンおよびシリンダ壁が
過剰に冷却されることが抑えられ、フリクションの低減
がはかられる。

【００７２】油圧供給制御弁３５が開弁する高回転時
に、油圧供給制御弁３５を介して供給路３３に供給され
る潤滑油量が大幅に増やされることにより、主軸受１
３、クランクピン５の軸受隙間１８、ピストンピン１４
の軸受に介在する潤滑油の温度が過度に上昇することを
防止するとともに、潤滑油膜を維持して、これらに焼き
付きが生じることを防止する。

【００７３】また、ピストンやシリンダ壁に受ける熱量
が大きい高回転時に、油圧供給制御弁３５を介して供給
路３３に供給される潤滑油量が増やされることにより、
オイルジェット噴口２７からピストンに向けて噴射供給
される潤滑油量が増やされ、ピストンおよびシリンダ壁
が十分に冷却され、焼き付き等が生じることを防止でき
る。

【００７４】オイルジェット噴口２７からの潤滑油の噴
射量は、単一の油圧供給制御弁３５によって制御され、
前記従来装置のように各気筒毎に所定の開弁圧を持つバ
ルブ等を設ける必要がない。

【００７５】次に、図９に示す他の実施例について説明
する。なお、図３等との対応部分には同一符号を用いて
説明する。

【００７６】コンロッド１の大端部２には、潤滑油を図
示しないシリンダのピストンに摺接する内壁面に向けて
噴射するオイルスプラッシュ噴口２９が形成される。オ
イルスプラッシュ噴口２９はクランクピン５に形成され
たグルーブ１７に連通するように形成される。

【００７７】この場合、グルーブ１７に送られた潤滑油
の一部はクランクピン５と軸受メタル８，９の摺動部を
潤滑し、残りはオイルスプラッシュ噴口２９に導かれ、
オイルスプラッシュ噴口２９から潤滑油をシリンダの内
壁面に向けて噴射し、この潤滑油によってピストンとシ
リンダの摺動部を潤滑する。

【００７８】次に、図１０に示す他の実施例について説
明する。なお、図５等との対応部分には同一符号を用い
て説明する。

【００７９】オイルパンに貯溜された潤滑油は第１オイ
ルポンプ６４によって吸い上げられ、第１オイルポンプ
６４から吐出される潤滑油は、機関の運転条件に応じて
第１油圧供給制御弁６５を介して第１オイル供給通路６
１を通ってクランク系潤滑部６６に供給される。

【００８０】オイルパンに貯溜された潤滑油は第１オイ
ルポンプ６４を介して第２オイルポンプ６８によって吸
い上げられ、第２オイルポンプ６８から吐出される潤滑
油は、第２オイル供給通路５１を通って動弁系潤滑部５
０に供給されるとともに、機関の運転条件に応じて第２
油圧供給制御弁６９を介して第１オイル供給通路６１を
通ってクランク系潤滑部６６に供給される。

【００８１】図１１に示すように、シリンダヘッド８上
に備えられる第２オイルポンプ４２は、カムシャフト５
５に形成された偏心カム５６に従動して往復動するプラ
ンジャ５７を備える。

【００８２】プランジャ５７はシリンダ部５８に摺動可
能に収装される。シリンダ部５８の底部とプランジャ５
７の一端の間にリターンスプリング５９が介装され、リ
ターンスプリング５９の付勢力によりプランジャ５７の
他端が偏心カム５６に押付けられる。

【００８３】シリンダ部５８とに連通するポンプ吸込口
６１にはチェック弁６２が介装される。チェック弁６２
はシリンダ部５８に吸い上げられるオイルの流れに対し
て開弁する。

【００８４】シリンダ部５８に接続するポンプ吐出口６
３にはチェック弁６４が介装される。チェック弁６４は
シリンダ部５８から吐出するオイル流に対して開弁す
る。

【００８５】ポンプ吐出口６３は第２オイル供給通路５
１を介してカムシャフト５５の軸受やバルブ機構等に連
通される。

【００８６】偏心カム５６は図中矢印で示す方向に回転
し、リターンスプリング５９に抗してプランジャ５７を
往復動させる。

【００８７】リターンスプリング５９の付勢力によりプ
ランジャ５７がシリンダ部５８から押し出される吸入行
程では、潤滑油が、図１１に矢印で示すように、チェッ
ク弁６２を開いてシリンダ部５８に吸い上げられる。

【００８８】プランジャ５７が偏心カム５６の回転に追
従してシリンダ部５８から押し込まれる吐出行程では、
シリンダ部５８の潤滑油が、図１２に矢印で示すよう
に、チェック弁６４を開いてポンプ吐出口６３から吐出
される。

【００８９】ポンプ吐出口６３から吐出する潤滑油は第
２オイル供給通路５１を介してカムシャフト１５の軸受
やバルブ機構等に供給され、これらを潤滑する。

【００９０】第１油圧供給制御弁６５と第２油圧供給制
御弁６９は図示しない制御装置により運転条件に応じて
潤滑油の流れ方向を制御する。

【００９１】機関の回転が低いときは、第１オイルポン
プ６４から吐出する潤滑油が油圧供給制御弁６５を介し
て第１オイル供給通路６１からクランク系潤滑部６６に
送られ、第２オイルポンプ６８から吐出する潤滑部が動
弁系潤滑部５０に供給され、第２油圧供給制御弁６９が
全閉してクランク系潤滑部６６に供給が停止される。こ
れにより、ピストンやシリンダ壁に受ける熱量が小さい
低回転時にクランク系潤滑部６６に供給される潤滑油量
が抑えられ、主軸受１３、クランクピン５と軸受メタル
８．９の間に介在する潤滑油の温度を高く保ち、潤滑油
の粘性抵抗を小さく抑えて、フリクションの低減がはれ
かる。

【００９２】機関の回転数が所定値以上に高くなると、
第２油圧供給制御弁６９が開弁し、第２オイルポンプ６
８から吐出する潤滑油が第１オイル供給通路６１と第２
オイル供給通路５１の両方からクランク系潤滑部６６に
送られる。これにより、ピストンやシリンダ壁に受ける
熱量が大きい高回転時に、クランク系潤滑部６６に供給
される潤滑油量が増やされ、主軸受１３、クランクピン
５と軸受メタル８．９の間に介在する潤滑油の温度が過
度に上昇することを防止するとともに、潤滑油膜を維持
して、これらに焼き付きが生じることを防止する。

【００９３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の内燃
機関の潤滑油供給システムは、ピストンの往復動をコン
ロッドを介して回転運動に変換するクランクシャフトを
備え、クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して回
転可能に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回転
可能に支承されるクランクピンを有し、クランクピンの
コンロッドに対する摺動面に対して凹状に窪むグルーブ
を形成し、クランクシャフトにオイルポンプから送られ
る潤滑油を該グルーブに導くクランク内部通路を形成
し、クランクピンの中心線とジャーナル部の中心線を結
ぶ線分を主軸中心線Ｃとすると、該グルーブを主軸中心
線Ｃと交差しないように形成し、クランクピンのコンロ
ッドに対する摺動面を、主軸中心線Ｃに対してクランク
ピンの回動方向前方に位置する前方領域と、主軸中心線
Ｃに対してクランクピンの回動方向後方に位置する後方
領域に区分すると、該グルーブを前方領域に限定して形
成し、クランクピンのコンロッドに対する摺動面を、ジ
ャーナル部に近接する中心側領域と、ジャーナル部から
離れた外側領域に区分すると、該グルーブを中心側領域
と外側領域に渡って形成し、該クランク内部通路の該グ
ルーブに対する開口端部を、中心側領域において主軸中
心線Ｃの近傍に配置したため、クランクピンのコンロッ
ドからの荷重が大きくなる部分にはグルーブを介して十
分な潤滑油量が導かれ、大端部の軸受隙間に介在する潤
滑油の温度が過度に上昇することを防止するとともに、
潤滑油膜を維持して、焼き付き等が発生することを防止
するとともに、軸受の摩耗を抑えて耐久性を高められ
る。この結果、クランクピンの温度レベルによって、回
転数の上限が決められたり、あるいはオイルクーラ等の
装着が必要となることを回避できる。クランクピンはグ
ルーブによってコンロッドからの荷重が大きくなる部分
の軸受面積が削減されることがなく、面圧を小さく抑え
られ、比較的温度が低い流体潤滑が支配的な低中回転時
の潤滑条件において、燃焼圧力が上昇する圧縮、膨張行
程にかけても潤滑油膜の構成能力を確保でき、摩擦損失
を低減できる。

【００９４】請求項２記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１に記載の発明において、コンロッドに
潤滑油をピストンに向けて噴射するオイルジェット噴口
を形成し、コンロッドに前記グルーブに送られた潤滑油
をオイルジェット噴口に導くロッド内部通路を形成した
ため、オイルジェット噴口からピストンの背面に向けて
噴射される潤滑油によってピストンおよびシリンダボア
等の熱を持ち去り、焼き付き等の発生を防止する。

【００９５】請求項３記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１に記載の発明において、コンロッドに
潤滑油をシリンダのピストンに摺接する内壁面に向けて
噴射するオイルスプラッシュ噴口を形成し、該オイルス
プラッシュ噴口を前記グルーブに連通するように形成し
たため、オイルスプラッシュ噴口からシリンダの内壁面
に向けて噴射される潤滑油によってピストンとシリンダ
の摺動部を潤滑し、フリクションの低減がはかられる。

【００９６】請求項４記載の内燃機関の潤滑油供給シス
テムは、請求項１から３のいずれか一つに記載の発明に
おいて、機関の高速時に前記グルーブへ供給される潤滑
油量を増やす潤滑油量調節手段を備えたため、高回転時
にピストンピンの軸受隙間に介在する潤滑油の温度が過
度に上昇することを防止し、潤滑油膜を維持して、焼き
付き等が発生することがなく、軸受の摩耗を抑えて耐久
性を高められる。機関の低回転時にグルーブへ供給され
る潤滑油量を減らすことにより、クランクピンの軸受隙
間に介在する潤滑油の温度を高く保ち、潤滑油の粘性抵
抗を小さく抑えて、自動車用機関において実用頻度の高
い低回転時の出力を高めるとともに、燃費の低減がはか
れる。また、オイルジェット噴口またはオイルスプラッ
シュ噴口からの潤滑油の噴射は、単一の潤滑油量調節手
段によって制御され、前記従来装置のように各気筒毎に
所定の開弁圧を持つバルブ等を設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示し、図２のＹ−Ｙ線に沿う
クランクシャフトの断面図。

【図２】同じくクランクシャフトの側面図。

【図３】同じくコンロッドの正面図。

【図４】同じくクランクシャフトおよびコンロッド等の
断面図。

【図５】同じく潤滑経路を示す構成図。

【図６】同じく油圧供給制御弁の断面図。

【図７】同じく油圧供給制御弁の動作状態を示す断面
図。

【図８】同じく潤滑油の供給量の特性図。

【図９】他の実施例を示すコンロッドの正面図。

【図１０】さらに他の実施例を示す

【図１１】同じくオイルポンプの断面図。

【図１２】同じくオイルポンプの作動状態を示す断面
図。

【図１３】従来のクランクシャフトを示す断面図。

【図１４】クランクピン摺動面の温度測定図。

【図１５】従来のクランクピン摺動面の温度特性図。

【図１６】従来のオイルジェット等を示す断面図。

【符号の説明】

１ コンロッド ２ 大端部 ３ 小端部 ４ ジャーナル部 ５ クランクピン ８ 軸受メタル ９ 軸受メタル １０ クランクシャフト １１ クランク内部通路 １１ａクランク内部通路開口端部 １４ ピストンピン １７ グルーブ １８ 軸受隙間 ２０ ロッド内部通路 ２７ オイルジェット噴口 ２９ オイルスプラッシュ噴口 ３３ 供給路 ３４ オイルポンプ ３５ 油圧供給制御弁 ３６ 第１オイル供給通路 ３９ 第２オイル供給通路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−312210（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−301109（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−50119（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−78910（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−105911（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01M 1/06 F16C 3/14

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンの往復動をコンロッドを介して回
   転運動に変換するクランクシャフトを備え、 クランクシャフトは機関本体に主軸受を介して回転可能
   に支承されるジャーナル部と、コンロッドに回転可能に
   支承されるクランクピンを有し、 クランクピンのコンロッドに対する摺動面に対して凹状
   に窪むグルーブを形成し、 クランクシャフトにオイルポンプから送られる潤滑油を
   該グルーブに導くクランク内部通路を形成し、 クランクピンの中心線とジャーナル部の中心線を結ぶ線
   分を主軸中心線Ｃとし、クランクピンのコンロッドに対
   する摺動面を、主軸中心線Ｃに対してクランクピンの回
   動方向前方に位置する前方領域と、主軸中心線Ｃに対し
   てクランクピンの回動方向後方に位置する後方領域に区
   分すると、該グルーブを主軸中心線Ｃと交差しないよう
   に前方領域に限定して形成し、 クランクピンのコンロッドに対する摺動面を、ジャーナ
   ル部に近接する中心側領域と、ジャーナル部から離れた
   外側領域に区分すると、該グルーブを中心側領域と外側
   領域に渡って形成し、 該クランク内部通路の該グルーブに対する開口端部を、
   中心側領域において主軸中心線Ｃの近傍に配置したこと
   を特徴とする内燃機関の潤滑油供給システム。
2. 【請求項２】コンロッドに潤滑油をピストンに向けて噴
   射するオイルジェット噴口を形成し、 コンロッドに前記グルーブに送られた潤滑油をオイルジ
   ェット噴口に導くロッド内部通路を形成したことを特徴
   とする請求項１記載の内燃機関の潤滑油供給システム。
3. 【請求項３】コンロッドに潤滑油をシリンダのピストン
   に摺接する内壁面に向けて噴射するオイルスプラッシュ
   噴口を形成し、 該オイルスプラッシュ噴口を前記グルーブに連通するよ
   うに形成したことを特徴とする請求項１記載の内燃機関
   の潤滑油供給システム。
4. 【請求項４】機関の高速時に前記グルーブへ供給される
   潤滑油量を増やす潤滑油量調節手段を備えたことを特徴
   とする請求項１から３のいずれか一つに記載の内燃機関
   の潤滑油供給システム。