JP4635962B2

JP4635962B2 - クランクシャフト

Info

Publication number: JP4635962B2
Application number: JP2006145704A
Authority: JP
Inventors: 伸一田村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2026-05-25
Also published as: JP2007315489A

Description

この発明は、内燃機関（以下、「エンジン」と記す。）のピストンの受けた圧力をコンロッドを介して受け、往復運動を回転運動に変えるクランクシャフトに関し、更に詳しくは、簡易な構成によって軽量化と潤滑性能を確保しつつ、ベンチレーションを改善することができるクランクシャフトに関する。

従来より、自動車の燃費向上等のために、エンジンの小型・軽量化が進められている。エンジンの構成部品であるクランクシャフトはその構成部品の中でも重い部品であり、自動車の燃費を向上させるためにもその軽量化が必要である。

したがって、従来より、クランクシャフトを軽量化するために、クランクシャフトのジャーナル部等に空洞部（中空部）を設けたものが種々提案されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。

特表２００４−５３８４２９号公報実開平５−８０２３号公報

エンジンの小型化は、オイルパンを圧迫するので、オイルパンを浅底化させる傾向にある。このオイルパンの浅底化により、クランクケース内におけるピストン下のベンチレーション（空気の流通）が悪化し易くなるため、エンジン高回転時（高速時）のフリクション悪化を招いてしまうという課題があった。

一方、オイルパンを深底化する以外のベンチレーションの改善手段としては、クランクケース内の仕切壁であるバルクヘッドに呼吸穴を設けることも考えられるが、ブロック構造上の制約から、設けられる呼吸穴の大きさにも限界があり、呼吸穴に必要な断面積が確保できない。

また、上記ベンチレーションを改善しつつ、軽量化と各部の潤滑性能を簡易な構成にて確保する必要があり、これらの手段の提供に苦慮していた。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成によって軽量化と潤滑性能を確保しつつ、ベンチレーションを改善することができるクランクシャフトを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明の請求項１に係るクランクシ
ャフトは、コンロッドに接続されるピンジャーナル部と、シリンダブロックに回転自在に支持されるメインジャーナル部と、平衡錘としてのカウンターウェイト部と、をそれぞれ複数備え一体的に構成されたクランクシャフトにおいて、一部の前記メインジャーナル部には、空気を流通させるために軸方向に貫通させた呼吸穴と、互いに隣接する前記メインジャーナル部およびピンジャーナル部において潤滑油を流通させるために軸表面に開口を有し内部で連通した油路とのうち、前記呼吸穴のみを備え、前記呼吸穴を備えていない他の前記メインジャーナル部およびすべてのピンジャーナル部であって、互いに隣接した当該メインジャーナル部およびピンジャーナル部には、前記油路を備えたことを特徴とするものである。

また、この発明の請求項２に係るクランクシャフトは、請求項１に記載の発明において、前記呼吸穴を備えた前記メインジャーナル部は、軸周方向の表面に環状油路を備えたことを特徴とするものである。

この発明に係るクランクシャフト（請求項１）によれば、呼吸穴を備えたことにより軸方向へのベンチレーションを改善することができるとともに、メインジャーナル部の軽量化を実現することができ、油路を備えたことによりメインジャーナル部およびピンジャーナル部での潤滑性能を確保することができる。

また、この発明に係るクランクシャフト（請求項２）によれば、環状油路を備えたことにより、呼吸穴に影響されることなく潤滑油の流通路を確保することができる。

以下に、この発明に係るクランクシャフトの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

本実施例１は、本発明を直列４気筒またはＶ型８気筒のエンジンに適用したものである。図１は、この発明の実施例１に係るクランクシャフトを示す部分断面図である。なお、図１において、符号＃１〜＃５は、後述する各メインジャーナル部の位置を区別するために便宜上付したものである。

また、図２は、メインジャーナル部およびピンジャーナル部に設けられた油路を示す部分断面図、図３は、ピストン下のベンチレーションの様子を示す断面図である。

図１に示すように、本実施例１に係るクランクシャフト１０は、コンロッド（図示せず）に接続されるピンジャーナル部１２と、シリンダブロック２１（図３参照）に軸受１５を介して回転自在に支持されるメインジャーナル部１１と、平衡錘としてのカウンターウェイト部１３と、をそれぞれ複数備え一体的に構成されている。

そして、一部のメインジャーナル部１１（＃２、＃４）には、図３中の矢印で示すように、ピストン２２下での空気を効率よく流通させ、ベンチレーションを改善するために、軸方向に貫通させた呼吸穴２０を備えている。

この呼吸穴２０を設けたことにより、上記ベンチレーションが促進され、エンジン高回転時（高速時）のフリクション悪化を抑制することができるとともに、クランクシャフト１０の軽量化にも資することができる。

また、図１および図２に示すように、他のメインジャーナル部１１（＃１、＃３、＃５）およびすべてのピンジャーナル部１２であって、互いに隣接した当該メインジャーナル部１１およびピンジャーナル部１２には、オイルパン２３からの潤滑油２３ａ（図３参照）を流通させるために、軸表面に開口を有し内部で連通した油路１６，１８を備えている。すなわち、この油路１６によって軸受１５での軸受給油を確保することができ、油路１６と連通する油路１８によってコンロッド給油を確保することができる。

以上のように、この実施例１に係るクランクシャフト１０によれば、呼吸穴２０を備えたことにより軸方向へのベンチレーションを改善することができるとともに、メインジャーナル部１１の軽量化を実現することができ、油路１６，１８を備えたことによりメインジャーナル部１１およびピンジャーナル部１２での潤滑性能を確保することができる。特に、オイルパン２３が浅底化された場合に、これらの効果は絶大である。

本実施例２は、直列３気筒またはＶ型６気筒のエンジンに適用したものである。図４は、この発明の実施例２に係るクランクシャフトを示す部分断面図である。なお、以下の説明において、すでに説明した部材と同一もしくは相当する部材には、同一の符号を付して重複説明を省略または簡略化する。

図４に示すように、本実施例２に係るクランクシャフト１０は、オイルパン２３の底が浅い部分に位置するメインジャーナル部１１（＃２）に呼吸穴２０を備えたものである。その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

以上のように、この実施例２に係るクランクシャフト１０によれば、オイルパン２３が浅底化され、ベンチレーションを確保し難い直列３気筒またはＶ型６気筒のエンジンであっても、オイルパン２３の底が浅い部分に位置するメインジャーナル部１１（＃２）に呼吸穴２０を備えたことにより、ベンチレーションを改善することができる。

図５は、この発明の実施例３に係る環状油路を示す部分断面図、図６は、図５のＢ−Ｂ断面図である。

図５および図６に示すように、本実施例３は、上記実施例１の構成に加えて、潤滑油２３ａを流通させるために、呼吸穴２０を備えたメインジャーナル部１１（＃２、＃４）の軸周方向の表面に環状油路２６を備えたものである。

なお、図５では、＃４のメインジャーナル部１１について図示してある。その他の構成は、上記実施例１の場合と同様であるので、重複説明を省略する。

以上のように、この実施例３に係るクランクシャフト１０によれば、呼吸穴２０に影響されることなく、環状油路２６を通じて潤滑油２３ａを軸周方向に流通させることができ、油路を確保することができる。

以上のように、この発明に係るクランクシャフトは、小型・軽量化および低燃費化を図るエンジンに有用であり、特に、簡易な構成によって軽量化と潤滑性能を確保しつつ、ベンチレーションを改善することを目指すエンジンに適している。

この発明の実施例１に係るクランクシャフトを示す部分断面図である。メインジャーナル部およびピンジャーナル部に設けられた油路を示す部分断面図である。ピストン下のベンチレーションの様子を示す断面図である。この発明の実施例２に係るクランクシャフトを示す部分断面図である。この発明の実施例３に係る環状油路を示す部分断面図である。図５のＢ−Ｂ断面図である。

１０クランクシャフト
１１メインジャーナル部
１２ピンジャーナル部
１３カウンターウェイト部
１５軸受
１６油路
１８油路
２０呼吸穴
２１シリンダブロック
２２ピストン
２３オイルパン
２３ａ潤滑油
２６環状油路

Claims

コンロッドに接続されるピンジャーナル部と、シリンダブロックに回転自在に支持されるメインジャーナル部と、平衡錘としてのカウンターウェイト部と、
をそれぞれ複数備え一体的に構成されたクランクシャフトにおいて、
一部の前記メインジャーナル部には、空気を流通させるために軸方向に貫通させた呼吸穴と、互いに隣接する前記メインジャーナル部およびピンジャーナル部において潤滑油を流通させるために軸表面に開口を有し内部で連通した油路とのうち、前記呼吸穴のみを備え、
前記呼吸穴を備えていない他の前記メインジャーナル部およびすべてのピンジャーナル部であって、互いに隣接した当該メインジャーナル部およびピンジャーナル部には、前記油路を備えたことを特徴とするクランクシャフト。
前記呼吸穴を備えた前記メインジャーナル部は、軸周方向の表面に環状油路を備えたことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。