JP4775149B2 - クランクシャフトの潤滑構造 - Google Patents

Description

本発明は、クランクジャーナルを軸受けするジャーナル軸受部からクランクピンを軸受けするコネクティングロッド軸受部に潤滑油を供給する油路が形成されたクランクシャフトの潤滑構造に関する。

一般に、クランクジャーナルを軸受けするジャーナル軸受部およびクランクピンを軸受けするコネクティングロッド軸受部は、２つの半割り軸受からなり、ジャーナル軸受部の２つの半割り軸受のうちの一方の半割り軸受の摺動面には円周方向に沿って潤滑油を流通させる油溝が形成され、この油溝は、半割り軸受の円周方向全域に形成されて半割り軸受の接合部に開口している。また、コネクティングロッド軸受部の両半割り軸受における接合部の摺動面側には、クラッシリリーフが形成されている。

しかし、上記油溝が半割り軸受の接合部にまで開口していると、油溝内の異物が半割り軸受の摺動面および潤滑油供給用通路に侵入し難くなって上記摺動面およびコネクティングロッド軸受への異物の侵入を抑制しているものの、メインホール内の油圧が低下する一因となり、エンジンに必要な油圧を確保することができない場合がある。

そこで、従来、ジャーナル軸受部の半割り軸受の油溝を、互いの接合部に開口させるとともに、その油溝の底部を、円周方向における接合部側の部分が中央側の部分よりも摺動面に近づくように浅く形成して、油溝の流路断面積を接合部側の部分で小さくし、これによって、メインホール内の油圧を増加および確保するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−７６７５５号公報

ところが、上記従来のものでは、ジャーナル軸受部の半割り軸受の油溝に供給された潤滑油は油路を介してコネクティングロッド軸受部の半割り軸受に供給されてはいるものの、クランクシャフトの回転位置によってコネクティングロッド軸受部に供給される潤滑油の油量にバラツキが生じることがある。

これは、ジャーナル軸受部の半割り軸受の油溝の流路断面積がクランク軸の周方向で異なっているためである。つまり、ジャーナル軸受部の油溝に開口する油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の浅い接合部側の部分に位置しているときには潤滑油が油路に吸い込み難い反面、油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の深い中央側の部分に位置しているときには潤滑油が油路に吸い込み易くなり、一方、コネクティングロッド軸受部側に開口する油路のコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）がコネクティングロッド軸受部の半割り軸受における接合部側の部分（クラッシリリーフ）に位置しているときには油路を介した潤滑油がクラッシリリーフを通ってコネクティングロッド軸受部に供給され易い反面、油路のコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）が半割り軸受の中央側の部分に位置しているときにはクランクピンとコネクティングロッド軸受部との間隔が狭いために油路を介した潤滑油がコネクティングロッド軸受部に供給され難いものとなる。そのため、油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の浅い接合部側の部分に位置し、かつ油路のコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）がコネクティングロッド軸受部の半割り軸受の中央側の部分に位置している場合には、ジャーナル軸受部からコネクティングロッド軸受部に供給される潤滑油の油量が著しく低下してしまうことになる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ジャーナル軸受部からコネクティングロッド軸受部に供給される潤滑油の油量の著しい低下を防止して、クランクシャフトの回転位置による潤滑油の油量のバラツキを抑制することができるクランクシャフトの潤滑構造を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明では、クランクジャーナルを軸受けするジャーナル軸受部からクランクピンを軸受けするコネクティングロッド軸受部に潤滑油を供給する油路が形成されたクランクシャフトの潤滑構造を前提とし、上記ジャーナル軸受部を、２つの半割り軸受により構成し、そのうちの一方の半割り軸受の摺動面に円周方向に沿って潤滑油を流通させる油溝を形成する一方、上記コネクティングロッド軸受部を、２つの半割り軸受により構成し、その両半割り軸受における互いの接合部の摺動面側にクラッシリリーフを形成する。更に、上記ジャーナル軸受部の油溝を、上記半割り軸受の円周方向全域に形成して、互いの接合部に開口させているとともに、その油溝の底部を、円周方向における接合部側の部分が中央側の部分よりも摺動面の中心位置に近づくように浅く形成して、油溝の流路断面積を接合部側の部分で小さくしている。そして、上記油路を、例えば、上記クランクジャーナルを直径方向に貫通して両端が上記ジャーナル軸受部側に開口する第１油路と、この第１油路に一端が開口し、上記クランクピンを貫通して上記コネクティングロッド軸受部側に他端が開口する第２油路とで構成し、上記ジャーナル軸受部側に開口する開口端が上記油溝の半割り軸受の接合部側の部分に位置しているとき、上記コネクティングロッド軸受部側に開口する開口端が上記半割り軸受の接合部側の部分に位置するように形成している。

この特定事項により、油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の浅い半割り軸受の接合部側の部分に位置しているときにコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）がコネクティングロッド軸受部の半割り軸受の接合部側の部分（クラッシリリーフ）に位置しているので、ジャーナル軸受部側の開口端が油溝の浅い半割り軸受の接合部側の部分に位置しているために潤滑油が油路に吸い込み難くても、コネクティングロッド軸受部側の開口端が半割り軸受の接合部側の部分（クラッシリリーフ）に位置しているために油路を介した潤滑油がクラッシリリーフを通ってコネクティングロッド軸受部に供給され易いものとなる。これにより、油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の浅い接合部側の部分に位置しているときに油路のコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）がコネクティングロッド軸受部の半割り軸受の中央側の部分に位置して潤滑油が吸い込み難くかつ供給され難くなることが回避され、ジャーナル軸受部からコネクティングロッド軸受部に供給される潤滑油の油量が著しく低下することが防止されて、クランクシャフトの回転位置による潤滑油の油量のバラツキを抑制することが可能となる。

また、上記油路を、上記ジャーナル軸受部側に開口する開口端が上記油溝の半割り軸受の中央側の部分に位置しているとき、上記コネクティングロッド軸受部側に開口する開口端が上記半割り軸受の中央側の部分に位置するように形成している場合には、コネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）が狭い半割り軸受の中央側の部分に位置しているために油路を介した潤滑油がコネクティングロッド軸受部に供給され難くても、ジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の深い中央側の部分に位置しているためにジャーナル軸受部側の油溝の深い半割り軸受の中央側の部分からの潤滑油が油路に吸い込み易いものとなる。これにより、油路のジャーナル軸受部側の開口端（吸込口）が油溝の浅い接合部側の部分に位置しているときに油路のコネクティングロッド軸受部側の開口端（供給口）がコネクティングロッド軸受部の半割り軸受の中央側の部分に位置して潤滑油が吸い込み難くかつ供給され難くなることが回避され、ジャーナル軸受部からコネクティングロッド軸受部に供給される潤滑油の油量が著しく低下することが防止される上、ジャーナル軸受部から吸い込み易くコネクティングロッド軸受部に供給し難い場合と、ジャーナル軸受部から吸い込み難くコネクティングロッド軸受部に供給し易い場合とがクランクシャフトの回転位置によって交互に顕れ、クランクシャフトの回転位置による潤滑油の油量のバラツキをより一層効果的に抑制することが可能となる。

以上、要するに、油路のジャーナル軸受部側の開口端が油溝の浅い半割り軸受の接合部側の部分に位置しているときにコネクティングロッド軸受部側の開口端をクラッシリリーフのある半割り軸受の接合部側の部分に位置させることで、潤滑油が油路に吸い込み難くても該油路を介した潤滑油をコネクティングロッド軸受部に供給し易くし、ジャーナル軸受部からコネクティングロッド軸受部への潤滑油の油量の著しい低下を防止して、クランクシャフトの回転位置による潤滑油の油量のバラツキを抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。

図１ないし図３は本発明の実施形態に係わる潤滑構造を備えた直列４気筒エンジン１のクランクシャフトを示し、このエンジン１は、図２および図３に示すように、シリンダブロック２と、クランクシャフト３と、このクランクシャフト３を軸受けするジャーナル軸受部４とを備え、当該ジャーナル軸受部４は、クランクシャフト３のクランクジャーナル３１を摺動自在に支持するとともに、キャップ４０によってシリンダブロック２に固定されている。

上記シリンダブロック２にはオイルポンプからの潤滑油をジャーナル軸受部４に供給する２本の潤滑油通路２０，２０が形成されており、このジャーナル軸受部４に供給された潤滑油によってクランクシャフト３のクランクジャーナル３１を潤滑するようになされている。また、各気筒ごとに設けられたコネクティングロッド２１（図２および図３では１つのみ示す）の下端には、コネクティングロッド軸受部５を介してクランクシャフト３のクランクピン３２が軸受けされている。そして、図１にも示すように、ジャーナル軸受部４に供給された潤滑油は、クランクシャフト３内に形成された複数の油路６を介してコネクティングロッド軸受部５に供給されるようになっている。上記コネクティングロッド軸受部５は、クランクピン３２を摺動自在に支持するとともに、キャップ５０によってコネクティングロッド２１の下端に固定されている。

上記ジャーナル軸受部４は、上下に分割可能な半円弧状のアッパ側半割り軸受４１およびロア側半割り軸受４２により構成され、それぞれの内周面側の摺動面４１ａ，４２ａによってクランクシャフト３のクランクジャーナル３１が摺動自在に支持されている。そして、アッパ側半割り軸受４１およびロア側半割り軸受４２の接合部４１ｂ，４２ｂの摺動面４１ａ，４２ａ側には、従来公知のクラッシリリーフ４１ｃ，４２ｃがそれぞれ形成されている。また、アッパ側半割り軸受４１の摺動面４１ａには、円周方向に沿って潤滑油を流通させる油溝４１ｄが形成されている。この油溝４１ｄの底面４１ｅは、アッパ側半割り軸受４１の摺動面４１ａに対して若干大径に形成されており、この底面４１ｅの中心位置は、摺動面４１ａの中心位置に対して摺動面４１ａ側に向けて偏心されており、さらに当該中心位置はアッパ側半割り軸受４１の中央と摺動面４１ａの中心位置との線上に位置している。以上のことから、本実施形態における油溝４１ｄは、上記クラッシリリーフ４１ｃを通ってアッパ側半割り軸受４１の接合部４１ｂに開口しており、しかも上記油溝４１ｄの底面４１ｅの位置は、上記接合部４１ｂの部分で中央側の部分よりもアッパ側半割り軸受４１の中心側に近づくように形成されている。したがって、油溝４１ｄの流路断面積は、アッパ側半割り軸受４１の中央側の部分から接合部４１ｂ側に近づくに従って小さくなっている。更に、アッパ側半割り軸受４１には、上記潤滑油通路２０と連通して油溝４１ｄに潤滑油を流通させる油孔４１ｆ，４１ｆが上記潤滑油通路２０の位置にそれぞれ対応して穿設されている。

また、上記コネクティングロッド軸受部５は、上下に分割可能な半円弧状のアッパ側半割り軸受５１およびロア側半割り軸受５２により構成され、それぞれの内周面側の摺動面５１ａ，５２ａによってコネクティングロッド２１下端にクランクピン３２が摺動自在に支持されている。そして、アッパ側半割り軸受５１およびロア側半割り軸受５２の接合部５１ｂ，５２ｂの摺動面５１ａ，５２ａ側には、従来公知のクラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃがそれぞれ形成されている。

上記各油路６は、上記クランクシャフト３のクランクジャーナル３１の略中心を直径方向に直行して吸込口６１ａ，６１ａ（両端の開口端）が上記ジャーナル軸受部４側にそれぞれ開口する第１油路６１と、この第１油路６１に一端側の吸入口６２ａが開口し、上記クランクピン３２を貫通して上記コネクティングロッド軸受部５側に他端側の供給口６２ｂ（開口端）が開口する第２油路６２とにより構成されている。そして、クランクシャフト３が回転することにより、クランクシャフト３のクランクジャーナル３１とジャーナル軸受部４１との間の潤滑油が上記第１油路６１および第２油路６２を介してコネクティングロッド軸受部５に供給、つまりクランクシャフト３のクランクピン３２とコネクティングロッド軸受部５との間に供給されるようになっている。

そして、上記各油路６は、図２に示すように、上記ジャーナル軸受部４側にそれぞれ開口する第１油路６１の吸込口６１ａ，６１ａが上記両半割り軸受４１，４２の接合部４１ｂ，４２ｂ側の部分に位置しているとき、上記コネクティングロッド軸受部５側に開口する第２油路６２の供給口６２ｂが上記両半割り軸受５１，５２の接合部５１ｂ，５２ｂ側の部分（クラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃ）に位置している一方、図３に示すように、第１油路６１のいずれか一方の吸込口６１ａが上記油溝４１ｄのアッパ側半割り軸受４１の中央側の部分に位置しているとき、第２油路６２の供給口６２ｂが上記両半割り軸受５１，５２の中央側の部分に位置するように形成されている。このとき、第１油路６１の吸込口６１ａ，６１ａから吸い込まれる潤滑油は、吸込口６１ａ，６１ａが両半割り軸受４１，４２の接合部４１ｂ，４２ｂ側の部分に位置していると、クラッシリリーフ４１ｃ，４２ｃによってクランクジャーナル３１とジャーナル軸受部４との間隔が広く形成されてはいるものの油溝４１ｄの底面４１ｅが浅くなって流路断面積が小さくなっているために吸い込み難いものとなり、その反面、一方の吸込口６１ａがアッパ側半割り軸受４１の中央側の部分に位置していると、油溝４１ｄの底面４１ｅが最も深くなって流路断面積も大きくなっているために非常に吸い込み易くなっている。また、第１油路６１から第２油路６２を通って供給口６２ｂからクランクピン３２とコネクティングロッド軸受部５との間に供給される潤滑油は、第２油路６２の供給口６２ｂがコネクティングロッド軸受部５の両半割り軸受５１，５２の接合部５１ｂ，５２ｂ側の部分に位置していると、クラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃによってクランクピン３２とコネクティングロッド軸受部５との間隔が広く形成されているために供給され易くなり、その反面、第２油路６２の供給口６２ｂがコネクティングロッド軸受部５の両半割り軸受５１，５２の中央側の部分に位置していると、クランクピン３２とコネクティングロッド軸受部５との間隔が狭く形成されているために供給され難くなっている。この場合、潤滑油が吸込口６１ａから吸い込み易くかつ供給口６２ｂから供給し難い状態と、潤滑油が吸込口６１ａから吸い込み難く供給口６２ｂから供給し易い状態とは、クランクシャフト３が９０°回転する毎に交互に顕れるようになっている。

したがって、上記実施形態では、ジャーナル軸受部４側にそれぞれ開口する第１油路６１の吸込口６１ａ，６１ａが油溝４１ｄのアッパ側半割り軸受４１の中央側の部分（深い部分）に位置しているとき（図３に示す状態であるとき）、コネクティングロッド軸受部５側に開口する第２油路６２の供給口６２ｂが上記両半割り軸受５１，５２の中央側の部分に位置しているので、コネクティングロッド軸受部５側の供給口６２ｂが狭い両半割り軸受５１，５２の中央側の部分に位置しているために第１および第２油路６１，６２を介した潤滑油がコネクティングロッド軸受部５に供給され難くても、ジャーナル軸受部４側に開口する一方の吸込口６１ａが油溝４１ｄの深い中央側の部分に位置しているためにジャーナル軸受部４側の油溝４１ｄの深いアッパ側半割り軸受４１の中央側の部分からの潤滑油が第１および第２油路６１，６２に吸い込み易いものとなる。また、ジャーナル軸受部４側にそれぞれ開口する第１油路６１の吸込口６１ａ，６１ａが両半割り軸受４１，４２の接合部４１ｂ，４２ｂ側の部分に位置しているとき（図２に示す状態であるとき）、コネクティングロッド軸受部５側に開口する第２油路６２の供給口６２ｂが両半割り軸受５１，５２の接合部５１ｂ，５２ｂ側の部分（クラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃ）に位置しているので、ジャーナル軸受部４側に開口する吸込口６１ａ，６１ａが両半割り軸受４１，４２の接合部側の部分（油溝４１ｄの浅い部分）に位置しているために潤滑油が第１および第２油路６１，６２に吸い込み難くても、コネクティングロッド軸受部５側に開口する供給口６２ｂがコネクティングロッド軸受部５の両半割り軸受５１，５２における接合部５１ｂ，５２ｂ側の部分（クラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃ）に位置しているために第１および第２油路６１，６２を介した潤滑油がクラッシリリーフ５１ｃ，５２ｃを通ってコネクティングロッド軸受部５に供給され易いものとなる。これにより、ジャーナル軸受部側に開口する吸込口が油溝の接合部側の部分（浅い部分）に位置しているときにコネクティングロッド軸受部側に開口する供給口がコネクティングロッド軸受部の狭い中央側の部分に位置して潤滑油が吸い込み難くかつ供給され難くなることが回避され、ジャーナル軸受部４からコネクティングロッド軸受部５に供給される潤滑油の油量が著しく低下することが防止される上、ジャーナル軸受部４から吸い込み易くコネクティングロッド軸受部５に供給し難い場合と、ジャーナル軸受部４から吸い込み難くコネクティングロッド軸受部５に供給し易い場合とがクランクシャフト３の回転位置によって交互に顕れ、クランクシャフト３の回転位置による潤滑油の油量のバラツキを効果的に抑制することができる。

なお、上記実施形態では、直列４気筒エンジン１のクランクシャフトの潤滑構造について述べたが、気筒数を問わず、直列型のエンジンまたはＶ型エンジンにも適用できる。

本発明の実施形態に係わるクランクシャフトの側面図である。 第１油路の一方の吸込口から吸い込み易く第２油路の供給口からコネクティングロッド軸受部に供給し難い状態を示す図１のＡ−Ａ線において切断した断面図である。 第１油路の一方の吸込口から吸い込み難く第２油路の供給口からコネクティングロッド軸受部に供給し易い状態を示す図２相当図である。

符号の説明

３ クランクシャフト
３１ クランクジャーナル
３２ クランクピン
４ ジャーナル軸受部
４１ アッパ側半割り軸受
４１ａ 摺動面
４１ｂ 接合部
４１ｄ 油溝
４２ ロア側半割り軸受
４２ａ 摺動面
４２ｂ 接合部
５ コネクティングロッド軸受部
５１ アッパ側半割り軸受
５１ａ 摺動面
５１ｂ 接合部
５１ｃ クラッシリリーフ
５２ ロア側半割り軸受
５２ａ 摺動面
５２ｂ 接合部
５２ｃ クラッシリリーフ
６ 油路
６１ 第１油路
６１ａ 吸込口（両端）
６２ 第２油路
６２ａ 吸入口（一端）
６２ｂ 供給口（他端）

Claims (3)

1. クランクジャーナルを軸受けするジャーナル軸受部からクランクピンを軸受けするコネクティングロッド軸受部に潤滑油を供給する油路が形成されたクランクシャフトの潤滑構造であって、
   上記ジャーナル軸受部は、２つの半割り軸受よりなり、そのうちの一方の半割り軸受の摺動面に円周方向に沿って潤滑油を流通させる油溝が形成されている一方、
   上記コネクティングロッド軸受部は、２つの半割り軸受よりなり、その両半割り軸受における互いの接合部の摺動面側にクラッシリリーフが形成されており、
   上記ジャーナル軸受部の油溝は、上記半割り軸受の円周方向全域に形成されて、互いの接合部に開口しているとともに、その油溝の底部は、円周方向における接合部側の部分が中央側の部分よりも摺動面の中心位置に近づくように浅く形成されて、油溝の流路断面積が接合部側の部分で小さくなっており、
   上記油路は、上記ジャーナル軸受部側に開口する開口端が上記油溝の半割り軸受の接合部側の部分に位置しているとき、上記コネクティングロッド軸受部側に開口する開口端が上記半割り軸受の接合部側の部分に位置するように形成されていることを特徴とするクランクシャフトの潤滑構造。
2. 請求項１に記載のクランクシャフトの潤滑構造において、
   上記油路は、上記ジャーナル軸受部側に開口する開口端が上記油溝の半割り軸受の中央側の部分に位置しているとき、上記コネクティングロッド軸受部側に開口する開口端が上記半割り軸受の中央側の部分に位置するように形成されていることを特徴とするクランクシャフトの潤滑構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のクランクシャフトの潤滑構造において、
   上記油路は、上記クランクジャーナルを直径方向に貫通して両端が上記ジャーナル軸受部側に開口する第１油路と、この第１油路に一端が開口し、上記クランクピンを貫通して上記コネクティングロッド軸受部側に他端が開口する第２油路とを備えていることを特徴とするクランクシャフトの潤滑構造。

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