JP7283433B2 - Seal structure - Google Patents
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Description
本開示は、シール構造に関し、特に、エンジンのクランクシャフトのシール構造に好適な技術に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a seal structure, and more particularly to a technique suitable for a seal structure of a crankshaft of an engine.
例えば、特許文献1には、エンジンブロックの外壁部とクランクシャフトの外周面との隙間から潤滑油が外部に漏洩するのを防止するために、これらエンジンブロックとクランクシャフトとの間に、クランクシャフトの外周面と摺接する密封部材(クランクオイルシール)を設けた構造が開示されている。
For example, in
上記密封部材は、エンジンの傾き度合いや、オイルパンに貯留された潤滑油の油面レベルによっては、クランク室側から浸入する潤滑油に浸漬されて油没する場合がある。密封部材が油没すると、潤滑油がクランクシャフトの後端側のフライホイールハウジング内、或いは、クランクシャフトの前端側のクランクプーリ側へと漏れ出す可能性がある。 Depending on the degree of inclination of the engine and the level of the lubricating oil stored in the oil pan, the sealing member may be immersed in the lubricating oil entering from the crank chamber side. If the sealing member is submerged in oil, lubricating oil may leak into the flywheel housing on the rear end side of the crankshaft or toward the crank pulley on the front end side of the crankshaft.
本開示の技術は、上記事情に鑑みてなされたものであり、潤滑油がエンジンのブロック体とクランクシャフトとの間から外部に漏れ出ることを効果的に抑止することを目的とする。 The technique of the present disclosure has been made in view of the above circumstances, and aims to effectively prevent lubricating oil from leaking to the outside from between a block body and a crankshaft of an engine.
本開示の技術は、エンジンの上側ブロック体と下側ブロック体との間に回転可能に支持されるクランクシャフトのシール構造であって、前記上側ブロック体と前記下側ブロック体との間には、前記クランクシャフトのジャーナル部を軸支する複数の軸受穴が設けられており、前記複数の軸受穴のうち、前記クランクシャフトの軸方向一端側のジャーナル部を軸支する一端側軸受穴には、前記上側ブロック体から下方に延びると共に、ジャーナル部の少なくとも上側部分を所定の隙間を隔てて受容する上側凹部を有する上側シール壁と、前記下側ブロック体から上方に延びると共に、ジャーナル部の少なくとも下側部分を所定の隙間を隔てて受容する下側凹部を有する下側シール壁とが設けられており、前記上側シール壁及び、前記下側シール壁が互いに軸方向に隣接して配されて、前記一端側軸受穴内に環状溝を区画することによりラビリンスシールを形成することを特徴とする。 The technology of the present disclosure is a seal structure for a crankshaft rotatably supported between an upper block body and a lower block body of an engine, wherein a seal structure is provided between the upper block body and the lower block body. , a plurality of bearing holes for supporting the journal portion of the crankshaft are provided, and among the plurality of bearing holes, the one end side bearing hole for supporting the journal portion on the one end side in the axial direction of the crankshaft has a an upper sealing wall extending downwardly from the upper block body and having an upper recess for receiving at least the upper portion of the journal portion with a predetermined gap; a lower seal wall having a lower recess for receiving the lower portion with a predetermined gap therebetween, the upper seal wall and the lower seal wall being arranged axially adjacent to each other; A labyrinth seal is formed by defining an annular groove in the one end side bearing hole.
また、前記上側シール壁が前記下側シール壁よりも軸方向の他端側に配されていることが好ましい。 Further, it is preferable that the upper seal wall is arranged closer to the other end side in the axial direction than the lower seal wall.
また、前記上側シール壁が前記上側ブロック体のクランク室に臨む内壁面から該クランク室側に所定量突出して設けられており、前記下側シール壁の少なくとも前記下側凹部の上方が前記上側シール壁によって覆われていることが好ましい。 Further, the upper seal wall is provided so as to protrude from the inner wall surface facing the crank chamber of the upper block body toward the crank chamber by a predetermined amount, and at least the upper side of the lower concave portion of the lower seal wall serves as the upper seal. It is preferably covered by a wall.
また、前記クランクシャフトの軸方向一端側の終端部には、フライホイールが設けられることが好ましい。 Moreover, it is preferable that a flywheel is provided at the end portion of the crankshaft on one end side in the axial direction.
本開示の技術によれば、潤滑油がエンジンのブロック体とクランクシャフトとの間から外部に漏れ出ることを効果的に抑止することができる。 According to the technique of the present disclosure, it is possible to effectively prevent lubricating oil from leaking to the outside from between the block body and the crankshaft of the engine.
以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係るシール構造を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。 The seal structure according to this embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. The same parts are given the same reference numerals, and their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[全体構成]
図1は、本実施形態に係るエンジン10の模式的な部分断面図である。
[overall structure]
FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view of an
図1に示すように、エンジン10は、例えば、直列4気筒エンジンであって、上側から順に、ヘッドカバー12、シリンダヘッド13、シリンダブロック14、クランクケース16及び、オイルパン19等を含むエンジン本体部11を備えている。なお、エンジン10は、図示例の直列4気筒に限定されず、4気筒以外の直列多気筒、V型多気筒、水平対向多気筒、或いは、単気筒エンジンであってもよい。
As shown in FIG. 1, the
シリンダヘッド13には、燃焼室内に燃料を直噴するインジェクタJ1~J4がそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド13には、燃焼室に新気を導入する不図示の吸気ポートや、燃焼室から排気を導出する不図示の排気ポートが設けられている。なお、エンジン10は、図示例の直噴式エンジンに限定されず、予混合式エンジンであってもよい。
The
シリンダブロック14(本開示の上側ブロック体)は、隔壁15によって区画された複数の気筒C1~C4を備えている。また、各気筒C1~C4には、ピストンP1~P4がそれぞれ往復移動可能に収容されている。ピストンP1~P4には、ピストンピン21を介してコネクティングロッド22の小端部が揺動自在に連結されている。ピストンP1~P4の頂面と、気筒C1~C4の内周面と、シリンダヘッド13の下面とにより燃焼室が区画形成されている。
Cylinder block 14 (upper block body of the present disclosure) includes a plurality of cylinders C1 to C4 partitioned by
クランクケース16(本開示の下側ブロック体)は、シリンダブロック14の下部に不図示のボルト等で締結固定されている。具体的には、クランクケース16は、クランクシャフト30の軸方向に延びるラダーフレーム17と、ラダーフレーム17の上部に各壁部15にそれぞれ対応して設けられたベアリングキャップ18とを備えている。ベアリングキャップ18及び、各隔壁15には、半円弧状に窪む凹部がそれぞれ形成されており、両凹部を突き合わせた円形状の軸受穴にベアリング2(例えば、半割のすべり軸受)を取り付けることにより、クランクシャフト30が軸心周りに回転自在に支持されている。
The crankcase 16 (lower block body of the present disclosure) is fastened and fixed to the lower portion of the
より詳しくは、クランクシャフト30は、コネクティングロッド22の大端部がそれぞれベアリング3(例えば、半割のすべり軸受)を介して揺動自在に連結された複数のクランクピン31と、隔壁15とベアリングキャップ18との間のベアリング2に回転自在に軸支されたジャーナル部32と、各クランクピン31と各ジャーナル部32とを接続する複数のクランクウェブ33と、クランクウェブ33に対して、クランクシャフト30の回転軸心を挟んで対向する複数のカウンタウェイト34とを備えている。
More specifically, the
ピストンP1~P4が燃焼室内の爆発力によりシリンダC1~C4内を往復運動すると、この往復運動がコネクティングロッド22からクランクピン31に伝達されて回転運動に変換され、クランクシャフト30がジャーナル部32を軸心に回転するようになっている。
When the pistons P1 to P4 reciprocate within the cylinders C1 to C4 due to the explosive force in the combustion chamber, this reciprocating motion is transmitted from the connecting
なお、以下の説明では、シリンダブロック14の前壁を構成する部分をブロック前壁部14A、シリンダブロック14の後壁を構成する部分をブロック後壁部14Bという。また、クランクケース16の前壁を構成する部分をケース前壁部16A、クランクケース16の後壁を構成する部分をケース後壁部16Bという。
In the following description, the portion forming the front wall of the
各ジャーナル部32のうち、ブロック前壁部14Aとケース前壁部16Aとの間の軸受穴に支持されたジャーナル部32には、エンジン本体部11の前側に向けて突出するクランクシャフト30の前端部35が設けられている。この前端部35には、補機類等に動力を伝達する不図示のクランクプーリが設けられている。また、ブロック前壁部14Aとケース前壁部16Aとの間の軸受穴には、ジャーナル部32との隙間を封止する円環状の前側密封部材27が設けられている。
Among the
各ジャーナル部32のうち、ブロック後壁部14Bとケース後壁部16Bとの間の軸受穴(本開示の一端側軸受穴の一例)に支持されたジャーナル部32には、エンジン本体部11の後側に向けて突出するクランクシャフト30の後端部36が設けられている。この後端部36には、フライホイール37が一体回転可能に設けられている。フライホイール37は、クランクシャフト30の回転を慣性力によって安定化させつつ、クランクシャフト30の回転力を不図示の変速機等に伝達するクラッチ装置の一部として機能する。なお、図中において、符号38は、フライホイール37の周囲を囲うフライホイールハウジングを示している。
Of the
ブロック後壁部14Bとケース後壁部16Bとの間の軸受穴には、ジャーナル部32との隙間を封止する円環状の後側密封部材29が設けられている。さらに、ブロック後壁部14Bとケース後壁部16Bとの間の軸受穴の、後側密封部材29よりもクランク室1側には、ジャーナル部32との隙間をシールする本開示のシール構造40が設けられている。以下、シール構造40の詳細について説明する。
An annular
[シール構造]
図2は、本実施形態に係るシール構造40をクランク室1側から視た模式的な斜視図であり、図3は、本実施形態に係るシール構造40を示す模式的な断面図である。なお、図2において、クランクシャフト30、ベアリング2及び、後側密封部材29は、図示を省略している。
[Seal structure]
FIG. 2 is a schematic perspective view of the
図2及び、図3に示すように、シール構造40は、ブロック後壁部14Bとケース後壁部16Bとの間の軸受穴28(本開示の一端側軸受穴)に設けられている。具体的には、シール構造40は、ブロック後壁部14B側から下方に延びる上側シール壁部41と、ケース後壁部16Bから上方に延びる下側シール壁部42とを備えており、これら各壁部41,42によってラビリンスシールを形成する。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
上側シール壁部41は、ブロック後壁部14Bのクランク室1に臨む壁面からクランク室1内に所定量突出すると共に、下方に向けて延設されている。また、上側シール壁部41の下端部には、上方に半円弧状に窪む上側凹部41Aが設けられている。上側凹部41Aの円弧半径は、軸受穴28の穴半径よりも小径、且つ、ジャーナル部32(図3参照)の軸半径よりも大径(好ましくは、僅かに大径)に形成されている。この上側凹部41A内には、ジャーナル部32の少なくとも上側半分が受容される。
The upper
下側シール壁部42は、ケース後壁部16Bから、上側シール壁部41よりも後側(クランク室1とは反対側)を上方に向けて延設されている。下側シール壁部42の上端部には、下方に半円弧状に窪む下側凹部42Aが設けられている。下側凹部42Aの円弧半径は、軸受穴28の穴半径よりも小径、且つ、ジャーナル部32(図3参照)の軸半径よりも大径(好ましくは、僅かに大径)に形成されている。この下側凹部42A内には、ジャーナル部32の少なくとも下側半分が受容される。
The lower
ブロック後壁部14B及び、ケース後壁部16Bを互いに固定すると、上側シール壁部41及び、下側シール壁部42が軸方向に隣接して配置されることで、これらの各凹部41A,42Aによってジャーナル部32の外周面を微小なクリアランスCを隔てて囲む略円形状の円形穴43(図2参照)が形成される。
When the block
すなわち、各シール壁部41,42のクランク室1とは反対側の側面と、ベアリング2の側面とが互いに対向することにより、軸受穴28内にジャーナル部32の外周面を囲う環状溝45が区画されるようになる。この環状溝45は、圧損用空隙として機能し、クランク室1側からの漏れ流れに圧力損失を生じさせ、この圧力損失によって潤滑油の漏れ出しを抑制するシール機能を発揮する。
That is, the side surfaces of the
これにより、エンジン10が、クランクシャフト30の前端部35を後端部36よりも上方に位置させて傾くか、或いは、オイルパン19に貯留されている潤滑油の油面レベルがシール構造40に到達しても、潤滑油の軸受穴28内における後側密封部材29に向けた移動が抑制されるようになり、当該潤滑油のフライホイールハウジング38内への漏れ出しを効果的に防止することが可能となる。
As a result, the
また、上側シール壁部41を下側シール壁42よりもクランク室1側に配置し、下側シール壁部42の下側凹部42Aの上方側を、上側シール壁部41のクランク室1側に突出する部分によって覆うように構成されている。これにより、クランクウェブ33やカウンタウェイト34等によって掻き上げられて上方から降り注ぐ潤滑油の軸受穴28内への浸入を効果的に防止できるようになり、潤滑油の漏れ出しをより確実に防止することが可能となる。
In addition, the upper
[その他]
なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することが可能である。
[others]
It should be noted that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified and implemented without departing from the gist of the present disclosure.
例えば、図4に示すように、上側シール壁部41及び、下側シール壁部42を複数個(図示例では各2個)設けて、軸受穴28内に複数の環状溝45を区画するように形成してもよい。
For example, as shown in FIG. 4 , a plurality of upper
また、本開示のシール構造40は、クランクシャフト30の前端側のジャーナル部32を軸支する軸受穴に適用することも可能である。この場合は、潤滑油のクランクプーリ側への漏れ出しを効果的に防止することが可能となる。
The
1 クランク室
2 ベアリング
10 エンジン
11 エンジン本体部
12 ヘッドカバー
13 シリンダヘッド
14 シリンダブロック(上側ブロック体)
14A ブロック前壁部
14B ブロック後壁部
15 隔壁
16 クランクケース(下側ブロック体)
16A ケース前壁部
16B ケース後壁部
17 ラダーフレーム
18 ベアリングキャップ
19 オイルパン
C1~C4 気筒
P1~P4 ピストン
21 ピストンピン
22 コネクティングロッド
28 軸受穴(一端側軸受穴)
29 後側密封部材
30 クランクシャフト
31 クランクピン
32 ジャーナル部
33 クランクウェブ
34 カウンタウェイト
35 前端部
36 後端部
37 フライホイール
38 フライホイールハウジング
40シール構造
41 上側シール壁部
41A 上側凹部
42 下側シール壁部
42A 下側凹部
45 環状溝
14A block
16 crankcase (lower block body)
16A Case
29
Claims (2)
前記上側ブロック体と前記下側ブロック体との間には、前記クランクシャフトのジャーナル部を軸支する複数の軸受穴が設けられており、
前記複数の軸受穴のうち、前記クランクシャフトの軸方向一端側のジャーナル部を軸支する一端側軸受穴には、前記上側ブロック体から下方に延びると共に、ジャーナル部の少なくとも上側部分を受容する上側凹部を有する上側シール壁と、前記下側ブロック体から上方に延びると共に、ジャーナル部の少なくとも下側部分を受容する下側凹部を有する下側シール壁とが設けられており、
前記上側シール壁及び、前記下側シール壁が互いに軸方向に隣接して配されて、前記一端側軸受穴内に環状溝を区画することによりラビリンスシールを形成する
ことを特徴とするシール構造。 A seal structure for a crankshaft rotatably supported between an upper block body and a lower block body of an engine,
A plurality of bearing holes are provided between the upper block body and the lower block body to support the journal portion of the crankshaft,
Among the plurality of bearing holes, the one-end-side bearing hole that supports the journal portion on one axial end side of the crankshaft has an upper side extending downward from the upper block body and receiving at least the upper portion of the journal portion. an upper seal wall having a recess and a lower seal wall extending upwardly from the lower block body and having a lower recess for receiving at least a lower portion of the journal;
A seal structure, wherein the upper seal wall and the lower seal wall are arranged adjacent to each other in the axial direction to form a labyrinth seal by defining an annular groove in the one end side bearing hole.
請求項1に記載のシール構造。 2. The seal structure according to claim 1, wherein the upper seal wall is arranged closer to the other end in the axial direction than the lower seal wall.
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