JP2000104725A - 内燃機関の潤滑構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】重量増や摩擦損失の増大なしに、端側のコンロ
ッド軸受けの摩耗を防止し、振動、騒音の発生を抑制す
ることができる内燃機関の潤滑構造を提供する。 【解決手段】端側クランクジャーナル２１ａの内部には
油孔２７が設けられる。油孔２８は、一端が油孔２７の
一端開口に連通され、他端がクランクピン２３の外周面
に開口される。端側ジャーナル軸受け２４ａの上部軸受
け部２４Ｕ内周面にはグルーブ２９が断面半円弧状に形
成され、グルーブ２９は油供給通路２５と連通する。油
供給通路２５、油孔２７、油孔２８及びグルーブ２９と
によって、潤滑油は連続的に端側コンロッド軸受け２６
ａに供給される。間欠給油手段は、油供給通路２５及び
端側以外のクランクジャーナルとクランクピン２３間の
クランクアームを貫通する油孔とによって構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の潤滑構造、特
にクランクシャフトの潤滑構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車載用内燃機関のクランクシャ
フトには、その一方の端部（前端部）にプーリが、他方
の端部（後端部）にフライホィールが装着される。とこ
ろが、プーリやフライホィールの共振によって、クラン
クシャフトの振れは端部において大きくなる。従って、
端部の気筒が爆発したときの、その気筒のクランクピン
の変動は、端部以外の気筒のクランクピンの変動に比べ
て大きく、コンロッド軸受けにかかる負荷も端部のもの
がそれ以外のものに比べて大きくなり摩耗しやすく、振
動、騒音を発生しやすい。

【０００３】このような問題に対し、従来から多くの提
案がなされており、例えば、端部のクランクジャーナル
の径をそれ以外のクランクジャーナルの径よりも大きく
して剛性を上げたもの（実開平３−５５９４１号公報参
照）や、端部のクランクアームの厚さをそれ以外のクラ
ンクアームの厚さよりも大きくして剛性をあげたもの
（実開昭６２−４１９２３号公報参照）が開示されてい
る。また、すべての軸受けのオイルクリアランスを小さ
くする方法も公知である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、端部のクラ
ンクジャーナルの径をそれ以外のクランクジャーナルの
径よりも大きくしたり、端部のクランクアームの厚さを
それ以外のクランクアームの厚さよりも大きくしたりす
ることは重量増という問題がある。また、すべての軸受
けのオイルクリアランスを小さくすることは摩擦損失が
増大するという問題がある。

【０００５】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、重量増や摩擦損失の増大なしに、端部のコン
ロッド軸受けの摩耗を少なくし、振動、騒音を改善する
ことができる潤滑構造を提供することを目的としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、複数のジャーナル軸受け
と複数のコンロッド軸受けに潤滑油を供給する潤滑油供
給経路を備えた内燃機関の潤滑構造において、クランク
シャフトの両端部の少なくとも一方に最も近い端側コン
ロッド軸受けに対して連続的に給油可能な連続給油手段
を設け、同端側コンロッド軸受け以外のコンロッド軸受
けに対して間欠的に給油可能な間欠給油手段を設けた。

【０００７】請求項２記載の発明では、前記連続給油手
段は、クランクジャーナルからクランクピンに潤滑油を
供給する油孔と、ジャーナル軸受け、コンロッド軸受
け、クランクジャーナル又はクランクピンの少なくとも
いずれか一つに設けられたグルーブとによって構成され
るとともに、クランクシャフトの両端部の少なくとも一
方に最も近い端側クランクジャーナルの油孔の口径は同
端側クランクジャーナル以外のクランクジャーナルの油
孔の口径よりも大きくした。

【０００８】請求項３記載の発明では、前記連続給油手
段は、前記端側クランクジャーナルと同端側クランクジ
ャーナルから端側クランクピンに潤滑油を供給する油孔
及び前記端側ジャーナル軸受けに設けられ、前記油孔に
常時連通するように形成されたグルーブとによって構成
されるとともに、前記間欠給油手段は、前記端側クラン
クジャーナル以外のクランクジャーナルから前記端側ク
ランクピン以外のクランクピンに潤滑油を供給する油孔
であって、クランクシャフトの回転時の時々に前記端側
クランクジャーナル以外のクランクジャーナルに設けら
れた油供給通路と対向する開口を備えた油孔によって構
成した。

【０００９】（作用）請求項１に記載の発明では、連続
給油手段により端側ジャーナル軸受けから端側コンロッ
ド軸受けに連続的に潤滑油が供給され、間欠給油手段に
より端側以外のジャーナル軸受けから端側以外のコンロ
ッド軸受けに間欠的に潤滑油が供給される。従って、端
側コンロッド軸受けにはそれ以外のコンロッド軸受けよ
りも多くの潤滑油が供給され、潤滑性が高められる。

【００１０】請求項２に記載の発明では、前記請求項１
に記載の発明の作用に加え、油孔により各コンロッド軸
受けに潤滑油が供給されるとともに、グルーブが形成さ
れているために潤滑油が抵抗なくジャーナル軸受けから
コンロッド軸受けに供給される。また、連続給油手段の
油孔は間欠給油手段の油孔より口径が大きく設定されて
いるため、端側コンロッド軸受けに供給される潤滑油量
が増加する。

【００１１】請求項３に記載の発明では、前記請求項１
又は２に記載の発明の作用に加え、端側ジャーナル軸受
けにグルーブが設けられているために、クランクジャー
ナル又はクランクピンにグルーブを設ける必要がなく、
クランクジャーナル又はクランクピンの剛性を低下させ
ることがない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図３に従って説明する。図１に示すよう
に、クランクシャフト１１は、同一軸線Ｌ１上に所定間
隔をおいて設けられた複数のクランクジャーナル２１
と、各ジャーナル２１の長手方向端部にそれぞれ固定さ
れたクランクアーム２２と、各アーム２２間に固定され
て上記ジャーナル２１に対し平行となるクランクピン２
３とから構成されている。上記クランクジャーナル２１
は、クランクシャフト１１の両端部に設けられた端側ク
ランクジャーナル２１ａと端側以外のクランクジャーナ
ル２１ｂとから成る。

【００１３】ジャーナル軸受け２４は、上記クランクジ
ャーナル２１の外周に設けられており、端側クランクジ
ャーナル２１ａを支持する端側ジャーナル軸受け２４ａ
と端側以外のクランクジャーナル２１ｂを支持する端側
以外のジャーナル軸受け２４ｂとから成る。クランクシ
ャフト１１は、クランクジャーナル２１がジャーナル軸
受け２４ａ，２４ｂにて回転可能に支持されている。上
記ジャーナル軸受け２４ａ，２４ｂは、図２，３に示す
ように上部軸受け部２４Ｕ及び下部軸受け部２４Ｌを接
合することにより構成されている。油供給通路２５は、
前記上部軸受け部２４Ｕに形成されている。

【００１４】コンロッド軸受け２６は、上記クランクピ
ン２３の外周に設けられている。上記コンロッド軸受け
２６は、端側クランクジャーナル２１ａに隣接する端側
コンロッド軸受け２６ａと端側以外のコンロッド軸受け
２６ｂとから成る。上記コンロッド軸受け２６ａ，２６
ｂは、図２，３に示すように上部軸受け部２６Ｕ及び下
部軸受け部２６Ｌを接合することにより構成されてい
る。クランクピン２３には、コンロッド軸受け２６ａ，
２６ｂを介して、図示しないコンロッドが回動可能な状
態で連結される。そして、クランクシャフト１１は、図
示しないピストンの往復移動によってクランクピン２３
がコンロッドにより押されることで、クランクジャーナ
ル２１の軸線Ｌ１を中心に回転する。

【００１５】図２は図１の矢印２−２方向から見た模式
断面図であり、端側クランクジャーナル２１ａとクラン
クピン２３の位置関係を示している。同図に示されるよ
うに、端側クランクジャーナル２１ａとクランクピン２
３とは、それぞれの軸線Ｌ１、Ｌ２が平行になるととも
に、図１に示すようにクランクアーム２２によって互い
に連結されている。端側クランクジャーナル２１ａの内
部には略直径方向に貫通する油孔２７が設けられてい
る。また、油孔２８は、クランクジャーナル２１ａとク
ランクピン２３間のクランクアーム２２を貫通し、一端
が油孔２７の一端開口付近に連通され、他端がクランク
ピン２３の外周面に開口されている。また、端側ジャー
ナル軸受け２４ａの上部軸受け部２４Ｕ内周面にはグル
ーブ２９が断面半円弧状に形成されており、同グルーブ
２９は油供給通路２５と連通するとともに油供給通路２
５の直径と同じ幅を備えている。また、グルーブ２９
は、前記油孔２７の少なくとも一端の開口に対向するよ
うに配設されている。

【００１６】本実施形態では、油供給通路２５、油孔２
７、油孔２８及びグルーブ２９とによって連続給油手段
が構成されている。潤滑油は図示しないオイルポンプか
ら、オイルフィルタ、メインオイルギャラリを通り、各
油供給通路２５に分配され、各ジャーナル軸受け２４に
供給される。ここで、端側ジャーナル軸受け２４ａの上
部軸受け部２４Ｕ内には上記グルーブ２９が形成されて
いるため、潤滑油はグルーブ２９内に供給されるととも
に、ジャーナル軸受け２４ａとクランクジャーナル２１
ａの隙間に導かれる。

【００１７】また、上記グルーブ２９は半円弧状に形成
されているため、クランクジャーナル２１ａが回転する
際、グルーブ２９と油孔２７とが常に連通する状態が形
成される。なお、油孔２７が水平に位置した場合でも、
油孔２７自体に幅があるためグルーブ２９と油孔２７と
の連通状態がとぎれることがなく連続給油が可能とされ
る。油孔２７に導かれた潤滑油は、同油孔２７の一端と
連通する油孔２８を通りクランクピン２３と端側コンロ
ッド軸受け２６ａの隙間に導かれる。

【００１８】図３は図１の矢印３−３方向から見た模式
断面図であり、端側以外のクランクジャーナル２１ｂと
クランクピン２３との位置関係を示している。同図に示
されるように油孔３０は、クランクジャーナル２１ｂと
クランクピン２３間のクランクアーム２２を貫通し、一
端がクランクジャーナル２１ｂの外周面に開口され、他
端がクランクピン２３の外周面に開口されている。油孔
３０の開口は、油供給通路２５に対向可能な位置に配設
されている。この油孔３０の口径は、前記油孔２７の口
径に比べ小さく設定されている。また、端側以外のクラ
ンクジャーナル２１ｂの内部には、図２におけるような
略直径方向に貫通する油孔は設けられていない。さら
に、ジャーナル軸受け２４ｂの上部軸受け部２４Ｕには
図２のようなグルーブは形成されていない。

【００１９】本実施形態では、油供給通路２５及び油孔
３０とによって間欠給油手段が構成されている。すなわ
ち、油供給通路２５に分配された潤滑油は、端側以外の
ジャーナル軸受け２４ｂ内に供給され、同ジャーナル軸
受け２４ｂと端側以外のクランクジャーナル２１ｂの隙
間に導かれる。同クランクジャーナル２１ｂが回転する
際には、油供給通路２５の開口と油孔３０の開口とが対
向する期間がある。この対向期間にのみ連通状態が形成
されるため、潤滑油は油孔３０を通りクランクピン２３
と端側以外のコンロッド軸受け２６ｂの隙間に間欠的に
供給される。

【００２０】本実施形態によれば、端側コンロッド軸受
け２６ａにはそれ以外のコンロッド軸受け２６ｂよりも
多くの潤滑油が供給されるため、端側コンロッド軸受け
２６ａの摩耗を防止し、振動、騒音の発生を抑制するこ
とができる。また、グルーブ２９が形成されているため
に潤滑油を抵抗なく端側ジャーナル軸受け２４ａから端
側コンロッド軸受け２６ａに供給することができる。ま
た、油孔２７は油孔３０より大きい口径のものが設けら
れているため、端側コンロッド軸受け２６ａに供給され
る潤滑油量を増加することができる。

【００２１】さらに、連続給油手段は油供給通路２５、
油孔２７、油孔２８及びグルーブ２９により、間欠給油
手段は油供給通路２５及び油孔３０により構成されるた
め、潤滑油の供給量を変えるために複数のオイルポンプ
を別途設けるなどの必要がない。また、端側ジャーナル
軸受け２４ａの上部軸受け部２４Ｕにグルーブ２９が設
けられているために、クランクジャーナル又はクランク
ピンにグルーブを設ける必要がなく、クランクジャーナ
ル又はクランクピンの剛性を低下させることがない。

【００２２】なお、本発明は前述した実施形態以外にも
次のように構成することができる。 （１）端側以外のジャーナル軸受け２４ｂを図４に示す
ように構成してもよい。すなわち、同ジャーナル軸受け
２４ｂの上部軸受け部２４Ｕ内周面に図４で実線で示す
ようにグルーブ３１を形成してもよい。同グルーブ３１
は、前記実施形態における端側のジャーナル軸受け２４
ａに設けられたグルーブ２９よりも軸受け周方向の長さ
が短くなっている。このような構成によっても、間欠給
油手段を設けることができるとともに、前記実施形態の
場合よりも多くの潤滑油を端側以外のコンロッド軸受け
２６ｂに供給することができる。

【００２３】なお、グルーブの形成場所は上記に限られ
ず、ジャーナル軸受け、コンロッド軸受け、クランクジ
ャーナル又はクランクピンのいずれに設けてもよく、複
数設けてもよい。さらに、グルーブの軸受け周方向の長
さも上記に限られず、例えば端側ジャーナル軸受け２４
ａの内周面全周にグルーブを設けてもよい。この場合に
は、図２における油孔２７を省略する構成としてもよ
く、このような場合でも連続給油が可能である。

【００２４】又、図４では、グルーブ３１の周方向端部
は、上部軸受け部２４Ｕ内周面に対し直角に切込み形成
したが、図４において、二点鎖線で示すように溝底に対
して徐々に深くなるようにテーパーを介して斜状に切込
み形成してもよい。

【００２５】（２）端側クランクジャーナル２１ａの内
部の油孔を図５に示すように構成してもよい。すなわ
ち、前記実施形態では、端側クランクジャーナル２１ａ
の内部の油孔２７は図２のように略直径方向に貫通する
ように設けたが、図５のように油孔３２を偏心した位置
に設けることとしてもよい。この場合、同油孔３２が水
平に位置した場合にも油孔３２とグルーブとが連通状態
を保てるよう、グルーブ３３は、軸受け周方向の長さを
グルーブ２９よりも長くするものとする。従って、この
ような油孔３２及びグルーブ３３によっても連続給油手
段を形成することができる。

【００２６】（３）前記実施形態では、油孔２８の径は
全長にわたって一定としたが、図６に示すような油孔３
４の形状としてもよい。すなわち、同油孔３４は、クラ
ンクピン２３に開口する側の開口端部を末広がり状態に
形成してもよい。この場合、同油孔３４のクランクピン
２３側の開口断面積が大きいため、端側コンロッド軸受
け２６ａへの潤滑油供給量が増加され、潤滑性を高める
ことができる。なお、前記開口端部の形状は、上記に限
られず、例えば、クランクピン２３外周面に断面円弧状
に形成されるグルーブを設けてもよい。また、上記以外
の油孔２７，３０の端部を図６に示すような形状として
もよく、複数設けてもよい。

【００２７】（４）前記実施形態では、油孔２８が端側
コンロッド軸受け２６ａへ潤滑油を供給する構成とした
が、加えて端側コンロッド軸受け２６ａに隣接する端側
以外のクランクジャーナル２１ｂと端側コンロッド軸受
け２６ａに支持されるクランクピン２３間のクランクア
ーム２２を貫通し、一端が同クランクジャーナル２１ｂ
の外周面に開口されるとともに他端がクランクピン２３
の外周面に開口する油孔を別途設けてもよい。この場合
は、前記実施形態の場合よりも多くの潤滑油を端側コン
ロッド軸受け２６ａに供給することができる。

【００２８】（５）連続給油手段及び間欠給油手段は、
オイルポンプの潤滑油排出量を調節することにより実現
されるものとしてもよい。すなわち、端側クランクジャ
ーナル２１ａには潤滑油を連続的に供給する第１のポン
プを設けるとともに、端側以外のクランクジャーナル２
１ｂには潤滑油を間欠的に供給する第２のポンプを設け
る構成としてもよい。なお、前期実施形態では油孔２８
及び油孔３０はそれぞれ異なる口径としたが、上記ポン
プを設けた場合は、同径の油孔を使用することもでき
る。また、端側コンロッド軸受け２６ａの内周面全周に
グルーブを設けた場合には、前期実施形態における油孔
２７を省略することもできる。

【００２９】次に、以上の実施形態から把握することが
できる請求項以外の技術的思想をその効果とともに以下
に記載する。 （イ）請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑
構造において、端側クランクジャーナル及び同クランク
ジャーナルに隣接するクランクピンに開口する油孔の開
口断面積は、前記端側以外のクランクジャーナル及び同
クランクジャーナルに隣接するクランクピンに開口する
油孔の開口断面積よりも大きくしたことを特徴とする内
燃機関の潤滑構造。この場合、端側コンロッド軸受けに
より多くの潤滑油を供給でき、同軸受けの摩耗を防止
し、振動、騒音の発生を抑制することができる。また、
上記構成によれば、各油孔の開口部を除く全長にわたる
口径を同じとした場合であっても端側コンロッド軸受け
により多くの潤滑油を供給できる。

【００３０】（ロ）請求項１〜３のいずれかに記載の内
燃機関の潤滑構造において、連続給油手段及び間欠給油
手段は、クランクジャーナルからクランクピンに潤滑油
を供給する油孔と、ジャーナル軸受け、コンロッド軸受
け、クランクジャーナル又はクランクピンの少なくとも
いずれか一つに設けられたグルーブとによって構成され
るとともに、連続給油手段としての端側クランクジャー
ナルのグルーブは、間欠給油手段としての前記端側クラ
ンクジャーナル以外のクランクジャーナルのグルーブよ
り、軸受け周方向の長さを長くしたことを特徴とする内
燃機関の潤滑構造。この場合、端側及びそれ以外のクラ
ンクジャーナルにグルーブを設けるが、端側クランクジ
ャーナルにより多くの潤滑油が導かれる結果、端側コン
ロッド軸受けにより多くの潤滑油を供給でき、同軸受け
の摩耗を防止し、振動、騒音の発生を抑制することがで
きる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、端側コ
ンロッド軸受けにはそれ以外のコンロッド軸受けよりも
多くの潤滑油が供給されるため、端側コンロッド軸受け
の摩耗を防止し、振動、騒音の発生を抑制することがで
きる。

【００３２】請求項２に記載の発明によれば、前記請求
項１に記載の発明の効果に加え、グルーブが形成されて
いるために潤滑油を抵抗なくジャーナル軸受けからコン
ロッド軸受けに供給することができる。また、連続給油
手段の油孔は間欠給油手段の油孔より大きい口径のもの
が設けられているため、端側コンロッド軸受けに供給さ
れる潤滑油量を増加することができる。さらに、連続給
油手段及び間欠給油手段は油孔及びグルーブにより構成
されるため、潤滑油の供給量を変えるために複数のオイ
ルポンプを別途設けるなどの必要がない。

【００３３】請求項３に記載の発明によれば、前記請求
項１又は２に記載の発明の効果に加え、端側ジャーナル
軸受けにグルーブが設けられているために、クランクジ
ャーナル又はクランクピンにグルーブを設ける必要がな
く、クランクジャーナル又はクランクピンの剛性を低下
させることがない。

【００３４】又、各ピン部に必要最小限の給油ですむた
め、オイルポンプの小型化が可能となり、エンジンフリ
クション低減（機械損失）にも寄与が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の内燃装置を示す側面図。

【図２】図１の内燃装置を矢印２−２方向から見た模式
断面図。

【図３】図１の内燃装置を矢印３−３方向から見た模式
断面図。

【図４】別の実施形態の内燃装置の模式断面図。

【図５】別の実施形態の内燃装置の模式断面図。

【図６】別の実施形態の内燃装置の模式断面図。

【符号の説明】

１１…クランクシャフト、２１…クランクシャーナル、
２２…クランクアーム、２３…クランクピン、２４…ジ
ャーナル軸受け、２５…油供給通路、２６…コンロッド
軸受け、２７，２８…油孔、２９…グルーブ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のジャーナル軸受けと複数のコンロッ
   ド軸受けに潤滑油を供給する潤滑油供給経路を備えた内
   燃機関の潤滑構造において、クランクシャフトの両端部
   の少なくとも一方に最も近い端側コンロッド軸受けに対
   して連続的に給油可能な連続給油手段を設け、同端側コ
   ンロッド軸受け以外のコンロッド軸受けに対して間欠的
   に給油可能な間欠給油手段を設けた内燃機関の潤滑構
   造。
2. 【請求項２】前記連続給油手段は、クランクジャーナル
   からクランクピンに潤滑油を供給する油孔と、ジャーナ
   ル軸受け、コンロッド軸受け、クランクジャーナル又は
   クランクピンの少なくともいずれか一つに設けられたグ
   ルーブとによって構成されるとともに、クランクシャフ
   トの両端部の少なくとも一方に最も近い端側クランクジ
   ャーナルの油孔の口径は同端側クランクジャーナル以外
   のクランクジャーナルの油孔の口径よりも大きくした請
   求項１に記載の内燃機関の潤滑構造。
3. 【請求項３】前記連続給油手段は、前記端側クランクジ
   ャーナルと同端側クランクジャーナルから端側クランク
   ピンに潤滑油を供給する油孔及び前記端側ジャーナル軸
   受けに設けられ、前記油孔に常時連通するように形成さ
   れたグルーブとによって構成されるとともに、前記間欠
   給油手段は、前記端側クランクジャーナル以外のクラン
   クジャーナルから前記端側クランクピン以外のクランク
   ピンに潤滑油を供給する油孔であって、クランクシャフ
   トの回転時の時々に前記端側クランクジャーナル以外の
   クランクジャーナルに設けられた油供給通路と対向する
   開口を備えた油孔によって構成される請求項１又は２に
   記載の内燃機関の潤滑構造。