クランクシャフトのリアエンド密封構造
【課題】シールリング１０およびシールリテーナ２０を用いてクランクシャフト４のリアエンドを密封する密封構造において、シールリング１０の潤滑性および冷却性を長期にわたって良好とし、耐焼付き性ならびに密封性を向上可能とする。
【解決手段】シールリテーナ２０の円筒部２１においてシールリング１０より軸方向内側領域の下半分に、中心側へ向けて径方向に延出する張り出し片２３が、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられる。この張り出し片２３とシールリテーナ２０の円筒部２１内周面とシールリング１０とによってオイル貯留溝７が作られている。
【解決手段】シールリテーナ２０の円筒部２１においてシールリング１０より軸方向内側領域の下半分に、中心側へ向けて径方向に延出する張り出し片２３が、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられる。この張り出し片２３とシールリテーナ２０の円筒部２１内周面とシールリング１０とによってオイル貯留溝７が作られている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドを密封する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、クランクシャフトのリアエンドにフライホイールを取り付けるために、クランクシャフトのリアエンドに設けられているフライホイール取り付け用のフランジをシリンダブロックの後壁面から外部に突出させている。
【０００３】
オイルパンとシリンダブロックで形成されたクランクケース内では、クランクシャフトの回転によりオイルパンのオイル、クランクシャフト軸受部からのリークオイル、シリンダヘッドからの戻りオイル等が攪拌されている。そのため、クランクシャフトの前後では、クランクケース内のオイルが外部へ漏洩することを防止する必要がある。
【０００４】
このようなクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部を密封するために、一般的に、シールリングおよびシールリテーナを用いているので、それらの取り付け構造について説明する。
【０００５】
つまり、シリンダブロックにおいてクランクシャフトのリアエンドを突出させている部分にシールリテーナを取り付け、このシールリテーナの円筒部内周面にシールリングを嵌合装着し、このシールリングの内径側のシールリップをクランクシャフトにおけるフライホイール取り付け用のフランジの外周面に接触させるようにしている（例えば特許文献１，２参照。）。
【０００６】
これらの従来例では、シールリテーナの円筒部における軸方向内端側に、径方向内向きに突出する内鍔を設けている。この内鍔の径方向内向きへの突出寸法は、周方向で一定であり、また、シールリングの径方向途中に届く程度に突出しているだけである。
【０００７】
ところで、特許文献１の従来例では、シールリングとシリンダブロック側の環状凹所との間を区切るために、前述したような内鍔を用いるようにしている。一方、特許文献２の従来例では、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側へ案内しやすくするために、前述したような内鍔を用いるようにしている。
【０００８】
この他、シールリテーナの円筒部における円周方向所定位置に径方向内向きの舌片を設け、この舌片に傾斜ガイド面を設けたものがある（例えば特許文献３参照。）。この傾斜ガイド面は、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側へ案内しやすくするためのものである。
【特許文献１】特開昭６１−８７２６３号公報
【特許文献２】実開昭５５−１６８７１３号公報
【特許文献３】実開平４−１０１８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来例では、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側に案内させようとしているものの、クランクシャフトの回転に伴いオイルが径方向外向きに飛散される傾向となるために、シールリングの内径側のシールリップへ前記漏洩するオイルを向かわせることが困難になる。
【００１０】
そのため、シールリングの内径側のシールリップを、前記漏洩するオイルでもって潤滑、冷却する効果が期待できず、近年のように内燃機関の高出力化に伴いクランクシャフトの回転数を高める傾向となる状況では、シールリングの内径側のシールリップが発熱しやすくなる。シールリップの発熱は、硬化してクランクシャフトのフランジに対する追従性が低下したり、摩耗が促進されたりすることになる等、耐焼付き性ならびに密封性の低下につながる。
【００１１】
そこで、そのような場合には、シールリングについて耐熱性の高い高価な製品を使用することが考えられるが、その場合には製品コストが嵩む結果になることが懸念されるとともに、不十分となる場合も考えられる等、何らかの対策が必要になる。
【００１２】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドを密封する構造において、シールリングの潤滑性および冷却性を長期にわたって良好とし、耐焼付き性ならびに密封性を向上可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドに設けられるフライホイール取り付け用のフランジがシリンダブロックの外部へ突出された内燃機関において前記クランクシャフトのリアエンドからのオイル漏洩を防止する密封構造であって、シリンダブロックに前記フランジの外周を囲むような状態で取り付けられるシールリテーナと、このシールリテーナの円筒部内周に装着保持されかつ内径側に前記フランジの外周面に接触されるシールリップを有するシールリングとを有し、前記シールリテーナの円筒部においてシールリングより軸方向内側領域の少なくとも下半分側に、中心側へ向けて張り出す張り出し片が、前記フランジの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられ、この張り出し片とシールリテーナの円筒部内周面と前記シールリングとによってオイル貯留溝が作られていることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、例えば内燃機関の運転に伴いクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からシリンダブロック内のオイルが漏洩すると、この漏洩したオイルが回転遠心力でもって径方向外向きに飛散されて、このオイルがシールリテーナの円筒部内周面を経て下半分側に存在するオイル貯留溝に集められることになる。また、内燃機関が停止している状態であっても、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からシリンダブロック内のオイルが漏洩すると、このオイルが前記ジャーナル部の外周面を伝ってフランジ側へ向けて流れつつ鉛直方向下向きに自然滴下することになって、オイル貯留溝に受け止められることになる。
【００１５】
このようにしてクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から漏洩したオイルは、オイル貯留溝内に経時的に溜まることになる。オイル貯留溝内に貯留されるオイルの液面の上限はクランクシャフトのフランジの外周面における最下部と略同じになるので、オイル貯留溝内がオイルで満杯になったときに、このオイルに、クランクシャフトのフランジとそこに接触するシールリングのシールリップとの接触部分が浸される状態、つまりいわゆる油浴潤滑状態になる。
【００１６】
これにより、シールリングのシールリップとクランクシャフトのフランジとの接触部分が長期にわたって効率よく潤滑、冷却されることになるので、そこの発熱が長期にわたって抑制されることになる。その結果、耐焼付き性と密封性とが向上することになる。しかも、シールリングについてわざわざ耐熱性に優れた高価なものを使用せずに済むから、製品コストの高騰を抑制できるようになる。
【００１７】
好ましくは、前記張り出し片は、前記シールリテーナの円筒部の内周面全周に設けられることによって輪状とされ、この輪状の張り出し片の内周縁で作る円形孔が、前記フランジを軸方向挿抜可能な大きさとされ、この円形孔の中心が前記シールリテーナの円筒部の中心に対して鉛直方向上側にオフセットされる。
【００１８】
この構成によれば、内燃機関の運転に伴いクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からオイルが漏洩すると、このオイルは回転遠心力で径方向外向きに飛散される。このようにオイルが径方向全方位へと広範囲に飛び散るような場合にも、このシールリテーナの円筒部とシールリングと輪状の張り出し片とで囲んで作る環状溝における全周域で受け止めることが可能になる。しかも、特に、径方向上向きに飛散したオイルは、環状溝の底部を伝って径方向下側の領域（オイル貯留溝に相当する部分）内に無駄無く集められるようになる。これにより、前記オイル貯留溝内にオイルを満杯に溜めることが容易になる。
【００１９】
好ましくは、前記シールリテーナは、その円筒部の外周に、径方向外向きに張り出しかつシリンダブロックの後壁面に掌合結合されるような取付片を設けた形状であり、前記円筒部の内周面における軸方向長さは、シールリングの軸方向長さと、クランクシャフトのフランジの軸方向厚みとを加算した寸法より大きく設定されることによって、この円筒部の内径側に、シリンダブロックに対するシールリテーナの取り付け作業用の逃げ空間が確保される。
【００２０】
この構成によれば、シリンダブロックにシールリテーナを取り付ける際に、下記実施形態の説明に用いる図３から図５に示すような動作が行えるようになる。これにより、シリンダブロックにシールリテーナを手際よく取り付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シールリングの潤滑性ならびに冷却性を長期にわたって良好とし、密封性ならびに耐焼付き性を向上することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１から図７に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、例えば車両等に搭載される内燃機関におけるクランクシャフトのリアエンド側を密封する構造を例に挙げる。なお、図には、内燃機関のシリンダ中心軸線を鉛直方向線と平行にしている場合を例に挙げている。
【００２４】
図中、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック１の下部にボルト等で取り付けられるクランクキャップ、３はオイルパン、４はクランクシャフト、５はすべり軸受、６は密封装置である。
【００２５】
クランクシャフト４は、その軸方向複数箇所のジャーナル部４ａがシリンダブロック１の下部にメタル等のすべり軸受５を介して回転自在に支持されるが、図１には、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａのみを示している。
【００２６】
このクランクシャフト４のリアエンドには、径方向外向きに張り出す円板形状のフランジ４ｂが一体的に設けられている。このクランクシャフト４のフランジ４ｂには、通常、フライホイール（図示省略）がボルト等の締結部材を用いて掌合結合されるようになっている。
【００２７】
このようにクランクシャフト４のリアエンドにフライホイール（図示省略）を取り付けるために、クランクシャフト４のリアエンドに設けてあるフランジ４ｂをシリンダブロック１から外部に突出させるようになっている。
【００２８】
そして、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａに存在するラジアル隙間を通じてシリンダブロック１内のオイルが外部へ漏洩することを防止するために、密封装置６を用いるようにしている。この密封装置６を用いたクランクシャフト４のリアエンド密封構造について以下で詳細に説明する。
【００２９】
具体的に、密封装置６は、シールリング１０と、シールリテーナ２０とを有する構成である。
【００３０】
シールリング１０は、一般的に公知のオイルシールと呼ばれるものが用いられるが、例えば図１に示すように、芯金１１に二つのシールリップ１２，１３の形状を持つゴム等の弾性材を加硫接着したようなタイプを用いている。
【００３１】
なお、シールリップ１２の自然状態つまり非取り付け状態での内径寸法Ｄ１は、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より適宜小さく設定されており、その締め代でもってシールリップ１２がクランクシャフト４のフランジ４ｂの外周面に圧接されるようになっている。
【００３２】
さらに、インナー側のシールリップ１２の外周には、いわゆるガータスプリングと呼ばれる締め付けリング１４が外嵌装着されていて、この締め付けリング１４の圧縮弾性力でもってインナー側のシールリップ１２をクランクシャフト４のフランジ４ｂに比較的強く圧接させることにより密封性を高めるようになっている。
【００３３】
シールリップ１３は、一般的に、ダストリップと言われるもので、外部からのダストがシールリップ１２に侵入することを防止するものである。このシールリップ１３の内径寸法Ｄ１も、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より適宜小さく設定されているが、その締め代としてはシールリップ１２より小さめの設定である。
【００３４】
シールリテーナ２０は、シールリング１０を保持するためのものであり、シリンダブロック１の後壁面においてクランクシャフト４のリアエンドを突出させている領域にボルト８で取り付けられる。
【００３５】
このシールリテーナ２０は、例えば図２に示すように、円筒部２１の外周に径方向外向きに張り出しかつシリンダブロック１の後壁面に掌合結合されるような取付片２２を設けた形状になっており、このような形状のシールリテーナ２０の円筒部２１の内周面に、シールリング１０が例えば圧入により嵌合装着されるようになっている。
【００３６】
なお、図２に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２における下端２２ａは、直線形状とされており、この取付片２２の下端２２ａは、シリンダブロック１の下辺と面一となるように設定されることで、シリンダブロック１の下辺にオイルパン３の上辺を突き合わせたときに、取付片２２の下端２２ａもオイルパン３の上辺に当接するようになっている。
【００３７】
このように、クランクシャフト４のジャーナル部４ａの外径より大径のフランジ４ｂの外周面に対してシールリング１０の内径側のシールリップ１２，１３を接触させる形態とし、また最近のエンジンでは摩擦損失低減を狙い、クランクシャフト４の回転によるオイルパン３のオイルの攪拌を抑えるようにしているため、オイルがフランジ４ｂとシールリップ１２，１３との接触部分に到達しにくくなっている。
【００３８】
但し、そのような構成ゆえ、クランクシャフト４のジャーナル部４ａから漏洩するオイルでもってシールリップ１２の接触部分を潤滑、冷却させるように利用できにくくなっている。この実施形態では、上述した点を考慮し、前記漏洩するオイルを利用してシールリップ１２を油浴潤滑状態とするように工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【００３９】
つまり、密封装置６に、ジャーナル部４ａから漏洩するオイルを貯留するオイル貯留溝７を設けるようにしている。
【００４０】
具体的には、シールリテーナ２０の円筒部２１における軸方向内端に、径方向内向きに延びる輪状の張り出し片２３を設けている。この輪状の張り出し片２３の内周は、円形孔になっているものの、この円形孔の中心Ｐ２は、図２および図３に示すように、円筒部２１の内周面の中心Ｐ１に対し、鉛直方向上側にβだけオフセットされた偏心孔２４になっている。
【００４１】
このようなシールリテーナ２０をシリンダブロック４に取り付けると、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とによって、環状溝が作られることになる。この環状溝における下半分側の三日月形状の領域が、ジャーナル部４ａから漏洩するオイルを受け止めて貯留するオイル貯留溝７となる。
【００４２】
なお、図２および図３に示すように、輪状の張り出し片２３は、その鉛直方向最下部で最大に高くなっており、この鉛直方向最下部の最大高さＨは、クランクシャフト４のフランジ４ｂにおける鉛直方向最下部と略同じ位置になるように設定されている。
【００４３】
この設定によって、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面は、クランクシャフト４のフランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２における鉛直方向最下部の内周縁と略同じ位置になる。そのため、オイル貯留溝７内にオイルが満杯に貯留されたときに、そのオイルにシールリング１０のシールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分が浸かる状態、つまり油浴潤滑状態になるのである。
【００４４】
ここで、輪状の張り出し片２３で作る偏心孔２４の内径Ｄ３は、図６および図７に示すように、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より大きく設定する必要がある。この関係により、図６に示すように、偏心孔２４の中心Ｐ２とフランジ４ｂの中心Ｏとを一致させると、上側と下側とにそれぞれ隙間αが存在することになる。
【００４５】
そこで、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、偏心孔２４の鉛直方向最下部とフランジ４ｂの鉛直方向最下部とを一致させるように配置したときの偏心孔２４の中心Ｐ２とフランジ４ｂの中心Ｏとのオフセット寸法βは、次のように設定することができる。
【００４６】
まず、β＝αとすると、輪状の張り出し片２２における鉛直方向最下部つまりオイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が、フランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２の鉛直方向最下部の内周縁とが同じ位置になる。
【００４７】
そのため、β＞αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が上がり、β＜αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が下がることになるのである。要するに、偏心孔２４の中心Ｐ２の位置を鉛直方向上下に変更することにより、オイル貯留溝７に貯留されるオイルの液面を高低調整することが可能である。
【００４８】
参考までに、この実施形態では、β＝αに設定しており、その状態を図７に示している。図７に示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、偏心孔２４の鉛直方向最下部をフランジ４ｂの鉛直方向最下部と同じ高さに配置すると、偏心孔２４の鉛直方向最上部とフランジ４ｂの鉛直方向最上部との間に２αの隙間ができることになる。つまり、偏心孔２４の内径Ｄ３は、Ｄ２＋２αとなる。
【００４９】
ところで、上述したようなオイル貯留溝７を確保するために、シールリテーナ２０に円周方向で径方向高さが異なる輪状の張り出し片２３を設けていると、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付ける際に作業しにくくなるので、シールリテーナ２０の円筒部２１とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とで囲む環状溝を、前記取り付け作業用の逃げ空間として利用できるように工夫している。
【００５０】
つまり、シールリテーナ２０の円筒部２１における内周面の軸方向長さＷ１について、図３に示すように、シールリング１０の軸方向長さＷ２と、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３とを加算した寸法より大きく設定している。
【００５１】
このようにすれば、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付ける際の作業が容易に行えるようになる。その理由について、密封装置６の組み付け手順を説明することによって明らかにすることができる。この組み付け手順を、図３から図５に示して説明する。
【００５２】
つまり、シリンダブロック１にクランクシャフト４を支持させた状態で、オイルパン３を取り付ける前に、密封装置６をシリンダブロック１に取り付けるようにする。
【００５３】
この取り付けにあたっては、シールリテーナ２０にシールリング１０を装着することにより密封装置６を組み立てておき、シールリテーナ２０を図３の矢印Ａ１方向に押し込むことにより、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３で形成する偏心孔２４内に、クランクシャフト４のフランジ４ｂを通す。このとき、フランジ４ｂの中心Ｏとシールリテーナ２０の偏心孔２４の中心Ｐ２とを一致させる必要があるので、図３に示す状態のように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を鉛直方向下側にオフセットしておく必要がある。
【００５４】
このまま、シールリテーナ２０を軸方向に押し込むと、シールリテーナ２０に装着保持させてあるシールリング１０の内径側のシールリップ１２，１３が、クランクシャフト４のフランジ４ｂに干渉することになる。
【００５５】
そこで、図４の矢印Ａ２で示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上方へ持ち上げることにより、図５に示すように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を一致させてから、図５の矢印Ａ３で示すように、シールリテーナ２０をシリンダブロック１側へ押し込むようにする。
【００５６】
この図４の矢印Ａ２で示す動作が、シールリテーナ２０の取り付け時の逃げ動作であり、この逃げ動作は、シールリテーナ２０の円筒部２１とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とで囲む環状溝を逃げ空間として利用するから、行えるのである。
【００５７】
これにより、シールリテーナ２０に装着保持してあるシールリング１０をフランジ４ｂの外周に嵌め込むことができるようになるとともに、図１に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２をシリンダブロック１の後壁面に当接させることができるようになる。その状態で、ボルト８で取付片２２をシリンダブロック１に固定する。
【００５８】
このようにして密封装置６をシリンダブロック１に取り付けると、シールリング１０のシールリップ１２，１３がフランジ４ｂの外周面に所定の緊縛力でもって接触されるようになるとともに、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３が、シリンダブロック１の後壁面およびクランクキャップ２の外壁面に対して適宜の隙間を介して対向配置されるようになっている。
【００５９】
しかも、この状態では、シールリテーナ２０の下半分側でシールリング１０の内側に、正面から見て三日月形状のオイル貯留溝７が作られることになる。
【００６０】
このオイル貯留溝７には、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａからシリンダブロック１内のオイルが漏洩したときに、このオイルを受け止めて貯留することになり、この貯留されるオイルでもってシールリング１０のシールリップ１２が潤滑、冷却されるようになる。その様子を、以下で詳しく説明する。
【００６１】
つまり、例えば内燃機関１の運転に伴い、シリンダブロック１内のオイルがクランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａから漏洩したとすると、この漏洩したオイルが、クランクシャフト４の回転遠心力でもって径方向外向きに飛散されることになる。
【００６２】
また、内燃機関が停止している状態であっても、ジャーナル部４ａからオイルが漏洩すると、その外周面を伝ってフランジ４ｂ側へ流れつつ下半分に回り込んで、鉛直方向下向きに自然滴下することになる。
【００６３】
ところが、前者のように径方向外向きに飛散したオイルは、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面を経て鉛直方向下側に存在するオイル貯留溝７内に集められることになる。また、後者のように径方向下向きに滴下したオイルは、シールリテーナ２０の円筒部２１の下半分側に作られる三日月形状のオイル貯留溝７で受け止められることになるので、経時的にオイル貯留溝７にオイルが溜まることになる。
【００６４】
このようにしてジャーナル部４ａから漏洩したオイルが、オイル貯留溝７内に経時的に溜まることになる。
【００６５】
オイル貯留溝７に貯留されるオイルの液面の上限は、フランジ４ｂの外周面における最下部とほぼ同じになるので、オイル貯留溝７内がオイルで満杯になったときに、オイルの上限の液面が、フランジ４ｂとシールリング１０のシールリップ１２との接触部分と同じ高さになるので、このオイルに、フランジ４ｂとシールリング１０のシールリップ１２との接触部分が浸される状態、つまりいわゆる油浴潤滑状態になる。
【００６６】
これにより、シールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分が長期にわたって効率よく潤滑、冷却されることになるので、そこの発熱が長期にわたって抑制されることになる。その結果、シールリップ１２の硬化や摩耗を抑制できるようになって、耐焼付き性と密封性との向上に貢献できるようになる。
【００６７】
なお、オイル貯留溝７内のオイルが仮に溢れると、その溢れ出たオイルは、輪状の張り出し片２３とクランクキャップ２との対向隙間を経てオイルパン３内へ落ちることになる。ちなみに、この輪状の張り出し片２３とクランクキャップ２との対向隙間は、オイルの粘性により流出しにくくするように小さく設定することができ、そのようにすると、オイル貯留溝７内にオイルを保持しやすくなる。
【００６８】
以上説明したように、この実施形態にかかる密封装置６は、シールリング１０を油浴潤滑状態で使用できるから、シールリング１０のシールリップ１２の発熱を長期にわたって抑制することができて、耐焼付き性ならびに密封性を向上するうえで有利となる。しかも、シールリング１０としても一般的な安価な製品を使用することができるので、製品コストの低減に貢献できる。
【００６９】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００７０】
まず、図８から図１４に、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくする必要があるような場合について、このフランジ４ｂを軸方向全長にわたって同一外径にしていると、偏心孔２４ｂを有するシールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付けることができなくなるので、フランジ４ｂにおいて付け根寄り領域４ｄの外径Ｄ４を先端寄り領域４ｃの外径Ｄ２より小さくした異径形状とするように対処した例を示している。
【００７１】
ちなみに、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくする理由のひとつしては、一般的に図示しないがフライホイールをフランジ４ｂに取り付けるために両者の厚み方向に跨ってボルトを螺合するのであるが、このフランジ４ｂにおけるねじ孔を貫通孔とせずに、袋ねじ孔にできるようにするためである。
【００７２】
但し、スペース的に余裕があり、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくできれば、フライホイール（図示省略）の取り付けボルトピッチ円径も小さくでき、フランジ４ｂの外径も可及的に小さくすることが可能になり、それに伴いシールリング１０のシールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分の周速を遅くでき、前記接触部分の発熱を抑制するうえで有利となる。
【００７３】
このような実施形態の場合における密封装置６の組み付け手順については、基本的には、上述した実施形態と同様であるが、以下で説明する。
【００７４】
まず、シールリテーナ２０にシールリング１０を装着することにより密封装置６を組み立てておき、シールリテーナ２０を図１０の矢印Ａ１方向へ押し込むことにより、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３で形成する偏心孔２４内に、クランクシャフト４のフランジ４ｂを通す。このとき、フランジ４ｂの中心Ｏとシールリテーナ２０の偏心孔２４の中心Ｐ２とを一致させる必要があるので、図１０に示す状態のように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を鉛直方向下側にβだけオフセットしておく必要がある。
【００７５】
この後、図１１の矢印Ａ２で示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上方へ持ち上げることにより、図１２に示すように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を一致させてから、図１２の矢印Ａ３で示すように、シールリテーナ２０をシリンダブロック１側へ押し込む。
【００７６】
これにより、シールリテーナ２０に装着保持してあるシールリング１０をフランジ４ｂの外周に嵌め込むことができるようになるとともに、図８に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２をシリンダブロック１の後壁面に当接させることができるようになる。その状態で、ボルト８で取付片２２をシリンダブロック１に固定する。
【００７７】
このようにして密封装置６をシリンダブロック１に取り付けると、シールリング１０のシールリップ１２，１３がフランジ４ｂの外周面に所定の緊縛力でもって接触されるようになるとともに、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３が、シリンダブロック１の後壁面およびクランクキャップ２の外壁面に対して適宜の隙間を介して対向配置されるようになっている。
【００７８】
しかも、この状態では、シールリテーナ２０の下半分側でシールリング１０の内側に、正面から見て三日月形状のオイル貯留溝７が作られることになる。
【００７９】
さらに、図１５から図２２に、本発明のさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、シリンダブロック１の後壁面からのクランクシャフト４のフランジ４ｂの突出寸法を小さくする必要がある場合について、密封装置６を軸方向にコンパクトに設置できるように対処した例を示している。
【００８０】
このような設置上の制約を受けることによって、シールリテーナ２０の鉛直方向下方にオイル溜め溝７を作りにくくなるので、シールリテーナ２０の鉛直方向下半分側の軸方向内側に張り出し片２５を突設したうえで、クランクキャップ２にシールリテーナ２０の張り出し片２５との干渉を避けるための窪み２ａを設けるようにしている。なお、クランクキャップ２には、その片側の窪み２ａの背面側に、例えば軽量化のために同様の窪み２ｂが設けられている。
【００８１】
つまり、シールリテーナ２０の鉛直方向下側に設けた張り出し片２５内にオイル貯留溝７を確保しつつ、この張り出し片２５をクランクキャップ２内に入り込ませるようにして、シリンダブロック１の後壁面からの密封装置６の突出量を削減するようにしているのである。
【００８２】
これにより、密封装置６の設置上の制約があっても、上記実施形態と同様にシールリング１０のシールリップ１２とクランクシャフト４のフランジ４ｂとの接触部分を油浴潤滑状態として、耐焼付き性と密封性を高めることが可能になる。
【００８３】
なお、張り出し片２５は、シールリテーナ２０の円筒部２１における鉛直方向下側に軸方向に沿って延出される部分円弧状の底壁部２５ａと、この底壁部２５ａから径方向に沿って鉛直方向上向きに延出される側壁部２５ｂとからなる。
【００８４】
そして、底壁部２５ａの軸方向長さは、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３よりも大きく設定される。つまり、シールリテーナ２０の円筒部２１と底壁部２５ａとの軸方向連続部分の軸方向長さＷ１は、シールリング１０の軸方向長さＷ２とフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３とを加算した寸法より大きく設定される。この寸法関係より、シリンダブロック１の後壁面にシールリテーナ２０を取り付ける際に、図１８の矢印Ａ１、図１９の矢印Ａ２ならびに図２０の矢印Ａ３で示すような一連の組み付け動作が可能になり、その作業が効率よく行えるようになるのである。
【００８５】
しかも、図１８から図２０への組み付け工程を円滑に行うために、図２１に示すように、シールリテーナ２０の円筒部２１における鉛直方向最上部から側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部までの離隔間隔Ｘを、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より大きく設定する。
【００８６】
なお、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付けた状態において、例えば図２２に示すように、前記離隔間隔Ｘの中点Ｙがフランジ４ｂの中心Ｏより鉛直方向上側にβだけオフセットされる。
【００８７】
このβは、上記実施形態で説明したと同様であるが、次のように設定することができる。まず、β＝αとすると、側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部が、フランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２，１３の鉛直方向最下部の内周縁とが同じ位置になる。
【００８８】
そのため、β＞αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が上がり、β＜αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が下がることになるのである。
【００８９】
図２２では、例えばβ＝αに設定した状態を示している。図２２に示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部をフランジ４ｂの鉛直方向最下部と同じ高さに配置すると、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面つまり中心孔２３の鉛直方向最上部とフランジ４ｂの鉛直方向最上部との間に２αの隙間ができることになる。したがって、離隔間隔Ｘは、Ｄ２＋２αとなる。
【００９０】
以上説明した各実施形態では、内燃機関のシリンダ中心軸線を鉛直方向線と平行にしている場合を例に挙げているが、シリンダ中心軸線を鉛直方向線に対して所定角度傾斜させるような場合であっても、オイル貯留溝７の円周方向中央位置を鉛直方向線上に配置するように設定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図３】図１のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図４】図３の続きを説明するための図である。
【図５】図４の続きを説明するための図である。
【図６】図４の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図７】図５の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図８】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図８のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図１０】図８のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図１１】図１０の続きを説明するための図である。
【図１２】図１１の続きを説明するための図である。
【図１３】図１１の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図１４】図１２の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１６】図１５のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図１７】図１５のシールリテーナとクランクキャップとを示す斜視図である。
【図１８】図１５のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図１９】図１８の続きを説明するための図である。
【図２０】図１９の続きを説明するための図である。
【図２１】図１９の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの円筒部内周面との関係を説明するための図である。
【図２２】図２０の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの円筒部内周面との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ シリンダブロック
２ クランクキャップ
３ オイルパン
４ クランクシャフト
４ａ クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部
４ｂ クランクシャフトのフランジ
５ すべり軸受
６ 密封装置
７ オイル貯留溝
１０ シールリング
１２，１３ シールリングのシールリップ
２０ シールリテーナ
２１ シールリテーナの円筒部
２２ シールリテーナの取付片
２３ シールリテーナの張り出し片
２４ 張り出し片の内周縁により作られる偏心孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドを密封する構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、クランクシャフトのリアエンドにフライホイールを取り付けるために、クランクシャフトのリアエンドに設けられているフライホイール取り付け用のフランジをシリンダブロックの後壁面から外部に突出させている。
【０００３】
オイルパンとシリンダブロックで形成されたクランクケース内では、クランクシャフトの回転によりオイルパンのオイル、クランクシャフト軸受部からのリークオイル、シリンダヘッドからの戻りオイル等が攪拌されている。そのため、クランクシャフトの前後では、クランクケース内のオイルが外部へ漏洩することを防止する必要がある。
【０００４】
このようなクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部を密封するために、一般的に、シールリングおよびシールリテーナを用いているので、それらの取り付け構造について説明する。
【０００５】
つまり、シリンダブロックにおいてクランクシャフトのリアエンドを突出させている部分にシールリテーナを取り付け、このシールリテーナの円筒部内周面にシールリングを嵌合装着し、このシールリングの内径側のシールリップをクランクシャフトにおけるフライホイール取り付け用のフランジの外周面に接触させるようにしている（例えば特許文献１，２参照。）。
【０００６】
これらの従来例では、シールリテーナの円筒部における軸方向内端側に、径方向内向きに突出する内鍔を設けている。この内鍔の径方向内向きへの突出寸法は、周方向で一定であり、また、シールリングの径方向途中に届く程度に突出しているだけである。
【０００７】
ところで、特許文献１の従来例では、シールリングとシリンダブロック側の環状凹所との間を区切るために、前述したような内鍔を用いるようにしている。一方、特許文献２の従来例では、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側へ案内しやすくするために、前述したような内鍔を用いるようにしている。
【０００８】
この他、シールリテーナの円筒部における円周方向所定位置に径方向内向きの舌片を設け、この舌片に傾斜ガイド面を設けたものがある（例えば特許文献３参照。）。この傾斜ガイド面は、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側へ案内しやすくするためのものである。
【特許文献１】特開昭６１−８７２６３号公報
【特許文献２】実開昭５５−１６８７１３号公報
【特許文献３】実開平４−１０１８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来例では、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から外部へ漏洩するオイルをシールリング側に案内させようとしているものの、クランクシャフトの回転に伴いオイルが径方向外向きに飛散される傾向となるために、シールリングの内径側のシールリップへ前記漏洩するオイルを向かわせることが困難になる。
【００１０】
そのため、シールリングの内径側のシールリップを、前記漏洩するオイルでもって潤滑、冷却する効果が期待できず、近年のように内燃機関の高出力化に伴いクランクシャフトの回転数を高める傾向となる状況では、シールリングの内径側のシールリップが発熱しやすくなる。シールリップの発熱は、硬化してクランクシャフトのフランジに対する追従性が低下したり、摩耗が促進されたりすることになる等、耐焼付き性ならびに密封性の低下につながる。
【００１１】
そこで、そのような場合には、シールリングについて耐熱性の高い高価な製品を使用することが考えられるが、その場合には製品コストが嵩む結果になることが懸念されるとともに、不十分となる場合も考えられる等、何らかの対策が必要になる。
【００１２】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドを密封する構造において、シールリングの潤滑性および冷却性を長期にわたって良好とし、耐焼付き性ならびに密封性を向上可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、クランクシャフトのリアエンドに設けられるフライホイール取り付け用のフランジがシリンダブロックの外部へ突出された内燃機関において前記クランクシャフトのリアエンドからのオイル漏洩を防止する密封構造であって、シリンダブロックに前記フランジの外周を囲むような状態で取り付けられるシールリテーナと、このシールリテーナの円筒部内周に装着保持されかつ内径側に前記フランジの外周面に接触されるシールリップを有するシールリングとを有し、前記シールリテーナの円筒部においてシールリングより軸方向内側領域の少なくとも下半分側に、中心側へ向けて張り出す張り出し片が、前記フランジの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられ、この張り出し片とシールリテーナの円筒部内周面と前記シールリングとによってオイル貯留溝が作られていることを特徴としている。
【００１４】
この構成によれば、例えば内燃機関の運転に伴いクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からシリンダブロック内のオイルが漏洩すると、この漏洩したオイルが回転遠心力でもって径方向外向きに飛散されて、このオイルがシールリテーナの円筒部内周面を経て下半分側に存在するオイル貯留溝に集められることになる。また、内燃機関が停止している状態であっても、クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からシリンダブロック内のオイルが漏洩すると、このオイルが前記ジャーナル部の外周面を伝ってフランジ側へ向けて流れつつ鉛直方向下向きに自然滴下することになって、オイル貯留溝に受け止められることになる。
【００１５】
このようにしてクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部から漏洩したオイルは、オイル貯留溝内に経時的に溜まることになる。オイル貯留溝内に貯留されるオイルの液面の上限はクランクシャフトのフランジの外周面における最下部と略同じになるので、オイル貯留溝内がオイルで満杯になったときに、このオイルに、クランクシャフトのフランジとそこに接触するシールリングのシールリップとの接触部分が浸される状態、つまりいわゆる油浴潤滑状態になる。
【００１６】
これにより、シールリングのシールリップとクランクシャフトのフランジとの接触部分が長期にわたって効率よく潤滑、冷却されることになるので、そこの発熱が長期にわたって抑制されることになる。その結果、耐焼付き性と密封性とが向上することになる。しかも、シールリングについてわざわざ耐熱性に優れた高価なものを使用せずに済むから、製品コストの高騰を抑制できるようになる。
【００１７】
好ましくは、前記張り出し片は、前記シールリテーナの円筒部の内周面全周に設けられることによって輪状とされ、この輪状の張り出し片の内周縁で作る円形孔が、前記フランジを軸方向挿抜可能な大きさとされ、この円形孔の中心が前記シールリテーナの円筒部の中心に対して鉛直方向上側にオフセットされる。
【００１８】
この構成によれば、内燃機関の運転に伴いクランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部からオイルが漏洩すると、このオイルは回転遠心力で径方向外向きに飛散される。このようにオイルが径方向全方位へと広範囲に飛び散るような場合にも、このシールリテーナの円筒部とシールリングと輪状の張り出し片とで囲んで作る環状溝における全周域で受け止めることが可能になる。しかも、特に、径方向上向きに飛散したオイルは、環状溝の底部を伝って径方向下側の領域（オイル貯留溝に相当する部分）内に無駄無く集められるようになる。これにより、前記オイル貯留溝内にオイルを満杯に溜めることが容易になる。
【００１９】
好ましくは、前記シールリテーナは、その円筒部の外周に、径方向外向きに張り出しかつシリンダブロックの後壁面に掌合結合されるような取付片を設けた形状であり、前記円筒部の内周面における軸方向長さは、シールリングの軸方向長さと、クランクシャフトのフランジの軸方向厚みとを加算した寸法より大きく設定されることによって、この円筒部の内径側に、シリンダブロックに対するシールリテーナの取り付け作業用の逃げ空間が確保される。
【００２０】
この構成によれば、シリンダブロックにシールリテーナを取り付ける際に、下記実施形態の説明に用いる図３から図５に示すような動作が行えるようになる。これにより、シリンダブロックにシールリテーナを手際よく取り付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シールリングの潤滑性ならびに冷却性を長期にわたって良好とし、密封性ならびに耐焼付き性を向上することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１から図７に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、例えば車両等に搭載される内燃機関におけるクランクシャフトのリアエンド側を密封する構造を例に挙げる。なお、図には、内燃機関のシリンダ中心軸線を鉛直方向線と平行にしている場合を例に挙げている。
【００２４】
図中、１はシリンダブロック、２はシリンダブロック１の下部にボルト等で取り付けられるクランクキャップ、３はオイルパン、４はクランクシャフト、５はすべり軸受、６は密封装置である。
【００２５】
クランクシャフト４は、その軸方向複数箇所のジャーナル部４ａがシリンダブロック１の下部にメタル等のすべり軸受５を介して回転自在に支持されるが、図１には、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａのみを示している。
【００２６】
このクランクシャフト４のリアエンドには、径方向外向きに張り出す円板形状のフランジ４ｂが一体的に設けられている。このクランクシャフト４のフランジ４ｂには、通常、フライホイール（図示省略）がボルト等の締結部材を用いて掌合結合されるようになっている。
【００２７】
このようにクランクシャフト４のリアエンドにフライホイール（図示省略）を取り付けるために、クランクシャフト４のリアエンドに設けてあるフランジ４ｂをシリンダブロック１から外部に突出させるようになっている。
【００２８】
そして、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａに存在するラジアル隙間を通じてシリンダブロック１内のオイルが外部へ漏洩することを防止するために、密封装置６を用いるようにしている。この密封装置６を用いたクランクシャフト４のリアエンド密封構造について以下で詳細に説明する。
【００２９】
具体的に、密封装置６は、シールリング１０と、シールリテーナ２０とを有する構成である。
【００３０】
シールリング１０は、一般的に公知のオイルシールと呼ばれるものが用いられるが、例えば図１に示すように、芯金１１に二つのシールリップ１２，１３の形状を持つゴム等の弾性材を加硫接着したようなタイプを用いている。
【００３１】
なお、シールリップ１２の自然状態つまり非取り付け状態での内径寸法Ｄ１は、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より適宜小さく設定されており、その締め代でもってシールリップ１２がクランクシャフト４のフランジ４ｂの外周面に圧接されるようになっている。
【００３２】
さらに、インナー側のシールリップ１２の外周には、いわゆるガータスプリングと呼ばれる締め付けリング１４が外嵌装着されていて、この締め付けリング１４の圧縮弾性力でもってインナー側のシールリップ１２をクランクシャフト４のフランジ４ｂに比較的強く圧接させることにより密封性を高めるようになっている。
【００３３】
シールリップ１３は、一般的に、ダストリップと言われるもので、外部からのダストがシールリップ１２に侵入することを防止するものである。このシールリップ１３の内径寸法Ｄ１も、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より適宜小さく設定されているが、その締め代としてはシールリップ１２より小さめの設定である。
【００３４】
シールリテーナ２０は、シールリング１０を保持するためのものであり、シリンダブロック１の後壁面においてクランクシャフト４のリアエンドを突出させている領域にボルト８で取り付けられる。
【００３５】
このシールリテーナ２０は、例えば図２に示すように、円筒部２１の外周に径方向外向きに張り出しかつシリンダブロック１の後壁面に掌合結合されるような取付片２２を設けた形状になっており、このような形状のシールリテーナ２０の円筒部２１の内周面に、シールリング１０が例えば圧入により嵌合装着されるようになっている。
【００３６】
なお、図２に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２における下端２２ａは、直線形状とされており、この取付片２２の下端２２ａは、シリンダブロック１の下辺と面一となるように設定されることで、シリンダブロック１の下辺にオイルパン３の上辺を突き合わせたときに、取付片２２の下端２２ａもオイルパン３の上辺に当接するようになっている。
【００３７】
このように、クランクシャフト４のジャーナル部４ａの外径より大径のフランジ４ｂの外周面に対してシールリング１０の内径側のシールリップ１２，１３を接触させる形態とし、また最近のエンジンでは摩擦損失低減を狙い、クランクシャフト４の回転によるオイルパン３のオイルの攪拌を抑えるようにしているため、オイルがフランジ４ｂとシールリップ１２，１３との接触部分に到達しにくくなっている。
【００３８】
但し、そのような構成ゆえ、クランクシャフト４のジャーナル部４ａから漏洩するオイルでもってシールリップ１２の接触部分を潤滑、冷却させるように利用できにくくなっている。この実施形態では、上述した点を考慮し、前記漏洩するオイルを利用してシールリップ１２を油浴潤滑状態とするように工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【００３９】
つまり、密封装置６に、ジャーナル部４ａから漏洩するオイルを貯留するオイル貯留溝７を設けるようにしている。
【００４０】
具体的には、シールリテーナ２０の円筒部２１における軸方向内端に、径方向内向きに延びる輪状の張り出し片２３を設けている。この輪状の張り出し片２３の内周は、円形孔になっているものの、この円形孔の中心Ｐ２は、図２および図３に示すように、円筒部２１の内周面の中心Ｐ１に対し、鉛直方向上側にβだけオフセットされた偏心孔２４になっている。
【００４１】
このようなシールリテーナ２０をシリンダブロック４に取り付けると、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とによって、環状溝が作られることになる。この環状溝における下半分側の三日月形状の領域が、ジャーナル部４ａから漏洩するオイルを受け止めて貯留するオイル貯留溝７となる。
【００４２】
なお、図２および図３に示すように、輪状の張り出し片２３は、その鉛直方向最下部で最大に高くなっており、この鉛直方向最下部の最大高さＨは、クランクシャフト４のフランジ４ｂにおける鉛直方向最下部と略同じ位置になるように設定されている。
【００４３】
この設定によって、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面は、クランクシャフト４のフランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２における鉛直方向最下部の内周縁と略同じ位置になる。そのため、オイル貯留溝７内にオイルが満杯に貯留されたときに、そのオイルにシールリング１０のシールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分が浸かる状態、つまり油浴潤滑状態になるのである。
【００４４】
ここで、輪状の張り出し片２３で作る偏心孔２４の内径Ｄ３は、図６および図７に示すように、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より大きく設定する必要がある。この関係により、図６に示すように、偏心孔２４の中心Ｐ２とフランジ４ｂの中心Ｏとを一致させると、上側と下側とにそれぞれ隙間αが存在することになる。
【００４５】
そこで、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、偏心孔２４の鉛直方向最下部とフランジ４ｂの鉛直方向最下部とを一致させるように配置したときの偏心孔２４の中心Ｐ２とフランジ４ｂの中心Ｏとのオフセット寸法βは、次のように設定することができる。
【００４６】
まず、β＝αとすると、輪状の張り出し片２２における鉛直方向最下部つまりオイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が、フランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２の鉛直方向最下部の内周縁とが同じ位置になる。
【００４７】
そのため、β＞αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が上がり、β＜αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が下がることになるのである。要するに、偏心孔２４の中心Ｐ２の位置を鉛直方向上下に変更することにより、オイル貯留溝７に貯留されるオイルの液面を高低調整することが可能である。
【００４８】
参考までに、この実施形態では、β＝αに設定しており、その状態を図７に示している。図７に示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、偏心孔２４の鉛直方向最下部をフランジ４ｂの鉛直方向最下部と同じ高さに配置すると、偏心孔２４の鉛直方向最上部とフランジ４ｂの鉛直方向最上部との間に２αの隙間ができることになる。つまり、偏心孔２４の内径Ｄ３は、Ｄ２＋２αとなる。
【００４９】
ところで、上述したようなオイル貯留溝７を確保するために、シールリテーナ２０に円周方向で径方向高さが異なる輪状の張り出し片２３を設けていると、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付ける際に作業しにくくなるので、シールリテーナ２０の円筒部２１とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とで囲む環状溝を、前記取り付け作業用の逃げ空間として利用できるように工夫している。
【００５０】
つまり、シールリテーナ２０の円筒部２１における内周面の軸方向長さＷ１について、図３に示すように、シールリング１０の軸方向長さＷ２と、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３とを加算した寸法より大きく設定している。
【００５１】
このようにすれば、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付ける際の作業が容易に行えるようになる。その理由について、密封装置６の組み付け手順を説明することによって明らかにすることができる。この組み付け手順を、図３から図５に示して説明する。
【００５２】
つまり、シリンダブロック１にクランクシャフト４を支持させた状態で、オイルパン３を取り付ける前に、密封装置６をシリンダブロック１に取り付けるようにする。
【００５３】
この取り付けにあたっては、シールリテーナ２０にシールリング１０を装着することにより密封装置６を組み立てておき、シールリテーナ２０を図３の矢印Ａ１方向に押し込むことにより、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３で形成する偏心孔２４内に、クランクシャフト４のフランジ４ｂを通す。このとき、フランジ４ｂの中心Ｏとシールリテーナ２０の偏心孔２４の中心Ｐ２とを一致させる必要があるので、図３に示す状態のように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を鉛直方向下側にオフセットしておく必要がある。
【００５４】
このまま、シールリテーナ２０を軸方向に押し込むと、シールリテーナ２０に装着保持させてあるシールリング１０の内径側のシールリップ１２，１３が、クランクシャフト４のフランジ４ｂに干渉することになる。
【００５５】
そこで、図４の矢印Ａ２で示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上方へ持ち上げることにより、図５に示すように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を一致させてから、図５の矢印Ａ３で示すように、シールリテーナ２０をシリンダブロック１側へ押し込むようにする。
【００５６】
この図４の矢印Ａ２で示す動作が、シールリテーナ２０の取り付け時の逃げ動作であり、この逃げ動作は、シールリテーナ２０の円筒部２１とシールリング１０と輪状の張り出し片２３とで囲む環状溝を逃げ空間として利用するから、行えるのである。
【００５７】
これにより、シールリテーナ２０に装着保持してあるシールリング１０をフランジ４ｂの外周に嵌め込むことができるようになるとともに、図１に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２をシリンダブロック１の後壁面に当接させることができるようになる。その状態で、ボルト８で取付片２２をシリンダブロック１に固定する。
【００５８】
このようにして密封装置６をシリンダブロック１に取り付けると、シールリング１０のシールリップ１２，１３がフランジ４ｂの外周面に所定の緊縛力でもって接触されるようになるとともに、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３が、シリンダブロック１の後壁面およびクランクキャップ２の外壁面に対して適宜の隙間を介して対向配置されるようになっている。
【００５９】
しかも、この状態では、シールリテーナ２０の下半分側でシールリング１０の内側に、正面から見て三日月形状のオイル貯留溝７が作られることになる。
【００６０】
このオイル貯留溝７には、クランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａからシリンダブロック１内のオイルが漏洩したときに、このオイルを受け止めて貯留することになり、この貯留されるオイルでもってシールリング１０のシールリップ１２が潤滑、冷却されるようになる。その様子を、以下で詳しく説明する。
【００６１】
つまり、例えば内燃機関１の運転に伴い、シリンダブロック１内のオイルがクランクシャフト４のリアエンド寄りのジャーナル部４ａから漏洩したとすると、この漏洩したオイルが、クランクシャフト４の回転遠心力でもって径方向外向きに飛散されることになる。
【００６２】
また、内燃機関が停止している状態であっても、ジャーナル部４ａからオイルが漏洩すると、その外周面を伝ってフランジ４ｂ側へ流れつつ下半分に回り込んで、鉛直方向下向きに自然滴下することになる。
【００６３】
ところが、前者のように径方向外向きに飛散したオイルは、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面を経て鉛直方向下側に存在するオイル貯留溝７内に集められることになる。また、後者のように径方向下向きに滴下したオイルは、シールリテーナ２０の円筒部２１の下半分側に作られる三日月形状のオイル貯留溝７で受け止められることになるので、経時的にオイル貯留溝７にオイルが溜まることになる。
【００６４】
このようにしてジャーナル部４ａから漏洩したオイルが、オイル貯留溝７内に経時的に溜まることになる。
【００６５】
オイル貯留溝７に貯留されるオイルの液面の上限は、フランジ４ｂの外周面における最下部とほぼ同じになるので、オイル貯留溝７内がオイルで満杯になったときに、オイルの上限の液面が、フランジ４ｂとシールリング１０のシールリップ１２との接触部分と同じ高さになるので、このオイルに、フランジ４ｂとシールリング１０のシールリップ１２との接触部分が浸される状態、つまりいわゆる油浴潤滑状態になる。
【００６６】
これにより、シールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分が長期にわたって効率よく潤滑、冷却されることになるので、そこの発熱が長期にわたって抑制されることになる。その結果、シールリップ１２の硬化や摩耗を抑制できるようになって、耐焼付き性と密封性との向上に貢献できるようになる。
【００６７】
なお、オイル貯留溝７内のオイルが仮に溢れると、その溢れ出たオイルは、輪状の張り出し片２３とクランクキャップ２との対向隙間を経てオイルパン３内へ落ちることになる。ちなみに、この輪状の張り出し片２３とクランクキャップ２との対向隙間は、オイルの粘性により流出しにくくするように小さく設定することができ、そのようにすると、オイル貯留溝７内にオイルを保持しやすくなる。
【００６８】
以上説明したように、この実施形態にかかる密封装置６は、シールリング１０を油浴潤滑状態で使用できるから、シールリング１０のシールリップ１２の発熱を長期にわたって抑制することができて、耐焼付き性ならびに密封性を向上するうえで有利となる。しかも、シールリング１０としても一般的な安価な製品を使用することができるので、製品コストの低減に貢献できる。
【００６９】
以下、本発明の他の実施形態を説明する。
【００７０】
まず、図８から図１４に、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくする必要があるような場合について、このフランジ４ｂを軸方向全長にわたって同一外径にしていると、偏心孔２４ｂを有するシールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付けることができなくなるので、フランジ４ｂにおいて付け根寄り領域４ｄの外径Ｄ４を先端寄り領域４ｃの外径Ｄ２より小さくした異径形状とするように対処した例を示している。
【００７１】
ちなみに、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくする理由のひとつしては、一般的に図示しないがフライホイールをフランジ４ｂに取り付けるために両者の厚み方向に跨ってボルトを螺合するのであるが、このフランジ４ｂにおけるねじ孔を貫通孔とせずに、袋ねじ孔にできるようにするためである。
【００７２】
但し、スペース的に余裕があり、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３を大きくできれば、フライホイール（図示省略）の取り付けボルトピッチ円径も小さくでき、フランジ４ｂの外径も可及的に小さくすることが可能になり、それに伴いシールリング１０のシールリップ１２とフランジ４ｂとの接触部分の周速を遅くでき、前記接触部分の発熱を抑制するうえで有利となる。
【００７３】
このような実施形態の場合における密封装置６の組み付け手順については、基本的には、上述した実施形態と同様であるが、以下で説明する。
【００７４】
まず、シールリテーナ２０にシールリング１０を装着することにより密封装置６を組み立てておき、シールリテーナ２０を図１０の矢印Ａ１方向へ押し込むことにより、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３で形成する偏心孔２４内に、クランクシャフト４のフランジ４ｂを通す。このとき、フランジ４ｂの中心Ｏとシールリテーナ２０の偏心孔２４の中心Ｐ２とを一致させる必要があるので、図１０に示す状態のように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を鉛直方向下側にβだけオフセットしておく必要がある。
【００７５】
この後、図１１の矢印Ａ２で示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上方へ持ち上げることにより、図１２に示すように、フランジ４ｂの中心Ｏに対しシールリテーナ２０の円筒部２１の中心Ｐ１を一致させてから、図１２の矢印Ａ３で示すように、シールリテーナ２０をシリンダブロック１側へ押し込む。
【００７６】
これにより、シールリテーナ２０に装着保持してあるシールリング１０をフランジ４ｂの外周に嵌め込むことができるようになるとともに、図８に示すように、シールリテーナ２０の取付片２２をシリンダブロック１の後壁面に当接させることができるようになる。その状態で、ボルト８で取付片２２をシリンダブロック１に固定する。
【００７７】
このようにして密封装置６をシリンダブロック１に取り付けると、シールリング１０のシールリップ１２，１３がフランジ４ｂの外周面に所定の緊縛力でもって接触されるようになるとともに、シールリテーナ２０における輪状の張り出し片２３が、シリンダブロック１の後壁面およびクランクキャップ２の外壁面に対して適宜の隙間を介して対向配置されるようになっている。
【００７８】
しかも、この状態では、シールリテーナ２０の下半分側でシールリング１０の内側に、正面から見て三日月形状のオイル貯留溝７が作られることになる。
【００７９】
さらに、図１５から図２２に、本発明のさらに他の実施形態を示している。この実施形態では、シリンダブロック１の後壁面からのクランクシャフト４のフランジ４ｂの突出寸法を小さくする必要がある場合について、密封装置６を軸方向にコンパクトに設置できるように対処した例を示している。
【００８０】
このような設置上の制約を受けることによって、シールリテーナ２０の鉛直方向下方にオイル溜め溝７を作りにくくなるので、シールリテーナ２０の鉛直方向下半分側の軸方向内側に張り出し片２５を突設したうえで、クランクキャップ２にシールリテーナ２０の張り出し片２５との干渉を避けるための窪み２ａを設けるようにしている。なお、クランクキャップ２には、その片側の窪み２ａの背面側に、例えば軽量化のために同様の窪み２ｂが設けられている。
【００８１】
つまり、シールリテーナ２０の鉛直方向下側に設けた張り出し片２５内にオイル貯留溝７を確保しつつ、この張り出し片２５をクランクキャップ２内に入り込ませるようにして、シリンダブロック１の後壁面からの密封装置６の突出量を削減するようにしているのである。
【００８２】
これにより、密封装置６の設置上の制約があっても、上記実施形態と同様にシールリング１０のシールリップ１２とクランクシャフト４のフランジ４ｂとの接触部分を油浴潤滑状態として、耐焼付き性と密封性を高めることが可能になる。
【００８３】
なお、張り出し片２５は、シールリテーナ２０の円筒部２１における鉛直方向下側に軸方向に沿って延出される部分円弧状の底壁部２５ａと、この底壁部２５ａから径方向に沿って鉛直方向上向きに延出される側壁部２５ｂとからなる。
【００８４】
そして、底壁部２５ａの軸方向長さは、クランクシャフト４のフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３よりも大きく設定される。つまり、シールリテーナ２０の円筒部２１と底壁部２５ａとの軸方向連続部分の軸方向長さＷ１は、シールリング１０の軸方向長さＷ２とフランジ４ｂの軸方向厚みＷ３とを加算した寸法より大きく設定される。この寸法関係より、シリンダブロック１の後壁面にシールリテーナ２０を取り付ける際に、図１８の矢印Ａ１、図１９の矢印Ａ２ならびに図２０の矢印Ａ３で示すような一連の組み付け動作が可能になり、その作業が効率よく行えるようになるのである。
【００８５】
しかも、図１８から図２０への組み付け工程を円滑に行うために、図２１に示すように、シールリテーナ２０の円筒部２１における鉛直方向最上部から側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部までの離隔間隔Ｘを、クランクシャフト４のフランジ４ｂの外径Ｄ２より大きく設定する。
【００８６】
なお、シールリテーナ２０をシリンダブロック１に取り付けた状態において、例えば図２２に示すように、前記離隔間隔Ｘの中点Ｙがフランジ４ｂの中心Ｏより鉛直方向上側にβだけオフセットされる。
【００８７】
このβは、上記実施形態で説明したと同様であるが、次のように設定することができる。まず、β＝αとすると、側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部が、フランジ４ｂにおける鉛直方向最下部つまりシールリング１０のシールリップ１２，１３の鉛直方向最下部の内周縁とが同じ位置になる。
【００８８】
そのため、β＞αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が上がり、β＜αとすれば、オイル貯留溝７に溜まるオイルの最上限の液面が下がることになるのである。
【００８９】
図２２では、例えばβ＝αに設定した状態を示している。図２２に示すように、シールリテーナ２０を鉛直方向上側に持ち上げて、側壁部２５ｂの突出端における鉛直方向最下部をフランジ４ｂの鉛直方向最下部と同じ高さに配置すると、シールリテーナ２０の円筒部２１の内周面つまり中心孔２３の鉛直方向最上部とフランジ４ｂの鉛直方向最上部との間に２αの隙間ができることになる。したがって、離隔間隔Ｘは、Ｄ２＋２αとなる。
【００９０】
以上説明した各実施形態では、内燃機関のシリンダ中心軸線を鉛直方向線と平行にしている場合を例に挙げているが、シリンダ中心軸線を鉛直方向線に対して所定角度傾斜させるような場合であっても、オイル貯留溝７の円周方向中央位置を鉛直方向線上に配置するように設定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図３】図１のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図４】図３の続きを説明するための図である。
【図５】図４の続きを説明するための図である。
【図６】図４の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図７】図５の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図８】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図８のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図１０】図８のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図１１】図１０の続きを説明するための図である。
【図１２】図１１の続きを説明するための図である。
【図１３】図１１の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図１４】図１２の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの偏心孔との関係を説明するための図である。
【図１５】本発明に係るクランクシャフトのリアエンド密封構造のさらに他の実施形態を示す断面図である。
【図１６】図１５のリアエンド密封構造を正面から見た図である。
【図１７】図１５のシールリテーナとクランクキャップとを示す斜視図である。
【図１８】図１５のリアエンド密封構造の組み立て手順を説明するための図である。
【図１９】図１８の続きを説明するための図である。
【図２０】図１９の続きを説明するための図である。
【図２１】図１９の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの円筒部内周面との関係を説明するための図である。
【図２２】図２０の状態におけるクランクシャフトのフランジとシールリテーナの円筒部内周面との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９２】
１ シリンダブロック
２ クランクキャップ
３ オイルパン
４ クランクシャフト
４ａ クランクシャフトのリアエンド寄りのジャーナル部
４ｂ クランクシャフトのフランジ
５ すべり軸受
６ 密封装置
７ オイル貯留溝
１０ シールリング
１２，１３ シールリングのシールリップ
２０ シールリテーナ
２１ シールリテーナの円筒部
２２ シールリテーナの取付片
２３ シールリテーナの張り出し片
２４ 張り出し片の内周縁により作られる偏心孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトのリアエンドに設けられるフライホイール取り付け用のフランジがシリンダブロックの外部へ突出された内燃機関において前記クランクシャフトのリアエンドからのオイル漏洩を防止する密封構造であって、
シリンダブロックに前記フランジの外周を囲むような状態で取り付けられるシールリテーナと、このシールリテーナの円筒部内周に装着保持されかつ内径側に前記フランジの外周面に接触されるシールリップを有するシールリングとを有し、
前記シールリテーナの円筒部においてシールリングより軸方向内側領域の少なくとも下半分側に、中心側へ向けて張り出す張り出し片が、前記フランジの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられ、この張り出し片とシールリテーナの円筒部内周面と前記シールリングとによってオイル貯留溝が作られていることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【請求項２】
請求項１において、前記張り出し片は、前記シールリテーナの円筒部の内周面全周に設けられることによって輪状とされ、この輪状の張り出し片の内周縁で作る円形孔が、前記フランジを軸方向挿抜可能な大きさとされ、この円形孔の中心が前記シールリテーナの円筒部の中心に対して鉛直方向上側にオフセットされることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【請求項３】
請求項２において、前記シールリテーナは、その円筒部の外周に、径方向外向きに張り出しかつシリンダブロックの後壁面に掌合結合されるような取付片を設けた形状であり、
前記円筒部の内周面における軸方向長さは、シールリングの軸方向長さと、クランクシャフトのフランジの軸方向厚みとを加算した寸法より大きく設定されることによって、この円筒部の内径側に、シリンダブロックに対するシールリテーナの取り付け作業用の逃げ空間が確保されることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【請求項１】
クランクシャフトのリアエンドに設けられるフライホイール取り付け用のフランジがシリンダブロックの外部へ突出された内燃機関において前記クランクシャフトのリアエンドからのオイル漏洩を防止する密封構造であって、
シリンダブロックに前記フランジの外周を囲むような状態で取り付けられるシールリテーナと、このシールリテーナの円筒部内周に装着保持されかつ内径側に前記フランジの外周面に接触されるシールリップを有するシールリングとを有し、
前記シールリテーナの円筒部においてシールリングより軸方向内側領域の少なくとも下半分側に、中心側へ向けて張り出す張り出し片が、前記フランジの外周面における最下部と略面一になるような高さで設けられ、この張り出し片とシールリテーナの円筒部内周面と前記シールリングとによってオイル貯留溝が作られていることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【請求項２】
請求項１において、前記張り出し片は、前記シールリテーナの円筒部の内周面全周に設けられることによって輪状とされ、この輪状の張り出し片の内周縁で作る円形孔が、前記フランジを軸方向挿抜可能な大きさとされ、この円形孔の中心が前記シールリテーナの円筒部の中心に対して鉛直方向上側にオフセットされることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【請求項３】
請求項２において、前記シールリテーナは、その円筒部の外周に、径方向外向きに張り出しかつシリンダブロックの後壁面に掌合結合されるような取付片を設けた形状であり、
前記円筒部の内周面における軸方向長さは、シールリングの軸方向長さと、クランクシャフトのフランジの軸方向厚みとを加算した寸法より大きく設定されることによって、この円筒部の内径側に、シリンダブロックに対するシールリテーナの取り付け作業用の逃げ空間が確保されることを特徴とするクランクシャフトのリアエンド密封構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００７−２３２１８１（Ｐ２００７−２３２１８１Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５８０４６（Ｐ２００６−５８０４６）
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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