クランクシャフト及びエンジン
【課題】潤滑油に混入する金属粉などの異物を早期に除去することが可能なクランクシャフト及びエンジンを提供する。
【解決手段】シャフト内部に形成されたシャフト油路２０内の潤滑油が、クランクピン５の内部に形成されたピン油路２１を経て、流出油路２２からクランクピン５の外部に流出する場合に、ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４をクランクピン５内の室として少なくとも当該ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に設けることにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部２４に捕集される。また、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を形成することで、エンジン停止時に重力で落下する捕集済みの異物を捕集することが可能となる。異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出路２２の連結点の潤滑油流れ方向上流側でも下流側でも異物を捕集することができる。
【解決手段】シャフト内部に形成されたシャフト油路２０内の潤滑油が、クランクピン５の内部に形成されたピン油路２１を経て、流出油路２２からクランクピン５の外部に流出する場合に、ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４をクランクピン５内の室として少なくとも当該ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に設けることにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部２４に捕集される。また、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を形成することで、エンジン停止時に重力で落下する捕集済みの異物を捕集することが可能となる。異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出路２２の連結点の潤滑油流れ方向上流側でも下流側でも異物を捕集することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフト及びエンジンに関し、特にシャフト内部やクランクピン内部に潤滑油の油路が形成されたクランクシャフト及びエンジンに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなクランクシャフトとしては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このクランクシャフトは、例えば自動二輪車のエンジンに用いられるクランクシャフトのクランクピンに潤滑油が流入するピン油路を形成し、このピン油路に繋げてコネクティングロッドの大端穴内に潤滑油が流出する流出路を形成し、ピン油路から流出路を経て流出する潤滑油でコネクティングロッドの大端穴内を潤滑するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、潤滑油に混入する異物は、オイルフィルタで除去するのが一般的であるが、新しいエンジンの運転開始初期に発生する金属粉などの異物は、できるだけ早期に除去するのが望ましい。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、潤滑油に混入する金属粉などの異物を早期に除去することが可能なクランクシャフト及びエンジンを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、発明の実施態様は、シャフト内部に形成されて潤滑油が流入するシャフト油路と、クランクピン内部に形成されて前記シャフト油路から潤滑油が流入するピン油路と、前記ピン油路から潤滑油をクランクピン外部に流出する流出油路とを備えたクランクピンにおいて、前記ピン油路に繋がり且つ少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けられた前記クランクピン内の室からなる異物捕集部を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
前記シャフト径方向とは、例えばクランクジャーナルの軸線に対する径方向と同等の意味である。
また、別の実施態様は、前記ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路よりもシャフト径方向内側にも設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に設けられていることを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に設けられていることを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部はクランクピンの軸線方向と軸線方向が平行な円孔形状としたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、別の実施態様は、前記シャフト油路とピン油路との連結位置を前記流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことを特徴とするものである。
シャフト油路とピン油路との連結位置については、例えばクランクシャフトとクランクピンとが一体である場合であっても、クランクピン以外のシャフト内部に形成されているシャフト油路と、クランクピン内部に形成されているピン油路とが連結（接続）している位置と定義する。つまり、クランクシャフトとクランクピントが一体であり、例えばシャフト油路とピン油路とが、クランクジャーナルからクランクピンにかけての一連の斜め穴である場合であっても、クランクピンに相当する部分以外のシャフト内部に形成されている部分がシャフト油路であり、クランクピンに相当する部分の内部に形成されている部分がピン油路であり、両者の接合位置がシャフト油路とピン油路との連結位置となる。
また、別の実施態様は、前記クランクシャフトを備えたことを特徴とするエンジンである。
【発明の効果】
【０００９】
而して、発明の実施態様によれば、シャフト内部に形成されたシャフト油路内の潤滑油が、クランクピン内部に形成されたピン油路を経て、流出油路からクランクピン外部に流出する場合に、ピン油路に繋がる異物捕集部をクランクピン内の室として少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けたことにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部に捕集され、それらの異物を早期に除去することが可能となる。
【００１０】
ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することとしたため、異物捕集部に捕集された異物が流出油路に流出しにくい。
また、ピン油路よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部を設けたことにより、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部がエンジン停止時にピン油路より上方に位置した場合でも、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部に捕集された異物は重力によりピン油路よりもシャフト径方向内側に異物捕集部に落下し、捕集される。
【００１１】
また、ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に異物捕集部を設けたことにより、流出油路から潤滑油が流出する前に、当該潤滑油に混入している異物を異物捕集部で捕集することができる。
また、ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に異物捕集部を設けたことにより、潤滑油に混入している異物を慣性により潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部で捕集することができる。
【００１２】
また、軸線方向がクランクピンの軸線方向と平行な円孔形状の異物捕集部としたことにより、ピン油路が異物捕集部の同一軸線であるような場合に、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と、ピン油路よりもシャフト径方向内側の異物捕集部とを同時に形成することができる。
また、シャフト油路とピン油路との連結位置を流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことにより、シャフト回転時の遠心力による異物捕集部での異物捕集を効果的に行うことができる。
また、前記クランクシャフトを用いたエンジンでは、エンジン内部で発生する異物を早期に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のクランクシャフト及びエンジンの作用の説明図である。
【図３】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図４のクランクシャフト及びエンジンによる作用の説明図である。
【図６】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第４実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第５実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第６実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第７実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第８実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第９実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明のクランクシャフト及びエンジンの実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第１実施形態を示す縦断面図を示す。この縦断面図は、車両後面から見た状態での縦断面図であり、図の左方が車両の左方に、図の右方が車両の右方に相当する。このエンジンは、例えば自動二輪車に用いられるエンジンで、本実施形態ではシリンダが１つだけの単気筒エンジンである。なお、シリンダブロックなどは図示を省略している。
【００１５】
図中の符号１はピストン、符号２はピストン１の内部に挿入されたピストンピン、符号４はクランクシャフト、符号５はクランクシャフト４に取付けられたクランクピン、符号３はピストンピン２とクランクピン５を連結するコネクティングロッド（コンロッド）、符号６はクランクピン５とコネクティングロッド３の大端穴との間に設けられたニードルベアリング、符号７はクランクシャフト４を車両の右方で支持する右クランクケース、符号８はクランクシャフト４を車両の左方で支持する左クランクケース、符号９はクランクシャフト４を回転自在に支持するベアリング、符号１０はクランクケース７、８内の潤滑油を封止するオイルシール、符号１１はクラッチ駆動用のプライマリドライブギヤ、符号１２はクランクシャフト４の両端に取付けられたナット、符号１３は潤滑油の流量を調整するオイルジェット、符号１４は図示しないカムシャフト及びカムチェーンを駆動するためのカムチェーンドライブスプロケット、符号１５はジェネレータカバー、符号１６はクランクカバー、符号１７はジェネレータ（発電機）である。
【００１６】
本実施形態のクランクシャフト４は、クランクピン５が別体であり、これをクランクシャフト４に形成されているピン穴に緊密に嵌め込んで、所謂圧入して一体化している。また、本実施形態では、コネクティングロッド３の大端穴内にニードルベアリング６を介装し、滑らかな回転を実現している。本実施形態では、このニードルベアリング６などを潤滑するために、クランクピン５の内部から潤滑油を流出するように構成している。
【００１７】
そのため、クランクシャフト４のシャフト径方向中央部には、図の右方端部、つまり車両の右方端部から、バランスウエイト部を貫通しないように中央穴１８を形成すると共に、この中央穴１８とクランクピン５のピン穴の図示右端部を繋ぐ斜め穴１９を形成し、両者でシャフト内部のシャフト油路２０を形成する。このシャフト油路２０には、クランクカバー１６に形成されたカバー油路２３内の潤滑油がオイルジェット１３を介して流入する。カバー油路２３内には、図示しないオイルポンプで加圧された潤滑油が流入する。
【００１８】
一方、クランクピン５には、前記シャフト油路２０の斜め穴１９に開口し且つそこからクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴、図の右下方から左上方への斜め穴（貫通せず）でピン油路２１を形成し、そのシャフト径方向外側端部からコネクティングロッド３の大端穴側に向けて、径の小さい流出油路２２を形成する。従って、シャフト油路２０内の潤滑油は、クランクピン５のピン油路２１を通って流出油路２２からコネクティングロッド３の大端穴内に流出し、当該大端穴内に配設されているニードルベアリング６が潤滑される。
【００１９】
また、本実施形態では、クランクピン５内部に、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなり且つ前記ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４を形成している。本実施形態の異物捕集部２４は、流出油路２２に対して潤滑油流れ方向上流側に設けられている。また、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなる異物捕集部２４は、流出油路２２との間に壁部２５を有する。前述したように、ピン油路２１内の潤滑油は流出油路２２に向けて流れる。このとき、潤滑油に金属粉などの異物が混入している場合、金属粉などの異物は潤滑油よりも比重が大きいので、クランクシャフト４の回転、即ちクランクピン５の偏芯回転に伴う遠心力の慣性も大きい。そのため、図２に示すように、潤滑油内の金属粉などの異物２６はより強く飛ばされ、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなる異物捕集部２４で捕集される。また、異物捕集部２４と流出油路２２の間には壁部２５が存在するので、異物捕集部２４に捕集された異物は流出油路２２側に移動しにくく、異物が流出油路２２から流出してしまうのを抑制防止することができる。
【００２０】
この異物の捕集は、遠心力が異物に作用している時間、或いは区間が長いほど、効果が高い。そこで、本実施形態では、シャフト油路２０とピン油路２１との連結位置を流出油路２２に対してクランクピン５の軸線方向にずらしている。これにより、例えばピン油路２１の長手方向をシャフト径方向に対して交差する方向にレイアウトすることができ、遠心力が異物に作用している時間、或いは区間を長くすることができ、シャフト回転時の遠心力による異物捕集を効果的に行うことができる。
【００２１】
新しいエンジンの運転開始時には、金属粉などの異物が生じやすく、早期に除去することが望まれる。後段に詳述するように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、異物捕集部２４に捕集された異物は時間の経過に伴って固化し、容易には流出しなくなることから、エンジン運転開始時の金属粉などの異物を効果的に捕集し、潤滑油から除去することが可能となる。
【００２２】
このように本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、シャフト内部に形成されたシャフト油路２０内の潤滑油が、クランクピン５の内部に形成されたピン油路２１を経て、流出油路２２からクランクピン５の外部に流出する場合に、ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４をクランクピン５内の室として少なくとも当該ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に設けたことにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部２４に捕集され、それらの異物を早期に除去することが可能となる。
【００２３】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に異物捕集部２４を設けたことにより、流出油路２２から潤滑油が流出する前に、当該潤滑油に混入している異物を異物捕集部２４で捕集することができる。
また、シャフト油路２０とピン油路２１との連結位置を流出油路２２に対してクランクピン５の軸線方向にずらしたことにより、シャフト回転時の遠心力による異物捕集部２４での異物捕集を効果的に行うことができる。
【００２４】
図３は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第２実施形態を示すものであり、図３ａはクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図、図３ｂは図３ａの詳細図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、図３に示すように、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１も、同図に二点鎖線で示すように、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。そして、ピン油路２１はシャフト油路２０に繋がり、シャフト油路２０内の潤滑油がピン油路２１に流入する。
【００２５】
本実施形態も、ピン油路２１に対して、シャフト径方向外側に異物捕集部２４が設けられているが、この異物捕集部２４は、ピン油路２１に対して、シャフト径方向内側にもクランクピン５内の室として設けられている。本実施形態でも、潤滑油に混入している金属粉などの異物は、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に遠心力で捕集される。この捕集された異物は、エンジンの長い運転期間後、固化してしまうのであるが、捕集されたばかりの異物は固化していない。
【００２６】
一方、エンジン、即ちクランクシャフトの停止位置は決まっていない。異物捕集部２４がピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけである場合、エンジン停止時、異物捕集部２４はピン油路２１よりも鉛直方向下方になることもあれば、鉛直方向上方になることもある。エンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけの異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向下方であれば、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物は、エンジン停止後も、当該異物捕集部２４に捕集されたままとなる。
【００２７】
しかしながら、エンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけの異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向上方になると、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物はピン油路２１に重力で落下してしまう。そこで、本実施形態では、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を形成し、仮にエンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向上方になっても、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物はシャフト径方向内側の異物捕集部２４に重力で落下し、結果的に捕集された異物がピン油路２１に流れ出ないようにしている。
【００２８】
また、本実施形態では、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側だけでなく、潤滑油の流れ方向下流側にも異物捕集部２４が設けられている。ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側の異物捕集部２４では、図３ｂに矢印ａで示すように、ピン油路２１を流れる潤滑油内の異物を直接的に遠心力で捕集する。一方、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４では、図３ｂに矢印ｂで示すように、ピン油路２１内の潤滑油の流れの慣性で異物が当該潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４に流れ込み、流れ込んだ後、遠心力でピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に捕集される。
【００２９】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置より潤滑油の流れ方向下流側でも、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側に異物捕集部２４が形成されており、重力によってピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４から落下する異物を捕集することができるように構成されている。
このように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、前記第１実施形態のクランクシャフト及びエンジンに加え、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を設けたことにより、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４がエンジン停止時にピン油路２１より上方に位置した場合でも、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に捕集された異物は重力によりピン油路２１よりもシャフト径方向内側に異物捕集部２４に落下し、捕集される。
【００３０】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に異物捕集部２４を設けたことにより、潤滑油に混入している異物を慣性により潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４で捕集することができる。
図４は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第３実施形態を示す縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態のシャフト油路２０は、前記第１実施形態の図１と同様であるが、ピン油路２１は、前記第２実施形態の図３と同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。
【００３１】
本実施形態でも、前記第２実施形態と同様に、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側及び下流側の夫々で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側にもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を設けている。その際、本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向両端から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を同軸に形成し、クランクピン５の軸線方向両端面の開口をプラグ（盲栓）２６で閉塞した。ピン油路２１の中央穴より大径の穴部は、例えばドリルを用いた機械加工によって形成することができる。このようにすることにより、特にクランクピン５がクランクシャフト４と別体である場合に、異物捕集部２４を形成しやすい。
【００３２】
図５は、図４のクランクピン５からプラグ２６を抜き取り、異物捕集部２４の内部を観察したものである。図中で波のように見えているのが、捕集された異物であり、長期間のエンジンの運転によって固化している。潤滑油に混入する金属粉などの異物は、新しいエンジンの運転開始当初に主に発生するため、図のように捕集し、潤滑油中から除去することができれば、その後に、多量に発生することはないことから、本実施形態の異物捕集が効果的であることが分かる。
【００３３】
このように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、前記第１実施形態、第２実施形態の効果に加え、軸線方向がクランクピン５の軸線方向と平行な円孔形状の異物捕集部２４とすることにより、ピン油路２１が異物捕集部２４の同一軸線である場合に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４と、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側の異物捕集部２４とを同時に形成することができる。
【００３４】
図６は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第４実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第２実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１も、前記第２実施形態と同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。
【００３５】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示左方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示左方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００３６】
図７は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第５実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第１実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成し、ピン油路２１も、同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成している。
【００３７】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示右方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示右方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００３８】
図８は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第６実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第１実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成し、ピン油路２１も、同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成している。
【００３９】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示右方端部及び左方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示右方端部及び左方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側及び下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００４０】
図９は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第７実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第２実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１は、前記第１実施形態と同様に、シャフト油路２０の直交穴に開口し且つそこからクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴、つまり図の右下方から左上方に向かう斜め穴で形成した。
【００４１】
本実施形態では、このクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴からなるピン油路２１と同軸に、当該ピン油路２１のシャフト油路２０繋がり側とは反対側から、当該ピン油路２１より大径の斜め穴部を形成し、その斜め穴部を異物捕集部２４としている。従って、この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に形成されている。この異物捕集部２４のクランクピン５の外周の開口はクランクシャフト４のピン穴の内周で閉塞されるため、プラグなどの閉塞部材を用いなくても自動的に閉塞されている。
【００４２】
図１０は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第８実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態のシャフト油路２０及びピン油路２１は、前記図９の第７実施形態と同様であり、また当該ピン油路２１と同軸に形成された異物捕集部２４も、前記図９の第７実施形態と同様であるから、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、更に、クランクシャフト４とは別体のクランクピン５の図示右方端部から、ピン径方向中央部にピン油路２１より大径の穴部を形成し、その穴部の図示右方端部開口をプラグ２６で閉塞して異物捕集部２４を形成している。この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２の連結位置より潤滑油の流れ方向上流側に位置し、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側及び内側に位置している。
【００４４】
図１１は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第９実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態のシャフト油路２０及びピン油路２１は、前記図９の第７実施形態と同様であり、また当該ピン油路２１と同軸に形成された異物捕集部２４も、前記図９の第７実施形態と同様であるから、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
本実施形態では、更に、クランクシャフト４とは別体のクランクピン５の前記ピン油路２１とシャフト油路２０の連結位置から当該クランクピン５の径方向に貫通穴を形成し、この貫通穴を異物捕集部２４としている。この異物捕集部２４の前記ピン油路２１とシャフト油路２０の連結位置と反対側のクランクピン５の外周の開口はクランクシャフト４のピン穴の内周で閉塞される。従って、この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２の連結位置より潤滑油の流れ方向上流側に位置し、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に位置している。
【００４６】
前記図６〜図１１に示す第４〜第９実施形態も、前記第１〜第３実施形態の異物捕集部２４と同様に、潤滑油に混入している金属粉などの異物を捕集する効果を有する。
なお、前記各実施形態では、クランクカバー１６に設けられたカバー油路２３からクランクシャフト４のシャフト油路２０に潤滑油が供給される構成としたが、クランクシャフト４のシャフト油路２０への潤滑油の供給形態はこれに限定されるものではなく、例えばクランクジャーナルなどから潤滑油が供給されるようなものについても、本発明のクランクシャフト及びエンジンは同様に適用可能である。
【００４７】
また、前記各実施形態では、クランクピン５をクランクシャフト４と別体としたが、クランクピン５をクランクシャフト４と一体化しても差し支えない。
また、前記各実施形態では、単気筒エンジン及びそれに用いられるクランクシャフトについてのみ詳述したが、本発明のクランクシャフト及びエンジンは、多気筒エンジン及びそれに用いられるクランクシャフトにも同様に適用可能である。また、多気筒エンジンの場合のエンジンの形式も、直列エンジン、Ｖ型エンジンなど種々のエンジン形式に同様に適用可能である。
また、エンジンの搭載車両も、自動二輪車に限らず、四輪乗用車や貨物車両など、種々の車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１はピストン
２はピストンピン
３はコネクティングロッド
４はクランクシャフト
５はクランクピン
６はニードルベアリング
７は右クランクケース
８は左クランクケース
９はベアリング
１０はオイルシール
１１はプライマリドライブギヤ
１２はナット
１３はオイルジェット
１４はカムチェーンドライブスプロケット
１５はジェネレータカバー
１６はクランクカバー
１７はジェネレータ
１８は中央穴
１９は斜め穴
２０はシャフト油路
２１はピン油路
２２は流出油路
２３はカバー油路
２４は異物捕集部
２５は壁部
２６はプラグ（盲栓）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフト及びエンジンに関し、特にシャフト内部やクランクピン内部に潤滑油の油路が形成されたクランクシャフト及びエンジンに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなクランクシャフトとしては、例えば下記特許文献１に記載されるものがある。このクランクシャフトは、例えば自動二輪車のエンジンに用いられるクランクシャフトのクランクピンに潤滑油が流入するピン油路を形成し、このピン油路に繋げてコネクティングロッドの大端穴内に潤滑油が流出する流出路を形成し、ピン油路から流出路を経て流出する潤滑油でコネクティングロッドの大端穴内を潤滑するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４５８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、潤滑油に混入する異物は、オイルフィルタで除去するのが一般的であるが、新しいエンジンの運転開始初期に発生する金属粉などの異物は、できるだけ早期に除去するのが望ましい。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、潤滑油に混入する金属粉などの異物を早期に除去することが可能なクランクシャフト及びエンジンを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、発明の実施態様は、シャフト内部に形成されて潤滑油が流入するシャフト油路と、クランクピン内部に形成されて前記シャフト油路から潤滑油が流入するピン油路と、前記ピン油路から潤滑油をクランクピン外部に流出する流出油路とを備えたクランクピンにおいて、前記ピン油路に繋がり且つ少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けられた前記クランクピン内の室からなる異物捕集部を備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
前記シャフト径方向とは、例えばクランクジャーナルの軸線に対する径方向と同等の意味である。
また、別の実施態様は、前記ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路よりもシャフト径方向内側にも設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に設けられていることを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に設けられていることを特徴とするものである。
また、別の実施態様は、前記異物捕集部はクランクピンの軸線方向と軸線方向が平行な円孔形状としたことを特徴とするものである。
【０００８】
また、別の実施態様は、前記シャフト油路とピン油路との連結位置を前記流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことを特徴とするものである。
シャフト油路とピン油路との連結位置については、例えばクランクシャフトとクランクピンとが一体である場合であっても、クランクピン以外のシャフト内部に形成されているシャフト油路と、クランクピン内部に形成されているピン油路とが連結（接続）している位置と定義する。つまり、クランクシャフトとクランクピントが一体であり、例えばシャフト油路とピン油路とが、クランクジャーナルからクランクピンにかけての一連の斜め穴である場合であっても、クランクピンに相当する部分以外のシャフト内部に形成されている部分がシャフト油路であり、クランクピンに相当する部分の内部に形成されている部分がピン油路であり、両者の接合位置がシャフト油路とピン油路との連結位置となる。
また、別の実施態様は、前記クランクシャフトを備えたことを特徴とするエンジンである。
【発明の効果】
【０００９】
而して、発明の実施態様によれば、シャフト内部に形成されたシャフト油路内の潤滑油が、クランクピン内部に形成されたピン油路を経て、流出油路からクランクピン外部に流出する場合に、ピン油路に繋がる異物捕集部をクランクピン内の室として少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けたことにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部に捕集され、それらの異物を早期に除去することが可能となる。
【００１０】
ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することとしたため、異物捕集部に捕集された異物が流出油路に流出しにくい。
また、ピン油路よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部を設けたことにより、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部がエンジン停止時にピン油路より上方に位置した場合でも、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部に捕集された異物は重力によりピン油路よりもシャフト径方向内側に異物捕集部に落下し、捕集される。
【００１１】
また、ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に異物捕集部を設けたことにより、流出油路から潤滑油が流出する前に、当該潤滑油に混入している異物を異物捕集部で捕集することができる。
また、ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に異物捕集部を設けたことにより、潤滑油に混入している異物を慣性により潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部で捕集することができる。
【００１２】
また、軸線方向がクランクピンの軸線方向と平行な円孔形状の異物捕集部としたことにより、ピン油路が異物捕集部の同一軸線であるような場合に、ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と、ピン油路よりもシャフト径方向内側の異物捕集部とを同時に形成することができる。
また、シャフト油路とピン油路との連結位置を流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことにより、シャフト回転時の遠心力による異物捕集部での異物捕集を効果的に行うことができる。
また、前記クランクシャフトを用いたエンジンでは、エンジン内部で発生する異物を早期に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１のクランクシャフト及びエンジンの作用の説明図である。
【図３】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図５】図４のクランクシャフト及びエンジンによる作用の説明図である。
【図６】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第４実施形態を示す縦断面図である。
【図７】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第５実施形態を示す縦断面図である。
【図８】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第６実施形態を示す縦断面図である。
【図９】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第７実施形態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第８実施形態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明のクランクシャフト及びエンジンの第９実施形態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明のクランクシャフト及びエンジンの実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第１実施形態を示す縦断面図を示す。この縦断面図は、車両後面から見た状態での縦断面図であり、図の左方が車両の左方に、図の右方が車両の右方に相当する。このエンジンは、例えば自動二輪車に用いられるエンジンで、本実施形態ではシリンダが１つだけの単気筒エンジンである。なお、シリンダブロックなどは図示を省略している。
【００１５】
図中の符号１はピストン、符号２はピストン１の内部に挿入されたピストンピン、符号４はクランクシャフト、符号５はクランクシャフト４に取付けられたクランクピン、符号３はピストンピン２とクランクピン５を連結するコネクティングロッド（コンロッド）、符号６はクランクピン５とコネクティングロッド３の大端穴との間に設けられたニードルベアリング、符号７はクランクシャフト４を車両の右方で支持する右クランクケース、符号８はクランクシャフト４を車両の左方で支持する左クランクケース、符号９はクランクシャフト４を回転自在に支持するベアリング、符号１０はクランクケース７、８内の潤滑油を封止するオイルシール、符号１１はクラッチ駆動用のプライマリドライブギヤ、符号１２はクランクシャフト４の両端に取付けられたナット、符号１３は潤滑油の流量を調整するオイルジェット、符号１４は図示しないカムシャフト及びカムチェーンを駆動するためのカムチェーンドライブスプロケット、符号１５はジェネレータカバー、符号１６はクランクカバー、符号１７はジェネレータ（発電機）である。
【００１６】
本実施形態のクランクシャフト４は、クランクピン５が別体であり、これをクランクシャフト４に形成されているピン穴に緊密に嵌め込んで、所謂圧入して一体化している。また、本実施形態では、コネクティングロッド３の大端穴内にニードルベアリング６を介装し、滑らかな回転を実現している。本実施形態では、このニードルベアリング６などを潤滑するために、クランクピン５の内部から潤滑油を流出するように構成している。
【００１７】
そのため、クランクシャフト４のシャフト径方向中央部には、図の右方端部、つまり車両の右方端部から、バランスウエイト部を貫通しないように中央穴１８を形成すると共に、この中央穴１８とクランクピン５のピン穴の図示右端部を繋ぐ斜め穴１９を形成し、両者でシャフト内部のシャフト油路２０を形成する。このシャフト油路２０には、クランクカバー１６に形成されたカバー油路２３内の潤滑油がオイルジェット１３を介して流入する。カバー油路２３内には、図示しないオイルポンプで加圧された潤滑油が流入する。
【００１８】
一方、クランクピン５には、前記シャフト油路２０の斜め穴１９に開口し且つそこからクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴、図の右下方から左上方への斜め穴（貫通せず）でピン油路２１を形成し、そのシャフト径方向外側端部からコネクティングロッド３の大端穴側に向けて、径の小さい流出油路２２を形成する。従って、シャフト油路２０内の潤滑油は、クランクピン５のピン油路２１を通って流出油路２２からコネクティングロッド３の大端穴内に流出し、当該大端穴内に配設されているニードルベアリング６が潤滑される。
【００１９】
また、本実施形態では、クランクピン５内部に、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなり且つ前記ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４を形成している。本実施形態の異物捕集部２４は、流出油路２２に対して潤滑油流れ方向上流側に設けられている。また、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなる異物捕集部２４は、流出油路２２との間に壁部２５を有する。前述したように、ピン油路２１内の潤滑油は流出油路２２に向けて流れる。このとき、潤滑油に金属粉などの異物が混入している場合、金属粉などの異物は潤滑油よりも比重が大きいので、クランクシャフト４の回転、即ちクランクピン５の偏芯回転に伴う遠心力の慣性も大きい。そのため、図２に示すように、潤滑油内の金属粉などの異物２６はより強く飛ばされ、ピン油路２１に対してシャフト径方向外側への室からなる異物捕集部２４で捕集される。また、異物捕集部２４と流出油路２２の間には壁部２５が存在するので、異物捕集部２４に捕集された異物は流出油路２２側に移動しにくく、異物が流出油路２２から流出してしまうのを抑制防止することができる。
【００２０】
この異物の捕集は、遠心力が異物に作用している時間、或いは区間が長いほど、効果が高い。そこで、本実施形態では、シャフト油路２０とピン油路２１との連結位置を流出油路２２に対してクランクピン５の軸線方向にずらしている。これにより、例えばピン油路２１の長手方向をシャフト径方向に対して交差する方向にレイアウトすることができ、遠心力が異物に作用している時間、或いは区間を長くすることができ、シャフト回転時の遠心力による異物捕集を効果的に行うことができる。
【００２１】
新しいエンジンの運転開始時には、金属粉などの異物が生じやすく、早期に除去することが望まれる。後段に詳述するように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、異物捕集部２４に捕集された異物は時間の経過に伴って固化し、容易には流出しなくなることから、エンジン運転開始時の金属粉などの異物を効果的に捕集し、潤滑油から除去することが可能となる。
【００２２】
このように本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、シャフト内部に形成されたシャフト油路２０内の潤滑油が、クランクピン５の内部に形成されたピン油路２１を経て、流出油路２２からクランクピン５の外部に流出する場合に、ピン油路２１に繋がる異物捕集部２４をクランクピン５内の室として少なくとも当該ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に設けたことにより、シャフトの回転で生じる遠心力により潤滑油に混入した金属粉などの異物が異物捕集部２４に捕集され、それらの異物を早期に除去することが可能となる。
【００２３】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に異物捕集部２４を設けたことにより、流出油路２２から潤滑油が流出する前に、当該潤滑油に混入している異物を異物捕集部２４で捕集することができる。
また、シャフト油路２０とピン油路２１との連結位置を流出油路２２に対してクランクピン５の軸線方向にずらしたことにより、シャフト回転時の遠心力による異物捕集部２４での異物捕集を効果的に行うことができる。
【００２４】
図３は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第２実施形態を示すものであり、図３ａはクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図、図３ｂは図３ａの詳細図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、図３に示すように、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１も、同図に二点鎖線で示すように、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。そして、ピン油路２１はシャフト油路２０に繋がり、シャフト油路２０内の潤滑油がピン油路２１に流入する。
【００２５】
本実施形態も、ピン油路２１に対して、シャフト径方向外側に異物捕集部２４が設けられているが、この異物捕集部２４は、ピン油路２１に対して、シャフト径方向内側にもクランクピン５内の室として設けられている。本実施形態でも、潤滑油に混入している金属粉などの異物は、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に遠心力で捕集される。この捕集された異物は、エンジンの長い運転期間後、固化してしまうのであるが、捕集されたばかりの異物は固化していない。
【００２６】
一方、エンジン、即ちクランクシャフトの停止位置は決まっていない。異物捕集部２４がピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけである場合、エンジン停止時、異物捕集部２４はピン油路２１よりも鉛直方向下方になることもあれば、鉛直方向上方になることもある。エンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけの異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向下方であれば、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物は、エンジン停止後も、当該異物捕集部２４に捕集されたままとなる。
【００２７】
しかしながら、エンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側だけの異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向上方になると、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物はピン油路２１に重力で落下してしまう。そこで、本実施形態では、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を形成し、仮にエンジン停止時に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４がピン油路２１よりも鉛直方向上方になっても、当該シャフト径方向外側だけの異物捕集部２４に捕集された異物はシャフト径方向内側の異物捕集部２４に重力で落下し、結果的に捕集された異物がピン油路２１に流れ出ないようにしている。
【００２８】
また、本実施形態では、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側だけでなく、潤滑油の流れ方向下流側にも異物捕集部２４が設けられている。ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側の異物捕集部２４では、図３ｂに矢印ａで示すように、ピン油路２１を流れる潤滑油内の異物を直接的に遠心力で捕集する。一方、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４では、図３ｂに矢印ｂで示すように、ピン油路２１内の潤滑油の流れの慣性で異物が当該潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４に流れ込み、流れ込んだ後、遠心力でピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に捕集される。
【００２９】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置より潤滑油の流れ方向下流側でも、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側に異物捕集部２４が形成されており、重力によってピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４から落下する異物を捕集することができるように構成されている。
このように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、前記第１実施形態のクランクシャフト及びエンジンに加え、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を設けたことにより、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４がエンジン停止時にピン油路２１より上方に位置した場合でも、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４に捕集された異物は重力によりピン油路２１よりもシャフト径方向内側に異物捕集部２４に落下し、捕集される。
【００３０】
また、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に異物捕集部２４を設けたことにより、潤滑油に混入している異物を慣性により潤滑油の流れ方向下流側の異物捕集部２４で捕集することができる。
図４は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第３実施形態を示す縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態のシャフト油路２０は、前記第１実施形態の図１と同様であるが、ピン油路２１は、前記第２実施形態の図３と同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。
【００３１】
本実施形態でも、前記第２実施形態と同様に、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側及び下流側の夫々で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側にもシャフト径方向内側にも異物捕集部２４を設けている。その際、本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向両端から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を同軸に形成し、クランクピン５の軸線方向両端面の開口をプラグ（盲栓）２６で閉塞した。ピン油路２１の中央穴より大径の穴部は、例えばドリルを用いた機械加工によって形成することができる。このようにすることにより、特にクランクピン５がクランクシャフト４と別体である場合に、異物捕集部２４を形成しやすい。
【００３２】
図５は、図４のクランクピン５からプラグ２６を抜き取り、異物捕集部２４の内部を観察したものである。図中で波のように見えているのが、捕集された異物であり、長期間のエンジンの運転によって固化している。潤滑油に混入する金属粉などの異物は、新しいエンジンの運転開始当初に主に発生するため、図のように捕集し、潤滑油中から除去することができれば、その後に、多量に発生することはないことから、本実施形態の異物捕集が効果的であることが分かる。
【００３３】
このように、本実施形態のクランクシャフト及びエンジンでは、前記第１実施形態、第２実施形態の効果に加え、軸線方向がクランクピン５の軸線方向と平行な円孔形状の異物捕集部２４とすることにより、ピン油路２１が異物捕集部２４の同一軸線である場合に、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側の異物捕集部２４と、ピン油路２１よりもシャフト径方向内側の異物捕集部２４とを同時に形成することができる。
【００３４】
図６は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第４実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第２実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１も、前記第２実施形態と同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成している。
【００３５】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示左方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示左方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００３６】
図７は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第５実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第１実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成し、ピン油路２１も、同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成している。
【００３７】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示右方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示右方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００３８】
図８は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第６実施形態を示すものであり、クランクピンのみの縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第１実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成し、ピン油路２１も、同様に、ピン径方向中央部の中央穴と、それに交差する斜め穴で形成している。
【００３９】
本実施形態では、クランクシャフト４と別体のクランクピン５の軸線方向図示右方端部及び左方端部から、ピン油路２１の中央穴より大径の穴部を形成し、クランクピン５の軸線方向図示右方端部及び左方端部の開口をプラグ２６で閉塞することにより、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側及び下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側とシャフト径方向内側に異物捕集部２４を形成した。
【００４０】
図９は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第７実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。本実施形態では、シャフト油路２０を、前記第２実施形態と同様に、シャフト径方向中央部の中央穴と、それに直交する直交穴でＬ字状に形成し、ピン油路２１は、前記第１実施形態と同様に、シャフト油路２０の直交穴に開口し且つそこからクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴、つまり図の右下方から左上方に向かう斜め穴で形成した。
【００４１】
本実施形態では、このクランクピン５の軸線方向中央部に向けてシャフト径方向外側に向かう斜め穴からなるピン油路２１と同軸に、当該ピン油路２１のシャフト油路２０繋がり側とは反対側から、当該ピン油路２１より大径の斜め穴部を形成し、その斜め穴部を異物捕集部２４としている。従って、この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側で、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に形成されている。この異物捕集部２４のクランクピン５の外周の開口はクランクシャフト４のピン穴の内周で閉塞されるため、プラグなどの閉塞部材を用いなくても自動的に閉塞されている。
【００４２】
図１０は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第８実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態のシャフト油路２０及びピン油路２１は、前記図９の第７実施形態と同様であり、また当該ピン油路２１と同軸に形成された異物捕集部２４も、前記図９の第７実施形態と同様であるから、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４３】
本実施形態では、更に、クランクシャフト４とは別体のクランクピン５の図示右方端部から、ピン径方向中央部にピン油路２１より大径の穴部を形成し、その穴部の図示右方端部開口をプラグ２６で閉塞して異物捕集部２４を形成している。この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２の連結位置より潤滑油の流れ方向上流側に位置し、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側及び内側に位置している。
【００４４】
図１１は、本発明のクランクシャフト及びエンジンの第９実施形態を示すクランクシャフトのクランクピン近傍の縦断面図である。本実施形態のクランクシャフト及びエンジンの主要な構成は、前記図１の第１実施形態と同様であり、同様の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。また、本実施形態のシャフト油路２０及びピン油路２１は、前記図９の第７実施形態と同様であり、また当該ピン油路２１と同軸に形成された異物捕集部２４も、前記図９の第７実施形態と同様であるから、同等の構成には同等の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４５】
本実施形態では、更に、クランクシャフト４とは別体のクランクピン５の前記ピン油路２１とシャフト油路２０の連結位置から当該クランクピン５の径方向に貫通穴を形成し、この貫通穴を異物捕集部２４としている。この異物捕集部２４の前記ピン油路２１とシャフト油路２０の連結位置と反対側のクランクピン５の外周の開口はクランクシャフト４のピン穴の内周で閉塞される。従って、この異物捕集部２４は、ピン油路２１と流出油路２２の連結位置より潤滑油の流れ方向上流側に位置し、ピン油路２１よりもシャフト径方向外側に位置している。
【００４６】
前記図６〜図１１に示す第４〜第９実施形態も、前記第１〜第３実施形態の異物捕集部２４と同様に、潤滑油に混入している金属粉などの異物を捕集する効果を有する。
なお、前記各実施形態では、クランクカバー１６に設けられたカバー油路２３からクランクシャフト４のシャフト油路２０に潤滑油が供給される構成としたが、クランクシャフト４のシャフト油路２０への潤滑油の供給形態はこれに限定されるものではなく、例えばクランクジャーナルなどから潤滑油が供給されるようなものについても、本発明のクランクシャフト及びエンジンは同様に適用可能である。
【００４７】
また、前記各実施形態では、クランクピン５をクランクシャフト４と別体としたが、クランクピン５をクランクシャフト４と一体化しても差し支えない。
また、前記各実施形態では、単気筒エンジン及びそれに用いられるクランクシャフトについてのみ詳述したが、本発明のクランクシャフト及びエンジンは、多気筒エンジン及びそれに用いられるクランクシャフトにも同様に適用可能である。また、多気筒エンジンの場合のエンジンの形式も、直列エンジン、Ｖ型エンジンなど種々のエンジン形式に同様に適用可能である。
また、エンジンの搭載車両も、自動二輪車に限らず、四輪乗用車や貨物車両など、種々の車両に適用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１はピストン
２はピストンピン
３はコネクティングロッド
４はクランクシャフト
５はクランクピン
６はニードルベアリング
７は右クランクケース
８は左クランクケース
９はベアリング
１０はオイルシール
１１はプライマリドライブギヤ
１２はナット
１３はオイルジェット
１４はカムチェーンドライブスプロケット
１５はジェネレータカバー
１６はクランクカバー
１７はジェネレータ
１８は中央穴
１９は斜め穴
２０はシャフト油路
２１はピン油路
２２は流出油路
２３はカバー油路
２４は異物捕集部
２５は壁部
２６はプラグ（盲栓）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト内部に形成されて潤滑油が流入するシャフト油路と、クランクピン内部に形成されて前記シャフト油路から潤滑油が流入するピン油路と、前記ピン油路から潤滑油をクランクピン外部に流出する流出油路とを備えたクランクシャフトにおいて、前記ピン油路に繋がり且つ少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けられたクランクピン内の室からなる異物捕集部を備えたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２】
前記ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
【請求項３】
前記異物捕集部は前記ピン油路よりもシャフト径方向内側にも設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフト。
【請求項４】
前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項５】
前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項６】
前記異物捕集部はクランクピンの軸線方向と長手方向が平行な円孔形状としたことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項７】
前記シャフト油路とピン油路との連結位置を前記流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項８】
前記請求項１乃至７の何れか一項に記載のクランクシャフトを備えたことを特徴とするエンジン。
【請求項１】
シャフト内部に形成されて潤滑油が流入するシャフト油路と、クランクピン内部に形成されて前記シャフト油路から潤滑油が流入するピン油路と、前記ピン油路から潤滑油をクランクピン外部に流出する流出油路とを備えたクランクシャフトにおいて、前記ピン油路に繋がり且つ少なくとも当該ピン油路よりもシャフト径方向外側に設けられたクランクピン内の室からなる異物捕集部を備えたことを特徴とするクランクシャフト。
【請求項２】
前記ピン油路よりもシャフト径方向外側の異物捕集部と流出油路との間に、シャフト径方向内側向きの壁部を有することを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフト。
【請求項３】
前記異物捕集部は前記ピン油路よりもシャフト径方向内側にも設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフト。
【請求項４】
前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項５】
前記異物捕集部は前記ピン油路と流出油路との連結位置よりも潤滑油の流れ方向下流側に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項６】
前記異物捕集部はクランクピンの軸線方向と長手方向が平行な円孔形状としたことを特徴とする請求項３乃至５の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項７】
前記シャフト油路とピン油路との連結位置を前記流出油路に対してクランクピン軸線方向にずらしたことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のクランクシャフト。
【請求項８】
前記請求項１乃至７の何れか一項に記載のクランクシャフトを備えたことを特徴とするエンジン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１８４７９５（Ｐ２０１２−１８４７９５Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４７４３０（Ｐ２０１１−４７４３０）
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月４日（２０１１．３．４）
【出願人】（０００００２０８２）スズキ株式会社 (3,196)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]