JP2021008891A - Crankshaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクシャフトに関する。 The present invention relates to a crankshaft.
従来、大型のポンプを使用せずともクランクシャフト内のオイル通路をオイルが通流しやすくした構造が知られている。
例えば、特開2006−266122号公報では、クランクジャーナルとクランクピンとを繋ぐように連続して直線状に延びるオイル通路を有するクランクシャフトが開示されている。オイル通路の入口は、クランクジャーナルの軸心およびクランクピンの軸心の双方を含む平面とクランクジャーナルの周面との交差箇所のうち、クランクジャーナルの軸心を基準としてクランクピン側とは反対側に位置する交差箇所であるジャーナル側交差箇所から、クランクジャーナルの周方向へ離隔してその周部に形成されている。オイル通路の出口は、前記平面とクランクピンの周面との交差箇所のうち、クランクピンの軸心を基準としてクランクジャーナル側とは反対側に位置するピン側交差箇所に形成されている。オイル通路は、クランクジャーナルの軸心方向に沿って見た場合に、クランクジャーナルの軸心から離隔して形成されている。
Conventionally, a structure has been known in which oil can easily flow through an oil passage in a crankshaft without using a large pump.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-266122 discloses a crankshaft having an oil passage that extends continuously and linearly so as to connect a crank journal and a crank pin. The entrance of the oil passage is on the side opposite to the crank pin side with respect to the axis of the crank journal at the intersection of the plane including both the axis of the crank journal and the axis of the crank pin and the peripheral surface of the crank journal. It is formed at the circumferential portion of the crank journal separated from the journal side intersection, which is the intersection located at. The outlet of the oil passage is formed at the intersection of the plane and the peripheral surface of the crank pin, which is located on the opposite side of the crank journal side from the axis of the crank pin. The oil passage is formed so as to be separated from the axis of the crank journal when viewed along the axis direction of the crank journal.
しかしながら、オイル通路は入口から出口に至る間にわたって直線状を有するため、クランクシャフトの回転中にオイル通路を流れるオイルがクランクジャーナルからクランクピンに向かう際、クランクシャフトの回転による遠心力に逆らってオイル通路をオイルが流れる。そのため、オイル通路内へオイルを供給するための圧力を増大する必要がある。 However, since the oil passage has a linear shape from the inlet to the outlet, when the oil flowing through the oil passage goes from the crank journal to the crank pin during the rotation of the crankshaft, the oil opposes the centrifugal force due to the rotation of the crankshaft. Oil flows through the passage. Therefore, it is necessary to increase the pressure for supplying oil into the oil passage.
そこで本発明は、オイル通路内へオイルを供給するための圧力を低減することができるクランクシャフトを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a crankshaft capable of reducing the pressure for supplying oil into the oil passage.
(1)本発明の一態様に係るクランクシャフト(例えば、実施形態におけるクランクシャフト1)は、軸線(例えば、実施形態における軸線CL)を有するクランクジャーナル(例えば、実施形態におけるクランクジャーナル2A−2C)と、前記軸線と平行に配置されたクランクピン(例えば、実施形態におけるクランクピン3A−3D)と、前記クランクジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクアーム(例えば、実施形態におけるクランクアーム4A−4F)と、を備え、前記クランクジャーナルと前記クランクピンとの間には、前記軸線に沿う方向から見て前記クランクジャーナルの中心(例えば、実施形態におけるジャーナル軸心G1)と前記クランクピンの中心(例えば、実施形態におけるピン軸心G2)とを通る仮想中心線(例えば、実施形態における仮想中心線K1)からオフセットして配置されるとともに、前記クランクジャーナルと前記クランクピンとを繋ぐように連続して非直線状に延びるオイル通路(例えば、実施形態におけるオイル通路30A−30H)が形成されている。
(1) The crankshaft according to one aspect of the present invention (for example, the
(2)本発明の一態様において、前記クランクシャフトは、前記クランクジャーナルを相対回転自在に支持する第1支持部材(例えば、実施形態におけるジャーナル軸受10)が接触する第1接触面(例えば、実施形態におけるクランクジャーナルの外周面12)と、前記クランクピンを相対回転自在に支持する第2支持部材(例えば、実施形態におけるコネクティングロッド11)が接触する第2接触面(例えば、実施形態におけるクランクピンの外周面13)と、を有し、前記オイル通路は、前記第1接触面において開口する第1開口(例えば、実施形態における第1開口31)と、前記第2接触面において開口する第2開口(例えば、実施形態における第2開口32)と、を有してもよい。
(2) In one aspect of the present invention, the crankshaft has a first contact surface (for example, an embodiment) with which a first support member (for example, a journal bearing 10 in the embodiment) that supports the crank journal in relative rotation is in contact. The outer peripheral surface 12) of the crank journal in the embodiment and the second contact surface (for example, the crank pin in the embodiment) in contact with the second support member (for example, the connecting
(3)本発明の一態様において、前記オイル通路は、前記第1開口を有し、前記軸線と直交する方向に延びるオイル導入路(例えば、実施形態におけるオイル導入路35)と、前記第2開口を有し、前記オイル導入路と平行に延びるオイル排出路(例えば、実施形態におけるオイル排出路36)と、前記オイル導入路と前記オイル排出路とを接続する接続路(例えば、実施形態における接続路37)と、を有してもよい。
(3) In one aspect of the present invention, the oil passage has the first opening and extends in a direction orthogonal to the axis (for example, the
(4)本発明の一態様において、前記軸線に沿う方向から見て、前記オイル通路は、前記クランクシャフトの外縁近傍に配置されるとともに、前記仮想中心線に向けて凸の湾曲形状を有してもよい。 (4) In one aspect of the present invention, the oil passage is arranged in the vicinity of the outer edge of the crankshaft and has a curved shape that is convex toward the virtual center line when viewed from the direction along the axis. You may.
(5)本発明の一態様において、前記軸線に沿う方向から見て、前記オイル通路は、前記仮想中心線を対称軸として線対称となるように一対設けられていてもよい。 (5) In one aspect of the present invention, the oil passages may be provided in pairs so as to be line-symmetrical with the virtual center line as the axis of symmetry when viewed from the direction along the axis.
(6)本発明の一態様において、前記軸線と直交する方向から見て、前記オイル通路は、直線形状を有してもよい。 (6) In one aspect of the present invention, the oil passage may have a linear shape when viewed from a direction orthogonal to the axis.
(7)本発明の一態様において、前記オイル通路を前記オイル通路の延在方向と直交する面で切断したときの断面積を通路断面積としたとき、前記通路断面積は、前記オイル通路の全体にわたって一定であってもよい。 (7) In one aspect of the present invention, when the cross-sectional area when the oil passage is cut at a plane orthogonal to the extending direction of the oil passage is taken as the passage cross-sectional area, the passage cross-sectional area is the oil passage. It may be constant throughout.
(8)本発明の一態様において、前記クランクジャーナルおよび前記クランクピンの少なくとも一部には、クランクシャフトの外面に臨む第1位置(例えば、実施形態における第1位置P1)と第2位置(例えば、実施形態における第2位置P2)との間で連続して非直線状に延びる空間部(例えば、実施形態における空間部20A−20G)が形成されていてもよい。
(8) In one aspect of the present invention, at least a part of the crank journal and the crank pin has a first position (for example, the first position P1 in the embodiment) and a second position (for example, the first position P1 in the embodiment) facing the outer surface of the crankshaft. , A space portion (for example, a
(9)本発明の一態様において、前記空間部と前記オイル通路との間には、前記空間部と前記オイル通路とを仕切る仕切り壁(例えば、実施形態における仕切り壁40)が設けられ、前記空間部および前記オイル通路の少なくとも一部は、前記空間部と前記オイル通路とが最も近づく位置(例えば、実施形態における最接近位置Q1)において前記仕切り壁が閾値以上の肉厚を保持するように変形していてもよい。
(9) In one aspect of the present invention, a partition wall (for example, the
上記(1)の態様によれば、クランクジャーナルとクランクピンとの間には、軸線に沿う方向から見てクランクジャーナルの中心とクランクピンの中心とを通る仮想中心線からオフセットして配置されるとともに、クランクジャーナルとクランクピンとを繋ぐように連続して非直線状に延びるオイル通路が形成されていることで、以下の効果を奏する。
オイル通路を流れるオイルはクランクジャーナルの中心およびクランクピンの中心へは向かわないため、クランクジャーナルとクランクピンとを繋ぐように連続して直線状に延びるオイル通路を有する場合と比較して、クランクシャフトの回転中にオイル通路を流れるオイルに作用する遠心力を低減することができる。そのため、オイル通路におけるオイルの流れをスムーズにすることができる。したがって、オイル通路内へオイルを供給するための圧力(供給油圧)を低減することができる。
例えば、クランクシャフトを金属3Dプリンタ(Additive Manufacturing、以下「AM」ともいう。)で製造する場合、以下の効果を奏する。
ドリルの場合は直線状に延びるオイル通路しか形成できないが、AMの場合は非直線状を有するオイル通路であっても容易に形成することができる。
According to the aspect (1) above, the crank journal and the crank pin are arranged so as to be offset from the virtual center line passing through the center of the crank journal and the center of the crank pin when viewed from the direction along the axis. , The following effects are obtained by forming an oil passage that extends continuously and non-linearly so as to connect the crank journal and the crank pin.
Since the oil flowing through the oil passage does not go to the center of the crank journal and the center of the crank pin, the crankshaft has an oil passage that extends continuously and linearly so as to connect the crank journal and the crank pin. It is possible to reduce the centrifugal force acting on the oil flowing through the oil passage during rotation. Therefore, the flow of oil in the oil passage can be smoothed. Therefore, the pressure for supplying oil into the oil passage (supply oil pressure) can be reduced.
For example, when the crankshaft is manufactured by a
In the case of a drill, only an oil passage extending linearly can be formed, but in the case of AM, even an oil passage having a non-linear shape can be easily formed.
上記(2)の態様によれば、クランクシャフトは、クランクジャーナルを相対回転自在に支持する第1支持部材が接触する第1接触面と、クランクピンを相対回転自在に支持する第2支持部材が接触する第2接触面と、を有し、オイル通路は、第1接触面において開口する第1開口と、第2接触面において開口する第2開口と、を有することで、以下の効果を奏する。
クランクシャフトの回転中、第1開口を流れるオイルにより第1接触面を潤滑・冷却するとともに、第2開口を流れるオイルにより第2接触面を潤滑・冷却することができる。加えて、第1開口がオイルの入口として機能し、第2開口がオイルの出口として機能するため、オイル通路の開口を塞ぐための蓋部材が不要となる。
According to the aspect (2) above, the crankshaft has a first contact surface that comes into contact with a first support member that rotatably supports the crank journal and a second support member that rotatably supports the crankpin. Having a second contact surface that comes into contact with the oil passage has a first opening that opens at the first contact surface and a second opening that opens at the second contact surface, thereby achieving the following effects. ..
During the rotation of the crankshaft, the oil flowing through the first opening can lubricate and cool the first contact surface, and the oil flowing through the second opening can lubricate and cool the second contact surface. In addition, since the first opening functions as an oil inlet and the second opening functions as an oil outlet, a lid member for closing the opening of the oil passage becomes unnecessary.
上記(3)の態様によれば、オイル通路は、第1開口を有し、軸線と直交する方向に延びるオイル導入路と、第2開口を有し、オイル導入路と平行に延びるオイル排出路と、オイル導入路とオイル排出路とを接続する接続路と、を有することで、以下の効果を奏する。
オイル通路の形成部分の肉厚が局所的に過度に薄くなることを抑制することができるため、クランクシャフトの強度・剛性を確保することができる。
According to the aspect (3) above, the oil passage has an oil introduction path having a first opening and extending in a direction orthogonal to the axis line, and an oil discharge path having a second opening and extending in parallel with the oil introduction path. By having a connecting path connecting the oil introduction path and the oil discharge path, the following effects can be obtained.
Since it is possible to prevent the wall thickness of the formed portion of the oil passage from becoming excessively thin locally, the strength and rigidity of the crankshaft can be ensured.
上記(4)の態様によれば、軸線に沿う方向から見て、オイル通路は、クランクシャフトの外縁近傍に配置されるとともに、仮想中心線に向けて凸の湾曲形状を有することで、以下の効果を奏する。
クランクシャフトの肉厚を最低限確保しつつクランクシャフトの回転中にオイル通路を流れるオイルに作用する遠心力を可及的に低減することができる。したがって、クランクシャフトの強度・剛性を確保しつつオイル通路内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
According to the aspect (4) above, the oil passage is arranged near the outer edge of the crankshaft when viewed from the direction along the axis line, and has a curved shape that is convex toward the virtual center line. It works.
The centrifugal force acting on the oil flowing through the oil passage during the rotation of the crankshaft can be reduced as much as possible while ensuring the minimum wall thickness of the crankshaft. Therefore, the pressure for supplying oil into the oil passage can be further reduced while ensuring the strength and rigidity of the crankshaft.
上記(5)の態様によれば、軸線に沿う方向から見て、オイル通路は、仮想中心線を対称軸として線対称となるように一対設けられていることで、以下の効果を奏する。
オイル通路が1つのみ設けられている場合と比較して、クランクシャフトの接触面(摺動面)をより効果的に潤滑・冷却することができる。
According to the aspect (5) above, the oil passages are provided in pairs so as to be line-symmetrical with the virtual center line as the axis of symmetry when viewed from the direction along the axis line, thereby achieving the following effects.
Compared with the case where only one oil passage is provided, the contact surface (sliding surface) of the crankshaft can be more effectively lubricated and cooled.
上記(6)の態様によれば、軸線と直交する方向から見て、オイル通路は、直線形状を有することで、以下の効果を奏する。
オイル通路を可及的に短くすることができるため、クランクシャフトの強度・剛性を確保しつつオイル通路内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
According to the aspect (6) above, the oil passage has a linear shape when viewed from a direction orthogonal to the axis line, and thus has the following effects.
Since the oil passage can be shortened as much as possible, the pressure for supplying oil into the oil passage can be further reduced while ensuring the strength and rigidity of the crankshaft.
上記(7)の態様によれば、オイル通路をオイル通路の延在方向と直交する面で切断したときの断面積を通路断面積としたとき、通路断面積は、オイル通路の全体にわたって一定であることで、以下の効果を奏する。
通路断面積がオイル通路の一部で変化する場合と比較して、オイルがオイル通路を通る際の圧力損失(摩擦損失)を低減することができるため、オイル通路におけるオイルの流れをより一層スムーズにすることができる。したがって、オイル通路内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
According to the aspect (7) above, when the cross-sectional area when the oil passage is cut at a plane orthogonal to the extending direction of the oil passage is taken as the passage cross-sectional area, the passage cross-sectional area is constant over the entire oil passage. By being there, the following effects are achieved.
Compared to the case where the cross-sectional area of the passage changes in a part of the oil passage, the pressure loss (friction loss) when the oil passes through the oil passage can be reduced, so that the oil flow in the oil passage is smoother. Can be. Therefore, the pressure for supplying oil into the oil passage can be further reduced.
上記(8)の態様によれば、クランクジャーナルおよびクランクピンの少なくとも一部には、クランクシャフトの外面に臨む第1位置と第2位置との間で連続して非直線状に延びる空間部が形成されていることで、以下の効果を奏する。
クランクジャーナルおよびクランクピンのそれぞれが中実である場合(空洞を有しない場合)と比較して、クランクシャフトを軽量化することができる。加えて、クランクジャーナルおよびクランクピンのそれぞれが単純な空洞を有する場合と比較して、クランクシャフトの強度・剛性を向上することができる。したがって、強度・剛性を確保しつつ軽量化を図ることができるクランクシャフトを提供することができる。
例えば、クランクシャフトをAMで製造する場合、以下の効果を奏する。
(A)現状の積層制約で大きな空洞を形成する場合は、前記空洞の周辺構造を支持するためのサポートが必要となる。これに対し、本態様によれば、積層制約を満たす最大径のパイプ形状の空間部を形成することにより、サポートが不要となる。
(B)AM製造時に空間部をクランクシャフトの外面に臨む第1位置と第2位置とで開口させることにより、空間部に金属粉末が入ったとしても、金属粉末を空間部から取り出すことができる。すなわち、砂抜き性を確保することができる。例えば、エアブロー等を用いれば、金属粉末を空間部から取り出しやすい。
(C)例えば、ドリルの場合は直線状に延びる空間部しか形成できないが、AMの場合は非直線状に延びる空間部であっても容易に形成することができる。
According to the aspect (8) above, at least a part of the crank journal and the crank pin has a space portion that extends continuously and non-linearly between the first position and the second position facing the outer surface of the crankshaft. By being formed, it has the following effects.
The weight of the crankshaft can be reduced as compared to the case where each of the crank journal and the crank pin is solid (when there is no cavity). In addition, the strength and rigidity of the crankshaft can be improved as compared with the case where each of the crank journal and the crank pin has a simple cavity. Therefore, it is possible to provide a crankshaft that can reduce the weight while ensuring the strength and rigidity.
For example, when the crankshaft is manufactured by AM, the following effects are obtained.
(A) When a large cavity is formed due to the current stacking constraint, a support for supporting the peripheral structure of the cavity is required. On the other hand, according to this aspect, support is not required by forming a pipe-shaped space portion having a maximum diameter that satisfies the stacking constraint.
(B) By opening the space portion at the first position and the second position facing the outer surface of the crankshaft during AM manufacturing, even if the metal powder enters the space portion, the metal powder can be taken out from the space portion. .. That is, the sand removal property can be ensured. For example, if an air blow or the like is used, it is easy to take out the metal powder from the space.
(C) For example, in the case of a drill, only a space portion extending linearly can be formed, but in the case of AM, even a space portion extending non-linearly can be easily formed.
上記(9)の態様によれば、空間部とオイル通路との間には、空間部とオイル通路とを仕切る仕切り壁が設けられ、空間部およびオイル通路の少なくとも一部は、空間部とオイル通路とが最も近づく位置において仕切り壁が閾値以上の肉厚を保持するように変形していることで、以下の効果を奏する。
空間部とオイル通路とが最も近づく位置において仕切り壁の肉厚が過度に薄くなることを抑制することができるため、クランクシャフトの強度・剛性を確保することができる。
According to the aspect (9) above, a partition wall for partitioning the space and the oil passage is provided between the space and the oil passage, and at least a part of the space and the oil passage is the space and the oil. The following effects are obtained by deforming the partition wall so as to maintain a wall thickness equal to or higher than the threshold value at the position closest to the passage.
Since it is possible to prevent the partition wall from becoming excessively thin at the position where the space portion and the oil passage are closest to each other, the strength and rigidity of the crankshaft can be ensured.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。実施形態においては、エンジン(内燃機関)に搭載されるクランクシャフトを挙げて説明する。実施形態のクランクシャフトは、ピストンの往復運動を回転力に変換する機能を持つ。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment, a crankshaft mounted on an engine (internal combustion engine) will be described. The crankshaft of the embodiment has a function of converting the reciprocating motion of the piston into a rotational force.
<クランクシャフト1>
図1に示すように、クランクシャフト1は、軸線CLを有するクランクジャーナル2A−2Cと、軸線CLと平行に配置されたクランクピン3A−3Dと、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとを連結するクランクアーム4A−4Fと、を備える。以下、軸線CLに沿う方向を「軸方向」、軸線CLに直交する方向を「径方向」、軸線CL周りの方向を「周方向」とする。
<
As shown in FIG. 1, the
クランクシャフト1は、クランクシャフト1を相対回転自在に支持する支持部材10,11が接触する接触面12,13と、支持部材10,11が接触しない非接触面14と、を有する(図11参照)。
The
図11に示すように、接触面12,13は、クランクジャーナル2A−2Cを回転自在に支持するジャーナル軸受10(第1支持部材)が接触する第1接触面12と、クランクピン3A−3Dに回転自在に連結されたコネクティングロッド11(第2支持部材)が接触する第2接触面13と、である。
第1接触面12は、クランクジャーナル2A−2Cの外周面である。
第2接触面13は、クランクピン3A−3Dの外周面である。
非接触面14は、クランクシャフト1の外面において接触面12,13以外の面である。
As shown in FIG. 11, the contact surfaces 12 and 13 are formed on the
The
The
The
例えば、クランクシャフト1は、金属3Dプリンタ(AM)により製造されている。具体的には、クランクシャフト1は、敷き詰められた金属粉末にレーザービームを照射して溶融・凝固または焼結させる工程を繰り返すことで造形する。金属粉末を水平に敷き詰める場合、クランクシャフト1は、AM製造時に軸線CLが水平面に対して傾斜するように配置される。
For example, the
<クランクジャーナル2A−2C>
図1に示すように、クランクジャーナル2A−2Cは、軸線CLを中心軸とする円柱状を有する。クランクジャーナル2A−2Cは、軸方向に間隔をあけて複数(例えば本実施形態では3つ)配置されている。複数のクランクジャーナル2A−2Cは、軸方向の一方に位置する第1ジャーナル2Aと、軸方向の他方に位置する第2ジャーナル2Bと、軸方向において第1ジャーナル2Aと第2ジャーナル2Bとの間に位置する第3ジャーナル2Cと、である。
<
As shown in FIG. 1, the
第1ジャーナル2A、第2ジャーナル2Bおよび第3ジャーナル2Cは、軸線CLに沿うようにそれぞれ同軸に配置されている。
第1ジャーナル2Aの軸方向外端には、第1連結部15が第1ジャーナル2Aと同軸に連結されている。第1連結部15は、第1ジャーナル2Aよりも小径の円柱状を有する。
第2ジャーナル2Bの軸方向外端には、第2連結部16が第2ジャーナル2Bと同軸に連結されている。第2連結部16は、第2ジャーナル2Bよりも大径の円柱状(円盤状)を有する。
The
A first connecting
A second connecting
<クランクピン3A−3D>
クランクピン3A−3Dは、軸線CLと平行な円柱状を有する。クランクピン3A−3Dは、軸方向に間隔をあけて複数(例えば本実施形態では4つ)配置されている。複数のクランクピン3A−3Dは、軸方向において第1ジャーナル2Aと第3ジャーナル2Cとの間に位置しかつ軸線CLに対して径方向の一方にオフセットして配置された第1ピン3Aと、軸方向において第1ピン3Aと第3ジャーナル2Cとの間に位置しかつ軸線CLに対して径方向の他方(第1ピン3Aとは反対側)にオフセットして配置された第2ピン3Bと、軸方向において第2ジャーナル2Bと第3ジャーナル2Cとの間に位置しかつ軸線CLに対して径方向の他方(第1ピン3Aとは反対側)に配置された第3ピン3Cと、軸方向において第3ピン3Cと第2ジャーナル2Bとの間に位置しかつ軸線CLに対して径方向の一方(第1ピン3Aと同じ側)に配置された第4ピン3Dと、である。
<
The crank pins 3A-3D have a columnar shape parallel to the axis CL. A plurality of crank pins 3A-3D (for example, four in this embodiment) are arranged at intervals in the axial direction. The plurality of crank pins 3A-3D are located between the
第1ピン3A、第2ピン3B、第3ピン3Cおよび第4ピン3Dは、軸線CLから径方向外方に離れた位置に配置されている。
第1ピン3Aおよび第4ピン3Dは、軸線CLに対して径方向の一方に離れた位置に配置されている。
第2ピン3Bおよび第3ピン3Cは、軸線CLに対して径方向の他方(軸線CLを挟んで第1ピン3Aおよび第4ピン3Dとは反対側)に離れた位置に配置されている。
The
The
The
以下、軸線CLと平行な軸線であって、軸線CLから径方向の一方に離れた位置にある軸線を「第1オフセット軸線C1」、軸線CLから径方向の他方(第1オフセット軸線C1とは反対側)に離れた位置にある軸線を「第2オフセット軸線C2」ともいう。軸線CL、第1オフセット軸線C1および第2オフセット軸線C2は、それぞれ同一の平面上に位置する。
第1ピン3Aおよび第4ピン3Dは、第1オフセット軸線C1に沿うように互いに同軸に配置されている。
第2ピン3Bおよび第3ピン3Cは、第2オフセット軸線C2に沿うように互いに同軸に配置されている。
Hereinafter, the axis parallel to the axis CL and located at one position in the radial direction from the axis CL is referred to as the "first offset axis C1", and the other axis in the radial direction from the axis CL (the first offset axis C1 is). The axis at a position distant from the opposite side) is also referred to as "second offset axis C2". The axis CL, the first offset axis C1 and the second offset axis C2 are located on the same plane.
The
The
<クランクアーム4A−4F>
クランクアーム4A−4Fは、軸線CLに交差する方向に延びる形状を有する。クランクアーム4A−4Fは、クランクアーム本体とバランスウエイト(カウンターウエイト)とが一体化した板状のクランクウエブである。クランクアーム4A−4Fは、軸方向に間隔をあけて複数(例えば本実施形態では6つ)配置されている。複数のクランクアーム4A−4Fは、第1ジャーナル2Aと第1ピン3Aとを連結する第1アーム4Aと、第1ピン3Aと第2ピン3Bとを連結する第2アーム4Bと、第2ピン3Bと第3ジャーナル2Cとを連結する第3アーム4Cと、第3ジャーナル2Cと第3ピン3Cとを連結する第4アーム4Dと、第3ピン3Cと第4ピン3Dとを連結する第5アーム4Eと、第4ピン3Dと第2ジャーナル2Bとを連結する第6アーム4Fと、である。
<
The crank
第1アーム4Aは、第1ジャーナル2Aにおいて第1ピン3Aとは反対側の径方向外端部と第1ピン3Aにおいて第1ジャーナル2Aとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
第2アーム4Bは、第1ピン3Aにおいて第2ピン3Bとは反対側の径方向外端部と第2ピン3Bにおいて第1ピン3Aとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
第3アーム4Cは、第2ピン3Bにおいて第3ジャーナル2Cとは反対側の径方向外端部と第3ジャーナル2Cにおいて第2ピン3Bとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
第4アーム4Dは、第3ジャーナル2Cにおいて第3ピン3Cとは反対側の径方向外端部と第3ピン3Cにおいて第3ジャーナル2Cとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
第5アーム4Eは、第3ピン3Cにおいて第4ピン3Dとは反対側の径方向外端部と第4ピン3Dにおいて第3ピン3Cとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
第6アーム4Fは、第4ピン3Dにおいて第2ジャーナル2Bとは反対側の径方向外端部と第2ジャーナル2Bにおいて第4ピン3Dとは反対側の径方向外端部とに跨るように軸線CLと交差する方向に延びている。
The
The
The
The
The
The
第1アーム4Aおよび第6アーム4Fは、軸線CLと第1オフセット軸線C1とに跨るように延びている。
第2アーム4Bおよび第5アーム4Eは、第1オフセット軸線C1と第2オフセット軸線C2とに跨るように延びている。
第3アーム4Cおよび第4アーム4Dは、軸線CLと第2オフセット軸線C2とに跨るように延びている。
The
The
The
<空間部20A−20G>
図5に示すように、クランクシャフト1は、軽量化のための肉抜き部(中空部)である空間部20A−20Gを有する。図6に示すように、空間部20A−20Gは、クランクシャフト1の外面に臨む第1位置P1と第2位置P2との間で連続して非直線状に延びている。第1位置P1および第2位置P2は、非接触面14(図1参照)に臨む位置に配置されている。空間部20A−20Gは、軸線CLに沿う螺旋形状を有する。空間部20A−20Gは、AMの積層制約を満たす最大径のパイプ形状を有する。
<
As shown in FIG. 5, the
図8に示すように、クランクシャフト1は、空間部20A−20Gの延在方向の両端を塞ぐ蓋部21を備える。蓋部21は、第1位置P1において空間部20A−20Gの延在方向の一端を塞ぐとともに、第2位置P2において空間部20A−20Gの延在方向の他端を塞いでいる。これにより、空間部20A−20Gは、クランクシャフト1の内部に閉塞されている。
As shown in FIG. 8, the
クランクシャフト1は、複数(例えば本実施形態では7つ)の空間部20A−20Gを有する。空間部20A−20Gは、クランクジャーナル2A−2Cおよびクランクピン3A−3Dのそれぞれに形成されている。複数の空間部20A−20Gは、第1ジャーナル2Aに形成された第1空間20Aと、第1ピン3Aに形成された第2空間20Bと、第2ピン3Bに形成された第3空間20Cと、第3ジャーナル2Cに形成された第4空間20Dと、第3ピン3Cに形成された第5空間20Eと、第4ピン3Dに形成された第6空間20Fと、第2ジャーナル2Bに形成された第7空間20Gと、である。
The
第1空間20Aは、第1連結部15の軸方向外端面(非接触面14)に臨む軸心位置(第1位置P1)と第1アーム4Aの軸方向内側面(非接触面14)に臨む軸線CL上位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第1空間20Aは、第1ジャーナル2Aの内部を軸線CLのまわりに回転しながら軸方向へ延びる螺旋形状を有する。
The
第2空間20Bは、第1アーム4Aの軸方向外側面(非接触面14)に臨む第1オフセット軸線C1上近傍位置(第1位置P1)と第2アーム4Bの軸方向内側面(非接触面14)に臨む第1オフセット軸線C1上近傍位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第2空間20Bは、第1ピン3Aの内部を第1オフセット軸線C1のまわりに回転しながら第1オフセット軸線C1に沿って延びる螺旋形状を有する。
The
第3空間20Cは、第2アーム4Bの軸方向外側面(非接触面14)に臨む第2オフセット軸線C2上近傍位置(第1位置P1)と第3アーム4Cの軸方向内側面(非接触面14)に臨む第2オフセット軸線C2上近傍位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第3空間20Cは、第2ピン3Bの内部を第2オフセット軸線C2のまわりに回転しながら第2オフセット軸線C2に沿って延びる螺旋形状を有する。
The
第4空間20Dは、第3アーム4Cの軸方向外側面(非接触面14)に臨む2箇所の軸線CL上近傍位置(第1位置P1)と第4アーム4Dの軸方向外側面(非接触面14)に臨む2箇所の軸線CL上近傍位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第4空間20Dは、第3ジャーナル2Cの内部を軸線CLのまわりに回転しながら軸方向へ延びる螺旋形状を有する。第4空間20Dは、2つの螺旋が径方向に重なる二重螺旋構造を有する。
The
第5空間20Eは、第4アーム4Dの軸方向内側面(非接触面14)に臨む第2オフセット軸線C2上近傍位置(第1位置P1)と第5アーム4Eの軸方向外側面(非接触面14)に臨む第2オフセット軸線C2上近傍位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第5空間20Eは、第3ピン3Cの内部を第2オフセット軸線C2のまわりに回転しながら第2オフセット軸線C2に沿って延びる螺旋形状を有する。
The
第6空間20Fは、第5アーム4Eの軸方向内側面(非接触面14)に臨む2箇所の第1オフセット軸線C1上近傍位置(第1位置P1および第2位置P2)の間で連続する非直線状を有する。第6空間20Fは、第4ピン3Dの内部を第1オフセット軸線C1のまわりに回転しながら第1オフセット軸線C1に沿って延びる螺旋形状を有する。
The
第7空間20Gは、第6アーム4Fの軸方向内側面(非接触面14)に臨む軸線CL上位置(第1位置P1)と第2連結部16の軸方向外端面(非接触面14)に臨む軸心位置(第2位置P2)との間で連続する非直線状を有する。第7空間20Gは、第2ジャーナル2Bの内部を軸線CLのまわりに回転しながら軸方向へ延びる螺旋形状を有する。
The
クランクアーム4A−4Fは、空間部20A−20Gを有しない。空間部20A−20Gは、クランクアーム4A−4Fの延在方向中央部には形成されていない。軸方向から見て、空間部20A−20Gは、クランクアーム4A−4Fにおいてクランクジャーナル2A−2Cおよびクランクピン3A−3Dと重ならない部分には形成されていない。
The crank
<オイル通路30A−30H>
図5に示すように、クランクシャフト1は、オイル通路30A−30Hを有する。オイル通路30A−30Hは、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとの間に形成されている。軸方向から見て、第1ジャーナル2A(クランクジャーナル)の中心G1(以下「ジャーナル軸心G1」ともいう。)と、第1ピン3A(クランクピン)の中心G2(以下「ピン軸心G2」ともいう。)と、を通る直線を仮想中心線K1とする(図4参照)。
<
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、オイル通路30A−30H(図4では第1通路30Aおよび第2通路30Bを破線で図示)は、仮想中心線K1からオフセットして配置されている。軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dを繋ぐように連続して非直線状に延びている(図5参照)。
As shown in FIG. 4, the
図10に示すように、オイル通路30A−30H(図10では第7通路30Gおよび第8通路30Hを図示)は、第1接触面12において開口する第1開口31と、第2接触面13において開口する第2開口32と、を有する。オイル通路30A−30Hは、AMの積層制約を満たす最大径のパイプ形状を有する。
As shown in FIG. 10, the
オイル通路30A−30Hは、第1開口31を有し、軸線CLおよびオフセット軸線C1,C2を含む面と直交する方向(軸線CLと直交する方向、軸方向から見て仮想中心線K1と直交する方向)に延びるオイル導入路35と、第2開口32を有し、オイル導入路35と実質的に平行に延びるオイル排出路36と、オイル導入路35とオイル排出路36とを接続する接続路37と、を有する。
The
軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、クランクシャフト1の外縁近傍に配置されている。軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、仮想中心線K1に向けて凸の湾曲形状を有する。断面視で、接続路37は、クランクシャフト1の外面とオイル通路30A−30Hとの間の外壁部39が閾値以上の肉厚を保持するように仮想中心線K1に向けて凸の湾曲形状を有する。
Seen from the axial direction, the
軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、仮想中心線K1を対称軸として線対称となるように一対設けられている(図7参照)。軸線CLおよびオフセット軸線C1,C2を含む面と直交する方向(軸線CLと直交する方向)から見て、オイル通路30A−30Hは、軸線CLに対して斜めに交差する直線形状を有する(図2、図6参照)。
Seen from the axial direction, the
ここで、オイル通路30A−30Hをオイル通路30A−30Hの延在方向と直交する面で切断したときの断面積を通路断面積とする。通路断面積は、オイル通路30A−30Hの全体にわたって一定である。オイル通路30A−30Hの断面形状は、オイル通路30A−30Hの全体にわたってAMの積層制約を満たす最大径の円形状を有する。例えば、オイル通路30A−30Hの断面形状は、オイル通路30A−30Hの全体にわたって直径6mm程度の円形状を有する。
Here, the cross-sectional area when the
図5に示すように、クランクシャフト1は、複数のオイル通路30A−30Hを有する。複数のオイル通路30A−30Hは、第1ジャーナル2Aと第1ピン3Aとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1(図4参照)から一方にオフセットして配置された第1通路30Aと、第1ジャーナル2Aと第1ピン3Aとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から他方(第1通路30Aとは反対側)にオフセットして配置された第2通路30Bと、第3ジャーナル2Cと第2ピン3Bとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から一方にオフセットして配置された第3通路30Cと、第3ジャーナル2Cと第2ピン3Bとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から他方(第3通路30Cとは反対側)にオフセットして配置された第4通路30Dと、第3ジャーナル2Cと第3ピン3Cとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から一方にオフセットして配置された第5通路30Eと、第3ジャーナル2Cと第3ピン3Cとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から他方(第5通路30Eとは反対側)にオフセットして配置された第6通路30Fと、第2ジャーナル2Bと第4ピン3Dとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から一方にオフセットして配置された第7通路30Gと、第2ジャーナル2Bと第4ピン3Dとの間に形成されかつ軸方向から見て仮想中心線K1から他方(第7通路30Gとは反対側)にオフセットして配置された第8通路30Hと、である。
As shown in FIG. 5, the
図3に示すように、第1通路30Aおよび第2通路30Bの第1開口31は、第1ジャーナル2Aの外周面(第1接触面12)の軸方向中心位置であって互いに径方向の反対位置に開口している。
第1通路30Aおよび第2通路30Bの第2開口32は、第1ピン3Aの外周面(第2接触面13)の軸方向中央位置であって互いに径方向(第1オフセット軸線C1と直交する方向)の反対位置に開口している(図6参照)。
As shown in FIG. 3, the
The
第3通路30Cおよび第4通路30Dの第1開口31は、第3ジャーナル2Cの外周面(第1接触面12)の軸方向中心位置であって互いに径方向の反対位置に開口している。
第3通路30Cおよび第4通路30Dの第2開口32は、第2ピン3Bの外周面(第2接触面13)の軸方向中央位置であって互いに径方向(第2オフセット軸線C2と直交する方向)の反対位置に開口している(図6参照)。
The
The
第5通路30Eおよび第6通路30Fの第1開口31は、第3ジャーナル2Cの外周面(第1接触面12)の軸方向中心位置であって互いに径方向の反対位置に開口している。すなわち、第5通路30Eおよび第6通路30Fは、第3通路30Cおよび第4通路30Dのそれぞれと共通の第1開口31を有する。
第5通路30Eおよび第6通路30Fの第2開口32は、第3ピン3Cの外周面(第2接触面13)の軸方向中央位置であって互いに径方向(第2オフセット軸線C2と直交する方向)の反対位置に開口している(図6参照)。
The
The
第7通路30Gおよび第8通路30Hの第1開口31は、第2ジャーナル2Bの外周面(第1接触面12)の軸方向中心位置であって互いに径方向の反対位置に開口している。
第7通路30Gおよび第8通路30Hの第2開口32は、第4ピン3Dの外周面(第2接触面13)の軸方向中央位置であって互いに径方向(第1オフセット軸線C1と直交する方向)の反対位置に開口している(図6参照)。
The
The
<仕切り壁40>
図9に示すように、空間部20A−20G(図9では第7空間20Gを図示)とオイル通路30A−30H(図9では第7通路30Gおよび第8通路30Hを図示)との間には、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとを仕切る仕切り壁40が設けられている。空間部20A−20Gの一部は、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとが最も近づく位置(以下「最接近位置Q1」ともいう。)において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように変形している。
<
As shown in FIG. 9, between the
空間部20A−20Gにおいて最接近位置Q1の断面積は、最接近位置Q1において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように他の部分(例えば空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとが最も離れる位置)の断面積よりも縮小している。
The cross-sectional area of the closest position Q1 in the
<オイルの流れ>
図11は、実施形態に係るクランクシャフト1へのオイルの供給システムの模式図である。図11において、符号50はオイルを貯留するオイルパン、符号51はストレーナ、符号52はオイルポンプ、符号53はオイルフィルタ、符号54はオイルの供給通路をそれぞれ示す。オイルパン50に貯留されているオイルは、オイルポンプ52によってジャーナル軸受10に向けて圧送される。オイルパン50に貯留されているオイルは、ストレーナ51、オイルフィルタ53、供給通路54を経てジャーナル軸受10に流れる(図中矢印参照)。ジャーナル軸受10に流入したオイルは、クランクジャーナル2A−2Cの第1開口31に向けて流れる(図12参照)。
<Oil flow>
FIG. 11 is a schematic view of an oil supply system to the
図12は、実施形態に係るオイル通路30A−30Hにおけるオイルの流れの説明図である。図13は、図12の要部拡大図である。図12、図13では、第2通路30Bにおけるオイルの流れに着目して説明する。
図12に示すように、第1開口31から流入したオイルは、第2通路30Bを通って第2開口32へ向かう。具体的に、第1開口31から流入したオイルは、オイル導入路35、接続路37、オイル排出路36を経て第2開口32に至る。第2通路30Bは、オイル導入路35と接続路37との接続位置から第2開口32との間の部分でジャーナル軸心G1から離れている。そのため、オイル導入路35を経たオイルは、第2開口32へ向けて流れやすくなっている。
FIG. 12 is an explanatory diagram of the flow of oil in the
As shown in FIG. 12, the oil flowing in from the
図12において、符号R1はクランクシャフト1の回転方向、符号F1はクランクシャフト1の回転中に第1ジャーナル2Aの内部における第2通路30Bの接続路37(図中ハッチ部分)を流れるオイルに対し第1ジャーナル2Aの径方向外方に作用する遠心力、符号F2は遠心力F1のうちオイルの流れ方向W1上の成分(遠心力の分力)をそれぞれ示す。図13において、符号W1tは遠心力F1上におけるオイルの流れ方向の接線方向、符号F2は遠心力F1のうちオイルの流れ方向の接線方向W1t上の成分、符号F3は遠心力F1のうちオイルの流れ方向の接線方向W1tと直交する方向(遠心力F1上におけるオイルの流れ方向の法線方向)上の成分(遠心力の分力、F2と直交する方向の分力)をそれぞれ示す。
本実施形態の場合、第2通路30Bを流れるオイルには、遠心力F1のうちの分力F2が作用する(遠心力F1よりも小さい力F2が作用する)ため、遠心力によるオイルの流れ抵抗を低減することができる。
In FIG. 12, reference numeral R1 is the rotation direction of the
In the case of the present embodiment, the component force F2 of the centrifugal force F1 acts on the oil flowing through the
以上説明したように、上記実施形態のクランクシャフト1は、軸線CLを有するクランクジャーナル2A−2Cと、軸線CLと平行に配置されたクランクピン3A−3Dと、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとを連結するクランクアーム4A−4Fと、を備え、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとの間には、軸方向から見てジャーナル軸心G1とピン軸心G2とを通る仮想中心線K1からオフセットして配置されるとともに、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとを繋ぐように非直線状に延びるオイル通路30A−30Hが形成されている。
この構成によれば、オイル通路30A−30Hを流れるオイルはジャーナル軸心G1へは向かわないため、クランクジャーナル2A−2Cとクランクピン3A−3Dとを繋ぐように連続して直線状に延びるオイル通路を有する場合と比較して、クランクシャフト1の回転中にオイル通路30A−30Hを流れるオイルに作用する遠心力を低減することができる。そのため、オイル通路30A−30Hにおけるオイルの流れをスムーズにすることができる。したがって、オイル通路30A−30H内へオイルを供給するための圧力(供給油圧)を低減することができる。
例えば、ドリルの場合は直線状に延びるオイル通路しか形成できないが、AMの場合は非直線状を有するオイル通路30A−30Hであっても容易に形成することができる。
As described above, the
According to this configuration, the oil flowing through the
For example, in the case of a drill, only an oil passage extending linearly can be formed, but in the case of AM, even an
上記実施形態では、クランクシャフト1は、クランクジャーナル2A−2Cを回転自在に支持するジャーナル軸受10が接触する第1接触面12と、クランクピン3A−3Dを回転自在に支持するコネクティングロッド11が接触する第2接触面13と、を有し、オイル通路30A−30Hは、第1接触面12において開口する第1開口31と、第2接触面13において開口する第2開口32と、を有することで、以下の効果を奏する。
クランクシャフト1の回転中、第1開口31を流れるオイルにより第1接触面12を潤滑・冷却するとともに、第2開口31を流れるオイルにより第2接触面13を潤滑・冷却することができる。加えて、第1開口31がオイルの入口として機能し、第2開口32がオイルの出口として機能するため、オイル通路30A−30Hの開口を塞ぐための蓋部材が不要となる。
In the above embodiment, the
During the rotation of the
上記実施形態では、オイル通路30A−30Hは、第1開口31を有し、軸線CLと直交する方向に延びるオイル導入路35と、第2開口32を有し、オイル導入路35と平行に延びるオイル排出路36と、オイル導入路35とオイル排出路36とを接続する接続路37と、を有することで、以下の効果を奏する。
オイル通路30A−30Hの形成部分の肉厚が局所的に過度に薄くなることを抑制することができるため、クランクシャフト1の強度・剛性を確保することができる。
In the above embodiment, the
Since it is possible to prevent the wall thickness of the formed portion of the
上記実施形態では、軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、クランクシャフト1の外縁近傍に配置されるとともに、仮想中心線K1に向けて凸の湾曲形状を有することで、以下の効果を奏する。
クランクシャフト1の肉厚を最低限確保しつつクランクシャフト1の回転中にオイル通路30A−30Hを流れるオイルに作用する遠心力を可及的に低減することができる。したがって、クランクシャフト1の強度・剛性を確保しつつオイル通路30A−30H内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
In the above embodiment, the
While ensuring the minimum wall thickness of the
上記実施形態では、軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、仮想中心線K1を対称軸として線対称となるように一対設けられていることで、以下の効果を奏する。
オイル通路が1つのみ設けられている場合と比較して、クランクシャフト1の接触面(摺動面)をより効果的に潤滑・冷却することができる。
In the above embodiment, the
Compared with the case where only one oil passage is provided, the contact surface (sliding surface) of the
上記実施形態では、軸線CLと直交する方向から見て、オイル通路30A−30Hは、直線形状を有することで、以下の効果を奏する。
オイル通路30A−30Hを可及的に短くすることができるため、クランクシャフト1の強度・剛性を確保しつつオイル通路30A−30H内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
In the above embodiment, the
Since the
上記実施形態では、オイル通路30A−30Hをオイル通路30A−30Hの延在方向と直交する面で切断したときの断面積を通路断面積としたとき、通路断面積は、オイル通路30A−30Hの全体にわたって一定であることで、以下の効果を奏する。
通路断面積がオイル通路の一部で変化する場合と比較して、オイルがオイル通路30A−30Hを通る際の圧力損失(摩擦損失)を低減することができるため、オイル通路30A−30Hにおけるオイルの流れをより一層スムーズにすることができる。したがって、オイル通路30A−30H内へオイルを供給するための圧力をより一層低減することができる。
In the above embodiment, when the cross-sectional area when the
Since the pressure loss (friction loss) when the oil passes through the
上記実施形態では、クランクジャーナル2A−2Cおよびクランクピン3A−3Dの少なくとも一部には、クランクシャフト1の外面に臨む第1位置P1と第2位置P2との間で連続して非直線状に延びる空間部20A−20Gが形成されていることで、以下の効果を奏する。
クランクジャーナルおよびクランクピンのそれぞれが中実である場合(空洞を有しない場合)と比較して、クランクシャフト1を軽量化することができる。加えて、クランクジャーナルおよびクランクピンのそれぞれが単純な空洞を有する場合と比較して、クランクシャフト1の強度・剛性を向上することができる。したがって、強度・剛性を確保しつつ軽量化を図ることができるクランクシャフト1を提供することができる。
例えば、クランクシャフト1をAMで製造する場合、以下の効果を奏する。
(A)現状の積層制約で大きな空洞を形成する場合は、空洞の周辺構造を支持するためのサポートが必要となる。これに対し、この構成によれば、積層制約を満たす最大径のパイプ形状の空間部20A−20Gを形成することにより、サポートが不要となる。
(B)AM製造時に空間部20A−20Gをクランクシャフト1の外面に臨む第1位置P1と第2位置P2とで開口させることにより、空間部20A−20Gに金属粉末が入ったとしても、金属粉末を空間部20A−20Gから取り出すことができる。すなわち、砂抜き性を確保することができる。例えば、エアブロー等を用いれば、金属粉末を空間部20A−20Gから取り出しやすい。
(C)例えば、ドリルの場合は直線状に延びる空間部しか形成できないが、AMの場合は非直線状に延びる空間部20A−20Gであっても容易に形成することができる。
In the above embodiment, at least a part of the
The weight of the
For example, when the
(A) When a large cavity is formed due to the current stacking constraints, support for supporting the peripheral structure of the cavity is required. On the other hand, according to this configuration, the support is not required by forming the pipe-shaped
(B) By opening the
(C) For example, in the case of a drill, only a linearly extending space portion can be formed, but in the case of AM, even a non-linearly extending
上記実施形態では、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとの間には、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとを仕切る仕切り壁40が設けられ、空間部20A−20Gの一部は、最接近位置Q1において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように縮小していることで、以下の効果を奏する。
空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとが最も近づく位置において仕切り壁40の肉厚が過度に薄くなることを抑制することができるため、クランクシャフト1の強度・剛性を確保することができる。
In the above embodiment, a
Since it is possible to prevent the
<変形例>
上記実施形態では、エンジン(内燃機関)に搭載されるクランクシャフト1の例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、圧縮機に搭載されるクランクシャフトであってもよい。すなわち、クランクシャフトは、ピストン等の機械要素の往復運動を回転力に変換する機能を持つことに限らず、これとは逆に回転力を往復運動へ変換する機能を持つものであってもよい。
<Modification example>
In the above embodiment, an example of the
上記実施形態では、オイル通路30A−30Hは、第1開口31を有し、軸線CLと直交する方向に延びるオイル導入路35と、第2開口32を有し、オイル導入路35と平行に延びるオイル排出路36と、オイル導入路35とオイル排出路36とを接続する接続路37と、を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、オイル通路30A−30Hは、第1開口31を有するオイル導入路35と、第2開口32を有するオイル排出路36と、オイル導入路35とオイル排出路36とを接続する接続路37と、を有してもよい。例えば、オイル導入路35およびオイル排出路36の少なくとも一方は、軸線CLと斜めに交差する方向に延びていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、仮想中心線K1を対称軸として線対称となるように一対設けられている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、軸方向から見て、オイル通路30A−30Hは、仮想中心線K1に対して一方にのみ設けられていてもよい。例えば、オイル通路は、1つのみ設けられていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、軸線CLと直交する方向から見て、オイル通路30A−30Hは、直線形状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、軸線CLと直交する方向から見て、オイル通路30A−30Hは、非直線状を有していてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、オイル通路30A−30Hの通路断面積は、オイル通路30A−30Hの全体にわたって一定である例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、オイル通路30A−30Hの通路断面積は、オイル通路30A−30Hの一部で変化していてもよい。
In the above embodiment, the passage cross-sectional area of the
上記実施形態では、第1位置P1および第2位置P2は、非接触面14に臨む位置に配置されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、第1位置P1および第2位置P2は、接触面12,13に臨む位置に配置されていてもよい。
In the above embodiment, the first position P1 and the second position P2 have been described with reference to an example in which they are arranged at positions facing the
上記実施形態では、空間部20A−20Gは、クランクジャーナル2A−2Cおよびクランクピン3A−3Dのそれぞれに形成されている例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、空間部20A−20Gは、クランクジャーナル2A−2Cおよびクランクピン3A−3Dのいずれか一方のみに形成されていてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、クランクアーム4A−4Fは、空間部20A−20Gを有しない例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、クランクアーム4A−4Fは、空間部20A−20Gを有していてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、クランクシャフト1は、空間部20A−20Gの延在方向の両端を塞ぐ蓋部21を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、空間部20A−20Gの延在方向の両端は、開口していてもよい。すなわち、クランクシャフト1は、蓋部21を有しなくてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、空間部20A−20Gは、軸線CLに沿う螺旋形状を有する例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、空間部20A−20Gは、軸線CLに直交する方向に沿う螺旋形状を有していてもよい。例えば、空間部20A−20Gは、ジグザグ形状を有していてもよい。すなわち、空間部20A−20Gは、螺旋形状以外の非直線状を有していてもよい。例えば、クランクシャフト1は、空間部20A−20Gを有しなくてもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとの間には、空間部20A−20Gとオイル通路30A−30Hとを仕切る仕切り壁40が設けられ、空間部20A−20Gの一部は、最接近位置Q1において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように縮小している例を挙げて説明したが、これに限らない。例えば、オイル通路30A−30Hの一部は、最接近位置Q1において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように縮小していてもよい。すなわち、空間部20A−20Gおよびオイル通路30A−30Hの少なくとも一部は、最接近位置Q1において仕切り壁40が閾値以上の肉厚を保持するように変形していてもよい。
In the above embodiment, a
上記実施形態では、クランクシャフト1は、3つのクランクジャーナル2A−2Cと、4つのクランクピン3A−3Dと、6つのクランクアーム4A−4Fと、を備える例を挙げて説明したが、これに限らない。クランクジャーナル2A−2C、クランクピン3A−3Dおよびクランクアーム4A−4Fの設置数は、上記の数に限らず、要求仕様に応じて変更可能である。
In the above embodiment, the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能であり、上述した変形例を適宜組み合わせることも可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and configurations can be added, omitted, replaced, and other changes can be made without departing from the spirit of the present invention. Yes, it is also possible to appropriately combine the above-mentioned modification examples.
1…クランクシャフト
2A−2C…クランクジャーナル
3A−3D…クランクピン
4A−4F…クランクアーム
10…ジャーナル軸受(第1支持部材、支持部材)
11…コネクティングロッド(第2支持部材、支持部材)
12…クランクジャーナルの外周面(第1接触面、接触面)
13…クランクピンの外周面(第2接触面、接触面)
20A−20G…空間部
30A−30H…オイル通路
31…第1開口
32…第2開口
35…オイル導入路
36…オイル排出路
37…接続路
40…仕切り壁
CL…軸線
G1…ジャーナル軸心(クランクジャーナルの中心)
G2…ピン軸心(クランクピンの中心)
K1…仮想中心線
P1…第1位置
P2…第2位置
Q1…最接近位置
1 ...
11 ... Connecting rod (second support member, support member)
12 ... Outer peripheral surface of crank journal (first contact surface, contact surface)
13 ... Outer peripheral surface of crank pin (second contact surface, contact surface)
20A-20G ...
G2 ... Pin axis (center of crank pin)
K1 ... Virtual center line P1 ... 1st position P2 ... 2nd position Q1 ... Closest position
Claims (9)
前記軸線と平行に配置されたクランクピンと、
前記クランクジャーナルと前記クランクピンとを連結するクランクアームと、を備え、
前記クランクジャーナルと前記クランクピンとの間には、前記軸線に沿う方向から見て前記クランクジャーナルの中心と前記クランクピンの中心とを通る仮想中心線からオフセットして配置されるとともに、前記クランクジャーナルと前記クランクピンとを繋ぐように連続して非直線状に延びるオイル通路が形成されていることを特徴とするクランクシャフト。 A crank journal with an axis and
Crank pins arranged parallel to the axis,
A crank arm for connecting the crank journal and the crank pin is provided.
The crank journal and the crank pin are arranged so as to be offset from the virtual center line passing through the center of the crank journal and the center of the crank pin when viewed from the direction along the axis, and the crank journal and the crank pin. A crankshaft characterized in that an oil passage extending continuously and non-linearly is formed so as to connect the crankpin.
前記クランクジャーナルを相対回転自在に支持する第1支持部材が接触する第1接触面と、
前記クランクピンを相対回転自在に支持する第2支持部材が接触する第2接触面と、を有し、
前記オイル通路は、
前記第1接触面において開口する第1開口と、
前記第2接触面において開口する第2開口と、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。 The crankshaft
With the first contact surface in contact with the first support member that supports the crank journal so as to be relatively rotatable,
It has a second contact surface that comes into contact with a second support member that supports the crank pin so as to be relatively rotatable.
The oil passage
The first opening that opens on the first contact surface and
The crankshaft according to claim 1, further comprising a second opening that opens on the second contact surface.
前記第1開口を有し、前記軸線と直交する方向に延びるオイル導入路と、
前記第2開口を有し、前記オイル導入路と平行に延びるオイル排出路と、
前記オイル導入路と前記オイル排出路とを接続する接続路と、を有することを特徴とする請求項2に記載のクランクシャフト。 The oil passage
An oil introduction path having the first opening and extending in a direction orthogonal to the axis.
An oil discharge path having the second opening and extending parallel to the oil introduction path,
The crankshaft according to claim 2, further comprising a connecting path connecting the oil introduction path and the oil discharge path.
前記通路断面積は、前記オイル通路の全体にわたって一定であることを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のクランクシャフト。 When the cross-sectional area when the oil passage is cut at a plane orthogonal to the extending direction of the oil passage is taken as the passage cross-sectional area.
The crankshaft according to any one of claims 1 to 6, wherein the passage cross-sectional area is constant over the entire oil passage.
前記空間部および前記オイル通路の少なくとも一部は、前記空間部と前記オイル通路とが最も近づく位置において前記仕切り壁が閾値以上の肉厚を保持するように変形していることを特徴とする請求項8に記載のクランクシャフト。
A partition wall for partitioning the space and the oil passage is provided between the space and the oil passage.
The claim is characterized in that at least a part of the space portion and the oil passage is deformed so that the partition wall maintains a wall thickness equal to or larger than a threshold value at a position where the space portion and the oil passage are closest to each other. Item 8. The crankshaft according to item 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019121382A JP2021008891A (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Crankshaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019121382A JP2021008891A (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Crankshaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021008891A true JP2021008891A (en) | 2021-01-28 |
Family
ID=74199894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2019121382A Pending JP2021008891A (en) | 2019-06-28 | 2019-06-28 | Crankshaft |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2021008891A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114688142A (en) * | 2022-02-22 | 2022-07-01 | 安徽中麦亚机电科技有限公司 | Air-conditioning refrigeration compressor crankshaft capable of reducing bearing wear and reducing method thereof |
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2019
- 2019-06-28 JP JP2019121382A patent/JP2021008891A/en active Pending
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CN114688142A (en) * | 2022-02-22 | 2022-07-01 | 安徽中麦亚机电科技有限公司 | Air-conditioning refrigeration compressor crankshaft capable of reducing bearing wear and reducing method thereof |
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