JP2001501710A - クランクシャフトの軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、内燃機関のクランクシャフトの軸受装置に関し、機関のクランクシャフト（15）が、恒久的に潤滑され密封された軸受（２，３）、通常は玉軸受（２，３）の中に嵌め込まれ、機関のクランク室の密封装置（４，５）が、各々の軸受（２，３）の内側、即ち軸受（２，３）と、ピストンロッド（７）及びカウンタウェイト（８，９）とをもつクランクシャフト組立体（６）との間、に設けられ、かつドレン通路（11）が、クランク室の密封装置（４，５）の１つと隣接した軸受との間の空間（12）から周囲空気へと導くように、クランクシャフトに設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 クランクシャフトの軸受装置 技術分野 本発明は、内燃機関用のクランクシャフトの軸受装置に関する。 発明の背景 従来の内燃機関は、クランクケースから、例えばオイル掛け注油によって給油 されるクランクシャフトの軸受を有している。クランク室が掃気される機関にお いては、軸受は通常クランク室内の燃料−オイルの混合物によって給油されてい る。クランク室の密封装置が軸受の外側に設けられている。このことは、軸受が 、寿命を短かくする埃り及び残留燃焼堆積物にさらされることを意味している。 軸受の構造もまた曲げ振動に関してクランクシャフトの機械的安定度に影響を及 ぼす。チェーンソー等の２サイクル機関のような高速機関では、曲げ振動の点で 危険な速度範囲に到達する。クランク室が掃気される機関ではまた、クランク室 の圧縮が軸受及び密封装置の構造によって、またその結果機関出力によって影響 される。 発明の目的 本発明の目的は、前述された問題を実質的に減らし、多くの点で利点をもたら すことである。 発明の要約 前述の目的は、本発明によるクランクシャフトの軸受装置が、請求の範囲に示 されている特徴を有することによって達成される。 本発明のクランクシャフトの軸受装置は、機関のクランクシャフトが恒久的に 給油され密封された軸受、通常は玉軸受内に設置され、かつ機関のクランク室の 密封装置が、各々の軸受の内側、即ち軸受と、ピストンロッド及びカウンタウェ イトをもつクランクシャフト組立体との間に設けられることを、本質的な特徴と している。従来のクランクシャフトにおいては、その代りに密封装置は各々の軸 受の外側に設けられている。軸受の内側という新しい位置は多くの利点をもたら す。クランクシャフトがより強くなり、曲げの調和振動数が増加し、かつこの方 法で機関の速度範囲から一層離れる。クランク室圧縮が増加するであろう。軸受 は密封され、恒久的に、通常は潤滑油によって給油されている。これによって、 軸受は寿命を短かくする埃りや燃焼堆積物にさらされることはない。このお陰で 、寿命が長くなり、及び／又はより小さくて、軽い軸受を用いることができる。 本発明のこれらの及び他の特徴と利点は、添付の図面を参照して以下の様々の実 施の形態の詳細な説明により明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明 異なる図面間の同じ番号は、お互いに一致する部分を示している添付の図面を 参照して、本発明を様々の実施の形態で、以下に一層詳細に説明するであろう。 図１は、本発明によるクランクシャフトの軸受の概略的な側面図である。 図２は、ドレン通路と同様に軸受及びクランクシャフトの密封装置をもつ、図 １のクランクシャフトの一部拡大図である。 図１において、番号１は、本発明によるクランクシャフトの軸受装置又はクラ ンクシャフト装置を示している。クランクシャフト15 は、２つのころ軸受２，３、通常は玉軸受内に嵌め込まれている。機関のクラン ク室の密封装置４，５が、各々の軸受２，３の内側、即ちピストンロッド７及び カウンタウェイト８，９をもつクランクシャフト組立体６と軸受との間に設けら れている。クランクシャフト組立体の構造は、完全に従来と同じであり、それ故 これ以上説明しない。 図２は、クランクシャフト15と軸受２を部分的に拡大したものを示している。 図から明らかなように、軸受２は外部が軸受保持具10によって囲まれている。軸 受保持具10は、２つの部分、１つは内側の固い部分16ともう１つは外側の弾性部 分17とを備えている。固い部分16は、金属部分、通常はスタンピング加工された 錫のカップからなる。それは、軸受２に対して適切な把持を与えるのに適した大 きさの内径を有している。固い部分16はまた、軸受の側面に沿って下降もしてい る。このことは、密封装置４の固定及び位置付けを考慮すると有利である。この 場合には、密封装置４と弾性部分17とは、一つの部分に統合されているが、それ らはまた２つの別れた部分で、各々が固い部分16に装着されている部分よりなっ ていてもよい。弾性部分17は、例えば固い部分16の外周囲に沿った被膜よりなる 。固い部分と一緒であることの目的は、軸受を弾性的に装着できる一方で、軸受 周囲の密封を達成するためである。軸受を弾性的に装着することによって、一層 静かな機関の作動が達成でき、その結果、振動や音が少なくなる。更に許容差及 び狂いに備えられる。軸受保持具10は、各々のクランク室の側面又は中間スリー ブのどちらかに直接に装着されてもよい。実際にこのスリーブは、或る特定の用 途に用いられる、まさに金属カバーである。 図１と２から明らかなように、軸受は、シャフト上の肩部18に対してクランク シャフト15上を押し込まれている。その結果、シャフ ト、即ち軸受とクランクシャフト組立体との間の、シャフトの直径は、各々の軸 受２，３の軸受内径より大きい。図２に示されている断面図では、ドレン通路11 が肩部18を通り、軸受の下に延在している。ドレン通路11は、このようにクラン クシャフト表面の凹部として具体化されており、前記凹部は軸受の内部リング13 ，14の下に延在し、それによりドレン通路が内部リングの各々の側で出ている。 このお陰で、密封された玉軸受又はころ軸受の密封装置が、通常は耐えられない 圧力にさらされることはない。こうしてドレン通路11は、クランク室のガスケッ ト４，５の１方と隣接した軸受との間の空間12から周囲空気へと導くように配置 されている。ドレン通路はまた固い部分16又は弾性部分17内に設けてもよく、そ れにより軸受の内面に沿う代りに軸受の外面に沿って周囲空気との連通が形成さ れる。このことは、外気筒機関に関しては特に関連がある。この場合、軸受の両 側からのドレン通路は、クランク室内の結合している通路を通って排出すること ができる。しかしながら、ドレン通路はまたクランクシャフト内の半径方向の穴 でもよく、前記穴は、クランクシャフト内を軸方向に延在している中央の穴と連 絡している。半径方向の穴は、周囲空気と接触してもよく、別の半径方向の穴を 通ってもよく、又は中央の穴がクランクシャフトの端部へと四方に延在してもよ い。この解決策は多気筒機関にもまた適用できる。しかしながら通常は、本発明 は１気筒機関の場合に最も有利である。特にクランク室が掃気される機関に対し ては、本発明は、最も有利である。そのような機関は、位置と操作とは独立した 潤滑装置を有しており、それ故通常はチェーンソーのような可搬の作業道具に用 いられる。 このように本発明の最も大きな特徴は、各々の密封装置４，５がそれぞれ、軸 受２，３のそれぞれの内側に設けられ、恒久的に注油 されていることである。ガスケットが軸受の外側に設けられ、密封されないで、 かつ恒久的に注油されない従来のクランクシャフトの軸受装置に比べて、このこ とは、多大の利点を意味している。第１にそれは、軸受２，３がそれぞれクラン クシャフト組立体６から一層離れて設けられることを意味している。これによっ て、軸受底部が拡大し、各々のシャフト端部でのはみ出し（オーバーハング）が 減少する。フライホィール及びクラッチのような重い部品が、各々のシャフト端 部に設けられる。軸受底部が拡大することは、非常に明確に、クランクシャフト の曲げが減少し、その曲げ調和振動数が増加することを意味する。というのは、 問題は、この種の機関が非常に容易に速度が出せ、それ故或る状態の下では危険 な速度に達することである。このことは特に２サイクル機関で真実である。肩部 18が堅いシャフトに寄与している。各々の軸受２，３がクランクシャフト組立体 ６から一層離れて設けられているので、肩部18のをもつ太い部分が、クランクシ ャフト15のシャフト端部の方に一層延在している。軸受底部の拡大と同様に、こ のことが堅いクランクシャフトに寄与している。これらの両者の協同した堅くす る要因によって、各々の軸受の比較的に小さな移動もまた、堅くする大きな影響 を与え、それによって曲げ共振が起る完全に望ましい速度範囲を拡げている。こ の速度範囲での作動は、すぐにエンジントラブルを起すであろう。もし速度範囲 がより高い水準にまで、即ち機関の通常の走行速度に関してより大きな速度余裕 をもつまで移動されるなら、この危険な範囲での走行がなくなるか又は本質的に 減らされる。 その上さらに、このクランクシャフトの軸受装置は、クランク室の容積が、軸 受内の空気容量がなくなるという事実によって、減らされることを意図している 。これは、勿論、密封装置４，５が軸受の外側の代りに内側に設けられていると いう事実によっている。減 らされたクランク室の容積は、クランク室圧縮が増加することを意味している。 これが、排出等に対して利点がある一層効果的なクランク室の掃気を起す。もし 本発明がクランク室圧縮を増加するために、他の手段との組み合わせて用いられ るなら、この効果は特に大きいであろう。クランク室圧縮を増加する１つのその ような手段は、低密度の材料を充填しているカウンタウェイト８，９即ち言わゆ るバランスを提供することであり、それにより出来るだけクランク室容積の大部 分が満たされるであろう。通常はカウンタウェイト８，９はこの種の充填材料を 有しない。この充填は、各々の部分８，９が円形状の頂部が充填されたディスク 内に含まれるような構造とされる。本発明は、単一の側が軸支されたクランクシ ャフト、即ちクランクシャフト組立体の一側のみで軸支されたクランクシャフト をもつ機関にもまた用いられる。当然、前述したことは、クランクシャフト組立 体及びその関連の密封装置に最も隣接して設けられた軸受にもまた適用可能であ る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1. 内燃機関のクランクシャフトの軸受装置（１）であって、 機関のクランクシャフト（15）が、単一量注油のころ軸受（２，３）、通常は 玉軸受（２，３）の内に嵌め込まれ、機関のクランク室のガスケット（４，５） が各々の軸受（２，３）の内側、即ち軸受（２，３）と、ピストンロッド（７） 及びカウンタウェイト（８，９）をもつクランクシャフト組立体（６）との間、 に装着されているクランクシャフトの軸受装置において、 １つのドレン通路（11）が、クランク室の密封装置（４，５）の一方と隣接し た軸受との間の空間（12）から周囲の空気へと導くように、クランクシャフトに 設けられていることを特徴とするクランクシャフトの軸受装置。 2. 軸受（２，３）の少なくとも一方が、軸受保持具（10）に外部が囲まれて い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の軸受装置。 3. クランク室の密封装置（４，５）の少なくとも一方が、軸受保持具の中に 設けられるか、又はこれと結合していることを特徴とする請求項２に記載のクラ ンクシャフトの軸受装置。 4. ドレン通路（11）がクランクシャフト（15）の表面に凹部（11）として具 体化されており、前記凹部が軸受（２，３）の内部リング（13，14）の下に延在 して、内部リング（13，14）の各々の側で現われ出ていることを特徴とする請求 項３に記載のクランクシャフトの軸受装置。 5. クランクシャフト（15）、即ち軸受とクランクシャフト組立体との間のク ランクシャフトが、各々の軸受（２，３）の軸受内径よりも大きな直径を有して いることを特徴とする請求項１〜４のい ずれか１項に記載のクランクシャフトの軸受装置。 6. 内燃機関が１気筒機関であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１ 項に記載のクランクシャフトの軸受装置。 7. 内燃機関が、好ましくはチェーンソーである可搬式の作業道具のために意 図されたクランク室が掃気される機関であることを特徴とする請求項１〜６のい ずれか１項に記載のクランクシャフトの軸受装置。