(57)【要約】【課題】下部軸受の温度の低下を図ることができるクランクシャフトの軸受構造を提供する。【解決手段】クランクシャフトの軸受構造２０は、クランク主軸１１を下方側から軸支する下部軸受３１と、クランク主軸を上方側から軸支する上部軸受３２と、下部軸受を収容する第１凹部４５が設けられた下部ハウジング４１と、上部軸受を収容する第２凹部４６が設けられた上部ハウジング４２と、を備え、下部軸受及び上部軸受とクランク主軸との間に供給されたオイルがクランクウェブ１２と下部ハウジングのウェブ側面４７との間の領域に漏洩し、下部ハウジングには、クランクウェブと下部ハウジングのウェブ側面との間の領域に漏洩したオイルの一部を、第１凹部における下部軸受の背面３４ａに対向する部分へ導入するオイル通路５０が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランクシャフトのクランク主軸を下方側から軸支する下部軸受と、前記クランク主軸を上方側から軸支する上部軸受と、前記下部軸受を収容する第１凹部が設けられた下部ハウジングと、前記上部軸受を収容する第２凹部が設けられた上部ハウジングとを備え、前記下部軸受及び前記上部軸受と前記クランク主軸との間に供給されたオイルが、前記クランクシャフトのクランクウェブと前記下部ハウジングの前記クランクウェブに対向する側面であるウェブ側面との間の領域に漏洩する、クランクシャフトの軸受構造において、
前記下部ハウジングには、前記クランクウェブと前記下部ハウジングの前記ウェブ側面との間の領域に漏洩した前記オイルの一部を、前記第１凹部における前記下部軸受の背面に対向する部分へ導入するオイル通路が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構造。
【請求項２】
前記オイル通路は、第１オイル通路部と第２オイル通路部とを備え、
前記第１オイル通路部の一端は前記下部ハウジングの前記ウェブ側面に開口し、前記第１オイル通路部の他端は前記第２オイル通路部に連通し、
前記第２オイル通路部は、前記第１凹部における前記下部軸受の前記背面に対向する部分に、溝状に設けられていることを特徴とする請求項１記載のクランクシャフトの軸受構造。
【請求項３】
前記下部ハウジングには、前記第２オイル通路部のオイルを前記下部ハウジングの外部へ排出するオイル排出通路がさらに設けられていることを特徴とする請求項２記載のクランクシャフトの軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示はクランクシャフトの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示されているように、エンジンのクランクシャフトの軸受構造として、クランクシャフトのクランク主軸を下方側から軸支する下部軸受と、クランク主軸を上方側から軸支する上部軸受と、下部軸受を収容する第１凹部が設けられた下部ハウジング（特許文献１では軸受キャップ）と、上部軸受を収容する第２凹部が設けられた上部ハウジング（特許文献１ではシリンダブロック）と、を備えるものが知られている。このような軸受構造において、下部軸受及び上部軸受とクランク主軸との間にはオイルが供給されており、このオイルによってクランク主軸は潤滑されている。
【０００３】
また、一般に、上記のような軸受構造において、軸受（下部軸受及び上部軸受）とクランク主軸との間に供給されたオイルは、下部軸受と上部軸受との合わせ面の部分からクランク主軸の軸線方向に噴出して、クランクシャフトのクランクウェブと下部ハウジングのクランクウェブに対向する側面（ウェブ側面）との間の領域に漏洩する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６２−６８０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のような軸受構造において、下部軸受の温度の低下を図ることができれば、クランク主軸の摺動抵抗を低下させてエンジンの燃費向上を図ることができる。そこで、下部軸受の温度の低下を図ることができる技術が求められている。
【０００６】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、下部軸受の温度の低下を図ることができるクランクシャフトの軸受構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の態様に係るクランクシャフトの軸受構造は、エンジンのクランクシャフトのクランク主軸を下方側から軸支する下部軸受と、前記クランク主軸を上方側から軸支する上部軸受と、前記下部軸受を収容する第１凹部が設けられた下部ハウジングと、前記上部軸受を収容する第２凹部が設けられた上部ハウジングとを備え、前記下部軸受及び前記上部軸受と前記クランク主軸との間に供給されたオイルが、前記クランクシャフトのクランクウェブと前記下部ハウジングの前記クランクウェブに対向する側面であるウェブ側面との間の領域に漏洩する、クランクシャフトの軸受構造において、前記下部ハウジングには、前記クランクウェブと前記下部ハウジングの前記ウェブ側面との間の領域に漏洩した前記オイルの一部を、前記第１凹部における前記下部軸受の背面に対向する部分へ導入するオイル通路が設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
上記のクランクシャフトの軸受構造によれば、下部軸受の温度の低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係るエンジンのクランクシャフトの周辺構成を示す模式的構成図である。
【図２】実施形態１に係る軸受構造の全体構成を示す模式的構成図である。
【図３】図２の軸受の模式的な分解図である。
【図４】図２のハウジングの模式的な分解図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、実施形態１に係る下部ハウジングの詳細を説明するための模式図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実施形態１に係るオイル通路及びオイル排出通路におけるオイルの流動態様を説明するための模式図である。
【図７】実施形態２に係る軸受構造を説明するための模式的上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
以下、実施形態１に係るクランクシャフトの軸受構造２０（以下、軸受構造２０と略称する）について、図面を参照しつつ説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように模式的に図示されており、各部材の板厚や幅や長さなどの比率は必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。図１は、本実施形態に係る軸受構造２０を有するエンジン１のクランクシャフト１０の周辺構成を示す模式的構成図である。なお、図１に図示されているＸ−Ｙ−Ｚの直交座標のうち、Ｚ方向は上方に相当し、−Ｚ方向は下方（重力が作用する方向）に相当する。
【００１１】
本実施形態においては、エンジン１の一例として、ディーゼルエンジンを用いている。但し、エンジン１の種類はこれに限定されるものではなく、例えばガソリンエンジン等を用いることもできる。このエンジン１は、シリンダを有するシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、シリンダに配置されたピストンと、ピストンにコンロッドを介して接続されたクランクシャフト１０と、クランクシャフト１０を軸支する軸受構造２０と、を備えている。シリンダの個数は特に限定されるものではないが、本実施形態に係るエンジン１は、一例として、＃１〜＃４の合計で４個のシリンダを備えている。また、本実施形態に係るエンジン１は、一例として、軸受構造２０を複数個（具体的には５個）備えている。
【００１２】
クランクシャフト１０は、クランク主軸１１と、クランクウェブ１２と、クランクピン１３とを備えている。クランク主軸１１は、軸受構造２０によって軸支されており、クランク主軸１１の軸線１４を回転中心として回転する。前述したように、本実施形態に係るエンジン１は、＃１〜＃４のシリンダを備えているので、クランクピン１３も、＃１〜＃４のシリンダに対応するように、合計で４個設けられている。＃１〜＃４のクランクピン１３は、コンロッドを介して、各々のシリンダに配置されたピストンに接続されている。クランクウェブ１２は、クランク主軸１１とクランクピン１３とを連結する部位であり、クランク主軸１１の軸線１４を回転中心として回転する。
【００１３】
なお、図示はされていないが、エンジン１は、クランクシャフト１０や動弁機構（カム等）等の被潤滑部品に、潤滑用のオイルを供給するオイル供給機構も備えている。このオイル供給機構は、クランクシャフト１０よりも下方側の部分に配置されたオイルパン、このオイルパンに貯留されたオイルを吸い上げて圧送するオイルポンプ、このオイルポンプによって圧送されたオイルを被潤滑部品に供給するオイル通路等を備えている。
【００１４】
続いて、複数個の軸受構造２０のうち、＃１のシリンダと＃２のシリンダとの間にあるクランク主軸１１を軸支する軸受構造２０を例に挙げて、軸受構造２０の構成を説明する。図２は、軸受構造２０の全体構成を示す模式的構成図であり、具体的には、図１のＡ−Ａ線断面を模式的に図示している。本実施形態に係る軸受構造２０は、軸受３０と、この軸受３０を収容するハウジング４０とを備えている。図３は、図２の軸受３０の模式的な分解図である。図４は、図２のハウジング４０の模式的な分解図である。
【００１５】
図２及び図３を参照して、軸受３０は、いわゆる滑り軸受である。具体的には、軸受３０は、クランク主軸１１を下方側から軸支する下部軸受３１と、クランク主軸１１を上方側から軸支する上部軸受３２とを有している。下部軸受３１及び上部軸受３２は、それぞれ、半円筒形状の軸受メタルによって構成されている。
【００１６】
図３を参照して、下部軸受３１の内面（クランク主軸１１の外周面に対向する面）は、クランク主軸１１を下方側から軸支する軸支面３３ａとなっている。下部軸受３１の軸支面３３ａとは反対側の面を、背面３４ａと称する。同様に、上部軸受３２の内面は、クランク主軸１１を上方側から軸支する軸支面３３ｂとなっている。上部軸受３２の軸支面３３ｂとは反対側の面を、背面３４ｂと称する。
【００１７】
図２及び図４を参照して、ハウジング４０は、下部ハウジング４１と上部ハウジング４２とを備えている。図４を参照して、下部ハウジング４１の上面４３には、下部軸受３１を収容する第１凹部４５が設けられている。上部ハウジング４２の下面４４には、上部軸受３２を収容する第２凹部４６が設けられている。具体的には、第１凹部４５は、半円筒形状を有しており、この半円筒形状の第１凹部４５の内部に下部軸受３１が収容される。同様に、第２凹部４６は、半円筒形状を有しており、この半円筒形状の第２凹部４６の内部に上部軸受３２が収容される。
【００１８】
図２を参照して、ハウジング４０は、下部ハウジング４１の上面４３と上部ハウジング４２の下面４４とが互いに合わさるようにして、軸受３０を支持している。下部ハウジング４１と上部ハウジング４２とが合わさった状態において、軸受３０の軸支面３３ａ，３３ｂとクランク主軸１１の外周面との間には、隙間（クリアランス）が設けられている。オイルポンプから圧送されたオイルは、軸受３０の軸支面３３ａ，３３ｂとクランク主軸１１の外周面との間の部分（隙間）に供給されて、このクランク主軸１１の潤滑に供される。
【００１９】
軸受３０の軸支面３３ａ，３３ｂとクランク主軸１１の外周面との間の部分に供給されたオイルは、下部軸受３１と上部軸受３２との合わせ面（上部軸受３２と下部軸受３１とが合わさったときの境界面）の部分からクランク主軸１１の軸線方向に噴出して、クランクウェブ１２と下部ハウジング４１のウェブ側面４７（クランクウェブ１２に対向する側面）との間の領域に漏洩する。なお、このクランクウェブ１２とウェブ側面４７との間の領域に漏洩するオイルの流動態様の詳細については、後述する（図６）。
【００２０】
続いて、下部ハウジング４１の詳細について説明する。図５（ａ）〜図５（ｃ）は、下部ハウジング４１の詳細を説明するための模式図である。具体的には、図５（ａ）は、下部ハウジング４１の模式的正面図であり、図５（ｂ）は下部ハウジング４１の模式的上面図である。また、図５（ｃ）は下部ハウジング４１の模式的側面図であり、具体的には図５（ｂ）のＢ方向から視認した状態が模式的に図示されている。図５（ａ）〜図５（ｃ）を参照して、下部ハウジング４１には、オイル通路５０及びオイル排出通路６０が設けられている。
【００２１】
オイル通路５０は、クランクウェブ１２と下部ハウジング４１のウェブ側面４７（クランクウェブ１２に対向する側面）との間の領域に漏洩したオイルの一部を、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分へ導入するように構成されたオイル通路である。このような機能を有するものであれば、オイル通路５０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係るオイル通路５０は、一例として、以下の構
成を有している。
【００２２】
具体的には、本実施形態に係るオイル通路５０は、第１オイル通路部５１及び第２オイル通路部５２を備えている。第１オイル通路部５１は、その一端が下部ハウジング４１のウェブ側面４７に開口しており、その他端が第２オイル通路部５２に連通している。具体的には、図５（ｂ）を参照して、本実施形態に係る第１オイル通路部５１は、下部ハウジング４１の上面視で、中央部（軸線１４の部分）よりも一方の側（図５（ｂ）ではＸ方向の側）に配置されている。第１オイル通路部５１は、軸線１４に沿った方向に延在するように下部ハウジング４１を貫通することで、下部ハウジング４１のウェブ側面４７と第２オイル通路部５２とを連通している。
【００２３】
第２オイル通路部５２は、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に、溝状に設けられている。具体的には、第２オイル通路部５２は、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に設けられた、半円弧状の溝によって構成されている。
【００２４】
オイル排出通路６０は、第２オイル通路部５２のオイルを下部ハウジング４１の外部へ排出するための通路である。このような機能を有するものであれば、オイル排出通路６０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態に係るオイル排出通路６０は、一例として、以下の構成を有している。
【００２５】
具体的には、オイル排出通路６０は、その一端が第２オイル通路部５２に連通しており、その他端が下部ハウジング４１の外周側面のうち、軸線１４に平行な側面（軸線平行側面４８と称する）に開口している。より具体的には、オイル排出通路６０は、下部ハウジング４１の上面視（図５（ｂ））で、中央部よりも他方の側（第１オイル通路部５１が配置されている側とは反対の側）に配置されている。オイル排出通路６０は、軸線１４に対して垂直な方向に延在するように下部ハウジング４１を貫通するとともに、第２オイル通路部５２と軸線平行側面４８とを連通している。
【００２６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、オイル通路５０及びオイル排出通路６０におけるオイルの流動態様を説明するための模式図である。具体的には図６（ａ）は、図５（ａ）の下部ハウジング４１におけるオイルの流動態様を模式的に図示しており、図６（ｂ）は、図５（ｂ）の下部ハウジング４１におけるオイルの流動態様を模式的に図示している。前述したように、軸受３０の軸支面３３ａ，３３ｂとクランク主軸１１の外周面との間の部分に供給されたオイルは、その後、上部軸受３２と下部軸受３１との合わせ面の部分から、クランク主軸１１の軸線方向に噴出して、クランクウェブ１２と下部ハウジング４１のウェブ側面４７との間の領域（これは、クランクウェブ１２とウェブ側面４７との間に設けられた隙間によって構成された領域である）に漏洩する。
【００２７】
このクランクウェブ１２とウェブ側面４７との間の領域に漏洩したオイルのうち、一部のオイルは、オイル通路５０の第１オイル通路部５１に流入し、次いで、第２オイル通路部５２に流入することで、下部軸受３１の背面３４ａの冷却に供される。この第２オイル通路部５２のオイルは、その後、オイル排出通路６０を通過して、下部ハウジング４１の外部へ排出される。このオイル排出通路６０を通過して外部へ排出されたオイルは、落下して、オイルパンによって回収される。
【００２８】
前述したように、図２〜図６で説明した軸受構造２０は、図１に示す複数個の軸受構造２０のうち、＃１のシリンダと＃２のシリンダとの間にあるクランク主軸１１を軸支する軸受構造２０である。複数個の軸受構造２０のうち、他の軸受構造２０の構成は、この図２〜図６で説明した軸受構造２０と同様であるので、この他の軸受構造２０の構成の説明
は省略する。
【００２９】
なお、クランク主軸１１を軸支する複数個の軸受構造のうち一部の軸受構造のみを、図２〜図６で説明したような軸受構造２０（オイル通路５０やオイル排出通路６０を備える軸受構造２０）とし、他の軸受構造は、オイル通路５０やオイル排出通路６０を備えない構成とすることもできる。すなわち、クランク主軸１１を軸支する複数個の軸受構造のうち、少なくとも一つの軸受構造が、図２〜図６で説明したような軸受構造２０であればよい。
【００３０】
以上説明したような本実施形態に係る軸受構造２０によれば、クランクウェブ１２と下部ハウジング４１のウェブ側面４７との間の領域に漏洩したオイルの一部を、オイル通路５０（第１オイル通路部５１及び第２オイル通路部５２）によって、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に導入して、この導入されたオイルによって、下部軸受３１の背面３４ａを冷却することができる。これにより、下部軸受３１の温度の低下を図ることができる。
【００３１】
また、本実施形態によれば、下部軸受３１の温度の低下を図ることができるので、下部軸受３１とクランク主軸１１との間のオイルの温度の低下を図ることもできる。これにより、軸受３０とクランク主軸１１との間の最小油膜厚さを増加させることができるので、クランクシャフト１０の回転時におけるクランク主軸１１の摺動抵抗を低下させることができる。この結果、エンジン１の燃費を向上させることができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、上述したように軸受３０とクランク主軸１１との間の最小油膜厚さを増加させることができるので、軸受３０とクランク主軸１１とが局所的に接触することも抑制することもできる。この結果、軸受３０やクランク主軸１１に異常摩耗が生じたり、焼き付きが生じたりすることも抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、下部ハウジング４１がオイル排出通路６０を備えているので、第２オイル通路部５２のオイルを下部ハウジング４１の外部へ効果的に排出することができる。これにより、第２オイル通路部５２に、新しいオイルが流入し易くなるので、オイルによる下部軸受３１の冷却効果を高めることができる。
【００３４】
但し、下部ハウジング４１はオイル排出通路６０を備えていない構成とすることもできる。この場合においても、オイル通路５０によって、オイルを第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に導入することは可能であり、これにより、下部軸受３１の温度低下を図ることは可能である。
【００３５】
（実施形態２）
図７は、実施形態２に係る軸受構造２０ａを説明するための模式的上面図である。具体的には、図７は、軸受構造２０ａの下部ハウジング４１ａについて、前述した図５（ｂ）と同様の箇所を模式的に図示している。ここで、本実施形態に係る軸受構造２０ａは、クランクシャフト１０のクランク主軸１１のうち、両側がクランクウェブ１２によって挟まれているクランク主軸１１を軸支する軸受構造に関するものである。具体的には、前述した図１を参照して、本実施形態に係る軸受構造２０ａは、＃１と＃２のシリンダの間の部分、＃２と＃３のシリンダの間の部分、又は、＃３と＃４のシリンダの間の部分に配置された軸受構造である。
【００３６】
図７に示すように、軸受構造２０ａは、オイル通路５０及びオイル排出通路６０の他に、オイル通路５０ａ及びオイル排出通路６０ａをさらに備えている。なお、軸受構造２０ａの他の構成は、軸受構造２０と同様であるので、この他の構成の説明は省略する。
【００３７】
オイル通路５０ａは、クランクウェブ１２と下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７ａ（これは、ウェブ側面４７の反対側にあるウェブ側面である）との間の領域に漏洩したオイルの一部を、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分へ導入するように構成されたオイル通路である。具体的には、オイル通路５０ａは、第１オイル通路部５１ａ及び第２オイル通路部５２ａを備えている。
【００３８】
第１オイル通路部５１ａは、その一端が下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７ａに開口しており、その他端が第２オイル通路部５２ａに連通している。第２オイル通路部５２ａは、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に、溝状（具体的には半円弧状の溝状）に設けられている。
【００３９】
オイル排出通路６０ａは、第２オイル通路部５２ａのオイルを下部ハウジング４１ａの外部へ排出するための通路である。具体的には、本実施形態に係るオイル排出通路６０ａは、一例として、その一端が第２オイル通路部５２ａに連通しており、その他端が下部ハウジング４１ａの軸線平行側面４８に開口している。
【００４０】
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。軸受３０とクランク主軸１１との間に供給されたオイルは、軸受構造２０ａの一方の側に配置されたクランクウェブ１２と下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７との間の領域に漏洩するのみならず、軸受構造２０ａの他方の側に配置されたクランクウェブ１２と下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７ａとの間の領域にも漏洩する。
【００４１】
そして、本実施形態によれば、軸受構造２０ａの一方の側に配置されたクランクウェブ１２と下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７との間の領域に漏洩したオイルの一部については、オイル通路５０によって、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に導入して、この導入されたオイルによって、下部軸受３１の背面３４ａを冷却することができる。また、軸受構造２０ａの他方の側に配置されたクランクウェブ１２と下部ハウジング４１ａのウェブ側面４７ａとの間の領域に漏洩したオイルの一部についても、オイル通路５０ａによって、第１凹部４５における下部軸受３１の背面３４ａに対向する部分に導入して、この導入されたオイルによって、下部軸受３１の背面３４ａを冷却することができる。これにより、下部軸受３１の温度を効果的に低下させることができる。
【００４２】
この結果、本実施形態によれば、下部軸受３１とクランク主軸１１との間のオイルの温度を効果的に低下させることができる。これにより、軸受３０とクランク主軸１１との間の最小油膜厚さを効果的に増加させることができるので、クランクシャフト１０の回転時におけるクランク主軸１１の摺動抵抗を効果的に低下させることができる。この結果、エンジン１の燃費を効果的に向上させることができる。また、軸受３０とクランク主軸１１とが局所的に接触することも効果的に抑制することができ、この結果、軸受３０やクランク主軸１１に異常摩耗が生じたり、焼き付きが生じたりすることも効果的に抑制することができる。
【００４３】
なお、本実施形態（図７）において、第１オイル通路部５１及び第１オイル通路部５１ａは、上面視で中央部に対して同じ側（図ではＸ方向側）に配置されているが、これに限定されるものではない。例えば、第１オイル通路部５１及び第１オイル通路部５１ａは、上面視で中央部に対して、互いに異なる側に配置されていてもよい。具体例を挙げると、例えば第１オイル通路部５１が中央部よりもＸ方向側に配置されており、第１オイル通路部５１ａが中央部よりも−Ｘ方向側に配置されていてもよい。この場合、オイル排出通路６０ａは、中央部よりもＸ方向側に配置される。
【００４４】
以上説明した実施形態１，２は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定するものではない。実施形態１，２は、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において、さらなる種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１  エンジン
１０  クランクシャフト
１１  クランク主軸
１２  クランクウェブ
２０，２０ａ  クランクシャフトの軸受構造
３０  軸受
３１  下部軸受
３２  上部軸受
３４ａ，３４ｂ  背面
４０  ハウジング
４１，４１ａ  下部ハウジング
４２  上部ハウジング
４３  上面
４４  下面
４５  第１凹部
４６  第２凹部
４７  ウェブ側面
５０，５０ａ  オイル通路
５１，５１ａ  第１オイル通路部
５２，５２ａ  第２オイル通路部
６０，６０ａ  オイル排出通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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