(57)【要約】【課題】内燃機関のコンロッド軸受に送られる潤滑油に伴なう大寸法異物をコンロッド軸受部から排出せずに、コンロッド軸受の内周隙間部への侵入を防ぎ得るコンロッド軸受の提供。【解決手段】少なくとも一方の半円形軸受２４の内周面に、相手側軸受２６との２つの突き合せ端面２４Ａ、２４Ｂのうちの少なくとも一方である端面２４Ａから軸受円周方向中央部に向かって、クランクピン１２内潤滑油路２０の出口２０Ａ位置と一致するように、円周方向溝２４Ｃが形成される。端面２４Ａは、クランクピンの回転方向と同方向を向いている。円周方向溝深さ＝０．１〜０．８ｍｍ。軸受円周方向の溝長＝潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上、最大長さ限界が、端面２４Ａを始点とする軸受円周角４５度に相当する長さ。溝幅＝潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上、最大溝幅限界は、円周方向溝の両側に残る非溝形成軸受内周面の軸線方向幅をいずれも２ｍｍとする。【選択図】図２
2010196871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、クランクピン表面の潤滑油出口から、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのコンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である前記突き合せ端面から軸受円周方向中央部に向かって、前記潤滑油出口の位置と一致するように、円周方向溝が形成されており、
前記一方の突き合せ端面は、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向と同方向を向いた突き合せ端面であり、
前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍであることを特徴とする内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項２】
前記最大溝幅限界が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径と同じである請求項１に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項３】
前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸受内周面の円周方向中央部側から前記突き合せ端面に向かって次第に大きくなされている請求項１または請求項２に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項４】
前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、潤滑油路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝が形成されており、前記軸線方向溝との連通部における前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項５】
前記軸線方向溝が、前記半円形軸受の突き合せ端面に隣接する軸受内周面に形成されたクラッシュリリーフを包含することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項６】
前記円周方向溝および前記軸線方向溝が、前記一対の半円形軸受の両方に、前記コンロッド軸受の軸線を中心として線対称的に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項７】
クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、クランクピン表面の潤滑油出口から、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのコンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である前記突き合せ端面から軸受円周方向中央部に向かって、前記潤滑油出口の位置と一致するように形成された円周方向溝であって、前記一方の突き合せ端面が、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向と同方向を向いた突き合せ端面である前記円周方向溝と、
前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、かつ、潤滑油路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍであり、さらに、
前記軸線方向溝との連通部における前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなされていることを特徴とする内燃機関のコンロッド軸受。
【請求項８】
内燃機関のコンロッドをクランク軸に連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受と、該コンロッド軸受を収容して保持するコンロッド大端部ハウジングとを含むコンロッド軸受装置であり、
前記クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、前記クランク軸の内部潤滑油路を経て、前記クランクピン表面の潤滑油出口から、前記クランクピンを回転自在に支承する前記コンロッド軸受の内周面に供給されるように構成され、
前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方が前記コンロッド大端部ハウジングの前記コンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方が前記コンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、前記上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中央部分が前記コンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受装置において、
前記コンロッド軸受が、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である前記突き合せ端面から軸受円周方向中央部に向かって、前記潤滑油出口の位置と一致するように形成された円周方向溝であって、前記一方の突き合せ端面が、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向と同方向を向いた突き合せ端面である前記円周方向溝と、
前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、かつ、潤滑油路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍであり、さらに、
前記軸線方向溝との連通部における前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなされていることを特徴とする内燃機関のコンロッド軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受に係わり、該コンロッド軸受は一対の半円形軸受から成る。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半円形軸受から成る主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支持される。主軸受に対しては、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口を通じて主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。また、ジャーナル部の直径方向に第１潤滑油路が貫通形成され、この第１潤滑油路の両端開口が前記潤滑油溝と連通し、さらにまた、ジャーナル部の直径方向第１潤滑油路から分岐してクランクアーム部を通る第２潤滑油路が形成され、この第２潤滑油路が、クランクピンの直径方向に貫通形成された第３潤滑油路に連通している。かくして、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口を通じて主軸受の内周面に形成された潤滑油溝内に送り込まれた潤滑油は、第１潤滑油路、第２潤滑油路および第３潤滑油路を経て、第３潤滑油路の端部出口から、クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に供給される。
【０００３】
機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油は、各部分の潤滑油路内に存在する異物を伴う可能性があり、この異物が潤滑油に付随してクランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に送られると、コンロッド軸受の摺動面に損傷を与える危惧がある。クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に進入した異物は、摺動面部分から速やかに外部に排出する必要があると考えられている。
【０００４】
潤滑油に混入する異物対策として、一対の半円形軸受で構成される、クランク軸ジャーナル部を支承する主軸受のうち、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから直接潤滑油の供給を受ける貫通口を有する半円形軸受の内周面全長に亘って円周方向の潤滑油溝と、該潤滑油溝と内周面の周方向端部にて連通し、半円形軸受の幅方向の端部に開口する異物排出のために軸線方向溝を設けて、潤滑油に付随する異物を排出することを企図した提案がある。
【０００５】
前記提案についての考察：
前記のようにクランク軸はジャーナル部の直径方向第１潤滑油路から分岐してクランクアーム部を通る第２潤滑油路が形成され、この第２潤滑油路が、クランクピンの直径方向に貫通形成された第３潤滑油路に連通しているが、第１潤滑油路、第２潤滑油路、第３潤滑油路はドリルによる切削加工にて行なわれるため、クランク軸の内部において、第１潤滑油路と第２潤滑油路との連通部（交差部）や第２潤滑油路と第３潤滑油路の連通部（交差部）にクランク軸材質金属（通常は鋼）が引き伸ばされた扁平形状の大きなバリが残留する場合がある。このバリは、内燃機関運転時の潤滑油流により剪断されると、異物になって潤滑油に混入し、第３潤滑油路のクランクピン表面の出口まで送られる。バリの大きさが、コンロッド軸受の内周面とクランクピン表面との間の軸受隙間よりも大きい場合には、軸受隙間内に入り込めないために、第３潤滑油路のクランクピン表面の出口位置に留まって、コンロッド軸受に対して相対回転するクランクピン表面との間で引きずられながら、コンロッド軸受の内周面を傷つける。この時に、バリに作用する剪断力によりバリが切断されて、軸受隙間に入ることが可能な程度に小さくなるまで、前記バリの引きずりが継続するため、コンロッド軸受の内周面は大きな損傷を受ける。
そこで、前記提案の考え方をコンロッド軸受に適用しようとする場合には、混入する大きな異物を軸受の内周面から排出させるために、極めて大きな断面積の軸線方向溝を軸受の円周方向端部に形成しなければならない。
しかるに、近年の内燃機関では、低燃費化を目的としてオイルポンプの小型化が図られており、軸受摺動面への潤滑油の供給量が過去の内燃機関に比して減少している。前記提案におけるがごとく、異物排出のために大きな断面積の軸線方向溝を形成すると、潤滑油の漏れ量が増大して、軸受摺動面に対する潤滑油の供給不足が起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２７７８３１号公報
【特許文献２】特開２００５−６９２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる技術的背景の下で創案されたものであり、その目的は、内燃機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油に付随する大きなサイズの異物をコンロッド軸受部から排出せずとも、コンロッド軸受の内周隙間部への侵入を防ぐことが可能なコンロッド軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かくして、本発明の第一の観点によれば、以下の内燃機関のコンロッド軸受が提供される。
クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、クランクピン表面の潤滑油出口から、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのコンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である前記突き合せ端面から軸受円周方向中央部に向かって、前記潤滑油出口の位置と一致するように、円周方向溝が形成されており、
前記一方の突き合せ端面は、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向と同方向を向いた突き合せ端面であり、
前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍである内燃機関のコンロッド軸受。
【０００９】
前記コンロッド軸受の第一の実施形態によれば、前記最大溝幅限界が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径と同じである。
【００１０】
前記コンロッド軸受の第二の実施形態によれば、前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸受内周面の円周方向中央部側から前記突き合せ端面に向かって次第に大きくなされる。この構成を採用すると、円周方向溝内の潤滑油の流速が、半円形軸受の円周方向中心部側から突き合せ端面側に向かって緩やかになり、潤滑油に付随する軸受隙間に比べて大きな異物が円周方向溝から逸脱することなく溝内に捕捉された状態で、滞留する。
【００１１】
前記コンロッド軸受の第三の実施形態によれば、前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、潤滑油路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝が形成され、前記軸線方向溝との連通部における前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなされる。この構成によって、軸線方向溝内の潤滑油流速が円周方向溝内のそれよりも大きくなり、軸線方向溝に到達した潤滑油に付随する軸受隙間に侵入可能な小さな異物は速やかに軸線方向溝の外部に排出される。ここで、軸線方向溝の溝断面積とは、一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、突き合せ端面を挟んで両側の半円形軸受に跨って、それらの内周部分を前記両側辺間の全長に亘って切除して形成した溝の内壁面と、この溝が形成されなかった場合の、両半円形軸受の仮想内周面とで画成される溝断面積部分（軸受の軸線に直角に交差する平面と平行な横断面の面積）を意味する。
【００１２】
前記コンロッド軸受の第四の実施形態によれば、前記軸線方向溝が、前記半円形軸受の突き合せ端面に隣接する軸受内周面に形成されたクラッシュリリーフを包含する。従来の半円形軸受においても、クラッシュリリーフを通じて軸線方向外方に向かって潤滑油および異物の排出が行なわれていたが、試験結果によると、大部分の異物がクラッシュリリーフ内に滞留することが判明した。本実施形態では、クラッシュリリーフを包含する軸線方向溝を設けることによって、従来クラッシュリリーフ内に滞留しがちであった異物を円滑に軸受の外部に排出することができる。ここで、「軸線方向溝がクラッシュリリーフを含む」とは、半円形軸受の開放側の両端部（対をなす相手側半円形軸受との突き合せ端部）の肉厚を軸受中央部分の肉厚よりも薄肉にしてクラッシュリリーフを形成するが、このクラッシュリリーフによる減肉量分を超えて軸線方向溝の深さサイズを設定することを意味する。
【００１３】
前記コンロッド軸受の第五の実施形態によれば、前記円周方向溝および前記軸線方向溝が、前記一対の半円形軸受の両方に、前記コンロッド軸受の軸線を中心として線対称的に形成される。この構成によれば、機関作動中、クランクピンの回転に伴ってクランクピンの直径方向貫通孔がコンロッド軸受の円周方向溝と反復連通する回数が、単一円周方向溝の場合に比して増加し、潤滑油と共に円周方向溝および軸線方向溝内を流れる軸受隙間に侵入可能な小さい異物の外部への排出が効率よく行なわれる。クランクピンの直径方向貫通孔がコンロッド軸受の円周方向溝と連通する時に、前記直径方向貫通孔から供給される潤滑油によって円周方向溝内の異物が軸線方向溝に向かって円滑に圧送される。
【００１４】
第六の実施形態に係る前記コンロッド軸受は、一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面の各々から円周方向中央部に向かって、少なくとも前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する軸受円周方向の溝長さを有し、前記潤滑油出口の位置と一致するように形成された２つの円周方向溝と、前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記両突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に形成され、潤滑油路として前記両円周方向溝の各々と連通する２つの軸線方向溝とを有する。
この場合には、クランクピン回転方向とは反対側を向いた前記突き合せ端面側の円周方向溝内の潤滑油の流れに伴なって大きな異物が円周方向中央部側の円周方向溝の浅い領域に送られ易くなるために、前記潤滑油出口と接触してしまう可能性がある。そのため、前記突き合せ端面における円周方向溝深さ／円周方向溝長さ＞０．０２を満たすようにすることが好ましい。このようにすると、突き合せ端面側の円周方向溝の深さが大きく、クランクピンの表面と円周方向溝の底面とが十分に離間するために、楔作用が起き難く、円周方向溝内の流れが緩やかであり、潤滑油圧力が低くなる。円周方向の他方の溝端領域では、クランクピンの表面と円周方向溝の底面とが接近しているため、楔作用により潤滑油圧力が高くなる。この相対的な潤滑油圧力の差が大きいと、クランクピン回転方向とは反対側を向いた前記突き合せ端面側の円周方向溝の溝底面付近で、クランクピンの反回転方向への潤滑油の流れが生じ、この結果、円周方向溝の浅い領域側への大きな異物の移動が抑制されるので円周方向溝内に大きな異物を滞留させることができる。
【００１５】
第七の実施形態に係るコンロッド軸受は、前記両半円形軸受の各々の内周面に、相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面の各々から円周方向中央部に向かって、少なくとも前記潤滑油出口の軸受円周方向径の１／２以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する軸受円周方向の溝長さを有し、前記潤滑油出口の位置と一致するように形成された２つの円周方向溝と、前記両半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記両突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に形成され、潤滑油路として全ての前記円周方向溝の各々と連通する２つの軸線方向溝とを有する。ここでも、第六の実施形態の場合と同じ理由で、前記突き合せ端面における円周方向溝深さ／円周方向溝長さ＞０．０２を満たすようにすることが好ましい。
【００１６】
本発明の第二の観点によれば、以下の内燃機関のコンロッド軸受装置が提供される。
内燃機関のコンロッドをクランク軸に連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受と、該コンロッド軸受を収容して保持するコンロッド大端部ハウジングとを含むコンロッド軸受装置であり、
前記クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、前記クランク軸の内部潤滑油路を経て、前記クランクピン表面の潤滑油出口から、前記クランクピンを回転自在に支承する前記コンロッド軸受の内周面に供給されるように構成され、
前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方が前記コンロッド大端部ハウジングの前記コンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方が前記コンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、前記上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中央部分が前記コンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受装置において、
前記コンロッド軸受が、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である前記突き合せ端面から軸受円周方向中央部に向かって、前記潤滑油出口の位置と一致するように形成された円周方向溝であって、前記一方の突き合せ端面が、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向と同方向を向いた突き合せ端面である前記円周方向溝と、
前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、かつ、潤滑油路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍであり、さらに、
前記軸線方向溝との連通部における前記円周方向溝の溝断面積が、前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなされている内燃機関のコンロッド軸受装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である、コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向前方側の突き合せ端面から円周方向中央部に向かって少なくとも前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する軸受円周方向の溝長さを有し、前記潤滑油出口の位置と一致するように円周方向溝が形成されており、機関作動時に、クランク軸のジャーナル部からクランクピンの直径方向貫通孔に至る内部潤滑油路を経由して送られる潤滑油が、前記直径方向貫通孔からクランクピンとコンロッド軸受との間に供給され、潤滑油に付随する異物と共に、クランクピンの回転方向である一対の半円形軸受の突き合せ端面側に向かって、円周方向溝内を円滑に流れる。
そして、前記円周方向溝は、
溝深さ０．１〜０．８ｍｍを有し、
軸受円周方向の溝長さが、軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、前記潤滑油出口の軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さであり、また、
溝幅が、前記潤滑油出口の軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍである形状を採用したので、クランク軸内の潤滑油路に残留し、潤滑油と共に流動する、軸受隙間寸法（コンロッド軸受内周面とクランクピンとの間の間隔）よりも大きな異物を円周方向溝内に捕捉することができ、また、円周方向溝内に捕捉された異物と前記潤滑油出口との接触が生じ難い形状を採用したので、大きな異物が前記潤滑油出口の端縁部によって軸受隙間に侵入可能な程度に小さく剪断され、あるいはまた、円周方向溝内部から引きずり出されて軸受の内周面を傷つけるような事象を生じさせることなく、周方向溝内に異物を滞留させることができる。このため、軸受の摺動面は損傷を受けない。また、大きな異物を排出するための異物排出路を設ける必要がなく、コンロッド軸受内周面からの潤滑油の漏れ量を大幅に低減化できる。
よって、内燃機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油に付随する大きな異物をコンロッド軸受部から排出することなく軸受の損傷を防ぐという本発明の目的を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部およびクランクピン部でそれぞれ截断した模式図。
【図２】回転するクランクピンと本発明の実施例１に係るコンロッド軸受との関係を示す側面図。
【図３】図２に示すコンロッド軸受の上側半円形軸受の内周面を示す図。
【図４】図２に示すコンロッド軸受の下側半円形軸受の内周面を示す図。
【図５】図２の矢印Ｙで指示した箇所の拡大図。
【図６】本発明の実施例２に係るコンロッド軸受の側面図。
【図７】図６に示すコンロッド軸受の上側半円形軸受の内周面を示す図。
【図８】図６に示すコンロッド軸受の下側半円形軸受の内周面を示す図。
【図９】本発明の実施例２に係る、図５と同様な図。
【図１０】本発明の実施例２に係るコンロッド軸受の寸法関係を示す図。
【図１１】本発明の実施例３に係るコンロッド軸受の側面図。
【図１２】本発明の実施例４に係るコンロッド軸受の側面図。
【図１３】従来品および本発明実施例１〜３の異物捕捉性に関する試験結果を示すグラフ。
【００１９】
以下、添付図面を見ながら本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部およびクランクピン部でそれぞれ截断した模式図であり、ジャーナル１０、クランクピン１２およびコンロッド１４を示す。これら三部材の紙面奥行き方向での位置関係は、ジャーナル１０が紙面の最も奥側にあり、手前側にクランクピン１２があって、クランクピン１２が、他端にピストンを担持するコンロッド１４の大端部ハウジング１６で包囲されている。
ジャーナル１０は、一対の半円形軸受１８Ａ、１８Ｂを介して、内燃機関のシリンダブロック下部に支持されている。図面で上側に位置する半円形軸受１８Ａは、その内周面全長に亘って潤滑油溝１８ａが形成されている。
また、ジャーナル１０は、その直径方向貫通孔１０ａを有し、ジャーナル１０が矢印Ｘ方向に回転すると、貫通孔１０ａの両端開口が交互に潤滑油溝１８ａに連通する。
さらに、ジャーナル１０、図示されないクランクアーム、および、クランクピン１２を貫通して潤滑油路２０が、クランク軸内部に形成されている。
【００２１】
クランクピン１２は、一対の半円形軸受２４、２６を介して、コンロッド１４の大端部ハウジング１６（これは、コンロッド側大端部ハウジング１６Ａとキャップ側大端部ハウジング１６Ｂから成る）に保持されている。半円形軸受２４、２６は、それらの突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てて円筒形のコンロッド軸受２２になされている。図２〜図４に、コンロッド軸受２２を構成する半円形軸受２４、２６の詳細を示す。半円形軸受２４は、その円周方向端面２４Ａ、２４Ｂのうちの一方の端面２４Ａから円周方向中央部に向かって、少なくともクランクピン表面の潤滑油出口２０Ａの軸受円周方向径（ｄ）と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する軸受円周方向の溝長さを有し、潤滑油出口２０Ａの位置と一致するように、円周方向溝２４Ｃが形成されている。また、円周方向溝２４Ｃは、半円形軸受２４の軸線方向長さ（軸線方向両側辺２４ａ、２４ｂ間の長さ）の中央部に位置し、潤滑油出口２０Ａの位置と整合する。
図２において、半円形軸受２４の円周方向溝２４Ｃは、クランクピン１２の回転方向（矢印Ｚ）前方に位置する端面２４Ａ（クランクピンの回転方向と同じ方向を向いた端面）側に形成されている。
【００２２】
本実施例では、半円形軸受２６の円周方向端面２６Ａ、２６Ｂのうち、円周方向端面２６Ｂ側に、前記円周方向溝２４Ｃと同様な円周方向溝２６Ｆを設けている。この円周方向溝２４Ｆは、円周方向端面２４Ａ側の円周方向溝２４Ｃに対して、コンロッド軸受の軸受中心線（すなわち、軸線）を中心として線対称的に円周方向端面２６Ｂ側に形成されている。円周方向溝２６Ｆも、円周方向溝２４Ｃと同様に、半円形軸受２６に対する、クランクピン１２の回転方向前方に位置する端面２６Ｂ側に形成されている。
【００２３】
次に、本実施例に係る構成部材の寸法関係を、以下に示す。
（１）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの幅：潤滑油出口２０Ａの軸受軸線方向径の１／２以上であって、最大溝幅限界は、前記円周方向溝の両側に位置する非溝形成軸受内周面の軸線方向幅がいずれも２ｍｍである。
理由：円周方向溝幅がクランクピンの表面に開口する潤滑油路２０の軸受軸線方向径の１／２であっても、異物はクランクピン回転方向の後方側にあたる側面側から円周方向溝内に排出されるので、円周方向溝内に捕捉できる。また、少なくとも半円形軸受の軸線方向の両端に２ｍｍ以上残して円周方向溝を形成するので、円周方向溝からの異物の逸脱を防ぎ、また、潤滑油の漏れをも防ぐ。円周方向溝幅を潤滑油出口２０Ａの軸受軸線方向径と同等にすると、異物の円周方向溝内からの逸脱を防ぎ、また、潤滑油の漏れをも防ぐ効果がより高まる。
（２）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの深さ：０．１〜０．８ｍｍ。このサイズは、異物サイズと円周方向溝内に捕捉される異物と潤滑油出口２０Ａとの接触を防ぐことを考慮したものである。ただし、軸受の円周方向中央部側の円周方向溝領域における溝の切り上がり部（浅溝領域）を形成する場合には、切り上がり部付近では、深さが０．１ｍｍ未満となるが、少なくとも半円形軸受の円周方向端面から円周方向中央部に向かって少なくとも潤滑油出口２０Ａの軸受周方向長さに相当する周方向長さの範囲では、溝深さを０．１〜０．８ｍｍにする必要がある。また、円周方向溝の幅方向の両端に面取面（傾斜面）を形成してもよいが、この場合も、少なくとも潤滑油出口２０Ａの軸受軸線方向径の１／２以上の範囲では、深さを０．１〜０．８ｍｍにする必要がある。半円形軸受では、一般に、開放側の両端部（対をなす相手側半円形軸受との突き合せ端部）の肉厚を局部的に薄肉となるようなクラッシュリリーフを形成するが、この場合、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの深さは、クラッシュリリーフによる、円周方向中央部の肉厚を基準とする減肉量分を超えて大きくしてもよい。
（３）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの長さ：軸受円周方向中央部側に位置する円周方向溝終端部における前記規定溝深さ値未満の溝領域を除き、潤滑油出口２０Ａの軸受円周方向径と同等以上で、その最大長さ限界が、前記突き合せ端面を始点とする軸受円周角４５度に相当する長さである。この円周角は、異物の捕捉性と半円形軸受２２の円周方向中央部が荷重負荷の最も大きい箇所であることを考慮し、これを避けるように定めた。
（４）クラッシュリリーフ：円周方向端面２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂの軸受内周面側の縁部分のクラッシュリリーフ寸法は、軸受の突き合せ端面から円周方向中央側に向かって延在する円周方向長さ３ｍｍ〜１５ｍｍ、円周方向中央部の肉厚を基準とする減肉量０．０１〜０．０５ｍｍである。
【００２４】
本実施例のコンロッド軸受は、以上のように構成されており、以下、その機能について説明する。
機関作動中、シリンダブロックに設けたオイルギャラリーから、ジャーナル１０を支承する主軸受を構成する一対の半円形軸受１８Ａ、１８Ｂのうち、内周面に潤滑油溝１８ａが形成された半円形軸受１８Ａの壁を貫通して形成された開口を通じて、潤滑油溝１８ａ内に潤滑油が供給される。回転するジャーナル１０に形成された直径方向貫通孔１０ａの両端開口が潤滑油溝１８ａと間欠的に連通するが、その連通時に貫通孔１０ａ内に潤滑油圧が作用し、更には貫通孔１０ａに連通する潤滑油路２０にも潤滑油供給圧力が作用し、クランクピン１２の外周面に存在する潤滑油路２０の潤滑油出口２０Ａから、クランクピン１２とコンロッド軸受２２の間の摺動面部に潤滑油が供給される。しかしながら、クランクピン１２の回転に応じて、潤滑油出口２０Ａが間欠的に円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆに連通する時、それら円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内に多量の潤滑油が流入し、ジャーナル１０に形成された直径方向貫通孔１０ａおよびクランクピン１２の潤滑油路２０内に残留する大きな異物２８が円周方向溝に向かって押し流される（図５）。円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆを流れて、円周方向端面２４Ａ、２４Ｂに達した異物２８は、相手側半円形軸受に円周方向溝が存在しないため、相手側半円形軸受の摺動面部には流入し難く、もっぱら円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内に滞留する。
円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内に捕捉された大きな異物２８は、潤滑油出口２０Ａと接触しないようにしたので、引きずり出されて摺動面を傷つけたり、大きな異物２８が剪断されて小さくなり、摺動面に混入するようなことがない。
大きな異物を円周方向溝内に滞留させることにより、大きな異物の排出路を必要としないため、潤滑油の漏れ量の増加を伴わない。
【００２５】
この場合、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの溝断面積を、内周面の円周方向中央側から突き合せ端面に向かって次第に大きくした構成を採用すると、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内を流れる潤滑油および異物２８の流れが突き合せ端面に向かって緩やかになり、慣性力によって、軸線方向溝を乗り越えて相手側半円形軸受側まで潤滑油と異物が進入するような現象を避けることができる。
【実施例２】
【００２６】
図６において、半円形軸受２４Ｄの円周方向溝２４Ｅは、クランクピン１２の回転方向（矢印Ｚ）前方に位置する端面２４Ｆ側に形成されている。同様に、相手軸受である半円形軸受２６Ｄの円周方向溝２６Ｅは、クランクピン１２の回転方向（矢印Ｚ）前方に位置する端面側に形成されている。
また、半円形軸受２４Ｄの端面２４Ｆ、２４Ｇの軸受内周面側端縁に傾斜面２４Ｈ、２４Ｉが形成されている。半円形軸受２６Ｄも、軸線を中心として、半円形軸受２４Ｄと線対称的に同様な形状になされている。
半円形軸受２４Ｄの傾斜面２４Ｈ、２４Ｉは、半円形軸受２６Ｄの同様な傾斜面と協同して軸線方向溝を形成する（注：半円形軸受２６Ｄに傾斜面が形成されていない場合であっても、傾斜面２４Ｈ、２４Ｉのみで軸線方向溝を形成することができる）。
半円形軸受２４Ｄ、２６Ｄの各傾斜面で形成される軸線方向溝の溝幅（Ｌ１）は２ｍｍ未満、溝深さ（Ｌ２）は０．１〜０．５ｍｍになされる。
軸線方向溝の形成理由：
大きな異物２８以外の潤滑油に付随する（円周方向溝内に滞留させられない軸受隙間に侵入可能な）小さな異物（図示せず）の排出のために、円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅに連通する、前記傾斜面で画成される軸線方向溝を設けてもよい。円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅの溝断面積を、軸線方向溝の溝断面積よりも大きくした構成を採用すると、円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅ内を相対的に緩やかに流れてきた潤滑油および異物の流速が軸線方向溝内で増大して、軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺部（軸受幅方向側辺部）から軸受外部に速やかに排出される。
大きな異物２８は円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅ内に滞留させるのであるから、軸線方向溝の断面積を大きくする必要がなく、潤滑油漏れ量の増加を伴わない。
【実施例３】
【００２７】
実施例２では、クランクピン１２の回転方向である矢印Ｚ側に位置する端面２４Ｆ側のみに円周方向溝２４Ｅが形成された半円形軸受２４Ｄと、クランクピン１２の回転方向である矢印Ｚ側に位置する端面側のみに円周方向溝２６Ｅが形成された半円形軸受２６Ｄとを組み合わせたコンロッド軸受について紹介したが、図１１に示す実施例３（変形例）は、実施例１の場合に比して多少効果は劣るものの、実用上満足できる大きな異物を滞留させる効果を得ることができる。実施例３では、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３０と、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３２とで形成したコンロッド軸受を用いている。ここで、半円形軸受３０、３２は、いずれも、円周方向両端部の内面に、実施例２における円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅと同様な形状の円周方向溝３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、および、実施例２における軸線方向溝と同様な形状の軸線方向溝（図示しない）を有する。本実施例のコンロッド軸受は、クランクピン１２の回転順方向（矢印Ｚ方向）側の軸線方向溝に異物を押し流すための円周方向溝３０Ａ、３２Ｂのみならず、クランクピン１２の反回転方向側の円周方向溝３０Ｂ、３２Ａをも有するので、半円形軸受をコンロッドに組み付ける際に、クランクピン１２の反回転方向側の端面のみに円周方向溝が位置した状態で組み付けられるというような誤りを防ぐことができる。
この場合には、クランクピン回転後方側の円周方向溝内の潤滑油の流れに伴い大きな異物が円周方向中央部側の円周方向溝の浅溝領域に送られ易くなるために、クランクピン１２の表面の潤滑油出口２０Ａと接触してしまう可能性があるため、突き合せ端面における円周方向溝深さ／円周方向溝長さ＞０．０２とすることが好ましい。このようにすると、突合せ端面側の円周方向溝の深さが大きく、クランクピン１２の表面と円周方向溝の底面とが十分に離間するために、楔作用が起き難く円周方向溝内の流れは穏やかであり潤滑油圧力は低くなる。円周方向の他方の端では、クランクピン１２の表面と円周方向溝の底面とが近接しているために楔作用により潤滑油圧力が高くなる。この相対的な潤滑油圧力の差が大きいとクランクピン回転後方側の円周方向溝の溝底面付近では、クランクピンの反回転方向への潤滑油の流れが生じ、この結果、大きな異物の円周方向端への移動が抑制されるので円周方向溝内に大きな異物を滞留させ得ると推測される。
また、半円形軸受３０と半円形軸受３２の両突き合せ端面の対の円周方向溝３０Ａ、３２Ａおよび３０Ｂ、３２Ｂで形成する場合には、各一対の円周方向溝の突合せ部において、少なくとも潤滑油出口の軸受円周方向径に相当する長さで規定される範囲に、溝深さ＝０．１〜０．８ｍｍとなり、円周方向溝深さ／円周溝長さ＞０．０２となるように変更することも可能である。
【実施例４】
【００２８】
図１２に示す実施例４（変形例）では、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３４と、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３６とで形成したコンロッド軸受を用いている。半円形軸受３４は、円周方向溝が形成されていない内周面を有する。半円形軸受３６は、円周方向両端部の内面に、実施例２における円周方向溝２４Ｅ、２６Ｅと同様な形状の円周方向溝３６Ａ、３６Ｂ、および、実施例２における軸線方向溝と同様な形状の軸線方向溝（図示しない）を有する。図１２に示す実施例３は、実施例２の場合に比して多少効果は劣るものの、実用上満足できる異物排出効果を得ることができる。本実施例のコンロッド軸受は、クランクピン１２の回転順方向（矢印Ｚ方向）側の軸線方向溝に異物を押し流すための円周方向溝３６Ｂのみならず、クランクピン１２の反回転方向側の円周方向溝３６Ａをも有するので、半円形軸受をコンロッドに組み付ける際に、クランクピン１２の反回転方向側の端面のみに円周方向溝が位置した状態で組み付けられるというような誤りを防ぐことができる。また、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受を円周方向溝付きの半円形軸受３６とし、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受を円周方向全長に沿う公知の潤滑油溝が形成されていない半円形軸受３４としてもよい。
この場合には、クランクピン回転後方側の円周方向溝内の潤滑油の流れにともない、大きな異物が円周方向中央側の円周方向溝が浅い部分に送られやすくなるために、潤滑油出口２０Ａと接触してしまう可能性がある。このため、突き合せ端面における円周方向溝深さ／円周方向溝長さ＞０．０２を満たすようにすることが好ましい。
【００２９】
コンロッド軸受の異物捕捉性に関する試験
実施例１〜３で示したコンロッド軸受を表１の仕様で用意し、各試験片を以下の試験条件で試験した。表２も参照。
（１）使用エンジン：  Ｖ６ガソリンエンジン
（２）異物サイズ：  ０．５ｍｍ
（３）異物供給方法：  クランクピンの潤滑油路（油穴）内に２つの鉄系材質異物をグリースを用いて付着させた。
（４）ガソリンエンジンを短時間運転した後、コンロッド軸受内周面の状態を、従来品および実施例１〜３について調べた。
【００３０】
【表１】
2010196871.tif 000003
【００３１】
【表２】
2010196871.tif 000004
【００３２】
試験結果
試験結果を図１３に示す。
（１）従来品：  軸受内周面に、８０〜１２０μｍ程度の過大な傷５つが存在した。また、軸受内周面に、異物が埋収されていた。
（２）実施例１，２：  軸受内周面に傷は存在せず、異物の埋収もなかった。
（３）実施例３：  軸受内周面に、５μｍの軽微な傷１つが存在した。また、軸受内周面の異物埋収もなかった。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ジャーナル
１０ａ  ジャーナルの直径方向貫通孔
１２  クランクピン
１４  コンロッド
１６  大端部ハウジング
１６Ａ  コンロッド側大端部ハウジング
１６Ｂ  キャップ側大端部ハウジング
１８Ａ  半円形軸受
１８Ｂ  半円形軸受
１８ａ  潤滑油溝
２０  潤滑油路
２０Ａ  潤滑油出口
２２  コンロッド軸受
２４  半円形軸受
２４Ａ  円周方向端面
２４Ｂ  円周方向端面
２４Ｃ  円周方向溝
２４Ｄ  半円形軸受
２４Ｅ  円周方向溝
２４Ｆ  円周方向端面
２４Ｇ  円周方向端面
２４Ｈ  傾斜面
２４Ｉ  傾斜面
２６  半円形軸受
２６Ａ  円周方向端面
２６Ｂ  円周方向端面
２６Ｄ  半円形軸受
２６Ｅ  円周方向溝
２６Ｆ  円周方向溝
２８  異物
３０  半円形軸受
３０Ａ、３０Ｂ  円周方向溝
３２  半円形軸受
３２Ａ、３２Ｂ  円周方向溝
３４  半円形軸受
３６  半円形軸受
３６Ａ、３６Ｂ  円周方向溝
【図１】
2010196871.tif 000005
【図２】
2010196871.tif 000006
【図３】
2010196871.tif 000007
【図４】
2010196871.tif 000008
【図５】
2010196871.tif 000009
【図６】
2010196871.tif 000010
【図７】
2010196871.tif 000011
【図８】
2010196871.tif 000012
【図９】
2010196871.tif 000013
【図１０】
2010196871.tif 000014
【図１１】
2010196871.tif 000015
【図１２】
2010196871.tif 000016
【図１３】
2010196871.tif 000017