(57)【要約】      （修正有）【課題】クランクピン用のすべり軸受の摺動面に潤滑油を供給するための直線状の油孔が形成されながら、この摺動面に供給された潤滑油が外部へ漏出する量を低減することができる軸受装置を提供する。【解決手段】分割型コンロッド６のキャップ側５に組み込まれる半割軸受３の内周面には、円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝９を形成し、周方向溝９は、その凹部の一側内周面が、クランクピン７内部における直線状の油孔８の軸心線方向Ａ２に対向する傾斜面として形成されている。これにより、クランクピン７内部の直線状の油孔８からクランクピン７の外周面に吐出された潤滑油には、直線状の油孔８の軸心線方向Ａ１への慣性力が発生しているが、潤滑油の慣性力が緩和され、潤滑油の慣性力の作用方向にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量を低減することができる。【選択図】図１
2011027133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の半割軸受がロッド側とキャップ側とからなる分割型コンロッドに組み込まれて円筒形状に形成されたすべり軸受が内燃機関のクランクピンを支承する軸受装置であって、前記クランクピン内部に当該クランクピン７の外周面に開口する潤滑油供給路として直線状の油孔を形成すると共に、該直線状の油孔の軸心線が前記クランクピンの軸心線に対して傾斜するように形成した軸受装置において、
少なくとも前記分割型コンロッドのキャップ側に組み込まれる半割軸受の内周面には、円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝を形成し、
前記周方向溝は、その凹部の一側内周面が、前記クランクピン内部における前記直線状の油孔の軸心線方向に対向する傾斜面として形成されていることを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
前記周方向溝は、前記凹部に隣接する２つの凸部頂点間の直線距離Ｌが０．１ｍｍ≦Ｌ≦０．７５ｍｍ、前記凹部の深さＤが２μｍ≦Ｄ≦１２μｍとなるように形成されることを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
【請求項３】
前記周方向溝は、前記凹部に隣接する２つの凸部頂点間の直線距離Ｌに対して前記傾斜面の直線距離Ｌ１が、Ｌ１≦Ｌ×０．３３の関係となるように形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の軸受装置。
【請求項４】
前記周方向溝は、前記凹部が円弧形状に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軸受装置。
【請求項５】
前記分割型コンロッドのロッド側に組み込まれる半割軸受の内周面にも、円周方向に沿って延在する前記複数の凹凸形状の周方向溝を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対の半割軸受がロッド側とキャップ側とからなる分割型コンロッドに組み込まれて円筒形状に形成されたすべり軸受が内燃機関のクランクピンを支承する軸受装置であって、前記クランクピン内部に当該クランクピン７の外周面に開口する潤滑油供給路として直線状の油孔を形成すると共に、該直線状の油孔の軸心線が前記クランクピンの軸心線に対して傾斜するように形成した軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のクランク軸及びクランクピン用の軸受装置には、一対の半割軸受を組み合わせて円筒形状となるすべり軸受が用いられている。このような軸受装置においては、その内部に潤滑油路として、クランク軸の外周面とクランクピンの外周面とを連通するように直線状の油孔を形成し、クランク軸用のすべり軸受に支承されるクランク軸からクランクピン用のすべり軸受に支承されるクランクピンに潤滑油を供給するものが提案されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−１０４７２５号公報（特許文献１）に開示される技術では、図５に示すように、一端がクランク軸２１を直径方向に貫通する油孔２２の一端開口に連通され、他端がクランクピン２３の外周面に開口されることにより、上記した直線状の油孔２４が形成されている。また、クランク軸２１用のすべり軸受２５の上部半割軸受部２５ａの内周面には周方向に延在する油溝２６が形成され、その油溝２６は油供給通路２７と連通している。このため、油供給通路２７から油溝２６内に供給された潤滑油は、クランク軸２１の回転に伴う遠心力によって、クランク軸２１を直径方向に貫通する油孔２２、直線状の油孔２４を介して分割型コンロッド２９内部におけるクランクピン２３の外周面とクランクピン２３用のすべり軸受２８の摺動面に連続的に供給されるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１０４７２５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、近年、内燃機関の軽量化を目的としてオイルポンプの小型化がなされ、すべり軸受の摺動面への潤滑油の供給量が低減される傾向にある。このため、すべり軸受には、摺動面に供給された潤滑油がすべり軸受の軸線方向（幅方向）の端部から外部へ漏出する量を低減できる機能が求められている。
【０００６】
また、近年、内燃機関の高出力化を目的としてクランク軸の高速回転化がなされるが、特許文献１に開示された軸受装置では、図５に示すように、クランク軸２１の外周面とクランクピン２３の外周面とを連通するように直線状の油孔２４が形成されており、直線状の油孔２４内の潤滑油に作用する遠心力が大きくなる傾向にある。このため、直線状の油孔２４からクランクピン２３の外周面に吐出された潤滑油は、図６に示すように、直線状の油孔２４の軸心線方向Ａ３への慣性力が大きくなることにより、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受２８の摺動面に流れ易く、その側の端部から外部へ漏出する量が多くなる。また、クランクピン２３の外周面における直線状の油孔２４の開口位置は、すべり軸受２８の幅方向の中央部に位置するように設計されるが、潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側のすべり軸受２８の摺動面への潤滑油の供給が不十分となり、その側のすべり軸受２８の摺動面において摩耗や焼付が起き易くなっている。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、クランクピン用のすべり軸受の摺動面に潤滑油を供給するための直線状の油孔が形成されながら、この摺動面に供給された潤滑油が外部へ漏出する量を低減することができる軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、請求項１に係る発明について、図面を参照して説明すると、図１及び図２に示すように、一対の半割軸受２，３がロッド側４とキャップ側５とからなる分割型コンロッド６に組み込まれて円筒形状に形成されたすべり軸受１が内燃機関のクランクピン７を支承する軸受装置であって、クランクピン７内部に当該クランクピン７の外周面に開口する潤滑油供給路として直線状の油孔８を形成すると共に、該直線状の油孔８の軸心線Ａ２がクランクピン７の軸心線Ａ１に対して傾斜するように形成した軸受装置において、少なくとも分割型コンロッド６のキャップ側５に組み込まれる半割軸受３の内周面には、円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝９を形成し、周方向溝９は、その凹部９ｂの一側内周面が、クランクピン７内部における直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３に対向する傾斜面として形成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明では、図面を参照して説明すると、図３に示すように、請求項１記載の軸受装置において、周方向溝９は、凹部９ｂに隣接する２つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌが０．１ｍｍ≦Ｌ≦０．７５ｍｍ、凹部９ｂの深さＤが２μｍ≦Ｄ≦１２μｍとなるように形成されることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明では、図面を参照して説明すると、図３に示すように、請求項１記載又は請求項２記載の軸受装置において、周方向溝９は、凹部９ｂに隣接する２つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌに対して傾斜面の直線距離Ｌ１が、Ｌ１≦Ｌ×０．３３の関係となるように形成されることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明では、図面を参照して説明すると、図２に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の軸受装置において、周方向溝９は、前記凹部９ｂが円弧形状に形成されることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明では、図面を参照して説明すると、図１に示すように、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の軸受装置において、分割型コンロッド６のロッド側４に組み込まれる半割軸受２の内周面にも、円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝９を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明においては、分割型コンロッド６のキャップ側５に組み込まれる半割軸受３の内周面には、円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝９を形成し、周方向溝９は、その凹部９ｂの一側内周面が、クランクピン７内部における直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３に対向する傾斜面として形成されている。これにより、クランクピン７内部の直線状の油孔８からクランクピン７の外周面に吐出された潤滑油には、直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３への慣性力が発生しているが、少なくとも分割方コンロッド６のキャップ側５に組み込まれた半割軸受３の内周面には、直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３に対向する傾斜面が凹部９ｂの一側内周面に形成された複数の凹凸形状の周方向溝９を形成するため、潤滑油の慣性力が緩和され、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量を低減することができる。
【００１４】
請求項２に係る発明においては、周方向溝９において、凹部９ｂに隣接する２つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌが０．１ｍｍ≦Ｌ≦０．７５ｍｍ、凹部９ｂの深さＤが２μｍ≦Ｄ≦１２μｍとなるように形成されることが好ましい。これは、周方向溝９の凹部９ｂの内容積が大きいほど、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の慣性力を緩和する効果が高くなるが、周方向溝９の凹部９ｂの内容積を過度に大きくすると、すべり軸受１の摺動面における油膜形成が困難になるためである。
【００１５】
請求項３に係る発明においては、周方向溝９において、凹部９ｂに隣接する２つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌに対して傾斜面の直線距離Ｌ１が、Ｌ１≦Ｌ×０．３３の関係となるように形成されると、凹部９ｂの傾斜面の傾斜によって、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の慣性力を緩和する効果が高くなると共に、周方向溝９内の潤滑油が潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５へ流れ易くなり、潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側のすべり軸受１の摺動面における潤滑性を改善することができる。
【００１６】
請求項４に係る発明においては、周方向溝９の凹部９ｂが円弧形状に形成されると、周方向溝９の凹部９ｂの内容積が大きくなるので、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の慣性力を緩和する効果が高まり、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量を低減するのに好適である。
【００１７】
請求項５に係る発明においては、分割型コンロッド６のロッド側４に組み込まれた半割軸受２の内周面とクランクピン７の外周面との隙間が大きく、その隙間から外部へ潤滑油の漏れが発生し易い仕様の内燃機関の場合、分割型コンロッド６のロッド側４に組み込まれた半割軸受２の内周面にも、直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３に対向する傾斜面が凹部９ｂの一側内周面に形成された複数の凹凸形状の周方向溝９を形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】分割型コンロッドに組み込まれた一対の半割軸受からなるすべり軸受が内燃機関のクランクピンを支承する軸受装置の断面図である。
【図２】本実施形態に係るすべり軸受の内周面に供給された潤滑油の流れを説明するための概念図である。
【図３】本実施形態に係るすべり軸受の内周面の構造を示す断面の拡大図である。
【図４】内燃機関運転時における分割型コンロッドとクランクピンとの関係を示す断面図である。
【図５】クランク軸の潤滑油供給路とクランクピンへの潤滑油供給路との関係を説明するための概念図である。
【図６】従来例を示す図２相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。図１は、分割型コンロッド６に組み込まれた一対の半割軸受２，３からなるすべり軸受１が内燃機関のクランクピン７を支承する軸受装置の断面図であり、図２は、すべり軸受１の内周面に供給された潤滑油の流れを説明するための概念図であり、図３は、すべり軸受１の内周面の構造を示す断面の拡大図であり、図４は、内燃機関運転時における分割型コンロッド６とクランクピン７との関係を示す断面図である。なお、上記した図は、実施形態に係るすべり軸受１の概略図であり、構成、構造等を理解し易くするために各箇所が誇張あるいは省略して描かれている。
【００２０】
図１に示すように、内燃機関のクランクピン７を支承するすべり軸受１は、一対の半割形状２，３がロッド側４とキャップ側５とからなる分割型コンロッド６に組み込まれて円筒形状（図４参照）となるように形成されている。この半割軸受２，３の内周面は、耐焼付性など半割軸受２，３の軸受特性を満足するために、例えば、鋼裏金に銅系合金、アルミニウム合金、錫系合金の摺動材がライニングされており、必要に応じて錫系合金や合成樹脂系のオーバレイが施される。
【００２１】
また、図１に示すように、クランクピン７の内部には、クランクピン７の外周面と半割軸受２，３の内周面との間に潤滑油を供給するための直線状の油孔８が形成されると共に、直線状の油孔８の軸心線Ａ２がクランクピンの軸心線Ａ１に対して傾斜するように形成されている。この直線状の油孔８は、クランク軸（図５参照）及びクランクピン７が固定されたクランクアーム１０を貫通し、一端がクランク軸の外周面に連通され、他端がクランクピン７の外周面における幅方向のほぼ中央部に開口するように形成されている。これにより、クランク軸側の潤滑油は、クランク軸の回転に伴う遠心力によって、直線状の油孔８を介してクランクピン７の外周面とすべり軸受１の内周面との間に連続的に供給されるようになる。なお、半割軸受２，３の厚さは一定とし、すべり軸受１の内周面とクランクピン７の外周面との間における潤滑油供給路のための隙間が一定となるように形成されている。
【００２２】
ところで、本実施形態におけるすべり軸受１を構成する半割軸受２，３の内周面には、図２に示すように、切削加工により円周方向に沿って延在する複数の凹凸形状の周方向溝９が形成され、その周方向溝９の凹部９ａの一側内周面がクランクピン７内部における直線状の油孔８の軸心線方向Ａ３に対向する傾斜面として形成されている。具体的には、図３に示すように、半割軸受２，３の内周面における周方向溝９の断面形状は、隣り合う２つの凸部９ａ頂点と、凸部９ａ頂点間の凹部９ｂとにより構成されるが、凹部９ｂの最深部からの垂直線に対して左右対称ではなく、隣り合う2つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌと凹部９ｂの最深部からの垂直線との交点を基準として、この交点と潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側の凸部９ａ頂点との間の距離（傾斜面の直線距離）Ｌ１と、前記交点と潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側の凸部９ａ頂点との間の距離Ｌ２との関係が、Ｌ１＜Ｌ２（すなわちＬ２＜Ｌ×０．５）となっている。この場合、周方向溝９の凹部９ｂの内周面のうち、凹部９ｂの最深部から潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側の凸部９ａ頂点間の一側内周面が傾斜面であり、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の流れの障壁となるので、図２に示すように、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４だけでなく、潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にも潤滑油の流れが形成されるようになる。これにより、クランクピン７内部の直線状の油孔８からクランクピン７の外周面に吐出された潤滑油には、直線状の油孔７の軸心線方向Ａ３への慣性力が発生しているが、周方向溝９の凹部９ｂの一側内周面に形成された傾斜面の傾斜により潤滑油の慣性力が効率よく緩和され、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量を低減することができる。
【００２３】
さらに、上記した周方向溝９の凹凸形状は、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側の距離（傾斜面の直線距離）Ｌ１と、凹部９ｂと隣り合う2つの凸部９ａ頂点間の直線距離Ｌとの関係を、Ｌ１≦Ｌ×０．３３とすることが好ましい。このように、Ｌ１≦Ｌ×０．３３の範囲で周方向溝９の凹部９ｂの一側内周面に形成された傾斜面を傾斜させると、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の流れの障壁となる効果が高くなり、さらに、周方向溝９の凹部９ｂの他側内周面（凹部９ｂの最深部から潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側の凸部９ａ頂点間の内周面）により周方向溝９内の潤滑油が潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５へ流れ易くなり、潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側のすべり軸受１の摺動面における潤滑性を改善することができる。
【００２４】
なお、半割軸受２，３の内周面に周方向溝９を形成する場合であっても、周方向溝９の凹部９ｂの傾斜面を全く傾斜させなければ（すなわちＬ１とＬ２との関係がＬ１＝Ｌ２）、潤滑油の慣性力が十分に緩和されず、特に、すべり軸受１の摺動面において潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５へ潤滑油が流れ難いので、潤滑油の慣性力の反作用方向Ａ５にあたる側のすべり軸受１の摺動面において摩耗や焼付が起き易い。また、周方向溝９の凹部９ｂの傾斜面を潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４に傾斜させると（すなわちＬ１とＬ２との関係がＬ１＞Ｌ２）、すべり軸受１の摺動面において潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４へ潤滑油が流れ易いので、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量が増加してしまう。
【００２５】
また、上記した周方向溝９の凹部９ｂの形状は、図２及び図３に示すように、円弧（楕円弧）形状に形成されている。このように、周方向溝９の凹部９ｂを円弧形状に形成すると、周方向溝９の凹部９ｂの内容積が大きくなるので、直線状の油孔８から吐出された潤滑油の慣性力を緩和する効果が高まり、潤滑油の慣性力の作用方向Ａ４にあたる側のすべり軸受１の端部から外部へ漏出する量を低減するのに好適である。ただし、周方向溝９の凹部９ｂは円弧形状に限られず、凹凸形状を形成できれば、Ｖ型形状や他の形状で形成されてもよい。
【００２６】
本実施形態において、周方向溝９は、分割型コンロッド６のロッド側４とキャップ側５とに組み込まれた半割軸受２，３のいずれの内周面にも形成されたものを示したが、分割型コンロッド６のキャップ側５に組み込まれた半割軸受３の内周面のみに形成されてもよい。内燃機関運転時には、図４に示すように、分割型コンロッド６のキャップ側５に組み込まれた半割軸受３の内周面とクランクピン７の外周面との隙間が大きく、その隙間から外部へ潤滑油の漏れが発生し易いので、半割形状３の内周面に周方向溝９を形成し、その凹部９ｂの傾斜面を傾斜させることが有効である。一方、分割型コンロッド６のロッド側４に組み込まれた半割軸受２の内周面とクランクピン７の外周面との隙間が小さく、その隙間から外部へ潤滑油の漏れが発生し難い仕様の内燃機関の場合、分割型コンロッド６のロッド側４に組み込まれた半割軸受２の内周面には、必ずしも半割軸受２の内周面に周方向溝９を形成し、その凹部９ｂの傾斜面を傾斜させなくてもよい。
【００２７】
なお、従来の内燃機関のクランクピン用のすべり軸受と同じく、半割軸受２，３の内周面における円周方向の両端部には、局部的に半割軸受２，３の肉厚を薄くするようなリリーフ部を形成してもよい。この場合、半割軸受２，３の内周面におけるリリーフ部にも、周方向溝９を形成し、その凹部９ｂの傾斜面を傾斜させることができる。
【符号の説明】
【００２８】
１  すべり軸受
２，３  半割軸受
４  ロッド側
５  キャップ側
６  分割型コンロッド
７  クランクピン
８  直線状の油孔
９  周方向溝
９ａ  凸部
９ｂ  凹部
１０  クランクアーム
【図１】
2011027133.tif 000003
【図２】
2011027133.tif 000004
【図３】
2011027133.tif 000005
【図４】
2011027133.tif 000006
【図５】
2011027133.tif 000007
【図６】
2011027133.tif 000008