(57)【要約】【課題】メインベアリング、コンロッドベアリングに対して無駄に多くの潤滑油を流すことなく、潤滑油ポンプを無駄に多く回す必要がなく、結果として燃費をよくすることができるディーゼル機関の軸受を提供する。【解決手段】メインベアリング５に対する荷重の低い側の内径を荷重の高い側の内径より小さく形成し、コンロッドベアリング２に対する荷重の低い側の内径を荷重の高い側の内径より小さく形成した。【選択図】図３
2011163213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのクランクジャーナル支持隔壁の下面部とこれに一体的に取り付けられたベアリングキャップとによって形成されるクランクジャーナル部の軸受穴にメインベアリングを取り付け、コンロッド大端部に形成されるクランクピンの軸受穴にコンロッドベアリングを取り付けてなる内燃機関の軸受において、前記メインベアリングの燃焼圧による荷重の低い側の内径を前記荷重の高い側の内径より小さく形成し、前記コンロッドベアリングの前記荷重の低い側の内径を前記荷重の高い側の内径より小さく形成したことを特徴とする内燃機関の軸受。
【請求項２】
前記メインベアリングが前記荷重の低い上側メインベアリングと前記荷重の高い下側メインベアリングとからなり、前記上側メインベアリングの内径と前記クランクジャーナル部の外径との差が、前記下側メインベアリングの内径と前記クランクジャーナル部の外径との差の１／２である請求項１記載の内燃機関の軸受。
【請求項３】
前記コンロッドベアリングが前記荷重の低い下側コンロッドベアリングと前記荷重の高い上側コンロッドベアリングとからなり、前記下側コンロッドベアリングの内径と前記クランクピンの外径との差が、前記上側コンロッドベアリングの内径と前記クランクピンの外径との差の１／２である請求項１記載の内燃機関の軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の軸受に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的なディーゼル機関等の内燃機関は、図８に示すような構造となっている。Ａ部には図９に示すようなコンロッドベアリング２ａが用いられ、Ｂ部には図１０に示すようなメインベアリング５ａが用いられている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２２１１９号公報
【特許文献２】特開２００９−１６７８０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ディーゼル機関においては、最高回転数が低いため、コンロッドベアリング２ａ及びメインベアリング５ａへの荷重は燃焼圧によるものが大きく、慣性力によるものは小さい。そのためコンロッドベアリング２ａでは上側の荷重が大きく、メインベアリング５ａでは下側の荷重が大きい。本来は荷重の大きい方に潤滑油を多く流し，荷重による面圧の高い部分において潤滑油膜を確実に形成し、十分に冷却を行うのが望ましい。
【０００５】
しかしながら、従来はコンロッドベアリング２ａ及びメインベアリング５ａのいずれも上下の内径は同一であるため、荷重が低く潤滑油量が少なくてもよい方にも多量の潤滑油が流れることになる。すなわち荷重の高い方に十分な潤滑油を流すために、荷重の低い方へも無駄に多くの潤滑油を流していた。そのため無駄に多く潤滑油ポンプを回さなければならず、その結果燃費を悪化させていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、メインベアリング、コンロッドベアリングに対して無駄に多くの潤滑油を流すことなく、潤滑油ポンプを無駄に多く回す必要がなく、結果として燃費をよくすることができる内燃機関の軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明の内燃機関の軸受は、シリンダブロックのクランクジャーナル支持隔壁の下面部とこれに一体的に取り付けられたベアリングキャップとによって形成されるクランクジャーナル部の軸受穴にメインベアリングを取り付け、コンロッド大端部に形成されるクランクピンの軸受穴にコンロッドベアリングを取り付けてなる内燃機関の軸受において、前記メインベアリングの燃焼圧による荷重の低い側の内径を前記荷重の高い側の内径より小さく形成し、前記コンロッドベアリングの前記荷重の低い側の内径を前記荷重の高い側の内径より小さく形成したことを特徴とする。
【０００８】
また前記メインベアリングが前記荷重の低い上側メインベアリングと前記荷重の高い下側メインベアリングとからなり、前記上側メインベアリングの内径と前記クランクジャーナル部の外径との差が、前記下側メインベアリングの内径と前記クランクジャーナル部の外径との差の１／２であるのが好ましい。
【０００９】
また前記コンロッドベアリングが前記荷重の低い下側コンロッドベアリングと前記荷重の高い上側コンロッドベアリングとからなり、前記下側コンロッドベアリングの内径と前記クランクピンの外径との差が、前記上側コンロッドベアリングの内径と前記クランクピンの外径との差の１／２であるのが好ましい。
【００１０】
上記構成によれば、上側の荷重が低いメインベアリングでは、クランクジャーナルと上側メインベアリングとの隙間が小さくなって潤滑油量を減らすことができ、下側の荷重が低いコンロッドベアリングでは、クランクピンと下側コンロッドベアリングとの隙間が小さくなって潤滑油量を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、メインベアリング、コンロッドベアリングに対して無駄に多くの潤滑油を流すことなく、潤滑油ポンプを無駄に多く回す必要がなく、結果として燃費をよくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るメインベアリングとコンロッドベアリングを組み込んだディーゼル機関のエンジンの断面図である。
【図２】図２は、クランクシャフトの一部とメインベアリング及びコンロッドベアリングとの関係を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るメインベアリングとクランクジャーナル部との関係を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るコンロッドベアリングとコンロッド大端部及びクランクピンとの関係を示す概略断面図である。
【図５】図５は、コンロッドベアリングにおけるクランクピン軸心の挙動を示す図である。
【図６】図６は、メインベアリングにおけるクランクジャーナル軸心の挙動を示す図である。
【図７】図７は、ベアリングのレモン形のイメージを示す図である。
【図８】図８は、一般的なディーゼル機関のエンジンの断面図である。
【図９】図９は、一般的なコンロッドベアリングを示す図で、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は内側から見た平面図である。
【図１０】図１０は、一般的なメインベアリングを示す図で、（Ａ）は正面図で、（Ｂ）は内側から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１に示すようにディーゼル機関等の内燃機関は、エンジンの爆発圧力により生じたピストン１３の直線往復運動をコンロッド３を介してクランクシャフト４（図２参照）の回転運動に変え、連続した動力を発生するようになっている。なお、図１において、１はシリンダブロック、１２はシリンダヘッド、１４はピストンピン、１５はウォータージャケット、１６は吸気ポート、１７は吸気バルブ、１８はオイルパンである。
【００１５】
図２に示すようにクランクシャフト４は、クランクジャーナル部４１とクランクピン４０とがクランクアーム４２、バランスウェイト４３を介して直列に接続されており、クランクジャーナル部４１がメインベアリング５で支持され、クランクピン４０がコンロッドベアリング２で支持されている。メインベアリング５とコンロッドベアリング２は、すべり軸受からなる。
【００１６】
図３に示すように、シリンダブロック１のクランクジャーナル支持隔壁１０の下面部に半円状のベアリングキャップ１９をボルト（図示せず）で結合して、クランクジャーナル部４１の軸受穴４５が、クランクジャーナル支持隔壁１０の湾曲面１０ａとベアリングキャップ１９の湾曲面１９ａとで形成されている。
【００１７】
メインベアリング５は、半割円筒状の上側メインベアリング５０と半割円筒状の下側メインベアリング５１とを突き合わせて構成される。上側メインベアリング５０がクランクジャーナル支持隔壁１０の湾曲面１０ａに一体的に取り付けられ、下側メインベアリング５１がベアリングキャップ１９の湾曲面１９ａに一体的に取り付けられて、クランクジャーナル部４１がメインベアリング５によって回転自在に支持されている。上側メインベアリング５０には、径方向にオイル供給穴５２が開けられると共に内側に環状のオイル溝５３が形成されている。
【００１８】
図４に示すように、コンロッド大端部３０の半円部に半円状のベアリングキャップ３１をボルト３２、ナット３３で結合して、クランクピン４０の軸受穴４６が、コンロッド大端部３０の湾曲面３０ａとベアリングキャップ３１の湾曲面３１ａとで形成されている。
【００１９】
コンロッドベアリング２も、半割円筒状の上側コンロッドベアリング２０と半割円筒状の下側コンロッドベアリング２１とを突き合わせて構成される。上側コンロッドベアリング２０がコンロッド大端部３０の湾曲面３０ａに一体的に取り付けられ、下側コンロッドベアリング２１がベアリングキャップ３１の湾曲面３１ａに一体的に取り付けられて、クランクピン４０がコンロッドベアリング２によって回転自在に支持されている。
【００２０】
図３に示すように、メインベアリング５は、上側メインベアリング５０の内径が下側メインベアリング５１の内径より小さく形成されている。また図４に示すように、コンロッドベアリング２は、下側コンロッドベアリング２１の内径が上側コンロッドベアリング２０の内径より小さく形成されている。図３及び図４では、互いの内径の差を説明の便宜のため極端に実際より大きくしている。
【００２１】
また図２に示すようにクランクシャフト４には、その内部にクランクジャーナル部４１の径方向に延びるオイル穴４１ａが形成され、このオイル穴４１ａよりクランクピン４０に向けて斜めに延びるオイル穴４４が形成されている。図示しないオイルギャラリーからクランクジャーナル支持隔壁１０に形成されたオイル通路１１より潤滑油が上側メインベアリング５０のオイル供給穴５２及びオイル溝５３を介してメインベアリング５とクランクジャーナル部４１との間に供給され、さらに潤滑油がオイル穴４４を介してコンロッドベアリング２とクランクピン４０との間に供給され、油膜が形成される。
【００２２】
ところで、ベアリングへの潤滑油流入量（＝潤滑油流出量）Ｑは、軸とベアリングの隙間面積に比例するので、上側ベアリング若しくは下側ベアリングからの潤滑油流出量Ｑは、次式のようになる。
Ｑ＝Ｋ×π×Ｄ１×{（Ｄ２―Ｄ１）／２}
ここでＫ；比例定数
π；円周率
Ｄ１；軸外径（単位ｍｍ、以下同じ）
Ｄ２；ベアリング内径（単位ｍｍ、以下同じ）
【００２３】
軸外径Ｄ１は一定なので、ベアリング内径Ｄ２を上下のベアリングで変えれば、ベアリングへの潤滑油流入量（＝潤滑油流出量）Ｑを、上下のベアリングで変えることができる。
【００２４】
そこで荷重の低い側の下側コンロッドベアリング２１の内径Ｄ２を、荷重の高い側の上側コンロッドベアリング２０の内径Ｄ２より小さくすることで、荷重の低い側の潤滑油量を減らすことができる。また荷重の低い側の上側メインベアリング５０の内径Ｄ２を、荷重の高い側の下側メインベアリング５１の内径Ｄ２より小さくすることで、荷重の低い側の潤滑油量を減らすことができる。
【００２５】
なお、従来は隙間が
ベアリング内径Ｄ２−軸外径Ｄ１≒軸外径Ｄ１／１０００
となっている。
【００２６】
図５は、コンロッドベアリングにおけるクランクピン軸心の挙動を示している。図において、円の中心の交点がコンロッドベアリング２の軸心とクランクピン４０の軸心とが一致していることを示し、外側の円と内側の挙動を示す太線との間Ｓが軸受隙間（油膜厚さ）である。コンロッド３がエンジンの燃焼圧で下方へ押されてコンロッドベアリング２も押されることにより、上側の油膜厚さ（クランクピン４０と上側コンロッドベアリング２０との間の油膜厚さ）が、下側の油膜厚さ（クランクピン４０と下側コンロッドベアリング２１との間の油膜厚さ）に比べて１／２だけ薄くなる。図６は、図５と同様にメインベアリングにおけるクランクジャーナル軸心の挙動を示しており、コンロッド３が下方へ押されることによりクランクピン４０と共にクランクジャーナル部４１が下方へ押されるので、下側の油膜厚さ（クランクジャーナル部４１と下側メインベアリング５１との間の油膜厚さ）が、上側の油膜厚さ（クランクジャーナル部４１と上側メインベアリング５０との間の油膜厚さ）に比べて１／２だけ薄くなる。図５、図６により、荷重の低い側のベアリング内径Ｄ２―軸外径Ｄ１を、荷重の高い側のベアリング内径Ｄ２―軸外径Ｄ１の１／２にするのがよいと判断できる。
【００２７】
このため本実施形態では、荷重の低い上側メインベアリング５０の内径とクランクジャーナル部４１の外径との差を、荷重の高い下側メインベアリング５１の内径とクランクジャーナル部４１の外径との差の１／２にして荷重の低い側の潤滑油量を減らすようにしている。また荷重の低い下側コンロッドベアリング２１の内径とクランクピン４０の外径との差を、荷重の高い上側コンロッドベアリング２０の内径とクランクピン４０の外径との差の１／２にして荷重の低い側の潤滑油量を減らすようにしている。
【００２８】
なお、上下で内径が異なると、境目の段差が気になるところであるが、実際のベアリングの内径は真円ではなく、図７に示すようにレモン形になっている。すなわち、上側ベアリング８ａと下側ベアリング８ｂとで形成されるベアリング穴８ｃは、軸８ｄとの間隙が、軸８ｄの中心軸線Ｘ上から上側ベアリング８ａ、下側ベアリング８ｂの合わせ面Ｙにかけて次第に大きくなるようなレモン形の形状とされる。これはそもそも同一内径でも組み付けばらつきで境目に段差を生じるので、それによる悪影響を避けるためである。このため、ベアリングの内径を上下で変えても問題はない。
【００２９】
このように本発明によれば、メインベアリング５の燃焼圧による荷重の低い側の上側メインベアリング５０の内径を荷重の高い側の下側メインベアリング５１の内径より小さく形成し、上側メインベアリング５０とクランクジャーナル部４１との隙間Ｓ１を下側メインベアリング５１とクランクジャーナル部４１との隙間Ｓ２より小さくして、上側メインベアリング５０に流れる潤滑油量を減らすことができる。同様にコンロッドベアリング２の燃焼圧による荷重の低い側の下側コンロッドベアリング２１の内径を荷重の高い上側コンロッドベアリング２０の内径より小さく形成し、下側コンロッドベアリング２１とクランクピン４０との隙間Ｓ４を上側コンロッドベアリング２０とクランクピン４０との隙間Ｓ３より小さくして、下側コンロッドベアリング２１に流れる潤滑油量を減らすことができる。
【００３０】
以上、本発明によればごく簡単に、しかも信頼性上も問題なく、すべり軸受（コンロッドベアリング、メインベアリング）への潤滑油量を減らすことができる。これにより潤滑油ポンプを無駄に多く回す必要がなくなり、結果として燃費をよくすることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１  シリンダブロック
２  コンロッドベアリング
３  コンロッド
４  クランクシャフト
５  メインベアリング
１０  クランクジャーナル支持隔壁
１９  ベアリングキャップ
１０ａ，１９ａ  湾曲面
２０  上側コンロッドベアリング
２１  下側コンロッドベアリング
３０  コンロッド大端部
３０ａ  湾曲面
３１  ベアリングキャップ
３１ａ  湾曲面
４０  クランクピン
４１  クランクジャーナル部
４５，４６  軸受穴
５０  上側メインベアリング
５１  下側メインベアリング
【図１】
2011163213.tif 000003
【図２】
2011163213.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011163213.tif 000007
【図６】
2011163213.tif 000008
【図７】
2011163213.tif 000009
【図８】
2011163213.tif 000010
【図９】
2011163213.tif 000011
【図１０】
2011163213.tif 000012