(57)【要約】【課題】軸部材に供給される潤滑油の油量を低減することができる軸受機構を提供する。【解決手段】軸径寸法が軸線方向両側部位の軸径寸法よりも大きくなるように設けられた摺動部２ｂを有するクランクジャーナル２ａと、摺動部２ｂを回転可能に支持する軸受３と、軸受３が配置され、潤滑油５を貯溜することが可能であり、摺動部２ｂの少なくとも一部を油没させるように受け入れる油没溝２２が形成されたハウジング４と、を具備した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸径寸法が軸線方向両側部位の軸径寸法よりも大きくなるように設けられた摺動部を有する軸部材と、
前記摺動部を回転可能に支持する軸受と、
前記軸受が配置され、潤滑油を貯溜することが可能であり、前記摺動部の少なくとも一部を油没させるように受け入れる油没溝が形成されたハウジングと、
を具備する軸受機構。
【請求項２】
前記摺動部の軸線方向両側部位は、
前記軸部材の外周に亘って形成された溝状とされている、
請求項１に記載の軸受機構。
【請求項３】
前記油没溝は、
前記軸受が配置される配置部と、
前記配置部の軸線方向両端側に形成され、前記摺動部と前記軸受との間に供給される潤滑油を貯める貯溜部と、
を具備する、
請求項１又は請求項２に記載の軸受機構。
【請求項４】
前記貯溜部は、
前記配置部よりも深溝状とされている、
請求項３に記載の軸受機構。
【請求項５】
前記摺動部に前記潤滑油を供給する油路を具備する、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の軸受機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部材を回転可能に支持する軸受機構の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸部材を回転可能に支持する軸受の内周面に、潤滑油の油溜まりを形成した軸受機構の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。
【０００３】
特許文献１に記載のベアリングブッシュは、ピストンピンを支持する当該ベアリングブッシュの孔表面に、全周の少なくとも一部に亘って延在する溝を形成した構成とされている。
【０００４】
このように構成されたベアリングブッシュにおいては、孔表面に形成された溝がオイルを捕集し、かつ滞留させるオイルリザーバーとして働き、油膜切れによる焼き付きや摩耗損傷を抑制することができる。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、前記溝がベアリングブッシュに形成されているので、滞留可能なオイルの量が限定され、多量のオイルを滞留させ難いことが考えられる。したがって、油膜が切れないように、ピストンピンのベアリングブッシュに対する摺動部に頻繁にオイルを供給する必要があり、供給されるオイルの油量が増大するおそれがある点で不利であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５７８１０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、軸部材に供給される潤滑油の油量を低減することができる軸受機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１においては、軸径寸法が軸線方向両側部位の軸径寸法よりも大きくなるように設けられた摺動部を有する軸部材と、前記摺動部を回転可能に支持する軸受と、前記軸受が配置され、潤滑油を貯溜することが可能であり、前記摺動部の少なくとも一部を油没させるように受け入れる油没溝が形成されたハウジングと、を具備するものである。
【００１０】
請求項２においては、前記摺動部の軸線方向両側部位は、前記軸部材の外周に亘って形成された溝状とされているものである。
【００１１】
請求項３においては、前記油没溝は、前記軸受が配置される配置部と、前記配置部の軸線方向両端側に形成され、前記摺動部と前記軸受との間に供給される潤滑油を貯める貯溜部と、を具備するものである。
【００１２】
請求項４においては、前記貯溜部は、前記配置部よりも深溝状とされているものである。
【００１３】
請求項５においては、前記摺動部に前記潤滑油を供給する油路を具備するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１５】
請求項１においては、軸部材に供給される潤滑油の油量を低減することができる。
【００１６】
請求項２においては、軸部材の強度を確保し易い構成とすることができる。
【００１７】
請求項３においては、多くの潤滑油を貯めることができる。
【００１８】
請求項４においては、より多くの潤滑油を貯めることができる。
【００１９】
請求項５においては、油路を介して摺動部に潤滑油を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る軸受機構の構成を示した正面断面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。
【００２２】
まず、図１から図３までを用いて、本発明の一実施形態に係る軸受機構１の構成について説明する。
【００２３】
軸受機構１は、軸部材を回転可能に支持するものである。当該軸受機構１は、内燃機関（エンジン）等に適用される。軸受機構１は、クランクシャフト２と、軸受３と、ハウジング４と、を具備する。
【００２４】
クランクシャフト２は、ピストンの往復運動を軸回りの回転運動に変換するためのものである。クランクシャフト２は、主としてクランクジャーナル２ａ、図示せぬクランクピン及び図示せぬクランクアームを具備する。
【００２５】
クランクジャーナル２ａは、クランクシャフト２の回転軸を構成するものである。当該クランクジャーナル２ａは、軸線方向に延びる略円柱状とされている。また、クランクジャーナル２ａは、溝２ｃと摺動部２ｂとを具備する。
【００２６】
溝２ｃは、クランクジャーナル２ａの外周に亘って形成されている。溝２ｃは、軸線方向に間隔を空けて一対、クランクジャーナル２ａに形成されている。
【００２７】
摺動部２ｂは、後述する軸受３に対して摺動する部分である。摺動部２ｂは、クランクジャーナル２ａにおいて軸径方向にフランジ状に突出している。当該摺動部２ｂの外周面は摺動面を構成する。
【００２８】
摺動部２ｂは、軸線方向における当該摺動部２ｂの両側の部位（軸線方向両側部位）に、一対の溝２ｃが形成されることで、クランクジャーナル２ａに形成されている。当該摺動部２ｂは、前記一対の溝２ｃに挟まれるように形成されている。また、摺動部２ｂは、溝２ｃの軸径寸法よりも当該摺動部２ｂの軸径寸法が大きくなるように設けられている。
【００２９】
また、クランクジャーナル２ａにおける溝２ｃを挟んで摺動部２ｂとは反対側の部位（反摺動部側部位２ｄ）と、摺動部２ｂと、は互いに略同径状とされている。換言すれば、クランクジャーナル２ａは、溝２ｃを除いて全体に亘って略同径状とされている。
【００３０】
クランクピンは、ピストン側に設けられたコネクティングロッドに対して回転可能に連結されるものである。クランクアームは、クランクジャーナル２ａに連結され、クランクピンを支持するものである。前記コネクティングロッドによって、クランクピンに伝達されたピストンの往復運動が、クランクアームを介してクランクジャーナル２ａの軸回りの回転運動に変換される。
【００３１】
軸受３は、摺動部２ｂの摺動面に嵌装される円筒状のすべり軸受である。軸受３は、一対の半円筒状軸受（上側軸受３ａ及び下側軸受３ｃ）を具備する。上側軸受３ａと下側軸受３ｃとを向かい合わせに上下に組み合わせることで、円筒状の軸受３が形成される。
【００３２】
軸受３は、内周面が平坦な曲面状とされ、内径寸法が、クランクジャーナル２ａの摺動部２ｂの軸径寸法よりも大きく形成されている。軸受３の内周面と摺動部２ｂの摺動面との間には、潤滑油５が介在するオイルクリアランスが形成される。当該オイルクリアランスに介在する潤滑油５を介して軸受３とクランクジャーナル２ａの摺動部２ｂとが当接する。また、軸受３（上側軸受３ａ）には、厚さ方向に貫通する貫通孔３ｂが設けられている。
【００３３】
ハウジング４は、クランクシャフト２及び軸受３を収容するものである。ハウジング４は、上側ハウジング１０と、当該上側ハウジング１０の下部に固定される下側ハウジング２０とを具備する。
【００３４】
上側ハウジング１０は、下端面に正面視半円弧状に凹む凹部１１が形成されている。当該凹部１１の内周面に、上側軸受３ａが配置される。また、上側ハウジング１０は、クランクジャーナル２ａの摺動部２ｂに潤滑油５を供給する油路１２を具備する。油路１２は、図示せぬ潤滑油供給源から供給される潤滑油５の経路であり、凹部１１の内周面と潤滑油供給源とを連通するように形成されている。
【００３５】
下側ハウジング２０は、上端面に、正面視半円弧状に凹む凹部２１が形成されている。当該凹部２１と、上側ハウジング１０の凹部１１と、が組み合わされることでクランクジャーナル２ａを受け入れる軸孔４ａが形成される。また、下側ハウジング２０は、油没溝２２を具備している。
【００３６】
油没溝２２は、潤滑油５を貯溜することが可能であり、摺動部２ｂの少なくとも一部を油没させるように受け入れるものである。油没溝２２は、下側ハウジング２０の凹部２１の内側に向けて開口するように、当該凹部２１の内周面に形成されている。油没溝２２は、凹部２１の内周面の周方向の全体に亘って形成されている。当該油没溝２２によって、摺動部２ｂの下半部が受け入れられる。油没溝２２は、軸線方向両側（前方側及び後方側）からそれぞれ立ち上がる一対の壁部２５によって軸線方向両側が区画されている。また、油没溝２２は、配置部２３と貯溜部２４とを具備する。
【００３７】
配置部２３は、下側軸受３ｃが配置される部分である。配置部２３は、油没溝２２の軸線方向中央側の底部を構成する。配置部２３における油没溝２２の溝深さ寸法は、少なくとも、下側軸受３ｃの厚さ寸法よりも大きく形成されている。
【００３８】
貯溜部２４は、配置部２３の軸線方向両端側に形成され、摺動部２ｂと軸受３との間に供給される潤滑油５を貯める部分である。貯溜部２４は、溝深さ寸法が、配置部２３の溝深さ寸法よりも大きく形成されている（配置部２３よりも深溝状とされている）。本実施形態においては、貯溜部２４の底部から壁部２５が立ち上がるように形成されている。
【００３９】
貯溜部２４の溝深さ寸法は、潤滑油５の貯溜量の観点や、下側ハウジング２０の強度の観点等から、適宜設定可能である。また、本実施形態においては、貯溜部２４の溝深さ寸法を全体に亘って一定の溝深さ寸法となるように形成している。
【００４０】
図１に示すように、上側ハウジング１０の凹部１１と下側ハウジング２０の配置部２３との間に、上側軸受３ａ及び下側軸受３ｃが介装されてクランクジャーナル２ａの摺動部２ｂが挟み込まれるようにして回転可能に支持される。
【００４１】
また、図２及び図３に示すように、油没溝２２が形成された下側ハウジング２０の凹部２１の内周面は、少なくともクランクジャーナル２ａの摺動部２ｂの摺動面よりも、軸径方向中心側に位置するように形成されている。なお、図２及び図３は、当該軸受機構１の最下端部を示す断面図である。
【００４２】
当該油没溝２２の少なくとも最下端部に、潤滑油５が概ね満たされた状態では、下側ハウジング２０の凹部２１の下端部の内周面（壁部２５の上端面）と、油没溝２２に貯溜された潤滑油５の表面（油面Ｏ）と、が略同高さとなる。上記構成により、当該潤滑油５の油面Ｏが、クランクジャーナル２ａの摺動部２ｂの下端面（摺動面）よりも上側（軸径方向中心側）に位置する。これにより、摺動部２ｂの下端部が、油没溝２２に貯溜された潤滑油５に油没する。
【００４３】
本実施形態においては、一対の壁部２５が、クランクジャーナル２ａに形成された溝２ｃに入り込むように配置される。このように構成することにより、摺動部２ｂを油没溝２２に油没可能としながらも、下側ハウジング２０のコンパクト化を図ることができる。
【００４４】
以下では、上述の如く構成された軸受機構１において、供給された潤滑油５が油没溝２２に貯溜され、当該油没溝２２にクランクジャーナル２ａの摺動部２ｂが油没する様子について説明する。以下の説明では、内燃機関の始動時に、油没溝２２に潤滑油５が貯溜されていない状態であるとする。
【００４５】
内燃機関の始動時、油路１２に潤滑油５が供給される。油路１２に供給された潤滑油５は、上側軸受３ａの貫通孔３ｂを介して、軸受３の内周面側に供給され、摺動部２ｂと軸受３との間に介在される。当該潤滑油５は、クランクジャーナル２ａの回転に伴い、クランクジャーナル２ａの回転方向に流通する。これにより、潤滑油５によって摺動部２ｂと軸受３との間のオイルクリアランスに油膜が形成される。
【００４６】
この際に、重力やクランクジャーナル２ａの回転に伴って下方へと流通する潤滑油５のうち、オイルクリアランスから漏れ落ちたものが、油没溝２２（貯溜部２４）によって受け止められる。潤滑油５が、当該潤滑油５の油面Ｏがクランクジャーナル２ａの摺動部２ｂの下端面よりも上側に位置するように油没溝２２に貯溜されることで、クランクジャーナル２ａの摺動部２ｂが潤滑油５に油没する。なお、上記の説明では、内燃機関の始動時に、油没溝２２に潤滑油５が貯溜されていない状態での態様について説明したが、内燃機関の始動時であっても、油没溝２２に潤滑油５が貯溜されている状態である場合もある。
【００４７】
このように構成することにより、常時、摺動部２ｂと軸受３との間に潤滑油５を供給可能な状態となり、油路１２を介して新たに軸受機構１に供給する潤滑油５の油量を低減することができる。つまり、潤滑油供給源からの軸受機構１への潤滑油５の供給量を減らした場合や、当該軸受機構１への潤滑油５の供給を一時的に停止した場合であっても、貯溜部２４に貯溜された潤滑油５を、摺動部２ｂと軸受３との間のオイルクリアランスに供給可能な構成としているので、潤滑油不足による油膜切れ等を抑制することができる。
【００４８】
また、クランクジャーナル２ａの摺動部２ｂと軸受３との間にはオイルクリアランスが形成されていることから、クランクジャーナル２ａの回転に伴い、ハウジング４の軸孔４ａ（軸受３）の孔中心に対して当該クランクジャーナル２ａの軸心が偏心する。偏心した状態で回転する摺動部２ｂによる引き込み作用によって、貯溜部２４に貯溜された潤滑油５を、オイルクリアランス側に引き込み易い構成とすることができる。
【００４９】
以上の如く、本実施形態に係る軸受機構１は、
軸径寸法が軸線方向両側部位の軸径寸法よりも大きくなるように設けられた摺動部２ｂを有するクランクジャーナル２ａ（軸部材）と、
前記摺動部２ｂを回転可能に支持する軸受３（下側軸受３ｃ）と、
前記軸受３（下側軸受３ｃ）が配置され、潤滑油５を貯溜することが可能であり、前記摺動部２ｂの少なくとも一部を油没させるように受け入れる油没溝２２が形成されたハウジング４（下側ハウジング２０）と、
を具備するものである。
【００５０】
このように構成することにより、クランクジャーナル２ａに供給される潤滑油５の油量を低減することができる。すなわち、クランクジャーナル２ａに形成された摺動部２ｂを、油没溝２２に貯められた潤滑油５に油没させる構成としたことで、常時、摺動部２ｂと下側軸受３ｃとの間に潤滑油５を供給可能な状態となり、油路１２を介して新たに当該軸受機構１に供給する潤滑油５の油量を低減することができる。
【００５１】
また、摺動部２ｂの回転に伴う剪断発熱（摩擦熱）によって昇温された潤滑油５を油没溝２２に貯めて再度、摺動部２ｂと下側軸受３ｃとの間に供給することができる。これにより、油膜を構成する摺動部２ｂと軸受３との間の潤滑油５を早期に昇温させることができ、また、昇温された潤滑油５によってハウジング４（下側ハウジング２０）自体を早期に暖機させることができるので、低温状態において、摺動部２ｂと軸受３との摩擦抵抗が増大するようなことを抑制することができる。
【００５２】
また、前記摺動部２ｂの溝２ｃ（軸線方向両側部位）は、
前記クランクジャーナル２ａの外周に亘って形成された溝状とされているものである。
【００５３】
このように構成することにより、前記クランクジャーナル２ａの強度を確保し易い構成とすることができる。すなわち、摺動部２ｂの軸線方向両側部位を溝状としたことで摺動部２ｂを形成しているので、クランクジャーナル２ａの溝２ｃが形成されていない部位の軸径寸法を確保することができ、クランクジャーナル２ａの強度を確保し易い構成とすることができる。
【００５４】
また、前記油没溝２２は、
前記軸受３（下側軸受３ｃ）が配置される配置部２３と、
前記配置部２３の軸線方向両端側に形成され、前記摺動部２ｂと前記軸受３（下側軸受３ｃ）との間に供給される潤滑油５を貯める貯溜部２４と、
を具備するものである。
【００５５】
このように構成することにより、多くの潤滑油５を貯めることができる。すなわち、前記貯溜部２４が形成されていないものと比べて、多くの潤滑油５を貯めることができる。また、摺動部２ｂと軸受３との間のオイルクリアランスから漏れ落ちた潤滑油５を、貯溜部２４によって油没溝２２に受け入れることができるため、当該油没溝２２における潤滑油５の貯溜を促進することができる。
【００５６】
また、前記貯溜部２４は、
前記配置部２３よりも深溝状とされているものである。
【００５７】
このように構成することにより、より多くの潤滑油５を貯めることができる。
【００５８】
また、当該軸受機構は、
前記摺動部２ｂに前記潤滑油５を供給する油路１２を具備するものである。
【００５９】
このように構成することにより、油没溝２２に潤滑油５が貯溜される前の状態であっても、油路１２を介して摺動部２ｂに潤滑油５を供給することができ、油膜切れを抑制することができる。
【００６０】
なお、本実施形態に係るクランクジャーナル２ａは、本発明に係る軸部材の実施の一形態である。
【００６１】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。
【００６２】
例えば、本実施形態においては、本発明に係る軸受機構１を、クランクジャーナル２ａを回転可能に支持する軸受機構１とした例を示したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明は、その他の軸受機構（例えば、軸受を介してクランクピンを回転可能に支持するコネクティングロッドを具備する軸受機構）に適用することも可能であり、その他種々のシャフト（軸部材）を支持する軸受機構に適用することも可能である。
【００６３】
また、本実施形態においては、油没溝２２を、ハウジング４を構成する下側ハウジング２０のみに設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、ハウジング４を構成する上側ハウジング１０にも油没溝２２を設けることも可能である。
【００６４】
また、本実施形態においては、油路１２を、上側ハウジング１０に設けた例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、油路１２を、クランクジャーナル２ａ（軸部材）を貫通するように形成されたものとすることも可能である。
【００６５】
また、本実施形態においては、クランクジャーナル２ａを、溝２ｃを除いて全体に亘って略同径状とした例を示しているが、本発明はこれに限るものではない。例えば、摺動部２ｂの軸径寸法を、クランクジャーナル２ａにおける溝２ｃの反摺動部側部位２ｄの軸径寸法よりも大きく形成した構成とすることも可能である。
【００６６】
また、本実施形態においては、クランクジャーナル２ａにおいて軸線方向に間隔を空けて一対の溝２ｃを形成することで、当該一対の溝２ｃの間に摺動部２ｂを形成した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、全体に亘って略同径状とされたクランクジャーナル２ａの一部を軸径方向にフランジ状に突出させて摺動部２ｂを形成することも可能である。
【００６７】
また、本実施形態においては、貯溜部２４を、配置部２３よりも深溝状とした例を示したが、本発明はこれに限るものではなく、貯溜部２４の溝深さを配置部２３の溝深さと略同寸法とすることも可能であり、また、貯溜部２４の溝深さを配置部２３の溝深さよりも小さくすることも可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１    軸受機構
２    クランクシャフト
２ａ  クランクジャーナル（軸部材）
２ｂ  摺動部
２ｃ  溝（軸線方向両側部位）
３    軸受
３ａ  上側軸受
３ｃ  下側軸受
４    ハウジング
５    潤滑油
１０  上側ハウジング
２０  下側ハウジング
２２  油没溝
２３  配置部
２４  貯溜部
【図１】
2019044835.tif 000003
【図２】
2019044835.tif 000004
【図３】
2019044835.tif 000005