(57)【要約】【課題】軸とすべり軸受との間に混入した異物が軸の外周面やすべり軸受の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大を抑制することのできる軸受装置を提供する。【解決手段】上部メタル３２ａ及び下部メタル３２ｂによりすべり軸受３２が構成されている。このすべり軸受３２によりクランクピン３１が回転可能に支持されている。クランクピン３１にはその外周面に開口してクランクピン３１とすべり軸受３２との間に潤滑油を供給する潤滑油通路３３が形成されるとともに、該潤滑油通路３３の開口３３ａ周囲には軟質層６０が形成される。【選択図】図２
2008190583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
すべり軸受と該すべり軸受により回転可能に支持される軸とを含み、前記軸にその外周面に開口して前記軸と前記すべり軸受との間に潤滑油を供給する潤滑油通路が形成される軸受装置において、
前記潤滑油通路の開口周囲には軟質層が形成される
ことを特徴とする軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受装置において、
前記軟質層は、前記潤滑油通路の開口周囲に軟質材料を圧入することにより形成される
ことを特徴とする軸受装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軸受装置において、
前記軟質層は、前記開口周囲において少なくとも前記軸に対する前記すべり軸受の相対回転方向側に位置する部分に形成される
ことを特徴とする軸受装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受装置において、
前記軸は内燃機関のクランクシャフトに形成されたクランクピンであるとともに、前記すべり軸受は前記内燃機関のコネクティングロッドの大端部に形成された回転支持部に設けられ、前記潤滑油通路は前記クランクピンの外周面において機関膨張行程時に前記すべり軸受との面圧が相対的に低い部分に開口する
ことを特徴とする軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸と該軸を支持するすべり軸受とを含む軸受装置にかかり、詳しくは、軸の外周面に開口して同軸とすべり軸受との間に潤滑油を供給する潤滑油通路が形成された軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸とこれを支持するすべり軸受との回転抵抗を抑制するために、例えば特許文献１に記載されるように、それら軸とすべり軸受との間に潤滑油を供給する軸受構造が提案されている。この軸受構造では、軸にその外周面に開口する潤滑油通路を形成し、その潤滑油通路の開口を介して潤滑油を軸とすべり軸受の間に供給するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３４０２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように、軸とすべり軸受との間に潤滑油を供給することにより、それらの回転抵抗を減少させることができる。ただし、その潤滑油通路の加工時に残存した金属粉等の異物が潤滑油とともに軸とすべり軸受との間に進入することが否定できない。そして、このように異物が軸とすべり軸受との間に進入すると、異物が軸の外周面やすべり軸受の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大が生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸とすべり軸受との間に混入した異物が軸の外周面やすべり軸受の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大を抑制することの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】
【０００５】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、すべり軸受と該すべり軸受により回転可能に支持される軸とを含み、前記軸にその外周面に開口して前記軸と前記すべり軸受との間に潤滑油を供給する潤滑油通路が形成される軸受装置において、前記潤滑油通路の開口周囲には軟質層が形成されることをその要旨とする。
【０００６】
同構成によれば、軸の外周面において潤滑油通路の開口周囲に軟質層が形成されるため、軸とすべり軸受との間に混入した異物をその軟質層に埋収させることにより同異物を捕集することができる。そのため、異物が軸の外周面やすべり軸受の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大を抑制することができるようになる。特に、潤滑油通路の加工時に残留した金属粉等の異物が潤滑油とともに軸とすべり軸受との間に進入する場合には、同異物をその軟質層に早期に埋収させることができるようになる。
【０００７】
なお、その軟質層を形成する方法としては、請求項２に記載されるように、潤滑油通路の開口周囲に軟質材料を圧入することにより形成される、といった方法を採用することができる。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の軸受装置において、前記軟質層は、前記開口周囲において少なくとも前記軸に対する前記すべり軸受の相対回転方向側に位置する部分に形成されることをその要旨とする。
【０００９】
潤滑油通路の潤滑油とともにそれら軸とすべり軸受との間に異物が進入する際、その異物の多くは軸に対するすべり軸受の相対回転方向に沿って移動するようになる。この点、上記構成によれば、開口周囲において少なくとも軸に対するすべり軸受の相対回転方向側に位置する部分に軟質層が形成されるため、潤滑油通路の潤滑油とともに軸とすべり軸受との間に進入した異物をより早期に埋収させることができるようになる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の軸受装置において、前記軸は内燃機関のクランクシャフトに形成されたクランクピンであるとともに、前記すべり軸受は前記内燃機関のコネクティングロッドの大端部に形成された回転支持部に設けられ、前記潤滑油通路は前記クランクピンの外周面において機関膨張行程時に前記すべり軸受との面圧が相対的に低い部分に開口することをその要旨とする。
【００１１】
同構成では、潤滑油通路の開口がクランクピンの外周面においてすべり軸受との面圧が相対的に低い部分に形成されるため、大きな異物を埋収させるために厚い軟質層を形成する場合であっても、同軟質層がすべり軸受との面圧によって変形することに起因するクランクピンの回転性能の悪化を抑制することができるようになる。したがって、上記構成によれば、クランクピンの回転性能を維持しつつ、異物をその軟質層に早期に埋収させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの連結部の軸受装置に適用した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる内燃機関のピストン２０、クランクシャフト３０及びコネクティングロッド１０を示す側面図である。図１に示されるように、コネクティングロッド１０は、挿通孔１０ａを有する小端部１１と、挿通孔１０ｂを有する大端部１２と、これら小端部１１、大端部１２を連結するコラム部１３とによって構成されている。小端部１１の挿通孔１０ａには、環状のブッシュ２２が圧入されており、このブッシュ２２には、内燃機関のピストン２０に設けられたピストンピン２１が挿通されている。そして、大端部１２は、本体部１２ａとベアリングキャップ１２ｂとを備えており、その本体部１２ａは、コラム部１３と一体に形成されるとともに、ベアリングキャップ１２ｂは、図示しないボルトによって本体部１２ａに取着されている。これら本体部１２ａ及びベアリングキャップ１２ｂにより形成された回転支持部の内周には、黄銅からなる上部メタル３２ａ及び下部メタル３２ｂが嵌着されており、これらメタル３２ａ，３２ｂによって半割タイプのすべり軸受３２が構成されている。このすべり軸受３２により、内燃機関のクランクシャフト３０に形成された鋳鉄のクランクピン３１が回転可能に支持されている。なお、これらメタル３２ａ，３２ｂは、すべり軸受３２においてその上端部Ｕ及び下端部Ｄから９０度回転した位置における部分、すなわち、すべり軸受３２の左端部Ｌ及び右端部Ｒで接合している。
【００１３】
こうした構成により、内燃機関の運転中、ピストン２０の往復運動がクランクシャフト３０の回転運動に変換される。なお、この変換の際に、コネクティングロッド１０にはその中心線Ｋに沿った方向の圧縮力及び引張力が作用する。したがって、すべり軸受３２の上端部Ｕ及び下端部Ｄとクランクピン３１との間には相対的に大きな面圧が発生する。特に、すべり軸受３２の上端部Ｕでは、膨張行程時の爆発力がピストン２０からコネクティングロッド１０に伝達されるため、その面圧が極めて大きくなる。
【００１４】
また、クランクシャフト３０の内部には、潤滑油通路３３を形成されており、この潤滑油通路３３からクランクピン３１とすべり軸受３２との間に潤滑油を供給することにより、それらクランクピン３１とすべり軸受３２との回転抵抗を低下させるようにしている。ただし、上述したように、その潤滑油通路の加工時に残存した金属粉等の異物が潤滑油とともにクランクピン３１とすべり軸受３２との間に進入すると、その異物がクランクピン３１の外周面やすべり軸受３２の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大が生じるおそれがある。
【００１５】
そこで、本実施形態では、こうした不都合を好適に抑制する構成を採用するようにしている。以下、この構成について図２及び図３を参照して説明する。
図２に、クランクピン３１とすべり軸受３２との断面図構造を示す。図２に示されるように、クランクピン３１には、内燃機関のオイルポンプの吐出口に接続されるとともに、同クランクピン３１の外周面において開口する潤滑油通路３３が形成されている。オイルポンプによって潤滑油通路３３に圧送された潤滑油が同潤滑油通路３３の開口３３ａを介してクランクピン３１とすべり軸受３２との間に供給されることにより、クランクピン３１とすべり軸受３２との回転抵抗が低減されるようになる。なお、その開口３３ａは、内燃機関の燃焼室における混合気が爆発するときに、すべり軸受３２においてその上端部Ｕから時計回りに所定の角度θ（本実施形態では５０度）回転した部位に対向するように形成されている。
【００１６】
また、本実施形態にかかる軸受装置にあっては、クランクピン３１の表面において開口３３ａの周囲の部分には、ＳｎやＰｂ等、クランクピン３１の材料（鉄系）よりも硬度の低い軟質材料からなる軟質層６０が形成されている。図３に、軟質層６０とクランクピン３１との分解斜視構造を示す。図３に示されるように、略円柱状をなす軟質層６０は、クランクピン３１の表面において開口３３ａの周囲の部分に形成された凹部３４に軟質材料を圧入することにより形成されている。そして、軟質層６０の内部には貫通孔６１が形成されており、軟質層６０がその凹部３４に圧入されたときに、その貫通孔６１は潤滑油通路３３に連通されるようになる。
【００１７】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）クランクピン３１の外周面において潤滑油通路３３の開口３３ａ周囲に軟質層６０を形成することとした。そのため、クランクピン３１とすべり軸受３２との間に混入した異物を軟質層６０に埋収させることによりその異物を捕集することができる。そのため、異物がクランクピン３１の外周面やすべり軸受３２の内周面と接触することに起因する異常摩耗や回転抵抗の増大を抑制することができるようになる。特に、例えば潤滑油通路の加工時に残留した金属粉等の異物が潤滑油とともにクランクピン３１とすべり軸受３２との間に進入する場合には、同異物をその軟質層６０に早期に埋収させることができるようになる。
【００１８】
（２）開口３３ａの周囲において全周に軟質層６０を形成することとした。したがって、例えば開口３３ａの周囲において一部のみに軟質層を形成する場合と比較して、軟質層による異物の埋収性能を向上させることができる。すなわち、潤滑油通路３３の潤滑油とともにそれらクランクピン３１とすべり軸受３２との間に異物が進入する際に、その異物の多くはクランクピン３１に対するすべり軸受３２の相対回転方向に沿って移動するようになる。そのため、上記構成によれば、開口３３ａの周囲においてクランクピン３１に対するすべり軸受３２の相対回転方向側に位置する部分により、潤滑油通路の潤滑油とともにクランクピン３１とすべり軸受３２との間に進入した異物をより早期に埋収させることができるようになる。
【００１９】
（３）潤滑油通路３３の開口３３ａが内燃機関の燃焼室における混合気が爆発するときに、すべり軸受３２の上端部Ｕから時計回りに５０度回転した部位に対向するように形成されることとした。これにより、燃焼室における混合気が爆発し、クランクピン３１とすべり軸受３２の下端部Ｄとの間に相対的に大きな面圧が生じるときに、その開口３３ａはすべり軸受３２の上端部Ｕの近傍に位置する部分、すなわちクランクピン３１との面圧が相対的に低い部分に対向するようになる。潤滑油通路３３の開口がクランクピン３１の外周面においてすべり軸受３２との面圧が相対的に低い部分に形成されるため、大きな異物を埋収させるために厚い軟質層６０を形成する場合であっても、同軟質層６０がすべり軸受３２との面圧によって変形することに起因するクランクピン３１の回転性能の悪化を抑制することができるようになる。したがって、上記構成によれば、クランクピン３１の回転性能を維持しつつ、異物をその軟質層６０に早期に埋収させることができるようになる。
【００２０】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、潤滑油通路３３の開口３３ａを、内燃機関の燃焼室における混合気が爆発するときに、すべり軸受３２の上端部Ｕから時計回りに５０度回転した部位に対向する位置に形成するようにしている。この開口３３ａの形成位置はこれに限らず、クランクピン３１の外周面において機関膨張行程時にすべり軸受３２との面圧が相対的に低いその他の位置に開口３３ａを形成するようにしてもよい。また、クランクシャフト３０の構造上の制限により、開口３３ａを自由に設置することが困難である場合等には、必ずしもクランクピン３１の外周面において機関膨張行程時にすべり軸受３２との面圧が相対的に低い部分に開口するように開口３３ａを形成する必要はない。こうした構成にあっても、異物をその軟質層６０に早期に埋収させることはできる。
【００２１】
・上記実施形態では、開口３３ａの周囲において全周に軟質層６０を形成するようにしているが、開口３３ａの周囲においてクランクピン３１に対するすべり軸受３２の相対回転方向側に位置する部分のみに軟質層を形成することもできる。こうした構成によれば、異物の埋収機能を維持しつつ、軟質層６０の形成面積を極力小さくすることができるようになる。
【００２２】
・上記実施形態では、開口３３ａの周囲に軟質層を形成する方法として、軟質層を開口３３ａの周囲の部分に形成された凹部３４に圧入する方法を採用している。これに限らず、例えば溶射等、他の方法により軟質層を開口３３ａの周囲に形成することもできる。
【００２３】
・上記実施形態では、本発明を内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの連結部の軸受装置に適用した場合を例示した。これに限らず、例えば内燃機関のクランクシャフトとシリンダブロックに形成されてそのクランクシャフトを回転可能に支持するすべり軸受とを含む軸受装置等、他の軸受装置についても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態にかかる内燃機関のピストン、クランクシャフト及びコネクティングロッドを示す側面図。
【図２】同実施形態にかかるクランクピンとすべり軸受との断面図構造を示す断面図。
【図３】同実施形態にかかる軟質層とクランクピンとの分解斜視構造を示す分解斜視図。
【符号の説明】
【００２５】
Ｄ…下端部、Ｌ…左端部、Ｒ…右端部、Ｕ…上端部、１０…コネクティングロッド、１０ａ，１０ｂ…挿通孔、１１…小端部、１２…大端部、１２ａ…本体部、１２ｂ…ベアリングキャップ、１３…コラム部、２０…ピストン、２１…ピストンピン、２２…ブッシュ、３０…クランクシャフト、３１…クランクピン、３２…軸受、３２ａ…上部メタル、３２ｂ…下部メタル、３３…潤滑油通路、３３ａ…開口、３４…凹部、６０…軟質層、６１…貫通孔。
【図１】
2008190583.tif 000003
【図２】
2008190583.tif 000004
【図３】
2008190583.tif 000005