(57)【要約】【課題】必要に応じて粘性の異なるオイルを用いることができる軸受装置を提供すること。【解決手段】クランクシャフト２の外周面２ａと第一リング３２の内周面３２ａとの間に第一オイル３１を介在させてクランクシャフト２を回転可能に支持する第一ベアリング３と、第一リング３２の外周面３２ｂと第二リング４２の内周面４２ａとの間に第一オイル３１より低粘度の第二オイル４１を介在させ第一ベアリング３を介してクランクシャフト２を回転可能に支持する第二ベアリング４と、クランクシャフト２と第一リング３２の結合及び結合解除を行うクラッチ７とを備えて構成されている。【選択図】図１
2004308810.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸の外周面と第一リングの内周面との間に第一オイルを介在させて前記回転軸を回転可能に支持する第一ベアリングと、
前記第一リングの外周面と第二リングの内周面との間に前記第一オイルより低粘度の第二オイルを介在させ、前記第一ベアリングを介して前記回転軸を回転可能に支持する第二ベアリングと、
前記回転軸と前記第一リングの結合及び結合解除を行う結合手段と、
を備えた軸受装置。
【請求項２】
内燃機関の一部である回転軸を軸受する軸受装置であって、
前記内燃機関が所定温度以下の低温時に前記結合手段により前記回転軸と前記第一リングの結合を行い、前記内燃機関が所定温度より高い高温時に前記結合手段により前記回転軸と前記第一リングの結合を解除すること、
を特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトなどの回転軸を軸受する軸受装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関などに用いられる軸受装置として、特開平６−２３５４２４号公報に記載されるように、軸受面に軸受層を直接形成した軸受において、軸受層の表面に凹凸部を設けたものが知られている。この軸受装置は、軸受層の表面に凹凸部を設けることにより、アイドリング時などの低速・低負荷領域において温度の低下によって油の粘度が大きい時でも、油の引き摺りによるフリクションの増大を防止しようとするものである。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２３５４２４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような軸受装置にあっても、オイル自体の粘性は変わらないので、フリクションを大きく低下させることは困難である。このような対策として、最初から低粘度のオイルを用いることが考えられる。しかしながら、エンジンの回転安定性が低下し、高回転運転で油膜切れするなどの不具合を生ずる。このため、必要に応じてオイルの粘性を変えられることが望ましい。
【０００５】
そこで本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、必要に応じて粘性の異なるオイルを用いて軸受することができる軸受装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係る軸受装置は、回転軸の外周面と第一リングの内周面との間に第一オイルを介在させて回転軸を回転可能に支持する第一ベアリングと、第一リングの外周面と第二リングの内周面との間に第一オイルより低粘度の第二オイルを介在させ、第一ベアリングを介して回転軸を回転可能に支持する第二ベアリングと、回転軸と第一リングの結合及び結合解除を行う結合手段とを備えて構成されている。
【０００７】
この発明によれば、結合手段により回転軸と第一リングを結合することにより、回転軸と第一リングが一体に回転する状態となり、低粘度の第二オイルを介して回転軸を軸受することができる。一方、結合手段により回転軸と第一リングの結合を解除することにより、回転軸に対し第一リングが回転可能な状態となり、第二オイルより高粘度の第一オイルを介して回転軸を軸受することができる。このように、必要に応じて、粘度の異なるオイルを介して回転軸を軸受することができる。
【０００８】
また本発明に係る軸受装置は、内燃機関の一部である回転軸を軸受する軸受装置であって、内燃機関が所定温度以下の低温時に結合手段により回転軸と第一リングの結合を行い、内燃機関が所定温度より高い高温時に結合手段により回転軸と第一リングの結合を解除することを特徴とする。
【０００９】
この発明によれば、内燃機関の冷間始動時などの低温時に回転軸と第一リングを結合して低粘度の第二オイルを介して回転軸の軸受が可能となる。このため、回転軸の回転に際しフリクションを小さくでき、内燃機関の始動を円滑に行える。一方、内燃機関が所定温度より高くなった時に回転軸と第一リングの結合を解除して第二オイルより粘度の高い第一オイル介して回転軸の軸受が行える。このため、フリクションが低すぎてエンジン燃焼量が低下し失火するなどの不具合を防止できる。このように、エンジンの運転状態に応じた適切な軸受が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、説明の便宜上、図面の寸法比率は文章説明のものと必ずしも一致しない。
【００１１】
図１に本実施形態に係るに軸受装置の構成を示す。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る軸受装置１は、回転軸であるクランクシャフト２を軸受する装置である。クランクシャフト２は、車両に搭載される内燃機関の一部を構成する回転部材である。軸受装置１は、クランクシャフト２を回転可能に支持する第一ベアリング３及び第二ベアリング４を備えている。
【００１３】
第一ベアリング３は、クランクシャフト２の外周面２ａと第一リング３２の内周面３２ａとの間に第一オイル３１を介在させてクランクシャフト２を回転可能に支持する流体軸受である。第一オイル３１は、内燃機関の各部に供給される通常の粘度の潤滑油が用いられる。
【００１４】
第一リング３２は、クランクシャフト２を挿通させた状態で配置されるリング体であり、その内周面３２ａとクランクシャフト２の外周面２ａの間に第一オイル３１を供給可能となっている。例えば、クランクシャフト２内の流路２ｂを通じて第一オイル３１が第一リング３２の内周面とクランクシャフト２の外周面の間に供給される。これにより、通常粘度の第一オイル３１を介し第一ベアリング３によってクランクシャフト２を回転可能に支持することができる。
【００１５】
第二ベアリング４は、第一リング３２の外周面３２ｂと第二リング４２の内周面４２ａの間に第二オイル４１を介在させ、第一ベアリング３を介してクランクシャフト２を回転可能に支持する流体軸受である。第二オイル４１は、第一オイル３１より粘度の低い低粘度オイルが用いられる。
【００１６】
第二リング４２は、クランクシャフト２及び第一リング３２を挿通させた状態で配置されるリング体であり、支持部材９に取り付けられ回転しないように支持されている。第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間に第二オイル４１が供給可能となっている。
【００１７】
例えば、第二オイル４１の供給手段としてポンプ５が設けられ、このポンプ５の作動により第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間に第二オイル４１が供給される。これにより、低粘度の第二オイル４１を介し第二ベアリング４によってクランクシャフト２を回転可能に支持することができる。
【００１８】
第二オイル４１は、第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間から流出し、タンク６の戻された後、ポンプ５の作動により再び第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間に供給される。このように、第二オイル４１は、第一オイル３１とは異なる流路で循環している。
【００１９】
第二リング４２と第一リング３２の間にはシール６が配設され、第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間から第二オイル４１が漏出することを防止している。一方、ポンプ５が作動停止することにより、第二オイル４１の供給が停止される。
【００２０】
軸受装置１には、クラッチ７が設けられている。クラッチ７は、クランクシャフト２と第一リング３２の結合及び結合解除を行う結合手段として機能するものであり、例えば第一リング３２をクランクシャフト２の軸方向へ向けて移動させるアクチュエータを備えている。
【００２１】
このアクチュエータとしては、油圧シリンダなどが用いられる。また、クランクシャフト２の外周には、ストッパ２ｃが突設されている。ストッパ２ｃは、第一リング３２をクランクシャフト２に結合する結合手段の一部として機能する。
【００２２】
クラッチ７の作動により、第一リング３２がストッパ２ｃ側へ移動しそのストッパ２ｃに押圧されると、クランクシャフト２と第一リング３２が結合し一体に回転する。一方、第一リング３２の押圧を停止すると、第一リング３２がクランクシャフト２から解放され独立して回転可能となり、結合が解除される。
【００２３】
また、軸受装置１は、ＥＣＵ１０を備えている。ＥＣＵ１０は、軸受装置１の装置全体の制御を行うものであり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを含むコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ１０は、ポンプ５及びクラッチ７に接続され、制御信号をそれぞれに出力する。
【００２４】
次に、本実施形態に係る軸受装置１の動作について説明する。
【００２５】
図２は本実施形態に係る軸受装置１の動作を示すフローチャートである。
【００２６】
本図のＳ１０に示すように、ＥＣＵ１０により内燃機関が所定温度以下の低温であって冷間状態であるか否かが判断される。内燃機関が冷間状態であると判断されたときには、ＥＣＵ１０からクラッチ７に作動制御信号が出力され、クラッチＯＮとされる（Ｓ１２）。
【００２７】
すなわち、図１に示すように、クラッチ７により第一リング３２がストッパ２ｃ側へ移動させられストッパ２ｃに押圧される。これにより、クランクシャフト２と第一リング３２が結合し一体に回転する状態となる。
【００２８】
そして、図２のＳ１４に移行し、低粘度の第二オイル４１の供給が行われる。すなわち、ＥＣＵ１０からポンプ５に作動制御信号が出力されてポンプ５が作動し、第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間に第二オイル４１が供給される。これにより、低粘度の第二オイル４１を介して第二ベアリング４によってクランクシャフト２が回転可能に支持される。
【００２９】
一方、Ｓ１０にて、内燃機関が所定温度より高温であって冷間状態でないと判断されたときには、ＥＣＵ１０からクラッチ７に作動停止の制御信号が出力され、クラッチＯＦＦとされる（Ｓ１６）。
【００３０】
すなわち、図１において、クラッチ７による第一リング３２の押圧が停止され、第一リング３２がクランクシャフト２から解放されて独立して回転可能となり、第一リング３２とクランクシャフト２の結合が解除される。
【００３１】
これにより、通常粘度の第一オイル３１を介し第一ベアリング３によってクランクシャフト２が回転可能に支持される。
【００３２】
そして、図２のＳ１８に移行し、低粘度の第二オイル４１の供給が停止される。すなわち、ＥＣＵ１０からポンプ５に作動停止の制御信号が出力されてポンプ５が作動停止し、第二リング４２の内周面４２ａと第一リング３２の外周面３２ｂとの間への第二オイル４１の供給が停止される。そして、制御処理を終了する。
【００３３】
以上のように、本実施形態に係る軸受装置によれば、クラッチ７によりクランクシャフト２と第一リング３２を結合することにより、クランクシャフト２と第一リング３２が一体に回転し、低粘度の第二オイル４１を介してクランクシャフト２を軸受することができる。一方、クランクシャフト２と第一リング３２の結合を解除することにより、クランクシャフト２に対し独立して第一リング３２が回転可能となり、第二オイル４１より高粘度の第一オイル３１を介してクランクシャフト２を軸受することができる。このように、必要に応じて、粘度の異なるオイルを介してクランクシャフト２を軸受することができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る軸受装置によれば、内燃機関の冷間始動時などの低温時にクランクシャフト２と第一リング３２を結合して低粘度の第二オイル４１を介してクランクシャフト２を軸受することができる。このため、クランクシャフト２の回転に際し、フリクションを小さくでき、内燃機関を円滑に始動することができる。一方、内燃機関が所定温度より高くなった時にクランクシャフト２と第一リング３２の結合を解除して第二オイル４１より粘度の高い第一オイル３１介してクランクシャフト２を軸受することができる。このため、フリクションが低すぎてエンジン燃焼量が低下し失火するなどの不具合を防止できる。このように、エンジンの運転状態に応じた適切な軸受が可能となる。
【００３５】
なお、本実施形態では、クランクシャフト２の軸受を行う軸受装置について説明したが、本発明に係る軸受装置はそのような回転軸の軸受に限られるものではなく、回転軸がクランクシャフト２以外のものの軸受に適用してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、必要に応じて粘性の異なるオイルを用いて軸受できる軸受装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る軸受装置の構成概略図である。
【図２】図１の軸受装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…軸受装置、２…クランクシャフト（回転軸）、３…第一ベアリング、４…第二ベアリング、５…ポンプ、７…クラッチ（結合手段）、３１…第一オイル、３２…第一リング、４１…第二オイル、４２…第二リング。
【図１】
2004308810.tif 000003
【図２】
2004308810.tif 000004