(57)【要約】【課題】平軸受と転がり軸受とを併用する構造で、転がり軸受側に不必要な油が流れるのを抑制して、抵抗の増加を防止できる内燃機関の軸受給油構造を提供する。【解決手段】平軸受Ｂ＃２〜Ｂ＃４に潤滑油ＬＵを供給する第１の給油通路５と、転がり軸受Ｂ＃１，Ｂ＃５に潤滑油ＬＵを供給する第２の給油通路６とを備えている内燃機関の軸受給油構造であって、前記第２の給油通路６の油圧を、前記第１の給油通路５の油圧もより低くする油圧低減手段７を備えている。この軸受給油構造は、過剰な潤滑油による転がり軸受側の抵抗の増加を防止することができる。よって、平軸受と転がり軸受とを併用した内燃機関に好適である軸受給油構造を提供できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平軸受に潤滑油を供給する第１の給油通路と、転がり軸受に潤滑油を供給する第２の給油通路とを備えている内燃機関の軸受給油構造であって、
前記第２の給油通路の油圧を、前記第１の給油通路の油圧もより低くする油圧低減手段を備えている、ことを特徴とする内燃機関の軸受給油構造。
【請求項２】
前記油圧低減手段は前記第２の給油通路に配備したオリフィスである、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の軸受給油構造。
【請求項３】
前記第２の給油通路が前記第１の給油通路の下流側に接続されている、ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の軸受給油構造。
【請求項４】
前記油圧低減手段は、大気開放して前記潤滑油の油圧を下げる構造と、前記潤滑油を前記転がり軸受へ流すように形成した連通油路とを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の軸受給油構造。
【請求項５】
前記転がり軸受が両端に配置されると共に、前記転がり軸受と平軸受とを交互に配置してある、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の内燃機関の軸受給油構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に適用される軸受への潤滑油の給油構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に適用する軸受給油構造に関しては、例えば特許文献１で開示されている。特許文献１はクランクシャフト両端のジャーナルの少なくとも一方を転がり軸受で支持し、残りのジャーナルを平軸受（滑り軸受）とした構造について提案している。このような構造を採用すると、端部側のジャーナルの偏磨耗を防止でき、また転がり軸受への給油は不要あるいは細くできるので、使用するオイルポンプの吐出量の低減を図ることもできる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１で提案する平軸受と転がり軸受とを併用する構造は、平軸受だけを採用する構造と比較して潤滑油を低減できるという利点がある。そして、同文献１には、転がり軸受には潤滑油を供給しない構造を採用してもよいし、潤滑油を供給する場合であっても平軸受に接続したメイン給油通路から分岐した細い給油通路によって転がり軸受への給油を行うことが開示されている。
【０００５】
上記のように転がり軸受への給油通路を細くしているのは、潤滑油の補給を殆ど必要としない転がり軸受への給油を絞るためである。しかしながら、一般に内燃機関ではクランク軸の軸受に潤滑油を供給している給油通路は、他の駆動部分にも潤滑油を供給できるように形成されており高い油圧となっている。また、平軸受けのクリアランスが小さいのに対して、転がり軸受の給油開口は開放状態に近い。よって、同一の給油通路で平軸受と転がり軸受とに給油をすると、転がり軸受への油量を低減するため上記のように給油通路を細く形成してあっても、高い油圧のため転がり軸受に必要以上の潤滑油が流込んでしまう。その一方で、平軸受への潤滑油が不足する場合には大きなオイルポンプが必要になる。
【０００６】
さらに、上記のように転がり軸受に不必要な潤滑油が流込むと、転がりを促進するように配置してあるニードル（ころ）、ボール（玉）等の転動体の間に存在する空間を埋めるように潤滑油が溜まってしまう。このように転動体の周囲に溜まった潤滑油は抵抗（フリクション）増加の要因となる。その結果、転がり軸受の回転に障害となる。すなわち、転がり軸受は、必要以上の潤滑油によって機能が低下してしまう。
【０００７】
なお、特許文献１では転がり軸受に潤滑油を供給しない構造についても開示している。しかし、内燃機関の高負荷、高速回転時にはクランク軸などを支持する軸受から多量の熱、摩擦が発生する。よって、転がり軸受であっても焼付きの危険度があるので潤滑油を供給する構造を設けておくことが望ましい。
【０００８】
本発明は、上述した従来の課題を解決するために成されたもので、平軸受と転がり軸受とを併用する構造で、転がり軸受側に不必要な油が流れるのを抑制して、抵抗（フリクション）の増加を防止できる内燃機関の軸受給油構造を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、平軸受に潤滑油を供給する第１の給油通路と、転がり軸受に潤滑油を供給する第２の給油通路とを備えている内燃機関の軸受給油構造であって、前記第２の給油通路の油圧を、前記第１の給油通路の油圧もより低くする油圧低減手段を備えている、ことを特徴とする内燃機関の軸受給油構造によって達成される。
【００１０】
本発明によると、潤滑油が流込み易い転がり軸受側に潤滑油を供給する第２の給油通路に油圧低減手段が配置されているので、不要な潤滑油が転がり軸受側に流込むのを抑制できる。したがって、過剰な潤滑油による転がり軸受側の抵抗の増加を防止することができる。よって、平軸受と転がり軸受とを併用した内燃機関に好適である軸受給油構造を提供できる。また、この構造では、潤滑油が効率良く利用されることになるので、オイルポンプなどの周辺構成を小型、簡素化してコストの低減を図ることもできる。
【００１１】
そして、前記油圧低減手段は前記第２の給油通路に配備したオリフィスとすることができる。この場合には簡単な構造で第２の給油通路側の油圧を低減できる。
【００１２】
また、前記第２の給油通路が前記第１の給油通路の下流側に接続されている構造を採用してもよい。この場合には、第１の給油通路で減圧された潤滑油を利用することになるので、より確実に第２の給油通路側の油圧を低減できる。
【００１３】
また、前記油圧低減手段は、大気開放して前記潤滑油の油圧を下げる構造と、前記潤滑油を前記転がり軸受へ流すように形成した連通油路とを含む構成としてもよい。この場合には、より簡単な構成で第２の給油通路側の油圧を低減できる。
【００１４】
そして、前記転がり軸受が両端に配置されると共に、前記転がり軸受と平軸受とを交互に配置してある軸受給油構造とすれば、クランク軸等を安定して支持する軸受にすることもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、平軸受と転がり軸受とを併用する構造で、転がり軸受側に不必要な油が流れるのを抑制して、抵抗の増加を防止できる内燃機関の軸受給油構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係るについて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、実施例１に係る軸受給油構造を模式的に示した図である。この軸受給油構造は、内燃機関のクランク軸周辺に潤滑油を供給する場合について示している。但し、この図１は、発明の理解を容易とするため、クランク軸自体の図示を省略している。また、クランク軸を支持する各軸受の向きを９０度回転させて、軸受の開口が見える姿勢で図示している。
【００１８】
シリンダブロック１の下部に設けたオイルパン２内に潤滑油ＬＵが貯留されている。潤滑油ＬＵはオイルポンプ３、オイルフィルタ４を介して、高い油圧で主給油通路（第１の給油通路）５に供給されている。なお、この主給油通路５はオイルフィルタ直後で分岐されており、上部に位置している図示しないカムシャフト側にも潤滑油ＬＵを供給している。
【００１９】
シリンダブロック１内には、図示しないクランク軸を支持する５個の軸受Ｂ＃１〜Ｂ＃５が配置されている。ここで、両端の第１の軸受Ｂ＃１及び第５の軸受Ｂ＃５は転がり軸受、これらの間にある第２から第４の軸受Ｂ＃２〜Ｂ＃４は平軸受とされている。
【００２０】
第２から第４の軸受Ｂ＃２〜Ｂ＃４は主給油通路５に接続されており、高圧の潤滑油ＬＵがそのまま供給されて十分な油量が確保されている。これに対して、転がり軸受とされている第１の軸受Ｂ＃１及び第５の軸受Ｂ＃５には、主給油通路５の上流側で分岐した分岐給油通路（第２の給油通路）６が接続されている。この分岐給油通路６の上流側には油圧低減手段となるオリフィス７が配備されている。オリフィス７は流路の内径が縮小して形成されているので、潤滑油ＬＵは堰き止められた状態となる。オリフィス７側に流込んだ潤滑油ＬＵは流速が増大して下流側の油圧が低下する。よって、主給油通路５側については高い油圧を維持しつつ、第１の軸受Ｂ＃１及び第５の軸受Ｂ＃５へ供給する潤滑油ＬＵの油量を減少させることができる。
【００２１】
上記分岐給油通路６については、主給油通路５よりも細い管路を採用することが好ましい。この分岐給油通路６の内径やオリフィス７の内径を適宜に調整することで、第１の軸受Ｂ＃１及び第５の軸受Ｂ＃５に供給する潤滑油ＬＵを所望の油量とすればよい。
【００２２】
図２及び図３は、上記構成を備えた軸受給油構造による効果を説明するために示した図である。図２は、図１と同じ軸受構成で、全ての軸受に油圧が高い主給油通路５を接続した場合について示している。平軸受（Ｂ＃２〜Ｂ＃４）はクリアランスが小さく潤滑油が入り難い、これに対して転がり軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）は内部に空間を有するので多くの潤滑油が流込むことになる。すなわち、図２で示すように転がり軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）側の方が油量が多くなる。よって、上記で指摘したように、過剰な潤滑油により抵抗が増加するという問題を生じる。
【００２３】
さらに、図３は（Ａ）で内燃機関の回転数変化と油圧、（Ｂ）で内燃機関の回転数変化と油量との関係を示している。（Ａ）で示すように内燃機関の回転数増加に応じて潤滑油の油圧は増加する。よって、図２で示したように平軸受と同じ給油通路に転がり軸受を接続しておくと、（Ｂ）で示すように転がり軸受への流量が増加する。これでは、ますます転がり軸受の抵抗が増加することになる。
【００２４】
図４は、転がり軸受の油量と抵抗との関係をまとめて示した図である。この図４は、図３で示したように高圧の給油通路に転がり軸受を接続して、成り行きの油圧としたときに抵抗が増加する様子を示している。ところが、この図で示すように転がり軸受が必要とする油量（必要油量）は極めて少量である。実施例１の軸受給油構造は、このような問題に対処し、転がり軸受の必要油量を超えて抵抗増加の原因となる不要な油量の低減を図ることができる。
【００２５】
実施例１の軸受給油構造は、分岐給油通路６に油圧低減手段となるオリフィス７を配置することで油圧を低減できるので転がり軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）に適量の潤滑油ＬＵを供給できる。図５は、オリフィス径と油圧との関係を説明するために示した図である。（Ａ）で示すようにオイルポンプＰの油圧を一定とし、異なる径のオリフィスを順にセットして、油圧センサＰ１の出力を確認した。この結果を（Ｂ）で示している。オリフィス径を絞ると油圧が減少でき、これにより流量（油量）が低減できることが確認できる。よって、使用するオリフィスを適宜に選択することで、転がり軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）に適量の潤滑油ＬＵを供給するように設計できる。
【００２６】
以上で説明した、軸受給油構造では分岐給油通路６にオリフィス７を配備するという簡単な構造で転がり軸受Ｂ＃１、Ｂ＃５へ必要最小限の潤滑油を供給できる。よって、過剰な潤滑油ＬＵが流込んで転がり軸受の抵抗となり、その機能を低下させるという事態を防止できる。また、給油構造全体としては供給する潤滑油を低減できるので、オイルポンプ４の小型化を図ることもできる。よって、本実施例の軸受給油構造は、従来の構造と比較して小型化、低コスト化を促進できる。
【実施例２】
【００２７】
図６は、実施例２に係る軸受給油構造を模式的に示した図である。同一の部位には同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。本実施例の軸受給油構造では、平軸受（Ｂ＃２〜Ｂ＃４）への潤滑油ＬＵの供給が終わった主給油通路５の下流にオリフィス７を介して分岐給油通路６が接続されている。主給油通路５の下端は上流側より油圧が低下しているので、この構造は油圧をより確実に低減した状態として潤滑油ＬＵを転がり軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）に供給できる。
【実施例３】
【００２８】
図７及び図８は、実施例３について示している。図７は、実施例３に係る軸受給油構造を模式的に示した図である。この図７は、図１と同様にクランク軸の周辺を図示している。但し、この図７では図１では省略していたシリンダブロック１の上部側の構成についても図示してある。また、図８は、第１の軸受Ｂ＃１の周部を拡大して示した図である。
【００２９】
内燃機関は潤滑が必要な駆動部を多く有している。よって、潤滑油が駆動部に行き渡るように給油通路が設計されている。例えば図７で示すように、主給油通路５から分岐された給油通路８は、シリンダブロック１上にセットされたシリンダヘッド１０内に配設されているカムシャフト１５に潤滑油ＬＵを供給する。そして、従来にあってはカムシャフト１１を潤滑した潤滑油ＬＵは、シリンダヘッド１０の上面１１に溜まった状態となり、吸気及び排気バルブを迂回させるように設けた図示しない通路により下方へ落下している。
【００３０】
上記に対して、本実施例３ではシリンダヘッド１０の上面１１に溜まった潤滑油ＬＵを第１の軸受Ｂ＃１及び第５の軸受Ｂ＃５の潤滑に利用する構造が設けられている。この点を図８も参照して説明する。シリンダヘッド１０の上面１１の所定位置に油溜り部１２が複数形成されており、この油溜り部１２と第１の軸受Ｂ＃１とを接続するように連通油路１３が形成されている。なお、この連通油路１３を設けることにより潤滑油ＬＵが流込むので、この連通油路１３の開口の周部が油溜り部１２となる。よって、油溜り部１２は平坦状でよい。ただし、より確実に連通油路１３に潤滑油ＬＵを誘導するため油溜り部１２を凹部状に形成してもよい。他の油溜り部１２と第５の軸受Ｂ＃５とについても同様に形成してある。
【００３１】
本実施例３の場合も第２から第４の軸受Ｂ＃２〜Ｂ＃４については実施例１と同様に、主給油通路５に接続されており高圧の潤滑油ＬＵがそのまま供給されて十分な油量が確保されている。
【００３２】
図７及び図８で示している軸受給油構造では、転がり軸受である軸受Ｂ＃１及び軸受Ｂ＃５に潤滑油ＬＵを供給する給油通路（第２の給油通路）は、給油通路８と連通油路１３とによって構成されることになる。ここで、前述したように給油通路８は、本来、カムシャフト１５に潤滑油ＬＵを供給するために設けたものである。潤滑油ＬＵは高圧でカムシャフト１５へ供給されているが、これを潤滑した後にあっては大気開放され油圧が大気圧まで減圧されてシリンダヘッド１０の上面１１に溜まる。そして、連通油路１３を介して自然落下の状態で潤滑油ＬＵが軸受Ｂ＃１及び軸受Ｂ＃５へ供給される。よって、連通油路１３の径を適度に設定しておくことで、軸受Ｂ＃１及び軸受Ｂ＃５に適量の潤滑油ＬＵを供給できる。
【００３３】
この実施例３では、カムシャフト１５の潤滑を終えて潤滑油ＬＵが落下するときに大気圧状態まで減圧され、連通油路１３を介して軸受Ｂ＃１及び軸受Ｂ＃５へ供給される。実施例１ではオリフィス７が油圧低減手段となっていたが、この実施例３では大気開放して潤滑油の油圧を下げる構造と潤滑油ＬＵを転がり軸受へ流すように形成した連通油路とによって油圧低減手段が構成されることになる。
【００３４】
以上説明した実施例３は潤滑油ＬＵが溜まるシリンダヘッド１０の上面１１とシリンダブロック１内の軸受Ｂ＃１、軸受Ｂ＃５とを結ぶ連通油路１３を設けるという極めて簡単な構造で転がり軸受Ｂ＃１、Ｂ＃５へ必要最小限の潤滑油を供給する。この給油構造は、転がり軸受である軸受Ｂ＃１、軸受Ｂ＃５へ潤滑油を供給するためにオイルポンプの揚力を用いないので使用するポンプの小型化を図ることができる。よって、本実施例の軸受給油構造はさらに小型化、低コスト化を促進できる。
【００３５】
（変形例）
さらに、図９は軸受給油構造の軸受配置についての変形例を示している。この図９は、図１で示した実施例１の変形を示している。実施例１では両端の軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）を転がり軸受としていた。クランク軸は一端がベルト又はチェーン駆動側、他端が変速機連結側であり、プーリやホイール等が取り付けられるので、片寄った負荷が掛かりやすい。よって、両端部に転がり軸受を配備しておくことが好ましいからである。しかし、本発明で提案する軸受給油構造は、このような軸受配置に限るものではない。図９で示すように第３の軸受（Ｂ＃３）についても転がり軸受を採用してもよい。この場合には、両端の軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）と同様にして分岐給油通路６に接続すればよい。このように転がり軸受と平軸受とを交互に配置すると軸受構造全体のバランスが向上するので、クランク軸を安定して支持できるより好ましい軸受構造となる。
【００３６】
但し、図９で示す構造以外、例えば両端の軸受（Ｂ＃１、Ｂ＃５）と第２の軸受（Ｂ＃２）を転がり軸受としてもよい。要するに本発明の軸受給油構造は、必要に応じて配置された平軸受と転がり軸受とを含む構造であって、転がり軸受に必要最小限の潤滑油を供給する構成を含むものであればよい。ここでは、実施例１の変形例について説明したが、他の実施例２、３についても同様であることは言うまでもない。
【００３７】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態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本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例１に係る軸受給油構造を模式的に示した図である
【図２】実施例１の軸受給油構造による効果を説明するために示した図であり、油圧が高い主給油通路に全ての軸受を接続した場合について示した図である。
【図３】実施例１の軸受給油構造による効果を説明するために示した図であり、（Ａ）は内燃機関の回転数変化と油圧、（Ｂ）は内燃機関の回転数変化と油量との関係について示した図である。
【図４】転がり軸受の油量と抵抗との関係をまとめて示した図である。
【図５】オリフィス径と油圧との関係を説明するために示した図あり、（Ａ）はオリフィスを設けた構造で油圧を測定する構成、（Ｂ）はオリフィス径を変更したときの油圧と流量との関係をまとめて示した図である。
【図６】実施例２に係る軸受給油構造を模式的に示した図である。
【図７】実施例３に係る軸受給油構造を模式的に示した図である。
【図８】実施例３に係る軸受給油構造の第１の軸受Ｂ＃１の周部を拡大して示した図である。
【図９】軸受給油構造の軸受配置についての変形例について示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１                            内燃機関のシリンダブロック
２                            オイルパン
３                            オイルポンプ
５                            主給油通路（第１の給油通路）
６                            分岐給油通路（第２の給油通路）
７                            オリフィス（油圧低減手段）
１３                          連通油路
Ｂ＃１〜Ｂ＃５                軸受
Ｂ＃１、（Ｂ＃３）、Ｂ＃５      転がり軸受
Ｂ＃２、（Ｂ＃３）、Ｂ＃４      平軸受
ＬＵ                          潤滑油
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007162921.tif 000009
【図８】
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【図９】
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