(57)【要約】【課題】この発明は、クランク軸とメインベアリングとの間にオイルを安定的に保持し、潤滑性能や始動性を向上させることを目的とする。【解決手段】クランク軸１８のジャーナル部２０をメインベアリング２２により回転可能に支持する。ジャーナル部２０とメインベアリング２２との摺動面には、潤滑油通路３０及び油孔４０を介してオイルを供給し、このオイルをオイル保持機構４２により保持する。オイル保持機構４２は、油孔４０の軸方向両側でメインベアリング２２の内周面に設けた環状凸部４４と、ジャーナル部２０の外周面に設けた環状凹部４６とを備える。これにより、エンジン１０の停止中には、前記摺動面からオイルが外部に流出するのを防止することができる。従って、再始動時には、始動当初から高い潤滑性能を確保し、フリクションを抑えて始動性を高めることができる。【選択図】図２
2012145198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダを形成する部材であって、クランク軸支持部が設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに設けられ、円柱状のジャーナル部を有するクランク軸と、
外周側が前記シリンダブロックのクランク軸支持部に設けられ、内周側が前記クランク軸のジャーナル部を回転可能に支持するメインベアリングと、
前記シリンダブロックの内部に形成されて前記クランク軸支持部に開口し、前記メインベアリングにオイルを供給する潤滑油通路と、
前記潤滑油通路と連通する位置で前記メインベアリングを径方向に貫通し、前記メインベアリングの内周側に開口した油孔と、
前記クランク軸のジャーナル部と前記メインベアリングとの摺動面に全周にわたって配置され、かつ、前記油孔の軸方向両側に配置された機構であって、前記ジャーナル部の外周側と前記メインベアリングの内周側のうち一方の部位に形成された環状凸部と、他方の部位に形成されて前記環状凸部が挿入される環状凹部とを有するオイル保持機構と、
を備えることを特徴とする内燃機関の軸受装置。
【請求項２】
前記潤滑油通路は、
前記クランク軸の軸方向に沿って伸長し、前記クランク軸の軸方向に間隔をもって配置された複数の前記メインベアリングにオイルを分配するメインホールと、
潤滑油源から前記メインホールにオイルを供給する給油通路と、
前記給油通路の少なくとも一部により構成され、上下方向において前記メインホールよりも高い位置に配置された逆流防止部と、
を備えてなる請求項１に記載の内燃機関の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の軸受装置に係り、特に、クランク軸の軸受部を潤滑する機構を備えた内燃機関の軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば特許文献１（特開平１０−３０４１９号公報）に開示されているように、クランク軸を支持するメインベアリングの内周面に油溝を形成した内燃機関の軸受装置が知られている。従来技術では、この油溝に対して、シリンダブロックに設けられたメインホール（潤滑油通路）からオイルを供給し、クランク軸のジャーナル部とメインベアリングとの間の油膜切れを防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３０４１９号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６０４５号公報
【特許文献３】特開２００８−３８８４０号公報
【特許文献４】実開平４−１１０２１５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、上述した従来技術では、メインベアリングの内周面に油溝を形成し、この油溝にオイルを供給する構成としている。しかし、この構成は、単にオイルを油溝に供給するだけなので、内燃機関の停止時には、クランク軸とメインベアリングとの間にオイルが安定的に滞留せず、両者の摺動面からオイルが流出する虞れがある。このため、従来技術では、内燃機関の再始動時に上記摺動面でオイル不足が生じ、フリクションの増加等を招くという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、クランク軸とメインベアリングとの間にオイルを安定的に保持し、潤滑性能や始動性を向上させることが可能な内燃機関の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】
【０００６】
第１の発明は、内燃機関のシリンダを形成する部材であって、クランク軸支持部が設けられたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックに設けられ、円柱状のジャーナル部を有するクランク軸と、
外周側が前記シリンダブロックのクランク軸支持部に設けられ、内周側が前記クランク軸のジャーナル部を回転可能に支持するメインベアリングと、
前記シリンダブロックの内部に形成されて前記クランク軸支持部に開口し、前記メインベアリングにオイルを供給する潤滑油通路と、
前記潤滑油通路と連通する位置で前記メインベアリングを径方向に貫通し、前記メインベアリングの内周側に開口した油孔と、
前記クランク軸のジャーナル部と前記メインベアリングとの摺動面に全周にわたって配置され、かつ、前記油孔の軸方向両側に配置された機構であって、前記ジャーナル部の外周側と前記メインベアリングの内周側のうち一方の部位に形成された環状凸部と、他方の部位に形成されて前記環状凸部が挿入される環状凹部とを有するオイル保持機構と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
第２の発明によると、前記潤滑油通路は、
前記クランク軸の軸方向に沿って伸長し、前記クランク軸の軸方向に間隔をもって配置された複数の前記メインベアリングにオイルを分配するメインホールと、
潤滑油源から前記メインホールにオイルを供給する給油通路と、
前記給油通路の少なくとも一部により構成され、上下方向において前記メインホールよりも高い位置に配置された逆流防止部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明によれば、内燃機関の停止時には、オイル保持機構によりクランク軸のジャーナル部とメインベアリングとの摺動面にオイルを保持し、このオイルが外部に流出するのを防止することができる。これにより、再始動時には、上記摺動面が十分に潤滑された状態でクランク軸の回転を開始することができ、始動当初から安定した潤滑性能を得ることができる。従って、クランク軸が回転するときのフリクションを低減し、始動性を向上させることができる。
【０００９】
第２の発明によれば、給油通路の少なくとも一部をメインホールよりも高い位置に配置し、この部位により逆流防止部を構成することができる。これにより、内燃機関の停止時には、メインホール内に供給されたオイルが給油通路からオイルパン側に逆流するのを防止し、メインホール内に十分な量のオイルを保持することができる。従って、再始動時には、メインホール内に保持しておいたオイルを個々のメインベアリングに対して速やかに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に適用されるエンジンの構成を説明するための構成図である。
【図２】メインベアリングの近傍を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１及び図２を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に適用されるエンジンの構成を説明するための構成図である。図１に示すように、本実施の形態のシステムは、多気筒型の内燃機関であるエンジン１０を備えており、エンジン１０は、シリンダブロック１２、クランク軸１８、メインベアリング２２等を備えている。なお、図１は、シリンダブロック１２等をクランク軸１８の軸線と垂直な面に沿って破断した断面図である。また、図１には示していないが、エンジン１０は、以下に述べるシリンダ１４、クランク軸支持部１６、ジャーナル部２０、メインベアリング２２、分岐通路３８等をそれぞれ複数個ずつ備えている。
【００１２】
シリンダブロック１２は、エンジン１０の本体部分を構成するもので、円筒状のシリンダ１４とクランク軸支持部１６とを備えている。各シリンダ１４は、クランク軸１８の軸方向（図１の紙面と垂直な方向）に沿って直線状に並んでいる。また、クランク軸支持部１６は、クランク軸１８の軸方向に伸びる短尺な凹溝として形成され、略半円形の断面形状を有している。そして、クランク軸支持部１６は、各シリンダ１４の間に対応する位置にそれぞれ配置され、クランク軸１８を軸方向の複数個所で支持するように構成されている。また、本実施の形態において、シリンダブロック１２は、シリンダ１４が上側に位置し、クランク軸支持部１６が下側に位置するように設置される。そして、シリンダブロック１２の上部側には、各シリンダ１４を施蓋するシリンダヘッドが搭載され、シリンダブロック１２の下部側には、クランクケース及びオイルパンが取付けられる。
【００１３】
クランク軸１８は、エンジン１０の出力軸を構成するもので、円柱状に形成された複数のジャーナル部２０と、各ジャーナル部２０の間に位置してクランク状に形成された複数のクランク部とを備えている。各ジャーナル部２０は、クランク軸１８の軸方向に間隔をもって配置され、それぞれメインベアリング２２により回転可能に支持されている。詳しく述べると、ジャーナル部２０は、図示しない公知の軸受キャップとクランク軸支持部１６との間に挟持された状態で、これらの部材によりメインベアリング２２を介して回転可能に支持されている。なお、軸受キャップは、例えば特開平１０−３０４１９号公報等に記載されているように、クランク軸支持部１６を覆う位置でシリンダブロック１２の下面側に取付けられるものである。また、クランク軸１８のクランク部には、各シリンダ１４に挿嵌されたピストンがコンロッド等を介して連結される。
【００１４】
メインベアリング２２は、クランク軸１８に対して軸方向の複数箇所に配置されている。個々のメインベアリング２２は、例えば半円弧状に湾曲した２つの金属部品（軸受メタル２４，２６）を衝合することにより構成されるもので、全体として短尺な円筒状に形成されている。そして、一方の軸受メタル２４の外周側はクランク軸支持部１６に嵌合され、他方の軸受メタル２６の外周側は前記軸受キャップに嵌合されている。また、軸受メタル２４，２６は、クランク軸１８のジャーナル部２０を径方向外側から取囲むように配置され、ジャーナル部２０を回転可能に支持している。そして、軸受メタル２４，２６の内周面とジャーナル部２０の外周面とは、微小な隙間を挟んで摺動可能な状態で対向しており、これらの摺動面には、エンジン１０の潤滑系統からオイルが供給される。
【００１５】
次に、エンジン１０の潤滑系統について説明する。この潤滑系統は、エンジンのオイルパンと共に潤滑油源を構成するオイルポンプ２８と、シリンダブロック１２の内部に形成された潤滑油通路３０とを備えている。オイルポンプ２８は、例えばエンジン１０により駆動される機械式のポンプにより構成され、オイルパン内に貯留されたオイルを潤滑油通路３０に供給する。潤滑油通路３０は、クランク軸１８とメインベアリング２２との摺動面を含む各種の潤滑部にオイルを供給するもので、メインホール３２、給油通路３４、逆流防止部３６、分岐通路３８等を備えている。
【００１６】
メインホール３２は、オイルポンプ２８により供給されるオイルを複数のメインベアリング２２等に分配するものである。そして、メインホール３２は、クランク軸１８の軸方向に沿ってシリンダブロック１２内を個々の気筒の位置まで伸長する長尺な油路として形成され、上下方向においてクランク軸支持部１６よりも高い位置に配置されている。一方、給油通路３４は、オイルポンプ２８から吐出されたオイルをメインホール３２に供給するもので、給油通路３４の流入側は、シリンダブロック１２の下部側でオイルポンプ２８に接続されている。給油通路３４の流出側は上方に伸長し、メインホール３２に接続されている。
【００１７】
また、給油通路３４の少なくとも一部は、オイルの逆流を防止する逆流防止部３６として形成されている。逆流防止部３６は、上下方向においてメインホール３２よりも高い位置に配置され、かつ、下向きに屈曲したＵ字状に形成されている。即ち、給油通路３４は、シリンダブロック１２の下部側からメインホール３２の上側まで伸長し、逆流防止部３６の位置で下向きのＵ字状に屈曲してメインホール３２の上面部に接続されている。これにより、逆流防止部３６は、エンジンの停止中にメインホール３２内のオイルがオイルパン側に逆流するのを防止している。一方、分岐通路３８は、各クランク軸支持部１６に対応する位置でメインホール３２から分岐しており、各分岐通路３８の先端側は、クランク軸支持部１６の内周面に開口している。
【００１８】
次に、図２を参照して、クランク軸１８のジャーナル部２０及びメインベアリング２２の潤滑構造について説明する。図２は、メインベアリングの近傍を拡大して示す断面図であり、この図は各部品をクランク軸１８の軸方向に沿って破断したものである。図２に示すように、メインベアリング２２は、分岐通路３８と連通する位置で上側の軸受メタル２４を径方向に貫通した油孔４０を備えている。油孔４０は、軸受メタル２４の内周面に開口しており、潤滑油通路３０内のオイルをジャーナル部２０とメインベアリング２２との摺動面に供給するように構成されている。また、メインベアリング２２は、上記摺動面にオイルを保持するためのオイル保持機構４２を備えている。
【００１９】
オイル保持機構４２は、例えばメインベアリング２２に形成された２つの環状凸部４４，４４と、クランク軸１８のジャーナル部２０に形成された２つの環状凹部４６，４６とにより構成されている。環状凸部４４，４４は、メインベアリング２２の軸方向において、油孔４０の軸方向両側でメインベアリング２２（軸受メタル２４，２６）の内周面に全周にわたって形成され、径方向内向きに突出している。一方、環状凹部４６，４６は、油孔４０の軸方向両側でジャーナル部２０の外周面に全周にわたって形成され、その内部にはメインベアリング２２の各環状凸部４４が挿入（嵌合）されている。
【００２０】
[実施の形態１の作動]
次に、本実施の形態によるエンジンの作動について説明する。まず、エンジンの運転中には、その駆動力によりオイルポンプ２８が駆動される。これにより、オイルパン内のオイルがオイルポンプ２８から吐出されると、このオイルは、潤滑油通路３０を介して各メインベアリング２２等に供給され、更に油孔４０を介してメインベアリング２２の内周側に供給される。このため、クランク軸１８は、各ジャーナル部２０がメインベアリング２２により油膜を介して支持された状態で、円滑に回転することができる。
【００２１】
一方、エンジンがオイルポンプ２８と共に停止すると、メインベアリング２２には新たなオイルが供給されなくなる。しかし、本実施の形態では、オイル保持機構４２によりジャーナル部２０とメインベアリング２２との摺動面にオイルを保持することができる。即ち、オイル保持機構４２の環状凸部４４は、油孔４０の軸方向両側で環状凹部４６内に挿入されているので、油孔４０から上記摺動面に供給されたオイルをジャーナル部２０とメインベアリング２２との間に閉じ込めることができる。更に言えば、環状凸部４４と環状凹部４６との間に小さな隙間が存在したとしても、この隙間の断面形状は、図２に示すように、上記摺動面に対してＵ字状に屈曲しているので、当該隙間のラビリンス効果によりオイルを上記摺動面に保持することができる。
【００２２】
従って、本実施の形態によれば、エンジンを停止した状態でも、クランク軸１８とメインベアリング２２との摺動面からオイルが外部に流出するのを防止することができる。これにより、エンジンの再始動時には、上記摺動面が十分に潤滑された状態でクランク軸１８の回転を開始することができ、始動当初から安定した潤滑性能を得ることができる。このため、クランク軸１８が回転するときのフリクションを低減し、始動性を向上させることができる。
【００２３】
しかも、本実施の形態では、給油通路３４に逆流防止部３６を設けているので、エンジンの停止時には、メインホール３２内に十分な量のオイルを保持することができる。ここで、メインホール３２は、潤滑油通路３０の他の部位と比較して大きな容積を有し、かつ、複数のメインベアリング２２にオイルを分配する機能を備えている。そして、逆流防止部３６は、オイルの流れ方向においてメインホール３２の上流側に配置され、かつ、メインホール３２よりも高い位置に形成されている。
【００２４】
従って、逆流防止部３６によれば、メインホール３２に供給された比較的多量のオイルが給油通路３４からオイルパン側に逆流するのを防止することができる。しかも、逆流防止部３６は、下向きのＵ字状に屈曲しているので、オイルの逆流を効果的に阻止することができる。従って、エンジンの再始動時には、オイルポンプ２８が始動した時点で、メインホール３２内に保持しておいた十分な量のオイルを個々のメインベアリング２２に対して速やかに供給することができる。
【００２５】
なお、前記実施の形態では、メインベアリング２２の内周側に環状凸部４４を設け、クランク軸１８のジャーナル部２０に環状凹部４６を設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、メインベアリング２２の内周側に環状凹部４６を設け、ジャーナル部２０の外周側に環状凸部４４を設ける構成としてもよい。
【００２６】
また、実施の形態では、メインホール３２の上流側に１箇所の逆流防止部３６を設ける構成を例示したが、本発明はこれに限らず、必要に応じて複数箇所の逆流防止部３６を設ける構成としてもよい。また、本発明は、給油通路３４の少なくとも一部をメインホール３２よりも高い位置に引き回して逆流防止部３６を形成すればよいもので、給油通路３４の流出側は、メインホール３２の下面部に接続してもよい。
【００２７】
さらに、実施の形態では、クランク軸１８とメインベアリング２２との間にオイル保持機構４２を設け、給油通路３４に逆流防止部３６を設けることで、メインベアリング２２の潤滑性能を全体的に向上させるものとした。しかし、本発明では、オイル保持機構４２だけでも潤滑性能を十分に高めることができるので、例えば逆流防止部３６を用いない構成としてもよい。そして、逆流防止部３６を用いない場合には、必ずしもシリンダブロック１２をシリンダ１４が上側となるように配置する必要はない。即ち、本発明のオイル保持機構４２は、水平対向エンジン等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  エンジン（内燃機関）
１２  シリンダブロック
１４  シリンダ
１６  クランク軸支持部
１８  クランク軸
２０  ジャーナル部
２２  メインベアリング
２４，２６  軸受メタル
２８  オイルポンプ（潤滑油源）
３０  潤滑油通路
３２  メインホール
３４  給油通路
３６  逆流防止部
３８  分岐通路
４０  油孔
４２  オイル保持機構
４４  環状凸部
４６  環状凹部
【図１】
2012145198.tif 000003
【図２】
2012145198.tif 000004