(57)【要約】【課題】  半割スラスト軸受のスラスト面のうち、クランク軸の回転方向の前方側の領域においても、油が十分に供給される内燃機関のクランク軸の軸受装置を提供する。【解決手段】  半割スラスト軸受８の内径の中心位置Ａ’は、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し、クランク軸１１の回転方向の後方側の半割ジャーナル軸受７の周方向端面側に近くなるように偏心させることで、クランク軸１１の回転方向の前方側へ向かって次第にスラスト内径隙間１０が小さくなる。このため、クランク軸１１の回転方向の前方側のスラスト内径隙間１０にも油が充填され、クランク軸１１の回転方向の後方側からの油の流れにより、半割スラスト軸受８のスラスト面に油が押し出される。したがって、クランク軸１１の回転方向の前方側の半割スラスト軸受８のスラスト面にも、油を十分に供給することができる。【選択図】    図５
2012219831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の径方向の荷重を支承するように一対の半割ジャーナル軸受を組み合わせて円筒形状となる主軸受を設け、前記半割ジャーナル軸受の内周面の周方向両端部にはクラッシュリリーフが形成された内燃機関のクランク軸の軸受装置であって、
一対の前記半割ジャーナル軸受の少なくとも一方の半割ジャーナル軸受の軸線方向の両端部のうち少なくとも一方の端部側には前記クランク軸の軸線方向の荷重を支承するように半割スラスト軸受を設けた内燃機関のクランク軸の軸受装置において、
前記半割スラスト軸受の内径の中心位置は、前記半割ジャーナル軸受の周方向両端部を結ぶ仮想線上において、前記半割ジャーナル軸受の外径の中心位置に対し、前記クランク軸の回転方向の後方側の前記半割ジャーナル軸受の周方向端面側に近くなるように偏心させることを特徴とする内燃機関のクランク軸の軸受装置。
【請求項２】
前記半割スラスト軸受の外径の中心位置は、前記半割ジャーナル軸受の外径の中心位置と同心であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関のクランク軸の軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸の径方向の荷重を支承するように一対の半割ジャーナル軸受を組み合わせて円筒形状となる主軸受を設け、前記半割ジャーナル軸受の内周面の周方向両端部にはクラッシュリリーフが形成された内燃機関のクランク軸の軸受装置であって、一対の前記半割ジャーナル軸受の少なくとも一方の半割ジャーナル軸受の軸線方向の両端部のうち少なくとも一方の端部側には前記クランク軸の軸線方向の荷重を支承するように半割スラスト軸受を設けた内燃機関のクランク軸の軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般的な内燃機関のクランク軸の軸受装置においては、図１０に示すように、クランク軸３１のジャーナル部の径方向の荷重（ラジアル荷重）を支承するように一対の半割ジャーナル軸受２７からなる主軸受が設けられる。また、半割ジャーナル軸受２７の軸線方向の両端部側には、クランク軸３１の軸線方向の荷重を支承するように半割スラスト軸受２８が設けられる。この半割スラスト軸受２８の内径及び外径の中心位置Ａは、半割ジャーナル軸受２７の外径の中心位置Ａと同心となるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、従来のクランク軸３１のジャーナル部を支承する主軸受では、図１０に示すように、半割ジャーナル軸受２７の内周面にクラッシュリリーフ２７ａを形成することにより、一対の半割ジャーナル軸受２７を軸受ハウジング（図示しない）に組み付けたとき、クランク軸３１のジャーナル部との間にリリーフ隙間２９が設けられ、一対の半割ジャーナル軸受２７の突き合わせ端面の位置ずれや変形を吸収することが図られている。
【０００４】
上記のように構成したクランク軸３１の軸受装置においては、図１１に示すように、一対の半割スラスト軸受２８に対して、主に半割ジャーナル軸受２７のリリーフ隙間２９から油が供給される。一方の半割スラスト軸受２８を基準にすると、その半割スラスト軸受２８への油の供給は、その半割スラスト軸受２８を幅方向の端面側に配置する半割ジャーナル軸受２７のリリーフ隙間２９のうち、主にクランク軸３１の回転方向の後方側のリリーフ隙間２９からなされる。このように、半割ジャーナル軸受２７のリリーフ隙間２９から排出された油は、半割スラスト軸受２８の内径面と、クランク軸３１のジャーナル表面と、軸受ハウジング（図示しない）の側面と、クランク軸３１のスラストカラー面と、の間に設けられたスラスト内径隙間３０に流入する。そして、スラスト内径隙間３０に流入した油は、回転するクランク軸３１のスラストカラー面に付随し、クランク軸３１の回転方向の前方側へと流され、さらに遠心力の作用により、半割スラスト軸受２８のスラスト面とクランク軸３１のスラストカラー面との間に進入することで、一対の半割スラスト軸受２８に対して油が供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−７１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の内燃機関では、オイルポンプの小型化がなされ、スラスト軸受への油の供給量が減少している。従来のクランク軸３１の軸受装置では、図１０に示すように、半割スラスト軸受２８の内径及び外径の中心位置Ａが半割ジャーナル軸受２７の外径の中心位置Ａと同心であり、半割スラスト軸受２８の周方向にわたってスラスト内径隙間３０が一定となっている。このため、図１１に示すように、半割スラスト軸受２８の周方向の後方側では、スラスト内径隙間３０が油で満たされ、半割スラスト軸受２８のスラスト面へ進入する油の量が十分であるのに対し、半割スラスト軸受２８の周方向の前方側へ向かって次第にスラスト内径隙間３０の油の量が少なくなり、半割スラスト軸受２８のスラスト面へ進入する油の量も減少する（実線矢印→破線矢印→点線矢印の順に油量の減少を模式図的に示している）。すなわち、半割スラスト軸受２８のスラスト面のうち、クランク軸３１の回転方向の前方側の領域では、クランク軸３１のスラストカラー面との間に流れる油が不足し、摩耗や焼付が発生する場合がある。
【０００７】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、半割スラスト軸受のスラスト面のうち、クランク軸の回転方向の前方側の領域においても、油が十分に供給される内燃機関のクランク軸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】
【０００８】
上記した目的を達成するために、請求項１に係る発明においては、クランク軸の径方向の荷重を支承するように一対の半割ジャーナル軸受を組み合わせて円筒形状となる主軸受を設け、前記半割ジャーナル軸受の内周面の周方向両端部にはクラッシュリリーフが形成された内燃機関のクランク軸の軸受装置であって、一対の前記半割ジャーナル軸受の少なくとも一方の半割ジャーナル軸受の軸線方向の両端部のうち少なくとも一方の端部側には前記クランク軸の軸線方向の荷重を支承するように半割スラスト軸受を設けた内燃機関のクランク軸の軸受装置において、前記半割スラスト軸受の内径の中心位置は、前記半割ジャーナル軸受の周方向両端部を結ぶ仮想線上において、前記半割ジャーナル軸受の外径の中心位置に対し、前記クランク軸の回転方向の後方側の前記半割ジャーナル軸受の周方向端面側に近くなるように偏心させることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明においては、請求項１記載の内燃機関のクランク軸の軸受装置において、前記半割スラスト軸受の外径の中心位置は、前記半割ジャーナル軸受の外径の中心位置と同心であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に係る発明においては、半割スラスト軸受の内径の中心位置を、半割ジャーナル軸受の周方向両端部を結ぶ仮想線上において、半割ジャーナル軸受の外径の中心位置に対し、クランク軸の回転方向の後方側の半割ジャーナル軸受の周方向端面側に近くなるように偏心させることで、半割スラスト軸受におけるクランク軸の回転方向の後方側では、スラスト内径隙間（半割スラスト軸受の内径面と、クランク軸のジャーナル表面と、軸受ハウジングの側面と、クランク軸のスラストカラー面と、の間に設けられた隙間）が大きく、半割ジャーナル軸受のリリーフ隙間から排出された油を多量に収容することが可能となる。また、クランク軸の回転方向の前方側へ向かって次第にスラスト内径隙間が小さくなることで、クランク軸の回転方向の前方側のスラスト内径隙間にも油が充填され、クランク軸の回転方向の後方側からの油の流れにより、半割スラスト軸受のスラスト面に油が押し出される。したがって、近年の内燃機関では、半割スラスト軸受への油の供給量が減少する傾向にあるが、半割スラスト軸受のスラスト面のうち、クランク軸の回転方向の前方側の領域においても、油を十分に供給することができる。
【００１１】
また、請求項２に係る発明のように、半割スラスト軸受の外径の中心位置が、半割ジャーナル軸受の外径の中心位置と同心であることで、相手材としての分割型軸受ハウジングに一対の半割スラスト軸受を組み付けるためのスラスト座面を円形凹部により構成すればよく、分割型軸受ハウジングを組み合わせた状態でスラスト座面を１回の機械加工で形成することが可能となり、クランク軸の軸受装置の生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】クランク軸の軸受装置の断面図である。
【図２】クランク軸の軸受装置の分解斜視図である。
【図３】一対の半割ジャーナル軸受の正面図である。
【図４】半割ジャーナル軸受の内面図である。
【図５】半割ジャーナル軸受と半割スラスト軸受との内径の中心位置の関係を示すクランク軸の軸受装置の正面図である。
【図６】半割スラスト軸受の正面図である。
【図７】スラスト内径隙間における油の流れを説明するためのクランク軸の軸受装置の正面図である。
【図８】別実施形態に係る半割ジャーナル軸受と半割スラスト軸受との内径及び外径の中心位置の関係を示すクランク軸の軸受装置の正面図である。
【図９】別実施形態に係る半割スラスト軸受の正面図である。
【図１０】従来の半割ジャーナル軸受と半割スラスト軸受との内径の中心位置の関係を示すクランク軸の軸受装置の正面図である。
【図１１】従来のスラスト内径隙間における油の流れを説明するためのクランク軸の軸受装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図７を参照して説明する。図１は、クランク軸１１の軸受装置１の断面図であり、図２は、クランク軸１１の軸受装置１の分解斜視図であり、図３は、一対の半割ジャーナル軸受７の正面図であり、図４は、半割ジャーナル軸受７の内面図である。なお、上記した図は、実施形態に係る軸受装置の概略図であり、構成，構造等を理解し易くするために各箇所が誇張あるいは省略して描かれている。
【００１４】
図１及び図２に示すように、クランク軸１１の軸受装置１において、シリンダブロック２の下部に軸受キャップ３を取り付けて構成された組付け相手材としての分割型軸受ハウジング４には、軸受孔５と該軸受孔５の開口両端面の凹部により構成されるスラスト座面６とが形成されている。そして、軸受孔５には、クランク軸１１の径方向の荷重を支承するように一対の半割ジャーナル軸受７を組み合わせて円筒形状となる主軸受が嵌着され、また、スラスト座面６には、クランク軸１１のスラストカラー面１２を介してクランク軸１１の軸線方向の荷重を支承するように一対の半割スラスト軸受８から構成されるスラスト軸受が配設されている。
【００１５】
図３及び図４に示すように、クランク軸１１の軸受装置１においては、まず、一対の半割ジャーナル軸受７の内周面とクランク軸１１のジャーナル表面との間に油が供給される。そして、この油は、回転するクランク軸１１のジャーナル表面に付随し、半割ジャーナル軸受７の内周面におけるクランク軸１１の回転方向の前方側となる周方向端面側へと流され、半割ジャーナル軸受７のクラッシュリリーフ面７ａとクランク軸１１のジャーナル表面との間の隙間（以下、リリーフ隙間９）を介して半割ジャーナル軸受７の幅方向の両端部から外部へ排出される。
【００１６】
なお、半割ジャーナル軸受７にクラッシュリリーフ面７ａを形成するクラッシュリリーフとは、半割ジャーナル軸受７の円周方向端面に近い領域の軸受壁厚さを円周方向端面に向かって次第に減じた壁厚減少領域を指し、該壁厚減少領域における半割ジャーナル軸受７の内周面の曲率中心位置が、その他の領域における半割ジャーナル軸受７の内周面の曲率中心位置と異なっている（ＳＡＥ  Ｊ５０６（項目３．２６、項目６．４参照）、ＤＩＮ１４９７（セクション３．２）、ＪＩＳ  Ｄ３１０２（項目２．４）で規定）。従来から、クランク軸１１のジャーナル部を支承する一対の半割ジャーナル軸受７では、半割ジャーナル軸受７の内周面にクラッシュリリーフ面７ａを形成することにより、一対の半割ジャーナル軸受７を分割型軸受ハウジング４に組み付けたとき、クランク軸１１のジャーナル表面との間にリリーフ隙間９が設けられ、一対の半割ジャーナル軸受７の突き合わせ端面の位置ずれや変形を吸収することが図られている。
【００１７】
上記のように構成したクランク軸１１の軸受装置１においては、図３に示すように、一対の半割スラスト軸受８に対して、主に半割ジャーナル軸受７のリリーフ隙間９から油が供給される。一方の半割スラスト軸受８を基準にすると、その半割スラスト軸受８への油の供給は、その半割スラスト軸受８を幅方向の端面側に配置する半割ジャーナル軸受７のリリーフ隙間９のうち、主にクランク軸１１の回転方向の後方側のリリーフ隙間９からなされる。このように、半割ジャーナル軸受７のリリーフ隙間９から排出された油は、半割スラスト軸受８の内径面と、クランク軸１１のジャーナル表面と、分割型軸受ハウジング４の側面と、クランク軸１１のスラストカラー面１２と、の間の隙間（以下、スラスト内径隙間１０）に流入する。そして、スラスト内径隙間１０に流入した油は、回転するクランク軸１１のスラストカラー面１２に付随し、クランク軸１１の回転方向の前方側へと流され、さらに遠心力の作用により、半割スラスト軸受８のスラスト面とクランク軸１１のスラストカラー面１２との間に進入することで、一対の半割スラスト軸受８に対して油が供給される。
【００１８】
次に、本実施形態に係る半割スラスト軸受８について、図５乃至図７を参照して説明する。図５は、半割ジャーナル軸受７と半割スラスト軸受８との内径の中心位置の関係を示すクランク軸１１の軸受装置１の正面図であり、図６は、半割スラスト軸受８の正面図であり、図７は、スラスト内径隙間１０における油の流れを説明するためのクランク軸１１の軸受装置１の正面図である。
【００１９】
図５に示すように、半割スラスト軸受８の内径の中心位置Ａ’は、半割ジャーナル軸受７の周方向両端部を結ぶ仮想線上において、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し、クランク軸１１の回転方向の後方側の半割ジャーナル軸受７の周方向端面側に近くなるように偏心させている。また、図６に示すように、半割スラスト軸受８のスラスト面の径方向の長さは均一であり、半割スラスト軸受８の外径の中心位置Ａ’も、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し、半割スラスト軸受８の内径の中心位置Ａ’と同じく偏心させているため、一対の半割スラスト軸受８を組み合わせたときに外周が円形状とはならない。
【００２０】
上記のように、半割スラスト軸受８の内径の中心位置Ａ’を、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し偏心させることで、半割スラスト軸受８におけるクランク軸１１の回転方向の後方側では、スラスト内径隙間１０が大きく、半割ジャーナル軸受７のリリーフ隙間９から排出された油を多量に収容することが可能となる。また、図７に示すように、クランク軸１１の回転方向の前方側へ向かって次第にスラスト内径隙間１０が小さくなることで、クランク軸１１の回転方向の前方側のスラスト内径隙間１０にも油が充填され、クランク軸１１の回転方向の後方側からの油の流れにより、半割スラスト軸受８のスラスト面に油が押し出される。したがって、近年の内燃機関では、半割スラスト軸受８への油の供給量が減少する傾向にあるが、半割スラスト軸受８のスラスト面のうち、クランク軸１１の回転方向の前方側の領域においても、油を十分に供給することができる。
【００２１】
上記した実施形態（第１実施形態）においては、半割スラスト軸受８の外径の中心位置Ａ’を、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し偏心させており、一対の半割スラスト軸受８を組み合わせたときに外周が円形状とはならないものについて説明したが、次に、一対の半割スラスト軸受８を組み合わせたときに外周が円形状となる実施形態（第２実施形態）について、図８を参照して説明する。図８は、別実施形態に係る半割ジャーナル軸受７と半割スラスト軸受８との内径及び外径の中心位置の関係を示すクランク軸１１の軸受装置１の正面図である。
【００２２】
図８に示すように、半割スラスト軸受８の内径の中心位置Ａ’を、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａに対し偏心させる一方で、半割スラスト軸受８のスラスト面の径方向の長さが均一ではなく、半割スラスト軸受８の外径の中心位置Ａを、半割ジャーナル軸受７の外径の中心位置Ａと同心とすることで、一対の半割スラスト軸受８を組み合わせたときに外周が円形状となるようにした。これにより、相手材としての分割型軸受ハウジング４に一対の半割スラスト軸受８を組み付けるためのスラスト座面６（図２参照）を円形凹部により構成すればよく、分割型軸受ハウジング４を組み合わせた状態でスラスト座面６を１回の機械加工で形成することが可能となり、クランク軸１１の軸受装置１の生産性を高めることができる。
【００２３】
なお、実施形態に係る半割スラスト軸受８は、図２に示すように、クランク軸１１の軸受装置１において、一対の半割ジャーナル軸受７における各々の半割ジャーナル軸受７の軸線方向の両端部側に配設したものを示したが、一対の半割ジャーナル軸受７における少なくとも一方の半割ジャーナル軸受７の軸線方向の両端部のうち少なくとも一方の端部側に配設するものでもよい。
【００２４】
以上説明した実施形態に係る半割スラスト軸受８においては、図９に示すように、従来の半割スラスト軸受と同じく、次のような構成とすることが可能である。例えば、半割スラスト軸受８の外周面には、外側に突出する突起８ａを形成してもよい。この突起８ａは、分割型軸受ハウジング４のスラスト座面６と一体的に形成される係合溝（図示しない）に嵌合されて、スラスト座面６での半割スラスト軸受８の回転止めや、スラスト座面６に対する半割スラスト軸受８の位置決めがなされる。また、半割スラスト軸受８のスラスト面には、クランク軸１１のスラストカラー面１２との間に油をスムーズに供給するため、外周面と内周面とを連通する油溝８ｂを形成してもよい。
【００２５】
さらに、半割スラスト軸受８のスラスト面における周方向両端部の領域には、クランク軸１１のスラストカラー面１２との局部当りを防止するため、周方向端部に向かって下降傾斜する傾斜面８ｃを形成してもよい。また、半割スラスト軸受８の内径面における周方向両端部の領域には、周方向端部に向かって切除する切除部８ｄを形成してもよい。また、半割スラスト軸受８の周方向両端面には、半割ジャーナル軸受７の周方向両端部を結ぶ仮想線との間に、Ｓ１＝０．５ｍｍ程度の隙間を形成してもよい。
【符号の説明】
【００２６】
１  軸受装置
７  半割ジャーナル軸受
７ａ  クラッシュリリーフ面
８  半割スラスト軸受
９  リリーフ隙間
１０  スラスト内径隙間
１１  クランク軸
【図１】
2012219831.tif 000003
【図２】
2012219831.tif 000004
【図３】
2012219831.tif 000005
【図４】
2012219831.tif 000006
【図５】
2012219831.tif 000007
【図６】
2012219831.tif 000008
【図７】
2012219831.tif 000009
【図８】
2012219831.tif 000010
【図９】
2012219831.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2012219831.tif 000013