JP2003222119A - コンロッドベアリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、コンロッドとクランクシャフトと
の間に介装されてコンロッドを回転可能に支持するコン
ロッドベアリングに関し、キャビテーションによる侵食
を防止できるようにする。 【解決手段】 クランクシャフトのクランクピンとコン
ロッドとの間に介装されるコンロッドベアリング１にお
いて、キャビテーションの発生する個所に凹部４を形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、コンロッド（コネ
クティングロッド）とクランクシャフトとの間に介装さ
れてコンロッドを回転可能に支持する、コンロッドベア
リングに関する。

【０００２】

【従来の技術】図４及び図５は一般的なエンジンのクラ
ンクシャフトを示す斜視図及び側面図、図６はエンジン
の模式的な断面図である。クランクシャフト１０は、回
転中心軸となるジャーナル１１と、ジャーナル１１に対
してオフセットしたクランクピン１２とを有しており、
クランクピン１２の反対側にはバランスウェイト１３が
設けられている。

【０００３】また、図６に示すように、ジャーナル１１
はメインベアリング４０によりシリンダブロック２０に
支持される。このメインベアリング４０は、上下２分割
構造（半割構造）となっており、上方に配設されたメイ
ンアッパベアリング４１と下方に配設されたメインロア
ベアリング４２とから構成されている。また、クランク
ピン１２はコンロッドベアリング１を介してコネクティ
ングロッド（以下ではコンロッドと称す）３０の大端部
３１に接続されている。また、コンロッドベアリング１
もメインベアリング４０と同様に上下２分割構造となっ
ており、上側に配設されるコンロッドアッパベアリング
２と下側に配設されるコンロッドロアベアリング３とを
備えている。

【０００４】また、クランクシャフト１０内には、コン
ロッド３０への潤滑油を供給するための給油通路が形成
されている。この給油通路は、図４〜図６に示すよう
に、両端がジャーナル１１の外周面に開口する第１油路
１４と、一端が第１油路１４に接続されるとともに他端
がクランクピン１２の外周面に開口する第２油路１５と
から構成されており、メインベアリング４０とジャーナ
ル１１との間に供給された潤滑油は、第１油路１４から
第２油路１５を通ってコンロッドベアリング１に供給さ
れる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、メインアッ
パベアリング４１には中央部に全周に亘って油溝が形成
されている。一方、メインロアベアリング４２は、ジャ
ーナル１１との接触面積を極力増やして油膜切れを防止
したいという要望からこのような油溝は形成されていな
い。このため、第１油路１４の第１開口１４ａがメイン
アッパベアリング４１の油溝と対向している間は、第２
開口１４ｂはメインロアベアリング４２と対向して、第
２開口１４ｂはメインロアベアリング４２により閉塞さ
れた状態となる。

【０００６】したがって、この間は、潤滑油はメインア
ッパベアリング４１の油溝から第１開口１４ａ及び第２
油路１５を通ってコンロッドベアリング１に供給され
る。その後、クランクシャフト１０の回転位相が変化し
て、第１開口１４ａがメインロアベアリング４２に対向
してその開口が閉塞されると、これと同時に、第２開口
１４ｂがメインアッパベアリング４１の油溝と対向し
て、今度はこの第２開口１４ｂから潤滑油が供給される
ことになる。そして、クランクシャフトが１８０度回転
する毎に、上述のように潤滑油の供給経路が切り換わ
る。

【０００７】このため、これらの開口１４ａ，１４ｂが
対向するベアリング４１，４２が切り換わるようなタイ
ミングでは、第１油路１４及び第２油路１５内における
潤滑油圧の変動によって潤滑油の流れが断続的になり、
この結果潤滑油にキャビテーション（気泡）が発生する
という課題があった。そして、このようなキャビテーシ
ョンがコンロッドベアリング１とクランクピン１２との
間において高圧下で消滅するときにコンロッドベアリン
グ１の表面を浸食してしまい（このような現象をキャビ
テーションエロージョンという）、コンロッドベアリン
グ１の内周面に塗布された高面圧剤がはがれて、エンジ
ンの耐久性が低下するという課題があった。

【０００８】このような課題を解決するには、図７に示
すように、メインロアベアリング４２に部分的に油溝４
２ａ，４２ｂを形成して潤滑油圧の急激な変動を抑制
し、潤滑油の流れを連続的にするように構成することも
考えられるが、このような油溝４２ａ，４２ｂを形成し
ても、油圧が十分でないとコンロッドロアベアリング１
にキャビテーションが発生する場合があるほか、他の油
路内でキャビテーションが発生したりする場合もあり、
コンロッドベアリング１の浸食を完全に排除するのは困
難であった。

【０００９】なお、特開平６−７４２３７号公報及び実
公平３−３８４２７号公報には、コンロッド内に形成さ
れる潤滑油供給路に関する技術が開示されているが、上
述の課題を解決しうるものでなかった。ところで、上述
したようなキャビテーションは、図６に示す状態で特に
発生することが確認されている。つまり、第１油路１４
と第２油路１５とは当然ながらある角度をなして接続さ
れており、潤滑油は、潤滑油供給路が鋭角に変化するよ
りも、緩やかな角度で変化しているほうが流れやすい。
したがって、この場合、第１開口１４ａから第２油路１
５に流入するよりも、第２開口１４ｂから第２油路１５
に流入するほうが、油路の角度がきついため流れが良く
ない。

【００１０】このため、図６に示す状態、すなわち、第
１開口１４ａから潤滑油が供給されている状態から、第
２開口１４ｂから潤滑油が供給される状態への切り換わ
り時に、特に潤滑油の流れが断続的になり、このような
タイミングでキャビテーションが発生すると考えられて
いる。なお、ここでは、クランクシャフト１０は図中時
計回り方向に回転している。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、上述したような侵食を防止できるようにし
た、コンロッドベアリングを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のコンロッドベアリングは、クランクシャフト
のクランクピンとコンロッドとの間に介装されるコンロ
ッドベアリングであって、該クランクシャフトのジャー
ナルが、油溝を有するメインアッパベアリングと油溝の
ないメインロアベアリングとから構成されるメインベア
リングにより回転可能に支持されるとともに、該クラン
クシャフト内に、該ジャーナルの外周に両端が開口する
第１油路と、該第１油路に一端が接続され他端がクラン
クピン外周に開口する第２油路とが形成され、該第１油
路の開口が該メインロアベアリングに対向している状態
から該メインアッパベアリングに対向する状態に切り換
わるときに該第２油路の他端開口が該コンロッドベアリ
ングに対向する位置に凹部が形成されていることを特徴
としている。

【００１３】したがって、第１油路の開口がメインロア
ベアリングに対向している状態からメインアッパベアリ
ングに対向する状態に切り換わるときに発生したキャビ
テーはコンロッドベアリングの凹部に入り込むため、キ
ャビテーションがコンロッドベアリングの内周面で消滅
するような事態を回避でき、コンロッドベアリングへの
浸食を防止することができる。

【００１４】また、請求項２記載の本発明のコンロッド
ベアリングは、上記請求項１記載の構成において、該第
１油路の一方の開口から他方の開口へ向かう直線と、該
第２油路の一端から他端へ向かう直線とが成す角度が鋭
角に形成され、該凹部が、該第１油路の２つの開口のう
ち、該他方の開口が該メインロアベアリングに対向して
いる状態から該メインアッパベアリングに対向する状態
に切り換わるときに該第２油路の他端開口が該コンロッ
ドベアリングに対向する位置に形成されていることを特
徴としている。そして、このような構成によれば、加工
コストも極力抑制できる。

【００１５】また、請求項３記載の本発明のコンロッド
ベアリングは、クランクシャフトのクランクピンとコン
ロッドとの間に介装されるコンロッドベアリングにおい
て、キャビテーションの発生する個所に凹部が形成され
ていることを特徴としている。したがって、キャビテー
ションが発生した場合でも、このキャビテーションはコ
ンロッドベアリングの凹部に入り込むため、キャビテー
ションがコンロッドベアリングの内周面で消滅するよう
な事態を回避でき、コンロッドベアリングへの浸食を防
止することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の一実
施形態にかかるコンロッドベアリングについて説明する
と、図１及び図２はそれぞれその構成を示す模式的な上
面図及び側面図であり、図３は図２におけるＡ矢視図で
ある。なお、本実施形態の説明では、一部、従来の技術
で用いた図面及び符号を援用しながら説明する。

【００１７】図１〜図３はいずれもコンロッドロアベア
リング３を示すものであり、コンロッドアッパベアリン
グ（図６の符号２参照）とともにコンロッドベアリング
１を構成するものである。また、図示するように、この
コンロッドロアベアリング３の所定の位置には凹部とし
ての穴４が形成されている。この穴４は、コンロッドロ
アベアリング３を貫通する貫通穴として形成されてお
り、キャビテーション（気泡）が発生する位置に形成さ
れている。

【００１８】ここで、キャビテーション（気泡）は、ク
ランクシャフトのジャーナルを支持するメインベアリン
グとジャーナルに形成された潤滑油供給路（第１油路）
との相対的な位置関係の変動により生じるものである。
つまり、上述の従来の技術の欄でも図４〜図６を用いて
説明したように、一般にクランクシャフト１０のジャー
ナル１１は、油溝を有するメインアッパベアリング４１
と油溝のないメインロアベアリング４２とを有するイン
ベアリング４０により回転可能に支持されている。

【００１９】また、クランクシャフト１０内には、ジャ
ーナル１１の外周に両端が開口する第１油路１４と、第
１油路１４に一端が接続され他端がクランクピン１２の
外周に開口する第２油路１５とが形成されている。ま
た、この第１油路１４は１８０度位相のずれた位置に２
つの開口（第１及び第２開口）１４ａ，１４ｂが形成さ
れており、メインアッパベアリング４１の油溝の潤滑油
は、この第１油路１４のいずれかの開口１４ａ，１４ｂ
から第１油路１４内に供給されるようになっている。そ
して、第１油路１４内の潤滑油はさらに第２油路１５を
介してコンロッドベアリング１に供給されるようになっ
ている。

【００２０】そして、クランクシャフト１０の回転に伴
い、それまでメインアッパベアリング４１に形成された
油溝に対向していた第１油路１４の開口１４ａ（又は１
４ｂ）が、メインロアベアリング４２に対向することに
よりその開口１４ａ（又は１４ｂ）が閉塞されると同時
に、メインロアベアリング４２により閉塞されていた反
対側の開口１４ｂ（又は１４ａ）がメインアッパベアリ
ング４１に対向する。このとき、第１油路１４内で潤滑
油の流入方向が瞬間的に逆転して、潤滑油の流れが断続
的になる。そして、このようなときにキャビテーション
が発生しやすい。

【００２１】このようなキャビテーションは第２油路の
１５の出口（即ち、他端開口）付近において、コンロッ
ドベアリング１とクランクピン１２との間の高圧下で消
滅するときに、コンロッドベアリング１を浸食するので
ある。また、上述したように、このキャビテーションは
第２開口１４ｂがメインロアベアリング４２に対向する
状態からメインアッパベアリング４１に対向する状態に
移行するタイミングで発生し、逆に、第１開口１４ａが
メインロアベアリング４２に対向する状態からメインア
ッパベアリング４１に対向する状態に移行するタイミン
グではほとんど発生しない。

【００２２】これは、主に以下の理由による。つまり、
図６に示すように、これらの２つの油路１４，１５は当
然ながらある角度をなして接続されている。そして、こ
こでは第１開口１４ａから第２開口１４ｂへ向かうベク
トルと、第２油路１５の一端から他端へ向かうベクトル
とが成す角度が鋭角となるように、２つの油路１４，１
５が形成されており、このため、第１開口１４ａから潤
滑油が流入する方が第２開口１４ｂから流入するよりも
潤滑油の流れがよい。

【００２３】このため、第１開口１４ａから潤滑油が供
給されている状態から、第２開口１４ｂから潤滑油が供
給される状態への切り換わり時に、特に潤滑油の流れが
断続的になり、このようなタイミングでキャビテーショ
ンが発生するのである。そこで、本発明では、第２開口
１４ｂがメインロアベアリング４２に対向する状態から
メインアッパベアリング４１に対向する状態に移行する
タイミングにおいて、第２油路１５の他端開口がコンロ
ッドベアリング１に対向する位置に穴４を形成している
のである。

【００２４】本発明の一実施形態にかかるコンロッドベ
アリングは、上述のように構成されているので、クラン
クシャフト１０に形成された油路１４，１５から供給さ
れる潤滑油にキャビテーションが発生した場合であって
も、このようなキャビテーションの発生する位置に予め
穴部を設けることにより、このキャビテーションはコン
ロッドロアベアリング３の穴４の内部に入り込むことに
なる。このため、キャビテーションがコンロッドベアリ
ング１の内周面で消滅するような事態を回避でき、コン
ロッドベアリング１への浸食（エロージョン）を防止す
ることができる。

【００２５】また、特にキャビテーションの発生する位
置にのみコンロッドロアベアリング３に穴４を形成する
という簡素な構成により、加工コストも極力抑制するこ
とができる利点がある。なお、本発明のコンロッドベア
リングは、上述した実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能で
ある。例えば、凹部４の具体的な例として、上述の実施
形態では貫通穴の場合を説明したが、この凹部を単に窪
みとして形成してもよい。そして、このように構成した
場合にも上述と同様の作用・効果を得ることができる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のコンロッドベアリングによれば、第１油路の開口
がメインロアベアリングに対向している状態からメイン
アッパベアリングに対向する状態に切り換わるときに発
生するキャビテーションはコンロッドベアリングの凹部
に入り込むため、キャビテーションがコンロッドベアリ
ングの内周面で消滅するような事態を回避でき、コンロ
ッドベアリングへの浸食（キャビテーションエロージョ
ン）を防止することができるという利点がある。

【００２７】また、請求項２記載の本発明のコンロッド
ベアリングによれば、特にキャビテーションの発生する
位置にのみ凹部が形成されているので、加工コストも極
力抑制でき、且つ確実にキャビテーションによるコンロ
ッドベアリングへの浸食を防止することができる。ま
た、請求項３記載の本発明のコンロッドベアリングによ
れば、キャビテーションの発生する場所に予め凹部を形
成するという簡素な構成で、コンロッドベアリングに対
する浸食（キャビテーションエロージョン）を防止する
ことができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるコンロッドベアリ
ングを示す模式的な上面図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるコンロッドベアリ
ングを示す模式的な側面図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるコンロッドベアリ
ングを示す模式図であって、図２におけるＡ矢視図であ
る。

【図４】一般的なエンジンのクランクシャフトを示す斜
視図である。

【図５】一般的なエンジンのクランクシャフトを示す側
面図である。

【図６】一般的なエンジンの模式的な断面図である。

【図７】従来のメインロアベアリングの形状の一例を示
す図であって、（ａ）はその上面図、（ｂ）はその側面
図である

【符号の説明】 １ コンロッドベアリング ２ コンロッドアッパベアリング ３ コンロッドロアベアリング ４ 凹部としての穴 １０ クランクシャフト １１ ジャーナル １２ クランクピン １４ 第１油路 １４ａ 第１開口（一方の開口） １４ｂ 第２開口（他方の開口） １５ 第２油路 ３０ コンロッド ４０ メインベアリング ４１ メインアッパベアリング ４２ メインロアベアリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトのクランクピンとコン
   ロッドとの間に介装されるコンロッドベアリングであっ
   て、 該クランクシャフトのジャーナルが、油溝を有するメイ
   ンアッパベアリングと油溝のないメインロアベアリング
   とから構成されるメインベアリングにより回転可能に支
   持されるとともに、 該クランクシャフト内に、該ジャーナルの外周に両端が
   開口する第１油路と、該第１油路に一端が接続され他端
   がクランクピン外周に開口する第２油路とが形成され、 該第１油路の開口が該メインロアベアリングに対向して
   いる状態から該メインアッパベアリングに対向する状態
   に切り換わるときに該第２油路の他端開口が該コンロッ
   ドベアリングに対向する位置に凹部が形成されているこ
   とを特徴とする、コンロッドベアリング。
2. 【請求項２】 該第１油路の一方の開口から他方の開口
   へ向かう直線と、該第２油路の一端から他端へ向かう直
   線とが成す角度が鋭角に形成され、 該凹部が、 該第１油路の２つの開口のうち、該他方の開口が該メイ
   ンロアベアリングに対向している状態から該メインアッ
   パベアリングに対向する状態に切り換わるときに該第２
   油路の他端開口が該コンロッドベアリングに対向する位
   置に形成されていることを特徴とする、請求項１記載の
   コンロッドベアリング。
3. 【請求項３】 クランクシャフトのクランクピンとコン
   ロッドとの間に介装されるコンロッドベアリングにおい
   て、 キャビテーションの発生する個所に凹部が形成されてい
   ることを特徴とする、コンロッドベアリング。