JP2011027243A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物排出製の良好なすべり軸受を提供する。
【解決手段】すべり軸受４は、一対の半割り軸受１１、１２の突き合わせ面１１Ａ、１２Ａを突き合わせて円筒状に形成されている。上記突き合わせ面１１Ａ、１２Ａの位置には、クランクピンの給油孔の移動軌跡と重合させて半径方向の貫通孔７が形成されており、さらにこの貫通孔７に連通させて、すべり軸受４の外周面に軸方向の異物排出溝８が形成されている。クランクピンが回転される際に、上記給油孔から上記貫通孔７にも直接潤滑油が供給される。その潤滑油に含まれる異物は、貫通孔７内を通過してから異物排出溝８を介してすべり軸受４の外部へ排出される。
【選択図】図２

Description

本発明は軸受装置に関し、より詳しくは、異物の排出性が良好なすべり軸受を備える軸受装置に関する。

従来、一対の半割り軸受を突き合わせて円筒状に構成されるとともに、上記各半割り軸受の突き合わせ面の内周部に面取り部とクラッシリリーフを備えたすべり軸受は公知である（図４参照）。このような切欠き部としてのクラッシリリーフを備えたすべり軸受においては、図４に示すように、クランクピンの給油孔から潤滑油が供給される際に、該潤滑油に混入された異物は上記クラッシリリーフで捕捉された後に該クラッシリリーフおよび面取り部の側部となる両端面の開口からすべり軸受の外部へ排出されるようになっている。
また、従来、すべり軸受における背面（外周面）に円周方向溝や半径方向溝を形成して、摺動面の潤滑性を向上させるようにしたものが提案されている（例えば特許文献１〜特許文献３）。

特開昭６１−２２８１１７号公報 実開昭６４−２１８１１号公報 実開平２−１１７４２５号公報

ところで、図４に示した従来のすべり軸受においては、潤滑油に混入した異物をクラッシリリーフによって捕捉してから外部へ排出するようにしているので、一旦、クラッシリリーフに捕捉された異物が再び摺動面に巻き込まれて、摺動面が損傷するという欠点があった。
他方、特許文献１および特許文献２のすべり軸受においては、外周面に円周方向のくぼみや直線状溝を設けてそこに異物を堆積させる構成となっているので、これらのすべり軸受においては、潤滑油に含まれる異物の排出性が良好ではなかった。
また、特許文献３のすべり軸受においては、すべり軸受の外周面に軸方向溝を設けるとともに、該軸方向溝から連続する半径方向の貫通孔を備えている。しかしながら、この特許文献３のすべり軸受においては、すべり軸受全体が潤滑油中に浸漬される構成となっているので、回転軸の給油孔からすべり軸受に給油する場合及びその場合における潤滑油中の異物と上記半径方向の貫通孔の配置位置については特に考慮されていなかった。

上述した事情に鑑み、第１の本発明は、給油孔の端部を外周面に開口させた回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する円筒状のすべり軸受と、このすべり軸受を保持するハウジングとを備えた軸受装置において、
上記回転軸が回転される際に、上記給油孔の端部の移動軌跡と重合するように上記すべり軸受の所定位置に半径方向の貫通孔を形成し、さらに、該貫通孔と連通させてすべり軸受の外周面に軸方向に貫通する異物排出溝を形成したものである。
また、第２の本発明は、給油孔の端部を外周面に開口させた回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する円筒状のすべり軸受と、このすべり軸受を外周側から保持するハウジングとを備えた軸受装置において、
上記すべり軸受は、半円筒状をした一対の半割り軸受の突き合わせ面を当接させて円筒状に形成されており、上記両突き合わせ面に半径方向に貫通する上記貫通孔を形成し、さらに、上記貫通孔の外周側の開口部と連通させて上記ハウジングの内周面に軸方向に貫通する異物排出溝を形成したものである。

上記構成によれば、潤滑油中に含まれる異物は上記貫通孔によって捕捉され、その後、該貫通孔内を通過して異物排出溝を介して、すべり軸受の両端面の開口から外部へ排出される。したがって、異物排出性が良好なすべり軸受を備えた軸受装置を提供することができる。

本発明の一実施例を示す軸受装置の断面図。 図１に示すすべり軸受における要部を拡大した斜視図。 図２に示した箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 従来の軸受装置の要部を示す断面図。 図４に示す従来品のすべり軸受と図２に示す本発明品の異物排出性の試験結果と試験条件を示す図。 本発明の第２実施例を示し、図６（ａ）は第２実施例の要部の斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第３実施例を示し、図７（ａ）は第３実施例の要部の斜視図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第４実施例を示し、図８（ａ）は第４実施例の要部の斜視図、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第５実施例を示し、図９（ａ）は第５実施例の要部の斜視図、図９（ｂ）は図９（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第６実施例を示し、図１０（ａ）は第６実施例の要部の斜視図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第７実施例を示し、図１１（ａ）は第７実施例の要部の斜視図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の第８実施例を示し、図１２（ａ）は第８実施例の要部の斜視図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す箇所に異物を含んだ潤滑油が供給された状態を示す模式図。 本発明の他の実施例を示す要部の断面図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、軸受装置１は、コンロッドにおける概略円筒状の基部２と、この基部２の内周面によって保持されてクランクピン３を回転自在に軸支する円筒状のすべり軸受４とを備えている。
すべり軸受４を保持するハウジングとしての基部２は、コンロッド本体の下端部に形成された半円筒状の上部ハウジング２Ａと、これに下方側から突き合わされる下部ハウジングとしての半円筒状のキャップ２Ｂとから構成されている。上部ハウジング２Ａの突き合わせ面２Ａａとキャップ２Ｂの突き合わせ面２Ｂａを相互に当接させた状態で図示しないボルトによって上部ハウジング２Ａとキャップ２Ｂが一体に連結されている。そのように連結された両部材の内周面２Ｃによってすべり軸受４の外周面が保持されている。

図１ないし図３に示すように、すべり軸受４は、半円筒状をした上下一対の半割り軸受１１、１２からなり、それら両半割り軸受１１、１２の突き合わせ面１１Ａ、１２Ａを相互に突き合わせて円筒状に構成されている。このすべり軸受４は、両半割り軸受１１、１２の内周面である摺動面５によってクランクシャフトのクランクピン３（回転軸）を回転自在に軸支している。また、両半割り軸受１１、１２の背面となる外周面６は上記コンロッドのハウジングとしての基部２によって保持されている。
図示しないオイルポンプからクランクシャフトに向けて潤滑油が吐出されると、該潤滑油はクランクシャフトに設けられた図示しない潤滑油通路とそれに接続されたクランクピン３の給油孔３Ａ内に供給される。この給油孔３Ａの端部３Ｂは、クランクピン３の外周部の所定位置に開口させている。そのため、給油孔３Ａ内に供給された潤滑油は、クランクピン３が矢印方向に回転されることに伴って給油孔３Ａの端部３Ｂからすべり軸受４の摺動面５に供給されるようになっている。それにより、すべり軸受４の摺動面５の潤滑が行なわれるようになっている。

しかして、本実施例は、すべり軸受４における両突き合わせ面１１Ａ、１２Ａの位置に半径方向に貫通する貫通孔７を穿設するとともに、この貫通孔７の外周面６側の開口７Ａから連続させて、外周面６の軸方向に異物排出溝８を設けたものである。それにより、潤滑油に混入された異物１５を効率的にすべり軸受４の外部へ排出できるようにしたものである。
すなわち、両半割り軸受１１、１２における一側の両突き合わせ面１１Ａ、１２Ａの位置には、それら両突き合わせ面１１Ａ、１２Ａに軸心が一致するように半径方向に貫通する断面円形の貫通孔７が穿設されている。貫通孔７は、すべり軸受４における軸方向の中央部分に穿設されており、貫通孔７の内径は、潤滑油に混入されることが想定される最大の異物１５が通過可能な寸法に設定されている。
また、この貫通孔７は、回転軸としてのクランクピン３が矢印方向に回転される際に、上記給油孔３Ａの端部３Ｂの移動軌跡と重合する位置に形成されている。それにより、図１および図３に示すように、クランクピン３が矢印方向に回転される際には、クランクピン３の給油孔３Ａから直接貫通孔７に潤滑油が供給されるようになっている。

さらに、両突き合わせ面１１Ａ、１２Ａにおける外周縁には、軸方向に沿って両方の端面９Ａ、９Ｂに開口する直線状の切欠き部１１Ｂ、１２Ｂを対向させて形成してあり、それら両切欠き部１１Ｂ、１２Ｂの内部空間によって上記異物排出溝８が構成されている。
上記貫通孔７の内径は上記クランクピン３の給油孔３Ａの内径より大きく設定されており、また、上記両方の切欠き部１１Ｂ、１２Ｂによって構成される異物排出溝８の幅は上記貫通孔７の内径と略同じ寸法に設定されている。また、異物排出溝８の深さは、予め想定した最大の大きさの異物１５が通過できる寸法に設定されている。
本実施例における異物排出溝８は、その半径方向外方を基部２の内周面２Ｃによって覆われており、従って、異物排出溝８は上記貫通孔７から連続して両端面９Ａ、９Ｂで開口する異物排出通路として機能するようになっている。

以上のように、本実施例における軸受装置１のすべり軸受４は、半径方向の貫通孔７とそれに連通する外周面６の異物排出溝８を備えているので、クランクピン３が回転される際に給油孔３Ａから潤滑油が供給されると、図１と図３に示すように、給油孔３Ａの端部３Ｂが貫通孔７と重合して、該貫通孔７に潤滑油が直接供給される。そのため、潤滑油中に混入された異物１５は、潤滑油とともに貫通孔７内で捕捉され、その後、外周側の異物排出溝８を介して端面９Ａ、９Ｂの開口からすべり軸受４の外部へ排出される。

次に、図５は、図１〜図３に示した本発明品と図４に示したクラッシリリーフと面取り部を備えた従来品とに関して、異物排出性の試験結果を比較したものである。
ここで、図２の本発明においては、貫通孔の直径を４ｍｍに設定してあり、異物排出溝の深さは０．３ｍｍに設定し、幅は２ｍｍに設定したものである。
また、図５の右方側には試験条件を示している。ここでは、クランクピン３の給油孔３Ａから供給する潤滑油の中に、クランクシャフトのクランプピン１つについて所定寸法の鉄系の異物（１．０ｍｍ:＊０．５ｍｍ＊ｔ０．１５ｍｍ）を２個投入し、その潤滑油をすべり軸受４の摺動面に供給したものである。そして、すべり軸受の摺動面に生じる１０μｍ以上の傷の本数を数えた結果が図５の左側に示した試験結果である。
この図５の試験結果から理解できるように、従来品のすべり軸受においては１３本の傷が生じたのに対して、本発明品のすべり軸受１においては、傷は２本未満となっている。このように、従来品と比較すると本発明品のすべり軸受４の方が遥かに異物排出性に優れていることが理解できる。

次に図６は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例においては、異物排出溝８を上下一対の離隔させた直線状溝１１Ｂ、１２Ｂから構成したものである。すなわち、図６（ａ）に示すように、すべり軸受４の外周面６には、上記貫通孔７の開口７Ａにおける上端および下端と直交させて軸方向に沿った一対の直線状溝１１Ｂ、１２Ｂが離隔させて形成されている。これら各直線状溝１１Ｂ、１２Ｂの幅と深さは、想定した大きさの異物１５が余裕を持って通過できる深さと幅に設定されている。その他の構成は、前述した第１実施例と同じである。
このような構成の第２実施例であっても、上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に、図７は本発明の第３実施例を示したものである。この第３実施例においては、上記第１実施例における各切欠き部１１Ｂ、１２Ｂの代わりに、突き合わせ面の外周縁に面取り部１１Ｂ、１２Ｂを形成してあり、それらによって構成される軸方向の直線状溝によって異物排出溝８を構成したものである。その他の構成は前述した第１実施例のものと同じである。
このような構成の第３実施例であっても、上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に図８は本発明の第４実施例を示したものである。この第４実施例においては、上方側の突き合わせ面１１Ａに断面半円形の貫通孔７を形成する一方、下方側の突き合わせ面１２Ａの外周縁に上記第１実施例と同様の切欠き部１２Ｂを形成している。この切欠き部１２Ｂとそれに対向する上方側の突き合わせ１１Ａ面とによって軸方向の異物排出溝８が構成されており、この異物排出溝８は貫通孔７の開口部７Ａに連通するように構成されている。その他の構成は上記第１実施例と同じである。
このような第４実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に図９は本発明の第５実施例を示したものである。この第５実施例においては、上方側の突き合わせ面１１Ａに上記図８のものと同様の断面半円形の貫通孔７を形成する一方、下方側の突き合わせ面１２Ａの外周縁に面取り部１２Ｂを形成している。この面取り部１２Ｂとそれに対向する上方側の突き合わせ面１１Ａとによって構成される軸方向の直線状溝によって異物排出溝８が形成されており、その異物排出溝８は上記貫通孔７の開口７Ａと連通している。
このような構成の第５実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に、図１０は本発明の第６実施例を示したものである。上述した第１実施例から第５実施例においては、すべり軸受４を一対の半割り軸受１１、１２から構成し、突き合わせ面１１Ａ、１２Ａ又はその隣接位置に上記貫通孔７と異物排出溝８を形成していたが、この第６実施例においては、単独で円筒状に形成されたすべり軸受４に本発明を適用したものである。すなわち、すべり軸受４の円周方向所定位置には、摺動面５から外周面６まで半径方向に貫通する貫通孔７が穿設されており、さらに、外周面６には上記貫通孔７の外方の開口部７Ａと直交させて軸方向の直線状溝が形成されており、該直線状溝によって異物排出溝８が構成されている。
貫通孔７は、上記第１実施例の場合と同様に、クランクピン３が回転される際における給油孔３Ａの端部３Ｂの移動軌跡と重合する位置に形成されている。また、貫通孔７の直径も上記第１実施例と同様に、異物１５が余裕を持って通過できる寸法に設定されている。また、異物排出溝８の幅と深さは上記第１実施例のものと同様の寸法に設定されている。その他の構成は上記第１実施例と同じである。
このような第６実施例であっても第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に図１１は本発明の第７実施例を示したものである。この第７実施例は、上記第６実施例における異物排出溝８の配置位置を少し下方側へずらしたものである。つまり、貫通孔７の外方の開口７Ａの下端に異物排出溝８の上方側の縁部が重合するように、異物排出溝８を外周面６の軸方向に形成したものである。その他の構成は、上記図１０に示した第７実施例と同じである。
このような第７実施例であっても、上述した第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に図１２は本発明の第８実施例を示したものであり、この第８実施例は、上記第１実施例において、すべり軸受４の外周面６の異物排出溝８を省略し、その代わりに、コンロッド側の基部２の内周面２Ｃに形成したものである。
すなわち、基部２における突き合わせ面２Ａａ、２Ｂａの内周縁には、すべり軸受４側の貫通孔７の開口７Ａと重合するように、軸方向に沿った一対の直線状の切欠き部２Ａｂ、２Ｂｂが形成されている。これら両切欠き部２Ａｂ、２Ｂｂの内部空間によって異物排出溝８が構成されている。このような構成の第８実施例においても、すべり軸受４の貫通孔７によって捕捉された異物１５は、貫通孔７に連通する基部２側の異物排出溝８によってすべり軸受４の外部へ排出されるようになっている。また、図１２は角形の排出溝の例を示すが、図７のような面取り形状でもよい。
このような第８実施例においても上記第１実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

次に、図１３はさらに本発明の異なる実施例を示したものである。この実施例においては、半割り軸受１１、１２における突き合わせ面１１Ａ、１２Ａの内周側となる摺動面５に、切欠き部からなるクラッシリリーフ１１Ｃ、１２Ｃを形成し、かつ、両突き合わせ面１１Ａ、１２Ａの内周縁にそれぞれ面取り部１１Ｄ、１２Ｄを形成したすべり軸受４において、上記第１実施例と同様に半径方向の貫通孔７とそれに連通する異物排出溝８をすべり軸受４に形成したものである。
このように、従来公知のクラッシリリーフ１１Ｃ、１２Ｃと面取り部１１Ｄ、１２Ｄを備えたすべり軸受４において、上記図２と図６〜図１２の各実施例に示したような貫通孔７とそれに連通する異物排出溝８を形成するようにしても良い。
なお、上記各実施例は、コンロッド用の軸受装置１に本発明を適用した場合について説明したが、クランクシャフトをシリンダーブロック側で軸支するメインベアリングにも本発明を適用することができる。その場合には、シリンダーブロックがすべり軸受を保持するためのハウジングとなる。

１‥軸受装置 ２‥基部（ハウジング）
３‥クランクピン（回転軸） ３Ａ‥給油孔
４‥すべり軸受 ６‥外周面
７‥貫通孔 ８‥異物排出溝
１１‥半割り軸受 １２‥半割り軸受
１５‥異物

Claims (11)

1. 給油孔の端部を外周面に開口させた回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する円筒状のすべり軸受と、このすべり軸受を保持するハウジングとを備えた軸受装置において、
   上記回転軸が回転される際に、上記給油孔の端部の移動軌跡と重合するように上記すべり軸受の所定位置に半径方向の貫通孔を形成し、さらに、該貫通孔と連通させてすべり軸受の外周面に軸方向に貫通する異物排出溝を形成したことを特徴とする軸受装置。
2. 上記すべり軸受は、一対の半割り軸受の突き合わせ面を相互に当接させて円筒状に形成されており、上記貫通孔は、上記両半割り軸受における突き合わせ面とそれらの隣接位置にわたって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
3. 上記両突き合わせ面の外周縁となる両半割り軸受の外周面にそれぞれ軸方向の切欠き部が形成されており、それら両切欠き部によって上記異物排出溝が構成されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
4. 上記両突き合わせ面の外周縁から離隔させて軸方向に伸びる直線状溝が両半割り軸受の外周面にそれぞれ形成されており、それら両直線状溝によって上記異物排出溝が形成されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
5. 上記両突き合わせ面の外周縁となる両半割り軸受の外周面にそれぞれ面取り部が形成されており、それら両面取り部によって上記異物排出溝が構成されることを特徴とする請求項２に記載の軸受装置。
6. 上記すべり軸受は、一対の半割り軸受の突き合わせ面を相互に当接させて円筒状に形成されており、上記貫通孔は、上記両突き合わせ面に隣接する一方の半割り軸受のみに形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受装置。
7. 一方の半割り軸受に上記貫通孔が形成されており、他方の半割り軸受の突き合わせ面の外周縁の軸方向に切欠き部が形成されており、該切欠き部とそれに対向する他方の突き合わせ面とによって上記異物排出溝が構成されることを特徴とする請求項６に記載の軸受装置。
8. 一方の半割り軸受に上記貫通孔が形成されており、他方の半割り軸受の突き合わせ面の外周縁の軸方向に面取り部が形成されており、該面取り部とそれに対向する他方の突き合わせ面とによって上記異物排出溝が構成されることを特徴とする請求項６に記載の軸受装置。
9. 上記各半割り軸受の内周面には、上記突き合わせ面の隣接位置にそれぞれクラッシリリーフが形成されるとともに、両突き合わせ面の内周縁にはそれぞれ面取り部が形成されていることを特徴とする請求項２から請求項８のいずれかに記載の軸受装置。
10. 給油孔の端部を外周面に開口させた回転軸と、この回転軸を回転自在に軸支する円筒状のすべり軸受と、このすべり軸受を外周側から保持するハウジングとを備えた軸受装置において、
    上記すべり軸受は、半円筒状をした一対の半割り軸受の突き合わせ面を当接させて円筒状に形成されており、
    上記両突き合わせ面に半径方向に貫通する上記貫通孔を形成し、さらに、上記貫通孔の外周側の開口部と連通させて上記ハウジングの内周面に軸方向に貫通する異物排出溝を形成したことを特徴とする軸受装置。
11. 上記各半割り軸受の内周面には、上記突き合わせ面の隣接位置にそれぞれクラッシリリーフが形成されるとともに、両突き合わせ面の内周縁にはそれぞれ面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の軸受装置。

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