JP2011064248A - 軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】異物が潤滑油に混入することに起因する焼き付きを防止する。
【解決手段】軸受部材１５に支持したバランサシャフト３０（回転部材）の内部には、軸線方向の給油路３５と、給油路３５から径方向に分岐した分岐路３９Ｆ，３９Ｒが形成され、流入路３８（流入部）から圧送された潤滑油は、給油路３５と分岐路３９Ｆ，３９Ｒを通り、バランサシャフト３０の外周における軸受部材１５との摺接領域に供給される。給油路３５には、流入路３８と分岐路３９Ｆ，３９Ｒとの間において、給油路３５の内周面の近傍に位置する異物が分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側へ移動するのを規制する規制部４０と、規制部４０の近傍位置で給油路３５から分岐してバランサシャフト３０の外周面に開口する排出路４２が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受構造に関するものである。

特許文献１には、給油路を備えた軸受構造が開示されている。この軸受構造は、軸受部材と、軸受部材によって回転可能に支持された回転部材とを備えており、回転部材の内部には、回転部材の軸線方向に延びる給油路と、給油路から径方向に分岐して回転部材の外周面における軸受部材との摺接領域に開口する分岐路とが形成されている。給油路内に圧送された潤滑油は、給油路と分岐路を順に通過し、回転部材の外周面と軸受部材の内周面との隙間に供給されるようになっている。

特開２００６−２００４０９号公報

この種の軸受構造において、給油路内に異物が混入した場合、その異物が回転部材と軸受部材との隙間に噛み込んで焼き付きを生じることが懸念される。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、異物が潤滑油に混入することに起因する焼き付きを防止することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、軸受部材と、前記軸受部材によって回転可能に支持された回転部材とを備え、前記回転部材の内部には、前記回転部材の軸線方向に延びる給油路と、前記給油路から径方向に分岐して前記回転部材の外周面における前記軸受部材との摺接領域に開口する分岐路とが形成され、流入部から前記給油路内に圧送された潤滑油が、前記給油路と前記分岐路を順に通過して、前記回転部材の外周面と前記軸受部材の内周面との隙間に供給されるようになっている軸受構造において、前記給油路には、前記流入部と前記分岐路との間に配置され、前記給油路の内周面の近傍に位置する異物が前記分岐路側へ移動するのを規制する規制部と、前記規制部の近傍位置で前記給油路から分岐して前記回転部材の外周面に開口する排出路とが形成されているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記規制部は、前記回転部材の軸線に対して略直角な受け面を有する段差状に形成されているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のものにおいて、前記軸受部材の内周面には、前記軸受部材の軸線方向における端縁に開口する排出溝が形成されているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項３に記載のものにおいて、前記回転部材は、シャフト本体と、前記シャフト本体から偏心して配置されて前記シャフト本体と一体に回転するバランスウエイトとを備えたバランサシャフトであり、前記排出溝は、前記軸受部材の軸線に対して斜め方向に延びた傾斜溝によって構成されているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記排出溝は、傾き方向が互いに逆向きとなっている２本の前記傾斜溝を略Ｖ字形に接続した形態とされており、前記傾斜溝の両端部のうち前記バランサシャフトの回転方向における後方側の端部は、他方の前記傾斜溝に接続されており、前記傾斜溝の両端部のうち前記バランサシャフトの回転方向における前方の端部は、前記回転部材の軸線方向における端縁に開口されているところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
流入部から給油路内に混入した異物は、遠心力により給油路の内周に押し付けられながら分岐路側へ移動するが、規制部においてそれ以上の分岐路側への移動を規制され、遠心力により排出路を通って回転部材の外部へ排出される。これにより、異物が潤滑油に混入することに起因する焼き付きが防止される。

＜請求項２の発明＞
異物は、受け面に当接することにより、分岐路側への移動を規制される。受け面は、回転部材の軸線方向、即ち給油路の内周面に沿って異物が移動するときの移動方向に対して略直角な面となっているので、異物の分岐路側への移動を確実に阻止することができる。

＜請求項３の発明＞
万一、異物が、規制部と分岐路を通過して、回転部材の外周面と軸受部材の内周面との隙間に侵入しても、その異物は排出溝を通ることによって軸受部材と回転部材の外部へ排出される。したがって、異物が軸受部材と回転部材との間に噛み込むことが防止される。

＜請求項４の発明＞
バランサシャフトは、偏心配置されたバランスウエイトにより軸受部材に対して偏心回転するため、シャフト本体の外周面と軸受部材の内周面との接触形態は、軸線と平行な線接触となり、軸受部材の内周面におけるシャフト本体との線接触領域は、バランサシャフトの回転動作に伴って周方向に移動していく。そのため、排出溝が軸線方向と平行に延びた形態である場合には、シャフト本体が、排出溝に対する一時的な嵌まり込みや、排出溝の溝縁に対する引っ掛かりを生じることが懸念される。この点に鑑み、本願発明では、排出溝を軸線に対して斜め方向に延びる傾斜溝によって構成しているので、シャフト本体の排出溝への嵌まり込みや排出溝の溝縁への引っ掛かりが防止されている。

＜請求項５の発明＞
排出溝内の潤滑油は、その粘性により、シャフト本体に追従してバランサシャフトの回転方向と同じ方向、つまり、傾斜溝同士が接続される端部から軸受部材の軸線方向における端縁の開口側に向かって流れる。したがって、傾斜溝内に侵入した異物も、潤滑油に乗じて速やかに排出溝の外部へ排出される。

実施形態１の軸受構造をあらわす断面図 図１のＸ−Ｘ線断面図 軸受部材の平面図

＜実施形態１＞
以下、本発明を具体化した実施形態１を図１乃至図３を参照して説明する。本実施形態の軸受構造は、ハウジング１０に取り付けた軸受部材１５と、軸受部材１５を介してハウジング１０に回転可能に支持されたバランサシャフト３０（本発明の構成要件である回転部材）とを備えて構成されている。

ハウジング１０は、ロアケース１１とアッパケース１２とを上下に重ねて構成されており、ハウジング１０内にはバランサシャフト３０を回転可能に収容するための収容空間が形成されている。ロアケース１１とアッパケース１２には、互いに上下に付き合わされる前後二対の支持部１３が形成されている。

ロアケース１１の支持部１３の上面と、アッパケース１２の支持部１３の下面には、夫々、半円弧形に切欠した形態の軸受溝１４が形成されている。各軸受溝１４には、夫々、半円形に湾曲した金属板材からなる軸受部材１５が固定され、上下で対をなす軸受部材１５により前後方向に貫通する軸受孔１６が構成されている。つまり、ハウジング１０には、軸線を前後方向に向けた２つの軸受孔１６が設けられている。

また、ロアケース１１とアッパケース１２には、互いに上下に付き合わされる一対の供給部１７が形成されている。ロアケース１１の供給部１７の上面とアッパケース１２の供給部１７の下面には、夫々、半円弧形に切欠した形態の供給溝１８が形成されている。対をなす供給溝１８により、前後方向に貫通する供給用貫通孔１９が構成されている。供給用貫通孔１９の軸線は、上記２つの軸受孔１６と同軸である。

軸線方向において、供給用貫通孔１９は、前後２つの軸受孔１６に挟まれた位置ではなく、前側（図１における左側）の軸受孔１６を挟んで後側の軸受孔１６とは反対側の位置（両軸受孔１６よりも前方の位置）に配置されている。つまり、軸線方向において、供給用貫通孔１９と、前側の軸受孔１６と、後側の軸受孔１６とが互いに間隔を空けて順に並んでいる。

供給用貫通孔１９（供給溝１８）の内周には、全周に亘って連通溝２０が形成されている。アッパケース１２には、アッパケース１２の外面（上面）から連通溝２０に連通する供給路２１が形成されており、供給路２１には、潤滑油を加圧した状態で供給する圧送源（図示省略）が接続されている。

バランサシャフト３０は、シャフト本体３１とバランスウエイト３２を一体に形成して構成されている。シャフト本体３１は、軸線を前後方向に向けた円形断面の棒状をなす。バランスウエイト３２は、シャフト本体３１と一体に回転可能であって、シャフト本体３１の軸線から偏心した位置に配置されている。シャフト本体３１の外周には、シャフト本体３１と同心の円形をなす前後一対のフランジ部３３が形成されている。一対のフランジ部３３は、前後方向においてシャフト本体３１のほぼ中央の位置に配置されている。シャフト本体３１のうち一対のフランジ部３３の間に挟まれた領域は、軸部３４Ｆとなっている。また、シャフト本体３１の後端部も、軸部３４Ｒとなっている。上記のバランスウエイト３２は、後側のフランジ部３３と後側の軸部３４Ｒとの間に配置されている。

シャフト本体３１の内部には、前後方向（シャフト本体３１の軸線と平行な方向）に延びた給油路３５が、シャフト本体３１のほぼ全長に亘って形成されている。給油路３５は、シャフト本体３１と同軸の円形をなす孔状に形成されている。給油路３５のうち前側のフランジ部３３よりも前方の領域は、大径油路３６となっており、給油路３５のうち大径油路３６よりも後方の領域は、大径油路３６と同軸の小径油路３７となっている。

シャフト本体３１の前端部には、その外周面から大径油路３６の内周面に連通する流入路３８（本発明の構成要件である流入部）が形成されている。シャフト本体３１のうち両フランジ部３３で挟まれた領域には、小径油路３７から外周面に連通する分岐路３９Ｆが形成されている。シャフト本体３１の後端部にも、小径油路３７から外周面に連通する分岐路３９Ｒが形成されている。分岐路３９Ｆ，３９Ｒは、給油路３５から径方向に分岐し、シャフト本体３１の径方向に直線状に延びた円形断面の孔状をなしており、バランサシャフト３０の軸部３４Ｆ，３４Ｒの外周面における軸受部材１５との摺接領域に開口している。

圧送源から加圧されて供給路２１に供給された潤滑油は、連通溝２０内に充填され、流入路３８を通って給油路３５（大径油路３６）の前端部に供給される。給油路３５内に供給された潤滑油は、バランサシャフト３０の回転運動によって生じる遠心力により給油路３５の内周面に押し付けられた状態で後方へ流れる。そして、小径油路３７内に流入した潤滑油の一部は、前側の分岐路３９Ｆを通って前側の軸部３４Ｆの外周面と軸受部材１５の内周面との隙間に供給され、前側の分岐路３９Ｆに流入せずにそれよりも後方へ流動した潤滑油は、後側の分岐路３９Ｒを通って後側の軸部３４Ｒの外周面と軸受部材１５の内周面との隙間に供給される。

本実施形態の軸受構造では、給油路３５内に異物（図示省略）が混入した場合、その異物がバランサシャフト３０の軸部３４Ｆ，３４Ｒの外周面と軸受部材１５の内周面との隙間に噛み込んで、焼き付きを生じることが懸念される。そこで、シャフト本体３１と軸受部材１５には、異物が潤滑油に混入することに起因する焼き付きを防止するための手段が設けられている。

まず、シャフト本体３１に設けた焼き付き防止手段を、図１を参照して説明する。給油路３５を構成する大径油路３６と小径油路３７との境界部分は、シャフト本体３１の軸線を含む断面において段差状をなすように形成された規制部４０となっている。この規制部４０は、給油路３５の内周面の近傍に位置する異物が分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側へ移動するのを規制するためのものであり、前方（小径油路３７側から大径油路３６側に向かう方向）に面する受け面４１を有する。受け面４１は、シャフト本体３１の軸線方向（つまり、給油路３５内における潤滑油の流動方向と概ね平行な方向）に対して直角をなす円環形の平面である。この規制部４０は、前後方向（シャフト本体３１の軸線方向）において、流入部と前側の分岐路３９Ｆとの間の位置に配置されている。換言すると、規制部４０は、給油路３５内の潤滑油の流動経路において、前側及び後側の分岐路３９Ｆ，３９Ｒよりも上流側の位置に配置されている。

また、シャフト本体３１には、給油路３５からバランサシャフト３０の軸線と直角な径方向に分岐して、シャフト本体３１の外周面に開口する排出路４２が形成されている。排出路４２は、規制部４０において分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側への流動を規制された異物を、バランサシャフト３０の外部に排出するための経路であり、規制部４０の近傍位置に配置されている。詳しくは、バランサシャフト３０の軸線方向（給油路３５における潤滑油の流動方向）において、給油路３５の内周面における排出路４２の開口は、大径油路３６の後端位置（潤滑油の流動方向における下流端の位置）、即ち、規制部４０の受け面４１よりも前方（潤滑油の流動方向における上流側）で且つ受け面４１の近傍位置に配置されている。

次に、軸受部材１５に設けた焼き付き防止手段を、図２及び図３を参照して説明する。軸受部材１５の内周面には、軸受部材１５の前後方向の軸線に対して斜め方向に延びた２本の傾斜溝４４によって構成された排出溝４３が形成されている。２本の傾斜溝４４は、軸受部材１５の軸線に対する傾きの方向が互いに逆方向となっており、軸受部材１５の周方向の仮想軸線（図示省略）に関して前後対称である。２本の傾斜溝４４の基端部同士は連通しており、これにより、排出溝４３は全体として略Ｖ字形をなしている。各傾斜溝４４の両端部のうち基端部とは反対側の先端部は、軸受部材１５の軸線方向（前後方向）における端縁において排出口４５として開口されている。

また、排出溝４３の形態とバランサシャフト３０の回転方向との関係を説明すると、傾斜溝４４の両端部のうちバランサシャフト３０の回転方向（図２及び図３に矢線Ａで示す）における後方側となる基端部は、他方の傾斜溝４４の基端部に接続されており、傾斜溝４４の両端部のうちバランサシャフト３０の回転方向における前方側となる先端部は、バランサシャフト３０（軸受部材１５）の軸線方向における端縁に排出口４５として開口されていることになる。

次に、本実施形態の作用を説明する。流入路３８から潤滑油に混入した状態で給油路３５内に流入した異物（図示省略）は、遠心力により大径油路３６の内周に押し付けられながら潤滑油と一緒に分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側（後方）へ移動するが、大径油路３６の後端に到達したところで、受け面４１に突き当たるため、それ以上の後方（分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側）への移動を規制される。受け面４１で流動を阻止された異物は、遠心力により排出路４２を通ってバランサシャフト３０の外部へ排出される。

また、異物が分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側への移動を規制されるときに当たる受け面４１は、バランサシャフト３０の軸線方向、即ち給油路３５の内周面に沿って異物が移動するときの移動方向に対して略直角な面となっているので、異物の分岐路３９Ｆ，３９Ｒ側への移動を確実に阻止することができる。

また、万一、異物が、規制部４０と分岐路３９Ｆ，３９Ｒを通過して、バランサシャフト３０の外周面と軸受部材１５の内周面との隙間に侵入しても、その異物は、排出溝４３を通ることによって排出口４５から軸受部材１５とバランサシャフト３０の外部へ排出される。これにより、異物が軸受部材１５とバランサシャフト３０との間の噛み込むことが防止される。

また、バランサシャフト３０は、偏心配置されたバランスウエイト３２により軸受部材１５に対して偏心回転するため、シャフト本体３１の軸部３４Ｆ，３４Ｒの外周面と軸受部材１５の内周面との接触形態は、軸線と平行な線接触となり、軸受部材１５の内周面におけるシャフト本体３１との線接触領域は、バランサシャフト３０の回転動作に伴って周方向に移動していく。そのため、排出溝４３が軸線方向と平行に延びた形態であった場合には、シャフト本体３１が、排出溝４３に対する一時的な嵌まり込みや、排出溝４３の溝縁に対する引っ掛かりを生じることが懸念される。この点に鑑み、本実施形態では、排出溝４３を軸線に対して斜め方向に延びる傾斜溝４４によって構成しているので、シャフト本体３１の排出溝４３への嵌まり込みや排出溝４３の溝縁への引っ掛かりが防止されている。

しかも、排出溝４３内の潤滑油は、その粘性により、シャフト本体３１に追従してバランサシャフト３０の回転方向と同じ方向、つまり、傾斜溝４４同士が接続される基端部から軸受部材１５の軸線方向における端縁に開口する先端部（排出口４５側）に向かって流れる。したがって、傾斜溝４４内に侵入した異物も、潤滑油に乗じて速やかに排出溝４３の外部へ排出される。
以上により、異物が潤滑油に混入することに起因する焼き付きの防止を図ることができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、規制部を段差状としたが、回転部材の軸線（回転中心軸）に対して傾斜したテーパ面であってもよく、給油路の内周面を凹ませた形態の溝であってもよい。
（２）上記実施形態では、排出溝を軸受部材の軸線方向における両端縁に開口する形態としたが、排出溝は、軸受部材の軸線方向における両端縁のうちいずれか一方の端縁のみに開口する形態であってもよい。
（３）上記実施形態では、略Ｖ字形に連なる２本の傾斜溝によって排出溝を構成したが、排出溝は、１本の傾斜溝だけで構成されていてもよい。
（４）上記実施形態では、排出溝を、軸受部材の軸線に対して斜め方向に延びた傾斜溝によって構成したが、排出溝は、軸受部材の軸線と平行に延びた形態であってもよい。
（５）上記実施形態では、軸受部材の内周面に、軸受部材の軸線方向における端縁に開口する排出溝を形成したが、軸受部材の内周面に排出溝を形成しない形態としてもよい。
（６）上記実施形態では、回転部材がバランサシャフトである場合について説明したが、本発明は、回転部材がバランサシャフト以外の部材（例えば、クランクシャフトやカムシャフト等）である場合にも適用できる。

１５…軸受部材
３０…バランサシャフト（回転部材）
３１…シャフト本体
３２…バランスウエイト
３５…給油路
３８…流入路（流入部）
３９Ｆ，３９Ｒ…分岐路
４０…規制部
４１…受け面
４２…排出路
４３…排出溝
４４…傾斜溝

Claims (5)

1. 軸受部材と、
   前記軸受部材によって回転可能に支持された回転部材とを備え、
   前記回転部材の内部には、
   前記回転部材の軸線方向に延びる給油路と、
   前記給油路から径方向に分岐して前記回転部材の外周面における前記軸受部材との摺接領域に開口する分岐路とが形成され、
   流入部から前記給油路内に圧送された潤滑油が、前記給油路と前記分岐路を順に通過して、前記回転部材の外周面と前記軸受部材の内周面との隙間に供給されるようになっている軸受構造において、
   前記給油路には、
   前記流入部と前記分岐路との間に配置され、前記給油路の内周面の近傍に位置する異物が前記分岐路側へ移動するのを規制する規制部と、
   前記規制部の近傍位置で前記給油路から分岐して前記回転部材の外周面に開口する排出路とが形成されていることを特徴とする軸受構造。
2. 前記規制部は、前記回転部材の軸線に対して略直角な受け面を有する段差状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の軸受構造。
3. 前記軸受部材の内周面には、前記軸受部材の軸線方向における端縁に開口する排出溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の軸受構造。
4. 前記回転部材は、シャフト本体と、前記シャフト本体から偏心して配置されて前記シャフト本体と一体に回転するバランスウエイトとを備えたバランサシャフトであり、
   前記排出溝は、前記軸受部材の軸線に対して斜め方向に延びた傾斜溝によって構成されていることを特徴とする請求項３記載の軸受構造。
5. 前記排出溝は、傾き方向が互いに逆向きとなっている２本の前記傾斜溝を略Ｖ字形に接続した形態とされており、
   前記傾斜溝の両端部のうち前記バランサシャフトの回転方向における後方側の端部は、他方の前記傾斜溝に接続されており、
   前記傾斜溝の両端部のうち前記バランサシャフトの回転方向における前方の端部は、前記回転部材の軸線方向における端縁に開口されていることを特徴とする請求項４記載の軸受構造。

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