JP2012197881A - クランクジャーナル用転がり軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】クランクジャーナル用転がり軸受内への潤滑油の供給圧力を低下させ、これにより軸受の良好な潤滑を確保しつつ軸受内の潤滑油の圧力を低くして軸受内に於ける潤滑油の撹拌抵抗を低下させる。
【解決手段】シリンダブロック１２に固定されクランクジャーナル１６を囲繞する外輪３２と、外輪の内面に設けられた周溝３４内に収容されクランクジャーナルに当接する複数のローラ３６とを有するクランクジャーナル用転がり軸受２２。外輪３２の外面３２ｂに設けられ外輪の端面３２ｃまで延在する給油溝４４を有している。給油溝はシリンダブロック１２に設けられた内部給油通路４２に連通し、潤滑油が内部給油通路より給油溝４４、外輪の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間、外輪の内面３２ａとクランクジャーナル１６との間の空間を経てローラ３６の周りへ供給される。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり軸受に係り、更に詳細にはエンジンのクランクシャフトを回転可能に支持するクランクジャーナル用転がり軸受に係る。

自動車等の車両に搭載されるエンジンのクランクシャフトは、回転軸線に沿って互いに隔置された複数のクランクジャーナルと、各気筒に対応する複数のクランクピンとを有している。各クランクピンの両端はクランクアームによってクランクジャーナルと一体に接続され、各クランクアームのボス部には回転軸線に対しクランクピンとは径方向反対の側にカウンタウエイト（バランスウェイト）が一体に接続されている。

各クランクジャーナルはシリンダブロックによりクランクジャーナル用転がり軸受を介してクランクシャフトの回転軸線の周りに回転可能に支持されている。転がり軸受はシリンダブロックに固定されクランクジャーナルを囲繞する外輪と、外輪の内面に設けられた周溝内に収容されクランクジャーナルに当接するローラやボールの如き複数の転動体と、各転動体を周方向に隔置して保持する保持器とを有している。

転がり軸受はシリンダブロックに設けられたメインギャラリーより内部通路を経て供給される潤滑油によって潤滑される。例えば下記の特許文献１に記載されている如く、転がり軸受の外輪には径方向外端にて内部通路に連通し径方向内端にて周溝に連通する給油通路が設けられており、潤滑油は内部通路より給油通路を経て周溝内の転動体の周りに供給される。

特開２０１０−３１９６７号公報

〔発明が解決しようとする課題〕
上記公開公報に記載されている如き従来のクランクジャーナル用転がり軸受に於いては、転がり軸受の内部は給油通路及び内部通路を介してメインギャラリーと連通している。給油通路や内部通路に潤滑油が詰まって潤滑不良になることがないよう、給油通路及び内部通路の断面積は潤滑油の自由な流通を許す大きさに設定されている。従ってこれらの通路に於ける絞り効果及び圧力降下は非常に小さいので、軸受内への潤滑油の供給量が過剰になり、軸受内の潤滑油の圧力が高くなるため、クランクシャフトの回転に伴って軸受内に於いて発生する潤滑油の撹拌の抵抗が高いという問題がある。

本発明は、従来のクランクジャーナル用転がり軸受に於ける上述の如き問題に鑑みてなされたものであり、本発明の主要な課題は、軸受内への潤滑油の供給圧力を低下させ、これにより軸受の良好な潤滑を確保しつつ軸受内の潤滑油の圧力を低くして軸受内に於ける潤滑油の撹拌抵抗を低下させることである。
〔課題を解決するための手段及び発明の効果〕

上述の主要な課題は、本発明によれば、請求項１の構成、即ちエンジンのシリンダブロックに固定されクランクジャーナルを囲繞する外輪と、前記外輪の内面に設けられた周溝内に部分的に収容され前記クランクジャーナルに当接する複数の転動体とを有するクランクジャーナル用転がり軸受に於いて、前記外輪の外面に設けられ前記外輪の少なくとも一方の端面まで延在する給油溝を有し、前記給油溝は前記シリンダブロックに設けられた内部給油通路に連通し、潤滑油が前記内部給油通路より前記給油溝、前記外輪の端面とクランクアームのボス部との間の空間、前記外輪の内面と前記クランクジャーナルとの間の空間を経て前記転動体の周りへ供給されることを特徴とするクランクジャーナル用転がり軸受によって達成される。

上記請求項１の構成によれば、転動体を部分的に収容する周溝は内部給油通路に直接的には連通していない。潤滑油は内部給油通路より給油溝、外輪の端面とクランクアームのボス部との間の空間、外輪の内面とクランクジャーナルとの間の空間を経て転動体の周りへ供給される。従って周溝が内部給油通路に直接的に連通している従来のクランクジャーナル用転がり軸受の場合に比して、周溝内への潤滑油の供給圧力を低くして軸受内への潤滑油の供給量及び軸受内の潤滑油の圧力を低くすることができる。よって軸受の良好な潤滑を確保しつつ、従来のクランクジャーナル用転がり軸受の場合に比して軸受内に於ける潤滑油の撹拌抵抗を低下させることができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１の構成に於いて、前記外輪の内面には前記外輪の一方の端面と前記周溝との間に延在する連通溝が設けられているよう構成される（請求項２の構成）。

上記請求項２の構成によれば、外輪の一方の端面と周溝との間に延在する連通溝が外輪の内面に設けられているので、外輪の一方の端面とクランクアームのボス部との間の空間より連通溝を経て転動体の周りへ潤滑油を良好に供給することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項２の構成に於いて、前記給油溝及び前記連通溝は径方向に互いに整合しているよう構成される（請求項３の構成）。

上記請求項３の構成によれば、給油溝及び連通溝は径方向に互いに整合している。従ってこれらの溝が径方向に互いに整合していない場合に比して、給油溝内の潤滑油を外輪の一方の端面とクランクアームのボス部との間の空間を経て連通溝へ効率的に流動させることができる。

また本発明によれば、上記請求項１の構成に於いて、前記給油溝は前記外輪の端面と前記内部給油通路との間にて前記外輪の外面に設けられ周方向に延在する円弧溝と、前記内部給油通路及び前記円弧溝に連通する第一の給油溝と、前記第一の給油溝より周方向に隔置された位置に於いて前記外輪の端面より延在し前記円弧溝に連通する第二の給油溝とを含んでいるよう構成される（請求項４の構成）。

上記請求項４の構成によれば、第二の給油溝の位置を第一の給油溝の位置とは異なる周方向の位置に設定することができる。よって内部給油通路及び第一の給油溝とは異なる周方向の位置に於いて、潤滑油を外輪の端面とクランクアームのボス部との間の空間より周溝内へ流動させることができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４の構成に於いて、前記第二の給油溝はピストンの往復運動及びクランクシャフトの回転に起因して外輪がクランクジャーナルより径方向外向きに受ける力が最も高くなる領域に設けられているよう構成される（請求項５の構成）。

上記請求項５の構成によれば、ピストンの往復運動及びクランクシャフトの回転に起因して外輪がクランクジャーナルより径方向外向きに受ける力が最も高くなる領域に於いて、クランクジャーナルと転がり軸受の転動体との間を効果的に潤滑することができる。従って第二の給油溝が他の領域に設けられている場合に比して、外輪がクランクジャーナルより径方向外向きに受ける力が最も高くなるときのクランクジャーナルの回転抵抗を低減し、これによりクランクシャフトの回転抵抗を効果的に低減することができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項４又は５の構成に於いて、前記外輪の内面には前記外輪の一方の端面と前記周溝との間に延在する連通溝が設けられており、前記第二の給油溝及び前記連通溝は径方向に互いに整合しているよう構成される（請求項６の構成）。

上記請求項６の構成によれば、外輪の一方の端面と周溝との間に延在する連通溝が外輪の内面に設けられており、第二の給油溝及び連通溝は径方向に互いに整合している。従って連通溝が設けられていない場合や第二の給油溝及び連通溝が径方向に互いに整合していない場合に比して、第二の給油溝内の潤滑油を外輪の端面とクランクアームのボス部との間の空間を経て連通溝へ効率的に流動させることができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項１乃至６の何れか一つの構成に於いて、前記外輪の内面には前記外輪の他方の端面と前記周溝との間に延在する排油溝が設けられているよう構成される（請求項７の構成）。

上記請求項７の構成によれば、外輪の他方の端面と周溝との間に延在する排油溝が外輪の内面に設けられている。従って排油溝が外輪の内面に設けられていない場合に比して、排油溝を経て周溝内の潤滑油を効率的に排出させることができ、これにより軸受内に潤滑油を効率的に循環させることができる。

また本発明によれば、上述の主要な課題を効果的に達成すべく、上記請求項７の構成に於いて、前記外輪の他方の端面には一端にて前記排油溝と連通し径方向外方へ延在する流出溝が設けられているよう構成される（請求項８の構成）。

上記請求項８の構成によれば、一端にて排油溝と連通し径方向外方へ延在する流出溝が外輪の他方の端面に設けられている。従って流出溝が外輪の他方の端面に設けられていない場合に比して、外輪の他方の端面の側に於いて排油溝内の潤滑油を効率的に流出させることができ、これにより軸受内に潤滑油を更に一層効率的に循環させることができる。
〔課題解決手段の好ましい態様〕

本発明の一つの好ましい態様によれば、上記請求項１乃至３の何れか一つの構成に於いて、給油溝はクランクジャーナルの軸線に沿って延在しているよう構成される（好ましい態様１）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２又は３の構成に於いて、連通溝はクランクジャーナルの軸線に沿って延在しているよう構成される（好ましい態様２）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項２の構成に於いて、給油溝及び連通溝は互いに異なる周方向位置に設けられているよう構成される（好ましい態様３）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４の構成に於いて、第一及び第二の給油溝の少なくとも一方はクランクジャーナルの軸線に沿って延在しているよう構成される（好ましい態様４）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項４又は５の構成に於いて、第二の給油溝及び連通溝は互いに異なる周方向位置に設けられているよう構成される（好ましい態様５）。

本発明の他の一つの好ましい態様によれば、上記請求項８の構成に於いて、外輪は軸受キャップによりシリンダブロックに固定され、軸受キャップには一端にて流出溝に連通し径方向外方へ延在する流出溝が設けられているよう構成される（好ましい態様６）。

本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第一の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図である。 図１に示された第一の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。 本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第二の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図である。 図３に示された第二の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。 直列４気筒エンジン用のクランクシャフトを示す概略図である。 図５に示されたクランクシャフトの第一及び第五のクランクジャーナルの転がり軸受について、第二の給油溝及び連通溝の周方向位置を示す説明図である。 図５に示されたクランクシャフトの第二及び第四のクランクジャーナルの転がり軸受について、第二の給油溝及び連通溝の周方向位置を示す説明図である。 図５に示されたクランクシャフトの第三のクランクジャーナルの転がり軸受について、第二の給油溝及び連通溝の周方向位置を示す説明図である。 第二の実施形態の変形例として構成された本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第三の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図である。 図９に示された第三の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。 第一の実施形態の構造についての第一の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。 第一の実施形態の構造についての第二の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。 第一の実施形態の構造についての第三の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。 第二及び第三の実施形態の構造についての第四の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。 第二及び第三の実施形態の構造についての第五の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。 第二及び第三の実施形態の構造についての第六の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。
［第一の実施形態］

図１は本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第一の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図、図２は図１に示された第一の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。

これらの図に於いて、符号１０はクランクシャフトを全体的に示しており、符号１２はシリンダブロックを示している。図１及び図２には示されていないが、クランクシャフト１０は回転軸線１４に沿って互いに隔置された複数のクランクジャーナル１６と、各気筒に対応する複数のクランクピンとを有している。各クランクピンは回転軸線１４よりそれに垂直な方向に隔置され、各クランクピンの両端はクランクアーム１８によってクランクジャーナル１６と一体に接続されている。各クランクアーム１８のボス部１８Ａには回転軸線１４に対しクランクピンとは径方向反対の側にカウンタウエイト（バランスウェイト）２０が一体に接続されている。

各クランクジャーナル１６は本発明の第一の実施形態による転がり軸受２２を介してシリンダブロック１２により回転軸線１４の周りに回転可能に支持されている。軸受２２はシリンダブロック１２に設けられ下向きに開いた半円筒形の窪み２４及び軸受キャップ２６に設けられ上向きに開いた半円筒形の窪み２８に配置されている。軸受２２はその軸線３０が回転軸線１４に整合するよう、軸受キャップ２６が図には示されていないボルトによってシリンダブロック１２に固定されることにより、シリンダブロック１２に固定されている。

図には示されていないが、軸受２２とクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間には、これらの摩擦接触を防止するスラストプレートが配置されていてよい。スラストプレートは半円弧状に延在する一対のプレート部材よりなり、一対のプレート部材はクランクジャーナル１６を囲繞するよう互いに連結される。

軸受２２はシリンダブロック１２に固定されクランクジャーナル１６を囲繞する外輪３２と、外輪３２の内面３２ａに設けられた周溝３４内に部分的に収容されクランクジャーナル１６に当接する複数のローラ３６とを有している。外輪３２は窪み２４内に配置され下向きに開いた半円筒形をなす上部外輪半体３２Ａと、窪み２８内に配置され上向きに開いた半円筒形をなす下部外輪半体３２Ｂとよりなっている。

クランクジャーナル１６と外輪３２との間には断面Ｃ形の円筒状をなす保持器３８が配置されており、保持器３８はクランクジャーナル１６と外輪３２との間の径方向の間隔よりも小さい厚さを有している。保持器３８はローラ３６を回転可能に受け入れる複数の孔を有し、これらの孔は周方向に互いに隔置されており、これによりローラ３６は周方向に互いに隔置された状態にて回転可能に保持されている。

シリンダブロック１２には潤滑油を供給するためのメインギャラリー４０が設けられており、シリンダブロック１２の各クランクジャーナル１６に対応する部分にはメインギャラリー４０より軸受２２へ潤滑油を供給するための内部通路４２が設けられている。上部外輪半体３２Ａの外面３２ｂには給油溝４４が設けられており、給油溝４４は内端にて内部通路４２と連通し、外輪の一方の端面３２ｃまで軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在している。

外輪３２の内面３２ａには外輪の一方の端面３２ｃと周溝３４との間に延在する連通溝４６が設けられており、連通溝４６も軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在している。連通溝４６は軸線３０の上方に設けられており、従って軸線３０及び回転軸線１４の周りについて見て給油溝４４と同一の周方向位置に設けられている。尚連通溝４６は給油溝４４とは異なる周方向位置にも設けられてもよく、また連通溝４６は複数設けられてもよい。

この第一の実施形態によれば、メインギャラリー４０内の潤滑油は矢印Ａにて示されている如く内部通路４２を経て給油溝４４へ流入し、矢印Ｂにて示されている如く給油溝４４内を図１で見て左方へ移動し、外輪３２の端面３２ｃより流出する。そして潤滑油は軸線３０の周りの全周に亘り外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を充填し、その一部は図には示されていないオイルパンへ落下する。他の潤滑油は矢印Ｃにて示されている如く連通溝４６内を図１で見て右方へ移動し、周溝３４内へ流入する。これにより潤滑油はローラ３６の周りを潤滑し、クランクジャーナル１６とローラ３６との間の摩擦を低減する。

尚周溝３４内へ流入した潤滑油は順次図１で見て右方へ移動し、端面３２ｃとは反対側の端面３２ｄへ向けて内面３２ａとクランクジャーナル１６との間を図１で見て右方へ移動し、端面３２ｄとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間へ流出する。よって軸受２２内に潤滑油が循環供給される。

かくして第一の実施形態によれば、潤滑油が給油溝４４より外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間へ流出すると、潤滑油の圧力が解放されるので、メインギャラリー４０及び内部通路４２内の高圧は軸受２２内には作用しない。従って従来の軸受の場合に比して、軸受２２内への潤滑油の供給圧力を低くして軸受内の潤滑油の圧力を低くすることができ、これにより軸受の良好な潤滑を確保しつつ、従来の軸受の場合に比して軸受内に於ける潤滑油の撹拌抵抗を低下させることができる。

特に図示の第一の実施形態によれば、外輪３２の内面３２ａ及び外面３２ｂにそれぞれ軸線３０に沿って端面３２ｃまで延在する連通溝４６及び給油溝４４が設けられるだけでよい。従って後述の他の実施形態の場合に比して単純且つ低廉な構造にて軸受２２内の潤滑油の圧力を低くすることができる。

また第一の実施形態によれば、給油溝４４及び連通溝４６は径方向に互いに整合している。従ってこれらの溝が径方向に互いに整合していない場合に比して、給油溝４４内の潤滑油を外輪３２の一方の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を経て連通溝４６へ効率的に流動させることができる。
［第二の実施形態］

図３は本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第二の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図、図４は図３に示された第二の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。尚図３及び図４に於いて図１及び図２に示された部材と同一の部材にはこれらの図に於いて付された符号と同一の符号が付されており、このことは後述の第三の実施形態を示す図９及び図１０についても同様である。

この第二の実施形態に於いては、外輪３２の上部外輪半体３２Ａの外面の最も上の位置には第一の給油溝４４Ａが設けられている。第一の給油溝４４Ａは内端にて内部通路４２と連通し、外輪の端面３２ｃの手前まで軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在している。第一の給油溝４４Ａの外端は外輪３２の上部外輪半体３２Ａ及び下部外輪半体３２Ｂの外面３２ｂに設けられ外輪の全周に亘り延在する円弧溝４８と連通している。

外輪３２の下部外輪半体３２Ｂの外面３２ｂの最も下の位置には第二の給油溝４４Ｂが設けられている。第二の給油溝４４Ｂは内端にて円弧溝４８と連通し、外輪の一方の端面３２ｃまで軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在している。またこの第二の実施形態の連通溝４６は軸線３０及び回転軸線１４の周りについて見て第一の給油溝４４Ａと同一の周方向位置ではなく、第二の給油溝４４Ｂと同一の周方向位置、即ち最も下の位置に設けられている。尚第二の給油溝４４Ｂ及び連通溝４６は互いに異なる周方向位置に設けられていてもよい。

この第二の実施形態によれば、メインギャラリー４０内の潤滑油は矢印Ａにて示されている如く内部通路４２を経て給油溝４４へ流入し、矢印Ｂにて示されている如く第一の給油溝４４Ａ内を図３で見て左方へ移動する。潤滑油は第一の給油溝４４Ａより円弧溝４８へ流入し、矢印Ｄにて示されている如く円弧溝４８内を下方へ流れ、矢印Ｅにて示されている如く第二の給油溝４４Ｂを経て外輪３２の端面３２ｃより流出する。

そして潤滑油は軸線３０の周りの全周に亘り外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を充填し、その一部は図には示されていないオイルパンへ落下する。他の潤滑油は矢印Ｆにて示されている如く連通溝４６内を図１で見て右方へ移動し、周溝３４内へ流入する。これにより潤滑油はローラ３６の周りを潤滑し、クランクジャーナル１６とローラ３６との間の摩擦を低減する。

図５は直列４気筒エンジン用のクランクシャフトを示す概略図である。図５に示されている如く、クランクシャフト１０はエンジンの前端側（図５の左側）より後端側へ第一乃至第五の五つのクランクジャーナル１６−１〜１６−５を有している。クランクジャーナル１６−１〜１６−５は第二の実施形態の転がり軸受２２−１〜２２−５を介してシリンダブロック１２により回転軸線１４の周りに回転可能に支持されている。隣接する二つのクランクジャーナル１６−１〜１６−５の間には一対のクランクアーム１８−１〜１８−４が回転軸線１４に沿って互いに隔置された状態にて設けられている。一対のクランクアーム１８−１〜１８−４の一方にはそれぞれカウンタウエイト２０−１〜２０−４が一体に設けられている。

一対のクランクアーム１８−１〜１８−４の間には第一乃至第四気筒のためのクランクピン５０−１〜５０−４が一体に設けられている。第一及び第四気筒のクランクピン５０−１及び５０−４の軸線は回転軸線１４に対しそれに垂直な同一の方向に隔置されている。第二及び第三気筒のクランクピン５０−２及び５０−３の軸線は回転軸線１４の周りに第一及び第四気筒のクランクピン５０−１及び５０−４の軸線に対し１８０度の回転位相の位置にて回転軸線１４に対しそれに垂直な同一の方向に隔置されている。カウンタウエイト２０−１〜２０−４は回転軸線１４に対しそれぞれクランクピン５０−１〜５０−４とは径方向反対側に位置している。

図５には示されていないが、クランクピン５０−１〜５０−４にはそれぞれコネクティングロッドの大端部が回転自在に連結され、コネクティングロッドの小端部は第一乃至第四気筒のピストンのピストンピンに回転自在に連結されている。従って第一及び第四気筒のピストンは互いに同期して往復運動し、第二及び第三気筒のピストンは第一及び第四気筒のピストンとは逆方向に互いに同期して往復運動する。これらのピストン往復運動はコネクティングロッド及びクランクシャフト１０の共働によって回転軸線１４の周りのクランクシャフト１０の回転に変換される。

従ってピストンの往復運動に伴う慣性力がコネクティングロッドを介して、クランクピン５０−１〜５０−４に伝達される。この慣性力はピストンが上死点及び下死点近傍を移動する際に大きくなり、ピストンが上死点及び下死点近傍を移動する際に最大値になる。そのため軸受２２−１〜２２−５には隣接する気筒のピストンの往復運動及びクランクシャフト１０の回転に伴う慣性力に起因して、それぞれクランクジャーナル１６−１〜１６−５より径方向外方への荷重が繰り返し作用する。

第一及び第五のクランクジャーナル１６−１、１６−５はそれぞれ第一及び第五の気筒のピストンの往復運動に伴う慣性力の影響を強く受け、その慣性力はピストンが下死点近傍を移動する際に最大値になる。よって図６に示されている如く、軸受２２−１及び２２−５の連通溝４６は軸線３０及び回転軸線１４に対しクランクピン５０−１及び５０−５と同一の側に設けられている。即ちクランクシャフト１０が図５に示された位置にある場合について見ると、軸受２２−１及び２２−５の連通溝４６は最も上の領域に設けられている。

第二のクランクジャーナル１６−２は主として第一及び第二の気筒のピストンの往復運動に伴う慣性力の影響を受け、第四のクランクジャーナル１６−４は主として第四及び第五の気筒のピストンの往復運動に伴う慣性力の影響をく受ける。しかし第一及び第五の気筒のピストンの往復運動に伴う慣性力はそれぞれ軸受２２−１及び２２−５によっても支承される。従って第二及び第四のクランクジャーナル１６−２、１６−４はそれぞれ第二及び第四の気筒のピストンの往復運動に伴う慣性力の影響を強く受ける。

そしてそれらの慣性力は第二及び第四の気筒のピストンが下死点近傍を移動し第一及び第五の気筒のピストンが上死点近傍を移動する際に最大値になる。従って第二及び第四のクランクジャーナル１６−２、１６−４の軸受２２−２及び２２−４がそれぞれクランクジャーナル１６−２及び１６−４より受ける径方向外方への荷重は、軸受２２−１及び２２−５が受ける荷重よりも高い。

よって図７に示されている如く、軸受２２−２及び２２−４の連通溝４６は軸線３０及び回転軸線１４に対しクランクピン５０−２及び５０−４と同一の側に二つずつ設けられている。即ちクランクシャフト１０が図５に示された位置にある場合について見ると、軸受２２−１及び２２−５の連通溝４６は最も下の領域に二つずつ設けられている。

更に第三のクランクジャーナル１６−３は全てのピストンの往復運動に伴う慣性力の影響を受け、他のクランクジャーナルが受ける慣性力の影響ほどピークは高くない。従って第三のクランクジャーナル１６−３の軸受２２−３がクランクジャーナル１６−３より受ける径方向外方への荷重のピークは他の軸受が受ける荷重のピークほど高くない。

よって図８に示されている如く、軸受２２−３の連通溝４６は軸線３０及び回転軸線１４に対し各クランクピンと同一の側に設けられると共に、それらに対し９０度の位相の位置に設けられている。即ちクランクシャフト１０が図５に示された位置にある場合について見ると、軸受２２−３の連通溝４６は最も上及び下の領域とそれらに対し９０度の回転位相の領域とに設けられている。

かくして第二の実施形態によれば、軸線３０及び回転軸線１４の周りの位置としてメインギャラリー４０及び内部通路４２とは異なる位置に第二の給油溝４４Ｂ及び連通溝４６を設けることができる。よって潤滑油が軸受２２へ流入する位置の設定の自由度を高くすることができ、また流入位置を複数設定することができる。

特に第二の実施形態によれば、連通溝４６はピストンの往復運動及びクランクシャフト１０の回転に起因してクランクジャーナルが受ける径方向外方への荷重が最大値になる領域に設けられている。従って上述の第一の実施形態の如く、クランクジャーナルが受ける径方向外方への荷重が最大値になる領域以外の領域に連通溝４６が設けられている場合に比して、径方向外方への荷重が最大値になる領域に於いても軸受の潤滑を良好に行わせることができる。

また第二の実施形態によれば、第二の給油溝４４Ｂ及び連通溝４６は径方向に互いに整合している。従ってこれらの溝が径方向に互いに整合していない場合に比して、第二の給油溝４４Ｂ内の潤滑油を外輪３２の一方の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を経て連通溝４６へ効率的に流動させることができる。尚この作用効果は後述の第三の実施形態に於いても同様に得られる。
［第三の実施形態］

図９は第二の実施形態の変形例として構成された本発明によるクランクジャーナル用転がり軸受の第三の実施形態を示す回転軸線に沿う縦断面図、図１０は図９に示された第三の実施形態の外輪及びローラを示す回転軸線に垂直な縦断面図である。

この第三の実施形態に於いては、外輪３２の内面３２ａには周溝３４と外輪の他方の端面３２ｄとの間に延在する排油溝５２が設けられており、排油溝５２は軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在している。軸線３０及び回転軸線１４の周りの排油溝５２の周方向位置は連通溝４６の周方向位置とは異なる位置に設定されている。また外輪３２の端面３２ｄには内端にて排油溝５２に連通し外面３２ｂまで径方向外方へ延在する流出溝５４が設けられており、軸受キャップ２６の側面には内端にて流出溝５４の外端に連通し外面まで径方向外方へ延在する流出溝５６が設けられている。この第三の実施形態の他の点は上述の第二の実施形態と同様に構成されている。

この第三の実施形態によれば、軸受２２内の潤滑油は排油溝５２を経て効率的に流出すると共に、排油溝５２より流出溝５４及び５６を経て効率的に流出する。従って上述の第二の実施形態の場合と同様の作用効果が得られることに加えて、第一及び第二の実施形態の場合に比して効率的に潤滑油を軸受２２内に循環供給させることができる。

図示の第三の実施形態に於いては、軸線３０及び回転軸線１４の周りの排油溝５２及び流出溝５４、５６の周方向位置は連通溝４６の周方向位置とは異なっているが、連通溝４６の周方向位置と同一であってもよい。排油溝５２及び流出溝５４、５６はそれぞれ一つしか設けられていないが、複数組設けられてもよい。更に流出溝５４及び５６が省略されてもよく、或いは流出溝５６のみが省略されてもよい。
［第一乃至第六の修正例］

上述の各実施形態に於いては、外輪３２の端面３２ｃに整合するシリンダブロック１２の端面及び軸受キャップ２６の端面は平坦である。また外輪３２の端面３２ｃに対向するクランクアーム１８のボス部１８Ａの端面も平坦である。従って外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を充填する潤滑油のうち連通溝４６内へ流入する潤滑油の比率を高くするための修正が加えられてもよい。

図１１乃至図１３は第一の実施形態の構造についての第一乃至第三の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。同様に図１４乃至図１６は第二及び第三の実施形態の構造についての第四乃至第六の修正例の要部を示す回転軸線に沿う拡大部分縦断面図である。

第一の修正例に於いては、図１１に示されている如く、シリンダブロック１２の端面及び軸受キャップ２８の端面に軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク５８が設けられている。この場合バンク５８は給油溝４４に隣接して設けられていることが好ましい。

第二の修正例に於いては、図１２に示されている如く、外輪３２の端面３２ｃに対向するクランクアーム１８のボス部１８Ａの端面に軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク６０が設けられている。この場合バンク６０は給油溝４４に隣接して給油溝に対し径方向外側に設けられていることが好ましい。

第三の修正例に於いては、図１３に示されている如く、外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間にはスラストプレート６２が介装されている。シリンダブロック１２及び軸受キャップ２６の端面に対向するスラストプレート６２の一方の側面の外周には、軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク６４が設けられている。この場合バンク６４も給油溝４４に隣接して給油溝に対し径方向外側に設けられていることが好ましい。

第四の修正例に於いては、図１４に示されている如く、シリンダブロック１２の端面及び軸受キャップ２６の端面に軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク６６が設けられている。この場合バンク６６は第二の給油溝４４Ｂに隣接して設けられていることが好ましい。

第五の修正例に於いては、図１５に示されている如く、外輪３２の端面３２ｃに対向するクランクアーム１８のボス部１８Ａの端面に軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク６８が設けられている。この場合バンク６８は第二の給油溝４４Ｂに隣接して第二の給油溝に対し径方向外側に設けられていることが好ましい。

第六の修正例に於いては、図１６に示されている如く、外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間にはスラストプレート７０が介装されている。シリンダブロック１２及び軸受キャップ２６の端面に対向するスラストプレート７０の一方の側面の外周には、軸線３０及び回転軸線１４の周りに環状に延在するバンク７２が設けられている。この場合バンク７２も第二の給油溝４４Ｂに隣接して第二の給油溝に対し径方向外側に設けられていることが好ましい。

第一乃至第六の修正例によれば、第一乃至第三の実施形態の場合に比して、外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間を充填する潤滑油のうち連通溝４６内へ流入する潤滑油の比率を高くすることができる。また外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の間隔に対する各バンクの高さの比の設定により、連通溝４６内へ流入する潤滑油の比率を設定することができる。

尚第一乃至第三の実施形態及び第一乃至第六の修正例によれば、外輪３２の内面３２ａには外輪の一方の端面３２ｃと周溝３４との間に延在する連通溝４６が設けられている。従って連通溝４６が設けられていない構造の場合に比して、外輪３２の端面３２ｃとクランクアーム１８のボス部１８Ａとの間の空間にある潤滑油を効率的に周溝３４へ導くことができる。

以上に於いては本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

例えば上述の各実施形態に於いては、給油溝４４、４４Ａ、４４Ｂ及び連通溝４６は軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在しているが、これらの溝は軸線３０及び回転軸線１４に沿って延在していなくてもよい。

また上述の各実施形態に於いては、外輪３２の内面３２ａには外輪の端面３２ｃと周溝３４との間に延在する連通溝４６が設けられているが、連通溝４６が省略されてもよく、逆に図７及び図８に示された軸受以外の軸受に於いて複数の連通溝４６が設けられてもよい。

また連通溝４６が省略される場合には、連通溝４６が設けられている場合に比して内面３２ａとクランクジャーナル１６との間隔が大きくなるよう、周溝３４に対し給油溝４４、４４Ａ、４４Ｂが設けられた側の内面３２ａ内径が大きい値に設定されてもよい。

また上述の第三の実施形態又はその変形例に於ける排油溝５２若しくは流出溝５４、５６と同様の溝が第一の実施形態の軸受に設けられてもよい。

また上述の第二及び第三の実施形態に於いては、円弧溝４８は軸線３０及び回転軸線１４の周りの全周に亘り延在しているが、軸線３０及び回転軸線１４の周りの一部の円弧に沿って延在していてもよい。

また上述の各実施形態に於いては、ころ軸受はローラ軸受であり、転動体はローラであるが、本発明の軸受の構造は転動体がボールであるボール軸受に適用されてもよい。

また上述の第二の実施形態に於いては、直列４気筒エンジン用のクランクシャフトを支持する五個の軸受について説明したが、本発明の軸受が適用されるエンジンは直列４気筒以外のエンジンであってもよい。

１０…クランクシャフト、１２…シリンダブロック、１４…回転軸線、１６…クランクジャーナル、１８…クランクアーム、２２…転がり軸受、３２…外輪、３４…周溝、３６…ローラ、４０…メインギャラリー、４２…内部通路、４４…給油溝、４６…連通溝、４８…円弧溝、５０…クランクピン、５２…排油溝、５４、５６…流出溝、５８、６０…バンク、６２…スラストプレート、６４〜６８…バンク、７０…スラストプレート、７２…バンク

Claims (8)

1. エンジンのシリンダブロックに固定されクランクジャーナルを囲繞する外輪と、前記外輪の内面に設けられた周溝内に部分的に収容され前記クランクジャーナルに当接する複数の転動体とを有するクランクジャーナル用転がり軸受に於いて、前記外輪の外面に設けられ前記外輪の少なくとも一方の端面まで延在する給油溝を有し、前記給油溝は前記シリンダブロックに設けられた内部給油通路に連通し、潤滑油が前記内部給油通路より前記給油溝、前記外輪の端面とクランクアームのボス部との間の空間、前記外輪の内面と前記クランクジャーナルとの間の空間を経て前記転動体の周りへ供給されることを特徴とするクランクジャーナル用転がり軸受。
2. 前記外輪の内面には前記外輪の一方の端面と前記周溝との間に延在する連通溝が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
3. 前記給油溝及び前記連通溝は径方向に互いに整合していることを特徴とする請求項２に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
4. 前記給油溝は前記外輪の端面と前記内部給油通路との間にて前記外輪の外面に設けられ周方向に延在する円弧溝と、前記内部給油通路及び前記円弧溝に連通する第一の給油溝と、前記第一の給油溝より周方向に隔置された位置に於いて前記外輪の端面より延在し前記円弧溝に連通する第二の給油溝とを含んでいることを特徴とする請求項１に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
5. 前記第二の給油溝はピストンの往復運動及びクランクシャフトの回転に起因して前記外輪が前記クランクジャーナルより径方向外向きに受ける力が最も高くなる領域に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
6. 前記外輪の内面には前記外輪の一方の端面と前記周溝との間に延在する連通溝が設けられており、前記第二の給油溝及び前記連通溝は径方向に互いに整合していることを特徴とする請求項４又は５に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
7. 前記外輪の内面には前記外輪の他方の端面と前記周溝との間に延在する排油溝が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一つに記載のクランクジャーナル用転がり軸受。
8. 前記外輪の他方の端面には一端にて前記排油溝と連通し径方向外方へ延在する流出溝が設けられていることを特徴とする請求項７に記載のクランクジャーナル用転がり軸受。

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