JP2014047846A - コンロッド軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】異物による軸受内周面の損傷が起きにくく、かつ、潤滑油の漏れ量を低減できるコンロッド軸受を提供する。
【解決手段】本発明のコンロッド軸受３を構成する半割軸受３１は、主円筒部とクラッシュリリーフと移行領域とを有している。そして、クラッシュリリーフは、半割軸受３１の周方向の端面の位置での仮想内周面からの深さが、移行領域に接続する位置での仮想内周面からの深さよりも深くなるように形成されている。さらに、主円筒部には、周方向の全長にわたって周方向に連続する複数の周方向溝が設けられるとともに、複数の周方向溝は移行領域にも連続して設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランク軸を支承する主軸受の内面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、クランクピン部を支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受に関するものである。

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受から成る主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支承される。主軸受に対しては、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口を通じて、主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。また、ジャーナル部の直径方向には第１潤滑油路が貫通形成され、この第１潤滑油路の両端開口が主軸受の潤滑油溝と連通するようになっている。さらに、ジャーナル部の第１潤滑油路から、クランクアーム部を通る第２潤滑油路が分岐して形成され、この第２潤滑油路が、クランクピンの直径方向に貫通形成された第３潤滑油路に連通している。このようにして、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから貫通口を通じて主軸受の内周面に形成された潤滑油溝内に送り込まれた潤滑油は、第１潤滑油路、第２潤滑油路および第３潤滑油路を経て、第３潤滑油路の末端に開口した吐出口から、クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に供給される（例えば、特許文献１参照）。

内燃機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受に送られる潤滑油は、各部分の潤滑油路内に存在する異物を伴う可能性がある。この異物が潤滑油に付随してクランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に送られると、コンロッド軸受の摺動面に損傷を与える危惧がある。したがって、クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に進入した異物は、摺動面部分から速やかに外部に排出する必要がある。

従来から、主軸受およびコンロッド軸受として、一対の半割軸受から構成されるすべり軸受が採用されている。すべり軸受には、半割軸受どうしの当接面に隣接して、いわゆるクラッシュリリーフが形成されている。

クラッシュリリーフとは、半割軸受の周方向端面に隣接する領域の壁厚が、円周方向端面に向かって薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフは、一対の半割軸受を組み付けた状態における、半割軸受の突合せ面の位置ずれや変形を吸収することを企画して形成される（例えば、特許文献２参照）。

また、すべり軸受を構成する半割軸受の内周面に、周方向に連続する複数の周方向溝が形成される場合がある。このような周方向溝は、一般に、半割軸受の内周面における潤滑油の保油性を高めるために形成される。

潤滑油中には異物が混入する場合があり、コンロッド軸受の内周面に放出された異物は、クランクピン表面の潤滑油路からリリーフ隙間に排出されやすい。排出された異物の一部は、リリーフ隙間の幅方向両端部から外部へ排出されるが、一部の異物は残留してクランクピン表面に付随してクランクピン回転先側へ流れる。

クランクピン回転方向の後方側のクラッシュリリーフでは、回転方向の前方側に向かって次第にリリーフ隙間が狭くなっている。このため、異物は、リリーフ隙間が狭くなる部分でクランク軸表面と接触し、狭くなったリリーフ面に押し込まれる。押し込まれた異物は、クランクピン表面の吐出口が通過するときに、吐出口の内側面（縁部）に引っかかり、半割軸受の内周面側へ引きずり込まれて周面を傷つけるという問題が起こりやすい。

潤滑油に混入する異物対策として、内周面の周方向両端部に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用の半割軸受において、少なくともクランク軸の相対回転方向の後方側に位置する半割軸受の内周面の周方向端部に形成されたクラッシュリリーフと半割軸受の内周面とに隣接する位置に軸線方向溝を形成する提案がある。この軸線方向溝は、半割軸受の内周面の幅方向の全体に亘って形成されているため、軸線方向溝によって潤滑油とともに異物を軸受外へ排出することができる（例えば、特許文献３参照）。

特許文献３の軸受を内燃機関のクランク軸のクランクピンのコンロッド軸受に適用した場合、半割軸受の内周面への異物の混入は起きにくいが、内燃機関の運転時に、常時、軸線方向溝から軸受外部への油漏れを伴う。近年、オイルポンプが小型化され軸受への潤滑油の供給量が減した内燃機関では、特許文献３の半割軸受では内周面への給油量が減少するという問題を起こす場合がある。

特開平８−２７７８３１号公報 特開平４−２１９５２１号公報 特開２０１２−００２２４７号公報

そこで、本発明は、異物による軸受内周面の損傷が起きにくく、かつ、潤滑油の漏れ量を低減できるコンロッド軸受を構成する半割軸受を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明のコンロッド軸受は、内燃機関のクランクピンを支承するコンロッド軸受である。クランクピンには、コンロッド軸受との間に潤滑油を供給する吐出口が形成され、コンロッド軸受は、コンロッド軸受を構成する一対の半割軸受を備えている。半割軸受は、半割軸受の周方向の中央部を含んで形成された主円筒部と、半割軸受の周方向の両端部に主円筒部よりも壁厚が薄くなるように形成されたクラッシュリリーフと、少なくともクランクピンの回転方向の後方側のクラッシュリリーフと主円筒部との間に、クラッシュリリーフに向かって壁厚が薄くなるように形成された移行領域と、を有している。クラッシュリリーフは、主円筒部の内周面をクラッシュリリーフ上に延長して仮想内周面としたとき、半割軸受の周方向の端面の位置での仮想内周面からの深さが、移行領域に接続する位置での仮想内周面からの深さよりも深くなるように形成されている。さらに、主円筒部には、周方向の全長にわたって周方向に連続する複数の周方向溝が設けられるとともに、複数の周方向溝は、移行領域にも連続して設けられている。

本発明のコンロッド軸受を構成する半割軸受は、主円筒部とクラッシュリリーフとクランクピン回転方向の後方側の移行領域とを有している。そして、クラッシュリリーフは、半割軸受の周方向の端面の位置での仮想内周面からの深さが、移行領域に接続する位置での仮想内周面からの深さよりも深くなるように形成されている。さらに、主円筒部には、周方向の全長にわたって周方向に連続する複数の周方向溝が設けられるとともに、複数の周方向溝は移行領域にも連続して設けられている。

このような構成によれば、クランクピンの吐出口から噴射される逆向きの油流が抵抗となって、吐出口が通過する領域に異物が進みにくくなるため、異物が吐出口の縁部に引きずられて半割軸受の内周面を傷つけるという問題が生じにくい。さらに、異物を積極的に軸受外部に排出するものではないため、潤滑油の漏れ量は増加しない。

内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部及びクランクピン部で裁断した断面図である。 実施例の半割軸受の正面図である。 実施例の半割軸受の底面図である。 クランクピンに設けた吐出口について説明する半割軸受の正面図である。 クラッシュリリーフ近傍の形状について説明する拡大正面図である。 クラッシュリリーフ近傍の形状について主円筒部を平面展開して具体的な寸法を説明した展開図である。 周方向溝の断面図である。 実施例の半割軸受の作用を、潤滑油の噴射前の状態について説明した作用図である。（ａ）は内側から見た図であり、（ｂ）は正面図である。 実施例の半割軸受の作用を、潤滑油の噴射後の状態について説明した作用図である。（ａ）は内側から見た図であり、（ｂ）は正面図である。 実施例の半割軸受の作用を、拡大して説明する作用図である。 従来技術の半割軸受の作用を、潤滑油の噴射前の状態について説明した作用図である。（ａ）は内側から見た図であり、（ｂ）は正面図である。 従来技術の半割軸受の作用を、潤滑油の噴射直後の状態について説明した作用図である。（ａ）は内側から見た図であり、（ｂ）は正面図である。 従来技術の半割軸受の作用を、吐出口が他方の主円筒部に接近した状態について説明した作用図である。（ａ）は内側から見た図であり、（ｂ）は正面図である。 従来技術の半割軸受の作用を、拡大して説明する作用図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、理解を容易にするために、図面においてクラッシュリリーフは誇張して描かれている。

（軸受装置の全体構成）
図１に示すように、本実施例の軸受装置１は、シリンダブロック８の下部に支承されるジャーナル部６と、ジャーナル部６と一体に形成されてジャーナル部６を中心として回転するクランクピン５と、クランクピン５に内燃機関から往復運動を伝達するコンロッド２とを備えている。そして、軸受装置１は、クランク軸を支承するすべり軸受として、ジャーナル部６を回転自在に支承する主軸受４と、クランクピン５を回転自在に支承するコンロッド軸受３とをさらに備えている。

なお、クランク軸は複数のジャーナル部６と複数のクランクピン５とを有するが、ここでは説明の便宜上、１つのジャーナル部６及び１つのクランクピン５を図示して説明する。図１において、紙面奥行き方向の位置関係は、ジャーナル部６が紙面の奥側で、クランクピン５が手前側となっている。

ジャーナル部６は、一対の半割軸受４１、４２によって構成される主軸受４を介して、内燃機関のシリンダブロック下部８１に軸支されている。図１で上側にある半割軸受４１には、内周面全長に亘って潤滑油溝４１ａが形成されている。また、ジャーナル部６は、直径方向に貫通する潤滑油路６ａを有し、ジャーナル部６が矢印Ｘ方向に回転すると、潤滑油路６ａの両端開口が交互に主軸受４の潤滑油溝４１ａに連通する。

クランクピン５は、一対の半割軸受３１、３２によって構成されるコンロッド軸受３を介して、コンロッド２の大端部ハウジング２１（ロッド側大端部ハウジング２２及びキャップ側大端部ハウジング２３）に軸支されている。

上述したように、主軸受４に対して、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受４の壁に形成された貫通口を通じて主軸受４の内周面に沿って形成された潤滑油溝４１ａ内に送り込まれる。

さらに、ジャーナル部６の直径方向に第１の潤滑油路６ａが貫通形成され、第１の潤滑油路６ａの両端開口が潤滑油溝４１ａと連通している。そして、ジャーナル部６の第１の潤滑油路６ａから分岐してクランクアーム部（不図示）を通る第２の潤滑油路５ａが形成され、第２の潤滑油路５ａが、クランクピン５の直径方向に貫通形成された第３の潤滑油路５ｂに連通している。

このようにして、潤滑油は、第１の潤滑油路６ａ、第２の潤滑油路５ａおよび第３の潤滑油路５ｂを経て、第３の潤滑油路５ｂの端部の吐出口５ｃから、クランクピン５とコンロッド軸受３の間に形成される隙間に供給される。

吐出口５ｃは、上述のように潤滑油をクランクピン５とコンロッド軸受３との間に供給しするためにクランクピン５表面に設けた開口部であり、クランクピン５表面において周方向の径Ｋ１を有している（図４参照）。

（半割軸受の構成）
そして、本実施例のコンロッド軸受３は、一対の半割軸受３１、３２の周方向の端面を突き合わせて、全体として円筒形状に組み合わせることによって形成される（図４参照）。それぞれの半割軸受３１（３２）は、図２に示すように、鋼板上に軸受合金を薄く接着させたバイメタルによって半円筒形状に形成されるものである。半割軸受３１は、周方向の中央部を含んで形成された主円筒部７１と、周方向の両端部に形成されたクラッシュリリーフ７０、７０と、主円筒部７１とクラッシュリリーフ７０、７０の間にあってクラッシュリリーフ７０、７０に向かって壁厚が薄くなるように形成された移行領域７３、７３と、を備えている。

ここにおいて、本発明では半割軸受３１、３２のクランクピン回転方向の後方側の移行領域７３は必須構成であるが、前方側の移行領域７３は必須構成ではない。ただし、本実施例では、前方側及び後方側の両側に移行領域７３、７３を備える例を示している。このように、両側に移行領域７３、７３を備えることによって、作業者が誤ってクランクピン５の回転方向の前方側のみに移行領域７３が位置するように半割軸受３１を組みつけることが防止できる。実施例と異なり、半割軸受３１、３２のクランクピン５の回転方向の前方側には移行領域７３を形成せずに、クラッシュリリーフ７０と主円筒部７１が直接に接続するように形成してもよい。ここにおいて、「クランクピン５回転方向の後方側の移行領域７３」とは、１つの半割軸受３１に着目した場合に、両端近傍にある移行領域７３のうち、回転するクランクピン５表面の任意の点が、クラッシュリリーフ７０から主円筒部７１へ移動する途中に通過する移行領域７３のことを示している。

主円筒部７１は、半割軸受３１の内周面の大部分を占める半円筒面を有しており、この半円筒面は相手軸との間で主たる摺動面を形成している。

そして、主円筒部７１に隣接して、図５、６に示すように、クラッシュリリーフ７０に向かって徐々に壁厚が減少する移行領域７３が設けられている。言い換えると、移行領域７３において、クラッシュリリーフ７０の内面から主円筒部７１の内面へ向かって、相手軸側に近づくように傾斜曲面（又は傾斜平面）が形成される。

半割軸受３１の軸線方向から見た移行領域７３は、半割軸受３１の半径方向内向きに凸の内向凸曲面からなる。すなわち、半割軸受３１の軸線方向から見たときの半割軸受３１の仮想内周面に対する移行領域７３の傾斜曲面の傾きは、クラッシュリリーフ７０に接続する位置で最も大きく、主円筒部７１に接続する位置で最も小さくなって主円筒部７１に滑らかに接続している。

なお、移行領域７３の内面形状は、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが、移行領域７３と連通する瞬間に、潤滑油路５ｂ内のリリーフ隙間（移行領域７３とクラッシュリリーフ面とクランクピン５表面間との隙間）へ流れる潤滑油の噴射流（急流）が、半割軸受３１の幅方向に分散するような形状であればよい。したがって、内面形状は必ずしも内向凸曲面でなくてもよく、例えば、外径側に凸の外向凸曲面であってもよいし、クラッシュリリーフ７０に近い側の外向凸曲面とクラッシュリリーフ７０から遠い側の内向凸曲面とを有するＳ字状の複合曲面であってもよい。さらに、移行領域７３は曲面ではなく平坦面であってもよい。

移行領域７３、７３および主円筒部７１には、図３に示すように、複数の周方向溝７４が移行領域７３、７３および主円筒部７１の周方向全長にわたって複数の周方向溝７４が、軸受の周方向と平行に延在するように、形成されている。周方向溝７４は、半割軸受３１の幅方向に複数並列して配置され、全幅にわたって形成されている。したがって、移行領域７３および主円筒部７１の内周面には、全領域にわたって複数の周方向溝７４、・・・が形成されており、平坦な領域は存在しない。

より詳細に説明すると、周方向溝７４は、図７に示すように、所定の溝幅ＷＧかつ所定の溝深さＤＧの円弧形状（円弧部が奥側になっている形状）に形成されている。換言すると、個々の周方向溝７４はＵ字形状の切削溝であり、幅方向に一定間隔（ＷＧ）で並設されて、全体として鋸刃状ないし浅い櫛状の断面形状を形成している。ここで、溝幅ＷＧとは隣接する山部の頂点間の半割軸受３１の幅方向の距離をいうものとし、溝深さＤＧとは頂点から谷部の底点までの内周面に垂直方向の距離をいうものとする。周方向溝７４は、具体的には、溝幅ＷＧが０．０５〜０．５ｍｍであり、溝深さＤＧが０．５〜６μｍとすることが好ましい。

クラッシュリリーフ７０は、半割軸受３１の周方向の端面７２（図５参照）に隣接する領域に、主円筒部７１よりも壁厚が薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフ７０は、一対の半割軸受３１、３２をコンロッド２に組み付けた状態における、突合せ端面（周方向の端面７２）の位置ずれや変形を吸収することを企画して設けられる。

本実施例のクラッシュリリーフ７０は、図５、６に示すように、端面７２の位置での深さＤ１が、移行領域７３に接続する位置での深さＤ２よりも深くなるように形成されている。ここにおいて、クラッシュリリーフ７０の深さとは、主円筒部７１の内周面をクラッシュリリーフ７０上に延長した仮想内周面からクラッシュリリーフ７０の表面までの距離をいうものとする。

さらに、本実施例のクラッシュリリーフ７０は、半割軸受３１の半径方向外向きに凸の外向凸曲面からなる。すなわち半割軸受３１の軸線方向から見たときに半割軸受３１の仮想内周面に対するクラッシュリリーフ７０の内面の傾きは、移行領域７３に接続する位置で最も大きく、端面７２の位置で最も小さくなって仮想内周面に対して略平行になっている。

次に、図６を参照しながら、クラッシュリリーフ７０及び移行領域７３の具体的な寸法について説明する。図６は、主円筒部７１の内周面が平面（断面内では直線）となるように展開した展開図である。クラッシュリリーフ７０の深さＤ１は、従来のクラッシュリリーフと同様でよい。例えば、内燃機関の仕様によっても異なるが、乗用車用の小型の内燃機関用軸受の場合には、深さＤ１は０．０１〜０．０５ｍｍ程度である。クラッシュリリーフ７０の長さＬ１は、一対の半割軸受３１、３２の突合せ端面（周方向の端面７２）の位置ずれや変形を吸収するため最小で３ｍｍ以上の長さとすることが好ましい。クラッシュリリーフ７０は、半割軸受３１の周方向端部７２から周方向中央部側へむかって最大円周角θが３０°以下の範囲内で形成することが好ましい（図２参照）。

さらに、クラッシュリリーフ７０は、半割軸受３１の周方向端部７２から周方向中央部側へむかって円周方向長さＬ１は、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の７５％以上に相当する長さ以上（すなわち、一対の半割軸受３１、３２の周方向端面での一対のクラッシュリリーフを合わせた長さは、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１×１．５倍に相当する長さ以上）とすることが特に好ましい。

クラッシュリリーフ７０の円周方向長さＬ１が短い場合には、潤滑油の吐出口５ｃから排出された異物の一部は、クランクピン５の吐出口５ｃが追いつく前に、他方の半割軸受３２のクランクピン５の回転方向後方側のクラッシュリリーフ７０に隣接する移行領域７３に到達してしまう可能性がある。しかし、クラッシュリリーフ７０の円周方向長さＬ１が、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の７５％に相当する長さ以上であれば、この確率が低くなる。なお、半割軸受３１のクランクピン５回転方向の前方側に移行領域７３を形成しない場合には、クラッシュリリーフ７０は本実施例と同様のクラッシュリリーフ７０の長さＬ１（θ）、深さＤ２になされる。

クラッシュリリーフ７０の移行領域７３に接続する位置での深さＤ２は、０．００５〜０．０３０μｍとすることができる。深さＤ２がこの範囲にあれば、クラッシュリリーフ７０の周方向端部におけるクランクピン５表面との間に十分な隙間が形成されるので、クランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃがクランクピン回転方向の後方側の移行領域７３に連通する瞬間に、クラッシュリリーフ隙間への潤滑油の逆流が形成される（図９（ａ）、（ｂ）参照）。したがって、潤滑油に混入した異物が、クランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃが通過する領域に送られることを防ぐことができる。

すなわち、深さＤ１が０．００５μｍ未満の場合には、クラッシュリリーフの周方向端部におけるクランクピン５表面との間の隙間が十分に形成されないので、クランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃがクランクピン回転方向の後方側の主円筒面と連通を開始してから移行領域７３との連通を終えるまでの間のクラッシュリリーフ隙間への潤滑油の逆流が形成されにくい。一方、深さＤ２が０．０３０μｍを超える場合には、半割軸受３１の幅方向端部におけるクラッシュリリーフ７０の隙間（クラッシュリリーフ７０内面と仮想内周面とで挟まれる隙間）が大きくなるため、半割軸受３１の幅方向の両端部から外部への潤滑油の漏れ量が多くなる。

移行領域７３の周方向長さＬ２は、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の長さの５％〜７５％に相当する長さとする。なお、吐出口５ｃの周方向長さＫ１は、内燃機関の仕様によって異なるが、本発明の効果が得られる限り制約はない。（一例として、小型の内燃機関の場合、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの長さは、４〜６ｍｍ程度になされる。）

移行領域７３の周方向長さＬ２が、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の長さ５％未満である場合には、潤滑油の吐出口５ｃからリリーフ隙間への潤滑油の逆流を形成するための隙間が確保できなくなる。

一方、移行領域７３の周方向長さＬ２が、潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の長さ７５％を越える場合には、前述のように移行領域７３の深さＤ２を５〜３０μｍとすれば、半割軸受３１の軸線方向から見たときの半割軸受３１の仮想内周面に対する移行領域７３の曲面の傾きが小さくなって、近似するので隙間（クランクピン５表面と移行領域７３の曲面との間の隙間）が狭くなりすぎる。そうすると、クランクピン５表面の吐出口５ｃが移行領域７３に連通しても、油路内部の潤滑油および異物が隙間に排出されにくくなる。

図１０に示すように、本実施例の移行領域７３の周方向の長さは、クランクピン５表面における潤滑油の吐出口５ｃ周方向長さＫ１よりも小さくなっている。移行領域７３が過度に長いと、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが軸受内周面で閉塞され始めるときに、移行領域７３のクラッシュリリーフ７０側（図１０のＡ２領域）は、クランクピン５表面に対して略平行に面するようになる。そうすると、移行領域７３のクラッシュリリーフ側の領域では、移行領域７３面とクランクピン５表面との間の油がクランクピン５表面の影響を受け、クランクピン５の表面に付随して周方向に流されるようになる。一方、潤滑油の吐出口５ｃが軸受の内周面と連通し十分に閉塞されるときには（図１０のＡ１領域）、移行領域７３面とクランクピン５両面との間の隙間が狭くなり、内部油路からクラッシュリリーフ７０側への油の流路が狭くなりすぎる。このために、リリーフ隙間側へ油の逆流が起きにくくなる。移行領域７３の長さＬ２は、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃの周方向長さＫ１の５〜７５％の長さとすることが好ましく、さらに１０〜６０％の長さとすることがより好ましい。

なお、上で述べた主円筒部７１、クラッシュリリーフ７０、及び移行領域７３の形状は、一般的な形状測定器によって、例えば真円度測定器によって計測可能である。すなわち、コンロッド、又はこれらに類似したハウジング内に軸受を組み付けた状態で、軸受の内面の形状を円周方向に連続的に測定することができる。

（作用）
次に、図８〜図１４を参照しながら、本実施例の半割軸受３１の作用について説明する。

内燃機関における潤滑油の給油機構は、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、クランク軸を支える主軸受４の内周面に供給され、さらにクランク軸の内部潤滑油路６ａ、５ａ、５ｂを経て、コンロッド２とクランク軸を連結するクランクピン５を回転自在に支承するコンロッド軸受３の内周面に供給される構成となっている（図１参照）。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが半割軸受３１の主円筒面に位置している間は、クランクピン５表面と半割軸受３１の主円筒面との間にある隙間が狭いので、吐出口５ｃから流出する潤滑油量が少なく、潤滑油路５ｂ内の潤滑油の圧力が高い状態にある。また、クランクピン５表面と半割軸受３１の主円筒面との間の隙間に進入できない異物は、潤滑油路５ｂ内（図１参照）に留まる。

その後、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃと半割軸受３１のクランクピン５回転方向の前方側のクラッシュリリーフ７０とが連通すると、クランクピン５の内部潤滑油路５ｂ内の異物は潤滑油とともにクラッシュリリーフ隙間へ排出される。

回転するクランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃから排出された異物にはクランクピン５の回転方向に進もうとする慣性力が作用しているので、異物はその後クランクピン５の回転方向の前方側に直進し、他方の半割軸受３２のクランクピン５回転方向の後方側に位置するクラッシュリリーフ７０の周方向端部側のクランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが通過する領域に向かって進みやすい。

図９（ａ）、（ｂ）に示すように、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが他方の半割軸受３２のクランクピン５回転方向の後方側の端部の主円筒面と連通を開始してから移行領域７３との連通を終えるまでの間は、潤滑油の吐出口５ｃを通じて移行領域７３およびリリーフ隙間側に向かって、クランクピン５回転方向と逆向きの油流（以下、「逆流」という）が形成される。

逆流は、リリーフ隙間に排出されて後にクランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃよりも遅れて移行領域７３側へ向かう油流に対する抵抗となる。このため、異物が混入した油流は、逆流を避けて流れるようになり、クランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃが通過する領域に異物が進みにくい。異物は半割軸受３２のクランクピン５回転方向の後方側にあたるクラッシュリリーフ７０の周方向端部側のクランクピン５の表面の潤滑油の吐出口５ｃが通過する領域以外のリリーフ隙間に分散して流れるようになる。

なお、このように異物を分散させる逆流が形成されるのは、次の理由による。すなわち、本実施例では、主円筒部７１と半割軸受３２のクランクピン５回転方向の後方側のクラッシュリリーフ７０の間に、または、主円筒部７１と両側のクラッシュリリーフ７０、７０の間にクラッシュリリーフ７０に向かって壁厚が薄くなるように形成された移行領域７３と、を備え、移行領域７３と隣接するクラッシュリリーフ７０は、主円筒部７１の内周面をクラッシュリリーフ７０上に延長して仮想内周面としたとき、半割軸受３１の周方向の端面の位置での仮想内周面からの深さＤ１が、移行領域７３に接続する位置での仮想内周面からの深さＤ２よりも深くなるように形成されている。

このような構成とすることによって、クラッシュリリーフ７０の端部では、クラッシュリリーフ７０面とクランクピン５表面とが十分に離間し、かつ、十分な隙間（空間）が形成される。後述する従来のクラッシュリリーフ７０のみを形成した場合には、クラッシュリリーフ７０の端部の隙間を流れる油は、回転するクランクピン５表面に引きずられ、かつ、流体力学的なくさび作用によって圧力が高まるので、クランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃからリリーフ隙間に逆流が形成されにくくなる。一方、本発明では、クラッシュリリーフ７０の端部を流れる油（図１０の油流Ｃ）には、このような圧力上昇が起きにくいので、逆流を形成しやすくなる。

このように移行領域７３で潤滑油の逆流が発生する間、周方向溝７４の凹部が逆流のガイドになる。逆流の向きは、回転するクランクピン５表面に付随してリリーフ隙間をクランクピン５の吐出口５ｃの通過範囲に向かって周方向に流れてくる油流（異物を含んでいる）に対向するため、抵抗が大きくなる。

なお、移行領域７３に形成した複数の周方向溝７４、・・・の全ては、その凹部がガイドとなるため、逆流によってリリーフ隙間に分散した油（図９（ａ）の油流「Ｋ」）を、主円筒面部７１方向に導くように機能する。

ここで本発明の作用との対比のために、図１１〜図１４を用いて、従来技術の作用について説明する。図１１〜図１４に示すように、従来のすべり軸受の場合（半割軸受の内周面に従来のクラッシュリリーフ１７０を形成した場合）、潤滑油はクランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃからすべり軸受の内周面とクランクピンの外周面との間の隙間（軸受隙間）に供給される。しかし、潤滑油に混入した軸受隙間より大きなサイズの異物は軸受隙間に進入しにくく、クラッシュリリーフ１７０で排出されやすい。

大きいサイズの異物は、回転するクランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃが一方の半割軸受１３１のクランクピン５回転方向の前方側のクラッシュリリーフ１７０と連通したときにリリーフ隙間に進入する。回転するクランクピン５の潤滑油の吐出口５ｃから排出された異物にはクランクピン５の回転方向に進もうとする慣性力が作用しているので、異物はその後クランクピン５の回転方向の前方側に流れ、他方の半割軸受１３２のクランクピン５回転方向の後方側に位置するクラッシュリリーフ１７０の周方向端部側の吐出口５ｃが通過する領域に進みやすい。

クランクピン５回転方向の後方側に位置する半割軸受１３２の周方向端部に形成されたクラッシュリリーフ１７０は、クランクピン５回転方向の前方側に向かって次第にリリーフ隙間が狭くなるように形成されている。このため、異物は、リリーフ隙間が小さくなる部分でクランクピン５の表面と接触するようになり、クラッシュリリーフ１７０面に押し込まれやすくなる。

クラッシュリリーフ１７０面のクランクピン５表面の潤滑油の吐出口５ｃが通過する範囲に押し込まれた異物は、クランクピン５表面の吐出口５ｃが通過するとき、吐出口５ｃのクランクピン５回転方向の後方側の内側面（縁部）に引っかかり、半割軸受１３２の内周面側へ引きずられて、半割軸受１３２の内周面を傷つけるという問題が生じやすい。

図１４に示すように、従来のクラッシュリリーフ１７０は、本発明のようなクランクピン５の潤滑油の逆流が形成されにくい。その理由は、従来のクラッシュリリーフ１７０の場合には、クランクピン５の回転方向の後方側のクラッシュリリーフ１７０の周方向端部付近では、クラッシュリリーフ１７０面とクランクピン５表面との間の隙間が非常に小さいので、リリーフ端部の隙間内の潤滑油の大部分が、回転するクランクピン５表面に付随して周方向の先側へ送られやすいからである。

さらに、クラッシュリリーフ１７０端部では、潤滑油の流れ方向に隙間が狭くなるくさび状の隙間が形成されるため、隙間を流れる際に、流体力学的なくさび作用によって潤滑油の圧力が上昇して高圧となるからである。特に、半割軸受の内周面に周方向溝を形成している場合には、クランクピン５表面の吐出口５ｃがクランクピン５回転方向の後方側のクラッシュリリーフ１７０端部を抜ける時であっても、逆流を生じにくい。

一方、潤滑油に混入する異物対策として、内周面の周方向両端部に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用の半割軸受において、少なくともクランク軸の相対回転方向の後方側にあたる半割軸受の内周面の周方向端部に形成されたクラッシュリリーフと半割軸受の内周面とに隣接する位置に軸線方向溝を形成する提案が知られている。この軸線方向溝は、半割軸受の内周面の幅方向の全体に亘って形成されているため、軸線方向溝を通じて潤滑油とともに異物を軸受外へ排出するようになっている（特許文献３参照）。

しかしながら、この提案を内燃機関のコンロッド軸受３に適用した場合には、半割軸受の内周面への異物の混入は起きにくいものの、内燃機関の運転中に常時、軸線方向溝から軸受外部への油漏れが生じる。すなわち、クランクピン５の吐出口５ｃと軸線方向溝が連通している状態のみならず、それ以外の状態であっても、クランクピン５表面に付随してリリーフ隙間を流れる油流が軸線方向溝に進入して軸受外部に排出されやすいのである。近年、オイルポンプが小型化され、軸受への潤滑油の供給量が減少した内燃機関では、特許文献３の半割軸受では内周面への給油量が不足するという問題を生じる可能性がある。

（効果）
次に、本実施例のコンロッド軸受３の効果を列挙して説明する。

（１）本実施例のコンロッド軸受３は、内燃機関のクランクピン５を支承するコンロッド軸受３であって、クランクピン５には、コンロッド軸受３との間に潤滑油を供給する吐出口５ｃが形成され、コンロッド軸受３は、コンロッド軸受３を構成する一対の半割軸受３１、３２によって構成されている。半割軸受３１は、主円筒部７１とクラッシュリリーフ７０と移行領域７３とを有している。

そして、クラッシュリリーフ７０は、主円筒部７１の内周面をクラッシュリリーフ７０上に延長して仮想内周面としたとき、半割軸受３１の周方向の端面７２の位置での仮想内周面からの深さＤ１が、移行領域７３に接続する位置での仮想内周面からの深さＤ２よりも深くなるように形成され、主円筒部７１には、周方向の全長にわたって周方向に連続する複数の周方向溝７４、・・・が設けられるとともに、複数の周方向溝７４、・・・は、移行領域７３にも連続して設けられている。

このような構成によって、吐出口５ｃから噴射される逆向きの油流が、異物が混入した油流の抵抗となるため、吐出口５ｃが通過する領域に異物が進みにくくなる。したがって、異物はクランクピン５の吐出口５ｃが通過する範囲に集中して堆積することが防がれる。このため、異物がクランクピン５の吐出口の縁部に引きずられて半割軸受３２の主円筒部７１の内周面を傷つけるという問題が起きにくい。なお、クランクピン５表面の吐出口５ｃが通過する領域外に分散した異物は、クランクピン５表面の吐出口５ｃが通過する領域外の移行領域７３に押し込まれやすくなる。しかしながら、当然ながら吐出口５ｃはこの通過領域外の範囲を通過することはないのであるから、異物が吐出口５ｃの後方内側面（縁部）によって半割軸受３２の内周面に引きずり込まれることはないため、内周面を傷つけるようなことはない。

さらに、本実施例の異物対策は、特許文献３などのように、潤滑油とともに異物を積極的に軸受外部に排出する技術思想とは異なり、潤滑油の漏れ量の増加を伴わないものである。すなわち、逆流が発生した直後に、噴出された潤滑油の大部分が軸線方向溝に流れ込んで軸受外部へ排出されてしまって主円筒面への油供給不足が起こる、という不具合を防ぐことができる。このようにして、本実施例のコンロッド軸受３は、異物による軸受内周面の損傷が起きにくく、かつ、潤滑油の漏れ量を低減できるようになっている。

（２）移行領域７３の周方向の長さＬ２は、クランクピン５表面における吐出口５ｃの径Ｋ１の５〜７５％になっていることで、潤滑油の噴射流を分散させやすくなるとともに、異物が排出されやすくなる。

（３）移行領域７３の周方向の長さＬ２は、クランクピン５表面における吐出口５ｃの径Ｋ１の１０〜６０％になっていることで、いっそう潤滑油の噴射流を分散させやすくなるとともに、異物が排出されやすくなる。

（４）周方向溝７４は、深さＤＧ０．５〜６μｍ、かつ、幅ＷＧ０．０５〜０．５ｍｍに形成されることで、周方向溝７４内に流入した潤滑油の保持性能を高め、漏れ量を抑制することができる。

（５）クラッシュリリーフ７０の周方向の長さＬ１は、半割軸受３１の周方向端部から周方向中央部へ向かって、クランクピン５表面における吐出口５ｃの径Ｋ１の７５％以上になっていることで、吐出口５ｃから排出された異物が、吐出口５ｃが追いつく前に他方の半割軸受３２の移行領域７３に到達することを抑制し、ほぼ確実に異物に逆流を作用させることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、実施例では、特に限定していないが、半割軸受３１の周方向両端部の内面側の縁部に軸線方向に連続する軸線方向溝（傾斜面状の面取）を形成することもできる。このように、軸線方向溝を形成することによって、軸線方向溝を通じて軸受外に異物を排出しやすくなる。

また、実施例では、クラッシュリリーフ面に溝を形成しない場合について説明したが、これに限定されるものではなく、クラッシュリリーフ７０面に、複数の周方向溝を形成することもできる。その場合、周方向溝は、移行領域７３および主円筒部７１の周方向溝７４と連続させてもよいし、連続せずに異なる周方向溝を形成してもよい。

２ コンロッド
３ コンロッド軸受
３１、３２ 半割軸受
５ クランクピン
５ａ、５ｂ 潤滑油路
５ｃ 吐出口
７０ クラッシュリリーフ
７１ 主円筒部
７２ 端面
７３ 移行領域
７４ 周方向溝

Claims (5)

1. 内燃機関のクランクピンを支承するコンロッド軸受であって、
   前記クランクピンには、前記コンロッド軸受との間に潤滑油を供給する吐出口が形成され、前記コンロッド軸受は、前記コンロッド軸受を構成する一対の半割軸受を備え、
   前記半割軸受は、前記半割軸受の周方向の中央部を含んで形成された主円筒部と、前記半割軸受の周方向の両端部に前記主円筒部よりも壁厚が薄くなるように形成されたクラッシュリリーフと、少なくとも前記クランクピンの回転方向の後方側の前記クラッシュリリーフと前記主円筒部との間に、前記クラッシュリリーフに向かって壁厚が薄くなるように形成された移行領域と、を有し、
   前記クラッシュリリーフは、前記主円筒部の内周面を前記クラッシュリリーフ上に延長して仮想内周面としたとき、前記半割軸受の周方向の端面の位置での前記仮想内周面からの深さが、前記移行領域に接続する位置での前記仮想内周面からの深さよりも深くなるように形成され、
   前記主円筒部には、周方向の全長にわたって周方向に連続する複数の周方向溝が設けられるとともに、前記複数の周方向溝は、前記移行領域にも連続して設けられることを特徴とするコンロッド軸受。
2. 前記移行領域の周方向の長さは、クランクピン表面における前記吐出口の径の５〜７５％になっていることを特徴とする請求項１に記載のコンロッド軸受。
3. 前記移行領域の周方向の長さは、クランクピン表面における前記吐出口の径の１０〜６０％になっていることを特徴とする請求項２に記載のコンロッド軸受。
4. 前記周方向溝は、深さ０．５〜６μｍ、かつ、幅０．０５〜０．５ｍｍに形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のコンロッド軸受。
5. 前記クラッシュリリーフの周方向の長さは、前記半割軸受の周方向端部から周方向中央部へ向かって、クランクピン表面における前記吐出口の径の７５％以上になっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のコンロッド軸受。