JP2015152106A - すべり軸受及びそれを具備する潤滑油供給機構 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の温度の上昇を抑制することが可能なすべり軸受を提供する。
【解決手段】上下一対のアッパー側軸受１０及びロア側軸受２０を組み合わせて形成され、クランクジャーナル１ａを回転可能に支持する円筒状の主軸受２であって、上下一対のアッパー側軸受１０及びロア側軸受２０は、当該アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０の内周面のうち、クランクジャーナル１ａの回転方向上流側及び下流側の端部にそれぞれ形成されるクラッシュリリーフ（上流側クラッシュリリーフ１１及び下流側クラッシュリリーフ１２、並びに上流側クラッシュリリーフ２１及び下流側クラッシュリリーフ２２）と、前記クラッシュリリーフのうち一方から他方までを連通するように、当該アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０の内周面に形成される油溝（油溝１３及び油溝２３）と、を具備した。
【選択図】図３

Description

本発明は、一対の半円筒状軸受を組み合わせて形成され、軸部材を回転可能に支持する円筒状のすべり軸受、及びそれを具備する潤滑油供給機構の技術に関する。

従来、一対の半円筒状軸受を組み合わせて形成され、軸部材を回転可能に支持する円筒状のすべり軸受の技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の半割形状のすべり軸受（半円筒状軸受）は、内周面の両端部に形成されるクラッシュリリーフと、一方のクラッシュリリーフの近傍から他方のクラッシュリリーフの近傍に亘って形成される油溝と、当該油溝とクラッシュリリーフとの間に形成され、油溝内の潤滑油がクラッシュリリーフ内に流入することを阻止する流入阻止部と、を具備している。

このように構成されたすべり軸受においては、油溝とクラッシュリリーフとが連通しないように流入阻止部によって遮られている。したがって、油溝からクラッシュリリーフを介してすべり軸受の外部へと漏れる潤滑油の量を低減することができる。これによって、油溝内の潤滑油をすべり軸受の内周面に十分に供給することができ、潤滑油量の不足による不具合（焼き付きや摩耗等）の発生を抑制することができる。

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、油溝内の潤滑油が外部へと流出し難いため、当該潤滑油の温度が上昇し、かえって焼き付きが発生し易くなるおそれがある点で不利であった。

特開２００５−２４９０２４号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、潤滑油の温度の上昇を抑制することが可能なすべり軸受、及びそれを具備する潤滑油供給機構を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、上下一対の半円筒状軸受を組み合わせて形成され、軸部材を回転可能に支持する円筒状のすべり軸受であって、前記上下一対の半円筒状軸受のうち少なくとも一方は、当該半円筒状軸受の内周面のうち、前記軸部材の回転方向上流側及び下流側の端部にそれぞれ形成されるクラッシュリリーフと、前記クラッシュリリーフのうち一方から他方までを連通するように、当該半円筒状軸受の内周面に形成される油溝と、を具備したものである。

請求項２においては、前記油溝は、前記軸部材の回転方向下流側に形成された前記クラッシュリリーフと連通される端部の断面積が、他の部分の断面積よりも小さくなるように形成されるものである。

請求項３においては、クランクジャーナルの外周面とクランクピンの外周面とを連通し、前記クランクジャーナルの外周面から前記クランクピンの外周面へと潤滑油を案内する連通油路を有するクランクシャフトと、請求項１又は請求項２に記載のすべり軸受と、を具備し、前記すべり軸受によって前記クランクジャーナルが回転可能に支持されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、油溝内の潤滑油をクラッシュリリーフから外部へと排出するように促すことで、当該油溝内の潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。これによって、すべり軸受の焼き付きの発生を抑制することができる。

請求項２においては、クラッシュリリーフから外部へと排出される潤滑油の量を制限することができる。これによって、潤滑油の外部への排出を促しながらも、すべり軸受を潤滑するために必要な潤滑油の量を確保することができる。

請求項３においては、すべり軸受からクランクピンへと供給される潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。これによって、クランクピンの焼き付きの発生を抑制することができる。

クランクシャフトの概略構成を示した側面模式図。 クランクジャーナルの支持部の構成を示した正面断面図。 主軸受及びクランクジャーナルを示した正面断面図。 アッパー側軸受を示した正面断面図。 ロア側軸受を示した正面断面図。 （ａ）図４におけるＡ−Ａ断面図。（ｂ）図５におけるＢ−Ｂ断面図。 アッパー側軸受の下流側端部及びロア側軸受の上流側端部を示した正面断面拡大図。 アッパー側軸受の上流側端部及びロア側軸受の下流側端部を示した正面断面拡大図。 （ａ）ロア側軸受の下流側端部を示した正面断面拡大図。（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図。（ｃ）Ｄ−Ｄ断面図。

以下の説明では、図中に示した矢印に従って、上下方向、前後方向及び左右方向を定義する。

まず、図１を用いて、本発明に係るすべり軸受の一実施形態に係る主軸受２が設けられるクランクシャフト１に関する構成、及び当該クランクシャフト１に関する潤滑油供給機構の概略について説明する。

クランクシャフト１は内燃機関（エンジン）を構成する部材であり、ピストンの往復運動を回転運動に変換するためのものである。クランクシャフト１は、主としてクランクジャーナル１ａ、クランクアーム１ｂ、クランクピン１ｃ及び連通油路１ｄを具備する。

クランクジャーナル１ａは本発明に係る軸部材の実施の一形態であり、主軸受２を介してシリンダブロック３に回転可能に支持される。主軸受２には、その外周面と内周面とを連通する貫通孔１４が形成される。クランクピン１ｃはクランクアーム１ｂを介してクランクジャーナル１ａと連結される。クランクピン１ｃは、コンロッド軸受４を介してコンロッド５に回転可能に連結される。連通油路１ｄは、クランクジャーナル１ａの外周面とクランクピン１ｃの外周面とを連通するように、クランクシャフト１内に形成される。

このような構成において、シリンダブロック３に形成された潤滑油路３ｃを介して、図示せぬメインオイルホールからの潤滑油が主軸受２へと供給される。さらに当該潤滑油は、主軸受２の貫通孔１４を介して、当該主軸受２の内周面側へと供給される。当該潤滑油によって主軸受２とクランクジャーナル１ａとの摺動面が潤滑される。

主軸受２の内周面側へと供給された潤滑油は、さらに連通油路１ｄを介してクランクピン１ｃの外周面へと供給される。当該潤滑油によってクランクピン１ｃとコンロッド軸受４との摺動面が潤滑される。

以下では、図２を用いて、クランクジャーナル１ａとシリンダブロック３との連結部（クランクジャーナル１ａの支持部）の構成について説明する。

シリンダブロック３は、本体側ハウジング３ａと、当該本体側ハウジング３ａの下部に固定されるキャップ３ｂとを具備する。本体側ハウジング３ａの下端面には、正面視半円弧状に凹むように軸受部３ｄが形成されている。キャップ３ｂの上端面には、正面視半円弧状に凹むように軸受部３ｅが形成されている。当該軸受部３ｄと軸受部３ｅとの間にクランクジャーナル１ａが挟み込まれるようにして支持される。この際、シリンダブロック３とクランクジャーナル１ａとの間には主軸受２が介装される。

このような構成において、クランクジャーナル１ａが回転（本実施形態においては、正面視時計回りに回転するものとする）すると、当該クランクジャーナル１ａの外周面と主軸受２の内周面との間に、潤滑油路３ｃを介して供給される潤滑油の油膜が形成される。クランクジャーナル１ａは、当該油膜を介してシリンダブロック３に回転可能に支持される。

以下では、図２から図６までを用いて、主軸受２の構成について詳細に説明する。

図２及び図３に示す主軸受２は、クランクジャーナル１ａを回転可能に支持する円筒状のすべり軸受である。主軸受２は、一対の半円筒状軸受（アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０）を具備する。アッパー側軸受１０とロア側軸受２０とを向かい合わせに上下に組み合わせることで、円筒状の主軸受２が形成される。

図３、図４及び図６（ａ）に示すアッパー側軸受１０は、本発明に係る半円筒状軸受の実施の一形態であり、主軸受２のうち上半部を形成する部材である。アッパー側軸受１０は半円筒状（円筒を、軸線を通る直径で切断した形状）に形成される。アッパー側軸受１０は、その内周面を下方に向けた状態でシリンダブロック３の本体側ハウジング３ａの軸受部３ｄに配置される（図２参照）。アッパー側軸受１０は、主として上流側クラッシュリリーフ１１、下流側クラッシュリリーフ１２、油溝１３及び貫通孔１４を具備する。

図３及び図４に示す上流側クラッシュリリーフ１１及び下流側クラッシュリリーフ１２は、アッパー側軸受１０の内周面を凹状に切り欠いて形成される部分である。上流側クラッシュリリーフ１１は、アッパー側軸受１０の左下端部（クランクジャーナル１ａの回転方向上流側（以下、単に「上流側」と記す）の端部）に形成される。下流側クラッシュリリーフ１２は、アッパー側軸受１０の右下端部（クランクジャーナル１ａの回転方向下流側（以下、単に「下流側」と記す）の端部）に形成される。アッパー側軸受１０に上流側クラッシュリリーフ１１及び下流側クラッシュリリーフ１２を設けることで、当該アッパー側軸受１０の両端部近傍において変形が生じた場合であっても、不具合（具体的には、変形した部分がクランクジャーナル１ａに局部当たりすること）の発生を防止することができる。

図３、図４及び図６（ａ）に示す油溝１３は、アッパー側軸受１０の内周面において潤滑油を案内すると共に、当該内周面において潤滑油を適宜貯溜するためのものである。油溝１３は、アッパー側軸受１０の内周面に形成される。油溝１３は、アッパー側軸受１０の円周方向に沿って延びるように形成される。油溝１３の一端部（上流側の端部）は上流側クラッシュリリーフ１１と連通される。油溝１３の他端部（下流側の端部）は下流側クラッシュリリーフ１２と連通される。すなわち、油溝１３は上流側クラッシュリリーフ１１と下流側クラッシュリリーフ１２とを連通するように形成される。

油溝１３は、アッパー側軸受１０の前後中央部に形成される（図６（ａ）参照）。油溝１３は、その全域に亘って前後方向に一定の幅となるように形成される。また、油溝１３は、その全域に亘って一定の深さとなるように形成される。ここで、クランクジャーナル１ａに形成された連通油路１ｄの開口部は、前後方向において油溝１３と同一の位置に形成される。これによって、クランクジャーナル１ａが回転して連通油路１ｄの開口部と油溝１３とが対向した場合、当該油溝１３内の潤滑油が連通油路１ｄを介してクランクピン１ｃ（図１参照）へと供給される。

貫通孔１４は、本発明に係る給油孔の実施の一形態であり、アッパー側軸受１０の内周面（より詳細には、油溝１３）と外周面とを連通するものである。貫通孔１４は、アッパー側軸受１０の左右中央部（上端部）に形成される。

図３、図５及び図６（ｂ）に示すロア側軸受２０は、本発明に係る半円筒状軸受の実施の一形態であり、主軸受２のうち下半部を形成する部材である。ロア側軸受２０は半円筒状に形成される。ロア側軸受２０は、その内周面を上方に向けた状態でシリンダブロック３のキャップ３ｂの軸受部３ｅに配置される（図２参照）。ロア側軸受２０は、主として上流側クラッシュリリーフ２１、下流側クラッシュリリーフ２２及び油溝２３を具備する。

図３及び図５に示す上流側クラッシュリリーフ２１及び下流側クラッシュリリーフ２２は、ロア側軸受２０の内周面を凹状に切り欠いて形成される部分である。上流側クラッシュリリーフ２１は、ロア側軸受２０の右上端部（上流側の端部）に形成される。下流側クラッシュリリーフ２２は、ロア側軸受２０の左上端部（下流側の端部）に形成される。ロア側軸受２０に上流側クラッシュリリーフ２１及び下流側クラッシュリリーフ２２を設けることで、当該ロア側軸受２０の両端部近傍において変形が生じた場合であっても、不具合（具体的には、変形した部分がクランクジャーナル１ａに局部当たりすること）の発生を防止することができる。

図３、図５及び図６（ｂ）に示す油溝２３は、ロア側軸受２０の内周面において潤滑油を案内すると共に、当該内周面において潤滑油を適宜貯溜するためのものである。油溝２３は、ロア側軸受２０の内周面に形成される。油溝２３は、ロア側軸受２０の円周方向に沿って延びるように形成される。油溝２３の一端部（上流側の端部）は上流側クラッシュリリーフ２１と連通される。油溝２３の他端部（下流側の端部）は下流側クラッシュリリーフ２２と連通される。すなわち、油溝２３は上流側クラッシュリリーフ２１と下流側クラッシュリリーフ２２とを連通するように形成される。

油溝２３は、ロア側軸受２０の前後中央部に形成される（図６（ｂ）参照）。この際、クランクジャーナル油溝２３は、その全域に亘って前後方向に一定の幅となるように形成される。また、油溝２３は、その全域に亘って一定の深さとなるように形成される。ここで、クランクジャーナル１ａに形成された連通油路１ｄの開口部は、前後方向において油溝２３と同一の位置に形成される。これによって、クランクジャーナル１ａが回転して連通油路１ｄの開口部と油溝２３とが対向した場合、当該油溝２３内の潤滑油が連通油路１ｄを介してクランクピン１ｃ（図１参照）へと供給される。

以下では、図３を用いて、アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０における潤滑油の流れについて説明する。

貫通孔１４を介して外部からアッパー側軸受１０の内周面（油溝１３）へと供給された潤滑油は、重力やクランクジャーナル１ａの回転に伴って当該油溝１３内を下方へと流通する。特に、正面視時計回りに回転するクランクジャーナル１ａによって、当該潤滑油は油溝１３内を正面視時計回りに流通する。油溝１３内を流通する潤滑油の一部がアッパー側軸受１０とクランクジャーナル１ａとの摺動面に供給され、当該摺動面に油膜を形成する。

油溝１３の端部（特に、下流側の端部）まで流通した潤滑油の一部は、下流側クラッシュリリーフ１２を介してアッパー側軸受１０（主軸受２）の外部へと排出される。また、その他の潤滑油は、下流側クラッシュリリーフ１２及び上流側クラッシュリリーフ２１を介してロア側軸受２０の油溝２３へと供給される。当該潤滑油は、正面視時計回りに回転するクランクジャーナル１ａによって、油溝２３内を正面視時計回りに流通する。油溝２３内を流通する潤滑油の一部がロア側軸受２０とクランクジャーナル１ａとの摺動面に供給され、当該摺動面に油膜を形成する。

油溝２３の下流側の端部まで流通した潤滑油の一部は、下流側クラッシュリリーフ２２を介してロア側軸受２０（主軸受２）の外部へと排出される。また、その他の潤滑油は、下流側クラッシュリリーフ２２及び上流側クラッシュリリーフ１１を介してアッパー側軸受１０の内周面（油溝１３）へと供給される。

ここで、図７に示すように、ロア側軸受２０の油溝２３は上流側クラッシュリリーフ２１と連通されているため、当該上流側クラッシュリリーフ２１を介して潤滑油が油溝２３内へと供給され易い。また、図８に示すように、ロア側軸受２０の油溝２３は下流側クラッシュリリーフ２２と連通されているため、当該油溝２３を流通してきた潤滑油が当該下流側クラッシュリリーフ２２を介して外部へと排出されるように促すことができる。

このように、油溝２３を上流側クラッシュリリーフ２１及び下流側クラッシュリリーフ２２と連通させることで、当該油溝２３への潤滑油の流入、及び当該油溝２３からの潤滑油の排出を促すことができる。従って、クランクジャーナル１ａと主軸受２（ロア側軸受２０）との摩擦熱（摺動熱）によって高温になった潤滑油が油溝２３内に留まり難くなる。これによって、油溝２３内の潤滑油の温度の上昇を抑制し、ひいては焼き付きの発生を抑制することができる。

同様に、図８に示すように、アッパー側軸受１０の油溝１３は上流側クラッシュリリーフ１１と連通されているため、当該上流側クラッシュリリーフ１１を介して潤滑油が油溝１３内へと供給され易い。また、図７に示すように、アッパー側軸受１０の油溝１３は下流側クラッシュリリーフ１２と連通されているため、当該油溝１３を流通してきた潤滑油が当該下流側クラッシュリリーフ１２を介して外部へと排出されるように促すことができる。

このように、油溝１３を上流側クラッシュリリーフ１１及び下流側クラッシュリリーフ１２と連通させることで、当該油溝１３への潤滑油の流入、及び当該油溝１３からの潤滑油の排出を促すことができ、ひいては油溝１３内の潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。

以上の如く、本実施形態に係る主軸受２（すべり軸受）は、上下一対のアッパー側軸受１０及びロア側軸受２０（半円筒状軸受）を組み合わせて形成され、クランクジャーナル１ａ（軸部材）を回転可能に支持する円筒状の主軸受２であって、上下一対のアッパー側軸受１０及びロア側軸受２０は、当該アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０の内周面のうち、クランクジャーナル１ａの回転方向上流側及び下流側の端部にそれぞれ形成されるクラッシュリリーフ（上流側クラッシュリリーフ１１及び下流側クラッシュリリーフ１２、並びに上流側クラッシュリリーフ２１及び下流側クラッシュリリーフ２２）と、前記クラッシュリリーフのうち一方から他方までを連通するように、当該アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０の内周面に形成される油溝（油溝１３及び油溝２３）と、を具備するものである。

このように構成することにより、油溝内の潤滑油をクラッシュリリーフから外部へと排出するように促すことで、当該油溝内の潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。これによって、主軸受２の焼き付きの発生を抑制することができる。
また、本実施形態の如くクランクジャーナル１ａからクランクピン１ｃへと潤滑油を供給する場合、クランクジャーナル１ａ（主軸受２）からクランクピン１ｃへと供給される潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。これによって、クランクピン１ｃの焼き付きの発生を抑制することができる。

また、本実施形態に係る潤滑油供給機構は、クランクジャーナル１ａの外周面とクランクピン１ｃの外周面とを連通し、クランクジャーナル１ａの外周面からクランクピン１ｃの外周面へと潤滑油を案内する連通油路１ｄを有するクランクシャフト１と、主軸受２と、を具備し、主軸受２によってクランクジャーナル１ａが回転可能に支持されるものである。

このように構成することにより、主軸受２からクランクピン１ｃへと供給される潤滑油の温度の上昇を抑制することができる。これによって、クランクピン１ｃの焼き付きの発生を抑制することができる。

なお、本実施形態においては、本発明に係るすべり軸受をクランクジャーナル１ａを回転可能に支持する主軸受２に適用した例を示したが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、本発明は、その他のすべり軸受（例えば、クランクピン１ｃとコンロッド５との間に介装されるコンロッド軸受４）に適用することも可能である。

また、本実施形態においては、アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０のいずれも、両端のクラッシュリリーフを連通するように油溝が形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、アッパー側軸受１０及びロア側軸受２０のいずれか一方のみが、両端のクラッシュリリーフを連通するように油溝が形成されるものであっても良い。

また、本実施形態においては、油溝２３は全域に亘って一定の深さとなるように形成されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば図９に示すように、油溝２３の中途部２３ａの深さに対して、油溝２３の下流側の端部２３ｂの深さを浅く設定することも可能である。このように、油溝２３の下流側の端部２３ｂの深さを浅くすることによって、当該油溝２３から下流側クラッシュリリーフ２２へと流出する潤滑油の量を制限することができる。これによって、潤滑油の外部への排出を促しながらも、主軸受２を潤滑するために必要な潤滑油の量（油溝２３内の潤滑油の量）を確保することができる。

なお、図９に示した例においては、油溝２３の端部２３ｂの深さを浅く設定するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、油溝２３の端部２３ｂの断面積が、中途部２３ａの断面積よりも小さくなるように形成されていれば良い。例えば、油溝２３の端部２３ｂの前後方向幅を狭く設定することも可能である。また、当該油溝２３の端部２３ｂの断面積を任意に設定することで、当該端部２３ｂを介して下流側クラッシュリリーフ２２へと流出する潤滑油の量を任意に制限することができる。

１ クランクシャフト
１ａ クランクジャーナル（軸部材）
１ｃ クランクピン
１ｄ 連通油路
２ 主軸受（すべり軸受）
１０ アッパー側軸受（半円筒状軸受）
１１ 上流側クラッシュリリーフ（クラッシュリリーフ）
１２ 下流側クラッシュリリーフ（クラッシュリリーフ）
１３ 油溝
２０ ロア側軸受（半円筒状軸受）
２１ 上流側クラッシュリリーフ（クラッシュリリーフ）
２２ 下流側クラッシュリリーフ（クラッシュリリーフ）
２３ 油溝

Claims (3)

1. 上下一対の半円筒状軸受を組み合わせて形成され、軸部材を回転可能に支持する円筒状のすべり軸受であって、
   前記上下一対の半円筒状軸受のうち少なくとも一方は、
   当該半円筒状軸受の内周面のうち、前記軸部材の回転方向上流側及び下流側の端部にそれぞれ形成されるクラッシュリリーフと、
   前記クラッシュリリーフのうち一方から他方までを連通するように、当該半円筒状軸受の内周面に形成される油溝と、
   を具備することを特徴とするすべり軸受。
2. 前記油溝は、
   前記軸部材の回転方向下流側に形成された前記クラッシュリリーフと連通される端部の断面積が、他の部分の断面積よりも小さくなるように形成されることを特徴とする、
   請求項１に記載のすべり軸受。
3. クランクジャーナルの外周面とクランクピンの外周面とを連通し、前記クランクジャーナルの外周面から前記クランクピンの外周面へと潤滑油を案内する連通油路を有するクランクシャフトと、
   請求項１又は請求項２に記載のすべり軸受と、
   を具備し、
   前記すべり軸受によって前記クランクジャーナルが回転可能に支持されることを特徴とする潤滑油供給機構。
   

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