JP2018179164A - コンロッド軸受、及び軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油内にキャビティが生じた場合であっても摺動層にキャビテーションエロージョンが生じない内燃機関のコンロッド軸受及び軸受装置を提供すること。
【解決手段】本発明のコンロッド軸受は第１の半割軸受及び第２の半割軸受を有し、第２の半割軸受は周方向の全長に亘って油溝を有し、第１の半割軸受は第１部分溝と第２部分溝とを有し、油溝と第１部分溝及び第２部分溝とは互いに連通され、第１部分溝の周方向中央部側端部に連通する円筒形凹部が形成される。円筒形凹部の軸心線は第１の半割軸受の軸心線に向かって延び、円筒形凹部の内径は第１部分溝の軸線方向の幅の１００％〜１５０％であり、円筒形凹部に連通する位置での第１部分溝の深さは第１の半割軸受の摺動層の厚さ以上である。円筒形凹部は、円筒形凹部に連通する位置での第１部分溝の深さ以上であり、且つ第１の半割軸受の軸受外周面まで貫通しないように形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関のコンロッド軸受に関し、より詳細には、クランク軸を支持する主軸受の内周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、コンロッドと連結されるクランク軸のクランクピンを回転自在に支持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コンロッド軸受、及びこのコンロッド軸受を用いた軸受装置に関する。

内燃機関はピストンの往復運動をクランクシャフトの回転運動に変換するためにピストンとクランクシャフトとを連結するコンロッドを有する。コンロッドは、コンロッド本体部とコンロッドキャップ部とから成り（コンロッド本体部が更に分割される場合も有る）、またコンロッド本体部の一方の先端にピストンピンを支持する小端部を有し、小端部はブシュ保持穴を有する。コンロッド本体部の他方の先端はボルトによりコンロッドキャップ部と組み合されてクランクピンを支持する大端部を形成し、大端部は、コンロッド本体部とコンロッドキャップ部の端面同士を突き合わせたときにコンロッド本体部の半円筒形状の第１軸受保持穴と、コンロッドキャップ部の半円筒形状の第２軸受保持穴とによって形成されるコンロッド軸受を保持するための円筒形状の軸受保持穴を有する。

コンロッドの小端部のブシュ保持穴には円筒状のブシュ軸受が挿入されてピストンピンを支持し、一方、大端部の軸受保持穴にはコンロッド本体部の第１軸受保持穴及びコンロッドキャップ部の第２軸受保持穴の形状に係合するようにそれぞれ形成された一対の半割軸受が挿入され、一対の半割軸受はコンロッド本体部側とコンロッドキャップ部側とが組み合せられることで円筒形状となりクランクピンを支持する（以下、組み合わされた一対の半割軸受をコンロッド軸受と記述）。

従来、船舶や発電機等に用いられる中高速内燃機関のコンロッドにおいては、特許文献１に挙げられるような油路構造が適用されている。すなわち、コンロッド大端部において、第１軸受保持穴は、クランクピンの回転方向の前方側の周方向端面から、周方向中央部側に向かって延びる第１供給溝と、クランクピンの回転方向の後方側の周方向端面から、周方向中央部側に向かって延びる第２供給溝とを備え、第２軸受保持穴は、周方向の全長に亘って延びる第３供給溝を備え、また第３供給溝と、第１供給溝及び第２供給溝とは、それぞれの周方向端面同士の突き合わせ箇所で連通される。

更に、コンロッドは、コンロッドの小端部へ潤滑油を供給するために、小端部と、第１供給溝、第２供給溝及び第３供給溝の何れかとを連絡する連通路を備えている。

クランクピンは、円筒胴部と、円筒胴部を貫通して延びる潤滑油路と、円筒胴部の外周面に形成された潤滑油路の少なくとも１つの出口開口とを有し、出口開口は、円筒胴部の外周面とコンロッド軸受の摺動面の隙間に連通され、したがって潤滑油は潤滑油路、及び出口開口を介してコンロッド軸受に圧送される。

一対の半割軸受からなるコンロッド軸受のうち、コンロッド本体部側に保持される半割軸受（以下、第１の半割軸受と記述）は、クランクピンの回転方向の前方側の周方向端面から、周方向中央部側へ向かって延びる第１部分溝と、クランクピンの回転方向の後方側の周方向端面から周方向中央部側へ向かって延びる第２部分溝とを有するとともに、第１部分溝及び第２部分溝の内面から第１の半割軸受の軸受外周面に貫通する少なくとも１つの油穴を有し、コンロッドキャップ部側に保持される半割軸受（以下、第２の半割軸受と記述）は、第２の半割軸受の周方向の全長に亘って延びる油溝を有するとともに、油溝の内面から第２の半割軸受の軸受外周面に貫通する少なくとも１つの油穴を有する。

コンロッド軸受に圧送された潤滑油の一部は、第１の半割軸受に形成された、第１部分溝及び第２部分溝、第２の半割軸受に形成された油溝、並びに一対の半割軸受に形成された油穴を通じて、コンロッドの第１軸受保持穴に形成された第１供給溝及び第２供給溝、並びに第２軸受保持穴に形成された第３供給溝に供給され、更にコンロッドに形成された連通路を通じて、コンロッド小端部に供給される。

なお、コンロッド軸受は、裏金層と摺動層とから成り、摺動層は、半割軸受の摺動面を構成する。摺動層はホワイト合金（錫合金）、アルミニウム合金、銅合金等の軸受合金からなる。更に摺動層の表面には、電気めっき、真空蒸着、吹き付け等の手段を以って、鉛系、錫系、アルミニウム合金、合成樹脂等の表面層（オーバレイ層）が皮膜されることもある。

前述のコンロッド軸受の構造的な課題として、第１の半割軸受における第１部分溝の周方向中央部側端部でキャビテーションエロージョンが発生することが挙げられる。ここで、図８Ａ、図８Ｂ、図９、及び図１０を用いて、従来技術のコンロッド軸受の構成における、キャビテーションエロージョン発生の仕組みについて説明する。従来技術における第１の半割軸受１１０の構成では、図８Ａ及び図８Ｂに示す如く、第１の半割軸受１１０の摺動面（内周面）１１３側には、クランクピン５０の回転方向Ｒの前方側の周方向端面１１４から、周方向中央部側へ向かって延びる第１部分溝１１５と、クランクピン５０の回転方向Ｒの後方側の周方向端面１１６から周方向中央部側へ向かって延びる第２部分溝１１７が形成され、第１部分溝１１５と第２部分溝１１７はそれぞれ軸受摺動面１１３で緩やかに切上り、それにより、第１部分溝１１５の周方向中央部側端部１１５ａと第２部分溝１１７の周方向中央部側端部１１７ａとの間には摺動面１１３が形成される。

前述のように、クランクピン５０の出口開口５２は、クランクピンの円筒胴部の外周面５４とコンロッド軸受の摺動面１１３との隙間に連通されるが、図９に示される如く、クランクピン５０の出口開口５２が第１部分溝１１５の周方向中央部側端部１１５ａと第２部分溝１１７の周方向中央部側端部１１７ａの間の摺動面１１３上に位置する間は、クランクピン５０の円筒胴部の外周面５４と第１の半割軸受１１０の摺動面１１３の間の隙間Ｓが狭いため、クランクピン５０の回転による遠心力の影響により潤滑油路５１内の出口開口５２付近の潤滑油の圧力は極めて高い状態にある。

図１０に示される如く、クランクピン５０の出口開口５２と第１部分溝１１５が連通を開始する瞬間、クランクピン５０の潤滑油路５１内部の潤滑油の圧力、及びクランクピン５０の円筒胴部の外周面５４と第１部分溝１１５の円周方向中央部側の周方向端部１１５ａ付近との隙間Ｓ内の潤滑油の圧力の差により、瞬間的に潤滑油路５１から第１部分溝１１５内へ潤滑油が急激に流入する。この際、潤滑油路５１から流出した潤滑油は急激な圧力低下が生じ、圧力が蒸気圧以下になることで、潤滑油内にキャビティ（気泡）Ｃが生じる。キャビティＣは蒸気圧以上となった際に崩壊し、潤滑油の圧力流（マイクロジェット）が生じるが、これが第１の半割軸受１１０の第１部分溝１１５の円周方向中央部側の周方向端部１１５ａ付近で発生することで、同部付近の摺動層１８１が浸食される（キャビテーションエロージョン）。特にコンロッド軸受の摺動層１８１は比較的軟質であるため、よく浸食される。浸食された摺動層１８１の表面状態は一般的に荒れた様相を呈し、その荒れた表面は潤滑油膜の形成に悪影響を与え、軸受の焼付き等の二次的な損傷に繋がる他、浸食により脱落した摺動層１８１は、異物として潤滑油内に混入され、コンロッド軸受の摺動面や他部品に損傷を与えることもある。

このキャビテーションエロージョンの課題に対応するために、油溝の切上り付近に所定ピッチで形成された二次溝を設けること（特許文献２）や、延長溝（細溝）を設けること（特許文献３）が提案されている。

特許第４４３１２０５号明細書 特開２００７−２２５０７９号公報 特開２００１−５０２５２号公報 特開昭５３−８５２４５号公報

しかしながら、これら先行技術では油溝切上り部付近のキャビテーションエロージョンの抑制に一定の効果が期待できるものの、キャビティが発生した場合、摺動層への損傷なしにキャビティを崩壊させる構造を有していないため、摺動層の浸食を避けられないという問題があった。

したがって本発明の目的は、潤滑油内にキャビティが生じた場合でも摺動層にキャビテーションエロージョンが生じないコンロッド軸受及び軸受装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の一つの観点によれば、内燃機関のクランク軸のクランクピンであって、円筒胴部と、円筒胴部内を通して延びる潤滑油路と、円筒胴部の外周面上に形成された潤滑油路の少なくとも１つの出口開口とを有しているクランクピンを回転自在に支持するためのコンロッド軸受であって、
コンロッド軸受は、第１の半割軸受及び第２の半割軸受を有し、第１の半割軸受及び第２の半割軸受は、それぞれの周方向端面を互いに突き合わせることによって円筒形状に組み合わされ、
第１半割軸受及び第２の半割軸受はそれぞれ、裏金層及び摺動層を有し、摺動層は、半割軸受の摺動面を構成し、
第２の半割軸受は、摺動面（内周面）側に、第２の半割軸受の周方向の全長に亘って延びる油溝を有するとともに、油溝の内面から第２の半割軸受の軸受外周面まで貫通する少なくとも１つの油穴を有し、
第１の半割軸受は、摺動面（内周面）側に、クランクピンの回転方向の前方側の第１の半割軸受の周方向端面から、第１の半割軸受の周方向中央部側へ向かって延びる第１部分溝と、クランクピンの回転方向の後方側の第１の半割軸受の周方向端面から周方向中央部側へ向かって延びる第２部分溝とを有し、
第２の半割軸受の油溝と、第１の半割軸受の第１部分溝及び第２部分溝とは、第１の半割軸受及び第２の半割軸受のそれぞれの周方向端面を互いにつき合わせることによって互いに連通される
コンロッド軸受において、
第１の半割軸受は、第１部分溝の周方向中央部側の周方向端部で第１部分溝に連通するように形成された円筒形凹部を有し、
第１の半割軸受の第２部分溝の周方向中央部側の周方向端部と、円筒形凹部の周方向中央部側の周方向端部との間の摺動面を規定する円周角度（θ１）が８０°〜１６０°であり、
円筒形凹部の軸心線が、第１の半割軸受の軸心線に向かって延び、
円筒形凹部の内径（ＩＤ１）は、摺動面上において、円筒形凹部に連通する位置での第１部分溝の軸線方向の長さ（Ｗ１）の１００％〜１５０％であり、
円筒形凹部に連通する位置での第１部分溝の深さ（Ｄ１）は、摺動層の厚さ（Ｔ１）以上であり、
円筒形凹部の最大深さ（Ｄ２）は、円筒形凹部に連通する位置での第１部分溝の深さ（Ｄ１）以上であり、且つ第１の半割軸受の軸受外周面まで貫通しないようになされている
ことを特徴とするコンロッド軸受が提供される。

また円筒形凹部は、円筒形凹部の軸心線を含み且つコンロッド軸受に垂直な断面において、この軸心線の垂直線に対する円筒形凹部の側面の角度（θ２）が８５°〜９５°になるよう形成されることができる。

コンロッド、コンロッド軸受、及びクランクピンを含む本発明の軸受装置を示す断面図である。 本発明の実施例に係るコンロッド軸受の断面図である。 図２に示される第１の半割軸受を内周面側から見た底面図である。 図２に示される第２の半割軸受を内周面側から見た底面図である。 本発明の実施例に係る第１の半割軸受構成の作用を示した断面図である。 本発明の実施例に係る第１の半割軸受構成の作用を示した断面図である。 本発明の実施例に係る第１の半割軸受構成を詳細に示す拡大断面図である。 従来技術の第１の半割軸受の断面図である。 図８Ａに示される第１の半割軸受を内周面側から見た底面図である。 従来技術の第１の半割軸受構成の作用を示した断面図である。 従来技術の第１の半割軸受構成の作用を示した断面図である。

以下、本発明の実施例を図１〜７を参照して説明する。

図１は、クランクピン５０、コンロッド７０、及びコンロッド７０の大端部７１に内装されるコンロッド軸受１からなる軸受装置２の構造を示す断面図である。

クランクピン５０は、円筒胴部５５と、円筒胴部５５内を通して延びる潤滑油路５１と、円筒胴部５５の外周面５４に形成された、潤滑油路５１の少なくとも１つの出口開口５２とを有する。

コンロッド７０は、コンロッド本体部７２の端面に形成された半円筒形状の第１軸受保持穴７３と、コンロッドキャップ部７４の端面に形成された半円筒形状の第２軸受保持穴７５とが突き合わせられることで形成される円筒形状の、コンロッド軸受１を保持する軸受保持穴７７を有し、
第１軸受保持穴７３は、クランクピン５０の回転方向の前方側の端面７２ａから、周方向中央部側に向かって延びる第１供給溝７８ａと、クランクピン５０の回転方向の後方側の端面７２ｂから、周方向中央部側に向かって延びる第２供給溝７８ｂとを備え、
第２軸受保持穴７５は、周方向の全長に亘って延びる第３供給溝７８ｃを備え、
第３供給溝７８ｃと、第１供給溝７８ａ及び第２供給溝７８ｂとはコンロッド本体部７２とコンロッドキャップ部７４の端面同士を突き合わせることによって連通される。

コンロッド本体部７２はまた、ピストンピン（図示せず）を回転自在に支持するコンロッド小端部を備えるとともに、コンロッド小端部と第１供給溝７８ａ、第２供給溝７８ｂ及び第３供給溝７８ｃの何れかとを連絡する連通路７９を備える。

コンロッド７０の内周面には、分割されたコンロッド本体部７２及びコンロッドキャップ部７４のそれぞれの第１軸受保持穴７３及び第２軸受保持穴７５の形状に係合するように形成された一対の半割軸受であって、コンロッド本体部７２及びコンロッドキャップ部７４の端面同士を突き合わせることによって円筒形状に組み合わされる一対の半割軸受（コンロッド軸受１）が挿入される。

図２及び図４に示される通り、第２の半割軸受２０は、摺動面２３側に第２の半割軸受２０の周方向の全長に亘って延びる一定深さの油溝２５を有すると共に、油溝２５内に軸受外周面２１まで貫通するように形成される少なくとも１つの油穴２９を有する。

図３は、図２における第１の半割軸受１０の内面側の構成を示し、また図４は、図２における第２の半割軸受２０の内面側の構成を示す。

図２及び図３に示される通り、第１の半割軸受１０は、摺動面１３側に、クランクピン５０の回転方向Ｒの前方側の周方向端面１４から周方向中央部側へ向かって延びる第１部分溝１５と、クランクピン５０の回転方向Ｒの後方側の周方向端面１６から周方向中央部側へ向かって延びる第２部分溝１７とを有し、また第１の半割軸受１０は更に、第１部分溝１５の周方向中央部側の周方向端部１５ａで第１部分溝１５に連通するように形成された円筒形凹部１８を有する。したがって第１の半割軸受１０の第２部分溝１７の周方向中央部側の周方向端部１７ａと、円筒形凹部１８の周方向中央部側の周方向端部１８ａとの間には摺動面１３が延びると共に、第１部分溝１５内と第２部分溝１７内にはそれぞれ、軸受外周面１１まで貫通するように２つの油穴１９が形成される。

摺動面１３からの半径方向距離として測定される第１部分溝１５と第２部分溝１７の溝深さは、第１の半割軸受１０の周方向端面１４、１６側から周方向中央部側に向かって次第に小さくなっている。

更に、図２に示される通り、第１の半割軸受１０と第２の半割軸受２０は、それぞれの周方向端面１４、１６、２４、２６同士を突き合わせることによって円筒形状になり、このとき第２の半割軸受２０の油溝２５と、第１の半割軸受１０の第１部分溝１５及び第２部分溝１７とは、それぞれの周方向端面１４、１６、２４、２６同士の突き合わせ箇所で連通される。

本構造により、コンロッド軸受１に圧送された潤滑油の一部は、第１の半割軸受１０に形成された第１部分溝１５及び第２部分溝１７、第２の半割軸受２０に形成された油溝２５、並びに一対の半割軸受に形成された油穴１９、２９を通じて、コンロッド７０の第１軸受保持穴７３に形成された第１供給溝７８ａ及び第２供給溝７８ｂ、並びに第２軸受保持穴７５に形成された第３供給溝７８ｃに供給され、更にコンロッド７０に形成された連通路７９を通じて、コンロッドの小端部に供給される。

図２〜４及び図７を用いて、本発明の実施例におけるコンロッド軸受１の更に詳細な構造を説明する。図２は、第１の半割軸受１０と第２の半割軸受２０から形成されるコンロッド軸受１を示す。

コンロッド軸受１は以下の寸法を有している。
外径：φ２００ｍｍ
肉厚：５ｍｍ
全幅：１００ｍｍ

また、第１の半割軸受１０は以下の寸法を有している。
クランクピン５０の回転方向Ｒの前方側の周方向端面１４における、第１部分溝１５の摺動面１３からの深さ（半径方向の距離）：２ｍｍ
クランクピン５０の回転方向Ｒの後方側の周方向端面１６における、第２部分溝１７の摺動面１３からの深さ（半径方向の距離）：２ｍｍ
第１部分溝１５及び第２部分溝１７の摺動面１３における軸線方向の長さ（Ｗ１）：１２ｍｍ
円筒形凹部１８の内径（ＩＤ１）：１５ｍｍ
摺動層８１の厚さ（Ｔ１）：０．５ｍｍ
第１部分溝１５と円筒形凹部１８との連通部１５ａでの第１部分溝の深さ（Ｄ１）：０．６ｍｍ
円筒形凹部１８の深さ（Ｄ２）：３ｍｍ
第１の半割軸受１０の第２部分溝１７の周方向中央部側の周方向端部１７ａと、円筒形凹部１８の周方向中央部側の周方向端部１８ａとの間の摺動面の円周角度（θ１）：８０°
円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘに垂直な面１８ｐと、円筒形凹部１８の側面の間の角度（θ２）：９０°

なお、ここに示す寸法は一例であり、本発明においてはこれら寸法に限定されない。また、クランクピン５０の回転方向の後方側の周方向端面１６から周方向中央部側の周方向端部１７ａまでの第２部分溝１７の長さを規定する円周角度（θ３）は１０°〜５０°であってもよい。

第１の半割軸受１０と第２の半割軸受２０は、裏金層８２及び摺動層８１を有し、摺動層８１は、半割軸受１０、２０の摺動面１３、２３を構成する。摺動層８１は、ホワイト合金（錫合金）、アルミニウム合金、銅合金等から成る合金層である。裏金層８２は、炭素の含有量が０．０５〜０．３５質量％の亜共析鋼等の鉄合金とすることができる。

図２及び図３に示される通り、第１の半割軸受１０には、第１部分溝１５の周方向中央部側の周方向端部１５ａに隣接して円筒形凹部１８が形成される。前述の円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘは、第１の半割軸受１０の中心（軸心線）に向かって延びるように形成される。

第１の半割軸受１０の第２部分溝１７の周方向中央部側の周方向端部１７ａと、円筒形凹部１８の周方向中央部側の周方向端部１８ａとの間の摺動面の円周角度（θ１）は、燃焼室から生じた荷重を支持するために８０°〜１６０°で形成されることが望ましい。

次に、前述の第１の半割軸受１０の円筒形凹部１８の詳細な構成と作用を図５〜７を参照して説明する。図５は、第１の半割軸受１０の第２部分溝１７の周方向中央部側の周方向端部１７ａと、円筒形凹部１８の周方向中央部側の周方向端部１８ａとの間に形成される摺動面１３上にクランクピン５０の出口開口５２が位置している状態を示す。図５の状態においては、クランクピン１０の円筒胴部５５の外周面５４と第１の半割軸受１０の摺動面１３の隙間Ｓが狭いため、クランク軸の回転による遠心力の影響により潤滑油路５１内の出口開口５２付近の潤滑油の圧力は極めて高い状態にある（潤滑油の流れ方向Ｆ参照）。

図６に示されるようにクランクピン５０の出口開口５２と円筒形凹部１８とが連通を開始する瞬間、クランクピン５０の潤滑油路５１内部の潤滑油の圧力と、円筒形凹部１８内の潤滑油の圧力との差により、瞬間的に潤滑油路５１から円筒凹部１８内へ遠心力の作用を受けた高圧な潤滑油が急激に流入する。この際、円筒形状凹部１８の軸心線１８ａｘは、遠心力の作用方向と略同方向を向くため、潤滑油路５１から流出した潤滑油は、円筒形凹部１８の底面側へ向かって流れる。高圧であった潤滑油は、円筒形状凹部１８の底面付近で急激な圧力低下が生じ、潤滑油内にキャビティＣ（気泡）の発生と崩壊が起こる。

このように本発明では、潤滑油内のキャビティＣの発生と崩壊は、摺動面１３から離間した円筒形凹部１８の底面付近でおこるため、第１部分溝１５の周方向端部１５ａ付近の底面や第１部分溝１５の周方向端部１５ａに隣接する摺動層８１の表面にキャビテーションエロージョンが起き難い。更に、円筒形凹部１８は、第１の半割軸受１０の第１部分溝１５と円筒形凹部１８との連通部１５ａでの第１部分溝１５の深さ（Ｄ１）以上の深さを有するように形成されるため、連通部１５ａの位置には円筒形凹部１８の側面１８ｓ（段差）が形成される。更に、円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘは、第１の半割軸受１０の中心（軸心線）に向かって延び、それにより、円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘに垂直な面１８ｐに対する円筒形凹部１８の周方向前方側の側面１８ｓの角度（θ２）は、垂直に近く形成される。したがって、潤滑油内に発生したキャビティＣ（気泡）は、崩壊する前に円筒形凹部１８から第１部分溝１５に排出されることがなく、より摺動層８１のキャビテーションエロージョンが抑制される。

仮に円筒形凹部１８内で全てのキャビティＣが崩壊されず、一部が円筒形凹部１８から排出されたとしても、第１部分溝１５と円筒形凹部１８との連通部１５ａでの第１部分溝１５の深さ（Ｄ１）が摺動層８１の厚さ（Ｔ１）以上であることから、第１部分溝１５の円筒形凹部１８との連通部１５ａにおいてキャビティＣが崩壊したとしても、摺動層８１は浸食されにくい。すなわち、Ｄ１＞Ｔ１とすることで、連通部１５ａ付近の第１部分溝１５の内面の大部分から摺動層８１（軸受合金）が除去されるため、摺動層８１のキャビテーションエロージョンは発生しない。

なお、円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘは、第１の半割軸受１０の摺動面１３上での円筒形凹部１８の開口中心と、第１の半割軸受１０の軸心線とを結ぶ半径方向の線に対して最大で５°傾斜していてもよい。また、円筒形凹部１８は、本実施例とは異なり、側面１８ｓが円錐台形状であってもよい。これらの場合、円筒形凹部１８の側面１８ｓは、円筒形凹部１８の軸心線１８ａｘに垂直な面１８ｐに対して８５°〜９５°の角度（θ２）に形成されることが好ましい。

なお、円筒形凹部１８の内径（ＩＤ１）が過小であると、クランクピン５０の潤滑油路５１の出口開口５２から流出する高圧な潤滑油の一部が直接第１部分溝１５にも流れるため、第１部分溝１５の周方向端部１５ａ及び第１部分溝１５の周方向端部１５ａに隣接する摺動層８１の摺動面１３にキャビテーションエロージョンが起こる場合がある。また反対に、円筒形凹部１８の内径（ＩＤ１）が過大であると、摺動面積の減少から第１の半割軸受１０の負荷能力低下を招く虞がある。したがって、円筒形凹部１８の内径（ＩＤ１）は、円筒形凹部１８と連通する位置における第１部分溝１５の摺動面１３上での軸線方向の長さ（Ｗ１）の１００％〜１５０％に相当する寸法であることが望ましく、特に本実施例の場合１２５％である。

また、円筒形凹部１８の深さは、第１の半割軸受１０の第１部分溝１５と円筒形凹部１８との連通部１５ａでの第１部分溝１５の深さ（Ｄ１）以上に形成されることを示したが、以下の理由から、円筒形凹部１８は第１の半割軸受１０の外周面１１まで貫通されてはならない。

すなわち、もし特許文献４に示されるように第１の半割軸受１０の第１部分溝１５の周方向中央部側の端部１５ａに連通するように軸受外周面１１まで貫通する円筒形凹部穴（貫通穴）が形成されると、クランクピン５０の出口開口５２と円筒形状凹部の貫通穴とが連通を開始する瞬間、クランクピン５０の潤滑油路５１内の加圧された潤滑油は、遠心力の影響で円筒形状凹部の貫通穴を通り、コンロッド７０の内周面に形成された第１供給溝７８ａに大量に流出し、貫通穴に隣接する第１部分溝１５の内部空間が瞬間的に油で満たされない状態になる。次いで、クランクピン５０の潤滑油路５１の出口開口５２が円筒形状凹部の貫通穴を通り過ぎ始めると、クランクピン５０の潤滑油路５１内の潤滑油は、油で満たされていない第１部分溝１５の端部に流れこんで急激に圧力が低下し、潤滑油中にキャビティの発生と崩壊が起こる。このため、第１部分溝１５の周方向端部１５ａ及び第１部分溝１５の周方向端部１５ａに隣接する摺動層８１の摺動面１３にキャビテーションエロージョンが起き易い。

以上、図面を参照して、本発明の実施例を記述したが、具体的な構成は実施例に限定されず、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。

なお、コンロッド軸受１に形成される油溝（及び部分溝）の断面形状は特に限定されず、矩形、台形や円弧形状でも良い。また、円筒形凹部１８の底面は、実施例に示した平面形状に限定されず、例えば、円筒形状凹部をドリルで加工する場合、円錐形状であってもよい。

また、実施例では、第１の半割軸受１０が少なくとも１つの油穴１９を有する構成を示したが、第１の半割軸受１０は油穴を有しない構成としてもよい。本発明において、第１の半割軸受１０の油穴１９の有無は発明の効果に何ら影響を与えるものではなく、油穴を有しない構成の場合でも、実施例に示した作用によって、油穴を有する場合と同等の効果が得られる。

また、コンロッド軸受１の誤組付時でも本発明の効果が得られるよう、前述の円筒形凹部１８は、第１の半割軸受１０のクランクピンの回転方向後方側の第２部分溝１７の油溝切上り部１７ａにも設けてもよい。

更に、円筒形凹部１８の摺動面１３上での開口の角縁部は加工時にバリが発生することがあるが、この場合、開口の角縁部に面取を形成してもよい。

また、第１の半割軸受１０及び第２の半割軸受２０の内周面側において、摺動層の表面、第１部分溝、第２部分溝及び油溝の内面、並びに円筒形凹部の内面には、鉛系、錫系、錫含有アルミニウム合金、合成樹脂等の薄い表面層（オーバレイ層）をさらに形成してもよい。

１ コンロッド軸受
２ 軸受装置
１０ 第１の半割軸受
１１ 軸受外周面
１３ 摺動面
１４ 回転方向前方側の周方向端面
１５ 第１部分溝
１５ａ 周方向中央部側の周方向端部、連通部
１６ 回転方向後方側の周方向端面
１７ 第２部分溝
１７ａ 周方向中央部側の周方向端部、切上り部
１８ 円筒形凹部
１８ａ 周方向中央部側の周方向端部
１８ｓ 円筒形凹部の側面
１９ 油穴
２０ 第２の半割軸受
２３ 摺動面
２４ 回転方向後方側の周方向端面
２５ 油溝
２６ 回転方向前方側の周方向端面
２９ 油穴
５０ クランクピン
５１ 潤滑油路
５２ 出口開口
５４ 外周面
５５ 円筒胴部
７０ コンロッド
７１ 大端部
７２ コンロッド本体部
７２ａ 回転方向前方側の端面
７２ｂ 回転方向後方側の端面
７３ 第１軸受保持穴
７４ コンロッドキャップ部
７５ 第２軸受保持穴
７７ 軸受保持穴
７８ａ 第１供給溝
７８ｂ 第２供給溝
７８ｃ 第３供給溝
７９ 連通路
８１ 摺動層
８２ 裏金層

Claims (3)

1. 内燃機関のクランク軸のクランクピンであって、円筒胴部と、前記円筒胴部内を通して延びる潤滑油路と、前記円筒胴部の外周面上に形成された前記潤滑油路の少なくとも１つの出口開口とを有しているクランクピンを回転自在に支持するためのコンロッド軸受であって、
   前記コンロッド軸受は第１の半割軸受及び第２の半割軸受を有し、前記第１の半割軸受及び前記第２の半割軸受は、それぞれの周方向端面を互いに突き合わせることによって円筒形状に組み合わされ、
   前記第１の半割軸受及び第２の半割軸受はそれぞれ、裏金層及び摺動層を有し、前記摺動層は前記半割軸受の摺動面を構成し、
   前記第２の半割軸受は、前記摺動面側に、前記第２の半割軸受の周方向の全長に亘って延びる油溝を有するとともに、前記油溝の内面から前記第２の半割軸受の軸受外周面まで貫通する少なくとも１つの油穴を有し、
   前記第１の半割軸受は、前記摺動面側に、前記クランクピンの回転方向の前方側の前記第１の半割軸受の周方向端面から前記第１の半割軸受の周方向中央部側へ向かって延びる第１部分溝と、前記クランクピンの回転方向の後方側の前記第１の半割軸受の周方向端面から前記周方向中央部側へ向かって延びる第２部分溝とを有し、
   前記第２の半割軸受の前記油溝と、前記第１の半割軸受の前記第１部分溝及び前記第２部分溝とは、前記第１の半割軸受及び第２の半割軸受のそれぞれの周方向端面を互いに突き合わせることによって互いに連通される
   コンロッド軸受において、
   前記第１の半割軸受は、前記第１部分溝の前記周方向中央部側の周方向端部で前記第１部分溝に連通するように形成された円筒形凹部を有し、
   前記第１の半割軸受の前記第２部分溝の前記周方向中央部側の周方向端部と、前記円筒形凹部の前記周方向中央部側の周方向端部との間の前記摺動面は、８０°〜１６０°の円周角度（θ１）に亘って延び、
   前記円筒形凹部の軸心線が、前記第１の半割軸受の軸心線に向かって延び、
   前記円筒形凹部の内径（ＩＤ１）は、前記摺動面上において、前記円筒形凹部に連通する位置での前記第１部分溝の軸線方向の長さ（Ｗ１）の１００％〜１５０％であり、
   前記円筒形凹部に連通する位置での前記第１部分溝の深さ（Ｄ１）は、前記摺動層の厚さ（Ｔ１）以上であり、
   前記円筒形凹部の最大深さ（Ｄ２）は、前記円筒形凹部に連通する位置での前記第１部分溝の深さ（Ｄ１）以上であり、且つ前記第１の半割軸受の軸受外周面まで貫通しないようになされている
   ことを特徴とするコンロッド軸受。
2. 前記円筒形凹部の前記軸心線を含み且つ前記コンロッド軸受の軸心線に垂直な断面において、前記軸心線に垂直な面に対する前記円筒形凹部の側面の角度（θ２）が８５°〜９５°であ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. 内燃機関のクランク軸のクランクピンを回転自在に支持するための軸受装置であって、
   請求項１又は２に記載のコンロッド軸受と、
   前記クランクピンと、
   コンロッド本体部及びコンロッドキャップ部を有するコンロッドであって、前記コンロッド本体部及び前記コンロッドキャップ部のそれぞれの端面同士を突き合わせたときに前記コンロッド本体部の半円筒形状の第１軸受保持穴及び前記コンロッドキャップ部の半円筒形状の第２軸受保持穴が組み合わされ、それにより、前記コンロッド軸受を保持する円筒形状の軸受保持穴を有する大端部が形成されるコンロッドと
   を有する軸受装置において、
   前記第１軸受保持穴は、前記クランクピンの回転方向の前方側のコンロッド本体部の端面から周方向中央部側に向かって延びる第１供給溝と、前記クランクピンの回転方向の後方側のコンロッド本体部の端面から前記周方向中央部側に向かって延びる第２供給溝とを有し、
   前記第２軸受保持穴は、周方向の全長に亘って延びる第３供給溝を有し、
   前記第３供給溝と、前記第１供給溝及び前記第２供給溝とは、前記コンロッド本体部及び前記コンロッドキャップ部のそれぞれの前記端面を互いに突き合わせることによって互いに連通されている
   ことを特徴とする軸受装置。