JP4442347B2

JP4442347B2 - クランク軸の軸受構造

Info

Publication number: JP4442347B2
Application number: JP2004212146A
Authority: JP
Inventors: 竜啓寺田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-07-20
Also published as: JP2006029523A

Description

本発明は、クランク軸を潤滑しつつ回転自在に支持する軸受構造に関する。

クランク軸の軸受構造として、油供給孔及びこれと連通する潤滑油溝が形成された軸受メタルをシリンダブロックの軸支持部に配し、軸受メタルの外周面側から潤滑油をクランク軸の周囲に供給してクランク軸を潤滑しつつ回転自在に支持するものが知られている（特許文献１）。また、このような軸受メタルの内周面に潤滑油内の異物を排出する異物排出溝を形成したり（特許文献２）、軸受メタルの内周面に潤滑油溝及びこれから分岐する異物排出溝をそれぞれ配する（特許文献３）ことにより、異物の排出を促進したものが知られている。

実開平６−５４９１３号公報特開平５−２０２９３６号公報実開平２−１１６０２８号公報

しかしながら、このような軸受構造では、潤滑油に異物が混入しているか否かに関わりなく潤滑油が供給されるため、異物の排出性が悪い部位に潤滑油を供給することが制限される。仮に、そのような異物の排出性が悪い部位に潤滑油が供給された場合には、異物を原因とした焼き付きが生じるおそれがある。

そこで、本発明は異物の排出性の悪い部位に潤滑油内の異物が導かれることを防止可能なクランク軸の軸受構造を提供することを目的とする。

本発明のクランク軸の軸受構造は、クランク軸の周囲に潤滑油を供給するための油供給孔を有し、シリンダブロックの軸支持部に配置された軸受部材と、前記軸支持部に形成され、前記軸受部材の外周面側に開口する油供給路と、前記油供給孔及び前記油供給路のそれぞれに連通し、前記軸受部材の外周面に沿って延びる油路と、前記油路と前記油供給路との合流位置に対していずれか一方の側の前記油路に設けられ、他方の側の前記油路よりも潤滑油の流れを絞る絞り部と、を具備することにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この発明によれば、油路に形成された絞り部によって潤滑油の流れが絞られるため、絞り部が設けられた一方の油路への異物の導入が抑制される。そして、他方の油路には異物の導入が許容される。従って、軸受部材の異物の排出性の程度に応じて潤滑油の供給経路を使い分けることができる。例えば、軸受部材が異物の排出性が悪く異物に対し敏感な構成であれば、絞り部が設けられた一方の油路と油供給孔とを介してクランク軸の周囲へ潤滑油を導くことができる。逆に、軸受部材が異物の排出性が良好で異物に対して強い構成であれば、他方の油路と油供給孔とを介してクランク軸の周囲へ潤滑油を導くことができる。

本発明のクランク軸の軸受構造において、潤滑油内の異物を排出するための異物排出路を更に具備し、前記絞り部が設けられた前記一方の側の前記油路と前記油供給孔とが連通するとともに、前記他方の側の前記油路と前記異物排出路とが連通する構成でもよい（請求項２）。この場合は、異物の導入が許容された油路と異物排出路とが連通しているので、異物を効率よく排出できる。しかも、絞り部が設けられた油路と油供給孔とが連通しているので、異物が軸受部材の内周面側に導かれることを抑制できる。この場合において、前記軸受部材として半円筒状部材を備え、前記半円筒状部材の内周面には、前記油供給孔と連通し、前記半円筒状部材の周方向の端部の手前まで延びるようにして配置された潤滑油溝が形成されていてもよい（請求項３）。この形態の潤滑油溝は半円筒状部材の端部まで至っていない。このため、この両端部まで潤滑溝が形成された形態と比較して、潤滑油の漏れ量が少ないため潤滑油の供給量を抑えることができるが、異物の排出性が悪い。この形態の軸受構造によれば、この潤滑油溝への異物の導入が抑えられるので、異物による不具合を回避しつつ潤滑油の供給量を削減できる。

本発明のクランク軸の軸受構造において、ピストンに向けて潤滑油を噴射する潤滑油噴射手段に潤滑油を供給するための噴射用供給路を更に具備し、前記絞り部が設けられた前記一方の側の前記油路と前記噴射用供給路とが連通するとともに、前記他方の側の前記油路と前記油供給孔とが連通する構成でもよい（請求項４）。この場合は、潤滑油噴射手段への異物の導入が抑制されるので、潤滑油噴射手段における異物の詰まりを防止できる。

本発明のクランク軸の軸受構造において、前記絞り部として、前記油路を横断する方向に突出する突起部が前記軸受部材に形成されていてもよいし（請求項５）、前記軸支持部に形成されていてもよい（請求項６）。軸受部材に突起部が形成されている場合には、軸受部材を組み替えることにより絞り量を変更できるため、軸支持部に突起部が形成されている場合と比べて、異物の排出性能に応じて安易に絞り量を変更できる（軸支持部に突起部が形成されている場合には、絞り量の変更のために例えばシリンダブロックごと変更する必要が生じ、絞り量の変更が大変になる。）。

以上説明したように、本発明によれば、軸受部材の外周面に沿って延びる油路に絞り部が設けられることにより、絞り部が設けられた一方の油路への異物の導入が抑制されるので、異物の排出性の悪い部位に潤滑油内の異物が導かれることを防止できる。

（第１実施形態）
図１は本発明の軸受構造の一実施形態を示しており、シリンダブロックの軸支持部付近の要部が示されている。シリンダブロック１の軸支持部２には軸受部材としての軸受メタル３が配置されている。軸受メタル３は半円筒状の上側メタル４及び下側メタル５が組み合わされて構成されている。クランク軸６は、シリンダブロック１及び軸受キャップ７にて上下から挟み込まれた状態で、上側メタル４及び下側メタル５を介して回転可能に支持される。オイルポンプ（不図示）から汲み上げられた潤滑油はシリンダブロック１に形成された油供給路８に導かれる。

油供給路８は上側メタル４の外周面側に開口し、上側メタル４の外周面側に沿って延びる油路９に連通している。油路９は上側メタル４の外周面によって規定される。図２にも示したように、上側メタル４の外周面には突起部１０が形成されている。突起部１０は上側メタル４を軸支持部２に配置した状態で油路９を横断する方向に突出するように設計されている。突起部１０は例えばプレス加工等の成形手段により成形してもよいし、溶接等の結合手段にて突起部１０として機能する別部材を上側メタル４に接合してもよい。これにより、突起部１０は本発明の絞り部として機能し、油供給路８と油路９との合流位置Ｃに対して図１の右側の油路９Ｒにおける潤滑油の流れが左側の油路９Ｌよりも絞られる。このため、潤滑油内の異物Ｐは、図１の矢印の方向（左側の油路９Ｌ）に導かれ易くなり、右側の油路９Ｒへの異物Ｐの導入が抑制される。

図１及び図２に示したように、上側メタル４には油供給孔１１及び異物排出孔１２がそれぞれ形成されている。油供給孔１１は上側メタル４の内周面に形成された潤滑油溝１３及び右側の油路９Ｒのそれぞれと連通している。これにより、油路９Ｒに導かれた潤滑油はクランク軸６の周囲に供給される。異物排出孔１２は上側メタル４の内周面に形成された異物排出路としての異物排出溝１４及び左側の油路９Ｌのそれぞれと連通している。これにより、左側の油路９Ｌに導かれた異物Ｐは異物排出溝１４に導かれ、上側メタル４と下側メタル５とのつなぎ目に形成されたクリアランス１５（図１の左側）から排出される。

（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態を図３及び図４を参照して説明する。これらの図において第１実施形態（図１及び図２）と同一の構成には同一の符号が付してある。以下、上記と共通の構成についての説明は省略し、相違点のみ説明する。図３に示したように、この実施形態では左側の油路９Ｌがシリンダブロック１に形成された異物排出路１６に連通し、左側の油路９Ｌに導かれた異物Ｐが異物排出路１６に導かれるように構成されている。また、図４にも示したように、上側メタル４０に形成された潤滑溝１３０が上側メタル４０の周方向の端部４０ａ，４０ａの手前まで延びるように配置され、図２のように端部４０ａ，４０ａまで達していない。このため、上側メタル４０は潤滑油の漏れ量が少ない反面、図２の場合よりも異物の排出性が悪い。潤滑油溝１３０は油供給孔１１を介して右側の油路９Ｒと連通しているので、潤滑油溝１３０に異物Ｐが導かれることが防止される。

（第３実施形態）
次に本発明の第３実施形態を図５を参照して説明する。この図において、上述の各実施形態と同一構成には同一の符号が付してある。以下、上記と共通の構成についての説明は省略し、相違点のみ説明する。図５に示したように、この実施形態の上側メタル４１では、突起部１０は左側の油路９Ｌに配置され、左側の油路９が噴射用供給路１７と連通する。噴射用供給路１７はピストン（不図示）へ向けて潤滑油を噴射する噴射ノズル（潤滑油噴射手段）へ潤滑油を供給するための供給路である。噴射ノズルの構成は周知のものと同様であるので詳細は省略する。左側の油路９Ｌには異物Ｐの導入が突起部１０により抑制されるので、噴射ノズルにおける異物の詰まりが防止される。特に、潤滑油の供給量を削減するため噴射ノズルの噴口の面積を小さくした場合に効果的である。この実施形態では、右側の油路９Ｒに異物Ｐが導かれ易い構成であるため、上側メタル４１の潤滑油溝１３が上側メタル４１の周方向の端部４１ａ，４１ａに達するように形成され、異物の排出性が高められている。

本発明は以上の実施形態に限定されず、種々の形態で実施してよい。例えば、軸受部材として一部材で円筒状をなすブッシュ型の軸受メタルを用いてもよい。また、上述した下側メタル５の構成は特に限定されず、潤滑油溝等のない平滑な内周面を備えたものでもよいし、上述の上側メタル４，４０，４１と同様の構成としてもよい。また、図１の上側メタル４に代えて図６に示した上側メタル４２を設けてもよい。この図に示したように、上側メタル４２の内周面には図４の潤滑油溝１３０が形成され、更に、下側メタル５とのつなぎ目付近のクラッシリリーフ部１８に異物排出溝１４及びこれと連通する異物排出孔１２がそれぞれ設けられている。この構成によれば、異物排出溝１４の形成による強度低下を抑えつつ異物の排出性を高めることができる。

また、本発明の絞り部として、図７に示したように、シリンダブロック１に油路９を横断する方向に突出する突起部１００を形成してもよい。これによっても上述の各実施形態と同様の効果を奏する。なお、この形態の上側メタル４２の構成は特に制限されないが、図７のように外周面が平滑なものとしてよい。また、この上側メタル４２の内周面には図２、４、及び６に示した潤滑油溝１３，１３０や、異物排出溝１４を設けてもよい。異物排出溝１４を設けたときは異物排出路１６を設けなくてもよい。

上述した上側メタル４，４０，４１，４２は、クランクシャフト６のクランクピン（不図示）の軸受として用いることもできる。この場合、異物の排出性の高いクランクピンの軸受部材を提供できる。

第１実施形態に係るシリンダブロックの軸支持部付近の要部を示した図。図１の上側メタルの形態を示した斜視図。第２実施形態に係るシリンダブロックの軸支持部付近の要部を示した図。図３の上側メタルの形態を示した斜視図。第３実施形態に係るシリンダブロックの軸支持部付近の要部を示した図。上側メタルの他の形態を示した斜視図。本発明の絞り部の他の形態を示した図。

符号の説明

１シリンダブロック
２軸支持部
３軸受メタル（軸受部材）
４、４０、４１、４２、４３上側メタル（半円筒状部材、軸受部材）
５下側メタル（半円筒状部材、軸受部材）
６クランク軸
８油供給路
９、９Ｒ、９Ｌ油路
１０、１００突起部（絞り部）
１１油供給孔
１３、１３０潤滑油溝
１４異物排出溝（異物排出路）
１６異物排出路
１７噴射用供給路
４０ａ、４１ａ端部
Ｃ合流位置

Claims

クランク軸の周囲に潤滑油を供給するための油供給孔を有し、シリンダブロックの軸支持部に配置された軸受部材と、前記軸支持部に形成され、前記軸受部材の外周面側に開口する油供給路と、前記油供給孔及び前記油供給路のそれぞれに連通し、前記軸受部材の外周面に沿って延びる油路と、前記油路と前記油供給路との合流位置に対していずれか一方の側の前記油路に設けられ、他方の側の前記油路よりも潤滑油の流れを絞る絞り部と、を具備することを特徴とするクランク軸の軸受構造。
潤滑油内の異物を排出するための異物排出路を更に具備し、
前記絞り部が設けられた前記一方の側の前記油路と前記油供給孔とが連通するとともに、前記他方の側の前記油路と前記異物排出路とが連通することを特徴とする請求項１に記載のクランク軸の軸受構造。
前記軸受部材として半円筒状部材を備え、前記半円筒状部材の内周面には、前記油供給孔と連通し、前記半円筒状部材の周方向の端部の手前まで延びるようにして配置された潤滑油溝が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のクランク軸の軸受構造。
ピストンに向けて潤滑油を噴射する潤滑油噴射手段に潤滑油を供給するための噴射用供給路を更に具備し、
前記絞り部が設けられた前記一方の側の前記油路と前記噴射用供給路とが連通するとともに、前記他方の側の前記油路と前記油供給孔とが連通することを特徴とする請求項１に記載のクランク軸の軸受構造。
前記絞り部として、前記油路を横断する方向に突出する突起部が前記軸受部材に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のクランク軸の軸受構造。
前記絞り部として、前記油路を横断する方向に突出する突起部が前記軸支持部に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のクランク軸の軸受構造。