JP4507642B2 - 低摩擦摺動装置の軸、クランクシャフト、カムシャフト、およびエンジン - Google Patents
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Description
次に、本発明の実施例として、前述した凹部10aの長手方向が、軸10の回転方向と直行する方向に対して傾斜する好ましい角度の特定、および図3に示した断面形状を有する凹部10aが摩擦の低減に効果を発揮することの確認を目的として、実際に摺動装置を製作し、摩擦試験を行った。具体的には、長手方向の軸の方向と直交する方向に対して傾斜する角度、および断面形状に関し、様々な形態を有する凹部10aが、外表面に設けられた円柱軸10(軸10)と、円筒状の軸受メタル11(すべり軸受11)とから構成される摺動装置1の試験体を製作し、円柱軸10を軸受メタル11の円筒内で回転させて、摺動面に発生する摩擦係数を算出する摩擦試験を行った。
2 可変圧縮比エンジン、
10 軸(円柱軸)、
10a 凹部、
11 すべり軸受(軸受メタル)、
21 ピストン、
23 第1のコンロッド、
24 コンロッド間連結ピン、
25 第2のコンロッド、
28 コントロール間連結ピン、
30 制御機構連結部、
31 制御機構、
A 軸(円柱軸)の回転方向、
B 凹部を構成する面における単位面の法線。
Claims (16)
- 軸心を中心に回転可能な軸と、
該軸を油を介して支持するための円筒形状のすべり軸受とを有する低摩擦摺動装置における前記軸であって、
前記軸の外表面に凹部が設けられ、
前記凹部を構成する面における単位面積を有する単位面のうち、法線が前記軸の回転方向の成分を有する単位面の面積の合計は、法線が前記軸の回転方向と反対方向の成分を有する単位面の面積の合計よりも大きく形成されており、
前記凹部は、長手方向が前記軸の回転方向と直交する方向に対して傾斜して設けられるとともに前記軸の外表面に複数設けられ、1つの凹部の長手方向の延長線上に、長手方向が当該凹部の長手方向と平行である他の凹部が、1つ以上存在するように配置されることを特徴とする低摩擦摺動装置の軸。 - 複数の前記凹部を、長手方向の延長線を一致させて長手方向に沿って離隔させて配置したことを特徴とする請求項1に記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記軸心に垂直な平面で切断した前記凹部の断面形状は三角形を呈しており、前記凹部の底部に位置する頂点から延びる前記三角形の2つの辺のうち、前記軸の回転方向に対して前方に位置する辺が、前記軸の回転方向に対して後方に位置する辺よりも短いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部の断面形状は、直角三角形を呈していることを特徴とする請求項3に記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部の長手方向が前記軸の回転方向と直交する方向に対して傾斜する角度は、0°より大きく60°以下としたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 複数の前記凹部を、前記軸心に垂直な平面に対して相互に鏡像となるように配置して凹部群を形成させたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部群は、前記軸の長手方向に複数設けられていることを特徴とする請求項6に記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部群を構成する複数の前記凹部のうち、前記平面により分割される各領域内に位置する凹部は、長手方向が全て平行となるように配置されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部群を構成する複数の前記凹部は、当該凹部における前記軸の回転方向に対する前方部が、当該凹部における前記軸の回転方向に対する後方部よりも、前記平面から離隔するように形成されることを特徴とする請求項6〜8のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部が前記軸の外表面に開口する形状は、楕円形状あるいは矩形状のいずれかであることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部が前記軸の外表面に開口する形状は、前記長手方向と直交する方向の幅寸法が、50〜150μm、前記長手方向の長さ寸法が、前記幅寸法の2倍以上10倍以下であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸。
- 前記凹部が前記軸の外表面に開口する面積の合計は、前記軸の表面積の0.3%以上10%以下としたことを特徴とする請求項1〜11のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸
- 請求項1〜12のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸が適用されたことを特徴とするクランクシャフト。
- 請求項1〜12のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸が適用されたことを特徴とするカムシャフト。
- 請求項1〜12のいずれか1つに記載の低摩擦摺動装置の軸が少なくとも一部に適用されたことを特徴とするエンジン。
- 前記エンジンは、クランクシャフトとシリンダ内を往復動するピストンとが、第1のコンロッドおよび第2のコンロッドを介して、連結された可変圧縮比エンジンであって、
前記第1のコンロッドと前記第2のコンロッドとは、コンロッド間連結ピンによって連結され、
前記第2のコンロッドは、コントロールロッド間連結ピンによって、揺動可能にコントロールロッドと連結され、
前記コントロールロッドは、前記コントロールロッド間連結ピンと反対側に位置する制御機構連結部によって、制御機構と連結され、
前記制御機構は、前記制御機構連結部の位置を変更することによって、ピストンのストローク長を制御することを特徴とする請求項15に記載の可変圧縮比エンジン。
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