JP4867553B2

JP4867553B2 - コンロッド軸受の油穴構造

Info

Publication number: JP4867553B2
Application number: JP2006264773A
Authority: JP
Inventors: 博文道岡; 武良田中
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: JP2008082482A

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間に介装されるコンロッド軸受において、このコンロッド軸受に形成される油穴の構造に関するものである。

従来、内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間には半割れ状のコンロッド軸受が上下一対にして介装されており、該コンロッド軸受は、裏金と、この裏金の内側に積層されたライニング層とで構成されている。そして、このコンロッド軸受の適所にはピストン側に潤滑油を噴射するための油穴が形成され、この油穴の周囲にはそのライニング層側に面取りが施されていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−２６９７６８号公報

しかしながら、上述した油穴には作動中の爆発荷重や回転荷重などによってその周囲に引張応力が作用するため、当該周囲で微小亀裂が発生し、特に油穴の周囲において強度の低いライニング層が亀裂の起点になっていた。

そして、この亀裂が発生する箇所はその構造上略決まっているものの、上記従来では油穴の周囲に均等に面取りを施しているだけで、亀裂が発生し易い部位に対しての特別な措置は施しておらず、この結果上記の部位に微小亀裂が発生する可能性が高く、これによりこの部位のライニング層に剥離が生じて軸受に焼付けなどの不具合が生じるという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、油穴周囲の微小亀裂が生じ易い部位に予め切削部や露出部を形成しておくことで、この油穴周囲でのライニング層の剥離を防止してこの剥離に起因する軸受の焼付けなどの不具合の発生を防止することができるコンロッド軸受の油穴構造を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のコンロッド軸受の油穴構造は、内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間に介装され、裏金にライニング層が積層されてなる半割れ状のコンロッド軸受において、コンロッド軸受の適所に形成された油穴の周囲には、ライニング層を裏金部からテーパー状もしくは湾曲状に連なって切削した切削部が形成され、前記切削部は、応力が集中して作用するクランクシャフトの軸方向にその周方向よりも長い範囲に形成されたことを特徴とする。

このようにコンロッド軸受に形成した油穴周囲に切削部を予め形成することによって、軸受としての機能を損なわない一定の範囲内で剥離し易い油穴周囲のライニング層を予め削除しておき、これによってこの部位でのライニング層の剥離を生じないようにしている。
また、油孔の周囲の応力が集中する部位に切削部を形成することで、軸受としての受圧面積の減少を抑えることができるので、軸受の油膜形成が阻害されることがなくなる。

また、本発明のコンロッド軸受の油穴構造は、内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間に介装され、裏金にライニング層が積層されてなる半割れ状のコンロッド軸受において、コンロッド軸受の適所に形成された油穴の周囲には、ライニング層を裏金部から削除してこの裏金が露出されてなる露出部が形成され、前記露出部は、応力が集中して作用するクランクシャフトの軸方向にその周方向よりも長い範囲に形成されたことを特徴とする。

このようにコンロッド軸受に形成した油穴周囲に露出部を予め形成することによって、軸受としての機能を損なわない一定の範囲内で剥離し易い油穴周囲のライニング層を予め削除しておき、これによってこの部位でのライニング層の剥離を生じないようにしている。

また、油孔の周囲の応力が集中する部位に露出部を形成することで、軸受としての受圧面積の減少を抑えることができるので、軸受の油膜形成が阻害されることがなくなる。

また、本発明において、前記油穴はコンロッド軸受の例えば両端部に形成されており、また、前記切削部又は露出部は、内側から見て楕円形状に形成するのが好ましい。

本発明によれば、コンロッド軸受に形成した油穴の周囲に、クランクシャフトの軸方向にその周方向よりも長い範囲で、ライニング層を裏金部からテーパー状もしくは湾曲状に連なって切削された切削部、又はライニング層を削除して裏金が露出した露出部を形成することで、作動時における応力集中によるライニング層の剥離を防止し、この剥離に起因する焼付けなどの不具合の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は、内燃機関の一例としてＶ型エンジンを示しており、ピストン１とクランクシャフト２とはコネクティングロッド３によって繋がっている。

具体的には、図２に示すように、コネクティングロッド３の上端部がピストン１にピストンピン１１によって連結されるとともに、コネクティングロッド３の下端部がコンロッド軸受４を介してクランクシャフト２に連結されている。

上記コンロッド軸受４は、図２及び図３に示すように半円形の半割れ状に形成されており、上下一対にして上述したようにクランクシャフト２とコネクティングロッド３との間に介装されている。

このコンロッド軸受４は、図５に示すように、裏金４１と、クランクシャフト２との摺動面側となる裏金４１の内側面に積層されたライニング層４２とからなり、例えば上側のコンロッド軸受４の両端部に油穴５がそれぞれ形成されている。例えば裏金４１の厚みが２ｍｍとするとライニング層４２の厚みは０．３ｍｍ程度である。

油穴５は、クランクシャフト２側からピストン１側に潤滑油を噴射するために形成されたもので、クランクシャフト２の軸部を通じて供給される潤滑油を油穴５からこの油穴５に対応してコネクティングロッド３の下端部に形成された噴射穴３１（図２参照）を介してピストン１に噴射するようにしている。

ところで、油穴５は、図４に示すようにその周囲に切削部６を形成している。

切削部６は、内側正面から見てクランクシャフト２の軸方向（コンロッド軸受４の幅方向）に長い楕円状に形成されており、その断面形状は図５に示すように油穴５周縁の裏金４１表面部分からライニング層４２の表面にかけてテーパー状に連なって切削することによって形成されている。

上記切削部６の軸方向の長さは、油穴の直径をＤとすると１．５Ｄ〜２Ｄの範囲になるように設定するのが好ましく、上記切削部６の円周方向の長さは、油穴の直径をＤとすると１．０Ｄ〜１．３Ｄの範囲になるように設定するのが好ましい。なお、切削部６の軸方向の長さが１．５Ｄ以下であると後述するように応力が集中する部位の削除が十分でないために効果が期待できずに亀裂発生を見られ、また、切削部６の軸方向の長さが２Ｄ以上であると当該切削部６が大きくなりすぎて軸受としての受圧面積が少なくなって軸受の油膜形成が阻害されることで焼付けなどの不具合発生に繋がるからである。

また、切削部６の表面粗さは、応力が集中しないように出来るだけ小さく（例えば１．２μｍＲＺ以下）するのが好ましい。

さらに、コンロッド軸受４の両端部における油穴の位置は、具体的には図２に示すように中心を基準とする角度をθとすると例えば角度θ＝１２°±約２°位の範囲で設定している。この角度θの範囲は、内燃機関の種類に応じて潤滑油の噴射能力が好適に得られるように適宜に設定すればよい。

このように油穴５の周囲の応力が集中する部位に切削部６を形成することで、従来のように単に面取りを形成しただけのものに比べて、作動時における応力集中によるライニング層の剥離を防止することができ、この剥離に起因する焼付けなどの不具合の発生を防止することができる。つまり、軸受としての機能を損なわない一定の範囲（軸方向の長さを１．５Ｄ〜２Ｄ、円周方向の長さを１．０Ｄ〜１．３Ｄ）内で、剥離し易い油穴５の周囲のライニング層４２を予め削除しておくことで、この部位でのライニング層４２の剥離を生じないようにしている。

ここで、図４に示すように、周方向には切削部６を殆ど形成せずに、油孔５の周囲の応力が集中する軸方向に切削部６を形成することにより、軸受としての受圧面積の減少を抑えることができるので、切削部６を形成しても軸受の油膜形成が阻害されることがなくなる。

なお、切削部６の断面形状は、図６に示すように湾曲状に連なるように形成してもよく、これにより上述のテーパー状に形成したものと同様な効果を奏することができる。

また、切削部６を内側正面から見て楕円状に形成したものについて説明したが、楕円状に必ずしも限らず、少なくとも裏金４１部から応力が集中して作用する軸方向に周方向よりも長く形成した形状であればよい。

次に、図７は、本発明のコンロッド軸受の油穴構造についての他の実施の形態を示している。この油穴構造は、前述と同様に形成された油穴５の周囲に露出部７を形成したものである。

露出部７は、前記切削部６と同様にクランクシャフト２の軸方向（コンロッド軸受４の幅方向）に長い楕円状に形成されており、その断面形状は図７に示すように油穴５周縁の裏金４１表面部分４１ａが露出するようにその部位のライニング層４２を削除することによって形成されている。

また、上記露出部７の軸方向の長さや円周方向の長さなどは、前記切削部６と同様に設定すればよい。

このように油穴５の周囲に露出部７を形成することによっても前述した切削部６を形成した場合と同様な効果を奏することができる。

ここで、図７の構造において、周方向には露出部７を殆ど形成せずに、油孔５の周囲の応力が集中する軸方向に露出部７を形成することで、軸受としての受圧面積の減少を抑えることができるので、露出部７を形成しても軸受の油膜形成が阻害されることがなくなる。

なお、以上の例では、露出部７を内側正面から見て楕円状に形成したものについて説明したが、楕円状に必ずしも限らず、少なくとも裏金４１部から応力が集中して作用する軸方向に周方向よりも長く形成した形状であってもよいし、あるいは、露出部７を内側正面から見て円形に形成した形状であってもよい。

ここで、上述した実施形態は、あくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能である。

例えば、内燃機関としてＶ型エンジンを示したが、本発明は他の型式のエンジンにも適用することができる。

内燃機関の一例としてのＶ型エンジンにおけるピストンとクランクシャフトとの連結構造を示すための斜視図である。ピストンとクランクシャフトとを繋ぐコネクティングロッドを示す正面図である。コンロッド軸受を示す斜視図である。油穴の周囲に形成された切削部を正面から見た図である。同じく切削部を示す図４のＡ−Ａ断面図である。切削部の他の例を示す断面図である。露出部を示す断面図である。

符号の説明

１ピストン
２クランクシャフト
３コネクティングロッド
４コンロッド軸受
４１裏金
４２ライニング層
５油穴
６切削部
７露出部

Claims

内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間に介装され、裏金にライニング層が積層されてなる半割れ状のコンロッド軸受において、
コンロッド軸受の適所に形成された油穴の周囲には、ライニング層を裏金部からテーパー状もしくは湾曲状に連なって切削した切削部が形成され、
前記切削部は、応力が集中して作用するクランクシャフトの軸方向にその周方向よりも長い範囲に形成されたことを特徴とするコンロッド軸受の油穴構造。
内燃機関のクランクシャフトとコネクティングロッドとの間に介装され、裏金にライニング層が積層されてなる半割れ状のコンロッド軸受において、
コンロッド軸受の適所に形成された油穴の周囲には、ライニング層を裏金部から削除してこの裏金が露出されてなる露出部が形成され、
前記露出部は、応力が集中して作用するクランクシャフトの軸方向にその周方向よりも長い範囲に形成されたことを特徴とするコンロッド軸受の油穴構造。
前記油穴は、コンロッド軸受の両端部に形成されたことを特徴とする請求項１又は２記載のコンロッド軸受の油穴構造。
前記切削部又は露出部は、内側から見て楕円形状に形成されたことを特徴とする請求項１、２、又は３記載のコンロッド軸受の油穴構造。