KR20130097118A

KR20130097118A - 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치

Info

Publication number: KR20130097118A
Application number: KR1020130019141A
Authority: KR
Inventors: 오사무 이시고; 유이치 도미타; 모토히라 야마다
Original assignee: 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-02-23
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2013-09-02
Also published as: CN103291754A; US20130251294A1; EP2631500A3; KR101435488B1; EP2631500A2; JP5474109B2; CN103291754B; EP2631500B1; US8714824B2; JP2013170680A

Abstract

본 발명은 오일의 누출량을 저감하면서 우수한 이물 배출 기능을 가지는 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의하면, 주베어링(19) 및 콘로드 베어링(23)을 가지는 베어링 장치가 제공된다. 주베어링(19)은 한 쌍의 반원통형 베어링(17, 18)으로 구성되고, 일방의 반원통형 베어링(17)의 내주면(17S) 상에 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(17a)이 형성된다. 오일 홈(17a)은, 반원통형 베어링(17, 18)의 접합부에 형성된 축선 방향 홈(24A)과 분리 내주면(17S')에 의해 격리되어 있고, 분리 내주면(17S')의 원주 방향 길이 L1은 저널부(10)의 입구 개구(26)의 원주 방향 길이 L2보다 작다. 콘로드 베어링(23)도 또한 한 쌍의 반원통형 베어링(21, 22)으로 구성되고, 그 접합부에는 축선 방향 홈(54A, 54B) 및 크래시 릴리프(62, 64)가 형성된다. 크래시 릴리프를 주어진 치수로 함으로써, 콘로드 베어링(23)에서도 이물이 적절하게 배출된다.

Description

내연기관의 크랭크축용 베어링 장치{BEARING APPARATUS FOR CRANKSHAFT OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은, 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, 크랭크축의 저널부를 내연기관의 실린더 블록 하부에 지지하기 위한 주베어링과, 콘로드를 크랭크핀 상에 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하는 콘로드 베어링을 가지는 크랭크축용 베어링 장치에 관한 것이다.

내연기관의 크랭크축은, 그 저널부에 있어서, 한 쌍의 반원통형 베어링으로 이루어지는 주베어링을 개재하여 내연기관의 실린더 블록 하부에 지지된다. 이 주베어링을 윤활하기 위하여, 오일 펌프에 의해 토출된 윤활유가, 실린더 블록의 벽 내에 형성된 오일 갤러리 및 주베어링의 벽에 형성된 관통구를 통하여, 주베어링의 내주면을 따라 형성된 윤활유 홈 내에 보내진다. 크랭크축에는, 제1 윤활유로가 저널부를 직경 방향으로 관통 형성되어 있고, 그 양단 개구에서 주베어링의 윤활유 홈과 연통한다. 또한, 제2 윤활유로가 제1 윤활유로로부터 분기되어 크랭크 아암부를 통과하도록 형성되고, 크랭크핀의 직경 방향으로 관통 형성된 제3 윤활유로와 연통하고 있다. 따라서, 주베어링의 윤활유 홈 내로 보내진 윤활유는, 제1 윤활유로, 제2 윤활유로 및 제3 윤활유로를 통과하고, 그 후, 제3 윤활유로의 단부(端部) 개구(크랭크핀의 외주면 상에 형성되는 윤활유 출구)로부터 크랭크핀과 콘로드 베어링 사이의 슬라이딩면에 공급된다.

주베어링의 윤활유 홈은, 한 쌍의 반원통형 베어링 중 적어도 일방의 내주면에, 그 원주 방향의 전체 길이에 걸쳐 형성된다(특허문헌 1의 도 1). 이 경우, 실린더 블록 내의 오일 갤러리로부터 주베어링의 윤활유 홈에 공급된 윤활유는, 저널부의 회전에 따라 반원통형 베어링의 원주 방향 단부까지 주(主)로서 흐르고, 그 대부분이, 한 쌍의 반원통형 베어링의 접합부에 형성된 축선 방향 홈을 통하여 베어링 외부로 배출된다.

또한, 최근에는, 내연기관의 저연비화를 목적으로 하는 윤활유 공급용 오일 펌프의 소형화에 대응하여, 반원통형 베어링의 원주 방향 단부로부터의 윤활유의 누출량을 감소시키기 위하여, 윤활유 홈의 원주 방향 길이가 반원통형 베어링의 원주 방향 전체 길이보다 짧게 구성되며, 따라서 윤활유 홈의 원주 방향 양단부의 적어도 일방이 반원통형 베어링의 원주 방향 단부까지 연장되어 있지 않은(축선 방향 홈에서 개구되어 있지 않은) 주베어링도 이용되고 있다(특허문헌 1∼5 참조).

일본 실용신안공고 소61-00573호 공보 일본 특허공개 평04-219521호 공보 일본 특허공개 제2005-249024호 공보 일본 특허공개 제2011-179572호 공보 일본 특허공개 제2008-095858호 공보

실린더 블록 내의 오일 갤러리로부터 주베어링 및 크랭크축의 내부 윤활유로를 거쳐 콘로드 베어링으로 보내지는 윤활유는, 예를 들면 각 부품의 가공 시에 생긴 잔류 이물을 수반할 가능성이 있다. 이 이물은, 저널부와 주베어링 사이의 슬라이딩면 및 크랭크핀과 콘로드 베어링 사이의 슬라이딩면에 손상을 줄 우려가 있고, 따라서 윤활유의 흐름으로부터 신속하게 외부로 배출할 필요가 있다.

반원통형 베어링의 원주 방향의 전체 길이에 걸쳐 내주면에 윤활유 홈이 형성된 종래의 주베어링에서는, 실린더 블록 내의 오일 갤러리로부터 주베어링의 윤활유 홈에 공급된 윤활유는, 반원통형 베어링의 원주 방향 단부까지 흐를 수 있기 때문에, 윤활유에 부수되는 이물은, 주베어링의 축선 방향 홈과 저널부에 의해 형성되는 간극을 통하여 베어링 외부로 배출될 수 있다. 그러나, 상기 서술한 바와 같이 윤활유 공급용 오일 펌프의 소형화에 대응하여 축선 방향 홈으로부터의 윤활유의 누출량을 감소시키기 위하여, 윤활유 홈의 원주 방향 양단부의 적어도 일방이 축선 방향 홈에 도달하지 않도록 구성된 주베어링의 경우, 윤활유뿐만 아니라 이물도 또한 주베어링의 윤활유 홈으로부터 배출되기 어려워져, 윤활유 홈의 원주 방향 단부 부근에 체류하는 경향이 있다.

윤활유 홈의 원주 방향 단부 부근에 체류한 이물은, 저널부와 주베어링 사이의 슬라이딩면에 손상을 일으키는 원인이 된다. 또한 그들 이물은, 저널부의 외주면에 형성된 제1 윤활유로의 입구 개구가 윤활유 홈의 단부 부근을 통과할 때에 크랭크축 내부의 윤활유로에 진입하고, 크랭크핀과 콘로드 베어링 사이의 슬라이딩면으로 보내져, 그곳에서도 손상을 일으키는 원인이 된다. 결과적으로, 윤활유 홈의 원주 방향 양단부의 적어도 일방이 축선 방향 홈에 도달하지 않도록 구성된 주베어링은, 주베어링 그 자체뿐만 아니라 콘로드 베어링의 수명도 저하시킨다.

따라서 본 발명의 목적은, 오일의 누출량을 저감하면서 우수한 이물 배출 기능을 가지는 주베어링, 즉 베어링 내주면에 형성된 윤활유 홈의 원주 방향 단부로부터 축선 방향 홈으로의 윤활유의 유출을 억제하면서, 윤활유 홈의 원주 방향 단부에 이물이 다량으로 체류하는 것을 방지하는 것이 가능한 주베어링과, 이 주베어링에서 완전히 배출되지 못하고 윤활유와 함께 크랭크축 내부의 윤활유로를 통하여 콘로드 베어링으로 보내지는 이물을 신속하게 배출하는 것이 가능하며, 동시에 베어링 슬라이딩면으로의 윤활유의 공급성이 우수한 콘로드 베어링을 가지는 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 관점에 의하면, 이하의 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치가 제공된다.

내연기관의 크랭크축용 베어링 장치로서, 상기 크랭크축의 저널부를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하기 위한 주베어링과, 상기 크랭크축의 크랭크핀 상에 콘로드를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하기 위한 콘로드 베어링을 가지고, 상기 크랭크축은, 상기 저널부로부터 상기 크랭크핀까지 연장되도록 그 내부에 형성된 윤활유로와, 상기 저널부의 외주면 상에 형성된 상기 윤활유로의 입구 개구와, 상기 크랭크핀의 외주면 상에 형성된 상기 윤활유로의 출구 개구를 가지고 있는 베어링 장치에 있어서,

상기 주베어링은 한 쌍의 제1 반원통형 베어링으로 구성되고, 상기 반원통형 베어링의 어느 일방만이 그 내주면에 형성된 오일 홈을 가지고,

상기 오일 홈은, 상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 적어도 원주 방향 중앙부를 통과하여 원주 방향으로 연장되고, 또한, 축선 방향에 있어서의 당해 오일 홈의 폭의 중앙이 상기 저널부의 상기 입구 개구의 중심과 정합하도록 배치되고, 상기 오일 홈의 원주 방향 단부는, 상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면(端面)까지 연장되어 있지 않고, 따라서 당해 오일 홈의 원주 방향 단부와 당해 일방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면 사이에는 상기 내주면이 연장되어 분리 내주면을 제공하고 있고,

상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 상기 오일 홈이 연장되어 있지 않은 상기 원주 방향 단면, 및 이것에 접합하는 타방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면이, 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 경사면을 내주면 측에 각각 가지고, 그것에 의하여 상기 한 쌍의 제1 반원통형 베어링의 접합부에 축선 방향 홈을 형성하고, 당해 축선 방향 홈과 상기 오일 홈의 사이에는 상기 분리 내주면이 연장되어 있고,

상기 분리 내주면의 원주 방향 길이 L1이, 상기 저널부의 상기 입구 개구의 원주 방향 길이 L2보다 작게 이루어져 있고, 따라서 상기 오일 홈은 상기 윤활유로의 입구 개구를 통해 상기 축선 방향 홈과 연통 가능하고,

상기 콘로드 베어링은 한 쌍의 제2 반원통형 베어링으로 구성되고, 상기 각 제2 반원통형 베어링은, 그 내주면의 각 원주 방향 단부 영역에 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 크래시 릴리프를 가지고,

상기 각 제2 반원통형 베어링의 각 원주 방향 단면이, 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 경사면을 내주면 측에 가지고, 그것에 의하여 상기 한 쌍의 제2 반원통형 베어링의 각 접합부에 축선 방향 홈을 형성하고 있고,

상기 크래시 릴리프는, 베어링벽 두께를 내주면 측으로부터 깊이 RD만큼 감소시킴으로써 형성되어 있고, 상기 깊이 RD는, 상기 각 제2 반원통형 베어링의 원주 방향 단부에서 최대이고, 원주 방향 중앙을 향해 점차 감소하여 내주면 상에 상기 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부를 획정(劃定)하고 있고, 또한

상기 각 제2 반원통형 베어링을, 그 원주 방향 양단면이 하단면이 되도록 수평면 상에 둔 경우의 당해 수평면으로부터 상기 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부까지의 높이로서 규정되는 상기 크래시 릴리프의 길이 RL이 2∼10㎜이고, 또한 상기 깊이 RD가 각 원주 방향 단부에서 0.01∼0.12㎜인 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치.

본 발명의 일 실시 형태에서는, 상기 분리 내주면의 원주 방향 길이 L1과, 상기 저널부의 상기 입구 개구의 원주 방향 길이 L2가 이하의 관계식 :

L2-L1 ≥ 0.5㎜

를 충족시킨다.

본 발명의 다른 실시 형태에서는, 상기 분리 내주면의 원주 방향 길이 L1과, 상기 저널부의 상기 입구 개구의 원주 방향 길이 L2가 이하의 관계식:

L1 ≥ L2×0.3

을 충족시킨다.

더 바람직하게는, 상기 분리 내주면의 원주 방향 길이 L1과, 상기 저널부의 상기 입구 개구의 원주 방향 길이 L2가 이하의 관계식:

L1 ≥ L2×0.6

을 충족시킨다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 상기 주베어링의 내주면으로부터의 상기 축선 방향 홈의 깊이가 0.1∼1㎜이다.

더 바람직하게는, 상기 주베어링의 내주면으로부터의 상기 축선 방향 홈의 깊이가 0.1∼0.5㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 상기 주베어링의 내주면 상에 있어서의 상기 축선 방향 오일 홈의 원주 방향의 폭이 0.2∼2㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 상기 오일 홈의 양방의 원주 방향 단부가, 상기 일방의 반원통형 베어링의 각각의 원주 방향 단면까지 연장되어 있지 않고, 따라서 당해 오일 홈의 원주 방향 양측에 상기 분리 내주면이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 상기 한 쌍의 제1 반원통형 베어링의 각 원주 방향 단면에 인접하는 내주면 측에 크래시 릴리프가 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 중앙 측의 상기 크래시 릴리프의 단부가, 상기 오일 홈의 원주 방향 단부보다 원주 방향 단면 측에 위치한다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서는, 상기 저널부의 외주면 상에 있어서의 상기 입구 개구의 면적이, 상기 저널부 내의 상기 윤활유로의 단면적보다 크고, 따라서 상기 입구 개구와 상기 윤활유로의 사이에는 단면적이 점차 변화되는 유로 천이 부분이 형성되어 있다.

바람직하게는, 상기 저널부의 외주면으로부터의 상기 유로 천이 부분의 깊이 치수가 1∼2㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 콘로드 베어링의 내주면으로부터의 상기 축선 방향 홈의 깊이가 0.1∼1㎜이며, 더 바람직하게는 0.1∼0.5㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 콘로드 베어링의 내주면 상에 있어서의 상기 축선 방향 오일 홈의 원주 방향의 폭이 0.2∼2㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 적어도 일방의 상기 제2 반원통형 베어링은, 원주 방향 단부로부터 원주 방향으로 연장되는 원주 방향 홈을 가지고, 상기 원주 방향 홈은, 축선 방향에 있어서의 당해 원주 방향 홈의 폭의 중앙이 상기 크랭크핀의 상기 출구 개구의 중심과 정합하도록 배치된다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 원주 방향 홈은, 상기 원주 방향 단부로부터, 상기 제2 반원통형 베어링의 회전 축선을 중심으로 하여 45도의 범위 내에서 원주 방향 중앙을 향하여 연장되고, 또한 상기 원주 방향 홈의 내주면으로부터의 깊이 GD는 상기 원주 방향 단부에서 최대이고, 원주 방향 중앙을 향하여 점차 감소하고 있어도 된다. 혹은 상기 원주 방향 홈은, 상기 원주 방향 단부로부터 반대 측의 원주 방향 단부까지 연장되고, 또 내주면으로부터 주어진 깊이 GD를 가지고 있어도 된다. 어느 경우도, 바람직하게는, 상기 원주 방향 홈의 깊이 GD가 최대로 0.1∼1㎜이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 원주 방향 홈의 폭이 1㎜ 이상이며, 또한 상기 콘로드의 상기 출구 개구의 직경의 1.5배 미만이다.

본 발명의 구성으로 함으로써, 주베어링의 벽에 형성된 관통구를 통하여 윤활유 홈 내에 공급된 윤활유는, 오일 홈의 원주 방향 단부와 축선 방향 홈의 사이에 연장되는 분리 내주면에 의해 주베어링의 축선 방향 홈으로부터의 유출이 억제되는 한편, 윤활유에 부수되는 이물은, 저널부의 입구 개구가 분리 내주면 위를 통과할 때에 오일 홈과 축선 방향 홈이 연통함으로써, 주베어링의 축선 방향 홈으로부터 적절하게 배출될 수 있다. 또한, 이 주베어링에서 완전히 배출되지 못하고 윤활유와 함께 크랭크축 내부의 윤활유로를 통하여 콘로드 베어링으로 보내진 이물은, 콘로드 베어링으로부터의 윤활유의 과잉의 유출을 억제하면서 신속하게 배출될 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 분명해질 것이다.

도 1은 내연기관의 크랭크축을, 저널부 및 크랭크핀부에서 각각 절단한 모식도.
도 2는 본 발명의 실시예 1에 의한 크랭크축용 주베어링 및 크랭크축의 정면도.
도 3은 도 2에 나타내는 주베어링의 상측의 반원통형 베어링을 베어링 내주면 측으로부터 본 평면도.
도 4는 도 2에 나타내는 주베어링의 하측의 반원통형 베어링을 베어링 내주면 측으로부터 본 평면도.
도 5는 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부 및 크랭크축의, 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 6은 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부를 베어링 내주면 측으로부터 본 도면.
도 7은 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부의 확대 정면도.
도 8은 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부 및 크랭크축의 다른 예의, 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 9는 도 2에 나타내는 주베어링의 기능을 설명하기 위한, 일방의 접합부를 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 10은 도 2에 나타내는 주베어링의 기능을 설명하기 위한, 일방의 접합부를 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 11은 도 2에 나타내는 주베어링의 기능을 설명하기 위한, 일방의 접합부를 베어링 내주면 측으로부터 본 도면.
도 12는 도 2에 나타내는 주베어링의 기능을 설명하기 위한, 타방의 접합부를 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 13은 크래시 릴리프를 설치한 경우의 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부의 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 14는 도 13에 나타내는 주베어링의 접합부를 베어링 내주면 측으로부터 본 도면.
도 15는 도 13과는 다른 크래시 릴리프를 설치한 경우의 도 2에 나타내는 주베어링의 접합부의 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 16은 도 1에 나타내는 콘로드 베어링의 접합부 및 크랭크핀의, 축선 방향으로부터 본 확대 단면도.
도 17은 도 1에 나타내는 콘로드 베어링의 상측의 반원통형 베어링에 형성된 크래시 릴리프를 나타내는 확대 정면도.
도 18은 도 1에 나타내는 콘로드 베어링의 접합부의 확대 정면도.
도 19는 도 1에 나타내는 콘로드 베어링 및 크랭크핀의 정면도.
도 20은 원주 방향 단부 영역에만 원주 방향 홈을 가지는 콘로드 베어링 및 크랭크핀의 정면도.
도 21은 도 20에 나타내는 콘로드 베어링의 상측의 반원통형 베어링을 베어링 내주면 측으로부터 본 평면도.
도 22는 도 20에 나타내는 콘로드 베어링의 하측의 반원통형 베어링을 베어링 내주면 측으로부터 본 평면도.
도 23은 도 20에 나타내는 콘로드 베어링의 상측의 반원통형 베어링에 형성된 원주 방향 홈을 나타내는 확대 정면도.
도 24는 원주 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 원주 방향 홈을 가지는 콘로드 베어링 및 크랭크핀의 정면도.
도 25는 도 24에 나타내는 콘로드 베어링의 상측의 반원통형 베어링을 베어링 내주면 측으로부터 본 평면도.
도 26은 본 발명의 실시예 2에 의한 크랭크축용 주베어링의 정면도.
도 27은 본 발명의 실시예 3에 의한 크랭크축용 주베어링의 정면도.

[실시예 1]

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은, 내연기관의 크랭크축을, 저널부 및 크랭크핀부에서 각각 절단한 모식도이며, 저널부(10), 크랭크핀(12) 및 콘로드(14)를 나타낸다. 이들 3부재의 지면(紙面) 깊이 방향에서의 위치 관계로서, 저널부(10)가 지면의 뒤쪽에, 크랭크핀(12)이 앞쪽에 있고, 이 크랭크핀(12)은, 타단에 피스톤을 담지하는 콘로드(14)의 대단부(大端部) 하우징(16)으로 포위되어 있다.

저널부(10)는, 한 쌍의 반원통형 베어링(17, 18)으로 구성되는 주베어링(19)을 개재하여, 내연기관의 실린더 블록 하부(도시 생략)에 지지되어 있다. 도면에서 상측에 위치하는 반원통형 베어링(17)에만, 주베어링의 양단 근방 영역을 제외하고 원주 방향으로 연장되는 오일 홈(17a)이 내주면에 형성되어 있다. 저널부(10)는 그 직경 방향으로 관통 구멍(윤활유로)(10a)을 가지고, 저널부(10)가 화살표 X 방향으로 회전하면, 관통 구멍(10a)의 양단의 입구 개구가 번갈아 오일 홈(17a)에 연통된다. 또한, 오일 홈은, 상측 및 하측의 반원통형 베어링(17, 18)의 양방에 형성하면 주베어링(19)으로부터의 윤활유의 누출량이 증가하기 때문에, 본 발명에서는, 상측 및 하측의 반원통형 베어링의 어느 일방에만 형성할 필요가 있다.

저널부(10), 도시 생략한 크랭크 아암, 및 크랭크핀(12)을 관통하고, 관통 구멍(10a)에 연통하는 윤활유로(20)가 크랭크축 내부에 형성되어 있다.

크랭크핀(12)은, 한 쌍의 반원통형 베어링(21, 22)으로 구성되는 콘로드 베어링(23)을 개재하여, 콘로드(14)의[콘로드 측 대단부 하우징(16A)과 캡 측 대단부 하우징(16B)으로 구성되는] 대단부 하우징(16)에 유지되어 있다.

도 2∼도 7에, 주베어링(19)을 구성하는 한 쌍의 반원통형 베어링(17, 18)의 상세를 나타낸다. 지면 상측의 반원통형 베어링(17)은, 저널부(10)의 회전 방향 X의 전방 측에 배치되는 전방 측 원주 방향 단면(17A), 및 후방 측에 배치되는 후방 측 원주 방향 단면(17B)을 가진다. 하측의 반원통형 베어링(18)은, 저널부(10)의 회전 방향 X의 전방 측에 배치되는 전방 측 원주 방향 단면(18B), 및 후방 측에 배치되는 후방 측 원주 방향 단면(18A)을 가진다. 반원통형 베어링(17)의 전방 측 원주 방향 단면(17A)은 반원통형 베어링(18)의 후방 측 원주 방향 단면(18A)과 맞닿고, 또한 반원통형 베어링(18)의 전방 측 원주 방향 단면(18B)은 반원통형 베어링(17)의 후방 측 원주 방향 단면(17B)과 맞닿으며, 그것에 의하여 원통 형상의 주베어링(19)을 구성하고 있다.

반원통형 베어링(17)의 전방 측 원주 방향 단면(17A) 및 후방 측 원주 방향 단면(17B)은 내주면 측에 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 모따기의 양태로 형성된 경사면(17C, 17D)을 각각 가지고, 또한 반원통형 베어링(18)의 전방 측 원주 방향 단면(18B) 및 후방 측 원주 방향 단면(18A)은 내주면 측에 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 동일하게 형성된 경사면(18D, 18C)을 각각 가지며, 그것에 의하여 반원통형 베어링(17, 18)의 접합부에는 축선 방향 홈(24A, 24B)이 형성된다.

도 2로부터 이해되는 바와 같이, 반원통형 베어링(17)의 내주면(17S)에 형성된 오일 홈(17a)은 원주 방향 중앙부를 포함하는 영역에서 일정한 깊이를 가지고, 원주 방향 단부 근방 영역에서는 단부를 향하여 점차 깊이가 감소하고 있다. 오일 홈(17a)의 원주 방향 양단부(17E, 17F)는 경사면(17C) 및 경사면(17D)까지 각각 연장되어 있지 않고, 따라서 단부(17E)와 경사면(17C)의 사이, 및 단부(17F)와 경사면(17D)의 사이에는 내주면(17S)이 연장되어 있다(도 3 및 5). 본 명세서에서는, 이하, 오일 홈(17a)의 원주 방향 단부(17E)와 경사면(17C)을 분리하도록 원주 방향 길이(직선 거리) L1에 걸쳐 연장되는 이 내주면(17S)의 부분을, 분리 내주부(17S')(도 6의 사선 부분)라고 칭한다.

도 3으로부터 이해되는 바와 같이, 오일 홈(17a)은 반원통형 베어링(17)의 축선 방향에 있어서의 폭의 중앙에 배치된다. 오일 홈(17a)의 바닥부에는 반원통형 베어링(17)을 직경 방향으로 관통하는 관통구(도시 생략)가 형성되고, 윤활유는, 실린더 블록의 벽 내의 오일 갤러리로부터, 이 관통구를 통하여 오일 홈(17a) 내에 공급된다. 윤활유의 일부는 그 후, 저널부(10)의 화살표 X 방향의 회전에 따라 오일 홈(17a) 안을 회전 방향 전방으로 흐르고, 윤활유의 다른 일부는 오일 홈(17a) 안을 회전 방향과 반대 방향으로 흐른다. 반원통형 베어링(17)은 또한, 오일 홈(17a)의 폭 방향의 중앙이 저널부(10)의 윤활유로(10a)의 입구 개구(26)의 중심과 정합하도록 배치되어 있기 때문에[도 6은, 도 5의 회전 위치에 있는 입구 개구(26)를 파선으로 나타낸다], 오일 홈(17a) 내에 공급된 윤활유는, 입구 개구(26)를 통하여 콘로드 베어링(23)으로 더욱 흐를 수 있다. 저널부(10) 내의 윤활유로(10a)의 입구 개구(26)의 치수는, 내연기관의 사양에 따라 다르지만, 예를 들면 승용차용의 소형 내연기관의 경우, 직경으로 5∼8㎜ 정도이다.

입구 개구(26)는, 도 5에서는 윤활유로(10a)와 동일한 단면적을 가지는 것으로서 기재하고 있다. 그러나 입구 개구(26)는, 가공의 결과로서 도 8에 나타내는 바와 같이 윤활유로(10a)보다 큰 단면적을 가지고 있어도 되고, 또한 저널부(10)의 외주면 상에 있어서 원형 또는 타원형의 개구 형상을 가지고 있어도 된다. 입구 개구(26)의 단면적이 윤활유로(10a)의 단면적보다 큰 경우, 입구 개구(26)와 윤활유로(10a)의 사이에는 단면적이 유로 방향으로 점차 변화되는 유로 천이 부분(29)이 깊이 1∼2㎜까지 형성된다. 어느 경우도, 입구 개구(26)는 저널부(10)의 외주면 상에 있어서의 원주 방향 길이(직선 거리) L2를 가지고 있다.

오일 홈(17a)에 공급되는 윤활유에 이물(28)이 혼입되어 있으면, 이물(28)은 윤활유와의 비중차 때문에 오일 홈(17a)의 원주 방향 양단부의 어느 쪽으로 이동한다(도 5). 종래의 크랭크축용 주베어링에서는, 이 이물이 오일 홈의 원주 방향 단부에 체류하여 저널부와 주베어링 사이의 슬라이딩면에 손상을 일으키는 원인이 되거나, 혹은 저널부의 입구 개구가 오일 홈의 원주 방향 단부 위를 통과할 때에 윤활유로에 윤활유와 함께 흘러들어, 크랭크핀과 콘로드 베어링 사이의 슬라이딩면에 손상을 일으키는 원인이 되고 있었다. 그러나 본 발명의 실시예에 의하면, 분리 내주부(17S')의 원주 방향 길이 L1이 입구 개구(26)의 원주 방향 길이 L2보다 작게 형성되고, 따라서 저널부(10)의 회전에 수반하여 입구 개구(26)가 오일 홈(17a)의 단부(17E) 위를 통과할 때(도 9 참조)에 윤활유로(10a)에 진입한 이물(28)은, 입구 개구(26)가 분리 내주면(17S') 상에 위치하고, 그것에 의해 오일 홈(17a)이 입구 개구(26)를 통하여 축선 방향 홈(24A)과 연통하였을 때(도 10 참조)에 축선 방향 홈(24A)으로 배출된다.

더 상세하게는, 오일 홈(17a)이 입구 개구(26)를 통하여 축선 방향 홈(24A)과 연통하였을 때, (1) 저널부(10)의 회전에 의한 원심력 F1, (2) 오일 홈(17a) 안과 윤활유로(10a) 안의 윤활유의 압력 구배에 의한 흐름 F2, 및 (3) 윤활유로(10a) 안과 축선 방향 홈(24A) 안의 윤활유의 압력 구배에 의한 흐름 F3이, 입구 개구(26) 부근에 있는 윤활유로(10a) 내부의 이물(28) 및 윤활유에 동시에 작용하고, 윤활유로(10a) 안에 진입한 이물(28)을 축선 방향 홈(24A)으로 이동시키기에 충분한 윤활유의 흐름이 순간적으로 형성된다. 또한 이 순간, 축선 방향 홈(24A) 내에는 주베어링(19)의 축선 방향으로의 흐름도 형성되어, 이물(28)의 베어링 밖으로의 배출을 돕는다(도 11).

그 후, 저널부(10)의 회전과 함께 오일 홈(17a)과 축선 방향 홈(24A) 사이의 연통은 차단되고(예를 들면 도 8 참조), 축선 방향 홈(24A) 내의 축선 방향의 흐름도 감소하기 때문에, 주베어링(19)으로부터의 윤활유의 유출이 억제된다.

또한, 본 발명에 의하면, 오일 홈(17a)의 회전 방향 후방 측 단부(17F)에서 오일 홈(17a)과 축선 방향 홈(24B)이 입구 개구(26)를 통하여 연통하는 순간에도, 도 12에 나타내는 바와 같이 상기 서술한 작용 F1∼3이 작용하기 때문에, 윤활유의 누출량을 저감하면서 이물을 배출할 수 있다.

본 발명에 의하면, 분리 내주부(17S')의 원주 방향 길이 L1은 입구 개구(26)의 원주 방향 길이 L2보다 작을 것이 요구된다. L1 ≥ L2의 경우, 입구 개구(26)가 축선 방향 홈(24A)과 연통을 개시하였을 때, 입구 개구(26)는 오일 홈(17a)과 이미 연통하고 있지 않고, 그러므로 도 10에 나타내는 오일 홈(17a)으로부터의 흐름 F2가 생기지 않기 때문에, 윤활유로(10a)에 진입한 이물(28)을 축선 방향 홈(24A)으로 흘러가게 할 수 없게 되기 때문이다.

윤활유로(10a)에 진입한 이물(28)을 축선 방향 홈(24A)으로 압출하기에 충분한 윤활유의 흐름을 위해, 분리 내주부(17S')의 원주 방향 길이 L1과 입구 개구(26)의 원주 방향 길이 L2가, L2-L1 ≥ 0.5㎜의 관계를 충족시키는 것이 바람직하다. 또 오일 홈(17a)이 축선 방향 홈(24A)과 연통하고 있을 때에 과잉으로 윤활유가 유출되는 것을 방지하기 위하여, 분리 내주부(17S')의 원주 방향 길이 L1과 입구 개구(26)의 원주 방향 길이 L2는, L1 ≥ L2×0.3의 관계를 충족시키고 있는 것이 바람직하고, 또한 L1 ≥ L2×0.6의 관계를 충족시키고 있는 것이 더욱 바람직하다. 이것은, 분리 내주부(17S')의 원주 방향 길이 L1이 너무 짧으면, 오일 홈(17a)과 축선 방향 홈(24A)이 연통하는 시간이 길어지고, 오일 홈(17a)의 단부(17E)로부터 축선 방향 홈(24A)으로 흘러드는 유량 즉 누출량이 증가하며, 따라서 콘로드 베어링(23)으로 보내지는 유량이 감소하기 때문이다.

주베어링(19)의 내주면 상에 있어서의 축선 방향 홈(24A)의 원주 방향 길이(직선 거리) L3은 0.2∼2㎜로 할 수 있고, 또한 주베어링(19)의 내주면으로부터의 축선 방향 홈(24A)의 최대 깊이 D1은 0.1∼1㎜, 바람직하게는 0.1∼0.5㎜로 할 수 있다(도 7). 축선 방향 홈(24A)의 원주 방향 길이 L3 및 깊이 D1은, 윤활유에 혼입되는 이물의 사이즈(일반적으로는, 최대 0.1㎜ 정도)를 감안하여, 이물을 배출 가능한 최소 치수로 해도 된다.

상기 서술한 바와 같이 입구 개구(26)의 단면적이 윤활유로(10a)의 단면적보다 크고, 그리고 유로 천이 부분(29)이 적어도 입구 개구(26)의 원주 방향 양측에 형성되어 있는 경우, 오일 홈(17a)과 축선 방향 홈(24A)이 연통하였을 때에 오일 홈(17a) 내의 윤활유가 유로 천이 부분(29)의 경사면에 의해 유도되어 윤활유로(10a) 안으로 흐르기 쉬워지고, 따라서 이물(28)을 축선 방향 홈(24A)을 향하여 흐르게 하는 원주 방향의 흐름 F2(도 10)를 강화시킬 수 있다. 또 입구 개구(26)의 회전 방향 전방 측의 경사면은, 이물(28)이 축선 방향 홈(24A) 내에 진입하는 것을 돕는다.

본 발명에 의한 크랭크축용 주베어링(19)은, 반원통형 베어링(17, 18)의 접합부에 인접하는 베어링 내주면에 크래시 릴리프(42, 44)를 가지고 있어도 된다. 크래시 릴리프는, 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이, 각 반원통형 베어링(17, 18)의 원주 방향 단부 영역에 있어서 벽부의 두께를 회전 중심과 동심인 본래의 내주면(40)(주요 원호)으로부터 반경 방향으로 감소시킴으로써 형성되는 릴리스 공간(42, 44)이며, 이것은, 예를 들면 한 쌍의 반원통형 베어링(17, 18)을 크랭크축(10)의 저널부(19)에 조립하였을 때에 생길 수 있는 반원통형 베어링의 원주 방향 단면의 위치 어긋남이나 변형을 흡수하기 위하여 형성된다. 따라서, 크래시 릴리프(42)가 형성된 영역 R에서의 베어링 내주면(17S)의 곡률 중심 위치는, 그 밖의 영역에 있어서의 베어링 내주면(주요 원호)의 곡률 중심 위치와 다르다(SAE J506(항목 3.26 및 항목 6.4), DIN1497, 섹션 3.2, JIS D3102 참조). 일반적으로, 승용차용의 소형의 내연기관용 베어링의 경우, 하프 베어링의 원주 방향 단면에 있어서의 크래시 릴리프의 깊이(본래의 내주면으로부터 실제의 내주면까지의 거리)는 0.01∼0.05㎜ 정도이다.

크래시 릴리프(42)는 반원통형 베어링(17)의 원주 방향 중앙 측을 향하여 점차 깊이를 감소시키고, 크래시 릴리프(42)가 형성되는 영역을 획정하는 단부(42A)를 베어링 내주면(17S) 상에 형성하나, 이 단부(42A)는 도 13 및 도 14에 나타내는 바와 같이 오일 홈(17a)의 원주 방향 단부(17E)보다 원주 방향 중앙 측에 위치하고 있어도 되고, 혹은 도 15에 나타내는 바와 같이 오일 홈(17a)의 원주 방향 단부(17E)보다 원주 방향 단부 측에 위치하고 있어도 된다. 이것은, 크래시 릴리프(42)의 깊이가 오일 홈(17a)이나 축선 방향 홈(24A)의 깊이에 비해 충분히 작기 때문에, 본래의 내주면(40)과 실제의 내주면(17S')의 차이가 이물의 배출 작용에 영향을 주지 않기 때문이다. 그러나, 크래시 릴리프(42)의 원주 방향 단부(42A)가 오일 홈(17a)의 원주 방향 단부(17E)의 위치보다 원주 방향 중앙 측에 위치하고 있는 경우, 분리 내주부(17S')와 저널부(10)의 외주면 사이에 형성되는 간극이 약간 증가하기 때문에, 오일 홈(17a)으로부터 축선 방향 홈(24A)으로 흐르는 유량 즉 주베어링(19)으로부터의 누출량이 약간 증가한다. 따라서 윤활유의 누출량을 저감하는 관점에서, 크래시 릴리프(42)의 단부(42A)는 도 15에 나타내는 바와 같이 오일 홈(17a)의 원주 방향 단부(17E)보다 원주 방향 단부 측에 위치하고 있는 것이 바람직하다.

바꾸어 말하면, 도 15에 나타내지는 크래시 릴리프(42)가 형성된 반원통형 베어링(17)의 경우, 저널부(10)의 입구 개구(26)가, 오일 홈(17a)을 크래시 릴리프(42)가 형성된 영역 R만과 연통시키는 원주 방향 길이 L2를 가지고 있어도 이물은 배출되지 않고, 오일 홈(17a)의 단부에 체류한다. 이것은, 크래시 릴리프(42)는 이물이 진입하기에 불충분한 깊이라는 상기 서술한 이유에 더하여, 입구 개구(26)와 크래시 릴리프(42)가 연통한 초기 단계에 있어서, 윤활유는 크래시 릴리프(42)의 특히 용적이 작은 부분으로 흘러들어 그곳을 충전하기 때문에, 윤활유로(10a) 및 크래시 릴리프(42)의 차압이 작아지고, 압력 구배에 의한 흐름 F3이 발생하기 어렵기 때문이다. 따라서 본 발명에 의하면, 입구 개구(26) 및 분리 내주면(17S')은, 오일 홈(17a)을 축선 방향 오일 홈(24A 또는 24B)과 연통하도록 치수 결정되는 것이 필요하다.

다음으로, 도 16을 참조하여, 본 발명의 콘로드 베어링(23)에 대하여 설명한다.

상기 서술한 바와 같이 주베어링(19)을 통하여 저널부(10) 내의 관통 구멍(10a)으로 흐른 윤활유는, 이어서 크랭크축 내부의 윤활유로(20) 및 크랭크핀(12) 내부의 관통 구멍(12a)을 통과하고, 최종적으로 크랭크핀(12)의 외주면에 형성된 출구 개구(56)로부터 크랭크핀(12)과 콘로드 베어링(23) 사이의 슬라이딩면에 공급된다. 그러나, 이 윤활유에는, 본 발명의 주베어링(19)에 의해 배출되지 않은 이물(28)이 혼입되는 경우가 있고, 이들 이물(28)은, 출구 개구(56)와, 반원통형 베어링(21, 22)의 접합부에 인접하여 형성된 크래시 릴리프(62, 64)가 연통될 때의 급격한 오일 클리어런스의 확대에 의해 생기는 큰 압력 구배에 의해 크래시 릴리프(62, 64) 내에 배출된다.

도 16에 나타내는 바와 같이 크래시 릴리프(62, 64)는 반원통형 베어링(21, 22)의 접합부에 형성한 축선 방향 홈(54A)과 연통되어 있고, 따라서 크래시 릴리프(62, 64) 내에 배출된 이물(28)은 그 후 축선 방향 홈(54A)을 축선 방향으로 이동하여 콘로드 베어링(23)으로부터 배출된다.

종래의 콘로드 베어링은 크래시 릴리프의 치수가 작고, 따라서 출구 개구(56)로부터 배출된 이물(28)은 크래시 릴리프 내에 포착되어, 원활하게 배출될 수 없었다. 그러나 본 발명에서는, 도 17에 나타내는 바와 같이, 콘로드 베어링(23)의 회전 중심과 동심인 반원통형 베어링(21)의 본래의 내주면(60)(주요 원호)으로부터의 두께 감소량인 크래시 릴리프(62)의 깊이 RD가, 반원통형 베어링(21)의 원주 방향 단부(21A)에 있어서 0.01∼0.12㎜, 바람직하게는 0.05∼0.10㎜이며, 또한 반원통형 베어링(21)의 원주 방향 양단부를 하단면으로 하여 수평면 상에 둔 경우의 당해 수평면으로부터 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부(62A)까지의 높이로서 규정되는 크래시 릴리프의 길이 RL이 2∼10㎜, 바람직하게는 2∼5㎜인 특정한 크래시 릴리프 치수를 채용함으로써, 콘로드 베어링에 있어서의 윤활유의 과잉의 유출을 억제하면서 이물 배출 기능을 향상시키고 있다.

또한, 도 18에 나타내는 바와 같이, 콘로드 베어링(23)의 내주면 상에 있어서의 축선 방향 홈(54A)의 원주 방향 길이(직선 거리) L31은 0.2∼2㎜로 할 수 있고, 또한 콘로드 베어링(23)의 내주면으로부터의 축선 방향 홈(54A)의 최대 깊이 D11은 0.1∼1㎜로 할 수 있다. 동일한 이물을 배출하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 이들 치수는 주베어링(19)의 축선 방향 홈(24A)의 치수와 동일하다.

본 발명에 의하면, 이물 배출 기능을 확실하게 하기 위하여, 상기 축선 방향 홈(54A, 54B)은 반원통형 베어링(21, 22)의 양 접합부에 형성되고, 또한 상기 크래시 릴리프(62, 64, 72, 74)는 양 접합부에 인접하는 반원통형 베어링(21, 22)의 전체 내주면에 형성된다(도 19).

또 콘로드 베어링(23)은, 크랭크핀(12)의 출구 개구(56)로부터의 이물(28)의 배출을 돕기 위하여, 및 배출된 이물(28)을 축선 방향 홈(54A, 54B)까지 확실하게 안내하기 위하여, 적어도 일방의 반원통형 베어링(21, 22)의 적어도 일방의 원주 방향 단부 영역의 내주면 상에 형성된 원주 방향 홈(82, 84)을 가지고 있어도 된다. 도 20∼도 22는, 각 반원통형 베어링(21, 22)이, 크랭크핀(12)의 회전 방향 전방 측의 원주 방향 단부에만 원주 방향 홈(82, 84)을 가지고 있는 실시예를 나타내고 있으나, 상기 서술한 바와 같이 각 반원통형 베어링(21, 22)은 그 원주 방향 양단부 영역에 원주 방향 홈을 가지고 있어도 되는 것이 이해될 것이다.

원주 방향 홈(82, 84)은, 원주 방향 단부(21A, 22B)로부터 반원통형 베어링(21, 22)의 중심 축선의 주위에 45도의 범위 내에서 원주 방향 중앙을 향하여 연장되어 있는 것이 바람직하다. 이것은, 반원통형 베어링(21, 22)의 원주 방향 중앙 영역에 있어서의 슬라이딩 면적을 확보하는 데 기여한다. 그러나, 이물을 확실하게 안내하기 위하여, 원주 방향 홈(82, 84)의 원주 방향 길이는 출구 개구(56)의 직경 L21의 0.5배 이상인 것이 바람직하다. 어느 경우도, 도 23에 나타내는 바와 같이 내주면 21S로부터의 원주 방향 홈(82)의 깊이 GD는, 원주 방향 단부(21A)에 있어서 0.1∼1㎜로 할 수 있고, 원주 방향 중앙을 향하여 점차 감소하고 있다.

원주 방향 홈(82, 84)은, 축선 방향에 있어서의 폭 GW의 중앙이 크랭크핀(12)의 출구 개구(12a)의 중심과 정합하도록 배치된다(도 20 및 도 21 참조). 원주 방향 홈(82, 84)의 폭 GW는, 이물의 배출을 촉진시키기 위하여 1㎜ 이상으로 할 수 있고, 그러나 윤활유의 과잉의 유출이나 슬라이딩 면적의 감소를 방지하기 위하여 출구 개구(56)의 직경 L21의 1.5배 미만인 것이 바람직하다.

또한, 반원통형 베어링(21, 22)은, 상기 서술한 원주 방향 홈(82, 84) 대신, 원주 방향의 전체 길이에 걸쳐 내주면(21S, 22S) 상에 연장되는 원주 방향 홈(82')을 가지고 있어도 된다. 도 24 및 도 25는, 일방의 반원통형 베어링(21)만이 원주 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 원주 방향 홈(82')을 가지고 있는 실시예를 나타내고 있으나, 타방의 반원통형 베어링(22)에도 동일한 원주 방향 홈을 형성해도 되고, 혹은 상기 서술한 바와 같은 원주 방향 단부 영역으로만 연장되는 원주 방향 홈(84)을 형성해도 된다. 복수의 원주 방향 홈을 형성하는 경우, 원주 방향의 길이나 홈의 깊이는 반드시 동일하게 할 필요는 없고, 또한 원주 방향 홈의 깊이나 폭은 원주 방향을 따라 변화하고 있어도 된다.

[실시예 2]

도 26은, 본 발명의 실시예 2에 의한 크랭크축용 주베어링(19')을 나타낸다.

도면으로부터 이해되는 바와 같이, 축선 방향 홈은, 반원통형 베어링(17', 18')의 접합부 중, 지면 우측의 접합부에만 형성되어 있고, 또한 지면 상측의 반원통형 베어링(17')에 형성된 오일 홈(17a')은, 저널부의 회전 방향 전방 측에만 상기 서술한 본 발명의 구성을 가지고 있다. 즉 오일 홈(17a')은 회전 방향 전방 측의 단부를 향하여 점차 깊이를 감소시키고, 그것에 의해 회전 방향 전방 측에 분리 내주면을 형성하고 있으며, 한편, 원주 방향 중앙부를 포함하는 영역으로부터 회전 방향 후방 측의 단부에 걸쳐서는 일정한 깊이를 유지하고, 그것에 의해 반원통형 베어링(17')의 원주 방향 단면까지 연장되어 있다.

[실시예 3]

도 27은, 본 발명의 실시예 3에 의한 크랭크축용 주베어링(19")을 나타낸다. 도면으로부터 이해되는 바와 같이, 축선 방향 홈은, 반원통형 베어링(17", 18")의 접합부 중, 지면 좌측의 접합부에만 형성되어 있고, 또한 지면 상측의 반원통형 베어링(17")에 형성된 오일 홈(17a")은, 저널부의 회전 방향 후방 측에만 상기 서술한 본 발명의 구성을 가지고 있다. 즉 오일 홈(17a")은, 반원통형 베어링(17")의 회전 방향 전방 측 단면으로부터 회전 방향 후방 측의 단부를 향하여 점차 깊이를 감소시키도록 원주 방향으로 연장되고, 그것에 의해 회전 방향 후방 측에만 분리 내주면을 형성하고 있다.

상기 기재는 실시예에 대하여 이루어졌으나, 본 발명은 그것에 한하지 않고, 본 발명의 정신과 첨부의 청구범위의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 할 수 있는 것은 당업자에게 분명하다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 주베어링의 오일 홈은 상측의 반원통형 베어링에 형성되어 있으나, 하측의 반원통형 베어링에만 형성되어도 된다. 또 오일 홈은, 깊이가 반원통형 베어링의 원주 방향 중앙부에서 최대이며, 반원통형 베어링의 원주 방향의 양단부를 향하여 점차 감소하도록 형성되어도 되고, 오일 홈의 길이 방향에 수직한 단면 형상은, 직사각형 외에, 반원형 형상, 삼각형 형상 등 임의의 형상이어도 된다.

10 저널부 10a 관통 구멍(윤활유로)
12 크랭크핀 12a 관통 구멍
14 콘로드 16 대단부 하우징
16A 콘로드 측 대단부 하우징 16B 캡 측 대단부 하우징
17 반원통형 베어링 17a 오일 홈
17A 전방 측 원주 방향 단면 17B 후방 측 원주 방향 단면
17C, 17D 경사면
17E, 17F 오일 홈(17a)의 원주 방향 양단부
17S 내주면 17S' 분리 내주부
18 반원통형 베어링 18A 후방 측 원주 방향 단면
18B 전방 측 원주 방향 단면 18D, 18C 경사면
19 주베어링 20 윤활유로
21 반원통형 베어링 21A 원주 방향 단부
21S 내주면 22 반원통형 베어링
22B 원주 방향 단부 22S 내주면
23 콘로드 베어링 24A, 24B 축선 방향 홈
26 입구 개구 28 이물
29 유로 천이 부분 40 본래의 내주면(주요 원호)
42, 44 크래시 릴리프 또는 릴리스 공간
42A 단부 54A, 54B 축선 방향 홈
56 출구 개구 60 본래의 내주면(주요 원호)
62, 64, 72, 74 크래시 릴리프
62A 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부
82, 84 원주 방향 홈 82' 원주 방향 홈

Claims

내연기관의 크랭크축용 베어링 장치로서, 상기 크랭크축의 저널부를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하기 위한 주베어링과, 상기 크랭크축의 크랭크핀 상에 콘로드를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하기 위한 콘로드 베어링을 가지고, 상기 크랭크축은, 상기 저널부로부터 상기 크랭크핀까지 연장되도록 그 내부에 형성된 윤활유로와, 상기 저널부의 외주면 상에 형성된 상기 윤활유로의 입구 개구와, 상기 크랭크핀의 외주면 상에 형성된 상기 윤활유로의 출구 개구를 가지고 있는 베어링 장치에 있어서,
상기 주베어링은 한 쌍의 제1 반원통형 베어링으로 구성되고, 상기 제1 반원통형 베어링의 어느 일방만이 그 내주면에 형성된 오일 홈을 가지고,
상기 오일 홈은, 상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 적어도 원주 방향 중앙부를 통과하여 원주 방향으로 연장되고, 또한, 축선 방향에 있어서의 당해 오일 홈의 폭의 중앙이 상기 저널부의 상기 입구 개구의 중심과 정합하도록 배치되고, 상기 오일 홈의 원주 방향 단부는, 상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면까지 연장되어 있지 않고, 따라서 당해 오일 홈의 원주 방향 단부와 당해 일방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면의 사이에는 상기 내주면이 연장되어 분리 내주면을 제공하고 있고,
상기 일방의 제1 반원통형 베어링의 상기 오일 홈이 연장되어 있지 않은 상기 원주 방향 단면, 및 이것에 접합하는 타방의 제1 반원통형 베어링의 원주 방향 단면이, 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 경사면을 내주면 측에 각각 가지고, 그것에 의하여 상기 한 쌍의 제1 반원통형 베어링의 접합부에 축선 방향 홈을 형성하고, 당해 축선 방향 홈과 상기 오일 홈의 사이에는 상기 분리 내주면이 연장되어 있고,
상기 분리 내주면의 원주 방향 길이 L1이, 상기 저널부의 상기 입구 개구의 원주 방향 길이 L2보다 작게 이루어져 있고, 따라서 상기 오일 홈은 상기 윤활유로의 입구 개구를 통하여 상기 축선 방향 홈과 연통 가능하고,
상기 콘로드 베어링은 한 쌍의 제2 반원통형 베어링으로 구성되고, 상기 각 제2 반원통형 베어링은, 그 내주면의 각 원주 방향 단부 영역에 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 크래시 릴리프를 가지고,
상기 각 제2 반원통형 베어링의 각 원주 방향 단면이, 축선 방향의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 경사면을 내주면 측에 가지고, 그것에 의하여 상기 한 쌍의 제2 반원통형 베어링의 각 접합부에 축선 방향 홈을 형성하고 있고,
상기 크래시 릴리프는, 베어링벽 두께를 내주면 측으로부터 깊이 RD만큼 감소시킴으로써 형성되어 있고, 상기 깊이 RD는, 상기 각 제2 반원통형 베어링의 원주 방향 단부에서 최대이고, 원주 방향 중앙을 향하여 점차 감소하여 내주면 상에 상기 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부를 획정하고 있고, 또한
상기 각 제2 반원통형 베어링을, 그 원주 방향 양단면이 하단면이 되도록 수평면 상에 둔 경우의 당해 수평면으로부터 상기 크래시 릴리프의 원주 방향 중앙 측 단부까지의 높이로서 규정되는 상기 크래시 릴리프의 길이 RL이 2∼10㎜이고, 또한 상기 깊이 RD가 각 원주 방향 단부에서 0.01∼0.12㎜인 내연기관의 크랭크축용 베어링 장치.
제1항에 있어서,
상기 콘로드 베어링의 내주면으로부터의 상기 축선 방향 홈의 깊이가 0.1∼1㎜인 크랭크축용 베어링 장치.
제1항에 있어서,
상기 콘로드 베어링의 내주면 상에 있어서의 상기 축선 방향 오일 홈의 원주 방향의 폭이 0.2∼2㎜인 크랭크축용 베어링 장치.
제1항에 있어서,
적어도 일방의 상기 제2 반원통형 베어링은, 원주 방향 단부로부터 원주 방향으로 연장되는 원주 방향 홈을 가지고, 상기 원주 방향 홈은, 축선 방향에 있어서의 당해 원주 방향 홈의 폭의 중앙이 상기 크랭크핀의 상기 출구 개구의 중심과 정합하도록 배치되는 크랭크축용 베어링 장치.
제4항에 있어서,
상기 원주 방향 홈은, 상기 원주 방향 단부로부터, 상기 제2 반원통형 베어링의 회전 축선을 중심으로 하여 45도의 범위 내에서 원주 방향 중앙을 향하여 연장되고, 또한 상기 원주 방향 홈의 내주면으로부터의 깊이 GD는 상기 원주 방향 단부에서 최대이고, 원주 방향 중앙을 향하여 점차 감소하고 있는 크랭크축용 베어링 장치.
제4항에 있어서,
상기 원주 방향 홈은, 상기 원주 방향 단부로부터 반대 측의 원주 방향 단부까지 연장되고, 또한 내주면으로부터 주어진 깊이 GD를 가지고 있는 크랭크축용 베어링 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서,
상기 원주 방향 홈의 깊이 GD가 최대로 0.1∼1㎜인 크랭크축용 베어링 장치.
제4항에 있어서,
상기 원주 방향 홈의 폭이 1㎜ 이상이고, 또한 상기 콘로드의 상기 출구 개구의 직경의 1.5배 미만인 크랭크축용 베어링 장치.