WO2011142240A1 - 分割型ニードル軸受及び内燃機関の潤滑装置 - Google Patents

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WO2011142240A1
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outer ring
oil
journal
split
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昭彦 片山
貴則 寺田
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    • F16C2360/00—Engines or pumps
    • F16C2360/22—Internal combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a split-type shell-type needle bearing used for a bearing device such as a crankshaft or a camshaft of an internal combustion engine, and a bearing device using the bearing.
  • the present invention also relates to a lubricating device for an internal combustion engine such as an automobile.
  • the shell-type needle bearing is a bearing in which needle rollers and a cage are assembled on the raceway surface of an outer ring formed of a thin steel plate. Since the needle roller and the outer ring are in line contact with each other, they have characteristics of high load capacity and high rigidity for a small bearing projected area.
  • the split type needle bearing in this case constitutes an annular needle bearing by combining bearing split pieces each composed of an outer ring piece and a cage piece that are divided into two semi-annular shapes.
  • a bearing device for a rotary shaft such as a crankshaft is constituted by this bearing, one bearing split piece is fitted to a bearing support portion such as an engine block, the rotary shaft is placed along the bearing split piece, and the other bearing Fit the split piece to the cap and cover the remaining half of the rotating shaft.
  • a bearing device is configured by fixing the cap to the bearing support portion with bolts and nuts.
  • the outer ring piece protrudes radially outward on both sides of the central portion.
  • a pair of protrusions are provided, and the protrusions are engaged with recesses provided in the bearing support portion and the cap corresponding to the protrusions.
  • FIG. 15 shows an oil supply system in a conventional lubricating device for an internal combustion engine (Patent Document 3).
  • the bearings to be lubricated in this lubrication system are fitted around the journal bearing 203 that supports the journal 202 of the crankshaft 201, the connecting rod large end bearing 205 fitted around the crankpin 204, and the piston pin 206.
  • the journal bearing 203 and the connecting rod large end bearing 205 are sliding bearings made of a metal divided into two parts.
  • the connecting rod small end bearing 207 forms a sliding bearing by directly fitting the connecting rod small end portion 208 to the piston pin 206 without interposing a bearing member.
  • the main gallery 210 connected to the oil pump 209 of the internal combustion engine is provided with a journal bearing oil supply path 211 branched for each journal bearing 203 of the crankshaft 201.
  • Each journal bearing oil supply path 211 passes from the bearing support part 212 provided in the engine block through the oil hole 213 of the journal bearing 203 in the radial direction to the journal 202 and reaches the opposite inner peripheral surface of the journal bearing 203.
  • the journal bearing 203 is refueled.
  • the journal bearing oil supply path 211 is branched obliquely inside the journal 202, and a connecting rod large end bearing oil supply path 214 is formed by the branched path.
  • the oil supply path 214 reaches the inner diameter surface of the connecting rod large end bearing 205 and supplies oil thereto.
  • the connecting rod large end bearing 205 has an oil hole 215.
  • the connecting rod large end 216 is provided with an oil injection hole 217 reaching from the bearing 205 to the outer peripheral surface of the connecting rod large end 216.
  • the connecting rod small end bearing 207 and the sliding surface 220 of the piston 219 are lubricated by the lubricating oil injected from the oil injection hole 217 and the oil injection nozzle 218 communicating with the main gallery 210. Yes.
  • the lubrication system of the journal bearing 203 and the connecting rod large end bearing 205 in the conventional lubrication apparatus belongs to the same system from the journal bearing lubrication path 211 to the oil injection hole 217, and the journal bearing is viewed in the lubrication flow direction.
  • 203 is an upstream side
  • the connecting rod large end bearing 205 is a downstream side.
  • the needle bearing has a high load capacity and high rigidity for a small bearing projected area, and has excellent characteristics that it can be operated with a small amount of lubricating oil as well as low friction compared to a sliding bearing. . Focusing on this point, a proposal to use a needle bearing as the journal bearing 3 of the crankshaft 1 has been made early (Patent Document 4).
  • journal bearing 203 it is conceivable to use not only a needle bearing but also a general rolling bearing as the journal bearing 203, particularly when the purpose is to reduce the friction of the bearing and reduce the amount of lubricating oil.
  • a rolling bearing since a rolling bearing generally has a large space volume, it has a characteristic that a so-called hydraulic loss is likely to occur due to leakage of lubricating oil. For this reason, when the upstream journal bearing is constituted by a rolling bearing, the amount of oil supplied to the downstream connecting rod large end bearing is reduced, which may cause a problem of poor lubrication in the connecting rod large end bearing. .
  • the oil supply path to the journal bearing in this case is configured to supply oil from the outer peripheral surface of the journal bearing via the oil supply path provided in the bearing support portion of the engine block from the oil pump.
  • the oil supply path from the oil pump through the oil supply path provided in the crankshaft and the oil supply hole provided in the crankshaft to the connecting rod large end bearing from the inner peripheral surface of the connecting rod big end bearing.
  • crankshaft center refueling system is used.
  • FIG. 20 shows an oil supply system of a conventional lubrication system for a four-cycle internal combustion engine having two or more cylinders (Patent Documents 3 and 7).
  • the parts to be lubricated in this lubrication system are the crankshaft 301, the crankshaft support bearing 302 that supports the crankshaft 301, the connecting rod large end bearing 304 fitted around the crankpin 303, and the piston pin 305.
  • These are the connecting rod small end bearing 306 fitted around and the sliding contact surface 309 of the piston 307 and the cylinder 308.
  • the cam shaft 311 includes a cam shaft support bearing 312 and a cam 313.
  • the oil supply system for each lubrication target sucks up the lubricating oil (hereinafter referred to as oil) 315 in the oil pan by an oil pump 314 built in the internal combustion engine, and the oil 315 passes through an oil supply path 316 as shown in the drawing. It is to be distributed.
  • oil lubricating oil
  • the bearings other than the connecting rod small end bearing 306 are both a split metal sliding bearing and a sliding bearing having an engine head as a direct raceway surface.
  • the connecting rod small end bearing 306 is a sliding bearing in which the connecting rod small end 317 and the piston pin 305 slide directly.
  • the conventional lubrication device for a four-cycle internal combustion engine having two or more cylinders uses a sliding bearing as each bearing. Therefore, the friction is larger than that when a rolling bearing is used. A large amount of oil was required, and the oil had to be supplied by the oil pump 314.
  • the oil pump 314 itself has a friction loss, which is disadvantageous for reducing the fuel consumption of the internal combustion engine, and at the same time, has a large effect on the cost of the internal combustion engine.
  • the protrusion provided at the center part of each outer ring piece is provided on the assembly target (bearing support part or cap). If the structure engaging with the concave portion is taken, the projection may be damaged when a large accompanying load acts on the outer ring piece or when a large load acts in the axial direction. Moreover, it is necessary to provide the bearing support portion and the cap with a concave portion that engages with the projection, and there is a problem that the number of processing steps increases.
  • the configuration in which the thrust metal is mounted on the outer peripheral surface of both end portions of the shaft hole has a problem that the number of parts increases.
  • a first object of the present invention is to provide a split needle bearing capable of stably fixing an outer ring piece without performing any processing on an assembly target such as a bearing support portion and a cap.
  • a second problem is to provide a bearing device in which a thrust force is received by the outer ring itself without using independent parts.
  • journal bearing in the lubricating device of the internal combustion engine is constituted by a rolling bearing to reduce friction and reduce lubricating oil
  • the influence of oil leakage in the rolling bearing is affected by the connecting rod large end bearing.
  • the third problem is to reduce the load of the oil pump.
  • the present invention aims to reduce friction and reduce the amount of oil by using a needle bearing in place of the conventional sliding bearing, and further to lubricate the bearing and the like without using an oil pump.
  • the fourth problem is to reduce the fuel consumption and cost of the engine.
  • a split needle bearing includes an outer ring, needle rollers arranged on a raceway surface thereof, and a cage that holds the needle rollers at regular intervals.
  • the outer ring is formed by annularly combining outer ring pieces having a shape divided into a plurality of radial dividing surfaces, and the retainer has an annular shape of the cage pieces divided into a plurality of radial dividing surfaces.
  • the outer ring piece is a press-molded product, and is formed at both ends in the axial direction.
  • An outer ring piece flange portion is formed outwardly in the entire circumferential direction, and the outer ring piece is provided with a fixing means to the object to be assembled.
  • the outer ring piece is combined with the outer ring piece on the entire circumference of both ends of the outer ring. Parts in which were to have been formed configuration.
  • Examples of the assembly target include a bearing support portion having an arc-shaped shaft support recess and provided in an engine block or the like, a cap having an arc-shaped shaft support recess that is complementary to the shaft support recess, and the like. .
  • the curvature radius of the shaft support recess to be assembled is within a range in which the radius of curvature of the outer ring piece can be elastically deformed in its own radial direction.
  • a larger configuration or the like can be employed.
  • wheel piece is fixed in the state which exerted the compression elasticity of the diameter expansion direction with respect to the shaft support recessed part.
  • a bearing device includes a bearing support portion having an arc-shaped shaft support recess, and an arc-shaped shaft support recess that is complementary to the shaft support recess.
  • the split bearing is the split needle bearing described above, and the outer ring collar portion of the split needle bearing is The arm portion is configured to be slidably contacted.
  • the “bearing split piece” means a combination of the split outer ring piece and the cage piece in the case of a split type needle bearing in which both the outer ring and the cage are of the split type.
  • the outer ring is a split type, but the cage means only the outer ring piece in the case of a split type needle bearing of a type having a cut-off portion at one place.
  • the “arm part” is provided at both ends of the journal part, such as a crank arm on the crankshaft, a cam lobe on the camshaft, and a balance weight on the balance shaft, and projects outward from the outer diameter surface of the journal part.
  • the present invention provides a lubricating device for an internal combustion engine having a journal bearing of a crankshaft and an oil supply path for a connecting rod large end bearing, wherein the journal bearing is constituted by a rolling bearing.
  • a main oil supply path is provided on the crankshaft, and an oil supply path for the journal bearing and the connecting rod large end bearing is branched from the main oil supply path, respectively, and the journal bearing oil supply path and the connecting rod large end bearing oil supply path are independent from each other. It was made up of.
  • the main oil supply passage is provided axially at the center of the journal portion and the crankpin portion of the crankshaft, and the journal portion and the crankpin portion have an angle with respect to the center.
  • path can be taken.
  • journal bearing oil supply path may be configured to branch radially from the main oil supply path in the journal portion of the crankshaft.
  • the present invention provides a four-cycle or more four-cylinder system having oil supply means for a crankshaft support bearing, a connecting rod large end bearing, a connecting rod small end bearing, and a camshaft support bearing.
  • each of the bearings is constituted by a needle bearing
  • the oil supply method of the oil supply means is an oil mist method.
  • the oil supply means that implements the oil mist method there can be cited a splashing device that supplies oil droplets or mist accumulated in an oil pan to a lubrication target.
  • the outer ring piece is provided with the fixing means for the assembly target, the movement of the outer ring in the axial direction and the circumferential direction is reliably restricted. Further, the outer ring piece is manufactured by press molding, and it is not necessary to add any processing to the assembly target, so that the processing cost can be reduced.
  • the thrust force acting on the journal portion can be received by the outer ring collar portion, so that a thrust metal which is an independent part is not required. For this reason, the assembling property of the bearing device can be improved and the processing cost can be reduced.
  • an oil supply path for the journal bearing and the connecting rod large end bearing is a journal bearing oil supply path and a connecting rod large end bearing oil supply path branched from a main oil supply path provided in the crankshaft, respectively. Therefore, oil supply to the journal bearing and the connecting rod large end bearing is independent of each other. For this reason, even if lubricating oil leaks in the journal bearing, it is possible to ensure a stable oil supply amount to the connecting rod large end bearing.
  • journal bearing is composed of a rolling bearing
  • the required amount of oil is less than that of a conventional sliding bearing, and the oil supply path is shortened because both oil supply paths are of the crankshaft center oil supply system.
  • the load of the oil pump can be greatly reduced in combination with the addition of the lubricating oil pumping action due to the centrifugal force accompanying the rotation of the crankshaft.
  • the crankshaft support bearing, the connecting rod large end bearing, the connecting rod small end bearing, and the camshaft support bearing are respectively needle bearings.
  • the amount of oil can be reduced.
  • an oil mist method using a splashing device or the like is adopted as a lubrication method, an oil pump is not necessary, and fuel consumption and cost reduction of the internal combustion engine can be achieved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of Embodiment 1.
  • FIG. 1 is an exploded cross-sectional view of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is an exploded cross-sectional view of a modified example of Embodiment 1.
  • FIG. 3 is an enlarged exploded perspective view of an outer ring according to the first embodiment. It is the roundness actual measurement data of the outer ring
  • FIG. 6 It is the roundness actual measurement data of the outer ring
  • FIG. 6 is a partially exploded cross-sectional view of Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a partially exploded cross-sectional view of a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a second embodiment.
  • FIG. 6 is a partially omitted front view of an outer ring collar portion according to the second embodiment.
  • FIG. 9B is a sectional view taken along line XX in FIG. 9A.
  • FIG. 6 is a partially omitted cross-sectional view of a third embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged exploded perspective view of an outer ring according to a third embodiment.
  • 6 is a partially omitted cross-sectional view of Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 10 is a partially omitted cross-sectional view of a fifth embodiment. It is an oil supply route figure of Embodiment 6 of the invention which solves the 3rd subject. It is an oil supply path
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an eighth embodiment.
  • 10 is a schematic sectional view of Embodiment 9.
  • FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional side view of a ninth embodiment. It is a schematic sectional drawing of a prior art example.
  • the split needle bearing 11 is a shell-type needle bearing, in which a large number of needle rollers 14 and their cages 15 are assembled on the raceway surface 13 of the outer ring 12.
  • the outer ring 12 is formed by abutting a semi-annular outer ring piece 16 (see FIGS. 2 and 4) in a ring shape, and the cage 15 is also formed by abutting a semi-annular cage piece 25 in a ring shape.
  • This is a split needle bearing.
  • the outer ring 12 Since the butting surfaces 17 of the pair of outer ring pieces 16 constituting the outer ring 12 cross the raceway surface 13, the axial shape thereof is formed in a shape that is inclined with respect to the axis and bent in the middle (FIGS. 1 and 2). 4), the roller 14 is prevented from falling.
  • each outer ring piece 16 At the both ends in the axial direction of each outer ring piece 16, an outer ring piece collar portion 18 that is bent radially outward is formed over the entire circumferential direction.
  • Each outer ring piece 16 is butted at the butting surface 17 and is annularly combined to constitute the outer ring 12 (see FIG. 4).
  • the outer ring piece collar portion 18 is also annularly combined by the combination, and outward outer ring collar portions 24 are formed on the entire circumference of both ends of the outer ring 12.
  • the outer ring piece 16 is manufactured only by press-forming a steel plate without cutting.
  • the following requirements 1) to 3) are satisfied. It is desirable to satisfy.
  • the plate thickness t (see FIG. 1) of the outer ring piece 16 is 0.5 mm to 3.0 mm. 2)
  • the material is 0.05 wt% of carbon such as chromium molybdenum steel (example: SCM415, SCM420, SCM430), chromium steel (example: SCr415, SCr420, SCr430), cold rolled steel sheet (example: SPCC, SPCD). Carbon steel with a low carbon content of% to 0.40 wt%.
  • the outward rising height h of the outer ring piece collar portion 18 and the plate thickness t are in a relationship of 1.0 t ⁇ h ⁇ 4.0 t.
  • the surface hardness is Hv653 (HRC58) or more and the core hardness is Hv450 or less, so that the hardness of the raceway surface 13 can be ensured and flaking can be achieved early It is possible to prevent such damage.
  • the one outer ring piece 16 is fitted into a semi-cylindrical shaft support recess 21 of a bearing support portion 19 provided in an engine block or the like (see FIG. 2).
  • the other outer ring piece 16 is provided in a cap 22 facing the bearing support portion 19 and is fitted into a semi-cylindrical shaft support recess 23 having a shape complementary to the shaft support recess 21.
  • the radius of curvature R1 of the outer diameter surface of the outer ring piece 16 is the diameter of the outer ring piece 16. It is formed larger than the radius of curvature R2 of the shaft support recesses 21 and 23 within a range in which elastic deformation in the direction is possible. Specifically, the relationship R2 ⁇ R1 ⁇ 1.02R2 is set.
  • the outer ring piece 16 which has increased rigidity due to the provision of the outer ring piece collar portion 18, is elastically deformed in the diameter-reducing direction and conforms to the shape of the shaft support recesses 21 and 23. Can be fitted in a closed state. After the fitting, the outer ring piece 16 is fixed in a state where compression elasticity in the diameter increasing direction, so-called “tension”, is applied to the shaft support recesses 21 and 23. Thereby, the movement to the circumferential direction and axial direction of the outer ring piece 16 and the outer ring
  • the outer ring piece 16 As other means for fixing the outer ring piece 16 to the shaft support recesses 21 and 23 to be assembled, the outer ring piece provided at both axial ends of the outer ring piece 16 as shown in FIG. A configuration in which the interval X1 between the flange portions 18 is formed to be smaller than the interval X2 between both end surfaces in the axial direction of the shaft support recesses 21 and 23 within the range of the elastic deformation amount of the outer ring piece flange portion 18 in the thickness direction. Can be taken. Specifically, a relationship of 0.98X2 ⁇ X1 ⁇ X2 is set.
  • an oil supply port 32 protrudes from the outer diameter surface of the outer ring piece 16, and the oil supply port 32 is provided in the shaft support recesses 21 and 23.
  • the structure engaged with the joint recess 20 can be taken.
  • the bearing support 19 provided in the engine block or the like is provided with an oil supply path 34 leading to the engagement recess 20, but no oil supply path is provided in the shaft support recess 23 provided in the cap 22.
  • a chamfer 30 is provided for each.
  • the outer ring 12 may be divided into two or more parts.
  • the cage 15 is of a two-divided type formed by annularly combining semi-annular cage pieces 25 (see FIG. 2). In some cases, the outer ring 12 is divided into two or more parts.
  • the needle rollers 14 are housed and held in pockets provided in the cage pieces 25.
  • the cage 15 is made of resin, as shown in FIG. 3, there may be a configuration in which a separation portion 26 is provided at one location of the annular cage 15. At the time of assembly, as shown by a two-dot chain line, the separation part 26 is pushed and expanded by using the elasticity of the resin and attached to the journal part 27.
  • the bearing device using the split needle bearing 11 described above is configured as follows. The case of a journal bearing device that supports the journal portion 27 of the crankshaft will be described.
  • the bearing divided piece on the cap 22 side is put on the remaining half of the journal portion 27, and the cap 22 is bolted It fixes to the bearing support part 19 with the nut 37 (refer FIG. 2).
  • the outer ring piece 16 and the cage piece 25 are respectively combined in an annular shape, and the outer ring 12 and the cage 15 holding the rollers 14 over the entire circumference are formed on the raceway surface 13 side.
  • a bearing device using a split needle bearing 11 having a shape is configured (see FIG. 1).
  • crank arm 28 exists on both sides of the journal portion 27.
  • the bearing 11 can be assembled without interfering with the crank arm 28.
  • a certain gap S exists between the crank arms 28 on both sides and the bearing 11, the thrust force acting on the journal portion 27 is not received by the bearing 11.
  • the separation portion 26 of the retainer 15 is expanded and attached to the journal portion 27 in advance by the elasticity of the retainer 15 itself. Keep it. Only the outer ring piece 16 is fitted in each of the shaft support recesses 21 and 23.
  • the outer ring piece 16 fitted in the shaft support recess 23 on the cap 22 side is moved to the remaining part of the cage 15.
  • the cap 22 is fixed to the bearing support portion 19 with bolts and nuts 37.
  • the “bearing split piece” in the “Claims” means the outer ring piece 16.
  • crank arms 28 provided at both ends of the journal portion 27 approach the split needle bearing 11 (the gap S shown in FIG. 1 is close to zero), and the crank arm 28 is an outer ring collar. It is configured to be in sliding contact with the portion 24.
  • the thrust force acting on the journal portion 27 can be received by the outer ring collar portion 24 without using a thrust metal which is an independent component.
  • the outer ring piece 16 having the outer ring piece collar portion 18 is manufactured by press molding, the outer ring piece collar portion 18 is press-fitted and fixed to the object to be assembled, and preferable conditions for performing press molding are mentioned.
  • the requirements 1) to 3) are the same as in the first embodiment.
  • the lubricating oil present around the outer ring 12 is taken into the groove 29 when the bearing is used, and an oil film is formed on the sliding contact surface. Thereby, abnormal wear etc. can be prevented. Further, by setting the relationship between the depth d of the groove 29 and the plate thickness t (see FIG. 9B) to 0.05t ⁇ d ⁇ 0.5t, the thrust force is reduced without lowering the rigidity of the outer ring piece collar portion 18. It is possible to avoid the occurrence of deformation and galling in the case of the action of. Moreover, since the groove
  • the cage 15 is the same as that in the first embodiment. The same applies to points used in bearing devices such as crankshafts, camshafts, and balance shafts. [Embodiment 3]
  • Embodiments 3 to 5 shown in FIG. 10 to FIG. 13 are the above-described split type needle bearing and a bearing device using the same, to which a configuration in which the lubricating oil inside the bearing is difficult to leak to the outside is added.
  • the split needle bearing 11 of the third embodiment shown in FIGS. 10 and 11 is configured by a combination of outer ring pieces 16 in which the outer ring 12 is press-molded, and the outer ring collar portion 24 is the outer ring piece collar portion 18.
  • the combination is the same as in the first and second embodiments.
  • the thrust force is not received, and a certain clearance S exists between the outer ring collar portion 24 and the crank arm 28.
  • the retainer 15 has retainer collar portions 31 rising in the outer diameter direction at both end portions thereof, and the retainer collar portion 31 extends along the outer ring collar portion 24 between the gaps S. Further, an oil supply path 34 for the split needle bearing 11 and an oil supply path 35 for the connecting rod large end (not shown) are provided.
  • the former oil supply path 34 passes through the outer ring piece 16 and reaches the inside of the bearing through the oil supply port 32 (see FIG. 11) provided in the intermediate portion of the one outer ring piece 16 from the bearing support portion 19. Further, it penetrates the journal portion 27 in the radial direction and reaches the oil filler port 33 of the other outer ring piece 16.
  • the oil supply port 32 is provided so as to protrude in the outer diameter direction and, as shown in FIG. 10, is configured to be engaged with the engagement recess 20 on the bearing support portion 19 side, whereby the outer ring piece 16 and the outer ring 12. It is a fixing means.
  • the latter oil supply path 35 is a path branched from the oil supply path 34 at an intermediate portion of the journal portion 27 and reaching the connecting rod large end bearing. Open arrows indicate the direction of the lubricating oil flow.
  • An outer ring side constricted portion 38 is formed between the axially opposed surfaces of the outer ring collar portion 24 and the cage collar portion 31.
  • the relationship between the interval W1 between the inner side surfaces of the cage collar portion 31 forming the outer ring side narrowed portion 38 and the interval W2 between the outer side surfaces of the outer ring collar portion 24 is set to 0 ⁇ W1-W2 ⁇ 0.2 mm. Is done.
  • the presence of the outer ring side constricted portion 38 can suppress the amount of lubricating oil flowing out from the gap between the outer ring collar portion 24 and the cage collar portion 31 while suppressing an increase in rotational torque of the cage 15. .
  • inner surface ribs 36 are provided on the inner surface of both ends of the cage 15.
  • a journal side constricted portion 41 is formed between the inner diameter surface rib 36 and the journal portion 27.
  • the relationship between the inner diameter D1 of the inner diameter surface rib 36 forming the journal side constricted portion 41 and the outer diameter D2 of the journal portion 27 is set to 0 ⁇ D1-D2 ⁇ 0.2 mm.
  • the fuel filler port 32 penetrates the raceway surface 13 of the outer ring 12. For this reason, there is an opportunity for the oil supply port 32 to be blocked by the rollers 14, which causes the surface pressure of the lubricating oil near the oil supply port 32 to increase or the supply of the lubricating oil to become unstable.
  • the fuel filler port 32 is provided near one outer ring collar portion 24 that is located away from the raceway surface 13.
  • the oil supply path 34 is also provided offset to the one crank arm 28 side.
  • the fifth embodiment shown in FIG. 13 is the same as the fourth embodiment (see FIG. 12) in that the oil filler port 32 of the outer ring 12 is provided outside the raceway surface 13. There is a difference in that the cage collar portion 31 is not provided.
  • the cage 15 (the cage piece 25) in this case has an axial length such that both ends thereof approach the left and right crank arms 28, and the axial length of the outer ring 12 (outer ring piece 16) is larger than the axial length. Long formed. Outer diameter surface ribs 39 and inner diameter surface ribs 36 are formed on the outer diameter surface and the inner diameter surface of the both ends, respectively.
  • An outer ring side narrowed portion 38 a is formed between the outer diameter surface rib 39 and the inner diameter surface of the outer ring 12.
  • the relationship between the inner diameter D4 of the outer ring 12 forming the outer ring side narrowed portion 38a and the outer diameter D5 of the outer diameter surface rib 39 is set to 0 ⁇ D4-D5 ⁇ 0.2 mm.
  • the journal side constricted portion 41 is formed between the inner diameter D1 of the inner diameter surface rib 36 and the outer diameter D2 of the journal portion 27, as in the third and fourth embodiments.
  • FIG. 14 shows a lubricating device for an internal combustion engine according to a sixth embodiment of the invention for solving the third problem.
  • the bearing to be lubricated in this case is a journal bearing 223 that supports the journal 222 of the crankshaft 221 and a connecting rod large end that is fitted around the crankpin 224 and supports the connecting rod large end 225 as in the conventional case.
  • This is a connecting rod small end bearing 229 that is fitted around the bearing 226 and the piston pin 227 and supports the connecting rod small end 228. All of these bearings are constituted by rolling bearings (in the illustrated case, needle bearings).
  • the refueling system is configured as follows. That is, a journal main oil supply path 231 is provided at the center of the journal 222 of the crankshaft 221, and a crankpin main oil supply path 232 is provided at the crankpin 224.
  • the main oil supply paths 231 and 232 of these parts are communicated with each other by an inclined path 233 to constitute the main oil supply path 234 as a whole.
  • the journal main oil supply path 231 is connected to the main gallery 236 and further to the oil pump 235 through the radial introduction path 237.
  • each journal 222 is provided with a journal bearing oil supply path 238 branched in the radial direction from the journal main oil supply path 231.
  • the journal bearing oil supply passage 38 reaches the inner diameter surface of the journal bearing 223 and supplies oil to the bearing 223.
  • a connecting rod large end bearing oil supply path 239 having the same inclination angle is provided on the extension of the inclination path 233 from the crankpin main oil supply path 32.
  • the connecting rod large end bearing oil supply path 239 reaches the inner diameter surface of the connecting rod large end bearing 226 and supplies oil to the bearing 226.
  • the oil supply system for the journal bearing 223 and the connecting rod large end bearing 226 is supplied independently from the journal bearing oil supply path 238 and the connecting rod large end bearing oil supply path 239 connected in parallel to the main oil supply path 234.
  • the crankshaft center oiling system is used.
  • An oil injection hole 240 that obliquely penetrates the connecting rod large end 225 is provided on the outer diameter surface of the connecting rod large end bearing 226.
  • the connecting rod small end bearing 229 and the sliding surface 243 of the piston 242 are lubricated by the lubricating oil injected from the oil injection hole 240 and the oil injection nozzle 241 connected to the main gallery 236. ing.
  • the internal combustion engine lubrication apparatus is configured as described above.
  • lubricating oil is supplied from the oil pump 235 to the main oil supply path 234 of the crankshaft 221 through the main gallery 236 and the introduction path 237.
  • the journal oil supply passage 238 and the connecting rod large end bearing oil supply passage 239 are connected to the main oil supply passage 234, the journal oil supply passage 238 and the connecting rod large end bearing 226 are connected to the main oil supply passage 234 through the oil supply passages 238 and 239, respectively. Refueled.
  • the lubricating oil injected from the oil injection hole 240 via the connecting rod large end bearing 226 and the lubricating oil injected from the oil injection nozzle 241 via the main gallery 236 are connected to the connecting rod small end bearing 229 and the piston.
  • the sliding surface 243 of 242 is lubricated.
  • the oil supply paths 238 and 239 for the journal bearing 223 and the connecting rod large end bearing 226 constitute separate oil supply paths that are independent of each other. However, the influence on the connecting rod large end bearing 226 can be avoided.
  • the oil supply path becomes shorter by adopting the crankshaft center oil supply method as compared with the conventional method (see FIG. 15). Further, since the journal bearing oil supply path 238 and the connecting rod large end bearing oil supply path 239 are both formed in the radial direction from the main oil supply path 234, the lubricating oil supplied through the path is accompanied by the rotation of the crankshaft 221. Pump action by centrifugal force is added.
  • journal bearing 223, the connecting rod large end bearing 226, and the connecting rod small end bearing 229 are each constituted by a rolling bearing, the oil supply amount is reduced in comparison with the conventional case constituted by a sliding bearing.
  • the pump 235 can be downsized and the load can be reduced, which contributes to a reduction in fuel consumption of the entire internal combustion engine.
  • Embodiment 7 shown in FIG. 16 shows a lubricating device for a four-cycle internal combustion engine having two or more cylinders.
  • the bearings to be lubricated in this case are the crankshaft support bearings 323 that support the crankshaft 321 and the connecting rod large end bearings that are fitted around the crankpin 324 in the same manner as in the conventional case. 325, a connecting rod small end bearing 327 fitted around the piston pin 326, and a sliding contact surface 330 between the piston 328 and the cylinder 329.
  • the cam shaft 331 are a cam shaft support bearing 332 and a cam 333.
  • crankshaft support bearing 323, the connecting rod large end bearing 325, the connecting rod small end bearing 327, and the camshaft support bearing 332 are all constituted by needle bearings.
  • the amount of oil can be reduced because friction is reduced compared to a conventional sliding bearing.
  • the bearing to be lubricated is constituted by a needle bearing, and the amount of oil can be reduced. Therefore, in the present invention, a conventional oil pump is used as an oil supply method for each of the bearings.
  • the oil pump can be omitted by adopting an oil mist method instead of the oil supply method.
  • the amount of oil may be smaller than that in the case of a sliding bearing. Therefore, even if oil is supplied by the oil mist method, the amount of oil supply does not become insufficient.
  • a splashing device 340 is provided to supply oil by the splashing method.
  • the repelling device 340 is provided at equal positions on the outer peripheral surface of the crank end 321 (shaft portion between the journal 322 and the engine block 334) and each crank arm 335. It is configured by providing a repellent hanging piece 336 protruding in the radial direction in an impeller shape.
  • the repelling hanger piece 336 is set to a size such that the rotation trajectory of the tip is equal to or less than the liquid level of the oil 337. Further, in order to give an angle to the scattering direction of the oil 337, the oil 337 is attached so as to have an inclination angle ⁇ with respect to the rotation surface.
  • the repelling hanger piece 336 is set to a size such that the rotation trajectory of the tip is equal to or less than the liquid level of the oil 337. Further, in order to give an angle to the scattering direction of the oil 337, the oil 337 is attached so as to have an inclination angle ⁇ with respect to the rotation surface.
  • the repelling device 340 in the case of the eighth embodiment shown in FIG. 17 includes a crankshaft sprocket 341 and a camshaft sprocket 342 on the shaft end of the crankshaft 321 and the shaft end of the camshaft 331 inside the engine block 334, respectively. Is used, and a timing chain 338 is hung on these sprockets 341 and 342 so that the timing of the crankshaft 321 and the camshaft 331 is maintained.
  • the splashing device 340 in this case is provided with a splashing piece 336 in the shape of an impeller on the outer peripheral surface of the portion protruding in the axial direction of the boss 343 of the crankshaft sprocket 341.
  • the point that the crank arm 335 is provided with the repelling hook 336 is the same as in the case of the seventh embodiment.
  • the splashing device 340 As the crankshaft 321 rotates, the crankshaft sprocket 341 rotates, and the oil 337 is splashed by the splashing piece 336 provided on the boss 343, and splashed as a splash.
  • This is the same as in the seventh embodiment in that it adheres to the object to be lubricated and performs a lubricating action, and when the crankshaft 321 rotates at a high speed, the droplets are misted and can enter a fine part to be lubricated.
  • the repelling device 340 according to the ninth embodiment shown in FIGS. 18 and 19 is the same as the eighth embodiment in that a repelling piece 336 is provided on the crankshaft 321, but in this ninth embodiment,
  • the object to be lubricated with respect to the camshaft 331, that is, the camshaft support bearing 332 and the cam 333 are provided at a position relatively high away from the liquid surface of the oil 337, or between the oil 337 and the liquid surface. If there is a refueling means has been added.
  • the repelling device 340 relating to the camshaft 331 includes a crankshaft sprocket 341 and a camshaft sprocket 342 attached to the shaft ends of the crankshaft 321 and the camshaft 331 inside the engine block 334, respectively. 342, the timing chain 338 is spanned.
  • a repelling piece 336a is attached at regular intervals throughout the timing chain 338.
  • Each repelling piece 336a is fixed to the chain 338 in a direction perpendicular to the rotation side of the timing chain 338 (see FIG. 4).
  • a hook-shaped oil retaining recess 344 is provided at the tip of each splash repellent piece 336a, and each splash repellent piece 336a is formed to a length that allows the oil retaining recess 344 to pass below the liquid level of the oil 337. Is done.
  • an oil recovery container 345 that receives oil discharged from the oil holding recess 344 is provided above the camshaft sprocket 342.
  • the oil collection container 345 is arranged so that the repelling hook 336a that rotates integrally with the timing chain 338 that rotates at a predetermined rotation speed changes its direction at the camshaft sprocket 342, and the tangential direction of the rotation locus from the oil holding recess 344.
  • An oil sump 347 for accumulating oil received at the bottom is also provided.
  • An inclined guide plate 348 is provided between the opening 346 and the oil reservoir 347.
  • a bowl-shaped oil distribution path 349 (see FIG. 18) is connected to the oil reservoir 347.
  • the oil distribution path 349 is installed above and parallel to the cam shaft 331, and the nozzle 350 is provided at the same level in the portions of the cam shaft support bearing 332 and the cam 333 that are lubrication targets. Directed. The tip of the oil distribution path 349 is closed.
  • Other configurations of the ninth embodiment are the same as those of the previous embodiment 7 or 8.
  • the splash repelling piece 336a attached to the timing chain 338 enters and exits the liquid surface of the oil 337, the splash of oil is diffused to the surroundings, and the lubrication target is repelled by the splashing method.
  • the camshaft 331 is relatively high from the liquid surface, or there is an obstacle between the liquid surface and the camshaft 331, and the splash does not reach, the oil retaining of the splash repelling piece 336a is retained. Oil 337 scooped by the recess 344 is discharged when passing through the camshaft sprocket 342, enters through the opening 346 of the oil recovery container 345, and is collected in the oil reservoir 347.
  • the oil reservoir 347 communicates with the oil distribution path 349. Since the tip of the oil distribution path 349 is closed, when the liquid level of the oil 337 inside the oil distribution path 349 exceeds a certain level, the oil 337 flows out of each nozzle 350 equally and is supplied to the lubrication target.

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Abstract

　分割型ニードル軸受の外輪片を軸受支持部及びキャップ等の組付け対象になんらの加工も施すことなく安定よく固定し得、また独立した部品を用いることなく外輪自体でスラスト力を受けるようすることを課題とする。　分割型ニードル軸受１１の外輪１２を構成する外輪片１６がプレス成形品であり、その外輪片１６の両端部に周方向の全体にわたり外輪片つば部１８が形成され、前記外輪片１６に組付け対象への固定手段が設けられ、前記外輪片１６を組み合わせることにより外輪１２の両端部全周に外輪つば部２４が形成された構成とした。

Description

分割型ニードル軸受及び内燃機関の潤滑装置
　この発明は、内燃機関のクランク軸、カム軸等の軸受装置に用いられる分割型のシェル形ニードル軸受及びその軸受を用いた軸受装置に関するものである。また、自動車等の内燃機関の潤滑装置に関するものである。
　シェル形ニードル軸受は、薄い鋼板を成形した外輪の軌道面に針状ころと保持器を組み付けた軸受である。針状ころと外輪が線接触する構造であるため、軸受投影面積が小さい割には高負荷容量、高剛性である特性を有している。
　従来、自動車等の内燃機関のクランク軸、カム軸等の軸受装置においては滑り軸受が使用されてきたが、低トルク化、潤滑油量の低減化等の要請から、滑り軸受に代えてニードル軸受を使用することが知られている（特許文献１）。この場合、クランク軸には、クランクアームが存在し、カム軸にはカムローブが存在するため、これらを通過させることなくジャーナル部に組み付けるために、分割型ニードル軸受が使用される。
　この場合の分割型ニードル軸受は、半環状に二分割された形状の外輪片と保持器片とから成る軸受分割片をそれぞれ組み合わせることによって環状のニードル軸受を構成するものである。この軸受によってクランク軸等の回転軸の軸受装置を構成する場合は、一方の軸受分割片をエンジンブロック等の軸受支持部に嵌合し、その軸受分割片に回転軸を沿わせ、他方の軸受分割片をキャップに嵌合し回転軸の残り半分の部分に被せる。そのキャップを軸受支持部にボルト・ナットで固定することにより軸受装置が構成される。
　前記軸受装置における外輪片の周方向及び軸線方向への移動を阻止すべく、前掲の特許文献１に開示された分割型ニードル軸受においては、各外輪片の中央部両側に径方向外向きに突き出した一対の突起を設け、その突起に対応して軸受支持部及びキャップに設けた凹部に前記突起を係合するようにしている。
　一方、前記軸受装置によって支持される回転軸に作用するスラスト力を支持する必要がある場合は、外輪片の軸穴両端部の外周面にスラスト溝を設け、そのスラスト溝にスラストメタルを装着する構成が知られている（特許文献２）。
　次に、図１５は従来の内燃機関の潤滑装置における給油系統を示している（特許文献３）。この給油系統において潤滑の対象となる軸受は、クランク軸２０１のジャーナル２０２を支持するジャーナル軸受２０３、クランクピン２０４の周りに嵌合されたコンロッド大端部軸受２０５及びピストンピン２０６の周りに嵌合されたコンロッド小端部軸受２０７である。ジャーナル軸受２０３及びコンロッド大端部軸受２０５は２分割されたメタル等で構成された滑り軸受である。コンロッド小端部軸受２０７は、軸受部材を介在させることなく直接コンロッド小端部２０８をピストンピン２０６に嵌合することにより滑り軸受を構成している。
　内燃機関のオイルポンプ２０９に接続されたメインギャラリ２１０に、クランク軸２０１のジャーナル軸受２０３ごとに分岐されたジャーナル軸受給油経路２１１が設けられる。各ジャーナル軸受給油経路２１１は、エンジンブロックに設けられた軸受支持部２１２からジャーナル軸受２０３の油穴２１３を経てジャーナル２０２を径方向に貫通し、そのジャーナル軸受２０３の反対側内周面に達する経路によりジャーナル軸受２０３に給油する。
　前記のジャーナル軸受給油経路２１１は、ジャーナル２０２の内部で斜めに分岐され、分岐された経路によってコンロッド大端部軸受給油経路２１４が形成される。その給油経路２１４がコンロッド大端部軸受２０５の内径面に達しこれに給油する。コンロッド大端部軸受２０５は油穴２１５を有する。コンロッド大端部２１６には当該軸受２０５からコンロッド大端部２１６の外周面に達する油噴射穴２１７が設けられる。その油噴射穴２１７と、前記メインギャラリ２１０に通じた油噴射ノズル２１８との２個所から噴射される潤滑油によって、コンロッド小端部軸受２０７及びピストン２１９の摺動面２２０を潤滑するようにしている。
　前記のように、従来の潤滑装置におけるジャーナル軸受２０３とコンロッド大端部軸受２０５の給油系統はジャーナル軸受給油経路２１１から油噴射穴２１７に至る同一系統に属し、給油の流れ方向に見てジャーナル軸受２０３が上流側、コンロッド大端部軸受２０５が下流側となる関係にある。
　一方、ニードル軸受は、軸受投影面積が小さい割には高負荷容量及び高剛性であり、滑り軸受に比べて低摩擦であるとともに、少ない潤滑油量で運転が可能であるという優れた特性を有する。この点に着目して、前記クランク軸１のジャーナル軸受３としてニードル軸受を使用する提案が早くからなされている（特許文献４）。
　このような提案に基づき、特に、軸受の低摩擦化及び潤滑油量の削減を目的とする場合は、ニードル軸受に限られず、転がり軸受一般を前記のジャーナル軸受２０３として使用することが考えられる。
　しかし、一般的に転がり軸受は空間容積が大きいため、潤滑油の漏出によるいわゆる油圧抜けが発生し易い特性がある。このため、上流側のジャーナル軸受を転がり軸受によって構成した場合は、下流側のコンロッド大端部軸受への給油量が減少し、当該コンロッド大端部軸受に潤滑不良の問題を招来する恐れがある。
　また、前記の従来例（図１５参照）と同様にジャーナル軸受として滑り軸受を用いた内燃機関の潤滑装置において、そのジャーナル軸受への給油系統と、コンロッド大端部軸受への給油系統を別系統にすることが従来から知られている（特許文献５、同６参照）。
　この場合のジャーナル軸受への給油経路は、オイルポンプからエンジンブロックの軸受支持部に設けられた給油経路を経由し、当該ジャーナル軸受の外周面から給油するように構成されている。また、コンロッド大端部軸受への給油経路は、オイルポンプからクランク軸の内部に設けられた給油経路及びクランク軸に設けられた給油穴を経由し、当該コンロッド大端部軸受の内周面から給油する、いわゆるクランク軸センター給油方式となっている。
　このように、ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受への給油経路を別系統にすることにより、ジャーナル軸受で発生する油漏れの影響が、コンロッド大端部軸受に及ぶことを防止することができる。
　しかし、ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受の給油経路を別系統にした前記の潤滑装置においては、ジャーナル軸受への給油経路が長くなり、また、該ジャーナル軸受に対する給油の方向がクランク軸の回転による遠心力に逆らう方向となるため、オイルポンプの負荷が増大する問題がある。
　次に、図２０は従来の２気筒以上の４サイクル内燃機関の潤滑装置の給油系統を示している（特許文献３、同７）。この給油系統において潤滑対象となる部分は、クランク軸３０１に関しては、クランク軸３０１を支持するクランク軸支持軸受３０２、クランクピン３０３の周りに嵌合されたコンロッド大端部軸受３０４、ピストンピン３０５の周りに嵌合されたコンロッド小端部軸受３０６及びピストン３０７とシリンダー３０８の摺接面３０９である。また、カム軸３１１に関しては、カム軸支持軸受３１２及びカム３１３である。
　前記の各潤滑対象に対する給油系統は、内燃機関に内蔵されたオイルポンプ３１４によってオイルパン内の潤滑油（以下、オイルと称する。）３１５を吸い上げ、図示のような給油経路３１６を経てオイル３１５が分配されるようになっている。
　前記の潤滑対象となる軸受のうち、コンロッド小端部軸受３０６を除く他の軸受は、いずれも２分割形のメタル滑り軸受及びエンジンヘッドを直接軌道面とする滑り軸受が使用されている。また、コンロッド小端部軸受３０６は、コンロッド小端部３１７とピストンピン３０５が直接摺動する形式の滑り軸受となっている。なお、コンロッド大端部軸受３０４としてころ軸受を使用することは従来から知られている（特許文献４）。
　前記のように、従来の２気筒以上の４サイクル内燃機関用の潤滑装置は、各軸受として滑り軸受を使用していたので、転がり軸受を使用する場合に比べて摩擦が大きく、そのため、オイルが多量に必要となり、そのオイルをオイルポンプ３１４によって給油する必要があった。オイルポンプ３１４は、それ自体摩擦損失があるため、内燃機関の低燃費化には不利であり、同時に、内燃機関のコストに及ぼす影響も大きいものであった。
特開２００５－９０６９６号公報 特開２００２－３９１５４号公報 特開平７－２７１２６号公報 米国特許第１９２１４８８号明細書及び図面 特開２００７－２２４８５９号公報 特開平６－６６１１９号公報 特開２０００－２１３３２３号公報
　前記分割型ニードル軸受の外輪の周方向及び軸線方向への移動を阻止する手段として、前記のように、各外輪片中央部に設けた突起を組付け対象（軸受支持部又はキャップ）に設けた凹部に係合する構成をとると、外輪片に大きな連れ回り荷重が作用した場合や、軸方向に大きな荷重が作用した場合に、突起が損傷する可能性がある。また、軸受支持部及びキャップに前記突起と係合する凹部を設ける必要があり、加工工数が増える問題もある。
　また、スラスト力を受ける手段として、軸穴両端部の外周面にスラストメタルを装着する構成は、部品点数の増加をもたらす問題がある。
　そこで、この発明の第一の課題は、軸受支持部及びキャップ等の組付け対象になんらの加工も施すことなく、外輪片を安定よく固定し得る分割型ニードル軸受を提供することにある。また、第二の課題は、独立した部品を用いることなく外輪自体でスラスト力を受けるようにした軸受装置を提供することにある。
　また、この発明は、内燃機関の潤滑装置におけるジャーナル軸受を転がり軸受によって構成することにより低摩擦化及び潤滑油の削減を図る場合において、その転がり軸受における油漏れの影響がコンロッド大端部軸受に及ぶことがなく、また、オイルポンプの負荷を減少させることを第三の課題とする。
　さらに、この発明は、従来の滑り軸受に代えてニードル軸受を用いることにより低摩擦化を図るとともにオイル量の低減化を図り、さらにオイルポンプを用いない方式で軸受等を潤滑することにより、内燃機関の低燃費化及び低コスト化を図ることを第四の課題とする。
　前記の第一の課題を解決するために、この発明に係る分割型ニードル軸受は、外輪、その軌道面に配列された針状ころ、その針状ころを一定間隔に保持する保持器により構成され、前記外輪は径方向の分割面で複数に分割された形状の外輪片を環状に組み合わせることにより形成され、前記保持器は径方向の分割面で複数に分割された形状の保持器片を環状に組み合わせることにより形成されたものであるか又は１個所に切り離し部を有する環状の単体部品のいずれかである分割型ニードル軸受において、前記外輪片はプレス成形品であり、その軸方向両端部に周方向の全体にわたり外向きの外輪片つば部が形成され、前記外輪片に組付け対象への固定手段が設けられ、前記外輪片を組み合わせることにより前記外輪の両端部全周に外輪つば部が形成された構成としたものである。
　前記の組付け対象としては、円弧状の軸支持凹部を有しエンジンブロック等に設けられた軸受支持部、前記軸支持凹部に対し相補形状となる円弧状の軸支持凹部を有するキャップなどがある。
　また、前記外輪片に設けられた組付け対象への固定手段として、当該外輪片の曲率半径がそれ自身の径方向の弾性変形が可能な範囲内において前記組付け対象の軸支持凹部の曲率半径より大に形成された構成などを採用することができる。前記構成の場合は、外輪片が軸支持凹部に対し拡径方向の圧縮弾性を及ぼした状態で固定される。
　前記の第二の課題を解決するために、この発明に係る軸受装置は、円弧状の軸支持凹部を有する軸受支持部、前記軸支持凹部に対し相補形状となる円弧状の軸支持凹部を有するキャップ、前記各軸支持凹部にそれぞれ嵌合された分割型軸受の軸受分割片、前記各軸受分割片が回転軸のジャーナル部の外周面に嵌合されるとともに前記キャップが前記軸受支持部に固定され、前記ジャーナル部の両端部に前記分割型軸受に接近したアーム部が設けられた軸受装置において、前記分割型軸受が前述の分割型ニードル軸受であり、当該分割型ニードル軸受の外輪つば部を前記アーム部に摺接させた構成としたものである。
　ここに、「軸受分割片」というのは、外輪と保持器の両方が分割型である分割型ニードル軸受の場合は、それらの分割された形状の外輪片と保持器片との組み合わせをいう。外輪は分割型であるが、保持器は１個所に切り離し部を有するタイプの分割型ニードル軸受の場合は外輪片のみをいう。また、「アーム部」とは、クランク軸におけるクランクアーム、カム軸におけるカムローブ、バランス軸におけるバランスウェイトのように、ジャーナル部の両端部に設けられ当該ジャーナル部の外径面より外方に突き出した部分の総称である。
　前記の第三の課題を解決するために、この発明は、クランク軸のジャーナル軸受と、コンロッド大端部軸受に対する給油経路を備えた内燃機関の潤滑装置において、前記ジャーナル軸受が転がり軸受によって構成され、前記クランク軸に主給油経路が設けられ、前記ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受に対する給油経路が、それぞれ前記主給油経路から分岐され相互に独立したジャーナル軸受給油経路とコンロッド大端部軸受給油経路によって構成されたものとした。
　前記主給油通路は、前記クランク軸のジャーナル部分とクランクピン部分においてはこれらの部分のセンターに軸方向に設けられ、前記ジャーナル部分とクランクピン部分の間は、前記センターに対して角度をもった傾斜通路で連通されている構成をとることができる。
　また、前記ジャーナル軸受給油経路が、前記クランク軸のジャーナル部分において前記主給油経路から径方向に分岐された構成とすることもできる。
　前記の第四の課題を解決するために、この発明は、クランク軸支持軸受、コンロッド大端部軸受、コンロッド小端部軸受及びカム軸支持軸受に対する給油手段を備えた２気筒以上の４サイクルの内燃機関の潤滑装置において、前記各軸受がニードル軸受により構成され、前記給油手段の給油方式がオイルミスト方式である構成を採ったものである。
　前記オイルミスト方式を実施する給油手段の具体例としては、オイルパンに溜めたオイルの飛沫又はミストを潤滑対象に供給する撥ね掛け装置を挙げることができる。
　以上のように、分割型ニードル軸受に係る発明においては、外輪片に組付け対象に対する固定手段が設けられているので、外輪の軸方向及び周方向への移動が確実に規制される。また、外輪片はプレス成形によって製作され、組付け対象には何らの加工を加える必要がないため、加工コストの低減をはかることができる。
　また、前記の分割型ニードル軸受を用いた軸受装置に係る発明においては、ジャーナル部に作用するスラスト力を外輪つば部によって受けることができるので、独立した部品であるスラストメタルが不要となる。このため、軸受装置の組立性が改善されるとともに加工コストの低減をはかることができる。
　第三の課題を解決する発明においては、ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受に対する給油経路が、それぞれクランク軸に設けられた主給油経路から分岐されたジャーナル軸受給油経路とコンロッド大端部軸受給油経路によって構成されたものであるから、ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受に対する給油が相互に独立している。このため、ジャーナル軸受において潤滑油の漏出が生じてもコンロッド大端部軸受への安定した給油量を確保することができる。
　また、ジャーナル軸受を転がり軸受で構成したことにより従来の滑り軸受による場合に比べて必要油量が少ないことに加え、両方の給油経路ともにクランク軸センター給油方式であるため給油経路が短縮される。また、クランク軸の回転に伴う遠心力による潤滑油のポンプ作用が加わることと相まって、オイルポンプの負荷を大幅に低減することができる。
　第四の課題を解決する発明においては、２気筒以上の４サイクル内燃機関の潤滑装置において、クランク軸支持軸受、コンロッド大端部軸受、コンロッド小端部軸受及びカム軸支持軸受をそれぞれニードル軸受により構成したことにより、オイル量の低減化を図ることができる。また潤滑方式として撥ね掛け装置等によるオイルミスト方式を採用したことにより、オイルポンプが不要になり、内燃機関の低燃費化及び低コスト化を図ることができる。
実施形態１の断面図である。 実施形態１の分解断面図である。 実施形態１の変形例の分解断面図である。 実施形態１の外輪の拡大分解斜視図である。 実施形態１の外輪の真円度実測データである。 実施形態１の外輪の真円度実測データである。 実施形態１の変形例１の部分分解断面図である。 実施形態１の変形例２の部分分解断面図である。 実施形態２の断面図である。 実施形態２の外輪つば部の一部省略正面図である。 図９ＡのＸ－Ｘ線の断面図である。 実施形態３の一部省略断面図である。 実施形態３の外輪の拡大分解斜視図である。 実施形態４の一部省略断面図である。 実施形態５の一部省略断面図である。 第三の課題を解決する発明の実施形態６の給油経路図である。 先行技術の給油経路図である。 この発明の第四の課題を解決する実施形態７の概略断面図である。 実施形態８の概略断面図である。 実施形態９の概略断面図である。 実施形態９の概略縦断側面図である。 従来例の概略断面図である。
　以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
[実施形態１]
　図１から図７は、実施形態１に係る分割型ニードル軸受及びその軸受を用いた軸受装置に関するものである。図１及び図２に示したように、この分割型ニードル軸受１１はシェル形ニードル軸受であり、外輪１２の軌道面１３に多数の針状ころ１４とその保持器１５を組み付けたものである。前記外輪１２は、半環状の外輪片１６（図２、図４参照）を環状に突き合わせて形成され、保持器１５も、同様に半環状の保持器片２５を環状に突き合わせて形成される二分割型のニードル軸受である。
　まず、外輪１２について説明する。外輪１２を構成する一対の外輪片１６の突き合わせ面１７は、軌道面１３を横断するため、その軸方向の形状は軸線に対して傾斜しかつ途中で屈曲する形状に形成され（図１、図４参照）、ころ１４の落ち込みを防止するようにしている。
　前記各外輪片１６の軸方向の両端部において、周方向の全体にわたり、径方向外向きに屈曲された外輪片つば部１８が形成される。各外輪片１６を突き合わせ面１７で突き合わせ、環状に組み合わせることにより、前記の外輪１２が構成される（図４参照）。その組み合わせによって外輪片つば部１８も環状に組み合わされ、外輪１２の両端部全周に外向きの外輪つば部２４が形成される。
　前記の外輪片１６は、切削加工を行うことなく、鋼板をプレス成形することのみにより製作される。プレス成形時において、外輪片つば部１８が切れたり、波打ったりすることなく、プレス成形のみで精度の高い外輪片１６が得られるようにするために、以下の１）から３）の要件を充足することが望ましい。
　１）外輪片１６の板厚ｔ（図１参照）は、０．５ｍｍ～３．０ｍｍであること。
　２）材料は、クロム モリブデン鋼（例：ＳＣＭ４１５、ＳＣＭ４２０、ＳＣＭ４３０）、クロム鋼（例：ＳＣｒ４１５、ＳＣｒ４２０、ＳＣｒ４３０）、冷間圧延鋼板（例：ＳＰＣＣ、ＳＰＣＤ）などの炭素含有量が０．０５ｗｔ％～０．４０ｗｔ％の炭素含有量の低い炭素鋼であること。
　３）外輪片つば部１８の外向き立ち上がり高さｈと、前記板厚ｔとが、１．０ｔ≦ｈ≦４．０ｔの関係にあること。
　また、前記材料でプレス成形した外輪片１６に浸炭焼入れを施し、表面硬度をＨｖ６５３（ＨＲＣ５８）以上、芯部硬度がＨｖ４５０以下とすることで、軌道面１３の硬度が確保でき、早期にフレーキング等の損傷が発生することを防止することができる。
　前記一方の外輪片１６は、エンジンブロック等に設けられた軸受支持部１９の半円筒状の軸支持凹部２１に嵌合される（図２参照）。また、他方の外輪片１６は、前記軸受支持部１９と対向したキャップ２２に設けられ、前記の軸支持凹部２１と相補的な形状を成す半円筒状の軸支持凹部２３に嵌合される。
　前記外輪片１６を組付け対象である軸支持凹部２１、２３に嵌合状態に固定する手段として、図示の場合は、外輪片１６の外径面の曲率半径Ｒ１が、当該外輪片１６の径方向の弾性変形が可能な範囲内において軸支持凹部２１、２３の曲率半径Ｒ２より大に形成している。具体的には、Ｒ２＜Ｒ１≦１．０２Ｒ２の関係に設定される。
　このような関係に設定することにより、外輪片つば部１８が設けられたことによって剛性が高くなっている外輪片１６を、縮径方向に弾性変形させながら軸支持凹部２１、２３の形状に沿った状態に嵌合させることができる。嵌合の後は、外輪片１６は拡径方向の圧縮弾性、いわゆる「張り」を軸支持凹部２１、２３に及ぼした状態で固定される。これにより、外輪片１６及び外輪１２の周方向及び軸方向への移動が規制される。
　外輪片１６の曲率半径Ｒ１が、Ｒ２の１．０２倍より大きくなった場合は、外輪片１６の張りが強すぎ、前記軸支持凹部２１、２３の形状に沿わないので、外輪１２の真円度が低下する。Ｒ１＝１．１Ｒ２の場合と、Ｒ１＝１．０１Ｒ２の場合の真円度実測データを図５Ａ、図５Ｂに示す。
　前記外輪片１６を組付け対象である軸支持凹部２１、２３に嵌合状態に固定する他の手段として、図６に示したように、外輪片１６の軸方向両端部に設けられた外輪片つば部１８間の間隔Ｘ１が、その外輪片つば部１８の厚さ方向の弾性変形量の範囲内において軸支持凹部２１、２３の軸方向の両端面の間隔Ｘ２より小に形成された構成を採ることができる。具体的には、０．９８Ｘ２＜Ｘ１＜Ｘ２の関係に設定される。
　このような関係に設定することにより、両方の外輪つば部１８間の間隔を押し広げながら軸支持凹部２１、２３に嵌合させると（図６の矢印参照）、外輪つば部１８が軸支持凹部２１、２３に沿った軸方向の端面に圧縮弾性をもって押し当てられる。これにより、外輪片１６及び外輪１２の周方向及び軸方向への移動が規制される。
　外輪片１６のその他の固定手段として、図７に示したように、外輪片１６の外径面に給油口３２を突き出して設け、その給油口３２を軸支持凹部２１、２３に設けられた係合凹部２０に係合させる構成をとることができる。
なお、エンジンブロック等に設けられた軸受支持部１９には前記係合凹部２０に通じた給油経路３４が設けられるが、キャップ２２に設けられた軸支持凹部２３には給油経路は設けられない。
　外輪片つば部１８を軸受支持部１９及びキャップ２２の軸支持凹部２１、２３の軸方向両端面に固定する作業が容易に行えるように、これらの軸支持凹部２１、２３の軸方向両端部にそれぞれ面取り３０が設けられる。
　なお、外輪１２は、二分割以上の複数分割される場合もある。
　次に、保持器１５について説明する。保持器１５も外輪１２と同様に半環状の保持器片２５（図２参照）を環状に組み合わせて形成された二分割型のものである。外輪１２に合わせ、二分割以上の複数分割される場合もある。各保持器片２５に設けられたポケットに針状ころ１４が収納保持される。
　保持器１５が樹脂製の場合は、図３に示したように、環状の保持器１５の１個所に切り離し部２６を設けた構成をとる場合もある。組付け時は二点鎖線で示したように、樹脂の弾性を利用して切り離し部２６を押し拡げてジャーナル部２７に取り付けられる。
　以上述べた分割型ニードル軸受１１を用いた軸受装置は、以下のように構成される。クランク軸のジャーナル部２７を支持するジャーナル軸受装置の場合について説明する。
　図２に示したように、外輪片１６及び保持器片２５がともに二分割型の場合は、各保持器片２５のポケットにころ１４を収納し、その保持器片２５を各外輪片１６の軌道面１３に組み付けた構成の軸受分割片を二組作る。その一組の軸受分割片の外輪片１６を軸受支持部１９の軸支持凹部２１に嵌合し、他の一組の軸受分割片をキャップ２２の軸支持凹部２３に嵌合する。
　クランク軸のジャーナル部２７を軸受支持部１９側の保持器片２５の内径面に沿わせたのち、キャップ２２側の軸受分割片をジャーナル部２７の残りの半分に被せ、そのキャップ２２をボルト・ナット３７（図２参照）によって軸受支持部１９に固定する。前記キャップ２２を固定することにより、外輪片１６及び保持器片２５がそれぞれ環状に組み合わされ、外輪１２と、その軌道面１３側にころ１４を全周にわたり保持した保持器１５が形成され、シェル形の分割型ニードル軸受１１を用いた軸受装置が構成される（図１参照）。
　ジャーナル部２７の両側には、クランクアーム２８が存在しているが、分割型ニードル軸受１１を用いることにより、クランクアーム２８に干渉することなく、当該軸受１１を組み付けることができる。この場合、両側のクランクアーム２８と当該軸受１１との間には一定のすき間Ｓ（図１参照）が存在するため、ジャーナル部２７に作用するスラスト力をその軸受１１によって受けることはない。
　図３に示した切り離し部２６を有する保持器１５を用いた分割型ニードル軸受１１の場合は、その保持器１５の切り離し部２６を押し広げてジャーナル部２７に保持器１５自体の弾性により予め取り付けておく。各軸支持凹部２１、２３にはそれぞれ外輪片１６のみを嵌合させる。
　軸支持凹部２１に嵌合された外輪片１６にジャーナル部２７の保持器１５を沿わせたのち、キャップ２２側の軸支持凹部２３に嵌合された外輪片１６を前記保持器１５の残り部分に被せ、そのキャップ２２をボルト・ナット３７で軸受支持部１９に固定する。この図３の場合は、「特許請求の範囲」にいう「軸受分割片」は外輪片１６を意味する。
　以上は、内燃機関におけるクランク軸のジャーナル部２７の軸受装置について説明したが、カム軸、バランス軸等のジャーナル部の軸受装置についても同様である。
[実施形態２]
　図８及び図９Ａ、図９Ｂに示した実施形態２の分割型ニードル軸受１１及びこれを用いた軸受装置は、その基本的な構成は前記の実施形態１の場合と同様であるので、以下主として相違点について説明する。
　この場合の軸受装置は、ジャーナル部２７の両端に設けられたクランクアーム２８が分割型ニードル軸受１１に接近し（図１に示したすき間Ｓがゼロに近づいた状態）、クランクアーム２８が外輪つば部２４に摺接する構成となっている。この場合、独立した部品であるスラストメタルを用いることなく、ジャーナル部２７に作用するスラスト力を外輪つば部２４によって受けることができる。
　前記外輪片つば部１８を有する外輪片１６がプレス成形によって製作されたものであること、外輪片つば部１８が組付け対象に圧入固定されていること及びプレス成形を行うための好ましい条件として挙げた１）～３）の要件は実施形態１の場合と同様である。この実施形態２の場合は、外輪片つば部１８（その組み合わせである外輪つば部２４）によってスラスト力を受ける関係上、前記の要件に加え以下の４）５）の要件を加えることが好ましい。
　４）外輪片１６をプレス加工する際に外輪片つば部１８にしごき加工を施し、面粗さをＲａ０．５以下とする。これにより外輪片つば部１８の過大な摩耗の発生を防止することができる。また、研磨などの追加工を行うものではないので、低コストで製作することができる。外輪つば部２４と摺接するクランクアーム２８の面も、面粗さをＲａ０．５以下に加工することにより摩擦を一層低減することができる。
　５）図９Ａに示したように、外輪片つば部１８の摺接面にクランク軸の回転方向（矢印Ａ参照）に対して潤滑油を取り込む方向の傾斜角α、即ち、溝２９の外端に対し内端が回転方向に進んだ角度αをもった放射状の溝２９を設ける場合がある。
　このような溝２９を設けることにより、軸受の使用時において外輪１２の周辺に存在する潤滑油が溝２９内に取り込まれ、摺接面に油膜を作る。これにより、異常摩耗などを防止することができる。また、溝２９の深さｄと板厚ｔの関係（図９Ｂ参照）を、０．０５ｔ≦ｄ≦０．５ｔに設定することにより、外輪片つば部１８の剛性が下がることなく、スラスト力が作用した場合において変形やかじりが発生することが避けられる。また、溝２９はプレス加工によって成形されるので、低コストで製作することができる。
　なお、保持器１５は、実施形態１の場合と同様である。また、クランク軸、カム軸、バランス軸等の軸受装置に用いられる点も同様である。
[実施形態３]
　図１０～図１３示した実施形態３～５は、いずれも前記の分割型ニードル軸受及びこれを用いた軸受装置において、軸受内部の潤滑油が外部に漏れにくい構成を付加したものである。
　即ち、図１０及び図１１に示した実施形態３の分割型ニードル軸受１１は、外輪１２がプレス成形された外輪片１６の組み合わせによって構成されること、外輪つば部２４が外輪片つば部１８の組み合わせによって構成されることは前記各実施形態１、２と同様である。スラスト力は受ける構成とはなっておらず、外輪つば部２４とクランクアーム２８との間には一定のすき間Ｓが存在する。
　保持器１５は、その両端部に外径方向に立ち上がった保持器つば部３１を有し、その保持器つば部３１が外輪つば部２４に沿って前記すき間Ｓ間に延び出す。また、前記の分割型ニードル軸受１１に対する給油経路３４及びコンロッド大端部（図示省略）に対する給油経路３５が設けられる。前者の給油経路３４は、軸受支持部１９から一方の外輪片１６の中間部分に設けられた給油口３２（図１１参照）を経て、外輪片１６を貫通して軸受内部に達する。さらに、ジャーナル部２７を径方向に貫通し、他方の外輪片１６の給油口３３に達する。
　前記の給油口３２は外径方向に突き出して設けられ、図１０に示したように、軸受支持部１９側の係合凹部２０に係合される構成を採ることにより、外輪片１６及び外輪１２の固定手段となっている。
　また、後者の給油経路３５は、ジャーナル部２７の中間部分で前記給油経路３４から分岐され、コンロッド大端部軸受へ至る経路である。白抜き矢印は潤滑油の流れの方向を示している。
　前記外輪つば部２４と保持器つば部３１の軸方向の対向面間に外輪側狭窄部３８が形成される。外輪側狭窄部３８を形成する保持器つば部３１の内側面相互間の間隔Ｗ１と、外輪つば部２４の外側面相互間の間隔Ｗ２の関係は、０＜Ｗ１－Ｗ２＜０．２ｍｍに設定される。
　前記外輪側狭窄部３８の存在によって、保持器１５の回転トルクの増加を抑えながら、外輪つば部２４と保持器つば部３１間のすき間から潤滑油が外部へ流出する量を抑制することができる。
　また、保持器１５の両端部の内径面に内径面リブ３６が設けられる。その内径面リブ３６とジャーナル部２７との間にジャーナル側狭窄部４１が形成される。ジャーナル側狭窄部４１を形成する内径面リブ３６の内径Ｄ１と、ジャーナル部２７の外径Ｄ２の関係は、０＜Ｄ１－Ｄ２＜０．２ｍｍに設定される。
　前記ジャーナル側狭窄部４１の存在によって、保持器１５の回転トルクの増加を抑えながら、保持器１５とジャーナル部２７間のすき間から潤滑油が外部へ流出する量を抑制することができる。
[実施形態４]
　前記の実施形態３においては、給油口３２が外輪１２の軌道面１３を貫通する構成となっている。このため、給油口３２がころ１４によって閉塞される機会があり、給油口３２付近での潤滑油の面圧が上がったり、潤滑油の供給が不安定になったりする原因となる。
　図１２に示した実施形態４の場合は、給油口３２を軌道面１３から外れた位置となる一方の外輪つば部２４寄りに設けている。それに伴い、給油経路３４も一方のクランクアーム２８側に片寄って設けられる。
　前記以外の構成は実施形態３（図１０参照）と同様であり、外輪側狭窄部３８及びジャーナル側狭窄部４１の構成も同様である。
[実施形態５]
　図１３に示した実施形態５の場合は、外輪１２の給油口３２が軌道面１３の外側に設けられている点で前記の実施形態４（図１２参照）と同様であるが、保持器１５に保持器つば部３１が設けられていない点で相違がある。
　即ち、この場合の保持器１５（保持器片２５）は、その両端部が左右のクランクアーム２８に接近する程度の軸方向長さを有し、外輪１２（外輪片１６）の軸方向長さより長く形成される。その両端部の外径面と内径面にそれぞれ外径面リブ３９と内径面リブ３６が形成される。
　前記外径面リブ３９と外輪１２の内径面との間に外輪側狭窄部３８ａが形成される。この外輪側狭窄部３８ａを形成する外輪１２の内径Ｄ４と、外径面リブ３９の外径Ｄ５の関係は、０＜Ｄ４－Ｄ５＜０．２ｍｍに設定される。これにより、保持器１５の回転トルクの増加を抑えながら、保持器１５と外輪１２間のすき間から潤滑油が外部へ流出する量を抑制することができる。
　なお、ジャーナル側狭窄部４１は、実施形態３、４の場合と同様に、内径面リブ３６の内径Ｄ１とジャーナル部２７の外径Ｄ２との間に形成される。
[実施形態６]
　図１４は、第三の課題を解決する発明における実施形態６の内燃機関の潤滑装置を示している。この場合の潤滑対象となる軸受は、従来の場合と同様に、クランク軸２２１のジャーナル２２２を支持するジャーナル軸受２２３、クランクピン２２４の周りに嵌合されコンロッド大端部２２５を支持するコンロッド大端部軸受２２６及びピストンピン２２７の周りに嵌合されコンロッド小端部２２８を支持するコンロッド小端部軸受２２９である。これらの軸受はいずれも転がり軸受（図示の場合はニードル軸受）によって構成される。
　給油系統は、以下のように構成される。即ち、クランク軸２２１のジャーナル２２２のセンターにジャーナル部主給油経路２３１、クランクピン２２４にクランクピン部主給油経路２３２が設けられる。これら各部の主給油経路２３１、２３２が相互に傾斜経路２３３によって連通され、全体として主給油経路２３４を構成している。このうち、クランク軸２２１の一端部におけるジャーナル２２２においては、そのジャーナル部主給油経路２３１が径方向の導入経路２３７を経てメインギャラリ２３６、さらにオイルポンプ２３５に接続される。
　また、各ジャーナル２２２においては、前記のジャーナル部主給油経路２３１から径方向に分岐されたジャーナル軸受給油経路２３８が設けられる。このジャーナル軸受給油経路３８はジャーナル軸受２２３の内径面に達し当該軸受２２３に給油する。また、クランクピン２２４においては、クランクピン部主給油経路３２から前記の傾斜経路２３３の延長上に同じ傾斜角をもってコンロッド大端部軸受給油経路２３９が設けられる。このコンロッド大端部軸受給油経路２３９はコンロッド大端部軸受２２６の内径面に達し当該軸受２２６に給油する。
　前記のように、ジャーナル軸受２２３及びコンロッド大端部軸受２２６に対する給油方式は、主給油経路２３４に対し並列に接続されたジャーナル軸受給油経路２３８及びコンロッド大端部軸受給油経路２３９から独立に給油されるクランク軸センター給油方式がとられる。
　前記コンロッド大端部軸受２２６の外径面にコンロッド大端部２２５を斜め貫通した油噴射穴２４０が設けられる。前記の油噴射穴２４０と、前記メインギャラリ２３６に接続された油噴射ノズル２４１の２個所から噴射される潤滑油によって、コンロッド小端部軸受２２９及びピストン２４２の摺動面２４３を潤滑するようにしている。
　実施形態６の内燃機関の潤滑装置は以上のように構成され、内燃機関が駆動されると、オイルポンプ２３５からメインギャラリ２３６、導入経路２３７を経てクランク軸２２１の主給油経路２３４に潤滑油が供給される。主給油経路２３４には、ジャーナル軸受給油経路２３８及びコンロッド大端部軸受給油経路２３９が接続されていることにより、これらの給油経路２３８、２３９を経てそれぞれジャーナル軸受２２３及びコンロッド大端部軸受２２６に給油される。
　また、コンロッド大端部軸受２２６を経由して油噴射穴２４０から噴射される潤滑油及びメインギャラリ２３６を経由して油噴射ノズル２４１から噴射される潤滑油が、コンロッド小端部軸受２２９及びピストン２４２の摺動面２４３を潤滑する。
　前記のように、ジャーナル軸受２２３及びコンロッド大端部軸受２２６に対する各給油経路２３８、２３９は、相互に独立した別系統の給油経路を構成しているので、ジャーナル軸受２２３において油漏れが発生したとしても、コンロッド大端部軸受２２６にその影響が及ぶことを避けることができる。
　また、前記のように、クランク軸センター給油方式をとることにより、従来の方式（図１５参照）に比べ給油経路が短くなる。また、ジャーナル軸受給油経路２３８及びコンロッド大端部軸受給油経路２３９は、いずれも主給油経路２３４から径方向に形成されるので、その経路を経て給油される潤滑油はクランク軸２２１の回転に伴う遠心力によるポンプ作用が加わる。
　さらに、ジャーナル軸受２２３、コンロッド大端部軸受２２６及びコンロッド小端部軸受２２９をそれぞれ転がり軸受によって構成したことにより、滑り軸受によって構成された従来の場合より給油量が低減されることと相まって、オイルポンプ２３５の小型化、負荷の低減が可能となり、内燃機関全体の低燃費化に資することができる。
[実施形態７]
　図１６に示した実施形態７は、２気筒以上の４サイクル内燃機関の潤滑装置を示している。この場合の潤滑対象となる軸受は、従来の場合と同様に、クランク軸３２１に関しては、クランク軸３２１を支持するクランク軸支持軸受３２３、クランクピン３２４の周りに嵌合されたコンロッド大端部軸受３２５、ピストンピン３２６の周りに嵌合されたコンロッド小端部軸受３２７及びピストン３２８とシリンダー３２９の摺接面３３０である。また、カム軸３３１に関して、カム軸支持軸受３３２及びカム３３３である。
　このうち、クランク軸支持軸受３２３、コンロッド大端部軸受３２５、コンロッド小端部軸受３２７及びカム軸支持軸受３３２は、いずれもニードル軸受によって構成される。ニードル軸受を使用した場合は、従来の滑り軸受に比べ、低フリクション化されるためオイル量の削減が可能となる。
　前記のように、潤滑対象となる軸受をニードル軸受により構成し、オイル量の削減が可能となったことにより、この発明においては、前記の各軸受に対する給油方式として、従来のオイルポンプを用いた給油方式に代えて、オイルミスト方式を採用することによりオイルポンプを省略することが可能となった。ニードル軸受の場合は、前記のように、オイル量が滑り軸受の場合に比べて少なくてよいので、オイルミスト方式による給油であっても給油量に不足を来すことはない。
　この実施形態７においては、オイルミスト方式を実施する具体的な装置として、撥ね掛け装置３４０を設け、撥ね掛け方式によって給油するようにしている。撥ね掛け装置３４０は、図１６に示したように、クランク軸３２１の軸端部（ジャーナル３２２とエンジンブロック３３４との間の軸部分）及び各クランクアーム３３５において、それぞれ外周面の等分位置に放射方向に突き出した撥ね掛け片３３６を羽根車状に設けることにより構成される。
　前記の撥ね掛け片３３６は、その先端の回転軌跡がオイル３３７の液面以下となる大きさに設定される。また、オイル３３７の飛散方向に角度を持たせるため、回転面に対し傾斜角θをもつように取り付けられる。
　前記の撥ね掛け片３３６は、その先端の回転軌跡がオイル３３７の液面以下となる大きさに設定される。また、オイル３３７の飛散方向に角度を持たせるため、回転面に対し傾斜角θをもつように取り付けられる。
　クランク軸３２１の回転に伴い、これらの撥ね掛け片３３６によりオイル３３７が撥ね上げられ飛沫となって飛散し、前記の潤滑対象に付着し潤滑作用を行う。クランク軸３２１が高速回転した場合は、飛沫はミスト化され、潤滑対象の微細な部分に浸入できるようになる。
[実施形態８]
　図１７に示した実施形態８の場合の撥ね掛け装置３４０は、エンジンブロック３３４の内側において、クランク軸３２１の軸端部及びカム軸３３１の軸端部にそれぞれクランク軸スプロケット３４１及びカム軸スプロケット３４２を取り付け、これらのスプロケット３４１、３４２にタイミングチェーン３３８を掛けて、クランク軸３２１とカム軸３３１のタイミングを維持する構造を採る場合に採用される。
　即ち、この場合の撥ね掛け装置３４０は、前記クランク軸スプロケット３４１のボス３４３の軸方向に突き出した部分の外周面に撥ね掛け片３３６が羽根車状に設けられる。クランクアーム３３５に撥ね掛け片３３６が設けられる点は前記の実施形態７の場合と同様である。
　前記の撥ね掛け装置３４０は、クランク軸３２１の回転に伴い、クランク軸スプロケット３４１が回転し、そのボス３４３に設けられた撥ね掛け片３３６によりオイル３３７が撥ね上げられ、飛沫となって飛散し前記の潤滑対象に付着し潤滑作用を行う点、クランク軸３２１が高速回転した場合は、飛沫はミスト化され、潤滑対象の微細な部分に浸入できる点も実施形態７の場合と同様である。
　この実施形態８のように、撥ね掛け片３３６をクランク軸スプロケット３４１のボス３４３に設けると、クランク軸３２１へ施す加工量が少なくなる利点がある。
[実施形態９]
　図１８及び図１９に示した実施形態９に係る撥ね掛け装置３４０は、クランク軸３２１に撥ね掛け片３３６を設ける点は、前記実施形態８の場合と同様であるが、この実施形態９においては、カム軸３３１に関する潤滑対象、即ち、カム軸支持軸受３３２及びカム３３３のように、オイル３３７の液面から比較的高く離れた位置に設けられたり、オイル３３７の液面との間に障害物があったりする場合の給油手段を追加している。
　即ち、カム軸３３１に関する撥ね掛け装置３４０の部分は、エンジンブロック３３４の内部において、クランク軸３２１とカム軸３３１の軸端にそれぞれクランク軸スプロケット３４１及びカム軸スプロケット３４２が取り付けられ、これらのスプロケット３４１、３４２にタイミングチェーン３３８が掛け渡される。
　前記のタイミングチェーン３３８の全体にわたり一定間隔をおいて撥ね掛け片３３６ａが取り付けられる。各撥ね掛け片３３６ａはタイミングチェーン３３８の回転面内において、当該チェーン３３８に直角外向きに固定される（図４参照）。また、各撥ね掛け片３３６ａの先端部に椀状のオイル保持凹部３４４が設けられ、各撥ね掛け片３３６ａは、オイル保持凹部３４４の部分がオイル３３７の液面以下を通過し得る長さに形成される。
　前記カム軸スプロケット３４２の上方において、前記のオイル保持凹部３４４から排出されるオイルを受けるオイル回収容器３４５が設けられる。このオイル回収容器３４５は、所定の回転速度で回転するタイミングチェーン３３８と一体に回転する撥ね掛け片３３６ａがカム軸スプロケット３４２の部分で方向を変える際に、オイル保持凹部３４４から回転軌跡の接線方向に放出されるオイル（図１９の矢印ａ参照）を受け入れる開口部３４６を有する。またその底部に受け入れたオイルを溜めるオイル溜まり３４７を有する。開口部３４６とオイル溜まり３４７の間に傾斜案内板３４８が設けられる。
　また、前記オイル溜まり３４７に樋状のオイル分配経路３４９（図１８参照）が接続される。オイル分配経路３４９はカム軸３３１の上方に沿ってこれと平行に設置され、潤滑対象であるカム軸支持軸受３３２及びカム３３３の部分において、すべて同じレベルにノズル３５０が設けられ、それぞれ潤滑対象に向けられる。オイル分配経路３４９の先端部は閉塞される。実施形態９のその他の構成は、前従の実施形態７又は８の場合と同様である。
　この実施形態９においては、タイミングチェーン３３８に取り付けられた撥ね掛け片３３６ａがオイル３３７の液面に出入りする際にオイルの飛沫が周囲に放散され、潤滑対象に対し撥ね掛け方式の給油作用を行う。また、カム軸３３１が液面から比較的高所にあったり、その液面とカム軸３３１との間に障害物があったりして飛沫が届かない場合には、撥ね掛け片３３６ａのオイル保持凹部３４４によってすくわれたオイル３３７が、カム軸スプロケット３４２の部分を通過する際に放出され、オイル回収容器３４５の開口部３４６から入り、オイル溜まり３４７に集められる。
　オイル溜まり３４７はオイル分配経路３４９に通じている。オイル分配経路３４９の先端部は閉塞されているので、その内部のオイル３３７の液面が一定以上になると、各ノズル３５０から均等にオイル３３７が流出し、それぞれ潤滑対象に供給される。
　１１　分割型ニードル軸受
　１２　外輪
　１３　軌道面
　１４　針状ころ
　１５　保持器
　１６　外輪片
　１７　突き合わせ面
　１８　外輪片つば部
　１９　軸受支持部
　２０　係合凹部
　２１　軸支持凹部
　２２　キャップ
　２３　軸支持凹部
　２４　外輪つば部
　２５　保持器片
　２６　切り離し部
　２７　ジャーナル部
　２８　クランクアーム
　２９　溝
　３０　面取り
　３１　保持器つば部
　３２　給油口
　３３　給油口
　３４　給油経路
　３５　給油経路
　３６　内径面リブ
　３７　ボルト・ナット
　３８、３８ａ　外輪側狭窄部
　３９　外径面リブ
　４１　ジャーナル側狭窄部
　２０１　クランク軸
　２０２　ジャーナル
　２０３　ジャーナル軸受
　２０４　クランクピン
　２０５　コンロッド大端部軸受
　２０６　ピストンピン
　２０７　コンロッド小端部軸受
　２０８　コンロッド小端部
　２０９　オイルポンプ
　２１０　メインギャラリ
　２１１　ジャーナル軸受給油経路
　２１２　軸受支持部
　２１３　油穴
　２１４　コンロッド大端部軸受給油経路
　２１５　油穴
　２１６　コンロッド大端部
　２１７　油噴射穴
　２１８　油噴射ノズル
　２１９　ピストン
　２２０　摺動面
　２２１　クランク軸
　２２２　ジャーナル
　２２３　ジャーナル軸受
　２２４　クランクピン
　２２５　コンロッド大端部
　２２６　コンロッド大端部軸受
　２２７　ピストンピン
　２２８　コンロッド小端部
　２２９　コンロッド小端部軸受
　２３１　ジャーナル部主給油経路
　２３２　クランクピン部主給油経路
　２３３　傾斜経路
　２３４　主給油経路
　２３５　オイルポンプ
　２３６　メインギャラリ
　２３７　導入経路
　２３８　ジャーナル軸受給油経路
　２３９　コンロッド大端部軸受給油経路
　２４０　油噴射穴
　２４１　油噴射ノズル
　２４２　ピストン
　２４３　摺動面
　３０１　クランク軸
　３０２　クランク軸支持軸受
　３０３　クランクピン
　３０４　コンロッド大端部軸受
　３０５　ピストンピン
　３０６　コンロッド小端部軸受
　３０７　ピストン
　３０８　シリンダー
　３０９　摺接面
　３１１　カム軸
　３１２　カム軸支持軸受
　３１３　カム
　３１４　オイルポンプ
　３１５　オイル
　３１６　給油経路
　３１７　コンロッド小端部
　３２１　クランク軸
　３２２　ジャーナル
　３２３　クランク軸支持軸受
　３２４　クランクピン
　３２５　コンロッド大端部軸受
　３２６　ピストンピン
　３２７　コンロッド小端部軸受
　３２８　ピストン
　３２９　シリンダー
　３３０　摺接面
　３３１　カム軸
　３３２　カム軸支持軸受
　３３３　カム
　３３４　エンジンブロック
　３３５　クランクアーム
　３３６、３３６ａ　撥ね掛け片
　３３７　オイル
　３３８　タイミングチェーン
　３４０　撥ね掛け装置
　３４１　クランク軸スプロケット
　３４２　カム軸スプロケット
　３４３　ボス
　３４４　オイル保持凹部
　３４５　オイル回収容器
　３４６　開口部
　３４７　オイル溜まり
　３４８　傾斜案内板
　３４９　オイル分配経路
　３５０　ノズル
 
 
 
 
 
 
 
 

Claims (39)

  1. 　外輪、その軌道面に配列された針状ころ、その針状ころを一定間隔に保持する保持器により構成され、前記外輪は径方向の分割面で複数に分割された形状の外輪片を環状に組み合わせることにより形成され、前記保持器は径方向の分割面で複数に分割された形状の保持器片を環状に組み合わせることにより形成されたものであるか又は１個所に切り離し部を有する環状の単体部品のいずれかである分割型ニードル軸受において、前記外輪片はプレス成形品であり、その軸方向両端部に周方向の全体にわたり外向きの外輪片つば部が形成され、前記外輪片に組付け対象への固定手段が設けられ、前記外輪片を組み合わせることにより前記外輪の両端部全周に外輪つば部が形成されたことを特徴とする分割型ニードル軸受。
  2. 　前記外輪片に設けられた組付け対象への固定手段が、当該外輪片の曲率半径がそれ自身の径方向の弾性変形が可能な範囲内において前記組付け対象の軸支持凹部の曲率半径より大に形成された構成であることを特徴とする請求項１に記載の分割型ニードル軸受。
  3. 　前記外輪片に設けられた組付け対象への固定手段が、当該外輪片の軸方向両端部に設けられた外輪片つば部間の間隔が当該外輪片つば部の厚さ方向の弾性変形が可能な範囲内において前記組付け対象の両端面の間隔より小に形成された構成であることを特徴とする請求項１に記載の分割型ニードル軸受。
  4. 　前記外輪片に設けられた組付け対象への固定手段が、当該外輪片の外径面に突き出して設けられた給油口を前記組付け対象の軸支持凹部に設けられた係合凹部に係合させる構成であることを特徴とする請求項１に記載の分割型ニードル軸受。
  5. 　前記外輪片を構成する鋼板の板厚ｔが、０．５ｍｍ≦ｔ≦３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  6. 　前記外輪片つば部の高さｈと前記板厚ｔの関係が、１．０ｔ≦ｈ≦４．０ｔであることを特徴とする請求項５に記載の分割型ニードル軸受。
  7. 　前記鋼板の炭素含有量が０．０５ｗｔ％～０．４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  8. 　前記外輪片は、プレス成形後に浸炭焼入れされていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  9. 　前記外輪片の表面硬度がＨｖ６５３（ＨＲＣ５８）以上、芯部硬度がＨｖ４５０以下であることを特徴とする請求項８に記載の分割型ニードル軸受。
  10. 　前記外輪の外径Ｒ１と、前記組付け対象の軸支持凹部の内径Ｒ２の関係が、Ｒ２＜Ｒ１≦１．０２Ｒ２であることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  11. 　前記外輪片つば部がしごき加工によって成形されたことを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  12. 　前記外輪片つば部の面粗さが、Ｒａ０．５以下であることを特徴とする請求項１１に記載の分割型ニードル軸受。
  13. 　前記外輪片つば部外表面に軸の回転方向に対して、潤滑油を内径側へ取り込む方向に傾斜した溝が形成されたことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の分割型ニードル軸受。
  14. 　前記溝の深さｄと、前記鋼板の板厚ｔに対する関係が、０．０５ｔ≦ｄ≦０．５ｔであることを特徴とする請求項１３に記載の分割型ニードル軸受。
  15. 　円弧状の軸支持凹部を有する軸受支持部、前記軸支持凹部に対し相補形状となる円弧状の軸支持凹部を有するキャップ、前記各軸支持凹部にそれぞれ嵌合された分割型軸受の軸受分割片、前記各軸受分割片が回転軸のジャーナル部の外周面に嵌合されるとともに前記キャップが前記軸受支持部に固定され、前記ジャーナル部の両端部に前記分割型軸受に接近したアーム部が設けられた軸受装置において、前記分割型軸受が請求項１から１４のいずれかに記載の分割型ニードル軸受であり、当該分割型ニードル軸受の外輪つば部を前記アーム部に摺接させたことを特徴とする軸受装置。
  16. 　前記回転軸は、そのジャーナル部の両端部に当該ジャーナル部の外径面よりも径方向に突き出したアーム部を有し、そのアーム部に前記分割型ニードル軸受の外輪つば部が摺接することにより、前記ジャーナル部に作用するスラスト荷重を受けるようにしたことを特徴とする請求項１５に記載の軸受装置。
  17. 　前記外輪つば部が摺接するアーム部の面粗さがＲａ０．５以下であることを特徴とする請求項１６に記載の軸受装置。
  18. 　前記回転軸は、そのジャーナル部の両端部に当該ジャーナル部の外径面よりも径方向に突き出したアーム部を有し、前記分割型ニードル軸受の保持器の軸方向両端部に外向きの保持器つば部が形成され、前記保持器つば部が前記外輪つば部と前記アーム部との間に介在され、前記外輪つば部と保持器つば部の軸方向の対向面間に外輪側狭窄部が形成され、前記保持器の両端部の内径面に設けた内径面リブとジャーナル部との間にそれぞれジャーナル側狭窄部が形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の軸受装置。
  19. 　前記外輪側狭窄部を形成する保持器つば部間の幅Ｗ１と外輪つば部間の幅Ｗ２との関係が、０＜Ｗ１－Ｗ２＜０．２ｍｍに設定され、前記ジャーナル側狭窄部を形成する内径面リブの内径Ｄ１とジャーナル部の外径Ｄ２の関係が、０＜Ｄ１－Ｄ２＜０．２ｍｍに設定されたことを特徴とする請求項１８に記載の軸受装置。
  20. 　前記回転軸は、そのジャーナル部の両端部に当該ジャーナル部の外径面よりも径方向に突き出したアーム部を有し、前記分割型ニードル軸受の保持器の軸方向両端部の外径面と内径面にそれぞれ外径面リブと内径面リブが設けられ、前記外輪内径面と前記外径面リブとの対向面間に外輪側狭窄部が形成され、前記内径面リブと前記ジャーナル部との間にジャーナル側狭窄部が形成されたことを特徴とする請求項１５に記載の軸受装置。
  21. 　前記外輪側狭窄部を形成する前記外輪内径面の内径Ｄ４と前記外径面リブの内径面Ｄ５との関係が、０＜Ｄ４－Ｄ５＜０．２ｍｍに設定され、前記ジャーナル側狭窄部を形成する内径面リブの内径Ｄ１とジャーナル部の外径Ｄ２の関係が、０＜Ｄ１－Ｄ２＜０．２ｍｍに設定されたことを特徴とする請求項１８に記載の軸受装置。
  22. 　前記軸受支持部から前記分割型ニードル軸受を経て回転軸を径方向に貫通する給油経路と、前記回転軸の内部において前記給油経路から分岐され下流側の軸受装置に対し給油する給油経路が設けられたことを特徴とする請求項１５から２１のいずれかに記載の軸受装置。
  23. 　前記分割型ニードル軸受を経由する前記の給油経路が、当該軸受の外輪及び前記回転軸のニードル転動面の外側に形成されたことを特徴とする請求項２２に記載の軸受装置。
  24. 　前記回転軸が、内燃機関のクランク軸、カム軸、バランス軸のいずれかであることを特徴とする請求項１５から２３のいずれかに記載の軸受装置。
  25. 　クランク軸のジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受に対する給油経路を備えた内燃機関の潤滑装置において、前記ジャーナル軸受が転がり軸受によって構成され、前記クランク軸に主給油経路が設けられ、前記ジャーナル軸受とコンロッド大端部軸受に対する給油経路が、それぞれ前記主給油経路から分岐され相互に独立したジャーナル軸受給油経路とコンロッド大端部軸受給油経路によって構成されたことを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
  26. 　前記主給油経路は、前記クランク軸のジャーナル部分のセンターに設けられたジャーナル部主給油経路と、クランクピン部分のセンターに設けられたクランクピン部主給油経路と、これらの給油経路相互を連通する傾斜経路によって構成されたことを特徴とする請求項２５に記載の内燃機関の潤滑装置。
  27. 　前記ジャーナル軸受給油経路が、前記ジャーナル部主給油経路から径方向に分岐することにより形成され、前記コンロッド大端部軸受給油経路が、前記クランクピン部主給油経路から前記傾斜経路の角度をもって径方向に分岐することにより形成されたことを特徴とする請求項２６に記載の内燃機関の潤滑装置。
  28. 　前記コンロッド大端部にコンロッド大端部軸受の内部に通じた油噴射穴が設けられ、前記油噴射穴から噴射される潤滑油によってコンロッド小端部軸受を潤滑するようにしたことを特徴とする請求項２５から２７のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
  29. 　前記コンロッド大端部軸受及びコンロッド小端部軸受がともに転がり軸受によって構成されたことを特徴とする請求項２８に記載の内燃機関の潤滑装置。
  30. 　前記ジャーナル軸受、コンロッド大端部軸受及びコンロッド小端部軸受を構成する転がり軸受が、いずれもニードル軸受であることを特徴とする請求項２５から２９のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
  31. 　クランク軸支持軸受、コンロッド大端部軸受、コンロッド小端部軸受及びカム軸支持軸受に対する給油手段を備えた２気筒以上の４サイクル内燃機関の潤滑装置において、前記各軸受がニードル軸受により構成され、前記給油手段の潤滑方式がオイルミスト方式であることを特徴とする内燃機関の潤滑装置。
  32. 　前記オイルミスト方式を実施する給油手段が、オイルパンに溜めたオイルを潤滑対象に撥ね掛ける撥ね掛け装置であることを特徴とする請求項３１に記載の内燃機関の潤滑装置。
  33. 　前記の撥ね掛け装置が、前記オイルパン上に配置された回転部材と、その回転部材に取り付けられた撥ね掛け片により構成され、前記撥ね掛け片は、その先端の回転軌跡が前記オイルパン内のオイルの液面下を通過し得る大きさに設定されたことを特徴とする請求項３２に記載の内燃機関の潤滑装置。
  34. 　前記回転部材がクランク軸であり、前記撥ね掛け片が前記クランク軸の外周面に放射状に取り付けられたことを特徴とする請求項３３に記載の内燃機関の潤滑装置。
  35. 　前記回転部材が、エンジンブロック内部において、前記クランク軸とカム軸の間に掛けられたタイミングチェーンを支持するクランク軸側のスプロケットであり、前記撥ね掛け片が前記スプロケットのボスに放射状に取り付けられたことを特徴とする請求項３３に記載の内燃機関の潤滑装置。
  36. 　前記回転部材が、前記クランク軸側のスプロケットとカム軸側のスプロケットの間に掛けられたタイミングチェーンであり、前記撥ね掛け片にオイル保持凹部が設けられ、前記撥ね掛け片が前記タイミングチェーンの回転面内において当該チェーンに直角外向きに取り付けられ、前記オイル保持凹部がオイルの液面以下の部分を通過し得る位置に設けられたことを特徴とする請求項３３に記載の内燃機関の潤滑装置。
  37. 　前記カム軸側のスプロケットの上方において前記撥ね掛け片のオイル保持凹部から放出されるオイルを受けるオイル回収容器が設けられ、前記オイル回収容器に所定の潤滑対象に対するオイル分配経路が接続されたことを特徴とする請求項３６に記載の内燃機関の潤滑装置。
  38. 　前記オイル分配経路が前記カム軸の上方に沿って水平に配置され、前記カム軸の複数の潤滑対象に対する給油ノズルが設けられたことを特徴とする請求項３７に記載の内燃機関の潤滑装置。
  39. 　前記給油ノズルが、いずれも同じレベルに設けられたことを特徴とする請求項３８に記載の内燃機関の潤滑装置。
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