JP4513001B2

JP4513001B2 - 軸受給油装置

Info

Publication number: JP4513001B2
Application number: JP2004316438A
Authority: JP
Inventors: 康弘疋田; 雅夫山嵜; 知広加納; 竜啓寺田
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP2006125565A

Description

本発明は軸受給油装置に関し、より詳しくは、例えば自動車用エンジンのクランク軸に給油する場合に好適な軸受給油装置に関する。

従来、クランク軸を軸支するとともに、該クランク軸の摺動部へ潤滑油を供給できるようにした軸受給油装置は公知である（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
こうした従来の軸受給油装置は、クランク軸のジャーナル部を軸支するジャーナル軸受と、クランク軸のクランクピンを軸支するコンロッド軸受とを備えている。
そして、本件の出願人は、先にＰＣＴ／ＪＰ２００３／１３５２７号（特許文献４）において、上記ジャーナル軸受に形成した半径方向の貫通孔を介して該ジャーナル軸受とクランク軸のジャーナル部との摺動部に潤滑油を供給するとともに、上記摺動部から上記クランク軸内に形成した内部通路を経由してコンロッド軸受の内周部へ潤滑油を供給するようにした軸受給油装置を提案したところである（特許文献４の図５）。
特開平４−２１９５２１号公報特開平５−２１５１２５号公報特開平７−２７１２７号公報ＰＣＴ／ＪＰ２００３／１３５２７号

ところで、特許文献４の図５の装置においては、クランク軸のジャーナル部を５箇所のジャーナル軸受によって軸支するようにしており、そのうちコンロッド軸受に給油する必要がない３箇所のジャーナル軸受の上側軸受部材として、内周面に円周方向溝がないものを用いていた。
このような構成とすることで、特許文献４の図５に開示された装置においては、コンロッド軸受に給油する必要がない３箇所のジャーナル軸受から軸方向の両端側への潤滑油の洩れ量を減少させるようにしている。
しかしながら、上記特許文献４の図５に開示された装置においては、上記３箇所のジャーナル軸受からの潤滑油の洩れ量を低減できる反面、それら３箇所のジャーナル軸受とその周辺が冷却不足となって、上記３箇所のジャーナル軸受の耐久性が低下するという欠点が生じた。

上述した事情に鑑み、第１の本発明は、複数のクランクピンとジャーナル部とを備えるクランク軸と、上記クランク軸のジャーナル部を回転自在に軸支する複数の軸受とを備え、上記各軸受を半円筒状の上側軸受部材と下側軸受部材とによって構成し、上側軸受部材に穿設した半径方向孔を介して各軸受とジャーナル部との摺動部に潤滑油を供給するとともに、上記摺動部に供給された潤滑油を、クランク軸に形成した内部通路を介して上記クランクピンとコンロッド軸受との摺動部に供給するようにした軸受給油装置において、
上記クランク軸の内部通路と連通しない箇所の軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向の中央位置を含めて内周面の円周方向に延びて、円周方向の両端部の手前まで形成された部分溝を有する軸受部材からなり、上記クランク軸の内部通路と連通する箇所の軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向に沿ってその全域にわたって形成された半周溝を有する軸受部材から構成したものである。
また、第２の本発明は、回転軸を回転自在に軸支する複数の軸受と、上記回転軸内に形成されて先端部を上記各軸受によって軸支される外周面に開口させた内部通路とを備え、上記各軸受を半円筒状の上側軸受部材と下側軸受部材とによって構成し、上記軸受における１つの上側軸受部材に設けた連通孔を介して、該連通孔を設けた軸受と回転軸の摺動部に潤滑油を供給するとともに、上記連通孔および回転軸の内部通路を介して残りの軸受と回転軸との摺動部に潤滑油を供給するようにした軸受給油装置において、
上記連通孔を設けた上側軸受部材は、内周面に円周方向に沿ってその全域にわたって形成された半周溝を有する軸受部材からなり、
残りの軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向の中央位置を含めて内周面の円周方向に延びて、円周方向の両端部の手前まで形成された部分溝を有する軸受部材から構成したものである。

上記第１の本発明によれば、コンロッド軸受へ給油の必要がない箇所の軸受の摺動部に対して潤滑油の給油量を増加させることができるので、その位置の軸受の耐久性が低下することを防止することができる。
また、上記第２の本発明によれば、各軸受からの潤滑油の洩れ量の増加を抑制して、エンジン各部への給油圧力が低下することを防止することができる。

以下図示実施例について本発明を説明すると、図１は直列４気筒の自動車用エンジンの要部を示したものである。図１において、シリンダブロック１に設けた５箇所の軸支部１Ａ〜１Ｅにそれぞれ軸受１Ｊ〜５Ｊを配置してあり、これらの軸受１Ｊ〜５Ｊによってクランク軸２を回転自在に軸支している。
クランク軸２は、長手方向の所定間隔ごとに第１ジャーナル部２Ａ〜第５ジャーナル部２Ｅ（合計５箇所）と第１クランクピン２Ｆ〜第４クランクピン２Ｉ（合計４箇所）とを備えており、隣り合う各ジャーナル部と各クランクピンとの間は接続部２Ｋによって接続している。
クランク軸２の第１ジャーナル部２Ａ〜第５ジャーナル部２Ｅは、それらに対応する位置の上記各軸受１Ｊ〜５Ｊによって回転自在に軸支する一方、第１クランク２Ｆ〜第５クランクピン２Ｉには図示しないコンロッド軸受を介して図示しないコンロッドの大径部を取り付けている。

各軸受１Ｊ〜５Ｊは、半円筒状をした上側軸受部材１１Ａ〜１１Ｅと半円筒状をした下側軸受部材１２Ａ〜１２Ｅとを抱き合わせて全体として円筒状に構成されている。そして、各軸受１Ｊ〜５Ｊを構成する上側軸受部材１１Ａ〜１１Ｅおよび下側軸受部材１２Ａ〜１２Ｅの内周面によって、それらの内方に位置するクランク軸２の各ジャーナル部２Ａ〜２Ｅを軸支している。
シリンダブロック１の各軸支部１Ａ〜１Ｅにおける上部に、オイル通路３における５箇所の分岐通路の先端部３ａ〜３ｅを開口させている。
他方、各軸受１Ｊ〜５Ｊにおける上側軸受部材１１の円周方向における中央部に、半径方向孔１３を穿設してあり、これらの半径方向孔１３は、それらに対応する位置の上記分岐通路の先端部３ａ〜３ｅと連通させている。
一方、クランク軸２には、第２ジャーナル部２Ｂおよび第４ジャーナル部２Ｄに半径方向の貫通孔からなる半径方向通路１４Ａ、１４Ｂを形成している。
半径方向通路１４Ａの一端から第１クランクピン２Ｆの外周面にわたって傾斜通路１５Ａを形成してあり、半径方向通路１４Ａの他端から第２クランクピン２Ｇの外周面にわたって傾斜通路１５Ｂを形成している。半径方向通路１４Ａと傾斜通路１５Ａ、１５Ｂによって潤滑油が流通する第１内部通路２１を構成している。

他方、半径方向通路１４Ｂの一端から第３クランクピン２Ｈの外周面にわたって傾斜通路１６Ａを形成してあり、半径方向通路１４Ｂの他端から第４クランクピン２Ｉの外周面にわたって傾斜通路１６Ｂを形成している。半径方向通路１４Ｂと傾斜通路１６Ａ、１６Ｂとによって潤滑油が流通する第２内部通路２２を構成している。
このように構成することで、オイル通路３に接続したオイルポンプＰが作動されると、潤滑油がオイル通路３の各先端部３ａ〜３ｅと上側軸受部材１１Ａ〜１１Ｅの半径方向孔１３を介して各軸受１Ｊ〜５Ｊと各ジャーナル部２Ａ〜２Ｅとの摺動部に供給されるようになっている。そしてさらに、第２ジャーナル部Ｂと第４ジャーナル部Ｄの摺動部に供給された潤滑油は、クランク軸２に設けた第１内部通路２１と第２内部通路２２を介して第１クランクピン２Ｆ〜第４クランクピン２Ｉと図示しないコンロッド軸受との摺動部に供給されるようになっている。

しかして、本実施例は、各軸受１Ｊ〜５Ｊにおける上側軸受部材１１Ａ〜１１Ｅとして円周方向の溝を形成した軸受部材を用いたものである。
すなわち、第２、第４ジャーナル部２Ｂ、２Ｄを軸支する軸受２Ｊ、５Ｊの上側軸受部材１１Ｂ、１１Ｄとして、図２に示した半周溝１８を形成した軸受部材を用いている。半周溝１８は、上側軸受部材１１Ｂ、１１Ｄにおける内周面（摺動面）の円周方向の全域（１８０度）にわたって形成されている。半周溝１８の深さと幅は円周方向の全域にわたって同じ寸法に設定している。
他方、第１、第３、第５ジャーナル部２Ａ、２Ｃ、２Ｅを軸支する軸受１Ｊ、３Ｊ、５Ｊの上側軸受部材１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅとして、図３に示した円周方向の部分溝１９を形成した軸受部材を用いている。この図３に示すように、部分溝１９は、半径方向孔１３を形成した円周方向の中央位置を含めて内周面の円周方向に延びて、円周方向の両端部の少し手前まで形成されている。部分溝１９の幅は円周方向にわたって同一寸法に設定しているが、部分溝１９の深さは半径方向孔１３を設けた円周方向の中央部の箇所が最も深くなっており、そこから円周方向両端部に近い箇所が徐々に浅くなっている。

このように、本実施例においては、クランク軸２の両内部通路２１、２２と連通しない箇所の軸受１Ｊ、３Ｊ、５Ｊについては、上側軸受部材１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｅとして部分溝１９を備えた軸受部材を採用してあり、他方、クランク軸２の両内部通路２１、２２と連通する箇所の軸受２Ｊ、４Ｊについては、上側軸受部材１１Ｂ、１１Ｄとして半周溝１８を備えた軸受部材を採用している。
なお、各軸受１Ｊから５Ｊにおける下側軸受部材１２Ａ〜１２Ｅとしては、図４に示した内周面に溝がない軸受部材を用いている。

以上のように構成した本実施例によれば、クランク軸２の両内部通路２１、２２と連通しない箇所の軸受１Ｊ、３Ｊ、５Ｊの上側軸受部材として内周面に溝が無いものを用いた従来技術（特許文献４の図５）と比較して、第１、第３、第５ジャーナル部２Ａ、２Ｃ、２Ｅに対する潤滑油の供給量を増加させることができる。
そのため、各ジャーナル部２Ａ〜２Ｅを軸支する軸受１Ｊ〜５Ｊの摺動部およびその周辺が過熱することを良好に防止して、軸受１Ｊ〜５Ｊの耐久性が低下することを防止することができる。

次に図５は本発明の第２実施例を示したものである。この第２実施例においては、クランク軸２の内部通路を４箇所設けてあり、それに伴って、第３ジャーナル部２の軸受３Ｊの上側軸受部材１１Ｃとして図３に示した部分溝１９を形成した軸受部材を用いている。
より詳細には、クランクシャフト２における第１、第２ジャーナル部２Ａ，２Ｂおよび第４、第５ジャーナル部２Ｄ，２Ｅにそれぞれ半径方向通路１４を形成している。そして、各半径方向孔１４の一端から隣接位置の各クランクピン２Ｆ〜２Ｉの外周面にわたってそれぞれ傾斜通路１５を形成している。そして、第１ジャーナル部２Ａから第１クランクピン２Ｆにわたる半径方向通路１４と傾斜通路１５によって第１内部通路２１を構成してあり、第２ジャーナル部２Ｂと第２クランクピン２Ｇとにわたる半径方向通路１４と傾斜通路１５により第２内部通路２２を構成している。また、第４ジャーナル部２Ｄの半径方向通路１４から第３クランクピン２Ｈにわたる傾斜通路１５とによって第３内部通路２３を構成してあり、第５ジャーナル部２Ｅの半径方向通路１４から第４クランクピン２Ｉにわたる傾斜通路１５とによって第４内部通路２４を構成している。
そして、上記各内部通路２１〜２４と連通する箇所の軸受１Ｊ（２Ｊ、４Ｊ、５Ｊ）は、上側軸受部材１１Ａ（１１Ｂ，１１Ｄ、１１Ｅ）として図２に示した半周方向溝１８を備えた軸受部材を用いている。
第３ジャーナル部２Ｃには半径方向孔は形成しておらず、その位置の軸受３Ｊの上側軸受部材１１Ｃとして図３に示した部分溝１９を有する軸受部材を用いている。その他の構成は、図１に示した第１実施例と同じである。
このように構成した第２実施例においては、第３ジャーナル部２Ｃ用の軸受３Ｊの上側軸受部材１１Ｃとして部分溝１９を有する軸受部材を採用するとともに、その他の軸受１Ｊ（２Ｊ、４Ｊ、５Ｊ）の上側軸受部材１１Ａ（１１Ｂ、１１Ｄ、１１Ｅ）として半周溝１８を有するものを採用している。
したがって、上記第１実施例と同様に、各軸受１Ｊ〜５Ｊの摺動部とその周辺が過熱することを防止して、各軸受１Ｊ〜５Ｊの耐久性が低下することを防止できる。

次に、図６は本発明の第３実施例を示したものである。この第３実施例は、カムシャフト１０２とそれを回転自在に軸支する複数の軸受１Ｊ〜４Ｊに本発明を適用したものである。
すなわち、カムシャフト１０２は、４箇所の軸受１Ｊ〜４Ｊによって軸支してあり、各軸受１Ｊ〜４Ｊは、半円筒状をした上側軸受部材１１Ａ〜１１Ｄと下側軸受部材１２Ａ〜１２Ｄとによって構成されている。
この第３実施例においては、第１の軸受１Ｊにおける上側軸受部材１１Ａとして図２に示した半周溝１８を有する軸受部材を用いており、第２〜第４の軸受２Ｊ〜４Ｊにおける上側軸受部材１１Ｂ〜１１Ｄとして図３に示した部分溝１９を有する軸受部材を用いている。
第１〜第４の軸受１Ｊ〜４Ｊにおける下側軸受部材１２Ａ〜１２Ｄは、上記各実施例と同様に図４に示した内周面に溝がない軸受部材を用いている。
第１の軸受１Ｊの上側軸受部材に半径方向孔１３を穿設してあり、図示しないハウジングに設けたオイル通路を介してこの半径方向孔１３に向けてポンプＰから潤滑油を供給できるようになっている。他方、この上側軸受部材１１Ｂ〜１１Ｄには、図３に示した半径方向孔１３は穿設していない。
一方、カムシャフト１０２には、軸方向孔とそこから連続する４箇所の半径方向孔とによって内部通路１２１を形成してあり、上記各半径方向孔の先端部１２１ａ〜１２１ｄは、上記各軸受１Ｊ〜４Ｊによって軸支される外周面に開口させている。
このように構成することで、第１の軸受１Ｊにポンプから潤滑油が供給されると、該第１の軸受１Ｊの内周面とカムシャフト１０２の摺動部に潤滑油が供給されるとともに、カムシャフト１０２の内部通路１２１を介して第２〜第４の各軸受２Ｊ〜４Ｊの内周面とカムシャフト１０２との摺動部に潤滑油が供給されるようになっている。
このような第３実施例においては、４箇所の軸受１Ｊ〜４Ｊの上側軸受部材として１Ｊで半周溝１８を有する軸受部材を、２Ｊ〜４Ｊで溝がない軸受部材を採用する場合と比較して、各軸受１Ｊ〜４Ｊの摺動部を効果的に冷却しつつ、各軸受１Ｊ〜４Ｊの位置から軸方向両端側への潤滑油の洩れ量を抑制することができる。

なお、上記第３実施例においてはカムシャフトの軸受に本発明を適用した例を示したが、この他の軸受装置に本発明を適用できるのはもちろんであり、例えば、エンジンのバランサシャフトに適用することもできる。

本発明の一実施例を示す要部の断面図。図１の上側軸受部材１１Ｂ（１１Ｄ）の要部を示す斜視図。図１の上側軸受部材１１Ａ（１１Ｃ、１１Ｅ）の要部を示す斜視図。図１の下側軸上部材１２Ａ〜１２Ｅの要部を示す斜視図。本発明の第２実施例を示す要部の断面図。本発明の第３実施例を示す要部の断面図。

符号の説明

２…クランク軸２Ａ…第１ジャーナル部
２Ｂ…第２ジャーナル部２Ｃ…第３ジャーナル部
２Ｄ…第４ジャーナル部２Ｅ…第５ジャーナル部
２Ｆ…第１クランクピン２Ｇ…第２クランクピン
２Ｈ…第３クランクピン２Ｉ…第４クランクピン
１Ｊ〜５Ｊ…軸受１１Ａ〜１１Ｅ…上側軸受部材
１２Ａ〜１２Ｅ…下側軸受部材１３…半径方向通路
１８…半周溝１９…部分溝
２１…第１内部通路２２…第２内部通路
２３…第３内部通路２４…第４内部通路
１０２…カムシャフト（回転軸）１２１…内部通路

Claims

複数のクランクピンとジャーナル部とを備えるクランク軸と、上記クランク軸のジャーナル部を回転自在に軸支する複数の軸受とを備え、上記各軸受を半円筒状の上側軸受部材と下側軸受部材とによって構成し、上側軸受部材に穿設した半径方向孔を介して各軸受とジャーナル部との摺動部に潤滑油を供給するとともに、上記摺動部に供給された潤滑油を、クランク軸に形成した内部通路を介して上記クランクピンとコンロッド軸受との摺動部に供給するようにした軸受給油装置において、
上記クランク軸の内部通路と連通しない箇所の軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向の中央位置を含めて内周面の円周方向に延びて、円周方向の両端部の手前まで形成された部分溝を有する軸受部材からなり、上記クランク軸の内部通路と連通する箇所の軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向に沿ってその全域にわたって形成された半周溝を有する軸受部材からなることを特徴とする軸受給油装置。
上記クランク軸は、第１〜第４の４箇所のクランクピンと、第１〜第５の５箇所のジャーナル部と、第１クランクピンと第２ジャーナル部および第２クランクピンとにわたって設けた第１内部通路と、第３クランクピンと第４ジャーナル部および第４クランクピンとにわたって設けた第２内部通路とを備え、第１、第３及び第５ジャーナル部を軸支する軸受の上側軸受部材は、部分溝を有する軸受部材からなり、第２、第４ジャーナル部を軸支する軸受の上側軸受部材は、半周溝を有する軸受部材からなることを特徴とする請求項１に記載の軸受給油装置。
上記クランク軸は、第１〜第４の４箇所のクランクピンと、第１〜第５の５箇所のジャーナル部と、第１ジャーナル部と第１クランクピンとにわたって設けた第１内部通路と、第２ジャーナル部と第２クランクピンとにわたって設けた第２内部通路と、第４ジャーナル部と第３クランクピンとにわたって設けた第３内部通路と、第５ジャーナル部と第４クランクピンとにわたって設けた第４内部通路とを備え、第３ジャーナル部を軸支する軸受の上側軸受部材は、部分溝を有する軸受からなり、第１、第２、第４および第５ジャーナル部を軸支する軸受の上側軸受部材は、半周溝を有する軸受部材からなることを特徴とする請求項１に記載の軸受給油装置。
回転軸を回転自在に軸支する複数の軸受と、上記回転軸内に形成されて先端部を上記各軸受によって軸支される外周面に開口させた内部通路とを備え、上記各軸受を半円筒状の上側軸受部材と下側軸受部材とによって構成し、上記軸受における１つの上側軸受部材に設けた連通孔を介して、該連通孔を設けた軸受と回転軸の摺動部に潤滑油を供給するとともに、上記連通孔および回転軸の内部通路を介して残りの軸受と回転軸との摺動部に潤滑油を供給するようにした軸受給油装置において、
上記連通孔を設けた上側軸受部材は、内周面に円周方向に沿ってその全域にわたって形成された半周溝を有する軸受部材からなり、
残りの軸受における上側軸受部材は、内周面に円周方向の中央位置を含めて内周面の円周方向に延びて、円周方向の両端部の手前まで形成された部分溝を有する軸受部材からなることを特徴とする軸受給油装置。