JP4612072B2 - 内燃機関のコンロッド軸受 - Google Patents

Description

本発明は、クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受に係わり、該コンロッド軸受は一対の半円形軸受から成る。

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半円形軸受から成る主軸受を介して内燃機関のシリンダブロック下部に支持される。主軸受に対しては、オイルポンプによって吐出された潤滑油が、シリンダブロック壁内に形成されたオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口を通じて主軸受の内周面に沿って形成された潤滑油溝内に送り込まれる。また、ジャーナル部の直径方向に第１潤滑油路が貫通形成され、この第１潤滑油路の両端開口が前記潤滑油溝と連通し、さらにまた、ジャーナル部の直径方向第１潤滑油路から分岐してクランクアーム部を通る第２潤滑油路が形成され、この第２潤滑油路が、クランクピンの直径方向に貫通形成された第３潤滑油路に連通している。かくして、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから主軸受の壁に形成された貫通口を通じて主軸受の内周面に形成された潤滑油溝内に送り込まれた潤滑油は、第１潤滑油路、第２潤滑油路および第３潤滑油路を経て、第３潤滑油路の端部出口から、クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に供給される。

機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油は、各部分の潤滑油路内に存在する異物を伴う可能性があり、この異物が潤滑油に付随してクランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に送られると、コンロッド軸受の摺動面に損傷を与える危惧がある。クランクピンとコンロッド軸受の摺動面間に進入した異物は、摺動面部分から速やかに外部に排出する必要がある。

潤滑油に混入する異物対策として、一対の半円形軸受で構成される、クランク軸ジャーナル部を支承する主軸受のうち、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから直接潤滑油の供給を受ける貫通口を有する半円形軸受の内周面全長に亘って円周方向の潤滑油溝を設けて、潤滑油に付随する異物を排出することを企図した提案がある。この考え方をコンロッド軸受に適用すると、異物排出効果は得られず、コンロッド軸受の一方の半円形軸受の内周面全長に亘って形成した円周方向潤滑油溝内に異物が滞留するだけでなく、軸受摺動面全体に亘って異物が分散して軸受の損傷が起こりやすくなり、むしろ逆効果であることが試験によって確認された。
この理由として、一般に、コンロッド軸受を保持するハウジングは、機関運転時の変形が大きいため、運転時におけるクランクピンとコンロッド軸受間の間隙が、クランク軸ジャーナル部と主軸受との間の間隙に比して大きく、潤滑油溝内に保持された異物が軸受摺動面全体に広がり易く、主荷重部になる「半円形軸受の円周方向中央部」における摺動面部分にも異物が分布し、前記円周方向潤滑油溝を設けない従来タイプのコンロッド軸受を使用した場合よりも、軸受損傷が増すからである。このことは試験によって確認された。
特開平８−２７７８３１号公報 特開２００５−６９２８３号公報

本発明の目的は、内燃機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油に付随する異物を速やかにコンロッド軸受部から排出することが可能なコンロッド軸受を提供することである。

前記目的に照らし、本発明により、以下の内燃機関用コンロッド軸受が提供される。
クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸のジャーナル部からクランクピンの直径方向貫通孔に至る内部潤滑油路を経て、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
該コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である、コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向前方側の突き合せ端面から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で形成された円周方向溝と、
前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に形成され、潤滑油流路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
前記円周方向溝の溝断面積が、前記内周面の円周方向中央側から前記突き合せ端面に向かって大きくなされている内燃機関のコンロッド軸受。
前記円周方向溝の好適サイズは、溝幅＝１〜７ｍｍ、溝深さ＝０．１〜０．５ｍｍである。
また、前記軸線方向溝の好適サイズは、溝幅＝２ｍｍ未満、溝深さ＝０．１〜０．５ｍｍである。

本発明の一実施形態では、前記円周方向溝が、コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の中央位置に形成される。クランク軸の内部潤滑油路の一部であるクランクピン直径方向貫通孔の出口は、半円形軸受の前記両側辺間の中央位置に整合するのが普通であり、円周方向溝をクランクピン直径方向貫通孔の出口に整合させることによって、円周方向溝に対する潤滑油の流入が円滑に行なわれ、潤滑油に付随する異物も、円周方向溝内を円滑に流れて前記軸線方向溝側に誘導され易い。

本発明の別の実施形態では、前記円周方向溝の溝断面積が、前記内周面の円周方向中央側から前記突き合せ端面に向かって大きくなされる。この構成を採用すると、円周方向溝内の潤滑油の流速が、半円形軸受の円周方向中心部側から突き合せ端面側に向かって緩やかになり、潤滑油に付随する異物が円周方向溝から逸脱することなく溝内を流れる。

本発明の更に別の実施形態では、前記軸線方向溝との連通部における円周方向溝の溝断面積が、軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなされる。この構成によって、軸線方向溝内の潤滑油流速が円周方向溝内のそれよりも大きくなり、軸線方向溝に到達した潤滑油に付随する異物が速やかに軸線方向溝の外部に排出される。ここで、軸線方向溝の溝断面積とは、一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、突き合せ端面を挟んで両側の半円形軸受に跨って、それらの内周部分を前記両側辺間の全長に亘って切除して形成した溝の内壁面と、この溝が形成されなかった場合の、両半円形軸受の仮想内周面とで画成される溝断面積部分（軸受の軸線に直角に交差する平面と平行な横断面の面積）を意味する。

本発明の更に別の実施形態では、前記軸線方向溝が、半円形軸受の突き合せ端面に隣接する軸受内周面に形成されたオイルリリーフおよびクラッシュリリーフを包含する。従来の半円形軸受においても、オイルリリーフおよびクラッシュリリーフを通じて軸線方向外方に向かって潤滑油および異物の排出が行なわれていたが、試験結果によると、大部分の異物がクラッシュリリーフ内に滞留することが判明した。本実施形態では、オイルリリーフおよび／またはクラッシュリリーフを包含する軸線方向溝を設けることによって、従来クラッシュリリーフ内に滞留しがちであった異物を円滑に軸受の外部に排出することができる。ここで、「軸線方向溝がオイルリリーフおよび／またはクラッシュリリーフを含む」とは、半円形軸受の開放側の両端部（対をなす相手側半円形軸受との突き合せ端部）の肉厚を軸受中央部分の肉厚よりも薄肉にしてオイルリリーフやクラッシュリリーフを形成するが、このオイルリリーフやクラッシュリリーフによる減肉量分を超えて軸線方向溝の深さサイズを設定することを意味する。

本発明の更に別の実施形態では、前記円周方向溝および前記軸線方向溝が、前記一対の半円形軸受の両方に、コンロッドの軸受中心線（すなわち、軸線）に対して線対称的に形成される。この構成によれば、機関作動中、クランクピンの回転に伴ってクランクピンの直径方向貫通孔がコンロッド軸受の円周方向溝と反復連通する回数が、単一円周方向溝の場合に比して増加し、潤滑油と共に円周方向溝および軸線方向溝内を流れる異物の外部への排出が効率よく行なわれる。クランクピンの直径方向貫通孔がコンロッド軸受の円周方向溝と連通する時に、前記直径方向貫通孔から供給される潤滑油によって円周方向溝内の異物が軸線方向溝に向かって円滑に圧送される。

本発明の更に別の実施形態に係る内燃機関のコンロッド軸受は、一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面の各々から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で形成された２つの円周方向溝と、前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記両突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に形成され、潤滑油流路として前記両円周方向溝の各々と連通する２つの軸線方向溝とを有する。

本発明の更に別の実施形態に係る内燃機関のコンロッド軸受は、前記両半円形軸受の各々の内周面に、相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面の各々から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で形成された２つの円周方向溝と、前記両半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記両突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に形成され、潤滑油流路として全ての前記円周方向溝の各々と連通する２つの軸線方向溝とを有する。

本発明によれば、少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である、コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向前方側の突き合せ端面から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で円周方向溝が形成されており、機関作動時に、クランク軸のジャーナル部からクランクピンの直径方向貫通孔に至る内部潤滑油路を経由して送られる潤滑油が、前記直径方向貫通孔からクランクピンとコンロッド軸受との間に供給され、潤滑油に付随する異物と共に、クランクピンの回転方向である一対の半円形軸受の突き合せ端面側に向かって、円周方向溝内を円滑に流れる。この流れは、コンロッド軸受に対するクランクピンの回転方向と整合し、円周方向溝に沿う潤滑油に付随する異物の移動を円滑にする。
また、本発明のコンロッド軸受では、一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に軸線方向溝が形成され、潤滑油流路として前記円周方向溝と連通する構成を採用したので、円周方向溝と軸線方向溝とがＴ字形に交差連通しており、円周方向溝内を流れる潤滑油が、対をなす相手側半円形軸受の摺動面部分に向かうことなく軸線方向溝内に方向を変えて流れ、コンロッド軸受の前記両側辺部分から外部に排出される。
よって、内燃機関のシリンダブロックからクランク軸のジャーナル部を経てコンロッド軸受部に送られる潤滑油に付随する異物を速やかにコンロッド軸受部から排出して軸受の損傷を防ぐという本発明の目的を達成することができる。
以下、添付図面を見ながら本発明の実施例について説明する。

図１は、内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部およびクランクピン部でそれぞれ截断した模式図であり、ジャーナル１０、クランクピン１２およびコンロッド１４を示す。これら三部材の紙面奥行き方向での位置関係は、ジャーナル１０が紙面の最も奥側にあり、手前側にクランクピン１２があって、クランクピン１２が、他端にピストンを担持するコンロッド１４の大端部ハウジング１６で包囲されている。
ジャーナル１０は、一対の半円形軸受１８Ａ、１８Ｂを介して、内燃機関のシリンダブロック下部に支持されている。図面で上側に位置する半円形軸受１８Ａは、その内周面全長に亘って潤滑油溝１８ａが形成されている。
また、ジャーナル１０は、その直径方向貫通孔１０ａを有し、ジャーナル１０が矢印Ｘ方向に回転すると、貫通孔１０ａの両端開口が交互に潤滑油溝１８ａに連通する。
さらに、ジャーナル１０、図示されないクランクアーム、および、クランクピン１２を貫通して潤滑油路２０が、クランク軸内部に形成されている。

クランクピン１２は、一対の半円形軸受２４、２６を介して、コンロッド１４の大端部ハウジング１６（これは、コンロッド側大端部ハウジング１６Ａとキャップ側大端部ハウジング１６Ｂから成る）に保持されている。半円形軸受２４、２６は、それらの突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てて円筒形のコンロッド軸受２２になされている。図２〜図４に、コンロッド軸受２２を構成する半円形軸受２４、２６の詳細を示す。半円形軸受２４は、その円周方向端面２４Ａ、２４Ｂのうちの一方の端面２４Ａから円周方向中央部に向かって円周角４５度以内の円周方向長に相当する円周方向溝２４Ｃが形成されている。また、円周方向溝２４Ｃは、半円形軸受２４の軸線方向長さ（軸線方向両側辺２４ａ、２４ｂ間の長さ）の中央部に位置する。また、半円形軸受２４の端面２４Ａの内周面側の一部を、軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺２４ａ、２４ｂ間の全長に亘って欠截して成る傾斜面２４Ｄが形成されている。この傾斜面２４Ｄは、相手側の半円形軸受２６に形成された同様な傾斜面２６Ｄと協働して、横断面概略三角形状の軸線方向溝２４Ｅを画成する。
図１は、好適例として、円周方向両端面２４Ａ、２６Ａに傾斜面を設けているが、必ずしもこの例に限定されるわけではなく、両半円形軸受のうちの少なくとも一方にのみ、傾斜面を設けてもよい。
図２において、半円形軸受２４の円周方向溝２４Ｃは、クランクピン１２の回転方向（矢印Ｚ）前方に位置する端面２４Ａ側に形成されている。
また、傾斜面２６Ｄが形成されているのは、半円形軸受２６の円周方向端面２６Ａ、２６Ｂのうちの一方の端面２６Ａ側である。

半円形軸受２４、２６の他方の円周方向端面２４Ｂ、２６Ｂ側には、必ずしも、円周方向溝および軸線方向溝を設ける必要はないが、図２〜図４は、好適例として、円周方向端面２４Ｂ、２６Ｂ側にも、円周方向溝および軸線方向溝を設けた例を示している。この円周方向溝と軸線方向溝は、円周方向端面２４Ａ、２６Ａ側の円周方向溝２４Ｃ、軸線方向溝２４Ｅに対して、コンロッド軸受の軸受中心線（すなわち、軸線）を中心として線対称的に円周方向端面２６Ｂ、２４Ｂ側に形成され、円周方向溝２６Ｆ、および、傾斜面２６Ｇ、２４Ｇで画成される軸線方向溝２６Ｈになされている。円周方向溝２６Ｆも、円周方向溝２４Ｃと同様に、半円形軸受２６に対する、クランクピン１２の回転方向前方に位置する端面２６Ｂ側に形成されている。

次に、本実施例に係る構成部材の一例としての寸法関係を、以下に示す。
（１）クランクピン１２を横断貫通する潤滑油路２０の孔径：Ф５〜７ｍｍ。
（２）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの幅：１〜７ｍｍ。
（３）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの深さ：０．１〜０．５ｍｍ（このサイズは、異物サイズを考慮したものである）。半円形軸受では、一般に、開放側の両端部（対をなす相手側半円形軸受との突き合せ端部）の肉厚を円周方向中央部分の肉厚よりも薄肉であって、しかも端部に向かって次第に薄肉になるようなオイルリリーフや、両方の突き合せ端部の肉厚を局部的に薄肉となるようなクラッシュリリーフを形成するが、この場合、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの深さは、オイルリリーフやクラッシュリリーフによる、円周方向中央部の肉厚を基準とする減肉量分を超えて大きくしてもよい。
（４）円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの長さ：半円形軸受の円周方向端面のうちの一方の端面から円周方向中央部に向かって円周角４５度以内の円周方向長に相当する。この角度は、半円形軸受２２の円周方向中央部が荷重負荷の最も大きい箇所であることを考慮し、これを避けるように定めた。
（５）軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈの溝幅（Ｌ１）：２ｍｍ未満。
（６）軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈの溝深さ（Ｌ２）：０．１〜０．５ｍｍ。
（７）クラッシュリリーフ：円周方向端面２４Ａ、２４Ｂ、２６Ａ、２６Ｂの軸受内周面側の縁部分のクラッシュリリーフ寸法は、軸受の突き合せ端面から円周方向中央側に向かって延在する円周方向長さ３ｍｍ〜１５ｍｍ、円周方向中央部の肉厚を基準とする減肉量０．０１〜０．０５ｍｍである。

本実施例のコンロッド軸受は、以上のように構成されており、以下、その機能について説明する。
機関作動中、シリンダブロックに設けたオイルギャラリーから、ジャーナル１０を支承する主軸受を構成する一対の半円形軸受１８Ａ、１８Ｂのうち、内周面に潤滑油溝１８ａが形成された半円形軸受１８Ａの壁を貫通して形成された開口を通じて、潤滑油溝１８ａ内に潤滑油が供給される。回転するジャーナル１０に形成された直径方向貫通孔１０ａの両端開口が潤滑油溝１８ａと間欠的に連通するが、その連通時に貫通孔１０ａ内に潤滑油圧が作用し、更には貫通孔１０ａに連通する潤滑油路２０にも潤滑油供給圧力が作用し、クランクピン１２の外周面に存在する潤滑油路２０の出口（開口）から、クランクピン１２とコンロッド軸受２２の間の摺動面部に潤滑油が供給される。しかしながら、クランクピン１２の回転に応じて、潤滑油路２０の出口（開口）が間欠的に円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆに連通する時、それら円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内に多量の潤滑油が流入し、潤滑油に付随する異物２８、および円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内に既に存在していた異物２８が円周方向溝に沿って押し流される。この流れは、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆに連通する軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈの存在によって保証される。円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆを流れて、軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈに達した異物２８は、相手側半円形軸受に円周方向溝が存在しないため、相手側半円形軸受の摺動面部には流入し難く、もっぱら軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈに流入して、軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺部から軸受外部に排出される。
また、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆが、クランクピン１２の回転順方向側にある、半円形軸受２４、２６の円周方向端面側に存在するため、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内にある異物２８の排出を促進する傾向になる。

この場合、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの溝断面積を、内周面の円周方向中央側から突き合せ端面に向かって大きくした構成を採用すると、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内を流れる潤滑油および異物２８の流れが突き合せ端面に向かって緩やかになり、円周方向溝内の異物２８が潤滑油の流れに付随して確実に軸線方向溝側に押し流される。また、軸線方向溝に接近した際の潤滑油および異物２８の流速が緩やかであるため、慣性力によって、軸線方向溝を乗り越えて相手側半円形軸受側まで潤滑油と異物が進入するような現象を避けることができる。

また、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆの溝断面積を、軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈの溝断面積よりも大きくした構成を採用すると、円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆ内を相対的に緩やかに
ながれてきた潤滑油および異物の流速が軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈ内で増大して、軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺部から軸受外部に速やかに排出される。

実施例１では、クランクピン１２の回転方向である矢印Ｚ側に位置する端面２４Ａ側のみに円周方向溝２４Ｃが形成された半円形軸受２４と、クランクピン１２の回転方向である矢印Ｚ側に位置する端面２６Ｂ側のみに円周方向溝２６Ｆが形成された半円形軸受２６とを組み合わせたコンロッド軸受２２について紹介したが、図７に示す実施例２（変形例）は、実施例１の場合に比して多少効果は劣るものの、実用上満足できる異物排出効果を得ることができる。実施例２では、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３０と、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３２とで形成したコンロッド軸受を用いている。ここで、半円形軸受３０、３２は、いずれも、円周方向両端部の内面に、実施例１における円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆと同様な形状の円周方向溝３０Ａ、３０Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ、および、実施例１における軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈと同様な形状の軸線方向溝（図示しない）を有する。本実施例のコンロッド軸受は、クランクピン１２の回転順方向（矢印Ｚ方向）側の軸線方向溝に異物を押し流すための円周方向溝３０Ａ、３２Ｂのみならず、クランクピン１２の反回転方向側の円周方向溝３０Ｂ、３２Ａをも有するので、半円形状軸受をコンロッドに組み付ける際に、クランクピン１２の反回転方向側の端面のみに円周方向溝が位置した状態で組み付けられるというような誤りを防ぐことができる。

図８に示す実施例３（変形例）では、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３４と、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受３６とで形成したコンロッド軸受を用いている。半円形軸受３４は、円周方向溝が形成されていない内周面を有する。半円形軸受３６は、円周方向両端部の内面に、実施例１における円周方向溝２４Ｃ、２６Ｆと同様な形状の円周方向溝３６Ａ、３６Ｂ、および、実施例１における軸線方向溝２４Ｅ、２６Ｈと同様な形状の軸線方向溝（図示しない）を有する。図８に示す実施例３は、実施例１の場合に比して多少効果は劣るものの、実用上満足できる異物排出効果を得ることができる。本実施例のコンロッド軸受は、クランクピン１２の回転順方向（矢印Ｚ方向）側の軸線方向溝に異物を押し流すための円周方向溝３６Ｂのみならず、クランクピン１２の反回転方向側の円周方向溝３６Ａをも有するので、半円形状軸受をコンロッドに組み付ける際に、クランクピン１２の反回転方向側の端面のみに円周方向溝が位置した状態で組み付けられるというような誤りを防ぐことができる。また、上側（すなわち、コンロッド側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受を円周方向溝付きの半円形軸受３６とし、下側（すなわち、キャップ側大端部ハウジング側）に位置する半円形軸受を円周方向全長に沿う公知の潤滑油溝が形成されていない半円形軸受３４としてもよい。

異物排出性確認試験
実施例１〜３のコンロッド軸受、および、円周方向溝および軸線方向溝を有しない在来型のコンロッド軸受、および、比較例１〜３のコンロッド軸受について、異物排出性確認試験を行なった。比較例１は在来型のコンロッド軸受に実施例と同様な形状の軸線方向溝のみを有するようにしたコンロッド軸受、比較例２は実施例２と同様な形状の円周方向溝を有するが軸線方向溝を有しないコンロッド軸受、比較例３は内周面の全周方向長に亘って深さおよび幅が一定の円周方向溝を有するが軸線方向溝を有しないコンロッド軸受であった。試験対象および試験条件は以下のとおりである。

表１に示した種類のコンロッド軸受を用いて駆動回転軸（表２参照）を支承し、強制潤滑状態で回転軸を回転させた。回転軸は、クランクピンを模したものであり、クランクピンの中心油孔から半径方向に分岐した潤滑油路を通じて試験軸受の内周面に向けて潤滑油を強制的に供給した。その際、試験開始前に、クランクピンの外周面における潤滑油路の吐出口（開口）に臨む潤滑油路内壁に微細粒子から成る異物（１ｍｇ）をグリースに混ぜて付着させておいた。異物粒子は、鉄系材料であり、長径＝０．１７〜０．２ｍｍ、厚さ＝０．０５〜０．１ｍｍであった。試験条件を表２に示す。試験対象であるコンロッド軸受は、各種別毎に３試験品（Ｎ＝３）を用意して、試験を行なった。

試験結果
各１時間の回転試験後、上下一対から成る円筒形軸受の内周面に付着、埋収して残留していた異物粒子の個数を数えた。異物粒子の残留個数は、少ないほどよく、より多くの異物粒子が潤滑油と共に軸受から排出されたことを示す。試験の結果、残留個数の平均値が、在来型＝約２８０、実施例１＝約１４０、実施例２＝約１７５、実施例３＝約１６０、比較例１＝約２６０、比較例２＝約２９０、比較例３＝３２０であった。ここで、在来型＝約２６０を基準値（１００）として、前記平均個数の減少率を見ると、比較例１＝マイナス７％、比較例２＝プラス４％、比較例３＝プラス１４％、実施例１＝マイナス４６％、実施例３＝マイナス３８％、実施例２＝マイナス３２％である。この結果から、図１〜図６に示す実施例１の異物排出性が最もよく、図８に示す実施例３の異物排出性が次によく、図７に示す実施例２の異物排出性が３番目の成績であった。いずれの例も、在来型に比して、３０％以上の良好な異物排出効果が得られることを確認した。

内燃機関のクランク軸を、ジャーナル部およびクランクピン部でそれぞれ截断した模式図。 回転するクランクピンとコンロッド軸受の関係を示す横断面図。 図２に示すコンロッド軸受の上側半円形軸受の内周面を示す図。 図２に示すコンロッド軸受の下側半円形軸受の内周面を示す図。 図２の矢印Ｙで指示した箇所の拡大図。 図５に示した上下の半円形軸受の寸法関係等を説明するための図。 本発明の実施例２に係るコンロッド軸受の側面図。 本発明の実施例３に係るコンロッド軸受の側面図。

符号の説明

１０ ジャーナル
１０ａ ジャーナルの直径方向貫通孔
１２ クランクピン
１４ コンロッド
１６ 大端部ハウジング
１６Ａ コンロッド側大端部ハウジング
１６Ｂ キャップ側大端部ハウジング
１８Ａ 半円形軸受
１８Ｂ 半円形軸受
１８ａ 潤滑油溝
２０ 潤滑油路
２２ コンロッド軸受
２４ 半円形軸受
２４Ａ 円周方向端面
２４Ｂ 円周方向端面
２４Ｃ 円周方向溝
２４Ｄ 傾斜面
２４Ｅ 軸線方向溝
２４Ｇ 傾斜面
２４ａ 軸線方向側辺
２４ｂ 軸線方向側辺
２６ 半円形軸受
２６Ａ 円周方向端面
２６Ｂ 円周方向端面
２６Ｄ 傾斜面
２６Ｆ 円周方向溝
２６Ｇ 傾斜面
２６Ｈ 軸線方向溝
２８ 異物
３０ 半円形軸受
３０Ａ、３０Ｂ 円周方向溝
３２ 半円形軸受
３２Ａ、３２Ｂ 円周方向溝
３４ 半円形軸受
３６ 半円形軸受
３６Ａ、３６Ｂ 円周方向溝

Claims (7)

1. クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
   前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのコンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
   少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの少なくとも一方である、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向前方側の突き合せ端面から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で形成された円周方向溝と、
   前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、潤滑油流路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
   前記円周方向溝と前記軸線方向溝との連通部における前記コンロッド軸受の周方向から見た前記円周方向溝の溝断面積が、前記コンロッド軸受の軸線方向から見た前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなっており、
   前記円周方向溝の溝断面積が、前記内周面の円周方向中央側から前記突き合せ端面に向かって大きくなされている内燃機関のコンロッド軸受。
2. 前記円周方向溝が、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の中央位置に形成されている請求項１に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
3. 前記円周方向溝の溝幅が１〜７ｍｍ、溝深さが０．１〜０．５ｍｍである請求項１または請求項２に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
4. 前記軸線方向溝の溝幅が２ｍｍ未満、溝深さが０．１〜０．５ｍｍである請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
5. 前記軸線方向溝が、前記半円形軸受の突き合せ端面に隣接する軸受内周面に形成されたオイルリリーフおよび／またはクラッシュリリーフを包含することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
6. 前記円周方向溝および前記軸線方向溝が、前記一対の半円形軸受の両方に、前記コンロッド軸受の軸線を中心として線対称的に形成されていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載された内燃機関のコンロッド軸受。
7. クランク軸を支える主軸受の内周面に供給された潤滑油が、クランク軸の内部潤滑油路を経て、コンロッドとクランク軸を連結するクランクピンを回転自在に支承するコンロッド軸受の内周面に供給されるように構成された内燃機関のコンロッド軸受であって、
   前記コンロッド軸受が一対の半円形軸受から成り、その一方がコンロッド大端部ハウジングのコンロッド側に位置する上側半円形軸受であり、他方がコンロッド大端部ハウジングのキャップ側に位置する下側半円形軸受として構成され、上側の半円形軸受は、その半円形の円周方向中心部分がコンロッドの中心軸線と一致するように組立てられる形式の前記コンロッド軸受において、
   少なくとも一方の前記半円形軸受の内周面に、対をなす相手側半円形軸受との２つの突き合せ端面のうちの一方である、前記コンロッド軸受に対するクランクピンの相対回転方向前方側の突き合せ端面から円周方向中央部に向かって最大円周角４５度の範囲内で形成された円周方向溝と、
   前記一対の半円形軸受の突き合せ端面を互いに突き合わせて組立てた状態で、前記円周方向溝が形成された側の前記突き合せ端面に沿って、かつ、前記コンロッド軸受の軸線と直角に交差する平面と平行な両側辺間の全長に亘って前記両半円形軸受の少なくとも一方の内周面に沿って形成され、潤滑油流路として前記円周方向溝と連通する軸線方向溝とを有し、
   前記円周方向溝と前記軸線方向溝との連通部における前記コンロッド軸受の周方向から見た前記円周方向溝の溝断面積が、前記コンロッド軸受の軸線方向から見た前記軸線方向溝の溝断面積よりも大きくなっており、
   前記円周方向溝の溝断面積が、前記内周面の円周方向中央側から前記突き合せ端面に向かって大きくなされている内燃機関のコンロッド軸受。

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