内燃機関の潤滑装置

【課題】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した場合、その転がり軸受における油漏れの影響をコンロッド大端部軸受に及ぼすことがなく、また、オイルポンプの負荷を減少させることである。
【解決手段】クランク軸２１のジャーナル軸受２３とコンロッド大端部軸受２６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２３が転がり軸受によって構成され、前記クランク軸２１に主給油経路３４が設けられ、前記ジャーナル軸受２３とコンロッド大端部軸受２６に対する給油経路が、それぞれ前記主給油経路３４から分岐され相互に独立したジャーナル軸受給油経路３８とコンロッド大端部軸受給油経路３９によって構成されたものである。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車等の内燃機関の潤滑装置に関し、特に、オイルポンプの負荷の低減化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２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１）。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１のジャーナル２を支持するジャーナル軸受３、クランクピン４の周りに嵌合されたコンロッド大端部軸受５及びピストンピン６の周りに嵌合されたコンロッド小端部軸受７である。ジャーナル軸受３及びコンロッド大端部軸受５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７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８をピストンピン６に嵌合することにより滑り軸受を構成している。
【０００３】
内燃機関のオイルポンプ９に接続されたメインギャラリ１０に、クランク軸１のジャーナル軸受３ごとに分岐されたジャーナル軸受給油経路１１が設けられる。各ジャーナル軸受給油経路１１は、エンジンブロックに設けられた軸受支持部１２からジャーナル軸受３の油穴１３を経てジャーナル２を径方向に貫通し、そのジャーナル軸受３の反対側内周面に達する経路によりジャーナル軸受３に給油する。
【０００４】
前記のジャーナル軸受給油経路１１は、ジャーナル２の内部で斜めに分岐され、分岐された経路によてコンロッド大端部軸受給油経路１４が形成される。その給油経路１４がコンロッド大端部軸受５の内径面に達しこれに給油する。コンロッド大端部軸受５は油穴１５を有する。コンロッド大端部１６には当該軸受５からコンロッド大端部１６の外周面に達する油噴射穴１７が設けられる。その油噴射穴１７と、前記メインギャラリ１０に通じた油噴射ノズル１８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７及びピストン１９の摺動面２０を潤滑するようにしている。
【０００５】
前記のように、従来の潤滑装置におけるジャーナル軸受３とコンロッド大端部軸受５の給油系統はジャーナル軸受給油経路１１から油噴射穴１７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３が上流側、コンロッド大端部軸受５が下流側となる関係にある。
【０００６】
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２）。
【０００７】
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３として使用することが考えられる。
【０００８】
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。
【０００９】
また、前記の従来例（図２参照）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３、同４参照）。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平７−２７１２６号公報
【特許文献２】米国特許第１９２１４８８号明細書及び図面
【特許文献３】特開２００７−２２４８５９号公報
【特許文献４】特開平６−６６１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
そこで、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課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【発明の効果】
【００１８】
以上のように、この発明においては、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。
【００１９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態１の給油経路図である。
【図２】図２は、先行技術の給油経路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
[実施形態１]
図１は、実施形態１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２１のジャーナル２２を支持するジャーナル軸受２３、クランクピン２４の周りに嵌合されコンロッド大端部２５を支持するコンロッド大端部軸受２６及びピストンピン２７の周りに嵌合されコンロッド小端部２８を支持するコンロッド小端部軸受２９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。
【００２３】
給油系統は、以下のように構成される。即ち、クランク軸２１のジャーナル２２のセンターにジャーナル部主給油経路３１、クランクピン２４にクランクピン部主給油経路３２が設けられる。これら各部の主給油経路３１、３２が相互に傾斜経路３３によって連通され、全体として主給油経路３４を構成している。このうち、クランク軸２１の一端部におけるジャーナル２２においては、そのジャーナル部主給油経路３１が径方向の導入経路３７を経てメインギャラリ３６、さらにオイルポンプ３５に接続される。
【００２４】
また、各ジャーナル２２においては、前記のジャーナル部主給油経路３１から径方向に分岐されたジャーナル軸受給油経路３８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２３の内径面に達し当該軸受２３に給油する。また、クランクピン２４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３３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３９が設けられる。このコンロッド大端部軸受給油経路３９はコンロッド大端部軸受２６の内径面に達し当該軸受２６に給油する。
【００２５】
前記のように、ジャーナル軸受２３及びコンロッド大端部軸受２６に対する給油方式は、主給油経路３４に対し並列に接続されたジャーナル軸受給油経路３８及びコンロッド大端部軸受給油経路３９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。
【００２６】
前記コンロッド大端部軸受２６の外径面にコンロッド大端部２５を斜め貫通した油噴射穴４０が設けられる。前記の油噴射穴４０と、前記メインギャラリ３６に接続された油噴射ノズル４１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２９及びピストン４２の摺動面４３を潤滑するようにしている。
【００２７】
実施形態１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３５からメインギャラリ３６、導入経路３７を経てクランク軸２１の主給油経路３４に潤滑油が供給される。主給油経路３４には、ジャーナル軸受給油経路３８及びコンロッド大端部軸受給油経路３９が接続されていることにより、これらの給油経路３８、３９を経てそれぞれジャーナル軸受２３及びコンロッド大端部軸受２６に給油される。
【００２８】
また、コンロッド大端部軸受２６を経由して油噴射穴４０から噴射される潤滑油及びメインギャラリ３６を経由して油噴射ノズル４１から噴射される潤滑油が、コンロッド小端部軸受２９及びピストン４２の摺動面４３を潤滑する。
【００２９】
前記のように、ジャーナル軸受２３及びコンロッド大端部軸受２６に対する各給油経路３８、３９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２３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２６にその影響が及ぶことを避けることができる。
【００３０】
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２参照）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３８及びコンロッド大端部軸受給油経路３９は、いずれも主給油経路３４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２１の回転に伴う遠心力によるポンプ作用が加わる。
【００３１】
さらに、ジャーナル軸受２３、コンロッド大端部軸受２６及びコンロッド小端部軸受２９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３５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。
【符号の説明】
【００３２】
１クランク軸
２ジャーナル
３ジャーナル軸受
４クランクピン
５コンロッド大端部軸受
６ピストンピン
７コンロッド小端部軸受
８コンロッド小端部
９オイルポンプ
１０メインギャラリ
１１ジャーナル軸受給油経路
１２軸受支持部
１３油穴
１４コンロッド大端部軸受給油経路
１５油穴
１６コンロッド大端部
１７油噴射穴
１８油噴射ノズル
１９ピストン
２０摺動面
２１クランク軸
２２ジャーナル
２３ジャーナル軸受
２４クランクピン
２５コンロッド大端部
２６コンロッド大端部軸受
２７ピストンピン
２８コンロッド小端部
２９コンロッド小端部軸受
３１ジャーナル部主給油経路
３２クランクピン部主給油経路
３３傾斜経路
３４主給油経路
３５オイルポンプ
３６メインギャラリ
３７導入経路
３８ジャーナル軸受給油経路
３９コンロッド大端部軸受給油経路
４０油噴射穴
４１油噴射ノズル
４２ピストン
４３摺動面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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１に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項３】
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２に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項４】
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１から３のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項５】
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４に記載の内燃機関の潤滑装置。
【請求項６】
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１から５のいずれかに記載の内燃機関の潤滑装置。

【図１】