図面 (/)

技術 クランクピンの軸受け

出願人 新潟原動機株式会社
発明者 古石大資佐藤長幸佐藤純一今井藤一郎永澤秀明皿井康雄
出願日 2000年2月1日 (20年4ヶ月経過) 出願番号 2000-024144
公開日 2001年8月10日 (18年10ヶ月経過) 公開番号 2001-214922
状態 特許登録済
技術分野 すべり軸受 軸・クランク・連接棒及び関連の軸受
主要キーワード 通油穴 機関入口 ピストン軸受 潤滑油配管 擦過痕 上軸受け 凸カム 未形成領域
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年8月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

クランクピンカムウエアーが発生せず、潤滑油脈動が発生しないクランクピンの軸受けを提供する。

解決手段

連接棒1の大端部2の内周面の大端部油溝20は、小端部側の上部を除いて周方向に沿って連続している。大端部2の内周面とクランクピン5の間には上軸受け21と下軸受け22がある。軸受けの内周面の一部に周方向に沿って形成された軸受け油溝23は2つの部分に分かれており、クランクピン5の慣性力A側に対応する一部には軸受け油溝の未形成領域24がある。未形成領域24には第1油穴26が形成され、軸受け油溝23には第2油穴27がある。クランクピン5のピン通油穴6が間欠的に開閉されることがなく、常にピストン4に潤滑油が安定して供給される状態を保てる。潤滑油に急激な圧力低下が発生しなくなり、これによってキャビテーションの発生が抑制され、これによる侵食が解消される。

概要

背景

図5は連接棒1の小端部3が連結されたピストン4を示す。図6は、大端部付近の構造を模式的に示す断面図である。

往復動内燃機関においては、ピストン4及びこれに連結された連接棒1の慣性力により、図6に示すクランクピン5の慣性力側Aに大きな荷重が加わる。通常、この部分に相当する連接棒の大端部2の下側の軸受B(以下、下軸受けと呼ぶ)には、潤滑油をクランクピン5から連接棒1に通油するための油溝Cが設けてある。油溝Cは、慣性力側Aに相対する燃焼圧力側Fを除き、下軸受けBの内周面周状に連続して形成されている。

クランクピン5には通油穴6が形成されている。この通油穴6は、クランクピン5の中心に軸方向に形成されるとともに、径方向に連続して形成されて回転方向に180°離れた位置に開口している。このクランクピン5の通油穴6から供給された潤滑油は、クランクピン5と軸受けBの間に油膜E1を形成する。この潤滑油は、軸受けBに形成された油穴7を経て軸受けBと大端部2の間の通油溝E2に入る。そして、この潤滑油は、連接棒1の通油穴8を経てピストン4側に供給される。即ち、図5に示すように、潤滑油はピストンピン9と小端部3の間にあるピストンピンメタル10を経てピストン4のオイルギャラリー11に供給される。

概要

クランクピンにカムウエアーが発生せず、潤滑油の脈動が発生しないクランクピンの軸受けを提供する。

連接棒1の大端部2の内周面の大端部油溝20は、小端部側の上部を除いて周方向に沿って連続している。大端部2の内周面とクランクピン5の間には上軸受け21と下軸受け22がある。軸受けの内周面の一部に周方向に沿って形成された軸受け油溝23は2つの部分に分かれており、クランクピン5の慣性力A側に対応する一部には軸受け油溝の未形成領域24がある。未形成領域24には第1油穴26が形成され、軸受け油溝23には第2油穴27がある。クランクピン5のピン通油穴6が間欠的に開閉されることがなく、常にピストン4に潤滑油が安定して供給される状態を保てる。潤滑油に急激な圧力低下が発生しなくなり、これによってキャビテーションの発生が抑制され、これによる侵食が解消される。

目的

本発明は、前述したカムウエアーによる問題点を解決することを目的としており、そのためにクランクピンの慣性力側に対応する軸受けの油溝の一部を埋めても潤滑油の脈動が発生しないクランクピンの軸受けを提供することを目的としている。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

連接棒大端部と該大端部に挿入されるクランクピンとの間に設けられ、その内周面の一部に周方向に沿って油溝が形成された軸受けにおいて、駆動時に連接棒の慣性力がクランクピンを介して作用する前記内周面の下部に、前記油溝の未形成領域を設け、前記未形成領域には前記内周面と外周面を連通させる第1油穴を形成したことを特徴とするクランクピンの軸受け。

請求項2

ピストンと、クランク軸と、ピストンに連結された小端部及びクランクピンを介してクランク軸に連結された大端部を備えた連接棒と、連接棒の大端部の内周面に形成された大端部油溝と、連接棒の内部に形成されて大端部油溝を小端部に連通させる連接棒通油穴と、クランクピンの内部に形成されて潤滑油吐出口が外周面に開口したピン通油穴とを有する往復動内燃機関に適用され、連接棒の大端部の内周面と前記大端部に挿入されるクランクピンの外周面との間に設けられ、その内周面の一部に周方向に沿う軸受け油溝が形成された軸受けにおいて、駆動時に連接棒の慣性力がクランクピンを介して作用する前記軸受けの内周面の下部に、前記軸受け油溝の未形成領域を設け、前記未形成領域には、連接棒の大端部油溝と前記クランクピンのピン通油穴とを連通させる少なくとも1本の第1油穴を貫通して形成したことを特徴とするクランクピンの軸受け。

請求項3

前記軸受け油溝が、前記軸受け油溝の未形成領域と該未形成領域に相対する第2の未形成領域の間の2つの領域に形成されており、連接棒の大端部油溝に連通する第2油穴をこの軸受け油溝の底に貫通して形成した請求項2記載のクランクピンの軸受け。

請求項4

前記未形成領域に形成された第1油穴の位置と個数が、クランクピンのピン通油穴が軸受けの内周面によって閉止されるクランク角度が発生しないように選定されている請求項3記載のクランクピンの軸受け。

技術分野

0001

本発明は、クランクピンからピストンにかけて潤滑油供給経路が形成された往復動機関において、クランクピンと連接棒大端部の間に設ける軸受けに関するものである。

背景技術

0002

図5連接棒1の小端部3が連結されたピストン4を示す。図6は、大端部付近の構造を模式的に示す断面図である。

0003

往復動内燃機関においては、ピストン4及びこれに連結された連接棒1の慣性力により、図6に示すクランクピン5の慣性力側Aに大きな荷重が加わる。通常、この部分に相当する連接棒の大端部2の下側の軸受B(以下、下軸受けと呼ぶ)には、潤滑油をクランクピン5から連接棒1に通油するための油溝Cが設けてある。油溝Cは、慣性力側Aに相対する燃焼圧力側Fを除き、下軸受けBの内周面周状に連続して形成されている。

0004

クランクピン5には通油穴6が形成されている。この通油穴6は、クランクピン5の中心に軸方向に形成されるとともに、径方向に連続して形成されて回転方向に180°離れた位置に開口している。このクランクピン5の通油穴6から供給された潤滑油は、クランクピン5と軸受けBの間に油膜E1を形成する。この潤滑油は、軸受けBに形成された油穴7を経て軸受けBと大端部2の間の通油溝E2に入る。そして、この潤滑油は、連接棒1の通油穴8を経てピストン4側に供給される。即ち、図5に示すように、潤滑油はピストンピン9と小端部3の間にあるピストンピンメタル10を経てピストン4のオイルギャラリー11に供給される。

発明が解決しようとする課題

0005

この下軸受けBが上記慣性力によりクランクピン慣性力A側に強く押しつけられると、次第に下軸受けBの溝の形がクランクピン慣性力A側に転写され、数十μmm〜数百μmmの凸カム摩耗D(以下、カムウエアーと称す)を生じる。

0006

このカムウエアーDが油膜E1の厚さ(通常数μmm)より大きく成長すると、クランクピン5と下軸受けB間の油膜E1を破壊し、クランク軸の回転により油溝の設けられていない大端部2の上側軸受H(以下、上軸受けと呼ぶ)の燃焼圧力側Fに帯状擦過痕Gを生じさせ、上軸受けHの損傷、あるいはクランクピン5の焼損折損などの重大事故を引き起こす危険性が大きくなる。

0007

そこで本発明者等は、前述したカムウエアーDの発生を防止するために、前記下軸受けBの油溝Cの内、クランクピン5の慣性力A側に対応する一部を埋めることを案出した。しかしながら、このようにすると、クランクピン5の表面に周方向に180°の間隔で開口している両方の通油穴6が、下軸受けBと上軸受けHによって同時に閉止されるクランク角度が発生する。機関が駆動すると、このクランクピン5の通油穴6が周期的に開閉することとなり、これによって潤滑油系の急激で周期的な圧力の上昇と下降(以下脈動と称する)が発生する。この脈動が潤滑油配管振動を増大させ、また圧力降下によって潤滑油内にキャビテーションを誘発し、油溝を部分的に埋めたところと残された油溝との間の油溝きりあがり部分等に侵食を発生させる要因となった。また、大端部2から小端部3への潤滑油の流れが断続的になり、途切れる時期が生じるため、ピストン4の潤滑性低下によってピストンピン軸受け10の寿命が低下し、またピストン4のオイルギャラリー11の冷却効果が低減してカーボン堆積12が増大するという問題も見られた。

0008

本発明は、前述したカムウエアーによる問題点を解決することを目的としており、そのためにクランクピンの慣性力側に対応する軸受けの油溝の一部を埋めても潤滑油の脈動が発生しないクランクピンの軸受けを提供することを目的としている。

課題を解決するための手段

0009

請求項1に記載されたクランクピン(5)の軸受け(21,22)は、連接棒(1)の大端部(2)と該大端部に挿入されるクランクピン(5)との間に設けられ、その内周面の一部に周方向に沿って油溝が形成された軸受けにおいて、駆動時に連接棒の慣性力がクランクピンを介して作用する前記内周面の下部に、前記油溝の未形成領域(24)を設け、前記未形成領域には前記内周面と外周面を連通させる第1油穴(26)を形成したことを特徴としている。

0010

請求項2に記載されたクランクピン(5)の軸受け(21,22)は、ピストン(4)と、クランク軸と、ピストンに連結された小端部(3)及びクランクピンを介してクランク軸に連結された大端部(2)を備えた連接棒(1)と、連接棒の大端部の内周面に形成された大端部油溝(20)と、連接棒の内部に形成されて大端部油溝を小端部に連通させる連接棒通油穴(8)と、クランクピンの内部に形成されて潤滑油の吐出口が外周面に開口したピン通油穴(6)とを有する往復動内燃機関に適用され、連接棒の大端部の内周面と前記大端部に挿入されるクランクピンの外周面との間に設けられ、その内周面の一部に周方向に沿う軸受け油溝が形成された軸受けである。そして、その特徴は、駆動時に連接棒の慣性力がクランクピンを介して作用する前記軸受けの内周面の下部に、前記軸受け油溝の未形成領域(24)を設け、前記未形成領域には、連接棒の大端部油溝と前記クランクピンのピン通油穴とを連通させる少なくとも1本の第1油穴(26)を貫通して形成したことにある。

0011

請求項3に記載されたクランクピン(5)の軸受けは、請求項2記載のクランクピンの軸受けにおいて、前記軸受け油溝(23)が、前記軸受け油溝の未形成領域(24)と該未形成領域に相対する第2の未形成領域(25)の間の2つの領域に形成されており、連接棒の大端部油溝に連通する第2油穴(27)をこの軸受け油溝の底に貫通して形成したことを特徴としている。

0012

請求項4に記載されたクランクピン(5)の軸受けは、請求項3記載のクランクピンの軸受けにおいて、前記未形成領域(24)に形成された第1油穴(26)の位置と個数が、クランクピンのピン通油穴(6)が軸受けの内周面によって閉止されるクランク角度が発生しないように選定されていることを特徴としている。

発明を実施するための最良の形態

0013

本発明の実施の形態の一例を図1図4を参照して説明する。本例は、往復動内燃機関の連接棒1の大端部2とクランクピン5の間に設ける軸受けに関する。この往復動内燃機関は、ピストン4と、クランク軸と、ピストン4とクランク軸を連結する連接棒1を有している。連接棒1は、ピストン4に小端部3で連結され、大端部2でクランクピン5を介してクランク軸に連結される。

0014

図1は、本発明の実施の形態における連接棒1の大端部2付近の構造を模式的に示す断面図である。図1に示すように、連接棒1の大端部2の内周面には大端部油溝20が形成されている。大端部油溝20は、小端部3側の上部を除いて周方向に沿って連続して形成されている。また連接棒1の内部には、大端部油溝20と小端部3を連通する連接棒通油穴8が形成されている。

0015

大端部2に連結されるクランクピン5の内部にはピン通油穴6が形成されている。ピン通油穴6は吐出口で外周面に開口している。

0016

連接棒1の大端部2の内周面と、大端部2に挿入されるクランクピン5の外周面との間には、軸受けが設けられている。この軸受けは上下に2分割されており、それぞれ上軸受け21及び下軸受け22と呼ばれる。軸受けの内周面の一部には周方向に沿って軸受け油溝23が形成されている。従来の軸受け油溝Cは周方向に連続していたが、本例では前述したようにカムウエアー発生を防止するために、従来の軸受け油溝Cの内、クランクピン5の慣性力A側に対応する一部を埋めて軸受け油溝23の未形成領域24としてある。よって、本例の軸受け油溝23は、軸受け油溝23の未形成領域24と該未形成領域24に相対する第2の未形成領域25の間の2つの部分に分かれて形成されている。

0017

前記未形成領域24には、連接棒1の大端部油溝20とクランクピン5のピン通油穴6とを連通させる少なくとも1本(本例では図示のように3本)の第1油穴26が貫通して形成されている。第1油穴26の位置と個数は、クランクピン5のピン通油穴6が軸受け21,22の内周面によって閉止されるクランク角度が発生しないように選定されている。

0018

また、軸受け油溝23には、連接棒1の大端部油溝20に連通する第2油穴27が軸受け油溝23の底を貫通して形成されている。

0019

図2は、本例の往復動内燃機関における潤滑油供給系系統図である。潤滑油サンプタンク30の潤滑油はポンプ31から吐出され、クーラ32、温調弁33、調圧弁34を経て機関本体35の主管36に入る。

0020

所定の油圧で主管36に供給された潤滑油は、クランクピン5のピン通油穴6に供給され、図1に示すように軸受け21,22とクランクピン5の間に油膜28を作る。さらに第1及び第2油穴26,27を通過して大端部油溝20に入り、連接棒通油穴8から小端部3に送られる。

0021

本例の構造によれば、クランクピン5のピン通油穴6が間欠的に開閉されることがなくなり、常にピストン4に潤滑油が安定して供給される状態を保つことができる。よって、潤滑油に急激な圧力低下が発生しなくなり、これによってキャビテーションの発生が抑制され、これによる侵食が解消される。

0022

本例による効果を確認するため、本例の往復動内燃機関を駆動して潤滑油供給系を作動させ、要所に設置した圧力センサで潤滑油の圧力変動の状態を計測した。比較のため、軸受け以外は本例と同一の機関において、本例と同一の油圧、温度等の条件下、同一の測定位置で潤滑油圧を測定した。測定位置は、図2においてP1で示す機関入口側、P2で示す主管中央、P3で示す主管出口側である。表1は、本例と従来例の各測定位置・各条件での測定結果グラフ振幅で示し、同時に本例の従来例に対する振幅の減衰率を示したものである。また、測定位置をP3とした場合の測定結果のグラフを図3及び図4に示す。図3は本例の結果であり、図4は従来の機関における結果である。

0023

0024

これらの表及び図から分かるように、本例の機関における潤滑油圧の圧力変動の振幅は、従来に比べて60〜70%低減している。即ち、従来問題とされていた潤滑油の脈動が大幅に低減している。また、キャビテーションにより軸受けに発生する侵食も本例では認められなかった。

発明の効果

0025

本発明によれば、連接棒の大端部とクランクピンとの間に設けられた軸受けにおいて、連接棒の慣性力がクランクピンを介して作用する内周面の下部に油溝の未形成領域を設け、ここに内周面と外周面を連通させる第1油穴を形成したので、次のような効果が得られた。

0026

即ち、従来問題とされていたカムウエアーの発生、潤滑油配管の振動、軸受けの侵食が解消され、もしくは耐久上問題ないレベルに低減した。

0027

また、連接棒大端部からピストンへの通油が間断なく確保されるため、ピストンの潤滑性が向上してピストン軸受けの寿命が向上し、ピストンオイルギャラリーの冷却向上によってカーボン堆積の低減が認められた。

図面の簡単な説明

0028

図1本発明の実施の形態の一例における連接棒大端部の断面図である。
図2本発明の実施の形態の一例における潤滑油供給系を示す系統図である。
図3本発明の実施の形態の一例において潤滑油供給系の主管出口側の圧力変動を示す図である。
図4従来例において潤滑油供給系の主管出口側の圧力変動を示す図である。
図5往復動内燃機関のピストンの断面図である。
図6本発明者が発明した本発明に関連するクランクピンの軸受けを示す連接棒大端部の断面図である。

--

0029

1…連接棒、2…大端部、3…小端部、5…クランクピン
6…クランクピン通油穴、8…連接棒の通油穴、20…大端部油溝
21…上軸受け、22…下軸受け、23…軸受け油溝
24…油溝未形成領域、25…第2の油溝未形成領域、26…第1油穴
27…第2油穴、28…油膜

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • NTN株式会社の「 圧縮機用摺動部材」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】圧縮機に使用され、他部材と摺接する圧縮機用摺動部材において、耐荷重性と低摩擦特性を兼ね備え、油膜が形成されにくい潤滑状態でも優れた耐摩耗性を有する圧縮機用摺動部材を提供する。【解決手段】圧縮機... 詳細

  • ダイハツ工業株式会社の「 ドライブシャフト」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】ブーツおよびブーツバンドとその周辺の部材との間にスペースを確保できる、ドライブシャフトを提供する。【解決手段】等速自在継手13のハウジング22とブーツ14の大径端部33との間には、アダプタ41... 詳細

  • ダイハツ工業株式会社の「 ドライブシャフト」が 公開されました。( 2020/04/09)

    【課題】中間シャフトと等速自在継手との間にブーツが噛み込むことを抑制できる、ドライブシャフトを提供する。【解決手段】中間シャフト11と等速自在継手13とに跨がって、それらの間を取り囲んで覆うブーツ14... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ