JP7013203B2 - 内燃機関のクランク軸用主軸受 - Google Patents

Description

本発明は、主軸受に関し、特に、クランク軸のジャーナル部を支承する主軸受であって、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、クランクピンを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クランク軸用主軸受に関するものである。

内燃機関のクランク軸は、そのジャーナル部において、一対の半割軸受からな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承される。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（油穴）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は第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主軸受の潤滑油溝と連通するようになっている。さらに、ジャーナル部の第１潤滑油路から、クランクアーム部を通る第２潤滑油路が分岐して形成され、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。このようにして、シリンダブロック壁内のオイルギャラリーから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潤滑油路の末端に開口した吐出口から、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（例えば、特許文献１参照）。

従来から、主軸受およびコンロッド軸受として、一対の半割軸受から構成されるすべり軸受が採用されている。すべり軸受には、半割軸受どうしの当接面に隣接して、いわゆるクラッシュリリーフが形成されている。

クラッシュリリーフとは、半割軸受の周方向端面に隣接する領域の壁厚が、円周方向端面に向かって薄くなるように形成された壁厚減少領域である。クラッシュリリーフは、一対の半割軸受を組み付けた状態における、半割軸受の突合せ面の位置ずれや変形を吸収することを企画して形成される（例えば、特許文献２参照）。

特開平８－２７７８３１号公報 特開平４－２１９５２１号公報

近年、内燃機関には、出力を高めるためにクランク軸の高速回転化が求められている。しかし、内燃機関のクランク軸の高速回転での運転時、ジャーナル部の円筒胴部内の潤滑油路のジャーナル部の外周面における油の入口開口が、主軸受の半割軸受の摺動面に閉塞された状態からクラッシュリリーフとの連通を開始する瞬間、ジャーナル部の内部潤滑油路内の高圧の油が入口開口から半割軸受のクラッシュリリーフとジャーナル部の表面との間の隙間へ噴射されてしまい、それにより乱流が発生して、摩擦損失を生じる。

詳しくは、主軸受は、その摺動面とジャーナル部の表面との間の油に圧力が発生することで、クランク軸のジャーナル部からの動荷重負荷を支承する。
内燃機関の運転時、主軸受の摺動面に加わる負荷の大きさおよび負荷の方向は常に変動し、その負荷と釣り合う油膜圧力を発生するように、ジャーナル部の中心軸線が主軸受の軸受中心軸に対して偏心しながら移動する。このため主軸受は、摺動面のいずれの位置においても軸受隙間（ジャーナル部の表面と摺動面との間の隙間）が常に変化する。
４サイクル内燃機関では、燃焼行程において主軸受に加わる負荷が最大となるが、この時、図１５に示すように、半割軸受１４１、１４２からなる主軸受１４では、ジャーナル部６が紙面下側の半割軸受１４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７に向かう方向（矢印Ｍ）に移動し、下側の半割軸受１４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７とジャーナル部６の表面が最も近接し、それにより半割軸受１４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７とジャーナル部６の表面との間の隙間（軸受隙間）の油は負荷を受けて圧力が極めて高くなる。
なお、図１５に示す紙面下側の半割軸受１４２は、図１に示すシリンダブロック下部の軸受キャップ８２に組まれる半割軸受である。

図１６に示すように、ジャーナル部６のＸ方向への回転中、外周面上の油の入口開口６ｃが紙面下側の半割軸受１４２の主円筒部７２の摺動面７上に位置している間は、ジャーナル部６の表面と半割軸受１４２の主円筒部７２の摺動面７との間の隙間が狭いので、入口開口６ｃから流出する油量が少なく、潤滑油路６ａ内の油の圧力は高い状態にある。特に、内燃機関のクランク軸の高速回転での運転時には、潤滑油路６ａ内の油への遠心力の作用が大きくなり、潤滑油路６ａ内の入口開口６ｃ近くの油の圧力が高くなる。

図１７に示すように、ジャーナル部６の表面の潤滑油路６ａの入口開口６ｃとクラッシュリリーフ７０とが連通を開始する瞬間には、潤滑油路６ａ内部の油の圧力と、クラッシュリリーフ７０とジャーナル部６の表面との間の隙間（リリーフ隙間）内の油の圧力との差によって、潤滑油路６ａからリリーフ隙間へ瞬間的に油の噴射流（Ｆ１１）が形成され、乱流が発生する。このような乱流の発生が、上述した摩擦損失を生じる。

したがって本発明の目的は、内燃機関の運転時に、上記噴射流による摩擦損失を低減できる内燃機関のクランク軸用主軸受を提供することである。

本発明によれば、内燃機関のクランク軸のジャーナル部を回転自在に支持するための主軸受であって、ジャーナル部が、円筒胴部と、円筒胴部を貫通して延びる潤滑油路と、円筒胴部の外周面上に形成された潤滑油路の少なくとも１つの入口開口とを有している、主軸受において、
主軸受が、互いに組み合わされて円筒形状を構成する一対の上側半割軸受および下側半割軸受を有し、
一対の半割軸受のうち上側半割軸受のみが、その内周面に形成された周方向に延びる油溝と、油溝から上側半割軸受の外周面まで上側半割軸受を貫通して延びる少なくとも１つの油穴とを有し、
各半割軸受は、半割軸受の周方向中央部（周方向中央断面）を含む主円筒部を有し、主円筒部は、その径方向内側に摺動面を有し、また各半割軸受は、摺動面の周方向両側に、主円筒部よりも壁厚が薄くなるように形成されたクラッシュリリーフを有し、
下側半割軸受は、半割軸受の周方向中央部と、ジャーナル部の回転方向前方側のクラッシュリリーフとの間の摺動面に、軸線方向に延びる軸線方向溝を有し、
軸線方向溝は、半割軸受の周方向中央部から、回転方向前方側に向かって円周角度１０°以上離間し、且つジャーナル部の回転方向前方側のクラッシュリリーフから円周角度１０°以上離間している、主軸受が提供される。

本発明によれば、摺動面から径方向に測定した軸線方向溝の深さ（Ｄ１）が０．５～３０μｍであってもよい。

また上記軸線方向溝は、円周角度で１～３５°の周方向長さを有していてもよい。

さらに、上記軸線方向溝は、下側半割軸受の軸線方向両端部で開口することができる。

あるいは上記軸線方向溝は、下側半割軸受の軸線方向両端部で開口していなくてもよい。

また本発明によれば、下側半割軸受は、複数の上記軸線方向溝を有していてもよく、このとき複数の軸線方向溝は、円周角度で５～３５°の周方向範囲に形成されることができる。

さらに、上述した下側半割軸受は、上記軸線方向溝と周方向中央部に関して対称な軸線方向溝を、周方向中央部と、ジャーナル部の回転方向後方側のクラッシュリリーフとの間の摺動面に有することもできる。

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裁断した断面図である。 本発明の第１実施例による主軸受の上側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図２に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 本発明の第１実施例による主軸受の下側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図４に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 本発明の第１実施例による主軸受およびジャーナル部を軸線方向から見た図である。 半割軸受の摺動面に形成された軸線方向溝の断面図である。 本発明の第１実施例による主軸受の作用を説明するための、図６と同様の図である。 本発明の第１実施例による主軸受の作用を説明するための部分拡大図である。 本発明の第１実施例による主軸受の作用を説明するための部分拡大図である。 本発明の第２実施例による主軸受の下側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図１１に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 本発明の第３実施例による主軸受の下側半割軸受を軸線方向から見た図である。 図１３に示す半割軸受を摺動面側から見た平面図である。 従来技術による主軸受の作用を説明するための図である。 従来技術による主軸受の作用を説明するための図である。 従来技術による主軸受の作用を説明するための図である。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、理解を容易にするために、図面において軸線方向溝およびクラッシュリリーフは誇張して描かれている。

（軸受装置の全体構成）
図１に示すように、本実施例の軸受装置１は、シリンダブロック８の下部に支承されるジャーナル部６と、ジャーナル部６と一体に形成されてジャーナル部６を中心として回転するクランクピン５と、クランクピン５に内燃機関から往復運動を伝達するコンロッド２とを備えている。そして、軸受装置１は、クランク軸を支承するすべり軸受として、ジャーナル部６を回転自在に支承する主軸受４と、クランクピン５を回転自在に支承するコンロッド軸受３とをさらに備えている。

なお、クランク軸は複数のジャーナル部６と複数のクランクピン５とを有するが、ここでは説明の便宜上、１つのジャーナル部６および１つのクランクピン５を図示して説明する。図１において、紙面奥行き方向の位置関係は、ジャーナル部６が紙面の奥側で、クランクピン５が手前側となっている。

ジャーナル部６は、一対の半割軸受４１、４２によって構成される主軸受４を介して、内燃機関のシリンダブロック下部８１に軸支されている。図１で上側にある半割軸受４１には、外周面と内周面との間の壁を貫通する油穴４１ｂおよび内周面全長に亘って潤滑油溝４１ａが形成されている。また、ジャーナル部６は、直径方向に貫通する潤滑油路６ａを有し、ジャーナル部６が矢印Ｘ方向に回転すると、潤滑油路６ａの両端開口（入口開口）６ｃが交互に主軸受４の潤滑油溝４１ａに連通する。

クランクピン５は、一対の半割軸受３１、３２によって構成されるコンロッド軸受３を介して、コンロッド２の大端部ハウジング２１（ロッド側大端部ハウジング２２およびキャップ側大端部ハウジング２３）に軸支されている。

上述したように、主軸受４に対して、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４の上側半割軸受４１の壁に形成された油穴４１ｂを通じて、上側半割軸受４１の内周面に沿って形成された潤滑油溝４１ａ内に送り込まれる。

さらに、ジャーナル部６の直径方向に第１の潤滑油路６ａが貫通形成され、第１の潤滑油路６ａの入口開口６ｃが潤滑油溝４１ａと連通している。そして、ジャーナル部６の第１の潤滑油路６ａから分岐してクランクアーム部（不図示）を通る第２の潤滑油路５ａが形成され、第２の潤滑油路５ａが、クランクピン５の直径方向に貫通形成された第３の潤滑油路５ｂに連通している。

このようにして、潤滑油は、第１の潤滑油路６ａ、第２の潤滑油路５ａおよび第３の潤滑油路５ｂを経て、第３の潤滑油路５ｂの端部の吐出口５ｃから、クランクピン５とコンロッド軸受３の間に形成される隙間に供給される。

（主軸受の構成）
そして、本実施例の主軸受４は、一対の半割軸受４１、４２の周方向端面７６どうしを突き合わせて、全体として円筒形状に組み合わせることによって形成される（図６参照）。半割軸受４１、４２は、Ｃｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金である摺動層を有し、あるいはＦｅ合金製の裏金層と、Ｃｕ軸受合金またはＡｌ軸受合金である摺動層とを有する。また、摺動層は、摺動面７となる表面側（後述する軸線方向溝７１の内面を含む）に、軸受合金よりも軟質なＢｉ、Ｓｎ、Ｐｂのいずれか１種からなる表面部、あるいはこれら金属を主体とする合金からなる表面部や、合成樹脂を主体とする樹脂組成物からなる表面部を有していてもよい。但し、軸線方向溝７１の内面は、これら表面部を有さない方が好ましい。油中に多くの異物が含まれる場合、異物が軸線方向溝７１の内面となる軟質な表面部に埋収、堆積しやすくなるからである。軸線方向溝７１の内面に異物が埋収、堆積すると、軸線方向溝７１を流れる油に乱流が発生しやすくなる。
半割軸受４１、４２は、周方向中央部Ｃを含む主円筒部７２を有し、主円筒部７２の径方向内側に摺動面７が形成されている。また摺動面７の周方向両側には、クラッシュリリーフ７０、７０が形成されている。したがって本発明において、半割軸受４１、４２の内周面は、摺動面７およびクラッシュリリーフ７０、７０を含む。

図２は、図１に示すジャーナル部６を支承する上側半割軸受４１を軸線方向から見た図を示し、図３は、上側半割軸受４１を摺動面側から見た平面図を示す。図４は、図１に示すジャーナル部６を支承する下側半割軸受４２を軸線方向から見た図を示し、図５は、下側半割軸受４２を摺動面側から見た平面図を示す。図６は、図１に示すジャーナル部６を支承する主軸受４を軸線方向から見た図を示す。

クラッシュリリーフ７０は、図２～６に示すように、上側半割軸受４１、下側半割軸受４２の円周方向端部領域において半割軸受の壁厚を本来の摺動面７から半径方向に減じることによって形成される面のことであり、これは、例えば一対の半割軸受４１、４２をシリンダブロック下部８の軸受保持穴に組み付けた時に生じ得る半割軸受の周方向端面７６の位置ずれや変形を吸収するために形成される。したがってクラッシュリリーフ７０の表面の曲率中心位置は、その他の領域（摺動面７）の曲率中心位置と異なる（ＳＡＥ Ｊ５０６（項目３．２６および項目６．４）、ＤＩＮ１４９７、セクション３．２、ＪＩＳ Ｄ３１０２参照）。一般に、乗用車用の小型の内燃機関用軸受の場合、半割軸受の周方向端面７６におけるクラッシュリリーフ７０の深さ（本来の摺動面７からの周方向端面７６におけるクラッシュリリーフ７０までの距離）は０．０１～０．０５ｍｍ程度である。
なお上側半割軸受４１、下側半割軸受４２の軸受壁厚（クラッシュリリーフ７０の形成された領域を除く軸受壁厚、すなわち主円筒部７２の壁厚）は、周方向で一定であるが、これに限定されないで、半割軸受４１、４２の軸受壁厚は、周方向中央部Ｃで最大で、周方向両端面７６側へ向かって連続して減少していてもよい。

実施例１では、上側半割軸受４１は、内周面に油溝４１ａが周方向の全長に亘って形成されている。実施例１では、油溝４１ａの溝深さ、油溝４１ａの軸線方向の長さ（油溝４１ａの幅）は、上側半割軸受４１の周方向に亘って概ね同じ寸法になされている。小型内燃機関のクランク軸のジャーナル部６の直径が４０～１００ｍｍの場合、油溝４１ａの深さは、１ｍｍ～２．５ｍｍ程度である。ジャーナル部６の直径が大きいほど油溝４１ａの溝深さは大きくなされる。

なお、本実施例とは異なり、油溝４１ａは、油溝４１ａの周方向両端部がクラッシュリリーフ７０に位置するように変更してもよい。あるいは、油溝４１ａの一方の周方向端部がクラッシュリリーフ７０に位置し、他方の周方向端部が上側の半割軸受４１の周方向端面７６に位置するようにしてもよい。また、油溝４１ａの軸線方向の長さが油溝４１ａの周方向中央部付近で最大となり、油溝４１ａの周方向両端部側へ向かって小さくなるようにしてもよい。また、油溝４１ａの溝深さは、油溝４１ａの周方向中央部付近で最大となり、油溝４１ａの周方向両端部側へ向かって小さくなるようにしてもよい。

また、油溝４１ａ部には、上側半割軸受４１の壁を貫通した油穴４１ｂが形成される。本実施例では、一つの油穴４１ｂが、上側半割軸受４１の周方向中央部かつ軸線方向中央部Ｃの位置に形成される。ジャーナル部６の表面における潤滑油路６ａの入口開口６ｃの直径は、一般的に３～８ｍｍ程度であり、油溝４１ａの軸線方向の長さは、潤滑油路６ａの入口開口６ｃの直径よりも若干大きい寸法にされる。また、実施例１のように油穴４１ｂの開口が円形の場合、開口の直径は、油溝４１Ｇの軸線方向の長さと同じ寸法になされている。なお、油穴４１ｂの開口の寸法、開口の形状、油穴４１ｂの形成位置、形成数は、本実施例に限定されない。

下側半割軸受４２は、以下で詳細に説明するように、軸線方向溝７１の構成を有している点、並びに油溝４１ａおよび油穴４１ｂの構成を有していない点以外は、上側半割軸受４１と同じ寸法、形状となっている。

下側半割軸受４２は、半割軸受の周方向中央部Ｃとジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０との間の主円筒部７２の摺動面７に、軸線方向溝７１を有する。

本実施例では、軸線方向溝７１は、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃから円周角度（θ１）で１０°以上離間し、且つジャーナル部の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０から周方向中央部側へ向かって円周角度（θ２）で１０°以上離間した範囲内の摺動面７上にのみ形成されている。さらに、軸線方向溝７１は、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃから円周角度（θ１）で１５°以上離間することが好ましい。また、軸線方向溝７１は、下側半割軸受４２のジャーナル部の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０から周方向中央部側へ向かって円周角度（θ２）で１５°以上離間することが好ましい。
ところで、内燃機関のクランク軸のジャーナル部６は、運転時には一方向に回転する。このため当業者であれば、クランク軸のジャーナル部６の回転方向を考慮し、下側半割軸受４２の周方向両端面７６、７６に隣接する２つのクラッシュリリーフ７０、７０のうち、どちらが「ジャーナル部の回転方向の前方側のクラッシュリリーフ」であるか理解することができよう。また当業者であれば、本発明の開示にしたがって本発明の主軸受４を設計、製造し、これを一方向に回転するクランク軸のジャーナル部を支承するように適切にシリンダブロック下部８に組み付けることが可能である。

図７は、軸線方向溝７１の、下側半割軸受４２の軸線方向に垂直な断面を示す。軸線方向溝７１の断面は、円弧形状となっている。なお、軸線方向溝７１の断面形状は、矩形、逆台形等の断面形状に変更することができる。
軸線方向溝７１の摺動面７からの半径方向の深さＤ１は、０．５～３０μｍとすることができる。軸線方向溝７１の深さＤ１は、２０μｍ以下とすることが好ましく、さらに１０μｍ以下とすることが好ましい。また、軸線方向溝７１の周方向長さＬ１は、下側半割軸受４２の摺動面７上における円周角度（θ３）で１～３５°に相当する長さとすることが好ましく、さらに１～２０°に相当する長さとすることが好ましい。
本実施例では、軸線方向溝７１の深さＤ１および周方向長さＬ１は、下側半割軸受４２の軸線方向に亘って一定であるが、軸線方向で深さＤ１や周方向長さＬ１が変化していてもよい。

本実施例では、軸線方向溝７１の周方向長さＬ１は、円周角度（θ３）で１０°に相当する長さになっており、また軸線方向溝７１は、周方向長さＬ１の中心が下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃからジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側に向かって円周角度４５°に位置するように形成されている。

（作用効果）
４サイクル内燃機関では、燃焼行程において主軸受４に加わる負荷が最大となるが、この時、主軸受４では、図８に示すようにジャーナル部６が紙面下側の下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７に向かう方向（矢印Ｍ）に移動し、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７とジャーナル部６の表面が最も近接し、それにより下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ付近の摺動面７とジャーナル部６の表面との間の隙間（軸受隙間）の油は負荷を受けて圧力が極めて高くなる。
図８に示すように、ジャーナル部６の潤滑油路６ａの入口開口６ｃが、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃよりもジャーナル部６の回転方向Ｘの後方側に位置する間は、下側半割軸受４２の摺動面７とジャーナル部６の表面との間の隙間が大きいので、ジャーナル部６の潤滑油路６ａ内の油は該隙間に流出し、潤滑油路６ａ内の油の圧力は高くならない。

本発明によれば、その後図９に示すようにジャーナル部６の外周面上の潤滑油路６ａの入口開口６ｃと軸線方向溝７１とが連通を開始する瞬間には、潤滑油路６ａ内部の油の圧力と、軸線方向溝７１の内面とジャーナル部６表面との間の隙間の油の圧力との差によって、潤滑油路６ａから軸線方向溝内７１への油流Ｆ１が形成される。この時、潤滑油路６ａ内部の油の圧力は減少する。
したがって本発明によれば、ジャーナル部６の潤滑油路６ａ内の油は、ジャーナル部６の潤滑油路６ａの入口開口６ｃが、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃを通り軸線方向溝７１と連通するまでの期間しか摺動面７で閉塞されないために、遠心力の作用をうけても圧力はそれほど大きくならない。
このため、潤滑油路６ａ内の油の圧力と軸線方向溝７１内の油の圧力との差はそれほど大きくならず、油流Ｆ１が強くなりすぎることがない。また油流Ｆ１が形成されても乱流が発生し難い。

図１０に示すように、ジャーナル部６の外周面上の潤滑油路６ａの入口開口６ｃとクラッシュリリーフ７０とが連通を開始する瞬間には、潤滑油路６ａ内部の油の圧力と、クラッシュリリーフ７０とジャーナル部６表面との間の隙間（リリーフ隙間）内の油の圧力との差によって、潤滑油路６ａからクラッシュリリーフ内への油流Ｆ２が形成される。
しかし本発明によれば、図９に示す軸線方向溝７１への油流Ｆ１によりジャーナル部６の潤滑油路６ａ内の油の圧力を一度、低下させたのちに、ジャーナル部６の潤滑油路６ａの入口開口６ｃとクラッシュリリーフ７０（リリーフ隙間）とが連通する。また入口開口６ｃが、軸線方向溝７１との連通を終了してからクラッシュリリーフ７０と連通を開始するまでの期間、すなわち入口開口６ｃが摺動面７に再び閉塞される期間が短いので、遠心力の作用による圧力の増加が少ない。
このため、ジャーナル部６の潤滑油路６ａの入口開口６ｃがクラッシュリリーフ７０に連通する瞬間の潤滑油路６ａ内の油とリリーフ隙間内の油との圧力差が小さく、油流Ｆ２が強くなりすぎることがない。また油流Ｆ２が形成されても乱流が発生し難いので、摩擦損失が大きくならない。

本発明によれば、軸線方向溝７１は、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃからジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側に向かって円周角度（θ１）で１０°以上離間し、且つジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度（θ２）で１０°以上離間した範囲内の摺動面７に形成される。
このような範囲に形成する理由は、軸線方向溝７１が、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃから軸（ジャーナル部６）の回転方向Ｘの前方側に円周角度１０°以上離間していると、円周角度１０°未満の範囲の摺動面７に軸線方向溝７１を形成した場合に比べて摩擦損失が少なくなるからである。図８に示すように、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃから円周角度１０°未満の範囲の摺動面７は、ジャーナル部６からの最大負荷を受けるが、この範囲に軸線方向溝７１を形成すると、摺動面７とジャーナル部６表面との間の油の圧力が低下し、摺動面７とジャーナル部６の表面が接触しやすくなり、摩擦損失が大きくなる。

また本発明によれば、軸線方向溝７１が、ジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度１０°以上離間しているので、摩擦損失が少なくなる。ジャーナル部６の回転方向Ｘの前方側のクラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度１０°未満の範囲に軸線方向溝７１を形成すると、ジャーナル部６の潤滑油路６ａの入口開口６ｃが、軸線方向溝７１およびクラッシュリリーフ７０と同時に連通することがある。そのような連通が生じると、軸線方向溝７１内の油の圧力よりもリリーフ隙間内の油の圧力が低いため、軸線方向溝７１内の油は、入口開口６ｃ付近の潤滑油路６ａの内部空間を介して、さらに入口開口６ｃからリリーフ隙間へ流れる油流Ｆ２に引きずられて、リリーフ隙間へ流れてしまう。すると、軸線方向溝７１の周囲の、摺動面７とジャーナル部６の表面との間の隙間の油が軸線方向溝７１内に流れ込み、軸線方向溝７１に隣接する摺動面７とジャーナル部６の表面とが直接接触し、摩擦損失が大きくなる。

また、軸線方向溝７１が、ジャーナル部６の回転方向前方側のクラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度１０°以上離間していると、ジャーナル部６の潤滑油路６ａ内部の油に異物が含まれていても異物が軸線方向溝７１内に排出され難く、したがって軸線方向溝７１の内面への異物の埋収、堆積も起き難い。これは、図８に示すように、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側ほどジャーナル部６の表面と下側半割軸受４２の摺動面７との間の隙間が小さいからである。すなわち、周方向端部側ほど隙間が大きいが、クラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度１０°以上離間させると、摺動面７および軸線方向溝７１の内面と、ジャーナル部６表面との間の隙間が狭く、潤滑油路６ａ内の異物が軸線方向溝７１内に流出し難い。ジャーナル部６の潤滑油路６ａ内の油に含まれる異物が軸線方向溝７１により流出し難くなるように、軸線方向溝７１は、ジャーナル部６の回転方向前方側のクラッシュリリーフ７０から下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度１０°以上離間していることがより好ましい。

なお、実施例１は、主軸受４を構成する一対の半割軸受のうち、下側半割軸受４２のみが軸線方向溝７１を有し、上側半割軸受４１は、軸線方向溝７１を有さない。前述したように上側半割軸受４１は、摺動面７に油溝４１ａを有するが、軸線方向溝７１を有するようにした場合には、油溝４１ａと軸線方向溝７１が連通し、主軸受４の外部から油溝４１ａ内に供給された油が、軸線方向溝７１に流れてしまう。このため、油溝４１ａからジャーナル部６の潤滑油路６ａを介しコンロッド軸受３およびクランクピン５側へ供給される油量が減少してしまう。

図１１および１２に示すように、実施例１の下側半割軸受４２とは異なり、実施例２の軸線方向溝７１ａは、下側半割軸受４２の軸線方向端部に開口しないように形成されている。実施例２の他の構成は実施例１の上側半割軸受４１、下側半割軸受４２の構成と同じである。

軸線方向溝７１ａは、軸線方向長さＬ２の中央が下側半割軸受４２の軸線方向長さＬ３の中央と一致するように形成される。
軸線方向溝７１ａは、軸線方向長さＬ２が下側半割軸受４２の軸線方向長さＬ３の７０～９５％になるように形成されることが好ましい。

（作用効果）
本実施例は、実施例１と同様の効果を有し、さらに、軸線方向溝７１ａが下側半割軸受４２の軸線方向両端部に開口しないため、実施例１よりも軸線方向溝７１ａ内の油が軸受の外部に流出し難い。
なお、軸線方向溝７１ａは、下側半割軸受４２の一方の軸線方向端部で開口し、他方の端部で開口しないように形成されていてもよい。

図１３および１４に示すように、実施例１および２の下側半割軸受とは異なり、実施例３の下側半割軸受４２は、その周方向中央部Ｃとジャーナル部６の回転方向前方側のクラッシュリリーフ７０との間の主円筒部７２の摺動面７に、複数（３つ）の軸線方向溝７１を有する。
これら軸線方向溝７１はやはり、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃから、円周角度（θ１）１０°以上離間し、且つジャーナル部６の回転方向前方側のクラッシュリリーフ７０から周方向中央部Ｃ側へ向かって円周角度（θ２）１０°以上離間した範囲内の摺動面７に形成される。
実施例３の他の構成は実施例１の上側半割軸受４１、下側半割軸受４２と同じである。

本発明を、一般的な乗用車の内燃機関のクランク軸用主軸受、すなわちジャーナル部６の直径が４０ｍｍ～１００ｍｍ程度であるクランク軸用主軸受に適用する場合、これら複数の軸線方向溝７１どうしは、下側半割軸受４２の摺動面７上で周方向に０．５～２ｍｍ離間するよう配置されることが好ましい。さらに、複数の軸線方向溝７１は、同じ周方向長さＬ１、および同じ深さＤ１を有することが好ましい。

また、複数の軸線方向溝７１と、軸線方向溝７１どうしの間の摺動面とからなる摺動面７上の軸線方向溝形成領域７１１の周方向長さは、下側半割軸受４２の摺動面７での円周角度（θ４）で５～３５°に相当する長さであることが好ましい。
本実施例では、下側半割軸受４２は３つの軸線方向溝７１を有するが、これに限定されないで、２つ、または４つ以上の軸線方向溝７１を有していてもよい。
さらに、複数の軸線方向溝７１は、実施例２と同様に下側半割軸受４２の軸線方向両端部に開口していなくてもよい。

（作用効果）
本実施例は、実施例１と同様の効果を有し、さらに、複数の軸線方向溝７１の間に摺動面７が配されるので、複数の軸線方向溝７１を形成した領域（軸線方向溝形成領域）でも、摺動面によりジャーナル部６を支承する能力を有する。

なお、実施例１～３において、下側半割軸受４２の周方向中央部Ｃと、ジャーナル部６の回転方向後方側のクラッシュリリーフ７０との間の摺動面７にも軸線方向溝７１と同様な軸線方向溝を形成して下側半割軸受４２を周方向中央部Ｃに関して対称形状にしてもよい。
このような対称形状を採用することにより、シリンダブロック下部８の軸受キャップ８２への下側半割軸受４２の誤った組み付けを未然に防止することができる。

上で説明した本発明の主軸受を構成する下側半割軸受は、内周面側に周方向端面において上側半割軸受４１の油溝４１ａと連通する部分溝を形成することができる。但し、部分溝は、軸線方向溝７１から円周角度１０°以上離間するように形成されることが好ましい。

１ 軸受装置
２ コンロッド
３ コンロッド軸受
４ 主軸受
５ クランクピン
５ａ、５ｂ 潤滑油路
５ｃ 吐出口
６ ジャーナル部
６ａ 潤滑油路
６ｃ 入口開口
３１、３２ 半割軸受
４１ 上側半割軸受
４２ 下側半割軸受
４１ａ 油溝
４１ｂ 油穴
７ 摺動面
７０ クラッシュリリーフ
７１、７１ａ 軸線方向溝
７２ 主円筒部
７６ 周方向端面
７１１ 軸線方向溝形成領域
Ｃ 半割軸受の周方向中央部
Ｄ１ 軸線方向溝の深さ
Ｌ１ 軸線方向溝の周方向長さ
Ｌ２ 軸線方向溝の軸線方向長さ
Ｌ３ 半割軸受の軸線方向長さ
Ｚ クランクピンの回転方向
Ｘ ジャーナル部の回転方向
Ｍ ジャーナル部の移動方向
θ３ 軸線方向溝の周方向長さに相当する円周角度
θ４ 軸線方向溝形成領域の周方向長さに相当する円周角度

Claims (6)

1. 内燃機関のクランク軸のジャーナル部を回転自在に支持するための主軸受であって、前記ジャーナル部は、円筒胴部と、前記円筒胴部を貫通して延びる潤滑油路と、前記円筒胴部の外周面上に形成された前記潤滑油路の少なくとも１つの入口開口とを有している、主軸受において、
   前記主軸受は、互いに組み合わされて円筒形状を構成する一対の上側半割軸受および下側半割軸受を有し、前記各半割軸受は、前記半割軸受の周方向中央部を含む主円筒部を有し、前記主円筒部は、その径方向内側に摺動面を有し、また前記各半割軸受は、前記摺動面の周方向両側に、前記主円筒部よりも壁厚が薄くなるように形成されたクラッシュリリーフを有し、
   前記一対の半割軸受のうち前記上側半割軸受のみが、その内周面に形成された周方向に延びる油溝と、前記油溝から前記上側半割軸受の外周面まで前記上側半割軸受を貫通して延びる少なくとも１つの油穴とを有し、
   前記下側半割軸受が、前記周方向中央部と、前記ジャーナル部の回転方向前方側の前記クラッシュリリーフとの間の前記摺動面に、軸線方向に延びる軸線方向溝を有し、前記軸線方向溝は、前記周方向中央部から前記回転方向前方側に向かって円周角度１０°以上離間し、且つ前記ジャーナル部の回転方向前方側の前記クラッシュリリーフから円周角度１０°以上離間し、前記摺動面から径方向に測定した前記軸線方向溝の深さ（Ｄ１）が０．５～３０μｍである、主軸受。
2. 前記軸線方向溝は、円周角度（θ３）で１～３５°の周方向長さを有している、請求項１に記載の主軸受。
3. 前記軸線方向溝は、前記下側半割軸受の軸線方向両端部で開口している、請求項１または２に記載の主軸受。
4. 前記軸線方向溝は、前記下側半割軸受の軸線方向両端部で開口していない、請求項１または２に記載の主軸受。
5. 前記下側半割軸受は複数の前記軸線方向溝を有し、前記複数の軸線方向溝は、円周角度（θ４）で５～３５°の周方向範囲内に形成される、請求項１から４までのいずれか一項に記載の主軸受。
6. 前記下側半割軸受は、前記軸線方向溝と前記周方向中央部に関して対称な軸線方向溝を、前記周方向中央部と、前記ジャーナル部の回転方向後方側の前記クラッシュリリーフとの間の前記摺動面に有している、請求項１から５までのいずれか一項に記載の主軸受。

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