JPH10110721A - 半割り滑り軸受 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半割り滑り軸受において、ハウジングの内周
面と半割り滑り軸受の外周面との微小滑りを減少してフ
レッチングの発生を抑制する。 【解決手段】 小端部にピストンが装着されたコネクテ
ィングロッド２４の大端部３３及びコンロッドキャップ
３４の内周面に装着されてクランクピン３７を回転自在
に支持する半割り滑り軸受部材５１，５２において、外
周面から外方に突出して形成された位置決め爪５１ａ，
５２ａをコンロッド大端部３３及びコンロッドキャップ
３４の内周面に形成された位置決め凹部内３３ａ，３４
ａに位置させることで、コネクティングロッド２４に対
してクランクシャフトの軸方向における位置決めを行う
一方、クランクシャフトの周方向における位置決め爪５
１ａ，５２ａと位置決め凹部３３ａ，３４ａとの間に所
定の隙間Ｓを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン駆動部品
の一つとして用いられるコネクティングロッド（以下、
コンロッドと称する。）の大端部に装着されてクランク
シャフトを回転自在に支持する半割り滑り軸受に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図３に一般的なエンジン駆動システムの
概略、図４にコネクティングロッドの概略、図５に従来
の半割り滑り軸受が装着されたコネクティングロッドの
大端部の取付構造を示す。

【０００３】一般的なエンジン駆動システムにおいて、
図３に示すように、図示しないシリンダヘッドにはカム
シャフト１１が回転自在に配設され、このカムシャフト
１１には吸気カム１２及び排気カム１３が一体に形成さ
れている。また、吸気カム１２及び排気カム１３に対応
して吸気用ロッカーアーム１４及び排気用ロッカーアー
ム１５が揺動自在に支持され、この吸気用ロッカーアー
ム１４及び排気用ロッカーアーム１５の各基端部は吸気
カム１２及び排気カム１３に接触している。一方、吸気
用ロッカーアーム１４及び排気用ロッカーアーム１５の
各先端部は吸気バルブ１６及び排気バルブ１７の上端部
に位置している。この吸気バルブ１６と排気バルブ１７
はシリンダヘッドに軸方向移動自在に装着されると共
に、バルブスプリング１８，１９によって付勢支持さ
れ、通常は吸気ポート２０と燃焼室２２、並びに、排気
ポート２１と燃焼室２２を閉じている。

【０００４】一方、シリンダヘッドの下部に装着される
図示しないシリンダブロックにはクランクシャフト２３
が回転自在に配設されており、このクランクシャフト２
３の偏心部（クランクピン）にはコンロッド２４の大端
部が回転自在に連結されている。そして、このコンロッ
ド２４の小端部にはピストン２５が装着され、このピス
トン２５はシリンダ２６内を上下移動自在であって、そ
の上方には燃焼室２２が位置している。また、クランク
シャフト２３の一端部に固結されたクランクシャフトス
プロケット２７とカムシャフト１１の一端部に固結され
たカムシャフトスプロケット２８との間にはタイミング
ベルト２９が掛け回されており、クランクシャフト２３
とカムシャフト１１とは同期回転するようになってい
る。

【０００５】従って、カムシャフト１１が回転すると、
吸気カム１２及び排気カム１３が吸気用ロッカーアーム
１４及び排気用ロッカーアーム１５を揺動し、各ロッカ
ーアーム１４，１５の先端部が吸気バルブ１６及び排気
バルブ１７の上端部を押し下げることで、吸気ポート２
０及び排気ポート２１を開閉し、燃焼室２２内への混合
気の吸入及び燃焼ガスの排気を行う。一方、クランクシ
ャフト２３が回転すると、コンロッド２４を介してピス
トン２５を上下動し、燃焼室２２内の混合気を圧縮し、
図示しない点火プラグが火花を発生することで、圧縮さ
れた混合気の燃焼を行ってエンジンを作動することがで
きる。

【０００６】このようなエンジン駆動システムに適用さ
れるコンロッド２４において、図４に示すように、コン
ロッド２４の小端部３１にはピストンピン３２によって
ピストン２５が結合されている。一方、コンロッド２４
の大端部３３は半割り形状をなし、同じく半割り形状の
コンロッドキャップ３４が固定ボルト３５及びナット３
６によって固定されることで、前述したクランクシャフ
ト２３のクランクピン３７（図５(ａ)参照）を囲繞する
円筒部が構成されている。そして、このコンロッド２４
の大端部３３及びコンロッドキャップ３４の各内周面に
は一対の半割り滑り軸受部材３８，３９が装着されてい
る。この半割り滑り軸受部材３８，３９はほぼ同様の形
状をなし、周方向端部で幅方向（クランクシャフト２３
の軸方向）一端には位置決め用爪３８ａ，３９ａが一体
に形成されている。

【０００７】即ち、図５(ａ)に示すように、コンロッド
２４の大端部３３の内周面における周方向端部であって
幅方向（クランクシャフト２３の軸方向）一端には位置
決め用爪溝３３ａが形成されている。また、コンロッド
キャップ３４の内周面における周方向端部であって幅方
向（クランクシャフト２３の軸方向）他端には位置決め
用爪溝３４ａが形成されている。そして、コンロッド２
４の大端部３３及びコンロッドキャップ３４の内周面に
各半割り滑り軸受部材３８，３９が装着された状態で
は、半割り滑り軸受部材３９の位置決め用爪３９ａがコ
ンロッドキャップ３４の位置決め用爪溝３４ａに入り込
んでおり、その先端が大端部３３の端面に当接すること
で、半割り滑り軸受部材３９の周方向の位置決めがなさ
れ、位置決め用爪３９ａの幅方向端面が位置決め用爪溝
３４ａの両側に当接することで、半割り滑り軸受部材３
９の幅方向の位置決めがなされる。また、この装着状態
で、半割り滑り軸受部材３８の位置決め用爪３８ａがコ
ンロッド２４の大端部３３の位置決め用爪溝３３ａに入
り込んでおり、その先端がコンロッドキャップ３４の端
面に当接することで、半割り滑り軸受部材３８の周方向
の位置決めがなされ、位置決め用爪３８ａの幅方向端面
が位置決め用爪溝３３ａに当接することで、半割り滑り
軸受部材３８の幅方向の位置決めがなされる。

【０００８】このようにコンロッド２４の大端部３３及
びコンロッドキャップ３４の内周面に各半割り滑り軸受
部材３８，３９が装着された状態で、この半割り滑り軸
受部材３８，３９の内周面によってクランクシャフト２
３のクランクピン３７を回転自在に装着している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したエンジン駆動
システムにあっては、クランクシャフト２３が回転する
と、クランクピン３７が偏心回転運動するため、この偏
心回転運動が半割り滑り軸受部材３８，３９を介してコ
ンロッド２４に往復運動として伝達され、ピストン２５
がシリンダ２６内を上下動する。このとき、従来の半割
り滑り軸受部材３８，３９はコンロッド２４の大端部３
３及びコンロッドキャップ３４の内周面に一体化された
状態で、回転するクランクピン３７の荷重を受けて止め
ている。そのため、クランクシャフト２３の回転時、コ
ンロッド２４の大端部３３及びコンロッドキャップ３４
には、コンロッド２４の小端部３１にピストンピン３２
によって係合されたピストン２５等の慣性力が作用し、
この大端部３３及びコンロッドキャップ３４が長円形に
変形することとなる。すると、この変形によってコンロ
ッド２４の大端部３３及びコンロッドキャップ３４と半
割り滑り軸受部材３８，３９との間にフレッティングが
発生してしまうという問題がある。

【００１０】このフレッティングは、空気中で金属とそ
れに接触する金属または他の物質との２面間で、相対的
な繰り返し微小滑りが生じて磨耗するものであって、そ
の接触する金属表面に腐食や損傷が発生して亀裂や破損
などの要因になる虞がある。

【００１１】上述した従来の半割り滑り軸受部材３８，
３９の場合、図５(ｂ)に示すように、クランクシャフト
２３の回転時、特にエンジンの排気・吸入行程時にはピ
ストン２５は最大上昇位置にあってコンロッド２４の大
端部３３にはピストン２５等の慣性力Ｆが最大に作用す
る。そのため、クランクシャフト２３のクランクピン３
７に対して、コンロッド２４の大端部３３は両側の固定
部分Ｐ，Ｑ（固定ボルト３５及びナット３６）を支点と
して中央部が上方に応力変形し、この大端部３３は（コ
ンロッドキャップ３４を含めて）長円形となる。そし
て、ピストン２５が下降していくと、コンロッド２４の
大端部３３は長円形から元の真円状態に戻っていく。即
ち、クランクシャフト２３の回転時には、コンロッド大
端部３３及びコンロッドキャップ３４はこのような変形
が繰り返し作用している。

【００１２】ところで、一般に組付前の自由状態で、半
割り滑り軸受部材３８，３９の外周長さ寸法はコンロッ
ド大端部３３及びコンロッドキャップ３４の内周面の内
周長さ寸法より大きく設定されており、半割り滑り軸受
部材３８，３９がコンロッド大端部３３及びコンロッド
キャップ３４の内周面に組付けられると、この半割り滑
り軸受部材３８，３９は周方向で圧縮された状態となる
と共に、外周面がコンロッド大端部３３及びコンロッド
キャップ３４の内周面に圧接した状態となる。そのた
め、前述したように、コンロッド大端部３３が長円形に
変形すると、クランクピン３７の外周面とこの大端部３
３に一体化された半割り滑り軸受部材３８の内周面との
間に微小隙間Ｈが発生する。即ち、コンロッド大端部３
３には固定部分Ｐ，Ｑを起点とした伸びが生じて内周面
の周方向長さが微小ではあるが長くなる。一方、半割り
滑り軸受部材３８は圧縮状態が元に戻ろうとするが、こ
の半割り滑り軸受部材３８は位置決め用爪３８ａが位置
決め用爪溝３３ａに入り込んで、その先端がコンロッド
キャップ３４の端面に当接して周方向の位置決めがなさ
れており、圧縮状態にある半割り滑り軸受部材３８が元
に戻ろうとき、位置決め部分Ｏを起点として伸びが生じ
て外周面の周方向長さが微小ではあるが長くなる。

【００１３】このようにコンロッド大端部３３の内周面
は固定部分Ｐ，Ｑを起点とした伸びＷ₁ が生じる一方、
半割り滑り軸受部材３８の外周面は位置決め部分Ｏを起
点として伸びＷ₂ が生じることとなり、両者の伸び縮み
動作にずれが生じることからここに微小滑りが発生する
こととなる。更に、コンロッド大端部３３の内周面と半
割り滑り軸受部材３８の内周面とは圧接状態にあって所
定の応力が作用している。従って、クランクシャフト２
３の回転に伴ってコンロッド大端部３３に慣性力が周期
的に作用すると、この大端部３３の内周面と半割り滑り
軸受部材３８の外周面との間で相対的な繰り返し微小滑
りが生じ、且つ、ここに半割り滑り軸受部材３８の組付
荷重が作用しており、この現象がフレッティング発生の
一つの要因と考えられる。

【００１４】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、ハウジングの内周面と半割り滑り軸受の外周面
との微小滑りを減少してフレッティングの発生を抑制し
た半割り滑り軸受を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の半割り滑り軸受は、ハウジングの内周面に
装着されて回転軸を回転自在に支持する半割り滑り軸受
において、外周面から外方に突出して形成された位置決
め突起が前記ハウジングの内周面に形成された位置決め
凹部内に位置することで、前記ハウジングに対して前記
回転軸の軸方向における位置決めがなされる一方、該回
転軸の周方向における前記位置決め突起と前記位置決め
凹部との間には所定の隙間が設けられたことを特徴とす
るものである。

【００１６】従って、半割り滑り軸受は位置決め突起が
ハウジングの位置決め凹部内に位置して軸方向の位置決
めがなされる一方、この位置決め突起は位置決め凹部と
の間に周方向において所定の隙間が設けられており、回
転軸の回転に伴ってハウジングに外方への応力が周期的
に作用してハウジングの内周面に伸びが生じても、半割
り滑り軸受は位置決め突起によって周方向の位置規制は
受けていないので、周方向自由状態であってこのハウジ
ングの伸びに追従して変形することとなり、ハウジング
の内周面と半割り滑り軸受の外周面との間での相対的な
繰り返し微小滑りが減少し、フレッティングの発生が抑
制される。

【００１７】また、本発明の半割り滑り軸受は、一端部
にピストンピンによってピストンが装着されたコネクテ
ィングロッドの他端部の内周面に装着されてクランクシ
ャフトの偏心部を回転自在に支持する半割り滑り軸受に
おいて、外周面から外方に突出して形成された位置決め
突起が前記コネクティングロッドの内周面に形成された
位置決め凹部内に位置することで、前記コネクティング
ロッドに対して前記クランクシャフトの軸方向における
位置決めがなされる一方、クランクシャフトの周方向に
おいて前記位置決め突起と前記位置決め凹部との間には
該所定の隙間が設けられたことを特徴とするものであ
る。

【００１８】従って、半割り滑り軸受は位置決め突起が
コネクティングロッドの位置決め凹部内に位置して軸方
向の位置決めがなされる一方、この位置決め突起は位置
決め凹部との間に周方向において所定の隙間が設けられ
ており、クランクシャフトの回転に伴ってコネクティン
グロッドに慣性力が周期的に作用してコネクティングロ
ッドの内周面に伸びが生じても、半割り滑り軸受は位置
決め突起によって周方向の位置規制は受けていないの
で、周方向自由状態であってコネクティングロッドの伸
びに追従して変形することとなり、コネクティングロッ
ドの内周面と半割り滑り軸受の外周面との間での相対的
な繰り返し微小滑りが減少し、フレッティングの発生が
抑制される。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき、本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００２０】図１に本発明の一実施形態に係る半割り滑
り軸受が装着されたコネクティングロッドの大端部の取
付構造、図２に半割り滑り軸受部材の斜視概略を示す。

【００２１】図１に示すように、コンロッド２４は図示
しない小端部にピストンが結合される一方、大端部３３
は半割り形状をなし、同じく半割り形状のコンロッドキ
ャップ３４が固定ボルト３５及びナット３６によって固
定されることで、クランクシャフトのクランクピン３７
を囲繞する円筒部が構成されている。そして、このコン
ロッド２４の大端部３３及びコンロッドキャップ３４の
各内周面には本実施形態の一対の半割り滑り軸受部材５
１，５２が装着されている。この半割り滑り軸受部材５
１，５２はほぼ同様の形状をなし、図２に詳細に示すよ
うに、弧状をなして周方向端部で幅方向（クランクシャ
フトの軸方向）一端に位置決め用爪５１ａ，５２ａが一
体に形成されると共に、中間部に潤滑油孔５１ｂ，５２
ｂが形成されている。この位置決め用爪５１ａ，５２ａ
は本体から外周側に折曲して形成されており、先端部が
若干短くなっている。

【００２２】一方、図１に示すように、コンロッド２４
の大端部３３の内周面における周方向端部であって幅方
向（クランクシャフトの軸方向）一端には位置決め用爪
溝３３ａが形成されている。また、コンロッドキャップ
３４の内周面における周方向端部であって幅方向（クラ
ンクシャフトの軸方向）他端には位置決め用爪溝３４ａ
が形成されている。そして、組付前の自由状態で、半割
り滑り軸受部材５１，５２の外周長さ寸法はコンロッド
大端部３３及びコンロッドキャップ３４の内周面の内周
長さ寸法より大きく設定されており、この半割り滑り軸
受部材５１，５２がコンロッド大端部３３及びコンロッ
ドキャップ３４の内周面に組付けられると、この半割り
滑り軸受部材５１，５２は互いの端面が当接して周方向
に圧縮力が作用し、各外周面がコンロッド大端部３３及
びコンロッドキャップ３４の内周面に圧接した状態とな
る。

【００２３】従って、コンロッド２４の大端部３３及び
コンロッドキャップ３４の内周面に各半割り滑り軸受部
材５１，５２が装着された状態では、半割り滑り軸受部
材５１，５２の各外周面がコンロッド大端部３３及びコ
ンロッドキャップ３４の内周面に圧接することで、この
半割り滑り軸受部材５１，５２の周方向の位置決めがな
されている。また、半割り滑り軸受部材５１の位置決め
用爪５１ａがコンロッド大端部３３の位置決め用爪溝３
３ａに入り込むことで、半割り滑り軸受部材５１の幅方
向の位置決めがなされ、半割り滑り軸受部材５２の位置
決め用爪５２ａがコンロッドキャップ３４の位置決め用
爪溝３４ａに入り込むことで、半割り滑り軸受部材５２
の幅方向の位置決めがなされている。

【００２４】また、本実施形態の半割り滑り軸受部材５
１にあっては、位置決め用爪５１ａの長さが若干短くな
っており、組付状態では、位置決め用爪５１ａの先端部
とコンロッドキャップ３４の端面との間には所定の隙間
Ｓが形成されている。同様に、半割り滑り軸受部材５２
も、位置決め用爪５２ａの長さが若干短くなっており、
組付状態では、位置決め用爪５２ａの先端部とコンロッ
ド大端部３３の端面との間に所定の隙間Ｓが形成されて
いる。

【００２５】このようにコンロッド２４の大端部３３及
びコンロッドキャップ３４の内周面に各半割り滑り軸受
部材５１，５２が装着された状態で、この半割り滑り軸
受部材５１，５２の内周面によってクランクシャフトの
クランクピン３７を回転自在に支持している。

【００２６】以上のように本実施形態の半割り滑り軸受
部材５１，５２は、コンロッド２４の大端部３３及びコ
ンロッドキャップ３４の内周面に圧縮状態で装着され、
各位置決め爪５１ａ，５２ａがコンロッド２４の大端部
３３の内周面に形成された位置決め凹部３３ａ，３４ａ
内に位置して軸方向の位置決めがなされる一方、この位
置決め爪５１ａ，５２ａの先端部はコンロッド大端部３
３及びコンロッドキャップ３４の各端面（位置決め凹部
３３ａ，３４ａ）との間に周方向において所定の隙間Ｓ
が設けられている。従って、クランクシャフトのクラン
クピン３７の回転に伴ってコンロッド２４に慣性力が周
期的に作用し、特に、エンジンの排気・吸入行程時には
ピストンは最大上昇位置にあってコンロッド大端部３３
には最大慣性力が作用するとき、コンロッド大端部３３
の内周面に伸びが生じても、半割り滑り軸受部材５１は
位置決め爪５１ａによって周方向の位置規制は受けてい
ないので、自由状態であってコンロッド大端部３３の伸
びに追従して変形することとなり、コンロッド大端部３
３の内周面と半割り滑り軸受部材５１の外周面との間で
の相対的な繰り返し微小滑りが減少し、フレッティング
の発生が抑制される。

【００２７】なお、前述の説明では、エンジンの排気・
吸入行程時にコンロッド大端部３３に最大慣性力が作用
したとき、コンロッド大端部３３の内周面に伸びが生じ
ても、半割り滑り軸受部材５１がその伸びに追従して変
形することで、両者の間での相対的な繰り返し微小滑り
が減少すると説明したが、エンジンの排気・吸入行程時
以外でも、例えば、軽負荷時のエンジンの圧縮・膨張行
程時にもコンロッドキャップ３４に慣性力が作用してそ
の内周面に伸びが生じ、このとき、半割り滑り軸受部材
５２がその伸びに追従して変形することで、両者の間で
の相対的な繰り返し微小滑りが減少、フレッティングの
発生が抑制される。

【００２８】なお、上述の実施形態にあっては、本発明
の半割り滑り軸受をクランクピン３７とコンロッド大端
部３３との間に設けられた軸受部材として適用したが、
これに限らず、クランクシャフトを支持する軸受部材な
どのエンジン駆動部や他の回転駆動部に適用してもよい
ものであり、特に、軸受に作用する荷重の変動が大きな
回転軸を支持する場合に適用すると効果的である。

【００２９】

【発明の効果】以上、実施形態において説明したように
本発明の半割り滑り軸受によれば、外周面から外方に突
出して形成された位置決め突起をハウジングの内周面に
形成された位置決め凹部内に位置させることで、ハウジ
ングに対して回転軸の軸方向における位置決めを行う一
方、回転軸の周方向におけるこの位置決め突起と位置決
め凹部との間に所定の隙間を設けたので、回転軸の回転
に伴ってハウジングに外方への応力が周期的に作用して
その内周面に伸びが生じても、半割り滑り軸受はこのハ
ウジングの伸びに追従して変形することとなり、ハウジ
ングの内周面と半割り滑り軸受の外周面との間での相対
的な繰り返し微小滑りが減少し、フレッティングの発生
を抑制することができる。

【００３０】また、本発明の半割り滑り軸受によれば、
外周面から外方に突出して形成された位置決め突起をコ
ネクティングロッドの内周面に形成された位置決め凹部
内に位置させることで、コネクティングロッドに対して
クランクシャフトの軸方向における位置決めを行う一
方、クランクシャフトの周方向におけるこの位置決め突
起と位置決め凹部との間に所定の隙間が設けたので、ク
ランクシャフトの回転に伴ってコネクティングロッドに
外方への応力が周期的に作用してその内周面に伸びが生
じても、半割り滑り軸受はこのコネクティングロッドの
伸びに追従して変形することとなり、コネクティングロ
ッドの内周面と半割り滑り軸受の外周面との間での相対
的な繰り返し微小滑りが減少し、フレッティングの発生
を抑制することができ、コネクティングロッドの耐久性
を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る半割り滑り軸受が装
着されたコネクティングロッドの大端部の取付構造図で
ある。

【図２】半割り滑り軸受部材の斜視概略図である。

【図３】一般的なエンジン駆動システムの概略図であ
る。

【図４】コネクティングロッドの概略図である。

【図５】従来の半割り滑り軸受部材が装着されたコネク
ティングロッドの大端部の取付構造図である。

【符号の説明】

２４ コネクティングロッド（コンロッド） ３３ 大端部 ３３ａ 位置決め凹部 ３４ コンロッドキャップ ３４ａ 位置決め凹部 ３７ クランクピン ５１，５２ 半割り滑り軸受部材 ５１ａ，５２ａ 位置決め爪（位置決め突起）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングの内周面に装着されて回転軸
   を回転自在に支持する半割り滑り軸受において、外周面
   から外方に突出して形成された位置決め突起が前記ハウ
   ジングの内周面に形成された位置決め凹部内に位置する
   ことで、前記ハウジングに対して前記回転軸の軸方向に
   おける位置決めがなされる一方、該回転軸の周方向にお
   ける前記位置決め突起と前記位置決め凹部との間には所
   定の隙間が設けられたことを特徴とする半割り滑り軸
   受。
2. 【請求項２】 一端部にピストンピンによってピストン
   が装着されたコネクティングロッドの他端部の内周面に
   装着されてクランクシャフトの偏心部を回転自在に支持
   する半割り滑り軸受において、外周面から外方に突出し
   て形成された位置決め突起が前記コネクティングロッド
   の内周面に形成された位置決め凹部内に位置すること
   で、前記コネクティングロッドに対して前記クランクシ
   ャフトの軸方向における位置決めがなされる一方、該ク
   ランクシャフトの周方向における前記位置決め突起と前
   記位置決め凹部との間には所定の隙間が設けられたこと
   を特徴とする半割り滑り軸受。