特許 7468299 内燃機関のスラスト軸受潤滑構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-08

(45)【発行日】2024-04-16

(54)【発明の名称】内燃機関のスラスト軸受潤滑構造

(51)【国際特許分類】

   F02F 7/00 20060101AFI20240409BHJP

   F01M 1/06 20060101ALI20240409BHJP

   F16C 17/04 20060101ALI20240409BHJP

   F16C 33/10 20060101ALI20240409BHJP

   F16C 3/14 20060101ALI20240409BHJP

【ＦＩ】

F02F7/00 301F

F01M1/06 D

F16C17/04 Z

F16C33/10 Z

F16C3/14

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020182229

(22)【出願日】2020-10-30

(65)【公開番号】P2022072665

(43)【公開日】2022-05-17

【審査請求日】2023-08-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】砂場 涼太

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－０８９２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０６９１７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００２２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１１６４２９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００２９４１３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０１Ｍ １／０６

Ｆ１６Ｃ １７／０４

Ｆ１６Ｃ ３３／１０

Ｆ１６Ｃ ３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒を有する気筒部と、前記気筒部の下部に設けられ、クランク室が形成されたクランクケースとを備えたシリンダブロックと、
前記気筒部に設けられ、前記複数の気筒をクランク軸の軸方向に仕切る気筒部側隔壁部と、
前記気筒部側隔壁部に連絡されるようにして前記クランク室に設けられ、前記クランク軸を回転自在に支持する軸受孔を有するクランク室側隔壁部と、
前記クランク軸のスラスト規制面と対向して前記クランク室側隔壁部の側面に取付けられ、前記クランク軸が軸方向に移動することを規制するスラスト軸受とを備えた内燃機関のスラスト軸受潤滑構造であって、
前記クランク室側隔壁部は、前記軸受孔の上方において前記気筒部側隔壁部に連なる上側壁部と、前記上側壁部の下部から前記クランク軸の軸方向に突出する突出壁部とを有し、
前記クランク室側隔壁部に、前記クランク室側隔壁部を貫通する連通孔が形成されており、
前記連通孔は、前記上側壁部と前記突出壁部とに跨がる位置に開口しており、
前記クランク室側隔壁部に油路が形成されており、
前記油路は、前記連通孔の底面と前記スラスト軸受とを連絡していることを特徴とする内燃機関のスラスト軸受潤滑構造。

【請求項2】

前記連通孔を前記クランク軸の軸方向から見た場合に、前記連通孔が四角形状に開口していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のスラスト軸受潤滑構造。

【請求項3】

前記油路は、前記クランク室側隔壁部に複数個形成されており、
前記連通孔の底面に、前記連通孔の底面から上方に突出する突部が形成されており、
前記突部は、前記連通孔の前記底面を流れる潤滑油を、前記複数個の油路に分配することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関のスラスト軸受潤滑構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関のスラスト軸受潤滑構造に関する。

【背景技術】

【0002】

車両に搭載された内燃機関において、クランク軸を支持する嵌合孔を有する滑り軸受がクランクケースに設置され、潤滑油を滑り軸受に供給する供給油路がクランクケースに形成されたクランク軸滑り軸受の潤滑構造が知られている（特許文献１参照）。

【0003】

供給油路は、クランク室内で飛散する潤滑油を収集する通路部を有しており、通路部はクランクケースのケース本体の壁面に設置される２つのリブによって構成されている（図３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－１７７４５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来のクランク軸滑り軸受の潤滑構造にあっては、専用のリブをクランクケースのケース本体の壁面に形成しているので、クランク室の構造が複雑化するおそれがあり、未だ、改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、シリンダブロックの構造を簡素化しつつ、スラスト軸受の潤滑性を向上できる内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、複数の気筒を有する気筒部と、前記気筒部の下部に設けられ、クランク室が形成されたクランクケースとを備えたシリンダブロックと、前記気筒部に設けられ、前記複数の気筒をクランク軸の軸方向に仕切る気筒部側隔壁部と、前記気筒部側隔壁部に連絡されるようにして前記クランク室に設けられ、前記クランク軸を回転自在に支持する軸受孔を有するクランク室側隔壁部と、前記クランク軸のスラスト規制面と対向して前記クランク室側隔壁部の側面に取付けられ、前記クランク軸が軸方向に移動することを規制するスラスト軸受とを備えた内燃機関のスラスト軸受潤滑構造であって、前記クランク室側隔壁部は、前記軸受孔の上方において前記気筒部側隔壁部に連なる上側壁部と、前記上側壁部の下部から前記クランク軸の軸方向に突出する突出壁部とを有し、前記クランク室側隔壁部に、前記クランク室側隔壁部を貫通する連通孔が形成されており、前記連通孔は、前記上側壁部と前記突出壁部とに跨がる位置に開口しており、前記クランク室側隔壁部に油路が形成されており、前記油路は、前記連通孔の底面と前記スラスト軸受とを連絡していることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

このように上記の本発明によれば、シリンダブロックの構造を簡素化しつつ、スラスト軸受の潤滑性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を示す図であり、シリンダブロックを右斜め前方から見た断面図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を示す図であり、シリンダブロックの中央部の平面図である。

【図3】図３は、図２のIII-III方向矢視断面図である。

【図4】図４は、本発明の一実施例に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を示す図であり、クランク室側隔壁部とその周辺の拡大図である。

【図5】図５は、図４のＶ－Ｖ方向矢視断面図である。

【図6】図６は、本発明の一実施例に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を示す図であり、連通孔の他の形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施の形態に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造は、複数の気筒を有する気筒部と、気筒部の下部に設けられ、クランク室が形成されたクランクケースとを備えたシリンダブロックと、気筒部に設けられ、複数の気筒をクランク軸の軸方向に仕切る気筒部側隔壁部と、気筒部側隔壁部に連絡されるようにしてクランク室に設けられ、クランク軸を回転自在に支持する軸受孔を有するクランク室側隔壁部と、クランク軸のスラスト規制面と対向してクランク室側隔壁部の側面に取付けられ、クランク軸が軸方向に移動することを規制するスラスト軸受とを備えた内燃機関のスラスト軸受潤滑構造であって、クランク室側隔壁部は、軸受孔の上方において気筒部側隔壁部に連なる上側壁部と、上側壁部の下部からクランク軸の軸方向に突出する突出壁部とを有し、クランク室側隔壁部に、クランク室側隔壁部を貫通する連通孔が形成されており、連通孔は、上側壁部と突出壁部とに跨がる位置に開口しており、クランク室側隔壁部に油路が形成されており、油路は、連通孔の底面とスラスト軸受とを連絡している。

【0011】

これにより、本発明の一実施の形態に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造は、シリンダブロックの構造を簡素化しつつ、スラスト軸受の潤滑性を向上できる。

【実施例】

【0012】

以下、本発明に係る内燃機関のスラスト軸受潤滑構造の実施例について、図面を用いて説明する。

【0013】

図１から図６は、本発明に係る一実施例の内燃機関のスラスト軸受潤滑構造を示す図である。図１から図６において、上下前後左右方向は、車両に設置された状態の内燃機関を基準とし、車両の前後方向を前後方向、車両の左右方向（車幅方向）を左右方向、車両の上下方向（車両の高さ方向）を上下方向とする。

【0014】

まず、構成を説明する。
図１において、車両には内燃機関としてのエンジン１が搭載されており、エンジン１は、図示しないエンジンルームに設置されている。

【0015】

エンジン１は、シリンダブロック２を備えている。シリンダブロック２の上部には図示しないシリンダヘッドが取付けられており、シリンダブロック２の下部にはオイルが貯留されるオイルパン５が取付けられている（図３参照）。

【0016】

シリンダブロック２は、気筒部３と、気筒部３の下部に気筒部３と一体に形成されたクランクケース４とを有する。

【0017】

図１、図２に示すように、気筒部３には複数の気筒３Ａ、３Ｂが設けられており、気筒３Ａ、３Ｂには図示しないピストンが上下方向に往復移動自在に収容されている。

【0018】

気筒部３にはウォータジャケット３Ｃが設けられており、ウォータジャケット３Ｃは、気筒３Ａ、３Ｂを取り囲むようにして、気筒３Ａ、３Ｂと気筒部３の左壁部３Ｌの間、および気筒３Ａ、３Ｂと気筒部３の右壁部３Ｒの間に形成されている。

【0019】

ウォータジャケット３Ｃには図示しないラジエータによって冷却された冷却水が供給されることにより、気筒３Ａ、３Ｂが冷却水によって冷却される。

【0020】

本実施例のエンジン１は、４つの気筒を有する４気筒エンジンから構成されている。但し、気筒数は４気筒に限定されるものではなく、１つ以上あればよい。

【0021】

クランクケース４の内部にはクランク室４Ａが設けられており、クランク室４Ａは、オイルパン５に連通している。

【0022】

図５に示すように、クランク室４Ａにはクランク軸６が収容されている。クランク軸６はクランクジャーナル６Ａ、クランクウェブ６Ｂ、クランクピン６Ｃおよびスラスト規制面６Ｄを有する。

【0023】

気筒３Ａ、３Ｂは、クランク軸６の軸方向に並んで設置されている。クランク軸６の軸方向は、クランク軸６の回転中心軸の方向と同方向であり、前後方向である。

【0024】

図１、図３、図５に示すように、シリンダブロック２には隔壁７が設けられている。隔壁７は、気筒部３に設けられた気筒部側隔壁部７Ａを有し、気筒部側隔壁部７Ａは、複数の気筒３Ａ、３Ｂをクランク軸６の軸方向に仕切っている。

【0025】

隔壁７は、クランクケース４のクランク室４Ａに設けられたクランク室側隔壁部７Ｂを有し、クランク室側隔壁部７Ｂは、気筒部側隔壁部７Ａに連絡されている。クランク室側隔壁部７Ｂは、クランク軸６のクランクジャーナル６Ａの上側の半円部分を回転自在に支持する半環状の軸受孔７ａを有する。

【0026】

軸受孔７ａの周辺においてクランク室側隔壁部７Ｂには軸受キャップ８が設けられている。軸受キャップ８は、クランクジャーナル６Ａの下側の半円部分を支持しており、ボルト９によってクランク室側隔壁部７Ｂに締結されている。

【0027】

図３、図４に示すように、クランクジャーナル６Ａと軸受孔７ａおよび軸受キャップ８との間にはラジアル軸受１０が設けられている。

【0028】

クランク軸６は、クランクジャーナル６Ａがラジアル軸受１０を介して軸受孔７ａと軸受キャップ８に回転自在に支持されることにより、クランク室４Ａにおいて回転自在となっている。ラジアル軸受１０は、半円状の一対のメタル軸受から構成されている。

【0029】

図４、図５に示すように、複数のクランク室側隔壁部７Ｂのうちの１つのクランク室側隔壁部７Ｂの側面には半環状のスラスト軸受１１が設けられており、スラスト軸受１１は、クランク軸６のスラスト規制面６Ｄと軸方向に対向している。

【0030】

スラスト軸受１１は、クランク軸６が軸方向に移動するときにスラスト規制面６Ｄに接触してクランク軸６が軸方向に移動することを規制する。

【0031】

図５に示すように、クランク室側隔壁部７Ｂには突出壁部７ｂが設けられている。突出壁部７ｂは、軸受孔７ａの上方において気筒部側隔壁部７Ａに連なる上側壁部７ｗの下部からクランク軸６の軸方向に突出している。

【0032】

図５において、気筒部側隔壁部７Ａの壁面７ｈから突出壁部７ｂの突出方向の先端までの寸法を矢印７ｔで示す。

【0033】

図１、図４、図５に示すように、クランク室側隔壁部７Ｂには連通孔７ｃが形成されており、上側壁部７ｗと突出壁部７ｂとに跨がる位置に開口している。具体的には、連通孔７ｃは、その底面７ｄがその天井面７ｕより寸法７ｔだけ側方に拡がるようにクランク軸６の軸方向に貫通されており、気筒３Ａ、３Ｂとクランク室４Ａとを連通している。また、気筒３Ａと気筒３Ｂは、連通孔７ｃを通して連通されている。

【0034】

これにより、気筒３Ａ、３Ｂの内部を往復運動するピストンにより、気筒３Ａ、３Ｂの内部に生じる圧力を連通孔７ｃからクランク室４Ａに逃がすことができ、気筒３Ａ、３Ｂ間の圧力変動を低減できる。

【0035】

また、図５に示すように、突出壁部７ｂは、気筒部側隔壁部７Ａの壁面７ｈからクランク軸６の軸方向に突出しているので、連通孔７ｃの天井面７ｕのクランク軸６の軸方向の長さよりも連通孔７ｃの底面７ｄのクランク軸６の軸方向の長さが長い。

【0036】

これに加えて、連通孔７ｃの底面７ｄは、連通孔７ｃの天井面７ｕよりも気筒３Ａ、３Ｂの中心軸Ｃ１側に突出している。

【0037】

図３に示すように、連通孔７ｃをクランク軸６の軸方向から見た場合に、連通孔７ｃは、四角形状に形成されている。換言すれば、連通孔７ｃをクランク軸６の軸方向から見た場合に、連通孔７ｃは、車幅方向に延び、かつ、クランク軸６を上下に横切る断面が四角形状に形成されている。

【0038】

気筒３Ａ、３Ｂの内壁には図示しないオイルジェットから潤滑油が噴射されるようになっており、この潤滑油によって気筒３Ａ、３Ｂの内部を往復運動するピストンが潤滑される。

【0039】

ピストンを潤滑したオイルは、気筒３Ａ、３Ｂを伝って下方に移動し、連通孔７ｃの周辺を通過してクランク室４Ａに排出され、オイルパン５に戻される。

【0040】

図１、図４に示すように、クランク室側隔壁部７Ｂには２つの油路７ｅ、７ｆが形成されている。

【0041】

油路７ｅ、７ｆは、クランク軸６の軸方向でクランク軸６のクランクウェブ６Ｂに対向するクランク室側隔壁部７Ｂの壁面７ｇに対してクランクウェブ６Ｂから離れる方向に窪んでいる。油路７ｅ、７ｆは、連通孔７ｃの底面７ｄとスラスト軸受１１とを連絡している。

【0042】

これにより、気筒３Ａ、３Ｂから連通孔７ｃを通してクランク室４Ａに排出される潤滑油は、油路７ｅ、７ｆに沿ってスラスト軸受１１に導かれる（図４、図５の潤滑油Ｏ参照）。

【0043】

図５に示すように、クランク軸６の軸方向でクランク室側隔壁部７Ｂとクランクウェブ６Ｂの間には微小な隙間が形成されており、この隙間よりも油路７ｅ、７ｆとクランクウェブ６Ｂの間の隙間が大きく形成されている。

【0044】

これにより、気筒３Ａ、３Ｂから連通孔７ｃの周辺を通過してクランク室４Ａに排出される潤滑油は、クランク室側隔壁部７Ｂとクランクウェブ６Ｂの間を流れる際に油路７ｅ、７ｆに集まりやすい。

【0045】

スラスト軸受１１には２つの油溝１１ａ、１１ｂが形成されており、油溝１１ａ、１１ｂは、それぞれ油路７ｅ、７ｆに連通している。これにより、油路７ｅ、７ｆを流れる潤滑油は、油溝１１ａ、１１ｂに導かれる（図４、図５の潤滑油Ｏ参照）。

【0046】

クランク軸６の軸方向でスラスト軸受１１とスラスト規制面６Ｄの間には隙間が形成されており、油溝１１ａ、１１ｂを流れる潤滑油によってスラスト軸受１１とスラスト規制面６Ｄの間に油膜が形成され、スラスト軸受１１が潤滑油によって潤滑される。

【0047】

次に、本実施例のスラスト軸受１１の潤滑構造の効果を説明する。
本実施例のスラスト軸受１１の潤滑構造は、隔壁７を備えており、隔壁７は、気筒部側隔壁部７Ａと、クランク室側隔壁部７Ｂとを備えている。

【0048】

気筒部側隔壁部７Ａは、シリンダブロック２の気筒部３に設けられており、気筒３Ａ、３Ｂをクランク軸６の軸方向に仕切っている。クランク室側隔壁部７Ｂは、気筒部側隔壁部７Ａに連絡されるようにしてクランク室４Ａに設けられており、下面にクランク軸６を回転自在に支持する半環状の軸受孔７ａを有する。

【0049】

また、スラスト軸受１１の潤滑構造は、クランク軸６のスラスト規制面６Ｄと軸方向に対向してクランク室側隔壁部７Ｂの側面に取付けられ、クランク軸６が軸方向に移動することを規制するスラスト軸受１１を備えている。

【0050】

クランク室側隔壁部７Ｂは、軸受孔７ａの上方において気筒部側隔壁部７Ａの上側壁部７ｗの下部からクランク軸６の軸方向に突出する突出壁部７ｂを有する。

【0051】

クランク室側隔壁部７Ｂに、クランク室側隔壁部７Ｂを貫通する連通孔７ｃが形成されており、連通孔７ｃは、上側壁部７ｗと突出壁部７ｂとに跨がる位置に開口している。

【0052】

これに加えて、クランク室側隔壁部７Ｂに油路７ｅ、７ｆが形成されており、油路７ｅ、７ｆは、連通孔７ｃの底面７ｄとスラスト軸受１１とを連絡している。

【0053】

これにより、連通孔７ｃの天井面７ｕより連通孔７ｃの底面７ｄを気筒３Ａ、３Ｂの中心軸Ｃ１側に突出させることができる。

【0054】

このため、気筒３Ａ、３Ｂを伝って落下し、連通孔７ｃの周辺を通過してクランク室４Ａに排出される潤滑油Ｏを、底面７ｄによって容易に捕捉できる。

【0055】

次いで、底面７ｄによって捕捉された潤滑油Ｏを油路７ｅ、７ｆを通してスラスト軸受１１に供給できる。

【0056】

この結果、潤滑油を収集するリブ等をクランク室側隔壁部７Ｂに形成する場合に比べ、シリンダブロック２の構造を簡素化しつつ、スラスト軸受１１の潤滑性を向上できる。

【0057】

また、本実施例のスラスト軸受１１の潤滑構造によれば、連通孔７ｃをクランク軸６の軸方向から見た場合に、連通孔７ｃが四角形状に形成されている。

【0058】

これにより、円形の連通孔７ｃよりも連通孔７ｃの底面７ｄを大きくでき、連通孔７ｃを通してクランク室４Ａに排出される潤滑油Ｏの多くを、底面７ｄによって効率よく収集できる。このため、スラスト軸受１１により多くの潤滑油を供給でき、スラスト軸受１１の潤滑性を向上できる。

【0059】

本実施例の連通孔７ｃの底面７ｄは、平面に形成されているが、図６に示すように連通孔７ｃの底面７ｄに突部７ｍを形成してもよい。

【0060】

具体的には、図６に示すように、連通孔７ｃの底面７ｄには突部７ｍが形成されており、突部７ｍは、底面７ｄから上方に突出している。突部７ｍは、底面７ｄの車幅方向の中央部に形成されており、車幅方向で油路７ｅ、７ｆの間に位置している。

【0061】

このように連通孔７ｃの底面７ｄに突部７ｍを形成すれば、図６に示すように、連通孔７ｃの底面７ｄを流れる潤滑油Ｏ１を、突部７ｍによって油路７ｅ、７ｆに均等に分配できる。なお、油路７ｅ、７ｆと油溝１１ａ、１１ｂは、１つまたは３つ以上であってもよい。

【0062】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0063】

１...エンジン（内燃機関）、２...シリンダブロック、３Ａ，３Ｂ...気筒、４...クランクケース、４Ａ...クランク室、６...クランク軸、６Ｄ...スラスト規制面、７Ａ...気筒部側隔壁部、７ａ...軸受孔、７Ｂ...クランク室側隔壁部、７ｂ...突出壁部、７ｃ...連通孔、７ｄ...底面（連通孔の底面）、７ｅ，７ｆ...油路、７ｍ...突部、７ｗ...上側壁部、１１...スラスト軸受

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】