JP2018076929A - bearing - Google Patents
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Abstract
【課題】回転軸と軸受との間を流れる潤滑油の温度変化に基づいて、潤滑油の流動調節を行う軸受を提供する。【解決手段】シリンダブロック2に形成された給油路3から供給された潤滑油を回転軸1側に供給する給油孔13、および、当該給油孔13と連通し回転軸1に臨む給油溝14、が形成され、回転軸1を支持する軸受本体10と、給油溝14内に設けられ、給油溝14内を流れる潤滑油の温度に対応して、給油孔13から給油溝14に供給される潤滑油の流量を調節する感熱式流量調節弁20と、を備えた軸受を構成する。【選択図】図2A bearing for adjusting the flow of lubricating oil based on a change in temperature of the lubricating oil flowing between a rotating shaft and the bearing is provided. An oil supply hole for supplying lubricating oil supplied from an oil supply passage formed in a cylinder block to the rotating shaft side, and an oil supply groove that communicates with the oil supplying hole and faces the rotating shaft, Is provided in the oil supply groove 14 and in the oil supply groove 14, and is supplied to the oil supply groove 14 from the oil supply hole 13 corresponding to the temperature of the lubricating oil flowing through the oil supply groove 14. A heat-sensitive flow rate control valve 20 that adjusts the flow rate of oil is configured. [Selection] Figure 2
Description
この発明は、クランクシャフトなどの回転軸を保持する軸受に関する。 The present invention relates to a bearing that holds a rotating shaft such as a crankshaft.
エンジンのクランクシャフトなどの回転軸は、例えば、図3に示す軸受によって支持される。この軸受100は、断面半円状の金属板からなる2個の分割軸受101、102(以下において、アッパーメタル101、ロアメタル102と称する。)の端部同士を突き合わせることによって構成される。この軸受100は、エンジンのシリンダブロック2内に組み込まれている。シリンダブロック2には、オイルポンプ(図示せず)から送り出された潤滑油を送出する給油路3と、給油路3と連通し、潤滑油を軸受100の外周に沿って行き渡らせる油溝4が形成されている。
A rotating shaft such as a crankshaft of the engine is supported by, for example, a bearing shown in FIG. This bearing 100 is configured by abutting the ends of two
アッパーメタル101には、給油路3および油溝4を通って供給された潤滑油を回転軸1に供給する給油孔103、および、給油孔103と連通し回転軸1に臨む給油溝104が形成されている。潤滑油は、給油孔103および給油溝104を通って、アッパーメタル101と回転軸1との間に供給される。アッパーメタル101とロアメタル102は、突き合わせ方向に圧力が作用した状態で互いに締結される。このとき、この圧力によって、アッパーメタル101およびロアメタル102がともに扁平状に変形し(図3参照)、これらの合わせ部近傍において、アッパーメタル101およびロアメタル102と回転軸1との間に隙間gが生じる。この隙間gを通って、アッパーメタル101側に供給された潤滑油が、回転軸1の回転(図3中の白抜き矢印参照)に伴ってロアメタル102側に流れ(図3中の矢印参照)、回転軸1の周囲全体が潤滑油によって潤滑される。
The
潤滑油は、その温度によって流動性が大きく変化する。このため、図3に示すように流量の調節機構を有しない軸受100においては、エンジン始動直後のように潤滑油の温度が低く、流動性が低いときに、軸受100への潤滑油の供給量が低下する一方で、エンジン始動後に時間が経過して潤滑油の温度が十分上昇して、流動性が高いときに、潤滑油の供給が過剰となって撹拌抵抗が増大する問題が生じ得る。
Lubricating oil varies greatly in fluidity depending on its temperature. For this reason, in the
そこで、例えば、特許文献1に記載の転がり軸受においては、軸受を支持するハウジングに潤滑油を供給する給油通路を形成するとともに、外輪の外周面に、この給油通路と連通するバイパス溝を形成し、このバイパス溝に形状記憶合金、バイメタルなどからなる温度変形部材を設けた構成を採用している。この構成によると、潤滑油の温度が低くその流動性が低いときは、給油孔の開度が大きくなり、外輪側への潤滑油の流入が促される。その一方で、潤滑油の温度が高くなってその流動性が高くなると、温度変形部材が変形して給油孔の開度が小さくなる。この温度変形部材の変形により、外輪側への潤滑油の流入を抑制し、撹拌抵抗の増大を防止している(特許文献1の図5、段落0032〜0034など参照)。
Therefore, for example, in the rolling bearing described in
特許文献1に記載の構成においては、温度変形部材は、潤滑油の流路における軸受の上流側に配置されているため、この軸受に流入する前(軸受外周面側)の潤滑油の温度変化に対応して変形する。ところが、潤滑油の潤滑性は、回転軸と軸受との間で生じた摩擦熱による軸受内周面側の温度変化の影響を強く受けるため、特許文献1に記載の構成では、この摩擦熱による温度変化に基づく潤滑油の流量調節が難しいという問題がある。また、潤滑油の温度が低く、流動性が低いときに潤滑油の流入を促進しており、これにより却って軸受と回転軸の摩擦抵抗が上昇する課題もある。
In the configuration described in
そこで、この発明は、回転軸と軸受との間を流れる潤滑油の温度変化に基づいて、潤滑油の流動調節を行うことを課題とする。 Accordingly, an object of the present invention is to adjust the flow of the lubricating oil based on the temperature change of the lubricating oil flowing between the rotating shaft and the bearing.
上記課題を解決するために、この発明においては、シリンダブロックに形成された給油路から供給された潤滑油を回転軸側に供給する給油孔、および、当該給油孔と連通し前記回転軸に臨む給油溝、が形成され、前記回転軸を支持する軸受本体と、前記給油溝内に設けられ、前記給油溝内を流れる潤滑油の温度に対応して、前記給油孔から前記給油溝に供給される潤滑油の流量を調節する感熱式流量調節弁と、を備えた軸受を構成した。 In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, an oil supply hole that supplies lubricating oil supplied from an oil supply passage formed in a cylinder block to the rotary shaft side, and communicates with the oil supply hole and faces the rotary shaft. An oil supply groove is formed, and is provided in the oil supply groove with a bearing body that supports the rotating shaft, and is supplied from the oil supply hole to the oil supply groove in accordance with the temperature of the lubricating oil flowing in the oil supply groove. And a heat sensitive flow control valve for adjusting the flow rate of the lubricating oil.
前記構成においては、前記軸受本体を、径方向に分割された分割軸受から構成するのが好ましい。 In the said structure, it is preferable to comprise the said bearing main body from the division | segmentation bearing divided | segmented to radial direction.
この構成においては、前記感熱式流量調節弁が、高温になるほど前記流量を増大させるように変形する温度特性を有する構成とするのが好ましい。 In this configuration, it is preferable that the heat-sensitive flow rate control valve has a temperature characteristic that is deformed so as to increase the flow rate as the temperature increases.
上記の温度特性を有する感熱式流量調節弁を採用した構成においては、前記感熱式流量調節弁の前記回転軸の径方向の最大変位量が、前記給油溝の深さと、前記最大変位量となる周方向位置における前記軸受本体と前記回転軸との間の隙間の大きさとの和よりも小さい構成とすることができる。あるいは、前記感熱式流量調節弁に、当該感熱式流量調節弁の前記回転軸の径方向の最大変位量が、前記給油溝の深さと、前記最大変位量となる周方向位置における前記軸受本体と前記回転軸との間の隙間の大きさとの和よりも小さくなるよう規制するストッパ部材を併設した構成とすることもできる。 In the configuration employing the heat sensitive flow control valve having the above temperature characteristics, the maximum displacement in the radial direction of the rotating shaft of the heat sensitive flow control valve is the depth of the oil supply groove and the maximum displacement. It can be set as the structure smaller than the sum of the magnitude | size of the clearance gap between the said bearing main body and the said rotating shaft in the circumferential direction position. Alternatively, the heat sensitive flow control valve includes a bearing body at a circumferential position where the maximum displacement in the radial direction of the rotary shaft of the heat sensitive flow control valve is the depth of the oil supply groove and the maximum displacement. A stopper member that restricts to be smaller than the sum of the gaps between the rotating shaft and the rotating shaft can also be provided.
また、上記の温度特性を有する感熱式流量調節弁を採用した構成においては、前記給油孔が複数形成され、各給油孔にそれぞれ前記感熱式流量調節弁が設けられており、前記給油路から近い側の感熱式流量調節弁を、前記給油路から遠い側の感熱式流量調節弁よりも高温で作動するようにした構成とすることができる。 Moreover, in the structure which employ | adopted the heat sensitive flow control valve which has said temperature characteristic, the said oil supply hole is formed in multiple numbers, and each said oil supply hole is provided with the said heat sensitive flow control valve, and it is close to the said oil supply path. The heat-sensitive flow control valve on the side can be configured to operate at a higher temperature than the heat-sensitive flow control valve on the side far from the oil supply passage.
前記各構成においては、前記感熱式流量調節弁が、バイメタルまたは形状記憶合金からなる構成とするのが好ましい。 In each of the above-mentioned configurations, it is preferable that the thermal flow rate control valve is made of a bimetal or a shape memory alloy.
前記各構成においては、前記感熱式流量調節弁の開閉側端部が、前記回転軸の回転方向側に向いている構成とするのが好ましい。 In each said structure, it is preferable to set it as the structure which the opening-and-closing side edge part of the said thermosensitive flow control valve is facing the rotation direction side of the said rotating shaft.
この発明に係る軸受は、軸受本体に形成された給油溝内に感熱式流量調節弁を設け、この感熱式流量調節弁によって、軸受本体に形成された給油孔から給油溝に供給される潤滑油の流量を調節するようにした。このように、給油溝内に感熱式流量調節弁を設けることにより、回転軸と軸受との間で生じた摩擦熱に起因する温度変化に速やかに対応して、潤滑油の流量を調節することができ、回転軸と軸受との間の焼き付きや、フリクションロスを確実に防止することができる。 The bearing according to the present invention is provided with a heat-sensitive flow rate adjustment valve in an oil supply groove formed in the bearing body, and the lubricant oil supplied to the oil supply groove from the oil supply hole formed in the bearing body by the heat-sensitive flow rate adjustment valve. The flow rate of was adjusted. In this way, by providing a heat-sensitive flow control valve in the oil supply groove, the flow rate of the lubricating oil can be adjusted quickly in response to a temperature change caused by frictional heat generated between the rotating shaft and the bearing. Thus, seizure between the rotating shaft and the bearing and friction loss can be reliably prevented.
この発明に係る軸受の一実施形態を図1および図2(a)、(b)に示す。この軸受は、エンジンのクランクシャフトなどの回転軸1を支持するために用いられる、潤滑油によって潤滑されるすべり軸受である。この軸受は、エンジンのシリンダブロック2内に組み込まれている。シリンダブロック2には、オイルポンプ(図示せず)から送り出された潤滑油を送出する給油路3と、給油路3と連通し、潤滑油を軸受の外周に沿って行き渡らせる油溝4が形成されている。この軸受は、軸受本体10と、感熱式流量調節弁20(以下において、調節弁20と略称する。)を主要な構成要素としている。
One embodiment of a bearing according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b). This bearing is a sliding bearing which is used to support a rotating
軸受本体10は、金属板を成形した円筒状の部材であって、径方向に2分割された分割軸受11、12(以下において、アッパーメタル11、ロアメタル12と称する。)から構成される。アッパーメタル11には、シリンダブロック2に形成された給油路3から供給された潤滑油を回転軸1に供給する給油孔13が2箇所に形成されている。また、アッパーメタル11の内面側には、給油孔13と連通し回転軸に臨む給油溝14が、アッパーメタル11の内面の周方向に沿って形成されている。この給油溝14は、アッパーメタル11の周方向端部(ロアメタル12との合わせ部)に到達する前に終端している。ロアメタル12は、アッパーメタル11と同形状の部材であるが、給油孔13および給油溝14は形成されていない点でアッパーメタル11と異なっている。回転軸1は、軸受本体10(アッパーメタル11およびロアメタル12)の内面で軸周りに回転自在に支持される。
The bearing body 10 is a cylindrical member formed by molding a metal plate, and is composed of
アッパーメタル11とロアメタル12は、突き合わせ方向に押し付けられた状態で互いに締結される。このとき、この押し付け力によって、アッパーメタル11およびロアメタル12がともに扁平状に変形し、これらの合わせ部近傍において、アッパーメタル11およびロアメタル12と回転軸1との間に隙間gが生じる(図1など参照)。この隙間gを通って、アッパーメタル11側に供給された潤滑油が、回転軸1の回転(図1中の白抜き矢印参照)に伴ってロアメタル12側に流れ(図1中の矢印参照)、回転軸1の周囲全体が潤滑油によって潤滑される。回転軸1を潤滑した潤滑油は、軸受本体10の軸方向端部(図1などの紙面垂直方向)から流出し、潤滑油を一時的に溜めておくオイルパン(図示せず)に還流する。
The
このように、軸受本体10をアッパーメタル11とロアメタル12で構成すると、アッセンブリを容易に行うことができるため好ましいが、分割されていない円筒状の軸受本体10を採用することもできる。また、分割数が3以上の分割軸受を採用することもできる。
As described above, it is preferable to configure the bearing body 10 with the
調節弁20は、アッパーメタル11の内面側に形成された給油溝14内の給油孔13の近傍(2箇所)に設けられる。この調節弁20は、温度変化に伴って変形するバイメタルで構成されている。この調節弁20は、給油溝14を流れる潤滑油の温度に対応して、給油孔13を開閉することによって、給油孔13から給油溝14に供給される潤滑油の流量を調節する機能を有している。この実施形態においては、2箇所に設けられた調節弁20は、同じ温度特性(潤滑油の温度変化が同じであれば、変形量が同じ)を有している。調節弁20は、給油溝14の内面の曲率に沿うように、周方向にやや湾曲した板状をしている。この調節弁20の一端部(固定側端部)は、給油溝14内に固定され、この一端部と反対側の他端部(開閉側端部)は、温度変化に対応して、回転軸1の径方向に自在に変位し得るようになっている。
The
このように、調節弁20を給油溝14内に設けることによって、回転軸1と軸受本体10との間の摩擦熱に起因する潤滑油の温度変化に速やかに対応して、潤滑油の流量を適切に調節することができる。この実施形態においては、低温時において給油孔13を通る潤滑油の流量を最小流量とする一方で(図2(a)中の矢印f1参照)、高温時において給油孔13を通る潤滑油の流量を最大流量とする(図2(b)中の矢印f2参照)ことができる温度特性を備えた調節弁20を採用している。
As described above, by providing the adjusting
上記の温度特性を備えた調節弁20を採用することにより、低温時(冷間始動時)に軸受への潤滑油の供給が抑制される。潤滑油の供給を抑制することにより、回転軸1と軸受本体10との間の摩擦によって発生した摩擦熱が潤滑油によって奪われにくくなり、この摩擦熱による潤滑油の加熱が促進される。潤滑油が加熱されるとその流動性が高まり、回転軸1と軸受本体10との間の焼き付きや、フリクションロスを確実に防止することができる。
By adopting the
なお、調節弁20の素材として、バイメタルの代わりに、形状記憶合金などのように温度変化によって形状変化が生じる他の素材を採用することもできる。
In addition, as the material of the
この実施形態においては、最小流量時(閉弁時)において、調節弁20による給油孔13の開口のカバー面積が、約半分となるように構成されているが(図2(a)参照)、これは例示に過ぎず、調節弁20によるカバー面積は、調節弁20の温度特性や潤滑油の必要流量などを考慮した上で適宜変更することができる。
In this embodiment, the cover area of the opening of the
調節弁20には、ストッパ部材21が併設されている。このストッパ部材21は、調節弁20に固定される基部21aと、この基部21aから径方向外向きに起立するとともに周方向に屈曲して形成された係止部21bとを有している。このストッパ部材21の係止部21bは、潤滑油の温度変化によって調節弁20の開閉側端部が最大変位量だけ変位したときに、給油孔13の縁部に係止されるようになっている(図2(b)参照)。この係止によって、調節弁20がそれ以上変位するのを規制し、開閉側端部が回転軸1に接触するのを防止している。
The
この最大変位量は、給油溝14の深さdと、この最大変位量となる径方向位置における軸受本体10(アッパーメタル11)と回転軸1との間の隙間の大きさg1の和よりも小さくなるように決められる。
The maximum amount of displacement, the depth d of the
なお、ストッパ部材21を設ける代わりに、開閉側端部の最大変位量が、給油溝14の深さdと、この最大変位量となる径方向位置における軸受本体10(アッパーメタル11)と回転軸1との間の隙間の大きさg1の和よりも小さくなる温度特性を有する調節弁20を採用してもよい。
Instead of providing the
調節弁20は、アッパーメタル11とロアメタル12の合わせ部から周方向に45度の角度範囲内に、好ましくは、15度の角度範囲内に設けるのがよい。この角度範囲内においては、アッパーメタル11と回転軸1との間の隙間gが比較的大きく、調節弁20の開閉側端部が回転軸1に接触する虞が低いためである。
The
この調節弁20は、給油溝14内に固定される固定側端部に対し、開閉側端部が、回転軸1の回転方向側に向いている。このように調節弁20を配置することにより、万が一、開閉側端部と回転軸1が接触した場合でも、回転軸1の外周面に開閉側端部が突き当たって、調節弁20が破損したり回転軸1が傷付いたりするトラブルを防止することができる。
In the
上記の実施形態においては、2箇所に設けられた調節弁20は、同じ温度特性を有しているものを採用したが、例えば、給油路3から近い側の調節弁20を、給油路3から遠い側の調節弁20よりも高温で作動する温度特性を有するものとするなど、異なる温度特性を有する調節弁20を採用することもできる。このようにすると、軸受本体10がまだ低温の状態で、給油路3に近い給油孔13から潤滑油が過剰に供給されるのを防止しつつ、給油路3から遠い給油孔13に優先的に潤滑油を供給して、回転軸1と軸受本体10との間の摩擦を効果的に抑制することができる。
In the above embodiment, the
上記において説明した軸受は、あくまでも例示に過ぎず、回転軸1と軸受との間を流れる潤滑油の温度変化に基づいて、潤滑油の流動調節を行う、というこの発明の課題を解決し得る限りにおいて、例えば、軸受本体10(アッパーメタル11)に形成される給油孔13の位置や個数、給油溝14の周方向の形成範囲、感熱式流量調節弁20の形状や温度特性などを適宜変更することができる。
The bearing described above is merely an example, and as long as the problem of the present invention of adjusting the flow of the lubricating oil based on the temperature change of the lubricating oil flowing between the
1 回転軸
2 シリンダブロック
3 給油路
4 油溝
10 軸受本体
11 アッパーメタル(分割軸受)
12 ロアメタル(分割軸受)
13 給油孔
14 給油溝
20 感熱式流量調節弁
21 ストッパ部材
d 給油溝の深さ
g1 隙間の大きさ
1 Rotating
12 Lower metal (split bearing)
13
Claims (8)
前記給油溝内に設けられ、前記給油溝内を流れる潤滑油の温度に対応して、前記給油孔から前記給油溝に供給される潤滑油の流量を調節する感熱式流量調節弁と、
を備えた軸受。 An oil supply hole for supplying the lubricating oil supplied from the oil supply passage formed in the cylinder block to the rotation shaft side and an oil supply groove that communicates with the oil supply hole and faces the rotation shaft are formed to support the rotation shaft. A bearing body;
A heat-sensitive flow rate control valve that is provided in the oil supply groove and adjusts the flow rate of the lubricating oil supplied from the oil supply hole to the oil supply groove in accordance with the temperature of the lubricating oil flowing in the oil supply groove;
Bearings.
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110307465A (en) * | 2019-07-30 | 2019-10-08 | 王定根 | A kind of sequence fueller and the full-automatic lubricant injection device of excavator |
| KR20210002653A (en) * | 2018-07-12 | 2021-01-08 | 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤 | A bearing system, a method of controlling the bearing system, and a computer-readable recording medium recording a computer program for controlling the bearing system |
-
2016
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