JPH07217639A - 内燃機関のクランク軸軸受装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、多気筒内燃機関のクランク軸軸受
装置に関し、耐久性の向上を図ることを目的とする。 【構成】 クランク軸２５の先端に補機４０を駆動する
Ｖリブドベルト４２が掛けてある。クランク軸２５を軸
承する４つのすべり軸受２７，２８，２９，３０を有す
る。Ｖリブドベルト４２寄りの第１のすべり軸受２７
を、油溝５２ａ及び油穴５２ｂを有する上側半割すべり
軸受部材５２と、油溝５２ａより幅狭の油溝５３ｂを有
する下側半割すべり軸受部材５３とより構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のクランク軸軸
受装置に係り、特に補機を備えた多気筒内燃機関のクラ
ンク軸を軸承する軸受装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の内燃機関のクランク軸軸受装置
が、例えば、特開昭６３−１０９２１５号公報に示され
ている。

【０００３】この公報のクランク軸軸受装置は、クラン
ク軸を軸承する複数のすべり軸受のうち、補機を駆動す
るベルトが掛けられている先端側寄りの第１のすべり軸
受１０を、図５に示す構造としたものである。

【０００４】この第１のすべり軸受１０は、アッパメタ
ル１１とロアメタル１２とよりなる。アッパメタル１１
は油溝無しであり、ロアメタル１２のみが油溝１３を有
する。

【０００５】油圧供給源よりの油は、ロアメタル１２の
油溝１３内に供給され、油膜がロアメタル１２の軸受面
１２ａ及びアッパメタル１１の軸受面１１ａ上に形成さ
れる。

【０００６】クランク軸は、この油膜によって支持され
つつ回転する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記ベルトが掛けられ
ているため、クランク軸の先端には上方に引き上げられ
る力（補機の負荷）が作用している。

【０００８】この補機の負荷は、主に第１のすべり軸受
１０のアッパメタル１１に作用する。

【０００９】従来の第１のすべり軸受１０は、アッパメ
タル１１が油溝無しの構成であり、油が直接供給されて
いないため、アッパメタル１１については、ロアメタル
１２に比べて、油膜が形成されにくい。

【００１０】このため、特に内燃機関が始動、停止を繰
り返えして運転される場合に、アッパメタル１１側で油
膜切れが発生する虞れがあった。油膜切れが発生すると
クランク軸及びアッパメタル１１が摩耗してしまう。

【００１１】従って、上記従来のクランク軸軸受構造
は、耐久性が十分でないという問題があった。

【００１２】そこで、油膜切れを防止するために、アッ
パメタル１１及びロアメタル１２の両側に油膜を形成す
ることが考えられるが、そうすると、高回転・高負荷時
の場合、クランク軸にはロアメタル方向（下向き）の爆
発荷重が作用するため、ロアメタルの耐久性が十分でな
いという問題が生じることになる。

【００１３】本発明は上記問題を解決するためになされ
たものであって、アッパメタル側にも油溝を設け、且つ
アッパメタルにその油溝に外部から油を供給するための
油穴を設け、アッパメタル側にも油膜を確実に形成する
ことにより、耐久性の向上を図り、かつ、ロアメタル側
にもアッパメタルに設けられた油溝よりも小さい油溝を
形成することにより、ロアメタルの潤滑性の向上かつ耐
久性の向上を図ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の燃焼室
と、クランク軸と、該クランク軸を支持する複数のすべ
り軸受とを有し、上記クランク軸よりも上記燃焼室側に
補機が配され、且つ上記クランク軸の一の端側に、上記
補機に動力を伝達するベルトが掛けられた多気筒内燃機
関において、上記複数のすべり軸受のうち上記クランク
軸の上記一の端側のすべり軸受を、第１の油溝を有し、
且つ該第１の油溝に外部から油を供給するための油穴を
有しており、上記クランク軸に対して上記燃焼室側に配
された第１の半割すべり軸受部材と、上記第１の油溝よ
り幅狭の第２の油溝を有し、該第２の油溝が上記第１の
油溝と連通した状態で、上記クランク軸に対して上記燃
焼室とは反対側に配された第２の半割すべり軸受部材と
よりなる構成としたものである。

【００１５】

【作用】第１の半割すべり軸受部材が第１の油溝及び油
穴を有する構成は、第２半割すべり軸受部材の軸受面に
油膜を確実に形成させるように作用する。

【００１６】第１の油溝と連通する第２の油溝を有する
構成は、第２の半割すべり軸受部材の軸受面に油膜を確
実に形成させるように作用する。

【００１７】第２の油溝の幅を狭くした構成は、第２の
半割すべり軸受部材の軸受面の面積を出来るだけ広くす
るように作用する。

【００１８】第２の油溝の幅を第１の油溝の幅より狭く
した構成は、第２の半割すべり軸受部材の軸受面上に形
成される油膜の油圧を上昇させるように作用する。

【００１９】

【実施例】図１は本発明の一実施例になるクランク軸軸
受装置２０を示す。

【００２０】説明の便宜上、本実施例のクランク軸軸受
装置２０が適用してある内燃機関２１について説明す
る。

【００２１】内燃機関２１は、Ｖ型６気筒であり、６つ
の燃焼室２２（図示の便宜上一の燃焼室だけを図示して
いる）と、ピストン２３と、コネティングロッド２４
と、クランク軸２５と、クランスケース２６と、クラン
ク軸２５の先端側２５Ａから順に第１乃至第４のすべり
軸受２７〜３０と、潤滑油供給源３１と、クランクケー
ス２６内に分岐して形成してある潤滑油通路３２とを有
する。

【００２２】クランク軸２５は、４つのジャーナル部２
５ａ〜２５ｄ，対をなすクランクピン部２５ｅ_-1，２５
ｅ_-2，２５ｆ_-1，２５ｆ_-2，２５ｇ_-1，２５ｇ_-2を有す
る。クランク軸２５には、潤滑油通路３３が形成してあ
る。

【００２３】クランク軸２５の先端側２５Ａ（内燃機関
２１のフロント側）にプーリ３４が固定してある。

【００２４】以上が内燃機関２１の構成である。

【００２５】４０は補機であり、内燃機関２１に関連し
て備えてある。

【００２６】補機４０は、クランク軸２５より、燃焼室
２２側の部位に配設してある。

【００２７】補機４０のプーリ４１と、前記のプーリ３
４との間に、Ｖリブドベルト４２が掛け渡してある。

【００２８】Ｖリブドベルト４２の張力によって、クラ
ンク軸２５の先端側２５Ａには、燃焼室２２の方向へ引
き上げる力Ｆ₁ が常時作用している。

【００２９】内燃機関２１が動作するとき、クランク軸
２５には、下向きの爆発荷重Ｆ₂ が作用する。

【００３０】従って、クランク軸２５は、力Ｆ₁ 及び荷
重Ｆ₂ を受けつつ回転する。

【００３１】次に、クランク軸軸受装置２０について説
明する。

【００３２】クランク軸軸受装置２０は、先端側２５Ａ
から順に、第１乃至第４のすべり軸受２７〜３０を有す
る。

【００３３】第２のすべり軸受２８は、油溝５０ａ及び
油溝５０ａに外部より潤滑油を供給する油穴５０ｂを有
する上側半割すべり軸受部材５０と、油溝及び油穴を有
しない下側半割すべり軸受部材５１とよりなる。

【００３４】第３，第４のすべり軸受２９，３０は、上
記の第２のすべり軸受部材２８と同じ構造を有し、対応
する部分には同一符号を付す。

【００３５】クランク軸２５の先端側２５Ａ寄りに位置
する第１のすべり軸受２７は、図２及び図３に併せて示
すように、半円筒状の第１の半割すべり軸受部材として
の上側半割すべり軸受部材５２と第２の半割すべり軸受
部材としての下側半割すべり軸受部材５３とよりなる。

【００３６】上側半割すべり軸受部材５２は、第１の油
溝としての油溝５２ａ及び油穴５２ｂを有する。

【００３７】油溝５２ａは、軸受部材５２の内側の軸受
面５２ｃの中央部に、周方向上一端から他端まで全長に
亘って形成してある。

【００３８】油溝５２ａは、幅Ｗ₁ ，深さｄ₁ を有す
る。

【００３９】油穴５２ｂは、油溝５２ａと連通して形成
してある。

【００４０】下側半割すべり軸受５３は、内側の軸受面
５３ａの中央部に、周方向上一端から他端まで全長に亘
る第２の油溝としての油溝５３ｂを有する。

【００４１】油溝５３ｂは、幅Ｗ₂ ，深さｄ₂ を有す
る。

【００４２】ここで、幅Ｗ₁ ，Ｗ₂ は、Ｗ₁ ＞Ｗ₂ の関
係を有するものである。

【００４３】深さｄ₁ ，ｄ₂ は、ｄ₁ ＝ｄ₂ の関係を有
するものである。

【００４４】幅Ｗ₂ は、爆発荷重Ｆ₂ による打音が大き
くならない程度の寸法としてある。

【００４５】Ｗ₂ は、Ｗ₁ の約５０〜７０％の割合とし
てある。

【００４６】図２に示すように、上側半割すべり軸受部
材５２は、クランクケース２６内に組込まれている。

【００４７】下側半割すべり軸受部材５３は、クランク
ケース２６にボルト止めされたキャップ５４により支え
られている。

【００４８】油溝５２ａの端と油溝５３ｂの端とは突き
合わされており、油溝５３ｂは油溝５２ａと連通してい
る。

【００４９】従って、潤滑油通路３２→クランクケース
２６の溝２６ａ→油穴５２ｂ→油溝５２ａ→油溝５３ｂ
と連通している。

【００５０】次に、上記構成のクランク軸軸受装置２０
の動作について説明する。

【００５１】第１のすべり軸受２７ 潤滑油供給源３１よりの潤滑油が油穴５２ｂを通って、
まず油溝５２ａに供給され、この後、油溝５３ｂに供給
され、軸受面５２ｃに油膜６０が確実に形成され、且つ
軸受面５３ａに油膜６１が確実に形成され、油膜切れは
起きない。爆発荷重Ｆ₂ による負荷Ｌ₂ が主に下側半割
すべり軸受部材５３に作用する。ベルト４２が掛けられ
ている部位から数えて最初の軸受であることから、ベル
ト張力による負荷Ｌ₁ が、主に上側半割すべり軸受部材
５２に作用する。

【００５２】ここで、内燃機関２１の回転数（又は負
荷）と、上記負荷Ｌ₁ ，Ｌ₂ との関係についてみると、
図４に示す如くなる。

【００５３】即ち、負荷Ｌ₁ は、線Ｉで示すように、内
燃機関２１の回転数に関係なく一定である。

【００５４】一方、負荷Ｌ₂ は、線IIで示すように、内
燃機関２１の回転数の増加に応じて比例的に増える。

【００５５】内燃機関２１の回転数がＮ₁ 以下の低速回
転時では、ベルト張力による負荷Ｌ ₁ ＞爆発荷重による
負荷Ｌ₂ であるけれども、Ｎ₁ を越えて高速回転となる
と、Ｌ₁ ＜Ｌ₂ となる。

【００５６】内燃機関２１が動作するとき、第１のすべ
り軸受２７はジャーナル部２５ａを支持し、第１のすべ
り軸受２７の上側半割すべり軸受部材５２には負荷Ｌ₁
が作用し続け、下側半割すべり軸受部材５３には負荷Ｌ
₂ が作用し続ける。

【００５７】ここで、上側半割すべり軸受部材５２側に
ついてみる。

【００５８】このすべり軸受部材５２の油溝５２ａに
は、潤滑油が通路３２より略直接に供給されているた
め、軸受面５２ｃには油膜６０が確実に形成されてお
り、油膜切れは起きない。

【００５９】このため、ジャーナル部２５ａは常にこの
油膜６０によって支持されつつ回転し、ジャーナル部２
５ａ及び上側軸受部材５２の摩耗は起きない。

【００６０】次に、下側半割すべり軸受部材５３側につ
いてみる。

【００６１】幅Ｗ₂ が幅Ｗ₁ より狭いため、軸受面５３
ａの面積は広い。

【００６２】また、幅Ｗ₂ が幅Ｗ₁ より狭いため、潤滑
油が油溝５２ａから油溝５３ｂに流れ込むときに、油圧
が上昇し、形成された油膜６１の油圧は上記の油膜６０
の油圧より高い。

【００６３】このため、負荷Ｌ₂ は、図４中線IIで示す
ように、内燃機関２１の回転数の上昇に伴って増加する
けれども、油膜６１が切れることは起きない。

【００６４】これにより、ジャーナル部２５ａは、常に
この油膜６１によって支持されつつ回転し、ジャーナル
部２５ａ及び下側半割すべり軸受部材５３の摩耗は起き
ない。

【００６５】従って、内燃機関２１を頻繁に始動、停止
させるモードで運転した場合にも、高速に回転させるモ
ードで運転した場合にも、油膜６０，６１が確実に形成
され、油膜切れは起きず、第１のすべり軸受２７は図５
の従来のものに比べて良好な耐久性を有する。

【００６６】第２，第３，第４のすべり軸受２８，２
９，３０ 負荷Ｌ₁ は専ら第１のすべり軸受２７によって受けられ
ており、上記のすべり軸受２８，２９，３０には、負荷
Ｌ₁ は作用していない。

【００６７】すべり軸受２８，２９，３０には、負荷Ｌ
₂ だけが作用している。

【００６８】ジャーナル部２５ｂ，２５ｃ，２５ｄは、
従来例と同様にすべり軸受２８，２９，３０に、油膜を
介して支持され、すべり軸受２８，２９，３０は、従来
例と同等の耐久性を有する。

【００６９】従って、本実施例のクランク軸軸受装置２
０は、従来のクランク軸軸受装置に比べて良好な耐久性
を有する。

【００７０】なお、本発明は上記の内燃機関２１とは異
なるタイプの内燃機関にも同様に適用しうる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の半割すべり軸受部材の軸受面上に油膜を確実に形
成出来、且つ第２の半割すべり軸受部材の軸受面を広く
し得、且つこの軸受面上にも油圧のより高い油膜を形成
出来る。これにより、補機を備えた内燃機関の回転速度
の全範囲に亘って、クランク軸を、常に油膜を介して支
持することが出来、従来の軸受構造に比べて耐久性を向
上出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関のクランク軸軸受装置を示す
概略図である。

【図２】図１中、第１のすべり軸受の断面図である。

【図３】図１中、第１のすべり軸受の要部を示す斜視図
である。

【図４】第１のすべり軸受に作用する負荷と内燃機関の
回転数との関係を示す図である。

【図５】従来のクランク軸軸受装置の要部を示す図であ
る。

【符号の説明】

２０ クランク軸軸受装置 ２１ Ｖ型６気筒内燃機関 ２２ 燃焼室 ２４ コネティングロット ２５ クランク軸 ２６ クランクケース ２７ 第１のすべり軸受 ２８ 第２のすべり軸受 ２９ 第３のすべり軸受 ３０ 第４のすべり軸受 ３１ 潤滑油供給源 ３２，３３ 潤滑油通路 ３４，４１ プーリ ４０ 補機 ４２ Ｖリブド ５２ 上側半割すべり軸受部材 ５２ａ，５３ｂ 油溝 ５２ｂ 油穴 ５２ｃ 軸受面 ５３ 下側半割すべり軸受部材 ５３ 下側半割すべり軸受部材 ５３ａ 軸受面 ６０，６１ 油膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の燃焼室と、クランク軸と、該クラ
   ンク軸を支持する複数のすべり軸受とを有し、上記クラ
   ンク軸よりも上記燃焼室側に補機が配され、且つ上記ク
   ランク軸の一の端側に、上記補機に動力を伝達するベル
   トが掛けられた多気筒内燃機関において、 上記複数のすべり軸受のうち上記クランク軸の上記一の
   端側のすべり軸受を、 第１の油溝を有し、且つ該第１の油溝に外部から油を供
   給するための油穴を有しており、上記クランク軸に対し
   て上記燃焼室側に配された第１の半割すべり軸受部材
   と、 上記第１の油溝より幅狭の第２の油溝を有し、該第２の
   油溝が上記第１の油溝と連通した状態で、上記クランク
   軸に対して上記燃焼室とは反対側に配された第２の半割
   すべり軸受部材とよりなる構成としたことを特徴とする
   内燃機関のクランク軸軸受装置。