JPH08498Y2 - エンジンの構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンの構造に関するものであって、と
くにコンロッドのピストンおよびクランク軸への取付構
造と、クランク軸のクランク軸受への取付構造とに関す
るものである。

［従来の技術］ 一般にレシプロエンジンにおいては、ピストンとクラ
ンク軸とがコンロッドを介して連結され、ピストンのシ
リンダ軸線方向の往復運動がクランク軸の回転運動に変
換されるようになっている。

具体的には、例えば第３図に示すように、コンロッド
101の一方の端部（上端部）に略リング形の小端部102が
形成され、この小端部102がピストン103のピンボス部10
4,105に支持されたピストンピン106にはめられるように
なっている。また、コンロッド101のもう一方の端部
（下端部）には略リング形の大端部107が形成され、こ
の大端部107がクランクアーム108を介してクランク軸10
9に取り付けられたクランクピン110にはめられるように
なっている。そして、クランク軸109のジャーナル部111
がクランク軸受112によって回転自在に軸承されるよう
になっている。

ここにおいて、コンロッド101をピストンピン106とク
ランクピン110とに単純に連結したのでは、コンロッド1
01がスラスト方向（クランク軸109の軸線方向であり、
第２図では左右方向）に変位し、位置が定まらない。そ
こで、ピンボス部104,105と小端部102のスラスト方向の
端面とが若干のクリアランスをもって対向・係合するよ
うにし、この係合によってコンロッド101を位置決めす
るようにしたエンジンが提案されている（例えば、特開
昭62-242177号公報参照）。なお、大端部107の両側にお
いてクランク軸109には夫々大端部係止部113,114が形成
され、これらの大端部係止部113,114との係合によって
大端部107のスラスト方向の変位が規制されるようにな
っている。

また、スラスト方向にみてクランク軸受112の両側に
おいて、クランク軸109には夫々クランク軸受係止部11
6,117が形成され、これらのクランク軸受係止部116,117
とクランク軸受112との係合によって、クランク軸109の
スラスト方向の変位が規制されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、マニュアルトランスミッション車において
は、クラッチ接続時にフライホイールを介してクランク
軸にスラスト方向前向きの力が加わり、この押圧力によ
ってクランク軸がスラスト方向前向きに変位する。一
方、ピストンに爆発荷重がかかったときにはコンロッド
ないしクランク軸のたわみにより大端部がスラスト方向
に変位する。

そして、このようなクランク軸とコンロッドの変位に
よって、トランスミッション側大端部係止部と大端部と
が衝突し、この衝突によって振動あるいは不快な衝突音
が発生するといった問題がある。

本考案は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであ
って、クラッチ接続時におけるクランク軸とコンロッド
大端部との衝突に起因する振動と衝突音の発生とを有効
に防止することができるエンジンの構造を提供すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案は上記の目的を達するため、ピストンのピンボ
ス部に支持されたピストンピンにはめられる小端部と、
クランク軸受によって回転自在に軸承されたクランク軸
のクランクピンにはめられる大端部とが設けられたコン
ロッドを装着したエンジンにおいて、クランク軸の軸線
方向にみて、クランク軸に形成されたトランスミッショ
ン側大端部係止部と大端部との間のクリアランスを、ト
ランスミッション側ピンボス部と小端部との間のクリア
ランスと、クランク軸に形成されたトランスミッション
側クランク軸受係止部とクランク軸受との間のクリアラ
ンスとの和より大きく設定したことを特徴とするエンジ
ンの構造を提供する。

［考案の作用・効果］ 一般に、マニュアルトランスミッション車において、
クラッチが接続されたときにはクランク軸がスラスト方
向前向きに変位させられるが、この変位量はクランク軸
受とトランスミッション側クランク軸受係止部との間の
クリアランス（以下、これを軸受クリアランスという）
を超えることはない。また、ピストンに爆発荷重がかか
ったときにはコンロッドあるいはクランク軸がたわみ、
これによって大端部がスラスト方向に変位するが、この
場合後向きの変位量は、小端部とトランスミッション側
ピンボス部との間のクリアランス（以下、これを小端部
クリアランスという）を超えることはない。

そして、本考案によれば、トランスミッション側大端
部係止部と大端部との間のクリアランス（以下、これを
大端部クリアランスという）が、軸受クリアランスと小
端部クリアランスとの和より大きく設定されるので、ク
ランク軸がスラスト方向前向きに最大限変位し、かつコ
ンロッドの大端部がスラスト方向後向きに最大限変位し
た場合でも、大端部と大端部係止部とが衝突しない。し
たがって、クラッチ接続時において、大端部と大端部係
止部との衝突に起因する振動あるいは騒音の発生を有効
に防止することができる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、マニュアルトランスミッション
車の多気筒エンジンCEは、例えば気筒Ａについては、シ
リンダ１内でピストン２が下降しつつ吸気弁３が開かれ
るときに吸気ポート４から燃焼室５内に混合気を吸入し
（吸気行程）、吸気弁３と排気弁６とが閉じられた状態
でピストン２が上昇するときに混合気を圧縮し（圧縮行
程）、ピストン２が上死点近傍に位置するときに混合気
を点火プラグ７で着火燃焼させてこの燃焼によって生じ
るガス圧力でピストン２を押し下げ（爆発・膨張行
程）、ピストン２が上昇しつつ排気弁６が開かれるとき
に燃焼ガスを排気ポート８に排出する（排気行程）とい
った一連の行程が繰り返され、これに伴ってピストン２
がシリンダ１の軸線方向に往復運動をし、このピストン
２の往復運動がコンロッド９を介してクランク軸11の回
転運動に変換され、クランク軸11の回転運動がエンジン
CEの出力として取り出されるような基本構成となってい
る。なお、その他の気筒についても気筒Ａと同様の構成
となっているので、以下では気筒Ａに関連する部分以外
の説明は省略する。

ピストン２にはフロント側とリヤ側とに夫々第1,第２
ピンボス部13,14が形成され、これらの第1,第２ピンボ
ス部13,14には夫々第1,第２穴部15,16が設けられてい
る。そして、第1,第２穴部15,16にわたって１つの略円
筒形のピストンピン17が嵌入されている。

クランク軸11はジャーナル部18においてクランク軸受
19によって回転自在に軸承され、ジャーナル部18とクラ
ンク軸受19との間には摩擦を低減するためにアルミニウ
ム製のベアリングメタル21が介設されている。クランク
軸11にはクランクアーム22とクランクピン23とが設けら
れ、またクランク軸11のリヤ側端部（第１図では右端
部）にはフライホイール24が取り付けられている。

そして、コンロッド９の一方の端部（上端部）には、
ピストンピン穴26が形成された略リング形の小端部27が
形成されている。この小端部27はピストンピン17にはめ
られ、ピストンピン17まわりに回動できるようになって
いる。そして、コンロッド９のもう一方の端部（下端
部）には、コンロッド９と一体的に形成された上半円部
28aとコンロッド９とは別体に形成されたキャップ部28b
とがボルト29によって締結されて形成される略リング形
の大端部28が設けられている。この大端部28はクランク
ピン23にはめられ、クランクピン23まわりに回動できる
ようになっている。

ところで、コンロッド９の小端部27は第１ピンボス部
13と第２ピンボス部14との間に夫々所定のクリアランス
をもって配置されており、これによって小端部27のスラ
スト方向の変位が規制されるようになっている。また、
大端部28はクランクアーム22,22の端面の一部をなす第
１大端部係止部31と第２大端部係止部32の間に夫々所定
のクリアランスをもって配置されており、これによって
大端部28のスラスト方向の変位が規制されるようになっ
ている。

また、クランク軸受19はクランクアーム22の一部をな
す第１クランク軸受係止部33と、ジャーナル部21に隣接
して形成された第２クランク軸受係止部34との間に夫々
所定のクリアランスをもって配置され、これによってク
ランク軸11のスラスト方向の変位が規制されるようにな
っている。

第２図に示すように、大端部28と第２大端部係止部32
との間のクリアランスすなわちリヤ側大端部クリアラン
スd₁と、小端部27と第２ピンボス部14との間のクリアラ
ンスすなわちリヤ側小端部クリアランスd₂と、クランク
軸受19と第２クランク軸受係止部34との間のクリアラン
スすなわちリヤ側軸受クリアランスd₃とは、次式を満た
すような適当な値に設定されている。

d₁＞d₂＋d₃ d₂＞d₃ 具体的には、例えば d₁＝0.19mm d₂＝0.10mm d₃＝0.08mm のように設定される。

なお、本実施例においては大端部28と第１大端部係止
部31との間のクリアランスすなわちフロント側大端部ク
リアランスd₁′と、小端部27と第１ピンボス部13との間
のクリアランスすなわちフロント側小端部クリアランス
d₂′と、クランク軸受19と第１クランク軸受係止部33と
の間のクリアランスすなわちフロント側軸受クリアラン
スd₃′は、夫々d₁,d₂,d₃とほぼ同じ値に設定されている
が、第１大端部係止部31と大端部28との間には、クラッ
チ操作による衝撃が実質的に作用しないので、フロント
側大端部クリアランスd₁′を非常に小さい値（例えば、
0.05mm）に設定してもよい。このようにすれば、第１大
端部係止部31が形成された部分でクランクアーム22の厚
みを大きくすることができ、クランク軸11の剛性を高め
ることができる。したがって、リヤ側大端部クリアラン
スd₁を大きくするために、第２大端部係止部32が形成さ
れた部分でクランクアーム22の厚みを少なくした分の剛
性の低下を補うことができる。

ところで、クラッチ（図示せず）が接続されたときに
は、トランスミッション（図示せず）によってフライホ
イール24を介してクランク軸11がスラスト方向前向きに
変位させられるが、このクランク軸11の変位量は第２ク
ランク軸受係止部34によって規制されリヤ側軸受クリア
ランスd₃を超えることはない。

また、ピストン２に爆発荷重がかかったときにはコン
ロッド９ないしクランク軸11がたわみ、これによって大
端部28がスラスト方向に変位する。そして、この変位が
スラスト方向後向きに生じる場合、小端部27のスラスト
方向後向きの変位が第２ピンボス部14によって規制され
る関係上、小端部27のスラスト方向後向きの変位量はd₂
を超えることがなく、このため大端部28のスラスト方向
後向きの変位量もd₂を超えることはない。

一方、前記したとおり、リヤ側大端部クリアランスd₁
は、（d₂＋d₃）より大きな値に設定されているので、ク
ラッチ（図示せず）が接続されるとともにピストン２に
爆発荷重がかかった場合において、クランク軸11がスラ
スト方向前向きに最大限変位し、かつ大端部28がスラス
ト方向後向きに最大限変位したときにも、大端部28と第
２大端部係止部32とは衝突しない。このため、クラッチ
接続時において、大端部28と大端部係止部32との衝突に
起因する振動あるいは騒音の発生を有効に防止すること
ができる。

また、軸受クリアランスd₃（d₃′）を小端部クリアラ
ンスd₂（d₂′）をより小さな値に設定しているので、ク
ランク軸11の変位がコンロッド９の変位より小さくな
り、コンロッド９の支持を安定させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例示すエンジンの一部断面側面
説明図である。 第２図は、第１図に示すエンジンのコンロッドとクラン
ク軸の配置状態を示す模式図である。 第３図は、従来のエンジンのピストンとクランク軸まわ
りの側面一部断面説明図である。 CE……エンジン、１……シリンダ、２……ピストン、９
……コンロッド、11……クランク軸、13,14……第1,第
２ピンボス部、17……ピストンピン、18……ジャーナル
部、19……クランク軸受、22……クランクアーム、23…
…クランクピン、24……フライホイール、27……小端
部、28……大端部、31,32……第1,第２大端部係止部、3
3,34……第1,第２クランク軸受係止部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンのピンボス部に支持されたピスト
   ンピンにはめられる小端部と、クランク軸受によって回
   転自在に軸承されたクランク軸のクランクピンにはめら
   れる大端部とが設けられたコンロッドを装着したエンジ
   ンにおいて、 クランク軸の軸線方向にみて、クランク軸に形成された
   トランスミッション側大端部係止部と大端部との間のク
   リアランスを、トランスミッション側ピンボス部と小端
   部との間のクリアランスと、クランク軸に形成されたト
   ランスミッション側クランク軸受係止部とクランク軸受
   との間のクリアランスとの和より大きく設定したことを
   特徴とするエンジンの構造。