JPH10169655A - ディーゼル機関の主軸受構造 - Google Patents

ディーゼル機関の主軸受構造

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JPH10169655A
JPH10169655A JP34454996A JP34454996A JPH10169655A JP H10169655 A JPH10169655 A JP H10169655A JP 34454996 A JP34454996 A JP 34454996A JP 34454996 A JP34454996 A JP 34454996A JP H10169655 A JPH10169655 A JP H10169655A
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徹 中村
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 機関運転時に発生する圧縮曲げ応力の影響を
低減し、これにより運転中の当該部繰返し応力の振幅を
低減し、主軸受メタルの耐久性を増大して、寿命を延長
することが出来るディーゼル機関の主軸受構造の提供。 【解決手段】 主軸受メタル1A、1Bの上/下分割面
間に、主軸受内周面とクランク軸19外周面との間のク
リアランスを調整する調整ライナ20を介装させたディ
ーゼル機関のクランク軸19を保持する主軸受構造にお
いて、前記調整ライナ20の上下方向の厚みを主軸受メ
タル1A、1Bの内径側より外径側に向うに連れ徐々に
厚肉に勾配状に形成し、上/下主軸受メタル1A、1B
の分割面10が、組立時の変形により、内周面側より外
周面側に向け下がり傾斜構造になっていても、この下が
り傾斜分を補正する勾配を付した調整ライナ20を前記
分割面に介装することにより、該調整ライナ20を介し
て組立時に、上/下主軸受メタル1A、1Bの分割面1
0が一様に接触する事が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はディーゼル機関のク
ランク軸を保持する主軸受構造に係り、特に主軸受メタ
ル内周面とクランク軸外周面との間に、安定した軸変機
能を与える為の潤滑用のクリアランスを調整する、調整
ライナを、主軸受メタルの上/下分割面間に介装させた
主軸受構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ディーゼル機関のクランク軸を保
持する主軸受構造は、主軸受メタルの上/下分割面に
は、図3のごとくクランク軸19と主軸受メタル1A、
1Bとの間のクリアランスdを最適量に調整する為の調
整ライナ120が装着され、調整ライナ120の厚み
は、実際に主軸受メタル1A、1Bを組み立てた時のク
ランク軸19と主軸受メタル1A、1Bのクリアランス
を計測した後、このクリアランスが初期設計値に入って
いない時には、調整ライナ120の厚みを厚くしたり、
薄くしたりしてクリアランスが設計値内に入る様にして
いるが、この調整ライナ20は同一肉厚で平面加工した
ものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般に大型ディーゼル
機関は図4に示すごとく、ディーゼル機関の本体を構成
するシリンダジャケット12、架構13、台板2の3部
品を上/下方向にテンションボルト11にて締付結合さ
れている。尚、図中、3は主軸キャップ、14は台板2
内に設けられた台板軸受台、15はシリンダジャケット
12側部に設けられたカム軸、16は排気管、17はピ
ストン棒、18は連設棒、19はクランク軸、Fは燃焼
室である。
【0004】かかる構成において、台板2の主軸受メタ
ル1A、1Bを保持する台板軸受台14の主軸受メタル
部1の加工面D1は台板単体で機械加工時に真円になる
ように加工されておるためにテンションボルト11で締
め付けられると架構13及び台板2の変形のため、図5
に示す如く台板軸受台14の主軸受メタル受け部D1半
円上端部側が外径側に変形拡開し、真円に対して偏差δ
1 だけ外方に拡開してしまうことになる。この為前記主
軸受メタル受け部D1に主軸受メタル1Bを収納しても
前記外径D1に沿って上端部側が外径側に変形拡開して
しまう。尚、Diはメタル内径、若しくはクランク軸外
径を示す。
【0005】これに対して主軸受メタル1A、1Bは図
6に示すごとく、台板軸受台14のメタル受け部D1
加工内径D1’を基準にしてその分割面が水平となるよ
うに半円リング円状に2つ割り加工されている。この様
な台板軸受台14と主軸受キャップ3に図7(A)に示
すように、同一肉厚の調整ライナ120を上主軸受メタ
ル1Aに保持した状態で、クランク軸19を介して下主
軸受メタル1Bを夫々嵌合させた状態で締付ナット22
/ボルト21により主軸受メタル1A/1B同士を締め
込んでいくと、図7(B)に示すごとく主軸受メタル1
A、1Bの分割面10は、まず調整ライナ120の内径
側9と下主軸受メタル1B内径側が接触(接触点a)
し、更に締め込んでいく事により、分割面全体の一様に
接触する締め込みが行なわれていく。この為、主軸受メ
タル内周面側には、主軸受メタルを内周面側に曲げよう
とする圧縮曲げ応力ΔS3 が発生する。
【0006】さて一般的に図4に示すディーゼル機関を
運転した場合、運転中にクランク軸19を介して負荷さ
れる荷重は図3に示すごとくF1 、F2 方向に発生す
る。このF1、F2方向の荷重により、主軸受メタル1B
/1A内周面部(図3の想像線円で示されるA部)には
荷重F1により内周面には圧縮曲げ応力S1が、また、荷
重F2により主軸受メタル1B/1A外周面には引張り
曲げ応力S2が発生する。ゆえに、主軸受メタル円面に
発生する繰り返し応力の振幅Sは上記曲げ応力の和(S
1+S2)の値となり、この振幅値Sが、メタル繰返し許
容応力以上になると主軸受メタルに損傷が発生する。
【0007】そして従来の主軸受構造における問題点
は、組立時の変形による主軸受メタル内周面側が先に接
触して発生する圧縮曲げ応力ΔS3 が主軸受メタル内周
面に発生する繰り返し応力S(S1+S2)に圧縮曲げ応
力ΔS3が更に付加され、 S:S1+S2+ΔS3 として繰り返し応力の振幅が増大し、結果として主軸受
メタルの寿命が短くなる。
【0008】本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、機
関運転時に発生する圧縮曲げ応力の影響を低減し、これ
により運転中の当該部繰返し応力の振幅を低減し、主軸
受メタルの耐久性を増大して、寿命を延長することが出
来るディーゼル機関の主軸受構造を提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、図1に示すよ
うに、主軸受メタル1A、1Bの上/下分割面10間
に、主軸受メタル内周面とクランク軸19外周面との間
のクリアランスd(図2)を調整する調整ライナ20を
介装させたディーゼル機関のクランク軸19を保持する
主軸受構造において前記調整ライナ20の上下方向の厚
みを、主軸受メタル1A、1Bの内径側より外径側に向
うに連れ徐々に厚肉に勾配状に形成したことを特徴とす
るものである。即ち、調整ライナ20の厚みを主軸受メ
タル内径側の厚みt1 、外径側の厚みをt2とすると、
1<t2 とした勾配を有する調整ライナ20を介装し
たことを本発明の特徴とする。
【0010】これにより図8(A)及び(B)に示すよ
うに、本発明の勾配形調整ライナ20を主軸受メタル1
Aの下面(分割面10)に固設した状態で、主軸受メタ
ル1A、1B同士の組付けを行うと、下主軸受メタル1
Bの分割面10が、組立時の変形により、内周面側より
外周面側に向け下がり傾斜構造になっていても、この下
がり傾斜分を補正する勾配を付した調整ライナ20が前
記主軸受メタル1Aの分割面10に保持されている為
に、該調整ライナ20を介して組立時に、上/下主軸受
メタル1A、1Bの分割面10が勾配形調整ライナ20
を介して一様に接触するように設計する事が可能とな
る。
【0011】かかる発明によれば、上/下主軸受メタル
1A、1Bの分割面10は調整ライナ20を介してほぼ
均等に接触するために、上/下主軸受メタル1A、1B
の接触面(分割面10)には一様な圧縮応力(ΔS4
が発生する。一方、調整ライナ20が同一厚の平板形状
の従来技術の場合は、前記したように主軸受メタル内径
側が先に接触してその部分より偏荷重を受けながら圧縮
応力(ΔS3 )が発生する為に、該従来法による圧縮応
力ΔS3 は本発明の圧縮応力ΔS4 よりも当然に大きく
なることは自明である。
【0012】従って本発明は「ΔS4<ΔS3」の圧縮応
力の状態で図4に示すディーゼル機関を運転する事が出
来、これにより主軸受メタル内周面にかかる繰返し応力
振幅S′(S1+S2+ΔS4 )は従来方法による繰返し応
力振幅S(S1+S2+ΔS3)よりも小さくする事が出
来る。これにより、主軸受メタルの寿命が延長されると
いう利点が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施
例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その
相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この
発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明
例にすぎない。
【0014】図1及び図2に本発明の実施形態に係るデ
ィーゼル機関の主軸受構造を示す。図1に示すように主
軸受メタルは、その分割面が水平となるように半円リン
グ円状に加工されている、上主軸受メタル1Aと下主軸
受メタル1Bからなり、その分割面10に、その上下方
向の厚みを主軸受メタル1A、1Bの内径側より外径側
に向うに連れ徐々に厚肉に末広がり勾配状に形成した調
整ライナ20を介装している。すなわち、より具体的に
は前記勾配形調整ライナ20は不図示の保持ボルトによ
り上主軸受メタル1Aの分割面10に保持され、調整ラ
イナ20の下面が下主軸受メタル1B上面(分割面)と
対峙させている。調整ライナの勾配形状は、図1に示す
ように、上面側を上主軸受メタル1Aの分割面10に合
わせ水平に、下面側を下向き勾配に設定している。
【0015】即ち具体的には、図5に示すように、台板
軸受台14の主軸受メタル受け部D1の半円上端部側が
外径側に変形拡開した点に着目し、主軸受け下メタル1
Bの分割面の傾き角度αに対応して、図1に示すように
調整ライナ20の厚みを主軸受メタル内径側の厚みt
1 、外径側の厚みをt2 とすると、t1 < t2 とした
下向き勾配を下面側に設定している。そして前記の主軸
受メタル構造は、図2及び図8に示す如く、台板軸受台
14上に主軸受け下メタル1Bを装着し、その上にクラ
ンク軸19を保持する。(図8(A)参照) 次に主軸受上メタル1Aは、クランク軸19上に装着
し、その上に主軸受キャップ3を装着し、主軸受キャッ
プ3を締付ボルト21及び締付ナット22にて締め込ん
で行き図8(B)に示すように固定する構成にしてあ
る。
【0016】かかる実施形態による主軸受メタルの締付
時の状況と圧縮応力との関係を図8に基づいて詳細に説
明すると、図8(A)は締付ナットによる締め付け前の
状態を示し、同図において3は主軸受けキャップ、14
は台板軸受台、19はクランク軸、21は締付ボルト、
22は締付ナットで、主軸受けキャップ3内に設けた上
主軸受メタル1Aの分割面10に勾配形調整ライナ20
を固定した状態で主軸受けキャップ3を締付ボルト21
と締付ナット22とにより締めつけると、図8(B)に
示すように下主軸受メタル1Bの分割面10と調整ライ
ナ20間は接触点Cからほぼ均一に圧接され、メタル内
周面側に引張曲げ応力を発生させる。これにより、機関
運転中に、当該内周面部に発生する圧縮曲げ応力の影響
をΔS4まで低減する事が可能となる。この結果、運転
中の繰返し応力振幅S’(S1 +S2 +ΔS4 )が図7に
示す従来技術に比較して低減し、主軸受メタルの寿命が
延長する。
【0017】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、図8
(B)に示すように、主軸受メタル締付時に、主軸受メ
タル内外面に一様にほぼ均等の圧縮応力を発生させてお
く事が出来、これにより、機関運転時に発生する圧縮曲
げ応力の影響を低減し、運転中の当該部繰返し応力の振
幅を低減し、主軸受メタルの耐久性を増大して、寿命を
延長することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る主軸受メタルと調整ラ
イナの形状を示す立体斜視図である。
【図2】図1の主軸受メタルと調整ライナを組込んだ本
発明の実施形態に係るディーゼル機関の主軸受構造を示
す概略図である。
【図3】機関運転時に主軸受メタルにかかる荷重及び応
力を示す断面説明図である。
【図4】主軸受が装着されるディーゼル機関の概略構成
図である。
【図5】図4の台板軸受台の組立時の変形を示す断面図
である。
【図6】従来の主軸受メタル組合せの略図である。
【図7】図6の従来の主軸受メタルの締付時の状況を示
す図である。
【図8】本発明の主軸受メタルの締付時の状況を示す図
である。
【符号の説明】
1A 上主軸受メタル 1B 下主軸受メタル 19 クランク軸 20 調整ライナ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主軸受メタルの上/下分割面間に、主軸
    受メタル内周面とクランク軸外周面との間のクリアラン
    スを調整する調整ライナを介装させたディーゼル機関の
    主軸受構造において、 前記調整ライナの上下方向の厚みを主軸受メタルの内径
    側より外径側に向うに連れ徐々に厚肉に勾配状に形成し
    たことを特徴とするディーゼル機関の主軸受構造。
JP34454996A 1996-12-09 1996-12-09 ディーゼル機関の主軸受構造 Expired - Lifetime JP3564249B2 (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6672768B2 (en) 1999-12-24 2004-01-06 Spicer Gelenkwellenbau Gmbh & Co. Kg Intermediate bearing
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JP2021179242A (ja) * 2020-05-15 2021-11-18 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション クランクシャフトおよび舶用エンジン
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