JPH10281137A - 内燃機関のジャーナル軸受装置 - Google Patents
内燃機関のジャーナル軸受装置Info
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- JPH10281137A JPH10281137A JP8519097A JP8519097A JPH10281137A JP H10281137 A JPH10281137 A JP H10281137A JP 8519097 A JP8519097 A JP 8519097A JP 8519097 A JP8519097 A JP 8519097A JP H10281137 A JPH10281137 A JP H10281137A
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 74
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 240000001973 Ficus microcarpa Species 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 油溝により十分な潤滑油の供給を確保しつ
つ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高めてクラン
ク軸の打音を低減する。 【解決手段】 内燃機関のクランク軸を軸受面に形成し
た油膜の圧力によって支持する複数の軸受を備えたジャ
ーナル軸受装置であって、軸受面の幅方向中心位置から
幅方向に所定のシフト量δだけ偏位した油溝を軸受面に
有する軸受を備える。
つ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高めてクラン
ク軸の打音を低減する。 【解決手段】 内燃機関のクランク軸を軸受面に形成し
た油膜の圧力によって支持する複数の軸受を備えたジャ
ーナル軸受装置であって、軸受面の幅方向中心位置から
幅方向に所定のシフト量δだけ偏位した油溝を軸受面に
有する軸受を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用等の内燃
機関においてクランク軸を支持するジャーナル軸受装置
に係り、特に、油膜によるクランク軸の支持力を高めら
れるように改良した内燃機関のジャーナル軸受装置に関
する。
機関においてクランク軸を支持するジャーナル軸受装置
に係り、特に、油膜によるクランク軸の支持力を高めら
れるように改良した内燃機関のジャーナル軸受装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用のエンジンをはじめとして、内
燃機関のクランク軸を支持するジャーナル軸受では、ク
ランク軸と軸受の間に設けたクリアランスに油膜を介在
させて、この油膜の圧力によってクランク軸を浮上させ
て支持するようになっている。
燃機関のクランク軸を支持するジャーナル軸受では、ク
ランク軸と軸受の間に設けたクリアランスに油膜を介在
させて、この油膜の圧力によってクランク軸を浮上させ
て支持するようになっている。
【０００３】この種のジャーナル軸受では、油膜を形成
するためのクリアランスは、潤滑油の循環を確保し、摩
擦損失や摩耗量を小さくするという観点からは、できる
だけ大きく設定するほうが好ましい。しかし、あまりク
リアランスを大きくすると、クランク軸の軸中心に垂直
な方向に荷重変動を受けたときに、軸中心の偏心が発生
し、クランク軸が軸受面に衝突して打音を生じる。この
ため、通常は、摩擦損失や摩耗量をできるだけ小さく
し、かつ打音も悪化しない範囲のクリアランスを実験的
に求めて設定している。
するためのクリアランスは、潤滑油の循環を確保し、摩
擦損失や摩耗量を小さくするという観点からは、できる
だけ大きく設定するほうが好ましい。しかし、あまりク
リアランスを大きくすると、クランク軸の軸中心に垂直
な方向に荷重変動を受けたときに、軸中心の偏心が発生
し、クランク軸が軸受面に衝突して打音を生じる。この
ため、通常は、摩擦損失や摩耗量をできるだけ小さく
し、かつ打音も悪化しない範囲のクリアランスを実験的
に求めて設定している。
【０００４】他方、油膜を形成する潤滑油を供給するた
め、ジャーナル軸受の軸受面には、通常、中央に油溝が
設けられている。また、この油溝のついた部分は、クラ
ンク軸を支持する能力がないので、油溝のない場合と較
べると打音は悪化しやすい。このため、大きな外力を受
ける側では、油溝を設けず、他方の側の軸受面の半周の
みに油溝を設けるようにした従来技術が知られている
（特開昭５５−１０１０６号公報）。
め、ジャーナル軸受の軸受面には、通常、中央に油溝が
設けられている。また、この油溝のついた部分は、クラ
ンク軸を支持する能力がないので、油溝のない場合と較
べると打音は悪化しやすい。このため、大きな外力を受
ける側では、油溝を設けず、他方の側の軸受面の半周の
みに油溝を設けるようにした従来技術が知られている
（特開昭５５−１０１０６号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油量不
足とならないように潤滑油を十分に供給するという観点
からは、油溝を軸受面の全周に設けることが望ましい
が、その反面、油膜の支持力が弱まり打音が悪化すると
いうも問題が生じる。このように、ジャーナル軸受に油
溝を設ける場合には、油の十分な供給と、打音の低減と
いう要請は、互いに両立し難い関係にあった。
足とならないように潤滑油を十分に供給するという観点
からは、油溝を軸受面の全周に設けることが望ましい
が、その反面、油膜の支持力が弱まり打音が悪化すると
いうも問題が生じる。このように、ジャーナル軸受に油
溝を設ける場合には、油の十分な供給と、打音の低減と
いう要請は、互いに両立し難い関係にあった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、油溝により十分な潤滑油の供給
を確保しつつ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高
めてクランク軸の打音を低減することのできる内燃機関
のジャーナル軸受を提供することにある。
有する問題点を解消し、油溝により十分な潤滑油の供給
を確保しつつ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高
めてクランク軸の打音を低減することのできる内燃機関
のジャーナル軸受を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、内燃機関のクランク軸を軸受面に形成
した油膜の圧力によって支持する複数の軸受を備えたジ
ャーナル軸受装置において、軸受面の幅方向中心位置か
ら幅方向に所定のシフト量δだけ偏位した油溝を軸受面
に有する軸受を備えたことを特徴とするものである。
めに、本発明は、内燃機関のクランク軸を軸受面に形成
した油膜の圧力によって支持する複数の軸受を備えたジ
ャーナル軸受装置において、軸受面の幅方向中心位置か
ら幅方向に所定のシフト量δだけ偏位した油溝を軸受面
に有する軸受を備えたことを特徴とするものである。
【０００８】本発明によれば、油溝により十分な潤滑油
の供給を確保しつつ、かつ油膜によるクランク軸の支持
力を高めてクランク軸の打音を低減化することができ
る。
の供給を確保しつつ、かつ油膜によるクランク軸の支持
力を高めてクランク軸の打音を低減化することができ
る。
【０００９】本発明では、好ましくは、前記油溝をクラ
ンク軸の重心位置を基準として、重心に近付く方向に偏
位させることにより、より打音の低減化に効果がある。
ンク軸の重心位置を基準として、重心に近付く方向に偏
位させることにより、より打音の低減化に効果がある。
【００１０】また、シフト量δは、軸受幅をＬ、油溝幅
をＢとして、（Ｌ−Ｂ）／２に近付くように設定するこ
とが好ましい。
をＢとして、（Ｌ−Ｂ）／２に近付くように設定するこ
とが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による内燃機関のジ
ャーナル軸受の一実施形態について添付の図面を参照し
て説明する。図１は、本発明によるジャーナル軸受によ
って支持されるクランク軸１を示す。２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄはクランクピンで、３、４、５、６、７がジャ
ーナル軸受である。この場合、フロント軸８、フライホ
イールが装着されるリヤ軸９に近い両端部側のジャーナ
ル軸受３、７と、中央のジャーナル軸受５には、軸受の
中央から片側寄りにシフトした油溝１０を有するジャー
ナル軸受である。この実施形態の場合、ジャーナル軸受
４、６には、油溝の無いものを用いている。
ャーナル軸受の一実施形態について添付の図面を参照し
て説明する。図１は、本発明によるジャーナル軸受によ
って支持されるクランク軸１を示す。２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄはクランクピンで、３、４、５、６、７がジャ
ーナル軸受である。この場合、フロント軸８、フライホ
イールが装着されるリヤ軸９に近い両端部側のジャーナ
ル軸受３、７と、中央のジャーナル軸受５には、軸受の
中央から片側寄りにシフトした油溝１０を有するジャー
ナル軸受である。この実施形態の場合、ジャーナル軸受
４、６には、油溝の無いものを用いている。
【００１２】図２は、油溝を有するジャーナル軸受３お
よび油溝のないジャーナル軸受４を示す。ジャーナル軸
受３、４は、それぞれ半筒状のすべり軸受１２ａ、１２
ｂ、１３ａ、１３ｂに分割されているものである。この
うち、すべり軸受１２ａ、１２ｂの軸受面には、油溝１
０が形成されている。また、この油溝１０と通じる油孔
１４が設けられている。この油孔１４は、油溝１０のシ
フト量に対応させて偏位した位置になっている。なお、
油溝を有しないすべり軸受１３ａ、１３ｂにも軸受面に
油を供給するため油孔１５が形成されている。
よび油溝のないジャーナル軸受４を示す。ジャーナル軸
受３、４は、それぞれ半筒状のすべり軸受１２ａ、１２
ｂ、１３ａ、１３ｂに分割されているものである。この
うち、すべり軸受１２ａ、１２ｂの軸受面には、油溝１
０が形成されている。また、この油溝１０と通じる油孔
１４が設けられている。この油孔１４は、油溝１０のシ
フト量に対応させて偏位した位置になっている。なお、
油溝を有しないすべり軸受１３ａ、１３ｂにも軸受面に
油を供給するため油孔１５が形成されている。
【００１３】次に、本実施の形態によるジャーナル軸受
の作用について説明する。図３は、ジャーナル軸受にお
いて、クランク軸１を支持する油膜の作用を模式的に示
した図である。この図３で、斜線部は、油膜を形成する
油のある領域を示している。ここで、荷重Ｆがクランク
軸１に作用したとすれば、クランク軸１の回転で油が巻
き込まれる作用によって、荷重Ｆがクランク軸１に垂直
に作用しても、その軸心は斜めに動いて偏心する。この
ときの油膜からの反力を偏心方向の成分Ｆn と、偏心方
向と垂直な方向の成分Ｆt に分解して、それぞれについ
て短軸受近似法により求めると、（１）、（２）式のよ
うになる。
の作用について説明する。図３は、ジャーナル軸受にお
いて、クランク軸１を支持する油膜の作用を模式的に示
した図である。この図３で、斜線部は、油膜を形成する
油のある領域を示している。ここで、荷重Ｆがクランク
軸１に作用したとすれば、クランク軸１の回転で油が巻
き込まれる作用によって、荷重Ｆがクランク軸１に垂直
に作用しても、その軸心は斜めに動いて偏心する。この
ときの油膜からの反力を偏心方向の成分Ｆn と、偏心方
向と垂直な方向の成分Ｆt に分解して、それぞれについ
て短軸受近似法により求めると、（１）、（２）式のよ
うになる。
【００１４】
【数１】 ここで、 ε ：偏心量 ω ：クランク軸の回転速度 Ψ ：クランク軸の公転速度 Ｌ ：軸受幅 ｒ ：クランク軸の半径 μ ：油の粘度 Ｃr ：初期隙間 ｎ ：偏心率 （ｎ＝ε／Ｃr ） である。（１）、（２）式より、ジャーナル軸受におけ
る油膜反力は、軸受幅Ｌの３乗に比例することになる。
る油膜反力は、軸受幅Ｌの３乗に比例することになる。
【００１５】次に、油溝の幅Ｂを含めて考える。油溝の
部分には、油膜反力は生じないので、油溝を有するジャ
ーナル軸受の場合、
部分には、油膜反力は生じないので、油溝を有するジャ
ーナル軸受の場合、
【００１６】
【数２】 軸受幅Ｌ’の油溝なしの軸受が並列に２個並んだのと均
等であると考えることができる。したがって、油溝を有
するジャーナル軸受における油膜反力Ｆn ’は、油溝の
無い場合の油膜反力をＦn として、
等であると考えることができる。したがって、油溝を有
するジャーナル軸受における油膜反力Ｆn ’は、油溝の
無い場合の油膜反力をＦn として、
【００１７】
【数３】 になる。
【００１８】次に、図４に示すように幅Ｂの油溝を有
し、しかも、この油溝がシフト量δを有するジャーナル
軸受の場合も、同じようにして、
し、しかも、この油溝がシフト量δを有するジャーナル
軸受の場合も、同じようにして、
【００１９】
【数４】 軸受幅Ｌ’、Ｌ’’の油溝無しの軸受の組み合わせと考
えることができる。したがって、油膜反力をＦ’’とす
れば、
えることができる。したがって、油膜反力をＦ’’とす
れば、
【００２０】
【数５】 となる。
【００２１】したがって、従来の油溝付きの軸受に較べ
て大きな油膜反力を得るためには、 Ｆn ’’＞ Ｆn ’ すなわち、
て大きな油膜反力を得るためには、 Ｆn ’’＞ Ｆn ’ すなわち、
【００２２】
【数６】 これを展開して、
【００２３】
【数７】 を満足するシフト量δを選べばよいことがわかる。した
がって、（８）式より、
がって、（８）式より、
【００２４】
【数８】 の範囲で選べばよい。
【００２５】なお、（７）式において、右辺第２項の効
果は小さいので無視すれば、
果は小さいので無視すれば、
【００２６】
【数９】 より、最低限必要なシフト量を求めることができる。
【００２７】図５は、油膜の支持力を高める効果と、シ
フト量δの関係を示す図である。この場合、図５（ａ）
は、（９）式の両辺をＬで除したかたちで有効範囲を表
示している。図５（ｂ）は、（１０）式に基づいた最低
限必要なシフト量δを考慮して有効範囲を表示している
ものである。この図から、シフト量δを設定するにあた
っては、油溝１０で仕切られたら狭い方の軸受面の強度
が許すかぎり、（９）式の範囲でできるたけ大きくシフ
ト量δを設定するようにすればよい。
フト量δの関係を示す図である。この場合、図５（ａ）
は、（９）式の両辺をＬで除したかたちで有効範囲を表
示している。図５（ｂ）は、（１０）式に基づいた最低
限必要なシフト量δを考慮して有効範囲を表示している
ものである。この図から、シフト量δを設定するにあた
っては、油溝１０で仕切られたら狭い方の軸受面の強度
が許すかぎり、（９）式の範囲でできるたけ大きくシフ
ト量δを設定するようにすればよい。
【００２８】次に、図６は、図１のクランク軸系を模式
的に示して、油溝１０を有するジャーナル軸受３、５、
７の油膜反力がクランク軸系の重心位置Ｇ回りにモーメ
ントとして作用する状況を示している。
的に示して、油溝１０を有するジャーナル軸受３、５、
７の油膜反力がクランク軸系の重心位置Ｇ回りにモーメ
ントとして作用する状況を示している。
【００２９】図６（ａ）は、油溝１０のシフト方向を重
心Ｇから離れる方向にした場合、図６（ｂ）は、油溝１
０のシフト方向を重心Ｇに近付く方向にした場合を示し
ている。ジャーナル軸受３、５、７から受ける油膜反力
をそれぞれＦ1 、Ｆ2 、Ｆ3としてモーメントを求める
と、 Ｆ1 ・δ1a ＜ Ｆ1 ・δ1b Ｆ3 ・δ3a ＜ Ｆ3 ・δ3b Ｆ5 ・δ5a ＜ Ｆ5 ・δ5b であり、図６（ｂ）の方がクランク軸の挙動の抑制効果
が高いことがわかる。したがって、油溝１０のシフト方
向は、重心Ｇとの関係では、できるだけ重心位置に近づ
けるように偏位させることで、より打音の低減効果を高
かめることができる。
心Ｇから離れる方向にした場合、図６（ｂ）は、油溝１
０のシフト方向を重心Ｇに近付く方向にした場合を示し
ている。ジャーナル軸受３、５、７から受ける油膜反力
をそれぞれＦ1 、Ｆ2 、Ｆ3としてモーメントを求める
と、 Ｆ1 ・δ1a ＜ Ｆ1 ・δ1b Ｆ3 ・δ3a ＜ Ｆ3 ・δ3b Ｆ5 ・δ5a ＜ Ｆ5 ・δ5b であり、図６（ｂ）の方がクランク軸の挙動の抑制効果
が高いことがわかる。したがって、油溝１０のシフト方
向は、重心Ｇとの関係では、できるだけ重心位置に近づ
けるように偏位させることで、より打音の低減効果を高
かめることができる。
【００３０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、軸受面の幅方向中心位置から幅方向に所定の
シフト量δだけ偏位した油溝を軸受面に有する軸受を備
えているので、油溝により十分な潤滑油の供給を確保し
つつ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高めてクラ
ンク軸の打音を低減化することができる。
によれば、軸受面の幅方向中心位置から幅方向に所定の
シフト量δだけ偏位した油溝を軸受面に有する軸受を備
えているので、油溝により十分な潤滑油の供給を確保し
つつ、かつ油膜によるクランク軸の支持力を高めてクラ
ンク軸の打音を低減化することができる。
【図１】本発明による内燃機関のジャーナル軸受装置の
一実施形態を示す側面図。
一実施形態を示す側面図。
【図２】ジャーナル軸受の斜視図。
【図３】ジャーナル軸受の油膜反力の作用説明図。
【図４】油溝とシフト量を示す図。
【図５】油膜反力の向上に効果のあるシフト量の有効範
囲を示す図。
囲を示す図。
【図６】クランク軸系における重心位置と、油膜反力に
よるモーメントを示すクランク軸系の模式図。
よるモーメントを示すクランク軸系の模式図。
１ クランク軸 ２ａ〜２ｄ クランクピン ３ 油溝付きジャーナル軸受 ４ 油溝無しジャーナル軸受 ５ 油溝付きジャーナル軸受 ６ 油溝無しジャーナル軸受 ７ 油溝付きジャーナル軸受 １０ 油溝 １４ 油孔
Claims (3)
- 【請求項１】内燃機関のクランク軸を軸受面に形成した
油膜の圧力によって支持する複数の軸受を備えたジャー
ナル軸受装置において、 軸受面の幅方向中心位置から幅方向に所定のシフト量δ
だけ偏位した油溝を軸受面に有する軸受を備えたことを
特徴とする内燃機関のジャーナル軸受装置。 - 【請求項２】前記油溝をクランク軸の重心位置を基準と
して、重心に近付く方向に偏位させることを特徴とする
請求項１に記載の内燃機関のジャーナル軸受装置。 - 【請求項３】シフト量δは、軸受幅をＬ、油溝幅をＢと
して、（Ｌ−Ｂ）／２に近付くように設定するようにし
たことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関
のジャーナル軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8519097A JPH10281137A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 内燃機関のジャーナル軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8519097A JPH10281137A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 内燃機関のジャーナル軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10281137A true JPH10281137A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=13851745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8519097A Pending JPH10281137A (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 内燃機関のジャーナル軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10281137A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120429A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 内燃機関及び圧縮機 |
| JP2015132368A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 大豊工業株式会社 | すべり軸受 |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP8519097A patent/JPH10281137A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007120429A (ja) * | 2005-10-28 | 2007-05-17 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 内燃機関及び圧縮機 |
| JP2015132368A (ja) * | 2014-01-15 | 2015-07-23 | 大豊工業株式会社 | すべり軸受 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060815 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061222 |