JPS6246014A - 多気筒エンジンのクランクシヤフト支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業−Ｉ−の利用分野） 本発明は、直列配置された複数の気筒を有するエンジン
におけるクランクシャフトを支持する、多気筒エンジン
のクランクシャフト支持装置に関する。

（従来の技術） 多気筒エンジンにおいては、例えば、実開昭５８−１８
４０１８号公報にｔ）ボされる如（、複数の気筒が形成
されるシリンダブしドックに関連してクランクシャフト
支持装置が設りられている。斯かるクランクシャフト支
持装置し、１゛、クランクシャツ１−の各ジャーナル部
を回転自在に支持する軸受部を有しており、この軸受部
には、各気筒における爆発燃焼に起因する比較的太なる
荷重（爆発荷重）が、ビス１〜ン、″：１ンロソド及び
クランクシャフトを介して作用する。

このように、各気筒における爆発燃焼に起因する比較的
太なる荷重が作用する軸受部は、その血圧が過大となっ
て焼付あるいは急激な摩耗等を生じ易いものとなり、斯
かる軸受部の焼付あるいは摩耗等を防止するだめの１つ
のｆ段としては、軸受メタル等の受圧面積を人とするこ
とが考えられている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、」二連の如（に軸受メタル等の受圧面積
を大とする場合には、クランクシャフトやシリンダブロ
ックが長大化し、延いてはエンジンの大型化や重量増加
等をまねくという問題を生じる。

本願に係る発明者は、多気筒エンジンのクランクシャフ
ト支持装置に伴われる軸受部の焼付あるいは摩耗等に関
連する問題に鑑み、クランクシャフト支持装置における
各軸受部の位置に着目して夫々の軸受部が受ける荷重を
解析した結果、例えば、クランクシャフト支持装置が５
個の軸受部を備えるものとされる直列型の４気筒エンジ
ンにおいては、第２図に模式化されて示される如く、各
軸受部１．　２．　３．　４及び５が受ける荷重が、両
端に位置する軸受部１及び５の夫々から数えて第２番目
に位置する軸受部２及び４において最も大となり、両端
の軸受部１及び５において最も小となり、中央の軸受部
３においてそれらの間のものとなることを確認した。こ
のように、軸受部２及び４が受ける荷重が、他の軸受部
１．３及び５が受けるそれに比して大となるのば、軸受
部２及び４が、夫々、両端の軸受部１及び５、及び中央
の軸受部３に比してより固定端的なものとなるためであ
ると考えられる。このことからして、多気筒エンジンの
クランクシャツ１〜支持装置における各軸受部に発生ず
る焼（＝Ｊあるいは摩耗等は、両端に位置する軸受部に
おいて最も発生し難く、両端の夫々から数えて第２番目
に位置する軸受部において最も発生し易いものとなるこ
とが理解される。

本発明は、斯かる確認結果に立脚して、多気筒エンジン
におけるクランクシャフトをその両端位置及び気筒間で
支持するものとされ、各軸受部が受ける荷重を平均化す
るようにして、エンジンの大型化や重量増加等を伴うこ
となく、軸受部の焼付あるいは摩耗等が生じる事態を効
果的に防止できるようにされた、多気筒エンジンのクラ
ンクシャフト支持装置を桿供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 一ヒ述の目的を達成すべく、本発明に係る多気筒エンジ
ンのクランクシャフト支持装置は、複数の気筒が直列に
配列された多気筒エンジンにおけるクランクシャツＩ−
をその両端位置及び気筒間位置で支持する少なくとも３
個の軸受部を備え、これら軸受部のうちの両端に位置す
る夫々から数えて第２番目に位置するものにおける気筒
の軸方向の支持剛性が、他のものにおける気筒の軸方向
の支持剛性に比して低く設定されて構成される。

（作　用） 上述の如くに構成された本発明に係る多気筒エンジンの
クランクシャフト支持装置においては、両端に位置する
夫々の軸受部から数えて第２番目に位置する軸受部にお
ける気筒の軸方向の支持剛性が、他の軸受部における支
持剛性より低く設定されるため、クランクシャフトを介
して受ける荷重に対し、第２番目に位置する軸受部が他
の軸受部に比して気筒の軸方向に変位し易いものとなる
。

このため、１つの気筒における爆発燃焼に丑って第２番
目に位置する軸受部が受ける荷重は、その両側に位置す
る複数の軸受部に分散されることになり、各軸受部が受
ける荷重が平均化されて、第２番目の軸受部における血
圧が低減される。

従って、各軸受部の重量及び寸法等が必要最小限のもの
とされたもとにおいても、各軸受部における焼付あるい
は摩耗等が効果的に抑圧されることになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は、本発明に係る多気筒エンジンのクランクシャ
フト支持装置の一例を、それが適用された直列型４気筒
エンジンとともに示す。第１回においてエンジン１０は
、シリンダブロック１２とシリンダヘッド１４とを有し
、シリンダブロック１２にはビス１〜ン１６が嵌挿され
た４つの気筒２０が直列に配列形成されている。ピスト
ン１６にはコンロッド２２の一端が連結され、コンロッ
ド２２の他端はクランクシャフト３０のクランクビン３
２に連結されている。

クランクシャツ１−３０には、５つのジャーナル部３４
Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ，３４Ｄ及び３４Ｅが形成されてい
る。これら５つのジャーナル部３４Ａ〜３４Ｂは、シリ
ンダブロック１２の隔壁下部に連なる軸受部１，２，３
．４及び５により、同一の寸法形状を有する軸受メタル
Ｉａ、２ａ、’３ａ、４ａ及び５ａを介して回転自在に
支持されている。また、クランクシャフト３０の一端に
はタイミングベルトが張架されるプーリ３６が、他端に
はフライホイール３８が、夫々、連結されている。

ここで、上述の如くに、クランクシャフト３０をその両
端位置及び各気筒間位置で支持する軸受部１〜５におけ
る各気筒２０の軸方向の支持剛性は、両端に位置する軸
受部１及び５において最も高く、両端の軸受部１及び５
から数えて第２番目に位置する軸受部２及び４において
最も低く、かつ、中央の軸受部３において軸受部１及び
５と軸受部２及び４との間のものとなるように設定され
ている。

以下、軸受部１〜５の支持剛性が上述の如くに設定され
る理由を述べる。

各軸受部１〜５が受ける荷重は、それらの支持剛性が同
一である場合には、前述した第２図において黒丸で示さ
れる如くに、軸受部１及び５において最も小さく、軸受
部２及び４において最も大きく、軸受部３において軸受
部１及び５と軸受部２及び４との間となる。この場合、
軸受部２及び４が受げる荷重ＦＡば、軸受部１及び５が
受ける荷重をＦｌｌとすれば、理論上、１１１５ＦＢ　
　（ＦＡ　＝１１１５ＦＢ　）となる。従って、軸受部
２及び４が受ける荷重Ｆ、と軸受部１及び５が受ける荷
重ＦＢとを同一にするためには、軸受部２及び４の支持
剛性を定めるものとなる弾性係数を軸受部１，３及び５
のそれに比して低く設定すれば良い。即ち、軸受部２及
び４の弾性係数をＫＡとし、軸受部１及び５の弾性係数
をＫＢとすれば、軸受部２及び４の弾性係数ＫＡを、Ｋ
Ｒ＞　ＫＡ　＞　５　／１１ＫＢとなる範囲内に設定す
ればよいことになる。

そこで、本例では、軸受部２及び４の支持剛性を、軸受
部１．３及び５のそれに比して低くずべく、軸受部２及
び４におけるシリンダブロック１２の隔壁下部に連なる
部分の横断面積を小さくして、その断面係数が軸受部１
．３及び５の断面係数に比して小となるように設定され
ている。そして、さらに、軸受部３の支持剛性を軸受部
１及び５のそれに比して低くすべく、軸受部３における
シリンダブロック１２の隔壁下部に連なる部分の横断面
積を小さくして、その断面係数が軸受部１及び５の断面
係数に比して小となるように設定されているのである。

一ヒ述の如くに軸受部１〜５におりる断面係数が設定さ
れることにより、軸受部１〜５に、気筒２０における爆
発燃焼によって同一の大きさの荷重がピストン１６．コ
ンロッド２２及びクランクシャツ）３０を介して加えら
れた場合、軸受部２及び４が最も気筒２０の軸方向に変
位し易く、軸受部１及び５が最も気筒２０の軸方向に変
位し難く、軸受部３が軸受部２及び４と軸受部１及び５
との間の変位し易さくもしくは変位し難さ）を有するも
のとなる。このため、第１図において左右端に位置する
気筒２０における爆発燃焼に伴う荷重がクランクシャフ
ト３０に作用する場合には、その荷重が軸受部２及び４
とその両側に位置する軸受部１．３及び５に分散される
。これにより、第２図において白丸で示される如く、軸
受部１〜５に加えられる荷重が平均化され、軸受部２及
び４における面圧が従来のものに比して小となる。この
結果、軸受部１〜５の重量及び寸法等が必要最小限の大
きさとされたもとで、軸受部１〜５における焼付あるい
は摩耗等が効果的に抑圧される。

なお、上述の例においては、軸受部２及び４における断
面係数を軸受部１．３及び５に比して小となすことによ
り、その気筒２０の軸方向における支持剛性を低くする
ようにされているが、本発明に係る多気筒エンジンのク
ランクシャフト支持装置はこれに限られることなく、例
えば、軸受部２及び４におけるヤング率を、軸受部１．
３及び５のそれに比して小とすることにより、その気筒
２０の軸方向における支持剛性を低くするよ・うにされ
てもよい。斯かる場合、軸受部２及び４におけるヤング
率を、軸受部１．３及び５のそれに比して小とする手段
の１つとしては、シリンダプロツク１２及び軸受部１〜
５を強化繊維（炭素繊維等）が混入されたアルミニウム
で形成するとともに、軸受部２及び４における強化繊維
の密度（本数）を軸受部１．３及び５におけるそれより
小とすることが考えられる。

また、上述の例においては、直列型４気筒エンジンに本
発明に係る多気筒エンジンのクランクシャフト支持装置
が適用された場合について説明したが、本発明に係る多
気筒エンジンのクランクシャフト支持装置は、直列型４
気筒エンジンに限られることなく、２気筒以上の直列型
エンジン、２気筒以上の直列配列を２列有するＶ型エン
ジンもしくは水平対向型エンジン等に広く適用できるも
のである。

（発明の効果） 以」二の説明から明らかな如く、本発明に係る多気筒エ
ンジンのクランクシャフト支持装置によれば、気筒にお
ける爆発燃焼に起因する荷重を複数の軸受部に分散する
ことにより、各軸受部が受ける荷重を平均化することが
できるので、焼付や摩耗等が最も発生し易い、両端の軸
受部の夫々から数えて第２番目に位置する軸受部におけ
る血圧を可及的に小となすことができる。このため、各
軸受部の重量及び寸法等を必要最小限のものとしたもと
で、各軸受部における焼付あるいは摩耗等を効果的に抑
圧することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る多気筒エンジンのクランクシャフ
ト支持装置の一例を、それが適用されたエンジンととも
に丞ず概略構成図、第２図番よ第１図に示される例、及
び従来の多気筒エンジンのクランクシャフト支持装置に
おける軸受部が受ける荷重の説明に供される特性図であ
る。 図中、１〜５は軸受部、１０はエンジン、２０は気筒、
３０ばクランクシャフト、３４Ａ〜３４Ｅはジャーナル
部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の気筒が直列に配列された多気筒エンジンにおける
   クランクシャフトをその両端位置及び気筒間位置で支持
   する少なくとも３個の軸受部を備えて成り、上記軸受部
   のうちの両端に位置する夫々から数えて第２番目に位置
   するものにおける上記気筒の軸方向の支持剛性が、他の
   ものにおける上記気筒の軸方向の支持剛性に比して低く
   設定されていることを特徴とする多気筒エンジンのクラ
   ンクシャフト支持装置。