JP2001082444A - Internal combustion engine with improved crank shaft supporting structure - Google Patents

Internal combustion engine with improved crank shaft supporting structure

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JP2001082444A
JP2001082444A JP26017999A JP26017999A JP2001082444A JP 2001082444 A JP2001082444 A JP 2001082444A JP 26017999 A JP26017999 A JP 26017999A JP 26017999 A JP26017999 A JP 26017999A JP 2001082444 A JP2001082444 A JP 2001082444A
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JP
Japan
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journal
bearing
journals
internal combustion
combustion engine
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JP26017999A
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Japanese (ja)
Inventor
Taku Noda
卓 野田
Takanori Abekura
貴憲 阿部倉
Shigeo Suzuki
繁雄 鈴木
Toshihiro Ozasa
俊博 小笹
Yoshihiko Masuda
義彦 増田
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Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C21/00Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16C9/02Crankshaft bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/00Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/04Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
    • F16C19/06Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent partial wearing in the journal at a crank end and reduce friction losses and the discharge of an oil pump. SOLUTION: In a crank shaft supporting structure, at least one of the journals at both ends of a crank shaft 3 is supported by roller bearings 15 and the other journals are supported by sliding bearings 17. Concretely, a first journal 1J is provided with the roller bearings 15 and the other journals 2J to 5J are provided with the sliding bearings 17. The fifth journal 5J may also be provided with another roller bearing 15 at the opposite end. The loading direction of a crank end is biased due to a timing belt load, an auxiliary belt load and a flywheel weight. Even under such conditions, partial wearing is prevented by the roller bearings 15. The roller bearings 15 reduce friction losses in a lower rotation area in normal use. In addition, since oil supply is unnecessary or let off a little amount, the discharge of the oil pump can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関に関し、
特に、クランクシャフトの支持構造の改善に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an internal combustion engine,
In particular, it relates to an improvement in a support structure of a crankshaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、内燃機関のクランクシャ
フトは複数のジャーナルを有しており、それら複数のジ
ャーナルが主軸受を用いてシリンダブロックに支持され
ている。そして通常は、すべての主軸受が滑り軸受で構
成されるか、あるいは、すべての主軸受が転がり軸受で
構成されている。
2. Description of the Related Art As is well known, a crankshaft of an internal combustion engine has a plurality of journals, and the plurality of journals are supported on a cylinder block using main bearings. Usually, all the main bearings are constituted by sliding bearings, or all the main bearings are constituted by rolling bearings.

【0003】滑り軸受には、構造が簡単という利点があ
る。また、軸受隙間に存在する潤滑油膜の動的作用によ
り油膜圧力を発生し、油膜圧力により荷重を支持してい
るので、大荷重に耐えられるという利点がある。
A plain bearing has the advantage of a simple structure. Further, since the oil film pressure is generated by the dynamic action of the lubricating oil film existing in the bearing gap and the load is supported by the oil film pressure, there is an advantage that a large load can be endured.

【0004】一方、転がり軸受は構造が複雑である。ま
た、転動体の転がりを利用して荷重を支持しているの
で、低回転域での摩擦係数が小さいという利点がある。
しかし、大荷重の支持に向かないため、比較的小荷重の
軸に適用されることが多い。
On the other hand, a rolling bearing has a complicated structure. Further, since the load is supported by using the rolling of the rolling element, there is an advantage that the friction coefficient in a low rotation range is small.
However, since it is not suitable for supporting a large load, it is often applied to a shaft having a relatively small load.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の一般的な内燃機
関は、主軸受として滑り軸受を設けることが多い。そし
てこの種の内燃機関では、両端の軸受に偏摩耗が生じや
すい傾向がある。まず、タイミングベルト、補機ベルト
等を取り付ける側の端部について見ると、これらベルト
の荷重が主として上方向に作用するために軸受上部の負
担が大きい。変速機側の端部について見ると、重量の大
きいフライホイールが取り付けられているために軸受下
部の負担が大きい。これらの偏った負担の影響は低回転
域で大きく、しかも低回転域は常用回転域でもある。そ
のために、クランク両端の軸受では偏摩耗が生じやすく
なる。
A conventional general internal combustion engine often has a sliding bearing as a main bearing. In this type of internal combustion engine, uneven wear tends to occur in bearings at both ends. First, looking at the ends on the side where the timing belt, the accessory belt, and the like are attached, the load on these bearings is heavy because the load of these belts mainly acts upward. Looking at the end on the transmission side, a heavy load is attached to the lower part of the bearing because a heavy flywheel is attached. The effect of these biased loads is large in the low rotation range, and the low rotation range is also the normal rotation range. Therefore, uneven wear tends to occur in the bearings at both ends of the crank.

【0006】上記のような偏摩耗を防止するため、従来
は、軸受の幅を広く設定する、軸受オーバーレイの材質
を変更する、といった対策がとられている。しかし、こ
れらの対応には、摩擦損失の増加およびコスト増加を招
くという不利がある。
In order to prevent such uneven wear, conventionally, measures such as setting a wider bearing width and changing a material of a bearing overlay have been taken. However, these measures have the disadvantage of increasing frictional losses and costs.

【0007】また、転がり軸受タイプの内燃機関は、上
記のすべり軸受タイプの内燃機関と異なり、低回転域で
の摩擦に対して有利である。しかしながら、滑り軸受で
見られるような潤滑油によるダンピング効果が期待でき
ない。そのため、内燃機関の特徴である爆発時の衝撃荷
重の下では、振動騒音の問題が比較的大きい。このよう
な事情から、転がり軸受タイプの内燃機関の適用範囲は
極限られている。
Further, the rolling bearing type internal combustion engine is different from the above-mentioned plain bearing type internal combustion engine, and is advantageous for friction in a low rotation range. However, the damping effect by the lubricating oil as seen in a plain bearing cannot be expected. Therefore, under the impact load at the time of explosion, which is a feature of the internal combustion engine, the problem of vibration noise is relatively large. Under such circumstances, the application range of the rolling bearing type internal combustion engine is extremely limited.

【0008】本発明は上記の背景に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、偏摩耗を抑制でき、摩擦損失も低
減できるクランク支持構造を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a crank support structure capable of suppressing uneven wear and reducing friction loss.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、複数のジャーナルを有するクランクシャ
フトを含む内燃機関であって、クランクシャフトの両端
のジャーナルの少なくとも一方を転がり軸受で支持する
とともに、残りのジャーナルを滑り軸受で支持すること
を特徴とする。具体的にはベルト駆動側の端部のジャー
ナルを転がり軸受で支持する。また変速機結合側の端部
のジャーナルを転がり軸受で支持する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to an internal combustion engine including a crankshaft having a plurality of journals, wherein at least one of the journals at both ends of the crankshaft is supported by a rolling bearing. In addition, the remaining journals are supported by slide bearings. Specifically, the journal at the end on the belt drive side is supported by a rolling bearing. Further, the journal at the end on the transmission coupling side is supported by a rolling bearing.

【0010】本発明によれば、クランク端部のジャーナ
ルが転がり軸受で支持される。転がり軸受は、クランク
端部に低回転域で作用する偏った荷重を適切に支持する
ことができる。しかも、残りのジャーナルに作用する大
荷重は滑り軸受を用いて適切に支持される。さらに、転
がり軸受は、実用される低回転域での摩擦抵抗が少な
い。さらにまた、滑り軸受と異なり、転がり軸受に対し
ては給油が不要か、大幅に少なくてよい。
According to the present invention, the journal at the end of the crank is supported by the rolling bearing. The rolling bearing can appropriately support a biased load acting on the crank end in a low rotation range. Moreover, the large load acting on the remaining journals is properly supported using the slide bearings. Further, the rolling bearing has low frictional resistance in a practically low rotation speed range. Furthermore, unlike sliding bearings, lubrication is not required or significantly reduced for rolling bearings.

【0011】以上より、本発明によれば、滑り軸受と転
がり軸受の適切な組合せと配置により、内燃機関の爆発
荷重に対する軸受能力を維持しつつ、軸受偏摩耗を防止
し、かつ、軸受摩擦損失を低減し、さらにはオイルポン
プ吐出量の低減とそれに伴うポンプ小型化も可能にな
る。これにより、機関寿命の延長と燃費の向上、機関の
小型化に寄与することができる。
As described above, according to the present invention, by appropriately combining and arranging a plain bearing and a rolling bearing, it is possible to prevent bearing uneven wear while maintaining bearing performance against an explosive load of an internal combustion engine, and to reduce bearing friction loss. In addition, the oil pump discharge amount can be reduced and the pump can be downsized. As a result, it is possible to contribute to extending the life of the engine, improving fuel efficiency, and reducing the size of the engine.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
(以下、実施形態という)について、図面を参照し説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は、本実施形態の4気筒内燃機関を示
す図であり、主として本発明の構成に関連する部分のみ
を示している。図示されない部分の構成は、基本的に従
来一般の内燃機関の構成と同一でよい。
FIG. 1 is a diagram showing a four-cylinder internal combustion engine of the present embodiment, and mainly shows only parts related to the configuration of the present invention. The configuration of a portion not shown may be basically the same as the configuration of a conventional general internal combustion engine.

【0014】図1においては、シリンダブロック1にク
ランクシャフト3が回転可能に支持されている。クラン
クシャフト3の一端はベルト駆動側であり、他端は変速
機連結側である。
In FIG. 1, a crankshaft 3 is rotatably supported by a cylinder block 1. One end of the crankshaft 3 is on the belt drive side, and the other end is on the transmission coupling side.

【0015】ベルト駆動側には、タイミングベルト駆動
プーリ、補機ベルト駆動プーリが取り付けられ、これら
プーリに歯付ベルト、ポリVベルト等が掛けられる。ま
たベルト駆動側にはオイルポンプのロータも取り付けら
れる。一方、変速機連結側は、内燃機関の出力部であ
り、変速機の入力部でもある。ここにはフライホイール
等が取り付けられる。これらの構成は従来一般的なもの
であり、図面からは省略されている。
On the belt driving side, a timing belt driving pulley and an auxiliary belt driving pulley are mounted, and a toothed belt, a poly V belt and the like are hung on these pulleys. An oil pump rotor is also attached to the belt drive side. On the other hand, the transmission connection side is the output section of the internal combustion engine and also the input section of the transmission. Here, a flywheel or the like is attached. These configurations are generally conventional and are omitted from the drawings.

【0016】図1の内燃機関は、例えば縦型4気筒タイ
プのガソリンエンジンである。この場合、ベルト駆動側
が車両の前方に配置される。そこで、ベルト駆動側を
「前部」、変速機側を「後部」という。
The internal combustion engine shown in FIG. 1 is, for example, a vertical four-cylinder gasoline engine. In this case, the belt drive side is disposed in front of the vehicle. Therefore, the belt drive side is referred to as “front”, and the transmission side is referred to as “rear”.

【0017】次にクランクシャフト周辺の構成を説明す
る。クランクシャフト3は、各シリンダ#1〜#4の中
央に対応する位置に1番ピン〜4番ピン(1P〜4P)
を有する。各ピン1P〜4Pには、コネクティングロッ
ド5が取り付けられている。コネクティングロッド側に
は滑り軸受が取り付けられている。コネクティングロッ
ドの先にはピストン(図示せず)が取り付けられてい
る。
Next, the configuration around the crankshaft will be described. The crankshaft 3 has pins 1 to 4 (1P to 4P) at positions corresponding to the centers of the cylinders # 1 to # 4.
Having. A connecting rod 5 is attached to each of the pins 1P to 4P. A sliding bearing is mounted on the connecting rod side. A piston (not shown) is attached to the tip of the connecting rod.

【0018】クランクシャフト3には、ピンと交互に配
置されるように5つのジャーナル、すなわち、1番〜5
番ジャーナル(1J〜5J)が設けられている。各ジャ
ーナルと各ピンの間は、カウンタウエイト付きのウエブ
で連結されている。1番ジャーナル1Jの更に前側に、
ベルト駆動プーリ等の取付軸7が続く。また5番ジャー
ナル5Jの更に後側に変速機連結軸9が続いている。
The crankshaft 3 has five journals, ie, No. 1 to No. 5 so as to be alternately arranged with the pins.
No. journals (1J to 5J) are provided. Each journal and each pin are connected by a web with a counterweight. In front of the first journal 1J,
A mounting shaft 7 such as a belt drive pulley follows. Further, a transmission connecting shaft 9 continues to the rear of the fifth journal 5J.

【0019】各ジャーナル1J〜5Jは、シリンダブロ
ック1に支持されている。より詳細には、シリンダブロ
ック1は、ブロック本体11とベアリングキャップ13
の分割構造を有し、これらの構成要素により形成される
ハウジングに主軸受が挿入され、主軸受に各ジャーナル
が支持されている。
Each of the journals 1J to 5J is supported by the cylinder block 1. More specifically, the cylinder block 1 includes a block body 11 and a bearing cap 13.
The main bearing is inserted into a housing formed by these components, and each journal is supported by the main bearing.

【0020】本発明の特徴として、ベルト駆動側の端部
である1番ジャーナル1Jは転がり軸受15(玉軸受ま
たはころ軸受)により支持され、残りの2番〜5番ジャ
ーナル2J〜5Jは滑り軸受17により支持されてい
る。そして、2番〜5番ジャーナル2J〜5Jに対して
は、ベアリングキャップ内の給油孔を通して潤滑油が供
給される。
As a feature of the present invention, the first journal 1J, which is the end on the belt drive side, is supported by a rolling bearing 15 (ball bearing or roller bearing), and the remaining second to fifth journals 2J to 5J are sliding bearings. 17 supported. Lubricating oil is supplied to the second to fifth journals 2J to 5J through oil supply holes in the bearing cap.

【0021】以下、上記の本発明の特徴について説明す
る。
Hereinafter, the features of the present invention will be described.

【0022】上述のように、ベルト駆動側には、タイミ
ングベルトおよび補機ベルトが掛けられている。通常
は、機関全体の構造という観点から、さらに車両搭載時
の整備性という観点から、動弁系および補機は殆ど機関
の上部に配置されている。そして、ベルトによる曲げ力
は全体として上方に作用しており、クランクシャフトの
最前部付近には上向きの初期荷重が作用している。この
初期荷重の影響で、機関回転数が高くない運転条件下で
は、1番ジャーナル1Jが軸受内の上側に位置する時間
の割合が多い。
As described above, the timing belt and the accessory belt are hung on the belt driving side. Normally, from the viewpoint of the structure of the entire engine, and from the viewpoint of maintainability when mounted on a vehicle, the valve train and the auxiliary equipment are almost arranged at the top of the engine. The bending force by the belt acts upward as a whole, and an upward initial load acts near the forefront of the crankshaft. Under the operating conditions in which the engine speed is not high due to the influence of the initial load, the ratio of the time when the first journal 1J is located on the upper side in the bearing is large.

【0023】この点に関し、図2は1番ジャーナル1J
に作用する荷重の推移を示し、図3は1番ジャーナル1
Jの隙間円内での軸心軌跡を示しており、これらは低回
点域についてのデータである。荷重は常に上向きに作用
し、軸心軌跡は、専ら軸受分割面の上側に位置する。こ
のように低回転域では上半部の負荷が大きく、そしてこ
の低回転域は、内燃機関の実用回転域(例えば3000
rpm以下)でもある。
FIG. 2 shows the first journal 1J in this regard.
3 shows the transition of the load acting on the first journal 1
The axis locus in the gap circle of J is shown, and these are data for the low turning point area. The load always acts upward, and the axis center locus is located exclusively above the bearing division surface. As described above, the load on the upper half is large in the low rotation speed range, and this low rotation speed range is the practical rotation speed range of the internal combustion engine (for example, 3000 rpm).
rpm or less).

【0024】従来一般には、1番ジャーナル1Jにも他
のジャーナルと同様に滑り軸受が用いられている。その
ため、上記の偏った荷重に起因する上半部の偏摩耗が生
じる傾向がある。この偏摩耗は、軸受寿命の低下を招く
可能性がある。そして、偏摩耗防止を目的とする軸受幅
の拡大およびオーバーレイ材質の変更は、摩擦損失の増
加およびコスト増加を招くという不利がある。
Conventionally, a sliding bearing is used for the first journal 1J as well as other journals. Therefore, there is a tendency that uneven wear of the upper half due to the uneven load occurs. This uneven wear may lead to a shortened bearing life. In addition, an increase in the bearing width and a change in the overlay material for the purpose of preventing uneven wear are disadvantageous in that friction loss and cost increase.

【0025】このような事情に鑑み、本発明では、1番
ジャーナル1Jを転がり軸受15で支持し、残りのジャ
ーナル2J〜5Jを滑り軸受17で支持している。転が
り軸受15では、転動体(玉、ころ等)の自転、公転に
よって荷重が分散される。したがって、ジャーナルによ
る荷重の方向が偏っている場合でも、偏摩耗の発生が抑
制、防止される。
In view of such circumstances, in the present invention, the first journal 1J is supported by the rolling bearing 15, and the remaining journals 2J to 5J are supported by the sliding bearing 17. In the rolling bearing 15, the load is dispersed by the rotation and revolution of the rolling elements (balls, rollers, etc.). Therefore, even when the direction of the load by the journal is deviated, the occurrence of uneven wear is suppressed and prevented.

【0026】しかも、残りのジャーナル2J〜5Jには
滑り軸受17を用いているので、油膜のダンピング効果
により高回転域での爆発荷重を適切に支持することがで
きる。
Further, since the sliding journals 17 are used for the remaining journals 2J to 5J, the explosion load in a high rotation range can be appropriately supported by the damping effect of the oil film.

【0027】さらに本発明では摩擦損失が低減され、燃
費も向上する。機関の実用回転域(例えば3000rp
m以下)では、本来転がり軸受の摩擦係数が滑り軸受け
の摩擦係数より小さいからである。この領域での摩擦係
数の相違は例えば10倍以上であり、この相違に基づい
て概算すると、摩擦損失の低減率は約10〜15%程度
と考えられる。
Further, in the present invention, the friction loss is reduced and the fuel efficiency is improved. Practical rotation range of the engine (for example, 3000 rpm
m), the friction coefficient of the rolling bearing is originally smaller than the friction coefficient of the sliding bearing. The difference in the coefficient of friction in this region is, for example, 10 times or more, and when estimated based on this difference, the reduction rate of the friction loss is considered to be about 10 to 15%.

【0028】また本実施形態では、以下に説明するよう
にオイルポンプの吐出量を低減できる。転がり軸受は、
グリースおよびミスト・エア潤滑でも十分に機能し、多
量の潤滑油を本来的に必要としていない。そしてクラン
クケース内は周知のようにオイルミストで満ちている。
したがって、図1に示すように、1番ジャーナル1Jの
ベアリングキャップには給油通路が設けられていない。
Further, in this embodiment, the discharge amount of the oil pump can be reduced as described below. Rolling bearings
Works well with grease and mist air lubrication and does not inherently require large amounts of lubricating oil. As is well known, the inside of the crankcase is filled with oil mist.
Therefore, as shown in FIG. 1, the bearing cap of the first journal 1J has no oil supply passage.

【0029】このように軸受給油量を削減できるので、
機関全体の潤滑油量も低減することができる。そしてオ
イルポンプの吐出量も低減することができる。概算では
オイルポンプの吐出量低減率は10%程度になる。吐出
量が少なくてもよいので、オイルポンプを小型化でき、
内燃機関の小型化も図れる。またオイルポンプの消費エ
ネルギ低減は、燃費の向上にも寄与する。
Since the bearing lubrication amount can be reduced in this way,
The amount of lubricating oil in the entire engine can also be reduced. And the discharge amount of the oil pump can also be reduced. Approximately, the reduction rate of the discharge amount of the oil pump is about 10%. Since the discharge amount may be small, the oil pump can be downsized,
The size of the internal combustion engine can be reduced. Further, the reduction in energy consumption of the oil pump also contributes to an improvement in fuel efficiency.

【0030】また、もし転がり軸受の油量が不足するの
であれば、図4に示すような構造を採用することが好適
である。ここでは、1番ジャーナル1Jのベアリングキ
ャップ21が、内部に分岐オイル孔23を有している。
分岐オイル孔23は、滑り軸受給油用のメインホール2
4から分岐している。分岐オイル孔23は、他のジャー
ナルの給油孔25より大幅に細い。転がり軸受15の軸
受外輪27は、外周面に浅い給油溝28を有している。
給油溝28は、軸受幅方向の中央に設けられ、軸受を一
周している。さらに軸受外輪27は、小径の給油孔29
を有する。給油孔29は、円周方向に等間隔をあけて複
数個設けられている。オイルは、メインホール24から
分岐オイル孔23を通って給油溝28に給油され、給油
孔29を通って軸受内部に到達し、さらに軸受側面から
排出される。
If the amount of oil in the rolling bearing is insufficient, it is preferable to adopt a structure as shown in FIG. Here, the bearing cap 21 of the first journal 1J has a branch oil hole 23 inside.
The branch oil hole 23 is provided in the main hole 2 for lubricating the sliding bearing.
It branches from 4. The branch oil hole 23 is significantly thinner than the oil supply hole 25 of another journal. The bearing outer ring 27 of the rolling bearing 15 has a shallow oil supply groove 28 on the outer peripheral surface.
The lubrication groove 28 is provided at the center in the bearing width direction, and extends around the bearing. Further, the bearing outer ring 27 is provided with a small-diameter oil supply hole 29.
Having. A plurality of oil supply holes 29 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The oil is supplied from the main hole 24 to the oil supply groove 28 through the branch oil hole 23, reaches the inside of the bearing through the oil supply hole 29, and is further discharged from the side surface of the bearing.

【0031】このような給油構造の設置により、転がり
軸受15に対して必要な給油が行われる。また、元々転
がり軸受15の必要油量が少なく、そして分岐オイル孔
23および給油孔29は細い。したがってこの構造によ
っても、本発明の吐出量低減効果は十分に得られる。
By providing such an oil supply structure, necessary oil supply to the rolling bearing 15 is performed. Further, the amount of oil required for the rolling bearing 15 is originally small, and the branch oil hole 23 and the oil supply hole 29 are thin. Therefore, even with this structure, the discharge amount reduction effect of the present invention can be sufficiently obtained.

【0032】ところで前述したように、一般に転がり軸
受では、油膜のダンピング効果が期待できない。そのた
め、爆発、衝撃荷重が繰り返し作用するという内燃機関
の特殊な使用条件下では、元々、転がり軸受は振動・騒
音に関して不利である。
As described above, generally, a rolling bearing cannot be expected to have an effect of damping an oil film. Therefore, the rolling bearing is originally disadvantageous in terms of vibration and noise under special use conditions of the internal combustion engine in which an explosion and an impact load are repeatedly applied.

【0033】しかしながら、本発明では、転がり軸受
を、クランク端部の1番ジャーナルに使用している。1
番ジャーナルでは、前述のように、ベルト張力の影響で
荷重方向が偏っており、爆発による荷重変動が小さい<
準静的荷重>が作用しているといえる。したがって転が
り軸受を使っても振動・騒音の問題は小さい。また他の
ジャーナルについては荷重変動が大きいが、それらのジ
ャーナルは、滑り軸受の油膜ダンピング効果により適切
に支持される。また高回転域では1番ジャーナルの荷重
変動が大きくなることもあるが、この領域では他の条件
による振動が激しくなっている。以上より、本発明の適
切な位置への転がり軸受の配置によれば、振動・騒音の
問題を大きくしないで上述の偏摩耗防止等の有利な効果
をひき出すことができる。
However, in the present invention, the rolling bearing is used for the first journal at the crank end. 1
As described above, in No. Journal, the load direction is biased due to the belt tension, and the load fluctuation due to the explosion is small.
Quasi-static load> is acting. Therefore, the problem of vibration and noise is small even if a rolling bearing is used. Although other journals have large load fluctuations, those journals are appropriately supported by the oil film damping effect of the slide bearing. Further, the load fluctuation of the first journal may be large in the high rotation region, but in this region, the vibration due to other conditions is intense. As described above, according to the arrangement of the rolling bearing in an appropriate position according to the present invention, the advantageous effects such as the prevention of uneven wear described above can be obtained without increasing the problem of vibration and noise.

【0034】その他、図1の実施形態では、1番ジャー
ナル1Jから1番ピン1Pへの給油ができない。そこ
で、各ピンには、その後側のジャーナルから給油を行う
ことが好適である。
In addition, in the embodiment of FIG. 1, lubrication from the first journal 1J to the first pin 1P cannot be performed. Therefore, it is preferable to refuel each pin from the journal on the rear side.

【0035】次に、図5を参照し、本発明のもう一つの
好適な実施形態を説明する。本実施形態では、5番ジャ
ーナル5J、すなわち、変速機結合側の端部のジャーナ
ルが転がり軸受31(玉軸受またはころ軸受)で支持さ
れている。1番ジャーナル1Jも、前の実施形態と同様
に転がり軸受15で支持されている。残りのジャーナル
2J〜4Jは滑り軸受17で支持されている。5番ジャ
ーナル5Jへの給油孔は廃止されている。
Next, another preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the fifth journal 5J, that is, the journal at the end on the transmission coupling side is supported by the rolling bearing 31 (ball bearing or roller bearing). The first journal 1J is also supported by the rolling bearing 15 as in the previous embodiment. The remaining journals 2J to 4J are supported by slide bearings 17. The lubrication hole for the 5th journal 5J has been abolished.

【0036】本実施形態の特徴は、上記のように1番に
加え5番ジャーナルに転がり軸受31を設けたことであ
り、この特徴について以下に説明する。
A feature of this embodiment is that the rolling bearing 31 is provided on the fifth journal in addition to the first journal as described above. This feature will be described below.

【0037】5番ジャーナルには、重量の大きなフライ
ホイールが取り付けられるため、下向きに大きな荷重が
はたらく。したがって、1番ジャーナルとは逆に下向き
の初期荷重が作用する。常用回転域たる低回転数域で
は、荷重方向が偏り、そしてジャーナルが下方に位置す
る時間が長い。そのため、滑り軸受を5番ジャーナルに
用いると、1番ジャーナルと同様に偏摩耗が生じやす
い。
Since a heavy flywheel is attached to the fifth journal, a large load acts downward. Therefore, a downward initial load acts on the opposite of the first journal. In the low rotation speed range, which is the normal rotation range, the load direction is biased, and the time for which the journal is positioned downward is long. Therefore, when the sliding bearing is used for the fifth journal, uneven wear tends to occur as in the case of the first journal.

【0038】これに対し、本発明によれば、5番ジャー
ナルに転がり軸受を設けたので、転動体の自転、公転に
よって荷重が分散される。したがって、荷重が偏って作
用する条件下でも、偏摩耗の発生が抑制、防止される。
On the other hand, according to the present invention, since the rolling bearing is provided on the fifth journal, the load is dispersed by the rotation and revolution of the rolling element. Therefore, even under the condition that the load acts unevenly, the occurrence of uneven wear is suppressed and prevented.

【0039】さらに、5番ジャーナルに転がり軸受を設
けたことにより、1番ジャーナルに関する上記の利点と
同様の利点が得られる。すなわち、転がり軸受の摩擦低
減効果により、摩擦損失が低減し、燃費が向上する。ま
たオイルポンプの吐出量を低減でき、ポンプ小型化等の
利点が得られる。必要に応じて、図4に示した構造と同
様に少量のオイルを給油する構造を設けてもよい。さら
に、クランク端部のジャーナルには低回転域では準静的
荷重が作用するので、転がり軸受に伴う振動、騒音とい
う問題も少ない。この構成の摩擦損失とポンプ吐出量の
低減率は、概算では、図1の構成と比較して1.5倍〜
2倍であると考えられる。
Further, by providing a rolling bearing on the fifth journal, the same advantages as those described above for the first journal can be obtained. That is, due to the friction reducing effect of the rolling bearing, the friction loss is reduced, and the fuel efficiency is improved. Further, the discharge amount of the oil pump can be reduced, and advantages such as downsizing of the pump can be obtained. If necessary, a structure for supplying a small amount of oil may be provided similarly to the structure shown in FIG. Furthermore, since a quasi-static load acts on the journal at the crank end in the low rotation range, there is little problem of vibration and noise associated with the rolling bearing. The friction loss and the reduction rate of the pump discharge amount of this configuration are roughly estimated to be 1.5 times or more as compared with the configuration of FIG.
It is considered to be twice.

【0040】その他、本実施形態では、5番ジャーナル
5Jから4番ピン4Pへの給油ができない。そこで、4
番ピン4Pへの給油を4番ジャーナル4Jから行うこと
が好適である。残りのピン1P〜3Pへの給油はジャー
ナル2J〜4Jより行う。ただし、この内の1カ所では
1つのジャーナルから両隣の2つのピンへ同時に給油す
る必要がある。そこでピンへの給油量が低下しないよう
に、該当ジャーナル部の油孔径およびベアリングキャッ
プ部の給油孔25の径を通常より大きくすることが好適
である。具体的構成例としては、ピン1P、2Pには、
それぞれジャーナル2J、3Jから給油を行う。そして
ピン3P、4Pにはジャーナル4Jから給油を行う。こ
のときジャーナル4Jについては、ジャーナル部、ベア
リングキャップ部の油孔径を、他のジャーナル2J、3
Jより大きく設定する。
In addition, in this embodiment, lubrication from the fifth journal 5J to the fourth pin 4P cannot be performed. So 4
It is preferable to refuel the number pin 4P from the number 4 journal 4J. Refueling of the remaining pins 1P to 3P is performed from journals 2J to 4J. However, in one of these, it is necessary to simultaneously refuel one pin from two journals on both sides. Therefore, it is preferable to make the diameter of the oil hole of the corresponding journal portion and the diameter of the oil hole 25 of the bearing cap portion larger than usual so that the oil supply amount to the pin does not decrease. As a specific configuration example, the pins 1P and 2P
Refuel from journals 2J and 3J, respectively. The pins 3P and 4P are refueled from the journal 4J. At this time, for the journal 4J, the oil hole diameters of the journal portion and the bearing cap portion are changed to the other journals 2J, 3J.
Set larger than J.

【0041】次に、本実施形態の変形例について説明す
る。本実施形態は本発明を限定するものではなく、本発
明の範囲内で自由に変形可能なことはもちろんである。
例えば、内燃機関の形式は任意であり、4気筒以外のエ
ンジンでも、直列以外のエンジン(V型、水平対向等)
でも、縦置以外のエンジンでも、ガソリン以外のエンジ
ン(ディーゼル等)でもよい。さらに、内燃機関は車両
用でもよく、それ以外の用途に用いられてもよい。転が
り軸受は、ベルト駆動側ではなく変速機連結側だけに設
けてもよい。
Next, a modified example of this embodiment will be described. This embodiment does not limit the present invention, and it is needless to say that the present invention can be freely modified within the scope of the present invention.
For example, the type of the internal combustion engine is arbitrary, and even if the engine is not a four-cylinder engine, the engine is not an in-line engine (V type, horizontally opposed, etc.)
However, an engine other than a vertical one or an engine other than gasoline (such as diesel) may be used. Further, the internal combustion engine may be used for a vehicle or may be used for other purposes. The rolling bearing may be provided only on the transmission connection side, not on the belt drive side.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、クランク端部のジャーナルを転がり軸受けで支持し
たので軸受偏摩耗を防止でき、かつ、残りのジャーナル
の滑り軸受で大荷重を適切に支持できる。さらに摩擦損
失を低減し、オイルポンプの必要給油量も少なくでき
る。
As described above, according to the present invention, since the journal at the crank end is supported by the rolling bearing, bearing uneven wear can be prevented, and a large load can be appropriately applied by the sliding bearings of the remaining journals. Can be supported. Further, the friction loss can be reduced, and the required oil supply amount of the oil pump can be reduced.

【0043】したがって、滑り軸受けと転がり軸受けの
適切な組合せと配置により、内燃機関の爆発荷重に対す
る軸受性能を維持しつつ、偏摩耗を防止し、かつ、摩擦
損失を低減し、さらにはオイルポンプ吐出量の低減とそ
れに伴うポンプ小型化も可能になる。これにより、機関
寿命の延長と燃費の向上、機関の小型化に寄与すること
ができる。
Therefore, by appropriately combining and arranging the sliding bearing and the rolling bearing, while maintaining the bearing performance against the explosive load of the internal combustion engine, uneven wear is prevented, the friction loss is reduced, and the oil pump discharge is reduced. It is also possible to reduce the volume and the size of the pump accordingly. As a result, it is possible to contribute to extending the life of the engine, improving fuel efficiency, and reducing the size of the engine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施形態の内燃機関の主要部を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 1番ジャーナルに作用する荷重を示す図であ
る。
FIG. 2 is a view showing a load acting on a first journal.

【図3】 1番ジャーナルの軸心軌跡を示す図である。FIG. 3 is a view showing an axis locus of a first journal.

【図4】 図1の給油構造の変形例を示す図である。FIG. 4 is a view showing a modification of the oil supply structure of FIG.

【図5】 本発明の別の実施形態の内燃機関の主要部を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a main part of an internal combustion engine according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリンダブロック、3 クランクシャフト、15
転がり軸受、17 滑り軸受。
1 cylinder block, 3 crankshafts, 15
Rolling bearings, 17 plain bearings.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 阿部倉 貴憲 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鈴木 繁雄 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 小笹 俊博 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 増田 義彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3J033 AA02 AA05 GA05 GA08 GA20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Takanori Abekura 41-cho, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture Inside of Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. (1) Inside Toyota Toyota Central Research Institute, Inc. (72) Inventor Toshihiro Ozasa Toshihiro Ozasa 41, Nagakute-machi, Nagakute-cho, Aichi Prefecture, Japan Inside Toyota Central Research Institute Inc. (72) Inventor Yoshihiko Masuda Aichi 1 Toyota Town, Toyota Prefecture F-term in Toyota Motor Corporation (reference) 3J033 AA02 AA05 GA05 GA08 GA20

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のジャーナルを有するクランクシャ
フトを含む内燃機関であって、 クランクシャフトの両端のジャーナルの少なくとも一方
を転がり軸受で支持するとともに、残りのジャーナルを
滑り軸受で支持することを特徴とする内燃機関。
1. An internal combustion engine including a crankshaft having a plurality of journals, wherein at least one of journals at both ends of the crankshaft is supported by a rolling bearing, and the remaining journals are supported by a sliding bearing. Internal combustion engine.
【請求項2】 請求項1に記載の内燃機関において、 ベルト駆動側の端部のジャーナルを転がり軸受で支持す
ることを特徴とする内燃機関。
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the journal at the end on the belt drive side is supported by a rolling bearing.
【請求項3】 請求項1または2に記載の内燃機関にお
いて、 変速機結合側の端部のジャーナルを転がり軸受で支持す
ることを特徴とする内燃機関。
3. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a journal at an end on a transmission coupling side is supported by a rolling bearing.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007162921A (en) * 2005-12-16 2007-06-28 Toyota Motor Corp Bearing oiling structure for internal combustion engine
WO2008075567A1 (en) * 2006-12-18 2008-06-26 Taiho Kogyo Co., Ltd. Slide bearing for engine
JP2009237942A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Nidec Sankyo Corp Card carrying mechanism and card reader
FR3067421A1 (en) * 2017-06-09 2018-12-14 Peugeot Citroen Automobiles Sa CRANKSHAFT AND CRANKSHAFT WITH LATERAL HOLDING DEVICE OF CRANKSHAFT

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