JP2008151271A - Sleeve bearing of engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はエンジンのすべり軸受に関し、より詳しくは例えばV型多気筒エンジンのクランクシャフトの主軸受として好適なすべり軸受に関する。 The present invention relates to an engine slide bearing, and more particularly to a slide bearing suitable as a main bearing of a crankshaft of a V-type multi-cylinder engine, for example.
自動車用エンジンのクランクシャフトには、その所要位置にカウンタウエイトを設けて釣合いを取るようにしたものがあるが、近年、自動車用エンジンの高出力化と小型軽量化が要望されており、エンジンを小型化するための様々な提案がなされている。例えば、そのような提案の1つとして、図1に示すように、クランクシャフト1の一端を嵌着したフライホイール12の外周部に外部ウエイト13を取り付けるとともに、クランクシャフト1の他端に内部ウエイト14を取り付けることが提案されている。従来、このようにシリンダブロックの内外にアンバランスウエイトを設けたクランクシャフト1は大型トラック用エンジン等に採用されている。
一方で、クランクシャフトを軸支するすべり軸受は高い耐摩耗性や耐焼付性が要求されており、こうした要求に対応するために、例えば摺動面における軸方向の両端側にクラウニング(退没部)を形成したすべり軸受が提案されている(例えば特許文献1、特許文献2、非特許文献1)。
On the other hand, plain bearings that support the crankshaft are required to have high wear resistance and seizure resistance. To meet these requirements, for example, crowning (recessed part) is provided on both ends of the sliding surface in the axial direction. ) Has been proposed (for example,
ところで、上述したようにクランクシャフトの内外に一対のウエイトを設けた構成においては、クランクシャフトを軸支する複数のすべり軸受のうち、フライホイールに最も近い位置のすべり軸受に焼付きや疲労が生じやすいという欠点があった。
本願の発明者が研究した結果、外部ウエイト13がフライホイール12の外周部の一箇所に設けられているために、外部ウエイト13を取り付けたフライホイール12が回転することに伴って、図6に誇張して示すようにフライホイール12の隣接位置のすべり軸受4の外方側となるクランクシャフト1およびフライホイール12が半径方向に撓んで振れ回っていることが判明した。そのために、フライホイール12の隣接位置となるすべり軸受4は、その摺動面における外方側(図6にAで示す箇所)が片当りしてそこが焼付いたり、疲労が発生することが判明した。
なお、上記特許文献1、2に開示されているような軸方向の両端側にクラウニングを設けた軸受を図1に示すクランクシャフトのすべり軸受として採用することも考えられる。しかしながら、その場合には摺動面の軸方向の両端側にクラウニングが存在することで摺動面の負荷容量が低下することになり、かえって摺動面に焼付が生じる虞がある。
By the way, in the configuration in which a pair of weights are provided inside and outside the crankshaft as described above, seizure or fatigue occurs in the slide bearing closest to the flywheel among the plurality of slide bearings that support the crankshaft. There was a drawback that it was easy.
As a result of research conducted by the inventors of the present application, since the
It is also conceivable to employ a bearing provided with crowning at both ends in the axial direction as disclosed in
上述した事情に鑑み、請求項1に記載した本発明は、複数のクランクジャーナルとそれらの間に設けたクランクピンとを有するクランクシャフトと、シリンダブロックに装着されて上記クランクシャフトのクランクジャーナルを回転自在に軸支する複数のすべり軸受と、上記シリンダブロックの外方に突出させたクランクシャフトの端部に連結されるフライホイールと、このフライホイールに取り付けた第1ウエイトと、上記シリンダブロックの内方側となるクランクシャフトの端部に連結された第2ウエイトとを備えたエンジンにおいて、
上記各すべり軸受は、上方側部材と下方側部材を抱き合わせて全体として円筒状に形成されており、また、上記フライホイールに最も近い位置となるすべり軸受は、その上方側部材と下方側部材の摺動面における第1ウエイト側となる端部側に本来の摺動面よりも退没するクラウニングが形成されているものである。
In view of the circumstances described above, the present invention described in
Each of the slide bearings is formed in a cylindrical shape as a whole by tying the upper side member and the lower side member, and the slide bearing that is closest to the flywheel is composed of the upper side member and the lower side member. A crowning that retreats from the original sliding surface is formed on the end side that is the first weight side of the sliding surface.
このような構成によれば、上記第1ウエイトに隣接する位置の上記すべり軸受が片当りすることを抑制して、該すべり軸受の摺動面に焼付きや疲労が生じることを良好に防止することができる。 According to such a configuration, the sliding bearing at a position adjacent to the first weight is restrained from hitting one piece, and it is possible to satisfactorily prevent seizure and fatigue from occurring on the sliding surface of the sliding bearing. be able to.
以下、本発明を自動車用エンジンのクランクシャフトの主軸受に用いた実施例について説明すると、図1はV型8気筒の自動車用ディーゼルエンジンにおけるクランクシャフト1とその周辺の構成を簡略化して示したものである。
クランクシャフト1は、円柱状をした複数のクランクジャーナル2と、隣り合う各クランクジャーナル2の間に配置された複数のクランクピン3とを備えており、各クランクジャーナル2は後述するすべり軸受4を介してシリンダブロック5に回転自在に軸支されている。
また、各クランクピン3の外周部にはそれぞれすべり軸受6を介して2本のコンロッド7、8の基部を隣接させて、かつ背中合わせに取り付けている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is used as a main bearing of a crankshaft of an automobile engine will be described. FIG. 1 shows a simplified configuration of a
The
Further, the base portions of the two connecting
各コンロッド7、8の上端部はピストン11に連結されており、各ピストン11と両コンロッド7、8は図示しない燃焼室での燃料の爆発に伴って往復動されるようになっており、それによりクランクシャフト1が回転されるようになっている。
クランクシャフト1の一端1Aはシリンダブロック5の外方へ突出させてあり、この一端1Aはフライホイール12の中心部に嵌着されている。また、このフライホイール12の外周部の所定箇所には第1ウエイトとしての外部ウエイト13を連結している。
他方、シリンダブロック5内に位置するクランクシャフト1の他端1Bには、上記外部ウエイト13に対してクランクシャフト1の円周方向に180度ずれた位置に第2ウエイトとしての内部ウエイト14を連結している。
The upper ends of the connecting
One
On the other hand, an
しかして、図2〜図5示すように、各すべり軸受4は、半径方向の断面が円弧状となる上方側部材21と下方側部材22とからなり、それらを抱き合わせて全体として軸方向に短い円筒状に形成されている。なお、図2は下方側部材22の平面図であり、図5は上方側部材21の底面図である。
上方側部材21と下方側部材22は、それらの左右一対の円周方向の端面である突合せ部23が水平となるようにしてシリンダブロック5に装着されており、両部材21、22の内周面からなる摺動面24によってクランクジャーナル2を摺動自在に軸支するようになっている。
また、図5に示すように、上方側部材21の内周面の軸方向中央部には、円周方向全域にわたって潤滑油溝21Aが形成されており、この潤滑油溝21A内の所要位置には半径方向の貫通孔からなる油孔21Bが形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, each plain bearing 4 is composed of an
The
Further, as shown in FIG. 5, a lubricating
図1に示した各すべり軸受4は上述した構成を備えているが、本実施例においては、外部ウエイト13を設けたフライホイール12に最も近い位置のすべり軸受4の摺動面24を改良することで、該フライホイール12の隣接位置のすべり軸受4の焼付きや疲労の発生を防止できるようにしたものである。
すなわち、図2〜図3は、フライホイール12の隣接位置となるすべり軸受4の下方側部材22を示したものであり、この下方側部材22における摺動面24(内周面)の軸方向におけるフライホイール12側(図1の右方側)となる領域にクラウニング25を設けている(図2に斜線で示す領域参照)。
このクラウニング25は、図4に示すように、軸方向の一端側(右方側)が低くなる傾斜面から構成されて、本来の摺動面24(内周面)よりも退没している。この傾斜面からなるクラウニング25は、下方側部材22の摺動面24における円周方向の中央部とその前後50°の領域に形成されている(図3参照)。また、傾斜面からなるクラウニング25の軸方向寸法は4.5mmに設定してあり、クラウニング25の深さ(半径方向の最大退没量)は0.005mm(5μm)に設定している。
なお、図4は理解しやすいようにクラウニング25の勾配と深さの関係を誇張して表現してあるが、実際の下方側部材22に設けた傾斜面からなるクラウニング25は肉眼では他の内周面の箇所との違いを認識できない程度の僅かな退没量となっている。
また、上記クラウニング25の幅、深さおよび円周方向の領域等の各寸法は軸受の大きさや片当たりの量に応じて適宜設定することができる。自動車用エンジンの場合は、軸方向寸法は2〜10mm程度、深さは0.001〜0.015mm(1〜15μm)程度、円周方向の領域は30°〜70°程度が好ましい範囲である。
Each slide bearing 4 shown in FIG. 1 has the above-described configuration, but in this embodiment, the sliding
That is, FIGS. 2 to 3 show the
As shown in FIG. 4, the crowning 25 is composed of an inclined surface whose one end side (right side) in the axial direction is lowered, and is recessed from the original sliding surface 24 (inner peripheral surface). . The crowning 25 made of this inclined surface is formed in the center portion in the circumferential direction on the
Note that FIG. 4 exaggerates the relationship between the gradient and depth of the crowning 25 for easy understanding. However, the crowning 25 made of an inclined surface provided on the actual
The dimensions of the crowning 25 such as the width, depth, and circumferential region can be set as appropriate according to the size of the bearing and the amount per piece. In the case of an automobile engine, the axial dimensions are preferably about 2 to 10 mm, the depth is about 0.001 to 0.015 mm (1 to 15 μm), and the circumferential region is preferably about 30 ° to 70 °. .
また、図5に示すように、上方側部材21の摺動面24についても、軸方向におけるフライホイール12側(図1の右方側)に上記下方側部材22と同様の傾斜面からなるクラウニング25を形成している(斜線で示す箇所参照)。このように、本実施例においては、上方側部材21と下方側部材22の摺動面の対向する箇所にそれぞれ上記クラウニング25を形成している。
このように本実施例においては、クランクシャフト1のクランクジャーナル2を軸支する5個のすべり軸受4のうち、フライホイール12に最も近い位置のすべり軸受4の摺動面24に上述したクラウニング24を形成している。
なお、残りの4箇所のすべり軸受4の摺動面24には、クラウニングを形成する必要は特にはないが、場合によっては内部ウエイト14に最も近い位置となるすべり軸受4の摺動面24の軸方向における内部ウエイト14側(図1の左方側)となる領域にクラウニング25を設けてもよい。
Further, as shown in FIG. 5, the
Thus, in the present embodiment, among the five
Although it is not particularly necessary to form a crowning on the
以上のように構成した本実施例によれば、クランクシャフト1およびそれに設けたフライホイールが高速回転された際において、フライホイール12に外部ウエイト13を設けてあるために、クランクシャフト1の一端1Aがその隣接位置のクランクジャーナル2に対して半径方向に撓んでフライホイール12が振れ回るようになる(図6参照)。
このような状況において、フライホイール12の隣接位置となるすべり軸受4の両部材21、22の摺動面24には上記クラウニング25が形成されているので、クランクジャーナル2とすべり軸受4の摺動面24における軸方向の外方側の領域が片当りすることを抑制することができる。それにより、フライホイール12の隣接位置のすべり軸受4の摺動面24に焼付きが生じることを良好に抑制することができる。
このように、本実施例によれば、図1に示したような外部ウエイト13および内部ウエイト14を設けた構成において、焼付きが生じにくいクランクシャフト1用のすべり軸受4を提供することができる。
According to the present embodiment configured as described above, when the
In such a situation, since the crowning 25 is formed on the sliding
Thus, according to the present embodiment, it is possible to provide the
次に、図7は本発明の第2実施例を示したものである。上記第1実施例においては、すべり軸受4の上方側部材21と下方側部材22の摺動面24における円周方向の所定領域だけにクラウニング25を形成していたが、この第2実施例においては、上方側部材21および下方側部材22の摺動面24における円周方向の全域にわたって図4と同様の断面を有するクラウニング25を形成したものである。なお、この図7においては下方側部材22のみを図示している。
Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the crowning 25 is formed only in a predetermined region in the circumferential direction on the sliding
また、図8は本発明の第3実施例を示したものである。この第3実施例においては、すべり軸受4の上方側部材21と下方側部材22の摺動面24における円周方向の中央部とその前後にわたる半円状の領域に図4と同様の断面を有するクラウニング25を形成したものである。なお、図8においては下方側部材22のみを図示している。
FIG. 8 shows a third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the same cross section as that of FIG. 4 is formed in the circumferential central portion of the sliding
また、上記各実施例においては、クラウニング25の断面形状は傾斜面となっていたが、図9に示すように断面が滑らかなR形状のクラウニング25を採用しても良い。
In each of the above embodiments, the cross-sectional shape of the crowning 25 is an inclined surface. However, as shown in FIG. 9, an R-shaped
1…クランクシャフト 2…クランクジャーナル
3…クランクピン 4…すべり軸受
12…フライホイール 13…外部ウエイト(第1ウエイト)
14…内部ウエイト(第2ウエイト) 21…上方側部材
22…下方側部材 24…摺動面
25…クラウニング
DESCRIPTION OF
14 ... Internal weight (second weight) 21 ...
Claims (6)
上記各すべり軸受は、上方側部材と下方側部材を抱き合わせて全体として円筒状に形成されており、また、上記フライホイールに最も近い位置となるすべり軸受は、その上方側部材と下方側部材の摺動面における第1ウエイト側となる端部側に本来の摺動面よりも退没するクラウニングが形成されていることを特徴とするエンジンのすべり軸受。 A crankshaft having a plurality of crank journals and a crankpin provided therebetween; a plurality of plain bearings mounted on the cylinder block to rotatably support the crank journal of the crankshaft; and an outer side of the cylinder block A flywheel connected to the end of the crankshaft projecting to the first, a first weight attached to the flywheel, and a second weight connected to the end of the crankshaft on the inner side of the cylinder block In an engine equipped with
Each of the slide bearings is formed in a cylindrical shape as a whole by tying the upper side member and the lower side member, and the slide bearing that is closest to the flywheel is composed of the upper side member and the lower side member. A sliding bearing for an engine, characterized in that a crowning that is recessed relative to the original sliding surface is formed on an end side that is a first weight side of the sliding surface.
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