JP4007819B2

JP4007819B2 - Bearing device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP4007819B2
Application number: JP2002030128A
Authority: JP
Inventors: 敦雄北條; 博篤乾; 貴則大須賀; 正志小柳
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-02-06
Filing date: 2002-02-06
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2022-02-06
Also published as: JP2003232333A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単気筒または多気筒内燃機関のクランク軸を回転自在に支持する複数の主軸受を備える内燃機関の軸受装置に関し、詳細には、クランク軸の両端部を支持する端部主軸受がすべり軸受から構成される軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、内燃機関のクランク軸を回転自在に支持する主軸受がすべり軸受から構成される場合、主軸受に供給された高圧の潤滑油は、クランク軸と主軸受との間に存する径方向の間隙を満たして油膜を形成し、該油膜により、クランク軸は主軸受から浮き上がった状態となって回転する。そのため、クランク軸は主軸受と接触することが回避されて、クランク軸と主軸受との間の摩擦が減少する。
【０００３】
さらに、図５に示されるように、主軸受01が分割面03により二分割された半円筒状の軸受半体02，02からなるすべり軸受から構成される場合、潤滑油が満たされる前記間隙04（この図では、間隙04は誇張して描かれている。）は、クランク軸05の回転軸線06と主軸受01の内周面に内接する円の中心線07とを一致させた状態（以下、「基準状態」という。）で、分割面03を含む平面08上で最大間隙04aとなり、該平面08に直交すると共に回転軸線06を含む平面09上で最小間隙04iとなるように、周方向に徐々に変化するように設定される。そして、軸受半体02，02の周方向端部02a，02a；02b，02bには、その内周面側に面取りが施されて、クランク軸05と主軸受01との間に更に付加的な間隙を形成するクラッシュリリーフ04c，04cが設けられる。このクラッシュリリーフ04c，04cにより、主軸受01が機関本体に組み付けられたとき、その組付け誤差等により、軸受半体02，02の互いに突き合わされる周方向端部02a，02a；02b，02bが径方向内方に突出してクランク軸05と接触することが防止される。
【０００４】
そして、１対の軸受半体からなるすべり軸受から構成される主軸受を備える内燃機関の軸受装置として、例えば特開平７−１３９５３９号公報および特公平５−３１０３９号公報に開示されたものが知られている。
【０００５】
特開平７−１３９５３９号公報に開示された軸受装置（以下、「軸受装置Ａ」という。）は、垂直線に対して所定角度だけ傾斜した中心軸線（シリンダ軸線に相当）を有するシリンダを備える直列エンジンの主軸を回転自在に支持する１対の半割型平主軸受を備える。該１対の半割型平主軸受の合せ面（分割面に相当）は垂直線と直交する平面上にあり、その半割型平軸受の偏心寸法が０．００４ｍｍ以下に設定されて、軸受の内面が真円に近づくようにしている。また、同公報には、垂直線と合致する中心軸線を有するシリンダを備える直列エンジンにおいて、１対の半割型平主軸受の合せ面（分割面に相当）が、垂直線すなわち中心軸線と直交する平面上にある軸受装置（以下、「軸受装置Ｂ」という。）も開示されている。
【０００６】
一方、特公平５−３１０３９号公報に開示された軸受装置（以下、「軸受装置Ｃ」という。）は、前気筒および後気筒を有するＬ型多気筒エンジンのクランク軸をクランクケースに回転自在に支持するすべり軸受（主軸受に相当）を備える。軸受ハウジングと該軸受ハウジングの内側に設けられるライニングとを備えるすべり軸受は、前気筒および後気筒の中心線（シリンダ軸線に相当）の側面視交角を二等分する線にほぼ直角な面上にある分割面により二分割され、該すべり軸受を通るほぼ水平な割線により上下に分割可能とされたクランクケースに保持される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
内燃機関のクランク軸を回転自在に支持するすべり軸受から構成される主軸受には、ピストンに作用する爆発荷重および慣性力による周期的な変動荷重が、ピストンからクランク軸を介して加わる。この変動荷重により発生するクランク軸の振動は、クランク軸と主軸受との間の間隙を満たす潤滑油の油膜を介して主軸受に伝達され、さらに該主軸受を保持するクランクケースなどの機関本体に伝達されて、内燃機関の振動・騒音を発生させる原因となり、また主軸受を摩耗させる原因となっている。そして、この振動・騒音の発生および主軸受の摩耗に大きく影響するのは、燃焼室での混合気の燃焼により周期的に発生して、変動荷重のうちの最大荷重である爆発荷重であり、この爆発荷重の方向は、シリンダのシリンダ軸線方向とほぼ一致する。
【０００８】
そこで、前記公報に開示された従来技術をみると、軸受装置Ｃの主軸受では、前記基準状態で、クランク軸の回転軸線を通るシリンダ軸線方向は、クランク軸と主軸受との間の前記間隙のうちの最小間隙が存する方向から大きくずれているので、シリンダ軸線方向には比較的大きな前記間隙がある。そのため、シリンダ軸線方向とほぼ同じ方向の前記最大荷重により、主軸受に支持されるクランク軸の部分であるジャーナル部の曲げ振動、すなわち振れ回りが大きくなって、この大きな振動が油膜を介して主軸受を振動させる結果、振動・騒音が発生し易く、しかも主軸受は摩耗し易くなっていた。しかも、この軸受装置Ｃは、Ｖ型内燃機関の一種であるＬ型内燃機関のみを対象とするものであって、単気筒または直列多気筒内燃機関を対象とするものではない。
【０００９】
一方、前記特開平７−１３９５３９号公報に開示された軸受装置Ｂでは、前記基準状態で、クランク軸の回転軸線を通るシリンダ軸線方向に前記最小間隙が存するため、軸受装置Ｃに比べて前記最大荷重に起因するクランク軸の振動が低減されて、発生する振動・騒音が低減され、主軸受の摩耗が抑制される。しかしながら、この軸受装置Ｂは、主軸受の分割面を含む平面が垂直線と直交するものであり、しかも軸受装置Ｂが使用される内燃機関も垂直線と合致するシリンダ軸線を有する内燃機関に限られていて、Ｖ型内燃機関に代表されるように、垂直線に対して傾斜するシリンダ軸線を有するシリンダを備えた内燃機関への適用は考えられていない。それゆえ、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダを備える内燃機関に対しては、軸受装置Ａが案出されている。しかしながら、軸受装置Ａでは、主軸受の偏心寸法を設定するために高い加工精度が必要になることから、その製造コストが高くなる難点がある。しかも、シリンダ軸線の垂直線に対する傾斜角度が９０°付近の値になると、クランク軸の回転軸線を通るシリンダ軸線方向でのクランク軸と主軸受との前記間隙が大きくなって、振動・騒音が発生し易く、主軸受が摩耗し易くなるうえ、前記最大荷重が、主軸受の分割面の近傍部分のクラッシュリリーフに作用すると、場合によっては、該分割面の間から潤滑油が流出して、適正な油膜の形成が困難となり、極端な場合は、クランク軸と主軸受とが接触して、主軸受が損傷を受ける懸念がある。
【００１０】
また、クランク軸の両端部は自由端となっているために、それら端部には比較的大きな曲げ振動が発生する。そのため、該端部のジャーナル部（端部ジャーナル部）を支持する端部主軸受によりクランク軸の自由端部の曲げ振動を低減し、さらに前記最大荷重によるクランク軸の端部ジャーナル部の曲げ振動を低減して端部主軸受の振動を低減することが、内燃機関の振動・騒音を低減するうえで効果的である。さらに、端部ジャーナル部の曲げ振動に加え、自由端での曲げ振動が伝達される端部主軸受の摩耗を抑制することが、クランク軸を支持する複数の主軸受を備える軸受装置の耐久性を向上させるうえで好ましい。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１ないし請求項３記載の発明は、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダを備える単気筒内燃機関、Ｖ型内燃機関および直列多気筒内燃機関を含むあらゆるシリンダ配列の内燃機関に適用可能で、シリンダ軸線の傾斜角度や傾斜方向に依存することなく、クランク軸の振動に起因する内燃機関の振動・騒音の低減することができると共に、端部主軸受の摩耗や損傷を抑制することができ、しかも低コストの軸受装置を提供することを目的とする。そして、請求項２記載の発明は、さらに、Ｖ型内燃機関において、振動・騒音の低減および主軸受の摩耗や損傷の抑制を図ることを目的とし、請求項３記載の発明は、さらに、部品点数を削減し、端部主軸受の組付け性を向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダ内で往復動するピストンにより回転駆動されるクランク軸を回転自在に支持する複数の主軸受を備え、該主軸受のうち前記クランク軸の両端部を支持する１対の端部主軸受が、それぞれ、分割面により二分割された軸受半体からなるすべり軸受により構成される内燃機関の軸受装置において、前記各端部主軸受の前記分割面は、前記クランク軸の軸方向で隣接する前記シリンダの前記シリンダ軸線とほぼ直交する平面上にあり、前記各端部主軸受の内周面の、前記クランク軸の回転軸線と直交する平面での断面形状は、前記回転軸線と前記端部主軸受の軸受中心線とを一致させた状態で、前記隣接するシリンダでの前記回転軸線を通るシリンダ軸線方向に、前記クランク軸と前記各端部主軸受との間の径方向での最小間隙が形成される形状である内燃機関の軸受装置である。
【００１３】
これによれば、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダを備えるあらゆる内燃機関において、クランク軸と端部主軸受との間の最小間隙は、隣接するシリンダ内を往復動するピストンからクランク軸に作用する最大荷重である爆発荷重の方向とほぼ一致するシリンダ軸線方向にあることから、端部主軸受により支持されるクランク軸の端部ジャーナル部および該端部ジャーナル部からクランク軸の先端までの自由端部を含むクランク軸の各端部の曲げ振動（振れ回り）が低減される。
【００１４】
この結果、請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダを備える内燃機関の軸受装置において、クランク軸の各端部を支持する主軸受であって、１対の軸受半体からなるすべり軸受から構成される各端部主軸受の分割面は、クランク軸の軸方向で隣接するシリンダのシリンダ軸線とほぼ直交する平面上にあり、クランク軸の回転軸線と端部主軸受の軸受中心線とを一致させた状態で、クランク軸の回転軸線を通るシリンダ軸線方向に、クランク軸と端部主軸受との間の径方向での最小間隙が形成されることにより、クランク軸と端部主軸受との間の最小間隙は、クランク軸に作用する最大荷重である爆発荷重の方向とほぼ一致するシリンダ軸線方向に存することから、端部主軸受により支持されるクランク軸の端部ジャーナル部および該端部ジャーナル部からクランク軸の先端までの自由端部を含むクランク軸の各端部の曲げ振動（振れ回り）が低減されるので、垂直線に対して傾斜したシリンダ軸線を有するシリンダを備える単気筒内燃機関、Ｖ型内燃機関および直列多気筒内燃機関を含むあらゆるシリンダ配列の内燃機関において、シリンダ軸線の傾斜角度や傾斜方向に依存することなく、ピストンからクランク軸に作用する最大荷重によりクランク軸の端部に発生する曲げ振動に起因する内燃機関の振動・騒音が低減されるうえ、クランク軸から伝達される曲げ振動に起因する端部主軸受の摩耗や損傷が抑制されて、クランク軸を支持する複数の主軸受を備える軸受装置の耐久性が向上する。しかも、端部主軸受には極めて厳格な寸法管理は必要とされないので、低コストな軸受装置とすることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の内燃機関の軸受装置において、前記内燃機関はＶ型内燃機関であり、前記クランク軸は前記１対の端部主軸受からなる２つの前記主軸受のみにより支持されるものである。
【００１６】
これによれば、シリンダ軸線の傾斜角度が異なるにも拘わらず、クランク軸は請求項１で規定される端部主軸受のみで支持され、すべての主軸受で曲げ振動が抑制される。
【００１７】
この結果、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、Ｖ型内燃機関のクランク軸が、１対の端部主軸受からなる２つの主軸受のみにより回転自在に支持されることにより、垂直線に対するシリンダ軸線の傾斜角度が異なるにも拘わらず、すべての主軸受で曲げ振動が低減されるので、内燃機関の振動・騒音を効果的に低減でき、また全ての主軸受の摩耗や損傷が低減されて、軸受装置の耐久性が向上する。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の内燃機関の軸受装置において、前記内燃機関は、第１および第２ケース部分に前記軸方向に分割されるクランクケースを備え、前記両端部主軸受は前記第１および前記第２ケース部分にそれぞれ圧入されたものである。
【００１９】
これによれば、クランクケースを構成する第１，第２ケース部分に圧入される各端部主軸受は、該第１，第２ケース部分に直接固定される。この結果、請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、内燃機関は、第１，第２ケース部分とに前記軸方向に分割されるクランクケースを備え、両端部主軸受が第１，第２ケース部分に直接固定されるので、前記従来技術の軸受装置Ｃの軸受ハウジングが不要となり、各端部主軸受をクランクケースに固定するための部品点数および組立工数が削減されて、内燃機関のコスト削減ができる。しかも、シリンダ軸線が垂直線に対していかなる傾斜角度を有していても、シリンダ軸線とほぼ直交する平面上にある分割面を有する端部主軸受を容易にクランクケースに固定することができる。
【００２０】
なお、この明細書において、「垂直線」とは、クランク軸の回転軸線が水平状態にあるとき、該回転軸線と直交する直線を意味する。また、「基準状態」とは、クランク軸の回転軸線と主軸受の内周面に内接する円の中心線（すなわち、軸受中心線）とを一致させた状態を意味する。さらに、「ほぼ直交する」とは、厳密に直交する場合も含み、「ほぼ一致する」とは、厳密に一致する場合も含み、「ほぼ同じ」とは、厳密に同じ場合も含む。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１ないし図４を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明の軸受装置が適用される内燃機関Ｅは、クランク軸５が左右方向を指向するように横置きされて車両としての自動二輪車に搭載される空冷式のＶ型２気筒内燃機関である。内燃機関Ｅは、図１において反時計回りの回転方向Ｒに回転するクランク軸５の回転軸線Lcの方向、すなわち軸方向で並設される前後１対の第１，第２シリンダ２_１，２_２がＶ字をなすシリンダブロック１と、第１，第２シリンダ２_１，２_２の上端にそれぞれ結合される１対のシリンダヘッド３，３と、シリンダブロック１の下端に結合されて、シリンダブロック１の下部と共にクランク室を形成するクランクケース４とを備える。ここで、第１，第２シリンダ２_１，２_２は、それぞれ垂直線Lvに対して傾斜したシリンダ軸線L_１，L_２を有し、両シリンダ軸線L_１，L_２は、垂直線Lvに対して、異なる傾斜角度および異なる傾斜方向を有する。
【００２２】
クランクケース４内には、クランク軸５および該クランク軸５の動力を前記自動二輪車の駆動輪に伝達するクラッチや変速機が収納される。また、クランクケース４は、回転軸線Lcとほぼ直交する平面Pc上にある分割面Dcにより前記軸方向に二分割された左右１対の第１ケース部分４_１および第２ケース部分４_２から構成される。そして、第１，第２シリンダ２_１，２_２およびシリンダヘッド３，３により、Ｖ字をなす前後１対のバンクが構成される。また、シリンダブロック１、シリンダヘッド３，３およびクランクケース４は機関本体を構成する。
【００２３】
クランク軸５は、その左右の端部5a，5bに位置する１対の端部ジャーナル部であるジャーナル部5a1，5b1にて、第１，第２ケース部分４_１，４_２にそれぞれ固定される１対の端部主軸受である第１，第２主軸受10_１，10_２を介してクランクケース４に回転自在に支持される。そして、クランク軸５には、両ジャーナル部5a1，5b1の間に、ジャーナル部5a1に隣接する第１ウェブ5c1と、ジャーナル部5b1に隣接する第２ウェブ5c2と、第１，第２ウェブ5c1，5c2の間に位置する第３ウェブ5c3とが前記軸方向での間隔をおいて並設され、第１，第３ウェブ5c1，5c3の間に第１シリンダ２_１に嵌合されるピストン６に連結されるコンロッド７が連結されるクランクピン5dが設けられ、第２，第３ウェブ5c2，5c3の間に第２シリンダ２_２に嵌合されるピストン６に連結されるコンロッド７が連結されるクランクピン5dが設けられる。
【００２４】
ピストン６は、各シリンダ２_１，２_２に形成されたシリンダ孔内で摺動自在であり、各シリンダヘッド３，３には、前記シリンダ孔の上端に連なる燃焼室８が形成される。そして、燃焼室８内の混合気が点火栓で点火されて燃焼して発生する燃焼圧力により駆動されてシリンダ２_１，２_２内で往復動する各ピストン６が、コンロッド７を介してクランク軸５を回転駆動する。
【００２５】
また、クランク軸５の左端部5aは、ジャーナル部5a1と、該ジャーナル部5a1よりも先端側の自由端部5a2とから構成され、該自由端部5a2には交流発電機Ｇが設けられる。一方、クランク軸５の右端部5bは、ジャーナル部5b1と、該ジャーナル部5b1よりも先端側の自由端部5b2とから構成され、該自由端部5b2にはクランク軸５の捩り振動を低減するためのダンパＴが設けられる。
【００２６】
図３を併せて参照すると、第１，第２ケース部分４_１，４_２にそれぞれ形成された軸受保持部11_１，11_２の円孔に圧入されて固定される第１，第２主軸受10_１，10_２は、それぞれ、プレーンメタルからなる円筒状のすべり軸受から構成され、該すべり軸受は、分割面D_１，D_２により周方向に二分割された半円筒状の１対の軸受半体12，12からなる。
【００２７】
図４を併せて参照すると、各軸受半体12，12の内周面には前記軸方向での中央部に位置して分割面D_１，D_２において相互に連通する半円環状の油溝13が設けられ、さらに軸受半体12，12の外周面と油溝13とを連通する複数、この実施例では３つの油孔14，…が設けられる。各軸受保持部11_１，11_２には、円孔を形成する壁面に設けられた円環状の油溝15および該油溝15に連通する油孔16から構成される保持部側給油路が形成される。該保持部側給油路には、クランク軸５の動力により駆動されるオイルポンプから吐出された高圧の潤滑油が、図示されない油路を介して供給され、該潤滑油は、前記保持部側給油路から油孔14，…を経て油溝13に流入し、両ジャーナル部5a1，5b1とそれらに対応する第１，第２主軸受10_１，10_２との間に供給される。
【００２８】
そして、各主軸受10_１，10_２に供給された高圧の潤滑油は、両ジャーナル部5a1，5b1と第１，第２主軸受10_１，10_２との間の径方向の間隙20を満たして油膜を形成し、該油膜により、クランク軸５は主軸受10_１，10_２から浮き上がった状態で回転し、クランク軸５は主軸受10_１，10_２と接触することが回避されて、クランク軸５と主軸受10_１，10_２との間の摩擦が減少する。それゆえ、油溝13および油孔14，…から構成される軸受側給油路および前記保持部側給油路により、間隙20に潤滑油を供給する給油路が構成される。そして、軸受装置は、第１，第２主軸受10_１，10_２、軸受保持部11_１，11_２および前記給油路を備える。
【００２９】
ところで、第１，第２主軸受10_１，10_２には、ピストン６に作用する爆発荷重および慣性力による周期的な変動荷重が、クランク軸５を介して作用する。そして、各主軸受10_１，10_２に変動荷重を加えるピストン６のうち、最も影響を与えるのは、各主軸受10_１，10_２に前記軸方向で最も近接した位置にある、すなわち各主軸受10_１，10_２に前記軸方向で隣接するシリンダに嵌合するピストンである。また、変動荷重のうちの最大荷重Ｗは、燃焼室８での混合気の燃焼により周期的に発生する爆発荷重であり、その爆発荷重の方向は、シリンダのシリンダ軸線方向K_１，K_２とほぼ一致する。そして、第１，第２主軸受10_１，10_２の分割面D_１，D_２は、それぞれ、回転軸線Lcを含み、かつ各主軸受10_１，10_２に前記軸方向で隣接するシリンダ２_１，２_２のシリンダ軸線L_１，L_２とほぼ直交する平面P_１，P_２上にある。
【００３０】
具体的には、分かり易くするために間隙20が誇張して描かれた図３（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第１主軸受10_１の分割面D_１は第１シリンダ２_１のシリンダ軸線L_１（図１参照）とほぼ直交する平面P_１上にあり、第２主軸受10_２の分割面D_２は、第２シリンダ２_２のシリンダ軸線L_２とほぼ直交する平面P_２上にある。それゆえ、第１主軸受10_１に対しては、第１主軸受10_１に前記軸方向で隣接するシリンダである第１シリンダ２_１のピストン６から加えられる最大荷重Ｗの方向とほぼ一致する方向とほぼ直交する平面P_１上に分割面D_１が位置し、第２主軸受10_２に対しては、第２主軸受10_２に前記軸方向で隣接するシリンダである第２シリンダ２_２のピストン６から加えられる最大荷重Ｗの方向とほぼ一致する方向とほぼ直交する平面P_２上に分割面D_２が位置することになる。
【００３１】
さらに、円柱面からなる外周面を有する各ジャーナル部5a1，5b1と各主軸受10_１，10_２との径方向の間隙20は、各主軸受10_１，10_２の１対の軸受半体12，12が軸受保持部11_１，11_２にそれぞれ圧入されたとき、前記基準状態で、すなわちクランク軸５の回転軸線Lcと各主軸受10_１，10_２の軸受中心線Lbとを一致させた状態で、分割面D_１，D_２を含む平面P_１，P_２上で最大間隙20aとなり、また該平面P_１，P_２にそれぞれ直交すると共にクランク軸５の回転軸線Lcを含む平面P_３，P_４上で最小間隙20iとなるように、周方向に徐々に変化するように設定される。その結果、各主軸受10_１，10_２の内周面の回転軸線Lcと直交する平面での断面形状は、ほぼ楕円形状を呈する。そして、前記基準状態にある第１，第２主軸受10_１，10_２のそれぞれにおいて、最小間隙20iは、シリンダ軸線方向K_１，K_２が回転軸線Lc（すなわち軸受中心線Lb）を通る方向、換言すると、前記平面P_３，P_４上でのシリンダ軸線方向K_１，K_２の方向に形成される。そして、１対の軸受半体12，12の、分割面D_１，D_２の近傍部分である周方向端部12a，12a；12b，12bには、クランク軸5と各主軸受10_１，10_２との間に更に付加的な間隙を形成するクラッシュリリーフ12c，12cが形成され、第１，第２主軸受10_１，10_２が軸受保持部11_１，11_２の円孔に圧入されたとき、相互に突き合わされる周方向端部12a，12a；12b，12bが、組付け誤差等により径方向内方に突出して、各ジャーナル部5a1，5b1と接触することが防止される。
【００３２】
なお、クランク軸５をクランクケース４に組み付けるには、先ず、第１，第２主軸受10_１，10_２が軸受保持部11_１，11_２にそれぞれ圧入され、その後、クランク軸５の各端部5a，5bが対応する第１，第２主軸受10_１，10_２の内側に挿入される。
【００３３】
次に、前述のように構成された実施例の作用および効果について説明する。
内燃機関Ｅが運転されて、クランク軸５が回転すると、オイルポンプから吐出される潤滑油が、保持部側油路を経て第１，第２主軸受10_１，10_２に供給されて、各ジャーナル部5a1，5b1と第１，第２主軸受10_１，10_２との間の間隙20が高圧の潤滑油で満たされる。そのため、各ジャーナル部5a1，5b1は、間隙20の潤滑油が形成する油膜により浮動状態で支持される。
【００３４】
そして、第１主軸受10_１には、該第１主軸受10_１に前記軸方向で隣接するシリンダである第１シリンダ２_１のシリンダ軸線方向K_１とほぼ同じ方向の爆発荷重である最大荷重Ｗが作用し、第２主軸受10_２には、該第２主軸受10_２に前記軸方向で隣接するシリンダである第２シリンダ２_２のシリンダ軸線方向K_２とほぼ同じ方向の爆発荷重である最大荷重Ｗが作用する。
【００３５】
ここで、クランク軸５の各端部5a，5bのジャーナル部5a1，5b1を支持する主軸受であって、２つの軸受半体12，12からなるすべり軸受から構成される各主軸受10_１，10_２の分割面D_１，D_２は、クランク軸５の前記軸方向で隣接するシリンダ２_１，２_２のシリンダ軸線L_１，L_２とほぼ直交する平面P_１，P_２上にあり、前記基準状態で、クランク軸５の回転軸線Lc（軸受中心線Lb）を通るシリンダ軸線方向K_１，K_２に、最小間隙20iが形成されることにより、クランク軸５と主軸受10_１，10_２との間の最小間隙20iは、隣接するシリンダ２_１，２_２内を往復動するピストン６からクランク軸５に作用する最大荷重Ｗである爆発荷重の方向とほぼ一致するシリンダ軸線方向K_１，K_２に存することから、主軸受10_１，10_２により支持されるジャーナル部5a1，5b1および該ジャーナル部5a1，5b1からクランク軸５の先端までの自由端部5a2，5b2を含むクランク軸５の各端部5a，5bの曲げ振動が低減されるので、垂直線Lvに対して傾斜したシリンダ軸線L_１，L_２を有する第１，第２シリンダ２_１，２_２を備える内燃機関Ｅにおいて、シリンダ軸線L_１，L_２の傾斜角度や傾斜方向に依存することなく、ピストン６からクランク軸５に作用する最大荷重Ｗによりクランク軸５の端部5a，5bに発生する曲げ振動に起因する内燃機関Ｅの振動・騒音が低減されるうえ、クランク軸５から伝達される曲げ振動に起因する主軸受10_１，10_２の摩耗や損傷が抑制されて、クランク軸５を支持する１対の主軸受10_１，10_２を備える軸受装置の耐久性が向上する。しかも、主軸受10_１，10_２には極めて厳格な寸法管理は必要とされないので、低コストな軸受装置とすることができる。なお、最大荷重Ｗが作用した状態でクランク軸５が回転すると、クランク軸５の下方にくさび形の油膜が形成されて、回転軸線Lcの位置は、最大荷重Ｗの方向から回転方向Ｒに（図３においては、シリンダ軸線方向K_１，K_２に対して右側に）変位することが知られているが、その場合にも最大荷重Ｗの方向は最小間隙20iに近接した位置となるので、前記従来技術に比べてクランク軸５の曲げ振動が低減される。
【００３６】
内燃機関Ｅのクランク軸５は、１対の主軸受10_１，10_２のみにより回転自在に支持されることにより、垂直線Lvに対するシリンダ軸線L_１，L_２の傾斜角度および傾斜方向が異なるにも拘わらず、すべての主軸受10_１，10_２で曲げ振動が低減されるので、内燃機関Ｅの振動・騒音を効果的に低減でき、またすべての主軸受10_１，10_２の摩耗や損傷が抑制されて、軸受装置の耐久性が向上する。
【００３７】
内燃機関Ｅは、第１，第２ケース部分４_１，４_２に前記軸方向に分割されるクランクケース４を備え、第１，第２主軸受10_１，10_２は第１，第２ケース部分４_１，４_２にそれぞれ圧入されることにより、両主軸受10_１，10_２が第１，第２ケース部分４_１，４_２にそれぞれ直接固定されるので、前記従来技術の軸受装置Ｃの軸受ハウジングが不要となり、各主軸受10_１，10_２をクランクケース４に固定するための部品点数および組立工数が削減されて、内燃機関Ｅのコスト削減ができる。しかも、シリンダ軸線L_１，L_２とほぼ直交する平面P_１，P_２上にある分割面D_１，D_２を有する主軸受10_１，10_２が、垂直線Lvに対してシリンダ軸線L_１，L_２がいかなる傾斜角度および傾斜方向を有する場合にも、容易にクランクケース４に固定することができる。
【００３８】
以下、前述した実施例の一部の構成を変更した実施例について、変更した構成に関して説明する。
内燃機関は、前記実施例ではＶ型２気筒内燃機関であったが、垂直線Lvに対して傾斜したシリンダ軸線を有する１つのシリンダを備える単気筒内燃機関、または垂直線Lvに対して傾斜したシリンダ軸線を有する２以上のシリンダを備えるＶ型２気筒以外の多気筒内燃機関、例えば直列２気筒内燃機関、３気筒以上の直列内燃機関またはＶ型内燃機関であってもよい。そして、単気筒の場合は、両端部主軸受に隣接するシリンダは同一のシリンダとなる。また、２気筒以上の多気筒内燃機関では、両端部主軸受の間でクランク軸を支持する中間主軸受が、端部主軸受と同様に、分割面により分割可能な１対の軸受半体により構成される場合、該分割面は、該中間主軸受に対して最大荷重を作用させるピストンが嵌合するシリンダの軸線にほぼ直交する平面上にあるように設定される。
【００３９】
前記実施例では、クランクケース４は前記軸方向に分割されたが、クランク軸の回転軸線と平行であり、かつ軸受保持部11_１，11_２の円孔と交差する平面からなる分割面により、分割されるものであってもよい。そして、この場合は、１対の軸受半体からなるすべり軸受から構成される主軸受がクランク軸のジャーナル部に装着され、該主軸受が、その外周を覆う二分割可能な円筒状の軸受ハウジングに固定された後、主軸受および軸受ハウジングが組み付けられたクランク軸がクランクケースに固定される。
【００４０】
クランク軸５と主軸受10_１，10_２との間の間隙20に潤滑油を供給するための給油路は、前記実施例のように軸受保持部11_１，11_２に設けられる前記保持部側給油路の代わりに、クランク軸５の内部に設けられる油路から構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示し、本発明の軸受装置が適用されるＶ型内燃機関のシリンダ軸線を含む平面での部分断面図である。
【図２】クランク軸の回転軸線を含む平面での図１の内燃機関の部分断面図である。線断面図である。
【図３】クランク軸および主軸受が基準状態にあるときの断面図であり、（Ａ）は、図２のＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線断面図であり、（Ｂ）は、図２のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線断面図である。
【図４】図１の軸受装置の主軸受の分解斜視図である。
【図５】従来技術を示し、クランク軸および主軸受が基準状態にあるときの主軸受の、クランク軸の回転軸線と直交する平面での概略断面図である。
【符号の説明】
１…シリンダブロック、２_１，２_２…シリンダ、３…シリンダヘッド、４…クランクケース、４_１，４_２…ケース部分、５…クランク軸、６…ピストン、７…コンロッド、８…燃焼室、
10_１，10_２…主軸受、11_１，11_２…軸受保持部、12…軸受半体、13，15…油溝、14，16…油孔、
20…間隙、20i…最小間隙、
Ｅ…内燃機関、Ｒ…回転方向、Lc…回転軸線、Lv…垂直線、L_１，L_２…シリンダ軸線、Lb…中心線、Dc，D_１，D_２…分割面、Pc，P_１〜P_４…平面、Ｇ…交流発電機、Ｔ…ダンパ、K_１，K_２…シリンダ軸線方向、Ｗ…最大荷重。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing device for an internal combustion engine that includes a plurality of main bearings that rotatably support a crankshaft of a single cylinder or multicylinder internal combustion engine, and more specifically, an end main bearing that supports both ends of the crankshaft. The present invention relates to a bearing device composed of a sliding bearing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when the main bearing that rotatably supports the crankshaft of the internal combustion engine is constituted by a slide bearing, the high-pressure lubricating oil supplied to the main bearing has a radial gap between the crankshaft and the main bearing. To form an oil film, and the oil film causes the crankshaft to float from the main bearing and rotate. For this reason, the crankshaft is prevented from coming into contact with the main bearing, and friction between the crankshaft and the main bearing is reduced.
[0003]
Further, as shown in FIG. 5, when the main bearing 01 is composed of a sliding bearing composed of semi-cylindrical bearing halves 02 and 02 divided into two by a dividing surface 03, the gap 04 filled with lubricating oil is filled. (In this figure, the gap 04 is exaggeratedly drawn.) Is a state in which the rotation axis 06 of the crankshaft 05 and the centerline 07 of the circle inscribed in the inner peripheral surface of the main bearing 01 are made coincident (hereinafter, In the circumferential direction, the maximum gap 04a is formed on the plane 08 including the dividing surface 03, and the minimum gap 04i is orthogonal to the plane 08 and on the plane 09 including the rotation axis 06. It is set to change gradually. Further, the circumferential end portions 02a, 02a; 02b, 02b of the bearing halves 02, 02 are chamfered on the inner peripheral surface side, and further additional between the crankshaft 05 and the main bearing 01 is provided. Crush reliefs 04c and 04c that form gaps are provided. When the main bearing 01 is assembled to the engine body by the crash reliefs 04c and 04c, the circumferential ends 02a and 02a; 02b and 02b of the bearing halves 02 and 02 that are brought into contact with each other due to an assembly error or the like are Protruding radially inward is prevented from contacting the crankshaft 05.
[0004]
As a bearing device for an internal combustion engine having a main bearing composed of a plain bearing composed of a pair of bearing halves, for example, those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-139539 and Japanese Patent Publication No. 5-31039 are known. It has been.
[0005]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-139539 discloses a bearing device (hereinafter referred to as “bearing device A”) in series with a cylinder having a central axis (corresponding to a cylinder axis) inclined by a predetermined angle with respect to a vertical line. A pair of halved flat main bearings that rotatably support the main shaft of the engine are provided. The mating surface (corresponding to the split surface) of the pair of half-type flat main bearings lies on a plane perpendicular to the vertical line, and the eccentric dimension of the half-type flat bearing is set to 0.004 mm or less. The inner surface of the is approaching a perfect circle. Further, in this publication, in a series engine including a cylinder having a central axis that coincides with a vertical line, a mating surface (corresponding to a split surface) of a pair of halved flat main bearings is perpendicular to the vertical line, that is, the central axis A bearing device (hereinafter referred to as “bearing device B”) on a flat surface is also disclosed.
[0006]
On the other hand, the bearing device disclosed in Japanese Patent Publication No. 5-31039 (hereinafter referred to as “bearing device C”) is capable of rotating the crankshaft of an L-type multi-cylinder engine having a front cylinder and a rear cylinder as a crankcase. A sliding bearing (corresponding to the main bearing) is provided. A plain bearing provided with a bearing housing and a lining provided inside the bearing housing is on a plane substantially perpendicular to a line that bisects the side view angle of the center line (corresponding to the cylinder axis) of the front cylinder and the rear cylinder. The crankcase is divided into two by a certain dividing surface, and is held by a crankcase which can be divided vertically by a substantially horizontal dividing line passing through the slide bearing.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
To a main bearing composed of a slide bearing that rotatably supports a crankshaft of an internal combustion engine, an explosive load acting on the piston and a periodically fluctuating load due to inertial force are applied from the piston via the crankshaft. The vibration of the crankshaft generated by the fluctuating load is transmitted to the main bearing through an oil film of lubricating oil that fills the gap between the crankshaft and the main bearing, and the engine body such as a crankcase that holds the main bearing. To cause vibration and noise of the internal combustion engine and cause the main bearing to wear. The generation of vibration / noise and the wear of the main bearing greatly affect the explosion load, which is periodically generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber and is the maximum load among the fluctuating loads. The direction of this explosion load substantially coincides with the cylinder axial direction of the cylinder.
[0008]
Therefore, when viewing the prior art disclosed in the publication, in the main bearing of the bearing device C, in the reference state, the cylinder axis direction passing through the rotation axis of the crankshaft is the gap between the crankshaft and the main bearing. Since there is a large deviation from the direction in which the smallest gap exists, there is a relatively large gap in the cylinder axis direction. Therefore, due to the maximum load in the same direction as the cylinder axis direction, the bending vibration of the journal part which is the part of the crankshaft supported by the main bearing, that is, the whirling becomes large, and this large vibration is mainly transmitted through the oil film. As a result of vibrating the bearing, vibration and noise are likely to occur, and the main bearing is easily worn. Moreover, the bearing device C is intended only for an L-type internal combustion engine, which is a type of V-type internal combustion engine, and is not intended for a single cylinder or in-line multi-cylinder internal combustion engine.
[0009]
On the other hand, in the bearing device B disclosed in the Japanese Patent Laid-Open No. 7-139539, the minimum gap exists in the cylinder shaft direction passing through the rotation axis of the crankshaft in the reference state. The vibration of the crankshaft caused by the load is reduced, the generated vibration and noise are reduced, and the wear of the main bearing is suppressed. However, this bearing device B is limited to an internal combustion engine in which the plane including the split surface of the main bearing is orthogonal to the vertical line, and the internal combustion engine in which the bearing device B is used has a cylinder axis that matches the vertical line. However, as represented by a V-type internal combustion engine, application to an internal combustion engine having a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line is not considered. Therefore, a bearing device A has been devised for an internal combustion engine including a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line. However, in the bearing device A, since high machining accuracy is required to set the eccentric dimension of the main bearing, there is a problem that the manufacturing cost is increased. In addition, when the inclination angle of the cylinder axis with respect to the vertical line becomes a value near 90 °, the gap between the crankshaft and the main bearing in the cylinder axis direction passing through the rotation axis of the crankshaft increases, and vibration and noise are generated. If the maximum load acts on the crush relief in the vicinity of the split surface of the main bearing, the lubricating oil may flow out from between the split surfaces. In an extreme case, the crankshaft and the main bearing may come into contact with each other and the main bearing may be damaged.
[0010]
Further, since both end portions of the crankshaft are free ends, relatively large bending vibrations are generated at these end portions. Therefore, the bending vibration of the free end portion of the crankshaft is reduced by the end main bearing that supports the journal portion (end journal portion) of the end portion, and the bending vibration of the end journal portion of the crankshaft due to the maximum load is further reduced. In order to reduce the vibration and noise of the internal combustion engine, it is effective to reduce the vibration of the end main bearing. In addition to bending vibration at the end journal, bending vibration at the free end Is In order to improve the durability of the bearing device including a plurality of main bearings that support the crankshaft, it is preferable to suppress the wear of the end main bearing that is reached.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and the invention according to claims 1 to 3 is a single-cylinder internal combustion engine including a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line, a V-type. Applicable to internal combustion engines of all cylinder arrangements including internal combustion engines and in-line multi-cylinder internal combustion engines, reducing vibration and noise of internal combustion engines caused by crankshaft vibration without depending on the tilt angle or tilt direction of the cylinder axis An object of the present invention is to provide a low-cost bearing device that can suppress wear and damage to the end main bearing. The invention described in claim 2 further aims to reduce vibration and noise and to suppress wear and damage of the main bearing in the V-type internal combustion engine. The purpose is to reduce the number of points and improve the assembly of the end main bearing.
[0012]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention according to claim 1 includes a plurality of main bearings rotatably supporting a crankshaft that is rotationally driven by a piston that reciprocates in a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line. In the bearing device for an internal combustion engine, a pair of end main bearings that support both ends of the crankshaft are each formed of a slide bearing formed of a bearing half divided into two by a dividing surface. The split surface of the main bearing is on a plane substantially perpendicular to the cylinder axis of the cylinder adjacent in the axial direction of the crankshaft, and the rotation axis of the crankshaft on the inner peripheral surface of each end main bearing The cross-sectional shape in a plane orthogonal to the rotation axis line and the bearing center line of the end main bearing, In adjacent cylinders in front Writing A bearing device for an internal combustion engine having a shape in which a radial minimum gap between the crankshaft and each of the end main bearings is formed in a cylinder axis direction passing through a rotation axis.
[0013]
According to this, in any internal combustion engine having a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to the vertical line, the minimum gap between the crankshaft and the end main bearing is changed from the piston reciprocating in the adjacent cylinder to the crank. The end journal portion of the crankshaft supported by the end main bearing and the end of the crankshaft from the end journal portion because it is in the cylinder axis direction substantially coincident with the direction of the explosion load that is the maximum load acting on the shaft Bending vibration (swinging) of each end of the crankshaft including the free end up to is reduced.
[0014]
As a result, according to the first aspect of the present invention, the following effects can be obtained. That is, in a bearing device of an internal combustion engine including a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line, the main bearing that supports each end of the crankshaft is constituted by a plain bearing made up of a pair of bearing halves. The split surface of each end main bearing is on a plane substantially perpendicular to the cylinder axis of the cylinder adjacent in the axial direction of the crankshaft, Make the rotation axis of the crankshaft coincide with the bearing centerline of the end main bearing In the state, a radial minimum gap between the crankshaft and the end main bearing is formed in the cylinder axis direction passing through the rotation axis of the crankshaft, so that the gap between the crankshaft and the end main bearing is formed. Since the minimum gap exists in the cylinder axis direction that substantially coincides with the direction of the explosion load that is the maximum load acting on the crankshaft, the end journal portion of the crankshaft supported by the end main bearing and the end journal portion A single-cylinder internal combustion engine comprising a cylinder having a cylinder axis inclined with respect to a vertical line, because bending vibration (swinging) of each end of the crankshaft including a free end from the crankshaft to the tip of the crankshaft is reduced, In an internal combustion engine of any cylinder arrangement including a V-type internal combustion engine and an in-line multi-cylinder internal combustion engine, the piston to the clamp is not dependent on the inclination angle or direction of the cylinder axis. Vibration and noise of the internal combustion engine caused by bending vibration generated at the end of the crankshaft due to the maximum load acting on the shaft is reduced, and wear of the end main bearing caused by bending vibration transmitted from the crankshaft is reduced. Damage is suppressed and the durability of the bearing device including a plurality of main bearings supporting the crankshaft is improved. In addition, since the end main bearing does not require very strict dimensional control, a low-cost bearing device can be obtained.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in the bearing device for the internal combustion engine according to the first aspect, the internal combustion engine is a V-type internal combustion engine, and the crankshaft includes the two main bearings including the pair of end main bearings. Is only supported by.
[0016]
According to this, although the inclination angle of the cylinder axis is different, the crankshaft is supported only by the end main bearing defined in claim 1 and bending vibration is suppressed by all the main bearings.
[0017]
As a result, according to the invention described in claim 2, in addition to the effect of the invention described in claim 1, the following effect is exhibited. That is, the crankshaft of the V-type internal combustion engine is rotatably supported by only two main bearings including a pair of end main bearings, so that the inclination angle of the cylinder axis with respect to the vertical line is different. Since bending vibration is reduced in all main bearings, vibration and noise of the internal combustion engine can be effectively reduced, and wear and damage of all main bearings are reduced, and durability of the bearing device is improved.
[0018]
According to a third aspect of the present invention, in the internal combustion engine bearing device according to the first or second aspect, the internal combustion engine includes a crankcase that is divided in the axial direction into first and second case portions, Both end main bearings are press-fitted into the first and second case parts, respectively.
[0019]
According to this, each end main bearing press-fitted into the first and second case portions constituting the crankcase is directly fixed to the first and second case portions. As a result, according to the invention described in claim 3, in addition to the effect of the invention described in the cited claim, the following effect is produced. That is, the internal combustion engine includes a crankcase that is divided in the axial direction into the first and second case portions, and the main bearings at both ends are directly fixed to the first and second case portions. The bearing housing of the bearing device C is not required, the number of parts and the number of assembly steps for fixing each end main bearing to the crankcase are reduced, and the cost of the internal combustion engine can be reduced. In addition, the end main bearing having a split surface on a plane substantially perpendicular to the cylinder axis can be easily fixed to the crankcase regardless of the inclination angle of the cylinder axis with respect to the vertical line.
[0020]
In this specification, “vertical line” means a straight line orthogonal to the rotation axis when the rotation axis of the crankshaft is in a horizontal state. Further, the “reference state” means a state in which the rotation axis of the crankshaft and the center line of a circle inscribed on the inner peripheral surface of the main bearing (that is, the bearing center line) are matched. Furthermore, “substantially orthogonal” includes a case where they are strictly orthogonal, “substantially match” includes a case where they exactly match, and “substantially the same” includes a case where they are exactly the same.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Referring to FIGS. 1 and 2, an internal combustion engine E to which a bearing device of the present invention is applied is an air-cooled type mounted on a motorcycle as a vehicle, with the crankshaft 5 oriented horizontally so that it is oriented in the left-right direction. This is a V-type two-cylinder internal combustion engine. The internal combustion engine E includes a pair of front and rear first and second cylinders 2 arranged in parallel in the direction of the rotation axis Lc of the crankshaft 5 rotating in the counterclockwise rotation direction R in FIG. ₁ , 2 ₂ Is a V-shaped cylinder block 1 and first and second cylinders 2 ₁ , 2 ₂ A pair of cylinder heads 3 and 3 coupled to the upper ends of the cylinder block 1 and a crankcase 4 coupled to the lower end of the cylinder block 1 and forming a crank chamber together with the lower portion of the cylinder block 1. Here, the first and second cylinders 2 ₁ , 2 ₂ Is the cylinder axis L inclined with respect to the vertical line Lv. ₁ , L ₂ Both cylinder axis L ₁ , L ₂ Have different inclination angles and different inclination directions with respect to the vertical line Lv.
[0022]
The crankcase 4 houses a crankshaft 5 and a clutch or transmission that transmits the power of the crankshaft 5 to the driving wheels of the motorcycle. The crankcase 4 includes a pair of left and right first case portions 4 divided in the axial direction by a dividing surface Dc on a plane Pc substantially orthogonal to the rotation axis Lc. ₁ And second case portion 4 ₂ Consists of And the first and second cylinders 2 ₁ , 2 ₂ The cylinder heads 3 and 3 constitute a pair of front and rear banks forming a V shape. The cylinder block 1, the cylinder heads 3, 3 and the crankcase 4 constitute an engine body.
[0023]
The crankshaft 5 is composed of a pair of end journal portions 5a1 and 5b1 positioned at the left and right end portions 5a and 5b thereof, and includes first and second case portions 4. ₁ , 4 ₂ The first and second main bearings 10 are a pair of end main bearings fixed to ₁ ,Ten ₂ Is rotatably supported by the crankcase 4 via The crankshaft 5 includes a first web 5c1 adjacent to the journal portion 5a1, a second web 5c2 adjacent to the journal portion 5b1, and a first and second web 5c1, between the journal portions 5a1 and 5b1. A third web 5c3 positioned between 5c2 is juxtaposed with an interval in the axial direction, and the first cylinder 2 is interposed between the first and third webs 5c1 and 5c3. ₁ A crank pin 5d to which a connecting rod 7 to be connected to a piston 6 fitted to the cylinder 6 is connected is provided, and the second cylinder 2 is provided between the second and third webs 5c2, 5c3. ₂ A crank pin 5d to which a connecting rod 7 to be connected to the piston 6 fitted to is connected is provided.
[0024]
The piston 6 is connected to each cylinder 2 ₁ , 2 ₂ The cylinder heads 3 and 3 each have a combustion chamber 8 connected to the upper end of the cylinder hole. Then, the air-fuel mixture in the combustion chamber 8 is driven by the combustion pressure generated by the ignition plug being ignited by the spark plug, and the cylinder 2 ₁ , 2 ₂ Each piston 6 that reciprocates inside rotates the crankshaft 5 via a connecting rod 7.
[0025]
The left end portion 5a of the crankshaft 5 is composed of a journal portion 5a1 and a free end portion 5a2 on the tip side of the journal portion 5a1, and an AC generator G is provided at the free end portion 5a2. On the other hand, the right end portion 5b of the crankshaft 5 is composed of a journal portion 5b1 and a free end portion 5b2 on the tip side of the journal portion 5b1, and the free end portion 5b2 reduces torsional vibration of the crankshaft 5. A damper T is provided.
[0026]
Referring also to FIG. 3, the first and second case portions 4 ₁ , 4 ₂ Bearing holding portions 11 formed respectively on the ₁ , 11 ₂ The first and second main bearings 10 are fixed by being press-fitted into the circular holes. ₁ ,Ten ₂ Are each composed of a cylindrical slide bearing made of plain metal, and the slide bearing has a dividing surface D. ₁ , D ₂ It consists of a pair of semi-cylindrical bearing halves 12 and 12 divided into two in the circumferential direction.
[0027]
Referring also to FIG. 4, the inner peripheral surfaces of the bearing halves 12, 12 are located at the central portion in the axial direction and are divided surfaces D. ₁ , D ₂ Are provided with semi-annular oil grooves 13 that communicate with each other, and a plurality of, in this embodiment, three oil holes 14,... That communicate with the outer peripheral surfaces of the bearing halves 12 and 12 and the oil grooves 13. . Each bearing holder 11 ₁ , 11 ₂ In this case, a holding portion side oil supply passage is formed which is composed of an annular oil groove 15 provided on a wall surface forming a circular hole and an oil hole 16 communicating with the oil groove 15. High pressure lubricating oil discharged from an oil pump driven by the power of the crankshaft 5 is supplied to the holding portion side oil supply passage through an oil passage (not shown), and the lubricating oil is supplied to the holding portion side oil supply passage. The oil flows into the oil groove 13 through the oil holes 14,... From the road, and both journal portions 5a1, 5b1 and the corresponding first and second main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ Supplied between.
[0028]
And each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The high pressure lubricant supplied to the two journal parts 5a1, 5b1 and the first and second main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ An oil film is formed by filling the radial gap 20 between the crankshaft 5 and the crankshaft 5 by means of the oil film. ₁ ,Ten ₂ The crankshaft 5 rotates in a state of being lifted from the main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ Contact with the crankshaft 5 and the main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The friction between is reduced. Therefore, the bearing-side oil supply passage constituted by the oil grooves 13 and the oil holes 14, and the holding portion-side oil supply passage constitute an oil supply passage for supplying lubricating oil to the gap 20. The bearing device includes first and second main bearings 10. ₁ ,Ten ₂ , Bearing holder 11 ₁ , 11 ₂ And the oil supply passage.
[0029]
By the way, the first and second main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ In this case, an explosive load acting on the piston 6 and a periodically fluctuating load due to an inertial force act via the crankshaft 5. And each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ Of the pistons 6 that apply a variable load to the main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ In the axial direction, i.e. each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ And a piston fitted to a cylinder adjacent in the axial direction. The maximum load W of the fluctuating load is an explosion load periodically generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 8, and the direction of the explosion load is the cylinder axial direction K of the cylinder. ₁ , K ₂ Almost matches. The first and second main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ Split surface D ₁ , D ₂ Each includes a rotation axis Lc, and each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ Adjacent to the cylinder 2 in the axial direction ₁ , 2 ₂ Cylinder axis L ₁ , L ₂ Plane P almost perpendicular to ₁ , P ₂ It's above.
[0030]
Specifically, the first main bearing 10 is shown in FIGS. 3A and 3B in which the gap 20 is exaggerated for easy understanding. ₁ Split surface D ₁ Is the first cylinder 2 ₁ Cylinder axis L ₁ Plane P substantially perpendicular to (see Fig. 1) ₁ On the second main bearing 10 ₂ Split surface D ₂ Is the second cylinder 2 ₂ Cylinder axis L ₂ Plane P almost perpendicular to ₂ It's above. Therefore, the first main bearing 10 ₁ For the first main bearing 10 ₁ The first cylinder 2 is a cylinder adjacent to the shaft in the axial direction ₁ A plane P substantially perpendicular to the direction substantially coincident with the direction of the maximum load W applied from the piston 6 ₁ Split surface D up ₁ Is located, the second main bearing 10 ₂ For the second main bearing 10 ₂ The second cylinder 2 which is a cylinder adjacent to the shaft in the axial direction ₂ A plane P substantially perpendicular to the direction substantially coincident with the direction of the maximum load W applied from the piston 6 ₂ Split surface D up ₂ Will be located.
[0031]
Further, each journal portion 5a1, 5b1 having a cylindrical outer peripheral surface and each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The radial gap 20 between each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ A pair of bearing halves 12 and 12 is a bearing holding portion 11. ₁ , 11 ₂ In the reference state, that is, the rotation axis Lc of the crankshaft 5 and each main bearing 10. ₁ ,Ten ₂ With the bearing center line Lb aligned, the split surface D ₁ , D ₂ Plane P containing ₁ , P ₂ The maximum gap is 20a above, and the plane P ₁ , P ₂ In Respectively A plane P that is orthogonal and includes the rotation axis Lc of the crankshaft 5 ₃ , P ₄ It is set so as to gradually change in the circumferential direction so as to be the minimum gap 20i. As a result, each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The cross-sectional shape of the inner peripheral surface on a plane orthogonal to the rotation axis Lc is substantially elliptical. And the first and second main bearings 10 in the reference state ₁ ,Ten ₂ In each of the above, the minimum gap 20i is the cylinder axial direction K ₁ , K ₂ Is a direction passing through the rotation axis Lc (that is, the bearing center line Lb), in other words, the plane P ₃ , P ₄ Cylinder axial direction K above ₁ , K ₂ It is formed in the direction of And the split surface D of the pair of bearing halves 12 and 12 ₁ , D ₂ The circumferential ends 12a, 12a; 12b, 12b, which are the vicinity of the ₁ ,Ten ₂ Crush reliefs 12c, 12c are formed to form additional gaps between the first main bearing 10 and the first main bearing 10. ₁ ,Ten ₂ The bearing holder 11 ₁ , 11 ₂ The circumferential ends 12a, 12a; 12b, 12b that are abutted against each other protrude inward in the radial direction due to assembly errors, etc., and come into contact with the journal portions 5a1, 5b1. Is prevented.
[0032]
In order to assemble the crankshaft 5 to the crankcase 4, first, the first and second main bearings 10 are used. ₁ ,Ten ₂ The bearing holder 11 ₁ , 11 ₂ And then the first and second main bearings 10 to which the end portions 5a and 5b of the crankshaft 5 correspond respectively. ₁ ,Ten ₂ Inserted inside.
[0033]
Next, operations and effects of the embodiment configured as described above will be described.
When the internal combustion engine E is operated and the crankshaft 5 rotates, the lubricating oil discharged from the oil pump passes through the holding part side oil passages and the first and second main bearings 10. ₁ ,Ten ₂ Are supplied to the journal portions 5a1, 5b1 and the first and second main bearings 10 respectively. ₁ ,Ten ₂ The gap 20 is filled with high-pressure lubricating oil. Therefore, each journal portion 5a1, 5b1 is supported in a floating state by an oil film formed by the lubricating oil in the gap 20.
[0034]
And the first main bearing 10 ₁ The first main bearing 10 ₁ The first cylinder 2 is a cylinder adjacent to the shaft in the axial direction ₁ Cylinder axial direction K ₁ The maximum load W, which is an explosion load in almost the same direction as the second main bearing 10 ₂ The second main bearing 10 ₂ The second cylinder 2 which is a cylinder adjacent to the shaft in the axial direction ₂ Cylinder axial direction K ₂ The maximum load W, which is an explosion load in almost the same direction, acts.
[0035]
Here, each of the main bearings 10 is a main bearing that supports the journal portions 5a1 and 5b1 of the end portions 5a and 5b of the crankshaft 5 and is composed of a sliding bearing including two bearing halves 12 and 12. ₁ ,Ten ₂ Split surface D ₁ , D ₂ Is a cylinder 2 adjacent to the crankshaft 5 in the axial direction. ₁ , 2 ₂ Cylinder axis L ₁ , L ₂ Plane P almost perpendicular to ₁ , P ₂ Cylinder axial direction K passing through the rotation axis Lc (bearing center line Lb) of the crankshaft 5 in the reference state ₁ , K ₂ In addition, the minimum clearance 20i is formed in the crankshaft 5 and the main bearing 10. ₁ ,Ten ₂ The minimum gap 20i between the cylinder 2 and the adjacent cylinder 2 ₁ , 2 ₂ Cylinder axial direction K substantially coincides with the direction of the explosion load which is the maximum load W acting on the crankshaft 5 from the piston 6 reciprocating inside ₁ , K ₂ The main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The bending vibrations of the end portions 5a and 5b of the crankshaft 5 including the journal portions 5a1 and 5b1 and the free ends 5a2 and 5b2 from the journal portions 5a1 and 5b1 to the tip of the crankshaft 5 are reduced. Cylinder axis L inclined with respect to vertical line Lv ₁ , L ₂ First and second cylinder 2 having ₁ , 2 ₂ In an internal combustion engine E comprising a cylinder axis L ₁ , L ₂ The vibration and noise of the internal combustion engine E caused by the bending vibration generated at the ends 5a and 5b of the crankshaft 5 due to the maximum load W acting on the crankshaft 5 from the piston 6 are independent of the inclination angle and the inclination direction of the internal combustion engine E. In addition to being reduced, the main bearing 10 caused by bending vibration transmitted from the crankshaft 5 ₁ ,Ten ₂ A pair of main bearings 10 that support the crankshaft 5 with reduced wear and damage ₁ ,Ten ₂ The durability of the bearing device comprising Moreover, the main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ Therefore, since extremely strict dimension control is not required, a low-cost bearing device can be obtained. When the crankshaft 5 rotates with the maximum load W applied, a wedge-shaped oil film is formed below the crankshaft 5, and the position of the rotation axis Lc is changed from the direction of the maximum load W to the rotation direction R ( In FIG. 3, the cylinder axial direction K ₁ , K ₂ However, even in this case, the direction of the maximum load W is close to the minimum gap 20i, so that the bending vibration of the crankshaft 5 is less than that of the prior art. Reduced.
[0036]
The crankshaft 5 of the internal combustion engine E has a pair of main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ Cylinder axis L with respect to vertical line Lv ₁ , L ₂ All main bearings 10 in spite of different tilt angles and tilt directions ₁ ,Ten ₂ Because the bending vibration is reduced by this, vibration and noise of the internal combustion engine E can be effectively reduced, and all main bearings 10 ₁ ,Ten ₂ Wear and damage are suppressed, and the durability of the bearing device is improved.
[0037]
The internal combustion engine E includes first and second case parts 4. ₁ , 4 ₂ Are provided with a crankcase 4 that is divided in the axial direction, and includes first and second main bearings 10. ₁ ,Ten ₂ Is the first and second case part 4 ₁ , 4 ₂ Both main bearings 10 are pressed into ₁ ,Ten ₂ Is the first and second case part 4 ₁ , 4 ₂ Since the bearing housing of the prior art bearing device C is not required, each main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The number of parts and the number of assembly steps for fixing the engine to the crankcase 4 can be reduced, and the cost of the internal combustion engine E can be reduced. Moreover, cylinder axis L ₁ , L ₂ Plane P almost perpendicular to ₁ , P ₂ Upper split plane D ₁ , D ₂ Main bearing 10 with ₁ ,Ten ₂ Is the cylinder axis L with respect to the vertical line Lv ₁ , L ₂ Even if it has any inclination angle and inclination direction, it can be easily fixed to the crankcase 4.
[0038]
Hereinafter, an example in which a part of the configuration of the above-described embodiment is changed will be described with respect to the changed configuration.
The internal combustion engine is a V-type two-cylinder internal combustion engine in the above-described embodiment, but is a single-cylinder internal combustion engine having one cylinder having a cylinder axis inclined with respect to the vertical line Lv, or inclined with respect to the vertical line Lv. It may be a multi-cylinder internal combustion engine other than the V-type 2-cylinder having two or more cylinders having a cylinder axis, for example, an in-line 2-cylinder internal combustion engine, a 3-cylinder or more in-line internal combustion engine, or a V-type internal combustion engine. In the case of a single cylinder, the cylinders adjacent to the main bearings at both ends are the same cylinder. In a multi-cylinder internal combustion engine having two or more cylinders, the intermediate main bearing that supports the crankshaft between the main bearings at both ends is formed by a pair of bearing halves that can be divided by a dividing surface, similarly to the end main bearing. When configured, the dividing surface is set to lie on a plane substantially perpendicular to the axis of the cylinder into which the piston that applies the maximum load to the intermediate main bearing is fitted.
[0039]
In the above embodiment, the crankcase 4 is divided in the axial direction, but is parallel to the rotation axis of the crankshaft, and the bearing holding portion 11. ₁ , 11 ₂ It may be divided by a dividing surface consisting of a plane intersecting the circular hole. In this case, a main bearing composed of a slide bearing comprising a pair of bearing halves is mounted on the journal portion of the crankshaft, and the main bearing can be divided into two cylindrical bearing housings covering the outer periphery thereof. Then, the crankshaft in which the main bearing and the bearing housing are assembled is fixed to the crankcase.
[0040]
Crankshaft 5 and main bearing 10 ₁ ,Ten ₂ The oil supply passage for supplying the lubricating oil to the gap 20 between the bearing holder 11 and the bearing holding portion 11 as in the above embodiment. ₁ , 11 ₂ Instead of the holding part side oil supply passage provided in the oil supply passage, an oil passage provided in the crankshaft 5 may be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view in a plane including a cylinder axis line of a V-type internal combustion engine to which an embodiment of the present invention is applied and to which a bearing device of the present invention is applied.
2 is a partial cross-sectional view of the internal combustion engine of FIG. 1 in a plane including a rotation axis of a crankshaft. It is line sectional drawing.
3 is a cross-sectional view when the crankshaft and the main bearing are in a reference state, (A) is a cross-sectional view taken along the line IIIA-IIIA in FIG. 2, and (B) is a cross-sectional view taken along the line IIIB-IIIB in FIG. It is sectional drawing.
4 is an exploded perspective view of a main bearing of the bearing device of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the main bearing in a plane orthogonal to the rotation axis of the crankshaft when the crankshaft and the main bearing are in a reference state, showing the prior art.
[Explanation of symbols]
1 ... Cylinder block, 2 ₁ , 2 ₂ ... Cylinder, 3 ... Cylinder head, 4 ... Crankcase, 4 ₁ , 4 ₂ ... Case part, 5 ... Crankshaft, 6 ... Piston, 7 ... Connecting rod, 8 ... Combustion chamber,
Ten ₁ ,Ten ₂ ... Main bearings, 11 ₁ , 11 ₂ ... bearing holder, 12 ... bearing half, 13, 15 ... oil groove, 14, 16 ... oil hole,
20 ... Gap, 20i ... Minimum gap,
E ... Internal combustion engine, R ... Rotation direction, Lc ... Rotation axis, Lv ... Vertical line, L ₁ , L ₂ ... Cylinder axis, Lb ... Center line, Dc, D ₁ , D ₂ ... Partition plane, Pc, P ₁ ~ P ₄ ... Plane, G ... Alternator, T ... Damper, K ₁ , K ₂ ... Cylinder axial direction, W ... Maximum load.

Claims

A plurality of main bearings rotatably supporting a crankshaft that is rotationally driven by a piston that reciprocates in a cylinder having a cylinder axis that is inclined with respect to a vertical line; In a bearing device for an internal combustion engine, each of the pair of end main bearings to be supported is constituted by a slide bearing made of a bearing half divided into two by a dividing surface.
The split surfaces of the end main bearings are on a plane substantially perpendicular to the cylinder axis of the cylinder adjacent in the axial direction of the crankshaft;
Of the inner peripheral surface of each end main bearing, the cross-sectional shape in a plane perpendicular to the rotational axis of the crankshaft, in a state in which said axis of rotation and the bearing center line of said end main bearing are matched, the the cylinder axis direction passing through the front Kikai rotation axis of the adjacent cylinder, wherein the crankshaft and the a shape smallest gap in the radial direction between each end main bearing is formed an internal combustion Engine bearing device.

2. The bearing device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is a V-type internal combustion engine, and the crankshaft is supported only by the two main bearings including the pair of end main bearings. .

The internal combustion engine includes a crankcase that is divided in the axial direction in first and second case portions, and the main bearings at both ends are press-fitted into the first and second case portions, respectively. A bearing device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2.