JP4789833B2 - engine - Google Patents
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Description
本発明は、軸受の内輪に嵌合する回転軸と、該軸受の外輪に嵌合するケース部材とを備えたエンジンに関する。 The present invention includes a rotating shaft that fits into the inner ring of the bearing, about engine that includes a case member which fits into the outer ring of the bearing.
例えば、単気筒エンジンでは、クランクケースを気筒軸線を中心にクランク軸方向に左,右に分割し、該左,右のケース部により軸受を介在させてクランク軸を支持する場合がある。 For example, in a single cylinder engine, a crankcase may be divided into left and right in the direction of the crankshaft around the cylinder axis, and the crankshaft may be supported by the left and right case portions with a bearing interposed therebetween.
この種の軸受は、内輪と外輪との間に多数のボール,ローラ等の転動体を介在させた構造のものが一般的である。そして軸受の外輪に左,右のケース部を嵌合させるとともに、左,右の内輪にクランク軸のクランクジャーナル部を嵌合させ、該軸受の転動体に潤滑油を供給する構造が採用されている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記クランク軸を軸受を介して左,右のケース部により支持する構造とした場合には、クランク軸のクランクジャーナル部にフレッティング磨耗(叩かれ磨耗)が生じ易く、該磨耗の進行によっては異音が発生するという問題がある。 By the way, in the case where the crankshaft is supported by the left and right case portions via bearings, fretting wear (tapping and wear) is likely to occur in the crank journal portion of the crankshaft, and the progress of the wear increases. Has a problem that abnormal noise occurs.
このようなフレッティング磨耗が生じるのは、以下の理由によるものと考えられる。クランクケースを左,右ケース部に分割する構造の場合、左,右ケース部の左,右軸受嵌合部の精度には限度があり、そのため軸芯が極僅かにずれる。この場合に、左,右軸受を左,右ケース部及びクランク軸に高い嵌合度で圧入すると、軸受からきしみ等による騒音が発生し易い。このような騒音の発生を回避するために、何れか一方の軸受の嵌合度を小さくすることにより、上記軸芯のずれを吸収するようにしている。具体的には、左,右の軸受の一方をクランク軸に締り嵌めで強固に圧入し、他方の軸受を一方の軸受より嵌合度の小さい止まり嵌め又は中間嵌めで支持するようにしている。 Such fretting wear is considered to be caused by the following reasons. In the case of the structure in which the crankcase is divided into the left and right case portions, there is a limit to the accuracy of the left and right case fitting portions of the left and right case portions, so that the shaft core is slightly shifted. In this case, if the left and right bearings are press-fitted into the left and right case portions and the crankshaft with a high degree of fitting, noise due to squeezing or the like tends to occur from the bearings. In order to avoid the generation of such noise, the deviation of the shaft core is absorbed by reducing the degree of fitting of any one of the bearings. Specifically, one of the left and right bearings is firmly press-fitted to the crankshaft by an interference fit, and the other bearing is supported by an interference fit or an intermediate fit with a smaller degree of fitting than the one bearing.
このように止まり嵌め又は中間嵌めとされた軸受の内輪とクランク軸との間には、その寸法公差上、極僅かな隙間が生じる場合があり、この隙間がフレッティング磨耗の原因となるものと考えられる。 There may be a slight gap between the inner ring and the crankshaft of the bearing that is fixedly fitted in this way or the intermediate fit due to its dimensional tolerance, and this gap may cause fretting wear. Conceivable.
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、軸受から騒音が発生するのを防止しつつ、フレッティング磨耗を抑制できる軸受装置及び該軸受装置を備えたエンジンを提供することを課題としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and it is an object of the present invention to provide a bearing device capable of suppressing fretting wear while preventing noise from being generated from the bearing, and an engine including the bearing device. It is said.
本発明は、内輪と外輪との間に多数の転動体を介在させた軸受と、該軸受の内輪に嵌合する回転軸と、上記外輪に嵌合するケース部材と、上記内輪と上記回転軸との内輪嵌合部又は上記外輪と上記ケース部材との外輪嵌合部の少なくとも一方に潤滑油を供給する給油機構とを備えたエンジンであって、
上記ケース部材は、上記回転軸の軸線方向において左ケースと右ケースとに分割されており、上記軸受は、上記回転軸と左ケースとの間に配設された左軸受及び上記回転軸と右ケースとの間に配設された右軸受を有し、該左軸受の内輪嵌合部又は外輪嵌合部の嵌合度と、右軸受の内輪嵌合部又は外輪嵌合部の嵌合度とは異なる値を有し、上記給油機構は、潤滑油を上記嵌合度の緩い側の内輪嵌合部又は外輪嵌合部に供給することを特徴としている。
The present invention provides a bearing in which a large number of rolling elements are interposed between an inner ring and an outer ring, a rotating shaft fitted to the inner ring of the bearing, a case member fitted to the outer ring, the inner ring, and the rotating shaft. an engine having an oil supply mechanism for supplying on at least one lubricating oil of the outer ring fitting portion between the inner ring fitting portion or the outer ring and the case member and,
The case member is divided into a left case and a right case in the axial direction of the rotary shaft, and the bearing includes a left bearing disposed between the rotary shaft and the left case, and the rotary shaft and the right case. A right bearing disposed between the case and the fitting degree of the inner ring fitting part or the outer ring fitting part of the left bearing and the fitting degree of the inner ring fitting part or the outer ring fitting part of the right bearing. The oil supply mechanism has different values, and is characterized in that the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portion or the outer ring fitting portion on the loose fitting side .
本発明にかかるエンジンによれば、潤滑油を上記嵌合度の緩い側の内輪嵌合部又は外輪嵌合部に供給するようにしたので、潤滑油が内輪又は外輪嵌合部の僅かな隙間に進入してダンピング機能を発揮することとなり、回転軸への軸直角方向力により回転軸にフレッティング磨耗が生じるのを抑制できる。その結果、軸受の回転軸又はケース部材との嵌合度を小さくすることができ、軸受から騒音が発生するのを防止できるとともに、組み付けを容易に行うことができる。 According to the engine of the present invention, the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portion or the outer ring fitting portion on the loose side of the fitting degree, so that the lubricating oil is in a slight gap between the inner ring and the outer ring fitting portion. It enters and exhibits a damping function, and it is possible to suppress the occurrence of fretting wear on the rotating shaft due to the force perpendicular to the rotating shaft. As a result, the degree of fitting of the bearing with the rotating shaft or the case member can be reduced, noise can be prevented from being generated from the bearing, and assembly can be easily performed.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1ないし図9は、本発明の一実施形態による軸受装置及び該軸受装置を備えたエンジンを説明するための図である。本実施形態では、自動二輪車に搭載されたエンジンの軸受装置を例に説明する。なお、本実施形態の説明の中で前後,左右という場合は、シートに着座した状態で見た場合の前後,左右を意味する。 FIGS. 1 to 9 are views for explaining a bearing device and an engine equipped with the bearing device according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an engine bearing device mounted on a motorcycle will be described as an example. In the description of the present embodiment, the terms front and rear and left and right mean front and rear and left and right when viewed in a seated state.
図において、1はオフロードタイプの自動二輪車を示している。該自動二輪車1は、車体フレーム2と、該車体フレーム2の前端部に配置されたヘッドパイプ3により左右操向可能に支持されたフロントフォーク4と、上記車体フレーム2の後端部により上下揺動可能に支持されたリヤアーム5とを有する。
In the figure,
上記フロントフォーク4の下端部には前輪6が軸支され,上端部には操向ハンドル7が固定されている。上記リヤアーム5の後端部には後輪8が軸支され、該リヤアーム5と上記車体フレーム2との間にはリヤクッション9が介設されている。また上記車体フレーム2上には燃料タンク10,鞍乗型のシート11が搭載されている。
A front wheel 6 is pivotally supported at the lower end of the
上記車体フレーム2は、ダウンチューブ2aとアッパチューブ2bとからなるクレードル形のメインフレーム2cと、該メインフレーム2cの後端部から後斜め上向きに延びるシートレール2dとを有する。
The vehicle body frame 2 includes a cradle-shaped
上記メインフレーム2cのクレードル内にはエンジン15が搭載され、該エンジン15はメインフレーム2cにより懸架支持されている。
An
上記エンジン15は、水冷式4サイクル単気筒エンジンであり、クランクケース(ケース部材)16の上合面にシリンダブロック17,シリンダヘッド18,ヘッドカバー19を順次積層し、これらを複数本のボルト20により結合した構造を有する。
The
上記クランクケース16の後側には変速機ケース(ケース部材)22が一体に形成されており、該クランクケース16の底部にはオイル溜め部16aが形成されている。
A transmission case (case member) 22 is integrally formed on the rear side of the
上記クランクケース16内には、クランク軸(回転軸)23が車幅方向に向けて収容されている。該クランク軸23の左,右のクランクアーム23a,23aにはクランクピン25が装着されている。該クランクピン25には、コンロッド24の大端部24aが軸受28を介在させて連結されており、該コンロッド24の小端部24bは、上記シリンダブロック17のシリンダボア内に摺動自在に挿入配置されたピストン(不図示)に連結されている。
A crankshaft (rotary shaft) 23 is accommodated in the
上記シリンダヘッド18とヘッドカバー19とで形成されたカム室26内には吸気,排気カム軸27,27がクランク軸23と平行に配置され、該吸気,排気カム軸27により吸気,排気弁(不図示)が開閉駆動される。
In the
上記変速機ケース22内には変速装置30が収容されている。この変速装置30は、入力ギヤ群31が装着されたメイン軸(変速軸)32と、該入力ギヤ群31に噛合する出力ギヤ群33が装着されたドライブ軸(変速軸)34と、上記メイン軸32の右端部に装着されたクラッチ機構35とを有する。上記メイン軸32,ドライブ軸34はクランク軸23と平行に配置されている。
A
上記ドライブ軸34の左端部34cは、変速機ケース22から外方に突出しており、該左端部34cに装着された駆動スプロケット36がチェーン37を介して上記後輪8の後輪スプロケット38に連結されている。
A
上記クラッチ機構35は、上記メイン軸32に回転自在に装着されたアウタドラム35aと、該メイン軸32にスプライン結合されたインナドラム35bとの間に複数のクラッチ板35cを介在させた構造を有する。上記メイン軸32には、上記アウタドラム35aに固定された減速大ギヤ40が回転自在に装着されており、該減速大ギヤ40には、上記クランク軸23にキー嵌合された減速小ギヤ29が噛合している。
The
上記クラッチ機構35は、メイン軸32の軸芯に挿入されたブッシュロッド39を進退操作することにより、クランク軸23からメイン軸32へのエンジン動力の伝達を接続又は遮断する。
The
上記エンジン15は、クランクケース16のオイル溜め部16a内の潤滑油を各被潤滑部に供給する潤滑油供給装置60を備えている。
The
この潤滑油供給装置60は、主として図9に示すように、オイル溜め部16aに開口するストレーナ61と、該ストレーナ61に接続された給油ポンプ62と、該給油ポンプ62により吸引された潤滑油を濾過するオイルクリーナ63と、該オイルクリーナ63からの潤滑油をクランク軸23に導くクランク軸経路64,変速装置30に導く変速機経路65及び吸気,排気カム軸27に導くカム軸経路66とを有する。
As shown mainly in FIG. 9, the lubricating
上記給油ポンプ62は、上記変速機ケース22内に配置され、上記メイン軸32に減速大ギヤ40と共に回転するよう装着されたポンプ駆動ギヤ67により中間ギヤ68を介してポンプギヤ62aを回転することにより駆動される(図3,図5参照)。
The
上記オイルクリーナ63は、上記クランクケース16,変速機ケース22の右側壁に装着されたクラッチカバー70内に着脱可能に配置されている(図4参照)。
The
上記クランク軸経路64は、オイルクリーナ63からの潤滑油をピストンの裏面に向って噴出するピストン冷却経路64aと、クランク軸23の軸芯に形成されたクランク軸通路23dからクランクピン25の軸孔25aを通って軸受28に供給するクランクピン経路64bとを有する。
The
上記変速機経路65は、ピストン冷却経路64aに接続された変速機通路65aと、該変速機通路65aからの潤滑油をメイン軸32の軸芯に形成されたメイン軸通路32aから複数の分岐通路32bを介してメイン軸32に軸支された各入力ギヤ31aに供給するメイン軸経路65bと、上記変速機通路65aに分岐接続されたミッションパイプ69から潤滑油の一部を入力ギヤ群31,出力ギヤ群33の噛合部に噴出するミッションシャワー経路65cと、上記ミッションパイプ69からの潤滑油の残部をドライブ軸34の軸芯に形成されたドライブ通路34aから複数の分岐通路34bを介してドライブ軸24に軸支された各出力ギヤ33aに供給するドライブ軸経路65dとを有する。
The
上記カム軸経路66は、上記変速機通路65aに接続されたカム軸通路66aから潤滑油を油圧テンショナ66bを介して吸気,排気カム軸27,27に供給する。このようにして各被潤滑部に供給された潤滑油はオイル溜め部16aに戻される。
The
上記クランク軸23,メイン軸32及びドライブ軸34は、軸受装置41を介して上記クランクケース16,変速機ケース22により支持されており、詳細には以下の構造を有する。
The
上記クランクケース16及び変速機ケース22は、気筒軸線aを中心にしてクランク軸方向に左,右ユニットケース43,44に分割されている。
The
上記クランク軸23は、上記左,右ユニットケース43,44に形成された環状のボス部43a,44aにより左,右軸受45,46を介して回転自在に支持されている。
The
上記左,右軸受45,46は、それぞれ内輪45a,46aと外輪45b,46bとの間に多数の球状転動体45c,46cを介在させた構造を有する。
The left and
上記左,右の内輪45a,46aに、上記クランク軸23の左,右のクランクアーム23aの軸方向外側に形成されたクランクジャーナル部23b,23bが嵌合しており、上記左,右の外輪45b,46bに、上記左,右のユニットケース43,44のボス部43a,44aが嵌合部材52,52を介在させて嵌合している。
The left and right
ここで上記右軸受46のクランク軸23への嵌合度は、左軸受45のクランク軸23への嵌合度より小さくなっている。また左軸受45のクランク軸23への嵌合度は、左,右軸受45,46のユニットケース43,44への嵌合度と同等となっている。
Here, the degree of fitting of the
具体的には、上記左,右軸受45,46の外輪45b,46bは、左,右のボス部43a,44aに締り嵌めにより強固に圧入されている。
Specifically, the
上記左の軸受45の内輪45aは、クランク軸23の左クランクジャーナル部23bに締り嵌めにより強固に圧入されている。
The
上記右の軸受46の内輪46aは、クランク軸23の右クランクジャーナル部23bに止まり嵌め又は中間嵌めにより嵌合支持されている。
The
上記メイン軸32及びドライブ軸34は、上記左,右ユニットケース43,44に形成された左,右の環状のボス部43b,43c及び44b,44cにより左,右軸受47,49及び48,50を介して回転自在に支持されている。この各軸受47〜50は、上記軸受45,46と同様の構造を有する。
The
上記左,右軸受47,48の内輪47a,48aに、上記メイン軸32が嵌合しており、左,右の外輪47b,48bに左,右のボス部43b,44bが嵌合している。右軸受48のメイン軸32への嵌合度は、左の軸受47のメイン軸32への嵌合度より小さくなっている。
The
上記左,右軸受49,50の内輪49a,50aに、上記ドライブ軸34が嵌合しており、左,右の外輪49b,50bに左,右のボス部43c,44cが嵌合している。左軸受49のドライブ軸34への嵌合度は、右軸受50のドライブ軸34への嵌合度より小さくなっている。
The
上記軸受装置41は、嵌合度の小さい側の各軸受46,48,49の内輪嵌合部A,B,Cに潤滑油を供給する給油機構(潤滑油供給装置)60を備えている。
The bearing
この給油機構60は、上述の給油ポンプ62により吸引され,オイルクリーナ63で濾過された潤滑油を、上記クランク軸23の軸受46の内輪嵌合部Aに供給する第1給油通路23eと、上記メイン軸32の軸受48の内輪嵌合部Bに供給する第2給油通路32eと、上記ドライブ軸34の軸受49の内輪嵌合部Cに供給する第3給油通路34eとを有する。
The
上記第1給油通路23eは、クランク軸通路23dから軸直角方向に分岐し、上記内輪嵌合部Aに連通するようクランク軸23の右クランクジャーナル部23bに形成されている。より詳細には、上記第1給油通路23eは、上記内輪嵌合部Aの一方の面を構成する右クランクジャーナル部23bの外周面に形成された環状溝23fに連通している。該環状溝23fは、上記軸受46の内輪46aの軸方向中央部に位置し、溝深さtは0.5mm程度で拡開角度θは120〜130°程度の断面R形状をなしている。
The first
これにより、給油ポンプ62によりクランク軸通路23d内に圧送された潤滑油の一部は、クランク軸23の遠心力でもって第1給油通路23eから環状溝23fを通って内輪嵌合部Aの嵌合面に供給される。
As a result, a portion of the lubricating oil pumped into the
上記第2給油通路32eは、メイン軸通路32aから軸直角方向に分岐し、上記内輪嵌合部Bに連通するようメイン軸23に形成されており、また上記第3給油通路34eは、ドライブ軸通路34aから軸直角方向に分岐し、内輪嵌合部Cに連通するようドライブ軸34に形成されており、基本的な構造は上記第1給油通路23eと同様である。
The second
上記給油ポンプ62により、メイン軸32のメイン軸通路32a内に圧送された潤滑油の一部は、メイン軸32の遠心力でもって第2給油通路32eから内輪嵌合部Bの嵌合面に供給され、ドライブ軸34のドライブ軸通路34a内に圧送された潤滑油の一部は、ドライブ軸の遠心力でもって第3給油通路34eから内輪嵌合部Cの嵌合面に供給される。
A part of the lubricating oil pressure-fed into the
本実施形態によれば、クランク軸23の軸受46が嵌装された内輪嵌合部Aに潤滑油を供給するようにしたので、潤滑油がクランク軸23のクランクジャーナル部23bと内輪46aとの僅かな隙間に進入してダンピング機能を発揮することとなり、クランク軸23に作用する軸直角方向の衝撃力によるフレッティング磨耗を抑制でき、磨耗による異音の発生を防止できる。
According to the present embodiment, since the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portion A in which the
このようにクランク軸23の軸受46の内輪嵌合部Aに潤滑油を供給したので、クランク軸23への軸受46の嵌合度を左の軸受45の嵌合度より小さくすることが可能となり、左,右の軸受を強固に圧入する場合の騒音の発生を防止できるとともに、組み付け性を改善できる。
Since the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portion A of the bearing 46 of the
本実施形態では、上記内輪嵌合部Aに供給する給油機構を、給油ポンプ62と、クランク軸23に形成された第1給油通路23eとで構成したので、エンジン15に備えられた既存の潤滑油供給装置60をそのまま利用でき、かつクランク軸23に直径方向の孔加工及び溝加工を追加するだけで済み、コスト上昇を抑制できる。
In the present embodiment, the oil supply mechanism that supplies the inner ring fitting portion A is configured by the
本実施形態では、上記クランク軸23の外周面に、第1給油通路23eに連通する環状溝23fを形成したので、潤滑油を内輪嵌合部Aの嵌合面全周に渡って供給でき、ダンピング機能をより確実に発揮させることができる。
In the present embodiment, since the
本実施形態では、上記メイン軸32,ドライブ軸34の内輪嵌合部B,Cに潤滑油を供給するようにしたので、入力ギヤ群31,出力ギヤ群33の噛み合い時の反力によって生じるメイン軸32,ドライブ軸34のフレッティング磨耗を抑制でき、上記実施形態と略同様の効果が得られる。
In the present embodiment, since the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portions B and C of the
なお、上記実施形態では、内輪嵌合部に潤滑油を供給した場合を説明したが、外輪嵌合部に潤滑油を供給するよう構成しても良い。 In the above embodiment, the case where the lubricating oil is supplied to the inner ring fitting portion has been described. However, the lubricating oil may be supplied to the outer ring fitting portion.
また、エンジンのクランク軸,変速装置のメイン軸,ドライブ軸を軸受を介して左,右ユニットケースで支持する場合を例に説明したが、本発明の軸受装置の適用範囲はこれに限られるものではない。例えば、クランク軸の回転が伝達される中間軸,あるいはポンプ軸等にも適用可能であり、要は、回転軸の軸受の締め代(圧入代)が大きくとれないことによりフレッティング磨耗が生じる部位であれば、何れにも適用可能である。 Also, the case where the crankshaft of the engine, the main shaft of the transmission, and the drive shaft are supported by the left and right unit cases via bearings has been described as an example, but the scope of application of the bearing device of the present invention is limited to this is not. For example, it can also be applied to an intermediate shaft to which the rotation of the crankshaft is transmitted, or a pump shaft. Any of them can be applied.
さらにまた、上記実施形態では、自動二輪車に搭載されたエンジンの軸受装置を例に説明したが、本発明は自動車等に搭載されるエンジンにも適用できる。 Furthermore, in the above embodiment, the engine bearing device mounted on the motorcycle has been described as an example, but the present invention can also be applied to an engine mounted on an automobile or the like.
15 エンジン
16 クランクケース(ケース部材)
22 変速機ケース(ケース部材)
23 クランク軸(回転軸)
23e 給油通路
23f 環状溝
32 メイン軸(変速軸)
32e 給油通路
34 ドライブ軸(変速軸)
34e 給油通路
41 軸受装置
43,44 ユニットケース(ケース部材)
45〜50 軸受
46a 内輪
46b 外輪
46c 転動体
60 潤滑油供給装置(給油機構)
62 給油ポンプ
A〜C 内輪嵌合部
a 気筒軸線
15
22 Transmission case (case member)
23 Crankshaft (Rotating shaft)
23e
32e
34e
45-50
62 Oil supply pumps A to C Inner ring fitting part a Cylinder axis
Claims (6)
上記ケース部材は、上記回転軸の軸線方向において左ケースと右ケースとに分割されており、
上記軸受は、上記回転軸と左ケースとの間に配設された左軸受及び上記回転軸と右ケースとの間に配設された右軸受を有し、
該左軸受の内輪嵌合部又は外輪嵌合部の嵌合度と、右軸受の内輪嵌合部又は外輪嵌合部の嵌合度とは異なる値を有し、
上記給油機構は、潤滑油を上記嵌合度の緩い側の内輪嵌合部又は外輪嵌合部に供給する
ことを特徴とするエンジン。 A bearing in which a large number of rolling elements are interposed between the inner ring and the outer ring, a rotating shaft fitted to the inner ring of the bearing, a case member fitted to the outer ring, and an inner ring fitting of the inner ring and the rotating shaft An engine having an oil supply mechanism that supplies lubricating oil to at least one of a joint portion or an outer ring fitting portion between the outer ring and the case member,
The case member is divided into a left case and a right case in the axial direction of the rotating shaft,
The bearing has a left bearing disposed between the rotating shaft and the left case and a right bearing disposed between the rotating shaft and the right case,
The fitting degree of the inner ring fitting part or outer ring fitting part of the left bearing and the fitting degree of the inner ring fitting part or outer ring fitting part of the right bearing have different values,
The engine according to claim 1, wherein the oil supply mechanism supplies lubricating oil to the inner ring fitting portion or the outer ring fitting portion on the loose fitting side .
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