JP5115165B2 - クランクシャフト支持構造 - Google Patents

Description

本発明は、軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャを用いたクランクシャフト支持構造に関する。

軸と軸受との軸方向の対向面間に配置されるスラストワッシャが知られている。例えば内燃機関のクランクシャフトとこれをシリンダブロックの下部にて支持するジャーナル軸受あるいは軸受キャップ（ベアリングビーム、ラダービームなどの軸受キャップの接続構造体を含む）との間に配置される金属製のスラストワッシャが知られている。

このようなスラストワッシャとして、金属材料の代わりに樹脂を主体として形成したものが知られている（例えば特許文献１，２参照）。更に特許文献２では金属との複合体も提案されている。
特開平５−７８５００号公報（第２−３頁） 特開平５−２９６２３４号公報（第７−９頁）

金属製のスラストワッシャでは、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性に乏しく局部当たりによる摩擦や摩耗が大きくなる傾向にあり、耐久性や消費エネルギー上の問題が生じる。

特許文献１，２に示されているものはいずれも樹脂を全てあるいは主体としているので軸又は軸受の変形に対する吸収性は十分であるが、少なくとも摺動面は樹脂であり金属に比較して耐久性に乏しく、使用部位によっては剥離や亀裂が生じる。特に、内燃機関のクランクシャフトを支持する場合にはクランクシャフトとシリンダブロック側との熱膨張差により、局部当たりがより強まって耐久性上の問題が大きくなるおそれがある。

本発明は、組み付け後の軸又は軸受の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に耐久性をも高めることを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のクランクシャフト支持構造は、ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、前記スラストワッシャは、２枚の金属板と同２枚の金属板の間に設けられた樹脂製弾性体とからなるものであり、前記２枚の金属板が前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面にそれぞれ対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成するものであることを特徴とする。

このように本発明のクランクシャフト軸受構造においては、スラストワッシャを２枚の金属板と同２枚の金属板の間に設けられた樹脂製弾性体とからなるものであって、圧縮変形部を形成するものとしている。このことにより、ジャーナル軸受の前記対向面から局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することになる。このことによりスラストワッシャにおけるアーム部の前記対向面側に広く分散して圧力を伝達することになるので摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。このように組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。

しかもスラストワッシャを両面とも金属板としていることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。
また、このようにクランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にスラストワッシャを設けないタイプの場合は、軸受キャップをシリンダブロックのジャーナル軸受側に対してボルト締結するとシリンダブロックのジャーナル軸受が変形し、組み付け後にスラストワッシャは局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャは、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めているので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。

請求項２に記載のクランクシャフト支持構造は、前記スラストワッシャは、前記２枚の金属板の一方又は両方がバネ鋼板であり波板状に形成されていることを特徴とする。

このように、スラストワッシャの２枚の金属板の一方又は両方をバネ鋼板で波板状に形成されたものとすることにより、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を一層高めることができ、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。

請求項３に記載のクランクシャフト支持構造は、ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、前記スラストワッシャは、その全体が１枚のバネ鋼板からなり、該バネ鋼板の一部又は全部が波板状に形成されたものであり、前記１枚のバネ鋼板が前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面に対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成するものであることを特徴とする。

このように本発明のクランクシャフト支持構造においては、１枚のバネ鋼板からなるスラストワッシャを、そのバネ鋼板の一部又は全部が波板状に形成されたものであって、これにより圧縮変形部を形成するものとしている。このことにより、ジャーナル軸受の前記対向面から局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応してバネ鋼板自体の局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することができる。そして、スラストワッシャにおけるアーム部の前記対向面側に広く分散して圧力を伝達することになるので摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになり、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。

しかもスラストワッシャ全体が金属材料である１枚のバネ鋼板であることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。
また、このようにクランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にスラストワッシャを設けないタイプの場合は、軸受キャップをシリンダブロックのジャーナル軸受側に対してボルト締結するとシリンダブロックのジャーナル軸受が変形し、組み付け後にスラストワッシャは局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャは、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めているので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。

請求項４に記載のクランクシャフト支持構造は、ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、前記スラストワッシャは、１枚の金属板の少なくとも一方の面にペーパーライニング層を設ける領域である第１の領域と同ペーパーライニング層を薄く又は設けない領域である第２の領域とを備えるように形成されたものであり、前記１枚の金属板の前記一方の面と前記ジャーナル軸受の前記対向面とが対向し且つ他方の面と前記アーム部の前記対向面とが対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力を受ける領域を前記第２の領域とするものであることを特徴とする。

このように、スラストワッシャにペーパーライニング層を設けたことにより、ペーパーライニングの柔軟性が、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制し、剥離や亀裂を生じにくくさせる。そしてペーパーライニングは金属板に形成されていることから全体としても耐久性を高めることができる。
特に、ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力を受ける領域をペーパーライニングを薄く又は設けないようにした領域である第２の領域とするようにスラストワッシャを配設することにより、ジャーナル軸受の前記対向面から局部的な軸方向の圧力を伝達する変形が生じても、この変形を吸収することができる。このことから、より効果的に摺動面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。こうして組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する高い吸収性を生じて、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。
また、このようにクランクシャフトと軸受キャップとの軸方向の対向面間にスラストワッシャを設けないタイプの場合は、軸受キャップをシリンダブロックのジャーナル軸受側に対してボルト締結するとシリンダブロックのジャーナル軸受が変形し、組み付け後にスラストワッシャは局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャは、組み付け後のクランクシャフト又はジャーナル軸受の変形に対する吸収性を高めているので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。

請求項５に記載のクランクシャフト支持構造では、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記スラストワッシャは、前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面のいずれか一方に対する摺動面に固体潤滑被膜を形成したものであることを特徴とする。
このように摺動面に固体潤滑被膜を形成することにより摩擦や摩耗を一層抑制でき、耐久性もより高くすることができる。

［実施の形態１］
図１は車両用内燃機関のシリンダブロック２の下部に形成されているジャーナル軸受４における軸方向に平行な面での縦断面図を示している。図２は軸方向（図１の右方向）から見た構成を表し、この図２におけるＡ１−Ａ１線断面図が図１に相当する。内燃機関のシリンダブロック２はアルミニウム合金製であり、この下部にはボルト６にて鉄合金製の軸受キャップ８が締結されている。このことによりジャーナル軸受４と軸受キャップ８とは、鉄合金製であるクランクシャフト１０のジャーナル部１０ａを、ベアリングメタル１２，１４を介して回転可能に支持している。

ジャーナル軸受４において軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面４ａに沿って溝１６，１８が形成されている。溝１６，１８内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ２０，２２が配置されている。図３にスラストワッシャ２０，２２の形状を示す。図３において、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は(Ａ)におけるＡ２−Ａ２線断面図である。

スラストワッシャ２０，２２は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状をなしている。スラストワッシャ２０，２２の軸方向の両側表面には、それぞれ金属板２４，２６が設けられている。この金属板２４，２６は薄板バネ鋼板であり、この２枚の金属板２４，２６の間には、金属板２４，２６と共に局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる弾性体、ここでは樹脂製弾性体であるゴム材２８（ウレタンゴム等）が接合状態で積層されて、金属複合体としてのラミネート鋼板を形成している。

図４，５は、シリンダブロック２のジャーナル軸受４に対して軸受キャップ８を組み合わせる直前の状態を示している。図６は組み合わせ直後の状態を示し、未だボルト締結はなされていない状態である。したがってシリンダブロック２のジャーナル軸受４にはボルト締結による歪みは生じていない。

そして図１，２にて示したごとくボルト締結して軸受キャップ８をシリンダブロック２の下部に固定すると、ジャーナル軸受４側の溝１６，１８において、特に軸受キャップ８と当接する側において、軸方向外側へ歪みによる変形部４ｂを生じる。このことによりスラストワッシャ２０，２２は軸受キャップ８に近い側の一部がクランクシャフト１０側に押される状態となる。

スラストワッシャ２０，２２の表裏両面は、それぞれ金属板２４，２６にて覆われているが内部は弾力性に富む柔軟なゴム材２８である。このため図１に示したごとく変形部４ｂにより金属板２４，２６がゴム材２８側へ局部的に押されても、ゴム材２８がこの圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる。このように内部のゴム材２８が柔軟に対応することで、変形部４ｂとは反対側の金属板２４，２６の広い範囲に、変形部４ｂからの押圧力を分散する。このことにより変形部４ｂとは反対側の金属板２４，２６が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。

ここで従来例として、図３に示したスラストワッシャ２０，２２の代わりに、図１５に示すごとく全体を金属材料（複数金属の積層体を含む）のみにて形成した従来型のスラストワッシャＹ１を用いて、図１６に示すごとく図１と同様な配置を実施した。尚、図１５において(Ａ)は正面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は(Ａ)におけるＸ−Ｘ線断面図である。ここではスラストワッシャＹ１の本体Ｙ１ａは鋼板であり、摺動面側にはアルミニウムライニング層Ｙ１ｂが形成されている。更にジャーナル軸受４側の溝１６，１８の変形部４ｂに予め対応させて、切り欠き状のリリーフ部Ｙ１ｃを形成している。

図１の構成と、図１６の構成とをそれぞれＬ型４気筒のディーゼルエンジンに適用して、連続高速耐久試験（３００時間）を実施し、本実施の形態のスラストワッシャ２０，２２と従来型のスラストワッシャＹ１との耐久性を評価した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ２０，２２では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して０％であったが、従来型のスラストワッシャＹ１では１５％であった。すなわち従来型のスラストワッシャＹ１は予めリリーフ部Ｙ１ｃを形成しても、実際に生じる変形部４ｂの形状に十分に対応できていないことを示している。

上述した構成において、請求項との関係は、２枚の金属板２４，２６とゴム材２８との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．このように本実施の形態のスラストワッシャ２０，２２は、金属板２４，２６の間にゴム材２８を挟んで形成した圧縮変形部を設けている。このことによりジャーナル軸受４側の溝１６，１８の底面である対向面１６ａ，１８ａから、変形部４ｂの発生により局部的な軸方向の圧力が生じても、これに対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じて吸収することになる。

このことによりクランクシャフト１０の対向面１０ｂ側には広く分散して圧力を伝達することになる。したがって摺動面、ここではクランクシャフト１０側の金属板２４，２６の表面の局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。このように組み付け後のジャーナル軸受４の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。

しかも摺動面側は金属板２４，２６のいずれかであって金属材料としていることから、耐久性が高く、剥離や亀裂は生じにくい。スラストワッシャ２０，２２両側が金属材料であることから、特に耐久性が高く、剥離や亀裂は一層生じにくい。

（ロ）．尚、本実施の形態のクランクシャフト支持構造は、内燃機関のクランクシャフト１０と軸受キャップ８との軸方向の対向面間にはスラストワッシャは設けていない。クランクシャフト１０とジャーナル軸受４との軸方向の対向面間に配置したスラストワッシャ２０，２２のみである。

このようなタイプの場合は、上述したごとくボルト締結により変形部４ｂが生じ、組み付け後にスラストワッシャ２０，２２は局部当たりのおそれを生じる。しかし前述したごとく、このクランクシャフト支持構造で用いるスラストワッシャ２０，２２は、組み付け後のジャーナル軸受４の変形に対する吸収性を高めている。したがって、このようなタイプのクランクシャフト支持構造においても効果的に局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。

（ハ）．ゴム材２８によりスラストワッシャ２０，２２に柔軟性が生じていることから、クラッチ係合時に生じる軸方向圧力を吸収することができ、Ｎ／Ｖ比を小さくして燃費を向上させる効果も存在する。

（ニ）．本実施の形態のスラストワッシャ２０，２２は、図１５，１６に示した金属材料のみで形成した従来型のスラストワッシャＹ１に比較し、リリーフ部Ｙ１ｃの加工が不要となり、更に鉄合金製であるクランクシャフト１０とアルミニウム合金製であるシリンダブロック２との熱膨張差も十分に吸収できる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、図３に示したスラストワッシャ２０，２２の代わりに、図７に示すスラストワッシャ１２０が用いられる。図７において(Ａ)は正面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は(Ａ)におけるＡ３−Ａ３線断面図である。

スラストワッシャ１２０の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ２０，２２と同じであるが、表裏面の２枚の金属板１２４，１２６が共に薄板バネ鋼板を波板状に形成されている点が前記実施の形態１の場合と異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じである。したがって図１〜６も参照して説明する。

このような構成のスラストワッシャ１２０は、金属板１２４，１２６が柔軟性がより高くなることから、内部のゴム材１２８と共に変形部４ｂ側の金属板１２４，１２６も柔軟に対応できる。このため変形部４ｂとは反対側の金属板１２４，１２６の広い範囲に、変形部４ｂからの押圧力を分散できる。このことにより変形部４ｂとは反対側の金属板１２４，１２６が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。

図７のスラストワッシャ１２０を用いて図１と同様とした構成と、図１６の構成とをそれぞれＬ型４気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態１にて実行した連続高速耐久試験（３００時間）を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ１２０では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して０％であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャＹ１では１５％であった。

上述した構成において、請求項との関係は、２枚の金属板１２４，１２６とゴム材１２８との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．前記実施の形態１と同様な効果を生じさせることができる。特に本実施の形態のスラストワッシャ１２０は２枚の金属板１２４，１２６についても高い柔軟性が生じていることで、組み付け後のジャーナル軸受４の変形に対する吸収性を一層高めることができ、局部当たりによる摩擦や摩耗を効果的に抑制することができる。

［実施の形態３］
本実施の形態では、図３にて示したスラストワッシャ２０，２２の代わりに、図８にて示すスラストワッシャ２２０が用いられる。図８において(Ａ)は正面図、(Ｂ)は斜視図、(Ｃ)は右側面図である。スラストワッシャ２２０の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ２０，２２と同じであるが、１枚の薄板バネ鋼板が円弧に沿って波板状に形成されている点が前記実施の形態１の場合と異なる。更にスラストワッシャ２２０の一面、ここでは図１に示したクランクシャフト１０の対向面１０ｂに接触させる面には、固体潤滑被膜を形成している。この固体潤滑被膜としては、ＭｏＳ2被膜、グラファイト−樹脂コート、Ｎｉ−ＰＴＦＥメッキ被膜等である。尚、スラストワッシャ２２０の両面に固体潤滑被膜を形成しても良い。

他の構成は前記実施の形態１と同じである。したがって図１〜６も参照して説明する。
このような構成のスラストワッシャ２２０は全体が金属材料であっても柔軟性が高くなることから、変形部４ｂからの押圧力をスラストワッシャ２２０内で分散し吸収する。このことにより変形部４ｂとは反対側が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。

図８のスラストワッシャ２２０を用いて図１と同様とした構成と、図１６の構成とをそれぞれＬ型４気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態１にて実行した連続高速耐久試験（３００時間）を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ２２０では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して０％であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャＹ１では１５％であった。

上述した構成において、請求項との関係は、スラストワッシャ２２０の全体が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．スラストワッシャ２２０が金属材料のみにより形成されていても、前記実施の形態１と同様な効果を生じさせることができる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、図３にて示したスラストワッシャ２０，２２の代わりに、図９にて示すスラストワッシャ３２０が用いられる。図９において(Ａ)は正面図、(Ｂ)は斜視図、(Ｃ)は右側面図である。スラストワッシャ３２０の全体的な円弧形状は前記スラストワッシャ２０，２２と同じであるが、１枚の鋼板製プレート３２４が円弧状に形成されて全体の形状を決定している。この鋼板製プレート３２４の表裏面には部分的にペーパーライニング層３２６が接着されている。接着剤としては例えばエポキシ樹脂などが用いられる。このスラストワッシャ３２０は図１０に示すごとく組み込まれる。図１０におけるスラストワッシャ３２０以外の構成は前記実施の形態１と同じであるので、同一の構成については同一の符号にて示している。

図１０に示されているごとく、鋼板製プレート３２４におけるペーパーライニング層３２６は変形部４ｂを避けて接着されている。すなわち金属製支持板である鋼板製プレート３２４の両面の内で、少なくとも変形部４ｂにより局部的な軸方向の圧力を受ける側の面にペーパーライニング層３２６を積層している。そして同じ面において、変形部４ｂから局部的な軸方向の圧力を受ける領域にはペーパーライニング層３２６は存在していない。したがってスラストワッシャ３２０は変形部４ｂから強い軸方向の圧力を受けることはなく、変形部４ｂとは反対側が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。

図１０の構成と図１６の構成とをそれぞれＬ型４気筒のディーゼルエンジンに適用して、前記実施の形態１にて実行した連続高速耐久試験（３００時間）を実施した。この結果、本実施の形態のスラストワッシャ３２０では、摺動面疲労剥離面積は摺動面全体に対して０％であったが、前述したごとく従来型のスラストワッシャＹ１では１５％であった。

以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．本実施の形態のスラストワッシャ３２０は局部的な軸方向の圧力を受ける領域にはペーパーライニング層３２６を設けていない。このことにより、対向面から局部的な軸方向の圧力を伝達する変形部４ｂが生じても、この変形部４ｂの突出を吸収することができる。このことから、摺動面、ここではクランクシャフト１０の対向面１０ｂ側のペーパーライニング層３２６の表面における局部的な圧力上昇を抑制できるようになる。したがって組み付け後のジャーナル軸受４の変形に対する吸収性を高めて、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができる。

このことにより図１０に示したごとく摺動面側にペーパーライニング層３２６を配置したスラストワッシャ３２０によるクランクシャフト支持構造としても、スラストワッシャ３２０の耐久性は高く、剥離や亀裂は生じにくい。

［実施の形態５］
本実施の形態のクランクシャフト支持構造は、図１１，１２に示すごとくである。図１１は車両用内燃機関のシリンダブロック４０２の下部に形成されているジャーナル軸受４０４における軸方向に平行な面での縦断面図を示している。図１２は軸方向（図１１の右方向）から見た構成を表し、この図１２におけるＡ４−Ａ４線断面図が図１１に相当する。内燃機関のシリンダブロック４０２の下部にはボルト４０６にて軸受キャップ４０８が締結されており、このことによりジャーナル軸受４０４と軸受キャップ４０８とは、クランクシャフト４１０のジャーナル部４１０ａを、ベアリングメタル４１２，４１４を介して回転可能に支持している。

本実施の形態では前記実施の形態１に示したごとくジャーナル軸受４０４において軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面４０４ａに沿って溝４１６，４１８が形成されている。溝４１６，４１８内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ４２０，４２２が配置されている。図１３にスラストワッシャ４２０，４２２の形状を示す。図１３において、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は(Ａ)におけるＡ５−Ａ５線断面図である。

このスラストワッシャ４２０，４２２は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状をなし、全体が金属材料から構成されている。尚、前記実施の形態１〜４のごとくの構成のスラストワッシャを用いても良い。

本実施の形態では、軸受キャップ４０８側においても、軸方向の両面には、それぞれ軸受内周面４０８ａに沿って溝４１７，４１９が形成されている。これらの溝４１７，４１９の最下部には径方向に凹部４１７ｂ，４１９ｂが形成されている。

この溝４１７，４１９内には、それぞれ同一形状のスラストワッシャ４２１，４２３が配置されている。図１４にスラストワッシャ４２１，４２３の形状を示す。図１４において、(Ａ)は正面図、(Ｂ)は左側面図、(Ｃ)は(Ａ)におけるＡ６−Ａ６線断面図である。

スラストワッシャ４２１，４２３は平板からなるリング状体を軸に沿って半分に切断した円弧形状とされ、更に最下部に径方向に突起４２１ａ，４２３ａを形成している。スラストワッシャ４２１，４２３の軸方向の両側表面には、金属板４２４，４２６が設けられ、この金属板４２４，４２６は薄板バネ鋼板であり、この２枚の金属板４２４，４２６の間には弾性体、ここではウレタンゴムなどのゴム材４２８が接合状態で積層されて金属複合体としてのラミネート鋼板を形成している。すなわち積層構造としては前記実施の形態１のスラストワッシャと同じである。尚、このような積層構造ではなく、前記実施の形態２〜４のごとくの構成のスラストワッシャを用いても良い。尚、前記実施の形態４（図９）の構成とした場合には、最下部の突起４２１ａ，４２３ａ周辺領域には、ペーパーライニング層は配置しない構成とする。

クランクシャフト４１０の対向面４１０ｂに対するジャーナル軸受４０４側の対向面４１６ａ，４１８ａと、同じくクランクシャフト４１０の対向面４１０ｂに対する軸受キャップ４０８側の対向面４１７ａ，４１９ａとは、ボルトにて締結した状態で同一平面に仕上げ加工されている。したがって図１１，１２に示したごとくスラストワッシャ４２０，４２２を組み込んでボルト４０６でシリンダブロック４０２に軸受キャップ４０８を締結しても、前記実施の形態１〜４（図１，１０）に示したごとくの変形部４ｂは突出しない。したがってジャーナル軸受４０４側のスラストワッシャ４２０，４２２については図１３に示したごとくの構成でも局部当たりによる摩擦や摩耗は生じない。

軸受キャップ４０８についてはジャーナル軸受４０４の先端に２点でボルト締結されている。このため内燃機関運転時の振動により、軸受キャップ４０８の最下端部分が軸方向への振動変形を引き起こす。本実施の形態では、軸受キャップ４０８側にもスラストワッシャ４２１，４２３を配置したため、軸受キャップ４０８に生じた振動による変形が大きくなった場合には、スラストワッシャ４２１，４２３が、特にその下端部分にて局部当たりをクランクシャフト４１０の対向面４１０ｂに対して生じる。すなわち最下部の突起４２１ａ，４２３ａ周辺が、軸受キャップ４０８側の対向面４１７ａ，４１９ａによりクランクシャフト４１０の対向面４１０ｂ側に押しつけられる。すなわち前記実施の形態１にて説明した変形部４ｂによる局部当たりと同様な現象を振動により生じる。

しかしスラストワッシャ４２１，４２３の表裏両面はそれぞれ金属板４２４，４２６にて覆われているが内部は弾力性に富む柔軟なゴム材４２８である。このため軸受キャップ４０８の軸方向の振動変形により金属板４２４，４２６が局部的に押されても内部のゴム材４２８がこの圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる。このように内部のゴム材４２８が柔軟に対応することで、クランクシャフト４１０の対向面４１０ｂ側の金属板４２４，４２６の広い範囲に、軸受キャップ４０８の先端側からの押圧力を分散する。このことにより金属板４２４，４２６が局部的に軸方向に飛び出す変形を抑制できる。

上述した構成において、請求項との関係は、２枚の金属板４２４，４２６とゴム材４２８との全層が圧縮変形部に相当する。
以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．このように４枚のスラストワッシャ４２０，４２１，４２２，４２３を用いたクランクシャフト支持構造においても、軸受キャップ４０８側のスラストワッシャ４２１，４２３については軸受キャップ４０８の軸方向での振動変形に対する吸収性を高めている。このため、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制することができ、耐久性も高く、剥離や亀裂は生じにくい。

（ロ）．軸受キャップ４０８側のスラストワッシャ４２１，４２３については、実施の形態２〜４の構成を採用しても同様に効果を生じさせることができる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態１（図１〜６）において、スラストワッシャ２０，２２は２枚の金属板２４，２６がゴム材２８の両側に存在した。これに代えて、摺動するクランクシャフト１０の対向面１０ｂ側のみ金属板を備えて、摺動しないジャーナル軸受４の対向面１６ａ，１８ａについてはゴム材２８を直接接触させるようにしても良い。前記実施の形態２（図７）においても同様である。

（ｂ）．前記実施の形態２（図７）においては２枚の金属板１２４，１２６の全体が波板状に形成されていたが、特に変形部４ｂが生じる部分の周辺に限って波板状としても良い。

又、２枚の金属板１２４，１２６を共に波板状とするのではなく、変形部４ｂ（図１）側を波板状とし、クランクシャフト１０の対向面１０ｂ側は平板状としても良い。
（ｃ）．前記実施の形態４（図９，１０）においては、スラストワッシャ３２０の両面にペーパーライニング層３２６を設けたが、変形部４ｂ側の面のみに設けても良い。

又、ペーパーライニング層３２６は変形部４ｂに対応する領域には設けずに、変形部４ｂからの局部当たりをなくし、あるいは少なくしたが、該当領域でのペーパーライニング層３２６を薄く形成することにより局部当たりをなくし、あるいは少なくしても良い。

又、ペーパーライニング層３２６を変形部４ｂ側の面の全面に設けても、ペーパーライニング層３２６の柔軟性により変形部４ｂからの局部当たりをなくしたり少なくしたりできるので、局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に、耐久性をも高めることができる。

（ｄ）．前記実施の形態３のスラストワッシャ２２０では、少なくともクランクシャフト１０の対向面１０ｂに接触させる面に固体潤滑被膜を形成したが、実施の形態１，２，５についても少なくともクランクシャフト１０の対向面１０ｂに接触させる面に固体潤滑被膜を形成しても良い。

又、前記実施の形態３において薄板バネ鋼板自体が潤滑性が高いものであれば、固体潤滑被膜を形成しなくても良い。
又、前記実施の形態３のスラストワッシャ２２０については特に変形部４ｂが生じる部分の周辺に限って波板状としても良い。このことにより波板状部分が柔軟に対応して変形部４ｂの圧力が摺動面にそのまま伝達されるのを阻止できる。

逆に前記実施の形態３のスラストワッシャ２２０は、変形部４ｂが生じる部分以外の領域に限って波板状としても良い。このことによりスラストワッシャ２２０の内でも屈曲せずに厚さの小さい平板状部分が変形部４ｂに位置することになる。このことにより変形部４ｂの圧力の伝達を阻止したり、伝達したとしても波板状部分を介して摺動面に伝達することになるため、変形部４ｂの圧力が摺動面にそのまま伝達されるのを阻止できる。

（ｅ）．前記各実施の形態では内燃機関のクランクシャフトの軸受に関する分野であるために、スラストワッシャはジャーナル軸受や軸受キャップ側に設置されていた。これとは逆に軸側が固定されて軸受側が回転する機構において軸側にスラストワッシャを設置した場合に、軸側にて振動や締結などにより変形部が生じることがある。この場合においても、本発明を適用することで、組み付け後の軸側の変形に対する吸収性を高めて局部当たりによる摩擦や摩耗を抑制すると共に耐久性も高めることができる。

実施の形態１の内燃機関ジャーナル軸受周辺部分での縦断面図。 図１の構成における右側面図。 実施の形態１のスラストワッシャの構成説明図。 実施の形態１のスラストワッシャ組み付け説明図。 図４の構成における右側面図。 実施の形態１におけるジャーナル軸受と軸受キャップとの組み合わせ直後の状態説明図。 実施の形態２のスラストワッシャの構成説明図。 実施の形態３のスラストワッシャの構成説明図。 実施の形態４のスラストワッシャの構成説明図。 実施の形態４のスラストワッシャ組み付け説明図。 実施の形態５の内燃機関ジャーナル軸受周辺部分での縦断面図。 図１１の構成における右側面図。 実施の形態５のスラストワッシャの構成説明図。 実施の形態５のスラストワッシャの構成説明図。 従来例のスラストワッシャの構成説明図。 従来例の内燃機関ジャーナル軸受周辺部分での縦断面図。

符号の説明

２…シリンダブロック、４…ジャーナル軸受、４ａ…軸受内周面、４ｂ…変形部、６…ボルト、８…軸受キャップ、１０…クランクシャフト、１０ａ…ジャーナル部、１０ｂ…対向面、１２，１４…ベアリングメタル、１６，１８…溝、１６ａ，１８ａ…対向面、２０，２２…スラストワッシャ、２４，２６…金属板、２８…ゴム材、１２０…スラストワッシャ、１２４，１２６…金属板、１２８…ゴム材、２２０…スラストワッシャ、３２０…スラストワッシャ、３２４…鋼板製プレート、３２６…ペーパーライニング層、４０２…シリンダブロック、４０４…ジャーナル軸受、４０４ａ…軸受内周面、４０６…ボルト、４０８…軸受キャップ、４０８ａ…軸受内周面、４１０…クランクシャフト、４１０ａ…ジャーナル部、４１０ｂ…対向面、４１２，４１４…ベアリングメタル、４１６，４１８…溝、４１６ａ，４１８ａ…対向面、４１７，４１９…溝、４１７ａ，４１９ａ…対向面、４１７ｂ，４１９ｂ…凹部、４２０，４２１，４２２，４２３…スラストワッシャ、４２１ａ，４２３ａ…突起、４２４，４２６…金属板、４２８…ゴム材。

Claims (5)

1. ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、
   前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、
   前記スラストワッシャは、２枚の金属板と同２枚の金属板の間に設けられた樹脂製弾性体とからなるものであり、前記２枚の金属板が前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面にそれぞれ対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成するものであることを特徴とするクランクシャフト支持構造。
2. 請求項１において、前記スラストワッシャは、前記２枚の金属板の一方又は両方がバネ鋼板であり波板状に形成されていることを特徴とするクランクシャフト支持構造。
3. ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、
   前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、
   前記スラストワッシャは、その全体が１枚のバネ鋼板からなり、該バネ鋼板の一部又は全部が波板状に形成されたものであり、前記１枚のバネ鋼板が前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面に対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力に対応して局部的な厚さ方向の圧縮変形を生じる圧縮変形部を形成するものであることを特徴とするクランクシャフト支持構造。
4. ジャーナル軸受及び軸受キャップにより内燃機関のクランクシャフトに形成されたジャーナル部をシリンダブロックに回転可能に支持するクランクシャフト支持構造において、
   前記クランクシャフトにあってそのジャーナル部から外周方向へと拡大した形状をなすアーム部と前記ジャーナル軸受との前記クランクシャフトの軸方向での各対向面の間にのみ配設される半円弧状のスラストワッシャを備え、
   前記スラストワッシャは、１枚の金属板の少なくとも一方の面にペーパーライニング層を設ける領域である第１の領域と同ペーパーライニング層を薄く又は設けない領域である第２の領域とを備えるように形成されたものであり、前記１枚の金属板の前記一方の面と前記ジャーナル軸受の前記対向面とが対向し且つ他方の面と前記アーム部の前記対向面とが対向する態様にて前記ジャーナル軸受の前記対向面に形成された溝部に配設されることで前記ジャーナル軸受の前記対向面からの局部的な軸方向の圧力を受ける領域を前記第２の領域とするものであることを特徴とするクランクシャフト支持構造。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記スラストワッシャは、前記アーム部の前記対向面及び前記ジャーナル軸受の前記対向面のいずれか一方に対する摺動面に固体潤滑被膜を形成したものであることを特徴とするクランクシャフト支持構造。

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