JP7202957B2 - すべり軸受、クランクシャフトの支持構造 - Google Patents

すべり軸受、クランクシャフトの支持構造 Download PDF

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Description

シリンダブロックにおいてクランクシャフトを支持するすべり軸受、及びこのすべり軸受を備えるクランクシャフトの支持構造に関する。
エンジンを構成するこの種の支持構造としては、クランクシャフトの各ジャーナル部に対応して設けられた円環状のすべり軸受と、各軸受が保持される軸受保持部を有するシリンダブロックと、を備えるものが知られている。各軸受保持部のうちクランクシャフトの軸心が延びる方向において両端に位置する2つの軸受保持部について、それらの径方向の中心位置を通る軸線を基準直線とする。各軸受保持部の中心位置と基準直線とのずれ量を小さくすることにより、各軸受保持部の中心位置を同軸とすることができる。
エンジンの製造工程において、シリンダブロックにシリンダヘッド及びシリンダヘッドガスケットが組み付けられる場合、その組み付けに伴ってシリンダブロックに弾性曲げ変形が生じる。これにより、各軸受保持部のうちクランクシャフトの軸心が延びる方向において中間に位置する軸受保持部の中心位置が基準直線から大きくずれ、各軸受保持部の同軸度が損なわれるおそれがある。この場合、各軸受保持部に保持された各軸受の同軸度が損なわれ、軸受の内周面とクランクシャフトの外周面との間のクリアランスが適正な値からずれるおそれがある。
この問題を解決するための技術として、下記特許文献1には、厚み寸法の異なる一組の分割軸受により構成された支持構造が開示されている。具体的には、基準直線に対して軸受保持部の中心位置が上側にずれる位置では、厚み寸法が大きい分割軸受を上側に配置し、かつ上側の分割軸受よりも厚み寸法が小さい分割軸受を下側に配置している。この支持構造によれば、各軸受保持部の同軸度を高めることができ、ひいては各軸受の同軸度を高めることができる。
特許第3906754号公報
ここで、軸受を構成する一組の分割軸受の厚み寸法が異なることにより、一組の分割軸受それぞれの合わせ目の内周面側に、厚み寸法の差に起因する段差が生じる場合がある。この段差により、クランクシャフトとすべり軸受との間を流れる潤滑油の円滑な流れが阻害され、クランクシャフトとすべり軸受との間に油膜が形成されにくくなることが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みたものであり、厚み寸法が異なる一組の分割軸受により構成されたすべり軸受において、クランクシャフトと軸受との間の油膜を形成し易くすることができるすべり軸受、及びこのすべり軸受を備えるクランクシャフトの支持構造を提供することを目的とする。
本発明は、半円環状の第1分割軸受及び第2分割軸受により構成され、前記第1分割軸受及び前記第2分割軸受それぞれの周方向における端面を互いに当接させた状態でシリンダブロックに設けられ、クランクシャフトのジャーナル部を支持するすべり軸受において、前記第1分割軸受及び前記第2分割軸受それぞれの外径寸法が同一であり、前記第2分割軸受の周方向における中央位置の厚み寸法が、前記第1分割軸受の周方向における中央位置の厚み寸法よりも大きくされており、前記第1分割軸受において、周方向の中央位置から周方向の端面に向かうほど厚み寸法が小さくされていることにより、周方向の端面の厚み寸法が第1厚み寸法とされており、前記第2分割軸受において、周方向の中央位置から周方向の端面に向かうほど厚み寸法が小さくされていることにより、周方向の端面の厚み寸法が第2厚み寸法とされており、前記第1厚み寸法と前記第2厚み寸法とが等しくされている。
本発明では、第1分割軸受における周方向の端面の厚み寸法である第1厚み寸法と、第2分割軸受における周方向の端面の厚み寸法である第2厚み寸法とが等しくされている。このため、第1,第2分割軸受それぞれの合わせ目の内周面側に段差が生じないようにすることができる。これにより、すべり軸受とクランクシャフトとの間における潤滑油の流れを円滑にでき、すべり軸受とクランクシャフトとの間に油膜を適正に形成することができる。
エンジンを示す図。 エンジンの一部の分解斜視図。 クランクシャフトの軸心方向からクランクシャフトの支持構造を見た図。 分割軸受の構成を説明する図。 同軸度の改善効果を説明する図。
以下、本発明に係るクランクシャフトの支持構造を具体化した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。この支持構造はエンジンを構成する。本実施形態では、エンジンとしてV型6気筒のものが用いられている。エンジンは、例えば自動車に搭載されるものである。
まず、図1~図3を用いてエンジン10の全体構成について説明する。
エンジン10は、シリンダブロック20と、クランクシャフト30とを備えている。クランクシャフト30は、鉄(例えば鋳鉄)等の材料で形成されている。クランクシャフト30には、その軸心が延びる方向において複数のジャーナル部及び複数のクランクピンが並んで形成されている。詳しくは、クランクシャフト30には第1~第4ジャーナル部31a~31dが形成されており、各ジャーナル部31a~31dの軸心は、クランクシャフト30の軸心上に配置されている。各ジャーナル部31a~31dのうち、クランクシャフト30の軸心が延びる方向において隣り合うジャーナル部の幅は同一とされている。また、各ジャーナル部31a~31dのうち、クランクシャフト30の軸心が延びる方向において隣り合うジャーナル部の間隔は同一とされている。
クランクシャフト30において、第1~第4ジャーナル部31a~31dの間には、クランクピン32が備えられている。クランクピン32は、クランクシャフト30において、第1~第4ジャーナル部31a~31dにより挟まれるように配置されている。本実施形態では、エンジン10はV型6気筒であるため、2つのクランクピン32が第1~第4ジャーナル部31a~31dのそれぞれで挟まれるように、各クランクピン32がクランクシャフト30に備えられている。各クランクピン32は、クランクシャフト30の軸心からその径方向外側にオフセットして配置されている。なお、各クランクピン32には、図示しないコンロッドが回転可能に結合されている。
シリンダブロック20は、例えばアルミニウムで形成されている。シリンダブロック20には、第1~第4ジャーナル部31a~31dに対応した第1~第4シリンダ側取付部21a~21dが一列に並んで形成されている。各シリンダ側取付部21a~21dのうち、クランクシャフト30の軸心が延びる方向において隣り合うシリンダ側取付部の間隔は同一とされている。
エンジン10は、第1~第4キャップ33a~33dを備えている。本実施形態において、第1~第4キャップ33a~33dのそれぞれは、その形状が同一である。クランクシャフト30の軸心に沿って延びる方向における中央位置は、第2ジャーナル部31bと第3ジャーナル部31cとの間の中央である。この中央位置を基準として、第1キャップ33aと第4キャップ33dとは対称となる位置に配置され、第2キャップ33bと第3キャップ33cとは対称となる位置に配置されている。各キャップ33a~33dは、例えば鋳鉄で構成されている。
エンジン10は、第1~第4ジャーナル部31a~31dを回転可能に支持する第1軸受40a,第2軸受40b,第3軸受40c及び第4軸受40dを備えている。第1軸受40aは第1ジャーナル部31aを支持する軸受であり、第2軸受40bは第2ジャーナル部31bを支持する軸受である。第3軸受40cは第3ジャーナル部31cを支持する軸受であり、第4軸受40dは第4ジャーナル部31dを支持する軸受である。本実施形態では、第1~第4軸受40a~40dとして、一組の半円環状の上,下側軸受により構成されるすべり軸受が用いられている。各軸受40a~40dは、例えばライニング層及び裏金層を備える多層構造とされている。なお、後述するが、第1,第4軸受40a,40dを構成する上側軸受及び第2,第3軸受40b,40cを構成する下側軸受それぞれの厚み寸法は、第1,第4軸受40a,40dを構成する下側軸受及び第2,第3軸受40b,40cを構成する上側軸受それぞれの厚み寸法よりも小さい。しかし、図1では、便宜上、各軸受40a~40dの厚み寸法を同一の寸法としている。
図2及び図3を用いて、各ジャーナル部31a~31dの支持構造について説明する。なお、本実施形態において各ジャーナル部31a~31dそれぞれの支持構造は基本的には同一である。このため、図2及び図3では、各部材に付される符号のうちa,b,c,dの表記を省略している。
キャップ33は、半円弧状の受部34と、受部34の両端それぞれに形成されたキャップ側取付部35とを備えている。受部34の内周側は、半円弧状に凹む凹状部分36とされている。各キャップ側取付部35には、貫通孔37が形成されている。
シリンダ側取付部21には、半円弧状に凹む凹状部分22が形成されている。シリンダ側取付部21の凹状部分22と受部34の凹状部分36とにより、軸受保持部38が形成されている。すなわち、軸受保持部38は、シリンダブロック20が備える凹状部分22と、キャップ33が備える凹状部分36とで形成された孔である。軸受保持部38には、軸受40が保持されている。詳しくは、シリンダ側取付部21の凹状部分22の内周面に上側軸受42の外周面が当接し、かつ受部34の凹状部分36の内周面に下側軸受41の外周面が当接した状態で、ネジ39が貫通孔37を介してシリンダ側取付部21のネジ孔にねじ込まれている。これにより、キャップ33がシリンダ側取付部21に固定され、軸受保持部38に軸受40が保持されることとなる。
下側軸受41は、軸受40を構成する一組の分割軸受のうち、下側に配置されている軸受であり、上側軸受42は、一組の分割軸受のうち、上側に配置されている軸受である。上側軸受42と下側軸受41とのそれぞれの周方向の端面を当接させた状態で、軸受40がジャーナル部31を支持している。
図1の説明に戻り、第1シリンダ側取付部21aの凹状部分と第1キャップ33aの受部の凹状部分とにより、第1軸受40aが保持される第1軸受保持部38aが形成されている。第2シリンダ側取付部21bの凹状部分と第2キャップ33bの受部の凹状部分とにより、第2軸受40bが保持される第2軸受保持部38bが形成されている。第3シリンダ側取付部21cの凹状部分と第3キャップ33cの受部の凹状部分とにより、第3軸受40cが保持される第3軸受保持部38cが形成されている。第4シリンダ側取付部21dの凹状部分と第4キャップ33dの受部の凹状部分とにより、第4軸受40dが保持される第4軸受保持部38dが形成されている。
次に、軸受40の詳細な形状を説明する。以下では、第1軸受40aを例にして説明する。図4は、軸受保持部38により保持されている第1軸受40aを、その厚み方向(クランクシャフトの延びる方向)から見た図である。なお、図4には、説明の都合上、エンジンやクランクシャフト等を図示していない。
第1下側軸受41aと第1上側軸受42aとは、それぞれの外径寸法が同じ寸法になっている。具体的には、第1軸受40aの外径の中心を基準点Oとすると、第1下側軸受41aの外周面50と、第1上側軸受42aの外周面60とは、基準点Oを中心として半径Routの円に沿う円弧面となっている。図4では、第1下側軸受41aの周方向における端面51と、第1上側軸受42aの周方向における端面61とを通る直線をx軸としている。また、基準点Oと、第1上,下側軸受42a,41aの周方向における内周面62,52の中央位置P2,P1それぞれを通る直線をy軸としている。なお、y軸は、第1上,下側軸受42a,41aの周方向における内周面62,52の中央位置P2,P1に加え、第1上,下側軸受42a,41aの周方向における外周面60,50の中央位置も通る。
第1上側軸受42aの周方向における中央位置での厚み寸法T2は、第1下側軸受41aの周方向における中央位置での厚み寸法T1よりも大きくなっている。第1下側軸受41aは、周方向における内周面52の中央位置P1から端面51に向かうほど、厚み寸法が小さくなっている。
基準点Oから第1上側軸受42aの周方向における内周面62の中央位置P2に向かって第1オフセット量A1だけ偏心した点を第1中心O1とする。第1中心O1を中心とし、第1中心O1から第1下側軸受41aの周方向における内周面52の中央位置P1までの第1基準距離R1を半径とする第1基準円C1に沿う円弧面が、第1下側軸受41aの周方向における内周面52とされている。
第1上側軸受42aは、周方向における内周面62の中央位置P2から端面61に向かうほど、厚み寸法が小さくなっている。基準点Oから第1下側軸受41aの内周面52の中央位置P1に向かって第2オフセット量A2だけ偏心した点を第2中心O2とする。第2オフセット量A2は、第1オフセット量A1よりも大きい。第2中心O2を中心とし、第2中心O2から第1上側軸受42aの内周面62の中央位置P2までの第2基準距離R2を半径とする第2基準円C2に沿う円弧面が第1上側軸受42aの周方向における内周面62とされている。第2基準距離R2は、第1基準距離R1よりも長い。
第1オフセット量A1が第2オフセット量A2よりも小さくされており、かつ第1基準距離R1が第2基準距離R2よりも小さくされていることにより、第1下側軸受41aにおける周方向の端面51の第1厚み寸法と、第1上側軸受42aにおける周方向の端面61の第2厚み寸法とが等しくされている。
なお、図4では図示を省略しているが、第1下側軸受41aの内周側の周方向端部と、第1上側軸受42aの内周側の周方向端部とには、通常、クラッシリリーフが形成されている。この場合、第1下側軸受41aのクラッシリリーフの深さと、第1上側軸受42aのクラッシリリーフの深さとを同じにすることにより、第1下側軸受41aの第1厚み寸法と第1上側軸受42aの第2厚み寸法とを同じ寸法にすることができる。
基準点Oを中心とし、基準点Oから第1下側軸受41aの周方向における内周面52の中央位置P1までの距離を半径とする第1仮想円S1を破線で示す。x軸から規定距離LA離れてかつx軸に平行な直線と、第1下側軸受41aの外周面50との交点をQ1とする。基準点Oと交点Q1とを通る直線のうち、第1仮想円S1との交点と、第1下側軸受41aの内周面52との交点との間の距離が第1オイルリリーフt1である。
基準点Oを中心とし、基準点Oから第1上側軸受42aの周方向における内周面62の中央位置P2までの距離を半径とする第2仮想円S2を破線で示す。x軸から規定距離LA離れてかつx軸に平行な直線と、第1上側軸受42aの外周面60との交点をQ2とする。基準点Oと交点Q2とを通る直線のうち、第2仮想円S2との交点と、第1上側軸受42aの内周面62との交点との間の距離が第2オイルリリーフt2である。第2オイルリリーフt2は、第1オイルリリーフt1よりも大きい。
続いて、第2~第4軸受40b~40dについて説明する。
第2軸受40bを構成する第2下側軸受41b、第3軸受40cを構成する第3下側軸受41c、及び第4軸受40dを構成する第4上側軸受42dは、第1軸受40aを構成する第1上側軸受42aと同じ形状をなしている。第2軸受40bを構成する第2上側軸受42b、第3軸受40cを構成する第3上側軸受42c、及び第4軸受40dを構成する第4下側軸受41dは、第1軸受40aを構成する第1下側軸受41aと同じ形状をなしている。本実施形態において、第1下側軸受41a、第2上側軸受42b、第3上側軸受42c及び第4下側軸受41dが「第1分割軸受」に相当し、第1上側軸受42a、第2下側軸受41b、第3下側軸受41c及び第4上側軸受42dが「第2分割軸受」に相当する。
次に、エンジン10に組み付けられる第1~第4軸受40a~40dの配置状態を説明する。図5(a)は、エンジン10の完成前における各軸受40a~40dの位置を示し、図5(b)は、エンジン10の完成後における各軸受40a~40dの位置を示す。図5(a),図5(b)において、各軸受40a~40dの内径の中心位置を結ぶ線を一点鎖線により示し、第1軸受保持部38a及び第4軸受保持部38dそれぞれの内径の中心位置を通る軸線を基準直線Lα(図中破線)としている。「♯1」,「♯2」,「♯3」,「♯4」は、第1~第4ジャーナル部31a~31dの番号を示している。基準直線Lαはクランクシャフト30の軸心に沿って延びる方向と平行であるとする。
第1軸受40aでは、第1上側軸受42aの厚み寸法が第1下側軸受41aの厚み寸法よりも大きくされている。第2軸受40bでは、第2下側軸受41bの厚み寸法が第2上側軸受42bの厚み寸法よりも大きくされている。第3軸受40cでは、第3下側軸受41cの厚み寸法が第3上側軸受42cの厚み寸法よりも大きくされている。第4軸受40dでは、第4上側軸受42dの厚み寸法が第4下側軸受41dの厚み寸法よりも大きくされている。本実施形態では、上述したように、第1上側軸受42a、第2下側軸受41b、第3下側軸受41c及び第4上側軸受42dは同じ形状である。また、第1下側軸受41a,第2上側軸受42b、第3上側軸受42c及び第4下側軸受41dは同じ形状である。なお、第1,第4軸受40a,40dが「端部軸受」に相当し、第2,第3軸受40b,40cが「中間軸受」に相当する。
図5(a)に示すように、エンジン10の完成前では、第2,第3軸受40b,40cの各下側軸受41b,41cの厚み寸法が大きいため、第2,第3軸受40b,40cの内径中心が、第1,第4軸受40a,40dの内径中心よりも上側に位置している。これにより、各軸受40a~40dの内径中心を結ぶ線は、基準直線Lαに対して上凸状になっている。
シリンダブロック20にシリンダヘッド及びシリンダヘッドガスケットが組み付けられる場合に、その組み付けに伴ってシリンダブロック20に弾性曲げ変形が生じる。この曲げ変形により、図5(b)に示すように、第1~第4軸受40a~40dの内径中心が基準直線Lαと一致する。その結果、第1~第4軸受40a~40dの同軸度が損なわれないようになる。
エンジン10では、第1~第4軸受40a~40dを構成する分割軸受のうち、中間に位置する第2,第3軸受40b,40cを構成する第2,第3下側軸受41b,41cに作用する荷重(例えば、コンロッドからの荷重)が、他の分割軸受に作用する荷重よりも大きくなる。その結果、第2,第3下側軸受41b,41cの温度が過度に上昇することが懸念される。本実施形態では、第2,第3下側軸受41b,41cの第2オイルリリーフt2が、第1,第4下側軸受41a,41dの第2オイルリリーフt2よりも大きくなっている。そのため、第2,第3下側軸受41b,41cと第2,第3ジャーナル部31b,31cとの間に供給される潤滑油量を多くし、第2,第3軸受40b,40cと第2,第3ジャーナル部31b,31cとの間の油膜を適正に形成することができる。これにより、第2,第3下側軸受41b,41cの温度が過度に上昇することを抑制できる。
続いて、第1,第2厚み寸法を等しくすることについて、さらに詳しく説明する。以下では、第1軸受40aを例にして説明する。
図5(a)に示すように、基準直線Lαと、エンジンの完成前における第2,第3軸受40b,40cの内径中心とのずれ量をβとする。ずれ量βは、例えば実験やシミュレーションにより定めればよい。また、「Δt=β/2」とし、第1下側軸受41a及び第1上側軸受42aの基準板厚寸法をTSとする。この場合、図4を参照して、第1下側軸受41aの周方向における中央位置での厚み寸法T1と、第1上側軸受42aの周方向における中央位置での厚み寸法T2とは、下式(1),(2)で表される。
T1=TS-ΔT … (1)
T2=TS+ΔT … (2)
続いて、各下側軸受41a~41dにおける第1オイルリリーフt1が油膜を適正に形成できる値となるように、第1基準距離R1及び第1オフセット量A1を定める。第1オイルリリーフt1の形状が定まることにより、各下側軸受41a~41dにおける端面51の第1厚み寸法が定まる。なお、第1基準距離R1は、例えば実験やシミュレーションにより定めればよい。
続いて、各上側軸受42a~42dにおける端面61の寸法が第1厚み寸法となるように、第2基準距離R2及び第2オフセット量A2を定める。具体的には、第1基準円C1とx軸との交点と、第1上側軸受42aの内周面62の中央位置P2とを通る第2基準円C2を定める。このとき、第2オフセット量A2を第1オフセット量A1よりも大きくし、かつ第2基準距離R2を第1基準距離R1よりも大きくする。第2基準円C2が定まることにより、第2オフセット量A2及び第2基準距離R2が定まる。なお、上述したように、第1基準円C1は、第1中心O1を中心とし第1基準距離R1を半径とする円である。
以上説明した本実施形態では以下の効果を奏することができる。
・第1軸受40aを構成する第1下側軸受41a及び第1上側軸受42aそれぞれの外径寸法が同一である。第1上側軸受42aの周方向における中央位置の厚み寸法T2が、第1下側軸受41aの周方向における中央位置の厚み寸法T1よりも大きくされている。第1上側軸受42aの周方向における端面61の厚み寸法が、第1下側軸受41aの周方向における端面51の厚み寸法と等しくされている。これにより、第1上,下側軸受42a,41aそれぞれの合わせ目の内周面側に段差が生じないようにすることができる。第2~第4軸受40b~40dについても同様である。このため、第1~第4軸受40a~40dと第1~第4ジャーナル部31a~31dとの間における潤滑油の流れを円滑にでき、第1~第4軸受40a~40dと第1~第4ジャーナル部31a~31dとの間に油膜を適正に形成することができる。
・各分割軸受のうち、クランクシャフト30の軸心が延びる方向において中間に位置する第2,第3下側軸受41b,41cの第2オイルリリーフt2が、第1,第4下側軸受41a,41dの第2オイルリリーフt2よりも大きくなっている。このため、第2,第3下側軸受41b,41cと第2,第3ジャーナル部31b,31cとの間に供給される潤滑油量を多くできる。これにより、クランクシャフト30の同軸度を極力損なわないようにしつつ、中間に位置する第2,第3下側軸受41b,41cの温度が過度に上昇することを抑制できる。
<その他の実施形態>
上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・エンジン10として4気筒のものが用いられていてもよい。この場合、クランクシャフトには5つのジャーナル部が設けられるため、エンジン10は5つのジャーナル部に対応して5つの軸受が配置される。5つのジャーナル部のうち、クランクシャフトの軸心が延びる方向において中間に位置する3つのジャーナル部に対応する軸受が中間軸受となる。
ここで、クランクシャフトの5つのジャーナル部に対応して5つの軸受を設ける場合に、3つの中間軸受において、下側軸受に作用する荷重の大きさに応じて、オイルリリーフが調整されていてもよい。この場合において、中間軸受のうち、下側軸受に最も大きな荷重がかかる軸受(例えば、中央に位置する第3軸受)に対しては、オイルリリーフが最も大きくなるように第1オフセット量A1及び第1基準距離R1が定められればよい。
20…シリンダブロック、30…クランクシャフト、31…ジャーナル部、38…軸受保持部、40…軸受、41…下側軸受、42…上側軸受。

Claims (2)

  1. 半円環状の第1分割軸受(41)及び第2分割軸受(42)により構成され、前記第1分割軸受及び前記第2分割軸受それぞれの周方向における端面(51,61)を互いに当接させた状態でシリンダブロック(20)に設けられ、クランクシャフト(30)のジャーナル部(31)を支持するすべり軸受(40)において、
    前記第1分割軸受及び前記第2分割軸受それぞれの外径寸法が同一であり、
    前記第2分割軸受の周方向における中央位置の厚み寸法(T2)が、前記第1分割軸受の周方向における中央位置の厚み寸法(T1)よりも大きくされており、
    前記第1分割軸受において、周方向の中央位置から周方向の端面に向かうほど厚み寸法が小さくされていることにより、周方向の端面の厚み寸法が第1厚み寸法とされており、
    前記第2分割軸受において、周方向の中央位置から周方向の端面に向かうほど厚み寸法が小さくされていることにより、周方向の端面の厚み寸法が第2厚み寸法とされており、
    前記すべり軸受が前記シリンダブロックに設けられた状態において、前記すべり軸受の外径に沿った円の中心点である基準点(O)から前記第2分割軸受の周方向における内周面の中央位置(P2)に向かって第1オフセット量(A1)だけ偏心した点である第1中心(O1)を中心とし、前記第1中心から前記第1分割軸受の周方向における内周面の中央位置までの第1基準距離を半径(R1)とする第1基準円(C1)に沿う円弧面が前記第1分割軸受の周方向における内周面とされており、
    前記すべり軸受が前記シリンダブロックに設けられた状態において、前記基準点から前記第1分割軸受の周方向における内周面の中央位置(P1)に向かって第2オフセット量(A2)だけ偏心した点である第2中心(O2)を中心とし、前記第2中心から前記第2分割軸受の周方向における内周面の中央位置までの第2基準距離を半径(R2)とする第2基準円(C2)に沿う円弧面が前記第2分割軸受の周方向における内周面とされており、
    前記第1オフセット量が前記第2オフセット量よりも小さくされており、かつ前記第1基準距離が前記第2基準距離よりも短くされていることにより、前記第1厚み寸法と前記第2厚み寸法とが等しくされているすべり軸受。
  2. 請求項に記載のすべり軸受を備え、3つ以上の前記ジャーナル部(31)を有する前記クランクシャフト(30)を支持するクランクシャフトの支持構造において、
    前記第1分割軸受及び前記第2分割軸受は、前記シリンダブロックの軸受保持部(38)において前記各ジャーナル部に対して上下に配置されており、
    前記各すべり軸受のうち、両端に配置される2つのすべり軸受を端部軸受とし、前記端部軸受以外のすべり軸受を中間軸受とする場合、前記中間軸受を構成する前記第1分割軸受と前記端部軸受を構成する前記第2分割軸受とが、前記ジャーナル部に対して上側に配置され、前記中間軸受を構成する前記第2分割軸受と前記端部軸受を構成する前記第1分割軸受とが、前記ジャーナル部に対して下側に配置されているクランクシャフトの支持構造。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210231172A1 (en) * 2020-01-24 2021-07-29 Katerra Inc. Nested double eccentric anchor bolt bushings
GB2619032A (en) * 2022-05-24 2023-11-29 Mahle Int Gmbh Bearing and method of manufacture

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155355A (ja) 2017-03-17 2018-10-04 本田技研工業株式会社 軸受

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201183A (en) * 1961-12-16 1965-08-17 Schmidt Gmbh Karl Shaft and sliding bearing assembly
US3168358A (en) * 1961-12-27 1965-02-02 Schmidt Gmbh Karl Bearing
US4311349A (en) * 1980-05-27 1982-01-19 Federal-Mogul Corporation Sleeve bearing
WO1995027857A1 (de) * 1994-03-25 1995-10-19 Glyco-Metall-Werke Glyco B.V. & Co. Kg Lagerschale und ein in einem mit lagerdeckel versehenen lagerkörper eingebautes radial-gleitlager
JPH09303372A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Toyota Motor Corp クランクシャフトの軸受け構造
US6616338B2 (en) * 2001-06-13 2003-09-09 Emerson Power Transmission Manufacturing, L.P. Extended load zone bearing
JP3906754B2 (ja) * 2002-07-12 2007-04-18 トヨタ自動車株式会社 クランク軸受
JP6857591B2 (ja) 2017-10-17 2021-04-14 株式会社三共 遊技機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018155355A (ja) 2017-03-17 2018-10-04 本田技研工業株式会社 軸受

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