JPH0560124A - 多気筒エンジンの軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多気筒エンジンにおいて、クラッチ接続時の
トルク反力を最も効果的に規制するクランクシャフトの
ジャーナル部を特定する。特定したジャーナル部でクラ
ンクシャフトの軸方向移動を規制し、他のジャーナル部
に伝達されるトルク反力による衝撃を緩和すると共に、
他のジャーナル部をルーズ支持して熱影響による面圧を
各ジャーナル部で均等にする。 【構成】 エンジン１０は直列方向に６気筒Ｓ₁ 〜₆ を
備え、各気筒のピストン１２ａ〜ｆを連結するクランク
シャフト１６に、７個のジャーナル部１８ａ〜ｇを形成
する。各ジャーナル部をシリンダブロックＢの軸受部２
０ａ〜ｇに回転支持する。クランクシャフト１６の動力
出力側から２番目のジャーナル部１８ｂと軸受部２０ｂ
の動力出力側との間に、スラストメタル３０を密接して
介在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少くとも直列方向に４
気筒を配置した多気筒エンジンのクランクシャフトの軸
受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、車両に搭載されるエンジンは実開
昭６０−１８８２２１号公報に開示されるように、気筒
内に配置したピストンを、コンロッドを介してクランク
シャフトの各ジャーナル部間に軸着し、ピストンの往復
運動をクランクシャフトの回転運動として取り出すよう
になっている。また、前記クランクシャフトは前記各ジ
ャーナル部においてシリンダブロック側に回転支持され
ている。

【０００３】そして、前記クランクシャフトに取り出さ
れた回転力は、クランクシャフトの一端出力側からクラ
ッチを介してトランスミッションに伝達され、このトラ
ンスミッションで適宜変速した後、駆動輪に伝達され
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記エンジ
ンではクランクシャフトがジャーナル部においてシリン
ダブロック側に回転支持されることは上述したが、これ
らクランクシャフトとシリンダブロックにはエンジンの
発生熱による影響、例えば、両者間の熱膨張率が大きく
影響される。即ち、通常クランクシャフトはＳ４０Ｃ〜
Ｓ４５Ｃ程度の炭素鋼鍛造材とか、ＦＣＤ５５程度の球
状黒鉛鋳鉄等の鉄材が広く使用される。一方、クランク
シャフトを支持するシリンダブロックは軽量化のためア
ルミニウム合金が使用される。従って、これらクランク
シャフトとシリンダブロックとは材質の相違から熱膨張
率が大きく異なることになる。

【０００５】従って、前記クランクシャフトは例えば動
力の出力側、つまりトランスミッションの配置側を基準
に取った場合、その反対側端部ではシリンダブロックと
の間の熱膨張差が著しく大きくなってしまう。

【０００６】また、前記クランクシャフトにはクラッチ
の接続時に発生する軸方向のトルク反力が作用し、この
トルク反力が前記動力出力側から衝撃的に入力して、ク
ランクシャフトをその動力出力側の反対側に変位させよ
うとする。

【０００７】従って、多気筒エンジン、特に直列方向に
４気筒以上を配置してクランクシャフトが長大化される
エンジンでは、このクランクシャフトに各気筒のピスト
ン数に１を加えた数のジャーナル部が設けられるが、こ
れら各ジャーナル部には、前記熱膨張による影響と前記
クラッチ接続時のトルク反力が作用することになり、各
ジャーナル部の軸受部分の面圧がその都度変化する。こ
のため、この面圧変化を吸収するために各軸受部分をそ
れぞれルーズ支持すると、クランクシャフトに大きなガ
タ付きを発生し、エンジン振動の原因になってしまうと
共に、出力の取り出し効率が大幅に低下してしまうとい
う課題があった。

【０００８】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て、多気筒エンジンにおいて複数設けられるジャーナル
部のうち、クラッチ接続時のトルク反力を最も効果的に
受け止めることができる部位を特定し、この特定したジ
ャーナル部でクランクシャフトの軸方向移動を規制する
ことにより、各軸受部の面圧を均等化して滑らかなクラ
ンクシャフト回転を可能とする多気筒エンジンの軸受構
造を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明は、少くとも直列方向に４気筒以上を配置
し、各気筒のピストンがクランクシャフトに形成された
各ジャーナル部間に軸着されると共に、各ジャーナル部
がシリンダブロックの軸受部に回転支持される多気筒エ
ンジンの軸受構造において、前記各ジャーナル部のうち
クランクシャフトの動力出力側から２番目のジャーナル
部に、スラスト力を受けるスラストメタルを設けること
により構成する。

【００１０】また、前記２番目のジャーナル部にスラス
トメタルを設けた前記多気筒エンジンにおいて、直列方
向に６気筒を配置してクランクシャフトにジャーナル部
を７箇所設け、動力出力側から３番目と４番目のジャー
ナル部にクリアランスを設けることが望ましい。

【００１１】更に、スラストメタルを設けたジャーナル
部に対して動力出力側の反対側にとなるジャーナル部
は、クランクシャフトのジャーナルセンターに対して軸
受部のジャーナルセンターを、前記動力出力側にオフセ
ットすることが望ましい。

【００１２】

【作用】以上の構成により本発明の多気筒エンジンの軸
受構造にあっては、少くとも直列方向に４気筒以上が配
置されたエンジンのクランクシャフトの動力出力側から
２番目のジャーナル部が、スラストメタルを介してシリ
ンダブロックの軸受部の前記動力出力側に密接して支持
されることにより、この２番目のジャーナル部でクラッ
チ接続時のトルク反力を受け止めることができる。従っ
て、前記２番目以外のジャーナル部をそれぞれ軸受部に
ルーズ支持した場合にも、これら各軸受部に前記トルク
反力による衝撃が伝達されるのを防止することができ
る。特に、衝撃が最も大きくなる前記動力出力側から１
番目のジャーナル部をルーズ支持することが可能とな
る。また、前記２番目以外のジャーナル部をルーズ支持
することにより、熱膨張差によるクランクシャフトの伸
びをもって、定常運転時には各軸受部の面圧を均等化す
ることができる。

【００１３】また、前記２番目のジャーナル部にスラス
トメタルを設けた前記多気筒エンジンにおいて、直列方
向に６気筒を配置してクランクシャフトにジャーナル部
を７箇所設け、動力出力側から３番目と４番目のジャー
ナル部にクリアランスを設けることにより、トルク反力
を受けたり熱膨張差の基準となる２番目のジャーナル部
近傍に余裕を持たせることができ、組付け性等を向上さ
せて好ましく適用することができる。

【００１４】更に、スラストメタルを設けたジャーナル
部に対して動力出力側の反対側となるジャーナル部は、
クランクシャフトのジャーナルセンターに対して軸受部
のジャーナルセンターを動力出力側にオフセットするこ
とにより、スラストメタルを設けたジャーナル部を基準
としてクランクシャフトとシリンダブロックとが熱膨張
した際、前記軸受部のジャーナルセンターとクランクシ
ャフトのジャーナルセンターとを略一致させて、定常運
転時においてジャーナル部両側の面圧を略等しくするこ
とができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に
説明する。図１から図５は本発明にかかる多気筒エンジ
ンの軸受構造の一実施例を示し、図１は要部縦断面図、
図２は軸受部分の要部を示す拡大図、図３は本実施例に
用いられるスラストメタルを半割りした一片を示す正面
図、図４は前記スラストメタルを半割りした他片を示す
正面図、図５は軸受部分の他の要部を示す拡大図であ
る。

【００１６】即ち、本発明の軸受構造が適用されるエン
ジン１０は図１に示したように、直列方向に６気筒
Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ ，Ｓ₅ ，Ｓ₆ を備え、これら各
気筒内に嵌合したピストン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１
２ｄ，１２ｅ，１２ｆは、コンロッド１４，１４，…を
介してクランクシャフト１６に連結される。

【００１７】前記クランクシャフト１６には７個のジャ
ーナル部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１
８ｆ，１８ｇが形成され、これらジャーナル部を介して
クランクシャフト１６は、シリンダブロックＢから一体
に形成された軸受部２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，
２０ｅ，２０ｆ，２０ｇにそれぞれ回転支持される。

【００１８】前記ジャーナル部１８ａ，１８ｂ，１８
ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇの間には、クラン
クアーム２２，２２，…を介してそれぞれクランクピン
２４，２４，…がジャーナル部から偏心して設けられ、
これらクランクピン２４，２４，…に前記コンロッド１
４，１４，…が軸着される。

【００１９】前記クランクシャフト１６の一端部（図中
右方）は、図外のクラッチを介して図外のトランスミッ
ションに接続され、このクランクシャフト１６に発生す
る回転力をクラッチの接続状態でトランスミッションに
伝達する。また、クランクシャフト１６の他端部（図中
左方）にはファンプーリ２６が取付けられ、このファン
プーリ２６に連動したファン２８を回転する。

【００２０】ここで、本実施例は前記ジャーナル部１８
ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ
のうち、クランクシャフト１６の動力出力側、つまり図
中右方のクラッチ接続側から２番目のジャーナル部１８
ｂに、図２にも示したようにこのジャーナル部１８ｂ
と、このジャーナル部１８ｂを支持する軸受部２０ｂの
動力出力側、つまり図中右側との間に、スラスト力を受
けるスラストメタル３０を密接して介在させる。

【００２１】前記スラストメタル３０は図３，図４に示
すように、スラストメタル３０を半割り状にしたものを
接合することによりリング状として用いる。即ち、図３
はスラストメタル３０を半割りした半円弧状の上側部材
３０ａを示し、その両端部３２，３２は所定角度（３５
°）をもって傾斜してある。また、この上側部材３０ａ
の肉厚は略２mm程度とし、片面には上，下に走る２条の
浅溝３４，３４を形成する。

【００２２】一方、図４はスラストメタル３０を半割り
した半円弧状の下側部材３０ｂを示し、その両端部３２
ａ，３２ａは前記上側部材３０ａの両端部３２，３２に
合致する方向に傾斜させてある。また、前記下側部材３
０ｂの肉厚を上側部材３０ａと等しく略２mm程度として
形成すると共に、この上側部材３０ａと同様に２条の浅
溝３４ａ，３４ａを形成してある。更に、前記下側部材
３０ｂの中央部外方には前記軸受部２０ｂに形成した図
外の溝部に係合して、スラストメタル３０の回転を阻止
する突起３６を形成する。

【００２３】そして、前記上側部材３０ａおよび下側部
材３０ｂは、軸受部２０ｂの前記動力出力側（図中右
側）とジャーナル部１８ｂとの間において、ジャーナル
部１８ｂの上方および下方から挿入し、互いの両端部３
２，３２および３２ａ，３２ａ同志を接合してリング状
のスラストメタル３０を構成する。また、このように挿
入されたスラストメタル３０は前記軸受部２０ｂと前記
ジャーナル部１８ｂとの間に密接して配置され、クラン
クシャフト１６の図中左方の移動または変位に対して確
実に規制する。 ところで、本実施例では前記２番目の
ジャーナル部１８ｂをスラストメタル３０を介して軸受
部２０ｂの動力出力側でガタなく支持したが、他のジャ
ーナル部１８ａ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１
８ｇにおいては、軸受部２０ａ，２０ｃ，２０ｄ，２０
ｅ，２０ｆ，２０ｇに対して若干の軸方向の相対移動を
可能にルーズ支持される。このとき、前記スラストメタ
ル３０を設けたジャーナル部１８ｂに対して動力出力側
の反対側、つまり、このジャーナル部１８ｂより図中左
側にあるジャーナル部１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８
ｆ，１８ｇは、図５に示す手法をもってルーズ支持す
る。

【００２４】即ち、図５ではクランクシャフト１６のジ
ャーナルセンターＣ₁ に対して、軸受部のジャーナルセ
ンターＣ₂ を動力出力側にオフセット（オフセット量
ｆ）させる。尚、このときのオフセット量ｆは、それぞ
れのジャーナル部１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１
８ｇにおいて、熱膨張等による熱影響を考慮して決定さ
れる。

【００２５】以上の構成により本実施例の多気筒エンジ
ン１０の軸受構造にあっては、直列方向に６気筒Ｓ₁ ，
Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ ，Ｓ₅ ，Ｓ₆ が配置され、これによっ
てクランクシャフト１６に設けられた７個のジャーナル
部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，
１８ｇのうち、クランクシャフト１６の動力出力側、つ
まり、図中右側から２番目のジャーナル部１８ｂにスラ
ストメタル３０を設けて、シリンダブロックＢから一体
に形成した軸受部２０ｂに、クランクシャフト１６の図
中左方への移動または変位を確実に規制するようになっ
ている。

【００２６】このため、前記クランクシャフト１６の動
力出力側に設けられる図外のクラッチが遮断状態から接
続状態に切り替えられた時、このクラッチに発生するト
ルク反力により、クランクシャフト１６を図中左方に押
圧する衝撃力が発生するが、この衝撃力は前記２番目の
ジャーナル部１８ｂで確実に受け止め、他のジャーナル
部１８ａ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇに
伝達するのを阻止する。従って、前記他のジャーナル部
１８ａ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇをル
ーズ支持した場合にも、前記衝撃力によるガタ付きを防
止し、振動および打音等の騒音が発生するのを防止でき
る。

【００２７】尚、動力出力側から１番目のジャーナル部
１８ａは前記衝撃力の入力側に最も近く、このジャーナ
ル部１８ａを軸受部２０ａに密接支持した場合は、この
支持部分に過大な衝撃力が直に入力し、当該支持部分の
耐久性に問題が生ずる。これに対し、前記２番目のジャ
ーナル部１８ｂをスラストメタル３０を介して密接支持
し、かつ、前記１番目のジャーナル部１８ａをルーズ支
持したことにより、前記衝撃力はジャーナル部１８ａと
１８ｂ間のクランクアーム２２部分を介して若干緩和さ
れ、前記２番目のジャーナル部１８ｂの耐久性を確保す
ることができる。一方、動力出力側から３番目以降のジ
ャーナル部１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇの
１つを密接支持させた場合は、前記衝撃力が伝達される
までに多くのクランクアーム２２部分を経由するため、
この経由途中にあるジャーナル部の軸方向変位量が大き
くなり、その分クランクシャフト１６のガタ付きが大き
くなってしまう。従って、前記２番目のジャーナル部１
８ｂが前記衝撃力を規制するに最も効果的な部位とな
る。

【００２８】また、エンジン１０の暖機状態への移行に
伴って、クランクシャフト１６とシリンダブロックＢと
の間に、熱膨張率の相違による相対変位が発生する場
合、この相対変位は密接支持した前記２番目のジャーナ
ル部１８ｂを基準として発生する。このとき、前記２番
目のジャーナル部１８ｂ以外のジャーナル部１８ａ，１
８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇをルーズ支持し
たので、クランクシャフト１６とシリンダブロックＢと
の間の熱膨張差を吸収できると共に、ルーズ支持する間
隙を予め設定しておくことにより、定常運転における暖
機状態で各ジャーナル部と軸受部との間の面圧を均一化
することができる。

【００２９】ところで、動力出力側から３番目以降のジ
ャーナル部１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ
は、図５に示したようにクランクシャフト１６のジャー
ナルセンターＣ₁ に対して、軸受部のジャーナルセンタ
ーＣ₂ を動力出力側にオフセットさせたので、定常運転
時の暖機状態で前記熱膨張差が発生した場合に、それぞ
れのジャーナルセンターＣ₁ ，Ｃ₂ を一致する方向にク
ランクシャフト１６が相対変位するため、各ジャーナル
部両側の面圧を略等しくすることができる。

【００３０】尚、本実施例において、前記動力出力側か
ら３番目と４番目のジャーナル部１８ｃ，１８ｄに特に
クリアランスを設けた場合には、トルク反力を受けたり
熱膨張差の基準となる２番目のジャーナル部近傍に余裕
を持たせることができ、組付け性等を向上させて好まし
く適用することができる。

【００３１】ところで、前記実施例では直列方向に６気
筒Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ ，Ｓ₅ ，Ｓ₆ を配置したエン
ジン１０を示したが、これに限ることなくクランクシャ
フトがある程度長大化されるエンジン、例えば直列方向
に４気筒以上が配置されるエンジンであれば、動力出力
側から２番目のジャーナル部にスラストメタルを介して
密接支持するという本発明の技術思想を適用することが
できる。また、気筒が互いにＶ字状に配置される謂わゆ
るＶ型エンジン、または気筒が略一直線状に対向される
水平対向型のエンジンにあっても、片側に直列状に配置
される気筒を４気筒以上備えたものであれば、本発明を
適用できることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項１に
示す多気筒エンジンの軸受構造にあっては、少くとも直
列方向に４気筒以上を配置したエンジンのクランクシャ
フトに設けられる複数のジャーナル部のうち、クランク
シャフトの動力出力側から２番目のジャーナル部に、ス
ラストメタルを設けたので、この２番目のジャーナル部
でクラッチ接続時のトルク反力を受け止めることができ
る。このため、前記２番目以外のジャーナル部をそれぞ
れ軸受部にルーズ支持させて、これら各軸受部に前記衝
撃が伝達されるのを防止することができると共に、特に
衝撃が最も大きくなる動力出力側から１番目のジャーナ
ル部をルーズ支持させて、このジャーナル部の耐久性を
向上することができる。また、動力出力側から３番目以
降のジャーナル部をルーズ支持させることが可能とな
り、熱影響によるクランクシャフトの相対変位を吸収し
て、定常運転時には各軸受部の面圧を均等化し、円滑な
クランクシャフト回転を行わせることができる。

【００３３】また、本発明の請求項２にあっては、前記
請求項１の構成において直列方向に６気筒を配置したエ
ンジンに限定し、クランクシャフトに７箇所設けられる
ジャーナル部のうち、動力出力側から３番目と４番目の
ジャーナル部にクリアランスを設けたので、トルク反力
を受けたり熱膨張差の基準となる２番目のジャーナル部
近傍に余裕を持たせることができ、組付け性等を向上さ
せて好ましく適用することができる。

【００３４】更に、本発明の請求項３にあっては、スラ
ストメタルを設けたジャーナル部に対して動力出力側の
反対側となるジャーナル部は、クランクシャフトのジャ
ーナルセンターに対して軸受部のジャーナルセンターを
動力出力側にオフセットしたので、定常運転での暖機状
態ではクランクシャフトおよびシリンダブロックの熱膨
張により、前記軸受部のジャーナルセンターとクランク
シャフトのジャーナルセンターとを略一致させて、ジャ
ーナル部両側の面圧を略等しくし、クランクシャフト回
転を更に円滑化することができるという各種優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる多気筒エンジンの軸受構造の一
実施例を示す要部縦断面図である。

【図２】本発明の一実施例の軸受部分を示す要部拡大図
である。

【図３】本発明に用いるスラストメタルの一実施例を示
す構成部品の正面図である。

【図４】本発明に用いるスラストメタルの一実施例を示
す他の構成部品の正面図である。

【図５】本発明の一実施例の軸受部分を示す要部拡大図
である。

【符号の説明】

１０ エンジン １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ ピ
ストン １６ クランクシャフト １８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１
８ｇ ジャーナル部 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆ，２
０ｇ 軸受部 ３０ スラストメタル Ｓ₁ ，Ｓ₂ ，Ｓ₃ ，Ｓ₄ ，Ｓ₅，Ｓ₆ 気筒 Ｂ シリンダブロック

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少くとも直列方向に４気筒以上を配置
   し、各気筒のピストンがクランクシャフトに形成された
   各ジャーナル部間に軸着されると共に、各ジャーナル部
   がシリンダブロックの軸受部に回転支持される多気筒エ
   ンジンの軸受構造において、 前記各ジャーナル部のうちクランクシャフトの動力出力
   側から２番目のジャーナル部に、スラストメタルを設け
   たことを特徴とする多気筒エンジンの軸受構造。
2. 【請求項２】 直列方向に６気筒を配置してクランクシ
   ャフトにジャーナル部を７箇所設け、動力出力側から３
   番目と４番目のジャーナル部にクリアランスを設けたこ
   とを特徴とする請求項１の多気筒エンジンの軸受横造。
3. 【請求項３】 スラストメタルを設けたジャーナル部に
   対して、動力出力側の反対側となるジャーナル部は、ク
   ランクシャフトのジャーナルセンターに対して軸受部の
   ジャーナルセンターを、動力出力側にオフセットしたこ
   とを特徴とする請求項１または２いずれかの項に記載の
   多気筒エンジンの軸受構造。