JPH0648176Y2 - 内燃機関におけるクランク軸の軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、内燃機関におけるクランク軸を、内燃機関に
おけるアルミ合金等の軽合金製シリンダブロックに対し
て軸支するための軸受装置に関するものである。

〔従来の技術と考案が解決しようとする課題〕

一般に、内燃機関におけるクランク軸は、第３図に示す
ように、内燃機関におけるアルミ合金等の軽合金製のシ
リンダブロック１におけるクランクケース内に一体的に
造形した軸受部２に、前記クランク軸３の上半分が嵌ま
る半円形軸受孔４を形成する一方、前記軸受部２に対し
て左右一対のボルト５にて締結した軸受キャップ体６
に、前記クランク軸３の下半分が嵌まる半円形軸受孔７
を形成して、前記軸受部２と、前記軸受キャップ体６と
によって軸支するように構成していることは周知の通り
であり（なお、符号８は、前記軸受部２における半円形
軸受孔４の内面に設けた軸受メタルを、符号９は、軸受
キャップ体６における半円形軸受孔７の内面に設けた軸
受メタルを各々示す）、従来におけるクランク軸の軸受
装置には、前記軸受キャップ体６を、シリンダブロック
と同じの軽合金製にしたものと、鋳鉄製にしたものとが
あった。

そして、前記軸受部２及び軸受キャップ体６は、その各
々における半円形軸受孔4,7の内径が大きくなるように
熱膨脹するものである一方、クランク軸３も、その直径
が大きくなるように熱膨脹するものである。この場合に
おいて、アルミ合金等の軽合金における熱の線膨脹係数
は、クランク軸３の材料である鍛造用又は鋳鋼用の炭素
鋼における熱の線膨脹係数よりも可成り大きいから、軸
受部２は、その半円形軸受孔４の内径とクランク軸３の
直径との差が温度に比例して次第に大きくなるように熱
膨脹する傾向にある。

このような傾向がある状態において、軸受キャップ体６
を、前者のように、軽合金製にした場合、この軽合金に
おける熱の線膨脹係数は、前記クランク軸３の材料であ
る炭素鋼における線膨脹係数よりも可成り大きいから、
この軽合金製の軸受キャップ体６は、その半円形軸受孔
７の内径とクランク軸３の直径との差が温度に比例して
次第に大きくなるように熱膨脹するし、また、軸受キャ
ップ体６を後者のように鋳鉄製にした場合においても、
鋳鉄の線膨脹係数は、クランク軸３の材料である炭素鋼
における線膨脹係数よりも大きいから、この鋳鉄製の軸
受キャップ体６も、その半円形軸受孔７の内径とクラン
ク軸３の直径との差が温度に比例して次第に大きくなる
ように熱膨脹する。

その結果、クランク軸３の外周面と、軸受メタル８又は
９の内面との間における軸受クリアランスδは、軸受部
２における熱膨脹からクランク軸３における熱膨脹を差
し引いた値と、軸受キャップ体６における熱膨脹からク
ランク軸３における熱膨脹を差し引いた値とを合わせた
寸法だけ更に大きくなり、換言すると、前記軸受クリア
ランスは、熱膨脹により温度に比例して広くなると共
に、この温度に比例して広くなる割合が大きいから、ク
ランク軸３の振動、延いては内燃機関の振動及び騒音が
増大するばかりか、当該部分における潤滑油の圧力が下
がり、両軸受メタル8,9における耐久性の低下を招来す
ると云う問題があった。

そこで、先行技術としての実開昭53−41508号公報は、
クランク軸の上半分に対する軸受部を、シリンダブロッ
クとは別体に構成し、この軸受部を、クランク軸の材料
に近い線膨脹係数の鋳鉄製にして、これをシリンダブロ
ックに対して取付ける一方、クランク軸の下半分に対す
る軸受キャップ体を、同じく鋳鉄製にすることにより、
軸受クリアランスが温度に比例して次第に広くなる割合
を低減することを提案しているが、クランク軸の上半分
に対する軸受部を鋳鉄製にすることは、それだけ内燃機
関の重量の増加と、加工工数及び部品点数のアップとを
招来するのである。

本考案は、前記従来の問題を、重量の等の増大を招来す
ることなく解消した軸受装置を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するための本考案は、クランク軸を、軽
合金製シリンダブロックのクランクケース内に一体造形
の軸受部に設けた半円形軸受孔と、前記軸受部に対して
ボルト締結の軸受キャップ体に設けた半円形軸受孔とに
よって軸支して成る軸受装置において、前記クランク軸
を、前記シリンダブロックの材料よりも熱の線膨脹係数
が小さい材料にて形成する一方、前記軸受キャップ体
を、前記クランク軸の材料よりも熱の線膨脹係数が小さ
い材料にて形成する構成にした。

〔考案の作用・効果〕

このように構成すると、シリンダブロックに一体造形の
軸受部は、その半円軸受孔の内径とクランク軸の直径と
の差が温度に比例して次第に大きくなるように熱膨脹す
るものの、軸受キャップ体は、当該軸受キャップ体にお
ける材料がクランク軸の材料よりも熱の膨脹係数が小さ
いことにより、逆に、その半円形軸受孔の内径とクラン
ク軸の直径との差が温度に比例して次第に小さくなるよ
うに熱膨脹することになる。

すなわち、軸受キャップ体は、その半円形軸受孔の内径
がクランク軸の直径に近付くように熱膨脹することによ
り、クランク軸の外周面における軸受クリアランスが、
温度の上昇に比例して次第に広くなる割合を低減するこ
とができるのである。

従って本考案によると、クランク軸の上半分に対する軸
受部を、シリンダブロックと別体に構成することなく、
クランク軸の振動、延いては内燃機関の振動及び騒音を
確実に低減できると共に、軸受メタルの耐久性を向上で
きる効果を有する。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面について説明すると、図に
おいて符号10はアルミ合金等の軽合金製のシリンダブロ
ックを、符号13はクランク軸を各々示し、前記シリンダ
ブロック10におけるクランクケース11内には、前記クラ
ンク軸13の上半分が嵌まる半円形軸受孔14を備えた軸受
部12が、一体的に造形されており、この軸受部12におけ
る半円形軸受孔14の内面には、軸受メタル18が設けられ
ている。

符号16は、前記クランク軸13の下半分が嵌まる半円形軸
受孔17を備えた軸受キャップ体を示し、該軸受キャップ
体16は、前記軸受部12に対して、左右一対のボルト15に
て締結され、且つ、その半円形軸受孔17の内面には、軸
受メタル19が設けられている。

そして、前記クランク軸13を、鍛造用又は鋳鋼用の炭素
鋼製にした場合には、前記軸受キャップ体16を、ニッケ
ル鋼の一種であるインバー（Invar）等のように、前記
炭素鋼よりも熱の線膨脹係数が小さい材料にて製作す
る。

この場合において、アルミ合金における熱の線膨脹係数
は、約20×10^-6であり、また、鍛造又は鋳鋼用炭素鋼に
おける熱の線膨脹係数は、約10×10^-6である一方、前記
インバーにおける熱の線膨脹係数は、約１×10^-6である
から、軽合金製のシリンダブロックに一体造形の軸受部
12は、その半円形軸受孔14の内径とクランク軸13の直径
との差が温度に比例して次第に大きくなるように熱膨脹
するものの、軸受キャップ体16は、当該軸受キャップ体
16における材料がクランク軸13の材料よりも線膨脹係数
が小さいインバーであることにより、逆に、その半円形
軸受孔17の内径とクランク軸13の直径との差が温度に比
例して次第に小さくなるように熱膨脹することになる。
換言すると、軸受キャップ体16は、その半円形軸受孔17
の内径がクランク軸13の直径に近付くように熱膨脹する
ことにより、クランク軸13の外周面と両軸受メタル18,1
9との間に軸受クリアランスδが、温度の上昇に比例し
て大きくなる割合を低減することができるのである。

また、前記クランク軸13を、オーステナイト組織を有す
るオーステナイト鋼又はオーステナイト鋳鋼にて製作し
た場合、このオーステナイト鋼又はオーステナイト鋳鋼
における熱の線膨脹係数は、15〜18×10^-6である一方、
鋳鉄における熱の線膨脹係数は、11〜13×10^-6であるか
ら、前記軸受キャップ体16を、鋳鉄にて製作することに
よって、前記と同じ結果を得ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例による軸受装置の縦断正面図、
第２図は第１図のII−II視断面図、第３図は従来におけ
る軸受装置の縦断正面図である。 10……シリンダブロック、11……クランクケース、12…
…軸受部、13……クランク軸、14……軸受部における半
円形軸受孔、15……ボルト、16……軸受キャップ体、17
……軸受キャップ体における半円形軸受孔、18,19……
軸受メタル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】クランク軸を、軽合金製シリンダブロック
   のクランクケース内に一体造形の軸受部に設けた半円形
   軸受孔と、前記軸受部に対してボルト締結の軸受キャッ
   プ体に設けた半円形軸受孔とによって軸支して成る軸受
   装置において、前記クランク軸を、前記シリンダブロッ
   クの材料よりも熱の線膨脹係数が小さい材料にて形成す
   る一方、前記軸受キャップ体を、前記クランク軸の材料
   よりも熱の線膨脹係数が小さい材料にて形成したことを
   特徴とする内燃機関におけるクランク軸の軸受装置。