KR101293603B1

KR101293603B1 - 내연기관용 크랭크샤프트 베어링

Info

Publication number: KR101293603B1
Application number: KR1020120029633A
Authority: KR
Inventors: 아이스케 구와바라; 다카히코 미즈노
Original assignee: 다이도 메탈 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-08-13
Also published as: KR20120110017A; JP5213981B2; GB2489579A; US8449193B2; CN102691716A; US20120243815A1; JP2012202488A; DE102012204598A1; GB201205234D0; GB2489579B; CN102691716B

Abstract

내연기관의 크랭크샤프트 베어링이 개시되어 있다. 반원형 스러스트 베어링(30; 30A; 60; 60A; 60B)의 내주부에서, 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36; 66A; 66C)가 2개의 탭(34; 34A; 64A)들 옆에 돌출되어 있다. 적어도 2개의 충격 하중 수용 돌출부들은 각각 상기 2개의 탭들 각각과 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 단면(32a; 62a)들 각각 사이에 있다. 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 중앙선에 대하여 서로 선-대칭 위치들에 있다. 상기 충격 하중 수용 돌출부의 높이는, 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징(H) 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 선단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하지 않도록 하는 치수로 설정된다.

Description

내연기관용 크랭크샤프트 베어링{CRANKSHAFT BEARING FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}

본 발명은 내연기관용 크랭크샤프트 베어링(crankshaft bearing)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원통형으로 조합되는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(a pair of semi-cylindrical sliding bearing)들 각각에 부착되는 반원형 스러스트 베어링(semicircular thrust bearing)에 관한 것이다.

내연기관의 크랭크샤프트는, 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들로 구성된 메인 베어링을 통해 내연기관의 실린더 블럭(cylinder block)의 하부에 의해 그 저널부(journal portion)에 지지된다. 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들 중, 하나 또는 두 반원통형 슬라이딩 베어링들이 하나의 반원형 스러스트 베어링 또는 반원형 스러스트 베어링들과 조합되어 사용된다. 상기 반원형 스러스트 베어링은, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링들 중 적어도 하나의 축단면(axial end surface)의 두 사이드 에지(side edge)(즉, 폭방향으로의 사이드 에지)들 중 하나 또는 양자 모두를 따라 플랜지(flange) 형상을 형성하도록 조립됨으로써 제공된다. 상기 조립은, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 축방향 사이드 에지들에 형성되는 복수의 대응하는 노치(notch)(즉, 리세스(recess))들에서, 서로 이격되어 있는 반원형 스러스트 베어링의 내주부에 제공되는 적어도 2개의 탭(tab)들을 핏팅(fitting) 및 인게이징(engaging)하여 수행된다.

상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들은 원통형으로 형성되어, 스플릿형 베어링 하우징(split type bearing housing)에 유지되어 있다. 그리고, 상기 스플릿형 베어링 하우징 내에 통합되기 전의 자유(free) 상태에서, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링은 곡률 반경이 그 원주방향의 중앙 영역으로부터 원주방향의 양 단부들을 향해 점진적으로 커지는 형상으로 구성된다. 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 스플릿형 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍(bearing holding hole) 내에 통합되어 있는 상태[구속(restrained) 상태]에서, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 각각의 맞댐단부(butted end portion)의 영역들은, 상기 베어링 홀딩 구멍의 형상에 순응(conform)시키기 위하여 초기 반원형으로부터 원의 중심을 향해 가압 및 변형되는 형상으로 되어 있다. 다시 말해, 각각의 반원통형 슬라이딩 베어링들은, 상기 변형에 의해 생성되는 그 자체 탄성복원력(elastic restoring force)에 의해 상기 베어링 하우징의 절반체(half body)와 근접하여 유지된다.

보다 상세하게는, 상기 자유 상태에 있어서, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 곡률 반경은 상기 원주방향의 중앙 영역 및 원주방향의 양 단부 영역들에서 상이하다. 그리고, 상기 원주방향의 단부 영역들 양자 모두의 곡률 반경은 상기 원주방향의 중앙 영역에서보다 크다. 상기 반원형 스러스트 베어링이 상기 탭 및 노치(리세스)들의 맞물림 관계(engagement relation)를 이용하여 반원통형 슬라이딩 베어링에 부착되는 경우, 자유 상태에서 상기 탭의 하나의 사이드 에지는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 노치의 하나의 사이드 에지와 간섭하고, 상기 반원형 스러스트 베어링 및 상기 반원통형 슬라이딩 베어링은 그들이 서로 기계적으로 커플링된 상태로 되어 있다. 이에 따라, 상기 반원형 스러스트 베어링 및 상기 반원통형 슬라이딩 베어링은 일체형으로 조합된 단일 조립체로서 상기 스플릿형 베어링 하우징 내에 조립될 수 있다. 상기 조립된 상태에서, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 각각의 맞댐단부들의 영역들은 곡률 중심을 향해 편향(deviated)되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들은 상기 베어링 홀딩 구멍의 형상에 따라 변형된다. 하지만, 상기 반원형 스러스트 베어링은 상기 스플릿형 베어링 하우징 외부에 위치하기 때문에, 전혀 변형되지 않는다. 또한, 상기 노치 및 탭들의 간섭/커플링 관계는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 변형에 의해 해제(dissolved)되고, 상기 반원형 스러스트 베어링은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링에 대하여 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 약간 이동가능하게 된다. 그 결과, 내연기관의 동작 시, 자동 포지셔닝(얼라인먼트)이 수행되는데, 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면(thrust load receiving surface)은 상기 크랭크샤프트의 축방향 하중을 가하는 크랭크 웨브(crank web)의 측면에 평행하게 된다.

상기 반원통형 슬라이딩 베어링들과 상기 반원형 스러스트 베어링들의 조합 관계들은, JP-A-47-7011, JP-A-59-147115, JP-A-07-504017, 및 WO 2009/062904 A1 등의 특허 문헌들에 도시되어 있다.

최근의 경향으로, 내연기관들의 출력 파워는 증대되고, 크랭크샤프트들의 베어링 하우징들의 견고성(rigidity)은 상기 내연기관들의 중량들을 저감시키기 위하여 저하되는 경향이 있다. 이와 관련하여, 상기 베어링 하우징들은 탄성적으로 용이하게 변형되며, 상기 내연기관들의 동작 시, 상기 반원형 스러스트 베어링들의 탭들과 상기 반원통형 슬라이딩 베어링들의 노치들이 서로 반복해서 간섭하게 되고, 상기 탭들과 상기 노치들이 변형되거나 파손되는 문제점이 발생한다.

여기서, 상기 탭들과 노치들의 파손의 문제를 설명하기로 한다.

상기 크랭크샤프트가 내연기관의 동작 시에 고속으로 회전(revolve)하면, 반복적인 큰 변동 하중(fluctuating load)이 상기 베어링 하우징에 인가된다. 이에 따라, 견고성이 낮은 베어링 하우징이 반복해서 탄성적으로 변형되고, 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍의 형상 또한 반복해서 변화된다. 이에 따라, 상기 스플릿형 베어링 하우징의 조합면(combined surface)을 따르는 방향(이하, 수평방향이라고 함; 또한 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 조합에 대하여, 상기 조합면을 따르는 방향은, 수평방향이라고 함)으로 상기 베어링 홀딩 구멍의 직경이 반복해서 증가 및 감소된다. 그리하여, 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍에 유지된 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 형상 또한 반복해서 변화한다. 보다 구체적으로는, 상기 베어링 홀딩 구멍의 수평방향으로의 내경이 증가하면, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 수평방향으로의 외경이 증가한다. 그 결과, 상기 반원형 스러스트 베어링의 탭들과 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 노치들의 사이드 에지들이 서로 충돌하여 서로 강하게 간섭하게 된다. 상기 충돌 및 간섭의 반복에 의하여, 상기 탭들과 상기 노치들의 변형 및 파손이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 내연기관의 운전 시, 크랭크샤프트 베어링을 홀딩하는 베어링 하우징의 탄성적 반복 변형 및 상기 베어링 하우징에 유지되어 있는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 탄성적 반복 변형 현상에 의하여, 상기 탭들과 노치들의 맞물림 관계에 의해 일체형으로 조합되는 반원형 스러스트 베어링과 반원통형 슬라이딩 베어링의 탭들과 노치들이 변형되거나 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관용 크랭크샤프트 베어링을 제공하는 것이다.

상술된 목적의 관점에서, 본 발명에 따르면, 후술하는 내연기관용 크랭크샤프트 베어링이 제공된다.

내연기관용 크랭크샤프트 베어링으로서, 상기 크랭크샤프트 베어링은 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 서로 조합된 원통형 본체로서 사용되고,

1개의 반원형 스러스트 베어링 또는 2개의 반원형 스러스트 베어링들이 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들 중 적어도 하나에 부착되고, 상기 1개의 반원형 스러스트 베어링 또는 상기 2개의 반원형 스러스트 베어링들은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 2개의 축방향 사이드 에지들 중 하나 또는 양자 모두를 따라 제공되며,

상기 반원형 스러스트 베어링은 원주방향의 양 단면들을 가지고, 각각 아크 형상인 외주부와 내주부를 가지며, 상기 내주부의 아크 직경은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경보다 크고, 원주방향으로 서로 이격되며 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되어 반경방향으로 내부를 향해 2개의 탭들이 연장되어 있으며, 상기 2개의 탭들은 상기 내주부의 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 반경방향으로의 직선, 즉 중앙선에 대하여 선-대칭 위치들에 위치하고, 상기 반원형 스러스트 베어링의 본체에 연속적인 탭 베이스 부분의 코너 에지부(corner edge portion)는 각각의 상기 원주방향의 단면들로부터 이격된 측면에 위치하며, 각각의 탭들은 상기 내주부에서 돌출되어, 상기 코너 에지부가 각각의 상기 원주방향의 단면들로부터 측정된 15°내지 55°의 원주각의 범위 내에 존재하게 되고,

상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 적어도 하나는, 상기 반원형 스러스트 베어링이 제공된 축방향 사이드 에지를 따라 전체 원주 길이에 걸쳐 베어링의 내주면측에서 베어링 벽 두께가 부분적으로 얇은 두께-저감 영역(reduced-thickness region)을 가지고, 상기 원주방향으로 서로 이격되도록 상기 두께-저감 영역에 2개의 노치들이 형성되며, 상기 2개의 노치들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 2개의 탭들과 상기 2개의 노치들이 맞물리는 관계에 있고, 상기 맞물림 관계는, 상기 크랭크샤프트 베어링이 상기 크랭크샤프트에 조립되어 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징에 의해 구속되기 전의 자유 상태시에는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경이 원주방향의 중앙부에서보다 원주방향의 양 단부들에서 더 크므로, 상기 탭의 폭방향으로의 1개의 사이드 에지가 상기 노치의 폭방향으로의 1개의 사이드 에지와 간섭하여 맞물리는 상태에 있게 되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 상태에서는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경이 균일하게 되며, 상기 간섭 및 맞물림 관계가 해제되고, 상기 탭은 상기 노치에서 자유 상태로 되어, 상기 반원형 스러스트 베어링이 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 이동할 수 있도록 되며,

상기 노치 및 상기 탭의 치수 관계는, 관계식 1: 노치의 원주방향 길이(폭) > 탭의 원주방향 길이(폭), 및 관계식 2: 노치의 축방향 폭(깊이) > 탭의 축방향 폭(두께)를 만족하고,

상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서는, 2개의 충격 하중 수용 돌출부(impact load receiving projection)들이 상기 2개의 탭들 옆으로 돌출되어 있고, 적어도 2개의 충격 하중 수용 돌출부들 각각은 2개의 탭들 각각과 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 단면들 각각 사이에 있으며, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 상기 중앙선에 대하여 서로 선-대칭 위치에 있고, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 높이는, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 정적(靜的; static) 상태에서, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 선단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하지 않도록 하는 치수로 설정되게 된다.

상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들 중, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링들 중 하나는 본 발명에 따른 반원통형 슬라이딩 베어링으로서 구성될 수도 있고, 나머지 다른 하나는 스러스트 베어링이 부착되지 않은 반원통형 슬라이딩 베어링으로서 구성될 수도 있다. 그리고, 그들이 원통형으로 조합되어 사용될 수도 있다.

본 발명의 바람직한 제1실시예에 있어서, 상기 충격 하중 수용 돌출부는 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면에 대하여 후퇴(retreat) 위치에 있다.

본 발명의 바람직한 제2실시예에 있어서, 상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부는, 상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부가 서로 연속하지 않는 관계에 있도록 형성된다.

본 발명의 바람직한 제3실시예에 있어서, 상기 탭은 상기 충격 하중 수용 돌출부에 대하여, 상기 스러스트 하중 수용면과 반대측에 있는 상기 반원형 스러스트 베어링의 이면방향으로 편향되고, 상기 탭의 적어도 일부가 상기 이면을 지나 돌출된다.

본 발명의 바람직한 제4실시예에 있어서, 상기 2개의 탭들 옆에 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 제3탭이 돌출되고, 상기 제3탭은 상기 2개의 탭들 사이에서, 상기 내주부의 길이의 중앙 영역에 위치하며,

상기 2개의 노치들 사이에 위치한 제3노치는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 두께-저감 영역에 형성되며, 상기 제3노치는, 상기 제3노치가 상기 제3탭과 맞물리는 관계에 있고, 상기 맞물림 관계에 의하여, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링에 대한 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 상대 회전이 억제(inhibited)되게 된다.

본 발명의 바람직한 제5실시예에 있어서, 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부(gap supporting projection)들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되고, 각각의 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들은, 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부의 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 중앙 위치에서의 원주각이 0도로 설정되면, 상기 중앙 위치의 양 측으로 20°의 원주각들의 범위들을 각각 초과하는 위치들에 위치하며, 상기 갭 지지 돌출부의 높이는, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 상기 갭 지지 돌출부의 상단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하게 되는 것을 허용하는 치수로 설정된다.

(1) 본 발명의 크랭크샤프트 베어링에 있어서, 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주면에서는, 적어도 2개의 충격 하중 수용 돌출부들이 2개의 탭들 옆에 돌출되고, 적어도 2개의 충격 하중 수용 돌출부들 각각은 2개의 탭들 각각과 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 단면들 각각 사이에 위치하며, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 중앙선에 대하여 서로 선-대칭 위치에 있고, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 높이는, 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 선단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하지 않도록 하는 치수로 설정된다. 이에 따라, 본 발명의 크랭크샤프트 베어링이 상기 크랭크샤프트 베어링을 홀딩하는 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍 내에 통합되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 내연기관의 운전 시 동적 부하(dynamic load)의 작용에 의하여 상기 베어링 하우징의 반복적인 탄성 변형과 함께 수평방향으로 탄성적으로 반복해서 변형되는 경우, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면은 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되는 2개의 충격 하중 수용 돌출부들과 접촉하게 되며, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 탄성 변형이 억제된다. 그 결과, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 노치들 내부에서 상기 반원형 스러스트 베어링의 탭들의 이동이 억제되고, 상기 탭들의 사이드 에지들과 상기 노치들의 사이드 에지들의 반복적인 충돌들도 억제되게 된다. 따라서, 상기 탭 및 노치들의 변형 및 파손이 효과적으로 방지될 수 있게 된다.

본 발명의 2개의 탭들은 각각 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되어, 코너 에지부가 상기 원주방향의 단면들 각각으로부터 측정된 15°내지 55°의 원주각의 범위 내에 존재하게 되고, 상기 반원형 스러스트 베어링의 본체에 연속적인 상기 탭 베이스 부분의 코너 에지부는 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 단면들 각각으로부터 이격되어 있는 일 측면에 위치하게 된다. 상기 탭들이 돌출되어 있는 위치가 제한되는 이유는, 상기 코너 에지부가 상기 위치를 55°의 원주각으로 초과하는 경우, 본 발명의 크랭크샤프트 베어링이 상기 베어링 하우징 내에 통합되기 전 자유 상태에서 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 "곡률 반경이 원주방향의 중앙 영역으로부터 원주방향의 양 단면들을 향해 점진적으로 커지게 되는 형상"으로 인하여, 상기 2개의 탭들과 상기 2개의 노치들의 맞물림과 간섭 관계가 불충분하고, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링과 상기 반원형 스러스트 베어링의 통합 커플링 관계가 얻어지지 못하기 때문이다. 또한 상기 코너 에지부가 15°보다 작은 원주각으로 상기 위치에 위치하는 경우, 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에 2개의 충격 하중 수용 돌출부들을 제공하기 곤란하기 때문이다.

(2) 본 발명의 제1실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링은, 상기 충격 하중 수용 돌출부가 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면에 대하여 후퇴 위치에 위치하는 구성을 가진다. 본 발명의 크랭크샤프트 베어링에 있어서, 상기 반원형 스러스트 베어링 및 상기 반원통형 슬라이딩 베어링은 일체형으로 조합된 단일 조립체로서 상기 스플릿형 베어링 하우징 내에 조립된다. 상기 조립된 상태에서, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 각각의 맞댐단부의 영역들은 상기 곡률 중심을 향해 편향되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들은 상기 베어링 홀딩 구멍의 형상에 따라 변형된다. 하지만, 상기 반원형 스러스트 베어링은 상기 스플릿형 베어링 하우징 외부에 위치하기 때문에, 전혀 변형되지 않는다. 후속해서, 상기 노치 및 상기 탭들의 간섭/커플링 관계는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 변형에 의해 해제되고, 상기 반원형 스러스트 베어링은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링에 대하여 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 약간 이동가능하게 된다. 그 결과, 상기 내연기관의 운전 시, 자동 포지셔닝(얼라인먼트)이 수행되는데, 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면은 상기 크랭크샤프트의 축방향 하중을 가하는 상기 크랭크 웨브의 측면에 평행하게 된다. 그러므로, 상기 반원형 스러스트 베어링이 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 축선에 대하여 경사지는 경우에는, 이에 따라, 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면의 외주부가 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면으로부터 이격되도록 변위되고, 상기 스러스트 하중 수용면의 내주부는 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면(상기 크랭크 웨브의 측면)에 근접하도록 변위되며, 상기 충격 하중 수용 돌출부는 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면과 접촉하게 되고, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 표면은, 상기 반원형 스러스트 베어링의 충격 하중 수용 돌출부의 일 표면이 상기 스러스트 하중 수용면과 동일 평면 상에 있다면, 마모되거나 파손되기 쉽다. 하지만, 상기 제1실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링에 있어서는, 상술된 바와 같이 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면에 대하여 후퇴 위치에 위치하도록 상기 충격 하중 수용 돌출부가 구성되어 있다. 따라서, 상기 반원형 스러스트 베어링이 상술된 바와 같이 경사지는 경우에도, 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면과 상기 충격 하중 수용 돌출부의 접촉이 회피될 수 있게 된다. 그러므로, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 손상이 방지될 수 있게 된다.

(3) 본 발명의 제2실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링에 있어서 상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부는, 상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부가 서로 연속되지 않는 관계에 있도록 형성된다. 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면이, 엔진 운전 시 상기 크랭크샤프트의 동적 부하에 의해 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 탄성 변형에 의하여 상기 반원형 스러스트 베어링의 충격 하중 수용 돌출부와 맞닿는 경우, 상기 충격 하중 수용 돌출부는 탄성적으로 변형된다. 그러므로, 상기 충격 하중 수용 돌출부 및 상기 탭이 서로 연속된다면, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 변형이 상기 탭에 도달하고, 상기 탭은 탄성적으로 변형되어 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 노치로부터 떨어지거나, 또는 상기 탭의 사이드 에지와 상기 노치의 사이드 에지가 서로 강하게 간섭하는데, 이는 상기 탭 및 상기 노치의 변형 및 손상을 야기하게 될 위험성이 발생한다. 하지만, 상기 제2실시예에 따르면, 이러한 단점이 효과적으로 방지될 수 있다.

(4) 제3실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링에 있어서, 상기 탭은 상기 충격 하중 수용 돌출부에 대하여 상기 스러스트 하중 수용면과 반대측에 있는 상기 반원형 스러스트 베어링의 이면방향으로 편향되고, 상기 탭의 적어도 일부가 상기 이면을 지나 돌출된다. 이와 같은 구성의 경우에는, 상기 제2실시예에서와 유사한 동작 효과가 얻어질 수 있다.

(5) 본 발명의 제4실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링에 있어서는, 2개의 탭들 옆에 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 제3탭이 돌출되어 있다. 그리고, 상기 제3탭은 2개의 탭들 사이에서, 상기 내주부의 길이의 중앙 영역에 위치한다. 그리고, 상기 2개의 노치들 사이에 위치한 제3노치는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 두께-저감 영역에 형성된다. 상기 제3노치는 상기 제3노치가 상기 제3탭과 맞물리는 관계에 있다. 상기 맞물림 관계에 의하여, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링에 대하여 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 상대 회전이 억제된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면과의 접촉 관계로 인하여 상기 슬라이딩면과 반원형 스러스트 베어링이 함께 회전하게 될 가능성이 제거될 수 있다.

(6) 본 발명의 제5실시예에 따른 크랭크샤프트 베어링에 있어서, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부들 옆에 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에는 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들이 돌출되어 있다. 각각의 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들은, 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부의 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 중앙 위치에서의 원주각이 0도로 설정되는 경우, 상기 중앙 위치의 양 측에서 20°의 원주각들의 범위들을 각각 초과하는 위치들에 위치한다. 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들은, 각각 본 발명의 크랭크샤프트 베어링이 상기 크랭크샤프트 베어링을 홀딩하는 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 그 선단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하게 되도록 하는 치수를 가지고, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부 사이의 갭(베어링의 중앙선에 대하여 수직방향으로의 갭)을 유지하도록 제공된다. 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면 및 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부가 서로 접촉하게 된다면, 상기 반원형 스러스트 베어링은 그 양자의 간섭 관계로 인하여 축방향으로 구속되고, 자동 포지셔닝(얼라인먼트)가 수행되지 않는데, 이는 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면을 상기 크랭크샤프트의 축방향 하중을 제공하는 상기 크랭크 웨브의 측면에 평행하게 만든다. 또한, 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들이 상기 중앙 위치의 양 측에서 20°의 원주각들의 범위들을 초과하는 위치들에 제공되는 이유는 다음과 같다.

상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 원주방향 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 반경방향으로 직선, 즉 중앙선에 대한 수직방향은, 상기 내연기관의 운전 시 상기 크랭크샤프트의 동적 부하가 직접 작용하는 방향이다. 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들이 상기 중앙 위치의 양 측으로 20°이내의 원주각들의 범위들에 제공되는 경우, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들의 선단부들은 반복해서 서로 강하게 접촉하게 되고, 상기 갭 지지 돌출부들 양자 모두가 변형되거나 파손되기 쉽다.

상술된 항목 (3)과 동일한 이유로 인하여, 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들을 상기 제3탭에 대하여 연속시키는 것은 피하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들이 제공되지 않는 경우에는, 예견치 못한 힘이 상기 제3탭에 작용하기 때문에 주의를 해야 한다. 또한, 상기 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들만 제공되고, 상기 제1 및 제2의 충격 하중 수용 돌출부들이 제공되지 않으면, 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍에 유지되는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 내연기관 운전 시 상기 베어링 하우징의 탄성 변형과 함께 수평방향으로 탄성적으로 변형될 때, 상기 반원형 스러스트 베어링들의 탭들의 사이드 에지들과 상기 반원통형 슬라이딩 베어링들의 노치들의 사이드 에지들이 반복해서 서로 충돌하고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 외주면들이 반복해서 변위된다. 그러므로, 상기 탭 및 노치들의 변형 및 파손이 방지될 수 없게 된다.

본 발명에 따르면, 내연기관의 운전 시, 크랭크샤프트 베어링을 홀딩하는 베어링 하우징의 탄성적 반복 변형 및 상기 베어링 하우징에 유지되어 있는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 탄성적 반복 변형에 의하여, 상기 탭들과 노치들의 맞물림 관계에 의해 일체형으로 조합되는 반원형 스러스트 베어링과 반원통형 슬라이딩 베어링의 탭들과 노치들이 변형되거나 파손되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 내연기관용 크랭크샤프트 베어링을 제공할 수 있다.

도 1은 서로 조합된 관계에 있는, 본 발명의 일 실시예에 따른 반원형 스러스트 베어링과 반원통형 슬라이딩 베어링의 측면도;
도 2는 도 1에 도시된 반원형 스러스트 베어링의 측면도;
도 3은 도 1에 도시된 반원통형 슬라이딩 베어링의 측면도;
도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 반원통형 슬라이딩 베어링의 A-방향으로 화살표를 따라 본 도면;
도 5는 본 발명의 베어링이 베어링 하우징 내에 통합되고 상기 반원통형 슬라이딩 베어링이 구속되는 상태에서 베어링의 핵심 부분을 도시한 도면;
도 6은 도 1의 VI-VI 선을 따라 취한 절단도;
도 7은 엔진의 운전 시, 반원통형 슬라이딩 베어링이 탄성적으로 변형되고, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면은 반원형 스러스트 베어링의 충격 하중 수용 돌출부와 접촉하게 되며, 도 5에 대응하는 상태를 도시한 도면;
도 8은 도 5의 VIII-VIII 선을 따라 취한 절단도;
도 9는 도 7의 IX-IX 선을 따라 취한 절단도;
도 10은 서로 조합된 관계에 있는, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 반원형 스러스트 베어링과 반원통형 슬라이딩 베어링의 측면도;
도 11은 도 10에 도시된 반원형 스러스트 베어링의 측면도;
도 12는 도 10에 도시된 반원통형 슬라이딩 베어링의 A-방향으로 화살표를 따라 본 도면;
도 13은 도 11의 핵심 부분의 확대도;
도 14는 도 6에 도시된 반원형 스러스트 베어링의 변형예;
도 15는 도 10 및 도 11에 도시된 반원형 스러스트 베어링의 변형예로서 반원형 스러스트 베어링의 일부를 도시한 도면;
도 16은 도 15에서 B-방향으로 화살표를 따라 본 도면; 및
도 17은 도 10 및 도 11에 도시된 반원형 스러스트 베어링의 변형예로서 반원형 스러스트 베어링의 일부를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부 도면들을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내연기관용 크랭크샤프트 베어링의 절반체(10)를 보여준다. 상기 절반체(10)는, 서로 조합 관계에 있는 반원통형 슬라이딩 베어링(20)과 반원형 스러스트 베어링(30)으로 구성되어 있다. 상기 반원형 스러스트 베어링(30)은, 한 쌍의 플랜지 형상들로 형성될 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 양 단면(22)(즉, 축방향 또는 폭방향으로의 양 단부)들을 따라 제공된다(하지만, 본 도면들에 있어서는, 반원형 스러스트 베어링(30) 중 단 하나만 도시되어 있음). 본 실시예에 있어서는, 상기 한 쌍의 반원형 스러스트 베어링(30)들이 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)에 부착되어 있는 구성이 채택되고 있다. 하지만, 단 하나의 반원형 스러스트 베어링이 반원통형 슬라이딩 베어링에 부착될 수도 있다.

상기 반원형 스러스트 베어링(30)은, 스러스트 베어링 본체(32), 상기 스러스트 베어링 본체(32)의 내주부에서 돌출된 2개의 탭(34), 및 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36)들로 구성되어 있다. 상기 반원형 스러스트 베어링 본체(32)에 연속적인 탭 베이스 부분의 코너 에지부(34a)는, 상기 반원형 스러스트 베어링의 각각의 원주방향의 단면들로부터 이격되어 있는 일 측면에 위치하게 된다. 상기 2개의 탭(34)들은 각각 상기 스러스트 베어링 본체(32)의 내주부에서 돌출되어, 상기 코너 에지부(34a)가 상기 서술된 원주방향의 단면(32a)들 각각으로부터 측정되는 원주각 θ1=15°내지 55°의 범위 내에 존재하게 된다. 상기 스러스트 베어링 본체(32)의 내주부에서 돌출되어 있는 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36)들은, 상기 스러스트 베어링 본체(32)의 각각의 원주방향의 단부들로부터 상기 탭(34)들에 인접한 위치들로 연장되어 있다. 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36)들의 높이들은 상기 탭(34)의 높이보다 작게 된다. 그리고, 각각의 충격 하중 수용 돌출부(36)들의 선단부는, 상기 크랭크샤프트의 동적 부하가 상기 엔진의 운전 조건으로 상기 베어링에서 작용하는 때 이외에는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 외주면으로부터 분리된다(도 5).

상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 양 단면(22)들 각각에는 2개의 노치(24)들이 형성되어 있다. 상기 2개의 노치(24)들과 상기 2개의 탭(34)들은, 상기 2개의 노치(24)들과 상기 2개의 탭(34)들이 서로 맞물리도록 구성되어 있다(도 1). 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)은, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)이 제공된 축방향의 단면(22)을 따라 전체 원주방향 길이에 걸쳐 베어링의 내주면에서 베어링 벽 두께가 부분적으로 저감되는 두께-저감 영역(20a)을 가진다. 상기 두께-저감 영역(20a)에 있어서는, 원주방향으로 서로 분리되도록 2개의 노치(24)들이 형성되어 있다.

도 1은 상기 베어링의 절반체(10)가 베어링 하우징(H) 내에 조립되기 전의 자유 상태로 도시되어 있되, 상기 탭(34)의 사이드 에지(34b)는 상기 노치(24)의 사이드 에지(24a)와 간섭하여 그와 접촉하게 된다. 상기 간섭 및 접촉 관계는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 자유 상태의 비원형 형상으로 얻어진다. 도 5는 상기 베어링 절반체(10)가 상기 베어링 하우징(H) 내에 조립되고, 상기 탭(34)의 사이드 에지(34b)가 상기 노치(24)의 사이드 에지(24a)로부터 분리되어 있는 구속 상태로 도시되어 있다.

베어링 절반체(10)의 동작

도 1에 도시된 베어링 절반체(10)는 하나의 조립체로서 스플릿형 베어링 하우징(H) 내에 조립될 수 있는데, 그 이유는 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20) 및 상기 반원형 스러스트 베어링(30)이 서로 간섭하고 있어 접촉하게 되는 상기 탭(34)들의 사이드 에지(34b)들과 상기 노치(24)들의 사이드 에지(24a)들로 일체형으로 조합되어 있기 때문이다. 실질적으로 타원형을 형성하도록 조합되어 있는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)들이 상기 스플릿형 베어링 하우징(H) 내에 통합되는 경우, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)들은 상기 스플릿형 베어링 하우징(H)의 원형 베어링 홀딩 구멍에 의해 구속된다. 그 후, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)들은 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)들의 초기 형상(실질적으로 타원형)으로부터 원형으로 강제적으로 변형된다. 그 결과, 상기 탭(34) 및 상기 노치(24)들의 간섭 및 접촉 관계가 해제되고, 상기 탭(34)들의 사이드 에지(34b)들은 상기 노치(24)들의 사이드 에지(24a)들로부터 분리된다(도 5). 상기 베어링 절반체(10)가 상기 스플릿형 베어링 하우징(H) 내에 통합되는 경우, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)은 상기 스플릿형 베어링 하우징(H)에 의해 구속되지 않는다. 이는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)이 상기 스플릿형 베어링 하우징(H)의 측면을 따라 있고, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 두께-저감 영역(20a)은 상기 스플릿형 베어링 하우징(H) 외부에서 돌출되어 있으며, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)의 탭(34)들은 상기 두께-저감 영역(20a)에 형성된 노치(24)들에 맞물리는 구조가 채택되기 때문이다.

상기 베어링 절반체(10)가 상기 스플릿형 베어링 하우징(H) 내에 통합되는 상술된 상태에서는, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)이 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)에 대하여 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 약간 이동가능하다. 그 결과, 상기 내연기관의 운전 시, 자동 포지셔닝(얼라인먼트)이 수행되는데, 이는 상기 반원형 스러스트 베어링(30)의 스러스트 하중 수용면[윤활유홈(38)을 구비한 면]을 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 하중을 제공하는 크랭크 웨브의 측면에 평행하게 만든다. 또한, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)의 충격 하중 수용 돌출부(36)는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 외주면으로부터 그 사이에 작은 갭을 두고 분리된다(도 5 및 도 8 참조).

엔진 운전 시, 상기 스플릿형 베어링 하우징(H)은 상기 크랭크샤프트의 동적 부하를 수용하여 반복해서 탄성적으로 변형되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)들은 또한 그 맞댐단면(26)들을 따르는 방향(보다 구체적으로는, 수평방향)으로 직경의 팽창과 수축의 탄성 변형을 반복한다. 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20)이 수평방향으로의 직경이 연장되면, 그 외주면은 상기 반원형 스러스트 베어링(30)의 한 쌍의 충격 하중 수용 돌출부(36)들과 맞닿고(도 7 및 도 9 참조), 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 직경의 과도한 연장이 방지된다. 그러므로, 상기 반원형 스러스트 베어링(30)의 탭(34)이 상기 사이드 에지(34b)에서 상기 노치(24)의 사이드 에지(24a)와 접촉하게 되는 종래의 베어링의 단점이 성공적으로 억제될 수 있게 된다.

도 10은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 내연기관용 크랭크샤프트 베어링의 절반체(40)를 보여준다. 상기 절반체(40)는, 서로 조합 관계에 있는 반원통형 슬라이딩 베어링(50)과 반원형 스러스트 베어링(60)으로 구성되어 있다. 상기 반원형 스러스트 베어링(60)들은, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(50)의 양 단면(52)(보다 구체적으로는, 축방향 또는 폭방향으로의 양 단부)들을 따라 한 쌍의 플랜지 형상들을 형성하도록 제공된다.

상기 반원형 스러스트 베어링(60)은, 스러스트 베어링 본체(62), 상기 스러스트 베어링 본체(62)의 내주부에서 돌출되어 있는 3개의 탭(64A, 64A 및 64B), 2개의 충격 하중 수용 돌출부(66A 및 66A), 및 2개의 갭 지지 돌출부(66B 및 66B)들로 구성되어 있다(도 11). 각각의 2개의 탭(64A)들은 상술된 실시예에 있어서 2개의 탭(34)들과 동일한 조건 하에 상기 반원형 스러스트 베어링 본체(62)의 내주부에서 돌출되어 있다.

상기 반원통형 슬라이딩 베어링(50)의 양 단면(52)들 각각에는 3개의 노치(54, 54 및 54B)들이 형성되어 있다. 상기 3개의 노치(54, 54 및 54B)들과 3개의 탭(64A, 64A 및 64B)들은, 3개의 노치들과 3개의 탭들이 서로 맞물리도록 구성된다(도 10). 상기 노치(54B)는, 상기 탭(64B)과 맞물려 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(50)에 대하여 상기 반원형 스러스트 베어링(60)의 원주방향의 상대 회전을 억제하도록 구성된다. 이와 같은 구성을 채택함으로써, 상기 크랭크샤프트의 슬라이딩면과의 접촉 관계에 의해 상기 슬라이딩면과 함께 회전하는 상기 반원형 스러스트 베어링(60)의 가능성이 제거될 수 있다.

또한, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부(66A)들은 상술된 실시예에 있어서의 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36)들에 대응하지만, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부(66A)들이 상기 스러스트 베어링 본체(62)의 각각의 원주방향의 단면들로부터 약간 분리된 위치들로부터 상기 탭(64A)들로부터 원주방향으로 약간 분리된 위치들까지 상기 반원형 스러스트 베어링 본체(62)의 내주부에서 돌출되어 있다는 점에서는 상술된 실시예에 있어서의 상기 충격 하중 수용 돌출부(36)들과 상이하다(도 10 및 도 11). 상기 충격 하중 수용 돌출부의 1개의 사이드 에지는, 상기 충격 하중 수용 돌출부(66A)가 상기 스러스트 베어링 본체(62)의 원주방향의 단면들 각각으로부터 약간 분리된 위치로부터 상기 탭(64A) 방향으로 연장되는 본 실시예에 도시되어 있는 바와 같이, 특별히 상기 스러스트 베어링 본체의 원주방향의 단면에 대응할 필요는 없다.

상기 2개의 갭 지지 돌출부(66B)들은 각각 상기 베어링이 상기 크랭크샤프트 베어링을 홀딩하는 상기 베어링 하우징의 베어링 홀딩 구멍 내에 통합될 때, 그 선단부들이 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하게 되는 돌출 높이를 가지고, 상기 탭(64A)들 각각과 상기 탭(64B) 사이에서, 상기 반원형 스러스트 베어링 본체(62)의 내주부에서 돌출되어 있다. 상기 2개의 갭 지지 돌출부(66B)들은, 상기 반원형 스러스트 베어링 본체(62)의 원주방향 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하고, 상기 베어링 축선, 즉 중심선 L을 통과하는 직선의 위치에서의 원주각이 0도로 설정될 때, 중심선 L의 양 측에서 각각 원주각 θ2=20°의 범위를 초과하는 위치들에 위치한다. 그리고, 각각의 갭 지지 돌출부(66B)들은 원주방향으로 각각의 탭(64A)들로부터 약간 분리된 위치들에 위치한다. 상기 갭 지지 돌출부(66B)가 상기 원주각 θ2=20°의 상술된 범위를 초과하는 위치에 제공되는 이유는, 상기 설명의 항목 (6)에 서술된 것과 같다.

변형예들

(1) 도 14에 도시된 반원형 스러스트 베어링(30A)은 도 6에 도시된 반원형 스러스트 베어링(30)의 변형예이다. 도 14에서, 상기 반원형 스러스트 베어링(30A)의 스러스트 베어링 본체(32A)의 내주부에서 돌출된 탭(34A)은, 상기 스러스트 베어링 본체(32A)의 "베어링 하우징과 접촉하는 면"에 대하여, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 안쪽으로(보다 구체적으로는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링(20)의 축방향으로, 상기 반원형 스러스트 베어링(30A)의 스러스트 하중 수용면 F으로부터 멀리 이격되는 방향) 연장 및 편향된다. 상기 편향된 형상은 상기 충격 하중 수용 돌출부(36)와 상기 탭(34A)의 연속을 피하는데 유리하다.

(2) 도 15 및 도 16(도 15에서 B-방향으로 화살표를 따라 본 도면)은, 도 10 및 도 11에 도시된 상기 반원형 스러스트 베어링(60)의 변형예로서 반원형 스러스트 베어링(60A)의 스러스트 베어링 본체(62A)의 원주방향의 단면 부근만을 국부적으로 보여준다. 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 원주방향의 단면(62a) 부근의 부분 영역에서는, 테이퍼(T)가 추가되어, 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 두께가 상기 스러스트 하중 수용면(F)으로부터 상기 원주방향의 단면(62a)을 향해 점진적으로 얇아지게 된다. 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 원주방향의 단면(62a)은, 원통형으로 조합되는 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들의 맞댐단면(즉, 원주방향의 단면)들을 통과하는 수평선 HR에 도달하지 않는다. 도 1, 도 2, 도 10 및 도 11에 도시된 반원형 스러스트 베어링들과 비교하면, 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 원주방향의 길이는 상기 각각의 원주방향의 단면(62a)들의 부분들에서의 길이 S1 만큼 짧다. 또한, 상기 테이퍼(T)가 상기 스러스트 베어링 본체(62A)에 주어지는 부분에서, 상기 충격 하중 수용 돌출부(66A)로부터 상기 원주방향의 단면(62a)으로 연장되는 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 내주부는 아크 형상으로 절단된다(62b). 상기 아크 형상의 절단부(62b)의 곡률은 상기 스러스트 베어링 본체(62A)의 외경의 곡률과 동일하다.

(3) 도 17은 도 10 및 도 11에 도시된 상기 반원형 스러스트 베어링(60)의 변형예로서 반원형 스러스트 베어링(60B)의 스러스트 베어링 본체(62B)의 원주방향의 단면 부근만을 국부적으로 보여준다. 상기 반원형 스러스트 베어링(60B)의 특징은, 상기 스러스트 베어링 본체(62B)의 외주부로부터 반경방향으로 바깥쪽으로 연장되는 연장부(62C)가 상기 스러스트 베어링 본체(62B)의 단면 부근의 영역에 형성되어 있다는 점에 있다. 상기 연장부(62C)가 상기 예시된 위치로 제한되는 것은 아니며, 상기 스러스트 베어링 본체(62B)의 외주부에 있는 선택적 위치에 형성될 수도 있다. 어떠한 경우에도, 상기 연장부(62C)의 역할은 상기 반원형 스러스트 베어링(60B)의 포지셔닝 및 걸쇠(detent) 기능이다.

Claims

내연기관의 크랭크샤프트 베어링으로서,
상기 크랭크샤프트 베어링은 서로 조합된 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링(20; 50)들이 원통형 본체로서 사용되고,
1개의 반원형 스러스트 베어링 또는 2개의 반원형 스러스트 베어링(30; 30A; 60; 60A; 60B)이 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들 중 적어도 하나에 부착되고, 상기 1개의 반원형 스러스트 베어링 또는 상기 2개의 반원형 스러스트 베어링들은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 2개의 축방향 사이드 에지(22; 52)들 중 하나 또는 양자 모두를 따라 제공되며,
상기 반원형 스러스트 베어링은 원주방향의 양 단면들(32a; 62a)을 가지고, 각각 아크 형상인 외주부와 내주부를 가지며, 상기 내주부의 아크 직경은 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경보다 크고, 2개의 탭(34; 34A; 64A)들이 원주방향으로 서로 이격되며 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되어 반경방향으로 내부를 향해 연장되어 있으며, 상기 2개의 탭들은 상기 내주부의 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 반경방향으로의 직선, 즉 중앙선에 대하여 선-대칭 위치들에 위치하고, 상기 반원형 스러스트 베어링의 본체(32; 32A; 62; 62A; 62B)에 연속적인 탭 베이스 부분의 코너 에지부(34a)는 각각의 상기 원주방향의 단면들로부터 이격된 측면에 위치하며, 각각의 탭들은 상기 내주부에서 돌출되되 상기 코너 에지부가 각각의 상기 원주방향의 단면들로부터 측정된 15°내지 55°의 원주각의 범위 내에 존재하게 되고,
상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 적어도 하나는, 상기 반원형 스러스트 베어링이 제공된 축방향 사이드 에지를 따라 전체 원주 길이에 걸쳐 베어링의 내주면측에서 베어링 벽 두께가 부분적으로 얇은 두께-저감 영역(20a)을 가지고, 2개의 노치(24; 54)들이 상기 원주방향으로 서로 이격되도록 상기 두께-저감 영역에 형성되며, 상기 2개의 노치들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 상기 2개의 탭들과 맞물림 관계에 있고, 상기 맞물림 관계는, 상기 크랭크샤프트 베어링이 상기 크랭크샤프트에 조립되어 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징(H)에 의해 구속되기 전의 자유 상태 시에는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경이 원주방향의 중앙부에서보다 원주방향의 양 단부들에서 더 큰 것에 의해 상기 탭의 폭방향으로의 1개의 사이드 에지가 상기 노치의 폭방향으로의 1개의 사이드 에지와 간섭하여 맞물리는 상태에 있게 되고, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 상태에서는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외경이 균일하게 되어, 상기 간섭 및 맞물림 관계가 해제되고, 상기 탭은 상기 노치에서 자유 상태로 되어, 상기 반원형 스러스트 베어링이 상기 크랭크샤프트의 축방향으로 이동할 수 있도록 되며,
상기 노치 및 상기 탭의 치수 관계는, 관계식 1: 노치의 원주방향 길이(폭) > 탭의 원주방향 길이(폭), 및 관계식 2: 노치의 축방향 폭(깊이) > 탭의 축방향 폭(두께)를 만족하고,
상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서는, 2개의 충격 하중 수용 돌출부(36; 66A; 66C)들이 상기 2개의 탭들 옆으로 돌출되어 있고, 적어도 2개의 충격 하중 수용 돌출부들 각각은 2개의 탭들 각각과 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 단면들 각각 사이에 있으며, 상기 2개의 충격 하중 수용 돌출부들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 상기 중앙선에 대하여 서로 선-대칭 위치들에 있고, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 높이는, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 상기 충격 하중 수용 돌출부의 선단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하지 않도록 하는 치수로 설정되는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.
제1항에 있어서,
상기 충격 하중 수용 돌출부는 상기 반원형 스러스트 베어링의 스러스트 하중 수용면에 대하여 후퇴 위치에 있는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부는, 상기 탭 및 상기 충격 하중 수용 돌출부가 서로 연속하지 않는 관계에 있도록 형성되는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 탭은, 상기 충격 하중 수용 돌출부에 대하여, 상기 스러스트 하중 수용면과 반대측에 있는 상기 반원형 스러스트 베어링의 이면방향으로 편향되고, 상기 탭의 적어도 일부가 상기 이면을 지나 돌출되는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 2개의 탭들 옆에 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 제3탭(64B)이 돌출되고, 상기 제3탭은 상기 2개의 탭들 사이에서, 상기 내주부의 길이의 중앙 영역에 위치하며,
상기 2개의 노치들 사이에 위치한 제3노치(54B)는, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 두께-저감 영역에 형성되며, 상기 제3노치는 상기 제3탭과 맞물리는 관계에 있고, 상기 맞물림 관계에 의하여, 상기 반원통형 슬라이딩 베어링에 대한 상기 반원형 스러스트 베어링의 원주방향의 상대 회전이 억제되는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.
제1항 또는 제2항에 있어서,
제1 및 제2의 갭 지지 돌출부(66B)들은 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부에서 돌출되고, 각각의 제1 및 제2의 갭 지지 돌출부들은, 상기 반원형 스러스트 베어링의 내주부의 길이를 2개의 동등한 부분들로 분할하는 중앙 위치에서의 원주각이 0도로 설정되면, 상기 중앙 위치의 양 측에서 20°의 원주각(θ2)들의 범위를 각각 초과하는 위치에 위치하며, 상기 갭 지지 돌출부의 높이는, 상기 한 쌍의 반원통형 슬라이딩 베어링들이 상기 크랭크샤프트의 베어링 하우징 내에 조립되어 구속되는 정적 상태에서, 상기 갭 지지 돌출부의 상단부가 상기 반원통형 슬라이딩 베어링의 외주면과 접촉하는 것을 허용하는 치수로 설정되는 내연기관의 크랭크샤프트 베어링.