(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体に配設された複数の軸受により回転自在に軸支されていると共に、軸線方向一端に無端伝動部材が巻き掛けられた伝動用回転部材を一体的に有し、かつ軸線方向他端にトランスミッションが連結されたクランク軸を有するクランク軸のスラスト軸受構造であって、
前記エンジン本体に前記複数の軸受をそれぞれ支持する複数の軸受支持部分が設けられ、
前記複数の軸受支持部分の最も前記伝動用回転部材に近い位置にある一端側軸受支持部分と、前記クランク軸の前記一端側軸受支持部分に対峙する面との間に前記クランク軸のスラスト荷重を受けるためのスラストころがり軸受が設けられ、
前記複数の軸受支持部分の前記一端側軸受支持部分に隣接する隣接軸受支持部分と前記クランク軸の該隣接軸受支持部分に対峙する面との間に前記クランク軸のスラスト荷重を受けるためのスラストすべり軸受が設けられていることを特徴とするクランク軸のスラスト軸受構造。
【請求項２】
前記スラストすべり軸受が、前記クランク軸に対してピストン側に半円環状に設けられ、
前記隣接軸受支持部分の前記ピストン側とは相反する側に、前記スラストすべり軸受の周方向両端を支持する両周方向端面を有しかつ前記クランク軸の前記スラストすべり軸受とは相反する側の半周分を外囲する内壁面を有する突部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のクランク軸のスラスト軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸のスラスト軸受構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のエンジンのクランク軸において、その一端にはタイミングベルト等の無端伝動部材が掛けられたプーリが固着され、他端にはフライホイールが同軸に固着されているものがある。このようなクランク軸では、爆発行程の衝撃力によりフライホイールの面振れが生じる虞があり、その面振れによりクランク軸に撓みによる振動が発生し得ることから、クランク軸の複数の軸受部の内、フライホイールに隣接した軸受部にスラストメタルを設けて、クランク軸の撓みを抑制するようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実願昭５９−２３３９１号のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、クランク軸のフライホイール側にはトランスミッションが結合されているものがあり、トランスミッションから大きなスラスト荷重が加わる場合があるのに対して、上記特許文献１のものではスラスト軸受にメタル軸受を用いており、大きなスラスト荷重に対してはクランク軸の駆動抵抗を低減することができないという問題がある。
【０００５】
また、上記したようにクランク軸の一端側にはプーリを介して無端伝動部材が巻き掛けられている場合には、フライホイール側とは相反する側でもクランク軸に曲げ振動が生じる。上記特許文献１のものではスラスト軸受はクランク軸のフライホイール側に配設されており、フライホイール側とは相反する側で生じる曲げ振動を抑制することはできないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決して、クランク軸のスラスト荷重に対する駆動抵抗をより一層低減とすると共に曲げ振動をより一層抑制することを実現するために、本発明に於いては、エンジン本体（Ｅ）に配設された複数の軸受（８）により回転自在に軸支されていると共に、軸線方向一端に無端伝動部材（５）が巻き掛けられた伝動用回転部材（３）を一体的に有し、かつ軸線方向他端にトランスミッション（４）が連結されたクランク軸（１）を有するクランク軸のスラスト軸受構造であって、前記エンジン本体（Ｅ）に前記複数の軸受（８）をそれぞれ支持する複数の軸受支持部分（６ａ〜６ｄ）が設けられ、前記複数の軸受支持部分（６ａ〜６ｄ）の最も前記伝動用回転部材（３）に近い位置にある一端側軸受支持部分（６ａ）と、前記クランク軸（１）の前記一端側軸受支持部分（６ａ）に対峙する面との間に前記クランク軸（１）のスラスト荷重を受けるためのスラストころがり軸受（９）が設けられ、前記複数の軸受支持部分（６ａ〜６ｄ）の前記一端側軸受支持部分（６ａ）に隣接する隣接軸受支持部分（６ｂ）と前記クランク軸（１）の該隣接軸受支持部分（６ｂ）に対峙する面との間に前記クランク軸（１）のスラスト荷重を受けるためのスラストすべり軸受（１１）が設けられているものとした。
【０００７】
これによれば、無端伝動部材から伝動用回転部材を介して伝わる荷重によりクランク軸に曲げ振動が生じるような場合に、クランク軸を軸支する複数の軸受支持部分の内で最も伝動用回転部材に近いものとクランク軸との間にスラストころがり軸受を配置したことから、伝動用回転部材とスラストころがり軸受との距離が短いことから、上記曲げ振動における曲げに対応する長さが短くなり、曲げ振動を抑制し得る。また、トランスミッション側からの軸線方向荷重が増大しても、そのスラスト荷重をスラストころがり軸受により受けることができ、スラストすべり軸受の場合よりもクランク軸の駆動抵抗の低減化を向上し得る。
【０００８】
特に、前記複数の軸受支持部分（６ａ〜６ｄ）の前記一端側軸受支持部分（６ａ）に隣接する隣接軸受支持部分（６ｂ）と前記クランク軸（１）の該隣接軸受支持部分（６ｂ）に対峙する面との間に前記クランク軸（１）のスラスト荷重を受けるためのスラストすべり軸受（１１）が設けられていると良い。これによれば、エンジン本体とクランク軸とが異なる材質の場合には、スラスト軸受を設けた軸受支持部分と、クランク軸のスラスト軸受に対応する部分との間に熱膨張差が生じて隙間が生じるが、スラストころがり軸受を設けた軸受支持部分とスラストすべり軸受を設けた軸受支持部分とが隣接しており、両スラスト軸受間が１気筒分の場合には距離を最小限とすることができ、熱膨張差の増大を抑制し得る。
【０００９】
また、前記スラストすべり軸受（１１）が、前記クランク軸（１）に対してピストン（２）側に半円環状に設けられ、前記隣接軸受支持部分（６ｂ）の前記ピストン（２）側とは相反する側に、前記スラストすべり軸受（１１）の周方向両端を支持する両周方向端面（１３ａ）を有しかつ前記クランク軸（１）の前記スラストすべり軸受（１１）とは相反する側の半周分を外囲する内壁面（１３ｂ）を有する突部（１３・１４）が設けられていると良い。これによれば、円環状のスラストすべり軸受をクランク軸に通して配置することができない場合でも、半割状のスラストすべり軸受を取り扱うことになり、何等問題なく任意の位置に配置することができると共に、軸受支持部分のピストン側とは相反する側の半周分を外囲する内壁面を有する突部が設けられていることにより、例えば縦置きエンジンの場合にはクランク軸のジャーナルを潤滑するオイルがジャーナル軸受から下方に落ちるようになるが、そのオイルは突部の内壁面により一旦受け止められて溜まるため、スラストすべり軸受の潤滑油を簡単に増量することができるため、スラストすべり軸受用に別途オイル供給路等を設ける必要が無く、簡単な構造で必要充分な潤滑用オイルを確保し得る。
【発明の効果】
【００１０】
このように本発明によれば、伝動用回転部材とスラストころがり軸受との距離が短いことから、伝動用回転部材からの荷重入力による曲げ振動における長さが短くなり、曲げ振動を抑制し得ると共に、トランスミッション側からの軸線方向荷重が増大しても、そのスラスト荷重をスラストころがり軸受により受けることができ、スラストすべり軸受の場合よりもクランク軸の駆動抵抗の低減化を向上し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用されたエンジンのクランク軸及びその周辺部分を要部を破断して示す側断面図である。
【図２】スラストすべり軸受を組み付ける部分を示す要部斜視図である。
【図３】スラストすべり軸受への潤滑油の供給要領を示す要部側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明が適用された自動車用エンジン本体Ｅのクランク軸１及びその周辺部分を要部を破断して示す側断面図である。エンジン本体Ｅは、本実施形態では直列型縦置きとして説明するが、直列や縦置きに限定されるものではない。
【００１３】
クランク軸１には、図示例では中間部には３本のコンロッドを介して３つのピストン２がそれぞれ連結されている。クランク軸１の図の左側となる一端には伝動用回転部材としてのプーリ３が同軸に固着されており、クランク軸１の図の右側となる他端にはトランスミッション４が連結されている。また、エンジン本体Ｅには発電機等の各種補機類（図示せず）が一体的に組み付けられており、プーリ３と各種補機類とには無端伝動部材としてのＶベルト５が巻き掛けられている。
【００１４】
エンジン本体Ｅの気筒列方向両端部と各気筒間とには、各ピストン２を同軸に受容する円筒状シリンダ壁の一部がクランク軸１側に垂下状態に延長され、その延長部分により形成された複数の軸受支持壁６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄが設けられている。各軸受支持壁６ａ〜６ｄの下端にはそれぞれベアリングキャップ７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄが組み付けられ、軸受支持壁６ａ〜６ｄと対応するベアリングキャップ７ａ〜７ｄとにより、クランク軸１のジャーナルを回転自在に支持する各ジャーナルすべり軸受８を保持する軸受支持部分が構成されている。
【００１５】
このクランク軸１のジャーナルを支持する軸受構造については公知のエンジンに適用されているものと同様であって良い。例えば、軸受支持壁６ａ〜６ｄの下端部はクランク軸１のジャーナルの上半分を外囲する半円状に凹設され、ベアリングキャップ７ａ〜７ｄにはクランク軸１のジャーナルの下半分を外囲する半円状の凹設部が設けられて、両半円状凹部により円形の孔が形成され、その孔内にすべり軸受８が保持される。なお、各すべり軸受８は必ずしも互いに同軸に配設されていなくても良い。
【００１６】
また、クランク軸１の基本的な形状も公知のエンジンのものと同様であり、上記複数の軸受支持壁６ａ〜６ｄの内で最もプーリ３側に位置する一端側軸受支持壁６ａと、それに隣接する隣接軸受支持壁６ｂとの間の部分における形状を代表して概略説明する。この一端側軸受支持壁６ａ及びそれに組み付けられたベアリングキャップ７ａとにより一端側軸受支持部分が構成され、隣接軸受支持壁６ｂ及びそれに組み付けられたベアリングキャップ７ｂにより隣接軸受支持部分が構成されている。一端側軸受支持部分６ａ・７ａと隣接軸受支持部分６ｂ・７ｂとの間には、クランク軸１の軸線に対して直交する向きに延出された一対のクランクアーム１ａ・１ｂと、両クランクアーム１ａ・１ｂ間に亘って設けられたピストンピン１ｃとが配置される。
【００１７】
そして、上記複数の軸受支持部分６ａ・７ａ〜６ｄ・７ｄの内で最もプーリ３側に位置する一端側軸受支持部分６ａ・７ａと、クランク軸１の拡径された段部１ｄとの間に、クランク軸１と同心にスラストころがり軸受９が設けられている。スラストころがり軸受９としては玉軸受やころ軸受等であって良い。
【００１８】
なお、スラストころがり軸受９のハウジング軌道盤９ａが、一端側軸受支持部分６ａ・７ａのクランクアーム１ａに臨む面に設けられた円環状凹設部１０の内周面に嵌り合い、軸軌道盤９ｂが、クランク軸１の上記段部１ｄの外周面に嵌り合うようにされており、このようにして、スラストころがり軸受９が、一端側軸受支持部分６ａ・７ａとクランク軸１との間に組み付けられている。
【００１９】
これにより、例えばトランスミッション３からの軸線方向荷重（図１の矢印Ｆｓ）がクランク軸１にスラスト荷重として加わった場合に、そのスラスト荷重をスラストころがり軸受９により受けることができる。上記したようにスラスト荷重を受ける軸受が、すべり軸受ではなく、ころがり軸受であることから、大きなスラスト荷重が作用した場合でも大きな軸受抵抗は発生せず、スラストすべり軸受の場合よりもクランク軸の駆動抵抗の低減化を向上し得る。
【００２０】
なお、クランク軸１の軸端部分の径は、トランスミッション４側では大トルク伝達のために大径に形成されているのに対して、プーリ３側では小径に形成されていて良い。したがって、プーリ３側にスラストころがり軸受９を配設するようにしたことから、円環状のスラストころがり軸受９を小径部分側からクランク軸１に通すことから、スラストころがり軸受９を小径化することができる。トランスミッション４側の大径部分に通す場合にはスラスト軸受が大径化したり、半割型にするなどしたりして対応していたが、半割型の場合には円環状のスラストころがり軸受９を配設することができないため、本発明のような駆動抵抗の低減効果は得られない。
【００２１】
また、スラストころがり軸受９がプーリ３に最も近い一端側軸受支持部分６ａ・７ａに設けられていることにより、プーリ３側からの荷重入力による曲げ振動の支点となる位置が図１に示されるようにスラストころがり軸受９の位置Ｐ１となり、曲げ振動におけるクランク軸１の軸線方向長さＬ１をできるだけ短くすることができる。一方、トランスミッション３に近い軸受支持部分６ｃ・７ｃの位置Ｐ２に設けられている場合には同様の曲げ振動における長さＬ２が長くなり、曲げ振動が大きくなる。それに対して、スラストころがり軸受９をできるだけプーリ３に近い位置に設けたことから、プーリ３からの荷重入力による曲げ振動の抑制を向上することができる。
【００２２】
また、一端側軸受支持部分６ａ・７ａに隣接する隣接軸受支持壁６ｂのプーリ３側の面には、帯状平板をクランク軸１と同心の半円環状にした形状のスラストすべり軸受１１が設けられている。図２に併せて示されるように、隣接軸受支持壁６ｂのプーリ３側の面には、スラストすべり軸受１１をその厚さ方向に略半分埋没状態に保持し得る半円環状の凹設部１２が設けられており、凹設部１２にスラストすべり軸受１１が嵌り合うように、凹設部１２の内周壁面とスラストすべり軸受１１の外周面とが略同一径に形成されている。
【００２３】
このようにして設けられた各スラスト軸受９・１１により、クランク軸１との間のスラスト荷重を受ける面間のクリアランスを小さくできる。ジャーナルすべり軸受８ではクランク軸１の回動を円滑にするために必要な隙間が設けられているのに対して、スラスト軸受９・１１では隙間無くクランク軸１に摺接させることができ、スラスト軸受９・１１の箇所でクランク軸１のラジアル方向の振動を抑制することができる。
【００２４】
また、スラストころがり軸受９とスラストすべり軸受１１とにより、クランク軸１の軸線方向（スラスト方向）の両側への規制を行うことができる。
【００２５】
一方、シリンダブロック（軸受支持壁６ａ〜６ｄ）とクランク軸１との材質違いによりエンジンの熱間時において両部材間にクランク軸１の軸線方向に熱膨張差が生じる。それに対して、スラストころがり軸受９に隣接する位置すなわち近接してスラストすべり軸受１１が配設されていることから、両スラスト軸受９・１１間の間隔が１気筒分となり、スラスト荷重を受ける面間のクリアランスの増加量の抑制を向上することができ、熱間時のクランク軸１の軸線方向に対するずれを規制し得る。
【００２６】
また、隣接軸受支持部分である隣接軸受支持壁６ｂに組み付けられるベアリングキャップ７ｂのプーリ３側の軸線方向端面には、クランク軸１の軸線方向から見て上記凹設部１２と連続する円を形成する突部としての半円環状突条部１３が形成されている。半円環状突条部１３の両周方向方向端面１３ａは、スラストすべり軸受１１の両周方向端面９ａと当接し得るように形成されており、スラストすべり軸受１１の周方向両端を支持する。また、半円環状突条部１３には、クランク軸１のスラストすべり軸受１１側とは相反する側の半周分を所定の隙間をあけて外囲する内壁面１３ｂが形成されている。これにより、スラストすべり軸受１１の組み付け状態で、スラストすべり軸受１１と半円環状突条部１３とにより連続する円環状の突条が形成される。なお、半円環状突条１３の高さ（クランク軸１の軸線方向高さ）はスラストすべり軸受１１の厚さ方向の高さよりも低くされている。
【００２７】
クランク軸１のジャーナルを軸支するすべり軸受８に供給された潤滑油は、図３の矢印に示されるように隣接軸受支持壁６ｂの外側に流出し、スラストすべり軸受１１のクランク軸１との摺接面に供給される。また、半円環状突条１３が上記したように設けられていることから、ベアリングキャップ７ｂ側に流出した潤滑油は半円環状突条１３の内壁面１３ｂにより受け止められる。このように、半円環状突条１３の内壁面１３ｂがオイル溜まり部として機能するため、スラストすべり軸受１１への潤滑油の供給量を簡単な構成で増大させることができる。
【００２８】
なお、上記図示例では突部を半円環状突条１３として形成した例として示したが、突部としてはクランク軸１のスラストすべり軸受１１側とは相反する側の半周分を外囲する内壁面１３ｂを有するものであれば良く、突部全体の形状を半円環状に限るものではない。例えば、図２の二点鎖線で示されるようにスラストすべり軸受１１の外径と略同一の幅を有する板状肉厚部１４としても良い。この場合には、板状肉厚部１４を、ベアリングキャップ７ａ〜７ｄ同士が連結されて一体に形成される場合の型抜きにおいて何等問題なく形成することができる。
【符号の説明】
【００２９】
１  クランク軸
２  ピストン
３  プーリ（伝動用回転部材）
４  トランスミッション
５  Ｖベルト（無端伝動部材）
６ａ〜６ｄ  軸受支持壁
７ａ〜７ｄ  ベアリングキャップ
６ａ・７ａ  一端側軸受支持部分
６ｂ・７ｂ  隣接軸受支持部分
８  ジャーナルすべり軸受（軸受）
９  スラストころがり軸受
１１  スラストすべり軸受
１３  半円環状突条部
１３ａ  周方向端面
１３ｂ  内壁面
１４  板状肉厚部
Ｅ  エンジン本体
【図１】
0005396312.tif 000002
【図２】
0005396312.tif 000003
【図３】
0005396312.tif 000004