(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
主軸受メタルの上／下分割面間に、主軸受メタル内周面とクランク軸外周面との間のクリアランスを調整する調整ライナを介装させたディーゼル機関の主軸受構造において、
前記調整ライナの上下方向の厚みを主軸受メタルの内径側より外径側に向うに連れ徐々に厚肉に勾配状に形成したことを特徴とするディーゼル機関の主軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はディーゼル機関のクランク軸を保持する主軸受構造に係り、特に主軸受メタル内周面とクランク軸外周面との間に、安定した軸変機能を与える為の潤滑用のクリアランスを調整する、調整ライナを、主軸受メタルの上／下分割面間に介装させた主軸受構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼル機関のクランク軸を保持する主軸受構造は、主軸受メタルの上／下分割面には、図３のごとくクランク軸１９と主軸受メタル１Ａ、１Ｂとの間のクリアランスｄを最適量に調整する為の調整ライナ１２０が装着され、調整ライナ１２０の厚みは、実際に主軸受メタル１Ａ、１Ｂを組み立てた時のクランク軸１９と主軸受メタル１Ａ、１Ｂのクリアランスを計測した後、このクリアランスが初期設計値に入っていない時には、調整ライナ１２０の厚みを厚くしたり、薄くしたりしてクリアランスが設計値内に入る様にしているが、この調整ライナ２０は同一肉厚で平面加工したものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一般に大型ディーゼル機関は図４に示すごとく、ディーゼル機関の本体を構成するシリンダジャケット１２、架構１３、台板２の３部品を上／下方向にテンションボルト１１にて締付結合されている。尚、図中、３は主軸キャップ、１４は台板２内に設けられた台板軸受台、１５はシリンダジャケット１２側部に設けられたカム軸、１６は排気管、１７はピストン棒、１８は連設棒、１９はクランク軸、Ｆは燃焼室である。
【０００４】
かかる構成において、台板２の主軸受メタル１Ａ、１Ｂを保持する台板軸受台１４の主軸受メタル部１の加工面Ｄ１は台板単体で機械加工時に真円になるように加工されておるためにテンションボルト１１で締め付けられると架構１３及び台板２の変形のため、図５に示す如く台板軸受台１４の主軸受メタル受け部Ｄ１半円上端部側が外径側に変形拡開し、真円に対して偏差δ１  だけ外方に拡開してしまうことになる。
この為前記主軸受メタル受け部Ｄ１に主軸受メタル１Ｂを収納しても前記外径Ｄ１に沿って上端部側が外径側に変形拡開してしまう。尚、Ｄｉはメタル内径、若しくはクランク軸外径を示す。
【０００５】
これに対して主軸受メタル１Ａ、１Ｂは図６に示すごとく、台板軸受台１４のメタル受け部Ｄ１の加工内径Ｄ１’を基準にしてその分割面が水平となるように半円リング円状に２つ割り加工されている。
この様な台板軸受台１４と主軸受キャップ３に図７（Ａ）に示すように、同一肉厚の調整ライナ１２０を上主軸受メタル１Ａに保持した状態で、クランク軸１９を介して下主軸受メタル１Ｂを夫々嵌合させた状態で締付ナット２２／ボルト２１により主軸受メタル１Ａ／１Ｂ同士を締め込んでいくと、図７（Ｂ）に示すごとく主軸受メタル１Ａ、１Ｂの分割面１０は、まず調整ライナ１２０の内径側９と下主軸受メタル１Ｂ内径側が接触（接触点ａ）し、更に締め込んでいく事により、分割面全体の一様に接触する締め込みが行なわれていく。
この為、主軸受メタル内周面側には、主軸受メタルを内周面側に曲げようとする圧縮曲げ応力ΔＳ３  が発生する。
【０００６】
さて一般的に図４に示すディーゼル機関を運転した場合、運転中にクランク軸１９を介して負荷される荷重は図３に示すごとくＦ１  、Ｆ２  方向に発生する。
このＦ１、Ｆ２方向の荷重により、主軸受メタル１Ｂ／１Ａ内周面部（図３の想像線円で示されるＡ部）には荷重Ｆ１により内周面には圧縮曲げ応力Ｓ１が、また、荷重Ｆ２により主軸受メタル１Ｂ／１Ａ外周面には引張り曲げ応力Ｓ２が発生する。
ゆえに、主軸受メタル円面に発生する繰り返し応力の振幅Ｓは上記曲げ応力の和（Ｓ１＋Ｓ２）の値となり、この振幅値Ｓが、メタル繰返し許容応力以上になると主軸受メタルに損傷が発生する。
【０００７】
そして従来の主軸受構造における問題点は、組立時の変形による主軸受メタル内周面側が先に接触して発生する圧縮曲げ応力ΔＳ３  が主軸受メタル内周面に発生する繰り返し応力Ｓ（Ｓ１＋Ｓ２）に圧縮曲げ応力ΔＳ３が更に付加され、
Ｓ：Ｓ１＋Ｓ２＋ΔＳ３
として繰り返し応力の振幅が増大し、結果として主軸受メタルの寿命が短くなる。
【０００８】
本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、機関運転時に発生する圧縮曲げ応力の影響を低減し、これにより運転中の当該部繰返し応力の振幅を低減し、主軸受メタルの耐久性を増大して、寿命を延長することが出来るディーゼル機関の主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】
本発明は、図１に示すように、主軸受メタル１Ａ、１Ｂの上／下分割面１０間に、主軸受メタル内周面とクランク軸１９外周面との間のクリアランスｄ（図２）を調整する調整ライナ２０を介装させたディーゼル機関のクランク軸１９を保持する主軸受構造において
前記調整ライナ２０の上下方向の厚みを、主軸受メタル１Ａ、１Ｂの内径側より外径側に向うに連れ徐々に厚肉に勾配状に形成したことを特徴とするものである。
即ち、調整ライナ２０の厚みを主軸受メタル内径側の厚みｔ１  、外径側の厚みをｔ２とすると、ｔ１＜ｔ２  とした勾配を有する調整ライナ２０を介装したことを本発明の特徴とする。
【００１０】
これにより図８（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、本発明の勾配形調整ライナ２０を主軸受メタル１Ａの下面（分割面１０）に固設した状態で、主軸受メタル１Ａ、１Ｂ同士の組付けを行うと、下主軸受メタル１Ｂの分割面１０が、組立時の変形により、内周面側より外周面側に向け下がり傾斜構造になっていても、この下がり傾斜分を補正する勾配を付した調整ライナ２０が前記主軸受メタル１Ａの分割面１０に保持されている為に、該調整ライナ２０を介して組立時に、上／下主軸受メタル１Ａ、１Ｂの分割面１０が勾配形調整ライナ２０を介して一様に接触するように設計する事が可能となる。
【００１１】
かかる発明によれば、上／下主軸受メタル１Ａ、１Ｂの分割面１０は調整ライナ２０を介してほぼ均等に接触するために、上／下主軸受メタル１Ａ、１Ｂの接触面（分割面１０）には一様な圧縮応力（ΔＳ４  ）が発生する。
一方、調整ライナ２０が同一厚の平板形状の従来技術の場合は、前記したように主軸受メタル内径側が先に接触してその部分より偏荷重を受けながら圧縮応力（ΔＳ３  ）が発生する為に、該従来法による圧縮応力ΔＳ３  は本発明の圧縮応力ΔＳ４  よりも当然に大きくなることは自明である。
【００１２】
従って本発明は「ΔＳ４＜ΔＳ３」の圧縮応力の状態で図４に示すディーゼル機関を運転する事が出来、これにより主軸受メタル内周面にかかる繰返し応力振幅Ｓ′（Ｓ１＋Ｓ２＋ΔＳ４  ）は従来方法による繰返し応力振幅Ｓ（Ｓ１＋Ｓ２＋ΔＳ３）よりも小さくする事が出来る。これにより、主軸受メタルの寿命が延長されるという利点が得られる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１４】
図１及び図２に本発明の実施形態に係るディーゼル機関の主軸受構造を示す。図１に示すように主軸受メタルは、その分割面が水平となるように半円リング円状に加工されている、上主軸受メタル１Ａと下主軸受メタル１Ｂからなり、その分割面１０に、その上下方向の厚みを主軸受メタル１Ａ、１Ｂの内径側より外径側に向うに連れ徐々に厚肉に末広がり勾配状に形成した調整ライナ２０を介装している。
すなわち、より具体的には前記勾配形調整ライナ２０は不図示の保持ボルトにより上主軸受メタル１Ａの分割面１０に保持され、調整ライナ２０の下面が下主軸受メタル１Ｂ上面（分割面）と対峙させている。
調整ライナの勾配形状は、図１に示すように、上面側を上主軸受メタル１Ａの分割面１０に合わせ水平に、下面側を下向き勾配に設定している。
【００１５】
即ち具体的には、図５に示すように、台板軸受台１４の主軸受メタル受け部Ｄ１の半円上端部側が外径側に変形拡開した点に着目し、主軸受け下メタル１Ｂの分割面の傾き角度αに対応して、図１に示すように調整ライナ２０の厚みを主軸受メタル内径側の厚みｔ１  、外径側の厚みをｔ２  とすると、ｔ１  ＜  ｔ２  とした下向き勾配を下面側に設定している。
そして前記の主軸受メタル構造は、図２及び図８に示す如く、台板軸受台１４上に主軸受け下メタル１Ｂを装着し、その上にクランク軸１９を保持する。（図８（Ａ）参照）
次に主軸受上メタル１Ａは、クランク軸１９上に装着し、その上に主軸受キャップ３を装着し、主軸受キャップ３を締付ボルト２１及び締付ナット２２にて締め込んで行き図８（Ｂ）に示すように固定する構成にしてある。
【００１６】
かかる実施形態による主軸受メタルの締付時の状況と圧縮応力との関係を図８に基づいて詳細に説明すると、図８（Ａ）は締付ナットによる締め付け前の状態を示し、同図において３は主軸受けキャップ、１４は台板軸受台、１９はクランク軸、２１は締付ボルト、２２は締付ナットで、主軸受けキャップ３内に設けた上主軸受メタル１Ａの分割面１０に勾配形調整ライナ２０を固定した状態で主軸受けキャップ３を締付ボルト２１と締付ナット２２とにより締めつけると、図８（Ｂ）に示すように下主軸受メタル１Ｂの分割面１０と調整ライナ２０間は接触点Ｃからほぼ均一に圧接され、メタル内周面側に引張曲げ応力を発生させる。
これにより、機関運転中に、当該内周面部に発生する圧縮曲げ応力の影響をΔＳ４まで低減する事が可能となる。
この結果、運転中の繰返し応力振幅Ｓ’（Ｓ１  ＋Ｓ２  ＋ΔＳ４  ）が図７に示す従来技術に比較して低減し、主軸受メタルの寿命が延長する。
【００１７】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、図８（Ｂ）に示すように、主軸受メタル締付時に、主軸受メタル内外面に一様にほぼ均等の圧縮応力を発生させておく事が出来、これにより、機関運転時に発生する圧縮曲げ応力の影響を低減し、運転中の当該部繰返し応力の振幅を低減し、主軸受メタルの耐久性を増大して、寿命を延長することが出来る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る主軸受メタルと調整ライナの形状を示す立体斜視図である。
【図２】図１の主軸受メタルと調整ライナを組込んだ本発明の実施形態に係るディーゼル機関の主軸受構造を示す概略図である。
【図３】機関運転時に主軸受メタルにかかる荷重及び応力を示す断面説明図である。
【図４】主軸受が装着されるディーゼル機関の概略構成図である。
【図５】図４の台板軸受台の組立時の変形を示す断面図である。
【図６】従来の主軸受メタル組合せの略図である。
【図７】図６の従来の主軸受メタルの締付時の状況を示す図である。
【図８】本発明の主軸受メタルの締付時の状況を示す図である。
【符号の説明】
１Ａ      上主軸受メタル
１Ｂ      下主軸受メタル
１９      クランク軸
２０      調整ライナ
【図１】
0003564249.tif 000002
【図２】
0003564249.tif 000003
【図３】
0003564249.tif 000004
【図４】
0003564249.tif 000005
【図５】
0003564249.tif 000006
【図６】
0003564249.tif 000007
【図７】
0003564249.tif 000008
【図８】
0003564249.tif 000009