(57)【要約】【課題】それが適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することのできるクランク軸の軸受け構造を提供する。【解決手段】この軸受け構造は、内燃機関のシリンダブロックに間隔を置いてそれぞれ配設された複数の軸受け部２０を有する。クランク軸は、それら軸受け部２０によって回転可能に軸支されている。隣接する軸受け部２０間がオイルダンパ２５ａを有する連結部材２５を介して連結される。この連結部材２５は、オイルダンパ２５ａの作用により、隣接する軸受け部２０の離間及び近接に応じて伸縮される。オイルダンパ２５ａは、連結部材２５の伸縮に際して、その伸縮速度を減衰させる抵抗を発生する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックに間隔を置いてそれぞれ配設された複数の軸受け部によりクランク軸を回転可能に軸支する軸受け構造であって、
隣接した軸受け部を連結し、且つそれら軸受け部の離間及び近接に応じて伸縮される連結部材と、
その連結部材の伸縮速度を減衰させる減衰機構と、
を備えるクランク軸の軸受け構造。
【請求項２】
内燃機関のシリンダブロックに間隔を置いてそれぞれ配設された複数の軸受け部によりクランク軸を回転可能に軸支する軸受け構造であって、
隣接した軸受け部を連結し、且つそれら軸受け部の離間及び近接に応じて伸縮される連結部材と、
その連結部材の短縮速度を減衰させる減衰機構と、
を備えるクランク軸の軸受け構造。
【請求項３】
前記連結部材の両端は、前記隣接した軸受け部のベアリングキャップにそれぞれ固定されてなる請求項１又は２に記載のクランク軸の軸受け構造。
【請求項４】
前記連結部材は、前記隣接した軸受け部間に掛け渡され、それら軸受け部の一方及び他方に両端がそれぞれ固定された梁として構成されてなる請求項１〜３のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造。
【請求項５】
前記連結部材は、前記隣接した軸受け部間で分割されてなり、前記減衰機構は、その分割された連結部材の接合部に介設されてなる請求項４に記載のクランク軸の軸受け構造。
【請求項６】
前記減衰機構は、前記隣接した軸受け部の少なくとも一方と前記連結部材との固定部に介設されてなる請求項４に記載のクランク軸の軸受け構造。
【請求項７】
隣接したクランク軸の軸受け部を、それらを近接させる側への変形速度を減衰させる減衰機構を介して連結したクランク軸の軸受け構造。
【請求項８】
隣接したクランク軸のベアリングキャップを、それらを近接させる側への変形速度を減衰させる減衰機構を介して連結したクランク軸の軸受け構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランク軸を軸支する軸受け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、内燃機関のシリンダブロックの下端には複数のベアリングキャップが取り付けられており、該機関のクランク軸は、それらシリンダブロックとベアリングキャップとの間で挟持されることで、当該機関に回転自在に支持されている。上記クランク軸は、具体的には、シリンダブロックに形成された複数の切り欠き状の溝（ブロック軸受け溝）と、複数のベアリングキャップに形成された同じく切り欠き状の溝（キャップ軸受け溝）との間で挟持されている。
【０００３】
ここで、こうした軸受け構造では、内燃機関における混合気の爆発燃焼毎に生じる周期的な力によって軸受け部が振動し、その振動が上記シリンダブロックに伝達されて、同シリンダブロックの表面から騒音振動として放射される。
【０００４】
そこで従来、図１４に例示されるような、上記振動騒音に対する制振機能を備えるクランク軸の軸受け構造が提案されている。この軸受け構造では、梁状の連結部材１０２によりベアリングキャップ１０１を互いに連結し、複数の軸受け部を一体化することで、軸受け構造全体の剛性を高めている。またこの軸受け構造では、同図１４に併せ示すように、ベアリングキャップ１０１の下方に、棒状の錘１０６を備えるダンパ機構１０７が吊り下げられている。錘１０６の両端は、板ばね１０５を介して隣接するベアリングキャップ１０１にそれぞれ連結されており、錘１０６がクランク軸の軸方向に揺動可能となっている。そして、各板ばね１０５の弾性係数を適宜設定することで、図１５に示すように、内燃機関の爆発燃焼に応じた軸受け構造全体のクランク軸の軸方向への揺動に対して、その揺動方向と逆方向に錘１０６を揺動させるようにしている。こうして錘１０６をダンパマスとして機能させて、クランク軸の軸方向への軸受け構造全体の振動を相殺させることで、上記振動騒音の低減を図るようにしている（以上、特許文献１参照）。なお、図１５にあっては、理解を容易とするために、軸受け構造やダンパ機構１０７の変形量を誇張して示している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３０２５４５号公報（第３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
こうしたダンパ機構を備えた軸受け構造では、軸受け構造全体をクランク軸の軸方向に揺動させる振動モードの入力に対しては有効な制振性を発揮する。しかしながら、発明者らの行った実験の結果によれば、上記振動騒音の要因としては、それとは異なったモードの振動がより支配的であることが確認されている。
【０００７】
以下、その実験結果により明らかにされた振動騒音の発生のメカニズムを、図１６を併せ参照して説明する。図１６は、軸受け構造及びその周辺部の一部を模式的に示したものである。なお、同図［ａ］は静的な状態でのそれらの態様を、同図［ｂ］は燃焼圧が作用しているときのそれらの態様をそれぞれ示している。
【０００８】
内燃機関の燃焼行程に混合気が爆発燃焼されると、その燃焼圧が同機関のコネクティングロッド１０８を介してクランク軸１０９に作用する。この燃焼圧の作用により、クランク軸１０９に回転力が付与されるのであるが、その作用によっては、同図［ｂ］に示されるようにコネクティングロッド１０８との連結部を中心にクランク軸１０９が撓むようにもなる。このとき、コネクティングロッド１０８との連結部を間に挟んで隣接した２つの軸受け部１０４は、それらの先端に設けられたベアリングキャップ１０１の間隔を広げるように変形される。すなわち、それらの軸受け部１０４は、互いに離間するように変形される。
【０００９】
その後の爆発燃焼の終焉と共にクランク軸１０９に作用する燃焼圧が低下すると、上記の如く変形した両軸受け部１０４は、同図［ａ］の状態に復元しようとする。このとき、上記変形により蓄えられた歪みエネルギが一時に開放されるため、両軸受け部１０４は大きく振動する。そしてその振動が軸受け部１０４からシリンダブロック本体に伝播され、その表面から放射されることで上記振動騒音が発生される。
【００１０】
さて上記のダンパ機構１０７（図１４、図１５）は、両軸受け部１０４が一体となって同方向に変位する場合には有効であっても、それらの軸受け部１０４が互いに離間されるような変形に対しては十分な制振効果を発揮し得ない。またこのダンパ機構１０７は、あくまでも既に発生してしまった振動の伝達を抑えるものであり、上記振動の発生自体を抑制するものではないため、そもそも上記振動騒音の問題を抜本的には解決し得ないものである。
【００１１】
もっとも、上記のように連結部材１０２でベアリングキャップ１０１を連結して軸受け構造全体の剛性を高めれば、上記のような燃焼圧の作用に対する軸受け部１０４の変形量が低減されるため、それに起因する振動騒音の低減は確かに可能ではある。しかしながら、そうした周期的な燃焼圧の作用に対する強度を十分に確保する必要から、連結部材１０２などの重量化は避けられず、あまり効率的な対処手法とは云い難い。
【００１２】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、それが適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することのできるクランク軸の軸受け構造を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
先ず、請求項１に記載の発明は、内燃機関のシリンダブロックに間隔を置いてそれぞれ配設された複数の軸受け部によりクランク軸を回転可能に軸支する軸受け構造であって、隣接した軸受け部を連結し、且つそれら軸受け部の離間及び近接に応じて伸縮される連結部材と、その連結部材の伸縮速度を減衰させる減衰機構と、を備えることをその要旨とする。
【００１４】
上記構成では、内燃機関の爆発燃焼に伴う燃焼圧がクランク軸に作用すると、その作用部を間に挟んで隣接した２つの軸受け部は、一旦離間するように変形した後、その変形により蓄えた歪みエネルギを開放しつつ近接されるように変形する。こうした軸受け部の離間や近接に伴って、軸受け部を連結する連結部材は伸縮されるが、その伸縮速度は減衰機構により減衰されるため、上記燃焼圧の作用に伴う軸受け部の変形の速度も減衰されるようになる。したがって上記構成によれば、適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、内燃機関のシリンダブロックに間隔を置いてそれぞれ配設された複数の軸受け部によりクランク軸を回転可能に軸支する軸受け構造であって、隣接した軸受け部を連結し、且つそれら軸受け部の離間及び近接に応じて伸縮される連結部材と、その連結部材の短縮速度を減衰させる減衰機構と、を備えることをその要旨とする。
【００１６】
内燃機関での爆発燃焼に伴う燃焼圧がクランク軸に作用すると、その燃焼圧力の作用部を間に挟んで隣接した２つの軸受け部が離間されるように変形が生じる。このときそれら隣接した軸受け部を連結する連結部材は、それら軸受け部の離間に応じて伸張される。その後、燃焼圧が低下すると、その変形により蓄えられた歪みエネルギが開放され、それら軸受け部はその変形から復元しようと、今度は互いに近接されるように変形する。このときの連結部材は、軸受け部の近接に応じて短縮されるが、その短縮の速度は減衰機構により減衰されるため、上記復元にかかる軸受け部の近接変形の速度も減衰される。これにより上記構成では、燃焼圧の作用による変形に応じて蓄えられた歪みエネルギの開放に伴い発生する振動が好適に減衰されるようになる。したがって上記構成によれば、適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することができる。
【００１７】
なお、この明細書中において連結部材の伸縮とは、連結部材全体の長さが変化することのみを意味するものではない。必ずしも全体の長さの伸縮を伴わなくとも、隣接する軸受け部の離間及び近接に応じてそれら２つの軸受け部との固定部の間隔が伸縮するものであれば、上記連結部材としての利用は可能である。
【００１８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のクランク軸の軸受け構造において、前記連結部材の両端は、前記隣接した軸受け部のベアリングキャップにそれぞれ固定されてなることをその要旨とする。
【００１９】
上記構成では、上記燃焼圧の作用による変形量の大きいベアリングキャップに連結部材の両端が固定されているため、より効果的に振動騒音を抑制できる。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造において、前記連結部材は、前記隣接した軸受け部間に掛け渡され、それら軸受け部の一方及び他方に両端がそれぞれ固定された梁として構成されてなることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成によれば、上記のような梁とすることで、隣接した軸受け部の離間及び近接に応じて伸縮可能な連結部材の具現が可能となる。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のクランク軸の軸受け構造において、前記連結部材は、前記隣接した軸受け部間で分割されてなり、前記減衰機構は、その分割された連結部材の接合部に介設されてなることをその要旨とする。
【００２１】
上記構成では、連結部材が上記のように分割されているため、隣接した軸受け部の離間及び近接に応じて容易且つ確実に連結部材が伸縮されるようになる。またその分割された連結部材の接合部に減衰機構が介設されているため、連結部材の短縮、又はその伸縮に対して好適に減衰作用が付与される。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載のクランク軸の軸受け構造において、前記減衰機構は、前記隣接した軸受け部の少なくとも一方と前記連結部材との固定部に介設されてなることをその要旨とする。
【００２３】
上記構成では、連結部材と軸受け部との固定部に介設された減衰機構により、振動が減衰されるようになる。ちなみにこうした構成は、例えば固定部にて連結部材を軸受け部に対して摺動可能とし、その摺動の速度を減衰するように減衰機構を設けることでその具現が可能である。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明は、クランク軸の軸受け構造にあって、隣接したクランク軸の軸受け部を、それらを近接させる側への変形速度を減衰させる減衰機構を介して連結したことをその要旨とする。
【００２５】
上記構成では、燃焼圧の作用による変形に応じて蓄えられた歪みエネルギの開放に伴い発生する振動が好適に減衰され、それが適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明は、クランク軸の軸受け構造にあって、隣接したクランク軸のベアリングキャップを、それらを近接させる側への変形速度を減衰させる減衰機構を介して連結したことをその要旨とする。
【００２７】
上記構成では、燃焼圧の作用による変形に応じて蓄えられた歪みエネルギの開放に伴い発生する振動が好適に減衰され、それが適用される内燃機関での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明にかかる内燃機関の軸受け構造を具体化した第１の実施の形態について説明する。
【００２９】
ここでは先ず、本実施の形態が適用される内燃機関の概略構成について、図１を参照して説明する。なお、本実施の形態では、複数の気筒（本実施の形態では４つ）を有し、車両の駆動源に用いられる多気筒式の車載内燃機関への適用を想定している。
【００３０】
同図１に示すように、内燃機関１１は、シリンダブロック１２、シリンダヘッド１３、及びオイルパン１４を備えている。シリンダブロック１２は、その上部にシリンダヘッド１３が取り付けられるとともに、その下部にオイルパン１４が取り付けられている。
【００３１】
シリンダブロック１２の内部にはピストン１６が往復移動可能に設けられている。このピストン１６は、コネクティングロッド１７を介して、内燃機関１１の出力軸であるクランク軸１８に連結されている。クランク軸１８は、後に詳述する軸受け構造により、シリンダブロック１２の下部に回転可能に支持されている。そして、内燃機関１１の運転時のピストン１６の往復移動が、コネクティングロッド１７によってクランク軸１８の回転へと変換されるようになっている。
【００３２】
次に、この内燃機関１１に適用される本実施の形態の前提となるクランク軸の軸受け構造について、図２を参照して説明する。
図２に示すように、シリンダブロック１２の下部には、複数（本実施の形態では５つ）のベアリング部２１が等間隔をおいて形成されている。また、それらベアリング部２１の下面には、半円弧形状に切り欠かれたブロック軸受け溝２１ａがそれぞれ形成されている。なお、隣接した２つのベアリング部２１の間には、上記複数の気筒の何れかが、それぞれ位置されている。
【００３３】
各ベアリング部２１の下面には、ボルトを介して、ベアリングキャップ２２がそれぞれ締結固定されている。このベアリングキャップ２２の上面には、上記ブロック軸受け溝２１ａと同様に半円弧形状に切り欠かれたキャップ軸受け溝２２ａが形成されている。そして、前記クランク軸１８は、それらブロック軸受け溝２１ａとキャップ軸受け溝２２ａとの間に挟持されることで、上記内燃機関１１に回転可能な状態で支持されている。これらベアリング部２１とベアリングキャップ２２とによって、軸受け部２０が構成されている。
【００３４】
発明者らは、こうした軸受け構造の適用された内燃機関１１において、振動騒音の発生要因を特定すべく以下の実験を行った。この実験では、内燃機関１１の運転中における軸受け部２０各部の変形量の計測を行っている。この計測は、図３に示すように、上記のように配列された各軸受け部２０について、ベアリングキャップ２２を締結するボルトの各頂面（計測点Ａ）、及びそのベアリングキャップ２２の両側面（計測点Ｂ）にそれぞれ計測点を設定して行われている。
【００３５】
図４は、所定の運転条件（機関回転速度：３，０００ｒｐｍ、機関負荷最大）での計測された［ａ］計測点Ａの上下方向への変位、及び［ｂ］計測点Ｂの面直方向への変位の推移をそれぞれ示している。同図［ａ］［ｂ］の縦軸上の「０」点は、基準位置となる機関停止時の各計測点Ａ，Ｂの位置を示している。また同図［ａ］の縦軸の「＋」側は計測点Ａの基準位置よりも機関上方への変位を、同じく「−」側は計測点Ａの基準位置よりも機関下方への変位をそれぞれ示している。また同図［ｂ］の縦軸の「＋」側は計測点Ｂの基準位置よりも図３の右方向への変位を、同じく「−」側はその基準位置よりも図３の左方向への変位をそれぞれ示している。
【００３６】
図４に示されるように、上記計測点Ａ，Ｂの設定されたベアリングキャップ２２に隣接した気筒で爆発燃焼が発生すると、まず計測点Ａが機関下方側に大きく変位され（時刻ｔ１）、それにやや遅れた時刻ｔ２より、計測点Ｂの振動が開始されている。この計測点Ｂでの振動開始のタイミング（時刻ｔ２）は、爆発燃焼に伴い機関下方側に変位された計測点Ａ（ボルトの頂面）が、その変位の方向を転じて機関上方側に変位されているタイミングと一致する。
【００３７】
なお図５には、時刻ｔ１での各軸受け部２０の計測点Ａ、及び計測点Ｂの変位の態様が示されている。同図において、破線は静的な状態でのそれらの態様を、実線には燃焼圧が作用している状態でのそれらの態様をそれぞれ示している。同図に示すように、爆発燃焼の燃焼圧がクランク軸１８に作用している時刻ｔ１には、燃焼圧の作用部を間に挟んで隣接する２つの軸受け部２０は、それぞれ下方に変位されるとともに、それらの間隔が広がるように変形されている。すなわち、クランク軸１８への燃焼圧の作用により、隣接する軸受け部２０は、互いに離間されるように変形される。
【００３８】
こうした計測結果から考察される軸受け部２０の振動発生のメカニズムは、次の通りである。
まず、気筒内での混合気の爆発燃焼による燃焼圧によりピストン１６が押し下げられると、その燃焼圧がコネクティングロッド１７を介してクランク軸１８に作用する。その作用により、クランク軸１８はそのコネクティングロッド１７との連結部を中心に撓み、その連結部を間に挟んで隣接した２つの軸受け部２０のベアリングキャップ２２の頂面中央部が機関下方側に変形される。それと共に、それら２つの軸受け部２０のベアリングキャップ２２は、互いに離間されるように変形される。そしてその変形により、それらの軸受け部２０には、歪みエネルギが蓄えられる。
【００３９】
その後、クランク軸１８に作用する燃焼圧が低下すると、蓄えられた歪みエネルギを開放しながら、軸受け部２０は、上記変形から元の形状に復元しようとする。そしてそうした復元とともに軸受け部２０に大きい振動が発生され、その振動が軸受け部１０４からシリンダブロック本体に伝播されてその表面から放射されることで上記振動騒音が発生される。
【００４０】
このように振動騒音の発生には、燃焼圧の作用による変形からの復元に伴い発生する軸受け部２０の振動が大きく寄与している。したがって、そうした復元に際しての軸受け部２０の変形速度を十分低減すれば、振動騒音を有効に抑えることができる。
【００４１】
以下、こうした知見に基づく制振機構の適用された本発明の第１の実施の形態を、図６を併せ参照して詳細に説明する。
本実施の形態の軸受け構造では、図６に示されるように隣接するベアリングキャップ２２同士を、オイルダンパ２５ａを有する連結部材２５にて互いに連結するようにしている。オイルダンパ２５ａは、内部にオイルの封入されたシリンダ、及びそのシリンダ内に往復動可能に配設されたピストンを有して構成されている。
【００４２】
それらシリンダ及びピストンは、ロッド２５ｂ，２５ｃにそれぞれ連結されている。またそれらロッド２５ｂ，２５ｃは、ボルト等によって隣接するベアリングキャップ２２の一方、及び他方にそれぞれ締結固定されている。すなわち、連結部材２５は、隣接したベアリングキャップ２２（軸受け部２０）に掛け渡され、両端がそれらベアリングキャップ２２の一方及び他方にそれぞれ固定された梁として構成されている。また連結部材２５は、隣接するベアリングキャップ２２間で、それらの一方に連結されたロッド２５ｂ及びシリンダと、他方に連結されたロッド２５ｃ及びピストンとの２つに分割されている。そしてシリンダ及びピストンを有して構成されたオイルダンパ２５ａは、その分割された連結部材２５の接合部に介設されるようになっている。
【００４３】
これにより、連結部材２５は、隣接するベアリングキャップ２２の離間及び近接に応じて伸縮され、またその伸縮に応じては、オイルダンパ２５ａのピストンがシリンダ内を往復動されるようになっている。またオイルダンパ２５ａは、そうしたピストンの往復動に対して、シリンダ内でのオイルの流動による抵抗を生じさせるように構成されている。
【００４４】
以上のような連結部材２５を有して構成された本実施の形態のクランク軸の軸受け構造は、上記燃焼圧の作用による軸受け部２０の変形に際し、次のように機能する。
【００４５】
上記のように燃焼圧の作用による変形、及びその変形からの復元によって隣接するベアリングキャップ２２が離間、近接されると、それらにロッド２５ｂ，２５ｃを介してそれぞれ連結された連結部材２５が伸縮される。そして、その伸縮に応じてオイルダンパ２５ａのシリンダ内をピストンが往復動されるが、その往復動にはシリンダ内でのオイルの流動抵抗が作用するため、その伸縮速度（伸長速度及び短縮速度）は減衰されるようになる。すなわち、本実施の形態では、このオイルダンパ２５ａが連結部材２５の伸縮速度を減衰させる減衰機構となっている。
【００４６】
こうして連結部材２５の伸縮速度を減衰すれば、ベアリングキャップ２２同士の離間及び近接の変形速度も減衰される。また、それに引き続く軸受け部２０の振動に際しても、軸受け部２０が離間、近接される毎に、オイルダンパ２５ａの減衰作用が発揮される。そのため、上記燃焼圧の作用による隣接した軸受け部２０の振動が低減され、それに起因する内燃機関１１の振動騒音の発生も好適に低減されるようになる。
【００４７】
なお、こうした軸受け構造でのオイルダンパ２５ａの減衰率は、予め実験等で燃焼圧の作用に伴う軸受け部２０の振動の発生態様を求めておき、その振動に対して適切に減衰効果を発揮可能なように設定されている。ちなみに、混合気の爆発燃焼に伴う隣接する軸受け部２０の離間は、燃焼圧の作用による非常に大きい力により引き起こされるため、それを有効に減衰させるには減衰率を高く設定しなければならず、オイルダンパ２５ａの大型化、重量化は避けられない。ただ、そうした変形からの軸受け部２０の復元にかかる変形速度を減衰させただけでも、軸受け部２０の振動を十分有効に減衰させることができる。よって、そうした復元に際しての隣接する軸受け部２０の近接変形に対して適切な減衰作用を発揮するようにオイルダンパ２５ａの減衰率を設定することで、振動騒音の低減をより効果的に図ることができる。
【００４８】
以上説明した本実施の形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、隣接した軸受け部２０を連結し、且つそれら軸受け部２０の離間及び近接に応じて伸縮される連結部材２５の伸縮速度を減衰させるオイルダンパ２５ａを設けている。したがって、燃焼圧の作用による変形に応じて蓄えられた歪みエネルギの開放に伴い発生する振動が好適に減衰され、適用される内燃機関１１での爆発燃焼に起因する振動騒音を効果的に抑制することができる。ちなみに、こうしたオイルダンパ２５ａの減衰作用によれば、比較的高い周波数の振動についても、その低減を比較的容易に行える。
【００４９】
（２）本実施の形態では、連結部材２５の両端を、上記燃焼圧の作用による変形量の大きいベアリングキャップ２２にそれぞれ固定している。そのため、より効果的に振動騒音を抑制できる。
【００５０】
（３）本実施の形態では、連結部材２５を隣接した軸受け部２０間に掛け渡され、それら軸受け部２０の一方及び他方に両端がそれぞれ固定された梁として構成している。そのため、隣接した軸受け部２０の離間及び近接に応じて連結部材２５を柔軟に伸縮させて、好適に減衰作用を発揮させることができる。
【００５１】
（４）本実施の形態では、連結部材２５を隣接した軸受け部２０間で分割し、その分割された連結部材２５の接合部にオイルダンパ２５ａを介設するようにしている。そのため、隣接した軸受け部２０の離間及び近接に応じて容易且つ確実に連結部材２５を伸縮させることができる。またその伸縮に対して、オイルダンパ２５ａによる減衰作用を好適に発揮させることができる。
【００５２】
［第２の実施の形態］
以下、本発明にかかるクランク軸の軸受け構造を具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００５３】
本実施の形態は、前述したオイルダンパ２５ａに代えて、前記隣接する軸受け部２０同士の離間及び近接に際してその離間速度や近接速度を減衰するように作用する摩擦抵抗を発生する摩擦減衰機構を採用する構成となっている。
【００５４】
以下、本実施の形態の軸受け構造を、図７〜図９を参照して説明する。
本実施の形態では、図７に示されるような連結部材３０により、隣接するベアリングキャップ２２を連結するようにしている。連結部材３０は、隣接するベアリングキャップ２２の一方に固定された第１の連結アーム３１、その他方に固定された第２の連結アーム３２、及びそれらの接合部に介設された摩擦減衰機構３３を備えて構成されている。ここでは、第１の連結アーム３１及び第２の連結アーム３２を、ボルト３４により、各ベアリングキャップ２２にそれぞれ締結固定するようにしている。なお同図には、隣接するベアリングキャップ２２の一組のみが示されているが、内燃機関１１の全てのベアリングキャップ２２がそれぞれ同様の連結部材３０を介して互いに連結されている。図８は、こうした連結部材３０の断面構造を示している。
【００５５】
図９にその拡大断面構造を示すように、摩擦減衰機構３３は、第１の連結アーム３１及び第２の連結アーム３２の先端部間に介設された摩擦部材３５と、それら連結アームの先端部同士を、間に摩擦部材３５を挟み込むように締結するボルト３６及びナット３７を備えて構成されている。これにより、第１の連結アーム３１及び第２の連結アーム３２の接合部は、第１の連結アーム３１、摩擦部材３５、第２の連結アーム３２の順で重ね合わされた多層構造になっている。なお、摩擦部材３５は、例えばオートマッチックトランスミッションのクラッチディスクなどに採用されるような、潤滑状態においても高い摩擦抵抗を発生する材料により構成されている。
【００５６】
接合部には、ベアリングキャップ２２の並び方向、すなわちそれにより軸支されるクランク軸１８の軸方向に延びる長孔３１ａ，３２ａ，３５ａが、第１の連結アーム３１、第２の連結アーム３２、及び摩擦部材３５にそれぞれ形成されている。それらの長孔３１ａ，３２ａ，３５ａには、ボルト３６が挿通されており、そのボルト３６の先端には、ナット３７が螺着されている。ボルト３６と第１の連結アーム３１との間、及びナット３７と第２の連結アーム３２との間には、それぞれ皿ばね３８が圧縮された状態で介設されている。そしてその圧縮された皿ばね３８の弾性力により、両連結アーム３１，３２が摩擦部材３５に押し付けられている。
【００５７】
なお、ボルト３６及びナット３７の締め付けトルクは、両連結アーム３１，３２及び摩擦部材３５が互いに摺動可能な程度に調整されている。これにより、両連結アーム３１，３２は、各長孔３１ａ，３２ａとボルト３６との隙間によって許容される分だけ、互いに相対変位可能となっている。そしてそれにより、連結部材３０は、伸縮可能となっている。
【００５８】
以上のような摩擦減衰機構３３の設けられた連結部材３０を備える本実施の形態のクランク軸の軸受け構造は、上記燃焼圧の作用による軸受け部２０の変形に際し、次のように機能する。
【００５９】
上記のような燃焼圧の作用によって隣接する軸受け部２０が離間、近接されるように変形すると、両連結アーム３１，３２と摩擦部材３５との摺動を通じて、連結部材３０が伸縮される。このとき、両連結アーム３１，３２と摩擦部材３５と摺動に応じてそれらの摺接面に発生する摩擦抵抗により、連結部材３０の伸縮速度が、そしてひいては軸受け部２０の離間、近接にかかる変形速度が減衰される。よって本実施の形態のクランク軸の軸受け構造によっても、上記燃焼圧の作用による隣接した軸受け部２０の振動が低減され、それに起因する内燃機関１１の振動騒音の発生も好適に低減されるようになる。よって、以上説明した本実施の形態によっても、上記（１）〜（４）に準じた効果を奏することができる。
【００６０】
なお、こうした軸受け構造の摩擦減衰機構３３の減衰率は、ボルト３６及びナット３７の締め付けトルク、皿ばね３８の弾性率、摩擦部材３５の材質（摩擦部材３５と両連結アーム３１，３２との間の摩擦係数）などの調整により、任意に設定することができる。そして本実施の形態においても、燃焼圧の作用による変形からの復元に際しての隣接する軸受け部２０の近接変形に対して適切な減衰作用を発揮するように摩擦減衰機構３３の減衰率を設定することで、振動騒音の低減をより効果的に図ることができる。
【００６１】
［第３の実施の形態］
以下、本発明にかかるクランク軸の軸受け構造を具体化した第３の実施の形態について、先の第１及び第２の実施の形態との相違点を中心に説明する。
【００６２】
本実施の形態のクランク軸の軸受け構造は、第２の実施の形態のものと同様に摺接面間の摩擦抵抗により振動を減衰させる摩擦減衰機構を備えて構成されている。ただし本実施の形態では、内燃機関の全てのベアリングキャップを単一の連結アームにて連結し、摩擦減衰機構をその連結アームとベアリングキャップとの固定部にそれぞれ介設するようにしている。
【００６３】
すなわち本実施の形態の軸受け構造は、図１０に示されるような連結部材４０により各ベアリングキャップ２２を互いに連結する構造となっている。この連結部材４０は、各ベアリングキャップ２２にそれぞれ固定された連結アーム４１と、その連結アーム４１とベアリングキャップ２２との固定部にそれぞれ介設された摩擦減衰機構４２とを備えて構成されている。
【００６４】
各摩擦減衰機構４２は、その断面構造を図１１に示すように、２枚の摩擦部材４３と、それら摩擦部材４３の間に連結アーム４１を挟み込むように締結されるボルト４４とをそれぞれ備えて構成されている。ここでの摩擦部材４３には、第２の実施の形態の摩擦部材３５と同様のものが採用されている。
【００６５】
図１２にその拡大断面構造を示すように、連結アーム４１とベアリングキャップ２２との固定部は、連結アーム４１を２枚の摩擦部材４３にて挟み込んだ多層構造になっている。またその固定部には、連結アーム４１及び２枚の摩擦部材４３に、ボルト４４が挿通される通孔４１ａ，４３ａがそれぞれ形成されている。ただし、連結アーム４１に形成される通孔４１ａは、ベアリングキャップ２２の並び方向、すなわちそれにより軸支されるクランク軸１８の軸方向に延びる長孔となっている。
【００６６】
ボルト４４は、それら通孔４１ａ，４３ａを通じて、ベアリングキャップ２２に形成されたねじ穴４５に挿入装着されている。なお、ボルト４４と摩擦部材４３との間には、皿ばね４６が圧縮された状態で介設されている。そしてその圧縮された皿ばね４６の弾性力により、連結アーム４１と摩擦部材４３とが互いに押し付けられている。
【００６７】
このボルト４４の締め付けトルクは、連結アーム４１が摩擦部材４３の間で摺動可能な程度に調整されている。これにより、連結アーム４１は、長孔として形成された通孔４１ａとボルト４４との隙間によって許容される分だけ、ベアリングキャップ２２に対して相対変位可能となっている。そしてそれにより、連結部材４０は、その長さ自体は変化しなくても、隣接したベアリングキャップ２２との固定部の間隔が伸縮されるようになっている。
【００６８】
こうした本実施の形態の軸受け構造では、上記のような燃焼圧の作用によって隣接する軸受け部２０が離間、近接されるように変形すると、連結アーム４１と摩擦部材４３との摺動を通じて、隣接したベアリングキャップ２２に対する連結部材４０の固定部の間隔が伸縮される。このとき、それら固定部における連結アーム４１と摩擦部材４３と摺動に応じてそれらの摺接面に発生する摩擦抵抗により、上記伸縮速度が、そしてひいては軸受け部２０の離間、近接にかかる変形速度が減衰される。よって本実施の形態のクランク軸の軸受け構造によっても、上記燃焼圧の作用による隣接した軸受け部２０の振動が低減され、それに起因する内燃機関１１の振動騒音の発生も好適に低減されるようになる。
【００６９】
以上の本実施の形態によれば、上記（１）〜（３）に準じた効果に加え、更に以下の効果を奏することができる。
（５）本実施の形態では、隣接した軸受け部２０と連結部材４０との固定部に摩擦減衰機構４２が介設されている。またそうした固定部では、連結部材４０がベアリングキャップ２２に対して摺動可能に固定され、その摺動に際して連結アーム４１と摩擦部材４３との摺接面間に摩擦抵抗が作用するようになっている。そのため、隣接した軸受け部２０の離間及び近接に対して減衰作用を好適に発揮させることができる。
【００７０】
［その他の実施の形態］
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、オイルダンパ２５ａの代わりとして、窒素ガスや空気などのガスが封入されたガスダンパなどのような他の方式のダンパを採用しても良い。要は、隣接する軸受け部２０の離間や近接に対して、流体の流動抵抗を通じて適宜な減衰作用を発揮可能な流体ダンパであれば、適宜その採用が可能である。
【００７１】
・第２及び第３の実施の形態における摩擦減衰機構は、適宜変更しても良い。図１３に、第２の実施の形態の摩擦減衰機構の変形例を示す。同図に示すように、この摩擦減衰機構では、第１の連結アーム３１と皿ばね３８との間、及び第２の連結アーム３２と皿ばね３８との間に、それぞれ更なる摩擦部材３５’を介設した構成となっている。更に摩擦部材３５，３５’をそれぞれ、複数の摩擦板により構成するような変更も可能である。要は、隣接した軸受け部２０の離間や近接に際して摺動する摺接面を備え、その摺接面間の摩擦抵抗により上記離間や近接にかかる変形速度を減衰させられるものであれば、摩擦減衰機構として採用することができる。
【００７２】
・第１及び第２の実施の形態の連結部材２５，３０を更に分割し、オイルダンパ２５ａや摩擦減衰機構３３のような減衰機構を連結部材２５，３０上の２箇所以上に設けるようにしても良い。
【００７３】
・第３の実施の形態では、内燃機関１１のベアリングキャップ２２のすべてを、単一の連結部材４０（連結アーム４１）で連結するようにしていたが、例えば隣接する軸受け部２０の対毎に個別の連結部材で連結するなど、連結部材４０を複数に分割するようにしても良い。
【００７４】
・第３の実施の形態では、摩擦減衰機構４２を隣接するベアリングキャップ２２に対応する各固定部の双方に設けるようにしたが、隣接するベアリングキャップ２２の一方と連結アーム４１との固定部にのみ、摩擦減衰機構４２を介設するようにしても良い。
【００７５】
・内部に封入されたガスの流動抵抗により減衰作用を発揮するガスダンパや、摺接面間の摩擦抵抗により減衰作用を発揮する摩擦減衰機構以外にも、例えば粘弾性体の粘弾性により減衰作用を発揮する粘弾性減衰機構などのような、他の形式の減衰機構を採用しても良い。
【００７６】
・上記各実施の形態では、混合気の爆発燃焼に伴う隣接する軸受け部２０同士の離間及び近接のうち、特に近接にかかる速度を適切に減衰することの可能な抵抗を発生させるべく、減衰機構の各種要件を設定するようにした。これに併せて、上記離間にかかる速度を好適に減衰することが可能であれば、同離間速度の好適な減衰を実現すべく上記各種要件を設定することも可能である。また、軸受け部２０同士の離間にかかる速度と近接にかかる速度とを共に減衰する減衰機構に限らず、近接にかかる速度のみを減衰する減衰機構を用いることも可能である。こうした構成でも、燃焼圧の作用による軸受け部２０の変形に応じて蓄えられた歪みエネルギの開放に伴い発生する振動を減衰することはでき、それに起因する内燃機関１の振動騒音を低減することができる。
【００７７】
・上記各実施の形態では、隣接するベアリングキャップ２２間を減衰機構を介して連結するようにしたが、これに代えて、例えば、減衰機構を介して、隣接するベアリング部２１間を連結するなどしても良い。要は、隣接する軸受け部２０間が減衰機構を介して連結されるのであれば、その連結位置は適宜変更可能である。
【００７８】
・上記各実施の形態では、隣接する軸受け部２０の全てについて、それら軸受け部２０間を減衰機構を介して連結するようにしたが、これに限られない。例えば、全ての隣接する軸受け部２０のうち、各軸受け部２０の並び方向の端部における軸受け部２０間のみ、減衰機構を介して連結するようにしてもよい。複数の軸受け部２０を有する軸受け構造にあっては、その構造上、その並び方向の端部における軸受け部２０ほど、混合気の爆発燃焼に伴う変形量が大きくなる。これに対し、そうした端部に位置する隣接する軸受け部２０間のみを減衰機構を介して連結する上記構成によれば、少なくともそれら軸受け部２０同士が離間する速度や近接する速度を減衰させることが可能になり、ひいては各軸受け部２０の振動に起因する内燃機関の騒音振動を低減することは可能になる。その他、全ての隣接する軸受け部２０間のうち、１組置きの軸受け部２０間を、減衰機構を介して連結すること等も可能である。
【００７９】
・上記各実施の形態にあって、第１の実施の形態の構成を（Ａ）、第２の実施の形態の構成を（Ｂ）、第３の実施の形態の構成を（Ｃ）とすると、「（Ａ）＋（Ｂ）」や「（Ａ）＋（Ｃ）」、あるいは「（Ａ）＋（Ｂ）＋（Ｃ）」といったように適宜組み合わせて実施することも可能である。
【００８０】
・上記各実施の形態では、本発明にかかる軸受け構造を、複数の気筒を有する多気筒内燃機関であって、駆動源として車両に搭載される車載内燃機関に適用するようにした。これに限らず、単気筒内燃機関や、車載以外の用途で用いられる内燃機関にも、本発明は適用可能である。
【００８１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態には、次のような各種の形態を含むものであることを付記しておく。
（イ）前記減衰機構は、流体の流動抵抗を通じて減衰作用を発揮する請求項１〜８のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造。
【００８２】
（ロ）前記減衰機構は、粘弾性体の粘弾性変形を通じて減衰作用を発揮する請求項１〜８のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造。
（ハ）前記減衰機構は、流体の封入されたシリンダ、及びその内部に往復動可能に配設されたピストンを有して構成されてなる請求項１〜８のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造。
【００８３】
（ニ）前記減衰機構は、前記連結部材の伸縮に応じて摺動される摺接面間の摩擦により減衰作用を発揮する請求項１〜８のいずれかに記載のクランク軸の軸受け構造。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態が適用される内燃機関についてその概略構成を示すブロック図。
【図２】同実施の形態の前提となるクランク軸の軸受け構造についてその斜視構造を示す分解斜視図。
【図３】軸受け部の変位量の計測にかかる計測点を示すベアリングキャップの側面図。
【図４】各計測点の変位量を示す略図。
【図５】各計測点の変位の態様を模式的に示す略図。
【図６】第１の実施の形態にかかるクランク軸の軸受け構造についてその部分斜視構造を示す斜視図。
【図７】第２の実施の形態にかかるクランク軸の軸受け構造についてその部分斜視構造を示す斜視図。
【図８】図７の８−８線に沿った断面構造を示す断面図。
【図９】図８のＣ部を拡大して示す断面図。
【図１０】第３の実施の形態にかかるクランク軸の軸受け構造についてその部分斜視構造を示す斜視図。
【図１１】図１０の１１−１１線に沿った断面構造を示す断面図。
【図１２】図１１のＤ部を拡大して示す断面図。
【図１３】第２の実施の形態にかかる摩擦減衰機構の変形例についてその断面構造を拡大して示す断面図。
【図１４】従来のクランク軸の軸受け構造についてその側面構造を示す側面図。
【図１５】同軸受け構造にかかるダンパ機構についてその作動態様の一例を示す側面図。
【図１６】軸受け構造及びその周辺部の一部を模式的に示す略図。
【符号の説明】
１１…内燃機関、１２…シリンダブロック、１３…シリンダヘッド、１４…オイルパン、１６…ピストン、１７…コネクティングロッド、１８…クランク軸、２０…軸受け部、２１…ベアリング部、２１ａ…ブロック軸受け溝、２２…ベアリングキャップ、２２ａ…キャップ軸受け溝、２５，３０，４０…連結部材、２５ａ…オイルダンパ、２５ｂ，２５ｃ…ロッド、３１…第１の連結アーム、３１ａ，３２ａ，３５ａ…長孔、３２…第２の連結アーム、３３，４２…摩擦減衰機構、３４，３６，４４…ボルト、３５，４３…摩擦部材、３７…ナット、３８，４６…皿ばね、４１…連結アーム、４１ａ，４３ａ…通孔、４５…ねじ穴。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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