(57)【要約】【課題】クランクアーム部が弾性変形する際のスラスト荷重のピークを緩和することが可能なクランクシャフトの支持構造を提供する。【解決手段】クランクシャフト１のジャーナル部２を回転自在に支持する軸受部６に、クランクシャフト１のスラスト荷重Ｆ２を受けるスラストベアリング１０が配置された支持構造において、スラストベアリング１０の背面１０ｂ側に、減衰手段としての油溜り１２を設ける。燃焼時の荷重Ｆ１でクランクアーム部４が押し広げられるように瞬間的に弾性変形してスラスト荷重Ｆ２が生じたとき、クランクシャフト１がスラストベアリング１０と接して背面１０ｂ側の油溜り１２のオイルによりスラスト荷重Ｆ２のピークを緩和する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する軸受部に、前記クランクシャフトのスラスト荷重を受けるスラストベアリングが配置され、前記スラストベアリングの背面側には減衰手段が設けられているクランクシャフトの支持構造。
【請求項２】
前記減衰手段として、前記スラストベアリングの背面側には油溜りが設けられている請求項１に記載のクランクシャフトの支持構造。
【請求項３】
前記スラストベアリングが前記クランクシャフトのクランクアーム部と接触し得るように設けられている請求項１又は２に記載のクランクシャフトの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のクランクシャフトは、回転中心線上に配置されるジャーナル部と、そのジャーナル部に対して偏心したクランクピン部とがクランクアーム部にて連結された構造を有しており、そのジャーナル部が内燃機関のシリンダブロック側の軸受部に回転自在に支持されてクランク室内に取り付けられている。なお、過給機等の回転機械の軸受構造としては、軸受台にボルトにて固定されたスラスト軸受の軸受パッドの背面に油溜りを形成し、その油溜りに導かれる排油にて軸受パッドを冷却する構造が知られている（例えば特許文献１参照）。過給機のスラストメタルの両面に油溜りを形成し、その油溜りから周方向に延ばされた凹溝にオイルを供給し、その凹溝内のオイルの圧力でタービン軸のスラスト荷重を受ける軸受構造も知られている（例えば特許文献２参照）。その他に、本願発明に関連する先行技術文献として特許文献３〜６が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２３２３３９号公報
【特許文献２】実公平７−２３５５１号公報
【特許文献３】特開平９−３２９０９３号公報
【特許文献４】実公平７−５０５８４号公報
【特許文献５】特開２００１−３２３９２８号公報
【特許文献６】特開平９−２４２７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高出力の過給機付きガソリンエンジン、あるいはディーゼルエンジンといった筒内圧力が高い内燃機関では、ピストンからコネクティングロッドを介してクランクピン部に入力される燃焼時の荷重により、クランクアーム部が押し広げられるように瞬間的に弾性変形する。その変形に伴って軸受部に高ピークのスラスト荷重が入力されるおそれがある。
【０００５】
本発明は、クランクアーム部が弾性変形する際のスラスト荷重のピークを緩和することが可能なクランクシャフトの支持構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のクランクシャフトの支持構造は、クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する軸受部に、前記クランクシャフトのスラスト荷重を受けるスラストベアリングが配置され、前記スラストベアリングの背面側には減衰手段が設けられているものである（請求項１）。
【０００７】
本発明の支持構造によれば、燃焼時の荷重でクランクアーム部が押し広げられるように瞬間的に弾性変形してスラスト荷重が生じたとき、クランクシャフトがスラストベアリングと接して背面側の減衰手段によりスラスト荷重のピークが緩和される。
【０００８】
本発明の支持構造の一形態においては、前記減衰手段として、前記スラストベアリングの背面側に油溜りが設けられてもよい（請求項２）。油溜りに溜められたオイルの粘性を利用して減衰作用を生じさせ、それによりスラスト荷重のピークを緩和することができる。さらに、前記スラストベアリングは前記クランクシャフトのクランクアーム部と接触し得るように設けられていてもよい（請求項３）。これによれば、燃焼時の荷重でクランクアーム部が押し広げられるように弾性変形したときにそのクランクアーム部をスラストベアリングと接触させてスラスト荷重を軸受部で受け止めることができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上に説明したように、本発明の支持構造によれば、クランクアーム部が押し広げられるように瞬間的に弾性変形したときに軸受部に入力されるスラスト荷重のピークを減衰手段の減衰作用によって緩和することができる。よって、支持構造の耐疲労性、耐摩耗性が向上し、クランクシャフトの支持に関する信頼性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の一形態に係るクランクシャフトの支持構造を示し、図２は図１中の破線で囲まれた領域IIの拡大断面図である。これらの図に示すように、クランクシャフト１は、クランク回転中心線ＣＬ上に配置されるジャーナル部２と、そのジャーナル部２に対して偏心したクランクピン部３と、ジャーナル部２とクランクピン部３とを連結するクランクアーム部４とを備えている。クランクアーム部４には、バランスウエイト５が設けられている。クランクジャーナル部２は、シリンダブロック側の軸受部６に回転自在に支持されている。軸受部６とジャーナル部２との間には軸受メタルが設けられるが、その図示は省略した。クランクピン部３には、不図示のコネクティングロッドが回転自在に取り付けられる。
【００１１】
図３に示したように、軸受部６は、シリンダブロック７の下部に形成されたクランク受け部７ａに、クランクベアリングキャップ８をボルト（不図示）で固定して構成されている。さらに、図１及び図３に示すように、軸受部６の表面には、クランクシャフト１のクランクアーム部４と対向するようにしてスラストベアリング１０が設けられている。スラストベアリング１０は、軸受部６の上半分の領域に沿って半円状に延びている。スラストベアリング１０は、軸受メタルに使用される各種の素材にて構成することができる。
【００１２】
図２に示すように、シリンダブロック７のクランク受け部７ａには、スラストベアリング１０を収容する凹部７ｂが設けられている。その凹部７ｂは、不図示のオイル供給源と油路１１を介して接続されている。スラストベアリング１０は、その表面１０ａがクランク受け部７ａから突出するようにして凹部７ｂに収容されている。但し、クランクシャフト１の非変形時において、スラストベアリング１０の表面１０ａとクランクアーム部４との間には適度な隙間が空くようにスラストベアリング１０の表面１０ａの突出量を設定するとよい。
【００１３】
スラストベアリング１０の背面１０ｂと凹部７ｂの底面との間には隙間が設けられている。その隙間に、油路１１からのオイルが蓄えられることにより、背面１０ｂ側には、減衰手段としての油溜り１２が形成されている。油溜り１２のオイルにより、スラストベアリング１０は回転中心線ＣＬの方向に変位可能な状態でシリンダブロック７に支持されている。後述するスラスト荷重Ｆ２の入力時において、油溜り１２内に適度な減衰作用が生じるように、油路１１には適度な絞り効果を付与してもよい。スラストベアリング１０の上部には、凹部７ｂからのスラストベアリング１０の脱落を防止するためのストッパ１０ｃが設けられている。
【００１４】
次に、本形態の支持構造の作用を説明する。内燃機関にて燃焼が生じる際、クランクシャフト１のクランクピン部３は回転中心線ＣＬの上方に位置している。シリンダ内の燃焼圧力でピストンが押下げられることにより、クランクピン部３には下向きの荷重Ｆ１が作用する。その荷重Ｆ１により、クランクアーム部４が押し広げられるように瞬間的に弾性変形し、回転中心線ＣＬの方向のスラスト荷重Ｆ２が発生する。そのスラスト荷重Ｆ２は、クランクアーム部４がスラストベアリング１０と接触することにより、軸受部６にて受け止められる。このとき、スラストベアリング１０の背面１０ｂ側に設けられた油溜り１２のオイルの減衰作用により、スラスト荷重Ｆ２のピークが緩和される。図４はスラスト荷重と時間との関係の一例を示すグラフであり、図中の実線Ｌ１は本形態の支持構造の場合を、破線Ｌ２は油溜り１２が省略された比較例の場合をそれぞれ示している。図４からも明らかなように、本形態によれば、油溜り１２に供給されているオイルの減衰作用により、スラスト荷重のピーク値が低下していることが判る。
【００１５】
なお、図１では一箇所の軸受部６のみにスラストベアリング１０を設けているが、複数の軸受部６のそれぞれにスラストベアリング１０を設け、それらの背面側に油溜り１２を設けてもよい。図１のスラスト荷重Ｆ２と反対方向のスラスト荷重を受けるためのスラストベアリング１０を図１の左側の軸受部６の右側面上に追加し、その背面側にも油溜り１２を設けてよい。
【００１６】
本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、減衰手段は、油溜りのオイルの粘性を利用する例に限らず、減衰作用を有するものであれば適宜に選択可能である。粘弾性体等を利用してスラスト荷重のピークを低下させてもよい。スラストベアリングの形状は半円形に限らず、適宜の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一形態に係るクランクシャフトの支持構造を示す図。
【図２】図１中の破線で囲まれた領域IIの拡大断面図。
【図３】シリンダブロック側の軸受部をクランクシャフトの回転中心線の方向からみた状態を示す図。
【図４】スラスト荷重と時間との関係の一例を示すグラフ。
【符号の説明】
【００１８】
１  クランクシャフト
２  クランクジャーナル部
３  クランクピン部
４  クランクアーム部
６  軸受部
７  シリンダブロック
７ａ  クランク受け部
７ｂ  凹部
８  クランクベアリングキャップ
１０  スラストベアリング
１０ｂ  スラストベアリングの背面
１１  油路
１２  油溜り（減衰手段）
ＣＬ  クランク回転中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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