JP4042311B2 - スラストメタルの取付構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトのスラスト力を受けるスラストメタルの取付構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
内燃機関のクランクシャフトのクランクジャーナルは、一般的に、互いに固定されるシリンダブロックのバルク部とベアリングキャップとの合せ面部に形成される半割型のジャーナルボアに回転可能に支持される。そして、少なくとも一対のバルク部とベアリングキャップとの軸方向両側面には、ジャーナルボアの周縁部に沿ってスラスト溝が形成され、このスラスト溝に、クランクシャフトのスラスト力を受けるスラストメタルが取り付けられる。
【0003】
一例として、特開平05−306710号公報には、半割型のスラストメタルを軸方向各側面に対して2枚、つまり両側面で合計4枚用いる技術が開示されている。この4枚化構造の場合、シリンダブロックとベアリングキャップの双方に形成されるスラスト溝が全体として円環状をなすこととなるため、ベアリングキャップをシリンダブロックに締結した状態でスラスト溝を供加工することができ、ジャーナルボアの軸心に対するスラスト溝の直角度等の精度が出しやすいという利点がある。しかし、部品点数が多くなり、コストが嵩むとともに、組付作業量も増える等の問題があった。
【0004】
他の例として、ジャーナルボアに取り付けられるメインメタルの軸方向両端部に、上記のスラストメタルに相当するつば部を一体に形成するものも公知であるが、この場合、構成が複雑化し、やはりコスト的に不利である。
【0005】
そこで、主にコストの低減化を図るために、一対のシリンダブロック及びベアリングキャップに対して、半割型のスラストメタルを2枚に抑制する2枚化の技術が知られている(実開昭64−57416号公報等参照)。この構成では、一般的に、シリンダブロック側にのみスラスト溝を形成し、ベアリングキャップにはスラスト溝を形成せず、ベアリングキャップの合せ面でスラストメタルの端面を押さえて回り止めするとともに、スラストメタルのガタツキを防止するようになっている。
【0006】
しかしながら、このようにベアリングキャップ側にスラスト溝がない場合、上述したようにベアリングキャップをシリンダブロック側に締結した状態でスラスト溝の加工を行うことができない。このため、スラスト溝の加工精度が低下してしまう。つまり、ベアリングキャップをシリンダブロック側に締結していない状態でスラスト溝の加工を行うので、最終的にベアリングキャップをシリンダブロックへ締結,固定した際に、ボルト軸力等によりスラスト溝の近傍が不可避的に軸方向に膨張(拡大)することとなり、スラストメタルの局部当りを招聘するおそれがある。
【0007】
そこで、特開平11−108038号公報では、図8に示すように、シリンダブロック(のバルク部)1とベアリングキャップ3の双方にスラスト溝5,6を形成しつつ、スラストメタル7を両側面で2枚に抑制する技術が開示されている。つまり、略半円弧状のスラストメタル7の一方の端部に回り止め用の爪7cを設け、この爪7cをシリンダブロック1に形成される爪溝8に係合させることにより、スラストメタル7の回り止めを行うとともに、スラストメタル7の他方の端部に、ベアリングキャップ3のスラスト溝5内へ延びる延長部7bを設定し、スラストメタル7のガタツキを防止するようになっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平11−108038号公報の図4にも示すように、主に製造の簡素化を図るために、一般的に、全てのスラストメタル7は、表裏が規定された同一形状に形成される。このような同一形状のスラストメタル7をシリンダブロック1の軸方向両側面にそれぞれ取り付けた場合、少なくとも一方の軸方向側面では、図8に示すように、爪7cがクランクシャフトの回転方向βに対して上流側に位置することとなる。この場合、クランクシャフトの回転に伴って、スラストメタル7に、爪7cと爪溝8との係合部分を支点として、クランクシャフトへ向かう方向にモーメントM1が作用する。このため、スラストメタル7がクランクシャフトへ不用意に干渉し易く、かつ、これに起因してスラストメタル7の脱落及びクランクシャフトへの巻き込みを招き易くなってしまう。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。すなわち、請求項1に係る発明は、クランクシャフトのスラスト力を受けるスラストメタルの取付構造において、互いに固定されるシリンダブロックのバルク部とベアリングキャップとの合せ面部に、クランクシャフトのクランクジャーナルを回転可能に支持する半割型のジャーナルボアが形成され、少なくとも一対のバルク部及びベアリングキャップの軸方向両側面には、上記ジャーナルボアの周縁部に沿って半円弧状のスラスト溝がそれぞれ形成されるとともに、このバルク部の軸方向両側面にそれぞれ形成される回り止め溝の双方ともに、クランクシャフトの回転方向でスラスト溝の下流側端部より径方向外方へ張り出しており、上記バルク部の軸方向両側面に形成されるスラスト溝にそれぞれ嵌合するスラストメタルの双方ともに、半円弧状をなし、かつ、組付状態でクランクシャフトの回転方向で下流側となる下流側端部に、上記回り止め溝に嵌合する突起部が設けられており、かつ、上記バルク部の軸方向両側面にそれぞれ形成される一対の回り止め溝の形状を互いに異ならせるとともに、上記回り止め溝にそれぞれ嵌合する一対のスラストメタルの突起部の形状を互いに異ならせたていることを特徴としている。
【0010】
また、請求項2の発明は、上記バルク部のジャーナルボアに、上記クランクシャフトのクランクジャーナルの外周に摺接するメインメタルが取り付けられ、このメインメタルの軸方向寸法を、上記バルク部のスラスト溝が形成されている部分の軸方向寸法よりも大きく設定したことを特徴としている。
【0011】
請求項1の発明は、上記バルク部の軸方向両側面にそれぞれ形成される一対の回り止め溝の形状を互いに異ならせるとともに、上記回り止め溝にそれぞれ嵌合する一対のスラストメタルの突起部の形状を互いに異ならせたことを特徴としている。
【0012】
つまり、仮に前側のスラストメタルを後側のスラスト溝へ組み付けようとしても、突起部が回り止め溝に適切に嵌合しないようになっており、スラストメタルの誤った組付を確実に抑制できる。
【0013】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、一対のバルク部及びベアリングキャップに対して、スラストメタルを2枚に抑制できるため、上記従来例の4枚用いる構造に比して、部品点数が少なくて済み、コスト的にも有利である。
【0014】
また、このように2枚化構造を採用しつつ、バルク部及びベアリングキャップの双方にスラスト溝が形成されており、スラスト溝が全体として全周にわたって形成されている。従って、バルク部にベアリングキャップを締結した状態で、スラスト溝を供加工で行うことができ、スラスト溝の加工精度が向上する。これに対し、バルク部又はベアリングキャップの一方にのみスラスト溝を形成する場合には、このような供加工ができないため、スライド溝を別途加工した後にバルク部へベアリングキャップを締結したときに、ボルト軸力によるスラスト溝の変形を回避できず、加工精度が低下し、スラストメタルの局部当たり等を招くおそれがある。
【0015】
更に、ベアリングキャップのスラスト溝には、スラストメタルが存在せず、空間が残されることとなるために、軸受部分で発生する熱の放熱性の面でも有利である。
【0016】
加えて、各スラストメタルの突起部をスラスト溝の回り止め溝に嵌合させているため、突起部の端面とベアリングキャップの合せ面とが当接,係合することにより、クランクシャフトの回転に供なうスラストメタルの回転を防止できる。
【0017】
そして、このようなスラストメタルの回り止め機能を有する突起部及び回り止め溝を、クランクシャフトの回転方向に対して下流側に配置している。このため、クランクシャフトの回転に伴ってスラストメタルに作用するモーメントが、軸方向両側面のスラストメタルともに、突起部を支点としてクランクシャフトから離れる方向へ向かう形となり、言い換えると、スラストメタルにクランクシャフトへ向かう方向のモーメントが作用することがない。このため、クランクシャフト側へ不要な荷重が作用したり、これに起因してスラストメタルの脱落あるいはクランクシャフトへの巻き込みを招聘するおそれがない。
【0018】
請求項2に係る発明によれば、メインメタルによって、スラストメタルが内径側へ脱落したり、径方向にがたつくことが有効に防止される。
【0019】
請求項1に係る発明によれば、スラストメタルの誤った組付を確実に抑制できる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るスラストメタルの取付構造を、直列4気筒式の内燃機関に適用した一実施形態について、図1〜7を参照して詳細に説明する。なお、図3は図2のC部の拡大図、図4は図2の矢視A対応図、図5は図2の矢視B対応図である。
【0021】
クランクシャフト10には、その回転軸心11と同軸上にクランクジャーナル12が気筒間及び気筒列両端の合計5箇所に設けられている。一方、シリンダブロック14のバルク部16には、このバルク部16と略同一の軸方向寸法を有するベアリングキャップ18が図外のボルトによって下方より締結固定されるようになっており、両者の合せ面部には、クランクジャーナル12を回転可能に支持する半割型(全体として円孔状)のジャーナルボア22,24がそれぞれ形成されている。
【0022】
各ジャーナルボア22,24には、クランクジャーナル12の外周面に摺接する半円筒状(全体として円筒状)をなすメインメタル26がそれぞれ取り付けられる。各メインメタル26は、内周側に面取り部26a(図3)が形成されており、好ましくは製造コストの低減化を図るために同一形状に形成される。なお、図示していないが、各メインメタル26とバルク部16,ベアリングキャップ18とには、両者の相対移動を防止する爪及び溝等が設けられている。
【0023】
ここで、気筒列の略中央に位置する一対のバルク部16Cとベアリングキャップ18Cの軸方向両側面、つまり軸方向前面16F,18F及び後面16R,18Rには、ジャーナルボア22,24の周縁部に沿って、それぞれ半円弧状(全体として円環状)をなすスラスト溝28F,28R,30F,30Rが合計4箇所に凹設されている。
【0024】
また、図4,5にも示すように、バルク部16Cの前面16F及び後面16Rには、クランクシャフト10の回転方向αに対してスラスト溝28F,28Rの下流側端部より径方向外方へ張り出した回り止め溝32F,32Rがそれぞれ凹設されている。この回り止め溝32F,32Rは、スラスト溝28F,28Rと略同じ深さに形成されている。
【0025】
そして、上記バルク部16Cのスラスト溝28F,28Rにのみ、クランクシャフト10のスラスト面10aを受ける半円弧状のスラストメタル34F,34Rがそれぞれ嵌合配置される。
【0026】
図6,7は、それぞれ前側スラストメタル34F,後側スラストメタル34Rであり、クランクシャフト10のスラスト面10aに対向する表面側を示している。各スラストメタル34F,34Rには、組付状態でクランクシャフト10の回転方向αに対して下流側となる下流側端部に、上記回り止め溝32F,32Rにそれぞれ嵌合する突起部36F,36Rがそれぞれ径方向外方へ張出形成されている。つまり、両スラストメタル34F,34Rで突起部36F,36Rの形成位置が互いに異なっている。
【0027】
なお、組付時に前後のスラストメタルを間違えて組み付けることのないように、前側スラストメタル34Fの突起部36Fと、後側スラストメタル34Rの突起部36Rとで、形状を互いに異ならせている。これに伴って、各回り止め溝32F,32Rの形状も互いに異ならせている。
【0028】
また、各スラストメタル34F,34Rのスラスト面10aに摺接する側面(図6,7に表れている側面)には、潤滑性を確保するために、2本の潤滑油溝42F,42Rがそれぞれ形成されている。
【0029】
更に、各スラストメタル34F,34Rの両端部には、軸方向のずれを吸収するように、両端末へ向けて徐々に薄肉化したテーパ部38F,38Rがそれぞれ形成されている。
【0030】
加えて、各スラストメタル34F,34Rの両端部の内周側には、主に製造時の材料取りの効率を向上させるために、それぞれ切欠部40F,40Rが形成されている。
【0031】
このような本実施形態の取付構造によれば、軸方向両側面でスラスト溝28F,30F及び28R,30Rが全周にわたって形成されているので、ベアリングキャップ18をバルク部16に締結した状態で、ジャーナルボア22,24と同じように、スラスト溝を供加工することができる。従って、スラスト溝の加工精度が向上し、上記従来例のようなスラストメタルの局部当たりを確実に抑制できる。
【0032】
また、一対のバルク部16及びベアリングキャップ18に対してスラストメタル34F,34Rを前後一枚ずつ装着する2枚化構造となっているため、上記従来例の4枚化構造に比して、部品点数が少なくて済み、コスト的にも有利である。加えて、ベアリングキャップ18のスラスト溝30F,30Rにはスラストメタルが配設されないために、このスラスト溝30F,30Rが空間のまま残される形となり、この空間内の潤滑油を介して放熱が行われることになり、軸受部分で発生する熱の放熱性の面でも有利である。
【0033】
更に、スラスト溝28F,28Rより外方へ張り出した回り止め溝32F,32Rに突起部36F,36Rを嵌合させているため、突起部36F,36Rの端面とベアリングキャップ18の合せ面とが当接,係合することにより、クランクシャフト10の回転に供なうスラストメタル34F,34Rの回転を防止できる。
【0034】
そして、このようなスラストメタル34F,34Rの回り止め機能を有する突起部36F,36R及び回り止め溝32F,32Rを、クランクシャフト10の回転方向αに対して下流側に配設している。このため、スラストメタル34F,34Rには、突起部36F,36Rを支点としてクランクシャフト10から離れる方向へ向けてモーメントM2が作用するが、このモーメントM2は、スラストメタル34F,34Rの外周面に当接,係合するスラスト溝28F,28Rの内周面によって確実に受け止められる。
【0035】
言い換えると、クランクシャフト10の回転に伴って、スラストメタル34F,34Rにクランクシャフト10へ向かう方向のモーメント(図8のM1)が作用することがないため、クランクシャフト10側へ不要な荷重が作用したり、これに起因してスラストメタル34F,34Rの脱落あるいはクランクシャフト10側への巻き込みを招聘するおそれがない。
【0036】
更に本実施形態では、図3にも示すように、メインメタル26の軸方向寸法D1が、バルク部16のスラスト溝28F,28Rが形成されている部分の軸方向寸法D2よりも大きく設定されており、このメインメタル26によって、スラストメタル34F,34Rが内径側へ脱落したり、径方向にがたつくことが有効に防止される。
【0037】
なお、メインメタル26がクランクシャフト10のスラスト面10aに干渉することのないように、メインメタル26の軸方向寸法D1は、対向するスラスト面10a間の軸方向寸法D3よりも小さく設定されている。
【0038】
なお、上記の実施形態ではベアリングキャップ18が5個の互いに独立したベアリングキャップであったが、この他に、複数のベアリングキャップ同士が連結部材にて連結されたタイプのものでもよく、また、全てのベアリングキャップがエンジン本体外壁部を含めて一体となった、所謂ラダーフレーム型のベアリングキャップであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係るスラストメタルの取付構造を示す分解斜視図。
【図2】本実施形態の取付構造を示す断面対応図。
【図3】図2のC部の拡大図。
【図4】本実施形態の前側スラストメタルの取付構造を示す図2の矢視A対応図。
【図5】本実施形態の後側スラストメタルの取付構造を示す図2の矢視B対応図。
【図6】本実施形態の前側スラストメタルの正面図。
【図7】本実施形態の後側スラストメタルの正面図。
【図8】従来のスラストメタルの取付構造を示す正面図。
【符号の説明】
10…クランクシャフト
14…シリンダブロック
16…バルク部
18…ベアリングキャップ
22,24…ジャーナルボア
26…メインメタル
28F,28R,30F,30R…スラスト溝
32F,32R…回り止め溝
34F,34R…スラストメタル
36F,36R…突起部
Claims (2)
- クランクシャフトのスラスト力を受けるスラストメタルの取付構造において、
互いに固定されるシリンダブロックのバルク部とベアリングキャップとの合せ面部に、クランクシャフトのクランクジャーナルを回転可能に支持する半割型のジャーナルボアが形成され、
少なくとも一対のバルク部及びベアリングキャップの軸方向両側面には、上記ジャーナルボアの周縁部に沿って半円弧状のスラスト溝がそれぞれ形成されるとともに、このバルク部の軸方向両側面にそれぞれ形成される回り止め溝の双方ともに、クランクシャフトの回転方向でスラスト溝の下流側端部より径方向外方へ張り出しており、
上記バルク部の軸方向両側面に形成されるスラスト溝にそれぞれ嵌合するスラストメタルの双方ともに、半円弧状をなし、かつ、組付状態でクランクシャフトの回転方向で下流側となる下流側端部に、上記回り止め溝に嵌合する突起部が設けられており、
かつ、上記バルク部の軸方向両側面にそれぞれ形成される一対の回り止め溝の形状を互いに異ならせるとともに、上記回り止め溝にそれぞれ嵌合する一対のスラストメタルの突起部の形状を互いに異ならせたことを特徴とするスラストメタルの取付構造。 - 上記バルク部のジャーナルボアに、上記クランクシャフトのクランクジャーナルの外周に摺接するメインメタルが取り付けられ、このメインメタルの軸方向寸法を、上記バルク部のスラスト溝が形成されている部分の軸方向寸法よりも大きく設定したことを特徴とする請求項1に記載のスラストメタルの取付構造。
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