JPS6027220Y2 - 自動車用エンジンのクランクジヤ−ナル軸受装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は自動車用エンジンのクランク軸軸受構造に関し
、特にエンジンの個体伝播音の低減及びクランクジャー
ナル軸受部から発散する振動騒音の低減を図ったもので
ある。

エンジン騒音としてその表面から放射されるエネルギノ
１００％が固体伝播音（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｂｏｒｎ
ｅｎｏｉｓｅ）である。

しかもエンジン騒音して問題となる周波数域（０，５〜
２ＫＨ７）の騒音は燃焼によるシリンダ内ガス圧力の急
激な上昇によって加振された結果生ずるものである。

この固体伝播音は主としてピストンを経由してコネクテ
イング・ロッド・クランク軸、主軸受を通ってシリンダ
・ブロックのスカート部へ、さらにオイル・パンに伝達
されるが、これは他の振動伝達経路すなわちヘッド側燃
焼室壁面からヘッド・ボルトを経由してスカート部へ伝
わるものにくらべはるかに大きい。

なお、ガソリン・エンジンの場合にはピストン・スラッ
プによる振動は前記のコネクテイング・ロッド→主軸受
経由にくらべかなり小さい。

本出願人における実験結果ではコネクテイング・ロッド
を経由する前者が固体伝播音の７０％をしめることがわ
かった。

また、上記クランクジャーナルの軸受部においては燃焼
室内の混合気燃焼によって生じる圧力がピストン、コネ
クテイング冶ツド及びクランクシャフトを介してベアリ
ングハウジング特にベアリングキャップ側に伝達され該
ベアリングハウジングが振動騒音を発生する。

このためベアリングハウジングの剛性を高める等の振動
防止対策が行なわれているが、かかる従来の対策では重
量が増大する割に果が小さく、特に１ＫＨｚ以上の高周
波振動に対しては後述するように振幅が極めて小さいた
めベアリングハウジングの変形即ち変位を抑えることが
困難であり、はとんど効果が上らなかった。

かかる振幅の大きさは以下の方法で求められる。

即ち、第１図で１、上下２分割されたベアリングハウジ
ングの下部ハウジングを構成するベアリングキャップ１
においても最も振幅の大きい最下端Ａ点における上下方
向の振動加速度を測定した結果ＩＫＨｚの周波数に対し
て約１ｇ （重力加速度即ち９．８ｍ／Ｓ”）なる値を
得た。

そこで今、第１図においてＡ点における振幅１、変位を
Ｘとすると振動式は次式で示される。

Ｘ＝ＩＣＯ３ωｔ ここでω；角速度 従って振動加速度Ｘは Ｘ＝−１ω２ＣＯ８ωｔ で示される。

今、前記測定値及び測定条件より得られるＸ ＝ ９．
８ｍ／５２（９，８Ｘ １０３ｗｎ／Ｓ２）ω＝ ２
ｗ ｘ １０’ （ＩＫＨｚ）を（１）式に代入すると
振幅１１１は ＋ １１ ＝０，２５ＸｌＯ−３（朋〕 ＝０．２５ Ｃμ〕 となり極めて微小値である。

従ってかかる変位置を振動源となるクランクジャーナル
とベアリングキャップとの間で吸収すれば振動を抑制で
きる。

実際にはバラツキを考慮して０倍の変位量即ち２．５μ
程度の変位を吸収できればほぼ確実に振動を防止でき、
この値は、メタルクリヤランスの１１２咀度に相当する
。

本考案は、上記考察に基づき、一対の半割メタルとベア
リングハウジングその間に所定の弾性と所定厚さのブツ
シュを介装して固体伝播音の振動騒音及びクランクジャ
ーナル軸受部から発生する騒音を抑制したクランクジャ
ーナルの軸受装置を提供するものである。

以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本考案に係るクランクジャーナル軸受装置を備
えたエンジンの内部構造を示し、第３図はその要部を示
たものである。

図において、１はクランク軸で複数のクランクジャーナ
ル１ａがシリンダブロック２の下端壁い形成された軸受
部２ａと該軸受部２ａ下端に連結固定されたベアリング
キャップ３とで構成されたベアリングハウジングに軸受
されている。

そして該クランクジャーナル１ａに直接接触して軸受け
する一対の半割軸受メタル４の外周面と、ベアリングハ
ウジングの軸受面５との間に適度の弾性を有した環状の
ブツシュ６をベアリングメタル背面に挿入または接着し
て介装する。

半割軸受メタル４とクランクジャーナル１ａとの間には
ジャーナル径／１０００ （例えばジャーナル径が５０
φの場合５０μ）程度のメタルクリヤランスを設けるの
が適当である。

このように構成すれば混合気の燃焼によってクランク軸
１に伝達される圧力振動をブツシュ６の適当な弾性によ
り吸収できるのでエンジンのコネクテイング・ロッドを
経由する主要な固体伝播音の伝播を遮断できると共に、
ベアリングハウジングに発生する振動、特に高周波振動
は大幅に抑制され、該振動に伴なう騒音を解消できる。

尚、ブツシュの弾性係数は大き過ぎても不適当で該振動
を吸収するのに必要なだけ、即ち前記した変位量だけ変
形する程度の大きさが適当であり、使用材料としては硬
質ゴム、テフロン等が適しており、好まくは軸受メタル
の裏側に０．５〜１ｍ／ｍ厚さのものを焼付接着する。

この下限値は前記の如くメタルクリアランスの１／２Ｃ
＠度の振動変位吸収には製造上の精度管理からしても０
．５ｍｍ以上は要求されるところなのである。

また上限値ＩＴＩｒＩｎを越して厚くなってくるとある
程度アライメントの弾性的吸収には適するが、柔かくな
り過ぎシリンダ内圧によってクランクジャーナルに例え
ば下方の力が加わった場合、下部の半割軸受メタルがブ
ツシュの弾性変形により必要以上に下方に移動して上部
の半割受メタルとの端面相互間に隙間ができこれがブツ
シュの弾性復元力及びクランクジャーナルに作用する上
方の力によって再び半割軸受メタルが衝撃的に接触する
衝撃音が新たに発生する。

そしてこれの繰り返しにより半割軸受メタル端面相互に
疲労破壊が生じ軸受メタルとしての耐久性に劣るような
なる。

軸受メタルの裏側全周にリング状のブツシュを配設すれ
ば半割軸受メタル端面相互間にブツシュが噛み込まれブ
ツシュの耐久性が劣悪となる。

更にクランクジャーナルとベアリングハウジングとのセ
ンタリングアライメントが狂い易く軸受メタルとクラン
クジャーナルとの間の油膜が不均一になって焼き付けを
生じる。

尚ブツシュは、リン青銅、バネ鋼等の金属材を用いかつ
ベアリングメタル背面との接触面を微子的に凹凸を設け
て波状に形成したもので同様の弾性を得ることができる
。

これらの場合、ブツシュの変位はベアリングのクリヤラ
ンスの１！２０以下であるから、クランクシャフトのア
ライメントの狂いを十分吸収できる範囲であり、焼付き
を起こすことはない。

尚、ブツシュを軸受メタルに固着して１体としてもよい
。

又本案の場合潤滑油量を増加してメタルからの熱伝導率
低下に対処することが好ましい。

本考案は以上のようであるからエンジン騒音として主要
因である固体伝播音の低減に著しく効果を発揮すると共
に、半割軸受メタル相互の衝撃的接触音を含むクランク
ジャーナル軸受部特にベアリングハウジングから発生す
る振動騒音を著しく低減でき、かつクランクシャフトの
アライメントの狂いの吸収と共クランクジャーナル軸受
部の焼付をも防止でき、更にこられの構成は簡単である
から容易に製作可能である。

尚、本考案のジャーナル軸受を用いることによるエンジ
ンの固体伝播音の大幅な低減効果は約９ｄＢ（約１１８
）以上であった。

又、従来のベアリングハウジングの剛性を高める方法に
比較し、該ベアリングハウジングの重量増加を伴わない
という利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はベアリングキャップの上下振動測定方法を説明
する図、第２図は本考案に係るクランクジャーナル軸受
装置を備えたエンジンの縦断面図、第３図は同上のクラ
ンクジャーナル軸受部を示す拡大図。 １ａ・・・・・・クランクジャーナル、２ａ・・・・・
・シリンダブロックのクランクジャーナル軸受部、３・
・・・・・ベアリングキャップ、４・・・・・・軸受メ
タル、６・・・・・・ブツシュ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）クランクジャーナルを一対の半割軸受メタルを介
   してベアリングハウジング内に軸受けした自動車用エン
   ジンのクランクジャーナル軸受装置において、軸受メタ
   ルとベアリングハウジングとの間に、クランクジャーナ
   ルの振動伝達を吸収する程度の弾性を有する０、５〜１
   ｍ／ｍ厚さの単一構造のブツシュを介装したことを特徴
   とするクランクジャーナル軸受装置。
2. （２）ブツシュは硬質ゴム、テフロン等の非金属部から
   なることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
   載のクランクジャーナル軸受装置。
3. （３）ブツシュは軸受、メタル又は／及びベアリングハ
   ウジングとの接触面を波形に形成した金属材からなる実
   用新案登録請求の範囲第１項記載のクランクジャーナル
   軸受装置。