專利名稱：內(nèi)燃機(jī)曲軸的軸承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的曲軸能自由旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱上的軸承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般來說摩托車用等的單缸內(nèi)燃機(jī)通過左右一對滾動軸承用軸把曲軸能自由旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱上，并通過連桿把沿氣缸內(nèi)徑滑動的活塞連接在該曲軸的曲軸銷上，把作用在活塞上的爆發(fā)壓力從曲軸通過一對滾動軸承由曲軸箱承受，這時所述成對的滾動軸承的外圈和內(nèi)圈希望分別壓入卡合在曲軸箱的軸承部和曲軸的軸頸部上，使它們之間不產(chǎn)生由松動形成的碰撞音而維持曲軸希望的軸承功能，保障順利、輕快的旋轉(zhuǎn)。
但如前所述，當(dāng)把左右的滾動軸承向曲軸和曲軸箱的任一個壓入卡合時就產(chǎn)生了向曲軸箱安裝曲軸和以后維修保養(yǎng)等困難的問題。
于是，現(xiàn)在，為解決該問題，如圖9所示，曲軸安裝在曲軸箱時在把曲軸組裝在曲軸箱內(nèi)之前，預(yù)先把右側(cè)滾動軸承的外圈壓入卡合在右側(cè)曲軸箱半體上，同時把左側(cè)滾動軸承的內(nèi)圈壓入卡合在曲軸的左側(cè)軸頸部上，在組裝曲軸時把曲軸的右側(cè)軸頸部壓入卡合在右側(cè)滾動軸承的內(nèi)圈(其外圈已經(jīng)壓入卡合在右側(cè)曲軸箱半體上)內(nèi)，接著把內(nèi)圈已經(jīng)壓入卡合在曲軸左側(cè)軸頸部上的左側(cè)滾動軸承的外圈間隙配合(存在間隙的配合)在左側(cè)的曲軸箱半體內(nèi)，容易在曲軸箱上安裝曲軸，而且以后的維修保養(yǎng)也容易進(jìn)行。
但這樣一來，左側(cè)滾動軸承的外圈與曲軸箱的軸承面間不可避免地要多少產(chǎn)生“松動”，因此在內(nèi)燃機(jī)運轉(zhuǎn)時存在由所述“松動”產(chǎn)生的碰撞音和達(dá)不到希望的軸承功能的問題。
于是，在下述專利文獻(xiàn)1公開了通過用具有傾斜按壓面的推力銷在其軸向上按壓一對球軸承任一個(左側(cè))外圈的外側(cè)面來吸收所述“松動”的方案。但由于所述推力銷對外圈的按壓力被分成徑向(吸收所述“松動”用)的分力和軸向的分力，所以其軸向的分力作為使所述外圈在軸向上移動的力起作用。
在所述專利文獻(xiàn)1公開的內(nèi)容中，因為左右一對曲軸的滾動軸承都是采用球軸承(具有承受軸向力的反作用力)，所以由所述推力銷的按壓力產(chǎn)生的軸向分力能通過不用推力銷按壓的一側(cè)的球軸承(右側(cè)的球軸承)充分承受，能消除由所述軸向分力引起的軸承的位移。
專利文獻(xiàn)1特開2003-83080號公報但球軸承與相同規(guī)格容量的滾柱軸承與滾針軸承相比，其徑向的體積大，所以曲軸的徑向占有空間大，進(jìn)而成為導(dǎo)致整個內(nèi)燃機(jī)大型化、重量增加的原因，所以有支承曲軸的軸承中至少一個采用球軸承以外的例如小徑且高剛性的滾柱軸承、滾針軸承的要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于該實情而開發(fā)的，目的在于提供一種新的內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承結(jié)構(gòu)，其在滾動軸承上設(shè)置有徑向松動吸收裝置，其中，支承曲軸的至少一個滾動軸承能使用球軸承以外的小型輕量的滾柱軸承和滾針軸承等。
為了達(dá)到所述目的，第一方面是在內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承結(jié)構(gòu)中，通過滾動軸承把曲軸能自由旋轉(zhuǎn)地支承在曲軸箱上，把該滾動軸承的外圈與曲軸箱的軸承孔間產(chǎn)生的徑向松動用設(shè)置在所述滾動軸承的外圈與曲軸箱間的松動吸收裝置吸收。在設(shè)置了所述松動吸收裝置的滾動軸承的外圈與曲軸箱間設(shè)置抑制該外圈軸向移動用的移動抑制裝置。
本發(fā)明第二方面是在第一方面所述的內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承結(jié)構(gòu)中，所述移動抑制裝置在所述外圈的圓周方向上隔開間隔配置多個。
本發(fā)明第三方面是在第一方面或第二方面所述的內(nèi)燃機(jī)曲軸軸承結(jié)構(gòu)中，所述移動抑制裝置由設(shè)置在所述外圈內(nèi)周面的卡合槽和設(shè)置在曲軸箱外面上的移動抑制部件構(gòu)成，使該移動抑制部件的鉤部卡合在所述卡合槽內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明第一方面的第一特點，把能自由旋轉(zhuǎn)地支承曲軸的滾動軸承的外圈與其軸承孔間產(chǎn)生的徑向“松動”通過“松動吸收裝置”吸收而事先防止由“松動”引起的碰撞音，并且能維持希望的軸承功能。另外，由于因所述“松動吸收裝置”的存在滾動軸承外圈不得已產(chǎn)生的軸向移動能通過所述“移動抑制裝置”抑制，所以作為支承曲軸的滾動軸承能使用比球軸承廉價的、且輕量、小型的滾柱軸承和滾針軸承等。
根據(jù)本發(fā)明第二方面的第二特點，在所述第一特點的基礎(chǔ)上通過多個“移動抑制裝置”能防止?jié)L動軸承的翻倒。
根據(jù)本發(fā)明第三方面的第三特點，在所述第一或第二特點的基礎(chǔ)上能從曲軸箱半體的外側(cè)容易組裝所述“移動抑制裝置”，而且在曲軸箱上不必設(shè)置用于在軸承面上安裝移動裝置用的缺口和退刀槽部即可，所以不會有損曲軸箱的強(qiáng)度。
圖1是具有本發(fā)明曲軸軸承結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)主要部分的縱剖側(cè)面圖；圖2沿圖1的2-2線的剖面圖；圖3沿圖1的3-3線的放大剖面圖；圖4沿圖3的4-4線的剖面圖；圖5沿圖3的5-5線的放大剖面圖；圖6是推力銷的立體圖；圖7是移動抑制部件的立體圖；圖8是表示安裝松動吸收裝置時狀態(tài)的作用圖；圖9是表示在曲軸箱上安裝曲軸的過程的圖。
具體實施例方式
下面根據(jù)附圖所示的本發(fā)明的實施例具體說明本發(fā)明的實施方式。
附圖中，圖1是具備本發(fā)明曲軸軸承結(jié)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)主要部分的縱剖側(cè)面圖，圖2沿圖1的2-2線的剖面圖，圖3沿圖1的3-3線的放大剖面圖，圖4沿圖3的4-4線的剖面圖，圖5沿圖3的5-5線的放大剖面圖，圖6是松動吸收裝置的立體圖，圖7是移動抑制部件的立體圖，圖8是表示安裝松動吸收裝置時狀態(tài)的作用圖。
首先，圖1、圖2的OHC型4沖程單缸內(nèi)燃機(jī)E具有氣缸體CB、在其安裝面上固定的氣缸蓋CH、固定在該氣缸蓋CH的下部且分成左右的曲軸箱CC和覆蓋所述氣缸蓋CH上面的蓋罩HC?；钊?能自由滑動地配合在設(shè)置在所述氣缸體CB的中央部且具有氣缸襯套2的氣缸1內(nèi)。與該活塞3的頂面相對在氣缸蓋CH內(nèi)形成燃燒室4。連桿5的小端部連接在活塞3的活塞銷上能自由旋轉(zhuǎn)，該連桿5的大端部能自由旋轉(zhuǎn)地連接在曲軸6的曲軸銷7上。曲軸6通過后述的左右滾動軸承BB、BR支承在曲軸箱CC上。
所述曲軸箱CC由鐵或鋁等的輕合金鑄造形成，是把左側(cè)曲軸箱半體10和右側(cè)曲軸箱半體11用多個螺釘14結(jié)合成一體的結(jié)構(gòu)。左側(cè)曲軸箱半體10的孔外面覆蓋有左側(cè)蓋12并用螺釘15在其固定，右側(cè)曲軸箱半體11的孔外面覆蓋有右側(cè)蓋13并用螺釘16在其固定。左右側(cè)曲軸箱半體10、11上相互存在間隔且相對的左右軸頸壁10j、11j分別與其形成一體，這些左右軸頸壁10j、11j上分別開有同一軸線上的左右軸承孔18、19(左軸承孔18比右軸承孔19徑大)，這些左右軸承孔18、19的軸承面是由曲軸箱鑄造時鑄入的Fe制澆鑄環(huán)形成的。曲軸6的左右軸頸部6jl、6jr通過左右側(cè)滾動軸承BB、BR能自由旋轉(zhuǎn)地支承在左右軸承孔18、19上。如圖4所示，左側(cè)滾動軸承BB由球軸承構(gòu)成，右側(cè)滾動軸承BR由滾柱軸承構(gòu)成。所述左側(cè)滾動軸承，即球軸承BB的內(nèi)圈22壓入卡合在曲軸6的左軸頸部6jl上，其外圈23間隙配合(在徑向有些松動)在左軸頸壁10j的軸承孔18內(nèi)。該球軸承BB的外圈23比其內(nèi)圈22向軸向外側(cè)(從氣缸軸線離開的方向)延長，在該延長部23e的內(nèi)周面上形成有構(gòu)成后述“移動抑制裝置S”的斷面凹狀的卡合槽41，移動抑制裝置40的鉤部40f能卡入脫開發(fā)卡合在該卡合槽41內(nèi)。如圖4所示，在所述卡合槽41與鉤部40f間設(shè)有微小間隙，以容許外圈23相對其鉤部40f在其軸向上有些移動。
所述右側(cè)滾動軸承，即滾柱軸承BR的內(nèi)圈26插入在曲軸6的右軸頸部6jr上，且其外圈27壓入卡合在右軸頸壁11j的軸承孔19內(nèi)。
把內(nèi)圈26插入在曲軸6的右軸頸部6jr上后，該內(nèi)圈26對曲軸6的右軸頸部6jr的固定是與齒輪組62、離心過濾器63(參照圖1)一起通過螺母從曲軸6的軸端一起緊固來進(jìn)行的。
如圖1、3所示，在曲軸6與氣缸1間的左側(cè)曲軸箱半體10的左軸頸壁10j上靠近所述球軸承BB的上部外側(cè)，沿曲軸6的軸線方向設(shè)置用于吸收該球軸承BB的外圈23與軸承孔18間徑向“松動”的“松動吸收裝置A”。
如圖3、4、6所示，所述“松動吸收裝置A”包括推力銷30、螺旋彈簧31和彈簧安裝板32。推力銷30形成有底的中空圓筒狀，在其有底側(cè)端壁的角部形成有傾斜面30s。該推力銷30自由滑動地配合在形成于左軸頸壁10j的球軸承BB斜上方的突起部34的、且在曲軸6的軸線方向(與氣缸軸線垂直的方向)上具有軸線的圓筒孔35內(nèi)。
如圖4所示，球軸承BB外圈23的斷面圓弧狀角部23c突入到所述圓筒孔35內(nèi)，所述推力銷30的傾斜面30s與該角部23c接觸。所述螺旋彈簧31收放在推力銷30內(nèi)，且其外端從推力銷30的孔端面向外側(cè)突出。所述彈簧安裝板32在曲軸6的徑向上形成細(xì)長狀，其包括開有螺釘孔33的基部32b、內(nèi)面具有承受彈簧用的凹部d的中間部32n、具有向內(nèi)側(cè)彎曲的彎曲部b的自由端部32f。所述基部32b用安裝螺釘38螺釘固定在左側(cè)曲軸箱半體10的外面上，其中間部32n的承受彈簧用凹部d承受所述螺旋彈簧31的外端，具有彎曲部b的自由端部32f形成為比中間部32n寬度窄，其卡合在一體形成在左側(cè)曲軸箱半體上的側(cè)面看是八字狀(參照圖2)、斷面是叉狀的定位部36(參照圖5)，防止其旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行定位。
如圖8所示，把所述“松動吸收裝置A”向左側(cè)曲軸箱半體10安裝時，把彈簧安裝板32用安裝螺釘38松緩地臨時固定在左側(cè)曲軸箱半體10上，在使自由伸長的螺旋彈簧31的端部由中間部32n的承受彈簧用凹部d承受的狀態(tài)下使彈簧安裝板32的自由端部32f的彎曲部b卡合在左側(cè)軸頸壁10j的叉狀定位部36內(nèi)，這樣就能阻止彈簧安裝板32旋轉(zhuǎn)而定位，所以操作者不用壓縮螺旋彈簧31，或不用進(jìn)行為不使彈簧安裝板32旋轉(zhuǎn)而用手按壓等麻煩的操作也能進(jìn)行“松動吸收裝置A”的組裝。然后，只要緊固安裝螺釘38就如圖4、圖5的雙點劃線所示完成“松動吸收裝置A”的組裝，在該組裝完成狀態(tài)下使左側(cè)曲軸箱半體10的突起部34與彈簧安裝板32的中間部32n的凹部d相互卡合并能把它們緊湊地收容在曲軸箱10的外面，沒有比曲軸箱10的外面突出的部分。如前所述，因為“松動吸收裝置A”的組裝從左側(cè)曲軸箱半體10的外側(cè)就能進(jìn)行，所以其組裝操作性非常好。
如圖4所示，在“松動吸收裝置A”的組裝完成狀態(tài)，彈簧安裝板32通過螺旋彈簧31把推力銷30向內(nèi)側(cè)按壓，通過該推力銷30的傾斜面30s把球軸承BB的外圈23用向斜下方的按壓力F按壓。通過該按壓力F的鉛垂方向的分力Fr，即曲軸6的徑向分力Fr把所述外圈23在徑向按壓，用該按壓力能吸收即消除外圈23的外周面與軸承孔18間徑向的所述“松動”，能無松動地可靠地支承曲軸6，以承受由活塞3的爆發(fā)力在曲軸6的徑向等產(chǎn)生的載荷，并能防止碰撞音的發(fā)生。
所述“松動吸收裝置A”給予球軸承BB的按壓力的作用方向與活塞3承受的最大壓力(爆發(fā)壓力)的作用方向大致一致。即該內(nèi)燃機(jī)承受最大爆發(fā)壓力的活塞的位置是在該活塞位于比上死點慢一些的位置的某個時刻，所以如圖2所示，“松動吸收裝置A”沿其氣缸軸線L-L的方向設(shè)置在從曲軸6的軸線方向看比氣缸軸線L-L稍微偏靠曲軸6的旋轉(zhuǎn)方向(圖2的箭頭R方向，逆時針方向)一側(cè)的位置上，這樣能使“松動吸收裝置A”給予球軸承BB的按壓力的方向與曲軸6從活塞3承受的最大壓力的方向大致一致，使球軸承BB對曲軸6的支承可靠。
如圖4所示，由所述“松動吸收裝置A”的推力銷30對外圈23的按壓力F產(chǎn)生水平方向，即曲軸6的軸向分力Fs，所以由該分力Fs在外圈23上不得已產(chǎn)生軸向的推力，該推力作為使球軸承BB的外圈23在軸向上移動的力而起作用。
然而，本實施例通過下面敘述的“移動抑制裝置S”能抵抗其推力而抑制外圈23的軸向移動。
下面說明本發(fā)明的“移動抑制裝置S”，其包括多個(本實施例中是三個)移動抑制部件40、松緩配合該移動抑制部件40的鉤部40f的在球軸承BB外圈23的內(nèi)周面上形成的卡合槽41。如圖7所示，所述移動抑制部件40形成細(xì)長的板狀，其前端部一體形成彎曲成斷面為C字狀的鉤部40f。如圖2、3所示，所述三個移動抑制部件40在左側(cè)曲軸箱半體10的外側(cè)配置成圓周方向上大致等間隔放射狀，它們的外端在球軸承BB的同心圓上用安裝螺釘43固定在左側(cè)曲軸箱半體的外面。三個移動抑制部件40指向球軸承BB的中心，其內(nèi)端的鉤部40f向球軸承BB的外圈內(nèi)面彎曲，分別卡合在其內(nèi)面上形成的卡合槽41內(nèi)。各鉤部40f與卡合槽41間在它們的軸向上設(shè)置一些微小間隙。通過鉤部40f與卡合槽41的卡合能抑制球軸承BB外圈23的軸向移動，結(jié)果是不必由右側(cè)的球軸承來承受所述推力(所述專利文獻(xiàn)1)，如本實施例，右側(cè)的滾動軸承能采用直徑小的(與球軸承BB相比)滾柱軸承BR。且如圖2、3所示，當(dāng)把所述三個移動抑制部件40至少在周方向上隔開120°的間隔在三處設(shè)置時則能均勻承受軸向載荷，能可靠防止球軸承BB的翻倒。
然而，所述“移動抑制裝置S”是由固定在左側(cè)曲軸箱半體10外面的移動抑制部件40和在球軸承BB外圈23的內(nèi)周面上形成的卡合槽41構(gòu)成的，所以其結(jié)構(gòu)簡單，把它向左側(cè)曲軸箱半體10上安裝時不必在該左側(cè)曲軸箱半體10上設(shè)置缺口等的安裝部，不會有損左側(cè)曲軸箱半體10的強(qiáng)度。由于該“移動抑制裝置S”從左側(cè)曲軸箱半體10的外側(cè)安裝，所以其安裝容易，且在其安裝時不需要特別的設(shè)備和夾具。
如圖1、2所示，在曲軸6的球軸承BB外側(cè)固定有動閥凸輪軸50的調(diào)時驅(qū)動用驅(qū)動鏈輪51，該驅(qū)動鏈輪51通過環(huán)狀鏈條52與被動鏈輪53連動，其被動鏈輪53固定在能自由旋轉(zhuǎn)地支承于氣缸蓋CH上的動閥凸輪軸50上。曲軸6的旋轉(zhuǎn)通過驅(qū)動鏈輪51、環(huán)狀鏈條52和被動鏈輪53傳遞給動閥凸輪軸50。在曲軸6的下方，在左側(cè)曲軸箱半體10上用多個螺釘55固定有用于防止所述鏈條52脫落的鏈條脫落防止板54。如圖2所示，該鏈條脫落防止板54具有與懸繞在驅(qū)動鏈輪51上的鏈條52的圓弧狀下面接近并相對的圓弧狀部分，利用該圓弧狀部分能防止所述鏈條52的脫落。
圖1、2中在曲軸6的左側(cè)端部固定有固定ACG的外轉(zhuǎn)子60的飛輪61，在右側(cè)端部固定有與變速箱、平衡器等連動的齒輪組62和離心油過濾器63。
接著說明本實施例的作用。
現(xiàn)在，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)E運轉(zhuǎn)時，通過球軸承BB和滾柱軸承BR支承在曲軸箱6上的曲軸6被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，這時在球軸承BB的外圈23與左側(cè)曲軸箱半體10的軸承孔18間產(chǎn)生的徑向“松動”通過所述“松動吸收裝置A”吸收，能事先防止由所述“松動”引起的碰撞音的發(fā)生，并且能由所述軸承BB、BR可靠支承曲軸6保障其順利、輕快地旋轉(zhuǎn)。
由于由所述“松動吸收裝置A”的安裝而不得已產(chǎn)生的球軸承BB外圈23的軸向移動可利用所述“移動抑制裝置S”抑制，所以支承曲軸6的一對滾動軸承中能把其一個使用滾柱軸承(比球軸承徑小且剛性高)，能使內(nèi)燃機(jī)E小型化。
以上說明了本發(fā)明的實施例，但本發(fā)明并不限定于其實施例，而是在本發(fā)明的范圍內(nèi)能有各種實施例。
例如也可以代替所述左側(cè)的球軸承而使用滾柱軸承、其他的滾動軸承，也可以代替所述右側(cè)的滾柱軸承而使用滾針軸承、其他的滾動軸承。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)燃機(jī)的曲軸軸承結(jié)構(gòu)，在通過滾動軸承(BB)在曲軸箱(10)上能自由旋轉(zhuǎn)地支承曲軸(6)，把該滾動軸承(BB)的外圈(23)與曲軸箱(10)的軸承孔(18)間產(chǎn)生的徑向松動用設(shè)置在所述滾動軸承(BB)的外圈(23)與曲軸箱(10)間的松動吸收裝置(A)吸收，其特征在于，在設(shè)置所述松動吸收裝置(A)的滾動軸承(BB)的外圈(23)與曲軸箱(10)間設(shè)置抑制該外圈(23)軸向移動用的移動抑制裝置(S)。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)的曲軸軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述移動抑制裝置(S)在所述外圈(23)的周方向上隔開間隔配置多個。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的曲軸軸承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述移動抑制裝置(S)由設(shè)置在所述外圈(23)內(nèi)周面上的卡合槽(41)和設(shè)置在曲軸箱(10)外面上的移動抑制部件(40)構(gòu)成，使該移動抑制部件(40)的鉤部(40f)卡合在所述卡合槽(41)內(nèi)。
全文摘要
一種內(nèi)燃機(jī)的曲軸軸承結(jié)構(gòu)，其通過滾動軸承在曲軸箱上能自由旋轉(zhuǎn)地支承內(nèi)燃機(jī)的曲軸，把滾動軸承的外圈與曲軸箱的軸承孔間產(chǎn)生的徑向松動通過松動吸收裝置吸收。其能抑制由該松動吸收裝置不得已產(chǎn)生的滾動軸承外圈的軸向移動。其通過滾動軸承(BB)在曲軸箱(10)上能自由旋轉(zhuǎn)地支承曲軸(6)，具有吸收滾動軸承(BB)的外圈(23)與曲軸箱(10)的軸承孔(18)間產(chǎn)生的徑向松動的松動吸收裝置(A)，在滾動軸承(BB)的外圈(23)與曲軸箱(10)間設(shè)置抑制該外圈(23)軸向移動用的移動抑制裝置(S)。
文檔編號F16C9/03GK1603643SQ20041007894
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者高橋明, 木原照雄, 田中陽一 申請人:本田技研工業(yè)株式會社