クランクシャフトベアリングの構造、嵌合、および支持方法
I. 機能と使用要件クランクシャフトベアリング
クランクシャフトベアリングには、コネクティングロッドベアリングとメインベアリングが含まれます。これらのベアリングの機能は、ジャーナルとベアリングボアを保護し、摩擦と摩耗を低減することです。ピストンとコネクティングロッドのアセンブリから伝達されるガス力をトルクに変換し、外部に出力します。また、エンジンのバルブトレインやその他の様々な補助装置を駆動するためにも使用されます。
使用要件：これらはすべて交番荷重と高速摩擦に耐えるため、ベアリング材料は十分な疲労強度、低摩擦性、耐摩耗性、および耐腐食性を備えている必要があります。
II. 構造クランクシャフトベアリング
コネクティングロッドベアリングとメインベアリングはどちらも、上下のベアリングシェルが嵌合して構成されています。各ベアリングシェルは、鋼製の裏板と摩擦低減合金層、または鋼製の裏板、摩擦低減合金層、および軟質めっき層から構成されています。前者は二層ベアリングシェル、後者は三層ベアリングシェルと呼ばれます。
1. スチール裏打ちと摩擦防止層
ベアリングシェルの基材となる鋼製裏板は、厚さ1～3mmの低炭素鋼でできています。摩擦防止層は厚さ0.3～0.7mmの摩擦防止合金で、比較的柔らかく、ジャーナルを保護する役割を果たします。
摩擦防止層材料：
（１）白色合金（バビット合金）：摩擦抵抗性能は良好だが、機械的強度が低く、耐熱性も劣る。低負荷のガソリンエンジンによく使用される。
（２）銅鉛合金：高い機械的強度、高い耐荷重能力、優れた耐熱性を持つ。主に高負荷ディーゼルエンジンに使用される。ただし、耐摩擦性能は劣る。
（３）アルミニウム合金：アルミニウム・アンチモン・マグネシウム合金、低錫アルミニウム合金、高錫アルミニウム合金の３種類があります。前２種類は機械的特性と耐荷重性に優れていますが、耐摩擦性能が劣ります。主にディーゼルエンジンに使用されます。後者は機械的特性と耐摩擦性能の両方に優れており、ディーゼルエンジンとガソリンエンジンの両方に広く使用されています。
2. 位置決めキーとオイル溝
コネクティングロッドベアリングには位置決めキーがあり、取り付け時にコネクティングロッド大端部とコネクティングロッドキャップの位置決め溝に挿入することで、ベアリングの前後移動や回転を防ぎます。ベアリングブッシュにはオイル穴とオイル溝があり、取り付け時に対応するオイル穴に位置合わせする必要があります。
III.クランクシャフトベアリング自由力と干渉嵌め
1. 自由力：ベアリングブッシュの自由状態における曲率半径は、ベアリングシートの半径よりもわずかに大きくなります。この直径の差を自由力または開口部と呼びます。ガソリンエンジンでは一般的に0.8～1.5mm、ディーゼルエンジンでは1.5～2.5mmです。
2. 圧入嵌め合い：ベアリングブッシュの外径はベアリングシートの円周よりもわずかに大きいため、コネクティングロッドボルトを締め付けると一定の圧入嵌め合いが生じます。これにより、運転中にベアリングブッシュが回転、ずれ、振動することがなくなり、ベアリングブッシュとベアリングシート間の密着性が向上し、放熱が促進されます。ベアリングの突き出し量は一般的に0.04～0.09mmです。
点検：ベアリングをベアリングシートに取り付けた後、両側のボルトをメーカー指定のトルクで締め付けます。次に、片側のボルトを完全に緩め、シックネスゲージを使用してベアリングシートとベアリング穴の間のクリアランスを確認します。このクリアランスがベアリングの突き出し量です。 IV. クランクシャフトスラストベアリング
クランクシャフトスラストベアリングの機能：車両が走行中、クラッチペダルはクランクシャフトに軸方向の推力を加え、軸方向の動きを引き起こします。過度の軸方向の動きは、ピストンコネクティングロッドアセンブリの正常な動作に影響を与え、バルブタイミングやディーゼルエンジンの噴射タイミングを狂わせます。クランクシャフトの軸方向の位置決めを確実にするために、スラストベアリングが必要です。
スラストベアリングは、クランクシャフトが加熱時に自由に膨張できるように、一箇所にのみ取り付けることができます。主な種類は以下のとおりです。
1. フランジ付きベアリングシェル
2. 半円形スラストワッシャー
3. 円形スラストワッシャー
取り付け上の注意：スラストワッシャーの摩擦防止層のある面（オイル溝のある面）を回転部に向けます。クランクシャフトが前進するときは、後部のスラストワッシャーが軸方向の推力を支え、後退するときは、前部のスラストワッシャーが軸方向の推力を支えます。
軸方向クリアランス調整：異なる厚さのスラストワッシャーに交換するか、スラストワッシャーの厚さを変更してください。（標準値は一般的に0.07～0.17mmで、許容範囲は0.25mmです。）
V．クランクシャフト支持方法
隣接する2つのクランクシャフトの間に主軸が設けられているクランクシャフトは、完全支持型クランクシャフトと呼ばれ、そうでない場合は部分支持型クランクシャフトと呼ばれます。
1. 完全支持型クランクシャフト：
利点：クランクシャフトの剛性と曲げ強度を高め、メインベアリングにかかる負荷を軽減します。
デメリット：クランクシャフトの加工面が増加し、メインベアリングの数が増加し、エンジンブロックが長くなる。
用途：広く用いられており、ディーゼルエンジンは一般的にこの支持方式を採用している。
2. 部分的に支持されたクランクシャフト：
利点：クランクシャフトの長さを短縮し、エンジン全体の長さを短縮します。
デメリット：メインベアリングにかかる負荷が大きくなる。
用途：負荷要件の低いガソリンエンジンにこの方法を使用できます。
投稿日時：2026年2月6日
