JP4788503B2 - Crankshaft support structure - Google Patents
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Description
本発明は、クランクシャフトを支持する複数のベアリングキャップを、ベッドプレートで一体化したクランクシャフト支持構造に関する。 The present invention relates to a crankshaft support structure in which a plurality of bearing caps that support a crankshaft are integrated with a bed plate.
図9(a)及び(b)に示すように、エンジンのシリンダブロック2には、クランクシャフト3を軸支するため、その軸方向に間隔を隔てて設けられた隔壁8にベアリングキャップ4が装着されている。エンジンの運転時、ピストン36に加わる燃焼圧力はコンロッド37を介してクランクシャフト3に伝えられ、その燃焼圧力によって、クランクシャフト3が変形し、ベアリングキャップ4及び隔壁8がクランクシャフト3の軸方向に振れるように変形し(図9(b))、シリンダブロック2の左右のスカート部5が左右方向に開くように変形する(図9(a))。この変形が繰り返されて発生する振動が騒音となる。また、変形によりクランクシャフト3の回転フリクションが発生し、エンジン出力ダウンとなる。
As shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the
この対策として、図10及び図11に示すように、各ベアリングキャップ4をシリンダブロック2の左右のスカート部5を繋ぐように形成されたベッドプレート6によって連結し、ベアリングキャップ4及び隔壁8の軸方向変形とスカート部5の左右方向変形とを抑制したものが知られている(特許文献1、2)。ベッドプレート6は、スカート部5の下端の全周に亘って形成された枠部38と、枠部38の左右をベアリングキャップ4の位置に合わせて架け渡すように形成された桁部39とからなり、枠部38がボルト31によってオイルパン30と一緒にシリンダブロック2のスカート部5の下端にネジ止め(共締め)され、桁部39が別のボルト7によってベアリングキャップ4と一緒にシリンダブロック2の内部に共締めされる。
As a countermeasure, as shown in FIGS. 10 and 11, each bearing
ところで、ベッドプレート6の桁部39をボルト7によってベアリングキャップ4と一緒にシリンダブロック2に共締めする際、ベッドプレート6の上面が当接するベアリングキャップ4の下端当接面40とシリンダブロックスカート部5の下端当接面41とが製造誤差や組付誤差等によって設計位置から上下方向に微少でもずれていると、共締めによってベッドプレート6が上下方向に曲がり、ベッドプレート6とシリンダブロック2との間に挟持されるベアリングキャップ4に歪みが生じ、ベッドプレート6及びベアリングキャップ4に組付応力が発生する。このため、クランクシャフト3の回転にフリクションが生じることや、ベッドプレート6に疲労亀裂が生じる可能性がある。
By the way, when the
そこで、本発明の目的は、ベアリングキャップ及びベッドプレートをシリンダブロックに組み付ける際の組付応力の発生を防止できるクランクシャフト支持構造を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a crankshaft support structure that can prevent generation of assembly stress when a bearing cap and a bed plate are assembled to a cylinder block.
上記目的を達成するために本発明は、クランクシャフトを軸方向に間隔を隔てて下方から支持する複数のベアリングキャップと、該複数のベアリングキャップ同士を連結すると共にシリンダブロックの左右のスカート部を繋ぐように形成されたベッドプレートとを有するクランクシャフト支持構造であって、上記ベアリングキャップを上記シリンダブロックに装着するボルトが、上記シリンダブロックにネジ込まれる第1ネジ部と、該第1ネジ部とは反対側に形成された第2ネジ部と、これら第1ネジ部の端部と第2ネジ部の端部との間に配置された頭部とを有し、上記ベッドプレートが、上記左右のスカート部の内側に沿う一対のビーム部と、該一対のビーム部を上記複数のベアリングキャップの位置に合わせて架け渡す複数の架け渡し部とを有するラダー状に形成されるとともに、上記複数の架け渡し部にそれぞれ形成されて上記第2ネジ部に挿通される孔と、上記一対のビーム部にそれぞれ形成されて上記スカート部の内面側壁に連結されるスカート連結部とを有するものである。 To accomplish the above object, connecting the skirt portions of the left and right cylinder block with connecting a plurality of bearing cap supported from below at an interval of the crank shaft in the axial direction, with each other the plurality of bearing cap A crankshaft support structure having a bed plate formed as described above, wherein a bolt for mounting the bearing cap on the cylinder block is screwed into the cylinder block, and the first screw portion Has a second screw portion formed on the opposite side, and a head portion disposed between the end portion of the first screw portion and the end portion of the second screw portion , and the bed plate has the left and right sides A pair of beam portions along the inner side of the skirt portion, and a plurality of bridging portions that bridge the pair of beam portions according to the positions of the plurality of bearing caps Is formed in a ladder shape with a hole are respectively formed in the plurality of bridged passing portion is inserted into said second threaded portion, are formed respectively on the pair of beam portions on the inner surface side wall of the skirt And a skirt connecting portion to be connected.
上記ベアリングキャップが、上記シリンダブロックに上記ボルトの頭部によって固定され、上記ベッドプレートが、上記ボルトの第2ネジ部にナットによって固定され、上記スカート連結部が、上記スカート部の内面側壁に別のボルトによって連結されることが好ましい。 The bearing cap is fixed to the cylinder block by the head of the bolt, the bed plate is fixed to the second screw portion of the bolt by a nut, and the skirt connecting portion is separated from the inner side wall of the skirt portion. It is preferable that these are connected by bolts.
上記ベッドプレートに、上記ボルトの頭部を周方向に連続的又は間欠的に囲むようにして上記頭部の高さよりも高く形成された突起部を設け、該突起部を上記ベアリングキャップに当接させて、上記ベッドプレートを上記ベアリングキャップに連結してもよい。 The bed plate is provided with a protrusion formed higher than the height of the head so as to continuously or intermittently surround the head of the bolt in the circumferential direction, and the protrusion is brought into contact with the bearing cap. The bed plate may be coupled to the bearing cap.
本発明に係るクランクシャフト支持構造によれば、ベアリングキャップ及びベッドプレートをシリンダブロックに組み付ける際の組付応力の発生を防止できる。 According to the crankshaft support structure according to the present invention, it is possible to prevent generation of assembly stress when the bearing cap and the bed plate are assembled to the cylinder block.
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2に示すように、本実施形態に係るクランクシャフト支持構造1は、シリンダブロック2にクランクシャフト3の軸方向に間隔を隔てて装着されクランクシャフト3をシリンダブロック2との間で軸支するための複数のベアリングキャップ4と、各ベアリングキャップ4同士を連結すると共にシリンダブロック2の左右のスカート部5に連結する形状に形成されたベッドプレート6と、ベアリングキャップ4をシリンダブロック2に固定し且つそのベアリングキャップ4にベッドプレート6を連結するためのボルト7とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
シリンダブロック2は、その内部に各気筒を仕切るように形成された隔壁8を有し、隔壁8には、ベアリングキャップ4が装着されるキャップ装着部9が凹設されている。キャップ装着部9には、クランクシャフト3を支持するための軸受部10が形成され、その軸受部10を挟むようにしてボルト7のネジ孔11が形成されている。キャップ装着部9の天井面9aと側面9bとは、ベアリングキャップ4の装着位置精度を高めるため、切削加工等によって精度良く形成されている。
The
シリンダブロック2は、本実施形態では図示しない左右のバンクを有するV型エンジン用のものとなっている。V型エンジンでは、ピストンに加わる燃焼圧力が左右のスカート部5に対して斜めに加わるのでスカート部5が変形し易いところ、左右のスカート部5をベッドプレート6で連結することでスカート部5の変形を効率よく抑制でき、ベッドプレート6を設ける効果が大きい。但し、本発明は、V型エンジン用に限られることはなく、シリンダブロック2は直列エンジン用のものでもよい。
The
ベアリングキャップ4は、シリンダブロック2のキャップ装着部9に嵌め込まれる形状となっており、嵌め込み精度を高めるため、キャップ装着部9の天井面9a及び側面9bに当接する部分が切削加工等によって精度良く形成されている。ベアリングキャップ4の内部には、ボルト7の挿通孔12がシリンダブロック2のネジ孔11に繋がるように上下方向に貫通して形成されている。ベアリングキャップ4の下面の挿通孔12の開口周囲には、ボルト7の頭部13が着座する着座面14が切削加工等によって精度良く形成されている。
The
ボルト7は、図1及び図4(a)に示すように、シリンダブロック2のネジ孔11にネジ込まれる第1ネジ部15と、第1ネジ部15とは反対側に形成された第2ネジ部16と、これら第1ネジ部15の端部と第2ネジ部16の端部との間に配置された頭部13とを有する。頭部13は、第1及び第2ネジ部15、16が形成されたボルト軸部と一体的に形成されており、その厚さ(上面と下面との間の寸法)は、切削加工等により精度良く形成されている。第2ネジ部16にはナット17が螺合される。
As shown in FIGS. 1 and 4A, the bolt 7 includes a
ベッドプレート6は、図1及び図3に示すように、シリンダブロック2の左右のスカート部5の内側に沿って形成された一対のビーム部18と、左右のビーム部18をベアリングキャップ4の位置に合わせて架け渡すように形成された架け渡し部19とからラダー状に形成されている。ビーム部18には、隣接する架け渡し部19同士の間に位置させて、シリンダブロック2のスカート部5の内面側壁20に連結されるスカート連結部21が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
スカート連結部21は、左右方向に貫通形成されたネジ孔22と、ネジ孔22の開口周囲に切削加工等により精度良く形成された当接部23とを有する。ネジ孔22には、スカート部5の下部に左右方向に貫通形成された挿通孔24に挿通されたボルト25がねじ込まれ、当接部23には、スカート部5の内面側壁20の挿通孔24の開口周囲に切削加工等によって精度良く形成された被当接部26が当接される。
The
挿通孔24はボルト25の軸部との間に所定のクリアランスが確保される内径に形成されており、そのクリアランスの範囲でボルト25の軸部が挿通孔24内にて上下方向に移動したり傾斜することが可能となっている。なお、挿通孔24は、上下方向に上記クリアランスを確保した上下に長い長穴としてもよい。
The insertion hole 24 is formed with an inner diameter that ensures a predetermined clearance between the shaft portion of the
ベッドプレート6の架け渡し部19には、ボルト7を挿通する孔27(挿通孔)がベアリングキャップ4の挿通孔12に繋がるように上下方向に貫通して形成されている。架け渡し部19の上面の挿通孔27の開口周囲には、ボルト7の頭部13が着座する着座面28が切削加工等によって精度良く形成され、架け渡し部19の下面の挿通孔27の開口周囲には、ナット17が着座する着座面29が切削加工等によって形成されている。
In the
図1及び図2に示すように、シリンダブロック2のスカート部5の下端には、オイルパン30がボルト31によって装着される。スカート部5の下端には、ボルト31が螺合されるネジ孔が、スカート連結部用ボルト25の挿通孔24とは図1及び図2の紙面裏表方向に位置を異ならせて上下方向に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, an
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。 The operation of the present embodiment having the above configuration will be described.
図1及び図2に示すように、シリンダブロック2にベアリングキャップ4とベッドプレート6とを組み付けるときには、先ず、シリンダブロック2のキャップ装着部9にクランクシャフト3を挟んでベアリングキャップ4を嵌め込み、ベアリングキャップ4の挿通孔12にボルト7を挿入してその第1ネジ部15をシリンダブロック2のネジ孔11に螺合し、ボルト7の頭部13をベアリングキャップ4の着座面14に押し付ける。その後、クランクシャフト3にコンロッド37(図9参照)をベッドプレート6が邪魔にならずに組み付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, when the
こうしてベアリングキャップ4がシリンダブロック2にボルト7の頭部13で固定されたならば、ボルト7の第2ネジ部16にベッドプレート6の挿通孔27を挿通させ、ベッドプレート6の下方に突き出た第2ネジ部16にナット17を螺合させ、ベッドプレート6をボルト7の頭部13とナット17との間に挟持する。その後、シリンダブロック2のスカート部5の挿通孔24にボルト25を挿通し、そのネジ部をベッドプレート6のスカート連結部21のネジ孔22に螺合する。
When the
このようにベッドプレート6とベアリングキャップ4とを組み付けることにより、ベアリングキャップ4の下面の着座面14とシリンダブロック2のスカート部5の下端面との位置関係が製造誤差や組付誤差等によって設計位置から上下方向に僅かにずれていても、ベッドプレート6のスカート連結部21がスカート部5の下端面に当接されないため、ベッドプレート6及びベアリングキャップ4に不測の組付応力が発生することはない。
By assembling the
詳しくは、上記組付誤差等によりベッドプレート6のスカート連結部21のネジ孔22とシリンダブロック2のスカート部5のボルト挿通孔24とが上下方向に僅かにずれていても、挿通孔24とこれに挿通されるボルト25の軸部との間にはボルト25をスムーズに挿通させるための所定のクリアランスが設けられているので、そのクリアランスの範囲でボルト25の軸部が挿通孔24内にて上下方向に移動したり傾斜することで、挿通孔24とネジ孔22との上下方向のずれを許容・吸収できる。よって、ベッドプレート6に、不測の組付応力が発生することはなく、ベアリングキャップ4にも不測の組付応力が生じない。
Specifically, even if the
本実施形態では、ベアリングキャップ4の下面の着座面14、ボルト7の頭部13の上下面(頭部の高さ)、ベッドプレート6の上面の着座面28が切削加工等によって精度良く形成されているので、ベアリングキャップ4に頭部13を挟んで組み付けられるベッドプレート6の上下方向の組付位置精度は高い。このため、ベッドプレート6のスカート連結部21のネジ孔22とシリンダブロック2のスカート部5のボルト挿通孔24との上下方向のずれが略零となり、前記組付応力を回避できることは勿論、ボルト25をネジ孔22にスムーズに螺合させることができ、作業性が向上する。
In this embodiment, the
また、ベッドプレート6のスカート連結部21の当接部23、シリンダブロック2のスカート部5の被当接部26が、切削加工等によって精度良く形成されているので、これら当接部23と被当接部26とが過剰に離間したり過剰に押し付けられた状態となることなく左右方向に高精度で当接する。ベアリングキャップ4の組付誤差は主に上下方向に生じ、左右方向には殆ど生じないからである。よって、ボルト25をネジ孔22に締め込んでも、ベッドプレート6及びスカート部5にそれらの左右方向のずれに起因する歪みが生じることはなく、ベアリングキャップ4にも歪みが生じない。
Further, the
この結果、本実施形態に係るクランクシャフト支持構造1によれば、ベアリングキャップ4及びベッドプレート6をシリンダブロック2に組み付ける際、ベアリングキャップ4、ベッドプレート6及びスカート部5における不測の組付応力の発生を防止できる。従って、ベアリングキャップ4における不測の組付応力に起因するクランクシャフト3の回転のフリクションの発生、ベッドプレート6及びスカート部5における不測の組付応力に起因する疲労亀裂の発生を未然に回避できる。
As a result, according to the
また、各ベアリングキャップ4がベッドプレート6のビーム部18で連結されているので、エンジン運転時に、ベアリングキャップ4のクランクシャフト3の軸方向の振れ(図9(b)参照)を抑制でき(ベアリングビーム効果)、左右のスカート部5がベッドプレート6の架け渡し部19で連結されているので、スカート部5の下方への開閉(図9(a)参照)を防止できる。よって、エンジンの運転時に上記各部材が変形することで生じるクランクシャフト3の回転フリクションの発生、変形の繰り返し振動による騒音の発生を回避できる。
Further, since each
また、組付応力を発生させずに各ベアリングキャップ4をベッドプレート6で連結すると共にそのベッドプレート6を左右のスカート部5に固定する構造は、所謂ラダーフレームと同様の構造となる。よって、巨額の投資をしてシリンダブロック2の下部構造をラダーフレーム構造に改変することなく、ラダーフレーム構造と同等の剛性アップの効果を低コストで実現できる。
Further, the structure in which the bearing caps 4 are connected by the
以下に本発明の変形例を説明する。 Hereinafter, modifications of the present invention will be described.
図4(b)のボルト7aは、図4(a)ボルト7の変形例である。このボルト7aは、シリンダブロック2のネジ孔11にネジ込まれる第1ネジ部15と、第1ネジ部15とは反対側に形成された第2ネジ部16と、第2ネジ部16に螺合された頭部としてのナット13aとを有するスタッドボルトから構成される。ナット13aは、上下面が切削加工等により精度良く形成されていて、高さ寸法の精度が高められている。
A bolt 7a in FIG. 4B is a modification of the bolt 7 in FIG. The bolt 7 a is screwed into the
ボルト7a(スタッドボルト)は、その第1ネジ部15が図1に示すシリンダブロック2のネジ孔11にねじ込まれ、そのスタッドボルト7aにベアリングキャップ4が挿通され、その下方に突き出た第2ネジ部16にナット13aが螺合されてベアリングキャップ4がシリンダブロック2に固定される。その後、ナット13aから下方に突き出た第2ネジ部16にベッドプレート6が挿通されて別のナット17によって締結される。このスタッドボルト7aを用いたクランクシャフト支持構造も、前実施形態と同様の作用効果を奏する。
The bolt 7a (stud bolt) has a
図5はベッドプレート6の変形例である。このベッドプレート6の上面には、ボルト7の頭部13を周方向に連続的又は間欠的に囲むようにして頭部13の高さよりも高く形成された突起部32が形成されている。突起部32は、その頂面が切削加工等により精度良く形成されていて、高さ寸法の精度が高められている。突起部32の頂面は、ボルト7の第2ネジ部16に螺合されたナット17によって、ベアリングキャップ4の着座面14に当接される。これにより、ボルト頭部13の高さ寸法を高精度としなくても高精度とした場合と同様となり、図2の実施形態と同様に不測の組付応力の発生を防止できる。なお、図2に示す着座面28は不要となる。
FIG. 5 shows a modified example of the
図6はベッドプレート6の別の変形例である。このベッドプレート6は、各架け渡し部19の中央の部分を連結するようにしてオイルストレーナの油路33となる管体34を図7に示すように一体的に形成したものであり、この管体34によりベアリングキャップ4同士の連結を更に強化してクランクシャフト軸方向の振れを抑えるベアリングビーム効果を高めたものである。管体34は、一端に側方に向けて油路33の出口33aを有し、他端に下方に向けて油路33の入口33bを有する。入口33bには、図8に示すように、オイルストレーナ35が装着される。
FIG. 6 shows another modification of the
以上の変形例は、全て重畳的に取り込んでもよく、適宜選択して取り込んでもよい。 All of the above modifications may be taken in a superimposed manner, or may be appropriately selected and taken in.
1 クランクシャフト支持構造
2 シリンダブロック
3 クランクシャフト
4 ベアリングキャップ
5 スカート部
6 ベッドプレート
7 ボルト
13 頭部
15 第1ネジ部
16 第2ネジ部
17 ナット
20 内面側壁
21 スカート連結部
25 別のボルト
27 孔
32 突起部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
上記ベアリングキャップを上記シリンダブロックに装着するボルトが、上記シリンダブロックにネジ込まれる第1ネジ部と、該第1ネジ部とは反対側に形成された第2ネジ部と、これら第1ネジ部の端部と第2ネジ部の端部との間に配置された頭部とを有し、
上記ベッドプレートが、上記左右のスカート部の内側に沿う一対のビーム部と、該一対のビーム部を上記複数のベアリングキャップの位置に合わせて架け渡す複数の架け渡し部とを有するラダー状に形成されるとともに、上記複数の架け渡し部にそれぞれ形成されて上記第2ネジ部に挿通される孔と、上記一対のビーム部にそれぞれ形成されて上記スカート部の内面側壁に連結されるスカート連結部とを有することを特徴とするクランクシャフト支持構造。 Crank having a plurality of bearing cap supported from below at an interval of the crank shaft in the axial direction, and a bed plate formed so as to connect the skirt portion of the left and right cylinder block with connecting together said plurality of bearing cap A shaft support structure,
A bolt for mounting the bearing cap on the cylinder block is screwed into the cylinder block, a second screw part formed on the opposite side of the first screw part, and the first screw part. A head portion disposed between the end of the second screw portion and the end of the second screw portion,
The bed plate is formed in a ladder shape having a pair of beam portions along the inside of the left and right skirt portions, and a plurality of bridge portions that bridge the pair of beam portions in accordance with the positions of the plurality of bearing caps. And a skirt connecting portion formed in each of the plurality of bridging portions and inserted into the second screw portion, and a skirt connecting portion formed in each of the pair of beam portions and connected to the inner side wall of the skirt portion. And a crankshaft support structure.
上記ベッドプレートが、上記ボルトの第2ネジ部にナットによって固定され、
上記スカート連結部が、上記スカート部の内面側壁に別のボルトによって連結された請求項1に記載のクランクシャフト支持構造。 The bearing cap is fixed to the cylinder block by the head of the bolt;
The bed plate is fixed to the second screw portion of the bolt by a nut;
The crankshaft support structure according to claim 1, wherein the skirt connecting portion is connected to an inner side wall of the skirt portion by another bolt.
該突起部を上記ベアリングキャップに当接させて、上記ベッドプレートを上記ベアリングキャップに連結した請求項1又は2に記載のクランクシャフト支持構造。 Providing the bed plate with a protrusion formed higher than the height of the head so as to continuously or intermittently surround the head of the bolt in the circumferential direction,
The crankshaft support structure according to claim 1 or 2, wherein the protrusion is brought into contact with the bearing cap and the bed plate is coupled to the bearing cap.
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