JPH0533724A - 内燃機関のクランクシヤフト支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】クランクシャフトの曲り変形及び捩り変形に対
応した最適な振動抑制を行い、パワープラントのＮＶＨ
向上の図りかつエンジンの振動騒音低減及び軽量化を両
立した内燃機関のクランクシャフト支持構造を提供す
る。 【構成】シリンダブロック１の気筒列方向中央に対して
フライホイール９が取り付けられるシリンダブロック１
後方側では、第４気筒＃４を挟むバルクヘッド４ｄ，４
ｅの上記ベアリングキャップ５ｄ，５ｅを互いに連結し
てなるベアリングビーム１２が設けられるとともに、シ
リンダブロック１前方側では、第１気筒＃１を挟むバル
クヘッド４ａ，４ｂの上記ベアリングキャップ５ａ，５
ｂとこの両側に位置するブロックスカート部２とをサイ
ドボルト１１で結合され、かつ上記ベアリングビーム１
２が結合されたベアリングキャップ５ｄ，５ｅとブロッ
クスカート部２に結合されたベアリングキャップ５ａ，
５ｂとが互いに連結されていない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はブロック側壁部と結合
された第一のベアリングキャップ群と互いに連結された
第二のベアリングキャップ群とを用いた内燃機関のクラ
ンクシャフト支持構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用内燃機関の振動騒音の一原因と
して、シリンダブロック各部の振動に大きく関与するク
ランクシャフトの回転時の曲り変形及び捩り変形があ
る。この振動の加振源は燃焼刺激力であり、クランクシ
ャフトの両端部にはフライホイールとクランクプーリ等
が取り付けられているため、クランクシャフト自体の曲
り変形及び捩り変形がさらに励振される。実際のクラン
クシャフトの挙動として、フライホイールが取り付けら
れるクランクシャフト後方側では、フライホイールマス
が大きいことにより主にクランクシャフトの曲り変形が
生じ、メインベアリングキャップはエンジンの前後方向
に倒れ振動する。一方、クランクプーリ等が取り付けら
れるクランクシャフト前方側では、クランクプーリ等に
巻き掛けられる補機駆動のためのベルトあるいはチェー
ンによって伝達される補機のトルク変動により主にクラ
ンクシャフトの捩り振動が増幅され、メインベアリング
キャップはエンジンの左右及び上下方向に振動する。

【０００３】従って、上記クランクシャフトの曲り変形
及び捩り変形を抑制するべく複数のベアリングキャップ
をベアリングビームにより互いに一体的に連結するとと
もに、このベアリングキャップもしくはベアリングビー
ムとブロックスカート部とをボルトにより結合したもの
が提案されている。（実開昭５９−８８２４１号公報）
また、クランクシャフト支持構造の高剛性化及び軽量
化を両立するために、ベアリングビームを少なくとも両
端の気筒に対し設けたものが提案されている。（特開昭
６０−１３６０号公報）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記前
者の構造では、全てのベアリングキャップに対してベア
リングビームによる互いの連結がされるとともにボルト
によるブロックスカート部との結合が成されているが、
ベアリングビームではクランクシャフト前方側に主に生
じる捩り変形の抑制効果は得られず、またブロックスカ
ート部との結合ではクランクシャフト後方側に主に生じ
る曲り変形の抑制効果は得られないため、その振動抑制
効果に比較して極めて重量が大となり、燃費効率の悪化
という問題を引き起こしてしまう。さらに、全てのベア
リングキャップが連結されていることにより、クランク
シャフト前後方側に生じる捩り変形及び曲り変形が互い
に伝達され合い、上記ベアリングビームによる連結部分
とブロックスカート部への結合部分との振動抑制作用が
互いに干渉して十分に振動を抑制することができないと
いう問題が生じてしまう。

【０００５】また、上記後者の構造によると、クランク
シャフト支持構造の高剛性化及び軽量化の両立を目的と
しているものの、クランクプーリ等が取り付けられるク
ランクシャフト前方側に主に生じる捩り変形をベアリン
グビームではあまり抑制することができず不必要であ
り、それだけ重量が大きくなってしまうばかりでなく、
逆にベアリングビームが共振系となって働き振動を増大
させてしまう問題が生じてしまう。

【０００６】特にエンジンとトランスミッションからな
るパワープラントのＮＶＨ向上を図るべくシリンダブロ
ックをコーンブロックとした場合、フライホイールが取
り付けられるクランクシャフト後方側ではベアリングキ
ャツプもしくはベアリングビームとブロックスカート部
との結合が困難であるばかりではなく、上述したように
ブロックスカート部との結合では主に生じるクランクシ
ャフトの曲り変形の振動抑制効果はあまり得れず逆にこ
の曲り変形に起因するベアリングキャップの前後方向の
倒れ振動がブロックスカート部に伝達され、さらにブロ
ックスカート部の振動を増大させてしまう。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑み、クランク
シャフトの曲り変形及び捩り変形に対応した最適な振動
抑制を行い、パワープラントのＮＶＨ向上を図りかつエ
ンジンの振動騒音低減及び軽量化を両立した内燃機関の
クランクシャフト支持構造を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため請求項１の発明
では、シリンダブロック下部で各気筒を挟むように配置
されたベアリング部と対をなす複数のベアリングキャッ
プによりクランクシャフトを支持する内燃機関のクラン
クシャフト支持構造において、上記ベアリングキャップ
とその両側に延設されているブロック側壁部とが結合さ
れるとともに隣接するベアリングキャップ間が互いに連
結されることなく独立した第一のベアリングキャップ群
と、上記ベアリングキャップ間を互いに連結する連結部
材が設けられるとともにベアリングキャップとブロック
側壁部とが結合されることなく遊離した第二のベアリン
グキャップ群とを有し、上記第一のベアリングキャップ
群を反フライホイール側に、かつ上記第二のベアリング
キャップ群をフライホイールが取り付けられる側に区分
して配置して内燃機関のクランクシャフト支持構造を構
成する。

【０００９】請求項２の発明では、請求項１の発明の構
成に加え、上記複数のベアリングキャップは上記両ベア
リングキャップ群と、該両ベアリングキャップ群との間
に設けられる隣接するベアリングキャップ間が互いに連
結されることなく独立しかつベアリングキャップとブロ
ック側壁部とが結合されることなく遊離した第三のベア
リングキャップ群とから成る内燃機関のクランクシャフ
ト支持構造を構成する。 請求項３の発明では、請求項
１及び２の発明の構成に加え、上記連結部材により連結
される第二のベアリングキャップ群の両側に対応するシ
リンダブロック後方側のブロック側壁部がトランスミッ
ションケースとの接合面に向けて略円錐形状に拡大形成
されて内燃機関のクランクシャフト支持構造を構成す
る。

【００１０】

【作用】本発明の請求項１の構成によれば、ベアリング
キャップとその両側に延設されているブロック側壁部と
が結合されるとともに隣接するベアリングキャップ間が
互いに連結されることなく独立した第一のベアリングキ
ャップ群と、ベアリングキャップ間を互いに連結する連
結部材が設けられるとともにベアリングキャップとブロ
ック側壁部とが結合されることなく遊離した第二のベア
リングキャップ群とを、夫々シリンダブロックの反フラ
イホイール側とフライホイールが取り付けられる側とに
区分して配置させることにより、クランクプーリ等が取
り付けられるクランクシャフト前方側で主に生じるクラ
ンクシャフトの捩り変形をベアリングキッップとその両
側に位置するブロック側壁部とを連結してベアリングキ
ャップの左右及び上下方向の振動を抑制して低減し、か
つフライホイールが取り付けられるクランクシャフト後
方側で主に生じるクランクシャフトの曲り変形を連結部
材によりベアリングキャップの前後方向の倒れ振動を抑
制して低減することができる。また、上記第一のベアリ
ングキャップ群と第二のベアリングキャップ群とは互い
に非連結であるため、互いの振動抑制作用に干渉するこ
とのない適切な振動抑制を行うことができるとともに、
不必要なベアリングキャップの支持を行うことがないた
め重量を低減することができる。

【００１１】請求項２の構成によれば、請求項１の作用
に加え、第三のベアリングキャップ群は両ベアリングキ
ャップ群との間に設けられているため、クランクシャフ
トの両端側に生じる曲り変形及び捩り変形が上記両ベア
リングキャップ群により抑制され、両ベアリングキャッ
プ群との間におけるクランクシャフトは比較的変形が生
じにくくなり、第三のベアリングキャップ群は隣接する
ベアリングキャップ間が互いに連結されることなく独立
しかつベアリングキャップとブロック側壁部とが結合さ
れることなく遊離することができ不必要なベアリングキ
ャップの支持を行うことがなく、さらに軽量化を図るこ
とができる。

【００１２】請求項３の構成によれば、請求項１及び２
の作用に加え、シリンダブロックのトランスミッション
ケースとの接合部分を略円錐形状に形成したことによ
り、シリンダブロックとトランスミッションとの接合剛
性を向上することができエンジンとトランスミッション
との曲り振動を低減することができるとともに、シリン
ダブロックの側壁部自体の剛性向上が図れ、特にクラン
クシャフト後方側を支持するベアリングキャップの前後
方向への倒れ振動によって誘発されるブロック側壁部の
開閉振動を抑制することができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１４】図１は、この発明を４気筒エンジンに適用
した一実施例を示しており、シリンダブロック１は、そ
の両側壁下部が気筒配列方向に平行に延設されたブロッ
クスカート部２ａを形成している。ブロックスカート部
２ａのトランスミッションケース３側では、シリンダブ
ロック１の両側壁間に架設された後述するバルクヘッド
に対応したブロックスカート部２ａからトランスミッシ
ョンケース３の外周端部に向けて延設された略円錐形状
のブロックスカート部２ｂが形成されており、このシリ
ンダブロック１の略円錐形状に形成されたブロックスカ
ート部２ｂにトランスミッションケース３外周端部が接
続される。このシリンダブロック１下部に第一気筒＃
１，第二気筒＃２，第三気筒＃３，第四気筒＃４を区画
するように反トランスミッション側から５個のバルクヘ
ッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅが形成されており、
この各々のバルクヘッド４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ
に形成されるベアリング部と対をなすように独立した形
状のベアリングキャップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅ
がボルト６にて固定されて、クランクシャフト７を支持
している。また、クランクシャフト７前端部にはクラン
クプーリ８が取り付けられており、クランクシャフト７
後端部にはフライホイール９が取り付けられている。そ
して、前端の第１気筒＃１を挟むバルクヘッド４ａ，４
ｂのベアリングキャップ５ａ，５ｂとその両側に位置す
るブロック側壁部としてのブロックスカート部２ａに、
左右対称に同軸穴１０ａ〜１０ｂが形成され、このうち
ブロックスカート部２ａの穴１０ａにサイドボルト１１
が挿通される穴が形成された後述のブッシュが圧入され
ており、またベアリングキャップ５ａ，５ｂの穴１０ｂ
にはネジが形成されてサイドボルト１１をブロックスカ
ート部２ａの左右側から斜め上方向へネジ込む構造とな
っており、第一のベアリングキャップ群を形成してい
る。（図２参照）また、後端の第４気筒＃４を挟むバル
クヘッド４ｄ，４ｅのベアリングキャップ５ｄ，５ｅの
下面には一対のベアリングキャップ５ｄ，５ｅを２本の
平行なビーム部１２ａ，１２ｂにて互いに連結する連結
部材としてのベアリングビーム１２がボルト１３により
固定されており、第二のベアリングキャップ群を形成し
ている。（図３参照）また、中央のベアリングキャップ
５ｃは独立した形でバルクヘッド４ｃに締結されて、第
三のベアリングキャップ群を形成している。次に、ベア
リングキャップとその両側に位置するブロックスカート
部との結合構造を図４に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図４はベアリングキャップ５ｂとその両側
に位置するブロックスカート部２ａとのサイドボルト１
１による結合構造を示している。ブロックスカート部２
ａにはブロック外壁側からブロック内壁側へ斜め上方向
に貫通する穴１０ａが設けられており、この穴１０ａに
はサイドボルト１１が挿通される穴１４が形成されたブ
ッシュ１５がその外周部に液状ガスケットが塗布されて
圧入されている。また、このブッシュ１５には軸方向に
両端部間に渡ってスリット１６が切られており、このス
リット１６によりボルト締結時のブッシュ１５の径方向
の伸縮が許容されている。一方、ベアリングキャップ５
ｂにはブロックスカート部２ａとの結合部１７が設けら
れており、この結合部１７の端面には上記ブロックスカ
ート部２ａに形成された穴１０ａと同軸上の穴１０ｂが
形成されて、この穴１０ｂにはネジが形成されている。
そして、ブロックスカート部２ａとベアリングキャップ
５ｂとをサイドボルト１１により締結した状態で、ブロ
ックスカート部２ａに圧入されるブッシュ１５とベアリ
ングキャップ５ｂの結合部１７端面とが当接している。
このような構造によれば、ブロックスカート部あるいは
ベアリングキャップの製造誤差によって、ブロックスカ
ート部２ａとベアリングキャップ５ｂとをサイドボルト
１１により締結した際に生じるブロックスカート部２の
変形を、ブッシュ１５のベアリングキャップ５ｂ方向へ
の移動によって吸収することができるとともに、ブッシ
ュ１５に形成される穴１４とその穴１４に挿通されるサ
イドボルト１１との間におけるシール性を、ブッシュ１
５がベアリングキャップ５ｂの結合部１７端面と当接す
ることにより確保される。また、ブロックスカート部２
ａに形成される穴１０ａとその穴１０ａに圧入されるブ
ッシュ１５外周部との間におけるシール性も、ブッシュ
１５外周部に塗布される液体ガスケットとともに、ブッ
シュ１５に切られたスリット１６によって、ブロックス
カート部２ａとベアリングキャップ５ｂとをサイドボル
ト１１により締結した際のブッシュ１５外周中央部の径
方向への膨脹が許容されることにより、上記穴１０ａと
ブッシュ１５外周部との面圧が増大されて確保される。
さらに、ベアリングキャップ５ｂからサイドボルト１１
を介してブロックスカート部２ａに伝達される振動をブ
ッシュ１５により減衰させることができる。

【００１６】したがって、上述したようなクランクシャ
フト支持構造によれば、クランクシャフト７の回転時に
おける、曲り変形の大きいフライホイール９が取り付け
られるクランクシャフト７前方側をベアリングビーム１
２により、また捩り変形の大きいクランクプーリ８が取
り付けられるクランクシャフト７後方側をブロックスカ
ート部２へのサイドボルト１１による締結により堅固に
支持することにより、クランクシャフト７の変形に対応
した最適な振動抑制ができ、これにより不必要な支持部
材を設けないため軽量化を図ることが可能となる。ま
た、クランクシャフト７の中央部はその両端側に配置さ
れるベアリングビーム１２による連結及びブロックスカ
ート部２へのサイドボルト１１による締結が成された第
一及び第二のベアリングキャップ群により変形が抑制さ
れるため、ベアリングキャップ５ｃを支持する必要性は
なくさらに軽量化を図れるとともに、サイドボルト１１
によるクランクシャフト７前方側の捩り変形抑制作用と
ベアリングビーム１２によるクランクシャフト７後方側
の曲り変形抑制作用とが互いに干渉することなく適切な
振動抑制を行うことができる。

【００１７】さらに、クランクシャフト７前方側の第１
気筒＃１を挟むバルクヘッド４ａ，４ｂのベアリングキ
ャップ５ａ，５ｂを、その両側に位置するブロックスカ
ート部２ａからベアリングキャップ５ａ，５ｂ下端部に
向けて斜め上方向にサイドボルト１１をネジ込んで締結
することにより、ベアリングキャップ５ａ，５ｂの左右
及び上下方向の変形を均等に抑制することができる。

【００１８】また、シリンダブロック１におけるブロッ
クスカート部２ａのトランスミッションケース３側で
は、シリンダブロック１の両側壁間に架設されたバルク
ヘッド４ｄに対応したブロックスカート部２ａからトラ
ンスミッションケース３の外周端部に向けて延設された
略円錐形状のブロックスカート部２ｂが形成されてコー
ンブロック形状を成しているため、シリンダブロック１
とトランスミッションケース３との接合剛性を高めるこ
とができるとともに、シリンダブロック１のブロックス
カート部２自体の高剛性化が図れ、特にクランクシャフ
ト７後方側を支持するベアリングキャップ５の、前後方
向への倒れ振動によって誘発されるブロックスカート部
２の開閉振動を抑制することができ、エンジンの振動低
減を図ることができる。

【００１９】なお、本実施例ではブロックスカート部と
ベアリングキャップとの締結をブロックスカート部から
斜め上方向にサイドボルトをネジ込んで締結したが、ブ
ロックスカート部から水平方向にネジ込んで締結しても
よい。また、ブロックスカート部がクランシシャフトの
両サイドで終わるハーフスカート型のシリンダブロック
である場合、その下部に締結される補強ブロックとベア
リングキャップとを締結してもよい。また、本実施例で
は第三のベアリングキャップ群は１つのベアリングキャ
ップにより形成されているが、幾つのベアリングキャッ
プで構成してもよい。また、４気筒エンジンに本発明を
適用したが、多気筒エンジンであれば本発明を適用でき
る。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、請求項１に記載の発明に
よれば、クランクプーリ等が取り付けられるクランクシ
ャフト前方側では、主に生じるクランクシャフトの捩り
変形をベアリングキャップをその両側に位置するブロッ
ク側壁部と連結することのみにより低減し、かつフライ
ホイールが取り付けられるクランクシャフト後方側で
は、主に生じるクランクシャフトの曲り変形を連結部材
のみにより低減して、不必要な支持部材を設けることの
ないクランクシャフトの変形に応じた最適な振動抑制が
行え、さらにブロック側壁部に結合された第一のベアリ
ングキャップ群と、上記連結部材により連結された第二
のベアリングキャップ群とを互いに連結しないことによ
り互いの振動抑制作用が干渉することのない、最適な振
動抑制が行える。これによりクランクシャフト支持構造
の高剛性化及び軽量化を両立することができ、エンジン
騒音の低減とともに燃費効率の向上が図れる。

【００２１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、第三のベアリングキャップ群は両ベアリ
ングキャップ群との間に設けられているため、クランク
シャフトの両端側に生じる曲り変形及び捩り変形が上記
両ベアリングキャップ群により抑制され、両ベアリング
キャップ群との間におけるクランクシャフトは比較的変
形が生じにくくなり、第三のベアリングキャップ群は隣
接するベアリングキャップ間が互いに連結されることな
く独立しかつベアリングキャップとブロック側壁部とが
結合されることなく遊離することができ不必要なベアリ
ングキャップの支持を行うことがなく、エンジンの軽量
化を図ることができる。

【００２２】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
及び２の効果に加え、シリンダブロックの後端側でトラ
ンスミッションケースとの接合面を略円錐形状に形成し
たことにより、シリンダブロックとトランスミッション
との接合剛性を向上することができパワープラントのＮ
ＶＨを向上することができるとともに、シリンダブロッ
ク側壁部自体の剛性向上が図れ、特にクランクシャフト
後方側を支持するベアリングキャップの前後方向への振
動によって生じるブロック側壁部の開閉振動を抑制する
ことができ、エンジン騒音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の発明に係わる実施例の４気筒エンジンの
クランクシャフト支持構造を示すシリンダブロック下面
図である。

【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図４】本願の発明に係わる実施例のベアリングキャッ
プとその両側に位置するブロックスカート部との詳細な
結合構造を示す図である。

【符号の説明】

１…シリンダブロック、２…ブロックスカート部、３…
トランスミッションケース、４…気筒、５…ベアリング
キャップ、７…クランクシャフト、９…フライホイー
ル、１１…サイドボルト、１２…ベアリングビーム、。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田原 康秀 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロック下部で各気筒を挟むよう
   に配置されたベアリング部と対をなす複数のベアリング
   キャップによりクランクシャフトを支持する内燃機関の
   クランクシャフト支持構造において、上記ベアリングキ
   ャップとその両側に延設されているブロック側壁部とが
   結合されるとともに隣接するベアリングキャップ間が互
   いに連結されることなく独立した第一のベアリングキャ
   ップ群と、上記ベアリングキャップ間を互いに連結する
   連結部材が設けられるとともにベアリングキャップとブ
   ロック側壁部とが結合されることなく遊離した第二のベ
   アリングキャップ群とを有し、上記第一のベアリングキ
   ャップ群をシリンダブロックの反フライホイール側に、
   かつ上記第二のベアリングキャップ群をシリンダブロッ
   クのフライホイールが取り付けられる側に区分して配置
   させたことを特徴とする内燃機関のクランクシャフト支
   持構造。
2. 【請求項２】請求項１において、上記複数のベアリング
   キャップは上記両ベアリングキャップ群と、該両ベアリ
   ングキャップ群との間に設けられる隣接するベアリング
   キャップ間が互いに連結されることなく独立しかつベア
   リングキャップとブロック側壁部とが結合されることな
   く遊離した第三のベアリングキャップ群とから成るも
   の。
3. 【請求項３】請求項１及び２において、上記連結部材に
   より連結される第二のベアリングキャップ群の両側に対
   応するシリンダブロック後方側のブロック側壁部がトラ
   ンスミッションケースとの接合面に向けて略円錐形状に
   拡大形成されているもの。