JPH0768970B2 - ラダーフレーム - Google Patents

ラダーフレーム

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JPH0768970B2
JPH0768970B2 JP2159889A JP15988990A JPH0768970B2 JP H0768970 B2 JPH0768970 B2 JP H0768970B2 JP 2159889 A JP2159889 A JP 2159889A JP 15988990 A JP15988990 A JP 15988990A JP H0768970 B2 JPH0768970 B2 JP H0768970B2
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crankshaft
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章 中込
俊雄 浅井
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C9/00Bearings for crankshafts or connecting-rods; Attachment of connecting-rods
    • F16C9/02Crankshaft bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
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    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/22Internal combustion engines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シリンダブロックに接合されてクランクシャ
フトの軸受部を構成するラダーフレームに関する。
[従来の技術] 内燃機関のクランクシャフトを軸受けするための構造部
品として、ラダーフレームが知られている。
第8図に示すように、従来この種のラダーフレームは、
シリンダブロック1の下面に接合されると共に、クラン
クシャフト2の下半分を囲繞して軸受けする軸受部3を
有して形成されている。
この軸受部3は、クランクシャフト2を横断する方向に
設けられた複数のクロスビーム4の上に形成され、クラ
ンクシャフト2のジャーナル(図示せず)に対応する数
だけ設けられている。そしてこれらクロスビーム4は、
その両端同士を結ぶサイドビーム5によって連結されて
おり、従来のベアリングキャップによって軸受部を形成
する構造よりも剛性が高くできるようになっている。
[発明が解決しようとする課題] ところで近来にあっては、軽量化のために内燃機関の構
成部品をアルミニウム合金などの軽金属で成形すること
が求められている。
ただしシリンダブロック1及びベアリングキャップが軽
合金製であると、クランクシャフト2は通常特殊鋳鉄又
はスチールであるために、熱膨張係数が大きく異なっ
て、低温時にはクリアランスが小さめで、高温時にはク
リアランスが大きめとなり、従来の鋳鉄製シリンダブロ
ック1及びベアリングキャップに較べて、低温時にフリ
クションが高くない、高温時に油圧が上がらなくなるな
どといった問題が生じる。
またベアリングキャップを軽合金製とした場合、軸受が
受ける荷重を支えるために高さ、幅を厚くする必要が生
じ、小型軽量の目的を損なうこととなる。さらにベアリ
ングキャップを接合させるための締付ボルト6は鉄製で
あり、これとの熱膨張の差で、ボルトが緩んだり過大な
力がかかったりしてしまう。
従って一般には、シリンダブロック1がアルミ製であっ
ても、ベアリングキャップは鋳鉄製であることが多かっ
た。
このため、ベアリングキャップに相当するラダーフレー
ムも、鋳鉄製としなければならないが、鋳鉄製であると
ベアリングキャップの場合よりも重量が増えてしまい、
軽量化を図ることができなくなってしまう。
また上記課題に対して、軽合金製のダラーフレームに鋳
鉄製の軸受部を鋳込むことも考えられるが、ラダーフレ
ームが本来有する剛性を損なうおそれがあると共に、特
にV型エンジンである場合は、その爆発力が作用して鋳
込み境界面に悪影響を与えるおそれがある。
そこで本発明は、上記事情に鑑み、熱膨張差の軽減など
によって適切な軽量化が実現でき、しかもその剛性向上
構造を損なうことのないラダーフレームを提供すべく創
案されたものである。
なお本発明に対比されるべき従来技術として、「エンジ
ンのクランクシャフト軸受構造」(実開昭64−32914号
公報)がある。ただしこの提案は、単にアルミ合金製の
シリンダブロック及びベアリングキャップの軸受部に鉄
製の軸受部材を鋳込むとしているだけであり、本発明の
課題を解決するには不充分であると考えられる。
[課題を解決するための手段] 本発明は、シリンダブロックにボルト締結により接合さ
れる軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャフ
トの軸受部を区画しラダーフレーム本体の高さより小さ
い高さで成る鉄製のベアリンキャップ部材を一体的に設
け、ベアリングキャップ部材の接合面と反対側にクラン
クシャフトよりも外側に位置する上下方向の面を有した
段部を形成し、上下方向の面の内側及び外側の位置にそ
れぞれ締付ボルトを配設したものである。
[作 用] 上記構成によって、ベアリングキャップ部材は、軸受部
が受ける荷重を支えると共にラダーフレームの左右方向
の一体構造を確保する。締付ボルトのうちの外側のもの
は、上下方向の面よりも外側に配置されていることで、
荷重の水平成分の一部を負担する。
[実施例] 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。
第1図乃至第3図は、本発明に係わるラダーフレームの
一実施例を示したものであり、V形エンジンに適用した
場合において示している。
このラダーフレームは、シリンダブロック1に締付ボル
ト11,12によって接合されるアルミなどの軽合金製のラ
ダーフレーム本体13に、鋳鉄製のベアリングキャップ部
材14が設けられていると共に、ベアリングキャップ部材
14の最大高さhが、ラダーフレーム本体Hの高さよりも
小さくされて構成されている。そして本実施例にあって
は、ベアリングキャップ部材14は、締付ボルト位置の高
さを縮減する段部15を有して形成されている。
ラダーフレーム本体13は、従来と同様にクランクシャフ
ト2に交差するクロスビーム16と、これらをその両端同
士を結んで連結するサイドビーム17とで構成されてお
り、クロスビーム16の中央に、ベアリングキャップ部材
14が鋳込みによって一体的に形成されている。
このベアリングキャップ部材14は、クロスビーム16の部
材厚さと同等の厚さで成形されていると共に、上面が半
円形に切り掛かれて、突き合わされるシリンダブロック
1の下面とで軸受部18を区画形成するようになってい
る。またその幅(図中左右方向長さ)は、クロスビーム
16の長さよりも僅かに小さく形成されている。そしてそ
の底面19は、段部15を除いて略水平に成形され、この下
方にラダーフレーム本体13がクロスビーム16として残さ
れていることで、ラダーフレームの連結構造が保たれて
いる。
段部15は、ベアリングキャップ部材14の左右両端におい
て、その部位が最大高さhの半分程度になるように形成
され、底面19よりも上位に位置する水平面20と、ベアリ
ングキャップ部材14の両端面21より内側に位置する垂直
面22とで実質的に形成されている。締付ボルト11,12
は、各クロスビーム16に、軸受部18を挟んで図中左右両
側に二本ずつ、計四本設けられており、段部15はこれら
締付ボルト11,12のうち、軸受部18から遠い側のもので
ある両外側の締付ボルト12の位置に形成されている。従
って段部15の垂直面22は、外側の締付ボルト12よりも内
側(軸受部18側)に、且つクランクシャフト2よりも充
分外側に位置されていることになる。
また本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材14の
厚さ方向中央位置に、小片状の張出し部23が形成されて
いる。この張出し部23は底面19の中央と、垂直面22の下
部と、両端面21の上部とにそれぞれ設けられ、厚さ方向
(クランクシャフト2の軸方向)の荷重に抗して、ベア
リングキャップ部材14をラダーフレーム本体13に強固に
接合させるようになっている。
次に本実施例の作用を説明する。
このラダーフレームを製造するに際しては、まず軸受部
18の下半分と端面21,19及び段部15を有した所定形状の
ベアリングキャップ部材14を鉄にて鋳造し、これをラダ
ーフレーム本体13のアルミ鋳造の際に一体的に鋳込む。
そしてこのラダーフレームをV形エンジンに適用する
と、軸受部18からの荷重は鋳鉄製のベアリングキャップ
部材14が支えると共に、全体の剛性は、一体化されてい
るクロスビーム16及びサイドビーム17のラダーフレーム
構造により保たれる。
また第4図及び第5図に示すように、軸受部18には、水
平成分f1を有する荷重Fが掛かるが、その水平成分f
1は、外側の締付ボルト12よりも内側に位置する段部15
の垂直面22において受けることができ、この締付ボルト
12の締付力が荷重(f1)の一部を支える。従って第6図
及び第7図に示したように、段部が設けられていないベ
アリングキャップ部材31であった場合は、この水平成分
f1が全てサイドビーム17に掛かることで、変形が生ずる
おそれがあるが、本発明の段部15は、このような変形を
防止するものである。
このように、アルミ合金製のラダーフレーム本体13に鋳
鉄製のベアリングキャップ部材14を鋳込んで、その最大
高さhをラダーフレーム本体13の高さHよりも小さくし
たので、ラダーフレームが有する剛性を損なうことがな
いと共に、鉄製のクランクシャフト2であってもこれと
熱膨張係数が大きく異なることがなく、しかも軸受部18
の荷重Fがベアリングキャップ部材14によって支えられ
ることで、クロスビーム16の厚さなどを増加させる必要
がない。即ち熱膨張差の軽減及び荷重強度の確保によ
り、大幅な軽量化が実現されると共に、ラダーフレーム
構造の剛性を発揮することができる。特に、本実施例で
示したようなV型エンジンにおける小形軽量高出力、低
振動騒音エンジンを実現するための基本構造として採用
できるものである。
またベアリングキャップ部材14に段部15を設けたので、
水平方向の荷重f2による変形が防止される。そして鋳ぐ
るみ構造の境目である底面19には、主として垂直分力f2
が掛かることとなり、有害な剪断力が働くことがなく、
鋳込み部材(ベアリングキャップ部材14)の分離を防止
してその健全性を確保することができる。
さらに段部15を軸受部18から遠い側の締付ボルト12の位
置に設けたので、締付ボルト12との熱膨張差を軽減でき
ると共に、より一層の軽量化が達成される。即ちクロス
ビーム16においては、軸受部18に近い側のほうが温度が
高いので、アルミ製のラダーフレーム本体13と鉄製の締
付ボルト11とではその熱膨張差が大きくなる。このため
この部位では、全体の高さHに占める軽合金の割合を小
さくしてこの熱膨張差を少なくする必要があると共に、
遠い側では温度が低く、熱膨張率の違いの影響が少ない
ので、この割合を大きくできるものである。
そして本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材14
に張出し部23を形成したので、鋳ぐるみ後の抜けなどを
防止することができる。
なお本実施例にあっては、各クロスビーム16に四本の締
付ボルト11,12を配設するものとしたが、六本以上設け
るものとしてもよく、段部を両側二箇所に設けて、それ
ぞれの垂直面(上下方向の面)を挟むように配置させれ
ばよい。
[発明の効果] 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。
クランクシャフトとの熱膨張差が軽減され、軸受部にお
ける強度が確保されて大幅な軽量化が実現される共に、
ラダーフレーム構造の剛性が損なわれるのを防ぐことが
できる。そして、軸受部からの荷重の水平方向成分を外
側の締付ボルトに一部分担させることができ、ラダーフ
レーム本体の変形防止及びベアリングキャップ部材との
一体成形の健全性が確保される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるラダーフレーム一実施例を示し
た部分破断正面図、第2図はその部分平面図、第3図は
第2図中のIII−III線矢視断面図、第4図は本発明の作
用を説明するための正面図、第5図はその部分平面図、
第6図は段部がない場合のラダーフレームを示した正面
図、第7図はその部分平面図、第8図は従来のラダーフ
レームを示した斜視図である。 図中、1はシリンダブロック、2はクランクシャフト、
11,12は締付ボルト、13はラダーフレーム本体、14はベ
アリングキャップ部材、15は段部、18は軸受部である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダブロックにボルト締結により接合
    される軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャ
    フトの軸受部を区画し上記ダラーフレーム本体の高さよ
    り小さい高さで成る鉄製のベアリンキャップ部材を一体
    的に設け、該ベアリングキャップ部材の接合面と反対側
    に上記クランクシャフトよりも外側に位置する上下方向
    の面を有した段部を形成し、上記上下方向の面の内側及
    び外側の位置にそれぞれ締付ボルトを配設したことを特
    徴とするラダーフレーム。
JP2159889A 1990-06-20 1990-06-20 ラダーフレーム Expired - Fee Related JPH0768970B2 (ja)

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