(57)【要約】  クランクシャフトの軸と一致する軸Ｘの半円筒（１３）の形状であり、直径方向に対向する取付け用支柱（２０）を備える、クランクシャフトベアリングキャップ（１０）であって、各柱形状の支柱は、固定ねじを通すことができるボアホール（１５）を取り囲んでいるベアリング面（１６）を組み込んだ実質的に楕円形の上側表面（１８）と、ねじヘッドベアリング面を備え、前記表面がボアホール（１５）を取り囲んでおり、取付け用支柱（２０）は、支柱の高さの一部分にわたって少なくとも２つの水平溝および垂直溝を備え、溝は、その基部がベアリング面（１６）に等しい垂直な支持シリンダの外側に、かつ、取付け用孔の軸を通り長さｅにわたってＸ方向に対称に延びた横断平面によって規定されるボリュームの外側に位置する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半円筒形態（１３）を有するクランクシャフトベアリングキャップ（１０）であって、前記半円筒形態（１３）が、前記クランクシャフト軸と一致する軸Ｘを有し、直径方向に対向する固定用支柱（２０）を含み、各柱形状の支柱は、基部部分（２６）に載置され、実質的に楕円形の上側表面（１８）を有し、前記上側表面（１８）が、固定ねじを通すことができる貫通孔（１５）を取り囲む支持表面（１６）を、前記ねじのヘッドを支持するための表面と一体化し、前記表面が、前記貫通孔（１５）を取り囲んでいる、クランクシャフトベアリングキャップ（１０）において、
前記固定用支柱（２０）が、前記支柱の外側の横表面上に、前記基部部分（２６）上の前記支柱の基部から始まり前記支柱の高さの一部分にわたって延びる少なくとも２つの垂直方向溝を有し、前記溝が、その基部が前記支持表面（１６）に等しい垂直な支持シリンダの外側に、かつ、固定用孔の軸を通り長さｅにわたって方向Ｘに対称に延びた横断平面によって規定されるボリュームの外側に配設されることを特徴とする、クランクシャフトベアリングキャップ。
【請求項２】
前記溝の外形が、水平軸に関して対称であることを特徴とする、請求項１に記載のクランクシャフトベアリングキャップ。
【請求項３】
前記溝の前記外形が、それらの下側端部からそれらの上側端部まで変動することを特徴とする、請求項２に記載のクランクシャフトベアリングキャップ。
【請求項４】
前記溝の前記外形が、円弧を形成することを特徴とする、請求項３に記載のクランクシャフトベアリングキャップ。
【請求項５】
前記溝が、前記ベアリングキャップの鋳造中に生成されることを特徴とする、請求項４に記載のクランクシャフトベアリングキャップ。
【請求項６】
ベアリングによってその回転軸上に支持されたクランクシャフトと、請求項１から５のいずれか一項に記載のベアリングキャップと含む内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトベアリングキャップに関し、より詳細には、これらのベアリングキャップの固定に関する。
【０００２】
本発明はまた、ベアリングとベアリングキャップとによって軸が取り囲まれたクランクシャフトを有する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００３】
クランクシャフトベアリングキャップには、特に、ベアリングキャップの固定用支柱の近くの、前記支柱自体と水平なゾーンにおいて、インシピエントクラックを発生させ得、部品の、その結果として、エンジンの障害につながり得る高い応力がかかる。したがって、前記キャップを補強し、疲労に対するキャップの抵抗を高める必要がある。部品は鋳鉄鋳造によって生成されているので、その結果、一般的には、あらゆる構成要素の質量を低減させてエンジンおよび／または車両のエネルギー消費量を低減するための労力に反して、ベアリングキャップの質量を、またいくらか支柱の質量を増加させることになる、あるいは、前記ベアリングキャップを鋳造するためには、より高いコストの材料が好ましくなる。
【０００４】
公報ＦＲ２８７８５８８Ｂ１には、クランクシャフトの軸とその軸が一致している半円筒形態を有するクランクシャフトベアリングキャップが開示されており、このベアリングキャップは、凸状の外側表面とその両端にある固定用支柱とを有し、接続ゾーンは、半円筒の外側表面を接続し、前記固定用支柱は、質量を低減しながら耐疲労性を高めるために、幾何学的な観点から最適化される。この文献は、固定用支柱の実装を制限するいかなるルールも開示するものではない。
【０００５】
公報ＵＳ７３８４１９６Ｂ２には、円筒形のリブ部分が上に載った半円筒形態を有し、その両端に、ブレースによって半円筒に取り付けられた実質的に円筒形の形態の固定用支柱を有しているクランクシャフトベアリングキャップが開示されており、半円筒および前記ブレースは、幾何学的に最適な断面を有している。この文献は、固定用支柱の実装を制限するいかなるルールも開示するものではない。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の目的は、ベアリングキャップの支柱の形状を最適化することであり、本発明は、半円筒形態を有し、最適化された外形をもつ直径方向に対向する固定用支柱を有するベアリングキャップを提供し、ベアリングキャップの耐疲労性を向上させながら支柱の質量を低減することを目的とする。
【０００７】
クランクシャフトベアリングキャップは、半円筒形態を有し、その基部でわずかに拡がった実質的に楕円形の柱の形態の、ピラーの高さの少なくとも一部分にわたって少なくとも２つの水平溝を有する固定用支柱を両端に有する。前記溝は、固定用支柱の質量を低減して、それらの耐疲労性を高めることに寄与する。
【０００８】
本発明によれば、固定用支柱は、その基部がねじヘッドの支持表面に等しい垂直な支持シリンダの外側に、かつ、固定用孔の軸を通り長さｅにわたって方向Ｘに対称に延びた横断平面によって規定されるボリュームの外側に配設された少なくとも２つの溝を有する。有利にも、耐疲労性値が維持されるか、あるいは向上する。
【０００９】
溝は、有利には、支柱の基部から始まり、ピラーの高さの少なくとも一部分にわたって延びる。したがって、有利にも、支柱の基部の表面は開いている。
【００１０】
有利には、溝は、固定軸を通る横鉛直中心面に関して対称的に形成される。製造プロセスの信頼性がより高くなる。
【００１１】
溝の外形は、それらの下側端部からそれらの上側端部まで変動する。溝の深さ寸法は、溝の下側端部から上側端部まで変動し得る。
【００１２】
有利には、溝は、ベアリングキャップの鋳造中に形成される。
【００１３】
本発明の別の態様を、添付の図面に関して以下に記載し、以下の説明は、本発明の良好な理解および本発明をどのように実装することができるかについての良好な理解のみを目的として、非限定的な例として与えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図３のセクションＡＡに沿ったクランクシャフトベアリングキャップの断面図である。
【図２】先行技術のベアリングキャップの斜視図である。
【図３】ベアリングキャップの頂面図である。
【図４】先行技術のベアリングキャップの端部の頂面図である。
【図５】本発明によるベアリングキャップの斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態によるベアリングキャップの端部の頂面図である。
【図７】本発明の別の実施形態によるベアリングキャップの端部の頂面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の説明は、クランクシャフトの軸と一致する長手方向軸Ｘ、水平軸Ｙおよび垂直軸Ｚに言及している。
【００１６】
異なる図に表されている同様の部品には同じ参照符号が付されている。
【００１７】
図１は、上方の外側表面１１と、クランクシャフト（図示せず）と接触するように設計された下方の内側表面１２とをもつ半円筒形態１３を有する、先行技術によるベアリングキャップ１０の断面図を示しており、前記円筒形態は、２つの直径方向に対向した固定用支柱２０を含む。各固定用支柱は、柱の形態であり、実質的に六面体形状の基部部分２６上に支持されている。
【００１８】
ベアリングキャップは、基本的には、クラスタでまたは個々に鋳鉄鋳造として生成される。クラスタでの鋳造は、すべてのベアリングキャップを１ピースで生成することを含み、ベアリングキャップの数は、所与の単一のエンジンについて、エンジンのシリンダの数に１を足した数に等しい。鋳型から外すことによって得られた部品は、したがって、横側に並んだ複数のベアリングキャップを備え、その後、一連のベアリングキャップを取得するために分割される。ベアリングキャップは、また、鋳鉄鋳造によって個々に生成することもできる。
【００１９】
鋳型は、キャップの外側表面１１を生成する外側形状のための第１の砂型と、支柱の内側表面また実質的に六面体形状の基部部分の内側表面によって延ばされるベアリングキャップの半円筒形態の下側表面１２を備えるキャップの内側表面を生成する内側形状のための第２の鋳型とを備える。鋳型から外した後、ベアリングキャップを機械加工して、横面３０と、支柱の上方外側表面１１と、クランクケース（図示せず）のまたはベアリング台（図示せず）のエレメントと接触するように設計された支柱の下側表面３１と、固定ねじ（図示せず）のための貫通孔１５と、クランクシャフト軸の一部を取り囲むように適合された半円筒形の凹部１２とを生成する。
【００２０】
支柱は、ベアリングキャップを容易に鋳型から外すことができるように、全体的にテーパーがついた形状をしている。
【００２１】
図３〜図５は、実質的に楕円形の支柱の上側表面１８を含む、本発明によるベアリングキャップを示す。円形開口部１５は、固定ねじが通過できるようにするために垂直軸Ｚに沿って支柱を貫通し、このようにして形成された孔は、固定ねじのヘッドと接触するように提供され、支持表面を規定する円形表面１６の中心Ｏを通過する。上側表面１８は、支持表面１６と第２の表面１７とに分けることができ、同じ半径で中心ＯおよびＯ’を有するそれらの２つの端部円は交差し、２つの中心間の距離は数ミリメートルである。円形表面１７は、水平軸Ｙ上で、支持表面１６に対して支柱の自由端部に向かってオフセットしている。第２の円形表面１７によって付加された質量は、ベアリングキャップ１０の耐疲労性を高める一因となる。
【００２２】
本発明によれば、２つの溝２２、２３が、支柱の側方の外側表面上に、好ましくは、鋳造中に直接生成される。それらは、支持シリンダと呼ばれるシリンダと干渉しないように実装され、その基部は、支柱の全高を越えて支持表面（１６）と等しくなる。それらは、固定用孔の軸を通過する横断平面［ＹＺ］に関して、実質的に垂直かつ対称である。さらに、溝は、横断平面によって規定されるボリュームを有し、方向Ｘに対称に延びているゾーン２１の外側に位置し、前記ゾーンは、ベアリングキャップの耐疲労性に寄与する。このゾーンは、前記横断平面の両側で数ミリメートルの長さｅにわたって延びる。溝外形は、水平セクションの頂面図に示すように、支柱中に形成された凹部の外形によって規定される。支持シリンダと前記ボリュームとは、セイフティボリュームを形成する。また、溝の外形が水平軸に関して対称であることにより、製造プロセスの信頼性を高めることが可能になる。
【００２３】
溝は、好ましくは、支柱の基部から始まり、支柱の高さの少なくとも一部分にわたって延びる。このようにすると、基部部分上の前記支柱の基部の表面が開く。また、溝は、その外形がセイフティボリュームに干渉しないように、垂直方向Ｚと支柱の外側の横表面の傾きのラインとの間に含まれる傾斜にしたがって、支柱の上側表面１８まで実質的に直線で進むことができる。
【００２４】
溝の外形は、支柱の基部から溝の上側端部まで変動する。前記溝の深さは、たとえば、溝の下側端部から上側端部まで変動し得る。
【００２５】
図５および図６は、実質的に円弧を形成する溝２２の外形を示す。水平平面における溝の外形は、前記水平平面のセイフティボリュームの露出部と干渉しない。溝２２は、支柱の高さの少なくとも一部分にわたって実質的に半円筒形の隆起の外部砂型（図示せず）に付加することによる粗鋳造で生成される。
【００２６】
図７は、方形の角部を有する溝２３の外形を示しており、この外形は、水平平面の長手方向セグメントと横断方向セグメントとの間に含まれ、２つのセグメントは、それらの交点が前記水平平面中のセイフティボリュームの露出部と干渉しないように形成されている。この溝の外形は、これらの支柱を含むベアリングキャップの耐疲労性を高めると同時に支柱２０の質量の大幅な低減に対応する。溝２３は、前記支柱２０の高さの少なくとも一部分にわたって実質的に方形の角のある隆起の外部砂型（図示せず）に付加することによる粗鋳造で生成される。
【００２７】
ベアリングキャップは、耐疲労性しきい値に適合しなければならない。ベアリングキャップの耐疲労性は、ベアリングキャップのクラウンと前記キャップの支柱との間の接続ゾーン３３の外形に、また、前記支柱の外形に左右される。Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｄｅ  ｌ’Ｉｎｇｅｎｉｅｕｒ  （ＢＭ  ５  ０４４−２  Ｍｅｔｈｏｄｅ  ＶＤＩ）およびＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  ｄｅｓ  Ｊｏｕｒｎｅｅｓ  ｄｅ  ｌａ  Ｆｏｎｄｅｒｉｅ（ストラスブール、２００５年９月１９日）によって発行されたものを含むいくつかの文献に、鋳造物を形成する材料の疲労限度およびばらつきに基づく鋳造物の疲労安全係数（ＦＳＦ）の計算が記載されている。多数のサイクルにわたる疲労安全係数は、部品の耐疲労性を所与の材料について特徴づけることを可能にする。前記値がより高くなると、部品の耐疲労性はより良好となる。溝のない支柱を有するベアリングキャップと、本発明による溝をもつ支柱を有するベアリングキャップとを前記係数の観点から比較する。この係数は、前述した外形にしたがって、溝のない支柱に関する値１．２５から溝をもつ支柱に関する値１．２７に向上することを示している。したがって、支柱から材料を取り除くと、ベアリングキャップの耐疲労性もまた向上する。この結果は、支柱の質量を低減させると、ベアリングキャップの機械的性能の劣化、詳細には、その耐疲労性の劣化につながり得るという仮説に背反する。
【００２８】
本発明により、クランクシャフトベアリングキャップの支柱の質量を最適化することが可能になる。本発明による支柱は、楕円形の上側表面をもつ柱の形態である。前記柱は、公報ＦＲ２８７８５８８に記載されたルールを考慮することに加えて、支柱の質量を低減し、ならびに、ベアリングキャップの耐疲労性を向上させることに寄与する溝を含む。
【００２９】
本発明は、上記に提示された実施形態に制限されるものではない。他の溝外形は、前記支柱の耐疲労性を維持する、実際にはそれを向上させると同時に、支柱の質量、また、ベアリングキャップの質量を低減することを目的として、鋳造によって直接取得することができる。外形は、たとえば、台形とすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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