(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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を、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によって連結したクランクシャフト支持構造であって、ベアリングキャップをシリンダブロックに装着するボルトが、シリンダブロックにネジ込まれる第１ネジ部と、第１ネジ部とは反対側に形成された第２ネジ部と、第１ネジ部の端部と第２ネジ部に端部との間に配置された頭部とを有し、ベッドプレートが、第２ネジ部に挿通される孔と、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。【選択図】図１
2008019913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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を、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によって連結した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ネジ部に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、上記第２ネジ部に挿通される孔と、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。
【請求項２】
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た請求項１に記載のクランクシャフト支持構造。
【請求項３】
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た請求項１又は２に記載のクランクシャフト支持構造。
【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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１８１１８号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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を、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によって連結した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ネジ部に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、上記第２ネジ部に挿通される孔と、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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に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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
以下に本発明の変形例を説明する。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造を組み立てる様子を示す断面図である。
【図２】図１のクランクシャフト支持構造の組み立て完了後の断面図である。
【図３】図１のクランクシャフト支持構造の一部をなすベッドプレートの斜視図である。
【図４】（ａ）は図１のクランクシャフト支持構造の一部をなすボルトの説明図であり、（ｂ）はそのボルトの変形例を示す説明図である。
【図５】クランクシャフト支持構造の変形例を示す部分断面図である。
【図６】ベッドプレートの変形例を示す斜視図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】図６のベッドプレートをVIII−VIII線から見たものにオイルストレーナを取り付けたものの側面図である。
【図９】（ａ）はエンジン運転時におけるスカート部の変形を示す説明図であり、（ｂ）はエンジン運転時におけるベアリングキャップの変形を示す説明図である。
【図１０】従来例を示すクランクシャフト支持構造を組み立てる様子を示す断面図である。
【図１１】図１０の従来のクランクシャフト支持構造の一部をなすベッドプレートの斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
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
【図１】
2008019913.tif 000003
【図２】
2008019913.tif 000004
【図３】
2008019913.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008019913.tif 000007
【図６】
2008019913.tif 000008
【図７】
2008019913.tif 000009
【図８】
2008019913.tif 000010
【図９】
2008019913.tif 000011
【図１０】
2008019913.tif 000012
【図１１】
2008019913.tif 000013