(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と共に、ピストン及びコンロッドをシリンダブロックの内部のクランクシャフトに組み付ける際の作業性を低下させることがない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３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４をシリンダブロック２に締結するボルト７の頭部８とベアリングキャップ４の下端部との間に、円錐状のブッシュ９が介在され、ベッドプレート６には、ベッドプレート６をスカート部５に連結した際にブッシュ９が嵌入される円錐状の孔２１が設けられる。【選択図】図１
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【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締結するボルトの頭部と上記ベアリングキャップの下端部との間に、円錐状のブッシュが介在され、
上記ベッドプレートには、上記ベッドプレートを上記スカート部に連結した際に上記ブッシュが嵌入される円錐状の孔が設けられ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】
上記ブッシュの外周面のテーパー角度と上記孔の内周面のテーパー角度とが異なるように設定されて、上記ブッシュの外周面と上記孔の内周面とが全周で線接触される請求項１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３（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１０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３１に加わる燃焼圧力はコンロッド３２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１０がクランクシャフト３の軸方向に振れるように変形する（図３（ｂ）参照）。また、コンロッド３２からの燃焼圧力がクランクシャフト３と共にベアリングキャップ４を押し下げることで、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３（ａ）参照）。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と共に騒音が発生する。
【０００３】
この対策として、図４及び図５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１０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３３と、枠部３３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３４とからなり、枠部３３がボルト１９によってオイルパン３５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３４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３４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の下端当接面とシリンダブロック２のスカート部５の下端当接面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、ベッドプレート６に疲労亀裂が生じる可能性がある。
【０００６】
また、ピストン３１及びコンロッド３２をシリンダブロック２の内部のクランクシャフト３に組み付ける際、ベッドプレート６が邪魔になり、ピストン３１及びコンロッド３２をシリンダブロック２の内部のクランクシャフト３に組み付ける際の作業性が低下する場合がある。
【０００７】
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。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、ピストン及びコンロッドをシリンダブロックの内部のクランクシャフトに組み付ける際の作業性を低下させることがない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】
【０００９】
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締結するボルトの頭部と上記ベアリングキャップの下端部との間に、円錐状のブッシュが介在され、上記ベッドプレートには、上記ベッドプレートを上記スカート部に連結した際に上記ブッシュが嵌入される円錐状の孔が設けられるものである。
【００１０】
上記ブッシュの外周面のテーパー角度と上記孔の内周面のテーパー角度とが異なるように設定されて、上記ブッシュの外周面と上記孔の内周面とが全周で線接触されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下のような優れた効果を奏する。
【００１２】
（１）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。
【００１３】
（２）クランクシャフトをベアリングキャップによって完全に支持した状態で、ピストン及びコンロッドをシリンダブロックの内部のクランクシャフトに組み付け、その後、ベッドプレートをシリンダブロックに組み付けることができるので、ピストン及びコンロッドをクランクシャフトに組み付ける際の作業性を低下させることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係るクランクシャフト支持構造の断面図である。図２は、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。
【００１６】
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（締結）するためのボルト７と、ベアリングキャップ４とボルト７の頭部８との間に介設された円錐状のブッシュ９とを備える。
【００１７】
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１０を有し、隔壁１０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１１が凹設されている。キャップ装着部１１には、クランクシャフト３を支持するための軸受部１２が形成され、その軸受部１２を挟むようにしてボルト７のネジ孔１３が形成されている。
【００１８】
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。
【００１９】
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１１に嵌め込まれる形状となっている。ベアリングキャップ４の内部には、ボルト７の挿通孔１４がシリンダブロック２のネジ孔１３に繋がるように上下方向に貫通して形成されている。
【００２０】
ボルト７は、シリンダブロック２のネジ孔１３にネジ込まれるネジ部１５と、ネジ部１５とは反対側の端部に形成された頭部８とを有する。頭部８は、ネジ部１５が形成されたボルト軸部と一体的に形成されている。
【００２１】
ブッシュ９は、下方に向かい先細となる円錐状（テーパー状）に形成されている。ブッシュ９の内部には、ボルト７の挿通孔１６がベアリングキャップ４の挿通孔１４に繋がるように上下方向に貫通して形成されている。
【００２２】
ベッドプレート６は、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１７と、左右のビーム部１７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１８とからラダー状に形成されている。ビーム部１７には、ボルト１９を挿通するための挿通孔２０が形成されている。
【００２３】
ベッドプレート６の架け渡し部１８には、ベッドプレート６をシリンダブロック２のスカート部５に連結した際にブッシュ９が嵌入される円錐状の孔２１がブッシュ９の挿通孔１６及びベアリングキャップ４の挿通孔１４に対して同心となるように上下方向に貫通して形成されている。孔２１は、下方に向かい狭くなる円錐状（テーパー状）に形成されている。
【００２４】
シリンダブロック２のスカート部５の下端には、ベッドプレート６がボルト１９によって図示しないオイルパンと一緒に共締めされる。スカート部５の下端には、ボルト１９が螺合されるネジ孔２２が、上下方向に形成されている。なお、オイルパンを、ボルト１９によってベッドプレート６と一緒に共締めせずに、別のボルトによってネジ止めするようにしても良い。
【００２５】
ここで、本実施形態では、ブッシュ９の外周面のテーパー角度θ１とベッドプレート６に設けた孔２１の内周面のテーパー角度θ２とが異なるように設定されている。詳しくは、本実施形態では、ブッシュ９の外周面のテーパー角度θ１は、ベッドプレート６に設けた孔２１の内周面のテーパー角度θ２より若干大きく設定されている。このように設定することで、ブッシュ９の外周面とベッドプレート６の孔２１の内周面とが全周で線接触（線当たり）するようになる。また本実施形態では、ブッシュ９の上端での外径と、ベッドプレート６に設けた孔２１の上端での内径とが略等しくなるように設定されている。このように設定することで、ブッシュ９とベッドプレート６の孔２１とが互いに上端で線接触するようになる。
【００２６】
以上の構成からなる本実施形態の作用を述べる。
【００２７】
図１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１１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とボルト７の頭部８との間にブッシュ９を設け、ブッシュ９の挿通孔１６及びベアリングキャップ４の挿通孔１４にボルト７を挿入してそのネジ部１５をシリンダブロック２のネジ孔１３に螺合し、ボルト７の頭部８をブッシュ９の下端面に押し付ける。
【００２８】
その後、シリンダブロック２に設けられた図示しないシリンダボアの上方からピストン及びコンロッド（図３参照）を挿入し、コンロッドの大端部（ビッグエンド）をクランクシャフト３に組み付ける。このとき、コンロッドのクランクシャフト３への組付は、シリンダブロック２の下方から行うが、クランクシャフト３を下方から覆うベッドプレート６はまだ組み付けられていないので、クランクシャフト３にピストン及びコンロッドをシリンダブロック２の内部のクランクシャフト３に組み付ける際、ベッドプレート６が邪魔にならない。従って、上記組付作業の作業スペースを確保することができ、ピストン及びコンロッドをシリンダブロック２の内部のクランクシャフト３に組み付ける際の作業性が向上する。
【００２９】
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で締結され、ピストン及びコンロッドがクランクシャフト３に組み付けられたならば、ブッシュ９にベッドプレート６の孔２１を嵌入させる。そして、ベッドプレート６のスカート連結部１７の挿通孔２０にボルト１９を挿通し、そのネジ部をシリンダブロック２のスカート部５のネジ孔２２に螺合する。
【００３０】
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の下端当接面とシリンダブロック２のスカート部５の下端当接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、ベアリングキャップ４がベッドプレート６と一緒に共締めされないため、ベアリングキャップ４及びベッドプレート６に不測の組付応力が発生することはない。
【００３１】
詳しくは、上記製造誤差や組付誤差等によりベアリングキャップ４の下端当接面とシリンダブロック２のスカート部５の下端当接面とが上下方向に僅かにずれていても、ベアリングキャップ４を締結するボルト７を所定の締付けトルクで締め付け、その後、ベッドプレート６をボルト１９で締め付けることで、ベアリングキャップ４の下端当接面とシリンダブロック２のスカート部５の下端当接面との上下方向のずれを許容できる。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ることはなく、ボルト７の締付軸力の低下をまねくこともない。
【００３２】
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や、ボルト７の締付軸力の低下を防止できる。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や、ボルト７の締付軸力の低下を未然に回避できる。
【００３３】
また、各ベアリングキャップ４の下端部とボルト７の頭部８との間に介在させた円錐状のブッシュ９が、ベッドプレート６の架け渡し部１８に設けた円錐状の孔２１に嵌入されているので、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３（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１８で連結されているので、スカート部５の左右方向への開閉（図３（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、騒音の発生を回避できる。
【００３４】
また、ブッシュ９の外周面のテーパー角度θ１を、ベッドプレート６に設けた孔２１の内周面のテーパー角度θ２より若干大きく設定し、且つ、ブッシュ９の上端での外径と、ベッドプレート６に設けた孔２１の上端での内径とが略等しくなるように設定したため、ベアリングキャップ４のクランクシャフト３の軸方向の振れによる力をボルト７のネジ部１５側（締め込み側）で受けることができるため、ベアリングキャップ４のクランクシャフト３の軸方向の振れをより効果的に抑えることができる。
【００３５】
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。
【００３６】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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の断面図である。
【図２】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３】（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４】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５】図４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】
【００３８】
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
８  頭部
９  ブッシュ
２１  孔
【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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