(57)【要約】【課題】      応力の集中を避けるようにしたシリンダブロックの軸受構造を提供することにある。【解決手段】  ベアリングキャップ２の上端角部に面取り部２ｄを形成すると共に、バルクヘッド１の挿入部１１における当接面１ｃと側壁部１ｂとが交わる交差部に円弧状の凹部５を形成し、ベアリングキャップ２の上面２ａと面取り部２ｄとが交差する角部２ｄに対応する当接面１ｃに、クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝６を形成して、ベアリングキャップ２の角部２ｄとバルクヘッド１の当接面１ｃとが接触しないようにした。【選択図】        図２
2005330925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、
上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、
上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を形成することを特徴とするシリンダブロックの軸受構造。
【請求項２】
上記凹溝を上記シリンダブロックの素材製造段階で設けることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの軸受構造。
【請求項３】
上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの軸受構造。
【請求項４】
上記凹溝の曲率半径の中心が該ベアリングキャップ側に位置することを特徴とする請求項３に記載のシリンダブロックの軸受構造。
【請求項５】
上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの軸受構造。
【請求項６】
上記バルクヘッドが、上記シリンダブロックのクランクシャフトの軸方向における気筒間及び気筒外側端を連結する複数のバルクヘッドからなり、
上記凹溝が、該複数のバルクヘッド中の少なくとも最大荷重を受けるバルクヘッドの当接面に設けられることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロックの軸受構造。
【請求項７】
バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、
上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、
上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を設け、
更に、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることを特徴とするシリンダブロックの軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関における従来のシリンダブロックの軸受構造の一例を図４に示す。この図に示すように、クランクシャフト（図示せず）は、複数の気筒を有するシリンダブロック２０の気筒間および気筒外側端で、上下方向に延びるバルクヘッド２１の下部に取付ボルト２２で締結されるベアリングキャップ２３を介して回動可能に支持される。バルクヘッド２１の下部には、ベアリングキャップ２３の両側面部２３ａと当接する一対の側壁部２１ａ、およびベアリングキャップ２３の上面２３ｂと当接する当接面２１ｂとからなる挿入部２４が形成されている。ベアリングキャップ２３の上端角部には、図５に示すように、面取りした面取り部２３ｃが形成されている。挿入部２４の当接面２１ｂと側壁部２１ａとが交わる交差部には、円弧状の凹部２５が形成されている。なお、シリンダブロック２０の下部には、図４に示すように、空間をあけてロアケース２６がボルト２７により固定される。
【０００３】
従来のシリンダブロックの軸受構造の他の例として、下記特許文献１にはピストンエンジンにおけるシリンダブロックの軸受構造が記載されている。このシリンダブロックの軸受構造では、上側に配置される上ベアリングハウジング部分と、下側に配置される下ベアリングハウジング部分とにより、クランクシャフトが支持される。上ベアリングハウジング部分の側壁部と、その下部に形成される分割面とが交わる角部に対応する下ベアリングハウジング部分に円弧状の凹部が形成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３３０９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した図４に示すシリンダブロックの軸受構造では、クランクシャフトの回転が上昇すると、この回転上昇に伴い、ベアリングキャップ２３からバルクヘッド２１にかかる荷重が増える。したがって、ベアリングキャップ２３の面取り部２３ｃと上面２３ｂとが交わる角部２３ｄに上記荷重が集中するため、角部２３ｄがバルクヘッド２１にクラックを発生させる起点となり得るおそれがある。
【０００６】
なお、上記特許文献１に記載のシリンダブロックの軸受構造では、クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記上ベアリングハウジング部分に集中して作用することを回避することができるものの、該凹部が角部よりシリンダブロック本体内部に設けられていることによって、上記下ベアリングハウジング部分の形状は、凹部を設ける型部材の取外しができず、鋳造では成形できない。結果的に切削加工により形成する必要があり、鋳造により成形されたものに比べて強度が低下してしまう。その上、切削加工するため製造コストが増加してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、強度を低下させずに、応力の集中を避けるようにしたシリンダブロックの軸受構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決する第１の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を形成することを特徴とする。
【０００９】
上述した課題を解決する第２の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝を上記シリンダブロックの素材製造段階で設けることを特徴とする。
【００１０】
上述した課題を解決する第３の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であることを特徴とする。
【００１１】
上述した課題を解決する第４の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、第３の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の曲率半径の中心が該ベアリングキャップ側に位置することを特徴とする。
【００１２】
上述した課題を解決する第５の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることを特徴とする。
【００１３】
上述した課題を解決する第６の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記バルクヘッドが、上記シリンダブロックのクランクシャフトの軸方向における気筒間及び気筒外側端を連結する複数のバルクヘッドからなり、上記凹溝が、該複数のバルクヘッド中の少なくとも最大荷重を受けるバルクヘッドの当接面に設けられることを特徴とする。
【００１４】
上述した課題を解決する第７の発明に係るシリンダブロックの軸受構造は、バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を設け、更に、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を形成したので、上記ベアリングキャップの角部と上記挿入部の当接面との接触が回避され、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記ベアリングキャップの角部から上記バルクヘッドに伝わらないようになる。
【００１６】
第２の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝を上記シリンダブロックの素材製造段階で設けることにより、切削加工などにより上記凹溝を形成する加工を行うときに比べて上記バルクヘッドの強度が向上する。
【００１７】
第３の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であることにより、上記凹溝と上記挿入部の当接面とが交わる角部の形状が滑らかになるので、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記ベアリングキャップから上記バルクヘッドに伝わるときに、上記荷重の上記バルクヘッドの角部への集中が緩和される。
【００１８】
第４の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、第３の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の曲率半径の中心が該ベアリングキャップ側に位置することにより、上記当接面及び凹部に跨る上記凹溝の円弧長さを短くでき、上記当接面と上記ベアリングキャップの上面とが接触する面積を確保することができる。その結果、クランク軸方向と直交する方向における上記ベアリングキャップの幅を長くする必要がなくなるので、又はこの幅の延長を少なくすることができるので、エンジンの大型化を回避することができる。
【００１９】
第５の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることより、上記当接面及び凹部に跨る上記凹溝の円弧長さを短くでき、上記当接面と上記ベアリングキャップの上面との接触面積を確保することができる。その結果、クランク軸方向と直交する方向における上記ベアリングキャップの幅を長くする必要がなくなるので、又はこの幅の延長を少なくすることができるので、エンジンの大型化を回避することができる。さらに、上記凹溝と上記挿入部の当接面とが交わる角部の形状が滑らかになるので、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記ベアリングキャップから上記バルクヘッドに伝わるときに、上記荷重の上記バルクヘッドの角部への集中が緩和される。
【００２０】
第６の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、第１の発明のシリンダブロックの軸受構造であって、上記バルクヘッドが、上記シリンダブロックのクランクシャフトの軸方向における気筒間及び気筒外側端を連結する複数のバルクヘッドからなり、上記凹溝を、該複数のバルクヘッド中の少なくとも最大荷重を受けるバルクヘッドの当接面に設けることにより、素材製造段階で設ける凹溝の数が少なくなり、シリンダブロックの型製作費のコストを低減することができる。
【００２１】
第７の発明に係るシリンダブロックの軸受構造によれば、バルクヘッドの下部にベアリングキャップの両側面部と当接する一対の側壁部及び該ベアリングキャップの上面と当接する当接面からなる挿入部を形成し、該挿入部の一対の側壁部間に上記ベアリングキャップの上面が上記当接面と当接するように上記ベアリングキャップを挿入し、取付ボルトにより上記ベアリングキャップと上記バルクヘッドとを締結することによって、クランクシャフトを回動可能に支持するシリンダブロックの軸受構造において、上記ベアリングキャップの上端角部に面取り部を形成すると共に、上記挿入部の当接面と側壁部とが交わる交差部に円弧状の凹部を形成し、上記ベアリングキャップの上面及び面取り部が交差する角部に対応する上記当接面に、上記クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝を設け、更に、上記凹溝の断面円弧の曲率半径が、上記凹部の円弧の曲率半径以上であり、且つ上記凹溝の当接面及び凹部に跨る円弧長さを、該凹溝を設けない状態の上記凹部の円弧長さよりも短くすることにより、上記ベアリングキャップの角部と上記バルクヘッドの当接面との接触が回避され、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記ベアリングキャップの角部から上記バルクヘッドに伝わらないようになる。また、上記凹溝と上記バルクヘッドの当接面とが交わる角部の形状が滑らかになるので、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重が上記ベアリングキャップから上記バルクヘッドに伝わるときに、上記荷重の上記バルクヘッドの角部への集中が緩和される。また、上記当接面及び凹部に跨る上記凹溝の円弧長さを短くでき、上記バルクヘッドの当接面と上記ベアリングキャップの上面との接触面積を確保することができる。その結果、クランク軸方向と直交する方向におけるベアリングキャップの幅を長くする必要がなくなるので、又はこの幅の延長を少なくすることができるので、エンジンの大型化を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明に係るシリンダブロックの軸受構造を実施するための最良の形態を実施例に基づき具体的に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造の断面図であり、図２は、そのバルクヘッドとベアリングキャップとの接触箇所の拡大図であり、図１における囲み線ＩＩに相当する。
【００２４】
本発明の第１の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造のバルクヘッドは、複数の気筒を有する内燃機関のシリンダブロックにおいて、気筒間に連結し、上下方向に延びて形成されると共に、外側に配置される気筒の外側端で上下方向に延びて形成されている。
【００２５】
図１および図２に示す様に、バルクヘッド１の下部には、ベアリングキャップ２の両側面部２ａと当接する一対の側壁部１ｂ、及びベアリングキャップ２の上面２ｂと当接する当接面１ｃからなる凹状の挿入部１１が形成されている。
【００２６】
ベアリングキャップ２を挿入部１１に対応して位置された後に、ベアリングキャップ２の上面２ｂと挿入部１１の当接面１ｃとが当接するようにベアリングキャップ２を挿入（圧入）し、取付ボルト４によりベアリングキャップ２とバルクヘッド１とを締結することにより、クランクシャフト（図示せず）が回動可能に支持される。シリンダブロック１０は、例えばアルミニウムなどで鋳造されている。ベアリングキャップ２は、例えばダクタイル鋳鉄などで作られている。
【００２７】
なお、シリンダブロック１０の下部には、ロアケース３がベアリングキャップ２に対して空間を空けてボルト８により固定される。ロアケース３の下部には、オイルパン（図示せず）が設けられる。
【００２８】
ベアリングキャップ２の側面部２ａと上面２ｂとが接する上端角部には、該上端角部を面取りした面取り部２ｃが形成されている。挿入部１１の当接面１ｃと側壁部１ｂとが交わる交差部には、シリンダブロック１０の鋳造時に円弧状に成形された後に、側壁部１ｂ、当接面１ｃと共に円弧状の凹部５が切削加工などにより形成されている。なお、凹部５は、中心Ｏ1を中心として曲率半径Ｒ1として形成されている。
【００２９】
ベアリングキャップ２の上面２ｂと面取り部２ｃとが交差する角部２ｄに対応する当接面１ｃ側に、クランクシャフトの軸方向に沿う断面円弧状の凹溝６が形成されている。このような位置に凹溝６を形成することにより、ベアリングキャップ２の角部２ｄとバルクヘッド１の当接面１ｃとの接触が回避され、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重がベアリングキャップ２の角部２ｄからバルクヘッド１に伝わらないようになる。凹溝６は、鋳造するときに、つまり素材製造段階で形成される。このように素材製造段階で凹溝６を形成することにより、切削加工などによる凹溝の形成に比べて、バルクヘッド１の強度が向上する。
【００３０】
凹溝６の断面円弧の曲率半径Ｒ2は、凹部５の断面円弧の曲率半径Ｒ1と同じ大きさであり、凹溝６の曲率半径Ｒ2の中心Ｏ2は、ベアリングキャップ２側に位置する。凹溝６をこのような形状にすることにより、凹溝６の中心Ｏ2を上面２ｂ近傍に位置させる場合に比較して、バルクヘッド１の当接面１ｃおよび凹部５に跨る凹溝６の円弧の長さｌ1を短くすることができ、挿入部１１の当接面１ｃとベアリングキャップ２の上面２ｂとが接触する面積を確保することができる。その結果、クランク軸方向と直交する方向におけるベアリングキャップ２の幅を長くする必要がなくなるので、又はこの幅の延長を少なくすることができるので、エンジンの大型化を回避することができる。また、凹溝６の中心Ｏ2がベアリングキャップ２側に位置することで、凹溝６とバルクヘッド１の当接面１ｃとが交わる角部１ｄの形状が滑らかになるので、上記クランクシャフトの回転により生じる荷重のバルクヘッド１の角部１ｄへの集中が緩和される。
【００３１】
上述した凹溝６を、複数のバルクヘッドの当接面にそれぞれ設けても良いし、複数のバルクヘッド中の少なくとも最大荷重を受けるバルクヘッドの当接面、例えば、四つの気筒を有する内燃機関では中央に位置するバルクヘッドの当接面にだけ設けても良い。また、このように、凹溝６を、複数のバルクヘッド中の少なくとも最大荷重を受けるバルクヘッドの当接面にだけ設けることにより、素材製造段階で設ける凹溝の数が少なくなり、シリンダブロックの型製作費のコストを低減することができる。
【実施例２】
【００３２】
以下に、本発明の第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造について、図を用いて具体的に説明する。第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造は、上述した第１の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造１０における断面円弧状の凹溝６の大きさおよびその中心位置Ｏ2を変えたものである。第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造が適用されるバルクヘッドおよびベアリングキャップは、第１実施例に係るシリンダブロックの軸受構造が適用されるバルクヘッドおよびベアリングキャップと同じ構造を有するので、同一部材には同一符号を付記してその説明を省略する。図３は、本発明の第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造におけるバルクヘッドとベアリングキャップとの接触箇所の拡大図である。
【００３３】
本発明の第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造では、図３に示す様に、ベアリングキャップ２の上面２ｂおよび面取り部２ｃが交差する角部２ｄに対応する当接面１ｃ側に、クランクシャフト（図示せず）の軸方向に沿う断面円弧状の凹溝７が形成されている。凹溝７の断面円弧の曲率半径Ｒ3は、例えば凹部５の断面円弧の曲率半径Ｒ1の１．５倍の大きさであり、凹溝７の曲率半径Ｒ3の中心Ｏ3は、ベアリングキャップ２側で且つ第１の実施例の凹溝６の中心Ｏ2より、更に下方に位置する。
【００３４】
当接面１ｃおよび凹部５に跨る凹溝７の円弧の長さＬ1は、凹溝７を設けない状態における凹部５の円弧の長さＬ2よりも十分に短くなっている。凹溝７をこのような大きさにすることにより、挿入部１１の当接面１ｃとベアリングキャップ２の上面２ｂとが接触する面積を確保することができる。その結果、クランク軸方向と直交する方向におけるベアリングキャップ２の幅を長くする必要がなくなるので、又はこの幅の延長を少なくすることができるので、エンジンの大型化を回避することができる。さらに、凹溝７と挿入部１１の当接面１ｃとが交わる角部１ｅの形状が滑らかになるので、クランクシャフトの回転により生じる荷重のバルクヘッド１の角部１ｅへの集中は緩和される。本発明は、上記各実施例に限定されるものではない。即ち、凹溝の円弧の曲率半径が、凹部の曲率半径以上であれば、凹溝への応力集中を回避可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造の断面図である。
【図２】図２における囲み線ＩＩの拡大図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るシリンダブロックの軸受構造におけるバルクヘッドとベアリングキャップとの接触箇所の拡大図である。
【図４】従来のシリンダブロックの軸受構造の断面図である。
【図５】図４における囲み線Ｖの拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      バルクヘッド
２      ベアリングキャップ
３      ロアケース
４      取付ボルト
５      凹部
６      凹溝
【図１】
2005330925.tif 000003
【図２】
2005330925.tif 000004
【図３】
2005330925.tif 000005
【図４】
2005330925.tif 000006
【図５】
2005330925.tif 000007