JPH11280752A - クランクシャフトの軸受構造 - Google Patents

クランクシャフトの軸受構造

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JPH11280752A
JPH11280752A JP7921498A JP7921498A JPH11280752A JP H11280752 A JPH11280752 A JP H11280752A JP 7921498 A JP7921498 A JP 7921498A JP 7921498 A JP7921498 A JP 7921498A JP H11280752 A JPH11280752 A JP H11280752A
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JP
Japan
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cap
bearing
cylinder block
crank bearing
mating surface
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Pending
Application number
JP7921498A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuji Shibata
卓二 柴田
Akira Kahara
章 花原
Yasuhiro Kawamura
恭博 河村
Shoji Takeuchi
省治 竹内
Yoshiaki Ueda
嘉昭 植田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Original Assignee
Suzuki Motor Corp
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Publication date
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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダブロックの下面に装着するクランク
ベアリングキャップの強度を保持し、耐久性の良いクラ
ンクシャフトの軸受構造を提供する。 【解決手段】 中央を円弧状凹部に形成して軸受部4aを
形成したクランクベアリングキャップ4の両側合わせ面
4bを、逆ハの字状に斜面(角度θ)とさせ、シリンダブ
ロック2にボルト5で締結した。これにより、クランク
ベアリングキャップ4は密着変形状態になり、軸受部4a
の下部(ブリッジ部6)に圧縮応力が発生する。この圧
縮応力により、締結時の引っ張り応力と、エンジンを運
転することにより、ブリッジ部6に発生する引っ張り応
力とが相殺され、従来のキャップ4に比べて引っ張り応
力値は低くなる。これによりキャップ4の金属疲労を軽
減することになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】エンジン内部のクランクシャ
フト、カム軸は構造上、分割型の軸受を使用するものが
あるが、該軸受を的確に固定することがエンジン性能を
良くすることになる。本発明は、分割型の軸受をボルト
締めにより固定するようにしたクランクシャフトの軸受
構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用のエンジンは気筒数を多くした
り、気筒の配置を変更して操安性や乗り心地を向上させ
るようにしている。したがって、通常、エンジンのクラ
ンクシャフトには複数の軸部を有し、シリンダブロック
には各軸部に対して半円状の軸受が形成され、これに対
応して半円状の軸受を備えたクランクベアリングキャッ
プが軸部を挟み、両側一対のボルトによりシリンダブロ
ックに締結されるようになっている。また、このクラン
クベアリングキャップが1つずつ独立している構造と、
いくつかのクランクベアリングキャップが連結されてい
る構造とがあり、適宜使用されている。
【0003】一例として、図7に示すクランクシャフト
1には複数の軸部があり、シリンダブロック2に装着す
るときは各軸部にメタルベアリング3を介在させ、シリ
ンダブロック2の半円部と、半円部を有するクランクベ
アリングキャップ(以下、キャップという)4とで軸部
を支持し、キャップ4をシリンダブロック2にボルト5
で締結する。なお、キャップ4はアルミまたは鉄で作ら
れている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図8(a)
に示すシリンダブロック2の半円部にキャップ4を一対
のボルト5で締結するとき、キャップ4の半円部を構成
するブリッジ部6(図8(b)の網部)には2つのボル
ト5の締付け力により引っ張り応力(矢印の方向)が発
生する(図8(b)参照)。また、図9(a)に示すよ
うに、クランクシャフト1は潤滑油7によってフローテ
ィング支持されているが、エンジン運転時には、キャッ
プ4はクランクシャフト1より慣性による力を受け、ま
た、摩擦等によりブリッジ部6に引っ張り応力が発生す
る(図9(b)参照)。
【0005】この2つの引っ張り応力が合成されると、
キャップ4には大きな引っ張り応力が作用することにな
る。このため、キャップ4が破損しないように強度を持
たせているが、キャップ4が大きくなり、レイアウト上
の制約や重量増加につながっている。なお、軸受内径の
ピストンの上下動方向a(図8(b)参照)を縮小させ
ないように、特開平7-35128 号公報では左右の合わせ面
において、シリンダブロック側は中央に凹状、キャップ
側は中央に凸状に形成して合わせ面を整合させ、締め付
け力で内径を保持させている。この他、シリンダヘッド
とシリンダブロックの合わせ面の締め付け時の反りによ
る隙間を解消するためには、合わせ面を隆起させること
が提案されている(特開平3-138437号公報)。
【0006】本発明は、前述したように、クランクベア
リングキャップの強度を保持し、耐久性の良いクランク
シャフトの軸受構造を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項1の発明は、シリンダブロックの下
面に、中央を円弧状凹部に形成した軸受用のクランクベ
アリングキャップを配置し、該クランクベアリングキャ
ップに形成した軸受部の両側合わせ面を前記シリンダブ
ロックの下面に締結するクランクシャフトの軸受構造に
おいて、前記クランクベアリングキャップまたは前記シ
リンダブロックの下面の両側合わせ面を、軸受部から遠
くなるほど相手側合わせ面に近接する斜面にしたことを
特徴とする。
【0008】請求項2の発明は請求項1の発明におい
て、クランクベアリングキャップの取付ボルト用の座部
を、合わせ面の斜面に沿う斜面としたことを特徴とす
る。
【0009】請求項3の発明は請求項1または請求項2
記載の発明において、シリンダブロック側の合わせ面
に、クランクベアリングキャップ側の合わせ面の端部壁
面と接合する突出縁部を延設したことを特徴とする。
【0010】請求項4の発明は請求項1または請求項2
記載の発明において、シリンダブロック側の合わせ面お
よびクランクベアリングキャップ側の合わせ面の端部に
締結代を延設し、該締結代を締結するようにしたことを
特徴とする。
【0011】上記のように、本発明はシリンダブロック
の下面と、クランクベアリングキャップの合わせ面を平
行平面にしないで、軸受部の両側合わせ面を逆ハの字状
に傾斜させ、ボルトの締結時にクランクベアリングキャ
ップをシリンダブロックに密着変形状態にさせて軸受部
の下部(ブリッジ部)に圧縮応力を発生させる。そし
て、従来発生していた引っ張り応力と相殺するようにす
る。したがって、シリンダブロックの下面とクランクベ
アリングキャップの合わせ面との両面を加工して斜面と
することもあり、また、これら形状を複合させる場合も
ある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図1に示すように、シリンダ
ブロック2の下面にはクランクシャフトを支持する半円
状の軸受部2aが形成されメタルベアリング3を装着して
いる。クランクシャフトを支持する一方のキャップ4は
半円状の軸受部4aが形成され、その両側の合わせ面4bは
シャフト軸に直交する方向において、遠心方向に位置す
るほどシリンダブロック2の合わせ面2bに近接する斜面
(角度θ)を形成させている。ここではシリンダブロッ
ク2の下面は平面にされ、キャップ4の軸受部4aにもメ
タルベアリング3が装着されている。
【0013】そして、図2に示すように、キャップ4の
両側のボルト座面4cは平行平面であり、一対のボルト5
によってキャップ4をシリンダブロック2に締結し、円
形孔を形成してクランクシャフトを支持するようになっ
ている。したがって、キャップ4をシリンダブロック2
に当接させたときは合わせ面2bと軸受部4a端部の間にク
リアランスが生じるが、キャップ4が変形可能なアル
ミ、鉄で作られているので、締結時は密着変形してクリ
アランスがなくなり、変形によってブリッジ部6は圧縮
され、圧縮応力(矢印の方向)が発生する。
【0014】この圧縮応力により、締結時の引っ張り応
力と、エンジンを運転することにより、キャップ4のブ
リッジ部6に発生する引っ張り応力とが相殺され、従来
のキャップ4に比べて引っ張り応力値は低くなる。これ
によりキャップ4の金属疲労を軽減することになる。
【0015】上記キャップ4の合わせ面4bは、ボルト5
の精度や軸力によって変わるが、およそ、従来の平行平
面に対して約2〜3度の傾斜(角度θ)となるように切
削される。なお、これより急な傾斜(5〜6度)では軸
受部近傍に浮きがでてしまい(隙間を生じる)、緩い傾
斜(0〜1度)では効果が薄いことが一部実験により確
認された。したがって、キャップ4の合わせ面形状によ
り、圧縮応力が弱い場合もあるが、従来発生していた引
っ張り応力が減少するので、作動時の引っ張り応力(組
み付け時と運転時を合わせた応力)も減少することにな
る。
【0016】次に、他の実施の形態として図3(a)に
示すキャップ4は、ボルト座面4cも傾斜させて合わせ面
4bと平行にさせたものである。ボルト締結時には、図3
(b)に示すように、シリンダブロック2下面とボルト
座面4cが平行になり、ボルト5への負担が軽減される。
また、図4(a)に示す実施の形態では、キャップ4の
合わせ面4b、ボルト座面4cとも平行平面であるが、対応
するシリンダブロック2下面の合わせ面2bを斜面(角度
θ)とした構成にされている。この場合も、図4(b)
に示すように、締結によりキャップ4が変形するもので
ある。この構成では、発明を実施しようとするエンジン
(シリンダブロック2)に加工を施すので、キャップ4
を従来品と共用できる。
【0017】図5に示す他の実施の形態は、シリンダブ
ロック2の合わせ面2bに連続する両側壁(突出縁部)2c
を形成させ、シリンダブロック2の軸受部2aを凹状内に
位置させている。キャップ4はこの凹状内に嵌合させ、
キャップ4の角部(端部壁面)4dは側壁2cに接触する。
また、キャップ形状は合わせ面4bが斜面(図6(a)参
照)となっており、締結時に密着されるが、両側壁2cと
キャップ4の角部4dが接触しているため、この軸に直交
する方向の変形を防止する。
【0018】一方、キャップ4のボルト座面4c側を、ク
ランクシャフトに直交する方向に延設し、ボルト座面
(締結代)4eを増やしている。そして、ボルト5を二重
に締結することにより、運転時の変形(ひずみ)を更に
小さくできる。
【0019】図6(a)に示すキャップ4は合わせ面4b
が傾斜され(角度θ)、角部4dを有し、2対のボルト座
面4c,4eが形成されている。そして、前述したシリンダ
ブロック2にこのキャップ4を装着することで、堅固な
軸受を提供することができる。また、図6(b)に示す
ように、キャップ4の合わせ面4bとボルト座面4c,4eを
平行にすることでボルト5への負担が軽減される。な
お、このほかのキャップ形状としては、以上述べた要素
の複合タイプであれば耐久性向上を図ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、以上のように、シリンダブロ
ックにクランクベアリングキャップを締結したとき、ク
ランクベアリングキャップの変形によって圧縮応力が発
生し、従来の組み付け時の引っ張り応力が低減され、強
度を上げることができ、エンジン運転時のクランクベア
リングキャップに発生する引っ張り応力を低減すること
ができ、クランクベアリングキャップの耐久性向上が図
られる。また、引っ張り応力の影響が低減されてクラン
クベアリングキャップの小型化、材質の変更等が可能と
なり、軽量化、コストダウンを図り、レイアウト上の制
約を減らすことができる。また、クランクベアリングキ
ャップのボルト座面を合わせ面と平行にしたことにより
ボルトにかかる負荷が軽減され、強度が向上する。ま
た、シリンダブロックとクランクベアリングキャップは
整合時に突出縁部と端部壁面とが接触して組み付け時の
ずれを防ぎ、軸受部の精度を図ることができる。また、
締結代を延設したクランクベアリングキャップは2対の
ボルトで固定するので、運転時の応力を低減させ変形
(ひずみ)を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施の形態のクランクベアリング
キャップとこれを装着するシリンダブロックの正面図で
ある。
【図2】図1のクランクベアリングキャップの装着状態
の要部正面図である。
【図3】他の実施の形態のクランクベアリングキャップ
の形状(a)と装着状態(b)の正面図である。
【図4】他の実施の形態のシリンダブロック下面の形状
(a)とクランクベアリングキャップの装着状態(b)
の正面図である。
【図5】他の実施の形態のクランクベアリングキャップ
の装着状態を示す正面図である。
【図6】図5に使用されるクランクベアリングキャップ
(a),(b)の正面図である。
【図7】従来のクランクシャフトの軸受構造を示す斜視
図である。
【図8】従来のクランクベアリングキャップの形状
(a)と装着状態(b)の正面図である。
【図9】従来のクランクシャフト挿通状態の軸受構造
(a)とシャフト回転状態(b)を示す正面図である。
【符号の説明】
2 シリンダブロック 2b 合わせ面 2c 突出縁部 4 クランクベアリングキャップ 4b 合わせ面 4c ボルト座面 4d 端部壁面 4e 締結代(ボルト座面) θ 斜面角度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 省治 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内 (72)発明者 植田 嘉昭 静岡県浜松市高塚町300番地 スズキ株式 会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダブロックの下面に、中央を円弧
    状凹部に形成した軸受用のクランクベアリングキャップ
    を配置し、該クランクベアリングキャップに形成した軸
    受部の両側合わせ面を前記シリンダブロックの下面に締
    結するクランクシャフトの軸受構造において、 前記クランクベアリングキャップまたは前記シリンダブ
    ロックの下面の両側合わせ面を、軸受部から遠くなるほ
    ど相手側合わせ面に近接する斜面にしたことを特徴とす
    るクランクシャフトの軸受構造。
  2. 【請求項2】 クランクベアリングキャップの取付ボル
    ト用の座部を、合わせ面の斜面に沿う斜面としたことを
    特徴とする請求項1記載のクランクシャフトの軸受構
    造。
  3. 【請求項3】 シリンダブロック側の合わせ面に、クラ
    ンクベアリングキャップ側の合わせ面の端部壁面と接合
    する突出縁部を延設したことを特徴とする請求項1また
    は請求項2記載のクランクシャフトの軸受構造。
  4. 【請求項4】 シリンダブロック側の合わせ面およびク
    ランクベアリングキャップ側の合わせ面の端部に締結代
    を延設し、該締結代を締結するようにしたことを特徴と
    する請求項1または請求項2記載のクランクシャフトの
    軸受構造。
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