JP2001050108A - シリンダブロックの軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造でベアリングキャップの振れ挙動
を規制して、エンジンの振動および騒音を低減すること
ができるシリンダヘッドの軸受構造を提供する。 【解決手段】 バルクヘッド２をベアリングキャップ４
の側方まで延出させることでバルクヘッド延出部９を形
成して、バルクヘッド延出部９と、バルクヘッド延出部
９と対向するベアリングキャップ側部８との間に、溝部
１３とツバ部２０とからなる嵌合部１０を形成した。こ
のように構成することで、ベアリングキャップ側部８に
形成されたツバ部２０をバルクヘッド延出部９に形成さ
れた溝部１３に嵌合させるといった簡単な構造で、ベア
リングキャップ４のクランク軸方向の振れ挙動を規制す
ることができ、エンジンの振動および騒音を低減するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランク軸を回転
自在に支持する内燃機関のシリンダブロックの軸受構造
に関するもので、特に、エンジンの振動および騒音を低
減させるシリンダブロックの軸受構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ピストン・クランク機構が形成されたエ
ンジンでは、シリンダ内部の爆発の圧力でピストンが押
し下げられて、ピストンと連結棒を介して連結されたク
ランクシャフトを回転させることにより動力が得られる
構造になっている。このクランクシャフトは、シリンダ
内部の爆発の圧力により複雑な力を受けながら高回転で
回転することで、クランクシャフトが変形されることに
よる曲げ振動を生じ、エンジンに振動および騒音を発生
させる原因となっていた。

【０００３】また、クランクシャフトは、図５に示すよ
うに、シリンダブロック３１のバルクヘッド３２の中央
部に凹部を形成して設けたベアリング保持部３３に、ベ
アリングキャップ３４を複数のボルト３５で取付けるこ
とで形成された軸受部３６により支持されており、この
構造により、シリンダ内部の爆発の圧力がクランクシャ
フト（図示せず）を介して軸受部３６に伝達されて、図
６に示すように、ベアリングキャップに３４振れ挙動を
生じさせることとなり、クランクシャフトの曲げ振動を
増幅しエンジンの振動および騒音が増大されていた。

【０００４】そこで、図７および図８に示すように、ベ
アリングキャップ側部３７をバルクヘッド３２の端面３
２ａに向けて延出させると共に、該延出させたベアリン
グキャップ側部３７の端面３７ａにねじ部３８を形成し
て、シリンダブロック１のディープスカート部から通し
たサイドボルト３９をベアリングキャップ側部３７のね
じ部３８に螺合して、サイドボルト３９を締付けること
でバルクヘッド３２の端面３２ａとベアリングキャップ
側部３７の端面３７ａとを締結させることにより、ベア
リングキャップ３４の振れ挙動を規制してクランクシャ
フト（図示せず）の振動および騒音を低減させることが
従来から行われていた。

【０００５】しかしながら、サイドボルト３９を用いる
ことで、部品の加工工数並びに組立工数および部品点数
が増加してしまい、コストおよび重量が増大してしまう
ことが問題になった。また、サイドボルト３９を使用し
ないで、クランクシャフト軸方向に並設されたそれぞれ
のベアリングキャップを図示しないスティフナにより連
結して、ベアリングキャップの振動を低減することが行
われたが、クランクシャフトおよびコンロッド（共に図
示せず）の軌道を避けてスティフナを形成するため部品
が大型化して、コストおよび重量の増大が問題になって
しまっていた。

【０００６】また、サイドボルト３９でベアリングキャ
ップ３４を締結させる構造で、バルクヘッド３２をアル
ミで形成すると共にベアリングキャップ３４を鉄で形成
して軸受部３６を構成することで、鉄製のベアリングキ
ャップ３４を用いることで軸受部３６の剛性を高めて、
さらに、鉄の熱膨張率がアルミの熱膨張率よりも小さい
ことを考慮して、クランクシャフト（図示せず）と軸受
部３６とのクリアランスを小さくすることで、クランク
シャフトの振動を低減させることが行われた。

【０００７】しかしながら、軸受部３６を熱膨張率の異
なる材料で形成して、サイドボルト３９で締結させてい
るので、高温時においては、図９に示すように、ベアリ
ングキャップ３４のねじ部３８が図９中のＦの方向の荷
重を受けることで軸受孔が変形して、軸受部３６とクラ
ンクシャフトとの間に隙間を生じることにより、エンジ
ンに振動および騒音を発生させる原因になっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造で軸受部を構
成して、エンジンの振動および騒音を低減することがで
きるシリンダブロックの軸受構造を提供する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のうち請求項１に記載の発明は、シリンダブ
ロックのバルクヘッドの中央に凹部を形成してベアリン
グ保持部を設け、ベアリング保持部にベアリングキャッ
プを複数のボルトにより取付け、ベアリング保持部とベ
アリングキャップとからなる軸受部により、クランク軸
のジャーナルを回転自在に支持する内燃機関のシリンダ
ブロックの軸受構造において、バルクヘッドをベアリン
グキャップ側方まで延出させてバルクヘッド延出部を形
成し、バルクヘッド延出部とバルクヘッド延出部に対向
するベアリングキャップ側部との間に、ベアリングキャ
ップのクランク軸方向の動きを規制する嵌合部を設ける
ことを特徴とする。

【００１０】このように構成することで、新規に部品を
設けることなく、バルクヘッド延出部とベアリングキャ
ップ側部との間に嵌合部を形成する簡単な構成により、
エンジンの振動および騒音を低減させることができる。
また、バルクヘッドにベアリングキャップを組付ける際
には、嵌合部によりベアリングキャップがクランク軸方
向に位置決めされて、特に、エンジンを分解して再度組
立てる際には、ベアリングキャップのクランク軸方向の
位置を容易に再現することができる。

【００１１】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
は、嵌合部は、バルクヘッド延出部の端面に設けられた
溝部と、ベアリングキャップ側部に設けられたツバ部と
からなり、ツバ部の端面と溝部の底面との間に所定間隔
の隙間を形成することを特徴とする。

【００１２】このように構成することで、ベアリングキ
ャップを幅方向の精度を有する鉄系焼結材で形成するこ
とができるので、成形型の型割方向を上下方にすること
でツバ部の幅方向の精度を粗材で得ることができ、幅寸
法の機械加工が容易となる。また、シリンダブロックを
アルミ材で形成して、ベアリングキャップを鉄系素材で
形成した場合には、ツバ部の端面と溝部の底面との間に
形成した所定間隔の隙間が、エンジンの高温時における
両材の熱膨張が異なることで生じるズレを吸収するの
で、クランクシャフトを軸支する軸孔を変形させてしま
うことがない。

【００１３】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
は、ツバ部は、ベアリングキャップの下方に設けられる
ことを特徴する。

【００１４】このように構成することで、ベアリングキ
ャップのクランク軸方向の振れ挙動をより効果的に抑制
することができる。

【００１５】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
は、溝部は、底面が円形状のカッタ径で形成されること
を特徴とする。

【００１６】このように構成することで、溝部の加工の
際には、バルクヘッドを円形状のカッタ加工することに
より溝部を形成することができ、バルクヘッドの加工を
簡略化することができる。

【００１７】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
は、嵌合部は、ツバ部の端面と溝部の底面との間にクサ
ビ状の隙間を形成することを特徴とする。

【００１８】このように構成することで、ベアリングキ
ャップをシリンダブロックのバルクヘッドから取り外す
場合には、嵌合部のクサビ状の隙間にドライバ等の工具
を差込んで抉ることにより、ベアリングキャップをバル
クヘッドから簡単に取り外すことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図４に基づいて説明する。まず、本実施の形態における
シリンダブロックの軸受構造の概略について説明する。
本実施の形態におけるシリンダブロックの軸受構造とし
ての軸受部１は、図１に示すように、バルクヘッド２に
形成されたベアリングキャップ取付部３に、ベアリング
キャップ４をボルト５で固定することで、バルクヘッド
２の略中央に形成されたベアリング保持部６ａとベアリ
ングキャップ４の上部端面に形成されたベアリング保持
部６ｂとで略円形状の軸受孔７を形成して、図示しない
クランクシャフトのジャーナルを軸支する構造になって
いる。また、軸受部１は、バルクヘッド２をベアリング
キャップ側部８まで延出させたバルクヘッド延出部９
と、ベアリングキャップ側部８との間に嵌合部１０を設
け、該嵌合部１０によりエンジン作動時におけるベアリ
ングキャップ４のクランク軸方向の振れ挙動（図６参
照）を規制して、エンジンの振動および騒音を低減する
構造になっている。

【００２０】次に、軸受構造を構成する各要素について
詳細に説明する。まず、ベアリングキャップ取付部３に
ついて説明する。ベアリングキャップ取付部３は、図１
および図３に示すように、バルクヘッド２に形成された
ベアリング保持部６ａの端面に連続した面で形成された
バルクヘッド２の端面に、ベアリングキャップ４が固定
される取付面１１と、ベアリングキャップ側部８の端面
１２ｂが嵌合される端面１２ａと、端面１２ａと段差を
有して形成されて嵌合部１０としての溝部１３が形成さ
れる端面１４ａとを設けることで形成されており、取付
面１１にはベアリングキャップ４を締結するボルト５が
螺合されるねじ部１５が形成されている。また、溝部１
３は、図４に示すように、バルクヘッド２に対向して形
成された端面１４ａのそれぞれに、半径がＲで所定の刃
厚を有した円板状のカッタ１６により、底面１７の半径
がＲで形成されると共に幅がＷａ（図２のｂ参照）で形
成されており、対向する端面１４ａに形成された溝部１
３のそれぞれの底面１７が半径がＲの同一円周上に位置
するように形成されている。

【００２１】次に、ベアリングキャップ４について説明
する。ベアリングキャップ４には、図１および図３に示
すように、バルクヘッド２に形成されたベアリング保持
部６ａと共に軸受部１を形成して図示しないベアリング
を保持するベアリング保持部６ｂと、ベアリングキャッ
プ４をベアリングキャップ取付部３に締結させるボルト
５を挿通するボルト挿通孔１８と、ベアリングキャップ
側部８下方の端面１４ｂに形成されると共に端面１９に
傾斜を有して形成されて、バルクヘッド延出部９の溝部
１３に嵌合される嵌合部１０としてのツバ部２０とが形
成されている。なお、図３に示すように、バルクヘッド
延出部９の対向する端面１２ａ間の間隔Ｄａと、ベアリ
ングキャップ側部８の上方に形成された端面１２ｂ間の
間隔Ｄｂとは、所定の嵌合い公差となるよう該寸法が設
定されている。

【００２２】次に、嵌合部１０について説明する。嵌合
部１０は、図２に示すように、バルクヘッド延出部９の
端面１４ａに形成された溝部１３に、ベアリングキャッ
プ側部８の端面１４ｂに形成されたツバ部２０を嵌合す
ることで形成されており、溝部１３とツバ部２０との幅
寸法は、互いに所定の嵌合い公差で形成されることで、
圧入嵌めとなるように設定されている。また、嵌合部１
０には、図１に示すように、溝部１３の底面１７とツバ
部２０の端面１９との間にクサビ状の隙間２２が形成さ
れると共に、バルクヘッド延出部９の端面１４ａとベア
リングキャップ側部８の端面１４ｂとの間に所定の間隔
を有した隙間２３が形成されている。

【００２３】このような構成において、本実施の形態の
シリンダブロックの軸受構造における作用について説明
する。まず、ベアリングキャップ４をベアリングキャッ
プ取付部３に取付ける場合には、ベアリングキャップ取
付部３に対向して形成された端面１２ａの間（図３のＤ
ａ）にベアリングキャップ側部８の端面１２ｂ（図３の
Ｄｂ）を嵌合させると共に、ベアリングキャップ取付部
３の端面１４ａに形成された嵌合部１０としての溝部１
３にベアリングキャップ側部８の下方に形成されたツバ
部２０を嵌合して、ボルト５をベアリングキャップ４の
ボルト挿通孔１８に挿通してバルクヘッド２の取付面１
１に形成されたねじ部１５に螺合して締結させることに
より、ベアリングキャップ４がベアリングキャップ取付
部３に装着されて、軸受部１が構成される。

【００２４】このようにして形成された軸受部１では、
嵌合部１０がベアリングキャップ４のクランク軸方向の
動きを規制することで、エンジンのクランク軸方向の振
れ挙動（図６参照）が規制されるので、エンジンの振動
および騒音を効果的に低減させることができる。

【００２５】また、ツバ部２０の端面１９と溝部１３の
底面１７との間に隙間２２を設けると共にバルクヘッド
延出部９の端面１４ａとベアリングキャップ側部８の端
面１４ｂとの間に所定間隔の隙間２３を設けて嵌合部１
０を形成したので、バルクヘッド２（シリンダブロッ
ク）をアルミ材で形成して、ベアリングキャップ４を鉄
系素材で形成した場合には、軸受部１が高温に曝される
ことで熱膨張率のより大きなアルミ材で形成されたバル
クヘッド２が鉄系素材で形成されたベアリングキャップ
４よりも大きく膨張することになるが、隙間２２と隙間
２３とが両材の熱膨張量の差を吸収して軸受孔の変形
（図９参照）を防止することができ、これにより軸受孔
とクランク軸とのクリアランスを小さく設定すること
で、エンジンの振動および騒音を低減させることができ
る。

【００２６】また、バルクヘッド延出部９に溝部１３を
加工する場合には、図４に示すように、溝部１３の底面
１７をカッタ径で形成したと共に、バルクヘッド２の対
向する端面１４ａに一対で形成した溝部１３の底面１７
をカッタ径の同一の円周上に位置するよう形成したの
で、図４に示すように、カッタ１６の一度の加工で一対
の溝部１３が形成されて、溝部１３の加工を容易にする
ことができる。さらに、ベアリングキャップ４の製造の
際には、ツバ部２０をベアリングキャップ側部８から延
出するよう形成したので、ベアリングキャップ４を所定
の成形型を用いて焼結材で成形することで、ベアリング
キャップ側部８にツバ部２０を機械加工しないで形成さ
せることができ、ベアリングキャップ４の加工を簡略化
することができる。

【００２７】また、エンジンを分解する場合には、ベア
リングキャップ４を固定しているボルト５を取り外し、
嵌合部１０に形成されたクサビ状の隙間２２にドライバ
等の工具を差込んで抉ることにより、ベアリングキャッ
プ４をバルクヘッド２から容易に取外すことができる。

【００２８】したがって、本実施の形態のシリンダブロ
ックの軸受構造は、嵌合部１０を設けたことにより、サ
イドボルト（図７参照）でベアリングキャップ４を固定
するようなことなく、簡単な構成で軸受部１を形成する
ことができると共に、軸受部１の加工および組立てを容
易にすることができ、特に、エンジンを分解した後で再
度組立てる際には、嵌合部１０によりベアリングキャッ
プ４がクランク軸方向に位置決めされ、ベアリングキャ
ップ４の位置を容易に再現させることができる。また、
ベアリングキャップ側部８がバルクヘッド２に固定され
ていないので、バルクヘッド２をアルミ材で形成して、
ベアリングキャップ４を鉄系素材で形成した場合におい
ても、両材の熱膨張量の相違により軸受孔７が変形して
クランク軸の振動が増幅されてしまうようなことがな
く、エンジンの振動および騒音を低減することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明のうち請求項１に記載の発明によ
れば、バルクヘッド延出部とベアリングキャップとの間
に嵌合部を設けたので、嵌合部によりベアリングキャッ
プのクランク軸方向の振れ挙動を規制することができ
る。また、ベアリングキャップをバルクヘッドに取付け
る際には、嵌合部によりベアリングキャップをクランク
軸方向に位置決めさせることができ、特に、エンジンを
分解して再度組立てる際には、ベアリングキャップの位
置を容易に再現することができる。

【００３０】また、本発明のうち請求項２に記載の発明
によれば、ベアリングキャップにツバ部を形成すること
により、ベアリングキャップを成形型の型割方向が上下
方向の鉄系焼結材で形成することができるので、ツバ部
の幅寸法の精度を粗材で得ることができ、ツバ部の幅方
向の機械加工を容易にすることができる。また、嵌合部
のツバ部の端面と溝部の底面との間に所定間隔の隙間を
形成したので、バルクヘッド２をアルミ材で形成した場
合においても、両材の熱膨張量の相違により軸受孔７が
変形されてしまうようなことがなく、これにより、軸受
孔とクランク軸とのクリアランスを小さく設定すること
で、クランク軸の振動が規制されてエンジンの振動およ
び騒音を低減することができる。

【００３１】また、本発明のうち請求項３に記載の発明
によれば、ツバ部をベアリングキャップ側部の下方に設
けたので、より効果的にベアリングキャップのクランク
軸方向の振れ挙動を規制することができ、エンジンの振
動および騒音を低減することができる。

【００３２】また、本発明のうち請求項４に記載の発明
によれば、溝部の底面を円形状のカッタ径で形成したの
で、バルクヘッドの一度の加工で一対の溝部を形成する
ことができ、バルクヘッドの加工を簡略化することがで
きる。

【００３３】また、本発明のうち請求項５に記載の発明
によれば、嵌合部のツバ部の端面と溝部の底面との間に
クサビ状の隙間を設けたので、ベアリングキャップをバ
ルクヘッドから取り外す際には、クサビ状の隙間にドラ
イバ等の工具を差込んで抉ることにより、ベアリングキ
ャップをバルクへッドから簡単に取り外すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の軸受構造を示す説明図である。

【図２】本実施の形態の軸受構造を下面から見た図
（ａ）および該一部を拡大した図（ｂ）である。

【図３】本実施の形態の軸受構造を示す分解斜視図であ
る。

【図４】本実施の形態の軸受構造の嵌合部としての溝部
を加工するカッタを示した図である。

【図５】従来の軸受構造を示す説明図である。

【図６】従来の軸受構造における、ベアリングキャップ
のクランク軸方向の振れ挙動を示す図である。

【図７】従来のサイドボルトを用いた軸受構造を示す説
明図である。

【図８】従来のサイドボルトを用いた軸受構造を下面か
ら見た図である。

【図９】従来のサイドボルトを用いた軸受構造におい
て、バルクヘッドとベアリングキャップとで異種の材料
を用いた場合に、熱膨張により軸受孔が変形された状態
を示す図である。

【符号の説明】

１ 軸受部 ２ バルクヘッド ４ ベアリングキャップ ５ ボルト ６ａ ベアリング保持部（バルクヘッド側） ８ ベアリングキャップ側部 ９ バルクヘッド延出部 １０ 嵌合部 １３ 溝部 １４ａ 端面（バルクヘッド延出部） １６ カッタ １７ 底面（溝部） ２０ ツバ部 ２２ 隙間（クサビ状）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 17/02 Ｆ１６Ｃ 17/02 Ｚ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックのバルクヘッドの中央
   に凹部を形成してベアリング保持部を設け、前記ベアリ
   ング保持部にベアリングキャップを複数のボルトにより
   取付け、前記ベアリング保持部とベアリングキャップと
   からなる軸受部により、クランク軸のジャーナルを回転
   自在に支持する内燃機関のシリンダブロックの軸受構造
   において、 前記バルクヘッドをベアリングキャップ側方まで延出さ
   せてバルクヘッド延出部を形成し、前記バルクヘッド延
   出部と該バルクヘッド延出部に対向するベアリングキャ
   ップ側部との間に、ベアリングキャップのクランク軸方
   向の動きを規制する嵌合部を設けることを特徴とするシ
   リンダブロックの軸受構造。
2. 【請求項２】 前記嵌合部は、前記バルクヘッド延出部
   の端面に設けられた溝部と、前記ベアリングキャップ側
   部に設けられたツバ部とからなり、前記ツバ部の端面と
   前記溝部の底面との間に所定間隔の隙間を形成すること
   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。
3. 【請求項３】 前記ツバ部は、前記ベアリングキャップ
   の下方に設けられることを特徴する請求項１又は２に記
   載のシリンダブロックの軸受構造。
4. 【請求項４】 前記溝部は、底面が円形状のカッタ径で
   形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれ
   かに記載のシリンダブロックの軸受構造。
5. 【請求項５】 前記嵌合部は、前記ツバ部の端面と前記
   溝部の底面との間にクサビ状の隙間を形成することを特
   徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のシリンダ
   ブロックの軸受構造。