JP2003041302A - ベアリングキャップの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関に用いられるベアリングキャップ
を、寸法精度良く、製造能率の良い粉末冶金法で製造し
提供する。 【解決手段】 シリンダブロックの矩形凹部の側壁と嵌
合する予定面に複数の凸条を備えたベアリングキャップ
の圧粉体を製作後焼結し、その焼結体をサイジングする
際に、複数の凸条の稜線をポジティブサイジングする。
また、この際に、複数個の焼結体を同時にサイジングを
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に用い
られるベアリングキャップを粉末冶金法によって製造す
る方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ベアリングキャップは、内燃機関のクラ
ンクシャフトを回転自在に軸支する軸受を保持する部材
で、鋳鉄、鉄系焼結合金、あるいはアルミニウム合金で
作られ、外観はおおよそアーチ形状をしており、シリン
ダブロックにボルトで締め付け固定して用いられる。図
５は、自動車エンジンのベアリングキャップの取付け状
態を示す側面図である。シリンダブロック１には、ベア
リングキャップ３を位置決めし収納する矩形状の凹部、
及び軸受２を収納する半円状の凹部が形成されている。
ベアリングキャップ３は、軸受４を収納する半円状の凹
部が形成され、外形がアーチ状であり、シリンダブロッ
ク１の矩形凹部の嵌合部９、９で位置決めされ、ボルト
５、５で固定される。シリンダブロック１とベアリング
キャップ３の各半円弧で形成される内周は、ボルト締め
した状態で所定の寸法精度に切削加工され、軸受２、４
が装着されて、クランクシャフト８を軸支するようにな
っている。ベアリングキャップ３の大きさは、内燃機関
の大きさによって異なるが、自動車用エンジンでは、軸
受４を収納する半円凹部の内径が５０〜６０ｍｍ程度、
幅が１００〜１２０ｍｍ程度、厚さが２０ｍｍ程度であ
る。

【０００３】ベアリングキャップ３を粉末冶金法で製作
する場合は、圧粉成形、焼結を経てサイジングあるいは
切削加工が施される。ベアリングキャップ３の圧粉成形
は、図５に示す上下方向から圧縮する方法、およびその
直角方向から圧縮する方法がある。前者の方が、加圧さ
れる面積が少ないのでプレス機械の容量が小さくて済
み、ボルト孔を成形金型で形成できるので、一般的であ
る。ベアリングキャップ３は、シリンダブロック１の切
削加工された矩形凹部に寸法精度よく嵌合固定する必要
があり、ベアリングキャップ３の少なくとも嵌合部９の
寸法精度、あるいは幅寸法Ａ（図５）を所定の精度にす
るため、焼結体をサイジングしたり、切削加工する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】焼結ベアリングキャッ
プ３の幅寸法の精度を向上させる場合、切削加工は能率
が劣り、割高である。サイジングによれば能率はよい
が、ベアリングキャップ３が比較的大きいから、圧力容
量が大きいプレス機械を用いなければならないという課
題がある。この発明は、寸法精度がよく、製造能率がよ
い方法で作ることができる焼結ベアリングキャップを提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的のために、本発
明においては、シリンダブロックの矩形凹部の側壁と嵌
合する予定面に複数の凸条を備えたベアリングキャップ
の圧粉体を製作後焼結し、その焼結体をサイジングする
際に、複数の凸条の稜線をポジティブサイジングするこ
とを特徴とする。また、このサイジングの際に、複数個
の焼結体を同時に処理できることを特徴とする。すなわ
ち、複数の凸条を設けた焼結体をサイジングする際、サ
イジングされる部分が凸状の稜線であるから、少ない圧
力でサイジングすることができ、サイジングされた凸条
稜線面を金型で寸法精度良く仕上げることができる。ま
た、サイジングに必要な圧力が少なくて済むので、複数
個の焼結体を１サイクルのサイジングで行うことが可能
であり、より能率良く製造することができる。以下、図
を参照して実施の形態を説明する。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、略アーチ形状をしたベア
リングキャップ３の脚部方向から見た底面図である。脚
部のほぼ中央にボルト孔７、７があり、左右の側面には
複数の凸条６が形成されている。図１に示す凸条６は、
状態が分かり易いように誇張して示してあるが、高さは
あまり必要なく、通常０.２〜１ｍｍ程度である。この
ようなベアリングキャップ３の圧粉成形は、脚部及び半
円弧側を成形金型の下パンチ側として成形する金型構造
が好ましい。この場合、成形金型は、横断面が矩形で側
面に加圧方向に延びた複数の凹条が施されたダイと、ベ
アリングキャップ３のボルト孔７、７を造形するコアロ
ッド、ダイに嵌合しコアロッドを軸支して脚部端面を押
圧する外側下パンチ、半円弧部を造形する内側下パン
チ、及び上パンチとから構成される。なお、脚部端面を
形成する外側上パンチ、半円弧部を形成する内側上パン
チ、および複数の凹条を有する同様のダイなどを用いる
ことにより、同様のベアリングキャップを形成すること
もできる。図２に示す実施例は、前記の方向と垂直方向
から圧縮して圧粉成形を行ったものである。凸条６１は
嵌合部９附近及び他端側に形成されている。複数の凸条
６１は、圧縮方向に延びている。この場合、ボルト孔
７、７はサイジングした後にドリル加工により成形す
る。

【０００７】このような凸条６、６１は、種々の断面形
状のものを採用することができる。図３はベアリングキ
ャップ３の焼結体における凸条６の形状を説明するため
の部分断面図である。図３（ａ）は台形、図３（ｂ）は
半円状、図３（ｃ）は三角形状、図３（ｄ）は歯形形状
のものである。

【０００８】凸条６、６１をもつ焼結体は、金型内に圧
入してサイジングされる。図４は、図３（ａ）に示した
断面台形状の凸状６ａがある焼結体をサイジングしたベ
アリングキャップ３の部分断面図である。凸条６ｅは稜
線部が変形して高さが低くなっており、稜線面が平坦に
所定寸法に仕上げられている。また、図４（ｂ）は、凸
条６ｅが更に高さの低い状態までサイジングされており
（凸条６ｆ）、稜線面が平坦に所定寸法に仕上げられて
いる。サイジングされる焼結体の凸条面の面積は、従来
の凸条がない焼結体に比べて小さいため、凸条部のサイ
ジングは低い圧力で塑性変形することができる。図３
（ａ）の焼結体では、凸条稜線の表面は約７０％少ない
状態の形状をしている。

【０００９】焼結体は１個ずつサイジングしても差し支
えないが、サイジングする圧力が少なくてすむため、複
数個の焼結体を並列させて、サイジング金型に供給し、
一度にサイジングすることができる。サイジングは、焼
結体の凸条部をサイジング金型で押圧する形態のポジテ
ィブサイジングが適用される。ネガティブサイジング
は、焼結体の全体を加圧して変形させるために高い加圧
力を必要とし不利である。

【００１０】このようにして製造されるベアリングキャ
ップ３は、図５に示される幅寸法Ａがサイジング金型で
決定された凸条６ｅあるいは凸条６ｆによって精度よく
仕上がり、シリンダブロック１への位置決めを正確に行
うことができる。

【００１１】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明の製造
方法によれば、嵌合部の寸法精度がよい焼結ベアリング
キャップを低い圧力容量のプレス機械で能率良く製造す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】凸条を有するベアリングキャップの底面図であ
る。

【図２】別の実施例の凸条を有するベアリングキャップ
の外側面図である。

【図３】焼結体の凸条断面の各種形態を示す部分断面図
である。

【図４】サイジングされた凸条断面の各種形態を示す部
分断面図である。

【図５】ベアリングキャップの組立て状態を示す側面図
である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２、４ 軸受 ３ ベアリングキャップ ５ ボルト ６、６１、６ａ〜６ｆ 凸条 ７ ボルト孔 ８ クランクシャフト ９ 嵌合部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関のシリンダブロックの矩形凹部
   に嵌合してボルトで固定され、クランクシャフトを軸支
   するベアリングキャップにおいて、シリンダブロックの
   矩形凹部の側壁と嵌合する予定面に複数の凸条を備えた
   圧粉体を製作後焼結し、その焼結体の凸条をポジティブ
   サイジングすることを特徴とするベアリングキャップの
   製造方法。
2. 【請求項２】 複数個の焼結体を同時に金型キャビティ
   に挿入しサイジングする請求項１に記載のベアリングキ
   ャップの製造方法。