JP2007333170A - メインベアリング取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】小形コンパクトな構造で格別な部品を不要として、クランク軸側からの荷重を高剛性の支持構造で以って支持可能として、エンジンの低騒音化、低振動化に大きく寄与し得るエンジンのメインベアリング取付構造を提供する。
【解決手段】メインベアリングを、クランクケース下部のベアリング支持面とクランクケースの下部に締着されるベアリングキャップのベアリング支持面とにより支持するように構成されたメインベアリング取付構造において、前記ベアリングキャップの両側部を前記クランクケースの内側部に嵌合し、該嵌合部に凹部と凸部とを係合してなる係合部を形成したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンのメインベアリングを、クランクケース下部のベアリング支持面とクランクケースの下部に締着されるベアリングキャップのベアリング支持面とにより支持するように構成されたメインベアリング取付構造に関する。

図６は、従来の中、小型エンジンのメインベアリング取付構造の一例を示すクランク軸心に直角な断面図である。図において、１はクランクケース、５はクランク軸、２は該クランク軸５を支持するメインベアリング、３はベアリングキャップである。前記メインベアリング２は２つ割に形成され、上半分が前記クランクケース１の半円状のベアリング支持面１ｂに嵌合され、下半分が前記ベアリングキャップ３の半円状のベアリング支持面３ａに嵌合され、前記ベアリングキャップ３を複数のボルト７でクランクケース１のキャップ取付面１ｃに締め付けることにより、前記２つのベアリング支持面１ｂ及び３ａに固定されている。４は前記クランクケース１の下面に複数のボルト４ａにより流体密に固定されたオイルパンである。

また、特許文献１（特開２０００−１０４７２６号公報）に開示されているエンジンのメインベアリング取付構造においては、クランクケースの下面間にラダー板を架設して、両端部をオイルパンのフランジと複数のボルトの共締めにて該クランクケースの下面に固定し、該ラダー板の中央上面にベアリングキャップを載置して、複数のボルトによって該ラダー板とベアリングキャップとを共締めにてクランクケースの下面に固定することにより、ベアリングキャップの支持剛性を高め、クランクケース側からの起振力に対するベアリングキャップ取付部の耐振動性を高めている。

特開２０００−１０４７２６号公報

エンジン、特にエンジン音や振動が他のエンジンよりも大きいディーゼルエンジンにおいては、低騒音化が大きな課題となっている。かかるディーゼルエンジンの最大部品であるクランクケースは、筒内爆発圧力によりメインベアリングを叩くいわゆるベアリングインパクト、ピストンのねじれによりシリンダブロック（クランクケース）を叩くいわゆるピストンスラップ等の起振源を有するため、該クランクケースの低騒音化、低振動化がエンジン全体の低騒音化、低振動化に大きく寄与する。

図６及び前記特許文献に示されるような、メインベアリングを、クランクケース下部のベアリング支持面とクランクケースの下部に締着されるベアリングキャップのベアリング支持面とにより支持するように構成されたメインベアリング取付構造を有するエンジンにあっては、クランク軸からのラジアル荷重や軸方向荷重が直接ベアリングキャップに作用するため、ベアリングキャップの支持剛性を、振動を伴う前記ラジアル荷重や軸方向荷重に十分に耐え得るよう高剛性とすることが要求される。

然るに、図６に示される従来技術にあっては、ベアリングキャップ３をクランクケース１下部のベアリングキャップ収納凹部１０内に設置して、下側から複数のボルト７で該ベアリングキャップ３をクランクケース１のキャップ取付面１ｃに締め付けることによりメインベアリング２を固定する構造であるため、ベアリングキャップ３の側面３ｓとクランクケース１の内側面１ａとの間に隙間が形成されることとなって、クランク軸５からのラジアル荷重や軸方向荷重を直接受けるベアリングキャップ３がクランクケース１と複数の取付用のボルトを介してのみクランクケース１と連結された荷重支持形態となり、前記ラジアル荷重や軸方向荷重に対する支持剛性が低く、クランク軸側からの振動及び騒音の抑制効果が十分でなく、エンジン全体の低騒音化、低振動化は実現困難となる。

また、前記特許文献１の技術にあっては、クランクケースの下面間に架設したラダー板の中央上面にベアリングキャップを載置して、複数のボルトによって該ラダー板とベアリングキャップとを共締めにてクランクケースの下面に固定する構造であり、ベアリングキャップとラダー板とを組み合わせることによって、前記ラジアル荷重や軸方向荷重に対して十分に大きな支持剛性が得られるものの、クランクケースの下面間に長尺のラダー板を架設してベアリングキャップを固定する構造であるため、装置が大がかりとなる上、ラダー板及びこれの取付用部材という格別な部品を必要とし部品点数も多くなる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、小形コンパクトな構造で格別な部品を不要として、クランク軸側からの荷重を高剛性の支持構造で以って支持可能として、エンジンの低騒音化、低振動化に大きく寄与し得るエンジンのメインベアリング取付構造を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、メインベアリングを、クランクケース下部のベアリング支持面とクランクケースの下部に締着されるベアリングキャップのベアリング支持面とにより支持するように構成されたメインベアリング取付構造において、前記ベアリングキャップの両側部を前記クランクケースの内側部に嵌合し、該嵌合部に凹部と凸部とを係合してなる係合部を形成したことを特徴とする（請求項１）。

かかる発明において、具体的には次のように構成するのが好ましい。
（１）前記係合部は、前記ベアリングキャップの両側部及び前記クランクケースの内側部のいずれか一方に前記凹部を他方に前記凸部をそれぞれ形成し、該凹部及び凸部に前記ベアリングキャップ側とクランクケース側との間の相対軸方向力の支持面を形成する（請求項２）。
（２）前記凹部と凸部とは、クランク軸心に直角な係合当接面を有する平面形状が４角形状に形成される（請求項３）。
（３）前記ベアリングキャップに形成される前記凹部あるいは凸部のクランク軸心方向における幅（Ｂ）と前記クランクケースのメインベアリング支持ボスのクランク軸心方向における幅（Ｂ０）との比Ｂ／Ｂ０を１／３以下（Ｂ／Ｂ０≦１／３）に構成する（請求項４）。

かかる発明によれば、ベアリングキャップの両側部をクランクケースの内側部に嵌合し、該嵌合部に凹部と凸部とを係合してなる係合部を形成し、具体的にはベアリングキャップの両側部及びクランクケースの内側部のいずれか一方に凹部を他方に凸部をそれぞれ形成（請求項２）したので、クランク軸側からの軸方向荷重を前記凹部と凸部との係合部で受け持つことができて、図６に示すような従来技術に比べて軸方向荷重に対する支持剛性が増大し、これによりクランク軸側からの主として軸方向起振力に対して高剛性の支持構造となって、クランク軸側からの振動及び騒音を抑制できて、エンジン全体の低騒音化、低振動化に繋げることが可能となる。

また、ベアリングキャップの両側部をクランクケースの内側部に嵌合し、該嵌合部に凹部と凸部とを係合して係合部を形成するので、ベアリングキャップの両側部と該ベアリングキャップの両側部に対向するクランクケースの内側部に凹部と凸部とを機械加工により追設するのみでよく、前記特許文献１のようにベアリングキャップ支持部の剛性を向上させるためにクランクケースの下面間に架設するラダー板及びこれの取付用部材のような格別な部品を設置するのが不要となって、部品点数を増加することなく前記のような振動及び騒音の抑制効果が得られる。

また、ベアリングキャップ及びクランクケースが鉄系材料（たとえばベアリングキャップが鋼材、クランクケースが鋳鉄材等）の場合には、前記凹部あるいは凸部のクランク軸心方向における幅（Ｂ）とクランクケースのメインベアリング支持ボスのクランク軸心方向における幅（Ｂ０）との比Ｂ／Ｂ０を１／３とすることにより（請求項４）、クランク軸側からの軸方向荷重に対する、ベアリングキャップ側の一つの受圧面積及びクランクケース側の二つの受圧面積が、メインベアリング支持ボスの幅（Ｂ０）の１／３ずつとなって、クランク軸側からの軸方向荷重をベアリングキャップ側及びクランクケース側で均等に受け持つことができる。
また、ベアリングキャップが鉄系材料でクランクケースがアルミニウム系材料の場合には、前記Ｂ／Ｂ０＜１／３として鉄系材料よりも低強度のアルミニウム系材料からなるクランクケース側の幅を大きく取ることによって、クランク軸側からの軸方向荷重のベアリングキャップ側及びクランクケース側の支持剛性を均等にすることができる。

また本発明は、前記凹部と凸部とは、クランク軸心に対して傾斜した係合当接面を有する平面形状が台形状に形成されてなり、前記係合当接面が前記ベアリングキャップ側とクランクケース側との間の相対軸方向力及び相対軸直角方向力の双方の支持面を構成したことを特徴とする（請求項５）。
かかる発明によれば、ベアリングキャップ側及びクランクケース側に形成される凹部と凸部との係合部を、クランク軸心に対して傾斜した係合当接面を有する平面形状が台形状に形成された係合部とすることにより、傾斜した係合当接面によりクランク軸側からの軸方向荷重に加えて半径方向荷重を受圧することができて、方向起振力及び半径方向起振力の双方について高剛性の支持構造となって、クランク軸側からの軸方向、半径方向振動及び騒音の抑制効果を発揮できる。

また本発明は、前記凹部及び凸部の係合面に、前記ベアリングキャップ側及びクランクケース側の振動を減衰せしめる振動吸収材を固着したしたことを特徴とする（請求項６）。
かかる発明によれば、凹部及び凸部の係合面に固着した振動吸収材によって高周波振動及び騒音を吸収し、低減することが可能となる。

本発明によれば、ベアリングキャップの両側部とクランクケースの内側部との嵌合部に凹部と凸部とを係合してなる係合部を形成したので、クランク軸側からの軸方向荷重を前記凹部と凸部との係合部で受け持つことができて、軸方向荷重に対する支持剛性が増大し、クランク軸側からの主として軸方向起振力に対して高剛性の支持構造となって、クランク軸側からの振動及び騒音を抑制でき、エンジン全体の低騒音化、低振動化に繋げることが可能となる。
また、ベアリングキャップの両側部とクランクケースの内側部に凹部と凸部とを機械加工により追設するのみで、格別な部品を設置するのを不要として、部品点数を増加することなく、前記のような振動及び騒音の抑制効果が得られる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１本発明の第１実施例に係る中、小型ディーゼルエンジンのメインベアリング取付構造の一例を示すクランク軸心に直角な断面図、図２は前記第１実施例における図１のＡ−Ａ線断面図である。
図１〜２において、１はクランクケース、５はクランク軸、２は該クランク軸５を支持するメインベアリング、３はベアリングキャップである。前記メインベアリング２は２つ割に形成され、上半分が前記クランクケース１の半円状のベアリング支持面１ｂに嵌合され、下半分が前記ベアリングキャップ３の半円状のベアリング支持面３ａに嵌合され、前記ベアリングキャップ３を複数のボルト７でクランクケース１のキャップ取付面１ｃに締め付けることにより、前記２つのベアリング支持面１ｂ及び３ａに固定されている。
４は前記クランクケース１の下面に複数のボルト４ａにより流体密に固定されたオイルパンである。

前記ベアリングキャップ３の両側部であるキャップ側部３ｂは、前記クランクケース１の内側部であるクランクケース内側部１ｄに嵌合面１３にて嵌合されている。１２は前記ベアリングキャップ３のキャップ側部３ｂから突設された係合凸部、１１は前記クランクケース内側部１ｄに陥設された係合凹部で、前記係合凹部１１内に前記係合凸部１２を係合してクランク軸５の軸方向に相対移動不能な係合部を形成している。
図２のように、前記係合凹部１１と係合凹部１１とは平面形状が４角形状に形成され、両者のクランク軸心６に直角な係合当接面に前記ベアリングキャップ３側とクランクケース１側との間の相対軸方向力の支持面を形成している。
尚、前記係合凸部１２の先端面と１４は係合凹部１１の底面との間には隙間１４を形成して、前記嵌合面１３でクランク軸心６に直角方向の位置決めをするようになっている。

そして、かかる第１実施例においては、図２のように、前記ベアリングキャップ３に形成される係合凸部１２のクランク軸心６方向における幅Ｂと、前記クランクケース１のメインベアリング支持ボス１ａのクランク軸心６方向における幅Ｂ０との比Ｂ／Ｂ０は、１／３以下（Ｂ／Ｂ０≦１／３）に構成される。

図３は本発明の第２実施例を示す図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）である。
この第２実施例においては、前記第１実施例とは反対に、クランクケース内側部１ｄから係合凸部１５を突設し、ベアリングキャップ３のキャップ側部３ｂに係合凹部１４を陥設し、前記係合凹部１４内に前記係合凸部１５を係合してクランク軸心６方向に相対移動不能な係合部を形成している。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる第１、第２実施例によれば、ベアリングキャップ３の両側部をクランクケース１の内側部に嵌合し、該嵌合部に係合凹部１１，１４と係合凸部１２，１５とを係合してなる係合部を形成したので、クランク軸５側からのクランク軸方向荷重を前記係合凹部１１，１４と係合凸部１２，１５との係合部で受け持つことができて、図６に示すような従来技術に比べて軸方向荷重に対する支持剛性が増大し、これによりクランク軸側からの主としてクランク軸方向起振力に対して高剛性の支持構造となる。
これにより、クランク軸５側からの振動及び騒音を抑制できて、エンジン全体の低騒音化、低振動化に繋げることが可能となる。

また、かかる第１、第２実施例によれば、ベアリングキャップ３の両側部と該ベアリングキャップ３の両側部に対向するクランクケース１の内側部に係合凹部１１，１４と係合凸部１２，１５とを機械加工により追設するのみでよく、前記特許文献１のようにベアリングキャップ支持部の剛性を向上させるためにクランクケースの下面間に架設するラダー板及びこれの取付用部材のような格別な部品を設置するのが不要となり、これにより、部品点数を増加することなく前記のような振動及び騒音の抑制効果が得られる。

また、ベアリングキャップ３及びクランクケース１が鉄系材料（たとえばベアリングキャップが鋼材、クランクケースが鋳鉄材等）の場合には、前記係合凹部１１，１４あるいは係合凸部１２，１５のクランク軸心６方向における幅Ｂとクランクケース１のメインベアリング支持ボス１ａのクランク軸心６方向における幅Ｂ０との比Ｂ／Ｂ０を１／３とすることにより、クランク軸５側からのクランク軸方向荷重に対する、ベアリングキャップ３側の一つの受圧面積及びクランクケース１側の二つの受圧面積が、メインベアリング支持ボス１ａの幅Ｂ０の１／３ずつとなって、クランク軸５側からのクランク軸方向荷重をベアリングキャップ３側及びクランクケース１側で均等に受け持つことができる。
一方、前記ベアリングキャップ３が鉄系材料でクランクケース１がアルミニウム系材料の場合には、前記Ｂ／Ｂ０＜１／３として鉄系材料よりも低強度のアルミニウム系材料からなるクランクケース１側の幅を大きく取ることによって、クランク軸５側からのクランク軸方向荷重のベアリングキャップ３側及びクランクケース１側の支持剛性を均等にすることができる。

図４は本発明の第３実施例を示し、（Ａ）は図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）、（Ｂ）は（Ａ）におけるＺ部拡大図である。
かかる第３実施例においては、クランクケース１に形成された係合凹部２０とベアリングキャップ３に形成された係合凸部２１とは、クランク軸心６に対して角度θ傾斜した（θ＝６０°±１０°程度が好適）係合当接面を有する平面形状が台形状に形成されて、クランク軸心６方向に相対移動不能な係合部を形成している。
そして、前記係合凸部２１の最大幅Ｂ２とメインベアリング支持ボス１ａのクランク軸心６方向における幅Ｂ０との比Ｂ２／Ｂ０を、Ｂ２／Ｂ０≦１／３、好ましくはＢ２／Ｂ０＝１／３程度に形成する。
その他の構成は前記第１実施例と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる第３実施例によれば、ベアリングキャップ３側及びクランクケース１側に形成される係合凸部２１と係合凹部２０との係合部を、クランク軸心６に対して角度θで傾斜した係合当接面を有する平面形状が台形状に形成された係合部とすることにより、傾斜した係合当接面によりクランク軸５側からの軸方向荷重に加えて半径方向荷重を受圧することができて、方向起振力及び半径方向起振力の双方について高剛性の支持構造となって、クランク軸５側からの軸方向、半径方向振動及び騒音の抑制効果を発揮できる。
尚、かかる第３実施例とは逆に、クランクケース１側に係合凸部を、ベアリングキャップ３側に係合凹部を形成して両者を係合してもよい。

図５本発明の第４実施例を示し、（Ａ）は図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）、（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）におけるＹ部拡大図である。
かかる第３実施例においては、クランクケース１に形成された係合凹部１１とベアリングキャップ３に形成された係合凸部１２との係合面に、シリコン材、ゴムシール材、液体ガスケット等の振動吸収材２５を固着している。
振動吸収材２５は、前記係合凹部１１とベアリングキャップ３に形成された係合凸部１２との係合面は、図５（Ｂ）に示される前記第１，２実施例のような係合凹部１１と係合凸部１２との係合面、図５（Ｃ）に示される前記第３実施例のような係合凹部２０と係合凸部２１との係合面のいずれに固着してもよい。
その他の構成は前記第１，２，３実施例と同様であり、これらと同一の部材は同一の符号で示す。
かかる第４実施例によれば、係合凹部１１と係合凸部１２との係合面に固着した振動吸収材２５によって高周波振動及び騒音を吸収し、低減することが可能となる。

本発明によれば、小形コンパクトな構造で格別な部品を不要として、クランク軸側からの荷重を高剛性の支持構造で以って支持可能として、エンジンの低騒音化、低振動化に大きく寄与し得るエンジンのメインベアリング取付構造を提供できる。

本発明の第１実施例に係る中、小型ディーゼルエンジンのメインベアリング取付構造の一例を示すクランク軸心に直角な断面図である。 前記第１実施例における図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２実施例を示す図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）である。 本発明の第３実施例を示し、（Ａ）は図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）、（Ｂ）は（Ａ）におけるＺ部拡大図である。 本発明の第４実施例を示し、（Ａ）は図２対応図（図１のＡ−Ａ線断面図に相当する図）、（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）におけるＹ部拡大図である。 従来の中、小型エンジンのメインベアリング取付構造の一例を示すクランク軸心に直角な断面図である。

符号の説明

１ クランクケース
１ａ メインベアリング支持ボス
１ｂ ベアリング支持面
１ｃ キャップ取付面
１ｄ クランクケース内側部
２ メインベアリング
３ ベアリングキャップ
３ａ ベアリング支持面
３ｂ キャップ側部
４ オイルパン
５ クランク軸
６ クランク軸心
７ ボルト
１１，１４，２０ 係合凹部
１２，１５，２１ 係合凸部
１３ 嵌合面
２５ 振動吸収材

Claims (6)

1. メインベアリングを、クランクケース下部のベアリング支持面とクランクケースの下部に締着されるベアリングキャップのベアリング支持面とにより支持するように構成されたメインベアリング取付構造において、前記ベアリングキャップの両側部を前記クランクケースの内側部に嵌合し、該嵌合部に凹部と凸部とを係合してなる係合部を形成したことを特徴とするメインベアリング取付構造。
2. 前記係合部は、前記ベアリングキャップの両側部及び前記クランクケースの内側部のいずれか一方に前記凹部を他方に前記凸部をそれぞれ形成し、該凹部及び凸部に前記ベアリングキャップ側とクランクケース側との間の相対軸方向力の支持面を形成したことを特徴とする請求項１記載のメインベアリング取付構造。
3. 前記凹部と凸部とは、クランク軸心に直角な係合当接面を有する平面形状が４角形状に形成されたことを特徴とする請求項２記載のメインベアリング取付構造。
4. 前記ベアリングキャップに形成される前記凹部あるいは凸部のクランク軸心方向における幅（Ｂ）と前記クランクケースのメインベアリング支持ボスのクランク軸心方向における幅（Ｂ０）との比Ｂ／Ｂ０を１／３以下（Ｂ／Ｂ０≦１／３）に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のメインベアリング取付構造。
5. 前記凹部と凸部とは、クランク軸心に対して傾斜した係合当接面を有する平面形状が台形状に形成されてなり、前記係合当接面が前記ベアリングキャップ側とクランクケース側との間の相対軸方向力及び相対軸直角方向力の双方の支持面を構成したことを特徴とする請求項１記載のメインベアリング取付構造。
6. 前記凹部及び凸部の係合面に、前記ベアリングキャップ側及びクランクケース側の振動を減衰せしめる振動吸収材を固着したしたことを特徴とする請求項１記載のメインベアリング取付構造。
   

Images