JP2008309164A - ベアリングキャップ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン全体の剛性を低減させず、かつベアリングキャップ全体を大型化させずに、エンジン全体の軽量化を可能にするベアリングキャップ構造を提供する。
【解決手段】ベアリングキャップ構造は、クランクシャフトを回転自在に支持する支持面部を有する複数のベアリングキャップ部と、ベアリングキャップ部をクランクシャフトの軸方向に互いに連結させるベアリングビーム部とからなり、支持面部の両側には、ボルト取付孔が貫通して穿孔され、ベアリングキャップ部の下側から、その支持面部のクランクシャフトの軸方向の幅内で肉抜き部が形成され、肉抜き部を挟んだ両側であってボルト取付孔の外側に、クランクシャフトの軸方向に延び、各ベアリングキャップ部を連結する一対の外周リブが形成され、外周リブの内側であってボルト取付孔の外側に、外周リブに沿って延び、各ベアリングキャップ部を連結するリブが形成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、自動車用エンジンにおいて、クランクシャフトを支持するベアリングキャップの構造に関するものである。

従来、自動車用エンジンにおけるベアリングキャップの構造には、エンジン全体の剛性を向上させるために、複数のベアリングキャップ部を、クランクシャフトの軸方向（前後方向）に延びるベアリングビーム部（連結壁部）により、互いに連結させた構造がある。
この構造は、ベアリングキャップ部が個々に独立した構造よりも、エンジン全体の剛性を著しく向上させるものであった。

ただし、従来のベアリングキャップ構造では、複数のベアリングキャップ部をベアリングビーム部で連結するため、エンジン全体の重量が大きくなってしまうという問題があった。この問題を解消するために、ベアリングキャップ部に肉抜き部を形成することが考えられ、このような技術としては、従来、ベアリングキャップ部の上部の幅よりその下部の幅を大きくして肉抜き部を形成するものが知られている（特許文献１参照）。

実開昭５９−１１４４３９号公報（図８）

しかしながら、前記した技術では、ベアリングキャップ部の上部の幅よりその下部の幅を大きくして肉抜き部を形成しているため、ベアリングキャップ全体が大型化して、その結果、重量が大きくなっていた。

そこで、本発明の課題は、エンジン全体の剛性を低減させず、かつベアリングキャップ全体を大型化させずに、エンジン全体の軽量化を可能にするベアリングキャップ構造を提供することにある。

本発明は、シリンダブロックの下側に固定され、かつクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する支持面部を有する複数のベアリングキャップ部と、これらのベアリングキャップ部をクランクシャフトの軸方向に互いに連結させるベアリングビーム部とからなるベアリングキャップ構造であって、前記ベアリングキャップ部の前記支持面部の両側には、前記ベアリングキャップ部を前記シリンダブロックに取り付けるためのボルト取付孔が貫通して穿孔され、前記ベアリングキャップ部の下側から、その支持面部のクランクシャフトの軸方向の幅内で肉抜き部が形成され、前記肉抜き部を挟んだ両側であって前記ボルト取付孔の外側に、前記クランクシャフトの軸方向に延び、前記各ベアリングキャップ部を連結する一対の外周リブが形成され、前記外周リブの内側であって前記ボルト取付孔の外側に、前記外周リブに沿って延び、前記各ベアリングキャップ部を連結するリブが形成されることを特徴とする。

また、本発明は、前記リブと前記外周リブが、複数のボルト取付部を介して連結されるのが好ましい。

また、本発明は、シリンダブロックの下側に固定され、かつクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する支持面部を有する複数のベアリングキャップ部と、これらのベアリングキャップ部をクランクシャフトの軸方向に互いに連結させるベアリングビーム部とからなるベアリングキャップ構造であって、前記ベアリングキャップ部の前記支持面部の両側には、前記ベアリングキャップ部を前記シリンダブロックに取り付けるためのボルト取付孔が貫通して穿孔され、前記ベアリングビーム部には円形のオイル落し穴が上下方向に貫通して穿設され、前記オイル落し穴の近傍であって前記ボルト取付孔の外側に、前記クランクシャフトの軸方向に延び、前記各ベアリングキャップ部を連結するリブが形成され、前記リブの外側に、前記リブに沿って延び、前記各ベアリングキャップ部を連結する外周リブが形成されることを特徴とする。

本発明によれば、エンジン全体の剛性を低減させず、かつベアリングキャップ全体を大型化させずに、エンジン全体の軽量化を可能にするベアリングキャップ構造を提供することができる。

〔参考例〕
以下、図面を参照して、参考例に係るベアリングキャップ構造の詳細について説明する。参照する図面において、図１は参考例に係るベアリングキャップが適用されるエンジンの斜視図、図２は図１に示したエンジンの分解斜視図である。

図１に示すように、エンジン１は、ＳＯＨＣ（シングルオーバヘッドカムシャフト）型の直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック２の上端にはシリンダヘッド３、シリンダヘッドカバー４が順次接合され、シリンダブロック２の下端にはオイルパン５が接合される。そして、このエンジン１の一端部には、チェーンケース６がシリンダブロック２とシリンダヘッド３とに跨って装着される。

図２に示すように、シリンダブロック２は、１列に配列された４個のシリンダボア２Ａを有し、各シリンダボア２Ａにはクランクシャフト７にコンロッド８を介して連結されたピストン９がそれぞれ摺動自在に嵌挿される。そして、クランクシャフト７は、そのジャーナル部７Ａがベアリングキャップ１０によって回転自在に支持された状態でシリンダブロック２の下部に取り付けられる。このクランクシャフト７のシリンダブロック２から突出する一端部にはオイルポンプ１１、クランクスプロケット１２およびクランクプーリ１３が取り付けられている。

前記シリンダヘッドカバー４で覆われるシリンダヘッド３の上部空間には、カムシャフト１４が回転自在に支持されて収容される。このカムシャフト１４の一端部はシリンダヘッド３の一端部から突出し、その一端部にはカムスプロケット１５が固定される。そして、このカムシャフト１４の一端部のカムスプロケット１５と、クランクシャフト７の一端部のクランクスプロケット１２との間には、図１に示すようにタイミングチェーン１６が巻回されており、これらでクランクシャフト７からカムシャフト１４への伝動機構が構成されている。なお、図１に示すようにエンジン１には、クランクプーリ１３によりベルト１７を介して駆動されるエアコン装置用のコンプレッサ１８およびＡＣジェネレータ１９が付設されている。

ベアリングキャップ１０は、図３に示すように、クランクシャフト７の５箇所のジャーナル部７Ａ，７Ａ，・・・を回転自在に支持する５個のベアリングキャップ部１０Ａ，１０Ａ，・・・と、これらのベアリングキャップ部１０Ａ，１０Ａ，・・・を前後方向で互いに連結させるベアリングビーム部（連結壁部）１０Ｂとから構成される。ここで、「前後方向」とは、クランクシャフト７の軸方向に沿った方向を言い、前記シリンダブロック２にチェーンケース６が取り付けられる側を前方、その反対側を後方とする。

ベアリングキャップ部１０Ａは、その上部中央がクランクシャフト７のジャーナル部７Ａを回転自在に支持できるように半円状の支持面部１０Ｃとなっている。この支持面部１０Ｃは、クランクシャフト７のジャーナル部７Ａの前後方向の幅とほぼ同じ幅となっている。この支持面部１０Ｃの左右両側には、ベアリングキャップ部１０Ａをシリンダブロック２のバルクヘッド（図示せず）に当接させる当接面部１０Ｄが設けられている。この当接面部１０Ｄには、前記バルクヘッドにベアリングキャップ部１０Ａを取り付けるためのボルト取付孔１０Ｅが上下方向に貫通して穿孔されている。そして、図４〜図６に示すように、このベアリングキャップ部１０Ａの下側から、その支持面部１０Ｃの前後方向の幅内に肉抜き部１０Ｆが形成される。この肉抜き部１０Ｆは、支持面部１０Ｃとベアリングキャップ部１０Ａの下端との間のほぼ中間の位置まで形成されている。具体的には、図７に示すように、この肉抜き部１０Ｆは、クランクシャフト７にコンロッド８を介して連結されるピストン９が上死点に位置するときに下方に位置するクランクウェイトＷの下端部より上方まで形成されているので大幅な軽量化が可能である。この肉抜き部１０Ｆは、その開口部が面取りされており、ベアリングビーム部１０Ｂの下面に滑らかに形成されているので剛性低下を抑制可能である。ここで、この肉抜き部１０Ｆは鋳造によってベアリングキャップ１０と一体的に形成されており、そのため、肉抜き部１０Ｆの開口部に面取り加工を施す必要がなく、鋳型の方にこの肉抜き部１０Ｆに相当する形状を設けておくだけで簡単に形成することができる。

ベアリングビーム部１０Ｂは、ベアリングキャップ部１０Ａの下縁に沿って形成されており、図８に示すように、その断面視が湾曲した板状体となっている。このベアリングビーム部１０Ｂには、図４に示すように、各ベアリングキャップ１０Ａ，１０Ａ，・・・間の適所にオイル落し穴１０Ｇ，１０Ｇ，・・・が上下方向に貫通して穿孔されている。そして、このベアリングビーム部１０Ｂの下側には、図９に示すように、各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・を挟んだ左右両側に前端の肉抜き部１０Ｆから後端の肉抜き部１０Ｆまで延びる中央リブＲ１，Ｒ１が形成される。この中央リブＲ１，Ｒ１の前後端および前端の肉抜き部１０Ｆから３番目の肉抜き部１０Ｆの後方には、中央リブＲ１，Ｒ１を連結させる連結リブＲ２，Ｒ２，Ｒ２が、この中央リブＲ１と直交、すなわち、クランクシャフトの軸方向と直交して形成されている。これらの連結リブＲ２，Ｒ２，Ｒ２のうち真中の連結リブＲ２の中央部には、オイルポンプ１１に接続される補機としてのストレーナ（図示せず）を取り付けるためのネジ孔部１０Ｈが設けられている。さらに、ベアリングビーム部１０Ｂの左右両端に沿った外周リブＲ３が形成され、この外周リブＲ３と中央リブＲ１とがボルト取付部Ｒｂを介して連結されている。このボルト取付部Ｒｂには、ザグリ部Ｚが形成され、このザグリ部Ｚの中央部から前記ボルト取付孔１０Ｅが開口している。

以上のような構成によれば、参考例において、次のような効果を得ることができる。
（１）ベアリングビーム部１０Ｂで連結された各ベアリングキャップ部１０Ａに肉抜き部１０Ｆが形成されるので、エンジン全体の剛性を従来と同様に維持させるとともに、軽量化を図ることができる。また、この肉抜き部１０Ｆが、ベアリングキャップ部１０Ａの支持面部１０Ｃの前後方向の幅内に形成されるので、このベアリングキャップ部１０Ａの前後方向の幅を大きくする必要がなく、ベアリングキャップ１０を小型化することができる。
（２）ベアリングビーム部１０Ｂが板状体となっているので、このベアリングビーム部１０Ｂがオイルパン５のオイルとの仕切り板となるバッフルプレートの役割も果たすことができる。したがって、バッフルプレートを別に設ける必要がなく、コストを低くすることができる。
（３）各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・を挟んだ左右両側に前後方向に延びて形成される中央リブＲ１，Ｒ１が、各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・を前後方向で補強するので、各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・の前後方向の剛性が向上する。さらに、この中央リブＲ１，Ｒ１を連結させる連結リブＲ２，Ｒ２，Ｒ２が、各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・を左右方向で補強するので、各肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆ，・・・の左右方向の剛性が向上する。
（４）ベアリングビーム部１０Ｂの左右両端に沿った外周リブＲ３，Ｒ３によりベアリングキャップ１０の前後方向の剛性が向上する。そして、この外周リブＲ３，Ｒ３と中央リブＲ１，Ｒ１とがボルト取付部Ｒｂを介して連結されるので、ベアリングキャップ１０の左右方向の剛性が向上する。
（５）中央リブＲ１と外周リブＲ３との間に介在するボルト取付部Ｒｂ，Ｒｂ，・・・は、この中央リブＲ１と外周リブＲ３によって補強されるので、ボルト取付部の剛性が向上する。
（６）連結リブＲ２の中央部に設けられるネジ孔部１０Ｈは、この連結リブＲ２によって補強されるので、ネジ孔部１０Ｈの剛性が向上して、補機としてのストレーナの取付剛性も向上する。

〔第１の実施形態〕
以下に、本発明に係るベアリング構造における第１の実施形態について説明する。この実施形態は参考例におけるベアリング構造の一部を変更したものなので、参考例と同様の構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図１０に示すように、ベアリングビーム部１０Ｂには、オイル落し穴１０Ｇ，１０Ｇ，・・・の右側に中央リブＲ１が形成され、その左側の近傍に前後方向に延びる補強リブＲ４，Ｒ４，・・・が形成されている。この各補強リブＲ４，Ｒ４，・・・は、その前後端がボルト取付部Ｒｂ，Ｒｂに連結されている。この補強リブＲ４が、特許請求の範囲にいう「リブ」に相当する。

また、図１１に示すように、前後端に位置するベアリングキャップ部１０Ａ，１０Ａには、参考例と同様の肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆが形成されている。これら前後端のベアリングキャップ部１０Ａ，１０Ａの間に位置する残りのベアリングキャップ部１０Ａ，１０Ａ，１０Ａには、前記肉抜き部１０Ｆよりも大きい肉抜き部１０Ｊ，１０Ｊ，１０Ｊが形成されている。これらの各肉抜き部１０Ｊは、それぞれ、各ベアリングキャップ部１０Ａの支持面部１０Ｃの近傍まで形成されている。

以上のような構成によれば、第１の実施形態において、次のような効果を得ることができる。
（７）オイル落し穴１０Ｇの左右両側の近傍に形成される中央リブＲ１と補強リブＲ４とがこのオイル落し穴１０Ｇが形成される部分を補強するので、オイル落し穴１０Ｇが形成される部分の前後方向の剛性が向上する。さらに、このオイル落し穴１０Ｇを挟んだ前後両側に形成されるボルト取付部Ｒｂ，Ｒｂが、中央リブＲ１と補強リブＲ４とに連結されているので、このオイル落し穴１０Ｇが形成される部分の左右方向の剛性が向上する。
（８）前後端に位置する肉抜き部１０Ｆ，１０Ｆが、これらの間に位置する肉抜き部１０Ｊ，１０Ｊ，１０Ｊよりも小さいので、クランクシャフト７からの荷重の影響が大きいベアリングキャップ１０の前後端の剛性が向上する。
（９）肉抜き部１０Ｊ，１０Ｊ，１０Ｊが、それぞれ、各ベアリングキャップ部１０Ａの支持面部１０Ｃの近傍まで形成されているので、参考例のベアリングキャップ１０に比べ、一層の軽量化を図ることができる。

以上、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
（I）本実施形態では、ＳＯＨＣ（シングルオーバヘッドカムシャフト）型の直列４気筒エンジンのベアリングキャップに本発明を適用したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ＤＯＨＣ（ダブルオーバヘッドカムシャフト）型のＶ型６気筒エンジンなどのベアリングキャップに本発明を適用しても良い。
（II）本実施形態では、板状体のベアリングビーム部で複数のベアリングキャップ部を連結させる構造としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベアリングキャップ部下側の左右両端に配設される２本のベアリングビーム部で複数のベアリングキャップ部を連結させる構造などであっても良い。この場合であっても、本発明である肉抜き部を各ベアリングキャップ部に形成することができる。
（III）本実施形態では、肉抜き部を鋳造によってベアリングキャップと一体的に形成させるものとしたが、本発明はこれに限定されず、例えば、鋳造により製造されたベアリングキャップのベアリングキャップ部の下側を研削することにより肉抜き部を形成しても良い。また、肉抜き部の形状および大きさは、適宜に変更可能であることは言うまでもない。
（IV）本実施形態では、連結リブを中央リブと直交させる構造としたが、本発明はこれに限定されず、例えば、連結リブが中央リブに対して斜めに交わる構造であっても良い。
（V）本実施形態では、中央リブがベアリングキャップの前端から後端まで延びる構造としたが、本発明はこれに限定されず、中央リブが前端の肉抜き部から後端の肉抜き部まで延びていればどのような構造であっても良い。例えば、前後端に位置するベアリングキャップ部に肉抜き部を形成させない構造においては、中央リブが前後端のベアリングキャップ部の間に位置するベアリングキャップ部に形成される肉抜き部のうち前端の肉抜き部から後端の肉抜き部まで延びて形成される構造であっても良い。

参考例に係るベアリングキャップが適用されるエンジンを示す斜視図である。 図１に示したエンジンの分解斜視図である。 参考例に係るベアリングキャップの上側を示す斜視図である。 図３に示したベアリングキャップの上面図である。 図４の矢印Ａ−Ａ線に沿った断面図である。 図３に示したベアリングキャップの下面図である。 図５に示したベアリングキャップの肉抜き部とクランクシャフトのクランクウェイトとの関係を示した要部断面図である。 図４の矢印Ｂ−Ｂ線に沿った断面図である。 図３に示したベアリングキャップの下側を示す斜視図である。 第１の実施形態に係るベアリングキャップを示す下面図である。 図１０の矢印Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。

符号の説明

２ シリンダブロック
７ クランクシャフト
７Ａ ジャーナル部
１０ ベアリングキャップ
１０Ａ ベアリングキャップ部
１０Ｂ ベアリングビーム部
１０Ｃ 支持面部
１０Ｆ，１０Ｊ 肉抜き部
１０Ｇ オイル落し穴
Ｒ１ 中央リブ
Ｒ２ 連結リブ
Ｒ３ 外周リブ
Ｒ４ 補強リブ（リブ）

Claims (3)

1. シリンダブロックの下側に固定され、かつクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する支持面部を有する複数のベアリングキャップ部と、
   これらのベアリングキャップ部をクランクシャフトの軸方向に互いに連結させるベアリングビーム部とからなるベアリングキャップ構造であって、
   前記ベアリングキャップ部の前記支持面部の両側には、前記ベアリングキャップ部を前記シリンダブロックに取り付けるためのボルト取付孔が貫通して穿孔され、
   前記ベアリングキャップ部の下側から、その支持面部のクランクシャフトの軸方向の幅内で肉抜き部が形成され、
   前記肉抜き部を挟んだ両側であって前記ボルト取付孔の外側に、前記クランクシャフトの軸方向に延び、前記各ベアリングキャップ部を連結する一対の外周リブが形成され、
   前記外周リブの内側であって前記ボルト取付孔の外側に、前記外周リブに沿って延び、前記各ベアリングキャップ部を連結するリブが形成されることを特徴とするベアリングキャップ構造。
2. 前記リブと前記外周リブが、複数のボルト取付部を介して連結されることを特徴とする請求項１に記載のベアリングキャップ構造。
3. シリンダブロックの下側に固定され、かつクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する支持面部を有する複数のベアリングキャップ部と、
   これらのベアリングキャップ部をクランクシャフトの軸方向に互いに連結させるベアリングビーム部とからなるベアリングキャップ構造であって、
   前記ベアリングキャップ部の前記支持面部の両側には、前記ベアリングキャップ部を前記シリンダブロックに取り付けるためのボルト取付孔が貫通して穿孔され、
   前記ベアリングビーム部には円形のオイル落し穴が上下方向に貫通して穿設され、
   前記オイル落し穴の近傍であって前記ボルト取付孔の外側に、前記クランクシャフトの軸方向に延び、前記各ベアリングキャップ部を連結するリブが形成され、
   前記リブの外側に、前記リブに沿って延び、前記各ベアリングキャップ部を連結する外周リブが形成されることを特徴とするベアリングキャップ構造。

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