JP2017194112A

JP2017194112A - Main bearing cap, its unit and crankshaft support structure

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Publication number: JP2017194112A
Application number: JP2016084526A
Authority: JP
Inventors: 俊一花田; Shunichi Hanada
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-10-26

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that, when stress applied to a mating face part of a main bearing cap is unequal to those at one side and at the other side along a rotation axial line of a crankshaft, the deterioration of a mating face part of a corresponding cylinder block is accelerated.SOLUTION: This main bearing cap has a semi-circular recessed face part 31 surrounding a crank journal part 21 of a crankshaft, a pair of mating face parts 32 abutting on a cylinder block 10, and bolt penetration holes 34 which are opened at the mating face parts 32, and penetrated with shaft parts 81 of bolts 80 which are screwed into the cylinder block 10. In the main bearing cap 30 which rotatably supports a crank journal part 21 of a crankshaft 20 together with the cylinder block 10, the bolt penetration holes 34 are asymmetrically arranged with respect to a bisector L in a width direction of the mating face parts 32 which are parallel with a center axial line C of the recessed face part 31.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、内燃機関のクランク軸の主軸受キャップおよびそのユニットならびにこれらを用いたクランク軸支持構造に関する。 The present invention relates to a main bearing cap for a crankshaft of an internal combustion engine, a unit thereof, and a crankshaft support structure using them.

内燃機関のクランク軸は、そのクランクジャーナル部がシリンダーブロックとこのシリンダーブロックにボルトを介して固定される主軸受キャップとで回転自在に支持される。シリンダーブロックおよび主軸受キャップには、それぞれ半円弧状をなす凹面部が形成され、主軸受キャップがシリンダーブロックに締結された状態では、これら凹面部が半割り構造の環状をなす軸受メタルを介してクランクジャーナル部を取り囲んだ構造となる。このような内燃機関のクランク軸の支持構造は、特許文献１などに開示されている。 The crankshaft of the internal combustion engine has a crank journal portion rotatably supported by a cylinder block and a main bearing cap fixed to the cylinder block via bolts. The cylinder block and the main bearing cap are each formed with a semicircular concave portion, and when the main bearing cap is fastened to the cylinder block, the concave portion is interposed through a ring-shaped bearing metal. The structure surrounds the crank journal. Such a structure for supporting a crankshaft of an internal combustion engine is disclosed in Patent Document 1 and the like.

通常、主軸受キャップにはボルトの軸部を挿通するためのボルト貫通穴と、このボルト貫通穴の中心軸線に対して直交する平坦な合わせ面部とが形成されている。また、シリンダーブロックにはボルトの軸部をねじ込むための雌ねじ孔と、この雌ねじ孔の中心軸線に対して直交する平坦な合わせ面部とが形成されている。そして、主軸受キャップおよびシリンダーブロックの合わせ面部を相互に突き合わせた状態で、ボルトが主軸受キャップのボルト貫通穴を介し所定の締め付けトルクにてシリンダーブロックの雌ねじ孔にねじ込まれる。これにより、主軸受キャップがシリンダーブロックに固定され、クランク軸がこれらに支持された状態となる。 Usually, the main bearing cap is formed with a bolt through hole for inserting the shaft portion of the bolt and a flat mating surface portion orthogonal to the central axis of the bolt through hole. The cylinder block is formed with a female screw hole for screwing the shaft portion of the bolt and a flat mating surface portion orthogonal to the central axis of the female screw hole. Then, with the mating surface portions of the main bearing cap and the cylinder block abutting each other, the bolt is screwed into the female screw hole of the cylinder block with a predetermined tightening torque through the bolt through hole of the main bearing cap. Thereby, the main bearing cap is fixed to the cylinder block, and the crankshaft is supported by them.

特開２０１０−１１２４８８号公報JP 2010-112488 A

気筒数やクランク軸の構造など、内燃機関の構成によってはクランク軸の回転に伴い、このクランク軸の回転軸線方向に沿って交互に倒れるようなモーメントが主軸受キャップに発生する場合がある。ここで、主軸受キャップの合わせ面部の中央部を貫通するボルトを中心として、クランク軸の回転軸線と平行な方向なシリンダーブロックの合わせ面部の幅方向両端縁部に加わる応力が極端に不均一となる場合がある。このような場合、主軸受キャップによりも強度の低いシリンダーブロックの劣化が早まってしまい、早期に新たなシリンダーブロックと交換する必要が生ずる。 Depending on the configuration of the internal combustion engine, such as the number of cylinders and the structure of the crankshaft, a moment that alternately falls along the rotation axis direction of the crankshaft may occur in the main bearing cap as the crankshaft rotates. Here, the stress applied to both end edges in the width direction of the mating surface of the cylinder block in a direction parallel to the rotation axis of the crankshaft is centered around the bolt passing through the center of the mating surface of the main bearing cap. There is a case. In such a case, the deterioration of the cylinder block having a lower strength than that of the main bearing cap is accelerated, and it is necessary to replace it with a new cylinder block at an early stage.

本発明の目的は、クランク軸の回転に伴い、主軸受キャップを介してシリンダーブロックの合わせ面部に加わる応力を従来のものよりも均一に分散させることができる主軸受キャップおよびそのユニットならびにクランク軸支持構造を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a main bearing cap, a unit thereof, and a crankshaft support that can disperse the stress applied to the mating surface portion of the cylinder block through the main bearing cap more uniformly than the conventional one as the crankshaft rotates. To provide a structure.

本発明の第１の形態は、クランク軸のクランクジャーナル部をシリンダーブロックとで取り囲む半円弧状の凹面部と、前記シリンダーブロックに当接する平坦な一対の合わせ面部と、これら一対の合わせ面部にそれぞれ開口し、前記シリンダーブロックにねじ込まれるボルトの軸部がそれぞれ挿通されるボルト貫通穴とを有し、前記クランク軸のクランクジャーナル部を前記シリンダーブロックとで回転自在に支持する主軸受キャップであって、前記半円弧状の凹面部の中心軸線と平行な前記合わせ面部の幅方向の二等分線に対し、前記ボルト貫通穴が非対称に配されていることを特徴とする。 The first aspect of the present invention includes a semicircular arc-shaped concave surface portion that surrounds a crank journal portion of a crankshaft with a cylinder block, a pair of flat mating surface portions that abut against the cylinder block, and a pair of mating surface portions. A main bearing cap having a bolt through hole through which a shaft portion of a bolt to be screwed into the cylinder block is inserted and rotatably supporting the crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block; The bolt through holes are arranged asymmetrically with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular arc-shaped concave surface portion.

本発明の第２の形態は、クランク軸のクランクジャーナル部をシリンダーブロックとで取り囲む半円弧状の凹面部と、前記シリンダーブロックに当接する平坦な一対の合わせ面部と、これら一対の合わせ面部にそれぞれ開口し、前記シリンダーブロックにねじ込まれるボルトの軸部がそれぞれ挿通されるボルト貫通穴とをそれぞれ有し、前記クランク軸のクランクジャーナル部を前記シリンダーブロックとで回転自在に支持する複数の主軸受キャップと、
前記クランク軸の回転軸線に沿って配列するこれら複数の主軸受キャップを相互に一体的に連結する連結ビームと
を具えた主軸受キャップユニットであって、前記複数の主軸受キャップのうちの少なくとも１つの主軸受キャップは、前記半円弧状の凹面部の中心軸線と平行な前記合わせ面部の幅方向の二等分線に対し、前記ボルト貫通穴が非対称に配されていることを特徴とする。 In the second embodiment of the present invention, a semicircular arc-shaped concave surface portion that surrounds the crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block, a pair of flat mating surface portions that contact the cylinder block, and a pair of mating surface portions respectively. A plurality of main bearing caps each having a bolt through hole through which a shaft portion of a bolt screwed into the cylinder block is inserted and rotatably supporting the crank journal portion of the crankshaft by the cylinder block When,
A main bearing cap unit comprising a connecting beam integrally connecting the plurality of main bearing caps arranged along the rotation axis of the crankshaft, wherein at least one of the plurality of main bearing caps The two main bearing caps are characterized in that the bolt through holes are arranged asymmetrically with respect to a bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular arc-shaped concave surface portion.

本発明の第３の形態は、クランク軸の複数のクランクジャーナル部をシリンダーブロックと複数の主軸受キャップとで取り囲み、それぞれボルトを用いて前記複数の主軸受キャップを前記シリンダーブロックに固定することにより、前記クランク軸のクランクジャーナル部を前記シリンダーブロックと前記主軸受キャップとで回転自在に支持するクランク軸支持構造であって、個々の前記主軸受キャップは、クランク軸のクランクジャーナル部をシリンダーブロックとで取り囲む半円弧状の凹面部と、前記シリンダーブロックに当接する平坦な一対の合わせ面部と、これら一対の合わせ面部にそれぞれ開口し、前記シリンダーブロックにねじ込まれるボルトの軸部がそれぞれ挿通されるボルト貫通穴とを有し、前記複数の主軸受キャップのうちの少なくとも１つの主軸受キャップは、前記半円弧状の凹面部の中心軸線と平行な前記合わせ面部の幅方向の二等分線に対し、前記ボルト貫通穴が非対称に配されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, a plurality of crank journal portions of a crankshaft are surrounded by a cylinder block and a plurality of main bearing caps, and the plurality of main bearing caps are fixed to the cylinder block using bolts, respectively. A crankshaft support structure for rotatably supporting a crank journal portion of the crankshaft between the cylinder block and the main bearing cap, wherein each of the main bearing caps has a crank journal portion connected to the cylinder block. A semicircular arc-shaped concave surface portion surrounded by a pair of flat mating surface portions that abut against the cylinder block, and bolts that are respectively opened through the pair of mating surface portions and into which the shaft portions of bolts that are screwed into the cylinder block are inserted. A plurality of main bearing caps. The at least one main bearing cap is characterized in that the bolt through hole is asymmetrically arranged with respect to a bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular arc-shaped concave surface portion. And

本発明の何れの形態においても、主軸受キャップの合わせ面部の幅方向の二等分線に対してボルト貫通穴を非対称に配したことにより、シリンダーブロックの合わせ面部に加わる応力の分布を変更させることができる。 In any embodiment of the present invention, the distribution of stress applied to the mating surface portion of the cylinder block is changed by arranging the bolt through holes asymmetrically with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion of the main bearing cap. be able to.

本発明の第３の形態によるクランク軸支持構造において、前記クランク軸の回転に伴って前記合わせ面部の幅方向の一端縁部に加わる応力が前記合わせ面部の幅方向の一端縁部に加わる応力よりも大きい場合、前記ボルト貫通穴の中心が前記合わせ面部の幅方向の二等分線に対して前記合わせ面部の幅方向の一端部側にオフセットされるように、前記少なくとも１つの主軸受キャップを配することが有効である。また、前記複数の主軸受キャップが前記クランク軸の回転軸線に沿った一対の連結ビームを介して相互に一体的に連結されているものであってよい。あるいは、複数の前記主軸受キャップが前記シリンダーブロックに連結される台板と一体に形成されているものであってよい。 In the crankshaft support structure according to the third aspect of the present invention, the stress applied to one end edge in the width direction of the mating surface portion as the crankshaft rotates is more than the stress applied to one end edge portion in the width direction of the mating surface portion. The center of the bolt through hole is offset toward one end in the width direction of the mating surface portion with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion. It is effective to distribute. The plurality of main bearing caps may be integrally connected to each other via a pair of connecting beams along the rotation axis of the crankshaft. Alternatively, the plurality of main bearing caps may be formed integrally with a base plate connected to the cylinder block.

本発明の主軸受キャップによると、合わせ面部の幅方向の二等分線に対してボルト貫通穴を非対称に配したことにより、クランク軸の回転に伴って主軸受キャップの合わせ面部に加わる応力を従来のものよりも均一に分散させることができる。これにより、主軸受キャップよりも強度の低いシリンダーブロックの寿命を延ばすことが可能となる。 According to the main bearing cap of the present invention, the bolt through hole is asymmetrically arranged with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion, so that the stress applied to the mating surface portion of the main bearing cap with the rotation of the crankshaft is increased. It can be dispersed more uniformly than the conventional one. As a result, it is possible to extend the life of the cylinder block whose strength is lower than that of the main bearing cap.

本発明の主軸受キャップユニットによると、合わせ面部の幅方向の二等分線に対してボルト貫通穴を非対称に配したことにより、クランク軸の回転に伴って主軸受キャップの合わせ面部に作用する応力を従来のものよりも均一に分散させることができる。この結果、主軸受キャップよりも強度の低いシリンダーブロックの寿命を延ばすことができる。しかも、個々の主軸受キャップが連結ビームを介して一体的に連結されているので、シリンダーブロックに対する主軸受キャップの取り付け作業を容易かつ迅速に行うことも可能となる。 According to the main bearing cap unit of the present invention, the bolt through hole is asymmetrically arranged with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion, and thus acts on the mating surface portion of the main bearing cap as the crankshaft rotates. The stress can be distributed more uniformly than the conventional one. As a result, the life of the cylinder block having a lower strength than the main bearing cap can be extended. In addition, since the individual main bearing caps are integrally connected via the connecting beam, it is possible to easily and quickly attach the main bearing cap to the cylinder block.

本発明のクランク軸支持構造によると、主軸受キャップの合わせ面部の幅方向の二等分線に対してボルト貫通穴を非対称に配したことにより、主軸受キャップの合わせ面部に作用する応力を従来のものよりも均一に分散させることができる。この結果、主軸受キャップよりも強度の低いシリンダーブロックの寿命を延ばすことが可能となる。 According to the crankshaft support structure of the present invention, the bolt through-hole is arranged asymmetrically with respect to the bisector in the width direction of the mating surface portion of the main bearing cap, so that the stress acting on the mating surface portion of the main bearing cap is conventionally increased. Can be more uniformly dispersed. As a result, it is possible to extend the life of the cylinder block whose strength is lower than that of the main bearing cap.

ボルト貫通穴の中心が合わせ面部の幅方向の二等分線に対して合わせ面部の幅方向の一端部側にオフセットされるように、少なくとも１つの主軸受キャップを配した場合、クランク軸の回転に伴って合わせ面部の幅方向の一端縁部に加わる応力をより均一に分散させることができる。 When at least one main bearing cap is arranged so that the center of the bolt through hole is offset toward one end in the width direction of the mating surface with respect to the bisector of the mating surface in the width direction, As a result, the stress applied to the edge portion in the width direction of the mating surface portion can be more uniformly dispersed.

複数の主軸受キャップをクランク軸の回転軸線に沿った一対の連結ビームを介して相互に一体的に連結した場合、組立時の作業性を向上させることができる。 When the plurality of main bearing caps are integrally connected to each other via a pair of connecting beams along the rotation axis of the crankshaft, the workability at the time of assembly can be improved.

複数の主軸受キャップをシリンダーブロックに連結される台板と一体に形成した場合、シリンダーブロックと台板とを連結する際に、主軸受キャップも同時にシリンダーブロックに固定することができる。この結果、組立時の作業性を向上に加え、内燃機関の運転時に発生する騒音を低減させることも可能となる。 When the plurality of main bearing caps are integrally formed with the base plate connected to the cylinder block, the main bearing cap can also be fixed to the cylinder block at the same time when the cylinder block and the base plate are connected. As a result, in addition to improving workability during assembly, it is also possible to reduce noise generated during operation of the internal combustion engine.

本発明の対象となる内燃機関の主要部分を分解状態で示す立体投影図である。It is a three-dimensional projection figure which shows the principal part of the internal combustion engine used as the object of this invention in a decomposition | disassembly state. 図１に示した主軸受キャップのうちの一つを抽出拡大した立体投影図である。It is the three-dimensional projection figure which extracted and expanded one of the main bearing caps shown in FIG. 図２に示した主軸受キャップの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the main bearing cap shown in FIG. 2. シリンダーブロックに主軸受キャップを締結した状態の破断図である。It is a fracture view of the state where the main bearing cap was fastened to the cylinder block. 図４に対する底面図である。It is a bottom view with respect to FIG. 本発明による主軸受キャップユニットを図１に示す内燃機関に適用した一実施例の外観を表す立体投影図である。FIG. 2 is a three-dimensional projection view showing an appearance of an embodiment in which a main bearing cap unit according to the present invention is applied to the internal combustion engine shown in FIG. 1. 図１に示す主軸受キャップが一体に形成された台板の外観を表す立体投影図である。It is a three-dimensional projection figure showing the external appearance of the base plate in which the main bearing cap shown in FIG. 1 was integrally formed.

本発明による主軸受キャップおよびそのユニットならびにクランク軸支持構造の実施形態について、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、本発明はこれらの実施形態のみに限らず、対象となる内燃機関に要求される特性に応じて構成を適宜変更することが可能である。 Embodiments of a main bearing cap, a unit thereof, and a crankshaft support structure according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the configuration can be appropriately changed according to the characteristics required for the target internal combustion engine.

本発明の対象となる内燃機関の一実施形態の主要部を分解状態で図１に示す。本実施形態における内燃機関は、直列３気筒の火花点火方式の内燃機関であるが、これに限定されない。図１には、シリンダーブロック１０と、クランク軸ユニット２０Ｕと、主軸受キャップ３０と、クランクケース４０と、オイルパン５０とが示され、内燃機関を構成する他のシリンダーヘッドや動弁機構ならびにシリンダーヘッドカバーなどは便宜的に省略されている。 The main part of one embodiment of an internal combustion engine that is the subject of the present invention is shown in an exploded state in FIG. The internal combustion engine in the present embodiment is an inline three-cylinder spark ignition internal combustion engine, but is not limited thereto. FIG. 1 shows a cylinder block 10, a crankshaft unit 20U, a main bearing cap 30, a crankcase 40, and an oil pan 50, and other cylinder heads, valve mechanisms and cylinders constituting an internal combustion engine. The head cover and the like are omitted for convenience.

ピストン６０を摺動自在に収容するシリンダーボア１１が形成されたシリンダーブロック１０には、クランクケース４０が図示しないタイロッドなどの締結手段を用いて固定される。さらに、このクランクケース４０にはオイルパン５０が図示しないボルトなどの締結手段を用いて固定される。連接棒７０を介してピストン６０が連結されたクランク軸ユニット２０Ｕは、シリンダーブロック１０とクランクケース４０との間に収容される。 The crankcase 40 is fixed to the cylinder block 10 formed with the cylinder bore 11 that slidably accommodates the piston 60 using fastening means such as a tie rod (not shown). Further, the oil pan 50 is fixed to the crankcase 40 by using fastening means such as a bolt (not shown). The crankshaft unit 20 </ b> U to which the piston 60 is coupled via the connecting rod 70 is accommodated between the cylinder block 10 and the crankcase 40.

図１に示した主軸受キャップ３０の１つ（第１軸受キャップ３０ａ）を抽出拡大して図２に示し、その平面形状を図３に示し、これをシリンダーブロック１０に固定した破断構造を模式的に図４に示し、その底面形状を模式的に図５に示す。本実施形態では、クランク軸２０に形成された複数（図示例では４つ）のクランクジャーナル部２１が環状をなす半割り構造の図示しない軸受メタルを介してシリンダーブロック１０と複数（図示例では４つ）の主軸受キャップ３０とで取り囲まれる。そして、ボルト８０を用いて主軸受キャップ３０をシリンダーブロック１０にそれぞれ固定することにより、クランク軸２０のクランクジャーナル部２１がシリンダーブロック１０と主軸受キャップ３０とで回転自在に支持された状態となる。 One main bearing cap 30 (first bearing cap 30a) shown in FIG. 1 is extracted and enlarged and shown in FIG. 2, its planar shape is shown in FIG. 3, and a fracture structure in which this is fixed to the cylinder block 10 is schematically shown. FIG. 4 schematically shows the bottom surface shape of FIG. In the present embodiment, a plurality of (four in the illustrated example) crank journal portions 21 formed on the crankshaft 20 are connected to the cylinder block 10 and a plurality of (four in the illustrated example) via a bearing metal (not illustrated) having a half structure. One) main bearing cap 30. Then, by fixing the main bearing cap 30 to the cylinder block 10 using the bolts 80, the crank journal portion 21 of the crankshaft 20 is rotatably supported by the cylinder block 10 and the main bearing cap 30. .

個々の主軸受キャップ３０は、半円弧状の凹面部３１と、この凹面部３１の周方向両端にて当該凹面部３１にそれぞれ接続する平坦な一対の合わせ面部３２と、これら凹面部３１および合わせ面部３２に接続する一対の側端面部３３ａ，３３ｂとを有する。主軸受キャップ３０の凹面部３１は、上述した図示しない軸受メタルを介し、シリンダーブロック１０に形成された半円弧状の凹面部１２と共にクランク軸２０のクランクジャーナル部２１を取り囲む。主軸受キャップ３０の合わせ面部３２は、凹面部３１の周方向両端にて当該凹面部３１にそれぞれつながり、シリンダーブロック１０に形成された平坦な合わせ面部１３に対して当接する。主軸受キャップ３０の側端面部３３ａ，３３ｂは、半円弧状の凹面部３１の中心軸線Ｃに沿って相隔てて位置し、凹面部３１の中心軸線Ｃと平行な合わせ面部３２の幅方向（図４中、上下方向）の両端縁３２ｅにつながる。主軸受キャップ３０には、その合わせ面部３２にそれぞれ開口し、シリンダーブロック１０にねじ込まれるボルト８０の軸部８１がそれぞれ挿通される複数のボルト貫通穴３４が形成されている。シリンダーブロック１０の合わせ面部１３には、主軸受キャップ３０のボルト貫通穴３４に挿通されるボルト８０の軸部８１がねじ込まれる雌ねじ孔１４が形成されている。 Each of the main bearing caps 30 includes a semicircular arc-shaped concave surface portion 31, a pair of flat mating surface portions 32 respectively connected to the concave surface portion 31 at both circumferential ends of the concave surface portion 31, the concave surface portion 31 and the mating surface. It has a pair of side end surface portions 33 a and 33 b connected to the surface portion 32. The concave surface portion 31 of the main bearing cap 30 surrounds the crank journal portion 21 of the crankshaft 20 together with the semicircular arc-shaped concave surface portion 12 formed in the cylinder block 10 through the above-described bearing metal (not shown). The mating surface portions 32 of the main bearing cap 30 are respectively connected to the concave surface portions 31 at both ends in the circumferential direction of the concave surface portion 31, and abut against the flat mating surface portions 13 formed on the cylinder block 10. The side end surface portions 33a and 33b of the main bearing cap 30 are spaced from each other along the central axis C of the semicircular arc-shaped concave surface portion 31, and the width direction of the mating surface portion 32 parallel to the central axis C of the concave surface portion 31 ( In FIG. 4, it is connected to both end edges 32e in the vertical direction. The main bearing cap 30 is formed with a plurality of bolt through holes 34 that are respectively opened in the mating surface portion 32 and into which the shaft portion 81 of the bolt 80 screwed into the cylinder block 10 is inserted. A female screw hole 14 into which a shaft portion 81 of a bolt 80 inserted into the bolt through hole 34 of the main bearing cap 30 is screwed is formed in the mating surface portion 13 of the cylinder block 10.

以下、本実施形態における４つの主軸受キャップ３０を便宜的に図５の上側から順に第１主軸受キャップ３０ａ，第２主軸受キャップ３０ｂ，第３主軸受キャップ３０ｃ，第４主軸受キャップ３０ｄと記述する。 Hereinafter, for convenience, the four main bearing caps 30 according to the present embodiment are arranged in order from the upper side of FIG. 5 as a first main bearing cap 30a, a second main bearing cap 30b, a third main bearing cap 30c, and a fourth main bearing cap 30d. Describe.

本実施形態に記載の内燃機関においては、クランク軸２０の回転に伴い、このクランク軸２０の回転軸線方向に沿って交互に倒れるようなモーメントが特に第１主軸受キャップ３０ａに大きく発生する。このため、第１主軸受キャップ３０ａの合わせ面部３２に当接するシリンダーブロック１０の合わせ面部１３の劣化が第２〜第４主軸受キャップ３０ｂ〜３０ｄの合わせ面部３２に当接するシリンダーブロック１０の合わせ面部１３よりも早まる傾向を持つ。より具体的には、第１主軸受キャップ３０ａの合わせ面部３２の幅方向の両端縁部に加わる応力を比較した場合、合わせ面部３２の幅方向の一端縁部（図３中、右側）に加わる応力が他端縁部（図３中、左側）よりも著しく大きい傾向を持つ。このため、本実施形態では、第１主軸受キャップ３０におけるボルト貫通穴３４の中心Ｏから、合わせ面部３２の幅方向の一端縁３２ｅまでの距離Ｄ₁を、このボルト貫通穴３４の中心Ｏから合わせ面部３２の幅方向の他端縁３２ｅまでの距離Ｄ₂よりも長く設定している。換言すると、図３中、二点鎖線で示す合わせ面部３２の幅Ｗの二等分線Ｌに対し、ボルト貫通穴３４の中心Ｏを合わせ面部３２の幅方向他端縁３２ｅ側にオフセットした状態となっている。これにより、合わせ面部３２の幅方向の一端縁部の面圧が低下する結果、第１主軸受キャップ３０の合わせ面部３２に当接するシリンダーブロック１０の合わせ面部１３の幅方向の一端縁部に加わる応力をより均一に分散させることができる。合わせ面部３２の幅Ｗの二等分線Ｌに対するボルト貫通穴３４の中心Ｏのオフセット量ｄは、より均一な応力の分散が可能となるようにすればよいが、主軸受キャップ３０およびシリンダーブロック１０の合わせ面部１３の強度低下を起こさせない程度に止めておく必要がある。 In the internal combustion engine described in the present embodiment, with the rotation of the crankshaft 20, a large moment is generated particularly in the first main bearing cap 30a so as to fall alternately along the rotation axis direction of the crankshaft 20. For this reason, the deterioration of the mating surface portion 13 of the cylinder block 10 that abuts the mating surface portion 32 of the first main bearing cap 30a causes the mating surface portion of the cylinder block 10 that abuts the mating surface portion 32 of the second to fourth main bearing caps 30b to 30d. It tends to be earlier than 13. More specifically, when the stress applied to both end edges in the width direction of the mating surface portion 32 of the first main bearing cap 30a is compared, it is applied to one end edge portion (right side in FIG. 3) of the mating surface portion 32. The stress tends to be significantly larger than the other end edge (left side in FIG. 3). For this reason, in the present embodiment, the distance D ₁ from the center O of the bolt through hole 34 in the first main bearing cap 30 to the one end edge 32e in the width direction of the mating surface portion 32 is determined from the center O of the bolt through hole 34. It is set to be longer than the distance D ₂ to the width direction of the other edge 32e of the mating surface 32. In other words, in FIG. 3, the center O of the bolt through hole 34 is offset toward the other end 32 e in the width direction of the mating surface portion 32 with respect to the bisector L of the width W of the mating surface portion 32 indicated by a two-dot chain line. It has become. As a result, the surface pressure at one end edge in the width direction of the mating surface portion 32 is reduced, and as a result, the one end edge in the width direction of the mating surface portion 13 of the cylinder block 10 that contacts the mating surface portion 32 of the first main bearing cap 30 is applied. Stress can be distributed more uniformly. The offset amount d of the center O of the bolt through hole 34 with respect to the bisector L of the width W of the mating surface portion 32 may be such that more uniform stress can be distributed. It is necessary to stop the ten mating surface portions 13 so as not to cause a decrease in strength.

なお、第２〜第４の主軸受キャップ３０ｂ〜３０ｄに関しては、上述したような大きなモーメントが発生せず、合わせ面部３２に加わる応力がそれほど大きくならない。このため、第２〜第４の主軸受キャップ３０ｂ〜３０ｄは、従来の主軸受キャップと同様、ボルト貫通穴３４の中心Ｏから合わせ面部３２の幅方向の両端縁３２ｅまでの距離Ｄ₁，Ｄ₂を等しく設定したものを採用している。要するに、合わせ面部３２に極端に大きな応力集中が起こる主軸受キャップ３０に対してのみ、本発明の構成を適用させればよい。 In addition, regarding the 2nd-4th main bearing caps 30b-30d, the big moment as mentioned above does not generate | occur | produce and the stress added to the mating surface part 32 does not become so large. Therefore, the second to fourth main bearing caps 30b to 30d are distances D ₁ and D from the center O of the bolt through hole 34 to both end edges 32e in the width direction of the mating surface portion 32, as in the case of the conventional main bearing cap. ₂ is set equal. In short, the configuration of the present invention may be applied only to the main bearing cap 30 in which an extremely large stress concentration occurs in the mating surface portion 32.

上述した実施形態における主軸受キャップ３０ｂ〜３０ｄは、個々の合わせ面部３２にボルト貫通穴３４を１つずつ形成したものであるが、個々の合わせ面部３２にボルト貫通穴３４を複数形成した主軸受キャップであっても、本発明を適用することが可能である。例えば、２つのボルト貫通穴３４を凹面部３１の中心軸線Ｃと平行に個々の合わせ面部３２に形成する場合、合わせ面部３２の幅方向の二等分線Ｌに対し、ボルト貫通穴３４を非対称に配すればよい。この場合、合わせ面部３２の一方の側端面部３２ａ側に近接する一方のボルト貫通穴３４の中心Ｏから、この一方の側端面部３２ａまでの距離と、合わせ面部３２の他方の側端面部３２ａ側に近接する他方のボルト貫通穴３４の中心Ｏから、この他方の側端面部３２ａまでの距離とが相違することとなる。 The main bearing caps 30b to 30d in the above-described embodiment are formed by forming the bolt through holes 34 one by one in the individual mating surface portions 32. However, the main bearing cap has a plurality of bolt through holes 34 formed in the individual mating surface portions 32. The present invention can be applied even to a cap. For example, when two bolt through holes 34 are formed in each mating surface portion 32 in parallel to the central axis C of the concave surface portion 31, the bolt through holes 34 are asymmetric with respect to the bisector L in the width direction of the mating surface portion 32. You can distribute it. In this case, the distance from the center O of the one bolt through hole 34 adjacent to the one side end surface portion 32 a side of the mating surface portion 32 to the one side end surface portion 32 a and the other side end surface portion 32 a of the mating surface portion 32. The distance from the center O of the other bolt through hole 34 close to the side to the other side end face portion 32a will be different.

また、連結ビームを介して上述した第１〜第４主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄを一体的に連結した主軸受キャップユニットとして構成することも可能である。この場合、シリンダーブロック１０へのクランク軸ユニット２０Ｕの組立作業性を著しく改善することができる。 Moreover, it is also possible to constitute as a main bearing cap unit in which the first to fourth main bearing caps 30a to 30d described above are integrally connected via a connecting beam. In this case, the assembly workability of the crankshaft unit 20U to the cylinder block 10 can be remarkably improved.

このような本発明による主軸受キャップユニットの一実施形態の外観を模式的に図６に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに留め、重複する説明を省略する。すなわち、本実施形態における主軸受キャップユニット３０Ｕは、複数（図示例では４つ）の主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄと、これら複数の主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄを相互に一体的に連結する一対の連結ビーム９０とを具えている。クランク軸２０の回転軸線、すなわち凹面部３１の中心軸線Ｃと平行な方向に沿って所定間隔で配列する主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄに連結ビーム９０を一体的に固定するため、本実施形態では連結ビーム９０と主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄとを一体的に鋳込んでいる。しかしながら、図示しないボルトなどの一般的な締結器具を用いて主軸受キャップ３０ａ〜３０ｄと連結ビーム９０とを一体的に連結するようにしてもよい。 The appearance of one embodiment of the main bearing cap unit according to the present invention is schematically shown in FIG. 6, but the elements having the same functions as those of the previous embodiment are indicated by the same reference numerals, and redundant description is given. Omitted. That is, the main bearing cap unit 30U in the present embodiment includes a plurality of (four in the illustrated example) main bearing caps 30a to 30d and a pair of connections that integrally connect the plurality of main bearing caps 30a to 30d. A beam 90. In this embodiment, the connection beam 90 is integrally fixed to the main bearing caps 30a to 30d arranged at predetermined intervals along the rotation axis of the crankshaft 20, that is, the direction parallel to the central axis C of the concave portion 31. The beam 90 and the main bearing caps 30a to 30d are integrally cast. However, the main bearing caps 30a to 30d and the connection beam 90 may be integrally connected using a general fastening device such as a bolt (not shown).

本実施形態においても、クランク軸２０の回転軸線方向に沿った合わせ面部３２の幅方向の両端縁部に作用する応力が大きく異なる主軸受キャップ３０ａに関し、そのボルト貫通穴３４の中心Ｏから合わせ面部３２の幅方向の両端縁３２ｅまでの距離を異ならせている。これにより、合わせ面部３２の幅方向の両端縁部に加わる応力をより均一に分散させることができる。 Also in this embodiment, the mating surface portion from the center O of the bolt through-hole 34 is related to the main bearing cap 30a having greatly different stresses acting on both end edges in the width direction of the mating surface portion 32 along the rotation axis direction of the crankshaft 20. The distance to 32 both-ends edge 32e of the width direction is varied. Thereby, the stress applied to both edge portions in the width direction of the mating surface portion 32 can be more uniformly dispersed.

クランクケース４０の代わりに台板を具えた内燃機関であっても本発明を適用させることができる。この場合、主軸受キャップ３０を台板と一体に鋳込むことも可能であり、このような台板の外観を図７に示すが、先の実施形態と同一機能の要素にはこれと同一符号を記すに留め、重複する説明を省略する。本実施形態では、台板４０ａをシリンダーブロック１０に固定する際、主軸受キャップ３０も同時にボルト８０を用いてシリンダーブロック１０に固定することができ、その組立作業性を向上させることが可能である。 The present invention can be applied even to an internal combustion engine having a base plate instead of the crankcase 40. In this case, it is possible to cast the main bearing cap 30 integrally with the base plate, and the external appearance of such a base plate is shown in FIG. 7, but the elements having the same functions as those of the previous embodiment have the same reference numerals. The description which overlaps is abbreviate | omitted. In this embodiment, when the base plate 40a is fixed to the cylinder block 10, the main bearing cap 30 can also be fixed to the cylinder block 10 using the bolts 80 at the same time, and the assembling workability can be improved. .

このように、本発明はその特許請求の範囲に記載された事項のみから解釈されるべきものであり、上述した実施形態においても、本発明の概念に包含されるあらゆる変更や修正が記載した事項以外に可能である。つまり、上述した実施形態におけるすべての事項は、本発明を限定するためのものではなく、本発明とは直接的に関係のない構成を含め、その用途や目的などに応じて任意に変更し得るものである。 As described above, the present invention should be construed only from the matters described in the scope of the claims, and in the above-described embodiments, the matters described in all the changes and modifications included in the concept of the present invention are described. Other than possible. That is, all matters in the above-described embodiments are not intended to limit the present invention, and can be arbitrarily changed according to its use, purpose, and the like, including configurations not directly related to the present invention. Is.

１０シリンダーブロック
２０クランク軸
２１クランクジャーナル部
３０Ｕ主軸受キャップユニット
３０，３０ａ〜３０ｄ主軸受キャップ
３１凹面部
３２合わせ面部
３２ｅ合わせ面部の幅方向端縁
３４ボルト貫通穴
４０ａ台板
８０ボルト
８１軸部
９０連結ビーム
Ｃ凹面部の中心軸線
Ｄ₁，Ｄ₂ ボルト貫通穴の中心から合わせ面部の幅方向端縁までの距離
ｄ二等分線に対するボルト貫通穴の中心のオフセット量
Ｌ合わせ面部の幅の二等分線
Ｏボルト貫通穴の中心 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Cylinder block 20 Crankshaft 21 Crank journal part 30U Main bearing cap unit 30, 30a-30d Main bearing cap 31 Concave surface part 32 Matching surface part 32e Width direction edge of a mating surface part 34 Bolt through-hole 40a Base plate 80 Bolt 81 Shaft part 90 Connection beam C Center axis of concave surface portion D ₁ , D ₂ Distance from center of bolt through hole to edge in width direction of mating surface portion d Offset amount of center of bolt through hole with respect to bisecting line L 2 of width of mating surface portion Isoline O Center of bolt through hole

Claims

A semicircular arc-shaped concave surface surrounding the crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block;
A pair of flat mating surface portions in contact with the cylinder block;
Each of the pair of mating surface portions has a bolt through hole into which a shaft portion of a bolt screwed into the cylinder block is inserted, and the crank journal portion of the crankshaft is rotatably supported by the cylinder block. A main bearing cap that
The main bearing cap, wherein the bolt through-hole is arranged asymmetrically with respect to a bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular concave portion.

A semicircular concave surface that surrounds the crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block, a pair of flat mating surface portions that abut against the cylinder block, and a pair of mating surface portions that are opened and screwed into the cylinder block. A plurality of main bearing caps each having a bolt through hole through which a shaft portion of the bolt is inserted, and rotatably supporting a crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block;
A main bearing cap unit comprising a connecting beam integrally connecting the plurality of main bearing caps arranged along the rotation axis of the crankshaft, wherein at least one of the plurality of main bearing caps The main bearing cap is characterized in that the bolt through-hole is arranged asymmetrically with respect to a bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular arc-shaped concave surface portion. Bearing cap unit.

A plurality of crank journal portions of the crankshaft are surrounded by a cylinder block and a plurality of main bearing caps, and each of the crankshaft crank journal portions of the crankshaft is fixed by fixing the plurality of main bearing caps to the cylinder block using bolts. A crankshaft support structure that is rotatably supported by the cylinder block and the main bearing cap, wherein each of the main bearing caps is
A semicircular arc-shaped concave surface surrounding the crank journal portion of the crankshaft with the cylinder block;
A pair of flat mating surface portions in contact with the cylinder block;
Each of the pair of mating surface portions has a bolt through hole into which a shaft portion of a bolt screwed into the cylinder block is inserted, and at least one main bearing cap of the plurality of main bearing caps includes: The crankshaft support structure, wherein the bolt through holes are asymmetrically arranged with respect to a bisector in the width direction of the mating surface portion parallel to the central axis of the semicircular arc-shaped concave surface portion.

When the stress applied to the one end edge in the width direction of the mating surface portion with the rotation of the crankshaft is greater than the stress applied to the other end edge in the width direction of the mating surface portion, The at least one main bearing cap is arranged so as to be offset toward one end in the width direction of the mating surface portion with respect to a bisector in the width direction of the surface portion. The crankshaft support structure described.

The crankshaft support according to claim 3 or 4, wherein the plurality of main bearing caps are integrally connected to each other via a pair of connecting beams along a rotation axis of the crankshaft. Construction.

The crankshaft support structure according to claim 3 or 4, wherein the plurality of main bearing caps are formed integrally with a base plate connected to the cylinder block.