JP2022175524A - エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】クランクケース部における支持孔周辺の構造見直しにより、支持孔とシリンダ孔とが交差する箇所のバリ取り作業が省略できるようにして、シリンダブロックの生産性向上が図れるエンジンを提供する。【解決手段】クランク軸を軸支する軸受ケースが、シリンダブロック１に形成される支持孔１０に嵌入され、支持孔１０を有する孔形成壁１ｔとシリンダ壁１ａとの境部に、支持孔１０のクランク軸心Ｐ方向での端とシリンダ孔８のシリンダ軸心Ｑ方向での端との間に位置する切欠き状面ａが設けられているエンジン。切欠き状面ａは、支持孔１０及びシリンダ孔８の双方に対して凹んだ凹状湾曲面に形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、クランク軸を軸支する軸受ケースが、シリンダブロックに形成される支持孔に嵌入されている構成を備えたエンジンに関するものである。

農機や建機などの産業用のエンジンや自動車用のエンジンにおいては、クランクケース部を有する構造のシリンダブロックが用いられている。クランクケース部の下側には、一般的にはオイルパンが取付けられる。

特許文献１や特許文献２に開示されるように、クランクケース部には、クランク軸が軸支される軸受ケースを嵌入装着するための支持孔が形成されている。例えば、直列４気筒エンジンの場合（特許文献２を参照）には、隣り合うシリンダ孔どうしの間の３箇所、及び２ケ所のクランク軸端のうちのいずれか１ケ所の計４箇所に支持孔が形成されている。

軸受ケース（軸受ハウジングとも言われる）は、クランク軸に外嵌される軸受を内嵌支持するものであって、クランクケース部の支持孔に嵌入されて固定されている。軸受ケースは、クランク軸心方向に沿ってのスライド移動により支持孔に嵌入されるとともに、ボルト等の取付け手段により、位置固定状態でクランクケース部に組付けられている。

特開２０１３－６８１５６号公報 特開平９－２１００４５号公報

シリンダブロックのシリンダ部には、ピストンが嵌合されるシリンダ孔が形成されており、クランクケース部の支持孔及びシリンダ孔は、共にシリンダブロックの形成後における機械加工（切削加工）によって形成される。エンジンの機種や構造によっては、シリンダ孔の下端（クランク軸側端）が支持孔まで及ぶ構成となることがある。

支持孔とシリンダ孔とが、即ち、支持孔のクランク軸心方向での端とシリンダ孔のシリンダ軸心方向での端とが交差する部分では、それぞれの機械加工が重なることから加工の重なりによるバリが発生し易い傾向がある。そのバリにより、軸受ケースをクランク軸心方向に動かしての支持孔への嵌入作業に悪影響が出るおそれがあるため、事前に面取りなどのバリ取り作業が行われているのが実情であった。

本発明の目的は、クランクケース部における支持孔周辺の構造見直しにより、支持孔とシリンダ孔とが交差する箇所のバリ取り作業が省略できるようにして、シリンダブロックの生産性向上が図れるエンジンを提供する点にある。

本発明は、エンジンにおいて、
クランク軸を軸支する軸受ケースが、シリンダブロックに形成される支持孔に嵌入され、
前記支持孔を有する孔形成壁とシリンダ壁との境部に、前記支持孔のクランク軸心方向での端とシリンダ孔のシリンダ軸心方向での端との間に位置する切欠き状面が設けられていることを特徴とする。

前記切欠き状面は、シリンダ軸心及びクランク軸心のいずれに対しても傾いた傾斜面、或いは、支持孔及びシリンダ孔の双方に対して凹んだ凹状湾曲面に形成されていると好都合である。互いに隣り合うシリンダ孔どうしの間に位置する孔形成壁においては、クランク軸心方向での両側に切欠き状面が形成されていてもよい。また、切欠き状面は、型成形により形成された面であると好都合である。

本発明によれば、詳しくは実施形態の項にて述べるが、シリンダ孔の機械加工によってシリンダ孔の下端からクランク軸心方向に出っ張るバリが生じることがあっても、その出代は、支持孔とシリンダ孔との境部に形成されている切欠き状面の幅内で収まるようになる。故に、軸受ケースをクランク軸心方向に沿って動かしての支持孔に嵌入時に、バリが噛み込んだりする悪影響が生じないようになる。従って、従来行っていたバリ取り作業は不要になる。

その結果、クランクケース部における支持孔周辺の構造見直しにより、支持孔とシリンダ孔とが交差する箇所のバリ取り作業が省略できるようにして、シリンダブロックの生産性向上が図れるエンジンを提供することができる。

立形直列４気筒エンジンの構造を示す一部切欠きの左側面図 軸受ケースを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図 支持孔及びその周辺を示すクランクケース部の断面図 （Ａ）シリンダブロックを下方から斜めに見上げた斜視図、（Ｂ）切欠き状面を示す要部Ｚの拡大図 （Ａ）シリンダブロックを後方下方から見上げた斜視図、（Ｂ）切欠き状面及び孔形成壁の上部を示す拡大斜視図 支持孔部分で切ったシリンダブロックの断面図 （Ａ）切欠き状面を示す要部の拡大断面図、（Ｂ）従来のシリンダ孔形成工程 支持孔及びシリンダ孔の製法を示し、（Ａ）は支持孔形成工程、（Ｂ）はシリンダ孔形成工程

以下に、本発明によるエンジの実施の形態を、立形で直列４気筒の産業エンジンの場合について、図面を参照しながら説明する。なお、エンジンＥにおいては、伝動ケース５のある側を前、フライホイール１３のある側を後、とする。

〔実施例１〕
図１に、直列４気筒エンジン（以下、単に「エンジン」と呼ぶ）Ｅは、シリンダブロック１の上に、シリンダヘッド２が組付けられ、シリンダヘッド２の上にはヘッドカバー３が組付けられている。シリンダブロック１の後にはフライホイールハウジング４が組付けられ、前には伝動ケース５が組付けられている。シリンダブロック１の下にはオイルパン６が組付けられている。図１において、１２は動弁装置、１３はフライホイール、１４は冷却ファン軸、１５はウォータフランジである。

シリンダブロック１は、図１及び図６に示されるように、４つのシリンダ孔８を有するシリンダ部１Ａと、シリンダ部１Ａの下側に位置してクランク軸９を枢支するクランクケース部１Ｂとを有している。シリンダ部１Ａは、ピストン１１が内嵌される４つのシリンダ孔８を有し、クランクケース部１Ｂには、クランク軸９を軸支する軸受ケース７を内嵌するための支持孔１０が４箇所形成されている。

クランク軸９は、４ヶ所のクランクピン９ａそれぞれの両側の計５ヶ所に、クランク軸心Ｐを有する支軸部（クランクジャーナル）９Ａが形成されている。各支軸部９Ａは、軸受メタル１６を介して軸受ケース７に内嵌されており、各軸受ケース７は、クランクケース部１Ｂに形成されている４ヶ所の支持孔１０に内嵌係止されている。最もフライホイール側から遠い５番目（最前端部）の支軸部９Ａが、軸受メタル１６を介してクランクケース部１Ｂの前端壁（符記省略）に軸支されている。

図２（Ａ），（Ｂ）に示されるように、軸受ケース７は、側面視で略凸状をなすケース上部７Ａと、その下にボルト（ボルトは図示省略）で連結されるケース下部７Ｂとによりなる。ケース上部７Ａ及びケース下部７Ｂには、円筒状の支持孔１０に嵌入（圧入又は密嵌入又は嵌め合い嵌入）させるための外周面７Ｇが形成されている。７Ｎは、軸受メタル１６が内嵌される嵌合孔（内周面）であり、７ｋは、連結ボルト（図示省略）のボルト頭部逃し用の切欠き部である。なお、ケース下部７Ｂの下部には、支持孔１０に嵌入された状態の軸受ケース７をクランクケース部１Ｂにボルト止めするためのナット部１８が形成されている。

図１及び図３～図６に示されるように、支持孔１０は、クランクケース部１Ｂの後部壁１ｂ及び前後中間で３カ所の中間縦壁１ｔに形成されており、クランク軸心Ｐを中心とする半径ｒの下円弧内周面１０Ｂと、同じく半径ｒの上円弧内周面１０Ａとを有している。上下の円弧内周面１０Ａ，１０Ｂの上下間の左右には、半径がｒより大きい大径内周部１０Ｃが形成されている。なお、図６は３つの中間縦壁１ｔのうちの１つを示す背面視である。

シリンダ孔８は、シリンダ部１Ａに形成されており、シリンダ孔８の周囲部分であるシリンダ壁１ａにおける隣り合うシリンダ孔８，８の間の部分の下端は支持孔１０に及んでいる。つまり、シリンダ孔８を形成する機械加工（切削加工）の範囲と、支持孔１０を形成する機械加工（切削加工）の範囲とが、寸法上、前後方向及び上下方向で交差（重複）する部分がある設計になっている。

図３～図５に示されるように、支持孔１０を有する中間縦壁（孔形成壁の一例）１ｔとシリンダ壁１ａとの境部１７に、支持孔１０の後端（「クランク軸心Ｐ方向での端」の一例）とシリンダ孔８の下端（「シリンダ軸心Ｑ方向での端」の一例）との間に位置する切欠き状面ａが設けられている。

切欠き状面ａは、図７（Ａ）や図８に示されるように、支持孔１０の内周面１０Ａ，１０Ｂ及びシリンダ孔８の内周面（符記省略）の双方に対して凹んだ凹状湾曲面に形成されているが、シリンダ軸心Ｑ及びクランク軸心Ｐのいずれに対しても傾いた傾斜面に形成されてもよい。例えば、傾斜面には、図７（Ａ）に示されるような凹状湾曲面を含んでいるとともに、波状の傾斜面、或いは両端部に傾斜した面がある切欠き状面ａも含んでいる。凹状湾曲面などによる切欠き状面ａは、シリンダブロック１の型成形により形成された面、即ち鋳肌面であって機械加工されていない未加工面である。

支持孔１０及びシリンダ孔８の機械加工方法について説明する。まず、図８（Ａ）に示されるように、クランク軸心Ｐに沿ってフライホイール側（後側）から伝動ケース側（前側）に向けて（矢印Ｘ方向）の機械加工により、支持孔１０が形成される支持孔形成工程が行われる。次に、図８（Ｂ）に示されるように、シリンダ軸心Ｑに沿う方向（矢印Ｙ方向又は矢印Ｙ方向及び反矢印Ｙ方向の双方の方向）の機械加工により、シリンダ孔８が形成されるシリンダ孔形成工程が行われる。

シリンダ孔形成工程により、場合によっては、図８（Ｂ）に示されるように、シリンダ孔８の下端縁にバリ（加工バリ：意図しない突起や残留物）ｂが生じることがあり、そのバリｂは、シリンダ孔８の下端からクランク軸心Ｐ方向（下方）に出っ張るように形成される。しかしながら、バリｂの下方突出量は、切欠き状面ａのシリンダ軸心Ｑ方向の幅（半径ｒの方向幅）よりも十分小さい。従って、軸受ケース７をクランク軸心Ｐ方向に沿う矢印Ｖ方向に動かしての支持孔１０への嵌入時に、バリｂが支持孔１０の内周面１０Ａと軸受ケース７の外周面７Ｇとの間に噛み込んだりする悪影響を及ぼすことは生じない。なお、図７，８において、バリｂは理解し易くするためにやや誇張又は変容して描いてある。

切欠き状面ａを持たない従来のシリンダブロックにおいては、図７（Ｂ）に示されるように、シリンダ孔８の下端は支持孔１０に及んでおり、シリンダ孔形成工程においてバリｂが生じると、そのバリｂは支持孔１０の半径ｒの範囲内に及ぶように突出する。故に、軸受ケース７をスライド移動させて支持孔１０へ嵌入する際に、バリｂが支持孔１０の内周面１０Ａと軸受ケース７の外周面７Ｇとの間に噛み込んだりして、うまく嵌入できないおそれがあった。

そこで従来では、シリンダ孔形成工程の後に、バリｂを取るために支持孔１０とシリンダ孔８との境部１７を削り取るブラッシングをするなどのバリ取り作業（バリ取り工程）が行われていた。これに対して、切欠き状面ａを有する本願発明では、前述のようにシリンダ孔８の加工時にバリｂが生じても悪影響が出ない。従って、バリ取り作業（工程）が不要による生産性向上の効果が得られる。また、加工バラツキへの対応が不要になることに因る生産性向上も図れる。

切欠き状面ａは、図３に示されるように、互いに隣り合うシリンダ孔８，８どうしの間に位置する３箇所の中間縦壁１ｔにおいては、クランク軸心Ｐ方向での両側に形成されており〔図７（Ａ）も参照〕、後部壁１ｂにおいては、クランク軸心Ｐ方向でシリンダ孔８のある側（前側）に形成されている。

図１に示されるように、最も後側の軸受ケース７は、これと後部壁１ｂとに跨るフライホイールハウジング４の前壁部（符記省略）を用いてのボルト止めにより、支持孔１０への嵌入組付け状態が維持されている。その他３か所の軸受ケース７は、各々のナット部１８を用いて中間縦壁１ｔの下部から上に向かうボルト（符記省略）により対応する支持孔１０への嵌入組付け状態が維持されている。

〔別実施形態〕
切欠き状面ａは、断面形状がクランク軸心Ｐ及びシリンダ軸心Ｑの双方に対して傾斜した直線となる構造や、緩やかな凸曲面となる構造のものでも良い。
３か所の中間縦壁１ｔそれぞれの境部１７においては、切欠き状面ａを、軸受ケース７を支持孔１０に嵌入させる方向の上手側の角部にのみ設ける構成でもよい。

１ シリンダブロック
１ａ シリンダ壁
１ｔ 孔形成壁（中間縦壁）
７ 軸受ケース
８ シリンダ孔
９ クランク軸
１０ 支持孔
１７ 境部
Ｐ クランク軸心
Ｑ シリンダ軸心
ａ 切欠き状面

Claims (5)

1. クランク軸を軸支する軸受ケースが、シリンダブロックに形成される支持孔に嵌入され、
   前記支持孔を有する孔形成壁とシリンダ壁との境部に、前記支持孔のクランク軸心方向での端とシリンダ孔のシリンダ軸心方向での端との間に位置する切欠き状面が設けられているエンジン。
2. 前記切欠き状面は、前記シリンダ軸心及び前記クランク軸心のいずれに対しても傾いた傾斜面に形成されている請求項１に記載のエンジン。
3. 前記切欠き状面は、前記支持孔及び前記シリンダ孔の双方に対して凹んだ凹状湾曲面に形成されている請求項１又は２に記載のエンジン。
4. 互いに隣り合うシリンダ孔どうしの間に位置する前記孔形成壁においては、クランク軸心方向での両側に前記切欠き状面が形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載のエンジン。
5. 前記切欠き状面は、前記シリンダブロックの型成形により形成された面である請求項１～４のいずれか一項に記載のエンジン。

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