JP3707147B2 - Crankcase structure of internal combustion engine - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシリンダ下部のクランクケースを2分割して、分割した下部クランクケースをクランクシャフトを支持するベアリングキャップと一体化して形成した内燃機関のクランクケース構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車などのエンジンにおいては、エンジンのシリンダ内の燃焼圧力による衝撃力や、ピストン、コンロッド及びクランクの慣性によって生じる衝撃的な力がクランクシャフトに繰り返し加わっているため、これらの衝撃力によって発生する振動が、クランクシャフトを支持するベアリングキャップ部分に伝わり、ベアリングキャップと一体化している下部クランクケースの隔壁部を振動させる。
【0003】
そして、図8に示すように、この隔壁部6の振幅λ2 の振動は、隔壁部6に連なるスパンL2 の側壁11の振幅δ2 の振動を誘起し、エンジンの騒音の主音源の一つとなっている大きな騒音を発生する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
この振動による騒音を低減するために、クランクシャフト4を枢支するベアリングキャップ部5と一体化している隔壁部6を補強することが有効であり、図3(b)及び図4の一点鎖線で示すように隔壁部6の上部クランクケースの取付け側である上面側の幅B1 、オイルパン取付面14側である下面側の幅B2 やリブ6bの幅bを増加することが行われる。この場合には、隔壁部6のビームとしての剛性を増すためには、上面側の幅B1 、下面側の幅B2 を大きくして、効率よく断面二次モーメントを増加させることが効果的ではあるが、各隔壁部6の両側には、クランクシャフト4のバランサー18が配置されているため、これらB1 、B2 の増加には限界があり、断面二次モーメントへの寄与が少ないリブ6bの幅bを増加せざるを得ない。従って、隔壁部6の剛性アップの効果の割りに、重量が著しく増加するという問題がある。
【0005】
その他にも、振動騒音の低減対策として、下部クランクケース3の高さHを増加して、隔壁部6の下面側の高さ増加部分を肉厚にして、隔壁部6を補強することも考えられるが、この場合にはエンジンの全高が大きくなることや、また、エンジンの重量が増加するという問題がある。
いずれにしても、重量増加を伴い、エンジンの軽量化の面から採用できない。
【0006】
一方、小型エンジン等のアルミダイキャスト製のクランクケースにおいて、エンジンの重量増加を抑制しながら、隔壁部を補強する方法として、図5及び図6に示すように隔壁部6のシリンダブロック取付面13側である上面側に開口部12aを持つ溝部12を設けた二重隔壁構造を採用する方法がある。
しかしながら、この二重隔壁構造においては、上面側が開口部12aで開放された対向した2枚の壁板6aで隔壁部6が構成されているので、隔壁部6全体としての剛性アップが不十分となる上に、各々の壁板6aは独立して振動するので、隔壁部6の振動を抑制しきれず、振動低減の効果が上がらないという問題がある。
【0007】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、その目的は、ベアリングキャップと一体化した下部クランクケースにおいて、重量の増加を伴うことなく、隔壁部の剛性を高めることができて、隔壁部周辺の振動を抑制できて、エンジンの振動及び騒音を低減できる内燃機関のクランクケース構造を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
以上のような目的を達成するために、エンジンのクランクケース部をクランクの軸受部の中心から上部クランクケースと下部クランクケースとに2分割して形成し、前記下部クランクケースの周囲を枠状の壁体で囲み、前記壁体の両側壁の間を複数枚の隔壁部で連結すると共に、前記隔壁部の上端中央に、前記上部クランクケースにメインボルトで締結されかつ前記クランクシャフトを枢支するベアリングキャップ部を一体化して設け、前記隔壁部を中空部を持つ両壁板6aからなる2重壁構造とすると共に前記中空部を両側壁11で囲み、更に、隔壁部の上面及び下面に前記中空部に連通するメインボルト取付け穴を開口した内燃機関のクランクケース構造を提供する。
また、前記下部クランクケースの前記隔壁部において、前記中空部に対向する両壁板間を、該両壁板と一体化して設けた連結部材で連結する。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図1及び図2により、本発明の実施形態について説明する。
この実施の形態では、クランクケース部はクランクの軸受部19の中心Cから上部クランクケース2と下部クランクケース3とに2分割され、上部クランクケース2はシリンダ9と一体化してシリンダブロック1を形成している。
【0010】
一方、下部クランクケース3は、クランク室20の周囲を枠状の壁体で囲んで、壁体の両側壁11の間を複数枚の隔壁部6で連結して形成され、更に、ベアリングキャップ部5、メインボルト取付穴17、ブロック取付面13、オイルパン取付面14などが設けられ、全体が一体的に鋳造される。
この隔壁部6は、壁体の側壁11を間隔をあけて連結しており、また、クランクシャフト4を枢支するベアリングキャップ部5と一体化され、このベアリングキャップ部5は、メインボルト取付穴17に挿入されるメインボルト10によって、上部クランクケース2に締結され、クランクシャフト4を挟持して枢支する。
【0011】
そして、この隔壁部6は、図1(b)に示すように、中空部7を持つロの字型の断面形状の2重壁構造に形成される。
この中空形状に形成された隔壁部6は、下面側で連結されているだけでなく、中空部7の上面側も隔壁上部部材15で壁板6aを連結されており、大きな断面二次モーメントを持っている。
【0012】
そして、更に隔壁部6の断面二次モーメントを上げるために、図1及び図2に示すように、中空部7の両壁板6a間を連結部材8で連結する。
また、鋳造作業において、中空部7を形成するために、隔壁部6の上面または下面に作業用の穴を開けて、隔壁部6の剛性の低下を招くことが懸念されるが、上記のような構造とすることにより、鋳造時には、この中空部7用の中子をベアリングキャップ部5を締結するメインボルト穴17を利用して設けた巾木で支持し、さらに、中子の砂抜きをこのメインボルト穴17から行って、この中空部7を成形することができるので、隔壁部6の上面や下面に、あらためて中子の巾木用穴や砂抜き用の穴を設ける必要がなく、隔壁部6の剛性の低下を招くことはない。
【0013】
以上のような構成により、次のような効果を奏することができる。
下部クランクケース3の隔壁部6を、中空部7を持つ中空形状にして、断面形状がロの字型になるように隔壁部6を強固に構成しているので、隔壁部6の断面二次モーメントを非常に大きくできて、隔壁部6の曲げ、捩りに対する剛性を向上でき、隔壁部6の振動を著しく抑制できる。
【0014】
また、側壁11の振動についても、図7に示すように、隔壁部6の振動振幅λ1 が小さくなり、側壁11に伝達される振動自体が小さくなる上に、更に、側壁スパンL1 も短くすることができて、側壁11自体の剛性も増加できるので、側壁11の振動振幅δ1 を非常に小さくできる。
さらに、図1及び図2に示すように、隔壁部6において、中空部7の両壁板6a間を連結部材8で連結することにより、更に隔壁部6の断面二次モーメントを上げて、隔壁部6の曲げ、捩り剛性の向上を図ることができ、振動及び騒音を更に低減できる。
【0015】
従って、下部クランクケース3全体の振動を著しく低減でき、エンジンの振動及び騒音を大幅に低減できる。
一方、中空部7を設けることにより、隔壁部6の剛性をアップしても、重量増加を実質的に無くすることができるので、エンジンの重量増加を避けることができる。
【0016】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ベアリングキャップと一体化した下部クランクケースにおいて、重量の増加を伴うことなく、隔壁部の剛性を高めることができて、隔壁部周辺の振動を抑制できて、エンジンの振動及び騒音を低減できる内燃機関のクランクケース構造が得ることができる。
また、隔壁部の鋳造時には、中空部用の中子を隔壁部の上面や下面のメインボルト穴を利用した巾木で支持すると共に中子の砂抜きをメインボルト穴を利用して行なって、中空部を成形できるので、あらためて隔壁部の上面や下面に中子の巾木用の穴や砂抜き用の穴を設ける必要がなく、隔壁部の剛性の低下を招くことはない。
また、隔壁部の中空部の両壁板間を連結部材で連結したので、隔壁部の断面二次モーメントを更に増加できて、振動騒音を更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示すシリンダブロックの構造図であり、(a)は下部クランクケースの部分を階段断面側面図(図2のX−X階段断面)で示す側面図であり、(b)は隔壁部のY−Y断面図である。
【図2】図1のZ−Z断面を示す下部クランクケースの平面断面図である。
【図3】従来技術の実施の形態を示すシリンダブロックの構造図であり、(a)は下部クランクケースの部分を階段断面側面図(図4のX−X階段断面)で示す側面図であり、(b)は隔壁部のY−Y断面図である。
【図4】図3のZ−Z断面を示す下部クランクケースの平面断面図である。
【図5】従来技術の第二の実施の形態を示すシリンダブロックの構造図であり、(a)は下部クランクケースの部分を階段断面側面図(図6のX−X階段断面)で示す側面図であり、(b)は隔壁部のY−Y断面図である。
【図6】図3のZ−Z断面を示す下部クランクケースの平面断面図である。
【図7】本発明の実施の形態の隔壁部及び側壁部の振動を説明するための下部クランクケースの平面断面図である。
【図8】従来技術の実施の形態の隔壁部及び側壁部の振動を説明するための下部クランクケースの平面断面図である。
【符号の説明】
1 … シリンダブロック 2 … 上部クランクケース
3 … 下部クランクケース 4 … クランクシャフト
5 … ベアリングキャップ部 6 … 隔壁部
6a… 壁板 7 … 中空部
8 … 連結部材 9 … シリンダ
10 … メインボルト 11 … 側壁
12 … 開口部 13 … ブロック取付面
14 … オイルパン取付面 15 … 隔壁上部部材
17 … メインボルト穴 18 … バランサー
19 … ジャーナル受部 20 … クランク室
H … 高さ
L1 ,L2 … 隔壁間長さ
δ1 ,δ2 ,λ1 ,λ2 … 振動振幅[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a crankcase structure for an internal combustion engine in which a crankcase at the lower part of a cylinder of an engine is divided into two parts, and the divided lower crankcase is integrated with a bearing cap that supports a crankshaft.
[0002]
[Prior art]
In an engine such as an automobile, the impact generated by the combustion pressure in the cylinder of the engine and the impact generated by the inertia of the piston, connecting rod and crank are repeatedly applied to the crankshaft. However, it is transmitted to the bearing cap portion that supports the crankshaft, and vibrates the partition wall portion of the lower crankcase integrated with the bearing cap.
[0003]
As shown in FIG. 8, the vibration of the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to reduce the noise caused by this vibration, it is effective to reinforce the
[0005]
In addition, as a measure for reducing vibration noise, the height H of the
In any case, it cannot be adopted from the viewpoint of reducing the weight of the engine as the weight increases.
[0006]
On the other hand, as a method for reinforcing the partition wall while suppressing an increase in the weight of the engine in an aluminum die cast crankcase such as a small engine, a cylinder
However, in this double partition wall structure, since the
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The object of the present invention is to increase the rigidity of the partition wall without increasing the weight in the lower crankcase integrated with the bearing cap. Another object of the present invention is to provide a crankcase structure for an internal combustion engine that can suppress vibration around the partition wall and reduce engine vibration and noise.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the crankcase portion of the engine is formed by dividing the crankcase portion into an upper crankcase and a lower crankcase from the center of the crank bearing portion, and the periphery of the lower crankcase is frame-shaped. Surrounding with a wall, connecting both side walls of the wall with a plurality of partition walls , and fastened to the upper crankcase with a main bolt at the center of the upper end of the partition , and pivotally supports the crankshaft provided by integrating the bearing cap, front SL surrounds the hollow portion in the
Further, in the partition portion of the lower crankcase, the two wall plates facing the hollow portion are connected by a connecting member provided integrally with the two wall plates .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In this embodiment, the crankcase portion is divided into two parts from the center C of the
[0010]
On the other hand, the
The
[0011]
And this
The
[0012]
And in order to raise the cross-sectional secondary moment of the
Further, in casting work, there is a concern that a work hole may be formed on the upper surface or the lower surface of the
[0013]
With the configuration described above, the following effects can be achieved.
Since the
[0014]
As for the vibration of the
Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, in the
[0015]
Accordingly, the vibration of the entire
On the other hand, by providing the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the lower crankcase integrated with the bearing cap, the rigidity of the partition wall can be increased without increasing the weight, and the vibration around the partition wall can be suppressed. Thus, an internal combustion engine crankcase structure capable of reducing engine vibration and noise can be obtained.
In addition, when casting the partition wall, the core for the hollow portion is supported by a baseboard using the main bolt holes on the upper surface and the lower surface of the partition wall, and sand removal of the core is performed using the main bolt holes, Since the hollow portion can be formed, there is no need to newly provide a core base hole or a sand removal hole on the upper surface or the lower surface of the partition wall, so that the rigidity of the partition wall is not lowered.
Moreover, since both the wall plates of the hollow part of the partition part are connected by the connecting member, the cross-sectional secondary moment of the partition part can be further increased, and vibration noise can be further reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a structural diagram of a cylinder block showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is a side view showing a lower crankcase portion in a step cross-sectional side view (XX step cross section in FIG. 2). (B) is a YY sectional view of a partition part.
2 is a plan sectional view of a lower crankcase showing a ZZ section in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a structural diagram of a cylinder block showing an embodiment of the prior art, (a) is a side view showing a lower crankcase portion in a step cross-sectional side view (XX step cross section in FIG. 4). (B) is a YY sectional view of a partition part.
4 is a plan sectional view of the lower crankcase showing a ZZ section in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a structural diagram of a cylinder block showing a second embodiment of the prior art, in which (a) is a side view showing a lower crankcase part in a stepwise sectional side view (XX sectional view in FIG. 6). It is a figure and (b) is YY sectional drawing of a partition part.
6 is a plan sectional view of the lower crankcase showing a ZZ section in FIG. 3; FIG.
FIG. 7 is a plan sectional view of a lower crankcase for explaining vibrations of the partition wall and the side wall according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan sectional view of a lower crankcase for explaining vibrations of the partition wall and the side wall according to the embodiment of the prior art.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
10…
12…
14… Oil
17…
19…
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