JP3758799B2

JP3758799B2 - エンジンの構造

Info

Publication number: JP3758799B2
Application number: JP08143997A
Authority: JP
Inventors: 慶明諸口
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JPH10274095A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの騒音を低減すると共に軽量化を図るようにしたエンジンの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクケースとして、軽量化を図ったラダーフレーム構造のものがある。このようなラダーフレームとしては、例えば、実用新案登録第２５０１６６５号に開示されている。このラダーフレームは、図６及び図７に示すようにクランクシャフトの軸受部を有した複数のクロスビーム３０及びこれらのクロスビーム３０を軸方向に連結するサイドビーム３１、３１を形成し、クランクシャフトのセンタジャーナルを軸受する中央のクロスビーム３０に、その軸受部３２と両側のサイドビーム３１、３１との間に掛け渡されるリブ部材３３、３３を設けた構造とし、センタジャーナルの軸受部３２の剛性を他の軸受部よりも高めることで、クランクシャフトの曲げ応力の低減に加えて軸方向の均一化を図り、クランクシャフトの軽量化を図るというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジンは、出力増大等によりクランクシャフトを支持するメインキャップに作用する荷重が増大傾向にあり、上記従来構造のラダーフレームは、隣り合うクロスビーム３０の間の底面３４が開いており、しかもサイドビーム３１が単なる縦壁形状であるために下部に加わる拡がり方向の力に対する強度が不十分となる。この結果、ラダーフレーム全体の剛性が不十分となり、サイドビーム３１が振動しやすく、騒音が発生しやすい。ラダーフレームに十分な剛性をもたせるためにはクロスビーム３０及びサイドビーム３１の強度を増すことが必要であるが重量が増加する。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、クランクケースの剛性を高めてエンジンの騒音を低減すると共に軽量化を図るようにしたエンジンの構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１によれば、各シリンダボア間を仕切る複数の隔壁の各下面にクランクシャフトの上側を支持する上軸受部が設けられたアッパクランクケースと、前記アッパクランクケースの各隔壁と対向する各隔壁の上面に前記上軸受部と対をなす下軸受部が設けられたロアクランクケースとを備え、前記アッパクランクケース及び前記ロアクランクケースの夫々の各隔壁間において、前記アッパクランクケースの外壁のスカート部とロアクランクケースの外壁及び底面とが、前記シリンダボアを同心とする球面の一部をなす連続した曲面で形成されていることを特徴としている。
【０００６】
クランクケースは、アッパクランクケース及びロアクランクケースの夫々の各隔壁間において、アッパクランクケースの外壁のスカート部とロアクランクケースの外壁と底面とが、シリンダボアを同心とする球面の一部をなす連続した曲面とされていることで、クランクケースの隔壁間における外壁の全体剛性が増大するとともに、同心とすることによりクランクケースの作用力を均一に分散させることができ、エンジン騒音低減効果の増大化が図られる。
【０００７】
請求項２によれば、アッパクランクケースの隔壁と外壁との連接部分、及びロアクランクケースの隔壁と外壁との連設部分を曲面として滑らかに連設することを特徴としている。
【０００８】
アッパクランクケース及びロアクランクケースの各隔壁の境界に設けられているクランクシャフトの軸受部とアッパクランクケース及びロアクランクケースの各外壁との間の力の流れが円滑となり、変形が無くなり、クランクケースの耐久性が向上する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は、クランクケースのシリンダボア中心における断面図を示し、図２は、図１のクランクケースの左側半分の隔壁近傍を斜め下方から見た斜視図である。
図１及び図２に示すようにエンジンの本体をなすクランクケース１は、アッパクランクケース２と、ロアクランクケース３とにより構成されている。アッパクランクケース２は、上部に長手方向に沿ってシリンダボア４が複数直列に配列して形成されており、各シリンダボア４間を仕切る隔壁５の下面中央にシリンダボア４の配列方向に沿ってクランクシャフトの上側を支持する半円形状の上軸受部６が設けられている。また、両側の外壁２ａ、２ａのスカート部２ｂ、２ｂにはバランサシャフトを挿通するバランサシャフト孔７、８が設けられている。
【００１０】
ロアクランクケース３は、アッパクランクケース２の各隔壁５と対向して隔壁１１が形成されており、各隔壁１１の上面中央には上軸受部６と対向してクランクシャフトの下側を支持する半円形状の下軸受部１２が設けられている。そして、隔壁５の上軸受部６と隔壁１１の下軸受部１２とによりクランクシャフト（図示せず）の軸受部が形成される。また、底面３ｂは、各隔壁１１の間が開いておりラダーフレーム構造とされている。これによりロアクランクケース３の軽量化が図られる。
【００１１】
図２に示すようにクランクケース１のクランク室を形成するアッパクランクケース２の外壁２ａのスカート部２ｂとロアクランクケース３の外壁３ａ及び底面３ｂとは、上下方向の曲率を大きくして外方に凸の連続する同一の曲率半径の曲面をなしている。そして、ロアクランクケース３の外壁３ａと底面３ｂとが連続する曲面で形成されている。更に、アッパクランクケース２の外壁２ａのスカート部２ｂ、ロアクランクケース３の外壁３ａは、夫々各隔壁５間、各隔壁１１間において球面の一部をなす曲面をなしている。図３は、図１の矢線III−IIIに沿う断面を示し、アッパクランクケース２のスカート部２ｂと隔壁５の一部を示す。図４は、図１の矢線IV−IVに沿う断面を示し、ロアクランクケース３の外壁３ａと隔壁１１の一部を示す。
【００１２】
図３に示すようにアッパクランクケース２のスカート部２ｂは、各隔壁５間において左右方向に半径Ｒ1の曲面をなしており、この半径Ｒ1の中心は、シリンダボア４の中心と一致している。そして、スカート部２ｂと隔壁５の側部との連接部分２ｃは、半径Ｒ2（＜Ｒ1）の曲面をなしてこれらのスカート部２ｂと隔壁５とを滑らかに連設している。また、隔壁５の両側のスカート部２ｂと２ｂの間の谷部２ｄの下端に前後方向に横リブ２ｅが形成されており、更に横リブ２ｅとスカート部２ｂの下面との間に上下方向に２本の縦リブ２ｆ、２ｆが形成されている。これらの横リブ２ｅ、縦リブ２ｆ、２ｆは、スカート部２ｂに一体に連設して形成されている。これによりスカート部２ｂの谷部２ｄの剛性が向上する。
【００１３】
図４に示すようにロアクランクケース３の外壁３ａは、各隔壁７間において左右方向に半径Ｒ1の曲面をなしており、この半径Ｒ1の中心は、シリンダボア４の中心と一致している。そして、外壁３ａと隔壁７の側部との連接部分３ｃは、半径Ｒ2（＜Ｒ1）、Ｒ3（＜Ｒ2）の曲面をなしてこれらの外壁３ａと隔壁７とを滑らかに連設している。また、外壁３ａの隔壁７の部位における谷部３ｄの下端に前後方向に横リブ３ｅが形成され、この横リブ３ｅに上下方向に前記アッパクランクケース２の縦リブ２ｆ、２ｆと連続する２本の縦リブ３ｆ、３ｆが形成されている。これらの横リブ３ｅ、縦リブ３ｆ、３ｆは、外壁３ａに一体に連設して形成されている。これにより外壁３ａの谷部３ｄの剛性が向上する。
【００１４】
図２及び図４に示すようにロアクランクケース３の隔壁１１には下軸受部１２の近傍にメインキャップボルト穴１４が、外壁３ａの縦リブ３ｆ、３ｆの付け根部分にサブキャップボルト穴１５、１５が穿設されている。アッパクランクケース２の隔壁５の下面にはロアクランクケース３のメインキャップボルト穴１４、サブキャップボルト穴１５と対向してメインキャップボルト穴、サブキャップボルト穴（共に図示せず）が穿設されている。ロアクランクケース３は、アッパクランクケース２に装着されてメインキャップボルト及びサブキャップボルトにより固定される。また、ロアクランクケース３の下部にオイルパン（何れも図示せず）が装着される。
【００１５】
以下に作用を説明する。
クランクケース１のクランク室を形成するアッパクランクケース２の外壁２ａのスカート部２ｂとロアクランクケース３の外壁３ａは、外側方に凸をなし上下方向に連続する大ききな曲率を有する曲面とされることで、曲げ及び捻り剛性が増大され、アッパクランクケース２の各隔壁５、ロアクランクケース３の各隔壁１１の前後モード、スカート部２ｂ、外壁３ａ、３ａの左右モードの固有振動数が高くなり、クランクケース１の振動レベルを大幅に下げることができる。
【００１６】
また、アッパクランクケース２のスカート部２ｂの谷部２ｄの横リブ２ｅ、及び縦リブ２ｆ、２ｆ、ロアクランクケース３の谷部３ｄの横リブ３ｅ及び縦リブ３ｆ、３ｆによりクランクケース１の前後方向の剛性が増大する。更に、アッパクランクケース２のスカート部２ｂ、ロアクランクケース３の外壁３ａを球面の一部とし、且つ隔壁５とスカート部２ｂとを連設する連設部２ｃ、隔壁１１と外壁３ａとを連設する連設部３ｃを滑らかに連設することで、軸受部とスカート部２ｂ、外壁３ａ間の力の流れがスムーズとなり、応力集中や変形が無くなりクランクケース１の剛性が増大する。この結果、本発明構造のクランクケース１は、従来構造のラダーフレームタイプのクランクケースに比べて振動レベルを大幅に（約１０ｄｂ程度）低減することができる。また、クランクケース１の振動レベルが低減することで、クランクシャフトの変形も低減する。
【００１７】
図５は、本発明に係るクランクケースの他の実施例を示し、アッパクランクケース２のスカート部２ｂに形成するバランサシャフト孔７を図２に示す実施例１に比べて外側方にずらし、湾曲するスカート部２ｂの外側を通す構造としたものである。このような構造にすると、スカート部２ｂの強度が更に増大する。また、ロアクランクケース３の底面３ｂを完全に閉じた構造としている。このようにロアクランクケース３の底面３ｂを塞ぐことで剛性が大幅に増大する。また、オイルパンが不要となり、エンジン全高を低くすることが可能となる。尚、このようにロアクランクケース３の底面３ｂを完全に塞ぐ場合には各隔壁１１の下部にオイル連通穴を設け、オイルポンプにより別置きのオイルタンクに循環させるようにする。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、アッパクランクケース及びロアクランクケースの夫々の各隔壁間において、クランクケースのクランク室の外壁と底面とを球面の一部をなす連続した曲面で形成することで、全方向からのクランクケースへの作用力を分散させることができるため、クランクケースの隔壁間における外壁の全体剛性を増大することができ、エンジン騒音低減効果の増大化が図られるとともにクランクケースの軽量化にも寄与する。そして、シリンダボアを同心とする球面とすることにより、クランクケースへの作用力を均一に分散させることができ、クランクケースの全体剛性が更に向上する。また、クランクケースの全体剛性を増大することができるためにロアクランクケースをラダーフレーム構造とすることが可能であり、エンジンの軽量化を図ることが可能となる。更に、クランクケースの全体剛性が増大することで、クランクシャフトの変形も低減する。
【００１９】
請求項２の発明によれば、アッパクランクケースの隔壁と外壁との連接部分、及びロアクランクケースの隔壁と外壁との連設部分を曲面として滑らかに連設することで、クランクシャフトの軸受部と外壁との間の力の流れが円滑となり、剛性が増大してエンジン騒音の低減を図ることができ、クランクケースの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエンジンの構造のクランクケースのシリンダボア中心における断面図である。
【図２】図１に示すクランクケースの左側半分の隔壁近傍を斜め下方から見た斜視図である。
【図３】図１の矢線III−IIIに沿う断面図である。
【図４】図１の矢線IV−IVに沿う断面図である。
【図５】図２に示すアッパクランクケースの実施例２の斜視図である。
【図６】従来のラダーフレームの平面図である。
【図７】図６の矢線VII−VIIに沿う断面図である。
【符号の説明】
１エンジン本体（クランクケース）
２アッパクランクケース
３ロアクランクケース
２ａ、３ａ外壁
２ｂスカート部
２ｄ、３ｄ谷部
２ｅ、３ｅ横リブ
２ｆ、３ｆ縦リブ
４シリンダボア
５、１１隔壁
６上軸受部
１２下軸受部

Claims

各シリンダボア間を仕切る複数の隔壁の各下面にクランクシャフトの上側を支持する上軸受部が設けられたアッパクランクケースと、
前記アッパクランクケースの各隔壁と対向する各隔壁の上面に前記上軸受部と対をなす下軸受部が設けられたロアクランクケースとを備え、
前記アッパクランクケース及び前記ロアクランクケースの夫々の各隔壁間において、前記アッパクランクケースの外壁のスカート部とロアクランクケースの外壁及び底面とが、前記シリンダボアを同心とする球面の一部をなす連続した曲面で形成されていることを特徴とするエンジンの構造。
前記アッパクランクケースの隔壁と外壁との連接部分、及び前記ロアクランクケースの隔壁と外壁との連設部分を曲面として滑らかに連設することを特徴とする請求項１記載のエンジンの構造。