JP4548399B2 - Crankshaft support structure and crankshaft support method for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダブロックに組み付けられる軸受部材としてのクランクキャップが用いられてクランク軸が支持される構成の内燃機関のクランク軸支持構造及びクランク軸支持方法に関する。 The present invention relates to a crankshaft support structure and a crankshaft support method for an internal combustion engine having a configuration in which a crankshaft is supported by using a crankcap as a bearing member assembled to a cylinder block.
一般に、例えば自動車用の多気筒内燃機関などにおいては、クランク軸支持構造として、クランクキャップ(ベアリングキャップ等とも称される)によってシリンダブロックとの間に軸受部が構成され、その軸受部にてクランク軸が支持される構成のものがある。具体的には、シリンダブロックにおいて気筒間に設けられるバルクヘッド(隔壁)に対してクランクキャップがボルト等により固定されることで、バルクヘッド及びクランクキャップそれぞれに形成される半円状の軸受面同士によって軸受部としての軸孔が形成される。この軸孔に、クランク軸のクランクジャーナル(主軸部)がクランクベアリング(軸受メタル等とも称される)を介する等して支承されることでクランク軸が支持される。
このように、クランクキャップが用いられてクランク軸が支持される構成においては、シリンダブロックとの間にクランク軸を支持するクランクキャップが、シリンダブロックに対し、該シリンダブロックのクランクキャップに対する合わせ面及び該合わせ面とともに凹部を形成する両側面で接する構成がある(例えば、特許文献1参照。)。
In general, for example, in a multi-cylinder internal combustion engine for automobiles, as a crankshaft support structure, a crank cap (also referred to as a bearing cap or the like) forms a bearing portion between the cylinder block, and a crank portion is formed by the bearing portion. Some configurations support the shaft. Specifically, the semicircular bearing surfaces formed on the bulkhead and the crankcap are fixed to each other by fixing the crankcap to the bulkhead (partition wall) provided between the cylinders in the cylinder block. Thus, a shaft hole as a bearing portion is formed. The crankshaft is supported by the crank journal (main shaft portion) of the crankshaft being supported in the shaft hole via a crank bearing (also referred to as bearing metal or the like).
Thus, in the configuration in which the crankshaft is supported by using the crankcap, the crankcap that supports the crankshaft between the cylinder block and the cylinder block has a mating surface with respect to the crankcap of the cylinder block and There exists a structure which contact | connects in the both sides | surfaces which form a recessed part with this mating surface (for example, refer patent document 1).
従来のクランク軸支持構造について、図6を用いて説明する。図6は従来のクランク軸支持構造を示す一部断面図である。
図6に示すように、シリンダブロック110との間にクランク軸101を支持するクランクキャップ120が用いられてクランク軸101が支持される構成において、シリンダブロック110において気筒間に設けられるバルクヘッド111の下方に形成される凹部112に、クランクキャップ120が嵌装される。凹部112に嵌装されたクランクキャップ120は、該クランクキャップ120を上下方向に貫通するスタッドボルト127によりシリンダブロック110に対して締結固定される。
A conventional crankshaft support structure will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a partial sectional view showing a conventional crankshaft support structure.
As shown in FIG. 6, in a configuration in which a
クランクキャップ120が嵌装される凹部112は、バルクヘッド111の下部に形成される、シリンダブロック110のクランクキャップ120に対する合わせ面113と、シリンダブロック110の下部において左右側方に突設されるスカート部115・115の内側面となる側面114・114とから形成される。
そして、バルクヘッド111の左右略中央部に半円状の軸受面116が形成され、このシリンダブロック110側の軸受面116に対向するように、クランクキャップ120側に同じく半円状の軸受面126が形成される。これにより、クランクキャップ120がシリンダブロック110の凹部112に嵌装された状態で、軸受面116・126同士により軸孔(軸受部)が形成される。この軸孔に、それぞれ半円状であって軸受面116・126に沿う形状を有するアッパベアリング118及びロアベアリング128を介してクランク軸101のジャーナル部101aが支承されることで、クランク軸101が支持される。各ベアリング118・128とクランク軸101との間にはオイル(潤滑油)が介在する。
The
Then, a semicircular bearing
このように、クランク軸の支持に用いられるクランクキャップの位置決めに際しては、従来、次のような方法が用いられている。
すなわち、前記のようにシリンダブロックのバルクヘッドの下方に形成される凹部に対し、クランクキャップが、圧入により嵌装され、ボルト等の締結具によりバルクヘッドに固定されることで位置決めされる。クランクキャップを固定するための締結具としては、例えば、前記のようにクランクキャップを上下方向に貫通するスタッドボルトや、シリンダブロックのスカート部を貫通しその外側側方から斜め方向あるいは水平方向にクランクキャップに螺挿されるサイドボルト等が用いられる。
As described above, conventionally, the following method is used for positioning the crank cap used to support the crankshaft.
That is, as described above, the crank cap is fitted into the recess formed below the bulkhead of the cylinder block by press fitting, and is positioned by being fixed to the bulkhead by a fastener such as a bolt. As a fastener for fixing the crank cap, for example, as described above, a stud bolt that penetrates the crank cap in the vertical direction or a skirt portion of the cylinder block that penetrates the crank block in an oblique direction or a horizontal direction from the outer side thereof is used. A side bolt or the like screwed into the cap is used.
また、クランクキャップの位置決めに際し、クランクキャップを鋳込んだラダーフレームが用いられる方法がある。ラダーフレーム(ロアケース等とも称される)は、シリンダブロックの左右側部に沿う左右の側壁部と、この側壁に対して直交方向であってシリンダブロックのバルクヘッドに対応する位置に架設される隔壁部とを有する梯子状のフレームであり、シリンダブロックに組み付けられた状態で、シリンダブロックとともにクランク軸を支持する。すなわち、複数のクランクキャップが、ラダーフレームの各隔壁部に鋳込まれることで各バルクヘッドに対して予め位置決めされた状態で一体化され、シリンダブロックに組み付けられる。
ところで、クランクキャップが用いられてクランク軸が支持される構成においては、一般に、クランクキャップがシリンダブロックに組み付けられた状態での軸受部に対して共加工が行われる。すなわち、まず、クランクキャップが、クランク軸の組込みをともなわずにシリンダブロックに対してボルト等により固定されて組み付けられる。このクランクキャップが組み付けられた状態で、シリンダブロックとクランクキャップとにより形成される軸孔(軸受部)に対し、ホーニング等の加工が施されることで共加工が行われ、軸孔について所定の真円度が得られる。そして、共加工後に、クランクキャップが、シリンダブロックから一旦取り外され、クランク軸の組付けをともない該クランク軸を支持する状態でシリンダブロックに対して再度組み付けられる。 Incidentally, in a configuration in which a crank cap is used and a crank shaft is supported, generally, co-processing is performed on a bearing portion in a state where the crank cap is assembled to a cylinder block. That is, first, the crank cap is assembled by being fixed to the cylinder block with a bolt or the like without incorporating the crankshaft. In a state where the crank cap is assembled, the shaft hole (bearing portion) formed by the cylinder block and the crank cap is subjected to co-working by processing such as honing. Roundness is obtained. Then, after the co-processing, the crank cap is once removed from the cylinder block and reassembled to the cylinder block in a state of supporting the crankshaft with the crankshaft being assembled.
このように、クランクキャップがシリンダブロックに組み付けられた状態での共加工、及びクランク軸の組込みをともなうクランクキャップの再組付けが行われる場合、従来のクランクキャップの構成及びその位置決め方法では、共加工時は所定の真円度を有する軸孔において、再組付け後にシリンダブロックとクランクキャップとの合わせ面に段差が生じる場合がある。
こうしたシリンダブロックとクランクキャップとの合わせ面における段差(以下単に「合わせ面の段差」という。)は、内燃機関の実動時におけるクランク軸の回転にともない、クランク軸回りのオイルに乱流を生じさせる等してフリクション増大の原因となる。かかるフリクションの増大は、内燃機関の出力の制限や燃費の低下等を招く。
As described above, when co-working with the crank cap assembled to the cylinder block and re-assembly of the crank cap with the crankshaft being incorporated, the conventional crank cap configuration and its positioning method are commonly used. At the time of machining, a step may occur on the mating surface between the cylinder block and the crank cap after reassembly in the shaft hole having a predetermined roundness.
Such a step on the mating surface between the cylinder block and the crank cap (hereinafter simply referred to as “step on the mating surface”) causes turbulence in the oil around the crankshaft as the crankshaft rotates during actual operation of the internal combustion engine. Causing friction to increase. Such an increase in friction causes a limitation on the output of the internal combustion engine, a decrease in fuel consumption, and the like.
すなわち、前述したように、クランクキャップがシリンダブロックに形成される凹部に圧入される構成においては、一旦圧入されたクランクキャップがクランク軸の組込み(再組付け)に際して取り外される。このため、クランクキャップの圧入時または取外し時に圧入代が削り取られ、圧入代が削り取られた分、クランクキャップの再組付け状態においてガタが生じる。このシリンダブロックとクランクキャップとの間に生じるガタは、合わせ面の段差が生じる原因となる。 That is, as described above, in the configuration in which the crank cap is press-fitted into the recess formed in the cylinder block, the crank cap once press-fitted is removed when the crankshaft is assembled (reassembled). For this reason, when the crank cap is press-fitted or removed, the press-fitting allowance is cut off, and the amount of the press-fitting allowance cut off causes play in the reattached state of the crank cap. The play that occurs between the cylinder block and the crank cap causes a step in the mating surface.
また、クランクキャップがラダーフレームに鋳込まれる構成においては、ラダーフレームには、そのシリンダブロックに対する位置合わせのためノックピンが配設される。つまり、ラダーフレームがシリンダブロックに組み付けられる際に、シリンダブロックの所定の位置に設けられるピン穴にノックピンが嵌合する。
ラダーフレームのノックピンとシリンダブロックのピン穴との間には、所定のクリアランスが存在する。このため、ラダーフレームが、前記クリアランス分ずれた状態でシリンダブロックに組み付けられることにより、合わせ面の段差が生じる場合がある。
Further, in the configuration in which the crank cap is cast into the ladder frame, the ladder frame is provided with a knock pin for alignment with the cylinder block. That is, when the ladder frame is assembled to the cylinder block, the knock pin is fitted into the pin hole provided at a predetermined position of the cylinder block.
A predetermined clearance exists between the knock pin of the ladder frame and the pin hole of the cylinder block. For this reason, when the ladder frame is assembled to the cylinder block in a state of being shifted by the clearance, a step on the mating surface may occur.
そして、合わせ面の段差は、クランクキャップの構成にも起因して内燃機関の実働時に大きくなる傾向があり、フリクションアップの原因ともなる。
一般に、シリンダブロックとクランクキャップとは、例えば、シリンダブロックがアルミニウム合金等のアルミ系材料、クランクキャップが鋳鉄等の鉄系材料などのように異なる材料により構成され、熱膨張率が異なる。このため、内燃機関の実働時には温度が上昇してシリンダブロックとクランクキャップとの間に熱膨張差が生じ、従来のクランクキャップの構成では、合わせ面の段差が強調されることとなる。
Further, the level difference of the mating surfaces tends to increase during actual operation of the internal combustion engine due to the configuration of the crank cap, which also causes a friction increase.
In general, the cylinder block and the crank cap are made of different materials, for example, the cylinder block is made of an aluminum-based material such as an aluminum alloy, and the crank cap is made of an iron-based material such as cast iron. For this reason, during actual operation of the internal combustion engine, the temperature rises and a difference in thermal expansion occurs between the cylinder block and the crank cap, and the step of the mating surface is emphasized in the configuration of the conventional crank cap.
合わせ面の段差について、図7を用いて具体的に説明する。図7は従来のクランク軸支持構造における合わせ面の段差を示す説明図である。
図7に示すように、内燃機関の実働時、シリンダブロック110及びクランクキャップ120の熱膨張による変形について、例えばシリンダブロック110の方が大きい場合、シリンダブロック110側の軸受面116がクランクキャップ120側の軸受面126よりも拡がることとなる。したがって、シリンダブロック110側の軸受面116に沿うように設けられるアッパベアリング118は軸受面116の変形にならい、クランクキャップ120側の軸受面126に沿うように設けられるロアベアリング128は軸受面126の変形にならう。このため、両ベアリング118・128を含めた合わせ面において、クランクキャップ120側が内側に突出した状態となる段差150が生じる。図7では、クランク軸101の左右両側で段差150が生じている状態を示している。この合わせ面の段差150は、クランク軸101の回転にともない、クランク軸101回りのオイル105に乱流を生じさせる等してフリクション増大の原因となる。
なお、図7における段差150は、実際には軸受面116・126により形成される軸孔の大きさとの対比において極めて小さいものであるが、説明の便宜のため誇張して示してある。
The step of the mating surface will be specifically described with reference to FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing the level difference of the mating surface in the conventional crankshaft support structure.
As shown in FIG. 7, when the
7 is actually very small in comparison with the size of the shaft hole formed by the
こうしたシリンダブロック110及びクランクキャップ120の熱膨張差により強調される段差150は、前記のとおり従来のクランクキャップ120の構成に起因する。
すなわち、従来では、シリンダブロック110の合わせ面113とスカート部115の内側面となる両側面114とにより形成される凹部112において、一体のクランクキャップ120が、シリンダブロック110に対し、軸受面126を介して左右に配設されるスタッドボルト127等により締結固定される。このため、クランクキャップ120がその熱膨張による変形にともなって締結部を突っ張ったり(もしくは引っ張ったり)、クランクキャップ120の膨張部分の凹部112に対する逃げ場がなくなったりする。このようなことから、シリンダブロック110及びクランクキャップ120の変形のしわ寄せが真円度に出てくることとなり、合わせ面の段差150が強調される。
また、クランクキャップ120は、その軸受面126を介する左右の部分が一体の(繋がっている)構成であるため、熱膨張による変形がその左右の部分で互いに干渉してしまう。したがって、左右一方の段差150を解消しようとしてクランクキャップ120の組付けが行われると、シリンダブロック110との間の熱膨張差により左右他方において段差150が発生することとなる。
The
That is, conventionally, in the
In addition, since the left and right portions of the
このように、従来のクランクキャップの構成及びその位置決め方法では、特に内燃機関の実働時(高温時)において、クランク軸の回転についてフリクション増大の原因となる合わせ面の段差が発生する場合があった。 As described above, in the configuration of the conventional crank cap and the positioning method thereof, there is a case where a step of the mating surface that causes an increase in friction occurs in the rotation of the crankshaft, particularly when the internal combustion engine is actually operated (at a high temperature). .
そこで、本発明が解決しようとする課題は、シリンダブロックに組み付けられる軸受部材としてのクランクキャップが用いられてクランク軸が支持される構成において、シリンダブロックとクランクキャップとの熱膨張差の影響を吸収することができ、内燃機関の実働時等であっても、シリンダブロックとクランクキャップとの合わせ面において発生する段差を解消することができ、クランク軸の回転にともなうフリクションの低減を図ることができる内燃機関のクランク軸支持構造及び内燃機関の製造方法を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to absorb the influence of the thermal expansion difference between the cylinder block and the crank cap in a configuration in which a crank cap is used as a bearing member assembled to the cylinder block and the crank shaft is supported. Even when the internal combustion engine is in operation, the step generated on the mating surface between the cylinder block and the crank cap can be eliminated, and the friction caused by the rotation of the crankshaft can be reduced. An object of the present invention is to provide a crankshaft support structure for an internal combustion engine and a method for manufacturing the internal combustion engine.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
すなわち、請求項1においては、シリンダブロックに組み付けられ該シリンダブロックに形成される軸受面とともにクランク軸を支持する軸受部材が、シリンダブロックに対し、該シリンダブロックの前記軸受部材に対する合わせ面及び該合わせ面とともに凹部を形成する両側面で接する構成の内燃機関のクランク軸支持構造であって、前記軸受部材を、前記両側面方向に分割された二つの分割要素にて構成するとともに、前記各分割要素がシリンダブロックに組み付けられた状態で、互いに対向する端面同士の間に、少なくとも内燃機関の実使用環境下で前記端面同士が接しない間隔の隙間を有する構成としたものである。
That is, in
請求項2においては、前記シリンダブロックの合わせ面における前記軸受面を介する両側部分それぞれに、前記凹部を形成する各側面とともに前記各分割要素に対してその組付け方向に楔作用を与える係合面を有する係合部を設ける一方、前記各分割要素のシリンダブロックに対する合わせ面に、前記係合部に係合して前記各側面に接する前記各分割要素の側面とともに前記楔作用を受ける係合面を有する係合部を設けたものである。 In Claim 2, The engagement surface which gives a wedge effect | action to the said division | segmentation element with each side surface which forms the said recessed part with each side part via the said bearing surface in the mating surface of the said cylinder block An engaging surface that receives the wedge action together with the side surface of each of the divided elements that engages with the engaging portion and contacts each of the side surfaces, on the mating surface of each divided element with respect to the cylinder block The engaging part which has is provided.
請求項3においては、前記軸受部材においてその軸受面を形成する部分の少なくとも一部に、前記分割要素同士がクランク軸の軸方向に互いに重なる重複部を設けたものである。 According to a third aspect of the present invention, at least a part of a portion of the bearing member that forms the bearing surface is provided with an overlapping portion in which the dividing elements overlap with each other in the axial direction of the crankshaft.
請求項4においては、シリンダブロックに組み付けられ該シリンダブロックの軸受面とともにクランク軸を支持し、シリンダブロックに対し、該シリンダブロックの前記軸受部材に対する合わせ面及び該合わせ面とともに凹部を形成する両側面で接する軸受部材を用い、前記軸受部材をクランク軸の組込みをともなわずにシリンダブロックに組み付け、クランク軸の軸受部に対して共加工を行った後、前記軸受部材をシリンダブロックから一旦取り外し、該軸受部材をクランク軸の組込みをともないシリンダブロックに再度組み付ける内燃機関のクランク軸支持方法であって、前記軸受部材として、前記両側面方向に二分割されシリンダブロックに組み付けられた状態で互いに対向する端面同士の間に少なくとも内燃機関の実使用環境下で前記端面同士が接しない間隔の隙間を有する分割要素を用い、前記合わせ面における前記軸受面を介する両側部分それぞれに、前記凹部を形成する各側面とともに前記各分割要素に対してその組付け方向に楔作用を与える係合面を有する係合部を設ける一方、前記各分割要素のシリンダブロックに対する合わせ面に、前記係合部に係合して前記各側面に接する前記各分割要素の側面とともに前記楔作用を受ける係合面を有する係合部を設け、前記各分割要素を、前記楔作用をもって前記凹部に嵌装することで、前記軸受部材のシリンダブロックに対する位置決めを行うものである。 In Claim 4, A crankshaft is supported with the bearing surface of this cylinder block assembled | attached to a cylinder block, The both sides which form a recessed part with the mating surface with respect to the said bearing member of this cylinder block, and this mating surface with respect to a cylinder block The bearing member is attached to the cylinder block without assembling the crankshaft, and the bearing portion of the crankshaft is co-processed, and then the bearing member is temporarily removed from the cylinder block, A method for supporting a crankshaft of an internal combustion engine in which a bearing member is reassembled to a cylinder block with the incorporation of a crankshaft, wherein the bearing members are divided into two in the direction of both side surfaces and are opposed to each other in a state of being assembled to a cylinder block At least in the actual use environment of the internal combustion engine between Using split elements having gaps at intervals where the end faces do not contact each other, wedges in the assembly direction with respect to the split elements together with the side surfaces forming the recesses on both side portions of the mating surface via the bearing surfaces. While providing the engaging part which has the engaging surface which provides an effect | action, on the mating surface with respect to the cylinder block of each said division | segmentation element, the said wedge with the side surface of each said division element which engages with the said engagement part and touches each said side surface An engagement portion having an engagement surface that receives an action is provided, and the respective division elements are fitted into the recesses by the wedge action, thereby positioning the bearing member with respect to the cylinder block.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、シリンダブロックと軸受部材との熱膨張差の影響を吸収することができ、内燃機関の実働時等であっても、シリンダブロックと軸受部材との合わせ面において発生する段差を解消することができ、クランク軸の回転にともなうフリクションの低減を図ることができる。
In
請求項2においては、軸受部材のシリンダブロックに対する位置決めを確実に行うことができる。また、シリンダブロックと軸受部材との合わせ面において発生する段差を効果的に解消することができ、クランク軸の回転にともなうフリクションが増加することを防止することができる。 According to the second aspect, the bearing member can be reliably positioned with respect to the cylinder block. Further, the step generated on the mating surface between the cylinder block and the bearing member can be effectively eliminated, and an increase in friction due to the rotation of the crankshaft can be prevented.
請求項3においては、軸受部材のクランク軸に対する支持剛性を高めることができるとともに、軸受部材とクランク軸との間に介装されるクランクベアリング(軸受メタル)の軸受部材による保持性を高めることができる。 According to the third aspect of the present invention, it is possible to increase the support rigidity of the bearing member with respect to the crankshaft, and to improve the holding performance of the crank bearing (bearing metal) interposed between the bearing member and the crankshaft by the bearing member. it can.
請求項4においては、シリンダブロックと軸受部材との熱膨張差の影響を吸収することができ、内燃機関の実働時等であっても、シリンダブロックと軸受部材との合わせ面において発生する段差を解消することができ、クランク軸の回転にともなうフリクションの低減を図ることができる。
また、軸受部材のシリンダブロックに対する位置決めを確実に行うことができる。これにより、クランク軸の軸受部に対して共加工を行った後、クランク軸の組込みをともない軸受部材をシリンダブロックに再度組み付けた際、共加工による軸孔の真円度が確保される。
According to the fourth aspect of the present invention, the influence of the difference in thermal expansion between the cylinder block and the bearing member can be absorbed, and the level difference generated at the mating surface between the cylinder block and the bearing member can be obtained even during actual operation of the internal combustion engine. This can be eliminated, and the friction associated with the rotation of the crankshaft can be reduced.
Further, the bearing member can be reliably positioned with respect to the cylinder block. Thus, when the bearing portion of the crankshaft is co-machined, and the bearing member is reassembled to the cylinder block along with the incorporation of the crankshaft, the roundness of the shaft hole by the co-machining is ensured.
次に、発明の実施の形態を説明する。
本発明に係る内燃機関のクランク軸支持構造は、例えば、自動車用の多気筒内燃機関(多気筒エンジン)等のように、シリンダブロックの気筒間に設けられる複数のバルクヘッド(隔壁)に対して組み付けられる軸受部材としてのクランクキャップが用いられてクランク軸が支持される構成の内燃機関に用いられる。
Next, embodiments of the invention will be described.
The crankshaft support structure for an internal combustion engine according to the present invention is applied to a plurality of bulkheads (partitions) provided between cylinders of a cylinder block, such as a multi-cylinder internal combustion engine (multi-cylinder engine) for an automobile. It is used for an internal combustion engine having a configuration in which a crank cap is used as a bearing member to be assembled and a crankshaft is supported.
本発明の第一実施形態について、図1〜図3を用いて説明する。図1は本発明の第一実施形態に係るクランク軸支持構造を示す一部断面図、図2は係合部の変形例を示す一部拡大図、図3は本発明の第一実施形態に係るクランク軸支持方法を示す説明図である。 1st Embodiment of this invention is described using FIGS. 1-3. FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a crankshaft support structure according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view showing a modification of the engaging portion, and FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows the crankshaft support method which concerns.
図1に示すように、本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持構造は、内燃機関を構成するシリンダブロック10に組み付けられ該シリンダブロック10に形成される軸受面16とともにクランク軸1を支持する軸受部材としてのクランクキャップ20が、シリンダブロック10に対し、該シリンダブロック10のクランクキャップ20に対する合わせ面13及び該合わせ面13とともに凹部12を形成する両側面14・14で接する構成のものである。
なお、以下の説明においては、図1における上下方向及び左右方向を、本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持構造における上下方向及び左右方向とする。したがって、図示は省略するが、内燃機関を構成するシリンダブロック10の上側にはシリンダヘッドが組み付けられ、下側にはオイルパンが組み付けられる。
As shown in FIG. 1, the crankshaft support structure for an internal combustion engine according to this embodiment supports the
In the following description, the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 1 are defined as the vertical direction and the horizontal direction in the crankshaft support structure of the internal combustion engine according to the present embodiment. Therefore, although illustration is omitted, a cylinder head is assembled on the upper side of the
そして、本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持構造においては、クランクキャップ20が、前記両側面14・14方向に分割された二つの分割要素21・22にて構成されるとともに、各分割要素21・22がシリンダブロック10に組み付けられた状態で、互いに対向する端面21a・22a同士の間に、少なくとも内燃機関の実使用環境下で端面21a・22a同士が接しない間隔D1の隙間25を有する構成となっている。
つまり、従来はクランク軸のシリンダブロックに対する各支持部(軸受部)において一体であったクランクキャップが、左右分割構造とされ、分割されたクランクキャップが、所定の間隔を隔てた状態でシリンダブロックに対して組み付けられる構成となっている。
以下では、クランクキャップ20を構成する分割要素21・22のうち、左側に位置する分割要素21を左キャップ要素21とし、右側に位置する分割要素22を右キャップ要素22とする。
In the crankshaft support structure for the internal combustion engine according to the present embodiment, the
In other words, the crank cap that has been integrated in each support portion (bearing portion) of the crankshaft with respect to the cylinder block of the crankshaft in the past has a left and right divided structure, and the divided crank cap is attached to the cylinder block with a predetermined interval. It becomes the composition assembled to it.
Hereinafter, among the divided
クランクキャップ20が嵌装されて組み付けられる凹部12は、シリンダブロック10において気筒間に設けられるバルクヘッド(隔壁)11の下方に形成される。つまり、バルクヘッド11は、図1において紙面に垂直方向にシリンダブロック10における各気筒間を隔てるように複数(例えば四気筒の場合は五つ等)設けられ、各バルクヘッド11の下方に凹部12が形成される。
The
凹部12は、バルクヘッド11の下部に形成される、シリンダブロック10のクランクキャップ20に対する合わせ面(以下「ブロック側合わせ面」とする。)13と、シリンダブロック10の下部において左右側方に突設されるスカート部15・15の内側面となる側面(以下「ブロック側側面」とする。)14・14とから形成される。
バルクヘッド11の下部における左右中央部つまりブロック側合わせ面13の左右中央部には、クランク軸1の軸方向視(以下単に「クランク軸方向視」という。)で半円状となる軸受面16が形成される。
The
A bearing
前記のとおり左キャップ要素21と右キャップ要素22との分割構造であるクランクキャップ20は、本実施形態では、その分割位置が左右略中央位置となっている。
したがって、左キャップ要素21及び右キャップ要素22は、それぞれシリンダブロック10に組み付けられた状態で、略左右対称となる形状であり、シリンダブロック10側の軸受面16に対向するように、クランクキャップ20側にクランク軸方向視で半円状となる軸受面26を形成する。つまり、左キャップ要素21及び右キャップ要素22は、それぞれシリンダブロック10に組み付けられた状態で前記軸受面26を形成する、クランク軸方向視で円弧状となる軸受面部26a・26bを有する。
As described above, the
Therefore, the
左キャップ要素21及び右キャップ要素22は、シリンダブロック10の凹部12に嵌装された状態で、ブロック側合わせ面13及びブロック側側面14に接した状態となる。すなわち、各キャップ要素21・22は、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する合わせ面(以下「キャップ側合わせ面」とする。)23を有するとともに、ブロック側側面14に接する側面(以下「キャップ側側面」とする。)24を有する。
つまり、左キャップ要素21及び右キャップ要素22は、凹部12に嵌装されてシリンダブロック10に組み付けられた状態で、ブロック側合わせ面13とキャップ側合わせ面23とが接するとともに、ブロック側側面14とキャップ側側面24とが接した状態となる。
The
That is, the
このような構成において、左キャップ要素21及び右キャップ要素22がシリンダブロック10の凹部12に嵌装されて組み付けられることにより、シリンダブロック10側の軸受面16とクランクキャップ20側の軸受面26とで、軸孔(軸受部)が形成される。この軸孔に、それぞれ半円状であって軸受面16・26に沿う形状を有するアッパベアリング18及びロアベアリング29を介してクランク軸1(詳細にはクランクジャーナル1a)が支承されることで、クランク軸1が支持される。アッパベアリング18及びロアベアリング28とクランク軸1との間にはオイル(潤滑油)が介在する(図3中、オイル5参照)。
左キャップ要素21及び右キャップ要素22は、シリンダブロック10に対して、凹部12に嵌装された状態で、各キャップ要素21・22を上下方向に貫通するスタッドボルト27により個々に締結固定される。つまり、スタッドボルト27は、各キャップ要素21・22に対して下方から挿通されるとともにブロック側合わせ面13に螺挿されることにより、各キャップ要素21・22それぞれをシリンダブロック10に対して締結固定する。
In such a configuration, the
The
また、シリンダブロック10に組み付けられた状態の左キャップ要素21と右キャップ要素22との間には、対向する端面21a・22a同士の間に隙間25が設けられる。隙間25の間隔D1の大きさは、前記のとおり少なくとも内燃機関の実使用環境下で端面21a・22a同士が接しないように設定される。
Further, a
つまり、本実施形態に係るシリンダブロック10が用いられて構成される内燃機関について、その各部の温度が上昇する実働時や停止時を含めた実使用環境下における、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれの熱膨張や、シリンダブロック10とクランクキャップ20との熱膨張差による変形等により、各キャップ要素21・22の端面21a・22a同士が接して互いに面圧作用することのないように、隙間25の間隔D1の大きさが確保される。言い換えると、隙間25は、内燃機関の実使用環境下で、シリンダブロック10やクランクキャップ20等の温度変化による変形にともなう端面21a・22a間の間隔D1の伸縮を許容する。隙間25の間隔D1の大きさとしては、例えば約5mm程度に設定される。
なお、ここでいう「内燃機関の実使用環境下」とは、例えば埃っぽい場所や海辺等での自動車走行時のような特殊な環境の下における内燃機関の運転状態ではなく、もっぱら通常使用されうる(常用される範囲での)内燃機関の運転状態(負荷、回転数、温度等)であることを意味する。ただし、隙間25の間隔D1の大きさは、内燃機関の使用環境に応じて適宜設定されうる。また、図1等における隙間25は、実際には各キャップ要素21・22の左右方向長さとの対比において極めて小さいものであるが、説明の便宜のため誇張して示してある。
That is, for the internal combustion engine configured using the
Note that “in the actual use environment of the internal combustion engine” here is not an operating state of the internal combustion engine under a special environment such as when driving a car in a dusty place or the seaside, for example, and is normally used normally. It means that the internal combustion engine is in an operating state (load, rotational speed, temperature, etc.) that can be performed (in a range that is normally used). However, the size of the gap D1 of the
また、クランク軸1を支持するクランクキャップ20においては、その支持機能の確保の観点から、隙間25の間隔D1は必要最低限の大きさに設定されることが好ましい。隙間25の間隔D1が必要以上に大きいと、内燃機関の実働時における熱変形等によってロアベアリング28が隙間25側に膨出変形する等の現象が生じ、クランクキャップ20によるクランク軸1の支持機能が確保されない場合がある。
そこで、隙間25の間隔D1の大きさは、内燃機関の実使用環境下で、ロアベアリング28の膨出変形等を許容することなく、クランクキャップ20によるクランク軸1の支持機能が確保できる範囲内で設定される。
Further, in the
Accordingly, the size of the gap D1 of the
隙間25の間隔D1の大きさの具体例としては、シリンダブロック10が、−30〜150℃の温度範囲下で熱膨張率α=23.9×10−6/Kのアルミニウム製、クランクキャップ20が、同温度範囲下で熱膨張率α=10.5×10−6/Kの鋳鉄製であり、左右のキャップ要素21・22それぞれの左右幅が156mmである場合、隙間25の間隔D1は、0.38mmに設定される。
As a specific example of the size of the gap D1 of the
このように、クランクキャップ20を左キャップ要素21及び右キャップ要素22の左右の分割構造とし、これら左右のキャップ要素21・22を、前記のような所定の間隔を有する隙間を隔てた状態でシリンダブロック10に対して組み付ける構成とすることにより、シリンダブロック10とクランクキャップ20との熱膨張差の影響を吸収することができ、内燃機関の実働時等であっても、シリンダブロック10とクランクキャップ20との合わせ面において発生する段差を解消することができ、クランク軸1の回転にともなうフリクションの低減を図ることができる。
Thus, the
また、クランクキャップ20を左右の分割構造とすることにより、クランク軸1からの下向きの荷重を、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれについてキャップ側側面24及びブロック側側面14を介してシリンダブロック10側で受けることができる。
つまり、従来のようにクランクキャップが一体である構成においては、クランク軸1からの荷重がクランクキャップのみで受けられることとなるが、クランクキャップ20を左右の分割構造とすることにより、前記のとおりクランク軸1からの荷重をシリンダブロック10側でも受けることができる。これにより、クランクキャップ20のクランク軸1からの荷重負担を軽減することができる。
Further, by making the crank
That is, in the configuration in which the crank cap is integrated as in the prior art, the load from the
本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持構造においては、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する位置決めのため、次のような構成が設けられている。
すなわち、シリンダブロック10側においては、ブロック側合わせ面13における軸受面16を介する両側部分それぞれに、凹部12を形成する各ブロック側側面14とともに左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれに対してその組付け方向に楔作用を与える係合面31を有する係合部30が設けられる。
一方、クランクキャップ20側においては、左キャップ要素21及び右キャップ要素22の各キャップ側合わせ面23に、係合部30に係合して各ブロック側側面14に接するキャップ側側面24とともに前記楔作用を受ける係合面41を有する係合部40が設けられる。
In the crankshaft support structure for an internal combustion engine according to the present embodiment, the following configuration is provided for positioning the
That is, on the
On the other hand, on the
図1に示すように、シリンダブロック10側に設けられる係合部(以下「ブロック側係合部」とする。)30は、本実施形態では、クランク軸方向視で断面形状がV字状となるVノッチとして形成され、ブロック側合わせ面13の軸受面16を挟む左側部分及び右側部分それぞれにおいて略中央部に設けられる。ブロック側係合部30は、ブロック側合わせ面13に対して断面形状がV字状の凹部となるように形成されるので、図1に示す方向のクランク軸方向視では逆V字状(山型)となる。
なお、ブロック側係合部30の形状に関し、クランク軸方向視で断面形状がV字状となる形状として、例えば、クランク軸方向に延設されるV字溝状、あるいは円錐状や角錐状の凹部等が考えられる。
As shown in FIG. 1, an engagement portion (hereinafter referred to as “block-side engagement portion”) 30 provided on the
In addition, regarding the shape of the block
ブロック側係合部30は、ブロック側側面14とともに左右のキャップ要素21・22それぞれに対してその組付け方向に楔作用を与える係合面(以下「ブロック側係合面」とする。)31を有する。
ブロック側係合面31は、本実施形態では、クランク軸方向視で断面形状がV字状となるブロック側係合部30における内側斜面(クランク軸1側の斜面)となる。
The block-
In this embodiment, the block-
一方、クランクキャップ20側に設けられる係合部(以下「キャップ側係合部」とする。)40は、ブロック側係合部30の形状に対応して嵌合可能な形状に形成され、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれのキャップ側合わせ面23において、各キャップ要素21・22がシリンダブロック10に組み付けられた状態でブロック側係合部30に対応する位置に設けられる。本実施形態では、キャップ側係合部40は、クランク軸方向視で断面形状がV字状となるブロック側係合部30に対応して、キャップ側合わせ面23に対して断面形状がV字状の凸部となるように形成されるので、図1に示す方向のクランク軸方向視では逆V字状(山型)となる。
したがって、キャップ側係合部40は、ブロック側係合部30の形状がV字溝状である場合は、それに対応して嵌合可能な断面形状が三角形状の突条に形成され、ブロック側係合部30の形状が円錐状や角錐状の凹部である場合は、それに対応して嵌合可能な円錐状や角錐状の凸部に形成される。
On the other hand, an engagement portion (hereinafter referred to as a “cap side engagement portion”) 40 provided on the
Therefore, when the shape of the block-
キャップ側係合部40は、ブロック側係合部30に係合してキャップ側側面24とともに楔作用を受ける係合面(以下「キャップ側係合面」とする。)41を有する。
キャップ側係合面41は、本実施形態では、キャップ側係合部40がブロック側係合部30に嵌合した状態でブロック側係合面31に接する面となる、クランク軸方向視でV字状となるキャップ側係合部40における内側斜面(クランク軸1側の斜面)となる。
The cap
In this embodiment, the cap-
このように構成されるブロック側係合部30及びキャップ側係合部40により、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する組付けに際し、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれについて楔作用が得られる。
すなわち、ブロック側係合面31及びブロック側側面14が、各キャップ要素21・22に対して楔作用を与える楔面となり、各キャップ要素21・22におけるキャップ側係合面41及びキャップ側側面24が、シリンダブロック10側から楔作用を受ける楔面となる。したがって、左キャップ要素21及び右キャップ要素22の組付け時には、ブロック側係合面31に対してはキャップ側係合面41が、ブロック側側面14に対してはキャップ側側面24がそれぞれ摺動面となり、各キャップ要素21・22は、シリンダブロック10の凹部12に対し、キャップ側係合面41及びキャップ側側面24を介して楔作用をもって嵌装される。
つまり、クランクキャップ20がシリンダブロック10に嵌装される場合には、キャップ側係合面41がブロック側係合面31に対して摺動することで、各キャップ要素21・22がそれぞれ左右方向外側へ移動されるとともに、キャップ側側面24がブロック側側面14に対して摺動することで、各キャップ要素21・22の左右方向外側への移動が規制されるといった楔作用が得られる。これにより、各キャップ要素21・22の左右方向の位置決めを行うことが可能となっている。
The block-
That is, the block-
That is, when the
また、本実施形態では、楔面となるブロック側係合面31及びこれに対するキャップ側係合面41と、ブロック側側面14及びこれに対するキャップ側側面24とについて、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する組付け方向(図1における上方向)に対し、両係合面31・41側が斜面、両側面14・24側が略平行面となっているが、これら両係合面31・41及び両側面14・24は、少なくともいずれか一方が、前述した楔作用が得られるような斜面であればよい。言い換えると、前記両係合面31・41及び両側面14・24は、クランクキャップ20の組付けに際して各キャップ要素21・22について楔作用が得られるように、前記組付け方向側に狭くなるような面同士であればよい。
したがって、前記組付け方向に対し、両係合面31・41側が略平行面、両側面14・24側が斜面であったり、両係合面31・41及び両側面14・24がいずれも斜面であったりしてもよい。ただし、前述したように、各キャップ要素21・22が、キャップ側側面24及びブロック側側面14を介してクランク軸1からの荷重を受ける観点からは、両側面14・24は、前記組付け方向に対して略平行面であることが好ましいと考えられる。
Further, in the present embodiment, the block-
Accordingly, the both engaging
また、ブロック側係合部30及びキャップ側係合部40については、ブロック側係合部30が凸部として構成され、キャップ側係合部40が凹部として構成されてもよい。その構成例について図2を用いて説明する。
すなわち、図2に示すように、キャップ側係合部40が、クランク軸方向視でV字状となるVノッチとして形成され、ブロック側係合部30が、キャップ側係合部40の形状に対応して嵌合可能となるように、クランク軸方向視で断面形状がV字状の凸部に形成される。
そして、クランク軸方向視で断面形状がV字状の凸部となるブロック側係合部30において、その外側斜面(クランク軸1側と反対側の斜面)がブロック側係合面31となり、クランク軸方向視でV字状の凹部となるキャップ側係合部40において、その外側斜面(クランク軸1側と反対側の斜面)がキャップ側係合面41となる。
Moreover, about the block
That is, as shown in FIG. 2, the cap-
Then, in the block
以上のように、シリンダブロック10側及びクランクキャップ20側それぞれに係合部を設け、クランクキャップ20をシリンダブロック10に組み付けるに際し、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれを、楔作用をもって凹部12に嵌装する構成とすることにより、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する位置決めを確実に行うことができる。
すなわち、後述するように、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する組付けに際しては、クランクキャップ20がシリンダブロック10に組み付けられた状態で軸孔の共加工が行われた後、クランクキャップ20が一旦取り外され、クランク軸1の組込みをともなう再組付けが行われるところ、クランクキャップ20の初期組付け時及び再組付け時でクランクキャップ20のシリンダブロック10に対する位置が一義的に決まることとなる。
As described above, the engaging portions are provided on the
That is, as will be described later, when the
これにより、クランクキャップ20の再組付け時におけるシリンダブロック10とクランクキャップ20との合わせ面における段差は共加工時レベルとなり、共加工による軸孔の真円度が確保される。
また、クランクキャップ20が左キャップ要素21と右キャップ要素22との分割構造であることから、内燃機関の実働時等のように温度が変化する環境下においても、合わせ面におけるシリンダブロック10とクランクキャップ20との相対的な接合位置関係は変わることなく、段差が大きくなる(発生する)ことがない。すなわち、シリンダブロック10とクランクキャップ20との合わせ面において発生する段差を効果的に解消することができ、クランク軸1の回転にともなうフリクションが増加することを防止することができる。
Thereby, the level | step difference in the mating surface of the
Further, since the
続いて、本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持方法について、図3を用いて説明する。
本実施形態に係る内燃機関のクランク軸支持方法においては、クランクキャップ20をクランク軸1の組込みをともなわずにシリンダブロック10に組み付け、クランク軸1の軸受部に対して共加工を行った後、クランクキャップ20をシリンダブロック10から一旦取り外し、該クランクキャップ20をクランク軸1の組込みをともないシリンダブロック10に再度組み付ける。
そして、左キャップ要素21及び右キャップ要素22それぞれを、ブロック側係合部30及びキャップ側係合部40等により得られる楔作用をもってシリンダブロック10の凹部12に嵌装することで、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対する位置決めを行う。
Next, a crankshaft support method for an internal combustion engine according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
In the crankshaft support method for an internal combustion engine according to the present embodiment, the
Then, the
具体的には、まず、図3(a)に示すクランクキャップ20の組付け前の状態から、クランク軸1の組込みをともなわずクランクキャップ20をシリンダブロック10に組み付ける初期組付けを行う。
すなわち、左キャップ要素21及び右キャップ要素22を、キャップ側係合部40をブロック側係合部30に合わせるようにしてシリンダブロック10の凹部12に対して嵌装する。この際、キャップ側係合面41がブロック側係合面31に対して摺動するとともに、キャップ側側面24がブロック側側面14に対して摺動することで楔作用を得る。
Specifically, first, from the state before assembling the
That is, the
そして、図3(b)に示すように、凹部12に嵌装したクランクキャップ20を、スタッドボルト27によりシリンダブロック10に対して締結固定する。このスタッドボルト27による締結により、キャップ側係合部40がブロック側係合部30に食い込む態様となり、楔作用を得ながら左キャップ要素21及び右キャップ要素22をシリンダブロック10に対して接合させる。これにより、左キャップ要素21と右キャップ要素22との間に隙間25を介した状態でクランクキャップ20のシリンダブロック10に対する初期組付けが完了する。
このように、クランクキャップ20の組付けに際して楔作用を得ることで、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対するバックラッシ(隙間)がない状態での組付けが達成できる。
Then, as shown in FIG. 3B, the
Thus, by obtaining a wedge action when assembling the
続いて、初期組付け完了後、シリンダブロック10側の軸受面16及びクランクキャップ20側の軸受面26(26a・26b)(図3(a)参照)により形成される軸孔(軸受部)に対して、ホーニング等の加工を施すことで共加工を行う。
これにより、図3(b)に示すように、クランクキャップ20の初期組付け時においてシリンダブロック10とクランクキャップ20との合わせ面における段差50等を除去し、軸孔について所定の真円度を得る(図3(c)参照)。
Subsequently, after the initial assembly is completed, the shaft hole (bearing portion) formed by the bearing
As a result, as shown in FIG. 3B, when the
図3(c)に示す共加工終了後の状態から、スタッドボルト27による締結を解除し、左キャップ要素21及び右キャップ要素22をシリンダブロック10から一旦取り外す。
そして、図3(d)に示すように、クランク軸1の組込みをともないクランクキャップ20をシリンダブロック10に再度組み付ける再組付けを行う。すなわち、クランクキャップ20をシリンダブロック10に組み付けることにより、シリンダブロック10及びクランクキャップ20との間に、アッパベアリング18及びロアベアリング28を介してクランク軸1(クランクジャーナル)を支持する。なお、アッパベアリング18及びロアベアリング28とクランク軸1との間にはオイル5が介在する。
From the state after the end of the co-processing shown in FIG. 3C, the fastening by the
Then, as shown in FIG. 3D, reassembly is performed by reassembling the
クランクキャップ20の再組付けに際しては、初期組付けの際と同様に楔作用を得ることで、クランクキャップ20のシリンダブロック10に対するバックラッシがない状態での組付けが達成できる。これにより、クランクキャップ20の再組付けに際し、そのシリンダブロック10に対する組付け位置について、初期組付け時の状態が再現される。
When the
そして、図3(e)には、内燃機関の実働時におけるクランク軸1の支持部の様子を示す。図3(e)に示すように、同図(d)に示す再組付け完了状態から内燃機関の運転によりその各部が高温状態となって熱膨張等による変形が生じても、シリンダブロック10とクランクキャップ20との合わせ面に共ズレによる段差が生じることがない。
すなわち、クランクキャップ20はシリンダブロック10に対してブロック側係合部30やキャップ側係合部40等による楔作用及びスタッドボルト27によって強固に接合されていることから合わせ面がずれることが防止される。また、クランクキャップ20において左キャップ要素21及び右キャップ要素22との間に介在する隙間25により、シリンダブロック10やクランクキャップ20等の各部の熱膨張やこれらの熱膨張差によるクランクキャップ20の伸びや縮みが吸収される。これらのことから、シリンダブロック10やクランクキャップ20が高温状態となっても、シリンダブロック10とクランクキャップ20の合わせ面において段差が生じることを防止することができる。
FIG. 3E shows the state of the support portion of the
That is, since the
本発明の第二実施形態について、図4及び図5を用いて説明する。図4は本発明の第二実施形態に係るクランク軸支持構造を示す一部断面図、図5は図4におけるA矢視図である。なお、第一実施形態と重複する内容については、同一の符号を用いて適宜その説明を省略する。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. 4 is a partial cross-sectional view showing a crankshaft support structure according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow A in FIG. In addition, about the content which overlaps with 1st embodiment, the description is abbreviate | omitted suitably using the same code | symbol.
図4及び図5に示すように、本実施形態に係るクランクキャップ60は、左キャップ要素61及び右キャップ要素62を有する分割構造であり、このクランクキャップ60においてその軸受面66を形成する部分の少なくとも一部に、左右のキャップ要素61・62同士がクランク軸1の軸方向に互いに重なる重複部69が設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
左キャップ要素61及び右キャップ要素62は、それぞれシリンダブロック10に組み付けられた状態で、略左右対称となる形状であり、シリンダブロック10側の軸受面16に対向するように、クランクキャップ60側にクランク軸方向視で半円状となる軸受面66を形成する。つまり、左キャップ要素61及び右キャップ要素62は、それぞれシリンダブロック10に組み付けられた状態で前記軸受面66を形成する、クランク軸方向視で円弧状となる軸受面部66a・66bを有する。
The
クランクキャップ60に設けられる重複部69は、左キャップ要素61及び右キャップ要素62それぞれに形成される重合突部61c・62cにより構成される。
重合突部61c・62cは、左キャップ要素61及び右キャップ要素62において、互いに対向する側に突出するとともに、各キャップ要素61・62の厚さとなるクランクキャップ60全体としての厚さ(クランク軸方向の長さ)の略半分の厚さとなる薄板部分として形成される。つまり、各重合突部61c・62cは、各キャップ要素61・62がシリンダブロック10に組み付けられることでクランク軸1の軸方向に互いに重なり、その重なった状態でクランクキャップ60全体として均等となる厚さを有し、クランクキャップ60において重複部69を構成する。本実施形態では、重合突部61c・62cについて、図4に示すクランク軸方向視で、左キャップ要素61の重合突部61cがクランク軸1の軸方向奥側、右キャップ要素62の重合突部62cが同じく手前側となるように構成されている。
The overlapping
The overlapping
クランクキャップ60の重複部69においては、軸受面66の一部が、左右のキャップ要素61・62の両方の軸受面部66a・66bにより構成される。
すなわち、左キャップ要素61の軸受面部66aは、重合突部61cを含み左右方向でクランク軸1の中心位置よりも右側へ延設され、右キャップ要素62の軸受面部66bは、重合突部62cを含み左右方向でクランク軸1の中心位置よりも左側へ延設される。これにより、軸受面66の重複部69に対応する部分は、両方の軸受面部66a・66bにより構成される。
In the overlapping
That is, the bearing
クランクキャップ60は、左キャップ要素61及び右キャップ要素62それぞれがシリンダブロック10に組み付けられた状態で、互いに対向する端面同士の間に、少なくとも内燃機関の実使用環境下で前記端面同士が接しない間隔D2の隙間65a・65bを有する。
The
図5に示すように、本実施形態に係るクランクキャップ60の各キャップ要素61・62において、互いに対向する端面は、重合突部61c・62cが突出する面となる外側端面61a・62aと、重合突部61c・62cの先端面となる内側端面61b・62bを有することとなる。
したがって、左キャップ要素61の外側端面61aと右キャップ要素62の内側端面62b同士の間に隙間65aが設けられ、左キャップ要素61の内側端面61bと右キャップ要素62の外側端面62a同士の間に隙間65bが設けられる。各隙間65a・65bの間隔D2は、第一実施形態のクランクキャップ20における隙間25の間隔D1と略同様にして設定される。
As shown in FIG. 5, in the
Accordingly, a
クランクキャップ60の重複部69における各キャップ要素61・62の形状、つまり重合突部61c・62cの形状は、本実施形態に限定されるものではない。例えば、各重合突部61c・62cが、対向する外側端面61a・62a及び内側端面61b・62b同士がそれぞれ曲面となるような形状等であってもよい。
The shapes of the
このように、クランクキャップ60においてその軸受面66を形成する部分の少なくとも一部に重複部69を設けることにより、クランクキャップ60のクランク軸1に対する支持剛性を高めることができるとともに、クランクキャップ60によるロアベアリング28の保持性を高めることができる。
すなわち、クランクキャップ60の重複部69においては、軸受面66を構成する左右のキャップ要素61・62の軸受面部66a・66bによりクランク軸1が支持されることから、軸受面部66a・66bを介して左キャップ要素61及び右キャップ要素両方からの支持剛性が得られ、クランクキャップ60のクランク軸1に対する支持剛性を高めることができる。また、クランクキャップ60の重複部69を設けることで、ロアベアリング28が軸受面66に接しない部分をなくすことができ、クランクキャップ60によるロアベアリング28の保持性を高めることができる。
As described above, by providing the overlapping
That is, in the overlapping
1 クランク軸
10 シリンダブロック
12 凹部
13 ブロック側合わせ面
14 ブロック側側面
16 軸受面
20 クランクキャップ(軸受部材)
21 左キャップ要素(分割要素)
21a 端面
22 右キャップ要素(分割要素)
22a 端面
23 キャップ側合わせ面
24 キャップ側側面
25 隙間
30 ブロック側係合部
31 ブロック側係合面
40 キャップ側係合部
41 キャップ側係合面
60 クランクキャップ
61 左キャップ要素
61a 外側端面
61b 内側端面
62 右キャップ要素
62a 外側端面
62b 内側端面
66 軸受面
69 重複部
DESCRIPTION OF
21 Left cap element (split element)
Claims (4)
前記軸受部材を、前記両側面方向に分割された二つの分割要素にて構成するとともに、前記各分割要素がシリンダブロックに組み付けられた状態で、互いに対向する端面同士の間に、少なくとも内燃機関の実使用環境下で前記端面同士が接しない間隔の隙間を有する構成としたことを特徴とする内燃機関のクランク軸支持構造。 Both side surfaces of the bearing member that is assembled to the cylinder block and that supports the crankshaft together with the bearing surface formed on the cylinder block form a mating surface of the cylinder block with respect to the bearing member and a recess with the mating surface. A crankshaft support structure for an internal combustion engine configured to contact at
The bearing member is composed of two divided elements divided in the direction of the both sides, and at least between the end faces facing each other in a state where each divided element is assembled to the cylinder block. A crankshaft support structure for an internal combustion engine, characterized by having a gap having an interval at which the end faces do not contact each other in an actual use environment.
前記各分割要素のシリンダブロックに対する合わせ面に、前記係合部に係合して前記各側面に接する前記各分割要素の側面とともに前記楔作用を受ける係合面を有する係合部を設けたことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関のクランク軸支持構造。 An engaging portion having an engaging surface that applies a wedge action in the assembling direction to each of the split elements together with each of the side surfaces forming the concave portion on each side portion of the cylinder block mating surface through the bearing surface. While providing
An engagement portion having an engagement surface that receives the wedge action together with a side surface of each division element that engages with the engagement portion and contacts each side surface is provided on a mating surface of each division element with respect to the cylinder block. The crankshaft support structure for an internal combustion engine according to claim 1.
前記軸受部材をクランク軸の組込みをともなわずにシリンダブロックに組み付け、クランク軸の軸受部に対して共加工を行った後、前記軸受部材をシリンダブロックから一旦取り外し、該軸受部材をクランク軸の組込みをともないシリンダブロックに再度組み付ける内燃機関のクランク軸支持方法であって、
前記軸受部材として、前記両側面方向に二分割されシリンダブロックに組み付けられた状態で互いに対向する端面同士の間に少なくとも内燃機関の実使用環境下で前記端面同士が接しない間隔の隙間を有する分割要素を用い、
前記合わせ面における前記軸受面を介する両側部分それぞれに、前記凹部を形成する各側面とともに前記各分割要素に対してその組付け方向に楔作用を与える係合面を有する係合部を設ける一方、前記各分割要素のシリンダブロックに対する合わせ面に、前記係合部に係合して前記各側面に接する前記各分割要素の側面とともに前記楔作用を受ける係合面を有する係合部を設け、
前記各分割要素を、前記楔作用をもって前記凹部に嵌装することで、前記軸受部材のシリンダブロックに対する位置決めを行うことを特徴とする内燃機関のクランク軸支持方法。 Using a bearing member that is assembled to the cylinder block and supports the crankshaft together with the bearing surface of the cylinder block, and is in contact with the cylinder block on the mating surface of the cylinder block with respect to the bearing member and on both side surfaces that form a recess with the mating surface ,
After the bearing member is assembled to the cylinder block without incorporating the crankshaft, the bearing portion of the crankshaft is co-processed, and then the bearing member is temporarily removed from the cylinder block, and the bearing member is assembled to the crankshaft. A crankshaft support method for an internal combustion engine to be reassembled to a cylinder block,
The bearing member is divided into two in the direction of the both side surfaces, and a gap having a gap between the end faces that are opposed to each other in an assembled state with the cylinder block at least in the actual use environment of the internal combustion engine. Using elements,
While providing each side part via the bearing surface in the mating surface with an engaging portion having an engaging surface that gives a wedge action in the assembly direction to each of the split elements together with each side surface forming the recess, An engagement portion having an engagement surface that receives the wedge action together with a side surface of each division element that engages with the engagement portion and contacts each side surface is provided on a mating surface of each division element with respect to the cylinder block;
A method for supporting a crankshaft of an internal combustion engine, comprising: positioning each of the bearing members with respect to a cylinder block by fitting each of the divided elements into the recess with the wedge action.
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