JPH0450509A - ラダーフレーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、シリンダブロックに接合されてクランクシャ
フトの軸受部を構成するラダーフレームに関する。

［従来の技術］ 内燃機関のクランクシャフトを軸受けするための構造部
品として、ラダーフレームが知られている。

第８図に示すように、従来この種のラダーフレームは、
シリンダブロック１の下面に接合されると共に、クラン
クシャフト２の下半分を囲繞して軸受けする軸受部３を
有して形成されている。

この軸受部３は、クランクシャフト２を横断する方向に
設けられた複数のクロスビーム４の上に形成され、クラ
ンクシャフト２のジャーナル（図示せず）に対応する数
だけ設けられている。そしてこれらクロスビーム４は、
その両端同士を結ぶサイドビーム５によって連結されて
おり、従来のベアリングキャップによって軸受部を形成
する構造よりも鼎性が高くできるようになっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで近来にあっては、軽量化のために内燃機関の構
成部品をアルミニウム合金などの軽合金で成形するこ・
とが求められている。

ただしシリンダブロック１及びベアリングキャップが軽
合金製であると、クランクシャフト２は通常特殊鋳鉄又
はスチールであるために、熱膨張係数が大きく興なって
、低温時にはクリアランスが小さめで、高温時にはクリ
アランスが大きめとなり、従来の鋳鉄製シリンダブロッ
ク１及びベアリングキャップに比べて、低温時にフリク
ションが高くなり、高温時に油圧が上がらなくなるなど
といった問題が生じる。

またベアリングキャップを軽合金製とした場合、軸受が
受ける荷重を支えるために高さ、幅を厚くする必要が生
じ、小型軽量の目的を損なうこととなる。さらにベアリ
ングキャップを接合させるための締付ボルト６は鉄製で
あり、これとの熱膨張の差で、ボルトが緩んだり過大な
力がかかっなりしてしまう。

従って一般には、シリンダブロック１がアルミ製であっ
ても、ベアリングキャップは鋳鉄製であることか多かっ
た。

このため、ベアリングキャップに相当するラダーフレー
ムも、鋳鉄製としなければならないが、鋳鉄製であると
ベアリンクキャップの場合よりも重量が増えてしまい、
軽量化を図ることかできなくなってしまう。

また上記課題に対して、軽合金製のラダーフレームに鋳
鉄製の軸受部を鋳込むことも考えられるが、ラダーフレ
ームが本来有する剛性を損なうおそれがあると共に、特
に■型エンジンである場合は、その爆発力が作用して鋳
込み境界面に悪影響を与えるおそれがある。

そこで本発明は、上記事情に鑑み、熱膨張差の軽減など
によって適切な軽量化が実現でき、しかもその剛性向上
構造を損なうことのないラダーフレームを提供すべく創
案されたものである。

なお本発明に対比されるべき従来技術として、「エンジ
ンのクランクシャフト軸受構造」　（実開昭６４−３２
９１４号公報）がある。ただしこの提案は、単にアルミ
合金製のシリンダブロック及びペアリンクキャップの軸
受部に鉄製の軸受部材を鋳込むとしているだけであり、
本発明の課題を解決するには不充分であると考えられる
。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、シリンダブロックに締付ボルトによって接合
される軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャ
フトの軸受部を区画する鉄製のベアリングキャップ部材
を一体的に設け、このベアリングキャップ部材の最大高
さを、ラダーフレーム本体の高さよりも小さくしたもの
である。

また上記ベアリングキャップ部材は、締付ボルトの位置
の高さを縮減、する段部を有して構成されることが望ま
しい。

さらに上記段部は、複数本の締付ボルトのうち軸受部か
ら遠い側の締付ボルトの位置に設けられたものであるこ
とが好ましい。

［作　用コ 上記構成によって、ベアリングキャップ部材は、軸受部
が受ける荷重を支えると共にラダーフレームの左右方向
の一体構造を確保する。

またベアリングキャップ部材が段部を有した構成によっ
て、荷重の水平成分をその締付ボルトに負担させること
ができる。

さらに段部が軸受部から遠い側の締付ボルトに位置した
構成によって、締付ボルトとの熱膨張差が少ない部位の
軽合金の割合が増える。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を、添付図面に従って説明する。

第１図乃至第３図は、本発明に係わるラダーフレームの
一実施例を示したものであり、■形エンジンに適用した
場合において示している。

このラダーフレームは、シリンダブロック１に締付ボル
ト１１．１２によって接合されるアルミなどの軽合金製
のラダーフレーム本体１３に、鋳鉄製のベアリングキャ
ップ部材１４が設けられていると共に、ベアリングキャ
ップ部材１４の最大高さｈが、ラダーフレーム本体Ｈの
高さよりも小さくされて構成されている。そして本実施
例にあっては、ベアリングキャップ部材１４は、締付ボ
ルト位置の高さを縮減する段部１５を有して形成されて
いる。

ラダーフレーム本体１３は、従来と同様にクランクシャ
フト２に交差するクロスビーム１６と、これらをその両
端同士を結んで連結するサイドビーム１７とで構成され
ており、クロスビーム１６の中央に、ベアリングキャッ
プ部材１４が鋳込みによって一体的に形成されている。

このベアリングキャップ部材１４は、クロスビーム１６
の部材厚さと同等の厚さで成形されていると共に、上面
が半円形に切り掛かれて、突き合わされるシリンダブロ
ック１の下面とで軸受部１８を区画形成するようになっ
ている。またその幅（図中左右方向長さ）は、クロスビ
ーム１６の長さよりも僅かに小さく形成されている。そ
してその底面１９は、段部１５を除いて略水平に成形さ
れ、この下方にラダーフレーム本体１３かクロスビーム
１６として残されていることで、ラダーフレームの連結
構造が保たれている。

段部１５は、ベアリングキャップ部材１４の左右両端に
おいて、その部位が最大高さｈの半分程度になるように
形成され、底面１つよりも上位に位置する水平面２０と
、ベアリングキャップ部材１４の両端面２１より内側に
位置する垂直面２２どで実質的に形成されている。また
本実施例にあっては、締付ボルト１１．１２は、各クロ
スビーム１６に、軸受部１８を挟んで図中左右両側に二
本ずつ、計四本設けられており、段部１５はこれら締付
ボルト１１．１２のうち、軸受部１８から遠い側のもの
である両件側の締付ボルト１２の位置に形成されている
。従って段部１５の垂直面２２は、外側の締付ボルト１
２よりも内側（軸受部１８側）に位置されていることに
なる。

また本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材１４
の厚さ方向中央位置に、小片状の張出し部２３が形成さ
れている。この張出し部２３は底面１９の中央と、垂直
面２２の下部と、両端面２１の上部とにそれぞれ設けら
れ、厚さ方向（クランクシャフト２の軸方向）の荷重に
抗して、ベアリングキャップ部材１４をラダーフレーム
本体１３に強固に接合させるようになっている。

次に本実施例の作用を説明する。

このラダーフレームを製造するに際しては、まず軸受部
１８の下半分と端面２１．１９及び段部１５を有した所
定形状のベアリングキャップ部材１４を鉄にて鋳遺し、
これをラダーフレーム本体１３のアルミ鋳造の際に一体
的に鋳込む。

そしてこのラダーフレームをＶ形エンジンに適用すると
、軸受部１８からの荷重は鋳鉄製のベアリングキャップ
部材１４が支えると共に、全体の同性は、一体止されて
いるクロスビーム１６及びサイドビーム１７のラダーフ
レーム構造により保たれる。

また第４図及び第５図に示すように、軸受部１８には、
水平成分子＋を有する荷重Ｆが掛かるが、その水平成分
子、は、外側の締付ボルト１２よりも内側に位置する段
部１５の垂直面２２において受けることができ、この締
付ボルト１２の締付力が荷重（ｆ＋　）の一部を支える
。従って第６図及び第７図に示したように、段部が設け
られていないベアリングキャップ部材３１であった場合
は、水平成分子、が全てサイドビーム１７に掛かること
で、変形が生ずるおそれがあるが、本発明の段部１５は
、このような変形を防止するものである。

このように、アルミ合金製のラダーフレーム本体１３に
鋳鉄製のベアリングキャップ部材１１１を鋳込んで、そ
の最大高さｈをラダーフレーム本体１３の高さＨよりも
小さくしなので、ラダーフト・−ムが有する順性を損な
うことがないと共に、鉄製のクランクシャフト・２であ
ってもこれと熱膨張係数か大きく異なることがなく、し
かし軸受部１８の荷重Ｆがベアリンクキャップ部材１４
によって支えられることで、クロスビーム１６の厚さな
どを増加させる必要がない。即ぢ熱膨張差の軽減及び荷
重強度の確保により、大幅な軽量化が実現されると共に
、ラダーフレーム構造Ｒ造の同性を発揮することができ
る。特に、本実施例で示したような■型エンジンにおけ
る小形軽量高出力、低振動騒音エンジンを実現するため
の基本構造とじて採用できるものである。

またベアリングキャップ部材１４に段部１５を設けたの
で、水平方向の荷重ｆ１による変形が防止される。そし
て鋳ぐるみ構造の境目である底面１９には、主として垂
直分力ｆ２が掛かることとなり、有害な剪断力が働くこ
とがなく、鋳込み部材（ベアリングキャップ部材１４）
の分離を防止してその健全性を確保することができる。

さらに段部１５を軸受部１８から遠い側の締付ボルト１
２の位置に設けたので、締付ボルト１２との熱膨張差を
軽減できると共に、より一層の軽量化が達成される。即
ちクロスビーム１６においては、軸受部１８に近い側の
ほうが温度が高いので、アルミ製のラダーフレーム本体
１３と鉄製の締付ボルト１１とではその熱膨張差が大き
くなる。

このためこの部位では、全体の高さＨに占める軽合金の
割合を小さくしてこの熱膨張差を少なくする必要がある
と共に、遠い側では温度が低く、熱膨張率の違いの影響
が少ないので、この割合を大きくできるものである。

そして本実施例にあっては、ベアリングキャップ部材１
４に張出し部２３を形成したので、鋳ぐるみ後の抜けな
どを防止することができる。

なお本実施例にあっては、各クロスビーム１６に四本の
締付ボルト１１．１２を配置するものとしたが、左右両
側に一本ずつ計二本であっても、或いは六本以上であっ
ても本発明は適用できる。

例えば二本の給付ボルトであった場合は、その内側に垂
直面が位置するような段部とすればよく、また計六本の
締付ボルトであった場合は、熱膨張差を考慮して、両側
に行くに従って高さが縮減する階段状の段部とすること
も考えられる。

［発明の効果］ 以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

（１）請求項１の構成によれば、クランクシャフトとの
熱膨張差が軽減され、軸受部における荷重強度が確保さ
れて大幅な軽量化が実現されると共に、ラダーフレーム
構造の剛性が損なわれることがない。

（２）請求項２の構成によれば、軸受部の水平方向成分
を締付ボルトに分担させることができ、ラダーフレーム
本体の変形防止及びベアリングキャップ部材の一体成形
の健全性が確保される。

（３）請求項３の構成によれば、締付ボルトとの熱膨張
差に応じた軽合金の配分とすることができ、より一層の
軽量化が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わるラダーフレームの一実施例を示
した部分破断正面図、第２図はその部分平面図、第３図
は第２図中のＩＩ［−Ｉ線矢視断面図、第４図は本発明
の詳細な説明するための正面図、第５図はその部分平面
図、第６図は段部がない場合のラダーフレームを示した
正面図、第７図はその部分平面図、第８図は従来のラダ
ーフレームを示した斜視図である。 図中、１はシリンダブロック、２はクランクシャフト、
１１．１２は締付ボルト、１３はラダーフレーム本体、
１４はベアリングキャップ部材、１５は段部、１８は軸
受部である。 特許出願人　　いすダ自動車株式会社 代理人　弁理士　　絹　谷　信　雄 第４ 図 第６図 第５図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダブロックに締付ボルトによって接合される
   軽合金製のラダーフレーム本体に、クランクシャフトの
   軸受部を区画する鉄製のベアリングキャップ部材を一体
   的に設け、該ベアリングキャップ部材の最大高さを、上
   記ラダーフレーム本体の高さよりも小さくしたことを特
   徴とするラダーフレーム。 ２、上記ベアリングキャップ部材が、上記締付ボルトの
   位置の高さを縮減する段部を有した請求項１記載のラダ
   ーフレーム。 ３、上記段部が、複数本の締付ボルトのうち上記軸受部
   から遠い側の締付ボルトの位置に設けられた請求項２記
   載のラダーフレーム。