曲轴的轴承结构的制作方法

专利名称：曲轴的轴承结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种曲轴的轴承结构，具体来说，涉及一种利用气缸体 下部和设于气缸体下部的下侧的轴承盖来自由旋转地保持曲轴的曲轴 的轴承结构。
背景技术：
一般来说，在曲轴的轴承结构中，在形成于气缸体上的半圆形的凹
部中所收容的金属轴承；与在形成于轴承盖上的半圆形的凹部中所收容 的金属轴承之间，自由旋转地保持有曲轴。该轴承盖在该轴承盖的凹部 的两侧的部位通过螺栓以规定的紧固转矩被紧固在气缸体上。曲轴被两 个金属轴承保持，并以其轴线为中心顺畅地旋转。
专利文献1中，公开有如下的轴承结构，即将与发动机的气缸数 对应地形成于曲轴上的多个轴部分别利用轴承盖和气缸体的轴承来以 能够顺畅地旋转的方式进行保持。
如图8(b)所示，以往的轴承结构包括气缸体下部51、轴承盖 52、上侧金属轴承53、下侧金属轴承54、螺栓56、 57、作为结合部件 的柱销环(pin-ring) 58、 59。在该曲轴的轴承结构中，在轴承盖52与 气缸体下部51的相互面对的对接面上分别形成有嵌合孔，通过将柱销 环58、 50压入到这些嵌合孔中，而将轴承盖52与气缸体下部51结合。
但是，由于轴承盖52通过螺栓56、 57以规定的紧固转矩(Nm)紧 固在气缸体下部51，因此对气缸体下部51的下表面会施加来自轴承盖 52的应力(MPa)。该应力(MPa)，在除了与轴承盖52的侧面部52a、 52b分别对应的气缸体下部51的下表面的部分(由箭头A及B表示的 部分)以外，作为压缩应力(MPa)起作用，而在由箭头A及B表示 的部分，作为剪切应力(MPa)起作用。
如果在这种状态下曲轴55旋转，则与该旋转对应地会在曲轴55的 半径方向上作用有随着爆发载荷的惯性力C，特别是由于朝向轴承盖52 的下方作用的惯性力C，而使得轴承盖52略微向下方挠曲。其结果，如图8 (a)所示，应力集中在气缸体下部51的下表面中的由箭头A及 B表示的部分。
如果气缸体下部51和轴承盖52反复地承受上述惯性力C，则气缸 体下部51的下表面与轴承盖52的上表面会分离，其结果，在气缸体下 部51的下表面的由箭头A及B表示的部分上，产生由所谓的磨擦疲劳 等造成的龟裂。
为了防止该龟裂的产生，在气缸体下部51的下表面的由箭头A及B 表示的部分上形成圆弧状的槽，由此可以减少所谓的集中应力。然而， 如果形成这种圆弧状的槽，则会导致气缸体下部51和轴承盖52对曲轴 55的保持力降低。
另外，在气缸体下部51的下表面的由箭头A及B表示的部分上形 成圓弧状的槽的情况下，为了充分地确保气缸体下部51与轴承盖52的 接触面的面积，而需要使轴承盖52自身很大。其结果，存在无法促进 轴承结构的轻质化及节约空间化的问题。
专利文献l: JP特开2005-195114号y〉净艮

发明内容
本发明的目的在于，提供一种曲轴的轴承结构，其在确保气缸体下 部与轴承盖的接触面的面积的同时，不会有在气缸体下部产生由磨擦疲 劳等造成的龟裂的情况且耐久性优异。
为了达成上述目的，根据本发明的第一方式，提供一种曲轴的轴承 结构。该曲轴被气缸体下部及设于上述气缸体下部的下侧的轴承盖自由 旋转地保持。在上述轴承盖的两侧上部，形成沿着上述曲轴的轴线延伸 的应力緩解槽。该应力緩解槽在上述轴承盖的两侧面上开口。通过形成 上述应力緩解槽，可以在上述轴承盖的两侧上部形成沿着上述曲轴的轴 线延伸的突缘部。上述突缘部针对施加在上述轴承盖上的上述曲轴旋转 时的载荷具有挠曲性。
依照本发明的第二方式，提供一种曲轴的轴承结构。该曲轴被气缸 体下部及设于上述气缸体下部的下侧的轴承盖自由旋转地保持。在上述 轴承盖的两侧上部，形成沿着上述曲轴的轴线延伸的突出部。该突出部从上述轴承盖的两侧面向远离上述曲轴的方向突出，并且具有与上述气 缸体下部抵接的上表面。


图l是本发明的第一实施方式涉及的曲轴的轴承结构的局部分解立 体图。
图2是图1的曲轴的轴承结构的轴承盖的立体图。
图3 (a)是图2的3-3线剖视图。(b)是(a)的3b部的放大剖视图。
图4(a)是用于说明施加在图1的曲轴的轴承结构的轴承盖安装部 上的应力的图。(b)是与(a)对应的曲轴的轴承结构的剖视图。
图5 ( a )是第二实施方式涉及的曲轴的轴承结构的轴承盖的局部剖 视图。(b )是(a)的5b部分的放大剖视图。
图6(a)是第三实施方式涉及的曲轴的轴承结构的轴承盖的局部剖 视图。(b )是(a)的6b部分的放大剖视图。
图7(a)是第四实施方式涉及的曲轴的轴承结构的轴承盖的局部剖 视图。(b )是(a )的7b部分的放大剖视图。
图8 ( a)是用于说明施加在以往的曲轴的轴承结构的轴承盖安装部 上的应力的图。(b)是与(a)对应的曲轴的轴承结构的剖视图。
具体实施例方式
下面，依照附图对将本发明具体化了的第一实施方式涉及的曲轴6 的轴承结构l进行说明。
图1~图4是表示曲轴6的轴承结构1的图。
如图1及图2所示，轴承结构1具备气缸体下部2、轴承盖3、上 侧金属轴承4、下侧金属轴承5、曲轴6、螺栓7、 8、柱销环9、 10。而 且，与发动机的多个气缸对应地形成于曲轴6上的多个轴部分别由图2 所示的轴承结构l支承。即，图2所示的轴承结构l是表示多个轴承结构l当中的一个的图。下面，对一个轴承结构进行说明。
气缸体下部2在与气缸体19的气缸排列方向正交的方向上的中央部 分，具有朝向下侧敞开的半圆形的凹部2a。上述上侧金属轴承4被收容 在该凹部2a中。另外，气缸体下部2在凹部2a的两侧具有用于安装 螺栓7、 8的螺栓用螺紋孔2b、 2c;插入定位用的柱销环9、 10的柱销 环用孔2d、 2e。气缸体19是公知的构件，且由轻质的铝合金等制成， 并具有收容活塞的气缸筒、冷却水流过的水套等。图1中，气缸体19 是作为直列4气缸的发动机用的气缸体图示的，然而气缸数既可以是单 数，也可以是4气缸以外的复数。另外，气缸体19也可以是V型等其 他形式的发动机用气釭体。
轴承盖3例如由铸铁(FC)等铁材制成，且是独立结构型的四角形 的块体。如图2所示，在轴承盖3的上部，形成有收容下侧金属轴承5 的凹部3a。另外，轴承盖3在凹部3a的两侧，具有螺栓用贯穿孔3e、 3f和柱销环用孔3g、 3h。螺栓用贯穿孔3e、 3f被设置在与气缸体下部 2的螺栓用螺紋孔2b、 2c相对置的位置上，柱销环用孔3g、 3h被设置 在与气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e相对置的位置上。
另外，在轴承盖3的侧表面3c的上部，形成有在侧表面3c开口且 沿着曲轴6的轴线延伸的应力緩解槽15。比该应力緩解槽15更靠上侧 的轴承盖3的部分，形成与气缸体下部2抵接的突缘部11,该突缘部 11沿着曲轴6的轴线方向延伸。在与侧表面3c相反的一侧的轴承盖3 的侧表面3b的上部，也形成有与上述应力緩解槽15相同的应力緩解槽 16。比该应力緩解槽16更靠上侧的轴承盖3的部分，形成与气缸体下 部2抵接的突缘部12,该突缘部12沿着曲轴6的轴线方向延伸。
如图3 (a)及图3 (b)所示，与曲轴6的轴线正交的面中的应力緩 解槽15的截面形状是由如下线形成的,即连结从轴承盖3的上表面 3d沿着轴承盖3的侧表面3c离开距离Ll的点Pl和从该点Pl向应力 緩解槽15的内侧离开的点P2的线、连结从点Pl沿着侧表面3c向下侧 离开距离L2的点P3和从该点P3向应力緩解槽15的内侧离开的点P4 的线、连结点P2和点P4的圆弧状的线。连结点P2和点P4的圆弧状 的线具有曲率半径rl。这里所说的曲率半径，在将曲线中的局部的弯曲 程度近似成圆的情况下，是指该近似的圆的半径。另外，连结点Pi和点P2的线相对于上表面3d倾斜角度e。该角度 e虽然根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖3的材料以及其
他的条件而不同，然而只要设定为能够使应力緩解槽15的上侧的突缘
部ii的刚性降低而对该突缘部ii赋予挠曲性即可。即，角度e只要是
可以减少在气缸体下部2产生的剪切应力的角度即可。
距离Li与角度e相同，根据车种类、发动机的性能、气缸体i9及
轴承盖3的材料以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部11 的刚性降低而对该突缘部11赋予挠曲性的长度即可。连结点P3与点 P4的线既可以相对于上表面3d平行，也可以是点P3相对于点P4处于 上方或下方地倾斜。连结点Pl与点P2的线在点P2处与连结点P2与 点P4的曲线平滑地连接，连结点P2与点P4的曲线在点P4处与连结 点P3与点P4的线平滑地连接。
应力緩解槽15相对于侧表面3c具有深度Dl。该深度D1与角度6 及距离Ll相同，根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖3 的材料以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部11的刚性降 低而对该突缘部ll赋予挠曲性的深度即可。另外，应力緩解槽15的底 部虽然与曲轴6的轴线平行地延伸，然而也可以是相对于曲轴6的轴线 以规定的角度向上方或下方倾斜。另外，深度D1优选在应力緩解槽15 的长度方向上是恒定的，然而也可以根据长度方向上的位置的不同而不 同。
应力緩解槽16既可以是与上述的应力緩解槽15相同的配置、形状 及大小，也可以是不同的配置、形状及大小。应力緩解槽16例如也可 以与曲轴8的旋转方向或形状等对应地是与应力緩解槽15不同的配置、 形状及大小。对于与形成于曲轴6上的多个轴部分别对应的多个轴承盖 3，其各自所形成的应力緩解槽15、 16既可以在每个轴承盖3中是不同 的配置、形状及大小，也可以在所有的轴承盖3中都是相同的配置、形 状及大小。
通过像这样适当地选择应力緩解槽15、 16的配置、形状及大小，就 能够借助下侧金属轴承5并利用气缸体下部2和轴承盖3左右平衡良好 地支承曲轴6。其结果，能够减少在气缸体下部3中产生的剪切应力。
如图3 (b)所示，突缘部11沿着曲轴6的轴线延伸。具体来说，突缘部11具有与气缸体下部2抵接的上表面42、从该上表面42起沿 着下侧具有规定长度Ll的侧表面43、形成应力緩解槽15的下表面31。 下表面31包括相对于上表面42以上述的角度0倾斜的倾斜面31a、 与该倾斜面31a连续且具有曲率半径rl的圆弧面31b。倾斜面31a以从 突缘部11的顶端起越朝向底端则突缘部11的厚度越大的方式，相对于 上表面42倾斜。在由曲轴8的旋转造成的惯性力向轴承盖3的下方作 用之时，因轴承盖3的侧表面3b、 3c的上部推压气缸体下部2，而会对 气缸体下部2作用有剪切应力。但是，如上所述地构成的突缘部11会 朝向应力緩解槽15变形，以便緩解这种剪切应力。
突缘部12既可以是与上述的突缘部ll相同的配置、形状及大小， 也可以是不同的配置、形状及大小。突缘部12例如也可以与曲轴6的 旋转方向或形状等对应地是与突缘部11不同的配置、形状及大小。对 于与形成于曲轴6上的多个轴部分别对应的多个轴承盖3,其各自所形 成的突缘部11、 12在每个轴承盖3中既可以是不同的配置、形状及大 小，也可以是相同的配置、形状及大小。通过与上述的应力緩解槽15、 16相同，像这样适当地选择突缘部11、 12的配置、形状及大小，就能 够借助下侧金属轴承5并利用气缸体下部2和轴承盖3左右平衡良好地 支承曲轴6。其结果，能够减少在气缸体下部2中产生的剪切应力。
上侧金属轴承4及下侧金属轴承5是将例如由不锈钢等金属制成的 板形成为圆弧状的构件，且在其内壁面上形成有提高初始磨合性的微细 条痕或润滑用的槽等。
曲轴6是公知的构件，且具有与发动机的气缸数对应的曲轴销，借 助连杆与活塞连结，从而可以利用活塞的往复运动来旋转运动。
柱销环9、 10例如为不锈钢制的圆柱状的销钉，其一端部被压入到 形成于气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e中，另一端部被压入到形成 于轴承盖3上的柱销环用孔3g、 3h中。由于像这样柱销环9、 10的两 端部被分别压入到对应的孔中，因此轴承盖3被定位在气缸体下部2上。
如此构成的轴承结构l中，如图2、图3 (a)及图3 (b)所示，首 先，柱销环9、 10的一端部被压入到气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e中，然后上侧金属轴承4被收容于气缸体下部2的凹部2a中，进而 曲轴6的轴部被收容于上侧金属轴承4中。然后，下侧金属轴承5被收容于轴承盖3的凹部3a中，进而柱销环9、 IO的另一端部被压入到轴 承盖3的柱销环用孔3g、 3h中，直到轴承盖3的上表面3d与气缸体下 部2抵接，这样进行轴承盖3相对于气缸体下部2的定位。
然后，螺栓7、 8穿过螺栓用贯穿孔3e、 3f而被旋入到气缸体下部2 的螺栓用孔2b、 2c中，以规定的紧固转矩(Nm)将轴承盖3紧固在气 缸体下部2上。通过该紧固，曲轴6能够在由上侧金属轴承4及下侧金 属轴承5保持的状态下顺畅地旋转。
如上说明所示，通过在轴承盖3的侧表面3b、 3c的上部形成应力緩 解槽15、 16，而在轴承盖3上设置与气缸体下部2抵接的突缘部11、 12。从而，能够在确保气缸体下部2与轴承盖3的接触面的面积的同时， 减少在气缸体下部2中产生的剪切应力。
具体来说，如图4 (a)及图4 (b)所示，在与轴承盖3的侧表面 3b、 3c分别对应的气缸体下部2的部位上，随着螺栓7、 8的紧固而产 生的剪切应力(MPa)得到明显的减小。图4 (a)中，虚线表示在以 往的轴承结构中产生的剪切应力，实线表示在本发明涉及的轴承结构1 中产生的剪切应力。如图4(a)所示，在与轴承盖3的突缘部11、 12 接触的气缸体下部2的部位上产生的剪切应力，与以往相比减小约 70%。图4 (a)所示的曲线图是表示利用CAE (Computer Aided Engineering )模拟的结果的图。上述曲线图是通过将图3所示的角度6、 距离Ll、深度D1等作为参数并适当地选择最佳条件来进行模拟而得到 的，且表示气缸体下部2中的压缩应力(MPa)及剪切引力(MPa)。 即，在与轴承盖3的侧表面3b、 3c分别对应的气缸体下部2的部位上 产生剪切应力，在除此以外的部位上产生压缩应力。
如果像这样剪切应力得到减少，则即使因曲轴6的旋转而沿着曲轴 6的半径方向反复作用有惯性力，也不会有气缸体下部2的下表面与轴 承盖3的上表面3d分离的情况，另外，也不会有产生由所谓的磨擦疲 劳等造成的龟裂的情况。由此，可得到耐久性优异的轴承结构。
下面，以与上述第一实施方式的不同点为中心，依照附图对将本发 明具体化了的第二实施方式涉及的轴承结构l进行说明。
图5 (a)及图5 (b)是表示本发明的第二实施方式涉及的轴承结构1的图。
本实施方式的轴承盖23例如由铸铁(FC)等铁材制成，与图2所 示的构件相同，是四角形的块体。在轴承盖23的上部，形成有收容下 侧金属轴承5的凹部3a。另外，轴承盖23在凹部3a的两侧部，具有螺 栓用贯穿孔3e、 3f和柱销环用孔3g、 3h。螺栓用贯穿孔3e、 3f被设置 在与气缸体下部2的螺栓用螺紋孔2b、 2c相对置的位置上，柱销环用 孔3g、 3h被设置在与气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e相对置的位置 上。
另外，如图5 (a)、 (b)所示，在轴承盖23的侧面3c的上部，形 成有在侧表面3c上开口且沿着曲轴6的轴线延伸的应力緩解槽15a。在 比该应力緩解槽15a更靠上侧的轴承盖3的部分，形成与气缸体下部2 抵接的突缘部lla，该突缘部lla沿着曲轴8的轴线方向延伸。在与侧 表面3c相反的一侧的轴承盖23的侧表面3b的上部，也形成有与上述 应力緩解槽15a相同的应力緩解槽16a。比该应力緩解槽16a更靠上侧 的轴承盖3的部分形成与气缸体下部2抵接的突缘部12a，该突缘部12a 沿着曲轴6的轴线方向延伸。应力緩解槽16a的配置、形状及大小也可 以与曲轴6的旋转方向或形状等对应地是与应力緩解槽15a不同的配 置、形状及大小。突缘部12a的配置、形状及大小也可以与曲轴6的旋 转方向或形状等对应地是与突缘部lla不同的形状及大小。另外，应力 緩解槽16a也可以是与应力緩解槽15a相同的配置、形状及大小。突缘 部12a也可以是与突缘部lla相同的配置、形状及大小。另外，对于与 形成于曲轴6上的多个轴部分别对应的多个轴承盖23，其各自所形成的 应力緩解槽15a、 16a既可以在每个轴承盖23中是不同的配置、形状及 大小，也可以在所有的轴承盖23中都是相同的配置、形状及大小。突 缘部lla、 12a既可以在每个轴承盖23中是不同的配置、形状及大小， 也可以在所有的轴承盖23中都是相同的配置、形状及大小。
如图5(a)及图5(b)所示，与曲轴6的轴线正交的面中的应力緩 解槽15a的截面形状是由连结点P5和点P6的圆弧状的线形成的，该点 P5是从轴承盖23的上表面3d沿着轴承盖23的侧面3c离开距离L4的 点，该点P6是从该点P5沿侧表面3c向下侧离开距离L5的点。连结 点P5和点P6的圆弧状的线具有曲率半径r2。距离L4的长度根据车种 类、发动机的性能、气缸体及轴承盖23的材料以及其他的条件而不同，然而只要设定为能够使突缘部lla的刚性降低而对该突缘部lla赋予挠 曲性即可。另外，曲率半径r2的长度是与深度D2的大小相对应来决定 的。
应力緩解槽15a相对于側表面3c具有深度D2。该深度D2与距离 L4相同，根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖23的材料 以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部lla的刚性降低而对 该突缘部lla赋予挠曲性的深度即可。
另外，本实施方式中，虽然将应力緩解槽15a的底部与曲轴6的轴 线平行地形成，然而也可以并非如此，而是将应力緩解槽15a的底部相 对于曲轴6的轴线以规定的角度向上方或下方倾斜。应力緩解槽15a的 底部也可以相对于曲轴6的轴线例如倾斜1 10度。另外，深度D2优选 为在应力緩解槽15a的长度方向上是恒定的，然而也可以根据长度方向 上的位置而不同。
突缘部lla沿着曲轴6的轴线延伸。突缘部12a与突缘部lla相同， 具有与气缸体下部2抵接的上表面44、从该上表面44起沿着下方具 有规定的长度L4的侧表面45、形成应力緩解槽15a的下表面35。下表 面35如前所述是具有曲率半径r2的圆弧面。在由曲轴6的旋转造成的 惯性力向轴承盖3的下方作用之时，因轴承部23的侧表面3b、 3c的上 部推压气缸体下部2，从而使得突缘部lla朝向应力緩解槽15a变形， 以便緩解作用于气缸体下部2上的剪切应力。
如上说明所示，通过在轴承盖23的侧表面3b、 3c的上部形成应力 緩解槽15a、 16a,而在轴承盖23上设置与气缸体下部2抵接的突缘部 lla、 12a。从而，能够在确保气缸体下部2与轴承盖23之间的接触面 的面积的同时，减少在气缸体下部2中产生的剪切应力。具体来说，可 以得到与第一实施方式涉及的轴承结构l相同的效果。
下面，以与上述第一实施方式的不同点为中心，依照附图对将本发 明具体化了的第三实施方式涉及的轴承结构l进行说明。
图6 (a)及图6(b)是表示本发明的第三实施方式涉及的轴承结 构1的图。
本实施方式的轴承盖24例如由铸铁(FC)等铁材制成，与图2所示的构件相同，是四角形的块体。在轴承盖24的上部，形成有收容下 侧金属轴承5的凹部3a。另外，轴承盖24在凹部3a的两侧部，具有螺 栓用贯穿孔3e、 3f和柱销环用孔3h、 3i。螺栓用贯穿孔3e、 3f被设置 在与气缸体下部2的螺栓用螺紋孔2b、 2c相对置的位置上，柱销环用 孔3h、 3i被设置在与气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e相对置的位置 上。
另外，如图6 (a)及图6 (b)所示，在轴承盖24的侧表面3c的上 部，形成有在侧表面3c上开口且沿着曲轴6的轴线延伸的应力緩解槽 15b。在该应力緩解槽15b的上侧的轴承盖24的部分，形成与气缸体下 部2抵接的突缘部llb，该突缘部lib沿着曲轴8的轴线方向延伸。在 与侧表面3c相反的一侧的轴承盖24的侧面3b的上部，也形成有与上 述应力緩解槽15b同样的应力緩解槽16b。比该应力緩解槽16b更靠上 侧的轴承盖24的部分形成与气缸体下部2抵接的突缘部12b，该突缘 部12b沿着曲轴6的轴线方向延伸。应力緩解槽16b的配置、形状及大 小也可以与曲轴6的旋转方向或形状等对应地是与应力緩解槽15b不同 的配置、形状及大小。突缘部12b的配置、形状及大小也可以与曲轴6 的旋转方向或形状等对应地是与突缘部lib不同的配置、形状及大小。 另外，应力緩解槽16b也可以是与应力緩解槽15b相同的配置、形状及 大小。突缘部12b也可以是与突缘部llb相同的配置、形状及大小。另 外，对于与形成于曲轴6上的多个轴部分别对应的多个轴承盖24,其各 自所形成的应力緩解槽15b、 16b也可以在每个轴承盖24中是不同的配 置、形状及大小。突缘部llb、 12b既可以在每个轴承盖24中是不同的 配置、形状及大小，也可以在所有的轴承盖24中都是相同的配置、形 状及大小。
如图6 (a)及图6 (b)所示，与曲轴6的轴线正交的面中的应力緩 解槽15b的截面形状是由如下线形成的，即连结从轴承盖24的上表 面3d沿着轴承盖24的侧表面3c离开多巨离L6的点P7和从该点P7向 应力緩解槽15b的内侧离开的点P8的线；连结从点P7沿着侧表面3c 向下侧离开距离L7的点P10和从该点P10向应力緩解槽15b的内侧离 开的点P9的线；连结点P8和点P9的圆弧状的线。连结点P7和点P8 的线与轴承盖24的上表面3d平行，连结点P8和点P9的圆弧状的线具 有曲率半径r3。距离L6根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖24的材 料以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部lib的刚性降低而 对突缘部lib赋予挠曲性的深度即可。另外，曲率半径r3的大小与距 离L6相同，根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖24的材 料以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部lib的刚性降低而 对突缘部llb赋予挠曲性的大小即可。
应力緩解槽15b相对于侧表面3c具有深度D3。该深度D3与距离 L6相同，根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖24的材料、 距离L6以及其他的条件而不同，然而只要是能够使突缘部lib的刚性 降低而对该突缘部llb赋予挠曲性的深度即可。
此外，本实施方式中，虽然将应力緩解槽15b的底部与曲轴6的轴 线平行地形成，然而也可以并非如此，而是将应力緩解槽15b的底部相 对于曲轴6的轴线以规定的角度向上方或下方倾斜。另外，深度D3优 选在应力緩解槽15b的长度方向上是恒定的，然而也可以根据长度方向 上的位置的不同而不同。
突缘部11b沿着曲轴6的轴线方向延伸。如图6(b)所示，突缘部 12b具有与气缸体下部2抵接的上表面46;从该上表面46起沿着下 侧具有规定长度L4的侧表面47;形成应力緩解槽15b的下表面32。下 表面32具有平行面36和曲率半径r2的圓弧面37。在由曲轴6的旋转 造成的惯性力向轴承盖24的下方作用之时，因轴承部24的侧表面3b、 3c的上部推压气缸体下部2，突缘部llb朝向应力緩解槽15b变形，以 便緩解作用于气缸体下部2的剪切应力。
如以上说明所示，通过在轴承盖24的侧表面3b、 3c的上部形成应 力緩解槽15b、 16b，而在轴承盖24上设置有与气缸体下部2抵接的突 缘部llb、 12b。从而，能够在确保气缸体下部2与轴承盖24的接触面 的面积的同时，减少在气缸体下部2中产生的剪切应力。具体来说，可 得到与第一实施方式涉及的轴承结构l相同的效果。
下面，以与上述第一实施方式的不同点为中心，依照附图对将本发 明具体化了的第四实施方式涉及的轴承结构1进行说明。
图7 (a)及图7 (b)是表示本发明的第四实施方式涉及的轴承结构1的图。
本实施方式的轴承盖25，例如由铸铁(FC)等铁材制成，与图2 所示的构件相同，是四角形的块体。在轴承盖25的上部，形成有收容 下侧金属轴承5的凹部3a。另外，在轴承盖25上，在凹部3a的两侧部， 具有螺栓用贯穿孔3e、 3f和柱销环用孔3g、 3h。螺栓用贯穿孔3e、 3f 被设置在与气缸体下部2的螺栓用螺紋孔2b、 2c相对置的位置上，柱 销环用孔3g、 3h被设置在与气缸体下部2的柱销环用孔2d、 2e相对置 的位置上。
另外，如图7 (a)及图7 (b)所示，在轴承盖25的侧表面3c的上 部，形成有沿着曲轴6的轴线延伸的突出部17。在与侧表面3c相反的 一侧的轴承盖25的侧面3b的上部，也形成有与上述突出部17相同的 突出部18。突出部18的配置、形状及大小也可以与曲轴6的旋转方向 或形状等对应地是与突出部17不同的配置、形状及大小。突出部17也 可以是与突出部18相同的配置、形状及大小。另外，对于与形成于曲 轴6上的多个轴部对应的多个轴承盖25，其各自所形成的突出部17、 18既可以在每个轴承盖25中是不同的配置、形状及大小，也可以在所 有的轴承盖25中都是相同的配置、形状及大小。
突出部17沿着曲轴6的轴线方向延伸。如图7 (a)及图7 (b)所 示，突出部17具有与气缸体下部2抵接的上表面48;从该上表面48 起向下方延伸的侧表面49;由相对于侧表面49以规定角度倾斜的倾斜 面39及圆弧面41构成的下表面50。对于该突出部17而言，与曲轴6 的轴线正交的面中的突出部17的截面形状是由如下线形成的，即连 结从轴承盖25的上表面48沿着轴承盖25的侧表面49离开距离L8的 点Pll和从该点Pll向内侧离开的点P12的线；连结从点P12向下侧 离开的位于侧表面3c上的点P13和点P12的圆弧状的线。连结点Pll 和点P12的线相对于上表面48以角度ei倾斜。连结点P13与点P12 的圆弧状的线具有曲率半径r4。
距离L8根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖25的材 料以及其他的条件而不同，然而只要设定为能够使突出部17的刚性降 低而对该突出部17赋予挠曲性即可。上述角度ei根据车种类、发动机 的性能、气缸体19及轴承盖25的材料以及其他的条件而不同，然而只 要设定为能够使突出部17的刚性降低而对该突出部17赋予挠曲性即可。另外，曲率半径r4与距离L6的长度相同，根据车种类、发动机的 性能、气缸体19及轴承盖25的材料以及其他的条件而不同，然而只要 设定为能够使突出部17的刚性降低而对该突出部17赋予挠曲性即可。
突出部17的顶端面49相对于侧表面3c的高度H与距离L6相同， 根据车种类、发动机的性能、气缸体19及轴承盖25的材料、距离L6 以及其他的条件而不同，然而只要设定为能够使突出部17的刚性降低 而对该突出部17赋予挠曲性即可。另外，本实施方式中，虽然将突出 部17的顶端面49与曲轴6的轴线平行地形成，然而也可以并非如此， 而是将突出部17的顶端面49相对于曲轴6的轴线以规定的角度倾斜。 另外，高度H优选在突出部17的长度方向上是恒定的，然而也可以根 据长度方向上的位置的不同而不同。
如以上说明所示，通过在轴承盖25的侧表面3b、 3c的上部形成突 出部17、 18，能够在确保气缸体下部2与轴承盖25的接触面的面积的 同时，减少在气缸体下部2中产生的剪切应力。具体来说，可得到与第 一实施方式涉及的轴承结构l相同的效果。
如以上说明所示，本发明涉及的轴承结构l在轴承盖3的侧表面3b、 3c的上部形成在轴承盖3的侧表面3b、 3c上开口且沿着曲轴6的轴线 的应力緩解槽15、 16。从而，在由曲轴6的旋转造成的外力向轴承盖3 的下方作用之时，能够緩解因轴承盖3的侧表面3b、 3c的各上部推压 气缸体下部2而在气缸体下部2中产生的应力。其结果，可以起到如下 效果，即，在确保气缸体与轴承盖之间的接触面的面积的同时，减少在 气缸体中产生的剪切应力，从而不会有产生由磨擦疲劳等造成的龟裂的 情况，能够提高耐久性。另外，本发明涉及的曲轴的轴承结构对于将大 范围旋转的轴的轴承用独立结构的轴承盖来保持的轴承结构来说十分 有用。
权利要求
1.一种轴承结构，是曲轴的轴承结构，其特征在于，该曲轴被气缸体下部及设于上述气缸体下部的下侧的轴承盖自由旋转地保持，在上述轴承盖的两侧上部，形成沿着上述曲轴的轴线延伸的应力缓解槽，该应力缓解槽在上述轴承盖的两侧面上开口，通过形成上述应力缓解槽，而在上述轴承盖的两侧上部形成沿着上述曲轴的轴线延伸的突缘部，上述突缘部针对施加在上述轴承盖上的上述曲轴旋转时的载荷具有挠曲性。
2. 根据权利要求l所述的轴承结构，其特征在于， 上述各突缘部具有与上述气缸体下部抵接的上表面；从上述上表面起沿着下侧具有规定长度的侧表面；形成上述应力緩解槽的至少一部 分的下表面，上述下表面包括相对于上述上表面倾斜的倾斜面；与上述倾斜面 连续的圆弧面。
3. 根据权利要求l所述的轴承结构，其特征在于， 上述各突缘部具有与上述气缸体下部抵接的上表面；从上述上表面起沿着下侧具有规定长度的侧表面；形成上述应力緩解槽的下表面， 上述下表面包括相对于上述上表面平行的平行面；与上述平行面 连续的圆弧面。
4. 根据权利要求l所述的轴承结构，其特征在于， 上述各突缘部具有与上述气缸体下部抵接的上表面；从上述上表面起沿着下侧具有规定长度的侧表面；形成上述应力緩解槽的至少一部 分的下表面，上述下表面为圆弧面。
5. 根据权利要求l所述的轴承结构，其特征在于， 上述各突缘部具有与上述气缸体下部抵接的上表面；与上述上表面连续的侧表面；形成上述应力緩解槽的至少一部分的下表面，上述下表面包括与上述侧表面连续且相对于上述上表面倾斜或平
6.根据权利要求5所述的轴承结构，其特征在于，上述下表面包行的面。括与上述侧表面连续的倾斜面，该倾斜面以从突缘部的顶端起越朝向底 端则突缘部的厚度越大的方式相对于上述上表面倾斜。
7. —种轴承结构，是曲轴的轴承结构，其特征在于， 该曲轴被气缸体下部及设于上述气缸体下部的下侧的轴承盖自由旋转地保持，在上述轴承盖的两侧上部，形成沿着上述曲轴的轴线延伸的突出 部，该突出部从上述轴承盖的两侧面向远离上述曲轴的方向突出，并且 具有与上述气缸体下部抵接的上表面。
8. 根据权利要求7所述的轴承结构，其特征在于， 上述各突出部具有与上述气缸体下部抵接的上表面；从上述上表面起沿着下侧具有规定长度的顶端面，上述下表面包括相对于上述上表面倾斜的倾斜面与该倾斜面连 续的圆弧面。
全文摘要
本发明公开了一种曲轴的轴承结构。该曲轴被气缸体下部及设于上述气缸体下部的下侧的轴承盖自由旋转地保持。在上述轴承盖的两侧上部，形成沿着上述曲轴的轴线延伸的应力缓解槽。该应力缓解槽在上述轴承盖的两侧面上开口。通过形成上述应力缓解槽，而在上述轴承盖的两侧上部形成沿着上述曲轴的轴线延伸的突缘部。上述突缘部针对施加在上述轴承盖上的上述曲轴旋转时的载荷具有挠曲性。
文档编号F02F7/00GK101622436SQ20088000671
公开日2010年1月6日 申请日期2008年3月6日 优先权日2007年3月6日
发明者中牟礼贤治 申请人:丰田自动车株式会社