发动机底座的制作方法

本发明涉及一种适合用作柴油发动机或燃气发动机等内燃机的曲轴箱的发动机底座。

背景技术：

通常，在缸体内燃烧燃料来产生动力的柴油发动机或燃气发动机等内燃机中，在多个缸体的下方沿缸体排列方向配置有曲轴，该曲轴经由轴承旋转自如地被曲轴箱支承。

作为现有发动机底座，例如有下述专利文献1中记载的发动机底座。该专利文献1中记载的发动机底座具备底座，所述底座通过从下方支承曲轴的曲轴轴承的轴承座、从侧方包围连结于轴承座的隔壁的侧板及从下方包围连结于轴承座的隔壁的底板一体固定而成。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2012-202296号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术课题

发动机底座旋转自如地支承经由轴承旋转的曲轴，需要能够承受所施加的各种负载的充分的强度和刚性。另一方面，为了实现发动机底座的轻量化而要求简化其结构，现有发动机底座中，底座由连结于轴承座的隔壁、从侧方包围该隔壁的侧板及从下方包围隔壁的底板一体固定而构成。因此，底座中，在曲轴旋转时作用于隔壁的负载流向侧板侧，导致该侧板面外变形而隔壁与侧板的焊接部的应力变高。该情况下，可考虑加大隔壁和侧板的板厚或者设为双重结构，但会导致重量增加并且制造成本增加。

本发明用于解决上述问题，其目的在于提供一种能够抑制重量和制造成本的增加并且提高强度的发动机底座。

用于解决技术课题的手段

用于实现上述目的的本发明的发动机底座，其特征在于，具备：隔壁；轴承座，连结于所述隔壁的上部并从下方支承曲轴轴承；一对侧板，以与所述隔壁的两侧部交叉的方式连结；底板，以与所述隔壁的下部交叉的方式连结；及加强件，在所述侧板的外侧沿曲轴方向固定。

因此，通过在隔壁的两侧部连结有一对侧板，且在该侧板的外侧固定有加强件，能够使隔壁与侧板通过加强件有效地被加强。曲轴旋转时，作用于隔壁的负载流向侧板侧，导致该侧板面外变形。但是，通过在侧板固定有加强件，作用于该侧板的面外变形量减少。因此，作用于隔壁与侧板的连结部的应力减轻，不需要增加隔壁和侧板的板厚等对策。其结果，能够抑制重量和制造成本的增加并且提高强度。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件为水平加强筋。

因此，通过将加强件设为水平加强筋，能够以简单的结构轻松地减少作用于侧板的面外变形量，且能够抑制制造成本的增加。

本发明的发动机底座的特征在于，所述侧板具备沿铅垂方向的上部侧板及朝向底座中央倾斜的下部侧板，所述加强件固定于所述上部侧板。

因此，通过将加强件固定于上部侧板，对靠近曲轴轴承的区域进行加强，能够有效地加强侧板。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件固定于所述上部侧板的上下方向的中间位置。

因此，通过将加强件固定于上部侧板的中间位置，能够有效地加强上部侧板。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件固定于所述上部侧板的上下方向的中间位置的更下方。

因此，通过将加强件固定于上部侧板的中间位置的更下方，能够有效地加强上部侧板和下部侧板。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件的长度设定成与所述侧板的长度相同。

因此，通过将加强件的长度设为与侧板的长度相同，能够有效地加强侧板而减少作用于侧板的面外变形量。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件的长度设定成比所述侧板的长度短。

因此，通过将加强件的长度设定成比侧板的长度短，能够降低材料成本。

本发明的发动机底座的特征在于，所述加强件呈梯形且长边固定于所述侧板。

因此，通过将加强件设为梯形且将长边固定于侧板，能够在加强件与侧板的连结部减少长边方向的端部的应力集中。

发明效果

根据本发明的发动机底座，在侧板的外侧沿曲轴方向固定加强件，因此能够抑制重量和制造成本的增加并且提高强度。

附图说明

图1是表示柴油发动机的示意图。

图2是表示第1实施方式的发动机底座的主视图。

图3是表示隔壁、侧板及水平加强筋的接合部的图2的iii-iii的剖视图。

图4是表示发动机底座的立体图。

图5是表示第2实施方式的发动机底座的主视图。

图6是表示第3实施方式的发动机底座的立体图。

图7是表示第4实施方式的发动机底座的立体图。

图8是表示隔壁、侧板及水平加强筋的接合部的水平剖视图。

具体实施方式

以下参考附图对本发明所涉及的发动机底座的优选实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于该实施方式，并且，实施方式有多个时，组合各实施方式而构成的方式也包含在内。

[第1实施方式]

图1是表示柴油发动机的示意图。

如图1所示，第1实施方式中，柴油发动机10为例如作为船舶推进用主机使用的十字头型柴油发动机。柴油发动机10具有位于下方的底座(发动机底座)11、设置于底座11上的构架12及设置于构架12上的护套13。该底座11、构架12及护套13通过沿上下方向延伸的多个拉杆14、15一体紧固而固定。

护套13上设有气缸套16，该气缸套16的上端设有气缸盖17。气缸套16与气缸盖17划分空间部18，活塞19以沿上下往复移动自如的方式设置在该空间部18内。并且，在活塞19的下端部，能够转动地连结有活塞杆20的上端部。

底座11设为曲轴箱，设有旋转自如地支承曲轴(曲轴)21的轴承(曲轴轴承)22。并且，曲轴21经由曲柄23而转动自如地连结有连杆24的下端部。构架12上隔着规定间隔固定有沿上下方向延伸的一对滑动板25，在一对滑动板25之间，上下移动自如地支承有十字头26。十字头26上分别转动自如地连结有活塞杆20的下端部及连杆24的上端部。

在此，对构成柴油发动机10的底座11进行详细说明。图2是表示第1实施方式的发动机底座的主视图。图3是表示隔壁、侧板及水平加强筋的接合部的图2的iii-iii的剖视图。图4是表示发动机底座的立体图。

如图2至图4所示，底座(发动机底座)11由如下构成：轴承座31，从下方支承沿杆轴线l方向(曲轴方向)延伸的曲轴21的轴承22；左右一对隔壁32，连结于轴承座31的两侧部；左右一对侧板33，以分别与该左右一对隔壁32两侧交叉的方式连结；左右一对底板34，连结于隔壁32及侧板33的下部；左右一对顶板35，连结于隔壁32及左右一对侧板33的上部。另外，左右一对隔壁32可一体构成。

该情况下，轴承座31、隔壁32、侧板33、底板34及顶板35通过焊接一体固定。因此，底座11成为通过侧板33、底板34及顶板35包围固定于隔壁32的轴承座31的结构。并且，底板34的下部连结有油盘36。并且，隔壁32相对于轴承座31在底座11的宽度方向(内燃机的宽度方向)的两侧沿与曲轴方向直行的方向配置。侧板33相对于隔壁32在底座11的宽度方向(内燃机的宽度方向)的两侧沿曲轴方向并且沿与隔壁32直行的方向配置。底板34配置于隔壁32及侧板33的活塞动作方向的下端部，顶板35配置于隔壁32及侧板33的活塞动作方向的上端部。

底板34具有向曲轴21侧凸出的拱状的弯曲部37。该底板34的弯曲部37具有与底板34平行配置的水平部件37a及两个倾斜部件37b。水平部件37a位于轴承座31的下方且位于底板34的更上方，且连结于轴承座31的下部。各倾斜部件37b位于平板部件37a的两侧且以倾斜状态连结于侧板33的下部，以将底板34与平板部件37a相互连结。因此，弯曲部37中，各倾斜部件37b从左右的斜下方分别支承平板部件37a，能够提高平板部件37a附近的刚性。另外，只要充分确保底座11的刚性，则底板11无需具备拱状的弯曲部37，也可以由平板构成。

并且，侧板33的下端部与底板34的上表面通过焊接连结，铅垂加强筋38通过焊接固定于侧板33与底板34的连结部的外侧。铅垂加强筋38在曲轴方向上与隔壁32相同的位置设置成两侧一对，能够提高底座11的下部侧的刚性，并抑制运转时与曲轴方向笔直的方向上的变形。即，铅垂加强筋38能够提高底座11的宽度方向的刚性，并抑制运转时的底座11的宽度方向上的变形。

并且，底座11上配置有位于轴承座31上方的构架12。该构架12配置成从顶板35的上方覆盖轴承22。轴承座31及构架12上设有容纳轴承22的空间部39。并且，轴承座31中，在空间部39的两侧设有壁厚部40，该壁厚部40上形成有向上方开口的多个螺孔40a。并且，拉杆15贯穿构架12的底板而拧入螺孔40a，由此构架12与轴承座31结合。

并且，在各侧板33的外侧沿曲轴方向固定有沿作为加强件的水平加强筋41。水平加强筋41为厚度固定的矩形的板材，端面与侧板33的外表面接触并通过焊接固定，以使水平加强筋41的长边方向沿曲轴方向。该情况下，通过使隔壁32位于侧板33的一侧的面，且使水平加强筋41位于另一侧的面，配置成隔壁32与水平加强筋41正交。

侧板33具有沿铅垂方向的上部侧板33a及朝向底座11的宽度方向的中央部侧倾斜的下部侧板33b，上部侧板33a的下部配置有下部侧板33b。另外，侧板33可以将板材弯曲而构成上部侧板33a与下部侧板33b，也可以分别制作上部侧板33a和下部侧板33b并通过焊接固定。水平加强筋41固定于上部侧板33a。该情况下，水平加强筋41固定于上部侧板33a的上下方向的中间位置。即，若将上部侧板33a的高度设为h，则水平加强筋41固定于上部侧板33a的距离上端及下端的高度h/2的位置。

水平加强筋41的曲轴方向的长度设定成与侧板33的曲轴方向的长度相同。实际上，由底座11及构架12构成的发动机机架并排配置有相当于缸体的数量，水平加强筋41在多个发动机机架的各底座11的侧板33连续地固定。

本实施方式的底座11中，曲轴21旋转时，各种负载经由轴承座31作用于隔壁32，作用于隔壁32的负载流向侧板33侧，导致该侧板33面外变形。但是，如图3所示，本实施方式中，侧版33通过焊接部w1固定于隔壁32，水平加强筋41通过焊接部w2固定于侧板33。因此，箭头表示的面外变形负载作用于侧板33时，侧板33通过水平加强筋41而抑制自身的变形。如此，可抑制侧板33的面外变形，并减轻隔壁32与侧板33的焊接部w1的应力。

如此，第1实施方式的发动机底座中设有：隔壁32；轴承座31，连结于隔壁32的上部并从下方支承轴承22；一对侧板33，以与隔壁32的两侧部交叉的方式连结；底板34，以与隔壁32的下部交叉的方式连结；及作为加强件的一对加强筋41，在一对侧板33的外侧沿曲轴方向固定。

因此，通过在隔壁32的侧部连结有侧板33，在侧板33的外侧固定有水平加强筋41，隔壁32与侧板33通过水平加强筋41有效地得到加强。曲轴21旋转时，作用于隔壁32的负载流向侧板33侧，导致该侧板33面外变形。但是，通过在侧板33固定有水平加强筋41，作用于该侧板33的面外变形量减少。因此，作用于隔壁32与侧板33的连结部的应力减轻，不需要增加隔壁32和侧板33的板厚等对策，相反，能够减少板厚。其结果，能够抑制重量和制造成本的增加并且提高强度。

第1实施方式的发动机底座中，通过将加强件设为水平加强筋41，能够以简单的结构轻松地减少作用于侧板33的面外变形量，能够抑制制造成本的增加。

第1实施方式的发动机底座中，由沿铅垂方向的上部侧板33a及朝向底座11的宽度方向的中央部侧(内侧)倾斜的下部侧板33b构成侧板33，并将水平加强筋41固定于上部侧板33a。因此，通过将水平加强筋41固定于上部侧板33a，对靠近轴承22的区域进行加强，能够有效地加强侧板33。该情况下，通过将水平加强筋41固定于上部侧板33a的中间位置，能够有效地加强上部侧板33a。

第1实施方式的发动机底座中，将水平加强筋41的长度设定成与侧板33的长度相同。因此，能够通过水平加强筋41有效地加强侧板33并减少作用于侧板33的面外变形量。

[第2实施方式]

图5是表示第2实施方式的发动机底座的主视图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同的符号并省略详细说明。

如图5所示，第2实施方式中，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定有作为加强件的水平加强筋42。水平加强筋42为厚度固定的矩形的板材，端面与侧板33的外表面接触并通过焊接固定，以使水平加强筋42的长边方向沿曲轴方向。该情况下，通过使隔壁32位于侧板33的一侧的面，且使水平加强筋42位于另一侧的面，配置成隔壁32与水平加强筋42正交。

水平加强筋42固定于上部侧板33a的上下方向的中间位置的更下方。即，若将上部侧板33a的高度设为h，则水平加强筋42固定于上部侧板33a的距离下端的高度小于h/2的高度h1的位置。该情况下，优选将水平加强筋42设置于上部侧板33a与下部侧板33b的连结部(弯曲部)。

因此，底座11中，曲轴21旋转时，各种负载经由轴承座31作用于隔壁32，作用于隔壁32的负载流向侧板33侧，导致该侧板33面外变形。此时，作用于上部侧板33a与下部侧板33b的连结部的面外变形最大。但是，本实施方式中，由于在侧板33固定有水平加强筋42，因此，侧板33可通过水平加强筋42抑制自身的变形，并抑制侧板33的面外变形，从而减轻隔壁32与侧板33的连结部的应力。

如此，第2实施方式的发动机底座中，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定水平加强筋42，将该水平加强筋42固定于上部侧板33a的上下方向的中间位置的更下方。

因此，通过在隔壁32的侧部连结有侧板33，在侧板33的外侧固定有水平加强筋42，隔壁32与侧板33通过水平加强筋42有效地得到加强，作用于该侧板33的面外变形量减少。因此，作用于隔壁32与侧板33的连结部的应力减轻，能够抑制重量和制造成本的增加并且提高强度。

并且，通过将水平加强筋42固定于上部侧板33a的中间位置的更下方，能够有效地加强上部侧板33a与下部侧板33b。该情况下，由于侧板33的上部侧板33a与下部侧板33b的连结部(弯曲部)的强度不充分，因此优选将水平加强筋42固定于靠近上部侧板33a与下部侧板33b的连结部(弯曲部)的位置。

[第3实施方式]

图6是表示第3实施方式的发动机底座的立体图。另外，对具有与上述实施方式相同功能的部件标注相同符号并省略详细说明。

第3实施方式中，如图6所示，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定有作为加强件的水平加强筋43。水平加强筋43为厚度固定的矩形的板材，端面与侧板33的外表面接触并通过焊接固定，以使水平加强筋43的长边方向沿曲轴方向。该情况下，通过使隔壁32位于侧板33的一侧的面，且使水平加强筋43位于另一侧的面，配置成隔壁32与水平加强筋43正交。

水平加强筋43的曲轴方向的长度设定成比侧板33的曲轴方向的长度短。实际上，由底座11及构架12构成的发动机机架并排配置有相当于缸体的数量，水平加强筋43在多个发动机机架的各底座11的侧板33上个别独立地固定。该情况下，隔壁32位于水平加强筋43的长度方向的中间位置。

因此，底座11中，曲轴21旋转时，各种负载经由轴承座31作用于隔壁32，作用于隔壁32的负载流向侧板33侧，导致该侧板33面外变形。但是，本实施方式中，由于在侧板33固定有水平加强筋43，因此，侧板33可通过水平加强筋43抑制自身的变形，并抑制侧板33的面外变形，从而减轻隔壁32与侧板33的连结部的应力。

如此，第3实施方式的发动机底座中，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定有水平加强筋43，并将水平加强筋43的长度设定成比侧板33的长度短。因此，能够降低材料成本。

[第4实施方式]

图7是表示第4实施方式的发动机底座的立体图，图8是表示隔壁、侧板及水平加强筋的接合部的水平剖视图。另外，对具有与上述实施方式相同功能的部件标注相同符号并省略详细说明。

第3实施方式中，如图7及图8所示，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定有作为加强件的水平加强筋44。水平加强筋44为厚度固定的梯形的板材，端面与侧板33的外表面接触并通过焊接固定，以使水平加强筋43的长边方向(上边44a与下边44b)沿曲轴方向。该情况下，通过使隔壁32位于侧板33的一侧的面，且使水平加强筋44位于另一侧的面，配置成隔壁32与水平加强筋44正交。

水平加强筋44的曲轴方向的长度(上边44a及下边44b这两边各自的长度)设定成比侧板33的曲轴方向的长度短。水平加强筋44呈由上边44a、下边44b及两个侧边44c构成的梯形，最长的下边44b固定于侧板33。隔壁32位于水平加强筋44的长度方向的中间位置。

因此，底座11中，曲轴21旋转时，各种负载经由轴承座31作用于隔壁32，作用于隔壁32的负载流向侧板33侧，导致该侧板33面外变形。但是，本实施方式中，侧版33通过焊接部w1固定于隔壁32，且水平加强筋44通过焊接部w3固定于侧板33。因此，面外变形负载作用于侧板33时，侧板33可通过水平加强筋44抑制自身的变形。如此，可抑制侧板33的面外变形，减轻隔壁32与侧板33的焊接部w1的应力。

并且，水平加强筋44呈梯形且最长的下边44b固定于侧板33。因此，侧板33面外变形时，作用于水平加强筋44的焊接部w3的端部的应力减轻。

如此，第4实施方式的发动机底座中，在侧板33的外侧沿曲轴方向固定水平加强筋44，将水平加强筋44设为梯形，并将较长的下边44b固定于侧板33。

因此，通过将水平加强筋44设为梯形并将较长的下边44b固定于侧板33，能够在水平加强筋44与侧板33的连结部(焊接部w3)减少长边方向的端部的应力集中。

另外，上述实施方式中，将加强件设为水平加强筋41、42、43、44，但并不限定于该结构，例如，作为加强件，也可以是板厚不固定的倾斜的加强筋。并且，水平加强筋41的形状也不限于矩形或梯形，可以是多边形或半圆形。另外，加强件的个数也不限定于一个，也可以设有多个。

并且，上述实施方式中，在左右一对侧板33的外侧设置了作为加强件的加强筋41、42、43、44，但也可以仅在一侧的侧板33的外侧设置作为加强件的加强筋41、42、43、44。

符号说明

10-柴油发动机，11-底座，12-构架，13-护套，14、15-拉杆，16-气缸套，17-气缸盖，18-空间部，19-活塞，20-活塞杆，21-曲轴，22-轴承(曲柄轴承)，23-曲柄，24-连杆，25-滑动板，26-十字头，31-轴承座，32-隔壁，33-侧板，34-底板，35-顶板，36-油盘，37-弯曲部，37a-水平部件，37b-倾斜部件，38-铅垂加强筋，39-空间部，40-壁厚部，40a-螺孔，41、42、43、44-水平加强筋(加强件)，44a-上边，44b-下边，44c-侧边，l-杆轴线，h-高度，w1、w2、w3-焊接部。