缸体及具有该缸体的内燃机的制作方法

本发明涉及具备轴承主体的缸体及具有该缸体的内燃机，该轴承主体具有能够供轴承盖嵌合的嵌合凹部和形成在该嵌合凹部的底面的轴承部，该缸体构成为在该轴承主体和轴承盖之间将曲轴轴支承为能够旋转。

背景技术

在日本实开昭62－102019号公报(专利文献1)中记载了一种缸体，其具备轴承主体，该轴承主体具有构成为能够供具有对开式轴承部的轴承盖嵌合的嵌合凹部和形成于该嵌合凹部的底面的对开式轴承部，该缸体构成为通过在该轴承主体和轴承盖之间夹持曲轴的轴颈部而将该曲轴轴支承为能够旋转。

在该缸体中，通过在轴承主体的嵌合凹部的供轴承盖的角部抵接的转角部形成在从曲轴的轴线方向观察时呈大致半圆形的凹槽来缓和应力集中，该应力是因经由曲轴和轴承盖作用于轴承主体的燃烧压力的反作用力而在该轴承主体的嵌合凹部的转角部产生的。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本实开昭62－102019号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

但是，本发明人等基于对在轴承主体的嵌合凹部的转角部产生的应力进行深入研究的结果，判明在轴承主体的嵌合凹部的转角部产生的应力的大小在曲轴的轴线方向上不同，判明仅在像上述的公报所述的缸体那样在轴承主体的嵌合凹部的转角部只是形成凹槽的情况下无法充分地缓和在该转角部产生的应力集中。

本发明即是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够充分地缓和作用于轴承主体的嵌合凹部的转角部的应力集中、能够进一步提高缸体的耐久性的技术。

用于解决问题的方案

为了达到上述的目的，本发明的缸体及具有该缸体的内燃机采取以下的方案。

采用本发明的缸体的优选的技术方案，构成一种缸体，其具备轴承主体，该轴承主体具有能够供轴承盖嵌合的嵌合凹部和形成于该嵌合凹部的底面的轴承部。该缸体构成为在轴承主体和轴承盖之间将曲轴轴支承为能够旋转。轴承主体的嵌合凹部具有供轴承盖的角部抵接的底面转角部。此外，具有从曲轴的轴线方向观察时呈圆弧形的凹槽以沿着曲轴的轴线方向延伸的方式形成在该底面转角部。而且，凹槽构成为与作用于该凹槽的应力的大小相应地在该凹槽的延伸方向上具有不同的深度。

根据本发明，由于设在轴承主体的嵌合凹部的底面转角部的凹槽构成为与作用于该凹槽的应力的大小相应地在该凹槽的延伸方向上具有不同的深度，即，是产生越大的应力的部位则将凹槽的深度形成得越深的结构，因此能够充分且良好地缓和由经由曲轴和轴承盖作用于轴承主体的燃烧压力的反作用力引起在该轴承主体的嵌合凹部的底面转角部产生的应力集中。

采用本发明的缸体的另一个技术方案，凹槽构成为在凹槽的延伸方向上的大致中央部最深。

本发明人等基于对在轴承主体的嵌合凹部的转角部产生的应力进行深入研究的结果，发现在轴承主体的嵌合凹部的底面转角部产生的应力在凹槽的延伸方向上的大致中央部最高。根据该技术方案，由于构成为凹槽的深度在凹槽的在轴承主体的嵌合凹部的底面转角部产生的应力最高的延伸方向上的大致中央部最深，因此能够有效地缓和在底面转角部产生的应力集中。

采用本发明的缸体的另一个技术方案，凹槽构成为其深度从该凹槽的延伸方向上的两端部到该凹槽的延伸方向上的大致中央部逐渐增大。

根据该技术方案，由于在凹槽的延伸方向的整个范围内凹槽的深度不会急剧变化，因此能够有效地避免由随着深度的急剧变化而产生的形状变化引起的应力集中。

采用本发明的缸体的另一个技术方案，凹槽形成为用包含假想连结线的假想平面切割该凹槽时的截面形状为大致圆弧形，该假想连结线是将该凹槽的深度最深的点连结而成的。

根据该技术方案，由于能够使凹槽的延伸方向上的深度变化更加顺畅，因此能够更有效地避免由随着深度的变化而产生的形状变化引起的应力集中。

采用具有截面形状形成为大致圆弧形的凹槽的本发明的缸体的另一个技术方案，通过利用圆板状的切削工具进行加工而形成凹槽。而且，通过转印切削工具的形状而形成凹槽的截面形状。

根据该技术方案，由于只是利用圆板状的切削工具加工凹槽，因此能够简单地确保截面形状为大致圆弧形的凹槽。

采用本发明的内燃机的优选的技术方案，包括：上述的任一个技术方案的本发明的缸体，其具有缸孔；缸盖，其连结于该缸体；轴承盖，其连结于缸体的轴承主体；曲轴，其在轴承主体和轴承盖之间被支承为能够旋转；以及活塞，其连结于该曲轴并且构成为在缸孔内滑动。另外，由缸孔、缸盖及活塞构成燃烧室。而且，该内燃机构成为，通过利用在该燃烧室中产生的燃烧压力使活塞往复运动，将该活塞的往复运动变换为曲轴的旋转运动，从而输出动力。

根据本发明，由于是具有上述的任一个技术方案的本发明的缸体的结构，因此能够起到与本发明的缸体所起到的效果相同的效果，例如能够进一步提高缸体的耐久性的效果等。由此，能够谋求内燃机的质量提升。

采用本发明的内燃机的另一个技术方案，缸体具有多个轴承主体。此外，曲轴具有：分别支承于多个轴承主体的多个轴颈部；用于使曲轴的旋转稳定化的至少一个圆板状惯性体；以及用于校正曲轴的旋转不平衡的至少一个配重构件。并且，轴颈部具有第1轴颈部，在该第1轴颈部的轴线方向两端部配置有配重构件。此外，多个轴承主体具有用于支承第1轴颈部的第1轴承主体。而且，至少在第1轴承主体的嵌合凹部的底面转角部形成有凹槽。

在此，对于本发明的“配重构件”，典型地讲，一体地形成于连接曲轴轴颈和曲柄销的曲轴臂的配重符合其要求。此外，对于本发明的“圆板状惯性体”，典型地讲，飞轮、驱动板符合其要求。

根据该技术方案，由于是在燃烧压力和两个配重构件的惯性力经由第1轴颈部进行作用的第1轴承主体的嵌合凹部的底面转角部形成凹槽的结构，因此能够合理且有效地缓和应力集中。

采用本发明的内燃机的另一个技术方案，缸体具有多个轴承主体。此外，曲轴具有：分别支承于多个轴承主体的多个轴颈部；用于使曲轴的旋转稳定化的至少一个圆板状惯性体；以及用于校正曲轴的旋转不平衡的至少一个配重构件。并且，轴颈部具有第2轴颈部，在该第2轴颈部的轴线方向一端部配置有配重构件并且在该第2轴颈部的轴线方向另一端部配置有圆板状惯性体。此外，多个轴承主体具有用于支承第2轴颈部的第2轴承主体。而且，在至少第2轴承主体的嵌合凹部的底面转角部形成有凹槽。

在此，对于本发明的“配重构件”，典型地讲，一体地形成于连接曲轴轴颈和曲柄销的曲轴臂的配重符合其要求。此外，对于本发明的“圆板状惯性体”，典型地讲，飞轮、驱动板符合其要求。

根据该技术方案，由于是在燃烧压力和配重构件的惯性力及圆板状惯性体的重力经由第2轴颈部进行作用的第2轴承主体的嵌合凹部的底面转角部形成凹槽的结构，因此能够合理且有效地缓和应力集中。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种能够进一步提高缸体的耐久性的技术。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的内燃机1的结构的概略的结构图。

图2是表示本发明的实施方式的内燃机1的内部结构的概略的剖视图。

图3是表示本发明的实施方式的缸体20的结构的概略的立体图。

图4是从图3的箭头a方向观察本发明的实施方式的缸体20的俯视图。

图5是从图3的箭头b方向观察本发明的实施方式的缸体20的主视图。

图6是放大地表示图5的c部的主要部分放大图。

图7是表示图6的d－d截面的剖视图。

图8是从与图3的箭头b方向相对应的方向观察曲轴10支承于本发明的实施方式的缸体20的状态的说明图。

图9是表示凹槽32的延伸方向上的作用于凹槽32的应力的情形的说明图。

具体实施方式

接着，使用实施例说明用于实施本发明的最佳的方式。

【实施例】

如图1所示，本发明的实施方式的内燃机1包括缸盖2、安装在该缸盖2的上部的摇臂罩4、安装在缸盖2的下部的本发明的实施方式的缸体20、安装在该缸体20的下部的上油盘6、安装在该上油盘6的下部的下油盘8、以及以能够旋转的方式支承于缸体20的曲轴10。

在本实施方式中，如图2所示，内燃机1构成为4个缸直列地配置的直列4缸发动机，通过利用在由缸盖2、后述的缸孔24a和活塞60构成的燃烧室cc中产生的燃烧压力使活塞60在缸孔24a内往复运动，将该活塞60的往复运动变换为曲轴10的旋转运动而输出动力。

如图3所示，缸体20包括构成缸体20的轮廓的外壁部22、具有4个缸孔24a的缸孔壁部24、以及用于将曲轴10支承为能够旋转的支承壁部26，在外壁部22和缸孔壁部24之间形成有缸体用水冷套bwj。

如图3所示，缸孔壁部24构成为4个缸孔24a直列地配置，构成互相邻接的各缸孔壁部24互相连结的连体式缸(英文：siamesedcylinder)。另外，如图2所示，活塞60在缸孔24a内滑动。

如图4所示，支承壁部26构成为将外壁部22中的沿着缸孔24a的排列方向延伸的两侧壁22a、22b在下方(图3中的下方)连接起来，其以针对各缸孔24a逐个分隔曲轴室cr的方式在缸孔24a的排列方向上设有五个。另外，支承壁部26中的位于缸孔24a的排列方向上的两端的两个支承壁部26一体地形成于外壁部22中的沿着与缸孔24a的排列方向交叉的方向延伸的前壁22c和后壁22d。支承壁部26是与本发明的“轴承主体”相对应的实施结构的一个例子。

在此，为了便于说明，将各支承壁部26从图4中的左侧按顺序规定为第1支承壁部26a、第2支承壁部26b、第3支承壁部26c、第4支承壁部26d及第5支承壁部26e，以下根据需要将支承壁部26也称作第1支承壁部26a、第2支承壁部26b、第3支承壁部26c、第4支承壁部26d或者第5支承壁部26e。另外，第3支承壁部26c是与本发明的“第1轴承主体”相对应的实施结构的一个例子，第5支承壁部26e是与本发明的“第2轴承主体”相对应的实施结构的一个例子。

如图5和图6所示，在各支承壁部26形成有供轴承盖50配合嵌合的嵌合凹部28，该嵌合凹部28由供轴承盖50的上表面50a抵接的底面28a和供轴承盖50的侧面50b抵接的配合面28b构成。如图5所示，在支承壁部26的底面28a形成有对开式的轴承部30。另外，在轴承盖50中的、与支承壁部26的轴承部30相对的位置具有对开式的轴承部52，在轴承盖50利用螺栓(未图示)连结于支承壁部26的嵌合凹部28时，如图5所示，由轴承部30、52构成圆形的轴承。

此外，如图5和图6所示，在第3支承壁部26c和第5支承壁部26e的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部形成有具有主视(从曲轴10的轴线方向、与图5和图6的纸面垂直的方向观察时)呈大致圆弧形的切槽29。如图6所示，利用该切槽29避免了轴承盖50的角部的倒角部50c与嵌合凹部28直接抵接。切槽29是与本发明的“凹槽”相对应的实施结构的一个例子。

如图7所示，切槽29沿着缸孔24a的排列方向延伸。换言之，也可以说切槽29形成为沿第3支承壁部26c和第5支承壁部26e的厚度方向(图7的左右方向)贯通。切槽29形成为该切槽29的延伸方向上的大致中央部的深度最深。

另外，如图7所示，用包含假想连结线的假想平面切割该切槽29时的截面形状形成为大致圆弧形，该假想连结线是将从延伸方向观察切槽29时的该切槽29的最深部沿着该切槽29的延伸方向连结而成的。在此，如图7所示，利用圆板状的切割器90切削加工切槽29。此时，通过该切割器90的形状转印于切槽29，从而截面形状成为大致圆弧形。切割器90是与本发明的“切削工具”相对应的实施结构的一个例子。

如图2所示，曲轴10主要由分别支承于第1支承壁部26a、第2支承壁部26b、第3支承壁部26c、第4支承壁部26d、第5支承壁部26e的第1曲轴轴颈12a、第2曲轴轴颈12b、第3曲轴轴颈12c、第4曲轴轴颈12d、第5曲轴轴颈12e、用于将活塞60支承为能够旋转的4个曲柄销14、将第1曲轴轴颈12a、第2曲轴轴颈12b、第3曲轴轴颈12c、第4曲轴轴颈12d、第5曲轴轴颈12e分别和各曲柄销14连结起来的曲轴臂16、以及配重18构成。第3曲轴轴颈部和第5曲轴轴颈部分别是与本发明的“第1轴颈部”和“第2轴颈部”相对应的实施结构的一个例子。此外，配重18是与本发明的“配重构件”相对应的实施结构的一个例子。

如图2所示，曲轴10的轴线方向两端部自外壁部22的前壁22c和后壁22d突出，如图1所示，在曲轴10的轴线方向端部中的前壁22c侧的端部安装有曲轴带轮p，如图2所示，在曲轴10的轴线方向端部中的后壁22d侧的端部安装有飞轮11。飞轮11是与本发明的“圆板状惯性体”相对应的实施结构的一个例子。

如图2所示，配重18分别一体地形成于连结第1曲轴轴颈12a和曲柄销14的曲轴臂16、连结第3曲轴轴颈12c和曲柄销14的两个曲轴臂16、以及连结第5曲轴轴颈12e和曲柄销14的曲轴臂16。配重18构成为向与曲柄销14相对于第1曲轴轴颈12a、第3曲轴轴颈12c及第5曲轴轴颈12e偏移的方向大致相反的方向突出。

接着，对随着这样构成的内燃机1的运转而在第3支承壁部26c的切槽29和第5支承壁部26e的切槽29产生的应力的情形进行说明。在本发明的实施方式的内燃机1运转时，在燃烧室cc内发生由空气和燃料的混合气的点火引起的燃烧爆炸，活塞60在缸孔24a内进行往复直线运动。该活塞60的往复直线运动利用曲轴10变换为旋转运动。

在此，由燃烧室cc内的燃烧爆发引起的燃烧压力经由活塞60和曲轴10作为将轴承盖50从缸体20的各支承壁部26拉开的方向的力作用于该轴承盖50(参照图8)。即，燃烧压力作为将各支承壁部26向下方(图8的下方)拉伸的拉伸力(图8的附图标记f)进行作用。

由该拉伸力引起在各支承壁部26的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部产生应力集中。另外，除了上述的燃烧压力之外，两个配重18的惯性力也作为将该第3支承壁部26c向下方(图8的下方)拉伸的拉伸力作用于第3支承壁部26c，除了上述的燃烧压力之外，一个配重18的惯性力和飞轮11的重力也作为将该第5支承壁部26e向下方(图8的下方)拉伸的拉伸力作用于第5支承壁部26e，因此在该第3支承壁部26c和第5支承壁部26e这两者的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部产生的应力集中大于在其他的支承壁部26a、26b、26d的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部产生的应力集中。

但是，根据本实施方式，由于在第3支承壁部26c和第5支承壁部26e这两者的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部形成有具有主视(从曲轴10的轴线方向、与图5和图6的纸面垂直的方向观察时)呈大致圆弧形的切槽29，因此能够良好地缓和在该转角部产生的应力集中。

而且，由于该切槽29形成为其在缸孔24a的排列方向上的大致中央部的深度最深那样的圆弧形，因此如图9所示，能够使越靠切槽29的延伸方向的中央部则是越大的值的应力在该切槽29的延伸方向上大致均匀，能够有效地缓和应力集中。

在本实施方式中，设为在第3支承壁部26c和第5支承壁部26e这两者的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部形成具有主视(从曲轴10的轴线方向、与图5和图6的纸面垂直的方向观察时)呈大致圆弧形的切槽29的结构，但并不限于此。

例如也可以设为这样的结构：除了第3支承壁部26c和第5支承壁部26e之外，还在第1支承壁部26a的嵌合凹部28的底面28a与配合面28b交叉的左右(图5的左右、隔着轴承部30的两侧)的转角部形成具有主视(从曲轴10的轴线方向、与图5和图6的纸面垂直的方向观察时)呈大致圆弧形的切槽29。

除了燃烧压力之外，一个配重18的惯性力也作为将该第1支承壁部26a向下方(图8的下方)拉伸的拉伸力作用于第1支承壁部26a，因此能够良好地缓和在该转角部产生的应力集中。

此外，也可以设为：仅在第3支承壁部26c的左右的转角部形成具有主视呈大致圆弧形的切槽29的结构；仅在第5支承壁部26e的左右的转角部形成具有主视呈大致圆弧形的切槽29的结构；或者仅在其他的支承壁部26a、26b、26d中的任一者的转角部形成具有主视呈大致圆弧形的切槽29的结构；以及在所有支承壁部26a、26b、26c、26d、26e中的各支承壁部的左右的转角部形成具有主视呈大致圆弧形的切槽29的结构。

在本实施方式中，切槽29设为其在缸孔24a的排列方向上的大致中央部的深度最深的结构，但并不限于此。能够与在切槽29的延伸方向上产生的应力集中的程度相应地适当设定切槽29的深度，从而有效地缓和应力集中。

在本实施方式中，将切槽29形成为截面呈大致圆弧形，但只要能够缓和在切槽29的延伸方向上以不同的大小产生的应力集中，就并不限于圆弧形，也可以形成为其他的形状。

在本实施方式中，设为在曲轴10的轴线方向端部中的后壁22d侧的端部安装有飞轮11的结构，但并不限于此。也可以是在曲轴10的轴线方向端部中的后壁22d侧的端部安装有驱动板的结构。

在本实施方式中，通过转印圆板状的切割器90的形状而将切槽29形成为截面呈大致圆弧形，但并不限于此。例如也可以利用端铣刀将切槽29形成为截面呈大致圆弧形。

本实施方式表示用于实施本发明的方式的一个例子。因而，本发明并不限定于本实施方式的结构。另外，以下表示本实施方式的各构成要素与本发明的各构成要素的对应关系。

附图标记说明

1、内燃机(内燃机)；2、缸盖；4、摇臂罩；6、上油盘；8、下油盘；10、曲轴(曲轴)；11、飞轮(圆板状惯性体)；12a、第1曲轴轴颈(轴颈部)；12b、第2曲轴轴颈(轴颈部)；12c、第3曲轴轴颈(轴颈部、第1轴颈部)；12d、第4曲轴轴颈(轴颈部)；12e、第5曲轴轴颈(轴颈部、第2轴颈部)；14、曲柄销；16、曲轴臂；18、配重(配重构件)；20、缸体(缸体)；22、外壁部(外壁部)；22a、侧壁；22b、侧壁；22c、前壁；22d、后壁；24、缸孔壁部(缸孔壁部)；24a、缸孔(缸孔)；26、支承壁部(轴承主体)；26a、第1支承壁部(轴承主体)；26b、第2支承壁部(轴承主体)；26c、第3支承壁部(轴承主体、第1轴承主体)；26d、第4支承壁部(轴承主体)；26e、第5支承壁部(轴承主体、第2轴承主体)；28、嵌合凹部(嵌合凹部)；28a、底面；28b、配合面；29、切槽(凹槽)；30、轴承部(轴承部)；50、轴承盖(轴承盖)；50a、上表面；50b、侧面；50c、倒角部；52、轴承部；60、活塞(活塞)；90、切割器(切削工具)；cc、燃烧室(燃烧室)；bwj、缸体用水冷套。