专利名称：轴承盖以及轴承盖复合体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种支撑内燃发动机的曲轴等的轴承盖、以及将轴承盖作为构成要素的梯形架等的轴承盖复合体。
背景技术：
内燃发动机的曲轴，例如通过在气缸体上形成的隔壁和在隔壁上固定的轴承盖进行支撑。日本国特许厅1991年发行的JP93 — 062216U中提出一种轴承构造，其使轴承盖嵌合在隔壁上形成的凹部处，并由螺栓固定在隔壁上。为了使得伴随着内燃发动机的运行，轴承盖不向隔壁的凹部的两端作用应力集中，该轴承结构在曲轴横切方向上的轴承盖的两端形成倒角部，在与倒角部相对应的凹部的两角处形成槽。
发明内容
通过在轴承盖的两端设置倒角部，从而在倒角部和槽之间形成空间，因此，可以避免向该部分的应力集中。另一方面，由于倒角部导致减少轴承盖和隔壁之间的接触面积减小，因此，在内燃发动机的运行中无法避免曲轴在轴承盖和隔壁的接合部处产生的应力整体增大的情况。本发明的目的在于，不损坏轴承盖的刚性，降低在内燃发动机的运行中曲轴在轴承盖和隔壁的接合部处产生的应力。为了实现以上的目的，本发明将在气缸体的隔壁上由螺栓固定而可旋转地支撑曲轴的轴承盖作为对象。轴承盖具有与隔壁接合的接合面、位于接合面的相反侧的顶面、以及将接合面和顶面连接的一对侧面。轴承盖还具有将接合面向曲轴的横切方向扩大而在一对侧面上分别形成的一对伸出部，以及与一对伸出部相比位于顶面侧，从一对侧面向曲轴的横切方向突出，突出量比伸出部小的一对加强部。本发明的详细内容以及其他特征和优点，在说明书的以下记载中进行说明，并且在添加的附图中示出。
图1是表示本发明的第I实施方式所涉及的轴承盖安装在隔壁上的状态的内燃发动机的气缸体的概略横向剖面图。图2是轴承盖的主视图。图3是从下方观察的轴承盖的底面图。图4是表示本发明的第2实施方式所涉及的由轴承盖和梯形架构成的轴承盖复合体安装在隔壁上的状态的内燃发动机的气缸体的概略横向剖面图。图5是本发明的第2实施方式所涉及的轴承盖复合体的俯视图。图6是本发明的第2实施方式所涉及的轴承盖的主视图。
图7是本发明的第2实施方式所涉及的轴承盖的从下方观察的底面图。图8是表示本发明的第3实施方式所涉及的轴承盖复合体安装在隔壁上的状态的内燃发动机的气缸体的概略横向剖面图。图9是本发明的第3实施方式所涉及的轴承盖复合体的俯视图。图10是本发明的第3实施方式所涉及的轴承盖的主视图。图11是本发明的第3实施方式所涉及的轴承盖的从下方观察的底面图。图12是对本发明的第2实施方式和第3实施方式所涉及的轴承盖复合体、和现有的轴承盖结构对轴承盖的接合面施加的应力进行比较的图表。
具体实施例方式参照附图的图1，支撑往复式内燃发动机的曲轴的轴承，由在内燃发动机的气缸体I上形成的隔壁2、和由螺栓52、53固定在隔壁2上的轴承盖11构成。为了轻量化，气缸体I的主体包含隔壁2在内，由比铁类材料轻的铝合金或者铝材形成。隔壁2在气缸体I内将多个气缸彼此分隔，作为分隔壁起作用。在内燃发动机的工作状态下，隔壁2构成铅垂方向的壁面。隔壁2的下端3形成水平的直线，在下端3的大致中央处形成半圆形的切口 4。气缸体I例如是将多个气缸排成一列的直列多气缸发动机用的气缸体。在隔壁2上固定由如铸铁等铁类材料构成的轴承盖11。轴承盖11形成矩形的厚板状。在轴承盖11与隔壁2接合的接合面12上，形成与切口 4对应的半圆形的切口 13。轴承盖11在切口 4和13相对而形成圆形的轴承孔51的位置上，固定在隔壁2的下端3。曲轴经由安装在轴承孔51上的径向轴承和向径向轴承供给的润滑油，可自由旋转地被支撑。轴承盖11向隔壁2的固定由一对螺栓52和53进行。因此，在轴承盖11的切口13的两侧上形成螺栓插入孔14和15。另外，在隔壁2上形成与螺栓52和53螺合的螺栓孔5和6。通过使螺栓52插入螺栓插入孔14中并固定在螺栓孔5中，使螺栓53插入螺栓插入孔15中并固定在螺栓孔6中，从而将轴承盖11固定在隔壁2的下端3。轴承盖11具有:与隔壁2接合的接合面12 ;位于接合面12的相反侧、即图中下侧的顶面19 ；以及将接合面12和顶面19连接的侧面33和34。螺栓52的头部52a和螺栓53的头部53a从下方与顶面19抵接。参照图2，轴承盖11由形成切口 13的半边的圆筒状部位21、和与圆筒状部位21的下方连续的台状部位31构成，整体形成为左右对称。在圆筒状部位21处形成伸出部25和26，该伸出部25和26从侧面33和34向水平方向且与曲轴正交的方向、即图的左右方向较大地伸出。另外，与伸出部25和26相对应的接合面12的曲轴轴方向的尺寸，与接合面12的其它部位相同。伸出部25和26具有以下作用，即，将轴承盖11的与隔壁2接合的接合面12向水平方向两侧扩大，使轴承盖11和隔壁12的接合面积增大。轴承盖11与隔壁2接合的接合面积的扩大具有以下作用，即，使两者间的接触面压力下降，降低轴承盖11对隔壁2产生的应力。
另外，在位于伸出部25和26的顶面19侧的台状部位31处形成加强部36和37。加强部36和37从侧面33和34开始，向与伸出部25和26同方向伸出。加强部36和37的伸出量设定为，小于伸出部25和26的伸出量。在这里，伸出量是指从侧面33和34向水平方向突出的突出量。加强部36和37具有提高伸出部25和26的刚性的作用。位于图的左侧的伸出部25，随着朝向前端方向，即随着远离曲轴而厚度减小。位于图的右侧的伸出部26也随着朝向前端方向，即随着远离曲轴而厚度减小。随着厚度的减小，伸出部25和26的下表面倾斜。通过如上所述使伸出部25和26的厚度变化，从而抑制与伸出部25和26的形成相伴的轴承盖11的重量增加。加强部36和37形成台状部位31的一部分，与伸出部25和26的倾斜的下表面结合。如上所述，通过在轴承盖11的侧面33和34设置加强部36和37,从而伸出量较大的伸出部25和26可以保证充分的刚性。参照图3，在轴承盖11的台状部位31处，以使顶面19扩大的方式，形成从侧面33和34向图的左右方向伸出的辅助加强部81和82。辅助加强部81和82也具有提高轴承盖11的刚性的作用。如上所述，该轴承盖11利用从侧面33和34向水平方向伸出的伸出部25和26，降低从曲轴经由轴承盖11对隔壁2作用的应力，另一方面，利用从侧面33和34向同方向以较小的伸出量伸出的加强部36和37，对伸出部25和26进行支撑，确保轴承盖11的刚性。由此，利用该轴承盖11，可以降低在内燃发动机的运行中曲轴对轴承盖11和隔壁2作用的应力。参照图4 7，说明本发明的第2实施方式。本实施方式涉及轴承盖复合体。轴承盖复合体具有轴承盖11和作为轴承盖保持部件的梯形架71。梯形架71利用铝合金等金属材料形成，其比由铁类材料构成的轴承盖11轻且熔点比轴承盖11低。通过将轴承盖11铸入梯形架71中，从而构成一体的轴承盖复合体。参照图5，梯形架71为了适用于直列4缸内燃发动机，而形成为将平行配置的5根横梁部件74的两端利用一对纵梁部件75和76结合的梯形状。横梁部件74配置为，位于在气缸体上形成的隔壁的正下方。具有如上所述构成的梯形架71的轴承盖复合体，通过改变横梁部件74的数量，从而不限于直列4缸内燃发动机，可以适用于任意气缸数的内燃发动机。参照图4，轴承盖11铸入位于水平方向外侧的作为横梁部件74的一部分的盖延长部72和73之间。盖延长部72和73与梯形架71的其它部位同样地由铝合金形成。通过将轴承盖11铸入盖延长部72和73之间，从而形成一体的厚板状的横梁部件74。再次参照图5，一对纵梁部件75和76也由铝合金形成。在梯形架71中铸入5个轴承盖11。参照图6和7，轴承盖11与第I实施方式不同，没有设置辅助加强部81和82。其原因在于，与轴承盖11左右结合的盖延长部72和73具有与辅助加强部81和82同等或更高的刚性强化作用。本实施方式所涉及的轴承盖11也与第I实施方式相同地，在圆筒状部位21处形成从侧面33和34向水平方向且与曲轴正交的方向、即图的左右方向较大地伸出的伸出部25和26。另外，在位于伸出部25和26的顶面19侧的台状部位31处形成加强部36和37。加强部36和37的伸出量设定为，小于伸出部25和26的伸出量。在本实施方式中，加强部36和37的形状与第I实施方式稍有不同。对于该情况，在后面进行说明。如上所述，将铁类材料的轴承盖11铸入铝合金的梯形架71中的原因在于，减轻轴承盖复合体的重量。即，与梯形架71由与轴承盖11相同的铁类材料构成的情况相比，可以将轴承盖复合体轻量化。在将轴承盖11铸入梯形架71中时，如果铁类材料的轴承盖11与铝合金的梯形架71的盖延长部72、73接合的接合面为平面，则两者难以保持紧贴状态。另一方面，如果轴承盖11没有与盖延长部72、73紧贴，则轴承盖复合体的刚性下降，轴承盖复合体不能保证充分的强度。在本实施方式中，通过设置伸出部25、26和加强部36、37，从而提高轴承盖11和盖延长部72、73之间的紧贴性。对轴承盖11与盖延长部72、73的紧贴性的强化具有使梯形架71整体刚性强化的效果。与曲轴的旋转相对应，向轴承盖11作用以轴承孔51为中心的旋转方向的负载。通过利用伸出部25、26和加强部36、37，强化轴承盖11与盖延长部72、73之间的紧贴性，从而可以由盖延长部72和73承受该旋转方向的负载。为了将轴承盖11紧贴保持在盖延长部72和73上，本实施方式所涉及的轴承盖11，在加强部36的下方的侧面33具有向与加强部36同方向突出的2个突出部43和45。同样地，在加强部37的下方的侧面34具有向与加强部37同方向突出的2个突出部44和46。优选突出部43和44形成为相同形状，从加强部36向垂直方向以等间隔配置。同样地，突出部44和46形成为相同形状，从加强部37向垂直方向以等间隔配置。在利用铝合金材料铸造梯形架71之前，在铸模中预先配置轴承盖11，从而突出部43和45嵌入梯形架71的盖延长部72中，突出部44和46嵌入盖延长部73中，在该状态下，形成一体的轴承盖复合体。嵌入到盖延长部72中的突出部43和45使轴承盖11与盖延长部72的接触面积增大，嵌入到盖延长部73中的突出部44和46使轴承盖11与盖延长部73的接触面积增大。其结果，轴承盖11与梯形架71牢固地紧贴。在本实施方式中，在轴承盖11的侧面33设置的加强部36、和在侧面34设置的加强部37的尺寸设定为与第I实施方式不同。即，在本实施方式中加强部36和37的垂直方向或者图的上下方向的尺寸设定为，小于第I实施方式的加强部36、37。另外，在加强部36和伸出部25之间形成向水平方向凹进的凹部38，在加强部37和伸出部26之间形成向水平方向凹进的凹部39。并且，在本实施方式中，加强部36和凹部38形成的形状与突出部43和45类似。同样地，加强部37和凹部39形成的形状与突出部44和46类似。如上所述的加强部36、37和突出部43 46的形状的类似性，在使材料不同的两种部件即轴承盖11与盖延长部72、73之间的紧贴性在图4的上下方向上均一化这方面上优选。另一方面，如果加强部36和37的垂直方向或者图的上下方向的尺寸小于第I实施方式的加强部36、37，则轴承盖11其自身的刚性下降。但是，如果作为轴承盖复合体考虑，则轴承盖11的刚性的下降由盖延长部72和73进行弥补，作为轴承盖复合体的刚性不会下降。根据该轴承盖复合体，铁类部件的轴承盖11与铝合金的盖延长部72、73的接合面积扩大，材质不同的两种部件的紧贴性提高。其结果，由铁类部件的轴承盖11、和铸入有轴承盖11的铝合金的梯形架71构成的轴承盖复合体，其轴承盖11与盖延长部72、73之间的紧贴性较高，整体具有较高的刚性。另外，由于通过凹部38和39的形成，加强部36、37与突出部43 46形成为大致相同形状，因此，可以将轴承盖11与盖延长部72、73的铅垂方向上的紧贴度均一化。并且，加强部36和突出部43、44沿侧面33而在图4的上下方向上以大致等间隔配置，加强部37和突出部44、46沿侧面34而在上下方向上以大致等间隔配置，因此，可以将轴承盖11与盖延长部72、73的铅垂方向上的紧贴度更进一步均一化。凹部38和39使轴承盖11与盖延长部72、73的接合面积增大。该接合面积的增大也有利于材质不同的两种部件即轴承盖11和盖延长部72、73的紧贴性的提高。参照图8、9，说明本发明的第3实施方式。参照图8、9，本实施方式也与第2实施方式同样地，以将铁类材料的轴承盖11铸入比轴承盖11轻且熔点较低的例如铝合金金属材料的梯形架71中的轴承盖复合体作为对象。参照图10和11，在轴承盖11中设置与第I实施方式相同的伸出部25和26。另外，在位于伸出部25和26的顶面19侧的台状部位31上形成加强部36和37。加强部36和37从侧面33和34向与伸出部25和26同方向伸出。加强部36和37的伸出量设定为，小于伸出部25和26的伸出量。伸出量是指从侧面33和34向水平方向突出的突出量。加强部36和37具有提高伸出部25和26的刚性的作用。但是，在本实施方式中，加强部36和37的上下方向的长度设定为比第I实施方式的短。另外，没有形成第2实施方式的凹部38和39。本实施方式所涉及的轴承盖11相当于第2实施方式的轴承盖11的变形。即，在本实施方式中，在轴承盖11的侧面33设置向水平方向外侧突出的突出部47。在轴承盖11的侧面34设置突出部48。通过将在各侧面33和34上设置的突出部47和48如上所述限定为各一个，从而与第2实施方式比较，轴承盖11的制造变得容易。为了利用各I个突出部47和48确保轴承盖11与盖延长部72、73的接合面积，使突出部47、48从加强部36、37向水平方向外侧较大地突出。换言之，将突出部47和48的伸出量设定为比加强部36和37大。优选将突出部47和48设置在轴承盖11的上下方向的中央部。其原因在于，如果将突出部47和48设置从与中央部向上方或者下方偏离的位置上，则轴承盖11和盖延长部72、73的紧贴度在上下方向上会产生偏差。但是，向水平方向外侧伸出的伸出量较少的加强部36和37，也稍微有利于轴承盖11与盖延长部72、73的接合面积的增加。考虑该贡献量，在将轴承盖11和盖延长部72、73之间的紧贴度在上下方向上平均化这方面上，优选突出部47和48从轴承盖11的上下方向的中央部稍微偏下配置。通过本实施方式，也可以得到与第2实施方式相同的作用效果。在本实施方式中，由于在轴承盖11的侧面33和34上仅设置各一个的突出部47和48，因此，与在侧面33和34上设有多个43 46的突出部的第2实施方式相比，轴承盖11的加工变得容易。参照图12，对本发明的第2实施方式和第3实施方式所涉及的轴承盖复合体和现有的轴承盖构造向轴承盖和隔壁的接合面作用的应力进行比较。在内燃发动机的运行中，向轴承盖11的与隔壁2接合的接合面12作用由螺栓52、53产生的紧固应力。除此之外，作用热应力和残留应力。图12的图表的横轴的“平均应力”，是指在内燃发动机运行中上述应力合计向接合面12作用的情况下的平均应力。另外，在4冲程循环发动机的运行中，向接合面12作用近似于正弦曲线变动的变动应力。图表的纵轴的“变动片振幅应力”是指该变动应力的振幅的一半。在图表中示出的右下倾斜的线，表示可维持气缸体I的耐久性的边界线。S卩，如果内燃发动机的运行状态处于边界线的上侧，则无法维持气缸体I的耐久性。在图表中表示为“NG”的区域相当于该条件。如果内燃发动机的运行状态处于边界线的下侧，则可以维持气缸体I的耐久性。在图表中表不为“0K”的区域与该条件相对应。在采用现有的轴承盖的内燃发动机中，运行状态如由黑圆圈所示处于边界线的上侧，而通过采用本发明的第2或者第3实施方式所涉及的轴承盖复合体，可以期待运行状态如图的四边形或菱形所示处于边界线的下侧。由此，利用本发明，可以提高气缸体I的耐久性。以上说明中，将申请日为2010年12月27日的日本国特愿2010 — 290315号的内容，在这里通过引用而合为一体。以上，通过几个特定的实施例，对本发明进行了说明，但本发明不限定于上述各实施例。对于本领域技术人员来说，在权利要求的技术范围内，可以对上述实施例增加各种修正或者变更。在以上的第2以及第3实施方式中，形成将轴承盖11铸入由比轴承盖11轻且熔点较低的金属材料形成的轴承保持部件中的轴承盖复合体。轴承保持部件由梯形架71构成，该梯形架71由多个横梁部件74和将横梁部件74的两端结合的纵梁部件75和76构成。并且，横梁部件74由盖延长部72、73以及铸入它们之间的轴承盖11构成。但是，轴承盖保持部件不限定于梯形架71，可以存在各种结构。例如，也可以将在盖延长部72、73之间铸入有轴承盖11的横梁部件74作为轴承保持部件。在该情况下，横梁部件74针对每个隔壁2独立，分别固定在隔壁2上。工业实用性如上所述，本发明所涉及的轴承盖以及轴承盖复合体，降低在内燃发动机的隔壁和轴承盖的接合部中产生的应力。由此，可以期待在例如汽车用发动机的耐久性的提高方面带来理想的效果。
权利要求
1.一种轴承盖(11)，其由螺栓(52、53 )固定在气缸体(I)的隔壁(2 )上，可旋转地支撑回W， 该轴承盖(11)具有: 与隔壁(2)接合的接合面(12); 顶面(19)，其位于接合面(12)的相反侧； 一对侧面(33、34 )，其将接合面(12 )和顶面(19 )连接； 一对伸出部(25、26)，其分别突出设置在一对侧面(33、34)上，将接合面(12)向曲轴的横切方向扩大；以及 一对加强部(36、37)，其与一对伸出部(25、26)相比位于顶面(19)侧，从一对侧面(33、34)向曲轴的横切方向突出，突出量比一对伸出部(25、26)小。
2.根据权利要求1所述的轴承盖(101)，其中， 还具有一对突出部(47、48)，其在一对加强部(36、37)的顶面(19)侧，独立于一对加强部(36、37)而从一对侧面(33、34)向曲轴的横切方向分别突出，突出量比一对伸出部(25、26)小。
3.根据权利要求2所述的轴承盖(101)，其中， 一对突出部(47、48)设置在轴承盖(11)的两侧面(33、34)的中央部。
4.根据权利要求2或3所述的轴承盖，其中， 一对加强部分别具有凹部(38、39)。
5.根据权利要求1所述的轴承盖，其中， 具有以等间隔配置的多对突出部(43 46)，该多对突出部(43 46)在一对加强部(36,37)的顶面(19)侧，独立于一对加强部(36、37)而从一对侧面(33、34)向曲轴的横切方向分别突出，突出量比一对伸出部(25、26)小。
6.一种轴承盖复合体，其由螺栓(52、53)固定在气缸体(I)的隔壁(2)上，可旋转地支撑曲轴， 该轴承盖复合体具有轴承盖(11 )、和由比轴承盖(11)轻且熔点较低的金属材料构成的轴承盖保持部件， 该轴承盖(11)具有: 与隔壁(2)接合的接合面(12); 顶面(19)，其位于接合面(12)的相反侧； 一对侧面(33、34)，其将接合面(12)和顶面(19)连接； 一对伸出部(25、26)，其分别形成在一对侧面(33、34)上，将接合面(12)向曲轴的横切方向扩大；以及 一对加强部(35、36)，其与一对伸出部(25、26)相比位于顶面(19)侧，从一对侧面(33、34)向曲轴的横切方向突出，突出量比一对伸出部(25、26)小。
7.根据权利要求6所述的轴承盖复合体，其具有: 多个轴承盖(11 )，其在曲轴的轴向上隔着间隔配置；以及 轴承盖保持部件，其由梯形架(71)构成，该梯形架(71)由横梁部件(72、73)、和一对纵梁部件(75、76 )构成，该横梁部件(72、73 )与各轴承盖(11)结合，从各轴承盖(11)向曲轴的横切方向两侧分别突出，一对纵梁部件(75、76 )在曲轴的轴向上延伸设置,并将向同一方向突出的横梁部件(72、73)的前端结合。
8.根据权利要求7所述的轴承盖复合体，其中，轴承盖保持部件，由比轴承盖(11)轻且熔点较低的金属材料构成。
全文摘要
本发明涉及一种通过与气缸体(1)的隔壁(2)接合，从而可旋转地支撑曲轴的轴承盖(11)。在一对侧面(33、34)上分别形成将与隔壁(2)接合的接合面(12)向曲轴的横切方向扩大的一对伸出部(25、26)。通过具有一对加强部(35、36)，该加强部(35、36)与一对伸出部(25、26)相比位于顶面(19)侧，从一对侧面(33、34)向曲轴的横切方向突出，突出量比一对伸出部(25、26)小，从而不损坏轴承盖(11)的刚性，降低在内燃发动机的运行中曲轴向轴承盖(11)和隔壁(2)的接合部作用的应力。
文档编号F02F7/00GK103154538SQ201180040169
公开日2013年6月12日 申请日期2011年11月14日 优先权日2010年12月27日
发明者星川裕聪, 有马和贵 申请人:日产自动车株式会社