【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の一部を形成するシリンダブロックに係り、特に、変形に強いシリンダブロック構造の提案に関する。
【従来の技術】
従来、シリンダブロックは、例えば、特開２０００−２３０４５５号公報に示すように、シリンダの下方に向けて裾広がりに開放した形状の中空ダイカスト構造をしていた（特許文献１）。このようなシリンダブロックでは、クランク軸を下方から取り付け、さらに開放された下端をオイルパンで封鎖して内燃機関を構成するようになっていた。
【特許文献１】
特開２０００−２３０４５５号公報（図１〜３）
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシリンダブロックでは、構造上、シリンダブロックの上部から締結されるボルトの軸力によって変形し、クランク軸の回転動作に不要な摩擦を生じさせる、という課題が生じていた。
すなわち、従来のシリンダブロックの形状では、クランクケース部分の剛性が弱く、全体的な剛性を決める部分が実質的にクランクキャップ部分のみとなる。このため、ボルト締結に伴う曲げモーメントによってクランクケースに歪みが発生し、収納するクランク軸の自由な回転を阻害するような摩擦を生じてしまっていたのである。
従来の下部に開放したシリンダブロックの構造で剛性を高めるためには、例えばクランクケース内にラダーフレームを配置することが考えられていたが、フレーム構造のため容積を大きくせざるを得なくなっていた。
【課題を解決する手段】
上記課題を解決するために、本発明は、剛性が高く変形しにくいシリンダブロックを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、シリンダを備えるシリンダブロックであって、シリンダが設けられるクランクヘッドと、シリンダの軸線に略垂直にクランク軸の軸線が交差する位置関係で当該クランク軸を収納するためのクランクケースと、から構成され、クランクケースが、シリンダの軸線に対し一方の側面方向に開放した形状を備えているシリンダブロックである。
上記構成によれば、クランクケースは側面方向に開放しているため、従来型の下方に開放したクランクケースを有するシリンダブロックに比べ、軸方向（縦方向）の厚みが厚くなる。このためシリンダブロック全体の曲げに対する断面係数が相対的に大きくなる。曲げに対する断面係数が大きくなるので、当該シリンダブロックはボルトの締結等で生ずる曲げモーメントに対して剛性が従来のシリンダブロックより高くなり、クランクケースの変形が生じなくなる。このため、クランク軸とクランクケース中の軸受との間に生ずる摩擦を減少させることとなる。
ここで本発明において「シリンダの軸線」とは、シリンダの筒中心軸をいう。また「側面方向」は、シリンダの軸線に対し真横方向のみを指すのではなく、軸方向からはずれた方向をも含む意味である。例えば、多気筒型の内燃機関用シリンダブロック（例えばＶバンクを有する８気筒エンジン）では、通常の配置向きでシリンダの軸線は水平面と直角でない所定角で交差する場合が存在する。このような場合にはシリンダブロックは前記水平面に平行な方向に開口していることが好ましい。本発明の側面方向は、このような場合を含む趣旨である。
また「クランクヘッド」とは、シリンダブロックのうち、シリンダが形成される部位を意味し、クランクケースと連続して形成されている。
ここで、クランク軸のジャーナルを受ける軸受が、シリンダの軸線に対する側面方向に開放して半円周状に設けられている。このような構成によれば、クランク軸は側面方向から取り付け可能になる。
また、クランク軸のジャーナルを軸受に回転自在に取り付けるためのクランクキャップが、シリンダの軸線に対して側面方向から取り付けられる構造を備える。このような構成によれば、従来型の下方からクランク軸を固定する構造に代わり、側面方向からクランク軸を固定可能になる。
また、クランクケースは、クランク軸の軸線に対してクランクヘッドが設けられている方向とは略反対側にオイルパンが設けられていることが好ましい。このような構成によれば、オイルパンが一体型になってシリンダブロックに設けられていることになる。
また、クランクケースは、側面方向からクランク軸を覆うカバーを取り付けることが可能な構造を備える。このような構造によれば、クランク軸を覆う目的のためにカバーを側面から取り付ければよくなり、剛性の担保やオイル供給構造を兼ねたオイルパンを別部材として設ける必要が無くなる。
ここで、クランクケースは、クランク軸のピン及びアームの回転領域のうち、シリンダの軸線に対する側面方向とは反対方向の回転領域を覆う構造を備える。このような構造によれば、クランク軸の回転体積のうち約半分の領域がシリンダブロック自体でカバーされるようになる。
また他の本発明によれば、クランクケースは、クランク軸のピン及びアームの回転領域のうち、シリンダの軸線に対する側面方向とは反対方向の側面より広い回転領域を覆う構造を備える。このような構造によれば、剛性に寄与するクランクケース部分が、回転領域より多い領域にまで覆っていることとなるため、剛性の向上に寄与する部材がさらに多くなり、さらに剛性を高めることができるようになる。
また、クランクケースにおける側面の開放は、クランク軸が着脱自在な寸法を有する開口部を形成していることが好ましい。このような構造によれば、クランクケース側面の開口はクランクケースの着脱ができる寸法となり残りのクランクケース部分は総てシリンダブロックの剛性向上に寄与していることになるため、シリンダブロック全体の剛性をさらに高めることができる。
本発明は、上記したような本発明のシリンダブロックを備える内燃機関でもある。このような内燃機関では、シリンダブロックの剛性が高いためクランク軸のスムースな回転を担保し、かつ、剛性確保の構造体が不要であるためコンパクトな内燃機関を提供できることになる。
なお、本発明において、「内燃機関」には特に限定はなく、任意の気筒数のエンジンが相当している。
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照しながら説明する。
＜第１実施形態＞
本第１実施形態は、本発明に係るシリンダブロックを適用した４気筒内燃機関用シリンダブロックであり、特に、シリンダの軸線に沿って側面に開放したクランクケースを備えるシリンダブロックに関する。
図１に、本発明の第１実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する斜視図を示す。図２に、図１のＡ−Ａ切断面に沿って隔壁を切断した断面図を示す。図１及び図２に示すように、当該シリンダブロック１は、シリンダ１０１が設けられているクランクヘッド１０とクランク軸が収納されるクランクケース１１とが一体的に形成されている。
クランクヘッド１０は、シリンダ１０１が気筒数分（ここでは４気筒分）設けられており、シリンダ間及びクランク軸の両端に対応する部分には、隔壁１０２が形成されている。クランクヘッド１０の上面１００には、図示しないシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーがボルトで締結可能になっており、シリンダ１０１に燃料を供給するバルブ構造や点火プラグ構造を提供するようになっている。クランクヘッド１０の一方の側面にはカバー２１の一方の縁を取り付けるための取り付け面１０３が設けられている。シリンダブロック１は、ダイカスト鋳造法等により、多数の中空部分を包含して形成されている。すなわち、クランクヘッド１０の内部には、シリンダを冷却するための冷却水を循環させるための流通路であるウォータージャケット１０４や外周ジャケット１０５が設けられており、図示しない冷却水循環機構により冷却水を循環させることにより、シリンダヘッドを冷却することが可能な構造になっている。
クランクケース１１は、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に略垂直にクランク軸の軸線Ｃ２が交差するような位置関係で当該クランク軸を収納するための構造を備えており、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に対し一方の側面方向（図２における左方向）に開放した形状を備えている。具体的には、クランクヘッド１０における隔壁１０２が下部まで延在し、隔壁１０２により、中空部１１１が形成されている。隔壁１０２にクランク軸の軸線Ｃ２が当接する部位には、半円形状の軸受１１３が設けられている。軸受１１３の近傍には、クランクキャップ２０を取り付けるためのボルト穴１１４が設けられている。また、クランクケース１１の下方は、フランジ１１５が張り出しており、潤滑油を貯留させるためのオイルパン１１６を形成している。フランジ１１５の端部には、カバー２１の他方の縁を取り付けるための取り付け面１１７が設けられている。なお、カバー２１の一部が取り付け面１１７に封止されることにより、カバー２１がオイルパンの側面構成を兼ねるようになっている。
上記構造を有するシリンダブロックを用いて内燃機関を構成する場合、図示しないクランク軸は側面方向からクランクケース１１の軸受１１３にそのジャーナルが位置するように取り付けられ、クランクキャップ２０でクランク軸のジャーナルを回転自在に固定する。クランク軸を取り付けた後、カバー２１を側面から被せ、取り付け面１０３と１１７とで所定の方法で固定する。さらにこのようなシリンダブロック１に対し、内燃機関を構成する他の部材、例えばタイミングチェーンカバー、シリンダヘッド、及びシリンダヘッドカバー等を取り付けることで、内燃機関としての構造が提供できる。
本第１実施形態におけるシリンダブロック１によれば、クランクケース１１は、クランク軸のピン及びアームの回転領域のうち、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に対する側面方向とは反対方向の回転領域ａ１（図２参照）を覆う構造を備え、クランク軸の回転体積のうち約半分の領域がシリンダブロック自体でカバーされるようになっている。
このシリンダブロック１において、クランクケース１１は側面方向に開放しているため、従来型の下方に開放したクランクケースを有するシリンダブロックに比べ、シリンダ１０１の軸線Ｃ１の方向の厚みが厚くなる。このことはシリンダブロック全体の曲げに対する断面係数が相対的に大きくなることを意味している。曲げに対する断面係数が大きくなると、部材はその方向に対して剛性が高くなる。つまり、シリンダヘッド等をボルトで締結する場合に生じる曲げモーメントに対し、当該シリンダブロック１は高い剛性で抗することになり、よってシリンダブロック１の変形が生じなくなる。シリンダブロック１が変形しにくいということは、ボルトの締結如何によってもクランクケース１１の軸受１１３の位置が殆ど変化しないことを意味するため、クランク軸とクランクケース中の軸受との間に生ずる摩擦を減少させることとなる。
＜第２実施形態＞
本第２実施形態は、本発明に係るシリンダブロックを適用した４気筒内燃機関用シリンダブロックであり、特に、クランク軸のピン及びアームの回転領域のうち、シリンダの軸線に対する側面方向とは反対方向の側面より広い回転領域を覆うクランクケース構造を備える点で、上記第１実施形態と異なっている。
図４に、本発明の第２実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する斜視図を示す。図５に、図４のＢ−Ｂ切断面に沿って隔壁を切断した断面図を示す。図４及び図５に示すように、当該シリンダブロック１ｂは、シリンダ１０１が設けられているクランクヘッド１０ｂとクランク軸が収納されるクランクケース１１ｂとが一体的に形成されている。
クランクヘッド１０ｂは、シリンダ１０１が気筒数分（ここでは４気筒分）設けられており、シリンダ間及びクランク軸の両端に対応する部分には、隔壁１０２ｂが形成されている。クランクヘッド１０ｂの上面１００には、図示しないシリンダヘッド及びシリンダヘッドカバーがボルトで締結可能になっており、シリンダ１０１に燃料を供給するバルブ構造や点火プラグ構造を提供するようになっている。クランクヘッド１０ｂの一方の側面下方にはカバー２１ｂの一方の縁を取り付けるための取り付け面１０３ｂが設けられている。
特に、本第２実施形態のクランクヘッド１０ｂでは、取り付け面１０３ｂの付近が大きくせり出しており、隔壁１０２ｂに梁構造ａ２が形成されている点で、上記第１実施形態と異なっている。内部の鋳鋼構造１０４及び１０５については、第１実施形態と同様である。
クランクケース１１ｂは、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に略垂直にクランク軸の軸線Ｃ２が交差するような位置関係で当該クランク軸を収納するための構造を備えており、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に対し一方の側面方向（図４における左方向）に開放した形状を備えている。具体的には、クランクヘッド１０ｂにおける隔壁１０２ｂが下部まで延在し、隔壁１０２ｂにより、中空部１１１ｂが形成されている。また、クランクケース１１ｂの下方は、フランジ１１５ｂが張り出しており、シリンダ１０１の軸線と交差する点周辺を結んで潤滑油を貯留させるためのオイルパン１１６ｂとなっている。フランジ１１５ｂの端部には、カバー２１の他方の縁を取り付けるための取り付け面１１７ｂが設けられている。隔壁１０２ｂにクランク軸の軸線Ｃ２が当接する部位には、半円形状の軸受１１３が設けられている。軸受１１３の近傍には、クランクキャップ２０を取り付けるためのボルト穴１１４が設けられている。
なお、カバー２１の一部が取り付け面１１７ｂに封止されることにより、カバー２１がオイルパンの側面構成を兼ねるようになっている。
特に、本第２実施形態のクランクケース１１ｂでは、フランジ１１５ｂが上記第１実施形態よりも大きく張り出しており、隔壁１０２ｂの下部に梁構造ａ２が形成されている点で異なっている。
上記構造を有するシリンダブロック１を用いて内燃機関を構成する場合、図示しないクランク軸を側面方向からクランクケース１１ｂの軸受１１３にそのジャーナルが位置するように取り付け、クランクキャップ２０でジャーナルを回転自在に固定する。クランク軸を取り付けた後、カバー２１ｂを側面から被せ、取り付け面１０３ｂと１１７ｂとで所定の方法で固定する。さらにこのようなシリンダブロック１ｂに対し、内燃機関を構成する他の部材、例えばタイミングチェーンカバー、シリンダヘッド、及びシリンダヘッドカバー等を取り付けることで、内燃機関としての構造が提供できる。
特に、本第２実施形態によれば、クランクケース１１ｂは側面方向に開放しているだけでなく、クランク軸のピン及びアームの回転領域のうち、シリンダ１０１の軸線Ｃ１に対する側面方向とは反対方向の側面における回転領域ａ１に、梁構造の領域ａ２及びａ３を加えた、より広い回転領域を覆う構造を備える。従って、第１実施形態に比べ、梁構造ａ２及びａ３の部分だけシリンダ１０１の軸線方向Ｃ１に厚みを増した構造をなっており、曲げに対する断面係数をさらに上昇させている。そのため一段と曲げに対して強く、変形しにくい構造を備えている。
また本第２実施形態によれば、クランクヘッド１０ｂ下部の張り出しとフランジ１１５ｂの張り出しにより、カバー２１ｂで覆うべき幅Ｌ（図５）が第１実施形態よりも小さくなっており、カバーで覆う面積が小さくなっている。この開口部はクランク軸を着脱するのに足りる程度の面積に抑えれば、さらに変形しにくい構造を提供できることになる。すなわち、開口の面積が小さければ小さいほど、カバ−２１ｂより強い構造部材（すなわちシリンダブロック本体）で覆う体積部分を大きくでき、変形しにくい構造となるからである。
以上、本第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の効果であって、さらに変形しにくい構造を提供できる。
【実施例】
次に、本発明に係るシリンダブロックを製造し、従来型のシリンダブロックとの間で変形の程度を比較した。当該実施例は３気筒のシリンダブロックを製造したもので、両端面を含め４つの軸受（ジャーナル部分：Ｎｏ１〜４）を備えるものである。比較例は、この実施例のシリンダブロックとほぼ同じサイズのシリンダブロックを従来型構造で製造したものである。
図３に、本発明に係るシリンダブロック（実施例）と従来型シリンダブロック（比較例）との間において、締結ボルトでシリンダヘッドを取り付けた場合におけるクランク軸上の位置に対する位置ズレ（同軸度）を測定した結果を示す。
図３を参照すると判るように、比較例では中央部に近いジャーナル（Ｎｏ．２やＮｏ．３）に相当する軸受の位置で特に大きな位置ズレを生じている。これに対し、実施例のシリンダブロックでは殆ど位置ズレを生じていない。すなわち、本発明の構造を備えたシリンダブロックでは、締結ボルトを締めても、クランク軸のジャーナルを固定する軸受の位置が殆ど動かず、クランク軸のスムースな回転を摩擦によって妨げることが無い。
＜変形例＞
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を損なわない範囲で任意に変形して適用することが可能である。
例えば、当該シリンダブロックにおいて、クランクケースの開口部はシリンダの軸線に対しいわゆる真横を向いて開口していたが、それに限られることはない。シリンダブロックの縦方向の厚みを従来型シリンダブロックより増すことができる構造であれば、上記実施形態の向きに限定されない。例えば、Ｖバンクを有する８気筒エンジンでは、シリンダの軸線はシリンダブロックを設置する水平面に対し斜めの角度になっているが、この場合は、この水平面に対し平行な方向に開口していれば、いわゆる縦方向の剛性を高めることができる。
また、例えばクランクキャップの形状を実施形態と異なられることにより、クランク軸の軸受付近における隔壁形状を異ならせることも可能である。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、クランクケースは側面方向に開放しているため、従来型の下方に開放したクランクケースを有するシリンダブロックに比べ、軸方向（縦方向）の厚みが厚く曲げモーメントに対して剛性が従来のシリンダブロックより高い。このため、クランク軸とクランクケース中の軸受との間に生ずる摩擦を減少させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する断面図であり、図１のＡ−Ａ切断面に沿って隔壁を切断した断面図である。
【図３】図３は、実施例のシリンダブロックと従来型シリンダブロックの比較例との間において、クランク軸上の位置に対する位置ズレ（同軸度）を測定したグラフである。
【図４】図４は、本発明の第２実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する斜視図である。
【図５】図５は、第２実施形態に係るシリンダブロックの構造を説明する断面図であり、図４のＢ−Ｂ切断面に沿って隔壁を切断した断面図である。
【符号の説明】
１、１ｂ…シリンダブロック、１０、１０ｂ…クランクヘッド、１１、１１ｂ…クランクケース、２０…クランクキャップ、２１、２１ｂ…ケース、１０１…シリンダ、１１１、１１１ｂ…中空部、１１２、１１２ｂ…隔壁、１１３…軸受、１１６、１１６ｂ…オイルパンTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cylinder block forming a part of an internal combustion engine, and more particularly to a cylinder block structure that is resistant to deformation.
[Prior art]
Conventionally, as shown in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-230455, a cylinder block has a hollow die-cast structure having a shape that is open to the bottom of a cylinder so as to spread downward (Patent Document 1). In such a cylinder block, an internal combustion engine is configured by mounting a crankshaft from below and closing an open lower end with an oil pan.
[Patent Document 1]
JP-A-2000-230455 (FIGS. 1 to 3)
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional cylinder block has a problem in that, due to its structure, the cylinder block is deformed by the axial force of a bolt fastened from the top of the cylinder block, causing unnecessary friction in the rotation operation of the crankshaft.
That is, in the conventional cylinder block shape, the rigidity of the crankcase portion is weak, and the portion that determines the overall rigidity is substantially only the crankcap portion. For this reason, the bending moment caused by the bolt fastening causes distortion in the crankcase, causing friction that hinders the free rotation of the stored crankshaft.
In order to increase rigidity with the conventional structure of the cylinder block opened to the lower part, for example, it was considered to arrange a ladder frame in the crankcase, but the frame structure had to increase the volume. .
[Means to solve the problem]
In order to solve the above-mentioned problem, an object of the present invention is to provide a cylinder block which has high rigidity and is not easily deformed.
In order to achieve the above object, the present invention provides a cylinder block including a cylinder, wherein the crankshaft is provided in a positional relationship in which the crankshaft in which the cylinder is provided and the axis of the crankshaft intersect substantially perpendicularly to the axis of the cylinder. And a crankcase for accommodating the cylinder block, wherein the crankcase has a shape opened in one side direction with respect to the axis of the cylinder.
According to the above configuration, since the crankcase is open in the side direction, the thickness in the axial direction (longitudinal direction) is larger than that of a conventional cylinder block having a downwardly open crankcase. Therefore, the section modulus of the entire cylinder block with respect to bending becomes relatively large. Since the section modulus for bending becomes large, the rigidity of the cylinder block is higher than that of the conventional cylinder block against bending moment generated by fastening of bolts and the like, and the deformation of the crankcase does not occur. Therefore, the friction generated between the crankshaft and the bearing in the crankcase is reduced.
Here, in the present invention, the “axial line of the cylinder” refers to the central axis of the cylinder of the cylinder. Further, the term "side direction" means not only a direction just transverse to the axis of the cylinder but also a direction deviating from the axial direction. For example, in a multi-cylinder type cylinder block for an internal combustion engine (for example, an eight-cylinder engine having a V bank), there is a case where the axis of the cylinder intersects the horizontal plane at a predetermined angle that is not perpendicular to the horizontal plane. In such a case, the cylinder block is preferably opened in a direction parallel to the horizontal plane. The side direction of the present invention is intended to include such a case.
The term "crank head" means a portion of the cylinder block where the cylinder is formed, and is formed continuously with the crankcase.
Here, a bearing for receiving the journal of the crankshaft is provided in a semicircular shape so as to be opened in the side direction with respect to the axis of the cylinder. According to such a configuration, the crankshaft can be attached from the side.
Further, the crank cap for rotatably mounting the journal of the crankshaft to the bearing is provided so as to be mounted from the side with respect to the axis of the cylinder. According to such a configuration, the crankshaft can be fixed from the side, instead of the conventional structure of fixing the crankshaft from below.
Further, it is preferable that the crankcase is provided with an oil pan substantially opposite to the direction in which the crankhead is provided with respect to the axis of the crankshaft. According to such a configuration, the oil pan is integrally provided on the cylinder block.
Further, the crankcase has a structure capable of attaching a cover that covers the crankshaft from the side direction. According to such a structure, it is sufficient to attach the cover from the side for the purpose of covering the crankshaft, and it is not necessary to provide an oil pan that also serves as a rigidity assurance and an oil supply structure as a separate member.
Here, the crankcase has a structure that covers a rotation region in a direction opposite to the side surface direction with respect to the axis of the cylinder, in a rotation region of the pin and the arm of the crankshaft. According to such a structure, about half of the rotation volume of the crankshaft is covered by the cylinder block itself.
According to another aspect of the present invention, the crankcase has a structure that covers a rotation region wider than a side surface of the rotation region of the pin and the arm of the crankshaft opposite to the side surface direction with respect to the axis of the cylinder. According to such a structure, the crankcase portion contributing to the rigidity covers a region larger than the rotation region, so that the number of members contributing to the improvement in the rigidity increases, and the rigidity can be further increased. become able to.
Further, it is preferable that the opening of the side surface of the crankcase forms an opening having a dimension in which the crankshaft can be freely attached and detached. According to such a structure, the opening on the side of the crankcase is dimensioned so that the crankcase can be attached and detached, and all the remaining crankcase portions contribute to improving the rigidity of the cylinder block. Can be further enhanced.
The present invention is also an internal combustion engine including the above-described cylinder block of the present invention. In such an internal combustion engine, since the rigidity of the cylinder block is high, smooth rotation of the crankshaft is ensured, and a compact internal combustion engine can be provided because a structure for securing the rigidity is unnecessary.
In the present invention, the “internal combustion engine” is not particularly limited, and corresponds to an engine having an arbitrary number of cylinders.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<First embodiment>
The first embodiment is a cylinder block for a four-cylinder internal combustion engine to which the cylinder block according to the present invention is applied, and particularly relates to a cylinder block having a crankcase that is open to the side along the cylinder axis.
FIG. 1 is a perspective view illustrating the structure of a cylinder block according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the partition wall cut along the AA cut surface of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, in the cylinder block 1, a crank head 10 provided with a cylinder 101 and a crank case 11 accommodating a crank shaft are integrally formed.
The crank head 10 is provided with cylinders 101 for the number of cylinders (here, four cylinders), and partition walls 102 are formed between the cylinders and at portions corresponding to both ends of the crankshaft. A cylinder head and a cylinder head cover (not shown) can be fastened by bolts to the upper surface 100 of the crank head 10 to provide a valve structure for supplying fuel to the cylinder 101 and a spark plug structure. On one side surface of the crank head 10, a mounting surface 103 for mounting one edge of the cover 21 is provided. The cylinder block 1 is formed so as to include a large number of hollow portions by a die casting method or the like. That is, a water jacket 104 and an outer peripheral jacket 105, which are flow passages for circulating cooling water for cooling the cylinder, are provided inside the crank head 10, and the cooling water is circulated by a cooling water circulation mechanism (not shown). By doing so, the cylinder head can be cooled.
The crankcase 11 has a structure for accommodating the crankshaft in a positional relationship such that the axis C2 of the crankshaft intersects the axis C1 of the cylinder 101 substantially perpendicularly. It has a shape that is open in the side direction (left direction in FIG. 2). Specifically, the partition wall 102 in the crank head 10 extends to the lower part, and the partition wall 102 forms a hollow portion 111. A semi-circular bearing 113 is provided at a position where the axis C2 of the crankshaft contacts the partition wall 102. In the vicinity of the bearing 113, a bolt hole 114 for mounting the crank cap 20 is provided. A flange 115 projects below the crankcase 11, and forms an oil pan 116 for storing lubricating oil. At the end of the flange 115, a mounting surface 117 for mounting the other edge of the cover 21 is provided. It is to be noted that a part of the cover 21 is sealed by the mounting surface 117 so that the cover 21 also serves as a side configuration of the oil pan.
When an internal combustion engine is configured using a cylinder block having the above structure, a crankshaft (not shown) is mounted on a bearing 113 of a crankcase 11 from the side so that its journal is located. Fix rotatably. After attaching the crankshaft, the cover 21 is put on from the side, and is fixed to the attaching surfaces 103 and 117 by a predetermined method. Further, by attaching other members constituting the internal combustion engine, such as a timing chain cover, a cylinder head, and a cylinder head cover to the cylinder block 1, a structure as an internal combustion engine can be provided.
According to the cylinder block 1 of the first embodiment, the crankcase 11 has a rotation area a1 (see FIG. 2) in the rotation area of the pin and the arm of the crankshaft, which is opposite to the side direction with respect to the axis C1 of the cylinder 101. ), So that approximately half of the rotation volume of the crankshaft is covered by the cylinder block itself.
In this cylinder block 1, the crankcase 11 is open in the side direction, so that the thickness of the cylinder 101 in the direction of the axis C1 is larger than that of a conventional cylinder block having a downwardly open crankcase. This means that the section modulus for bending of the entire cylinder block becomes relatively large. As the section modulus for bending increases, the member becomes stiffer in that direction. That is, the cylinder block 1 withstands a bending moment generated when the cylinder head or the like is fastened with bolts with high rigidity, so that the cylinder block 1 is not deformed. The fact that the cylinder block 1 is not easily deformed means that the position of the bearing 113 of the crankcase 11 hardly changes irrespective of the fastening of the bolt, so that the friction generated between the crankshaft and the bearing in the crankcase is reduced. Will be reduced.
<Second embodiment>
The second embodiment is a cylinder block for a four-cylinder internal combustion engine to which the cylinder block according to the present invention is applied. In particular, in a rotation area of a pin and an arm of a crankshaft, a direction opposite to a side direction with respect to an axis of a cylinder. The second embodiment differs from the first embodiment in that a crankcase structure that covers a rotation region wider than the side surface of the first embodiment is provided.
FIG. 4 is a perspective view illustrating the structure of a cylinder block according to a second embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view of the partition wall taken along the line BB of FIG. As shown in FIGS. 4 and 5, the cylinder block 1b is formed integrally with a crank head 10b provided with a cylinder 101 and a crank case 11b accommodating a crank shaft.
In the crank head 10b, the cylinders 101 are provided by the number of cylinders (here, four cylinders), and partition walls 102b are formed between the cylinders and at portions corresponding to both ends of the crankshaft. A cylinder head and a cylinder head cover (not shown) can be fastened with bolts to the upper surface 100 of the crank head 10b, so as to provide a valve structure for supplying fuel to the cylinder 101 and a spark plug structure. A mounting surface 103b for mounting one edge of the cover 21b is provided below one side surface of the crank head 10b.
In particular, the crank head 10b of the second embodiment differs from the first embodiment in that the vicinity of the mounting surface 103b protrudes greatly and the beam structure a2 is formed in the partition 102b. The internal cast steel structures 104 and 105 are the same as in the first embodiment.
The crankcase 11b has a structure for accommodating the crankshaft in a positional relationship such that the axis C2 of the crankshaft intersects the axis C1 of the cylinder 101 substantially perpendicularly. It has a shape that is open in the side direction (left direction in FIG. 4). Specifically, the partition 102b in the crank head 10b extends to the lower part, and the partition 102b forms a hollow portion 111b. A flange 115b projects below the crankcase 11b, and forms an oil pan 116b for storing lubricating oil by connecting around a point intersecting the axis of the cylinder 101. At the end of the flange 115b, a mounting surface 117b for mounting the other edge of the cover 21 is provided. A semi-circular bearing 113 is provided at a position where the axis C2 of the crankshaft contacts the partition wall 102b. In the vicinity of the bearing 113, a bolt hole 114 for mounting the crank cap 20 is provided.
Note that a part of the cover 21 is sealed to the mounting surface 117b, so that the cover 21 also serves as a side configuration of the oil pan.
In particular, the crankcase 11b of the second embodiment is different from the crankcase 11b in that the flange 115b is larger than that of the first embodiment, and a beam structure a2 is formed below the partition wall 102b.
When an internal combustion engine is configured using the cylinder block 1 having the above structure, a crankshaft (not shown) is attached to a bearing 113 of the crankcase 11b from the side so that the journal is positioned, and the journal is rotatable by the crank cap 20. Fix it. After attaching the crankshaft, the cover 21b is put on from the side, and is fixed with the attaching surfaces 103b and 117b by a predetermined method. Further, by attaching other members constituting the internal combustion engine, such as a timing chain cover, a cylinder head, and a cylinder head cover to the cylinder block 1b, a structure as the internal combustion engine can be provided.
In particular, according to the second embodiment, the crankcase 11b is not only opened in the side direction, but also in the rotation area of the pin and the arm of the crankshaft, in the direction opposite to the side direction with respect to the axis C1 of the cylinder 101. Is provided with a structure that covers a wider rotation area by adding the beam structure areas a2 and a3 to the rotation area a1 on the side surface of. Therefore, compared to the first embodiment, the thickness is increased only in the beam structures a2 and a3 in the axial direction C1 of the cylinder 101, and the section modulus for bending is further increased. Therefore, it has a structure that is more resistant to bending and is less likely to deform.
Further, according to the second embodiment, the width L (FIG. 5) to be covered by the cover 21b is smaller than that of the first embodiment due to the extension of the lower portion of the crank head 10b and the extension of the flange 115b, and the area covered by the cover is reduced. Is getting smaller. If the opening is limited to an area sufficient for attaching and detaching the crankshaft, a structure that is more difficult to deform can be provided. In other words, the smaller the area of the opening is, the larger the volume part covered by the structural member (that is, the cylinder block main body) that is stronger than the cover 21b is, and the structure is less likely to be deformed.
As described above, according to the second embodiment, it is possible to provide a structure that has the same effect as that of the first embodiment and is more difficult to deform.
【Example】
Next, a cylinder block according to the present invention was manufactured, and the degree of deformation was compared with that of a conventional cylinder block. In this embodiment, a three-cylinder cylinder block is manufactured and includes four bearings (journal portions: Nos. 1 to 4) including both end surfaces. In the comparative example, a cylinder block having substantially the same size as the cylinder block of this embodiment was manufactured with a conventional structure.
FIG. 3 shows a positional deviation (coaxiality) with respect to a position on the crankshaft when a cylinder head is mounted with a fastening bolt between a cylinder block according to the present invention (example) and a conventional cylinder block (comparative example). Shows the results of the measurement.
As can be seen from FIG. 3, in the comparative example, a particularly large displacement occurs at the position of the bearing corresponding to the journal (No. 2 or No. 3) near the center. On the other hand, in the cylinder block of the embodiment, there is almost no displacement. That is, in the cylinder block having the structure of the present invention, even if the fastening bolt is tightened, the position of the bearing for fixing the journal of the crankshaft hardly moves, and the smooth rotation of the crankshaft is not hindered by friction.
<Modification>
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the cylinder block, the opening of the crankcase is opened so as to be right next to the axis of the cylinder, but is not limited thereto. The structure is not limited to the above-described embodiment as long as the structure can increase the thickness of the cylinder block in the vertical direction as compared with the conventional cylinder block. For example, in an eight-cylinder engine having a V bank, the axis of the cylinder is at an oblique angle to the horizontal plane on which the cylinder block is installed. In this case, if the cylinder is open in a direction parallel to this horizontal plane, So-called longitudinal rigidity can be increased.
Further, for example, by changing the shape of the crank cap from the embodiment, it is also possible to change the shape of the partition wall near the bearing of the crankshaft.
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the crankcase is opened in the side direction, the thickness in the axial direction (longitudinal direction) is larger than that of the conventional cylinder block having the crankcase opened downward. Rigidity against bending moment is higher than conventional cylinder block. For this reason, it is possible to reduce friction generated between the crankshaft and the bearing in the crankcase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating the structure of a cylinder block according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of the cylinder block according to the first embodiment, and is a cross-sectional view in which a partition wall is cut along an AA cut surface in FIG.
FIG. 3 is a graph showing positional deviation (coaxiality) with respect to a position on a crankshaft between a cylinder block of an embodiment and a comparative example of a conventional cylinder block.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a structure of a cylinder block according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a structure of a cylinder block according to a second embodiment, and is a cross-sectional view in which a partition wall is cut along a BB cut surface in FIG. 4;
[Explanation of symbols]
1, 1b: Cylinder block, 10, 10b: Crank head, 11, 11b: Crank case, 20: Crank cap, 21, 21b: Case, 101: Cylinder, 111, 111b: Hollow portion, 112, 112b: Partition wall, 113 ... Bearing, 116, 116b ... Oil pan
