JP2004270535A - シリンダブロック構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダライナの変形を抑制すると共に、重量の軽減が得られるエンジンのシリンダブロック構造を提供する。
【解決手段】シリンダライナ１２が鋳込まれたシリンダ壁１３の外周にウォータジャケット１４を介在してシリンダ外周壁１５が形成されたシリンダブロック本体１１と、内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部２１とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダブロック本体１１のトップデッキ１６からクランクケース部２１に亘って連続してシリンダ外壁部１５にヘッドボルトボス１７を一体形成し、このヘッドボルトボス１７と略同軸線上でクランクシャフト収納部内に突出して隣接するメインジャーナル２４〜２８を連結するクランクケース部２１に一体形成された連結部３１とを備える。
【選択図】 図４
【解決手段】シリンダライナ１２が鋳込まれたシリンダ壁１３の外周にウォータジャケット１４を介在してシリンダ外周壁１５が形成されたシリンダブロック本体１１と、内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部２１とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダブロック本体１１のトップデッキ１６からクランクケース部２１に亘って連続してシリンダ外壁部１５にヘッドボルトボス１７を一体形成し、このヘッドボルトボス１７と略同軸線上でクランクシャフト収納部内に突出して隣接するメインジャーナル２４〜２８を連結するクランクケース部２１に一体形成された連結部３１とを備える。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロック構造に関し、特にシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロック本体と内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エンジンは、高出力化およびコンパクト化が要求され、これらの要求を満たすものとして、クランクシャフトの長さが大幅に短縮でき、高い捩り剛性と低振動化、高回転域での回転安定性に優れ、かつエンジン全長の短縮による小型化および軽量化など各種のメリットを備えた水平対向型エンジンやＶ型エンジンが開発されている。
【０００３】
図８は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１００の全体斜視図である。エンジン本体１００は、クランクシャフト１０２の回転中心軸線Ｌを中心として略対称形状に鋳造されたアルミニウム合金製の左右のシリンダブロック１１０が、複数の結合ボルト１０９によって一体的に結合されている。
【０００４】
左右の各シリンダブロック１１０について、図８のＣ矢視図を示す図９、図９のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示す図１０、図９のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す図１１、右側のシリンダブロックの斜視図を示す図１２、および要部を模式的に示す図１３を参照して説明する。
【０００５】
各シリンダブロック１１０は、左右のバンクＬＨ、ＲＨのシリンダ列部を形成するシリンダブロック本体１１１と、シリンダブロック本体１１１の基端側からエンジン本体１００の中心側に延びて内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部１２１とから構成されている。
【０００６】
シリンダブロック本体１１１は、図９および図１３に示すように各気筒に対応して円筒状のシリンダライナ１１２が並列配置されて鋳込まれかつ基端１１３ａがクランクケース部１２１内に突出するシリンダ壁１１３を有している。シリンダ壁１１３の外周はウォータジャケット１１４を隔ててシリンダ外壁部１１５によって囲まれ、シリンダ外壁１１５はクランクケース部１２１を介してシリンダ壁１１３に結合されている。
【０００７】
さらに、図９、図１０、図１１に示すようにシリンダ外壁部１１５の上面側および下面側のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向両隅部近傍とシリンダ配置間に、それぞれトップデッキ１１６からクランクケース部１２１に亘って連続する厚肉に形成されたヘッドボルトボス１１７が設けられ、それぞれのヘッドボルトボス１１７にヘッドボルト穴１１８が形成されている。
【０００８】
クランクケース部１２１は、図１０、図１１および図１２に示すようにシリンダ外壁１１５に連続形成された上側および下側のスカート壁部１２２、１２３によって内側にクランクシャフト収納空間が形成されている。クランクケース部１２１内には、クランクシャフト１０２の各ジャーナル部を支持する軸支部１２４ａ〜１２８ａが形成された隔壁状のメインジャーナル１２４〜１２８が上側スカート壁部１２２と下側スカート壁部１２３の間に掛け渡されて設けられている。
【０００９】
そして、左右の各シリンダブロック１１０は、図１０および図１１に示すように、接合面を形成する各上側スカート壁部１２２の端部１２２ｂ、下側スカート壁部１２３の端部１２３ｂ、各メインジャーナル１２４〜１２８の端部１２４ｂ〜１２８ｂを互いに接合させて、図８のように複数の結合ボルト１０９によって一体的に結合される。
【００１０】
さらに、図１３に示すように各シリンダブロック本体１１１のトップデッキ１１６に、シリンダガスケット１３１を介在してシリンダヘッド１３２がヘッドボルト穴１１８に螺合するシリンダヘッドボルト１３３によって取り付けられる。
【００１１】
一方、Ｖ型エンジンのシリンダブロックは、Ｖ型をなした左右の各バンクのシリンダ列を形成するシリンダブロック本体と、このシリンダ本体の集合部より下方に延びる２枚のスカートによって内側にクランクシャフト収納空間が形成されたクランクケース部とから構成されている。そしてシリンダブロック本体の外方にトップデッキからクランクケース部に亘って連続して突出するヘッドボルトボスが形成され、このヘッドボルトボスにシリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が形成されている。また、クランクケース部内には、クランクシャフトの各ジャーナル部を支持する軸支部が形成された隔壁状のメインジャーナルが両スカート壁部の間に掛け渡されて設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平４−２５２８４３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記水平対向型エンジンにあっては、図１３に模式的に示すように、シリンダブロック１１０のシリンダブロック本体１１１に、シリンダガスケット１３１を介在してシリンダヘッド１３２を取り付ける工程で、シリンダヘッドボルト１３３が螺合するヘッドボルトボス１１７が形成されたシリンダ外壁１１５にヘッドボルト軸力Ｆ１が作用すると共に、このヘッドボルト軸力Ｆ１の反力Ｆ２がシリンダヘッド１３２およびシリンダガスケット１３１を介してシリンダ壁１１３およびシリンダ壁１１３に鋳込まれたシリンダライナ１１２に入力される。
【００１４】
これらの荷重によりヘッドボルトボス１１７とシリンダ壁１１３およびシリンダライナ１１２との間で相対的に剪断方向に変形する。これにより図１３に破線円Ｄで示すシリンダ壁１１３とクランクケース部１２１との連結部付近が局部的に変形し、この変形によりシリンダライナ１１２が局部的に変形する。このシリンダライナ１１２の局部的な変形により、シリンダライナ１１２内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動を誘発し、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１１２との摺接、いわゆる、あたりが不均一となりピストンスラップ振動の発生要因となり、かつエンジンフリクションが増加する。このエンジンフリクションの増加に伴い、燃費の悪化や潤滑油の消費増加を招く要因となることが懸念される。
【００１５】
また、上記特許文献１のＶ型エンジンのシリンダブロックにあっても、同様にシリンダヘッドの取り付けによるシリンダライナの変形に起因するエンジンフリクションの増加による燃費の悪化、潤滑油の消費増加、およびピストンスラップ振動の発生等が懸念される。
【００１６】
この対策として、シリンダブロックの肉厚を増加して、シリンダブロック自体の剛性を向上させることもあるが、シリンダブロックの肉厚増加に伴って重量が増加して燃費の悪化を招くと共に、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を誘発する要因となり、シリンダブロックの品質の低下を招くことが懸念される。
【００１７】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、シリンダヘッドボルトによるシリンダヘッドの取り付けに伴うシリンダライナの変形を抑制すると共に、重量の軽減が得られるエンジンのシリンダブロック構造を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のシリンダブロック構造の発明は、シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダブロック本体に一体形成されたヘッドボルトボスと、クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結するクランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１の発明によると、シリンダブロック本体にシリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、ヘッドボルトボスが形成されたシリンダブロック本体にヘッドボルト軸力が作用すると共に、シリンダブロック本体およびシリンダライナにその反力が作用する。しかし、ヘッドボルトボスに作用するヘッドボルト軸力は、ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に膨出して形成され、かつ隣接するメインジャーナル間を一体的に連結する連結部に入力され、剛性が確保されたクランクケース部全体によって強固に支持されてヘッドボルト軸力および反力によるシリンダブロック本体に発生する変形が阻止される。よって、シリンダブロックに鋳込まれたシリンダライナの局部的な変形が阻止されて、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制さてピストンスラップ振動が抑制され、かつエンジンフリクションが低下して燃費の向上および潤滑油の消費が抑制される。
【００２０】
また、連結部によって隣接するメインジャーナル間が一体的に結合されてクランクケース部の剛性が向上してクランクケース部に発生する変形、特にクランクシャフトのジャーナル部を支持する各メインジャーナルの変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保されてエンジンフリクションの軽減が得られる。
【００２１】
さらに、隣接するメインジャーナルを連結部によって結合する簡単な構成によってヘッドボルトボスの支持剛性およびメインジャーナルの剛性が向上することから、シリンダブロックの薄肉化が可能になり、リンダブロックの重量軽減による燃費の向上や、シリンダブロックを鋳造する際に発生する鋳巣等の鋳造欠陥が抑制されて高品質のシリンダブロックが得られる。
【００２２】
請求項２に記載のシリンダブロック構造の発明は、シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダ壁の外周にウォータジャケットを介在してシリンダ外周壁が形成されたシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダ外壁部に一体形成されたヘッドボルトボスと、クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結するクランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明によると、シリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、ヘッドボルトボスが形成されたシリンダ外壁にヘッドボルト軸力が作用すると共に、ヘッドボルト軸力の反力がシリンダヘッドおよびシリンダガスケットを介してシリンダ壁およびシリンダライナに入力される。しかし、ヘッドボルト軸力方向となるヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納部内に膨出して隣接するメインジャーナル間を連結する連結部に入力され、剛性が確保されたクランクケース部全体によって強固に支持される。よって、ヘッドボルトボスのトップデッキ側への変形が抑制されて、これらのヘッドボルト軸力および反力による荷重によるヘッドボルトボスとシリンダ壁およびシリンダライナとの間に相対的に発生する剪断方向の変形が阻止されて、シリンダ壁とクランクケース部との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されてシリンダライナの局部的変形が回避できる。したがって、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動が抑制され、かつエンジンフリクションが低下して燃費の向上および潤滑油の消費が抑制される。
【００２４】
また、連結部によって各メインジャーナルが結合されてクランクケース部の剛性が確保できてクランクケース部に発生する変形、特にクランクシャフトのジャーナル部を支持する各メインジャーナルの変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保できてエンジンフリクションの軽減が得られる。
【００２５】
さらに、隣接するメインジャーナルを連結部によって結合する簡単な構成によってヘッドボルトボスの支持剛性およびメインジャーナルの剛性が向上することから、シリンダブロックの薄肉化が可能になり、シリンダブロックの重量軽減による燃費の向上や、シリンダブロックを鋳造する際に発生する鋳巣等の鋳造欠陥が抑制されて高品質のシリンダブロックが得られる。
【００２６】
【実施の形態】
本発明によるシリンダブロック構造の実施の形態を、水平対向型４気筒エンジンを例に図を参照して説明する。
【００２７】
図１は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１の概要を示す全体斜視図である。エンジン本体１は、クランクシャフト２の回転中心軸線Ｌを中心として左右のバンクＬＨ、ＲＨをそれぞれ形成するアルミニウム合金製で鋳造され、互いに対向する接合面を互いに当接させて、その状態で複数の結合ボルト９によって一体的に結合されている。左右の各シリンダブロック１０のトップデッキ１６には図示しないシリンダヘッドが取り付けられる。さらに左右のシリンダブロック１０の下部に掛け渡されて潤滑油貯留用の図示しないオイルパンが取り付けられる。
【００２８】
左右の各シリンダブロック１０について、図１のＡ矢視図を示す図２、図２のＩ−Ｉ線断面図を示す図３、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図を示す図４、右側のシリンダブロック１０の斜視図を示す図５、要部を模式的に示す図６および図７を参照して説明する。なお、左右の各シリンダブロック１０は、必要に応じて左側のシリンダブロック１０Ｌおよび右側のシリンダブロック１０Ｒと区別して説明する。
【００２９】
左右の各シリンダブロック１０は、それぞれ左右のバンクＬＨ、ＲＨのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体１１と、シリンダブロック本体１１の基端側から接合面側、すなわちエンジン本体１の中心側に延びて内側にクランクシャフト収納空間を形成するロングスカート構造のクランクケース部２１とが一体に形成されている。
【００３０】
シリンダブロック本体１１は、図２、図３および図７に示すように各気筒に対応して対摩擦性に優れた鋳鉄製で円筒状に形成されたシリンダライナ１２が並列に配置されて鋳込まれ、かつ基端１３ａがクランクケース部２１のクランクシャフト収納空間内に突出する一対の円筒状体が連結された、すなわち断面メガネ状のシリンダ壁１３を有している。シリンダ壁１３の外周は冷却水の通路となるウォータジャケット１４を隔ててシリンダ外壁部１５によって囲まれ、かつシリンダ壁１３とシリンダ外壁１５のトップデッキ１６側が部分的に結合されたクローズドデッキ型であって、シリンダ外壁１５はクランクケース部２１を介してシリンダ壁１３と結合している。
【００３１】
さらに、シリンダ外壁部１５の上面側および下面側のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向の両隅部近傍およびシリンダ配置間に、トップデッキ１６からクランクケース部２１に亘って連続して厚肉に形成されたヘッドボルトボス１７が設けられ、それぞれのヘッドボルトボス１７にシリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴１８が形成されている。
【００３２】
クランクケース部２１は、図３および図５に示すように上側および下側のスカート壁部２２、２３によって内側にクランクシャフト収納空間が形成され、上側および下側のスカート壁部２２、２３はシリンダブロック本体１１のシリンダ外壁部１５と一体に連続形成されている。また、クランクケース部２１には、クランクシャフト２の回転中心軸線Ｌ方向に沿って互いに離間し、かつクランクシャフト収納空間内に突出してクランクシャフト２の各ジャーナル部を支持する軸支部２４ａ〜２８ａが形成された隔壁状の複数のメインジャーナル２４〜２８が上側スカート壁部２２と下側スカート壁部２３の間に掛け渡されて一体に設けられている。
【００３３】
さらに、右側のシリンダブロック１０Ｒには、その右側のシリンダブロック１０Ｒのシリンダ外壁１５に形成された各ヘッドボルトボス１７と略同軸線上でクランクケース部２１に一体形成されてクランクシャフト収納空間内に膨出し、かつメインジャーナル２５と２６の各基端部間およびメインジャーナル２７と２８の各基端部間を連結する連結部３１がそれぞれ形成されている。
【００３４】
各メインジャーナル２５と２６の基端部間、およびメインジャーナル２７と２８の基端部間をそれぞれ連結部３１によって連結することによって、互いに連結部３１によって連結されたメインジャーナル２５と２６、２７と２８の結合剛性が向上し、これらメインジャーナル２５、２６、２７、２８と一体鋳造された上側スカート壁部２２、下側スカート壁部２３およびメインジャーナル２４を含むクランクケース部２１全体の剛性向上が得られる。
【００３５】
また、図６に模式的に示すようにヘッドボルトボス１７が連結部３１を介して剛性が確保されたクランクケース部３１のメインジャーナル２５と２６に直接的に連結され、各ヘッドボルトボス１７とクランクケース部２１との結合剛性が確保できる。この結合剛性確保によって各ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をそれぞれの連結部３１を介してメインジャーナル２５と２６に確実に伝達でき、剛性が確保されたクランクケース部３１全体に分散伝達できる。同様にクランクケース部３１のメインジャーナル２７と２８を結合する連結部３１にヘッドボルトボス１７が直接的に連結され、ヘッドボルトボス１７とクランクケース部２１との結合剛性が確保でき、ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をメインジャーナル２７と２８を介してクランクケース部３１全体に分散伝達できる。
【００３６】
同様に、左側のシリンダブロック１０Ｌには、その右側のシリンダブロック１０Ｌのシリンダ外壁１５に形成された各ヘッドボルトボス１７と同軸線上でクランクシャフト収納空間内に膨出してメインジャーナル２４と２５の各基端部間およびメインジャーナル２６と２７の各基端部間を連結する連結部３１がそれぞれクランクケース部２１と一体に形成されて、互いに連結部３１によって連結されたメインジャーナル２４と２５、２６と２７の結合剛性が向上し、これらメインジャーナル２４、２５、２６、２７と一体鋳造されたクランクケース部２１全体の剛性向上が得られる。また、各ヘッドボルトボス１７が連結部３１を介して剛性が確保されたクランクケース部３１のメインジャーナル２４と２５、およびメインジャーナル２６と２７に直接的に連結され、各ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をそれぞれの連結部３１を介してメインジャーナル２４と２５、２６と２７に確実に伝達分散するように構成されている。
【００３７】
そして、このように形成された左右の各シリンダブロック１０は、図３および図４に示すように、接合面を形成する各上側スカート壁部２２の端部２２ｂ、下側スカート壁部２３の端部２３ｂ、各メインジャーナル２４〜２８の端部２４ｂ〜２８ｂが互いに対向して接合させた状態で、複数の結合ボルト９によって図１に示すように一体的に結合される。
【００３８】
この結合ボルト９による左右のシリンダブロック１０の結合の際、左右のシリンダブロック１０のクランクケース部２１に形成された、互いの端部２２ｂが圧接する上側スカート壁部２２、端部２３ｂが圧接する下側スカート壁部２３、各端部２４ｂ〜２８ｂが圧接する各メインジャーナル２４〜２８の剛性が確保されていることから、クランクケース部２１に発生する変形が阻止されて、左右のシリンダブロック１０の結合剛性が確実に確保できる。また、特にクランクシャフト２のジャーナル部を支持する軸支部２４ａ〜２８ａが形成された各メインジャーナル２４〜２８のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向への変形が有効的に阻止されてクランクシャフト２の支持剛性が確保でき、クランクシャフト２の円滑な回転が確保されてエンジンフリクションの軽減が得られ、燃費の向上が図られる。
【００３９】
さらに、各左右のシリンダブロック１０に形成されたシリンダブロック本体１１のトップデッキ１６に、シリンダガスケット３５を介在してシリンダヘッド３６がヘッドボルト穴１８に螺合するシリンダヘッドボルト３７によって取り付けられる。
【００４０】
このとき、例えば右側のシリンダブロック１０Ｒのシリンダブロック本体１１に、シリンダガスケット３５を介在してシリンダヘッド３６を取り付ける際に、図７に示すようにシリンダヘッドボルト３７が螺合するヘッドボルトボス１７が形成されたシリンダ外壁１５にヘッドボルト軸力Ｆ１が作用すると共に、ヘッドボルト軸力Ｆ１の反力Ｆ２がシリンダヘッド３６およびシリンダガスケット３５を介してシリンダ壁１３およびシリンダ壁１３に鋳込まれたシリンダライナ１２に入力される。
【００４１】
ここで、ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力Ｆ１は、ヘッドボルトボス１７と同軸上で一体的にクランクケース部２１内に膨出して形成された連結部３１から各メインジャーナル２５、２６を介して剛性が確保されたクランクケース部２１全体に分散して強固に支持され、ヘッドボルトボス１７のトップデッキ１６側への変形が有効的に阻止される。これによりヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２が減少される。
【００４２】
また、同様に他のヘッドボルトボス１７と同軸上で一体的にクランクケース部２１内に膨出して形成された連結部３１から各メインジャーナル２７、２８を介して剛性が確保されたクランクケース部２１全体に分散して強固に支持され、これによりヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２が減少される。
【００４３】
これらヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２の荷重によりヘッドボルトボス１７とシリンダ壁１３およびシリンダライナ１２との間で相対的に発生する剪断方向の変形が阻止される。これにより図７に破線円Ａで示すシリンダ壁１３とクランクケース部２１との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されて、シリンダライナ１２に局部的な変形が発生することがなくなる。このシリンダライナ１２内に嵌合して往復動する図示しないピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されて、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１２との摺接が均一となりピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４４】
左側のシリンダブロック１０Ｌにおいても同様に、シリンダ壁１３とクランクケース部２１との連結部付近に発生する局部的な変形が回避され、これによりシリンダライナ１２が局部的な変形が発生することなくなり、このシリンダライナ１２内に嵌合して往復動する図示しないピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されて、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１２との摺接が均一となりピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４５】
また、ヘッドボルトボスと略同軸線上でかつこのヘッドボルトと連続してクランクケース内に膨出する連結部によって隣接するメインジャーナルを連結する簡単な構成によって、シリンダブロックの肉厚を増加することなくヘッドボルトボスの支持剛性およびクランクケース部の剛性が確保され、シリンダブロックの重量増加による燃費の悪化や、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を抑制して品質の低下を有効的に抑制することができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では水平対向型エンジンを例に説明したが、Ｖ型エンジン等に適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した本発明のシリンダブロック構造によると、ヘッドボルトボスと略同軸線上でかつこのヘッドボルトと連続してクランクケース内に膨出する連結部によって隣接するメインジャーナルを連結する簡単な構成によって、ヘッドボルトボスの支持剛性およびクランクケース部の剛性が確保される。したがって、シリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、シリンダブロック本体乃至シリンダ壁とクランクケース部との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されて、シリンダライナに局部的な変形が発生することなくなり、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４８】
また、各メインジャーナルの剛性が確保により、クランクケース部に発生する変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保できてエンジンフリクションが軽減されて燃費の向上が得られる。
【００４９】
さらに、シリンダブロックの重量増加による燃費の悪化や、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を抑制して品質の低下を有効的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシリンダブロック構造の実施の形態の概要を示すエンジン本体の全体斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】右側のシリンダブロックの斜視図である。
【図６】要部を示す模式図である。
【図７】要部を示す模式図である。
【図８】従来のシリンダブロック構造の概要を示すエンジン本体の全体斜視図である。
【図９】図８のＣ矢視図である。
【図１０】図９のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１１】図９のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図１２】右側のシリンダブロックの斜視図である。
【図１３】要部を示す模式図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ クランクシャフト
９ 結合ボルト
１０ シリンダブロック
１１ シリンダブロック本体
１２ シリンダライナ
１３ シリンダ壁
１４ ウォータジャケット
１５ シリンダ外壁部
１６ トップデッキ
１７ ヘッドボルトボス
１８ ヘッドボルト穴
２１ クランクケース部
２２ 上側スカート壁部
２３ 下側スカート壁部
２４〜２８ メインジャーナル
２４ａ〜２８ａ 軸支部
３１ 連結部
３５ シリンダガスケット
３６ シリンダヘッド
３７ シリンダヘッドボルト
Ｆ１ ヘッドボルト軸力
Ｆ２ 反力
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロック構造に関し、特にシリンダライナが鋳込まれたシリンダブロック本体と内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車用エンジンは、高出力化およびコンパクト化が要求され、これらの要求を満たすものとして、クランクシャフトの長さが大幅に短縮でき、高い捩り剛性と低振動化、高回転域での回転安定性に優れ、かつエンジン全長の短縮による小型化および軽量化など各種のメリットを備えた水平対向型エンジンやＶ型エンジンが開発されている。
【０００３】
図８は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１００の全体斜視図である。エンジン本体１００は、クランクシャフト１０２の回転中心軸線Ｌを中心として略対称形状に鋳造されたアルミニウム合金製の左右のシリンダブロック１１０が、複数の結合ボルト１０９によって一体的に結合されている。
【０００４】
左右の各シリンダブロック１１０について、図８のＣ矢視図を示す図９、図９のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図を示す図１０、図９のＩＶ−ＩＶ線断面図を示す図１１、右側のシリンダブロックの斜視図を示す図１２、および要部を模式的に示す図１３を参照して説明する。
【０００５】
各シリンダブロック１１０は、左右のバンクＬＨ、ＲＨのシリンダ列部を形成するシリンダブロック本体１１１と、シリンダブロック本体１１１の基端側からエンジン本体１００の中心側に延びて内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部１２１とから構成されている。
【０００６】
シリンダブロック本体１１１は、図９および図１３に示すように各気筒に対応して円筒状のシリンダライナ１１２が並列配置されて鋳込まれかつ基端１１３ａがクランクケース部１２１内に突出するシリンダ壁１１３を有している。シリンダ壁１１３の外周はウォータジャケット１１４を隔ててシリンダ外壁部１１５によって囲まれ、シリンダ外壁１１５はクランクケース部１２１を介してシリンダ壁１１３に結合されている。
【０００７】
さらに、図９、図１０、図１１に示すようにシリンダ外壁部１１５の上面側および下面側のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向両隅部近傍とシリンダ配置間に、それぞれトップデッキ１１６からクランクケース部１２１に亘って連続する厚肉に形成されたヘッドボルトボス１１７が設けられ、それぞれのヘッドボルトボス１１７にヘッドボルト穴１１８が形成されている。
【０００８】
クランクケース部１２１は、図１０、図１１および図１２に示すようにシリンダ外壁１１５に連続形成された上側および下側のスカート壁部１２２、１２３によって内側にクランクシャフト収納空間が形成されている。クランクケース部１２１内には、クランクシャフト１０２の各ジャーナル部を支持する軸支部１２４ａ〜１２８ａが形成された隔壁状のメインジャーナル１２４〜１２８が上側スカート壁部１２２と下側スカート壁部１２３の間に掛け渡されて設けられている。
【０００９】
そして、左右の各シリンダブロック１１０は、図１０および図１１に示すように、接合面を形成する各上側スカート壁部１２２の端部１２２ｂ、下側スカート壁部１２３の端部１２３ｂ、各メインジャーナル１２４〜１２８の端部１２４ｂ〜１２８ｂを互いに接合させて、図８のように複数の結合ボルト１０９によって一体的に結合される。
【００１０】
さらに、図１３に示すように各シリンダブロック本体１１１のトップデッキ１１６に、シリンダガスケット１３１を介在してシリンダヘッド１３２がヘッドボルト穴１１８に螺合するシリンダヘッドボルト１３３によって取り付けられる。
【００１１】
一方、Ｖ型エンジンのシリンダブロックは、Ｖ型をなした左右の各バンクのシリンダ列を形成するシリンダブロック本体と、このシリンダ本体の集合部より下方に延びる２枚のスカートによって内側にクランクシャフト収納空間が形成されたクランクケース部とから構成されている。そしてシリンダブロック本体の外方にトップデッキからクランクケース部に亘って連続して突出するヘッドボルトボスが形成され、このヘッドボルトボスにシリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が形成されている。また、クランクケース部内には、クランクシャフトの各ジャーナル部を支持する軸支部が形成された隔壁状のメインジャーナルが両スカート壁部の間に掛け渡されて設けられている（例えば、特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】
特開平４−２５２８４３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記水平対向型エンジンにあっては、図１３に模式的に示すように、シリンダブロック１１０のシリンダブロック本体１１１に、シリンダガスケット１３１を介在してシリンダヘッド１３２を取り付ける工程で、シリンダヘッドボルト１３３が螺合するヘッドボルトボス１１７が形成されたシリンダ外壁１１５にヘッドボルト軸力Ｆ１が作用すると共に、このヘッドボルト軸力Ｆ１の反力Ｆ２がシリンダヘッド１３２およびシリンダガスケット１３１を介してシリンダ壁１１３およびシリンダ壁１１３に鋳込まれたシリンダライナ１１２に入力される。
【００１４】
これらの荷重によりヘッドボルトボス１１７とシリンダ壁１１３およびシリンダライナ１１２との間で相対的に剪断方向に変形する。これにより図１３に破線円Ｄで示すシリンダ壁１１３とクランクケース部１２１との連結部付近が局部的に変形し、この変形によりシリンダライナ１１２が局部的に変形する。このシリンダライナ１１２の局部的な変形により、シリンダライナ１１２内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動を誘発し、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１１２との摺接、いわゆる、あたりが不均一となりピストンスラップ振動の発生要因となり、かつエンジンフリクションが増加する。このエンジンフリクションの増加に伴い、燃費の悪化や潤滑油の消費増加を招く要因となることが懸念される。
【００１５】
また、上記特許文献１のＶ型エンジンのシリンダブロックにあっても、同様にシリンダヘッドの取り付けによるシリンダライナの変形に起因するエンジンフリクションの増加による燃費の悪化、潤滑油の消費増加、およびピストンスラップ振動の発生等が懸念される。
【００１６】
この対策として、シリンダブロックの肉厚を増加して、シリンダブロック自体の剛性を向上させることもあるが、シリンダブロックの肉厚増加に伴って重量が増加して燃費の悪化を招くと共に、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を誘発する要因となり、シリンダブロックの品質の低下を招くことが懸念される。
【００１７】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、シリンダヘッドボルトによるシリンダヘッドの取り付けに伴うシリンダライナの変形を抑制すると共に、重量の軽減が得られるエンジンのシリンダブロック構造を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載のシリンダブロック構造の発明は、シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダブロック本体に一体形成されたヘッドボルトボスと、クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結するクランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項１の発明によると、シリンダブロック本体にシリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、ヘッドボルトボスが形成されたシリンダブロック本体にヘッドボルト軸力が作用すると共に、シリンダブロック本体およびシリンダライナにその反力が作用する。しかし、ヘッドボルトボスに作用するヘッドボルト軸力は、ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に膨出して形成され、かつ隣接するメインジャーナル間を一体的に連結する連結部に入力され、剛性が確保されたクランクケース部全体によって強固に支持されてヘッドボルト軸力および反力によるシリンダブロック本体に発生する変形が阻止される。よって、シリンダブロックに鋳込まれたシリンダライナの局部的な変形が阻止されて、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制さてピストンスラップ振動が抑制され、かつエンジンフリクションが低下して燃費の向上および潤滑油の消費が抑制される。
【００２０】
また、連結部によって隣接するメインジャーナル間が一体的に結合されてクランクケース部の剛性が向上してクランクケース部に発生する変形、特にクランクシャフトのジャーナル部を支持する各メインジャーナルの変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保されてエンジンフリクションの軽減が得られる。
【００２１】
さらに、隣接するメインジャーナルを連結部によって結合する簡単な構成によってヘッドボルトボスの支持剛性およびメインジャーナルの剛性が向上することから、シリンダブロックの薄肉化が可能になり、リンダブロックの重量軽減による燃費の向上や、シリンダブロックを鋳造する際に発生する鋳巣等の鋳造欠陥が抑制されて高品質のシリンダブロックが得られる。
【００２２】
請求項２に記載のシリンダブロック構造の発明は、シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダ壁の外周にウォータジャケットを介在してシリンダ外周壁が形成されたシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダ外壁部に一体形成されたヘッドボルトボスと、クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結するクランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とする。
【００２３】
請求項２の発明によると、シリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、ヘッドボルトボスが形成されたシリンダ外壁にヘッドボルト軸力が作用すると共に、ヘッドボルト軸力の反力がシリンダヘッドおよびシリンダガスケットを介してシリンダ壁およびシリンダライナに入力される。しかし、ヘッドボルト軸力方向となるヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納部内に膨出して隣接するメインジャーナル間を連結する連結部に入力され、剛性が確保されたクランクケース部全体によって強固に支持される。よって、ヘッドボルトボスのトップデッキ側への変形が抑制されて、これらのヘッドボルト軸力および反力による荷重によるヘッドボルトボスとシリンダ壁およびシリンダライナとの間に相対的に発生する剪断方向の変形が阻止されて、シリンダ壁とクランクケース部との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されてシリンダライナの局部的変形が回避できる。したがって、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動が抑制され、かつエンジンフリクションが低下して燃費の向上および潤滑油の消費が抑制される。
【００２４】
また、連結部によって各メインジャーナルが結合されてクランクケース部の剛性が確保できてクランクケース部に発生する変形、特にクランクシャフトのジャーナル部を支持する各メインジャーナルの変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保できてエンジンフリクションの軽減が得られる。
【００２５】
さらに、隣接するメインジャーナルを連結部によって結合する簡単な構成によってヘッドボルトボスの支持剛性およびメインジャーナルの剛性が向上することから、シリンダブロックの薄肉化が可能になり、シリンダブロックの重量軽減による燃費の向上や、シリンダブロックを鋳造する際に発生する鋳巣等の鋳造欠陥が抑制されて高品質のシリンダブロックが得られる。
【００２６】
【実施の形態】
本発明によるシリンダブロック構造の実施の形態を、水平対向型４気筒エンジンを例に図を参照して説明する。
【００２７】
図１は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１の概要を示す全体斜視図である。エンジン本体１は、クランクシャフト２の回転中心軸線Ｌを中心として左右のバンクＬＨ、ＲＨをそれぞれ形成するアルミニウム合金製で鋳造され、互いに対向する接合面を互いに当接させて、その状態で複数の結合ボルト９によって一体的に結合されている。左右の各シリンダブロック１０のトップデッキ１６には図示しないシリンダヘッドが取り付けられる。さらに左右のシリンダブロック１０の下部に掛け渡されて潤滑油貯留用の図示しないオイルパンが取り付けられる。
【００２８】
左右の各シリンダブロック１０について、図１のＡ矢視図を示す図２、図２のＩ−Ｉ線断面図を示す図３、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図を示す図４、右側のシリンダブロック１０の斜視図を示す図５、要部を模式的に示す図６および図７を参照して説明する。なお、左右の各シリンダブロック１０は、必要に応じて左側のシリンダブロック１０Ｌおよび右側のシリンダブロック１０Ｒと区別して説明する。
【００２９】
左右の各シリンダブロック１０は、それぞれ左右のバンクＬＨ、ＲＨのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体１１と、シリンダブロック本体１１の基端側から接合面側、すなわちエンジン本体１の中心側に延びて内側にクランクシャフト収納空間を形成するロングスカート構造のクランクケース部２１とが一体に形成されている。
【００３０】
シリンダブロック本体１１は、図２、図３および図７に示すように各気筒に対応して対摩擦性に優れた鋳鉄製で円筒状に形成されたシリンダライナ１２が並列に配置されて鋳込まれ、かつ基端１３ａがクランクケース部２１のクランクシャフト収納空間内に突出する一対の円筒状体が連結された、すなわち断面メガネ状のシリンダ壁１３を有している。シリンダ壁１３の外周は冷却水の通路となるウォータジャケット１４を隔ててシリンダ外壁部１５によって囲まれ、かつシリンダ壁１３とシリンダ外壁１５のトップデッキ１６側が部分的に結合されたクローズドデッキ型であって、シリンダ外壁１５はクランクケース部２１を介してシリンダ壁１３と結合している。
【００３１】
さらに、シリンダ外壁部１５の上面側および下面側のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向の両隅部近傍およびシリンダ配置間に、トップデッキ１６からクランクケース部２１に亘って連続して厚肉に形成されたヘッドボルトボス１７が設けられ、それぞれのヘッドボルトボス１７にシリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴１８が形成されている。
【００３２】
クランクケース部２１は、図３および図５に示すように上側および下側のスカート壁部２２、２３によって内側にクランクシャフト収納空間が形成され、上側および下側のスカート壁部２２、２３はシリンダブロック本体１１のシリンダ外壁部１５と一体に連続形成されている。また、クランクケース部２１には、クランクシャフト２の回転中心軸線Ｌ方向に沿って互いに離間し、かつクランクシャフト収納空間内に突出してクランクシャフト２の各ジャーナル部を支持する軸支部２４ａ〜２８ａが形成された隔壁状の複数のメインジャーナル２４〜２８が上側スカート壁部２２と下側スカート壁部２３の間に掛け渡されて一体に設けられている。
【００３３】
さらに、右側のシリンダブロック１０Ｒには、その右側のシリンダブロック１０Ｒのシリンダ外壁１５に形成された各ヘッドボルトボス１７と略同軸線上でクランクケース部２１に一体形成されてクランクシャフト収納空間内に膨出し、かつメインジャーナル２５と２６の各基端部間およびメインジャーナル２７と２８の各基端部間を連結する連結部３１がそれぞれ形成されている。
【００３４】
各メインジャーナル２５と２６の基端部間、およびメインジャーナル２７と２８の基端部間をそれぞれ連結部３１によって連結することによって、互いに連結部３１によって連結されたメインジャーナル２５と２６、２７と２８の結合剛性が向上し、これらメインジャーナル２５、２６、２７、２８と一体鋳造された上側スカート壁部２２、下側スカート壁部２３およびメインジャーナル２４を含むクランクケース部２１全体の剛性向上が得られる。
【００３５】
また、図６に模式的に示すようにヘッドボルトボス１７が連結部３１を介して剛性が確保されたクランクケース部３１のメインジャーナル２５と２６に直接的に連結され、各ヘッドボルトボス１７とクランクケース部２１との結合剛性が確保できる。この結合剛性確保によって各ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をそれぞれの連結部３１を介してメインジャーナル２５と２６に確実に伝達でき、剛性が確保されたクランクケース部３１全体に分散伝達できる。同様にクランクケース部３１のメインジャーナル２７と２８を結合する連結部３１にヘッドボルトボス１７が直接的に連結され、ヘッドボルトボス１７とクランクケース部２１との結合剛性が確保でき、ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をメインジャーナル２７と２８を介してクランクケース部３１全体に分散伝達できる。
【００３６】
同様に、左側のシリンダブロック１０Ｌには、その右側のシリンダブロック１０Ｌのシリンダ外壁１５に形成された各ヘッドボルトボス１７と同軸線上でクランクシャフト収納空間内に膨出してメインジャーナル２４と２５の各基端部間およびメインジャーナル２６と２７の各基端部間を連結する連結部３１がそれぞれクランクケース部２１と一体に形成されて、互いに連結部３１によって連結されたメインジャーナル２４と２５、２６と２７の結合剛性が向上し、これらメインジャーナル２４、２５、２６、２７と一体鋳造されたクランクケース部２１全体の剛性向上が得られる。また、各ヘッドボルトボス１７が連結部３１を介して剛性が確保されたクランクケース部３１のメインジャーナル２４と２５、およびメインジャーナル２６と２７に直接的に連結され、各ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力をそれぞれの連結部３１を介してメインジャーナル２４と２５、２６と２７に確実に伝達分散するように構成されている。
【００３７】
そして、このように形成された左右の各シリンダブロック１０は、図３および図４に示すように、接合面を形成する各上側スカート壁部２２の端部２２ｂ、下側スカート壁部２３の端部２３ｂ、各メインジャーナル２４〜２８の端部２４ｂ〜２８ｂが互いに対向して接合させた状態で、複数の結合ボルト９によって図１に示すように一体的に結合される。
【００３８】
この結合ボルト９による左右のシリンダブロック１０の結合の際、左右のシリンダブロック１０のクランクケース部２１に形成された、互いの端部２２ｂが圧接する上側スカート壁部２２、端部２３ｂが圧接する下側スカート壁部２３、各端部２４ｂ〜２８ｂが圧接する各メインジャーナル２４〜２８の剛性が確保されていることから、クランクケース部２１に発生する変形が阻止されて、左右のシリンダブロック１０の結合剛性が確実に確保できる。また、特にクランクシャフト２のジャーナル部を支持する軸支部２４ａ〜２８ａが形成された各メインジャーナル２４〜２８のクランクシャフト回転中心軸線Ｌ方向への変形が有効的に阻止されてクランクシャフト２の支持剛性が確保でき、クランクシャフト２の円滑な回転が確保されてエンジンフリクションの軽減が得られ、燃費の向上が図られる。
【００３９】
さらに、各左右のシリンダブロック１０に形成されたシリンダブロック本体１１のトップデッキ１６に、シリンダガスケット３５を介在してシリンダヘッド３６がヘッドボルト穴１８に螺合するシリンダヘッドボルト３７によって取り付けられる。
【００４０】
このとき、例えば右側のシリンダブロック１０Ｒのシリンダブロック本体１１に、シリンダガスケット３５を介在してシリンダヘッド３６を取り付ける際に、図７に示すようにシリンダヘッドボルト３７が螺合するヘッドボルトボス１７が形成されたシリンダ外壁１５にヘッドボルト軸力Ｆ１が作用すると共に、ヘッドボルト軸力Ｆ１の反力Ｆ２がシリンダヘッド３６およびシリンダガスケット３５を介してシリンダ壁１３およびシリンダ壁１３に鋳込まれたシリンダライナ１２に入力される。
【００４１】
ここで、ヘッドボルトボス１７に作用するヘッドボルト軸力Ｆ１は、ヘッドボルトボス１７と同軸上で一体的にクランクケース部２１内に膨出して形成された連結部３１から各メインジャーナル２５、２６を介して剛性が確保されたクランクケース部２１全体に分散して強固に支持され、ヘッドボルトボス１７のトップデッキ１６側への変形が有効的に阻止される。これによりヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２が減少される。
【００４２】
また、同様に他のヘッドボルトボス１７と同軸上で一体的にクランクケース部２１内に膨出して形成された連結部３１から各メインジャーナル２７、２８を介して剛性が確保されたクランクケース部２１全体に分散して強固に支持され、これによりヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２が減少される。
【００４３】
これらヘッドボルト軸力Ｆ１および反力Ｆ２の荷重によりヘッドボルトボス１７とシリンダ壁１３およびシリンダライナ１２との間で相対的に発生する剪断方向の変形が阻止される。これにより図７に破線円Ａで示すシリンダ壁１３とクランクケース部２１との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されて、シリンダライナ１２に局部的な変形が発生することがなくなる。このシリンダライナ１２内に嵌合して往復動する図示しないピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されて、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１２との摺接が均一となりピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４４】
左側のシリンダブロック１０Ｌにおいても同様に、シリンダ壁１３とクランクケース部２１との連結部付近に発生する局部的な変形が回避され、これによりシリンダライナ１２が局部的な変形が発生することなくなり、このシリンダライナ１２内に嵌合して往復動する図示しないピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されて、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナ１２との摺接が均一となりピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４５】
また、ヘッドボルトボスと略同軸線上でかつこのヘッドボルトと連続してクランクケース内に膨出する連結部によって隣接するメインジャーナルを連結する簡単な構成によって、シリンダブロックの肉厚を増加することなくヘッドボルトボスの支持剛性およびクランクケース部の剛性が確保され、シリンダブロックの重量増加による燃費の悪化や、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を抑制して品質の低下を有効的に抑制することができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では水平対向型エンジンを例に説明したが、Ｖ型エンジン等に適用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明した本発明のシリンダブロック構造によると、ヘッドボルトボスと略同軸線上でかつこのヘッドボルトと連続してクランクケース内に膨出する連結部によって隣接するメインジャーナルを連結する簡単な構成によって、ヘッドボルトボスの支持剛性およびクランクケース部の剛性が確保される。したがって、シリンダガスケットを介在してシリンダヘッドを取り付ける際に、シリンダブロック本体乃至シリンダ壁とクランクケース部との連結部付近に発生する局部的な変形が回避されて、シリンダライナに局部的な変形が発生することなくなり、シリンダライナ内に嵌合して往復動するピストンおよびピストンスリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動が抑制されると共に、エンジンフリクションが低下して燃費の向上が得られ、かつ潤滑油の消費が抑制される。
【００４８】
また、各メインジャーナルの剛性が確保により、クランクケース部に発生する変形が有効的に阻止されてクランクシャフトの円滑な回転が確保できてエンジンフリクションが軽減されて燃費の向上が得られる。
【００４９】
さらに、シリンダブロックの重量増加による燃費の悪化や、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を抑制して品質の低下を有効的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるシリンダブロック構造の実施の形態の概要を示すエンジン本体の全体斜視図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】右側のシリンダブロックの斜視図である。
【図６】要部を示す模式図である。
【図７】要部を示す模式図である。
【図８】従来のシリンダブロック構造の概要を示すエンジン本体の全体斜視図である。
【図９】図８のＣ矢視図である。
【図１０】図９のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図１１】図９のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図１２】右側のシリンダブロックの斜視図である。
【図１３】要部を示す模式図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ クランクシャフト
９ 結合ボルト
１０ シリンダブロック
１１ シリンダブロック本体
１２ シリンダライナ
１３ シリンダ壁
１４ ウォータジャケット
１５ シリンダ外壁部
１６ トップデッキ
１７ ヘッドボルトボス
１８ ヘッドボルト穴
２１ クランクケース部
２２ 上側スカート壁部
２３ 下側スカート壁部
２４〜２８ メインジャーナル
２４ａ〜２８ａ 軸支部
３１ 連結部
３５ シリンダガスケット
３６ シリンダヘッド
３７ シリンダヘッドボルト
Ｆ１ ヘッドボルト軸力
Ｆ２ 反力
Claims (2)
- シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、
シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダブロック本体に一体形成されたヘッドボルトボスと、
クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、
上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結する上記クランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とするシリンダブロック構造。 - シリンダライナが鋳込まれた筒状のシリンダ壁の外周にウォータジャケットを介在してシリンダ外周壁が形成されたシリンダブロック本体と、該シリンダブロック本体の基端側に連続して内側にクランクシャフト収納空間を形成するクランクケース部とが一体形成されたシリンダブロック構造において、
シリンダヘッド取付用のヘッドボルト穴が設けられ、上記シリンダブロック本体のトップデッキからクランクケース部に亘って連続して上記シリンダ外壁部に一体形成されたヘッドボルトボスと、
クランクシャフト回転中心軸線方向に沿って互いに離間して上記クランクシャフト収納空間内に突出する上記クランクケース部に一体形成された複数のメインジャーナルと、
上記ヘッドボルトボスと略同軸線上でクランクシャフト収納空間内に突出して上記隣接するメインジャーナル間を連結する上記クランクケース部に一体形成された連結部とを備えたことを特徴とするシリンダブロック構造。
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2003
- 2003-03-07 JP JP2003061984A patent/JP2004270535A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108708798A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-10-26 | 芜湖钻石航空发动机有限公司 | 一种水平对置式发动机缸体 |
| CN108708798B (zh) * | 2018-05-16 | 2023-10-31 | 芜湖钻石航空发动机有限公司 | 一种水平对置式发动机缸体 |
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