JP2004324452A

JP2004324452A - シリンダブロック

Info

Publication number: JP2004324452A
Application number: JP2003116980A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Muramatsu; 敦村松; Yuji Hotta; 裕司堀田
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】鋳造性を悪化させることなく軽量化をはかることができるシリンダブロックの提供。
【解決手段】（１）内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、シリンダブロック１０の右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有するシリンダブロック。（２）ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい。（３）シリンダブロック１０のヘッドボルト締付軸力が、一般肉厚の薄肉側が厚肉側に対して低くなる。（４）内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、シリンダブロック１０の右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有し、ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結される、アルミダイキャスト製のシリンダブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−３１０１５５号公報には、横方向断面で右側壁の一般肉厚と左側壁の一般肉厚とが同じかまたはほぼ同じであり、左右側壁の一般肉厚が厚い、シリンダブロックが開示されている。ここで、一般肉厚とは、機能上必要のないところの肉厚であり、たとえば、横方向断面で、ウォータージャケットの外側に位置する外側壁の肉厚や、シリンダボアの下端部の外側から左右外側かつ下方に湾曲して延びるスカート部の肉厚が該当する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３１０１５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシリンダブロックには、つぎの問題点がある。
右側壁と左側壁とで一般肉厚が同じかまたはほぼ同じであり、左右側壁の一般肉厚が厚いので、シリンダブロックが重い。
シリンダブロックの軽量化のため、左右側壁の一般肉厚を薄くすることが考えられるが、左右両方とも肉厚を薄くすると、アルミダイキャスト製のシリンダブロックにおいては、鋳造ゲートからアルミの溶湯が入りにくくなり、鋳造性が悪化する。
本発明の目的は、鋳造性を悪化させることなく軽量化をはかることができるシリンダブロックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、該シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有するシリンダブロック。
（２）前記ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい、（１）記載のシリンダブロック。
（３）前記シリンダブロックの前記ヘッドボルト締付軸力が、前記一般肉厚の前記薄肉側が前記厚肉側に対して低くなる、（１）記載のシリンダブロック。
（４）内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、該シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有し、前記ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい、シリンダブロック。
【０００６】
上記（１）〜（４）のシリンダブロックでは、シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なるので、鋳造ゲート側の一般肉厚が厚いままで、反鋳造ゲート側の一般肉厚を薄くすることができる。反鋳造ゲート側の一般肉厚を薄くできるので、反鋳造ゲート側の一般肉厚が鋳造ゲート側の一般肉厚と同じかまたはほぼ同じ場合（従来）に比べて、シリンダブロックの軽量化をはかることができる。また、鋳造ゲート側の一般肉厚が厚いままなので、鋳造性を悪化させることもない。
上記（２）または（４）のシリンダブロックでは、シリンダブロック側壁の剛性が厚肉側に比べ相対的に低い薄肉側の、ヘッドボルト締付によるシリンダボアの変形を抑制できる。また、クランク軸孔の変形も同時に抑制できる。
上記（３）のシリンダブロックでは、シリンダブロックの側壁の剛性が厚肉側に比べ相対的に低い薄肉側の、ヘッドボルト締付によるシリンダボア変形を抑制できる。また、クランク軸孔の変形も同時に抑制できる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明実施例のシリンダブロックを、図１〜図４を参照して、説明する。
本発明実施例のシリンダブロック１０は、内燃機関のシリンダブロックである。シリンダブロック１０は、図１に示すように、シリンダヘッド２０とヘッドボルト３０で締結される。シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０との間には、図示略のガスケットが配置されている。
【０００８】
シリンダブロック１０は、図２に示すように、シリンダボア１１位置で切断して見た断面において、ウォータージャケット１２の外側に位置する外側壁１３と、ウォータージャケット１２の内側に位置する内側壁１４と、スカート部１５とを、有する。
外側壁１３には、図１に示すように、ヘッドボルト３０と螺合するねじ穴１６が設けられている。
【０００９】
シリンダブロック１０は、アルミダイキャスト製である。
シリンダブロック１０は、図２に示すように、図示略のシリンダブロック製造型の図示略のキャビティにアルミ鋳造ゲート４０からアルミニウムの溶湯を注入して成形される。アルミ鋳造ゲート４０は、シリンダブロック１０の長手方向で、１つのみ設けられていてもよく、複数設けられていてもよい。製造時にアルミ鋳造ゲート４０を通るアルミニウムの溶湯は、製品時にスカート部１５の下端部となる部分から図示略のキャビティ内に流れ込む。以下、製造時にアルミ鋳造ゲート４０からアルミが流れ込む側を、鋳造ゲート側といい、アルミ鋳造ゲート４０からアルミが流れ込まない側を、反鋳造ゲート側という。
シリンダブロック１０の鋳造ゲート側（左右一側）の一般肉厚は、シリンダブロック１０の反鋳造ゲート側（左右他側）の一般肉厚よりも、２ｍｍ以上厚くされている。ここで、一般肉厚とは、機能上必要のないところの肉厚である。本発明図示例では、一般肉厚は、スカート部１５の肉厚と外側壁１３の肉厚等である。内側壁１４の肉厚は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０との間のガスケットでのシール性確保のため所定以上の肉厚とされており、鋳造ゲート側と反鋳造ゲート側とで、同じ肉厚である。ただし、反鋳造ゲート側の内側壁１４ｂの肉厚を鋳造ゲート側の内側壁１４ａの肉厚よりも２ｍｍ以上薄くしてもシールできるガスケットがあれば、反鋳造ゲート側の内側壁１４ｂの肉厚を鋳造ゲート側の内側壁１４ａの肉厚よりも２ｍｍ以上薄くしてもよい。
【００１０】
ねじ穴１６の下端部とその近傍には、ねじが切られている。図１に示すように、ねじ穴１６のうち、反鋳造ゲート側のねじ穴（以下、第２のねじ穴１６ｂという）のねじサイズは、鋳造ゲート側のねじ穴（以下、第１のねじ穴１６ａという）のねじサイズより、小である。
【００１１】
ヘッドボルト３０は、第１のねじ穴１６ａにねじ込まれる第１のヘッドボルト３１と、第２のねじ穴１６ｂにねじ込まれる第２のヘッドボルト３２と、からなる。
第１のヘッドボルト３１のボルトサイズ（径）は、第２のヘッドボルト３２のボルトサイズ（径）より大である。ただし、▲１▼第２のヘッドボルト３２の締付トルクを第１のヘッドボルト３１の締付トルクより小にして第２のヘッドボルト３２の軸力を第１のヘッドボルト３１の軸力より小にしたり、▲２▼第２のヘッドボルト３２の材質を第１のヘッドボルト３１の材質よりも柔らかい材質にして第２のヘッドボルト３２の軸力を第１のヘッドボルト３１の軸力よりも小にする場合には、第１のヘッドボルト３１と第２のヘッドボルト３２のボルトサイズは同じであってもよい。なお、第１のヘッドボルト３１と第２のヘッドボルト３２のボルトサイズが同じ場合、第１、第２のねじ穴１６ａ、１６ｂのねじサイズは同じになる。
【００１２】
つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
シリンダブロック１０は、鋳造ゲート側の一般肉厚を厚くし、反鋳造ゲート側の一般肉厚を鋳造ゲート側の肉厚よりも２ｍｍ以上薄くしている。
▲１▼反鋳造ゲート側の一般肉厚が薄いので、反鋳造ゲート側の一般肉厚が鋳造ゲート側の一般肉厚と同じかまたはほぼ同じ場合（従来）に比べて、シリンダブロック１０の軽量化をはかることができる。そのため、車両の燃費が向上する。
▲２▼鋳造ゲート側の一般肉厚が厚いので、とくにスカート部１５のうち鋳造ゲート側のスカート部の肉厚が厚いので、シリンダブロック製造時にアルミニウムの溶湯がキャビティ内に流れ込み易く（アルミニウムを型に注入し易く）、鋳造性が良い。そのため、小型のダイキャストマシンでの鋳造が可能である。また、鋳造不良率の低減が可能である。また、低圧力での鋳造が可能である。
【００１３】
シリンダブロック１０の、鋳造ゲート側の一般肉厚を厚くし、反鋳造ゲート側の一般肉厚を薄くしている（左右で肉厚を変えている）。そのため、左右の剛性に差が発生し、図４に示すように、シリンダヘッド２０組付け時に剛性の弱い反鋳造ゲート側が大きく変形し、シリンダボア１１の真円度が悪化してしまうおそれがある。しかし、本発明実施例では、図３に示すように、第２のヘッドボルト３２のサイズを第１のヘッドボルト３１のサイズより小にするか、または、第２のヘッドボルト３２の軸力を第１のヘッドボルト３１の軸力より小にしているので、シリンダボア１１の真円度が、シリンダヘッド２０組付け後にも悪化しにくい。そのため、エンジンのフリクションが低減し、燃費が向上する。
【００１４】
【発明の効果】
請求項１〜４記載のシリンダブロックによれば、シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造となっているので、鋳造ゲート側の肉厚を厚くし、反鋳造ゲート側の肉厚を薄くすることができる。反鋳造ゲート側の肉厚を薄くできるので、反鋳造ゲート側の肉厚が鋳造ゲート側の肉厚と同じかまたはほぼ同じ場合（従来）に比べて、シリンダブロックの軽量化をはかることができる。また、鋳造ゲート側の肉厚を厚くできるので、鋳造性を悪化させることもない。
請求項２または請求項４記載のシリンダブロックによれば、鋳造ゲート側のみ肉厚を厚くした場合でも、シリンダブロック側壁の剛性が厚肉側に比べ相対的に低い薄肉側のヘッドボルト締付によるシリンダボアの変形を抑制できる。また、クランク軸孔の変形も同時に抑制できる。
請求項３記載のシリンダブロックによれば、鋳造ゲート側のみ肉厚を厚くした場合でも、同一ねじサイズであっても、シリンダブロックの側壁の剛性が厚肉側に比べ相対的に低い薄肉側のヘッドボルト締付によるシリンダボア変形を抑制できる。また、クランク軸孔の変形も同時に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例のシリンダブロックと、シリンダヘッドとヘッドボルトの、分解斜視図である。
【図２】本発明実施例のシリンダブロックの、シリンダボア位置での断面図である。
【図３】本発明実施例のシリンダブロックの、第１のヘッドボルトと第２のヘッドボルトのサイズが異なる場合の、シリンダボアとその近傍のみを示す平面図である。
【図４】シリンダブロックの左右でヘッドボルトのサイズが同じ場合の、シリンボアとその近傍のみを示す平面図である。
【符号の説明】
１０シリンダブロック
１１シリンダボア
１２ウォータージャケット
１３外側壁
１４内側壁
１５スカート部
１６ねじ穴
１６ａ第１のねじ穴
１６ｂ第２のねじ穴
２０シリンダヘッド
３０ヘッドボルト
３１第１のヘッドボルト
３２第２のヘッドボルト
４０アルミ鋳造ゲート

Claims

内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、該シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有するシリンダブロック。
前記ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい、請求項１記載のシリンダブロック。
前記シリンダブロックのヘッドボルト締付軸力が、前記一般肉厚の薄肉側が厚肉側より低い、請求項１記載のシリンダブロック。
内燃機関のシリンダヘッドとヘッドボルトで締結されるシリンダブロックにおいて、該シリンダブロックの右側壁と左側壁とで一般肉厚が２ｍｍ以上異なる非対称壁厚構造を有し、前記ヘッドボルトと螺合する肉厚の薄肉側のねじサイズが厚肉側のねじサイズより小さい、シリンダブロック。