JP2005106037A

JP2005106037A - 内燃機関のシリンダブロック

Info

Publication number: JP2005106037A
Application number: JP2003344321A
Authority: JP
Inventors: Teru Ogawa; 輝小川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】クランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる内燃機関のシリンダブロックを提供する。
【解決手段】複数のシリンダボア５ａ〜５ｄを有し、クランクジャーナル受け部７の両側がスカート部８にて覆われた内燃機関のシリンダブロック２において、少なくとも一方の側のスカート部８の肉厚をシリンダボア５ａ〜５ｄの並び方向に関して両端部８ａよりも中央部８ｂで厚く設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は内燃機関のシリンダブロックに関する。

直列４気筒型内燃機関のシリンダブロックの下端に設けられた５個の軸受のうち、シリンダブロックを加振する力が集中して作用する、変速機から遠い側の２番目、又は２番目と４番目の軸受のみを補強した内燃機関のシリンダブロックが知られている（特許文献１参照）。

特開平８−２７７７４７号公報

内燃機関のシリンダブロックとシリンダヘッドとの間には、ヘッドガスケットの気密性を高める目的で各シリンダ開口部の周囲にシムが配置されている。このため、ヘッドボルトをシリンダブロックにねじ込んでシリンダヘッドを固定すると、シムの厚みの影響で、ヘッドボルトのねじ込みに応じた反力がシリンダブロックに付加される。シリンダブロックに複数のシリンダボアが設けられている場合、シリンダボアの並び方向に関して中央部に配置されたヘッドボルトでは、その両側にシムが配置されているのに対し、並び方向に関して両端部に配置されたヘッドボルトでは、片側（並び方向の中央部側）のみにシムが配置されている。このため、ヘッドボルトのねじ込みに応じた反力が、シリンダボアの並び方向の両端部に比較して中央部で大きくなる。シリンダブロックでは、この反力に応じた下方向のたわみが生じるので、シリンダボアの並び方向に関してシリンダブロックのたわみが不均一となる。従って、シリンダブロック下面に設けられた複数のクランクジャーナル受け部の同軸度が低下するおそれがある。

そこで、本発明はクランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる内燃機関のシリンダブロックを提供することを目的とする。

本発明の内燃機関のシリンダブロックは、複数のシリンダボアを有し、クランクジャーナル受け部の両側がスカート部にて覆われた内燃機関のシリンダブロックにおいて、少なくとも一方の側の前記スカート部の肉厚が前記シリンダボアの並び方向に関して両端部よりも中央部で厚く設定されることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

この発明によれば、シリンダボアの並び方向の中央部では、スカート部の肉厚が厚く設定されることにより、両端部に比較してシリンダブロックの剛性が大きくなる。従って、シリンダブロックの中央部に両端部より大きい力が作用しても、両端部と中央部とで生じるたわみを均一化して、クランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる。

本発明の内燃機関のシリンダブロックにおいて、前記クランクジャーナル受け部が複数設けられ、前記シリンダボアの並び方向に関して両端のクランクジャーナル受け部と、これらに隣接する内側のジャーナル受け部との間の前記スカート部の肉厚よりも、前記内側のジャーナル受け部間のスカート部の肉厚が大きく設定されてもよい（請求項２）。

ヘッドボルトのねじ込みによって内側のクランクジャーナル受け部に生じる下方向へのたわみは、両端に配置されたクランクジャーナル受け部と比較して大きい。従って、内側に配置されたクランクジャーナル受け部に対応させてスカート部の肉厚を比較的大きく設定することにより、シリンダブロックの両端部と中央部とで生じるたわみを効果的に均一化し、クランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる。

以上に説明したように、本発明によれば、シリンダブロックのスカート部の肉厚がシリンダボアの並び方向に関して両端部よりも中央部で厚く設定されることにより、両端部と中央部とで生じるたわみを均一化して、クランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる。

図１は本発明のシリンダブロックが適用された内燃機関の要部を示している。図１の内燃機関は直列４気筒のレシプロ式のガソリンエンジン（以下、エンジンと略称する。）１として構成されている。エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２の下方からシリンダブロック２の下面に着脱可能に取り付けられたクランクケース３と、シリンダブロック２とクランクケース３とによって挟み込まれるように配置されたクランク軸４と、を備えている。シリンダブロック２、クランクケース３、及びクランク軸４は、金属材料の一体鋳造によってそれぞれ形成されている。

シリンダブロック２には、複数（図１では４つ）のシリンダボア５ａ〜５ｄが形成されている。各シリンダボア５ａ〜５ｄの間を仕切るように配置された隔壁６、及びシリンダブロック２の側壁２ａの下端部には、半円筒形状の内面を有するクランクジャーナル受け部７ａ〜７ｅが、それぞれ設けられている。図２及び図３に示すように、クランクジャーナル受け部７ａ〜７ｅ（図１）は、その両側をスカート部８によって覆われるようにして配置されている。クランクジャーナル受け部７ａ〜７ｅに対向するクランクケース３の上部には、半円筒形状の内面を有するクランクジャーナル受け部９ａ〜９ｅが設けられている。各クランクジャーナル受け部７ａ〜７ｅ、９ａ〜９ｅは互いに組み合わされ、ベアリング１０を介してクランク軸４を回転自在に支持している。

スカート部８は、シリンダボア５ａ〜５ｄの中心線を含む平面ＶＰに関して対称に、かつ平面ＶＰに直交する方向に関する互いの距離が平面ＶＰに沿って下方に向かうほど漸次拡大するように設けられている。図４に示すように、スカート部８では、シリンダボア５ａ〜５ｄの並び方向に関して両端のクランクジャーナル受け部７ａ、７ｅ（図１）と、これらに隣接する内側のジャーナル受け部７ｂ、７ｄ（図１）との間のスカート部８ａの肉厚よりも、内側のジャーナル受け部７ｂ、７ｄ（図１）の間のスカート部８ｂの肉厚が大きくなるように設定されている。具体的には、両端部８ａの肉厚Ｔ１（図２）と比較して、中央部８ｂの肉厚Ｔ２（図３）のほうが大きくなるように設定されている。

図１に戻って、クランク軸４には、コンロッド１１を介してピストン１２が接続されている。ピストン１２は、各シリンダボア５ａ〜５ｄの内部に挿入され、上下方向に関して往復運動可能とされている。シリンダブロック２の上面２ｂには、各シリンダボア５ａ〜５ｄの開口部を閉じるようにして、不図示のシリンダヘッドが配置されている。

図４に示すように、シリンダヘッド（不図示）の下面とシリンダブロック２の上面２ｂとの間には、不図示のヘッドガスケット、及びヘッドガスケットのシール面圧を高めるためのシム１３が設けられている。シム１３は、シリンダボア５ａ〜５ｄの開口部の周囲にそれぞれ配置されている。シリンダボア５ａ〜５ｄの開口部の周囲には、ねじ穴１４が配置されている。このねじ穴１４に不図示のヘッドボルトをねじ込むことによって、シリンダヘッドはシム１３を挟み込むようにしてシリンダブロック２に組み付けられている。

以上の構成のシリンダブロック２では、シリンダボア５ａ〜５ｄの並び方向に関して両端のクランクジャーナル受け部７ａ、７ｅと、これらに隣接する内側のジャーナル受け部７ｂ、７ｄとの間のスカート部８ａの肉厚よりも、内側のジャーナル受け部７ｂ、７ｄの間のスカート部８ｂの肉厚が大きくなるように設定されているので、ジャーナル受け部７ｂ、７ｄ間のシリンダブロック２の剛性を大きくできる。従って、ヘッドボルトを締め付けてシリンダヘッドを組み付ける際に、シム１３の厚みの影響でシリンダブロック２の中央部に両端部より大きい反力が作用した場合でも、中央部に生じるたわみを従来のシリンダブロックより小さくできる。これにより、シリンダブロック２の両端部と中央部とで生じるたわみを均一化して、クランクジャーナル受け部７ａ〜７ｅの同軸度を向上させることができる。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えばエンジンは直列式に限定されず、Ｖ型式等のエンジンにも本発明は適用できる。Ｖ型式のエンジンの場合には、一方のバンクのシリンダボアと、他方のバンクのシリンダボアとは、シリンダボアの並び方向に関してオフセットした状態で配置されている。この状態でヘッドボルトが締め付けられると、直列式の場合と比較して、シリンダブロック２に作用する反力が大きくなるためクランクジャーナル受け部での変形が大きくなり易い傾向があるが、スカート部８の肉厚を適宜大きく設定することにより、クランクジャーナル受け部の同軸度を向上させることができる。気筒数も４気筒に限らず任意に変更してよい。また、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンにも適用可能である。シリンダボア５ａ〜５ｄの並び方向に関してスカート部８の肉厚を大きく設定する範囲は、シリンダブロック２の中央部の剛性が、両端部に比較して大きくなるように肉厚を設定する限りにおいて、適宜に設定してよい。さらに、スカート部８の肉厚は、スカート部８の一方の側（例えば、図３において右側）のみを厚く設定してもよい。

本発明のシリンダブロックが適用された内燃機関の要部を示す図。図１のII−II線に沿ったシリンダブロックの部分断面図。図１のIII−III線に沿ったシリンダブロックの部分断面図。本発明に係るシリンダブロックの要部を示す斜視図。

符号の説明

１エンジン
２シリンダブロック
３クランクケース
４クランク軸
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄシリンダボア
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅクランクジャーナル受け部
８スカート部
１３シム

Claims

複数のシリンダボアを有し、クランクジャーナル受け部の両側がスカート部にて覆われた内燃機関のシリンダブロックにおいて、少なくとも一方の側の前記スカート部の肉厚が前記シリンダボアの並び方向に関して両端部よりも中央部で厚く設定されていることを特徴とする内燃機関のシリンダブロック。
前記クランクジャーナル受け部が複数設けられ、前記シリンダボアの並び方向に関して両端のクランクジャーナル受け部と、これらに隣接する内側のジャーナル受け部との間の前記スカート部の肉厚よりも、前記内側のジャーナル受け部間のスカート部の肉厚が大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のシリンダブロック。