JP2010151063A - シリンダブロック - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダヘッドとシリンダボアとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を低減可能なシリンダブロックを提供する。
【解決手段】このシリンダブロック１は、複数のシリンダ１１，１３，１５が直列方向に並べられるシリンダ列と、シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケット３０と、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴２１，２２，２３，２４をウォータジャケット外周に備える。そして、シリンダに挟まれる位置に設けられるヘッドボルト穴２２，２３近傍のウォータジャケット３０には、デッキ面からウォータジャケット３０の底面までのジャケット深さが、シリンダに挟まれないヘッドボルト穴２１のジャケット深さより深さの大きい深底部３１Ｂを形成する。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数のシリンダが直列方向に並べられるシリンダ列と、シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケットと、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴をウォータジャケット外周に備えるシリンダブロックに関する。

内燃機関のシリンダブロック周囲にはウォータジャケットが形成されている。このウォータジャケット内を流れる冷却水により、シリンダブロック、シリンダヘッドまたはシリンダ内のピストン等機関本体が冷却されて適正な温度に維持される。従来こうしたシリンダブロックとしてはウォータジャケットがシリンダブロック内部に閉じる態様で形成されるクローズド型と呼ばれるシリンダブロックが主流であった。現在では、シリンダブロックの冷却効率の向上や軽量化のために、シリンダブロックとシリンダヘッドの接合面に渡ってウォータジャケットが形成されるオープンデッキ型のシリンダブロックが実用化されている（例えば特許文献１）。

ところで、シリンダブロックには、その上部にガスケットを介してシリンダヘッドが取り付けられる。取り付けにはヘッドボルトが使われる。シリンダヘッドに設けられたヘッドボルト孔とシリンダブロックの上端面であるデッキ面に開口したヘッドボルト穴との位置を合わせてヘッドボルトをヘッドボルト穴にねじ込み、シリンダヘッドとシリンダブロックとを固定する。
特開平１０−４７１４３号公報

ところが、このようなボルト穴を有するシリンダブロックにあっては、ヘッドボルト穴にヘッドボルトをねじ込んだ際に、その締め付け力に応じた内部応力が生じる。その結果、ヘッドボルト穴底面付近においてシリンダボアがヘッドボルト側に引っ張られるような形状の変形が生じてしまう。シリンダボアの変形はオイルリング等によるシリンダボアの密封性を低減させるなどの問題を生じ、燃費の悪化等を引き起こしかねない。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダヘッドとシリンダボアとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を低減可能なシリンダブロックを提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、複数のシリンダが直列方向に並べられるシリンダ列と、前記シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケットと、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴を前記ウォータジャケット外周に備えるシリンダブロックにおいて、シリンダに挟まれる位置に設けられる前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ａ近傍のウォータジャケットについて、前記デッキ面から前記ウォータジャケットの底面までの距離であるジャケット深さは、前記シリンダに挟まれない前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ｂのうち少なくとも１つの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍の前記ジャケット深さより深さの大きい深底部を形成することを要旨としている。

この発明では、シリンダに挟まれるヘッドボルト穴Ａ近傍のジャケット深さを、シリンダに挟まれないヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さよりも大きなものとしている。
ヘッドボルト穴にヘッドボルトをねじ込んだ時に発生するシリンダボアの変形を生じさせる内部応力は、ヘッドボルト穴近傍のジャケット深さを大きくすることで、ウォータジャケットに吸収されることになる。このため、シリンダボアの変形を低減することが可能となる。

さらに、シリンダに挟まれていないヘッドボルト穴Ｂにおいては、ヘッドボルト穴とシリンダブロック外壁までの距離が、ヘッドボルト穴Ａと比較して小さくなることがある。このため、ヘッドボルト穴Ｂ近傍のシリンダブロックの剛性は小さくなっている。従って、このようなヘッドボルト穴Ｂ近傍においても同様に、ジャケット深さを大きくするとシリンダボアの変形が大きくなるおそれがある。

このため、ヘッドボルト穴Ｂをヘッドボルト穴Ａと同じジャケット深さにした場合と異なり、ヘッドボルト穴Ｂ近傍のシリンダボアの変形を抑制可能となる。従って、シリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を低減可能となる。

（２）請求項２に記載の発明は、複数のシリンダが直列方向に並べられるシリンダ列と、前記シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケットと、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴を前記ウォータジャケット外周に備えるシリンダブロックにおいて、前記ヘッドボルト穴の底面について、前記ヘッドボルト穴の軸中心とシリンダブロック外壁の外周面との距離が大きくヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性の大きなヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ａ近傍のウォータジャケットの前記デッキ面から底面までの距離であるジャケット深さは、前記シリンダブロック外壁の外周面との距離が小さく前記ヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性が小さな前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ｂのうち少なくとも１つの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍の前記ジャケット深さより深さの大きい深底部を形成することを要旨としている。

この発明では、シリンダブロックの外周面とヘッドボルト穴との距離の大きいヘッドボルト穴Ａ近傍のジャケット深さを、シリンダブロックの外周面とヘッドボルト穴との距離の小さいヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さよりも深くしている。すなわち、ヘッドボルト穴近傍の剛性が大きい箇所のジャケット深さが大きくなるようにウォータジャケットの底面を形成している。ヘッドボルト穴にヘッドボルトをねじ込んだ時に発生するシリンダボアの変形を生じさせる内部応力は、ヘッドボルト穴近傍のジャケット深さを大きくすることで、ウォータジャケットに吸収されることになる。このため、シリンダボアの変形を低減することが可能となる。

一方、周囲の外壁の剛性が小さな部分のヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さを大きくすると、外壁の剛性が小さいために、シリンダボアの変形がさらに大きくなるおそれがある。

この点、上記構成によれば、ヘッドボルト穴Ｂをヘッドボルト穴Ａと同じジャケット深さにした場合とは異なり、ヘッドボルト穴Ｂ近傍のシリンダボアの変形を抑制可能となる。従って、シリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を低減可能となる。

（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のシリンダブロックにおいて、前記ヘッドボルト穴Ｂは、シリンダに挟まれないシリンダ列端のヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴であって、前記ヘッドボルト穴Ａは、シリンダに挟まれるヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴であって、前記ヘッドボルト穴Ｂは前記距離が、前記ヘッドボルト穴Ａの前記距離よりも小さなものであることを要旨としている。

（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、前記深底部のジャケット深さは、前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のいずれのジャケット深さよりも大きなものであることを要旨としている。

この発明では、全てのヘッドボルト穴Ａ近傍のウォータジャケット深さよりも深底部のジャケット深さを大きなものとしている。ヘッドボルト穴Ｂはいずれも他のヘッドボルト穴Ａと比較してシリンダボア変形を招きやすい。このため、全てのヘッドボルト穴Ａ近傍のジャケット深さをいずれのヘッドボルト穴Ｂよりも大きくすることで、該シリンダ列の全てのシリンダボアの変形を、好適に低減可能となる。

（５）請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のシリンダブロックにおいて、前記ヘッドボルト穴から離れた部位には、前記ジャケット深さが前記深底部よりも小さく、いずれの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さと同じ若しくはこれより浅い浅底部が形成されることを要旨としている。

この発明では、ヘッドボルト穴から離れたウォータジャケットの部位には深さの浅い浅底部形成されている。ヘッドボルト穴近傍では、ジャケット深さを大きくすることによってヘッドボルトねじ込みによるシリンダボア変形抑制効果を得ることができる。一方、ヘッドボルト締結に起因するシリンダボアへの影響が小さいヘッドボルト穴近傍以外においては、ジャケット深さを小さくすることでシリンダの剛性が大きくなる。これによって、シリンダの変形可能なシリンダ軸方向の長さが小さくなることにより、筒内圧力によるシリンダヘッド側の変形を抑制可能となる。

（６）請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のシリンダブロックにおいて、前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さと前記浅底部のジャケット深さが同じ大きさであることを要旨としている。

この発明では、浅底部と、深底部を設けないヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さを同じものとしている。従って、ヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さが浅底部と同じ大きさとなる。すなわち、ヘッドボルト穴Ｂ近傍においても浅底部が形成されるため、ヘッドボルト穴Ｂ近傍において、シリンダブロック外壁の剛性がジャケットを深くすることによって小さなものになることを低減可能となる。

（７）請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、前記シリンダブロックは、Ｖ型のバンクを有するエンジンに設けられるものであって、前記ヘッドボルト穴Ｂは、前記シリンダに挟まれない前記ヘッドボルト穴であって、且つ前記各バンクにおいてシリンダ外壁の外周面との距離が小さなシリンダ列の端面側に設けられるヘッドボルト穴であることを要旨としている。

Ｖ型エンジン、例えばＶ型６気筒エンジンにおいては、各バンクには３つのシリンダが直列に並んでいる。そして、各シリンダの外周に４つずつ且つシリンダ列と並行する態様でシリンダ列の両側に２列となるように、計８つのヘッドボルト穴が設けられている。そして、この８つのヘッドボルト穴のうち一方の端部に設けられているヘッドボルト穴２つと、他方の端部に設けられているヘッドボルト穴２つとでは、シリンダブロックの外壁の外周面との距離がそれぞれ異なっている。すなわち、シリンダブロックの外壁の外周面との距離が最も小さくなっている一方の端部の２つのヘッドボルト穴すなわちヘッドボルト穴Ｂは、該当部の周囲の外壁の剛性が小さいと言える。

従って、この発明では、剛性が小さい側の端のヘッドボルト穴Ｂ以外のヘッドボルト穴近傍のジャケット深さを大きくして深底部を形成するとともに、ヘッドボルト穴Ｂにおいては、深底部よりも浅くなるようにしている。

これによって、ヘッドボルトをねじ込んだ際のシリンダボアの変形が低減され、一方で剛性の小さなヘッドボルト穴Ｂ近傍はジャケット深さを他のヘッドボルト穴より小さくすることで、シリンダ列の全てのシリンダについて、シリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を好適に低減可能となる。

（８）請求項８に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、前記シリンダブロックは、直列型エンジンに設けられるものであって、前記ヘッドボルト穴Ｂは、シリンダ列の両端に設けられる前記ヘッドボルト穴であることを要旨としている。

直列気筒エンジンにおいては、エンジンの搭載スペースの省スペース化のために、シリンダブロックのシリンダ列の列方向における両端部のシリンダブロック厚さを小さくしている。このため、両端部の外壁の外周面とヘッドボルト穴との距離が小さくなっている。すなわち、両端部の４つのヘッドボルト穴、すなわちヘッドボルト穴Ｂは、該当部の周囲の外壁の剛性が小さいと言える。

従って、この発明では、剛性が小さい両端のヘッドボルト穴Ｂ以外のヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ａ近傍のジャケット深さを大きくして深底部を形成するとともに、両端のヘッドボルト穴Ｂにおいては、深底部よりも浅くなるようにしている。

これによって、ヘッドボルトをねじ込んだ際のシリンダボアの変形が低減され、一方で剛性の小さなヘッドボルト穴Ｂ近傍はジャケット深さを小さくすることで、シリンダ列の全てのシリンダについて、シリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を好適に低減可能となる。

（第１実施形態）
図１〜図４を参照して、本発明をＶ型エンジンのオープンデッキ型のシリンダブロックとして具体化した第１実施形態について説明する。Ｖ型エンジンのシリンダブロックは、３つのシリンダが直列に並んだ２つのシリンダ列がクランクシャフトを中心としてＶ字状に配置されている。

図１に示されるように、Ｖ型エンジンのシリンダブロックの１つのバンク１Ａのシリンダ列をシリンダヘッド側である上端面（以下、デッキ面とする）から見ると、３つのシリンダ１１，１３，１５が直列に配されている。また、そのシリンダ列の周囲を取り囲むようにウォータジャケット３０が設けられており、さらに各シリンダ１１，１３，１５の四方にヘッドボルト穴２１，２２，２３，２４が設けられている。図示しないが、各シリンダ列のデッキ面には、ガスケットを介してシリンダヘッド、ヘッドカバーが取り付けられるようになっている。

図中最も左側のシリンダ１１のシリンダボア１１Ｂの外周には、ウォータジャケットを挟んで、シリンダ１３とは隣接しない側にヘッドボルト穴２１が設けられている。また、シリンダ１３と隣接する側にはヘッドボルト穴２２が設けられている。さらに、シリンダ１３の外周であって、シリンダ１５と隣接する部位にはヘッドボルト穴２３が設けられている。そして、シリンダ１５のシリンダ１３と隣接しない側にはヘッドボルト穴２４が設けられている。すなわち、ヘッドボルト穴はシリンダ列の両側にそれぞれシリンダ列と平行となるように、各シリンダの外周に４つずつ配置されている。

各ヘッドボルト穴２１，２２，２３，２４とシリンダブロック１の外壁との距離であるシリンダブロック１の外壁の厚さＷは、それぞれ厚さＷ２１，Ｗ２２，Ｗ２３，Ｗ２４となっている。ここで、「Ｗ２１＜Ｗ２２＝Ｗ２３＝Ｗ２４」の関係が成立している。すなわち、シリンダ１１のシリンダ１３と隣接しない側のヘッドボルト穴２１に対応するシリンダブロックの厚さＷ２１が、他のヘッドボルト穴２２，２３，２４に対応するシリンダブロックの厚さＷ２２，Ｗ２３，Ｗ２４と比べて最も小さくなっている。

また、バンク１Ａの外周に設けられるウォータジャケット３０には、デッキ面からジャケットの底面までの距離、すなわちジャケット深さＨの異なる深底部３１Ｂ（斜線部）と浅底部３１Ａとが交互に設けられている。すなわち、ヘッドボルト穴２２，２３，２４の近傍は深底部３１Ｂとされる一方、ヘッドボルト穴２１近傍及びヘッドボルトから遠い部分は浅底部３１Ａとされている。図３にて示されるように、深底部３１Ｂは最深部３１Ｃと、最深部３１Ｃと浅底部３１Ａとを繋ぐ傾斜面である傾斜部３１Ｄとから構成されている。図１を参照して、ヘッドボルト穴２２を例にとって詳述する。

最深部３１Ｃは、ヘッドボルト穴２２の中心と、接するシリンダ１１及びシリンダ１３のそれぞれのシリンダ軸１１Ｃ，１３Ｃとを結ぶ仮想線Ｌ１１Ｃ，Ｌ１３Ｃによってウォータジャケット３０に形成される領域に形成されている。また、傾斜部３１Ｄは、ヘッドボルト穴２２の中心とシリンダ１１，１３の図中上部のそれぞれの頂点１１Ｔ，１３Ｔとを結ぶ仮想線Ｌ１１Ｔ，Ｌ１３Ｔと、前述の仮想線Ｌ１１Ｃ，Ｌ１３Ｃとの間に形成される領域に形成されている。ヘッドボルト穴２４においては、シリンダボア１５Ｂのシリンダ軸１５Ｃとヘッドボルト穴２４とを結ぶ仮想線Ｌ１５Ｃを中心に、シリンダボア１５Ｂの図中上部の頂点１５Ｔとを結ぶ仮想線Ｌ１５Ｔと、シリンダボア１５Ｂの図中上部の頂点１５Ｒとを結ぶ仮想線Ｌ１５Ｒとの間に形成される領域に深底部３１Ｂが形成されている。バンク１Ａは上下対称であるため、バンク１Ａの下半面においても同様の構成となっている。

他方のバンク１Ｂにおいては、バンク１Ａと水平対称の関係が成立する。すなわち、シリンダ１１とシリンダ１６とが、シリンダ１３とシリンダ１４とが、シリンダ１５とシリンダ１２とがそれぞれ対応する。図２にて示されるように、図中最も右側のシリンダ１２の右側に設けられるヘッドボルト穴２８に対応するシリンダブロックの厚さＷ２８が、他のヘッドボルト穴２５，２６，２７に対応する厚さＷ２５，Ｗ２６，Ｗ２７のいずれよりも小さなものとなっている。すなわち、バンク１Ｂにおいては「Ｗ２８＜Ｗ２５＝Ｗ２６＝Ｗ２７」の関係が成立している。そして、ウォータジャケット３０は、ヘッドボルト穴２５，２６，２７近傍においては深底部３１Ｂが形成され、ヘッドボルト穴２５，２６，２７から比較的遠い部分及びヘッドボルト穴２８近傍において浅底部３１Ａが形成されている。

図３を参照して、バンク１Ａにおけるウォータジャケット３０の深さについて説明する。シリンダブロック１のデッキ面からウォータジャケットの底面までの距離であるジャケット深さＨは、ヘッドボルト穴２２，２３，２４の近傍においては深底部３１Ｂが形成されてジャケット深さＨ３となっている。ヘッドボルト穴２２，２３，２４から比較的遠い場所においては、浅底部３１Ａが形成され、ジャケット深さＨ１となっている。また、ヘッドボルト穴２１近傍においても、浅底部３１Ａが形成され、ジャケット深さＨ１となっている。さらに、深底部３１Ｂは中間部に最深部３１Ｃを設けており、最深部３１Ｃと浅底部３１Ａとの間には、浅底部３１Ａと最深部３１Ｃとを繋ぐように底面が傾斜している傾斜部３１Ｄが形成されている。すなわち、ウォータジャケット３０は、浅底部３１Ａ、傾斜部３１Ｄ、深底部３１Ｂ、傾斜部３１Ｄの順で繰り返すようにシリンダ列の外周に形成されている。

また、深底部３１Ｂのジャケット深さＨ３は、ヘッドボルト穴２２，２３，２４の深さＨ２よりも大きいものであり、浅底部３１Ａのジャケット深さＨ１は、ヘッドボルト穴のジャケット深さＨ３よりも小さいものとなっている。すなわち、それぞれの深さにおいて、「Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３」の関係が成立している。

ヘッドボルト穴にヘッドボルトをねじ込むと、これにともなってウォータジャケット底面に内部応力が発生するが、ヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍のウォータジャケット３０を深底部３１Ｂとし、さらに浅底部３１Ａに向けて傾斜する傾斜部３１Ｄを備えたことで、内部応力は分散する。

なお、これらはバンク１Ｂにおいても同様のことが言える。ただし、バンク１Ｂはバンク１Ａと水平対称となるため、バンク１Ａにおける左端のヘッドボルト穴２１とバンク１Ｂにおける右端のヘッドボルト穴２８が対応するようになる。

図４を参照して、ヘッドボルトねじ込みによるシリンダボアの変形について詳述する。図４の破線の形状Ａは変形前のシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂのヘッドボルト穴底面付近の形状Ａをそれぞれ示している。これらはいずれも同径の円形状である。そして、実線の形状Ｂは本実施形態のバンク１Ａにおけるシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂのヘッドボルトねじ込み後の変形を誇張した形状を示している。さらに破線の形状Ｃは本実施形態のようにウォータジャケット３０に浅底部３１Ａ及び深底部３１Ｂを設けない場合の仮想のシリンダボアの変形後の形状を示している。そして、破線の形状Ｄはヘッドボルト穴２２，２３，２４及びヘッドボルト穴２１の近傍に深底部３１Ｂを設けたときの仮想のシリンダボアの変形後の形状を示している。ヘッドボルトをヘッドボルト穴にねじ込むと、シリンダボアにはヘッドボルト穴底面付近において四方のヘッドボルト穴に引っ張られるような変形が生じる。

シリンダボア１３Ｂ及びシリンダボア１５Ｂにて示されるように、本実施形態においてウォータジャケット３０に深底部３１Ｂを設けたことで、シリンダボアの変形は、仮想のシリンダボアの変形の形状Ｃよりも形状Ａに近い形状Ｂとなる。

また、シリンダ１１においてヘッドボルト穴２１近傍のウォータジャケット３０に深底部３１Ｂを設けると形状Ｄのようにシリンダ列端部側の変形を大きくさせてしまう。しかし、本実施形態においては、ヘッドボルト穴２１の近傍は浅底部３１Ａとしているため、形状Ｄよりも変形の小さな形状Ｂとなる。

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する作用効果を奏することができる。なお、本実施形態においてバンク１Ａとバンク１Ｂとは水平対称であるため、特に記述しないが、バンク１Ｂにおいても以下の効果と同様の効果が奏される。

（１）本実施形態では、シリンダに挟まれる位置に設けられるヘッドボルト穴２２，２３近傍のウォータジャケット３０について、ジャケット深さＨ３は、シリンダに挟まれないヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨ１より深さの大きい深底部３１Ｂを形成するようにした。ヘッドボルト穴２２，２３にヘッドボルトをねじ込んだ時に発生するシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂの変形を生じさせる内部応力は、ヘッドボルト穴２２，２３近傍のジャケット深さＨを大きくすることで、ウォータジャケット３０に吸収されることになる。このため、図４中の形状Ｂに示されるようにシリンダボアの変形を低減することが可能となる。

さらに、シリンダに挟まれていないヘッドボルト穴２１においては、ヘッドボルト穴２１とシリンダブロック１外壁までの距離が、ヘッドボルト穴２２，２３と比較して小さくなることがある。このため、ヘッドボルト穴２１近傍のシリンダブロック１の剛性は小さくなっている。従って、このようなヘッドボルト穴２２，２３近傍においても同様にジャケット深さＨを大きくするとシリンダボアの変形が大きくなるおそれがある（図４中の形状Ｄを参照）。

このため、本実施形態によれば、ヘッドボルト穴２１をヘッドボルト穴２２，２３と同じジャケット深さＨ３にした場合とは異なり、ヘッドボルト穴２１近傍のシリンダボア１１Ｂの変形を抑制可能となる。従って、シリンダブロック１とシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂの変形を低減可能となる。

（２）本実施形態では、ヘッドボルト穴底面におけるヘッドボルト穴の軸中心とシリンダブロック外壁の外周面との距離が大きい、すなわちヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性の大きなヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍のウォータジャケット３０のジャケット深さＨ３は、ヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性が小さなヘッドボルト穴、すなわちシリンダブロック１外壁の外周面との距離が小さいヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨ１よりも深い深底部３１Ｂが形成されている。

すなわち、ヘッドボルト穴近傍の剛性が大きい箇所のジャケット深さＨが大きくなるようにウォータジャケット３０の深底部３１Ｂが形成されている。ヘッドボルト穴にヘッドボルトをねじ込んだ時に発生するシリンダボアの変形を生じさせる内部応力は、ヘッドボルト穴近傍のジャケット深さを大きくすることで、ウォータジャケット３０に吸収されることになる。このため、シリンダボア１３Ｂ，１５Ｂの変形を、低減することが可能となる。

一方、周囲の外壁の剛性が小さな部分のヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨ１を大きくすると、外壁の剛性が小さくなり、ジャケット深さＨ１を大きくしない場合と比較してシリンダボア１１Ｂの変形がさらに大きくなるおそれがある。

この点、本実施形態では、ヘッドボルト穴２１をヘッドボルト穴２２，２３，２４と同じジャケット深さＨ１にした場合とは異なり、ヘッドボルト穴２１近傍のシリンダボア１１Ｂの変形を抑制可能となる。従って、シリンダブロック１とシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を低減可能となる。

（３）本実施形態では、深底部３１Ｂのジャケット深さＨ３は、ヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨ１よりも大きなものであるものとしている。すなわち、いずれのヘッドボルト穴２１近傍のウォータジャケット深さＨよりも深底部３１Ｂのジャケット深さＨ３を大きなものとしている。ヘッドボルト穴２１は他のヘッドボルト穴２２，２３，２４と比較してシリンダボア１１Ｂ変形を招きやすい。このため、いずれのヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍のジャケット深さＨ３をヘッドボルト穴２１よりも大きなものとすることで、バンク１Ａの全てのシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂの変形を好適に低減可能となる。

（４）本実施形態では、ヘッドボルト穴から離れた部位には、ジャケット深さＨが深底部３１Ｂよりも小さく、ヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍のジャケット深さＨ３以上にジャケット深さＨが小さい浅底部３１Ａが形成されるようにしている。

ヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍では、ジャケット深さＨを大きくすることによってヘッドボルトねじ込みによるシリンダボア変形抑制効果を得ることができる。一方、ヘッドボルトねじ込みに起因するシリンダボアへの影響が小さいヘッドボルト穴近傍以外においては、ジャケット深さＨを小さくすることでシリンダの剛性が大きくなる。これによって、シリンダの変形可能なシリンダ軸方向の長さが小さくなることにより、筒内圧力によるシリンダヘッド側の変形を抑制可能となる。

（５）本実施形態では、ヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨと浅底部３１Ａのジャケット深さＨとを同じ大きさ（ジャケット深さＨ１）にしている。従って、ヘッドボルト穴２１近傍のジャケット深さＨ１が浅底部３１Ａと同じ大きさとなるため、ヘッドボルト穴２１近傍において、シリンダブロック１外壁の剛性がジャケット３０を深くすることによって小さなものになることを低減可能となる。

（６）本実施形態では、シリンダブロック１は、Ｖ型のバンクを有するエンジンに設けられるものであって、ヘッドボルト穴２１は、シリンダに挟まれないヘッドボルト穴２１であり、且つ各バンク１Ａ，１Ｂにおいて最も厚さＷが小さなシリンダ列の端面側に設けられるヘッドボルト穴２１であるようにしている。

Ｖ型エンジン、例えばＶ型６気筒エンジンにおいては、一方のバンク１Ａには３つのシリンダ１１，１３，１５が直列に並んでいる。そして、各シリンダ１１，１３，１５の外周に４つずつ且つシリンダ列と並行する態様でシリンダ列の両側に２列となるように、計８つのヘッドボルト穴が設けられている。そして、この８つのヘッドボルト穴のうち一方の端部に設けられているヘッドボルト穴２１の２つと、他方の端部に設けられているヘッドボルト穴２４の２つとでは、シリンダブロック１の外周面との距離である厚さＷがそれぞれ異なっている。すなわち、シリンダブロック１の外壁の厚さＷが最も小さくなっている一方の端部の２つのヘッドボルト穴すなわちヘッドボルト穴２１は、該当部の周囲の外壁の剛性が小さいと言える。

従って、剛性が小さい側の端のヘッドボルト穴２１以外のヘッドボルト穴２２，２３，２４近傍のジャケット深さＨを大きくして深底部３１Ｂを形成するとともに、ヘッドボルト穴２１においては、深底部３１Ｂよりも浅くなるようにしている。

これによって、ヘッドボルトをねじ込んだ際のシリンダボアの変形が低減され、一方で剛性の小さなヘッドボルト穴２１近傍はジャケット深さＨを他のヘッドボルト穴２２，２３，２４より小さくすることで、シリンダ列の全てのシリンダについて、シリンダブロック１とシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボア１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂの変形を好適に低減可能となる。

（７）さらに、浅底部３１Ａを設けたことで、ウォータジャケット３０のジャケット深さＨが小さい、すなわち流路面積が小さくなる。このため、浅底部３１Ａを設けない場合と比較して、ジャケット内部を流通する冷却水の流速が大きくなるために、冷却効率が大きいものとなる。

（第２実施形態）
図５及び図６を参照して本発明を直列４気筒エンジンのオープンデッキ型のシリンダブロックとして具体化した第２実施形態について説明する。

図５に示されるように、直列４気筒エンジンのシリンダブロックをデッキ面から見ると、４つのシリンダボア４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂが直列に配されている。シリンダ列の周囲を取り囲むようにウォータジャケット６０が設けられており、さらに各シリンダボア４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂの四方にヘッドボルト穴が設けられている。図中最も左側のシリンダ４１のシリンダボア４１Ｂの外周には、ウォータジャケット６０を挟んで、シリンダ４２とは隣接しない側にヘッドボルト穴５１が設けられている。また、シリンダ４２と隣接する側にはヘッドボルト穴５２が設けられている。さらに、シリンダ４２の外周であって、シリンダ４３と隣接する部位にはヘッドボルト穴５３が設けられている。シリンダ４３の外周であって、シリンダ４４と隣接する部位にはヘッドボルト穴５４が設けられている。そして、シリンダ４４のシリンダ４３と隣接しない側にはヘッドボルト穴５５が設けられている。すなわち、ヘッドボルト穴はシリンダ列の両側にそれぞれシリンダ列と平行となるように、各シリンダの外周に４つずつ配置されている。

各ヘッドボルト穴とシリンダヘッドの外壁との距離であるシリンダブロックの厚さＷは、それぞれ厚さＷ５１，Ｗ５２，Ｗ５３，Ｗ５４となっている。ここで、「Ｗ５１＜Ｗ５２＝Ｗ５３＝Ｗ５４」の関係が成立している。すなわち、シリンダ４１のシリンダ４２と隣接しない側のヘッドボルト穴５１及びシリンダ４４のシリンダ４３と隣接しない側のヘッドボルト穴５５に対応するシリンダブロックの厚さＷ５１，Ｗ５５が、他のヘッドボルト穴５２，５３，５４に対応するシリンダブロックの厚さＷ５２，Ｗ５３，Ｗ５４と比べて最も小さくなっている。

また、シリンダ列の外周に設けられるウォータジャケット６０には、デッキ面からジャケットの底面までの距離、すなわちジャケット深さＨの異なる深底部６１Ｂ（斜線部）と浅底部６１Ａとが交互に設けられている。ヘッドボルト穴５２，５３，５４の近傍には深底部６１Ｂが形成されている。また、ヘッドボルト穴５１近傍及びヘッドボルトから遠い部分には浅底部６１Ａが形成されている。図６にて示されるように、深底部６１Ｂは最深部６１Ｃと、最深部６１Ｃと浅底部６１Ａとを繋ぐ傾斜面である傾斜部６１Ｄとから構成されている。最深部６１Ｃは、ヘッドボルト穴５２の中心と、接するシリンダ４１及びシリンダ４２のそれぞれのシリンダ軸４１Ｃ，４２Ｃとを結ぶ仮想線Ｌ４１Ｃ，Ｌ４２Ｃによってウォータジャケット６０に形成される領域に形成されている。また、傾斜部６１Ｄは、ヘッドボルト穴５２の中心とシリンダ４１の図中上部のそれぞれの頂点４１Ｔ，４２Ｔとを結ぶ仮想線Ｌ４１Ｔ，Ｌ４２Ｔと、前述の仮想線Ｌ４１Ｃ，Ｌ４２Ｃとの間に形成される領域に形成されている。シリンダブロック４は上下対称であるため、バンク１Ａの下半面においても同様の構成となっている。

図６を参照して、シリンダブロック４におけるウォータジャケット３０の深さについて説明する。シリンダブロック４のデッキ面からウォータジャケットの底面までの距離であるジャケット深さＨは、ヘッドボルト穴５２，５３，５４の近傍においては深底部６１Ｂが形成されてジャケット深さＨ３となっている。ヘッドボルト穴５２，５３，５４から比較的遠い場所においては、浅底部６１Ａが形成され、ジャケット深さＨ１となっている。また、ヘッドボルト穴５１，５５近傍においても、浅底部６１Ａが形成され、ジャケット深さＨ１となっている。さらに、深底部６１Ｂは中間部に最深部６１Ｃが設けられており、最深部６１Ｃと浅底部６１Ａとの間には、浅底部６１Ａと最深部６１Ｃとを繋ぐように底面が傾斜している傾斜部６１Ｄが形成されている。すなわち、ウォータジャケット６０は、浅底部６１Ａ、傾斜部６１Ｄ、深底部６１Ｂ、傾斜部６１Ｄの順で繰り返すように形成されている。

また、深底部６１Ｂのジャケット深さＨ３は、ヘッドボルト穴５１，５２，５３，５４の深さＨ２よりも大きいものであり、浅底部６１Ａのジャケット深さＨ１は、ヘッドボルト穴５１，５２，５３，５４の深さＨ２よりも小さいものとなっている。すなわち、それぞれの深さにおいて「Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３」の関係が成立している。

ヘッドボルト穴５１，５２，５３，５４にヘッドボルトをねじ込むと、これにともなってウォータジャケット６０底面に内部応力が発生するが、ヘッドボルト穴５１，５２，５３，５４近傍のウォータジャケット６０を深底部６１Ｂとし、さらに浅底部６１Ａに向けて傾斜する傾斜部６１Ｄを備えたことで、内部応力は分散する。

以上によれば、図４に記載した構成に準じた効果を得ることが可能である。すなわち、近傍のウォータジャケット６０に深底部６１Ｂを設けたヘッドボルト穴５１，５２，５３，５４を外周に持つシリンダ４２，４３については、図４におけるシリンダ１３と同様の変形抑制効果が得られる。また、シリンダ４１，４４については、図４におけるシリンダ１１に準じた効果を得ることが可能である。

以上説明した本実施形態によれば、上述した（１）〜（５）及び（７）の作用効果に加えて更に以下に記載する作用効果を奏することができる。
（９）本実施形態では、シリンダブロック４は、直列４気筒エンジンに設けられるものであって、シリンダ列の両端に設けられるヘッドボルト穴５１，５５近傍のウォータジャケット６０に浅底部６１Ａを形成するようにした。

直列気筒エンジンにおいては、エンジンの搭載スペースの省スペース化のために、シリンダブロック４のシリンダ列の列方向における両端部のシリンダブロックの厚さＷを小さくしている。このため、両端部の外壁の外周面とヘッドボルト穴５１，５５との距離が小さくなっている。すなわち、両端部の４つのヘッドボルト穴５１，５５は、該当部の周囲の外壁の剛性が小さいと言える。

従って、この実施形態では、剛性が小さい両端のヘッドボルト穴５１，５５以外のヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴５２，５３，５４近傍のジャケット深さＨ３を大きくして深底部６１Ｂを形成するとともに、両端のヘッドボルト穴５１，５５においては、深底部６１Ｂよりも浅くなるジャケット深さＨ１となるようにしている。

これによって、ヘッドボルトをねじ込んだ際のシリンダボアの変形が低減され、一方で剛性の小さなヘッドボルト穴５１，５５近傍はジャケット深さを小さくすることで、シリンダ列の全てのシリンダについて、シリンダブロックとシリンダヘッドとの組み付け時におけるシリンダボアの変形を好適に低減可能となる。

以上説明した各実施形態は以下のようにこれを適宜変更した態様にて実施することもできる。
・上記実施形態では、オープンデッキ型のウォータジャケットを備えたシリンダブロックを想定した。しかしこれは、クローズド型のウォータジャケットを備えたシリンダブロックについても適用可能である。

・上記実施形態では、深底部は最深部と、最深部とを繋ぐ傾斜面である傾斜部とから構成され、最深部は、ヘッドボルト穴の中心と、接するシリンダのそれぞれのシリンダ軸とを結ぶ仮想線によってウォータジャケットに形成される領域に形成されるようにした。しかし、深底部、最深部及び傾斜部の大きさはこれに限られるものではない。すなわち、深底部、最深部及び傾斜部が前述の領域外にわたる大きさ、あるいは領域よりも小さな大きさとなっても良い。さらに、深底部及び浅底部の深さや傾斜部の傾斜角度も適宜変更可能である。

・上記実施形態では、第１実施形態においてはヘッドボルト穴２１，２６、第２実施形態においてはヘッドボルト穴５１，５５近傍を、浅底部と同じジャケット深さＨ１となるようにした。しかし、ヘッドボルト穴２１，２６近傍の深さは、深底部のジャケット深さＨ３よりも浅く、ジャケット深さＨ１よりも深い深さとなるようにしても良い。この場合も、少なくとも上記実施形態の（１）〜（４）の効果を奏することは可能である。

・上記実施形態では、第１実施形態においてはヘッドボルト穴２１，２６、第２実施形態においてはヘッドボルト穴５１，５５のすべてについて近傍のジャケットに浅底部を形成するようにした。しかし、これは全てではなくいずれかのみにおいて浅底部を形成するようにしても良い。この場合も、少なくとも上記実施形態の（１）及び（２）の効果を奏することは可能である。

・上記実施形態では、シリンダ列端部のヘッドボルト穴と外壁との距離が最も小さくなることを想定したが、シリンダブロックの形状によっては、端部以外のヘッドボルト穴近傍においてシリンダブロックの剛性が小さくなることが考えられる。このようなシリンダブロックにおいては、比較的剛性の大きなヘッドボルト穴近傍のジャケット深さＨを大きくし、かつ剛性の小さなヘッドボルト穴近傍のジャケット深さＨをこれよりも小さなものとすることで、シリンダボアの変形を低減することが可能である。

・上記実施形態では、Ｖ型６気筒エンジンまたは直列４気筒エンジンに適用されるシリンダブロックを想定した。しかしこれは、エンジンの形式や気筒数に限定されるものではない。要するに、複数のシリンダが直列に配され、シリンダ列両端の厚さを小さくするシリンダブロックであれば、いずれのシリンダブロックについても適用可能である。

本発明のシリンダブロックを具体化した第１実施形態について、その正面構造を示す正面図。 本発明のシリンダブロックを具体化した第１実施形態について、その正面構造を示す正面図。 同実施形態のシリンダブロックについて、図１のＤＡ−ＤＡ線に沿った断面構造を示す断面図。 同実施形態のシリンダブロックについて、図３のＤＢ−ＤＢ線に沿った断面構造を示す断面図。 本発明のシリンダブロックを具体化した第２実施形態について、その正面構造を示す正面図。 同実施形態のシリンダブロックについて、図５のＤＣ−ＤＣ線に沿った断面構造を示す断面図。

符号の説明

１…シリンダブロック、１Ａ，１Ｂ…バンク、１１，１２，１３，１４，１５，１６…シリンダ、１１Ｂ，１３Ｂ，１５Ｂ…シリンダボア、２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７，２８…ヘッドボルト穴、３０…ウォータジャケット、３１Ａ…浅底部、３１Ｂ…深底部、３１Ｃ…最深部、３１Ｄ…傾斜部、４…シリンダブロック、４１，４２，４３，４４…シリンダ、４１Ｂ，４２Ｂ，４３Ｂ，４４Ｂ…シリンダボア５１，５２，５３，５４，５５…ヘッドボルト穴、６０…ウォータジャケット、６１Ａ…浅底部、６１Ｂ…深底部、６１Ｃ…最深部、６１Ｄ…傾斜部。

Claims (8)

1. 複数のシリンダが直列方向に並べられるシリンダ列と、前記シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケットと、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴を前記ウォータジャケット外周に備えるシリンダブロックにおいて、
   シリンダに挟まれる位置に設けられる前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ａ近傍のウォータジャケットについて、前記デッキ面から前記ウォータジャケットの底面までの距離であるジャケット深さは、
   前記シリンダに挟まれない前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ｂのうち少なくとも１つの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍の前記ジャケット深さより深さの大きい深底部を形成する
   ことを特徴とするシリンダブロック。
2. 複数のシリンダが直列方向に並べられるシリンダ列と、前記シリンダ列の周囲を囲むように形成されるウォータジャケットと、シリンダヘッドをデッキ面と整合させて組み付けるためのヘッドボルトをねじ込むヘッドボルト穴を前記ウォータジャケット外周に備えるシリンダブロックにおいて、
   前記ヘッドボルト穴の底面について、前記ヘッドボルト穴の軸中心とシリンダブロック外壁の外周面との距離が大きくヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性の大きなヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ａ近傍のウォータジャケットの前記デッキ面から底面までの距離であるジャケット深さは、
   前記シリンダブロック外壁の外周面との距離が小さく前記ヘッドボルト穴周囲の外壁の剛性が小さな前記ヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴Ｂのうち少なくとも１つの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍の前記ジャケット深さより深さの大きい深底部を形成する
   ことを特徴とするシリンダブロック。
3. 請求項２に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記ヘッドボルト穴Ｂは、シリンダに挟まれないシリンダ列端のヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴であって、
   前記ヘッドボルト穴Ａは、シリンダに挟まれるヘッドボルト穴であるヘッドボルト穴であって、
   前記ヘッドボルト穴Ｂは前記距離が、前記ヘッドボルト穴Ａの前記距離よりも小さなものである
   ことを特徴とするシリンダブロック。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記深底部のジャケット深さは、前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のいずれのジャケット深さよりも大きなものである
   ことを特徴とするシリンダブロック。
5. 請求項４に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記ヘッドボルト穴から離れた部位には、前記ジャケット深さが前記深底部よりも小さく、いずれの前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さと同じ若しくはこれより浅い浅底部が形成される
   ことを特徴とするシリンダブロック。
6. 請求項５に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記ヘッドボルト穴Ｂ近傍のジャケット深さと前記浅底部のジャケット深さが同じ大きさである
   ことを特徴とするシリンダブロック。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記シリンダブロックは、Ｖ型のバンクを有するエンジンに設けられるものであって、
   前記ヘッドボルト穴Ｂは、前記シリンダに挟まれない前記ヘッドボルト穴であって、且つ前記各バンクにおいてシリンダ外壁の外周面との距離が小さなシリンダ列の端面側に設けられるヘッドボルト穴である
   ことを特徴とするシリンダブロック。
8. 請求項４〜６のいずれか一項に記載のシリンダブロックにおいて、
   前記シリンダブロックは、直列型エンジンに設けられるものであって、
   前記ヘッドボルト穴Ｂは、シリンダ列の両端に設けられる前記ヘッドボルト穴である
   ことを特徴とするシリンダブロック。

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