JP2011132851A - Cylinder block structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シリンダブロック構造に関し、特にシリンダボア部がウォータジャケットで囲まれたオープンデッキ型のシリンダブロック構造に関する。 The present invention relates to a cylinder block structure, and more particularly to an open deck type cylinder block structure in which a cylinder bore portion is surrounded by a water jacket.
例えば、自動車用エンジンは、高出力に伴いヘッドガスケットを介在してシリンダヘッドをシリンダブロックに固定するためのヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔の周辺の剛性を向上することにより、ヘッドボルトの締め付け力、即ちヘッドボルトの軸力を高めてヘッドガスケットとトップデッキとの間の面圧を確保して燃焼圧漏れや、冷却水の漏れ等を抑制する要求がある。特にエンジンの軽量化のために、アルミニウム合金で形成されたシリンダブロックは、従来の鋳鉄製のシリンダブロックに比較して剛性が低く、ヘッドボルト孔周辺におけるヘッドボルト軸方向の剛性の向上を図る種々のシリンダブロック構造がある。 For example, in an automobile engine, tightening of the head bolt is improved by improving the rigidity around the head bolt hole into which the head bolt for fixing the cylinder head to the cylinder block via a head gasket with high output is screwed. There is a demand to increase the force, that is, the axial force of the head bolt, to secure the surface pressure between the head gasket and the top deck to suppress the combustion pressure leakage, the cooling water leakage, and the like. In particular, in order to reduce the weight of the engine, the cylinder block formed of an aluminum alloy has lower rigidity than the conventional cast iron cylinder block, and various improvements are made in the head bolt axial direction around the head bolt hole. There is a cylinder block structure.
この種のヘッドボルト孔周辺の剛性の向上を図るシリンダブロック構造の一例を、図6乃至図8を参照して説明する。図6は水平対向型エンジンのシリンダブロックをシリンダ軸方向から投影した要部平面図、図7は模式的に示す図6のVII−VII線断面図、図8は模式的に示す図6のVIII−VIII線断面図である。 An example of a cylinder block structure for improving the rigidity around this type of head bolt hole will be described with reference to FIGS. 6 is a plan view of a principal part of a cylinder block of a horizontally opposed engine projected from the cylinder axial direction, FIG. 7 is a schematic cross-sectional view taken along the line VII-VII of FIG. 6, and FIG. 8 is a schematic view of VIII of FIG. FIG.
シリンダブロック100はアルミニウム合金製のオープンデッキ型であって、隔壁部分103を隔てて一対のシリンダライナ109が埋め込まれたシリンダボア101が並設するシリンダボア部102を有する。シリンダボア部102の外周はウォージャケット104を介在してシリンダ外壁部105によって囲まれ、シリンダ外壁部105はウォータジャケット104の底部104bを構成するクランクケース部108を介してシリンダボア部102に一体結合される。
The
ウォータジャケット104は、トップデッキ100aに開口する深い溝状でシリンダボア部102を介して各シリンダボア101を囲む円弧状に形成され、隔壁部分103の近傍において互いに湾曲する連結部分104aによって連結される。
The
シリンダ外壁部105の所定位置に軸状に膨出して形成されたヘッドボルトボス106に図示しないシリンダヘッドを固定するためのヘッドボルトが螺合して締結するヘッドボルト孔107が形成される。
A
ヘッドボルトボス106は、ウォータジャケット104の連結部分104aの近傍位置及びウォータジャケット104の周りにおけるシリンダブロック100の角部近傍位置に形成され、各ヘッドボルトボス106にヘッドボルト孔107がトップデッキ100aに開口して穿孔形成され、トップデッキ100aから離間したヘッドボルトボス106の先端部106a側にネジ部107aが形成される。
The
ウォータジャケット104は、その全周に亘って底部104bがボルト孔107のネジ部107aよりも浅底に形成される。これによりウォータジャケット104の底部104bに沿って肉厚部分が環状に形成されてボルト孔107のネジ部107aの周辺の剛性が高められる。
The
また、特許文献1によるシリンダブロック構造を図9乃至図11を参照して説明する。図9はV型エンジンのシリンダブロック110をシリンダ軸方向から投影した平面図であり、図10は図9のX−X線断面図、図11は図9のXI−XI線断面図である。
A cylinder block structure according to
シリンダブロック110には、隔壁部分113を隔ててシリンダライナ119が鋳込まれた3つのシリンダボア111が並設するシリンダボア部112を有する。シリンダボア部112の外周はウォージャケット114を隔ててシリンダ外壁部115によって囲まれ、シリンダ外壁部115はウォータジャケット114の底部を構成するクランクケース部118を介してシリンダボア部112に一体結合される。ウォータジャケット114はトップデッキ110aに開口する深い溝状でシリンダボア部112を介して各シリンダボア111を囲む円弧状に形成され延在し、隔壁部分113の近傍において互いに連結部分114aによって連結される。
The
シリンダ外壁部115の所定位置に形成されたヘッドボルトボス116にヘッドボルト孔117が形成される。具体的にはヘッドボルトボス116はウォータジャケット114の連結部分114aの近傍位置及びウォータジャケット114の周りにおけるシリンダブロック110の角部近傍位置に形成される。
A
各ヘッドボルトボス116の近傍位置におけるウォータジャケット114の底部にリブ114b(図9にハッチングで示す)が形成される。即ち、ウォータジャケット114の底部は、そのヘッドボルトボス6の周辺がリブ114bによってヘッドボルト孔117のネジ部117aより浅く形成される。これによりヘッドボルト孔117のネジ部117a周辺におけるヘッドボルト軸方向の剛性が向上し、かつウォータジャケット114内を流れる冷却水によってヘッドボルト孔117のネジ部117aの周辺が冷却されてネジ部117aの熱膨張が抑制され、熱膨張による締付力の低下が抑制される。
A
上記図6乃至図8に示すシリンダブロック構造によると、ウォータジャケット104をヘッドボルト孔107のネジ部107aより浅くすることでヘッドボルトが螺合して締結するネジ部107aの周辺におけるヘッドボルト軸方向の剛性が増大してヘッドボルトの締め付け力が高められる。
According to the cylinder block structure shown in FIGS. 6 to 8, the head bolt axial direction around the
しかし、ウォータジャケット104を全周に亘ってヘッドボルト孔107のネジ部107aより浅くすることから、シリンダボア部102とシリンダ外壁部105の結合剛性が全周に亘って増大する。この結果、ヘッドボルトの締め付けによるヘッドボルトの軸力の反力が図7及び図8に矢印F1で示すようにヘッドボルトが締結するネジ部107aが形成されたヘッドボルトボス106の先端部分106aに作用すると共に、矢印F2で示すようにシリンダボア部102や矢印F3で示すようにシリンダ外壁部105の広範囲に分散伝達され、更に図8にF4で示すように隔壁部分103にも分散伝達される。
However, since the
このヘッドボルトの軸力の反力が隔壁部分103を含むシリンダボア部102及びシリンダ外壁部105の広範囲に分散されてヘッドボルトの軸力が低減し、ヘッドボルトによるシリンダヘッドの締め付け力が低下することが懸念される。このヘッドボルトによるシリンダヘッドの締め付け力の低下に伴って、トップデッキ100aに対するヘッドガスケットの面圧が低下して燃焼圧漏れや、冷却水の漏れ等の発生が誘発されることが懸念される。一方、ヘッドボルトの軸力を増大するためにヘッドボルトの締め付け力を高めると、軸力の増大に伴ってシリンダボア部102や隔壁部分103に及ぼす反力F2、F4が増大してシリンダボア101の変形を誘発する要因となる。シリンダボア101の変形によってシリンダライナ109が変形してピストン等の摩擦抵抗の増大による燃費の低下や、シリンダライナ109とシリンダボア部102との剥離が誘発されることが懸念される。また、シリンダ外壁部105に過剰な反力F3によりシリンダ外壁部105の変形、いわゆる倒れが発生することが懸念される。
The reaction force of the axial force of the head bolt is distributed over a wide range of the
一方、特許文献1によると、ヘッドボルトボス116の近傍位置におけるウォータジャケット114の下部にリブ114bを形成して局部的に底部を浅くすることでヘッドボルト孔117のネジ部117a周辺の剛性が高められてヘッドボルトの締め付け力をある程度高めることができる。
On the other hand, according to
しかし、リブ114bによってヘッドボルトボス116とシリンダボア部112が局部的に結合されて該部のヘッドボルト軸方向の剛性が膨大することから、ヘッドボルトの締め付けによるヘッドボルトの軸力の反力がシリンダ外壁部115及び隔壁部分113を含むシリンダボア部112にも分散伝達される。この反力の分散に伴ってヘッドボルトの軸力確保が困難になりヘッドボルトによるシリンダヘッドの締め付け力が低下し、トップデッキ110aに対するヘッドガスケットの面圧が低下して燃焼圧漏れや、冷却水の漏れ等の発生を誘発することが懸念される。
However, since the
また、ヘッドボルトによる締め付け力を高めると、隔壁部分113を含むシリンダボア部112に及ぼす反力が増大し、かつ反力がウォータジャケット114の底部に形成されるリブ114bによりシリンダボア部112に局部的に偏在して伝達されてシリンダボア111の変形を誘発する要因となる。
Further, when the tightening force by the head bolt is increased, the reaction force exerted on the
また、ウォータジャケット114の底部に局部的に形成するリブ114bの位置は冷却水による冷却効率を考慮して設定する必要があり、強度的に必要な部位に設定できない場合がある。
In addition, the position of the
従って、かかる点に鑑みなされた本発明は、シリンダブロックの変形を抑制すると共に、ヘッドボルトの軸力が確保できるシリンダブロック構造を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a cylinder block structure that can suppress deformation of the cylinder block and secure the axial force of the head bolt.
上記目的を達成する請求項1の発明は、アルミニウム合金製のシリンダブロックのシリンダボア部に前記アルミニウム合金より剛性の高い金属製のシリンダライナを埋め込むと共に、前記シリンダボア部がウォータジャケットを介在してシリンダ外壁部によって囲まれ、該シリンダ外壁部にヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔を有するヘッドボルトボスが一体形成され、該シリンダ外壁部及びヘッドボルトボスとシリンダボア部が前記ウォータジャケットの底部によって連結されたオープンデッキ型のシリンダブロック構造において、シリンダ軸方向に投影した前記ヘッドボルト孔とシリンダライナの外周面の接線に囲まれた部分のウォータジャケット底部におけるヘッドボルト軸方向の剛性を、他の部分のウォータジャケット底部のヘッドボルト軸方向の剛性より高くしたことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a cylinder liner made of a metal having a rigidity higher than that of the aluminum alloy is embedded in a cylinder bore portion of a cylinder block made of aluminum alloy, and the cylinder bore portion is provided with a water jacket so that a cylinder outer wall is interposed. A head bolt boss having a head bolt hole into which the head bolt is screwed is integrally formed with the cylinder outer wall portion, and the cylinder outer wall portion, the head bolt boss and the cylinder bore portion are connected by the bottom portion of the water jacket. In the open deck type cylinder block structure, the rigidity in the head bolt axial direction at the bottom of the water jacket in the portion surrounded by the tangent line between the head bolt hole projected in the cylinder axial direction and the outer peripheral surface of the cylinder liner, The bottom of the jacket Characterized by being higher than the stiffness of Doboruto axis.
これによると、シリンダの軸方向に投影したヘッドボルト孔とシリンダライナの外周面の接線に囲まれた部分におけるウォータジャケット底部のヘッドボルト軸方向の剛性を、他の部分のウォータジャケット底部のヘッドボルト軸方向の剛性より高くすることから、ヘッドボルトの締め付けによる軸力の反力がシリンダライナによって剛性が確保されたシリンダボア部に集中的に分散伝達されて受け止められてヘッドボルトの軸力が確保できる。 According to this, the rigidity in the head bolt axial direction of the bottom portion of the water jacket in the portion surrounded by the tangent line between the head bolt hole projected in the axial direction of the cylinder and the outer peripheral surface of the cylinder liner, the head bolt in the bottom portion of the water jacket. Since it is higher than the rigidity in the axial direction, the reaction force of the axial force caused by tightening the head bolt is intensively distributed and received in the cylinder bore part where the rigidity is secured by the cylinder liner, so that the axial force of the head bolt can be secured. .
一方、ヘッドボルトボスにおけるヘッドボルト軸方向の反力が低減されてシリンダ外壁部に伝達される反力が極めて少なくなる。このヘッドボルトによる軸力確保によりトップデッキに対するヘッドガスケットの面圧が得られ、燃焼圧漏れや、冷却水の漏れ等が回避できる。また、シリンダボア部の広範囲に亘って反力が分散伝達されてシリンダボア部の局部的な変形が防止されてシリンダライナとシリンダボア部との剥離等が回避されて耐久性が向上する。更にシリンダ外壁部に及ぼす反力の低減によりシリンダ外壁部の変形、いわゆる倒れ変形が抑制されてシリンダブロックの変形が抑制できる。 On the other hand, the reaction force in the head bolt axial direction at the head bolt boss is reduced, and the reaction force transmitted to the cylinder outer wall is extremely reduced. By securing the axial force by the head bolt, the surface pressure of the head gasket with respect to the top deck is obtained, and combustion pressure leakage, cooling water leakage, and the like can be avoided. Further, the reaction force is distributed and transmitted over a wide range of the cylinder bore portion, so that local deformation of the cylinder bore portion is prevented, and peeling between the cylinder liner and the cylinder bore portion is avoided, thereby improving durability. Further, by reducing the reaction force exerted on the cylinder outer wall portion, deformation of the cylinder outer wall portion, so-called collapse deformation, is suppressed, and deformation of the cylinder block can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1の請求項1に記載のシリンダブロック構造において、前記ヘッドボルトボスのシリンダボア部側のヘッドボルト軸方向の剛性に対して、該シリンダボア部側と反対側のヘッドボルト軸方向の剛性を等しいか小さくしたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the cylinder block structure according to the first aspect of the present invention, the rigidity of the head bolt boss on the cylinder bore portion side is opposite to the cylinder bore portion side with respect to the rigidity in the head bolt axial direction. The rigidity in the head bolt axial direction is equal or smaller.
これによると、ヘッドボルトボスのシリンダボア部側のヘッドボルト軸方向の剛性に対して、該シリンダボア部側と反対側のヘッドボルト軸方向の剛性を等しいか小にすることで、シリンダ外壁部に分散伝達される反力が抑制されて請求項1の発明が効率的に実行される。
According to this, the rigidity in the head bolt axis direction on the cylinder bore side of the head bolt boss is equal to or smaller than the rigidity in the head bolt axis direction on the opposite side to the cylinder bore side, so that it is distributed to the cylinder outer wall. The transmitted reaction force is suppressed and the invention of
請求項3に記載の発明は、請求項1または2のシリンダブロック構造において、前記剛性の差はウォータジャケット底部の厚さで設定されることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the cylinder block structure according to the first or second aspect, the difference in rigidity is set by the thickness of the bottom portion of the water jacket.
これによると、ウォータジャケット底部の厚さを要求剛性に応じて設定することで請求項1の発明を実行することができる。
According to this, invention of
本発明によると、シリンダ軸方向に投影したヘッドボルト孔とシリンダライナの外周面の接線に囲まれた部分のウォータジャケット底部におけるヘッドボルト軸方向の剛性を、他の部分のウォータジャケット底部のヘッドボルト軸方向の剛性より高くすることで、ヘッドボルトの締め付けによる軸力の反力がシリンダボア部に集中的に分散伝達されてヘッドボルトの軸力が確保できてトップデッキに対するヘッドガスケットの面圧が得られる。一方、ヘッドボルトボスにおけるヘッドボルト軸方向の反力の低減によりシリンダ外壁部に伝達される反力が極めて少なくなり、シリンダブロックの変形が抑制できる According to the present invention, the rigidity in the head bolt axial direction at the bottom portion of the water jacket surrounded by the tangent line between the head bolt hole projected in the cylinder axial direction and the outer peripheral surface of the cylinder liner is determined. By making it higher than the rigidity in the axial direction, the reaction force of the axial force due to tightening of the head bolt is intensively distributed and transmitted to the cylinder bore part to secure the axial force of the head bolt and obtain the surface pressure of the head gasket against the top deck. It is done. On the other hand, by reducing the reaction force in the head bolt axial direction at the head bolt boss, the reaction force transmitted to the cylinder outer wall is extremely reduced, and deformation of the cylinder block can be suppressed.
以下、本発明の一実施の形態を図1乃至図5を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、水平対向型エンジンにおけるシリンダブロックのシリンダ軸方向から投影した平面図、図2は模式的に示す図1のII−II線断面図、図3は模式的に示す図1のIII−III線断面図である。図4はヘッドボルト軸方向の補剛範囲を説明する図1のA部拡大図である。 1 is a plan view projected from the cylinder axial direction of a cylinder block in a horizontally opposed engine, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. It is III sectional drawing. FIG. 4 is an enlarged view of part A in FIG. 1 for explaining the stiffening range in the head bolt axial direction.
シリンダブロック1は、アルミニウム合金製のオープンデッキ型であって、シリンダ列部を形成するシリンダブロック本体10と、シリンダブロック本体10の基端側に連続形成されて内部にクランク軸収納空間31を形成するクランクケース部30から構成される。
The
シリンダブロック本体10は、図1乃至図3に示すように、隔壁部分14を隔ててアルミニウム合金より剛性が高い金属製、本実施の形態では鋳鉄製のシリンダライナ41、42が埋め込まれた一対のシリンダボア11、12が並列配置されたシリンダボア部13を有する。シリンダボア部13の外周はウォータジャケット15を隔ててシリンダ外壁部16によって囲まれ、シリンダ外壁部16はウォータジャケット15の底部15bを形成するクランクケース部30を介してシリンダボア部13に一体結合される。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
ウォータジャケット15は、トップデッキ10aに開口する深い溝状でシリンダボア部13を介して各シリンダボア11、12を囲む円弧状に形成され、隔壁部分14の近傍において互いに湾曲する連結部分15aによって連結される。
The
シリンダ外壁部16の所定位置にウォータジャケット15側に軸状に膨出して形成されたトップデッキ10a側からクランクケース部30側に延在するヘッドボルトボス17、18を有し、各ヘッドボルトボス17、18にリンダヘッドを固定するための図示しないヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔19が形成される。
具体的には、ウォータジャケット15の連結部分15aの近傍においてシリンダ外壁部16から隔壁部分14に向かって軸状に膨出して形成されたヘッドボルトボス17にヘッドボルト孔19が形成され、ウォータジャケット15の周りにおけるシリンダブロック本体10の角部近傍においてシリンダ外壁部16に軸状に膨出形成されたヘッドボルトボス18にヘッドボルト孔19が形成される。各ヘッドボルトボス17、18に形成されるヘッドボルト孔19はトップデッキ10aに基端が開口して穿孔形成され、ウォータジャケット15の底部15bとほぼ同様の深さを有しトップデッキ10aから離れたヘッドボルトボス17の先端部側に所定長の締結部となるネジ部19aが形成される。
Specifically, a
各ヘッドボルトボス17の近傍位置におけるウォータジャケット15の底部15bには、底部15bから隆起してヘッドボルトボス17の先端部17aとシリンダボア部13とを連結するようにウォータジャケット15の底部15bの厚さを増大して形成された補剛部20が設けられる。
The bottom 15b of the
この補剛部20は、ヘッドボルト孔19のネジ部19aの全範囲にほぼ対応する底部15bの厚さを有し頂部20aがヘッドボルト穴19のネジ部19aの基端とほぼ対応する位置であって、図4に示すようにヘッドボルトボス17に形成されたヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面41aとの接線22bに沿って底部15bから隆起する一方の端部20bが形成され、同ヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ42の外周面42aとの接線22cに沿って底部15bから隆起する他方の端部20cが形成される。
The stiffening
即ち、補剛部20はシリンダ軸方向Z1から投影したヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面41aと接線22bとヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ42の外周面42aと接線22cとの範囲に亘ってウォータジャケット15の底部15bの厚さを増大して形成され、シリンダボア部13側と反対側の外方端20dがほぼヘッドボルトボス17にのみ連結する一方、内方端20eがシリンダボア部13の広範囲に亘って連結されてヘッドボルトボス17側からシリンダボア部13側に移行するに従って幅が漸次増大するテーパ状に形成される。これによりヘッドボス17のシリンダボア部13側のヘッドボルト軸方向Z2の剛性に対して反対側、即ちシリンダ外壁16側のヘッドボルト軸方向Z2の剛性が等しいか或いは小さく設定される。
That is, the stiffening
また、図3に示すよう隔壁部分14とヘッドボルトボス17との間にクランクケース部30のクランク軸収容部31から補剛部20内に入り込むように侵入する凹状の非連結部21が形成され、補剛部20の厚さを小さく設定することによりヘッドボルトボス17と隔壁部分14とのヘッドボルト軸方向Z2の結合剛性を抑制してヘッドボルトボス17から隔壁部分14への荷重伝達を分断或いは抑制する。
Further, as shown in FIG. 3, a concave
他方のヘッドボルトボス17の近傍位置におけるウォータジャケット15の底部15bにも対応する部位に同一符号を付して詳細な説明を省略するが同様の補剛部20が形成される。
The
シリンダブロック本体10の各角部近傍においてシリンダ外壁部16に膨出形成されたヘッドボルトボス18の近傍位置におけるウォータジャケット15の底部15bには底部15bから隆起してヘッドボルトボス18とシリンダボア部13とを連結する補剛部25が形成される。
In the vicinity of each corner of the
この補剛部25は、例えば図4に示すように頂部25aがヘッドボルト孔19のネジ部19aの基端とほぼ対応する位置であって、ヘッドボルトボス18に形成されたヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面41aとの一方の接線26bに沿って底部15bから隆起する一方の端部25bが形成され、同ヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面41aとの他方の接線26cに沿って底部15bから隆起する端部25cが形成される。
For example, as shown in FIG. 4, the stiffening
即ち、補強部25はシリンダ軸方向Z1から投影してヘッドボルト孔19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面41aとの一方の接線26bとヘッドボルト穴19の外側縁19bとシリンダライナ41の外周面12aとの他方の接線26cとの間に亘ってウォータジャケット15の底部15bの厚さを増大して形成され、外方端25dがほぼヘッドボルトボス18にのみ連結する一方、内方端25eがシリンダボア部13の広範囲に亘って連結されてヘッドボルトボス18側からシリンダボア部13側に移行するに従って幅が漸次増大するテーパ状に形成される。これによりヘッドボス18のシリンダボア部13側のヘッドボルト軸方向Z2の剛性に対して反対側、即ちシリンダ外壁16側のヘッドボルト軸方向Z2の剛性が等しいか或いは小さく設定される。
That is, the reinforcing
他のヘッドボルトボス18の近傍位置におけるウォータジャケット15の底部15bにも対応する部分に同一付して詳細な説明を省略するが同様の補剛部25が形成される。
The
これら補剛部20及び補剛部25によるウォータジャケット15の底部15bの厚さの設定により、シリンダ軸方向に投影したヘッドボルト孔19とシリンダライナ41、42の外周面41a、42aの接線22b、22c及び26b、26cに囲まれた部分のウォータジャケット15の底部15bにおけるヘッドボルト軸方向Z2の剛性を、他の部分のウォータジャケット15の底部15bのヘッドボルト軸方向Z2の剛性より高く設定できる。この補剛部20及び補剛部25による剛性の増大が得られてヘッドボルト軸方向の剛性が高い補剛範囲を図4及び図5にハッチングによって示す。
By setting the thickness of the
即ち、補剛部20によってヘッドボルトボス17とシリンダ外壁部16のヘッドボルト軸方向Z2の剛性の増大を伴うことなくヘッドボルトボス17とシリンダボア部13のヘッドボルト軸方向Z2の剛性が増大し、かつ補剛部25によってヘッドボルトボス18とシリンダ外壁部16のヘッドボルト軸方向Z2の剛性の増大を伴うことなくヘッドボルトボス18とシリンダボア部13とのヘッドボルト軸方向Z2の剛性が増大する。一方、ヘッドボルトボス17と隔壁部分14との間に形成され非連結部分21の形成によってヘッドボルトボス17と隔壁部分14とのヘッドボルト軸方向Z2の剛性が極めて小さくなる。換言すると、シリンダの軸方向に投影したヘッドボルト孔19とシリンダライナ41、42の外周面41a、42aの接線に囲まれたハッチングで示す部分におけるウォータジャケット15の底部15bの厚さを他の範囲のウォータジャケット15の底部15bの厚さより大きく設定することで、該部範囲におけるヘッドボルト軸方向Z2の剛性が、他の部分のウォータジャケット15の底部15bのヘッドボルト軸方向Z2の剛性より高くし設定される。
That is, the rigidity of the
このように構成されたシリンダブロック1においてヘッドボルトボス17に形成されたヘッドボルト孔19のネジ部19aに螺合して締結されるヘッドボルトの軸力は、図2に示すようにヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔19のネジ部19aが形成されるヘッドボルトボス17の先端部17aに作用し、その反力が先端部17aに発生する。
In the
その先端部17aの反力は主に先端部17aに連接されたヘッドボルト軸方向Z2の剛性に優れた補剛部20を介して矢印F2で示すようにシリンダボア部13の広範囲に分散伝達される。先端部17aから補剛部20を介してシリンダボア部13に多くの反力F2が分散伝達されるのに伴って先端部17aにおける反力F1が減少する。また、先端部17aとシリンダ外壁部16との間には補剛部がなく先端部17aからシリンダ外壁部16に分散伝達する反力が極めて小さくなる。更にヘッドボルトボス17の先端部17aと隔壁部分14との間に形成される非連結部21によって先端部17aから補剛部20を介して隔壁部分14に伝達される反力が遮断或いは大幅に低減される。
The reaction force of the
即ち、ヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔19のネジ部19aが形成されるヘッドボルトボス17の先端部17aに発生するヘッドボルト軸方向Z2の反力は主に補剛部20を介してシリンダボア部13にヘッドボルト軸方向Z2の反力F2として分散伝達され、シリンダライナ41、42によって剛性が確保されたシリンダボア部13によって受け止められる。一方、ヘッドボルトボス17の先端部17aからヘッドボルト軸方向Z2の反力がシリンダボア部13に多く分散伝達されることでヘッドボルトボス17における反力F1が大幅に低減される。更にヘッドボルトボス17の先端部17aからシリンダ外壁部16及び隔壁部分14に伝達される反力が遮断或いは大幅に低減される。
That is, the reaction force in the head bolt axial direction Z2 generated at the
同様に各ヘッドボルトボス18に形成されたヘッドボルト孔19のネジ部19aに螺合して締め付けられるヘッドボルトの軸力は、ヘッドボルトが螺合するヘッドボルト孔19のネジ部が形成されるヘッドボルトボス18の先端部に作用し、そのヘッドボルト軸方向Z2の反力がヘッドボルトボス18の先端部に発生する。このヘッドボルトボス18の先端部に発生した反力は主にヘッドボルトボス18の先端部に連接する補剛部25を介してシリンダボア部13の広範囲に分散伝達される。
Similarly, the axial force of the head bolt that is screwed and tightened to the
一方、ヘッドボルトボス18の先端部に発生するヘッドボルト軸方向の反力がシリンダボア部13に多く分散伝達されることでヘッドボルトボス18における反力が大幅に低減される。また、ヘッドボルトボス18が形成されたシリンダ外壁部16に分散伝達される反力が極めて小さくなる。
On the other hand, the reaction force in the
従って、ヘッドボルトボス17、18が補剛部20、25を介してシリンダボア部13の広範囲に連結されてヘッドボルトボス17、18とシリンダボア部13の補剛部20及び25の範囲におけるシリンダ軸方向Z1から投影したヘッドボルト軸方向Z2の剛性を高く設定し、シリンダ軸方向Z1から投影した補剛部20及び25の範囲以外の範囲における各ヘッドボルトボス17、18とシリンダ外壁部16及びヘッドボルトボス17と隔壁部分14とのヘッドボルト軸方向Z2の剛性を低く設定することで、ヘッドボルトの締め付けによる軸力の反力が鋳鉄製のシリンダライナ41、42によって剛性が確保されたシリンダボア部13に集中的に分散伝達されて受け止められてヘッドボルトの軸力が確保できる。一方、ヘッドボルトボス17、18におけるヘッドボルト軸方向Z2の反力の低減によりシリンダ外壁部16に伝達される反力が極めて少なくなり、かつ隔壁部分14に伝達される反力が極めて少なくなる。
Accordingly, the
この各ヘッドボルトによる軸力確保によりヘッドボルトの締め付け力が得られ、トップデッキ10aに対するヘッドガスケットの面圧が得られ、燃焼圧漏れや、冷却水の漏れ等が回避できる。また、ヘッドボルトの締め付けによるヘッドボルト軸方向Z2の反力がシリンダボア部13の広範囲に分散されてシシリンダボア部13の局部的な変形が抑制され、シリンダボア11、12及びシリンダライナ41、42の局部的の変形が防止されてシリンダライナ41、42とシリンダボア部13との剥離等が回避されて耐久性が向上すると共に、シリンダライナ41、42とピストン等の摩擦抵抗が軽減されて燃費の向上が得られる。更に、シリンダ外壁部15に及ぼす反力の低減によりシリンダ外壁部15の変形、いわゆる倒れ変形が抑制されてシリンダブロック1の変形が抑制できる。
By securing the axial force by each head bolt, a tightening force of the head bolt is obtained, the surface pressure of the head gasket with respect to the
また、ウォータジャケット15の底部15bの厚さの差による簡単な構成で補剛部20及び25が構成でき、既存のシリンダブロックの形状を大きく変化させる必要がなく、シリンダブラケットの品質が維持される。
Further, the stiffening
1 シリンダブロック
11、12 シリンダボア
13 シリンダボア部
14 隔壁部分
15 ウォータジャケット
15b 底部
16 シリンダ外壁部
17、18 ヘッドボルトボス
19 ヘッドボルト孔
19a ネジ部
19b 外側縁
20 補剛部
21 非連結部
22b、22c 接線
25 補剛部
26b 接線
26c 接線
30 クランクケース部
41、42 シリンダライナ
41a、42a 外周面
DESCRIPTION OF
Claims (3)
シリンダ軸方向に投影した前記ヘッドボルト孔とシリンダライナの外周面の接線に囲まれた部分のウォータジャケット底部におけるヘッドボルト軸方向の剛性を、他の部分のウォータジャケット底部のヘッドボルト軸方向の剛性より高くしたことを特徴とするシリンダブロック構造。 A cylinder liner made of a metal having a rigidity higher than that of the aluminum alloy is embedded in the cylinder bore portion of the cylinder block made of aluminum alloy, the cylinder bore portion is surrounded by a cylinder outer wall portion with a water jacket interposed, and a head bolt is attached to the cylinder outer wall portion. In an open deck type cylinder block structure in which a head bolt boss having a head bolt hole to be screwed is integrally formed, and the cylinder outer wall portion and the head bolt boss and the cylinder bore portion are connected by a bottom portion of the water jacket,
The rigidity of the head bolt axial direction at the bottom of the water jacket surrounded by the head bolt hole projected in the cylinder axial direction and the tangent line of the outer peripheral surface of the cylinder liner, and the rigidity of the other portion of the water jacket bottom at the head bolt axial direction Cylinder block structure characterized by higher height.
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