JP3702482B2 - エンジンのシリンダブロック構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロック構造、特に、シリンダブロックにおいてクランクシャフトのジャーナル部を支持するベアリング支持部周辺の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダブロックは、一般に、クランクシャフトが挿設されるクランクケース部と、このクランクケース部の上方に位置し、クランクシャフト軸線方向に並ぶ複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部とからなっており、シリンダ部の下端部における各シリンダボア相互間には、クランクケース部内に垂下するバルクヘッドと呼ばれる隔壁が設けられ、該バルクヘッドの下端部にベアリング支持部が一体に設けられている。そして、これら各ベアリング支持部は、該ベアリング支持部とベアリングキャップとでクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するように構成されている。
【０００３】
上記各ベアリング支持部は、クランクシャフトに対して十分な支持剛性を確保する必要があることから、クランクケース部の両側壁と剛的に接続されることが多いが、このようなシリンダブロック構造では、エンジンの燃焼爆発に伴うベアリング支持部の振動がバルクヘッドを介してクランクケース部の両側壁へ容易に伝達されてしまうため、シリンダブロックからエンジン外部へ振動あるいは騒音が伝達されてしまう、という問題がある。
【０００４】
上記ベアリング支持部の振動は、入力荷重が大きなベアリング支持部ほど大きくなり、そして、その入力荷重は、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の方が、それ以外のベアリング支持部に比して大きな値となる。
【０００５】
そこで従来、例えば特開平５−３４０３０１号公報に開示されているように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部を備えたバルクヘッドについては、クランクケース部の両側壁との接続部分にスリットを形成して該ベアリング支持部と両側壁とを柔的に接続することにより、両側壁への振動伝達量低減を図る工夫がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載のようなシリンダブロック構造をただ単に採用しただけでは、上記スリットによりベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との強度的連続性が断たれてしまうので、該ベアリング支持部はクランクシャフト軸線方向に揺動しやすくなり、クランクシャフトに対する支持剛性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、ベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との強度的連続性が断たれてしまうために、クランクケース部の両側壁の剛性が低下し、両側壁自体から振動音が放射されるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えつつ、クランクシャフトに対するベアリング支持部の支持剛性を確保することができるシリンダブロック構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載したように、クランクシャフトが挿設されるクランクケース部と、このクランクケース部の上方に位置し、クランクシャフトの軸線方向に並ぶ複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部とからなり、シリンダ部の下端部における各シリンダボア相互間に、クランクケース部内に垂下するバルクヘッドが形成され、該バルクヘッドの下端部に、クランクシャフトのジャーナル部を支持するベアリング支持部が設けられ、各ベアリング支持部にベアリングキャップがボルトによってそれぞれ締着されるシリンダブロックの構造において、
上記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部は、クランクケース部の両側壁と剛的に接続されており、
上記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部は、クランクケース部の両側壁と柔的に接続されており、かつ、該第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドの基端部には、該基端部の前記クランクシャフト軸線方向両側において該バルクヘッドと一体に形成された上向き末広がりの拡張リブからなり該ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記各「ベアリング支持部」は、シリンダブロックの一部として該シリンダブロックと一体で形成してもよいし、該シリンダブロックとは別体で形成してもよい。
【００１１】
上記「剛的に接続」とは、ベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との間に所要の強度的連続性が維持される接続構造をいう。
【００１２】
上記「柔的に接続」とは、「剛的に接続」した場合に比して、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を低減させることができる態様での接続構造をいう。この「柔的に接続」された構成の具体的態様としては、ベアリング支持部を備えたバルクヘッドとクランクケース部の両側壁との接続部分にスリット等が形成された態様、あるいはこのスリットが深く形成されて上記接続部分が全く存在しない態様等が採用可能である。
【００１３】
上記「揺動抑制構造」は、ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制することができるものであり、ベアリング支持部の基端部のクランクシャフト軸線方向両側において該ベアリング支持部と一体で形成された上向き末広がりの拡張リブからなる構成とする。そして、上記拡張リブを、請求項２に記載したように、該拡張リブに隣接するシリンダボアの円周形状に沿って円弧状に延びるように形成することができる。
【００１４】
さらに本発明は、上記基本構成に加えて、バルクヘッドに鋳型固定用の孔が形成されている場合に、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける孔を、第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける孔よりも小さく形成することが好ましい。
【００１５】
上記エンジンの構成の一例としては、シリンダ部に４個のシリンダボアが形成されており、これらシリンダボアの着火順序が、前記シリンダ部の一端から１番目、３番目、４番目、２番目のシリンダボアの順で行われるように構成されたものが挙げられるが、このようなエンジンにおいては、２番目と３番目のボアが「着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア」の関係にあり、１番目と２番目のボア、および３番目と４番目のボアが「着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア」の関係にあることとなる。
【００１６】
【発明の作用および効果】
ここで、「着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置する」ベアリング支持部の方が、「着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置する」ベアリング支持部に比して大きな入力荷重が作用する理由について、図７を参照して説明する。
【００１７】
図７は、直列４気筒４サイクルエンジンにおける動作の説明図で、クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する５個のベアリング支持部＃１〜＃５に対する各気筒の膨脹開始時点Ａ〜Ｄにおける荷重の入力状況を示したものである。着火順序は、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で行われる。したがって、ベアリング支持部＃３は着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部（第１のベアリング支持部）であり、ベアリング支持部＃２，＃４は着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部（第２のベアリング支持部）である。
【００１８】
（１）先ず、第１気筒の膨脹開始時点Ａにおいては、第１気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第２気筒では、排気開始時点であり、第２気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃２に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第３気筒では、圧縮開始時点であり、第３気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、２つの下向きの力が合成されてもベアリング支持部＃３に作用する荷重は僅かなものとなる。また、第４気筒では、吸入開始時点であり、第４気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００１９】
（２）第３気筒の膨脹開始時点Ｂにおいては、第３気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第４気筒では、圧縮開始時点であり、第４気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃４に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第２気筒では、吸入開始時点であり、第２気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃３に作用する下向きの爆発荷重は上向きの慣性力によって弱められる。また、第１気筒では、排気開始時点であり、第１気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃２に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２０】
（３）第４気筒の膨脹開始時点Ｃにおいては、第４気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第３気筒では、排気開始時点であり、第３気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第２気筒では、圧縮開始時点であり、第２気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、２つの下向きの力が合成されてもベアリング支持部＃３に作用する荷重は僅かなものとなる。また、第１気筒では、吸入開始時点であり、第１気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃２に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２１】
（４）第２気筒の膨脹開始時点Ｄにおいては、第２気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第１気筒では、圧縮開始時点であり、第１気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃２に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第３気筒では、吸入開始時点であり、第３気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃３に作用する下向きの爆発荷重は上向きの慣性力によって弱められる。また、第４気筒では、排気開始時点であり、第４気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２２】
以上の説明で明らかなように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部＃２，４の方が、ベアリング支持部＃３に比して大きな荷重が作用することになる。そしてこの傾向は、特にクランクシャフトの回転数が低くかつ爆発荷重が大きいディーゼルエンジンにおいて顕著となる。
【００２３】
本発明においては、請求項１に記載したように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置する第２のベアリング支持部については、クランクケース部の両側壁と柔的に接続されているので、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えることができる。一方、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部についてはクランクケース部の両側壁と剛的に接続されており、また、上記着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の基端部には、該ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられているので、第２のベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えつつ、クランクシャフトに対する所要の支持剛性を確保することができる。
【００２４】
上記「揺動抑制構造」として、ベアリング支持部の基端部のクランクシャフト軸線方向両側において該ベアリング支持部と一体で形成された上向き末広がりの拡張リブからなる構成とすれば、ベアリング支持部の強度を十分高くすることができる。
【００２５】
その場合において、請求項２に記載したように、上記拡張リブを、該拡張リブに隣接するシリンダボアの円周形状に沿って円弧状に延びるように形成すれば、限られた空間を有効に利用した揺動抑制構造とすることができる。
【００２６】
この構成に加えて、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける鋳型固定用の孔を、第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおけ鋳型固定用のる孔よりも小さく形成することによって、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドの剛性をさらに高めることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す縦断面図であり、図２はそのII-II線矢視図、図３および４はそのIII-III線断面図およびIV-IV線断面図である。
【００２９】
これらの図に示すように、このエンジン１２は、直列４気筒のエンジンであって、そのシリンダブロック１４は、クランクシャフト１６が挿設されるクランクケース部１８と、このクランクケース部１８の上方に位置し、クランクシャフト１４の軸線方向に並ぶ４個のシリンダボア２０（図１において、左から順に第１、第２、第３、第４ボアということとする）が形成されたシリンダ部２２とから構成されている。
【００３０】
このエンジン１２におけるシリンダボア２０の着火順序は、第１ボア→第３ボア→第４ボア→第２ボアの順で行われるようになっている。したがって、隣り合ったシリンダボア２０のうち、第２ボアと第３ボアは着火順序が連続しないが、第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボアは着火順序が連続することとなる。
【００３１】
上記シリンダ部２２の下端部における各シリンダボア２０相互間には、クランクケース部１８内に垂下するバルクヘッドが形成され、このバルクヘッドの下端部にベアリング支持部２４Ａ（１箇所）、２４Ｂ（２箇所）、２４Ｃ（２箇所）が設けられている。
【００３２】
これら５つのベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのうち、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア（第２ボアと第３ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ａは、図３に示すように、シリンダ部２２と一体に形成されたバルクヘッド２６に設けられており、かつ、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとバルクヘッド２６を介して剛的に接続されている。また、シリンダブロック１４の両端部に位置するベアリング支持部２４Ｃについても同様の接続構造となっている。一方、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア（第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６は、図４に示すように、シリンダ部２２とは別体で形成されており、かつ、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続はなされていない。
【００３３】
このような構造上の差異が設けられているのは、図７によって説明した理由による。すなわち、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃには、エンジン１２の燃焼爆発に伴い径方向の荷重（ベアリング荷重）が入力されるが、このベアリング荷重は、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂ（図７における＃２，＃４ベアリング支持部）の方が、それ以外のベアリング支持部２４Ａ（図７における＃３ベアリング支持部）、２４Ｃ（図７における＃１，＃５ベアリング支持部）に比して大きな値となる。そして、ベアリング荷重が大きなベアリング支持部２４Ｂにおいては大きな振動が発生しやすくなる。そこで、このベアリング支持部２４Ｂの振動がクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａへ伝達されてエンジン騒音等が発生するのを未然に防止するため、ベアリング支持部２４Ｂとクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続を行わないようにしたものである。なお、ベアリング支持部２４Ｂがシリンダ部２２と別体で形成されている理由については後述する。
【００３４】
図６は、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに入力されるベアリング荷重を、いくつかのエンジン回転数において測定したデータをグラフに表わした図である。この実験に供したエンジンは、図１〜４に示したのと同様のエンジンである。
【００３５】
図６において、丸印「１」はシリンダブロック１４の左端部のベアリング支持部２４Ｃの測定データを示し、丸印「２」は第１ボアと第２ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂの測定データを示し、丸印「３」は第２ボアと第３ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ａの測定データを示すものである。なお、第３ボアと第４ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂの測定データおよびシリンダブロック１４の右端部のベアリング支持部２４Ｃの測定データについてはグラフ上に示されていないが、それぞれ丸印「２」、丸印「１」と同様のデータとなる。
【００３６】
図６のグラフから明らかなように、エンジン常用回転域（約５０００回転以下の領域）では、丸印「２」のベアリング荷重が、丸印「１」、丸印「３」のベアリング荷重に比して大きな値となっている。このことは、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂがそれ以外のベアリング支持部２４Ａ、２４Ｃに比して大きなベアリング荷重を受けることを示している。
【００３７】
図１に示すように、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、これらとベアリングキャップ２８とによって、クランクシャフト１４のジャーナル部３０をメタル３２を介して上下から挟んでクランクシャフト１６を回転可能に支持するようになっている。その際、ベアリング支持部２４Ａにおいては、図３に示すように、該ベアリング支持部２４Ａにベアリングキャップ２８を１対の短尺ボルト３４，３４で取り付けられているのみである（ベアリング支持部２４Ｃについても同様である）が、ベアリング支持部２４Ｂにおいては、該ベアリング支持部２４Ｂがシリンダ部２２と別体で形成されたバルクヘッド２６の下端部に設けられていることから、図４に示すように、該ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６とベアリングキャップ２８とが、このバルクヘッド２６を上下に貫通する１対の長尺ボルト３６，３６でシリンダ部２２の下端部に取り付けられている。その際、ベアリングキャップ２８とベアリング支持部２４Ｂとの間、およびバルクヘッド２６の上端部とシリンダ部２２との間には、補強用のスリーブ４６が各々介装されている。
【００３８】
ところで、上記ベアリング支持部２４Ｂは、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続がなされていないので、ベアリング支持部２４Ａに比してクランクシャフト１６の支持強度が低下することとなる。そして、このベアリング支持部２４Ｂにはクランクシャフト１６軸線方向の揺動が発生しやすくなる。そこで、本実施例においては、ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６の基端部に、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられている。
【００３９】
この揺動抑制構造は、ベアリング支持部２４Ｂの基端部のクランクシャフト１６の軸線方向両側において該ベアリング支持部２４Ｂと一体で形成された上向き末広がりの拡張リブ３８からなっている。この拡張リブ３８は、図５に単品で詳細に示すように、該拡張リブ３８に隣接するシリンダボア２０の円周形状に沿って円弧状に延びるように形成されている。
【００４０】
図１に示すように、クランクシャフト１６の各シリンダボア２０下方部位にはカウンタウェイト４２が設けられているが、本実施例におけるクランクシャフト１６は、各気筒のクランクピン（ジャーナル部３０）に対してクランクシャフト１６の軸線方向の一方側にのみカウンタウェイト４２が設けられたハーフカウンタウェイト形式とされている。すなわち、このカウンタウェイト４２は、コンロッド４０に対してベアリング支持部２４Ａ側あるいはベアリング支持部２４Ｃ側にのみ設けられており、ベアリング支持部２４Ｂ側にはカウンタウェイト４２が存在しないようになっている。このようなハーフカウンタウェイト構造を採用することにより、ベアリング支持部２４Ｂの基端部に設けられた拡張リブ３８が、クランクシャフト１６の回転に伴ってカウンタウェイト４２と干渉するのを未然に防止するようになっている。そして、本発明を適用して特に効果があるディーゼルエンジンは回転数が低いため、ハーフカウンタウェイト構造の採用が可能となる。なお、図３および４において、２点鎖線で示す２つの同心円４４ｏ、４４ｉのうち、外側の円４４ｏがカウンタウェイト４２の先端の軌跡であり、内側４４ｉの円がカウンタウェイト４２の反対側端の軌跡である。
【００４１】
以上詳述したように、本実施例においては、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂについては、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａと接続されていないので、該ベアリング支持部２４Ｂから上記両側壁１８ａ，１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えることができる。一方、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ａ、２４Ｃについてはクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａと剛的に接続されており、また、上記ベアリング支持部２４Ｂの基端部には、該ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造として拡張リブ３８が設けられているので、クランクシャフト１６に対する所要の支持剛性を確保することができる。
【００４２】
このように本実施例によれば、クランクシャフト１６に対する支持剛性を確保しつつ、ベアリング支持部２４Ｂからクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えることができる。
【００４３】
上記拡張リブ３８は、該拡張リブ３８に隣接するシリンダボア２０の円周形状に沿って円弧状に延びるように形成されているので、限られた空間を有効に利用した揺動抑制構造とすることができる。
【００４４】
しかも、本実施例におけるカウンタウェイトは、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂとは反対側にカウンタウェイト４２が形成されたハーフカウンタウェイト構造を有しているので、拡張リブ３８がカウンタウェイトと干渉するのを未然に防止することができる。
【００４５】
図８は、第１の参考例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す一部を省略した横断面図であり、図９および図１０はそのIX-IX線およびX-X断面図である。また、図１１は図８のXI-XI線に沿った部分的断面図である。なお、図８は、図９および図１０のVIII-VIII線断面図である。
【００４６】
本参考例は、すべてのベアリング支持部がシリンダ部と一体に形成されたバルクヘッドに設けられていること、およびクランクケース部の両側壁と柔的に接続されているベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が異なることを除いては、上述した第１の実施例とほぼ同様の構成を有するので、第１の実施例に対応する部位に対して同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４７】
本参考例においても、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア（第２ボアと第３ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ａは、図９に示すように、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとバルクヘッド２６を介して剛的に接続されている。そして、このバルクヘッド２６には、ベアリング支持部２４Ａにベアリングキャップ（図示は省略）を締着するボルトの軸線Ｌ，Ｌ上（軸線Ｌ，Ｌの延長線上を含む）において、壁厚の厚い部分５１Ａ，５１Ａが形成されている。そして、これら厚肉部分５１Ａ，５１Ａ間の薄肉部分５２Ａに、シリンダブロック鋳造時において鋳型を固定するための円形の孔５３Ａが貫設されている。また、シリンダブロック１４の両端部に位置するベアリング支持部２４Ｃについても同様の接続構造となっている。
【００４８】
一方、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア（第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６と両側壁１８ａ，１８の間には、図１０に示すように、下方に開口する空間５４，５４が形成されて、ベアリング支持部２４Ｂと両側壁１８ａ，１８とが柔的に接続されている。そして、このバルクヘッド２６には、ベアリング支持部２４Ｂにベアリングキャップ（図示は省略）を締着するボルトの軸線Ｌ，Ｌ上（軸線Ｌ，Ｌの延長線上を含む）において、壁厚の厚い部分５１Ｂ，５１Ｂが形成されている。そして、これら厚肉部分５１Ｂ，５１Ｂ間の薄肉部分５２Ｂに、鋳型固定用の円形の孔５３Ｂが貫設されている。
【００４９】
ここで、ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６における厚肉部分５１Ｂおよび孔５３Ｂの面積を、ベアリング支持部２４Ａを備えたバルクヘッド２６における厚肉部分５１Ａおよび孔５３Ａの面積と比較してみると、図８〜図１０から明らかなように、下記のような関係となる。すなわち、
５１Ｂの面積＞５１Ａの面積、５３Ｂの面積＜５３Ａの面積
したがって、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６に対する支持剛性が確保され、ベアリング支持部２４Ｂからクランクケース部１８の両側壁１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えつつ、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６の軸線方向の揺動を抑制することができる。そして、この場合、鋳型固定用の円形の孔５３Ａ，５３Ｂは、ピストンの上下動に伴うクランクケース部１８内の気圧の変動を緩和する機能をも有するため、ある程度の面積を必要とするものであるが、ベアリング支持部２４Ｂの両側に空間５４，５４が存在していることにより、この空間５４，５４が気圧の変動を緩和する機能を果たし、孔５３Ｂを面積の小さいものとして、バルクヘッド２６の剛性を高めることができる。
【００５０】
なお、本参考例では、厚肉部分５１Ａ，５１Ｂの面積を５１Ｂ＞５１Ａの関係となるように設定しているが、厚肉部分５１Ａ，５１Ｂの面積を同一として、肉厚が５１Ｂ＞５１Ａの関係となるように設定してもよい。また、本参考例の揺動抑制構造を前述した第１の実施例の揺動抑制構造と組み合わせてもよい。
【００５１】
さらに、ベアリング支持部２４Ｂに対して空間５４，５４を隔てて対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの剛性を向上させるため、本参考例では、両側壁１８ａ，１８ａの空間５４，５４に臨む内壁面に、シリンダ部２２の下端部から下方へ延びる縦リブ５５，５５が突設されている。図１１は、この縦リブ５５，５５と、バルクヘッド２６の厚肉部分とにのみハッチングを施した断面図である。そして、上記縦リブ５５，５５は、シリンダブロック鋳造時における鋳型の型割りに有効に利用することができる。図１２に鋳型の型割りラインを符号５６でしめしてある。
【００５２】
このような縦リブ５５，５５を、ベアリング支持部２４Ｂに対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの内壁面に形成することにより、この部分を腹とするクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの振動モードの発生を効果的に阻止することができる。なお、本参考例の側壁強化構造を第１の実施例の揺動抑制構造と組み合わせることも可能である。
【００５３】
図１３は、第２の参考例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す側面図であり、図１４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図１３のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線（Ｂ′−Ｂ′線）断面図を部分的に示したものである。図１４（Ａ）は第１の参考例の図９に対応し、図１４（Ｂ）は第１の参考例の図１０に対応する。なお、図１４（Ｂ）に示すベアリング支持部２４Ｂは、第１の実施例と同様に、シリンダ部２２と別体で形成されたバルクヘッド２６の下端部に設けられているが、シリンダ部２２と一体のバルクヘッド２６を有するシリンダブロックにも適用できる。
【００５４】
本参考例は、ベアリング支持部２４Ｂに対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの部分の補強構造を示すもので、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの外壁面に、オイル通路５７を形成するオイル通路壁５８が、シリンダ部２２の下端部から下方へ延長して形成されている。このオイル通路壁５８をクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの外壁面に設けることによって、第１の参考例の縦リブ５５と同様に、両側壁１８ａ，１８ａの剛性を向上させることができ、この部分を腹とするクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの振動モードの発生を効果的に阻止することができる。なお、本参考例の側壁強化構造を前述した第１の実施例および第１の参考例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す縦断面図
【図２】 図１のII-II線矢視図
【図３】 図１のIII-III線断面図
【図４】 図１のIV-IV線断面図
【図５】 本発明の第１の実施例において着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の構成を単品で示す斜視図
【図６】 上記実施例の作用を示すためのグラフ
【図７】 着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部に大きな荷重がかかる理由の説明に供する図
【図８】 本発明の第１の参考例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す横断面図
【図９】 図８のIX-IX線断面図
【図１０】 図８のX-X線断面図
【図１１】 図８のXI-XI線に沿った部分的断面図
【図１２】 図８のにおける鋳型の型割りラインを示す説明図
【図１３】 本発明の第２の参考例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す側面図
【図１４】 図１３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面図
【符号の説明】
１２ エンジン
１４ シリンダブロック
１６ クランクシャフト
１８ クランクケース部
１８ａ クランクケース部の側壁
２０ シリンダボア
２２ シリンダ部
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ ベアリング支持部
２６ バルクヘッド
２８ ベアリングキャップ
３０ ジャーナル部
３４ 短尺ボルト
３６ 長尺ボルト
３８ 拡張リブ（揺動抑制構造）
４２ カウンタウェイト
５１Ａ，５１Ｂ 厚肉部分
５３Ａ，５３Ｂ 鋳型固定用孔
５５ 縦リブ
５８ オイル通路壁
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロック構造、特に、シリンダブロックにおいてクランクシャフトのジャーナル部を支持するベアリング支持部周辺の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダブロックは、一般に、クランクシャフトが挿設されるクランクケース部と、このクランクケース部の上方に位置し、クランクシャフト軸線方向に並ぶ複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部とからなっており、シリンダ部の下端部における各シリンダボア相互間には、クランクケース部内に垂下するバルクヘッドと呼ばれる隔壁が設けられ、該バルクヘッドの下端部にベアリング支持部が一体に設けられている。そして、これら各ベアリング支持部は、該ベアリング支持部とベアリングキャップとでクランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持するように構成されている。
【０００３】
上記各ベアリング支持部は、クランクシャフトに対して十分な支持剛性を確保する必要があることから、クランクケース部の両側壁と剛的に接続されることが多いが、このようなシリンダブロック構造では、エンジンの燃焼爆発に伴うベアリング支持部の振動がバルクヘッドを介してクランクケース部の両側壁へ容易に伝達されてしまうため、シリンダブロックからエンジン外部へ振動あるいは騒音が伝達されてしまう、という問題がある。
【０００４】
上記ベアリング支持部の振動は、入力荷重が大きなベアリング支持部ほど大きくなり、そして、その入力荷重は、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の方が、それ以外のベアリング支持部に比して大きな値となる。
【０００５】
そこで従来、例えば特開平５−３４０３０１号公報に開示されているように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部を備えたバルクヘッドについては、クランクケース部の両側壁との接続部分にスリットを形成して該ベアリング支持部と両側壁とを柔的に接続することにより、両側壁への振動伝達量低減を図る工夫がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記公報記載のようなシリンダブロック構造をただ単に採用しただけでは、上記スリットによりベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との強度的連続性が断たれてしまうので、該ベアリング支持部はクランクシャフト軸線方向に揺動しやすくなり、クランクシャフトに対する支持剛性が低下するという問題がある。
【０００７】
また、ベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との強度的連続性が断たれてしまうために、クランクケース部の両側壁の剛性が低下し、両側壁自体から振動音が放射されるという問題もある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えつつ、クランクシャフトに対するベアリング支持部の支持剛性を確保することができるシリンダブロック構造を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項１に記載したように、クランクシャフトが挿設されるクランクケース部と、このクランクケース部の上方に位置し、クランクシャフトの軸線方向に並ぶ複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部とからなり、シリンダ部の下端部における各シリンダボア相互間に、クランクケース部内に垂下するバルクヘッドが形成され、該バルクヘッドの下端部に、クランクシャフトのジャーナル部を支持するベアリング支持部が設けられ、各ベアリング支持部にベアリングキャップがボルトによってそれぞれ締着されるシリンダブロックの構造において、
上記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部は、クランクケース部の両側壁と剛的に接続されており、
上記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部は、クランクケース部の両側壁と柔的に接続されており、かつ、該第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドの基端部には、該基端部の前記クランクシャフト軸線方向両側において該バルクヘッドと一体に形成された上向き末広がりの拡張リブからなり該ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記各「ベアリング支持部」は、シリンダブロックの一部として該シリンダブロックと一体で形成してもよいし、該シリンダブロックとは別体で形成してもよい。
【００１１】
上記「剛的に接続」とは、ベアリング支持部とクランクケース部の両側壁との間に所要の強度的連続性が維持される接続構造をいう。
【００１２】
上記「柔的に接続」とは、「剛的に接続」した場合に比して、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を低減させることができる態様での接続構造をいう。この「柔的に接続」された構成の具体的態様としては、ベアリング支持部を備えたバルクヘッドとクランクケース部の両側壁との接続部分にスリット等が形成された態様、あるいはこのスリットが深く形成されて上記接続部分が全く存在しない態様等が採用可能である。
【００１３】
上記「揺動抑制構造」は、ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制することができるものであり、ベアリング支持部の基端部のクランクシャフト軸線方向両側において該ベアリング支持部と一体で形成された上向き末広がりの拡張リブからなる構成とする。そして、上記拡張リブを、請求項２に記載したように、該拡張リブに隣接するシリンダボアの円周形状に沿って円弧状に延びるように形成することができる。
【００１４】
さらに本発明は、上記基本構成に加えて、バルクヘッドに鋳型固定用の孔が形成されている場合に、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける孔を、第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける孔よりも小さく形成することが好ましい。
【００１５】
上記エンジンの構成の一例としては、シリンダ部に４個のシリンダボアが形成されており、これらシリンダボアの着火順序が、前記シリンダ部の一端から１番目、３番目、４番目、２番目のシリンダボアの順で行われるように構成されたものが挙げられるが、このようなエンジンにおいては、２番目と３番目のボアが「着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア」の関係にあり、１番目と２番目のボア、および３番目と４番目のボアが「着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア」の関係にあることとなる。
【００１６】
【発明の作用および効果】
ここで、「着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置する」ベアリング支持部の方が、「着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置する」ベアリング支持部に比して大きな入力荷重が作用する理由について、図７を参照して説明する。
【００１７】
図７は、直列４気筒４サイクルエンジンにおける動作の説明図で、クランクシャフトのジャーナル部を回転自在に支持する５個のベアリング支持部＃１〜＃５に対する各気筒の膨脹開始時点Ａ〜Ｄにおける荷重の入力状況を示したものである。着火順序は、第１気筒→第３気筒→第４気筒→第２気筒の順で行われる。したがって、ベアリング支持部＃３は着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部（第１のベアリング支持部）であり、ベアリング支持部＃２，＃４は着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部（第２のベアリング支持部）である。
【００１８】
（１）先ず、第１気筒の膨脹開始時点Ａにおいては、第１気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第２気筒では、排気開始時点であり、第２気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃２に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第３気筒では、圧縮開始時点であり、第３気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、２つの下向きの力が合成されてもベアリング支持部＃３に作用する荷重は僅かなものとなる。また、第４気筒では、吸入開始時点であり、第４気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００１９】
（２）第３気筒の膨脹開始時点Ｂにおいては、第３気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第４気筒では、圧縮開始時点であり、第４気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃４に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第２気筒では、吸入開始時点であり、第２気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃３に作用する下向きの爆発荷重は上向きの慣性力によって弱められる。また、第１気筒では、排気開始時点であり、第１気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃２に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２０】
（３）第４気筒の膨脹開始時点Ｃにおいては、第４気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第３気筒では、排気開始時点であり、第３気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第２気筒では、圧縮開始時点であり、第２気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、２つの下向きの力が合成されてもベアリング支持部＃３に作用する荷重は僅かなものとなる。また、第１気筒では、吸入開始時点であり、第１気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃２に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２１】
（４）第２気筒の膨脹開始時点Ｄにおいては、第２気筒のクランクピンに下向きの大きな爆発荷重が入力する。第１気筒では、圧縮開始時点であり、第１気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するするから、ベアリング支持部＃２に対し２つの下向きの力が合成された極めて大きな荷重が作用する。また、第３気筒では、吸入開始時点であり、第３気筒のクランクピンには上向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃３に作用する下向きの爆発荷重は上向きの慣性力によって弱められる。また、第４気筒では、排気開始時点であり、第４気筒のクランクピンには下向きの小さな慣性力が入力するから、ベアリング支持部＃４に加わる力は２つの慣性力が相殺されたものとなる。
【００２２】
以上の説明で明らかなように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部＃２，４の方が、ベアリング支持部＃３に比して大きな荷重が作用することになる。そしてこの傾向は、特にクランクシャフトの回転数が低くかつ爆発荷重が大きいディーゼルエンジンにおいて顕著となる。
【００２３】
本発明においては、請求項１に記載したように、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置する第２のベアリング支持部については、クランクケース部の両側壁と柔的に接続されているので、ベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えることができる。一方、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部についてはクランクケース部の両側壁と剛的に接続されており、また、上記着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の基端部には、該ベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられているので、第２のベアリング支持部からクランクケース部の両側壁への振動伝達量を最小限に抑えつつ、クランクシャフトに対する所要の支持剛性を確保することができる。
【００２４】
上記「揺動抑制構造」として、ベアリング支持部の基端部のクランクシャフト軸線方向両側において該ベアリング支持部と一体で形成された上向き末広がりの拡張リブからなる構成とすれば、ベアリング支持部の強度を十分高くすることができる。
【００２５】
その場合において、請求項２に記載したように、上記拡張リブを、該拡張リブに隣接するシリンダボアの円周形状に沿って円弧状に延びるように形成すれば、限られた空間を有効に利用した揺動抑制構造とすることができる。
【００２６】
この構成に加えて、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける鋳型固定用の孔を、第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおけ鋳型固定用のる孔よりも小さく形成することによって、第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドの剛性をさらに高めることができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２８】
図１は、本発明の第１の実施例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す縦断面図であり、図２はそのII-II線矢視図、図３および４はそのIII-III線断面図およびIV-IV線断面図である。
【００２９】
これらの図に示すように、このエンジン１２は、直列４気筒のエンジンであって、そのシリンダブロック１４は、クランクシャフト１６が挿設されるクランクケース部１８と、このクランクケース部１８の上方に位置し、クランクシャフト１４の軸線方向に並ぶ４個のシリンダボア２０（図１において、左から順に第１、第２、第３、第４ボアということとする）が形成されたシリンダ部２２とから構成されている。
【００３０】
このエンジン１２におけるシリンダボア２０の着火順序は、第１ボア→第３ボア→第４ボア→第２ボアの順で行われるようになっている。したがって、隣り合ったシリンダボア２０のうち、第２ボアと第３ボアは着火順序が連続しないが、第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボアは着火順序が連続することとなる。
【００３１】
上記シリンダ部２２の下端部における各シリンダボア２０相互間には、クランクケース部１８内に垂下するバルクヘッドが形成され、このバルクヘッドの下端部にベアリング支持部２４Ａ（１箇所）、２４Ｂ（２箇所）、２４Ｃ（２箇所）が設けられている。
【００３２】
これら５つのベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃのうち、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア（第２ボアと第３ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ａは、図３に示すように、シリンダ部２２と一体に形成されたバルクヘッド２６に設けられており、かつ、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとバルクヘッド２６を介して剛的に接続されている。また、シリンダブロック１４の両端部に位置するベアリング支持部２４Ｃについても同様の接続構造となっている。一方、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア（第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６は、図４に示すように、シリンダ部２２とは別体で形成されており、かつ、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続はなされていない。
【００３３】
このような構造上の差異が設けられているのは、図７によって説明した理由による。すなわち、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃには、エンジン１２の燃焼爆発に伴い径方向の荷重（ベアリング荷重）が入力されるが、このベアリング荷重は、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂ（図７における＃２，＃４ベアリング支持部）の方が、それ以外のベアリング支持部２４Ａ（図７における＃３ベアリング支持部）、２４Ｃ（図７における＃１，＃５ベアリング支持部）に比して大きな値となる。そして、ベアリング荷重が大きなベアリング支持部２４Ｂにおいては大きな振動が発生しやすくなる。そこで、このベアリング支持部２４Ｂの振動がクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａへ伝達されてエンジン騒音等が発生するのを未然に防止するため、ベアリング支持部２４Ｂとクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続を行わないようにしたものである。なお、ベアリング支持部２４Ｂがシリンダ部２２と別体で形成されている理由については後述する。
【００３４】
図６は、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃに入力されるベアリング荷重を、いくつかのエンジン回転数において測定したデータをグラフに表わした図である。この実験に供したエンジンは、図１〜４に示したのと同様のエンジンである。
【００３５】
図６において、丸印「１」はシリンダブロック１４の左端部のベアリング支持部２４Ｃの測定データを示し、丸印「２」は第１ボアと第２ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂの測定データを示し、丸印「３」は第２ボアと第３ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ａの測定データを示すものである。なお、第３ボアと第４ボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂの測定データおよびシリンダブロック１４の右端部のベアリング支持部２４Ｃの測定データについてはグラフ上に示されていないが、それぞれ丸印「２」、丸印「１」と同様のデータとなる。
【００３６】
図６のグラフから明らかなように、エンジン常用回転域（約５０００回転以下の領域）では、丸印「２」のベアリング荷重が、丸印「１」、丸印「３」のベアリング荷重に比して大きな値となっている。このことは、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂがそれ以外のベアリング支持部２４Ａ、２４Ｃに比して大きなベアリング荷重を受けることを示している。
【００３７】
図１に示すように、上記各ベアリング支持部２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃは、これらとベアリングキャップ２８とによって、クランクシャフト１４のジャーナル部３０をメタル３２を介して上下から挟んでクランクシャフト１６を回転可能に支持するようになっている。その際、ベアリング支持部２４Ａにおいては、図３に示すように、該ベアリング支持部２４Ａにベアリングキャップ２８を１対の短尺ボルト３４，３４で取り付けられているのみである（ベアリング支持部２４Ｃについても同様である）が、ベアリング支持部２４Ｂにおいては、該ベアリング支持部２４Ｂがシリンダ部２２と別体で形成されたバルクヘッド２６の下端部に設けられていることから、図４に示すように、該ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６とベアリングキャップ２８とが、このバルクヘッド２６を上下に貫通する１対の長尺ボルト３６，３６でシリンダ部２２の下端部に取り付けられている。その際、ベアリングキャップ２８とベアリング支持部２４Ｂとの間、およびバルクヘッド２６の上端部とシリンダ部２２との間には、補強用のスリーブ４６が各々介装されている。
【００３８】
ところで、上記ベアリング支持部２４Ｂは、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとの接続がなされていないので、ベアリング支持部２４Ａに比してクランクシャフト１６の支持強度が低下することとなる。そして、このベアリング支持部２４Ｂにはクランクシャフト１６軸線方向の揺動が発生しやすくなる。そこで、本実施例においては、ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６の基端部に、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられている。
【００３９】
この揺動抑制構造は、ベアリング支持部２４Ｂの基端部のクランクシャフト１６の軸線方向両側において該ベアリング支持部２４Ｂと一体で形成された上向き末広がりの拡張リブ３８からなっている。この拡張リブ３８は、図５に単品で詳細に示すように、該拡張リブ３８に隣接するシリンダボア２０の円周形状に沿って円弧状に延びるように形成されている。
【００４０】
図１に示すように、クランクシャフト１６の各シリンダボア２０下方部位にはカウンタウェイト４２が設けられているが、本実施例におけるクランクシャフト１６は、各気筒のクランクピン（ジャーナル部３０）に対してクランクシャフト１６の軸線方向の一方側にのみカウンタウェイト４２が設けられたハーフカウンタウェイト形式とされている。すなわち、このカウンタウェイト４２は、コンロッド４０に対してベアリング支持部２４Ａ側あるいはベアリング支持部２４Ｃ側にのみ設けられており、ベアリング支持部２４Ｂ側にはカウンタウェイト４２が存在しないようになっている。このようなハーフカウンタウェイト構造を採用することにより、ベアリング支持部２４Ｂの基端部に設けられた拡張リブ３８が、クランクシャフト１６の回転に伴ってカウンタウェイト４２と干渉するのを未然に防止するようになっている。そして、本発明を適用して特に効果があるディーゼルエンジンは回転数が低いため、ハーフカウンタウェイト構造の採用が可能となる。なお、図３および４において、２点鎖線で示す２つの同心円４４ｏ、４４ｉのうち、外側の円４４ｏがカウンタウェイト４２の先端の軌跡であり、内側４４ｉの円がカウンタウェイト４２の反対側端の軌跡である。
【００４１】
以上詳述したように、本実施例においては、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂについては、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａと接続されていないので、該ベアリング支持部２４Ｂから上記両側壁１８ａ，１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えることができる。一方、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ａ、２４Ｃについてはクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａと剛的に接続されており、また、上記ベアリング支持部２４Ｂの基端部には、該ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造として拡張リブ３８が設けられているので、クランクシャフト１６に対する所要の支持剛性を確保することができる。
【００４２】
このように本実施例によれば、クランクシャフト１６に対する支持剛性を確保しつつ、ベアリング支持部２４Ｂからクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えることができる。
【００４３】
上記拡張リブ３８は、該拡張リブ３８に隣接するシリンダボア２０の円周形状に沿って円弧状に延びるように形成されているので、限られた空間を有効に利用した揺動抑制構造とすることができる。
【００４４】
しかも、本実施例におけるカウンタウェイトは、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂとは反対側にカウンタウェイト４２が形成されたハーフカウンタウェイト構造を有しているので、拡張リブ３８がカウンタウェイトと干渉するのを未然に防止することができる。
【００４５】
図８は、第１の参考例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す一部を省略した横断面図であり、図９および図１０はそのIX-IX線およびX-X断面図である。また、図１１は図８のXI-XI線に沿った部分的断面図である。なお、図８は、図９および図１０のVIII-VIII線断面図である。
【００４６】
本参考例は、すべてのベアリング支持部がシリンダ部と一体に形成されたバルクヘッドに設けられていること、およびクランクケース部の両側壁と柔的に接続されているベアリング支持部のクランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が異なることを除いては、上述した第１の実施例とほぼ同様の構成を有するので、第１の実施例に対応する部位に対して同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４７】
本参考例においても、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア（第２ボアと第３ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ａは、図９に示すように、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａとバルクヘッド２６を介して剛的に接続されている。そして、このバルクヘッド２６には、ベアリング支持部２４Ａにベアリングキャップ（図示は省略）を締着するボルトの軸線Ｌ，Ｌ上（軸線Ｌ，Ｌの延長線上を含む）において、壁厚の厚い部分５１Ａ，５１Ａが形成されている。そして、これら厚肉部分５１Ａ，５１Ａ間の薄肉部分５２Ａに、シリンダブロック鋳造時において鋳型を固定するための円形の孔５３Ａが貫設されている。また、シリンダブロック１４の両端部に位置するベアリング支持部２４Ｃについても同様の接続構造となっている。
【００４８】
一方、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア（第１ボアと第２ボア、第３ボアと第４ボア）相互間に位置するベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６と両側壁１８ａ，１８の間には、図１０に示すように、下方に開口する空間５４，５４が形成されて、ベアリング支持部２４Ｂと両側壁１８ａ，１８とが柔的に接続されている。そして、このバルクヘッド２６には、ベアリング支持部２４Ｂにベアリングキャップ（図示は省略）を締着するボルトの軸線Ｌ，Ｌ上（軸線Ｌ，Ｌの延長線上を含む）において、壁厚の厚い部分５１Ｂ，５１Ｂが形成されている。そして、これら厚肉部分５１Ｂ，５１Ｂ間の薄肉部分５２Ｂに、鋳型固定用の円形の孔５３Ｂが貫設されている。
【００４９】
ここで、ベアリング支持部２４Ｂを備えたバルクヘッド２６における厚肉部分５１Ｂおよび孔５３Ｂの面積を、ベアリング支持部２４Ａを備えたバルクヘッド２６における厚肉部分５１Ａおよび孔５３Ａの面積と比較してみると、図８〜図１０から明らかなように、下記のような関係となる。すなわち、
５１Ｂの面積＞５１Ａの面積、５３Ｂの面積＜５３Ａの面積
したがって、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６に対する支持剛性が確保され、ベアリング支持部２４Ｂからクランクケース部１８の両側壁１８ａへの振動伝達量を最小限に抑えつつ、ベアリング支持部２４Ｂのクランクシャフト１６の軸線方向の揺動を抑制することができる。そして、この場合、鋳型固定用の円形の孔５３Ａ，５３Ｂは、ピストンの上下動に伴うクランクケース部１８内の気圧の変動を緩和する機能をも有するため、ある程度の面積を必要とするものであるが、ベアリング支持部２４Ｂの両側に空間５４，５４が存在していることにより、この空間５４，５４が気圧の変動を緩和する機能を果たし、孔５３Ｂを面積の小さいものとして、バルクヘッド２６の剛性を高めることができる。
【００５０】
なお、本参考例では、厚肉部分５１Ａ，５１Ｂの面積を５１Ｂ＞５１Ａの関係となるように設定しているが、厚肉部分５１Ａ，５１Ｂの面積を同一として、肉厚が５１Ｂ＞５１Ａの関係となるように設定してもよい。また、本参考例の揺動抑制構造を前述した第１の実施例の揺動抑制構造と組み合わせてもよい。
【００５１】
さらに、ベアリング支持部２４Ｂに対して空間５４，５４を隔てて対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの剛性を向上させるため、本参考例では、両側壁１８ａ，１８ａの空間５４，５４に臨む内壁面に、シリンダ部２２の下端部から下方へ延びる縦リブ５５，５５が突設されている。図１１は、この縦リブ５５，５５と、バルクヘッド２６の厚肉部分とにのみハッチングを施した断面図である。そして、上記縦リブ５５，５５は、シリンダブロック鋳造時における鋳型の型割りに有効に利用することができる。図１２に鋳型の型割りラインを符号５６でしめしてある。
【００５２】
このような縦リブ５５，５５を、ベアリング支持部２４Ｂに対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの内壁面に形成することにより、この部分を腹とするクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの振動モードの発生を効果的に阻止することができる。なお、本参考例の側壁強化構造を第１の実施例の揺動抑制構造と組み合わせることも可能である。
【００５３】
図１３は、第２の参考例に係わるエンジンのシリンダブロック構造を示す側面図であり、図１４（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ図１３のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線（Ｂ′−Ｂ′線）断面図を部分的に示したものである。図１４（Ａ）は第１の参考例の図９に対応し、図１４（Ｂ）は第１の参考例の図１０に対応する。なお、図１４（Ｂ）に示すベアリング支持部２４Ｂは、第１の実施例と同様に、シリンダ部２２と別体で形成されたバルクヘッド２６の下端部に設けられているが、シリンダ部２２と一体のバルクヘッド２６を有するシリンダブロックにも適用できる。
【００５４】
本参考例は、ベアリング支持部２４Ｂに対向するクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの部分の補強構造を示すもので、クランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの外壁面に、オイル通路５７を形成するオイル通路壁５８が、シリンダ部２２の下端部から下方へ延長して形成されている。このオイル通路壁５８をクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの外壁面に設けることによって、第１の参考例の縦リブ５５と同様に、両側壁１８ａ，１８ａの剛性を向上させることができ、この部分を腹とするクランクケース部１８の両側壁１８ａ，１８ａの振動モードの発生を効果的に阻止することができる。なお、本参考例の側壁強化構造を前述した第１の実施例および第１の参考例と組み合わせてもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す縦断面図
【図２】 図１のII-II線矢視図
【図３】 図１のIII-III線断面図
【図４】 図１のIV-IV線断面図
【図５】 本発明の第１の実施例において着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部の構成を単品で示す斜視図
【図６】 上記実施例の作用を示すためのグラフ
【図７】 着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置するベアリング支持部に大きな荷重がかかる理由の説明に供する図
【図８】 本発明の第１の参考例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す横断面図
【図９】 図８のIX-IX線断面図
【図１０】 図８のX-X線断面図
【図１１】 図８のXI-XI線に沿った部分的断面図
【図１２】 図８のにおける鋳型の型割りラインを示す説明図
【図１３】 本発明の第２の参考例に係るエンジンのシリンダブロック構造を示す側面図
【図１４】 図１３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線断面図
【符号の説明】
１２ エンジン
１４ シリンダブロック
１６ クランクシャフト
１８ クランクケース部
１８ａ クランクケース部の側壁
２０ シリンダボア
２２ シリンダ部
２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ ベアリング支持部
２６ バルクヘッド
２８ ベアリングキャップ
３０ ジャーナル部
３４ 短尺ボルト
３６ 長尺ボルト
３８ 拡張リブ（揺動抑制構造）
４２ カウンタウェイト
５１Ａ，５１Ｂ 厚肉部分
５３Ａ，５３Ｂ 鋳型固定用孔
５５ 縦リブ
５８ オイル通路壁
Claims (3)
- クランクシャフトが挿設されるクランクケース部と、このクランクケース部の上方に位置し、前記クランクシャフトの軸線方向に並ぶ複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部とからなり、前記シリンダ部の下端部における前記各シリンダボア相互間に、前記クランクケース部内に垂下するバルクヘッドが形成され、該バルクヘッドの下部に、前記クランクシャフトのジャーナル部を支持するベアリング支持部が設けられたシリンダブロックの構造において、
前記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続しない隣り合ったシリンダボア相互間に位置する第１のベアリング支持部は、前記クランクケース部の両側壁と剛的に接続されており、
前記複数のベアリング支持部のうち、着火順序が連続する隣り合ったシリンダボア相互間に位置する第２のベアリング支持部は、前記クランクケース部の両側壁と柔的に接続されており、かつ、該第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドの基端部には、該基端部の前記クランクシャフト軸線方向両側において該バルクヘッドと一体に形成された上向き末広がりの拡張リブからなり第２のベアリング支持部の前記クランクシャフト軸線方向の揺動を抑制する揺動抑制構造が設けられていることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造。 - 前記拡張リブが、該拡張リブに隣接するシリンダボアの円周形状に沿って円弧状に延びるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
- 前記第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドおよび前記第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにそれぞれ鋳型固定用の孔が形成されているとともに、前記第２のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける前記孔が、前記第１のベアリング支持部を備えたバルクヘッドにおける前記孔よりも小さくされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
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