JP3812606B2

JP3812606B2 - エンジンのクランクケース

Info

Publication number: JP3812606B2
Application number: JP08144097A
Authority: JP
Inventors: 慶明諸口
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2017-03-31
Also published as: JPH10274096A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの騒音を低減するようにしたエンジンのクランクケースに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのクランクケースとして、小型、軽量化を図るためにアッパクランクケースの隣同士のシリンダボアをくっつけて間の境界部の冷却水通路を無くし、ロアクランクケースをラダーフレーム構造としたサイアミーズ構造のクランクケースがある。
【０００３】
図４に従来のサイアミーズ構造のクランクケースのシリンダボア間境界部における右半分の断面図を示す。図４に示すようにクランクケース２０は、アッパクランクケース２１とロアクランクケース２２とにより構成され、アッパクランクケース２１にはシリンダボア２３が一列に複数形成されている。ロアクランクケース２２は、メインキャップボルト２７によりアッパクランクケース２１の下部に固定される。アッパクランクケース２１上にはシリンダヘッド２８が配置され、シリンダヘッドボルト２９により固定される。
【０００４】
シリンダヘッド２８は、通常１気筒当たり６本のシリンダヘッドボルト２９により固定され、隣り合うシリンダボア２３、２３間の境界部２４（図５）は、両側を共通のシリンダヘッドボルト２９により固定される。これらのシリンダヘッドボルト２９の配置は、シリンダボア２３の変形に大きく影響し、６本のシリンダヘッドボルト２９は、シリンダボア２３の周方向に沿って略等間隔となるように配列されることが好ましい。しかしながら、隣り合うシリンダボア２３の境界部２４に配置されるシリンダヘッドボルト２９は、冷却水通路２５の関係上図５に示すように外壁２１ａから内側に大きく入り込んだ位置に配置されている。
【０００５】
また、シリンダボア２３の冷却性を確保するために境界部２４には、シリンダボア２３の左右両側に設けられている冷却水通路２５（一側のみ図示）を連通するための冷却水通路（小孔）２４ａが複数設けられており、冷却水が流通するようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造のクランクケース２０においては、隣り合うシリンダボア２３間の境界部２４の上面に螺合されるシリンダヘッドボルト２９が下面に螺合されるメインキャップボルト２７よりも内方位置に配置されているために、これらのシリンダヘッドボルト２９の軸線とメインキャップボルト２７の軸線とが一致しない。このためシリンダヘッドボルト２９の力線の流れが図４に矢印で示すように境界部２４の冷却水通路２５の内側を通るようになる。このようにシリンダボア２３間の力線が曲がることでシリンダボア２３に不均一な応力が加わることとなり、クランクケース２０が振動し易くなりエンジン騒音が発生しやすくなる。また、シリンダボア２３間の力線が曲がることでシリンダボア２３が変形し、クランクケース２０の耐久性が低下する。
【０００７】
更に、外壁２１ａがシリンダボア２３の配列方向に沿って平坦に近い形状であるためにシリンダボア２３の一側の冷却水通路から冷却水通路２４ａを通して他側の冷却水通路２５に流出した冷却水が、矢印のように外壁２１ａの内面に真っ直ぐに当たるために当該冷却水通路２５内の冷却水の流れが悪く、冷却効率が低い。
【０００８】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、クランクケースのシリンダボア間の力線を最適化してクランクケースの全体剛性を高めエンジン騒音を低減するようにしたエンジンのクランクケースを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の請求項１によれば、複数のシリンダボアに沿って冷却水が流通する冷却水通路及びシリンダボア間の境界部を冷却水が流通する冷却水通路を形成したエンジンのクランクケースにおいて、前記各シリンダボアの該境界部における外壁は、該外壁の位置をシリンダヘッドボルトの略軸線中心に位置させるべく曲率を大きくして該外壁の内面が前記境界部を冷却水が流通する冷却水通路と対向する壁面となる谷部として形成され、更に前記シリンダヘッドボルトの軸線がメインキャップボルトの軸線と同一軸線上に配置され、前記シリンダヘッドボルトの軸線に沿って、前記冷却水通路の外壁に縦リブが形成されていることを特徴としている。
【００１０】
クランクケースのシリンダボア間の境界部におけるシリンダヘッドボルトの締付力による力線は、シリンダヘッドボルトの軸線に沿って縦リブが形成された外壁を通りメインキャップボルトに至る。これにより、シリンダヘッドボルトの軸線中心とメインキャップボルトの軸線中心とを結ぶ直線的な力の通り道が形成され、クランクケースの全体剛性が増大することで、クランクケースの騒音を低減する。また、シリンダボアの変形が防止され、クランクケースの耐久性も向上する。更に、境界部の冷却水通路と対向する谷部の内面は、小さい半径の曲面とされていることで、冷却水のガイドとなってシリンダボアの冷却効率が向上する。
【００１１】
請求項２によれば、縦リブが前記外壁に形成された鋳抜孔の両側に配置され、且つアッパデッキからロアデッキまで繋がっていることを特徴とする。
縦リブを追加し剛性を増大させることによりシリンダヘッドの締付力による力線がアッパデッキからロアデッキまでリブを通して良好に流れる。
請求項３によれば、境界部の外壁の隣り合うシリンダボアの谷部に横リブが連設して形成されていることを特徴とする。
【００１２】
横リブは、クランクケースの外壁の曲げ剛性を増大している。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面により説明する。
図１は、本発明を適用したサイアミーズ構造のクランクケースのシリンダボア間境界部における右半分の斜視図を示す。図２は、図１の矢線II−IIに沿う断面図を示す。図３は、図２の矢線III−IIIに沿う断面図を示す。
【００１４】
図１及び図２に示すようにエンジンのクランクケース１は、アッパクランクケース２と、ロアクランクケース３とにより構成されている。アッパクランクケース２は、上部に長手方向に沿ってシリンダボア４が複数直列に配列して形成されており、隣り合う各シリンダボア４、４の間の境界部５の下部は、各シリンダボア４間を仕切る隔壁６とされている。隔壁６の下面中央にはクランクシャフトの上側を支持する半円形状の上軸受部６ａが形成されている。
【００１５】
アッパクランクケース２の外壁２ａの内面は、図３に示すように各シリンダボア４の部分においてシリンダボア４と同心円をなす半径Ｒ1の曲面をなしており、境界部５の部位が谷部２ｂとされている。そして、この谷部２ｂがシリンダヘッドボルト１８の中心、及びメインキャップボルト１９の中心と合致するように設定されている。即ち、外壁２ａの曲率を大きくして谷部２ｂを境界部５におけるシリンダヘッドボルト１８の中心位置まで入り込ませ、当該シリンダヘッドボルト１８の力線の通り道を形成し、力線を外壁２ａを通すようにする。左右両側の外壁２ａとシリンダボア４との間に冷却水通路７（一側のみ図示）が形成されている。そして、境界部５には左右の冷却水通路７を連通するための冷却水通路（小孔）５ａが複数設けられており、冷却水通路７の境界部５と対向する壁面（谷部２ｂの内面）は、小さい半径の曲面とされて前後両側に円滑に連続している。
【００１６】
外壁２ａには谷部２ｂの部位に鋳抜孔８、８が上下に並んで設けられており、この鋳抜孔８、８の前後両側にアッパデッキ２ｃからロアデッキ２ｄまで連続する２本の縦リブ９、９が形成されている。外壁２ａには谷部２ｂを前後に横切るように鋳抜孔８、８の間及びアッパデッキ２ｃと鋳抜孔８との間に２本の横リブ１０、１０が形成されている。外壁２ａのスカート部２ｅの下部２ｆにはバランサシャフトを挿通するバランサシャフト孔１２が前後方向に沿って設けられており、ロアデッキ２ｄと下部２ｆとの間には縦リブ１１、１１が縦リブ９、９と連続して形成されている。また、隔壁６の上軸受６ａの近傍位置に設けられてメインキャップボルト穴１４（図２）が穿設される縦リブ６ｂがロアデッキ２ｄに繋げられている。
【００１７】
鋳抜孔８、８の周壁、縦リブ９、９、横リブ１０、１０、縦リブ１１、１１は、外壁２ａ、アッパデッキ２ｃ、ロアデッキ２ｄ、スカート部下部２ｆに一体に連設して形成されている。縦リブ９、９は、縦方向（上下方向）の剛性を増すためのものであり、横リブ１０、１０は、外壁２ａの谷部２ｂの曲げ剛性を補うためのものである。また、縦リブ１１、１１は、クランク室の剛性を向上させるためのものである。
【００１８】
また、図２に示すように隔壁６は、ロアデッキ２ｄの下側の部位（２本の縦リブ１１の間）６ｃがシリンダヘッドボルト１８、及びメインキャップボルト１９の軸線よりも外側に張り出して形成されている。これによりロアデッキ２ｄ下の力線の通り道が形成されると共に剛性の向上が図られる。
尚、縦リブ９、１１、横リブ１０は、実施例のように２本に限るものではなく、１本でも３本でもよい。特に、縦リブ９は、谷部２ｂの真ん中に１本設けることが好ましいが、鋳抜孔がある場合には当該鋳抜孔により分断されることになり余り好ましいものではない。従って、実施例のように鋳抜孔８がある場合には当該鋳抜孔８の両側に形成することが好ましい。
【００１９】
ロアクランクケース３は、アッパクランクケース２の各隔壁６と対向して隔壁１５が形成されており、各隔壁１５の上面中央には上軸受部６ａと対向してクランクシャフトの下側を支持する半円形状の下軸受部１５ａが設けられている。そして、隔壁６の上軸受部６ａと隔壁１５の下軸受部１５ａとによりクランクシャフト（図示せず）の軸受部が形成される。
【００２０】
アッパクランクケース２のアッパデッキ２ｃにはシリンダボアの周りシリンダヘッドボルト穴１３が周方向に沿って略等間隔で６箇所穿設されている。そして、シリンダボア４間の境界部５には谷部２ｂの位置にシリンダヘッドボルト穴１３が穿設されている。アッパクランクケース２の隔壁６の縦リブ６ｂ、ロアクランクケース３の隔壁１５には、メインキャップボルト穴１４、１６が穿設されている。そして、シリンダヘッドボルト穴１３の中心とメインキャップボルト穴１４、１６の中心が同一直線上に配置されている。アッパクランクケース２のアッパデッキ２ｃ上にシリンダヘッド１７が載置されてシリンダヘッドボルト１８により固定される。これにより、アッパクランクケース２のシリンダボア４間の境界部５に配置されるシリンダヘッドボルト１８の軸線とメインキャップボルト１９の軸線とが同一直線上に配置される。
【００２１】
以下に作用を説明する。
アッパクランクケース２にシリンダヘッド１７を装着しシリンダヘッドボルト１８により固定する。また、アッパクランクケース２の下部にロアクランクケース３を装着してメインキャップボルト１９により固定する。アッパクランクケース２の境界部５におけるシリンダヘッドボルト１８の軸線とメインキャップボルト１９の軸線とは、同一直線上に配置されていることで、シリンダヘッドボルト１８の締付力による力線は、図２に矢印で示すようにアッパデッキ２ｃから外壁２ａの各縦リブ９、９を通してロアデッキ２ｄに至り、更に隔壁６の側部６ｃ、縦リブ６ｂを通りメインキャップボルト１９に至る。この結果、シリンダボア４の変形が防止され、クランクケース１の全体剛性が増大し、耐久性が向上する。そして、クランクケース１の全体剛性が増大することで、振動レベルが低くなり、エンジン騒音が低減する。また、クランクケース１の振動レベルが低減することで、クランクシャフトの変形も低減する。
【００２２】
また、図３に示すように境界部５の冷却水通路５ａと対向する谷部２ｂの内面が小さい半径の曲面とされていることで、冷却水通路５ａから冷却水通路７に流出した冷却水のガイドとなり、図３の矢印で示すように谷部２ｂの両側に円滑に流れる。これによりシリンダボア４の冷却効率が向上する。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、クランクケースのシリンダボア間の境界部における外壁は、外壁の位置をシリンダヘッドボルトの略軸線中心に位置させるべく曲率を大きくして外壁の内面が境界部を冷却水が流通する冷却水通路と対向する壁面となる谷部として形成され、シリンダヘッドボルトの力線が外壁を通るようにして力線の通り道を形成し、シリンダヘッドボルトの軸線とメインキャップボルトの軸線とを同一軸線上に配置することで、力線の流れが最適化されてクランクケースの全体剛性が増大し、エンジン騒音が低減する。また、シリンダボアの変形が防止され、クランクケースの耐久性が向上する。更に、クランクケースの剛性が増大することで、クランクシャフトの変形も低減する。更にまた、境界部の冷却水通路と対向する谷部の内面は、小さい半径の曲面とされていることで、冷却水のガイドとなってシリンダボアの冷却効率が向上する。
【００２４】
請求項２の発明によれば、アッパクランクケースの縦リブがアッパデッキからロアデッキまで繋がっていることで、これらの縦リブを通してシリンダヘッドボルトからメインキャップボルトに力線を有効に流すことができる。
請求項３の発明によれば、境界部の外壁の谷部に横リブを連設することで、アッパクランクケースの外壁が補強されて曲げ剛性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したサイアミーズ構造のクランクケースのシリンダボア間境界部における右半分の斜視図である。
【図２】図１の矢線II−IIに沿う断面図である。
【図３】図２の矢線III−IIIに沿う断面図である。
【図４】従来のサイアミーズ構造のクランクケースのシリンダボア間境界部における右半分の断面図である。
【図５】図４の矢線Ｖ−Ｖに沿う断面図である。
【符号の説明】
１クランクケース
２アッパクランクケース
２ａ外壁
２ｂ谷部
２ｃアッパデッキ
２ｄロアデッキ
３ロアクランクケース
４シリンダボア
５境界部
５ａ、７冷却水通路
６隔壁
６ａ上軸受部
８鋳抜孔
９、１１縦リブ
１０横リブ
１３シリンダヘッドボルト穴
１４、１６メインキャップボルト穴
１５隔壁
１５ａ下軸受部
１７シリンダヘッド
１８シリンダヘッドボルト
１９メインキャップボルト

Claims

複数のシリンダボアに沿って冷却水が流通する冷却水通路及びシリンダボア間の境界部を冷却水が流通する冷却水通路を形成したエンジンのクランクケースにおいて、
前記シリンダボアの該境界部における外壁は、該外壁の位置をシリンダヘッドボルトの略軸線中心に位置させるべく曲率を大きくして該外壁の内面が前記境界部を冷却水が流通する冷却水通路と対向する壁面となる谷部として形成され、
更に前記シリンダヘッドボルトの軸線がメインキャップボルトの軸線と同一軸線上に配置され、前記シリンダヘッドボルトの軸線に沿って、前記冷却水通路の外壁に縦リブが形成されている
ことを特徴とするエンジンのクランクケース。
縦リブが前記外壁に形成された鋳抜孔の両側に配置され、且つアッパデッキからロアデッキまで繋がっていることを特徴とする請求項１記載のエンジンのクランクケース。
境界部の外壁の隣り合うシリンダボアの谷部に横リブが連設して形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンのクランクケース。