JP5029537B2 - エンジン本体構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン本体構造に関する。

従来のエンジン本体の一例として、特許文献１に記載される多気筒エンジンがある。この多気筒エンジンのシリンダブロックには、ガスケットを介してシリンダヘッドがボルトで固定されている。シリンダブロックには、複数のシリンダが設けられると共に、これら複数のシリンダを囲う冷却液通路（ウォータジャケット）が設けられている。そして、この冷却液通路の外側、且つ、隣接するシリンダの間に位置して上下に延びるオイル戻り通路が形成されている。このオイル戻り通路内にはボルト挿通穴（ボルト穴）が形成されている。

特開２００３−３０１７４２号公報（例えば、［図1］〜［図３］など参照）

従来、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルトで固定した際に、ボルト穴周辺にボルトの軸力が集中してしまい、シリンダライナ周辺にて締め付け時の面圧を十分に得るのが困難であった。また、ボルトを強く締めた場合には、ボルト穴周辺のボルトボス近辺とシリンダライナ周辺とで圧力差が大きくなってしまう可能性があった。しかしながら、上述した多気筒エンジンであっても、オイル戻り通路に一体成形されたボルト穴の周囲にはシリンダとの間に隔壁が存在するため、シリンダヘッドをシリンダブロックにボルトで固定した際のボルト軸力はボルト穴周辺に集中し、シリンダライナ周辺にて締め付け時の面圧を十分に得られない虞がある。

そこで、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、シリンダヘッドをボルトで固定したときのボルトの軸力による荷重の集中を抑制したエンジン本体構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決する第１の発明に係るエンジン本体構造は、
シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジン本体構造であって、
シリンダブロックにシリンダヘッドを固定するためのボルト穴と、
シリンダヘッドとシリンダブロックの接合面の少なくとも一方に設けられ、ボルト穴の燃焼室側を切り欠いた切欠部と、
燃焼室の周囲に形成された冷却媒体通路とを備え、
切欠部は、ボルト穴と当該ボルト穴近傍の冷却媒体通路の両方に連通し、冷却媒体通路内の冷却媒体が該ボルト穴に流入するよう設けられ、
切欠部の底部が、ボルト穴から冷却媒体通路へ向けて漸増して深くなっている
ことを特徴とする。
なお、該切欠部は、シリンダブロック側の接合面に設けられているのが好ましい。
かかる構造によれば、冷却媒体通路をより効率的に拡大でき冷却効果が高まると共に、同容積の切欠部を設けた際の剛性低下を抑制することができる。

上述した課題を解決する第２の発明に係るエンジン本体構造は、
第１の発明に係るエンジン本体構造であって、
切欠部の最底部が、冷却媒体通路の底部よりも上方に形成されている
ことを特徴とする。

上述した課題を解決する第３の発明に係るエンジン本体構造は、
第１又は第２の発明に係るエンジン本体構造であって、
シリンダブロックの上部に面取り部を設けた
ことを特徴とする。

本発明に係るエンジン本体構造によれば、ボルト穴と該ボルト穴の燃焼室側に切欠部とを備え、切欠部が、シリンダヘッドとシリンダブロックの接合面の少なくとも一方の面に設けられていることにより、シリンダヘッドをボルトで固定したときに、ボルト穴周辺にてシリンダヘッドとシリンダブロックとが接触しなくなり、ボルトの軸力による荷重の集中を抑制して分散させることができる。また、シリンダライナ周辺における締め付け時の面圧が確保されるため、ボルトボス周辺との面圧差の発生を抑制することができる。シリンダブロック内に冷却媒体通路を備え、切欠部が、ボルト穴と当該ボルト穴近傍の冷却媒体通路の両方に連通していることにより、冷却媒体がボルト穴に流入してボルトが冷却されるため、ボルトとシリンダヘッド及びシリンダブロックとの温度差が小さくなり、熱膨張差に基づく歪みを抑制することができる。切欠部の底部が、ボルト穴から冷却媒体通路へ向けて漸増して深くなっていることにより、シリンダブロックの上下方向にて温度制御を行うことができる。

本発明に係るエンジン本体構造によれば、切欠部の最底部が、冷却媒体通路の底部よりも上方に形成されていることにより、シリンダブロックの冷却を効果的に行うことができる。

本発明に係るエンジン本体構造によれば、シリンダブロックの上部に面取り部を設けたことにより、シリンダヘッドとシリンダブロックとの接触面積を小さくすることができ、ボルトの軸力による荷重のシリンダライナ周辺への集中を抑制して分散させることができると同時に、シリンダブロック外壁側の上部においては、接触面積の減少によりシリンダブロックとガスケットとの面圧を確保することができる。

本発明に係るエンジン本体構造を実施するための最良の形態について各実施形態にて具体的に説明する。

［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係るエンジン本体構造について、図１および図２ならびに図３を参照して説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン本体構造の一部切欠平面図であり、図２は図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係るエンジン本体構造を適用したエンジンの縦断面図である。

本実施形態では、乾式ライナのシリンダブロックを具備し、シリンダブロックに切欠部を備えたエンジンを例に挙げて説明する。エンジンは、図３に示すように、クランクケース１０、シリンダブロック２０、ガスケット３０、シリンダヘッド４０などを具有する。具体的には、クランクケース１０の上部にシリンダブロック２０が配置されている。シリンダブロック２０の上部にガスケット３０を介してシリンダヘッド４０が配置されている。クランクケース１０、シリンダブロック２０、ガスケット３０、およびシリンダヘッド４０には、それぞれボルト穴１１、２５、３１、４１が形成されている。ボルト穴１１にはネジ部１１ａが形成されており、シリンダブロック２０、ガスケット３０、およびシリンダヘッド４０がボルト５０でクランクケース１０に固定されている。なお、クランクケース１０には、クランクシャフト１２が配置されている。このクランクシャフト１２は、コネクティングロッド１３を介してピストン１３と接続している。クランクシャフト１２が回転することで、ピストン１３がシリンダ２１内を摺動している。

シリンダブロック２０には、その長手方向中心に沿って直列に並ぶ複数個のシリンダ２１が設けられている。シリンダ２１には、図１、図２、および図３に示すように、シリンダライナ２２が鋳込まれている。これらシリンダ２１の周りには、冷却水が流通する冷却液通路である冷却媒体通路２４が形成され、隣接するシリンダ２１の周りに形成された冷却媒体通路２４同士は連通している。

シリンダブロック２０における一方の側壁部２０ａと冷却媒体通路２４との間における所定の位置に、上述したボルト穴２５が形成されている。ボルト穴２５は、冷却媒体通路２４における２つのシリンダ２１が隣接する位置近傍に形成されている。

シリンダブロック２０の上面部２０ｂには、ボルト穴２５の周辺が切り欠かれてなる切欠部２６が設けられている。この切欠部２６は、冷却媒体通路２４と連通している。このような箇所に切欠部２６を形成することで、冷却媒体通路２４内の冷却水が切欠部２６内へ流入可能になる。

したがって、本実施形態に係るエンジン本体構造によれば、シリンダブロック２０の上面部２０ｂ近傍におけるボルト穴２５の周辺を切り欠いてなる切欠部２６を備え、この切欠部２６が、ボルト穴２５とこのボルト穴２５近傍の冷却媒体通路２４を連通していることにより、ボルト５０でガスケット３０およびシリンダヘッド４０をシリンダブロック２０に固定したときに、シリンダブロック２０のボルト穴２５の周辺とガスケット３０とが接触しなくなる。これにより、ボルト穴２５周辺へのボルト５０の軸力による荷重の集中を抑制して分散させることができる。その結果、ボルト穴２５の周辺以外におけるシリンダブロック２０の上面部２０ｂとガスケット３０の下面部３０ａとの面圧が上昇し、密着性を向上させることができる。

切欠部２６が、隣接するシリンダ２１近傍に設けられることにより、シリンダブロック２０を効果的に冷却することができる。

［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係るエンジン本体構造について、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の第二の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。図４にて、ＵＰはシリンダブロックの上方向を示し、ＥＲはシリンダブロックの中心方向を示す。
本実施形態に係るエンジン本体構造は、上述した第一の実施形態に係るエンジン本体構造が具備する切欠部の形状を変更したものであり、それ以外は同一の構造を備えている。本実施形態では、第一の実施形態に係るエンジン本体構造と同一構造には同一符号を付記しその説明を省略する。

本実施形態に係るエンジン本体構造では、図４に示すように、シリンダブロック２０の上面部２０ｂにおけるボルト穴２５の周辺が切り欠かれてなる切欠部１２６が設けられている。この切欠部１２６は、冷却媒体通路２４と連通している。この切欠部１２６の底部１２６ｃは、シリンダブロック２０の縦断面にて、傾斜して延在している。具体的には、切欠部１２６の底部１２６ｃは、冷却媒体通路側で最深底部１２６ｂとなる一方、ボルト穴２５側では浅底となっている。言い換えると、切欠部１２６の底部１２６ｃが、ボルト穴２５から冷却媒体通路２４へ向けて漸増して深くなっている。切欠部１２６の最深底部１２６ｂは、冷却媒体通路２４の底部２４ａよりも浅底に形成されている。これにより、切欠部１２６の最深底部１２６ｂと比べてその上部１２６ａ側へ、冷却媒体通路２４から切欠部１２６へ冷却水が多く流入する。その結果、シリンダブロック２０の下方側と比べてその上方側の冷却効果を向上させることができる。

したがって、本実施形態に係るエンジン本体構造によれば、上述した第一の実施形態に係るエンジン本体構造と同様な作用効果を奏する上に、切欠部１２６の底部１２６ｃが、ボルト穴２５から冷却媒体通路２４へ向けて漸増して深くなっていることにより、シリンダブロック２０の上下方向にて温度制御を行うことができる。すなわち、シリンダブロック２０の下方側と比べてその上方側へ冷却水を多量に流入させることができ、冷却効果を高めることができる。

さらに、切欠部を設けないエンジン本体構造と比べて、切欠部１２６を設けた分だけ軽量化を図ることができる。

［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態に係るエンジン本体構造について、図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第三の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。図５にて、ＵＰはシリンダブロックの上方向を示し、ＥＲはシリンダブロックの中心方向を示す。
本実施形態に係るエンジン本体構造は、上述した第一の実施形態に係るエンジン本体構造が具備する切欠部の形状を変更したものであり、それ以外は同一の構造を備えている。本実施形態では、第一の実施形態に係るエンジン本体構造と同一構造には同一符号を付記しその説明を省略する。

本実施形態に係るエンジン本体構造では、図５に示すように、シリンダブロック２０の上面部２０ｂにおけるボルト穴２５の周辺が切り欠かれてなる切欠部２２６が設けられている。この切欠部２２６は、冷却媒体通路２４と連通している。この切欠部２２６は、シリンダブロック２０の縦断面にて、ボルト穴２５の軸方向に沿って延在すると共に、ボルト穴２５の延在方向と同一方向に延在する形状に形成されている。この切欠部２２６の底部２２６ｃは、冷却媒体通路２４の底部２４ａよりも浅底に形成されている。具体的には、切欠部２２６の深さＬ１は、冷却媒体通路２４の深さＬ２よりも浅くなっている。

したがって、本実施形態に係るエンジン本体構造によれば、上述した第一の実施形態に係るエンジン本体構造と同様な作用効果を奏する上に、切欠部２２６がシリンダブロック２０の上下方向に延在する形状であり、その加工が容易であり、製造コスト増を抑制できる。

切欠部２２６の最底部２２６ｃが、冷却媒体通路２４の底部２４ａよりも上方に形成されていることにより、シリンダブロック２０の冷却を効果的に行うことができる。

さらに、切欠部を設けないエンジン本体構造と比べて、切欠部２２６を設けた分だけ軽量化を図ることができる。

［第四の実施形態］
本発明の第四の実施形態に係るエンジン本体構造について、図６を参照して説明する。
図６は、本発明の第四の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。図６にて、ＵＰはシリンダブロックの上方向を示し、ＥＲはシリンダブロックの中心方向を示す。
本実施形態に係るエンジン本体構造は、上述した第三の実施形態に係るエンジン本体構造が具備するシリンダブロックに面取り部を設けたものであり、それ以外は同一の構造を備えている。本実施形態では、第三の実施形態に係るエンジン本体構造と同一構造には同一符号を付記しその説明を省略する。

本実施形態に係るエンジン本体構造では、図６に示すように、シリンダブロック２０の上面部２０ｂにおけるボルト穴２５の周辺が切り欠かれてなる切欠部３２６が設けられている。この切欠部３２６は、冷却媒体通路２４と連通している。そして、シリンダブロック２０に面取り部３０１，３０２，３０３が設けられる。具体的には、面取り部３０１，３０２は、シリンダブロック２０の外壁部２７の上部に設けられる。面取り部３０３は、冷却媒体通路２４とシリンダライナ２２との間の側壁部２８の上部に設けられる。

したがって、本実施形態に係るエンジン本体構造によれば、上述した第三の実施形態に係るエンジン本体構造と同様な作用効果を奏する上に、シリンダブロック２０の上部に面取り部３０１，３０２，３０３を設けたことにより、シリンダヘッド３０とシリンダブロック２０との接触面積を小さくすることができ、ボルトの軸力による荷重のシリンダライナ２２周辺への集中を抑制して分散させることができると同時に、シリンダブロック２０外壁側の上面部２０ｂにおいては、シリンダブロック２０とガスケット３０との面圧を確保することができる。

［他実施形態］
上記では、シリンダブロックに切欠部を備えたエンジン本体構造を用いて説明したが、シリンダヘッドに切欠部を備えた、またはシリンダヘッドとシリンダブロックの両方に切欠部を備えたエンジン本体構造とすることも可能である。乾式ライナのシリンダブロックを具備するエンジン本体構造を用いて説明したが、湿式ライナのシリンダブロックを具備するエンジン本体構造とすることも可能である。切欠部２６を２ヶ所に設けたエンジン本体構造を用いて説明したが、この切欠部を３箇所以上の複数箇所に設けたエンジン本体構造とすることも可能である。切欠部を複数箇所に設け、複数の切欠部がそれぞれ異なる形状であるエンジン本体構造とすることも可能である。これらのようなエンジン本体構造であっても、上述した第一、第二、第三、第四の実施形態に係るエンジン本体構造と同様な作用効果を奏する。

本発明に係るエンジン本体構造は、シリンダヘッドをボルトで固定したときのボルトの軸力による荷重の集中を抑制できるため、自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。

本発明の第一の実施形態に係るエンジン本体構造の一部切欠平面図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。 本発明の第一の実施形態に係るエンジン本体構造を適用したエンジンの縦断面図である。 本発明の第二の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。 本発明の第三の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。 本発明の第四の実施形態に係るエンジン本体構造の縦断面図である。

符号の説明

１０ クランクケース
１２ コネクティングロッド
１３ ピストン
２０ シリンダブロック
２１ シリンダ
２２ シリンダライナ
２４ 冷却媒体通路
２５ ボルト穴
２６，１２６，２２６，３２６ 切欠部
３０ ガスケット
４０ シリンダヘッド
５０ ボルト
３０１，３０２，３０３ 面取り部

Claims (3)

1. シリンダヘッドとシリンダブロックとを備えたエンジン本体構造であって、
   前記シリンダブロックに前記シリンダヘッドを固定するためのボルト穴と、
   前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの接合面の少なくとも一方に設けられ、前記ボルト穴の燃焼室側を切り欠いた切欠部と、
   前記燃焼室の周囲に形成された冷却媒体通路とを備え、
   前記切欠部は、前記ボルト穴と当該ボルト穴近傍の前記冷却媒体通路の両方に連通し、前記冷却媒体通路内の冷却媒体が該ボルト穴に流入するよう設けられ、
   前記切欠部の底部は、前記ボルト穴から前記冷却媒体通路へ向けて漸増して深くなっている
   ことを特徴とするエンジン本体構造。
2. 請求項１に記載されたエンジン本体構造であって、
   前記切欠部の最底部は、前記冷却媒体通路の底部よりも上方に形成されている
   ことを特徴とするエンジン本体構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたエンジン本体構造であって、
   前記シリンダブロックの上部に面取り部を設けた
   ことを特徴とするエンジン本体構造。

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