JP6743094B2 - エンジンのシリンダブロック構造 - Google Patents
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Description
本発明は、シリンダブロックと、前記シリンダブロックとの間にクランクシャフトを挟んで支持する複数のベアリングキャップと、前記複数のベアリングキャップを一体に連結するベアリングキャップブリッジとを備え、前記ベアリングキャップブリッジは、第１締結部で前記複数のベアリングキャップと共に前記シリンダブロックに締結されるとともに、第２締結部でシリンダブロック底壁に締結されるエンジンのシリンダブロック構造に関する。
かかるエンジンのシリンダブロック構造は、下記特許文献１により公知である。このシリンダブロック構造によれば、ベアリングキャップブリッジ（ベアリングキャップビーム）１６およびベアリングキャップ１５をシリンダブロック１１のスカート部１２に共締めするキャップボルト１８と、ベアリングキャップブリッジ１６をシリンダブロック１１のスカート部１２に締結するビームボルト１７とを可及的に接近して配置することで、シリンダブロック１１の剛性が向上するとともに、ベアリングキャップ１５のクランクシャフト軸線方向への倒れが効果的に抑制されると説明されている。
ところで、シリンダブロックの下部にエンジン振動を低減するバランサー装置を取り付ける場合、上記従来のものは、シリンダブロック１１のスカート部１２の割り面（オイルパン２０の締結面）の大部分がベアリングキャップブリッジ１６で覆われているため、バランサー装置をスカート部１２の割り面に直接締結することができず、それをベアリングキャップブリッジ１６の下面に締結する必要がある。そのため、バランサー装置をスカート部１２の割り面（シリンダブロックの底壁）に直接締結する場合に比べて、バランサー装置の取付剛性が低下して振動発生の原因となる可能性がある。
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、エンジン補機をシリンダブロックの底壁にベアリングキャップブリッジと干渉せずに強固に締結することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダブロックと、前記シリンダブロックとの間にクランクシャフトを挟んで支持する複数のベアリングキャップと、前記複数のベアリングキャップを一体に連結するベアリングキャップブリッジとを備え、前記ベアリングキャップブリッジは、第１締結部で前記複数のベアリングキャップと共に前記シリンダブロックに締結されるとともに、第２締結部でシリンダブロック底壁に締結されるエンジンのシリンダブロック構造であって、前記クランクシャフトのクランクシャフト軸線の延びる方向で、前記第２締結部同士の間隔は前記第１締結部同士の間隔よりも広く開けられており、前記ベアリングキャップブリッジの縁部には、前記第２締結部から前記第１締結部に向けて凹部が形成され、前記シリンダブロック底壁に直交する方向に見たときに、前記クランクシャフトにより駆動されるエンジン補機を前記シリンダブロック底壁に締結する第３締結部が、前記第２締結部を通ってクランクシャフト軸線に直交する第１仮想線と前記凹部の輪郭とにより区画される空間のすべてに、少なくとも１個ずつ設けられることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造が提案される。
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記シリンダブロック底壁に直交する方向に見たときに、前記第２締結部は前記第１締結部を通ってクランクシャフト軸線に直交する第２仮想線から外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が提案される。
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記エンジン補機はバランサー装置あるいはオイルポンプであることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造が提案される。
なお、実施の形態のバランサー装置１９は本発明のエンジン補機に対応する。
請求項１の構成によれば、シリンダブロックと、シリンダブロックとの間にクランクシャフトを挟んで支持する複数のベアリングキャップと、複数のベアリングキャップを一体に連結するベアリングキャップブリッジとを備え、ベアリングキャップブリッジは、第１締結部で複数のベアリングキャップと共にシリンダブロックに締結されるとともに、第２締結部でシリンダブロック底壁に締結されるので、複数のベアリングキャップをベアリングキャップブリッジで一体に連結して倒れに対する剛性を高めることができる。
ベアリングキャップブリッジの縁部には、相互の間隔を第１締結部同士の間隔よりも広く開けられた第２締結部から第１締結部に向けて凹部が形成され、シリンダブロック底壁に直交する方向に見たときに、クランクシャフトにより駆動されるエンジン補機をシリンダブロック底壁に締結する第３締結部が、第２締結部を通ってクランクシャフト軸線に直交する第１仮想線と凹部の輪郭とにより区画される空間のすべてに、少なくとも１個ずつ設けられるので、第３締結部をベアリングキャップブリッジと干渉することなくシリンダブロック底壁に直接締結することが可能となり、剛性の高いシリンダブロック底壁に振動源であるエンジン補機を強固に締結して振動を効果的に低減することができる。
また請求項２の構成によれば、シリンダブロック底壁に直交する方向に見たときに、第２締結部は第１締結部を通ってクランクシャフト軸線に直交する第２仮想線から外れているので、第１締結部および第２締結部の位置を局部的に集中させることなく分散させ、シリンダブロック底壁に対するエンジン補機の締結剛性を更に高めて振動を低減することができる。
また請求項３の構成によれば、エンジン補機はバランサー装置あるいはオイルポンプであるので、振動源であるバランサー装置あるいはオイルポンプの振動を効果的に低減することができる。
以下、図１〜図３に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、エンジンのシリンダヘッド側を上方と定義し、オイルパン側を下方と定義する。
図１〜図３に示すように、直列４気筒エンジンのシリンダブロック１１に下部にはクランク室を構成するスカート部１２が形成されており、このスカート部１２内に形成された５個のジャーナル支持部（不図示）にクランクシャフト１３の５個のジャーナルが支持される。図１〜図３において、クランクシャフト１３は、クランクシャフト軸線Ａである鎖線により示されている。
クランクシャフト１３のジャーナルを支持する５個のジャーナル支持部には、シリンダブロック底壁１４側から５個のベアリングキャップ１５が固定されており、クランクシャフト１３はスカート部１２のジャーナル支持部とベアリングキャップ１５の半円状の支持面１５ａとの間に挟まれて回転自在に支持される。
クランクシャフト軸線Ａ方向に延びる板状のベアリングキャップブリッジ１６により、５個のベアリングキャップ１５の下面が一体に連結される。ベアリングキャップブリッジ１６にはクランクシャフト１３の軸線Ａを挟む五対の第１締結部１６ａが形成されており、これら五対の第１締結部１６ａをそれぞれ貫通する第１ボルト１７がベアリングキャップ１５を貫通してスカート部１２のジャーナル支持部に締結される。このように、５個のベアリングキャップ１５およびベアリングキャップブリッジ１６は、１０本の第１ボルト１７でシリンダブロック１１のスカート部１２に共締めされる。
さらにクランクシャフト軸線Ａを挟むベアリングキャップブリッジ１６の両側縁にはそれぞれ２個の第２締結部１６ｂが形成されており、これら４個の第２締結部１６ｂを貫通する４本の第２ボルト１８がスカート部１２の下端の平坦なシリンダブロック底壁１４に締結される。第２締結部１６ｂ同士の間隔は、クランクシャフト軸線Ａの延びる方向で第１締結部１６ａ同士の間隔よりも広く開けられている。
またベアリングキャップブリッジ１６の下方には、エンジンの振動を低減するためのバランサー装置１９が取り付けられる。バランサー装置１９は、ハウジング２０に回転自在に支持されてクランクシャフト１３の駆動力により回転する２本のバランサーシャフト２１，２２を有しており、ハウジング２０の一側縁に設けた２個の第３締結部２０ａを貫通する２本の第３ボルト２３と、ハウジング２０の他側縁に設けた３個の第３締結部２０ａを貫通する３本の第３ボルト２３とによりシリンダブロック底壁１４に締結される。
すなわち、ベアリングキャップブリッジ１６の各々の側縁には、隣接する二つの第２締結部１６ｂから第１締結部１６ａ側に向かって切り欠かれた二つの凹部１６ｃ，１６ｄが形成される。シリンダブロック底壁１４をオイルパン側からシリンダヘッド側に見たとき、対を成す第２締結部１６ｂ間を結んでクランクシャフト軸線Ａに直交する２本の第１仮想線Ｌ１と、前記二つの凹部１６ｃとにより二つの空間Ｒ１，Ｒ２が区画され、一方の空間Ｒ１に前記５本の第３ボルト２３のうちの１本の第３ボルト２３が配置され、他方の空間Ｒ２に前記５本の第３ボルト２３のうちの１本の第３ボルト２３が配置される。
また１本の第１仮想線Ｌ１と前記二つの凹部１６ｄとにより二つの空間Ｒ３，Ｒ４が区画され、一方の空間Ｒ３に前記５本の第３ボルト２３のうちの１本の第３ボルト２３が配置され、他方の空間Ｒ４に前記５本の第３ボルト２３のうちの２本の第３ボルト２３が配置される。
さらにシリンダブロック底壁１４をオイルパン側からシリンダヘッド側に見たとき、五対の第１締結部１６ａ間を結んでクランクシャフト軸線Ａに直交する５本の第２仮想線Ｌ２は、前記２本の第１仮想線Ｌ１に重ならず、クランクシャフト軸線Ａ方向にずれている。
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
シリンダブロック１１のスカート部１２のジャーナル支持部と協働してクランクシャフト１３を支持する５個のベアリングキャップ１５はベアリングキャップブリッジ１６で一体に連結されるので、５個のベアリングキャップ１５をベアリングキャップブリッジ１６で補強して倒れに対する剛性を高めることができる。
シリンダブロック１１の下面であるシリンダブロック底壁１４の下方にバランサー装置１９を取り付ける場合、仮にベアリングキャップブリッジ１６が凹部１６ｃ，１６ｄを備えていないとすると、第３ボルト２３がベアリングキャップブリッジ１６と干渉してしまい、バランサー装置１９をシリンダブロック底壁１４に直接締結することはできず、やむを得ずバランサー装置１９をベアリングキャップブリッジ１６に締結すると、バランサー装置１９の支持剛性が低下して振動や騒音の原因となる可能性がある。
しかしながら、本実施の形態によれば、ベアリングキャップブリッジ１６の縁部を第２締結部１６ｂから第１締結部１６ａ側に向かって切り欠くことで凹部１６ｃ，１６ｄを形成し、バランサー装置１９をシリンダブロック底壁１４に締結する第３締結部２０ａを、第２締結部１６ｂを通ってクランクシャフト軸線Ａに直交する第１仮想線Ｌ１と凹部１６ｃ，１６ｄの輪郭とにより区画される空間Ｒ１〜Ｒ４に配置したので、第３ボルト２３をベアリングキャップブリッジ１６と干渉することなくシリンダブロック底壁１４に直接螺合することが可能となる。その結果、剛性の高いシリンダブロック底壁１４にバランサー装置１９を強固に締結することが可能となり、振動源であるバランサー装置１９の振動を効果的に低減することができる。
また第２締結部１６ｂは第１締結部１６ａを通ってクランクシャフト軸線Ａに直交する第２仮想線Ｌ２から外れているので、第１締結部１６ａおよび第２締結部１６ｂの位置を局部的に集中させることなく分散させ、バランサー装置１９の締結剛性を更に高めて振動を低減することができる。しかもベアリングキャップブリッジ１６をスカート部１２に固定する４本の第２ボルト１８の位置が第２仮想線Ｌ２から外れているので、第２ボルト１８の締結力が第２仮想線Ｌ２上に位置するベアリングキャップ１５に直接作用するのを防止し、前記締結力をクランクシャフト軸線Ａ方向の両側に離れた２個のベアリングキャップ１５に分散することで、ベアリングキャップ１５の歪みを最小限に抑えることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
例えば、実施の形態では直列４気筒エンジンを例示したが、本発明が適用されるエンジンの形式は任意である。
また実施の形態のベアリングキャップブリッジ１６は４個の凹部１６ｃ，１６ｄを備えているが、凹部１６ｃ，１６ｄの個数は４個に限定されるものではない。
また実施の形態のベアリングキャップブリッジ１６の両側縁の凹部１６ｃ，１６ｄはクランクシャフト軸線Ａを挟んで対称形状に形成されているが、凹部１６ｃ，１６ｄの形状は必ずしも対称形状である必要はない。
また本発明のエンジン補機は実施の形態のバランサー装置１９に限定されず、オイルポンプのようにクランクシャフト１３により駆動される他のエンジン補機であっても良い。
１１ シリンダブロック
１３ クランクシャフト
１４ シリンダブロック底壁
１５ ベアリングキャップ
１６ ベアリングキャップブリッジ
１６ａ 第１締結部
１６ｂ 第２締結部
１６ｃ 凹部
１６ｄ 凹部
１９ バランサー装置（エンジン補機）
２０ａ 第３締結部
Ａ クランクシャフト軸線
Ｌ１ 第１仮想線
Ｌ２ 第２仮想線
Ｒ１〜Ｒ４ 空間
１３ クランクシャフト
１４ シリンダブロック底壁
１５ ベアリングキャップ
１６ ベアリングキャップブリッジ
１６ａ 第１締結部
１６ｂ 第２締結部
１６ｃ 凹部
１６ｄ 凹部
１９ バランサー装置（エンジン補機）
２０ａ 第３締結部
Ａ クランクシャフト軸線
Ｌ１ 第１仮想線
Ｌ２ 第２仮想線
Ｒ１〜Ｒ４ 空間
Claims (3)
- シリンダブロック（１１）と、前記シリンダブロック（１１）との間にクランクシャフト（１３）を挟んで支持する複数のベアリングキャップ（１５）と、前記複数のベアリングキャップ（１５）を一体に連結するベアリングキャップブリッジ（１６）とを備え、前記ベアリングキャップブリッジ（１６）は、第１締結部（１６ａ）で前記複数のベアリングキャップ（１５）と共にシリンダブロック底壁（１４）に締結されるとともに、第２締結部（１６ｂ）で前記シリンダブロック底壁（１４）に締結されるエンジンのシリンダブロック構造であって、
前記クランクシャフト（１３）のクランクシャフト軸線（Ａ）の延びる方向で、前記第２締結部（１６ｂ）同士の間隔は前記第１締結部（１６ａ）同士の間隔よりも広く開けられており、前記ベアリングキャップブリッジ（１６）の縁部には、前記第２締結部（１６ｂ）から前記第１締結部（１６ａ）に向けて凹部（１６ｃ，１６ｄ）が形成され、前記シリンダブロック底壁（１４）に直交する方向に見たときに、前記クランクシャフト（１３）により駆動されるエンジン補機（１９）を前記シリンダブロック底壁（１４）に締結する第３締結部（２０ａ）が、前記第２締結部（１６ｂ）を通ってクランクシャフト軸線（Ａ）に直交する第１仮想線（Ｌ１）と前記凹部（１６ｃ，１６ｄ）の輪郭とにより区画される空間（Ｒ１〜Ｒ４）のすべてに、少なくとも１個ずつ設けられることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造。
- 前記シリンダブロック底壁（１４）に直交する方向に見たときに、前記第２締結部（１６ｂ）は前記第１締結部（１６ａ）を通ってクランクシャフト軸線（Ａ）に直交する第２仮想線（Ｌ２）から外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。
- 前記エンジン補機はバランサー装置（１９）あるいはオイルポンプであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
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