JP7331682B2 - シリンダブロック - Google Patents

Description

本発明はシリンダブロックに関する。

特許文献１には、クランク軸の振動のシリンダブロックへの伝達を抑制するため、シリンダブロックの、ベアリングキャップとスカート部との間の部分に、シリンダ方向に延びる縦溝が形成されたシリンダブロックの構成が記載されている。また縦溝の形成によるベアリングキャップの剛性低下を抑制するため、特許文献１では、ベアリングキャップ部の外側に、ラダーフレーム及びインテグラルビームからなる補強部材が配置されている。

実開昭５９－５５３号公報

特許文献１では、シリンダブロックの補強のため、ラダーフレーム及びインテグラルビーム等の部品が取り付けられる。このためエンジンの部品及び組み立て工数が増加し、これにより製造コストも増加する。

本発明は、上記課題を解決することを目的とし、新たな部品を追加することなく、クランクシャフトからの振動の伝達を抑制できるように改良されたシリンダブロックを提供することを目的とする。

本発明は、車両に搭載される内燃機関のシリンダブロックであって、複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部と、クランクシャフトを収容するスカート部と、スカート部に配置されたジャーナル支持部とを備える。ジャーナル支持部は、側壁部を備え、側壁部には軸受部が形成されている。側壁部は、シリンダボアのそれぞれに対応するクランク室の軸方向に垂直な側壁を構成する。軸受部は、側壁部の、クランクキャップが当接される当接面に形成され、クランクキャップと共に、クランクシャフトを回転可能に軸支する。側壁部のうち、軸方向の両側に配置された２つのクランク室の側壁をそれぞれに構成する２組の対向する側壁部それぞれは、対向する側壁部のうち、少なくとも一方の側壁部の当接面の軸受部の軸方向に垂直な方向の両側に形成された切り欠き部を有する。

本発明によれば、クランクシャフトを支持するジャーナル支持部の軸受部の両側には、切り欠き部が形成されることで、この切り欠き部分の近傍の剛性が部分的に低くなっている。これにより、燃焼が起きている気筒から遠い側のクランクキャンプ近傍がねじれることで、シリンダブロックのスカート部への振動の伝達を抑制することができる。

本発明の実施の形態のシリンダブロック及びその周辺の構成を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態のシリンダブロックを下面側から見た図である。 本発明の実施の形態のシリンダブロックを用いたエンジンと、従来のシリンダブロックを用いたエンジンとのそれぞれにおける、第４気筒のメインジャーナル付近の騒音レベルを比較して示す図である。 本発明の実施の形態のシリンダブロックを用いたエンジンと、従来のシリンダブロックを用いたエンジンとのそれぞれにおける、各周波数での騒音レベルを比較して示す図である。 本発明の実施の形態のシリンダブロックの他の構成例を模式的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、同一または相当する部分には同一符号を付してその説明を簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１及び図２は、本実施の形態のシリンダブロック及びその周辺の構成を模式的に示す断面図である。図１は、隣り合うシリンダボアに挟まれた部分のクランクシャフトの軸方向に垂直な断面を示し、図２は、シリンダブロックを下側から見た図である。

シリンダブロック１は、シリンダボア１１が形成されたシリンダ部１０と、クランクシャフトを収納するクランクケースの一部を構成するスカート部２０とを有する。気筒数に限定はないが、図１には４つの気筒を有するエンジンのシリンダブロックが例示されており、シリンダ部１０には、４つのシリンダボア１１が形成されている。

スカート部２０は、クランクケースの外壁を成すスカート壁２１と、ジャーナル支持部とを有する。ジャーナル支持部は、クランクシャフトの軸方向に垂直な方向に配置され、シリンダボア１１のそれぞれに対応するクランク室２２の軸方向に垂直な側壁を構成する側壁部２３ａ、２３ｂ、及び、２４を含む。側壁部２３ａ、２３ｂは、隣接するクランク室２２の間に配置され、クランク室２２を区画する。側壁部２４は、クランクシャフトの軸方向の両端側に、側壁部２３ａ、２３ｂに平行に配置される。

各側壁部２３ａ、２３ｂ、２４の下面側（即ち、シリンダボア１１が形成された側と反対側）には、クランクシャフトのメインジャーナルを支持するための半円状の軸受部２５が形成されている。各側壁部２３ａ、２３ｂ、２４下面側の軸受部２５の、クランクシャフトの軸方向に垂直な方向の両側には、ボルト穴２８が形成されている。

各ジャーナル支持部の下面側には、クランクキャップ３０が、ボルト３１をボルト穴２８に係合させることにより取り付けられている。クランクキャップ３０には、軸受部３２が形成されている。クランクシャフトのメインジャーナルは、ジャーナル支持部の下面（即ち、クランクキャップとの当接面）に形成された軸受部２５と、クランクキャップ３０の軸受部３２とで形成される軸受部に挿入されて回転可能に軸支される。

本実施の形態では、ジャーナル支持部の側壁部２３ａ、２３ｂ、２４のうち、クランクシャフトの軸方向の両側に配置される２つのクランク室２２とそれぞれの隣のクランク室２２とに挟まれた２つの側壁部２３ａ、即ち、第１気筒＃１と第２気筒＃２との間の側壁部２３ａ及び第３気筒＃３と第４気筒＃４との間の側壁部２３ａのそれぞれの下面には、切り欠き部２６が形成されている。より具体的に、切り欠き部２６は、クランクキャップ３０との接合面にかからない位置、即ち、側壁部２３ａの下面におけるクランクキャップ３０との接合面の、クランクシャフトの軸方向に垂直な方向の外縁（図１の一点鎖線ａ）よりも外側（図１の矢印方向）となる位置に、隣接するクランク室２２間を連通するように形成されている。

図３は、本実施の形態のシリンダブロック１を用いたエンジンと、従来のシリンダブロックを用いたエンジンとのそれぞれにおける、第４気筒＃４のメインジャーナル付近の振動レベルを比較して示す図である。図３において、実線ａは、本実施の形態のシリンダブロック１を用いた場合であり、破線ｂは、従来のシリンダブロックを用いた場合を示している。図３から、本実施の形態のシリンダブロック１を用いたエンジンの場合、従来のエンジンに比べて振動レベルが低下していることがわかる。

図４は、周波数ごとの等価放射エネルギー（ＥＰＲ； Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ）を、本実施の形態のシリンダブロック１を用いたエンジンと、従来のシリンダブロックを用いたエンジンとで比較した図である。図４において、実線ａは、本実施の形態のシリンダブロック１を用いた場合であり、破線ｂは、従来のシリンダブロックを用いた場合を示している。図４から、本実施の形態のシリンダブロック１を用いた場合、周波数３００～６００Ｈｚの領域のピークと、低周波数側のピークの周波数との間隔が広げられていることがわかる。

車内への騒音伝達のメカニズムについて、例えば、第１気筒＃１の爆発時の場合を例として説明すると、第１気筒＃１の爆発によりクランクシャフトが第４気筒＃４側のメインジャーナル近傍を叩き、第４気筒＃４のメインジャーナルからシリンダブロック１のスカート部２０に振動が伝達される。そして、その放射音が車内に伝達される。

本実施の形態のシリンダブロック１の構成によれば、切り欠き部２６を両外側の側壁部２３ａに形成することで、クランクキャップ３０周囲の剛性が低下している。このため、中央の側壁部２３ｂの軸受部２５を支点とし、燃焼している気筒から遠い側のクランクキャップ３０を捻じれさせることができる。これにより、クランクジャーナル近傍の音の固有周波数が低周波数側に変化し、クランクジャーナルが受ける荷重との共振が低減されている。また、共振周波数が変化することで、スカート壁２１から発する音の周波数を変化させることができ、車内へ伝達される放射音を低減することができる。また、切り欠き部２６が形成されたことで、シリンダブロック１の全体も捻じれやすくなり、これによってもスカート壁２１から発する音を低下させることができる。

（その他の形態）
本実施の形態では、切り欠き部２６を、隣り合うクランク室を連通するように形成した場合について説明した。しかし、切り欠き部の構成はクランク室を連通するものに限られない。例えば、図５に示されるように、クランク室２２を連通させない形で、切り欠き部２７を形成してもよい。より具体的に、側壁部２３ａの下面の、軸受部２５の両外側を、両側のクランク室２２側から肉盗みする形で、切り欠き部２７を形成する。これによって、振動伝達を遮断するとともに、シリンダブロックの強度確保を図ることができる。

また、本実施の形態では、気筒＃１と＃２との間及び気筒＃３と＃４との間の側壁部２３ａにそれぞれ、切り欠き部２６（又は２７）を形成する場合について説明した。しかしながら、切り欠き部２６（又は２７）の形成位置はこれに限られない。例えば、気筒＃１及び気筒＃４に対応する２つのクランク室２２の側壁を構成する２組の対向する側壁部２４と２３ａのうち、クランク室２２に挟まれていない側、つまり軸方向の両端側の側壁部２４のそれぞれに、切り欠き部２６（又は２７）を形成してもよい。この場合に形成される切り欠き部は、切り欠き部２６のように、両端側のシリンダボア１１に対応するクランク室２２と、シリンダブロックの外側とを連通させる形状であってもよい。また、切り欠き部２７のように、クランク室２２側からのみ肉盗みを行った形状のものであってもよい。

なお、以上の実施の形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数に、この発明が限定されるものではない。また、この実施の形態において説明する構造等は、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。

１ シリンダブロック
１０ シリンダ部
１１ シリンダボア
２０ スカート部
２１ スカート壁
２２ クランク室
２３ａ 側壁部
２３ｂ 側壁部
２４ 側壁部
２５ 軸受部
２６ 切り欠き部
２７ 切り欠き部
３０ クランクキャップ
３１ ボルト
３２ 軸受部

Claims (1)

1. 車両に搭載される内燃機関のシリンダブロックであって、
   複数のシリンダボアが形成されたシリンダ部と、
   クランクシャフトを収容するスカート部と、
   前記スカート部に配置されたジャーナル支持部と、
   を備え、
   前記ジャーナル支持部は、
   前記シリンダボアのそれぞれに対応するクランク室の、前記クランクシャフトの軸方向に垂直な側壁を構成する側壁部と、
   前記側壁部の、クランクキャップが当接される当接面に形成され、前記クランクキャップと共に、前記クランクシャフトを回転可能に軸支する軸受部と、
   を備え、
   前記側壁部のうち、前記軸方向の両端側に配置された２つのクランク室の側壁をそれぞれに構成する２組の対向する側壁部それぞれは、
   対向する前記側壁部のうち前記軸方向の両端の側とは反対の側の側壁部の、前記当接面の前記軸受部の前記軸方向に垂直な方向の両側に形成された切り欠き部を備え、
   前記切り欠き部は、当該切り欠き部が形成された側壁部の両側にあるクランク室間を連通させないように形成されている、
   ことを特徴とするシリンダブロック。

Images