JPH0533717Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はシリンダブロツクの補強部材構造に関
するものである。

（従来技術） 一般にシリンダブロツクのスカート部の下端部
は相互に離間配置されている関係上、その横方向
における曲げ剛性およびねじり剛性が他の部分に
比して弱く、このため、エンジンの運転中このス
カート下端部が振動を起こしてエンジン騒音の増
大を招くという問題があつた。

これを解決するために、例えば実開昭61−
142156号公報に開示される如く、相互に離隔対向
する左右一対のスカート下端部相互間を略皿状断
面形状をもつ樋状に一体形成された補強部材でし
かも各クランク軸受の下方を覆蓋するようにして
結合しもつて該スカート下端部延いてはシリンダ
ブロツクの横曲げ剛性及びねじり剛性を高めるよ
うにすることが提案されている。

ところで、このようにシリンダブロツクのスカ
ート下端部に補強部材を取付けた場合、各気筒側
からオイルパン側に回収されるリターンオイルが
一旦この補強部材によつて受け止められる関係
上、この補強部材にはこのリターンオイルを円滑
にオイルパン側に流下させるためのオイルリター
ン用貫通穴の形成が不可欠である。

ところが、このように補強部材にオイルリター
ン用貫通穴を形成するということはそれだけ補強
部材自体の剛性が低下することであり、従つて、
補強部材の機能維持上、むやみにオイルリターン
用貫通穴を形成することはできない。しかるに、
従来の補強部材においては、該補強部材の剛性即
ち、シリンダブロツクの横曲げ剛性及びねじり剛
性に及ぼすオイルリターン用貫通穴形成の影響が
十分に考慮されておらず、従つて、例えばシリン
ダブロツクの動剛性（シリンダブロツクの横曲げ
剛性及びねじり剛性であつてシリンダブロツク振
動時の剛性）は補強部材によつて十分に確保され
たものの該補強部材に形成されたオイルリターン
用貫通穴の通路面積が過少であつたためオイルリ
ターンがスムーズに行なえないとか、また逆にオ
イルリターン用貫通穴の通路面積を十分に確保し
たためにオイルリターンはスムーズに行なわれる
ものの、その反面シリンダブロツクの動剛性（以
下、これらを単に剛性という）アツプ効果が十分
に得られず運転中シリンダブロツクのスカート下
端部の振動によりエンジン騒音が増大する等の不
具合が発生するおそれがあつた。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、オイルリターン用貫通
穴を有する補強部材を備えたエンジンのシリンダ
ブロツクにおいて、該補強部材によるシリンダブ
ロツクの横曲げ剛性及びねじり剛性の向上効果と
オイルリターン作用の促進とを両立させることを
目的とするものである。

（考案の技術的背景） 本願考案者らは、補強部材にオイルリターン用
貫通穴を形成することにより該補強部材によるシ
リンダブロツクの強度アツプ効果がどのように変
化するかを調べた。即ち、今、第７図イに示すよ
うに左右一対のフランジ部６３，６３と左右一対
のの側壁６４，６４及び底壁６５とで断面皿形状
に形成された補強部材本体６１と、該補強部材本
体６１にしかもその側壁６４，６４間に跨つて取
付けられる仕切壁６２とからなる補強部材６０を
想定する。そして、この補強部材６０をの補強部
材本体６１にオイルリターン用貫通穴を形成する
場合、その第１の基本態様としては第７図ロに示
すように補強部材本体６１の両サイドのコーナ部
６６，６６部分に分けて等間隔で貫通穴６７，６
７…を形成したものを想定し、またその第２の基
本態様としては第７図ハに示すように上記コーナ
部６６，６６を避けて底壁６５部分に貫通穴６
８，６８…を形成するとともにこの貫通穴６８の
大きさを上記第１の基本態様における貫通穴６７
の２倍の大きさ（クランク軸方向の各位置におい
て同一の貫通穴面積を確保するため）に設定した
ものを想定する。

さらに、この二つの基本態様に基いてそれぞれ
形成される貫通穴６８を、補強部材本体６１のク
ランク軸方向の前方側に集中的に配置する場合と
後方側に集中的に配置する場合と中央部に配置す
る場合の三つに分け、第６図の下覧に示すような
合計６つの態様、即ち、第１の基本態様による貫
通穴を補強部材本体６１の前方側に配置したフロ
ント側第１態様F₁と第１の基本態様による貫通
穴を補強部材本体６１の中央部に配置したミツド
側第１態様M₁と第１の基本態様による貫通穴を
補強部材本体６１の後方側に配置したリヤ側第１
態様R₁と第２の基本態様による貫通穴を補強部
材本体６１の前方側に配置したフロント第２態様
F₂と第２の基本態様による貫通穴を補強部材本
体６１の中央部に配置したミツド側第２態様M₂
と第２の基本態様による貫通穴を補強部材本体６
１の後方側に配置したリヤ側第３態様とを想定す
る。尚、第６図の下覧の各態様図においては貫通
穴の位置を黒塗りで示している。

そして、これら６つの各態様による補強部材及
びシリンダブロツクをFEMモデルとし、該各補
強部材を備えた状態のシリンダブロツクの強度特
性をコンピユータによる振動解析により求め、そ
の結果を第６図上覧に示した。尚、第６図の特性
図において、実曲線₁，₂はそれぞれ第１の基
本態様による場合（即ち、フロント側第１態様
F₁とミツド側第１態様M₁とリヤ側第１態様R₁の
三つの場合）を示し、破曲線₃，₄はそれぞれ
第２の基本態様による場合（即ち、フロント側第
２態様F₂とミツド側第２態様M₂とリヤ側第２態
様R₂の三つの場合）をそれぞれ示している。又、
振動解析によれば、固有振動数が高いほど横曲げ
剛性及びねじり剛性が高くなる。

第６図の考案から、第１の基本態様の場合でも
第２の基本態様の場合でも貫通穴をクランク軸方
向へ移動させてもほとんど強度上影響はないが、
第１の基本態様と第２の基本態様の間では明らか
に第１の基本態様、即ち貫通穴を補強部材本体の
両サイドのコーナ部に分けて設ける方が剛性上有
利であるということがいえる。

さらに本願考案者は、補強部材の剛性上最も有
利なクランク軸方向における仕切壁とオイルリタ
ーン用貫通穴との相対位置を設定するに当り、補
強部材本体の膜振動が補強部材を備えたシリンダ
ブロツクの横曲げ剛性及びねじり剛性にどのよう
な影響を与えるかを調べた。即ち、補強部材によ
るシリンダブロツクの剛性向上効果は、該補強部
材を平板状としたときに最大となるものである
が、これは補強部材とクランクシヤフトとの干渉
ということから実現不可能であり、実際には第９
図及び第１０図においてそれぞれ示す如く補強部
材本体６１を皿形（実線図示）あるはＶ形（鎖線
図示）とし且つこの補強部材本体６１内に仕切壁
６２を設けるのが通例である。また、この場合、
この仕切壁６２の形成方法としては第９図に示す
ように仕切壁６２で補強部材本体６１の全域をカ
バーしてその側壁６４と底壁６５をともに仕切壁
６２により拘束してしまう方法（以下、第１の態
様という）と、第１０図に示すように仕切壁６２
を補強部材本体６１の上端部（例えば高さ1/3Ｈ）
のみに設けて底壁６５及び側壁６４の下半部をそ
れぞれ不拘束とする方法（以下、第２の態様とい
う）とがある。

ここで本願発明者らは、この第１の態様による
補強部材６０と第２の態様による補強部材６０と
をそれぞれの底壁６５の深さＤを零（即ち、補強
部材本体６１が平板体とされた状態）から寸法Ｈ
（即ち、補強部材本体６１がＶ形断面とされた状
態）まで順次段階的に変化させ、これら各場合に
おけるシリンダブロツク１の横曲げ剛性及びねじ
り剛性の変化状態を振動解析により調べ、これを
第８図に示した。尚、第８図において実曲線L₁，
L₃はそれぞれ第１の態様の場合における特性図
であり、破曲線L₂，L₄はそれぞれ第２の態様の
場合における特性を示している。又、各剛性と固
有振動数との相関関係は前掲第６図の場合と同様
である。

この第８図と特性図の考察から、第１の態様の
補強部材６０を装着したシリンダブロツク１と第
２の態様の補強部材６０を装着したシリンダブロ
ツク１とを比較した場合、前者の方がより高い剛
性向上効果が得られることが知見された。これ
は、後者の場合には底壁６５及び側壁６４，６４
の下半部がそれぞれ不拘束とされているためエン
ジン振動を受けてこれらの部分が膜振動を起こす
ためである。即ち、底壁６５あるいは側壁６４の
膜振動がシリンダブロツクの剛性に大きな影響を
与えるということがわかる。

このことから、本願考案者らは、補強部材本体
６１の膜振動を助長することになるオイルリター
ン用貫通穴は、これを補強部材本体の中でも最も
膜振動の発生が少ないところ、即ち側壁６４が仕
切壁６２により拘束されている部分に設けること
が最適であるということを知見したものである。

尚、本願考案者らは、上述のように第１の態様
の方が第２の態様の場合よりもシリンダブロツク
に対する剛性向上効果という点において有利であ
るということを知見したわけであるが、その反
面、第１の態様のものでは仕切壁６２が大形であ
るため重量が嵩み且つリターンオイルがクランク
軸方向に流通できない等の不具合がある。このこ
とから、本願考案者らは第１１図に示す如く仕切
壁６２を７１の外に脚部７０をもつ略Ｔ字形に形
成し該脚部７０を底壁６５に接合させる構造（以
下、第３の態様という）を考案した。このような
第３の態様をもつ仕切壁６２を備えた補強部材６
０を使用して上記と同様にシリンダブロツクの振
動解析を行なつた結果、例えば補強部材の深さＤ
＝Ｈ／２の位置では、横曲げ剛性は上記第１の態
様では点Q₁、第２の態様では点P₁であつたもの
が第３の態様では点R₁となり、またねじり剛性
は上記第１の態様では点Q₂、第２の態様では点
P₂であつたものが第３の態様では点R₂となる。
即ち、第３の態様では仕切壁６２の小形軽量化を
図りながらしかも第１の態様に近い剛性が得られ
るということが判つた。これは仕切壁６２の脚部
７０により補強部材本体６１の底壁６５の膜振動
の発生が抑制されるためである。

（目的を達成するための手段） 本考案はこのような技術的背景に立脚し、上記
の目的を達成するための手段として、シリンダブ
ロツク下部に位置する左右一対のスカート下端部
相互間を、該一対のスカート下端部への取付部と
なる左右一対のフランジ部と該フランジ部の内側
縁部に連続して下降する左右一対の側壁と該左右
一対の側壁相互間を連結し上記フランジ部と平行
方向に延びる底壁とからなる断面略皿形の補強部
材本体と、該補強部材本体の上記シリンダブロツ
クの各クランク軸受に対応する位置にしかもクラ
ンク軸方向に直交する方向に向けて配置され且つ
その両端部が上記補強部材の側壁にそれぞれ接合
された複数個の仕切壁とからなる補強部材によつ
て相互に連結したエンジンのシリンダブロツクに
おいて、上記仕切壁を、上記補強部材本体の上記
両側壁に対して、該両側壁と上記底壁との連続部
分にそれぞれ形成される左右のコーナ部をそれぞ
れ避けて接合するとともに、該各コーナ部でしか
もクランク軸方向において上記仕切壁と対応する
位置にオイルリターン用貫通穴を形成したことを
特徴とするものである。

（作用） 本考案では上記の手段により、オイルリターン
用貫通穴が補強部材本体の内でも特にシリンダブ
ロツクの剛性に与える影響の少ない位置に設けら
れているため、シリンダブロツクに対する剛性向
上効果を損ねることなく該オイルリターン用貫通
穴自体を大きくすることができ、シリンダブロツ
ク側からオイルパン側へオイルリターンがより円
滑に行なわれることになる。

（実施例） 以下、第１図ないし第５図を参照して本考案の
好適な実施例を説明する。

第１図及び第２図には本考案の実施例に係る補
強部材構造を備えたエンジンのシリンダブロツク
１の要部が示されており、該各図において符号２
はシリンダブロツク１のオイルパン取付面１８に
締着固定されたオイルパン、３は後述する補強部
材である。

補強部材３は、第３図及び第４図に示すように
補強部材本体３１と、該補強部材本体３１に取付
けられた５本の仕切壁３２，３２…とを有してい
る。

補強部材本体３１は、皿状断面形状をもつ略樋
状体で構成されるものであつて、シリンダブロツ
ク１の幅方向の両側部に位置する左右一対のフラ
ンジ部３６，３６と該フランジ部３６，３６に連
続して下降傾斜する左右一対の側壁３３，３４と
該側壁３３，３４間に位置する底壁３５とを有し
ている。

仕切壁３２は、形断面を有する梁部３８と該
梁部３８の軸方向中央部から下方に延出する脚部
４０とからなる略Ｔ字形部材であつて、該梁部３
８の両端には上記補強部材本体３１の側壁３３，
３４への接合部となる接合フランジ３９，３９
が、また脚部４０の下端には上記底壁３５への接
合部となる接合フランジ４７がそれぞれ設けられ
ている。この仕切壁３２は、上記補強部材本体３
１のしかもクランク軸方向において上記シリンダ
ブロツク１のクランク軸受１５，１５…に対応す
る位置（第２図参照）に配置され、且つその梁部
３８側の接合フランジ３９を補強部材本体３１の
側壁３３，３４に、また脚部４０側の接合フラン
ジ４７を底壁３５にそれぞれスポツト溶接により
接合することにより該補強部材本体３１と一体化
され、１個の補強部材３を構成する。

この場合、この実施例のものにおいては本考案
を適用して、梁部３８の両端の接合フランジ３
９，３９を補強部材本体３１の側壁３３，３４の
上半部に、また脚部４０の接合フランジ４７を底
壁３５の幅方向略中央にそれぞれ接合することに
より補強部材３の両サイドのコーナ部４１，４２
と仕切壁３２との接合を避けるとともに、この補
強部材本体３１の各コーナ部４１，４２上のしか
もクランク軸方向において上記各仕切壁３２，３
２…にそれぞれ対応する位置に適宜大きさのオイ
ルリターン用貫通穴４３，４３…を形成してい
る。

また、仕切壁３２の梁部３８の上面は、補強部
材本体３１のフランジ部３６の上面と同じ高さと
され、しかも上記シリンダブロツク１のクランク
軸受１５に取付けられるキヤツプボルト１７に対
応する位置にはそれぞれ該キヤツプボルト１７挿
通用のボルト穴４４，４４が形成されている。

尚、軸受キヤツプ１６の高さ寸法は、その衝合
面１６ａをクランク軸受１５の衝合面１５ａに衝
合させた状態においてその外端面１６ｂが上記補
強部材取付ボス１３の下面１３ａと同一高さとな
るように設定されている。

上述の如く構成された補強部材３は、第１図及
び第２図にそれぞれ示す如く補強部材本体３１の
フランジ部３６，３６を、シリンダブロツク１の
スカート部１０の左右両スカート下端部１１，１
２の内側に設けた各補強部材取付ボス１３，１３
…にその下面側から当てがいこれを取付ボルト１
４，１４…により締結することによりシリンダブ
ロツク１側に固定される。

この場合、オイルリターン用貫通穴４３，４３
…が補強部材本体３１の内でも補強部材３の剛性
低下に与える影響が最も少ない位置、即ち補強部
材本体３１の両サイドのコーナ部４１，４２のし
かもクランク軸方向において各仕切壁３２に対応
する位置に設けられているため、補強部材３の剛
性低下即ち、補強部材３を装着した状態における
シリンダブロツク１の横曲げ剛性及びねじり剛性
の低下を最小限に抑えた状態で、しかも該各コー
ナ部４２，４２…の開口面積をリターンオイル量
に対応してできるだけ広くとつてオイルパン２側
へのオイルリターンを促進させることが可能とな
る。即ち、シリンダブロツク１の横曲げ剛性及び
ねじり剛性を良好に維持しつつオイルリターン作
用の促進を図ることが可能となる。

また、シリンダブロツク１へ補強部材３を取付
けた状態においては、軸受キヤツプ１６はクラン
ク軸受１５と補強部材３の仕切壁３２との間に挟
着された状態となつている。従つて、軸受キヤツ
プ１６は、キヤツプボルト１７，１７をそれぞれ
補強部材３の下方側から上記コーナ部４２，４２
及びボルト穴４４，４４を通してクランク軸受１
５にねじ込むことにより、補強部材３とクランク
軸受１５の両方に一体的に結合される。このた
め、補強部材３がベアリングビームとして機能
し、軸受キヤツプ１６の剛性が一段と向上せしめ
られるとともに、例えば専用のベアリングビーム
を設ける場合に比してその構造の簡略化、コスト
の低廉化を図り得るという利点もある。

尚、上記実施例の如く補強部材３をベアリング
ビームとして利用しない場合にはクランク軸側か
らの振動が仕切壁３２側に直接的に伝達されず、
底壁３５の膜振動の発生もほとんどないため、こ
の場合には第５図に示すように仕切壁３２を梁部
３８のみで構成し、該仕切壁３２と補強部材本体
３１の底壁３５とを非接合とする構成とすること
も可能である。

（考案の効果） 本考案のシリンダブロツクの補強部材構造は、
シリンダブロツク下部に位置する左右一対のスカ
ート下端部相互間を、該一対のスカート下端部へ
の取付部となる左右一対のフランジ部と該フラン
ジ部の内側縁部に連続して下降する左右一対の側
壁と該左右一対の側壁相互間を連結し上記フラン
ジ部と平行方向に延びる底壁とからなる断面略皿
形の補強部材本体と、該補強部材本体の上記シリ
ンダブロツクの各クランク軸受に対応する位置に
しかもクランク軸方向に直交する方向に向けて配
置されかつその両端部が上記補強部材の側壁にそ
れぞれ接合された複数個の仕切壁とからなる補強
部材によつて相互に連結したエンジンのシリンダ
ブロツクにおいて、上記仕切壁を、上記補強部材
本体の上記両側壁に対して、該両側壁と上記底壁
との連続部分にそれぞれ形成される左右のコーナ
部をそれぞれ避けて接合するとともに、該各コー
ナ部でしかもクランク軸方向において上記仕切壁
と対応する位置にオイルリターン用貫通穴を形成
したことを特徴とするものである。

従つて、本考案のシリンダブロツクの補強部材
構造によれば、オイルリターン用貫通穴が補強部
材本体の内でも特にシリンダブロツクの剛性に与
える影響の少ない位置に設けられているため、シ
リンダブロツクに対する剛性向上効果を損ねるこ
となくオイルリターン用貫通穴を大きくとること
が可能であり、このことからシリンダブロツクの
横曲げ剛性及びねじり剛性を十分に維持しつつオ
イルパン側へのオイルリターン作用を促進させ得
るという実用的効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る補強部材構造を
備えたシリンダブロツクの要部縦断面図、第２図
は第１図の−及び−縦断面図、第３図は
第１図に示した補強部材の外観斜視図、第４図は
第１図の−要部矢視図、第５図は本考案の他
の実施例にかかる補強部材構造が適用された補強
部材の平面図、第６図は補強部材に設けられるオ
イルリターン用貫通穴の位置とシリンダブロツク
の固有振動数との相関関係図、第７図イ〜ハは補
強部材本体のオイルリターン用貫通穴の配置パタ
ーン図、第８図は補強部材の深さとシリンダブロ
ツクの固有振動数との相関関係図、第９図ないし
第１１図は補強部材の形状パターン図である。 １……シリンダブロツク、２……オイルパン、
３……補強部材、１０……スカート部、１１，１
２……スカート、１３……補強部材取付ボス、１
５……クランク軸受、１６……軸受キヤツプ、１
７……キヤツプボルト、３１……補強部材本体、
３２……仕切壁、３３，３４……側壁、３５……
底壁、３６……フランジ部、３８……梁部、３９
……接合フランジ、４０……脚部、４１，４２…
…コーナ部、４３……オイルリターン用貫通穴、
４４……ボルト穴。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダブロツク下部に位置する左右一対のス
   カート下端部相互間を、該一対のスカート下端部
   への取付部となる左右一対のフランジ部と該フラ
   ンジ部の内側縁部に連続して下降する左右一対の
   側壁と該左右一対の側壁相互間を連結し上記フラ
   ンジ部と平行方向に延びる底壁とからなる断面略
   皿形の補強部材本体と、該補強部材本体の上記シ
   リンダブロツクの各クランク軸受に対応する位置
   にしかもクランク軸方向に直交する方向に向けて
   配置され且つその両端部が上記補強部材の側壁に
   それぞれ接合された複数個の仕切壁とからなる補
   強部材によつて相互に連結したエンジンのシリン
   ダブロツクにおいて、上記仕切壁は、上記補強部
   材本体の上記両側壁に対して、該両側壁と上記底
   壁との連続部分にそれぞれ形成される左右のコー
   ナ部をそれぞれ避けて接合されるとともに、該各
   コーナ部でしかもクランク軸方向において上記仕
   切壁と対応する位置にオイルリターン用貫通穴が
   形成されていることを特徴とするシリンダブロツ
   クの補強部材構造。