JPH07229445A - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前端シリンダボアの機関運転時の変形を３次
変形から２次変形にすること。 【構成】 サイアミーズシリンダボア壁１２を有するク
ローズドデッキタイプのシリンダブロック１０におい
て、前端シリンダボア１１ａのボア壁１２ａのブロック
長手方向前端部分とシリンダブロック外壁１３の前端と
を連結するトップデッキ前端部分１５ａを他のトップデ
ッキ部分よりも剛性アップする。これによって、前端シ
リンダボア１１ａの変形条件が中間シリンダボア１１
ｂ、１１ｃに近づいて、２次変形を生じるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のシリンダブ
ロックに関し、とくに端部シリンダボアの変形次数を３
次から２次に是正するためのシリンダブロック構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】直列に複数のシリンダボアを有し、シリ
ンダボア壁とシリンダブロック外壁とをブロック上下方
向上端すなわちトップデッキで連結した（クローズドデ
ッキタイプ）の内燃機関のシリンダブロックでは、種々
の要因により、たとえばヘッドボルト締結力、実働時の
各部の熱膨張差、変速機からの振動等の要因により、シ
リンダボアが変形する。図４は、トップデッキ剛性が均
一な場合の従来シリンダブロック１におけるシリンダボ
ア２の変形パターンを示している。中間のシリンダボア
２は２次変形を生じてシリンダ幅方向に長軸が延びる楕
円形となり、両端のシリンダボア２は３次変形を生じ
る。従来、実公昭６３−５０４３９号公報は、ヘッドボ
ルト締結によるシリンダボア変形を真円に近づけるため
に、トップデッキの剛性に差をもたせ、両端部のトップ
デッキの剛性を相対的に低くするとともにヘッドボルト
内側部のトップデッキの剛性を高めることを提案してい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ピストンリン
グのシリンダボアへの追従性を考慮すると、３次変形を
２次変形にするだけでもブローバイガス量、オイル消費
量の低減に大きな効果がある。したがって、両端シリン
ダボアの３次変形を、不十分に真円に近づけるよりは、
積極的に２次変形に変化させた方が望ましい。たとえ
ば、実公昭６３−５０４３９号公報のように、両端部ト
ップデッキの剛性を相対的に低くするとヘッドボルト締
結力による３次変形は円形に近づくのかもしれないが、
実働時のオイル消費量の低減効果は不十分であることか
ら推察すると、実働時における３次変形抑制効果は小さ
いと考えられる。それよりも、端部シリンダボアの変形
を２次変形に近づけた方がよいということになる。本発
明の目的は、ボア列の端部のシリンダボアの、機関実働
時の変形を、従来の３次変形から２次変形に近づけ、全
ての実働時ボア変形を同一の変形に近づけることができ
る内燃機関のシリンダブロックを提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する、本
発明の内燃機関のシリンダブロックは、次の通りであ
る。直列に複数のシリンダボアを有し、シリンダボア壁
とシリンダブロック外壁とをトップデッキで連結した内
燃機関のシリンダブロックにおいて、各シリンダボア間
で隣接するシリンダボア壁同志を連結し、かつトップデ
ッキのうち変速機から遠いボア列方向前端部分の剛性を
他の部分に比して相対的に大にした内燃機関のシリンダ
ブロック。

【０００５】

【作用】上記本発明の内燃機関のシリンダブロックで
は、トップデッキの、ボア列方向前端部を剛性大にした
ので、前端シリンダボアのボア壁が剛性大の外壁と連結
されて、剛性が著しく高くなる。その結果、前端シリン
ダボアも、中間シリンダボアと同じような２次変形を示
すようになる。左右対称シリンダボア間に位置するボア
壁はほぼ左右対称構造のため左右変形に対して極めて大
きな剛性を有する壁と見なすことができ、その結果、中
間シリンダボアが、従来、２次変形を示したと考えられ
るが、本発明では端部シリンダボアの外側ボア壁の剛性
が上ることにより、端部シリンダボアも中間シリンダボ
アと同じような変形性状を示すようになる。すなわち、
端部シリンダボアも実働時に２次変形に近い変形を生じ
るようになる。その結果、ピストンリングのボアへの追
従性がよくなり、ブローバイ量、オイル消費量が低減す
る。ここで、後端側（ミッション側）の剛性を大としな
いのは、ミッション振動を遮断するためである。

【０００６】

【実施例】図１〜図３は本発明の一実施例を示してい
る。図１において、多気筒内燃機関のシリンダブロック
１０には、長手方向に直列に、軸芯を互いに平行にし
て、複数（図では４個）のシリンダボア１１が形成され
ている。このうち、１１ａは前端シリンダボア、１１
ｂ、１１ｃは中間シリンダボア、１１ｄは後端シリンダ
ボアである。シリンダブロック１０の後端側が変速機取
付け側とされている。シリンダボア１１はシリンダボア
壁１２内に形成されている。シリンダボア壁１２ａ、１
２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、それぞれ、シリンダボア１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを形成している。シリンダ
ボア壁１２の外側に間隔をおいてシリンダブロック外壁
１３が位置している。シリンダボア壁１２とシリンダブ
ロック外壁１３との間の空間は、エンジン冷却水が循環
されるウォータジャケット１４である。シリンダボア壁
１２は、隣り合う２つのシリンダボア間で一体に連結さ
れ、この一体の部分は両シリンダボアにより共有されて
いる。このようなボア壁はサイアミーズタイプと呼ば
れ、ボア壁が各シリンダボアで独立したシリンダブロッ
クよりもブロック全長を短縮できるため、よく使われる
構造である。ウォータジャケット１４はボア列方向に４
個一体に結合されたボア壁構造体のまわりに形成されて
いる。ただし、ボア間は上記の共有壁があるので、そこ
にはウォータジャケット１４はない。

【０００７】図２に示すように、シリンダボア壁１２と
シリンダブロック外壁１３とは、それらの上端部でトッ
プデッキ１５により互いに連結されている。トップデッ
キ１５を有さずウォータジャケット１４が上方に開口し
たものがオープンデッキ、トップデッキ１５を有しウォ
ータジャケット１４が水穴１６を除いて上方に閉塞して
いるものがクローズドデッキと云われるものであるが、
本発明はクローズドデッキタイプのシリンダブロックに
適用される。トップデッキ１５には、ウォータジャケッ
ト１４の上方にシリンダブロックからシリンダヘッドへ
とエンジン冷却水を流すための水穴１６が設けられてい
る。この水穴１６は、図１に示すように、各シリンダボ
ア１１のブロック幅方向の両側において、ブロック長手
方向に弧状に長く延びている。水穴１６がある部分は、
シリンダボア壁１２とシリンダブロック外壁１３とのト
ップデッキ１５による連結効果が薄く、その部分ではシ
リンダボア壁１２は剛性大のシリンダブロック外壁１３
によって支持されないので剛性は比較的低くなる。エン
ジン冷却水は、シリンダブロック前端から入り、シリン
ダブロック後端側に流れながら、水穴１６から上方のシ
リンダヘッド内ウォータジャケットに流れる。

【０００８】図１に示すように、シリンダボア間のシリ
ンダブロック幅方向の両側と、シリンダブロック前、後
端のシリンダブロック幅方向両側とのシリンダブロック
外壁には、シリンダヘッドをシリンダブロック１０に締
結するヘッドボルトがねじ込まれるボルト穴１７が設け
られている。ボルト穴１７と各シリンダボア中心とを結
ぶ線上には、トップデッキ１５に水穴は設けられておら
ず、ボルト締付力とそのモーメントがシリンダブロック
外壁１３からトップデッキ１５を介してシリンダボア壁
１２に伝わる。モーメントによるシリンダボア１１の変
形は、シリンダボア壁１２の上端から下方に若干量（た
とえば、約２０ｍｍ）隔った位置に生じる。

【０００９】トップデッキ１５は、前端シリンダボア壁
１２ａとシリンダブロック外壁１３の前端との間と、後
端シリンダボア壁１２ｄとシリンダブロック外壁１３の
後端との間にも設けられる。前端側トップデッキ部分１
５ａは、他のトップデッキ部分に比べて相対的に剛性を
大にしてある。後端側デッキ部分１５ｄは、その剛性は
従来通りであり、したがって、前端側トップデッキ部分
１５ａの剛性は後端側トップデッキ部分１５ｄの剛性よ
り大である。前端側トップデッキ部分１５ａの剛性を大
にするのは、前端シリンダボア１１ａの機関運転時の変
形を３次変形から２次変形にするためであり、後端側ト
ップデッキ部分１５ｄの剛性を従来通りとするのは、シ
リンダブロック後端に連結される変速機の振動から後端
シリンダボア１１ｄの変形が悪影響を受けないようにす
るためである。

【００１０】前端側トップデッキ部分１５ａの剛性の高
め方は、前端側トップデッキ部分１５ａのシリンダブ
ロック幅方向全長を後端側トップデッキ部分１５ｄおよ
びその他のトップデッキのそれより長くするか、前端
側トップデッキ部分１５ａおよびその他のトップデッキ
の厚さ（シリンダブロック高さ方向にみた厚さ）を後端
側トップデッキ部分１５ｄの厚さより大にするか、前
端側トップデッキ部分１５ａの下面に一体にリブを形成
するか、またはこれらのうち２以上の組合せによる
か、の何れによってもよい。図示例では、によってお
り、との組合せによっている。図示例では、前端側
トップデッキ部分１５ａの、シリンダブロック幅方向長
さは、図１に示すようにボア間共通ボア壁のシリンダブ
ロック幅方向長さにほぼ等しく、前端側トップデッキ部
分１５ａの、シリンダブロック高さ方向に見た厚さは、
図２に示すように、従来の厚さに比べて約１．５〜３倍
に増大されている。前端側トップデッキ部分１５ａ以外
のトップデッキ部分の厚さは、従来通りである。また、
後端側トップデッキ部分１５ｄのシリンダブロック幅方
向長さは、図１に示すように従来通りで、前端側トップ
デッキ部分１５ａのシリンダブロック幅方向長さに比べ
て短かく、その両側の水穴１６の大きさ（面積）を十分
にとってある。これによって、後端側にとりつけられる
変速機の振動が、後端側トップデッキ部分１５ｄを介し
て後端シリンダボア壁１２ｄに過大に伝わることが防止
される他、後端側で水穴１６を通してエンジン冷却水が
円滑にシリンダヘッドに循環できるようにしてある。

【００１１】つぎに、作用を説明する。トップデッキの
厚さを均一にした場合（従来）には、機関実働時に、シ
リンダボア２は図４の破線で示すように変形する。すな
わち、中間シリンダボア２ｂ、２ｃはシリンダブロック
幅方向に長軸を有する楕円形となる２次変形を生じ、両
端シリンダボア２ａ、２ｄはシリンダブロック長手方向
内側部分がシリンダブロック幅方向外側に変形しシリン
ダブロック長手方向外側部分がシリンダブロック長手方
向外側に変形する３次変形を生じる。中間シリンダボア
２ｂ、２ｃが２次変形を生じることはボア中間のシリン
ダボア壁がシリンダブロック幅方向には変形するが、シ
リンダブロック長手方向には変形せずシリンダブロック
長手方向に実質的に非常に大きな剛性を有していること
に対応する。また、両端シリンダボア２ａ、２ｄが３次
変形をするのは、両端シリンダボア壁３ａ、３ｄのシリ
ンダブロック前後端部分の剛性が同じボア壁３ａ、３ｄ
のシリンダブロック長手方向内側部分の剛性に比べて低
いからであると考えられる。したがって、両端シリンダ
ボア壁３ａ、３ｄのシリンダブロック前後端部分の剛性
を十分に大きくすれば、両端シリンダボア２ａ、２ｄ
は、中間シリンダボア２ｂ、２ｃのように２次変形をす
ると考えられる。

【００１２】本発明では、前端側トップデッキ部分１５
ａの剛性を増大させたので、前端シリンダボア１１ａは
機関実働時に、図３に示すように、２次変形を示すよう
になる。ピストンリング、オイルリングはボアの高次変
形には追従しにくいが、２次変形ではまだ追従するの
で、ブローバイガス量、オイル消費量を、従来の３次変
形の前端シリンダボアに比べて低減でき、改善できる。

【００１３】後端側トップデッキ部分１５ｄの剛性は従
来通りとし、増大させない。これは、シリンダブロック
後端側には変速機が連結され、変速機の振動が後端側ト
ップデッキ部分１５ｄを介して後端シリンダボア壁１２
ｄに多く伝わって後端シリンダボア壁１２ｄを大きく振
動させるのを防止するためである。したがって、後端シ
リンダボア１１ｄの、機関実働時の変形は、図３に示す
ように、従来通りの３次変形である。そのため、後端シ
リンダボア１１ｄでは前端シリンダボア１１ａにおける
ような、２次変形とすることによるブローバイガス量、
オイル消費量の低減は得られない。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、トップデッキのうち、
変速機から遠い、ボア列方向前端部分を相対的に剛性を
増大させたので、前端シリンダボアの変形を３次変形か
ら中間シリンダボアと同じような２次変形にすることが
でき、ピストンリングのボア壁の追従性を向上でき、ブ
ローバイガス量、オイル消費量を低減できる。なお、後
端側（ミッション側）の剛性を大としないのは、ミッシ
ョン振動を遮断するためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る内燃機関のシリンダブ
ロックの平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面を従来から本発明で
どのように変えたかを示す断面図である。

【図３】図１のシリンダブロックのシリンダボアの機関
実働時の変形パターンを示す、概略平面図である。

【図４】従来の、均一厚さのトップデッキを有するシリ
ンダブロックのシリンダボアの機関実働時の変形パター
ンを示す、概略平面図である。

【符号の説明】

１０ シリンダブロック １１ シリンダボア １１ａ 前端シリンダボア １２ シリンダボア壁 １３ シリンダブロック外壁 １５ トップデッキ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直列に複数のシリンダボアを有し、シリ
   ンダボア壁とシリンダブロック外壁とをトップデッキで
   連結した内燃機関のシリンダブロックにおいて、各シリ
   ンダボア間で隣接するシリンダボア壁同志を連結し、か
   つトップデッキのうち変速機から遠いボア列方向前端部
   分の剛性を他の部分に比して相対的に大にしたことを特
   徴とする内燃機関のシリンダブロック。