JPH0736113Y2 - エンジンのシリンダブロック補強部材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はエンジンのシリンダブロックを補強して振動騒
音を低減する補強部材に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、エンジンのシリンダブロックの下端に、両側スカ
ート部を連結するようにプレートを締結し、上記スカー
ト部に対する補強作用が得られるようにした構造は種々
知られている。例えば、実開昭59-157514号公報には、
オイルパン上に配置されるバッフルプレートが示され、
この公報によるとクランクシャフトによるオイルの攪拌
を抑制する目的でバッフルプレートが設けられている
が、このバッフルプレートとオイルパンとともにシリン
ダブロック下端に締結されてシリンダブロック両側スカ
ート部を連結するので、スカート部に対する補強作用も
得られる。

また、実開昭59-34049号公報には、シリンダブロックと
オイルパンとの間に補強プレート（オイルパンスティフ
ナ）を配置し、この補強プレートの両側辺部をシリンダ
ブロックの両側スカート部下端に締結するとともに、各
メインベアリングに対応する補強プレート所定部位をベ
アリングキャップに締結した構造が示されている。この
構造によると、補強プレートによる補強作用で上記スカ
ート部の横方向の剛性が高められてスカート部の振動が
抑制されるとともに、軽量化のために補強プレートを薄
肉にした場合の補強プレート自体の上下方向の膜振動が
上記ベアリングキャップへの締結部分によって抑制され
る。

〔考案が解決しようとする課題〕

上記のような従来の補強構造は、主にシリンダブロック
のスカート部の剛性を高めることによりスカート部の振
動に起因した騒音の低減を図るものであるが、このスカ
ート部の振動のほかに、エンジンの作動に伴ってピスト
ンおよびコーンロッドからクランクシャフトに加わる荷
重でクランクシャフトが曲げ変形することによるフライ
ホイール等の振動（いわゆる面振れ）も、騒音の原因と
なる。このようなフライホイールの面振れ等による騒音
を抑制するには、クランクシャフト曲げ方向の力による
ベアリングキャップのシリンダ列方向の動き（この方向
の傾き等）を抑えてクランクシャフトの曲げ変形を抑制
するように、ベアリングキャップを補強することが望ま
れる。とくに、補強プレートの厚肉化等による重量増大
を招かないようにしつつ、シリンダブロックおよびベア
リングキャップの補強を効果的に行なうことが望まれる
が、従来の補強プレートではこのような要求が充分に満
足されていなかった。

すなわち、単に補強プレートの両側辺をシリンダブロッ
ク下端に連結したものではベアリングキャップに対する
補強作用はない。また実開昭59-34049号公報に示されて
いるように補強プレートの所定部位がベアリングキャッ
プへ締結される構造でも、ベアリングキャップへの締結
部分は中空柱状のボルト挿通部分を有するだけで、補強
プレート自体の上下方向の振動を抑制するには有効であ
るものの、ベアリングキャップのシリンダ列方向の傾動
等に対して補強プレートの剛性を高める作用が乏しく、
従って補強プレートの厚肉化によらずにベアリングキャ
ップを有効に補強することは困難であった。

本考案はこのような事情に鑑み、軽量化を図りつつ、ベ
アリングキャップのシリンダ列方向の動きに対する補強
効果を高め、かつ、シリンダブロックのスカート部に対
する補強効果もより一層高めることができ、シリンダブ
ロックの振動およびクランクシャフトの曲げ変形による
フライホイール等の振動を充分に抑制することができる
エンジンのシリンダブロック補強部材を提供するもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案は上記のような目的を達成するため、シリンダ列
方向からみて略Ｕ字形の断面で、その両側辺部にシリン
ダブロック下端への締結部分を有する補強プレートを備
えるとともに、この補強プレート上に、ベアリングキャ
ップの下面に締結されるスティフナが、シリンダ列方向
と直交する方向に延びて両端が補強プレートの両側辺近
傍に至るように配置された状態で固着され、このスティ
フナは、その長さ方向中央側のベアリングキャップ締結
部分の断面形状が略台形とされ、その断面形状が長さ方
向両側では次第に変化して、端に近付く程高さが低く、
かつ下辺が狭くなるように形成されているものである。

〔作用〕

上記構成によると、上記補強プレートとこれに固着され
てベアリングキャップに締結されるスティフナとでシリ
ンダブロックのスカート部およびベアリングキャップが
補強され、とくにスティフナが、上記のような断面形状
により、ベアリングキャップ締結部分ではベアリングキ
ャップのシリンダ列方向の動きに対して剛性を高める作
用をなし、また、シリンダブロックのスカート部に近い
部分ではスカート部の振動に対して剛性を高める作用を
なす。

〔実施例〕

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本考案のシリンダブロック補強部材をオイルパ
ンとともにエンジンのシリンダブロックに取付けた構造
を示す。この図において、エンジンのシリンダブロック
１は、内部にピストン７を収容する所定数のシリンダ孔
２を有するとともに、下端部の両側に外方へ広がった形
のスカート部３を備え、スカート部３の内部のクランク
室には、クランクシャフト８を回転自在に支承するメイ
ンベアリング４が配設されている。各メインベアリング
４は、ベアリング上半部がシリンダブロック１に設けら
れるとともに、この部分にベアリングキャップ５がボル
ト６で締結されることにより構成される。９はピストン
７とクランクシャフト８とを連結するコーンロッドであ
る。

上記シリンダブロック１の下端にはシリンダブロック補
強部材10およびオイルパン11が取付けられており、上記
シリンダブロック補強部材10は、シリンダブロック１と
オイルパン11との間に介在した状態で、その両側の側辺
部がオイルパン11と一括に、シリンダブロック１のスカ
ート部３下端のフランジ部12にボルト13で締結されてい
る。

上記シリンダブロック補強部材10は、第２図乃至第５図
に詳しく示すように、プレス成形等により形成された補
強プレート15と、この補強プレート15の所定数箇所に固
着されたスティフナ16,17とで構成されている。上記補
強プレート15は、シリンダブロック１の下端の略全体に
わたる範囲に広がるような所定の大きさを有し、クラン
クシャフト８およびコーンロッド９との干渉を避けるよ
うにシリンダ列方向からみて略Ｕ字形断面に形成されて
いる（第４図参照）。補強プレート15の両側辺部には、
上記スカート部３下端のフランジ部12にボルト締結され
るフランジ部（シリンダブロック下端への締結部分）18
が一体に形成され、このフランジ部18の複数箇所にボル
ト挿通孔19が設けられている。

上記スティフナ16,17は、メインベアリング４に対応す
る箇所の補強プレート15上に、シリンダ列方向と直交す
る方向に延びて両端が補強プレート15の両側辺近傍に至
るように配置された状態で固着されている。当実施例で
は、エンジンの各気筒間に位置するメインベアリングに
対応する箇所、つまり４気筒エンジンの場合は第１〜第
４気筒の各間に位置する３つのメインベアリングに対応
する箇所の補強プレート15上に、それぞれ、予め補強プ
レート15と別体に形成されたスティフナ16,17が固着さ
れている。また、エンジンの前後両端（シリンダ列方向
の両端）に位置するメインベアリングに対応する各箇所
では、補強プレート15自体を屈曲させることにより、ベ
アリングキャップ５への締結部分を有する補強部20が補
強プレート15に一体に形成されている。そして、第1,第
２気筒間および第3,第４気筒間に位置するメインベアリ
ングに対応する筒所のスティフナ16および上記補強部20
が、それぞれに対応するメインベアリングのベアリング
キャップ５の下面にボルト21により締結されている。ま
た、補強プレート15の両側の、各スティフナ16,17間お
よび各スティフナ16と補強部20との間には、この部分の
剛性を高めるためのビード24が設けられている。

上記スティフナ16が、上面部16aと、その幅方向両側に
連なる側面部16bと、この両側面部16bの各下端から外方
に突出した補強プレート15への固着用の突縁部16cとを
有し、この突縁部16cが補強プレート15の上面に溶接さ
れている。このスティフナ16の長さ方向中央側のベアリ
ングキャップ締結部分は、上面部16aとその両側の側面
部16bとによる断面形状が略台形とされ、当実施例では
側面部16bの上部が上面部16aと直角になって、側面部16
bの下部が外方に傾斜した形に形成されている（第３
図、第５図参照）。この断面形状がスティフナ16の長さ
方向両側では次第に変化して、端に近付く程高さが低
く、かつ下辺が狭くなるように形成されている。当実施
例では、側面部16bの下部の傾斜部分が次第に削減され
ていくような形に断面形状が変化し、スティフナ16の両
端付近では、上記傾斜部分がなくなって、ベアリングキ
ャップ締結部分の断面形状のうちの上部と同等の断面形
状、つまり上面部16aの両側に高さの低い側面部16bが上
面部16aと直角に連なった形状となっている。

上記スティフナ16と補強プレート15のシリンダ列方向両
側の補強部20とには、それぞれのベアリングキャップ締
結部分の上面にスペーサ22が溶接されるとともに、その
ベアリングキャップ締結部分およびスペーサ22の適宜数
箇所（例えば２箇所）にボルト挿通孔23が設けられてい
る。そして、スペーサ22がベアリングキャップ５に密着
した状態で、ベアリングキャップ締結部分がベアリング
キャップ５にボルト締結されるようになっている。

上記スペーサ22はベアリングキャップ５に対する上下方
向の寸法精度が要求されるので、スティフナ16等にスポ
ット溶接した後にその上面をスライスで切削して仕上げ
るようにすればよい。ただしこの場合、スペーサ22の各
側辺部にバリが生じると、前後（巾方向両側）の側辺で
はバリ取りが容易であるが、長さ方向両側ではこの方向
に延びるスティフナ16の上面を傷つけずにバリ取りを行
なうことが難しい。また、バリを残したままでは、組付
け作業時等に折れ曲がったり剥がれたりしたバリがスペ
ーサ22とベアリングキャップ５との間に介在して寸法精
度が損われるというようなおそれがあり、かつ組付け作
業の安全性の面でも好ましくない。このため、第６図に
示すように、スペーサ22の長さ方向の寸法より小径のス
ライス刃25を用い、これをスペーサ22の幅方向に移動さ
せて、スペーサ22の長さ方向両端に耳部22aを残した状
態でその内側のベアリングキャップ接触面を切削するこ
とが望ましく、このようにするとスペーサ22の長さ方向
両側にはバリが生じず、前後の側辺のバリのみ除去すれ
ばよい。

なお、４気筒エンジンの場合の第2,第３気筒間のメイン
ベアリングに対応する箇所のスティフナ17は、他のステ
ィフナ16と同形状に形成されているが、ベアリングキャ
ップ５には締結されず、スペーサが省かれることにより
ベアリングキャップ５から離間した状態となっている。

このような構造の補強部材10を用いると、補強プレート
15の両側辺部がシリンダブロック１の両側スカート部３
の下端に締結されるとともにスティフナ16および補強部
20がベアリングキャップ５に締結された状態（第１図参
照）で、上記補強プレート15により上記スカート部13が
補強されてその振動が抑制され、さらに上記スティフナ
16により、補強プレート15の剛性が高められるととも
に、ベアリングキャップ５の前後方向の動きに対する補
強作用が得られる。

とくに、上記スティフナ16の長さ方向中央側のベアリン
グキャップ締結部分は断面が略台形とされているので、
その側面部16bの傾斜部分により、第５図に矢印Ａで示
すようなシリンダ列方向の力に対する剛性が高められ
る。従って、ピストン７およびコーンロッド９からクラ
ンクシャフト８を介して作用する力によるベアリングキ
ャップ５の前後方向の動きが抑制され、これによってク
ランクシャフト８の屈曲変形が抑制されることとなる。
また、スティフナ16の長さ方向の両側では、端に近付く
程高さが低く、かつ下辺が狭くなるように断面形状が次
第に変化しているので、シリンダブロック１のスカート
部３に作用する力に対して補強部材10の剛性が高めら
れ、スカート部３に対する補強効果が高められる。つま
り、スカート部３への締結箇所に近い両側部分では、第
５図に矢印Ｂで示すようにスティフナ16の断面の高さ方
向に力が作用するが、この方向の力に対しては側面部16
bの傾斜部分を小さくするほうが剛性が高められ、とく
に当実施例のように両端付近では傾斜部分がなくなって
側面部16bが上面部16aと直角に連なった形状とされてい
ると、矢印Ｂ方向の剛性向上に有利である。さらに上記
下辺が次第に狭くなっている範囲ではスティフナ16の幅
方向両側の補強プレート15への接合部分が上方からみて
ハの字形の配置となるので、スティフナ幅方向両側の接
合部分が互いに平行な場合と比べ、補強プレート15の曲
げ方向に対する剛性も高められる。

こうして、第1,第２気筒間および第3,第４気筒間のメイ
ンベアリングに対応する箇所では、補強プレート15に固
着されてベアリングキャップ５に締結されるスティフナ
16により上記の作用が得られ、また、シリンダ列方向両
端のメインベアリングに対応する箇所では補強プレート
15に一体に形成された補強部20がベアリングキャップ５
に締結されることにより補強作用が得られる。さらに、
第2,第３気筒間のメインベアリングに対応する箇所のス
ティフナ17およびビード24によっても補強部材10の剛性
が高められ、シリンダブロック１のスカート部５に対す
る補強効果が高められる。

なお、当実施例では各気筒間のメインベアリング４に対
応する箇所の各スティフナ16,17のうちでシリンダ列方
向中央のスティフナ17はベアリングキャップ５に対して
締結せずに離間させているが、これは次のような理由に
よる。すなわち、例えば４気筒エンジンの場合に、第1,
第２気筒間および第3,第４気筒間では、その両側の気筒
からそれぞれクランクシャフト８に作用する荷重の方向
が異なることによって上記のようなシリンダ列方向の力
がベアリングキャップ５に加わるので、この方向の剛性
を高めることが要求されるが、シリンダ列方向中央で
は、その両側の第2,第３気筒間からクランクシャフトに
作用する荷重が同方向であって、ベアリングキャップ５
にシリンダ列方向の力が加わることはないので、スティ
フナ17を締結する必要はない。そしてスティフナ17をベ
アリングキャップ５から離間させておく方が、この間で
互いの動きや変形が伝わるといった事態が避けられて振
動低減に有利となる。

［考案の効果］ 以上のように本考案は、両側辺部がシリンダブロック下
端に締結される補強プレート上に、シリンダ列方向と直
交する方向に延びるスティフナが固着されて、これがベ
アリングキャップの下面に締結されるようにしているの
で、シリンダブロックのスカート部とベアリングキャッ
プとに対して補強効果が得られる。とくに上記スティフ
ナは、その長さ方向中央側のベアリングキャップ締結部
分の断面形状が略台形とされ、シリンダブロックのスカ
ート部に近い長さ方向両側では断面形状が次第に変化し
て、端に近付く程高さが低く、かつ下辺が狭くなるよう
に形成されているので、ベアリングキャップの前後方向
の動きを抑制するとともにシリンダブロックのスカート
部に対する補強効果も高め、スカート部の振動に起因し
た騒音およびクランクシャフトの曲げ変形によるフライ
ホイールの面振れ等に起因した振動を充分に低減するこ
とができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例にかかる補強部材を含んだエ
ンジンの断面図、第２図は上記補強部材の平面図、第３
図は第２図のIII-III線に沿った断面図、第４図は第３
図のIV-IV線に沿った断面図、第５図は補強部材の一部
分を示す斜視図、第６図はスティフナ上面に設けられる
スペーサとその加工手段を示す部分斜視図である。 １……シリンダブロック、３……スカート部、５……ベ
アリングキャップ、10……補強部材、15……補強プレー
ト、16……スティフナ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中原 康志 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−21354（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−71358（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ列方向からみて略Ｕ字形の断面
   で、その両側辺部にシリンダブロック下端への締結部分
   を有する補強プレートを備えるとともに、この補強プレ
   ート上に、ベアリングキャップの下面に締結されるステ
   ィフナが、シリンダ列方向と直交する方向に延びて両端
   が補強プレートの両側辺近傍に至るように配置された状
   態で固着され、このスティフナは、その長さ方向中央側
   のベアリングキャップ締結部分の断面形状が略台形とさ
   れ、その断面形状が長さ方向両側では次第に変化して、
   端に近付く程高さが低く、かつ下辺が狭くなるように形
   成されていることを特徴とするエンジンのシリンダブロ
   ック補強部材。