JPH10318040A - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

内燃機関のシリンダブロック

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JPH10318040A
JPH10318040A JP12731497A JP12731497A JPH10318040A JP H10318040 A JPH10318040 A JP H10318040A JP 12731497 A JP12731497 A JP 12731497A JP 12731497 A JP12731497 A JP 12731497A JP H10318040 A JPH10318040 A JP H10318040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylinder block
cylinder
head bolt
bosses
head
Prior art date
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Pending
Application number
JP12731497A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Abe
和佳 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10318040A publication Critical patent/JPH10318040A/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F2001/104Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling using an open deck, i.e. the water jacket is open at the block top face

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  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドボルトでシリンダヘッドをシリンダブ
ロックに取り付けた際のヘッドボルトボスの倒れ変形を
防止してオイル消費量を低減させる。 【解決手段】 シリンダボア2とシリンダブロック外壁
9とが上部において離間され、シリンダヘッドボルトが
締結されるヘッドボルトボス9をシリンダブロック外壁
9に複数備えるオープンデッキ構造の内燃機関のシリン
ダブロックにおいて、複数のヘッドボルトボス8のう
ち、シリンダブロック10の長手方向の端部に位置する端
部ボス8a, 8b, 8c, 8dと、この端部ボス8a, 8b, 8c, 8d
に隣接する隣接ボス8e, 8f, 8g, 8hとの間、端部ボス8
a, 8bの間、及び端部ボス8c, 8dの間に、一方の下端部
を他方の上端部に連結すると共に、一方の上端部を他方
の下端部に連結するクロスリブ20を設けた。この結果、
端部ボス8a, 8b, 8c, 8dのシリンダブロックの内側への
倒れ変形が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関のシリンダ
ブロックに関し、特に、オープンデッキ構造の多気筒内
燃機関のシリンダブロックにおいて、シリンダブロック
にシリンダヘッドをヘッドボルトによって締結した時
の、シリンダボア壁の上部の変形を抑制することができ
る内燃機関のシリンダブロックに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、内燃機関のシリンダブロックの冷
却効率を向上させるためや、シリンダブロックの軽量化
のために、シリンダボアとシリンダブロック外壁とをそ
の頂面(アッパデッキ)においてウォータジャケットを
挟んで離間した二重構造のオープンデッキ構造のシリン
ダブロック(以後、オープンデッキ型シリンダブロック
という)が実用化されている。このようなオープンデッ
キ型シリンダブロックの上部には、ガスケットを介装し
た状態でシリンダヘッドが取り付けられ、シリンダヘッ
ドはヘッドボルトによってシリンダブロック外壁に設け
られたヘッドボルトの締結ボス部に締め付けられる。
【0003】図3(a) は従来のオープンデッキ型シリン
ダブロック30の要部の構成を示すものであり、(b) は
シリンダブロック30をフロント側から見た図、(c) は
シリンダブロック30の側面図、(d) はシリンダブロッ
ク30をリヤ側から見た図である。この例のシリンダブ
ロック30は4気筒内燃機関用のものであり、上部ブロ
ック4と下部ブロック6とから構成されており、上部ブ
ロック4の上面がアッパデッキ5となっている。
【0004】このオープンデッキ型シリンダブロック3
0では、(a) に示すように、アッパデッキ5において、
シリンダボア2を有するシリンダ壁2Aとシリンダブロ
ック外壁9とが離間されており、シリンダ壁2Aとシリ
ンダブロック外壁9との間にウォータジャケット3が形
成されている。この例のシリンダブロック30は、隣接
するシリンダ壁2Aが一体化されたサイアミーズ型シリ
ンダブロックでもある。また、上部ブロック4のシリン
ダブロック外壁9には、ヘッドボルト(図示せず)を取
り付けるための、ヘッドボルト穴1を備えたヘッドボル
トボス8が、シリンダブロック外壁9の四隅を含んで複
数箇所に形成されている。ここで、シリンダボア2内に
付された符号♯1〜♯4は4気筒内燃機関の気筒番号を
示しており、♯1が第1気筒を示している。また、7は
オイル戻し穴である。
【0005】このように構成されたオープンデッキ型シ
リンダブロック30では、上部ブロック4の上にガスケ
ットを介してシリンダヘッドがヘッドボルトを用いて組
み付けられる(ガスケット,シリンダヘッド,ヘッドボ
ルトの図示は省略)。ところが、ヘッドボルトをヘッド
ボルトボス8に締め付けていくと、ヘッドボルトを通じ
て図4(a) ,(b) 矢印で示すような応力が発生し、シリ
ンダブロック外壁9が内側に傾き、これに伴ってヘッド
ボルトも傾くので、シリンダボア2が変形してしまうと
いう問題が発生する。
【0006】特に、シリンダブロック30の気筒列方向
の両端部では、他の気筒とは異なる方向にヘッドボルト
ボス8が傾き、その傾き量も大きいために、第1気筒♯
1と第4気筒♯4の変形が大きく問題であった。これ
は、シリンダヘッド30の両端部のヘッドボルトボス8
だけが角に設けられており、ボスの傾き方や変形量が他
のボスに比べて大きいからである。そして、シリンダブ
ロック外壁9の変形モードは、アッパデッキ5が弓なり
に反ってしまう変形と、各ボルトボス8が持ち上がって
しまう凹凸変形の2種類の変形が重なった変形である。
【0007】この問題点に対して、特開平7−2478
99号公報には、図4(c) に示すように、オープンデッ
キ型シリンダブロック30の両端部のヘッドボルトボス
8の下端部と、このヘッドボルトボス8に隣接するヘッ
ドボルトボス8Nの直下に位置するスカート上端部とを
クロスリブ11で連結すると共に、ヘッドボルトボス8
とヘッドボルトボス8Nの下端部近傍を横リブ12で連
結して、ヘッドボルト締結時の端部のヘッドボルトボス
8の倒れ変形を防止する技術が開示されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリン
ダヘッドをヘッドボルトで締結した時のシリンダブロッ
ク端部のヘッドボルトボスの倒れ変形は、図4(d) に示
すように、上部側が内側に変形し、下部側が外側に変形
するものであるので、特開平7−247899号公報に
記載の技術では、ヘッドボルトボス8の直下部分の外側
への変形は抑制できるものの、ヘッドボルトボス8の上
部の内側への変形は抑制できず、有効にヘッドボルトボ
ス8の変形を抑制できなかった。
【0009】そこで、本発明は、ヘッドボルトでシリン
ダヘッドをシリンダブロックに取り付けた際に、ヘッド
ボルトボスの上部側のシリンダブロックの内側への倒れ
変形を防止することができるオープンデッキ構造を持つ
内燃機関のシリンダブロックを提供することを目的とし
ている。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明は、シリンダボアとシリンダブロック外壁とが上部に
おいて離間され、シリンダヘッドボルトが締結されるヘ
ッドボルトボス部を前記シリンダブロック外壁部に複数
備えるオープンデッキ構造の内燃機関のシリンダブロッ
クにおいて、複数のヘッドボルトボス部のうち、シリン
ダブロックの長手方向の端部に位置する端部ボス部と、
この端部ボス部に隣接する隣接ボス部との間に、一方の
下端部を他方の上端部に連結すると共に、一方の上端部
を他方の下端部に連結するクロスリブを設けたことを特
徴としている。
【0011】以上のように構成された本発明のオープン
デッキ構造の内燃機関のシリンダブロックによれば、端
部ヘッドボルトボスの上端部と下端部は、隣接するヘッ
ドボルトボスの下端部と上端部にそれぞれクロスリブに
よって連結されているため、端部ヘッドボルトボスのシ
リンダブロックの内側への倒れ変形が抑制される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下添付図面を用いて本発明の実
施の形態を具体的な実施例により詳細に説明する。図1
(a) 、及び図2(a) ,(b) ,(c) は本発明の一実施例の
内燃機関のオープンデッキ型のシリンダブロック10の
構成を示すものである。この実施例の内燃機関は直列4
気筒である。図1(a) はこの実施例のシリンダブロック
10の上部の斜視図であり、図2(a) は図1(a) のシリ
ンダブロック10をフロント側から見た図であり、(b)
は側面から見た図であり、(c) はリヤ側から見た図であ
る。なお、この実施例においては、図3で説明した従来
のシリンダブロック30と同じ構成部材には同じ符号を
付して説明する。
【0013】図1(a) に示すように、この実施例のオー
プンデッキ型シリンダブロック10も上部ブロック4と
下部ブロック6とから構成されており、上部ブロック4
の上面がアッパデッキ5となっている。また、この実施
例のオープンデッキ型シリンダブロック10において
も、シリンダボア2を有するシリンダ壁2Aとシリンダ
ブロック外壁9とは、ウォータジャケット3によりアッ
パデッキ5において離間されている。そして、この実施
例のシリンダブロック10は、隣接するシリンダ壁2A
が一体化されたサイアミーズ型シリンダブロックでもあ
る。このようなオープンデッキ型シリンダブロック10
の上部には、図示しないシリンダヘッドがガスケットを
介してヘッドボルトを用いて締結される。
【0014】このようなオープンデッキ型シリンダブロ
ック10において、この実施例ではヘッドボルトが螺着
されるヘッドボルト穴1が設けられたシリンダヘッド締
結用のヘッドボルトボス8のうち、シリンダブロック1
0の四隅にあるヘッドボルトボス8a,8b,8c,8
dを、これに隣接するヘッドボルトボス8e,8f,8
g,8hに、それぞれクロスリブ20を用いて連結する
(図1(a) と図2(b)参照)。また、シリンダブロック
10の両端部にあるヘッドボルトボス8a,8bの間
と、ヘッドボルトボス8c,8dの間もクロスリブ20
を用いて連結する(図1(a) と図2(a) ,(c) 参照)。
【0015】このクロスリブ20は、一方のヘッドボル
トボスの上端部を他方のヘッドボルトボスの下端部を連
結すると共に、一方のヘッドボルトボスの下端部を他方
のヘッドボルトボスの上端部を連結するものであり、所
定の高さを持つ略X状をしている。また、この実施例の
ような直列4気筒内燃機関では、クロスリブ20は第1
の気筒♯1と第4気筒♯4に設けるが、直列6気筒内燃
機関では、クロスリブ20は第1の気筒♯1と第6気筒
♯6に設ければ良い。
【0016】以上のように設けられたクロスリブ20の
作用について図2(b) ,(c) を用いて説明する。図2
(b) にはシリンダヘッド10のリヤ側のシリンダヘッド
外壁9に設けられたヘッドボルトボス8c,8gの間に
設けられたクロスリブ20が示してある。このようなシ
リンダブロック10に、ヘッドボスを用いてシリンダヘ
ッドが取り付けられると、シリンダブロック10の端部
のヘッドボルトボス8cには、図1(c) に示すように、
その上部には内側に変形する力が加わり、下部には外側
に向かう力が加わり、ヘッドボルトボス8cは二点鎖線
で示すようにシリンダブロック10の内側に傾こうとす
る。
【0017】ところが、クロスリブ20は、このような
ヘッドボルトボス8cの傾きに対して、図1(c) に破線
の矢印で示す反力が発生する。そして、このクロスリブ
20の反力により、ヘッドボルトボス8cの内側への傾
きを低減することができる。このように、ヘッドボルト
締結時のヘッドボルトボス8cの内側への傾きを低減さ
せることにより、シリンダボア2の変形を低減できる。
【0018】ヘッドボルト締結時にヘッドボルトボス8
の変形を抑制すると、アッパデッキ5の反りや凹凸が低
減でき、ヘッドガスケットのシール性が向上する。そし
て、アッパデッキ5の変形を低減することにより、シリ
ンダブロック外壁9の変形が低減でき、シリンダボア2
の変形を防止することができる。また、シリンダボア2
の変形が防止できると、オイル消費が低減でき、オイル
消費が低減できると、ピストンリングの張力を低くでき
る。更に、ピストンリングの張力が低くできると、ピス
トンのフリクションを低減することができ、フリクショ
ンの低減により、機関の出力向上と燃費の向上を図るこ
とができる。
【0019】このように、本発明の内燃機関のシリンダ
ブロックによれば、内燃機関のフリクションの低減、機
関の出力の向上、及び燃費の向上を図ることができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オープンデッキ構造の内燃機関のシリンダブロックにお
いて、端部ヘッドボルトボスの上端部と下端部は、隣接
するヘッドボルトボスの下端部と上端部にそれぞれクロ
スリブによって連結されているため、端部ヘッドボルト
ボスのシリンダブロックの内側への倒れ変形が抑制さ
れ、この結果、内燃機関のフリクションの低減、機関の
出力の向上、及び燃費の向上を図ることができるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) は本発明の内燃機関のシリンダブロックの
一実施例の構成を示すシリンダブロックの上部ブロック
の斜視図、(b) は(a) の端部の部分側面図、(c) は(b)
に示されるヘッドボルトボス間のクロスリブの作用を示
す説明図である。
【図2】(a) は図1(a) に示されるシリンダブロックを
フロント側から見た正面図、(b) は図1(a) に示される
シリンダブロックを側面側から見た側面図、(c) は図1
(a) に示されるシリンダブロックをリヤ側から見た背面
図である。
【図3】(a) は従来のオープンデッキ型シリンダブロッ
クの上部ブロックの斜視図、(b) は(a) に示されるシリ
ンダブロックをフロント側から見た正面図、(c) は(a)
に示されるシリンダブロックを側面側から見た側面図、
(d) は(a) に示されるシリンダブロックをリヤ側から見
た背面図である。
【図4】(a) は図3のオープンデッキ型シリンダブロッ
クに、ヘッドボルトを用いてシリンダヘッドを取り付け
た時のヘッドボルトボスの変形状態を説明する部分平面
図、(b) は図3のオープンデッキ型シリンダブロック
に、ヘッドボルトを用いてシリンダヘッドを取り付けた
時のヘッドボルトボスの変形状態を説明する側面図、
(c) はヘッドボルトボスの変形を防止するための従来の
構造を示す部分側面図、(d) は(c) のヘッドボルトボス
の変形を防止するための構造の問題点を説明する説明図
である。
【符号の説明】
1…ヘッドボルト穴 2…シリンダボア 2A…シリンダ壁 3…ウォータジャケット 4…上部ブロック 5…アッパデッキ 6…下部ブロック 8…ヘッドボルトボス 9…シリンダブロック外壁 10…本発明のシリンダブロック 20…クロスリブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダボアとシリンダブロック外壁と
    が上部において離間され、シリンダヘッドボルトが締結
    されるヘッドボルトボス部を前記シリンダブロック外壁
    部に複数備えるオープンデッキ構造の内燃機関のシリン
    ダブロックにおいて、 前記複数のヘッドボルトボス部のうち、前記シリンダブ
    ロックの長手方向の端部に位置する端部ボス部と、この
    端部ボス部に隣接する隣接ボス部との間に、一方の下端
    部を他方の上端部に連結すると共に、一方の上端部を他
    方の下端部に連結するクロスリブを設けたことを特徴と
    する内燃機関のシリンダブロック。
JP12731497A 1997-05-16 1997-05-16 内燃機関のシリンダブロック Pending JPH10318040A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107917011A (zh) * 2012-06-25 2018-04-17 康明斯知识产权公司 用于内燃发动机的气缸盖
WO2019123992A1 (ja) * 2017-12-19 2019-06-27 マツダ株式会社 多気筒エンジン
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