JPH116462A - エンジンのシリンダブロック構造 - Google Patents
エンジンのシリンダブロック構造Info
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- JPH116462A JPH116462A JP9159009A JP15900997A JPH116462A JP H116462 A JPH116462 A JP H116462A JP 9159009 A JP9159009 A JP 9159009A JP 15900997 A JP15900997 A JP 15900997A JP H116462 A JPH116462 A JP H116462A
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- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
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Abstract
シリンダ壁部のボア変化を抑制する。 【解決手段】 ウォータジャケット外壁部30とシリン
ダ壁部10の途中を結ぶウォータジャケット底壁部20
と、ウォータジャケット外壁部30に形成されヘッドボ
ルトを螺合させるヘッドボルトボス部32とを備えるエ
ンジンのシリンダブロック1において、ウォータジャケ
ット底壁部20をウォータジャケット外壁部30からシ
リンダ壁部10にかけて下降するように傾斜させ、ウォ
ータジャケット底壁部20の途中に肉厚が小さくなる歪
集中部21を形成するものとした。
Description
シリンダブロック構造の改良に関するものである。
シリンダ壁部のまわりにウォータジャケットが形成さ
れ、冷却水がウォータジャケットを循環することによ
り、シリンダ壁部の熱を吸収するようになっている(特
開平2−153249号公報、参照)。
ク構造としては、図15に示すようなものがある。
ク1は、ピストンを摺動可能に収装するシリンダ壁部1
0と、各シリンダ壁部10のまわりにウォータジャケッ
ト2を画成するウォータジャケット外壁部30と、ウォ
ータジャケット外壁部30とシリンダ壁部10の途中を
結ぶウォータジャケット底壁部20とを有する。
壁部10の途中に接続される。こうして、ウォータジャ
ケット2の浅底化が為されることにより、シリンダ壁部
10の過剰冷却を防止するとともに、暖機を促して排気
性能やヒータ性能を改善することができる。
ないヘッドボルトに対するヘッドボルトボス部32が形
成される。ヘッドボルトボス部32のネジ孔31にはヘ
ッドボルトがシリンダヘッドを貫通して螺合し、シリン
ダヘッドをシリンダブロック1に締結するようになって
いる。
ダブロック1は、ヘッドボルト締結時や燃焼圧力入力時
に増大するヘッドボルトの締結軸力がヘッドボルトボス
部32からウォータジャケット外壁部30とウォータジ
ャケット底壁部20を介してシリンダ壁部10へ伝わ
り、シリンダ壁部10を変形させる可能性がある。シリ
ンダ壁部10が大きく変形すると、耐スカッフ性が悪化
するといった問題点が生じる。
O4は図示しないヘッドボルトの中心線であり、ヘッド
ボルトの締結軸力Fによりヘッドボルトボス部32が上
方に引き上げられる。ウォータジャケット外壁部30お
よびウォータジャケット底壁部20の断面形はヘッドボ
ルト中心線O4について非対称であるため、ヘッドボル
トボス部32にヘッドボルトを挟んで生じる反力R1,
R2、およびR3,R4がアンバランスとなり、ヘッドボ
ルトボス部32がシリンダ中心線O1に対して傾斜す
る。
タジャケット外壁部30とシリンダ壁部10に対して直
交して接続し、ウォータジャケット底壁部20およびそ
の近傍部の剛性が高いため、点OMを支点とするモーメ
ント荷重Mが図中矢印で示すように働き、シリンダ壁部
10の断面がその途中からシリンダ中心線O1に対して
角度θをもって傾斜し、シリンダ壁部10のボア変形が
生じる。なお、図15に示した各部の寸法差は、便宜上
実際よりも誇張して大きくしてある。
のであり、エンジンのシリンダブロック構造において、
シリンダ壁部のボア変化を抑制することを目的とする。
ンのシリンダブロック構造は、ピストンを摺動可能に収
装するシリンダ壁部と、シリンダ壁部のまわりにウォー
タジャケットを画成するウォータジャケット外壁部と、
ウォータジャケット外壁部とシリンダ壁部の途中を結ぶ
ウォータジャケット底壁部と、ウォータジャケット外壁
部に形成されヘッドボルトを螺合させるヘッドボルトボ
ス部とを備えるエンジンのシリンダブロック構造におい
て、前記ウォータジャケット底壁部をウォータジャケッ
ト外壁部からシリンダ壁部にかけて下降するように傾斜
させ、ウォータジャケット底壁部の途中に肉厚が小さく
なる歪集中部を形成するものとした。
ック構造は、請求項1に記載の発明において、前記歪集
中部をウォータジャケットの中心よりも外周側に配置す
るものとした。
ック構造は、請求項1または2に記載の発明において、
前記ウォータジャケット底壁部の内外壁面を凹状に湾曲
して形成するものとした。
ック構造は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発
明において、前記歪集中部をウォータジャケット外壁部
に接続して形成するものとした。
ック構造は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発
明において、前記歪集中部の内壁面と外壁面の少なくと
も一方に周方向に沿って窪む周溝を形成するものとし
た。
ック構造は、請求項1から3のいずれか一つに記載の発
明において、前記歪集中部の内壁面と外壁面の少なくと
も一方にエンボス状に窪む凹部を形成するものとした。
ック構造は、請求項1から6のいずれか一つに記載の発
明において、前記ウォータジャケット底壁部とシリンダ
壁部を結ぶリブを形成し、リブをヘッドボルトボス部に
対向するように形成するものとした。
ック構造は、請求項1から7のいずれか一つに記載の発
明において、前記ヘッドボルトボス部に近接するオイル
落とし穴を備え、ウォータジャケットをその深さがオイ
ル落とし穴に近接する部位で深くなるように形成するも
のとした。
ック構造は、請求項1から8のいずれか一つに記載の発
明において、前記ウォータジャケットの下方にオイルギ
ャラリを備え、オイルギャラリを画成するギャラリ壁部
をウォータジャケット底壁部とシリンダ壁部を結ぶよう
にして形成するものとした。
シリンダブロック構造において、ウォータジャケット底
壁部をウォータジャケット外壁部からシリンダ壁部にか
けて下降するように傾斜させ、ウォータジャケット底壁
部の途中に肉厚が小さくなる歪集中部を形成する構造の
ため、ヘッドボルトの締結軸力によるヘッドボルトボス
部の弾性変形がウォータジャケット底壁部の弾性変形に
よって吸収され、シリンダ壁部の変形量を低減する。
肉厚が小さくなる歪集中部が形成される構造のため、ヘ
ッドボルトの締結軸力によりヘッドボルトボス部がシリ
ンダ中心線に対して傾斜すると、ウォータジャケット底
壁部が撓むことが促される。
線に対して傾斜するため、ヘッドボルトボス部とシリン
ダ壁部間におけるウォータジャケット底壁部の長さが大
きくなり、ヘッドボルトの締結軸力がヘッドボルトボス
部からウォータジャケット底壁部を介してシリンダ壁部
へ伝わることを抑え、シリンダ壁部のボア変化を抑制す
る。
より、耐スカッフ性が向上するとともに、ピストンのフ
リクションを低減して、エンジンの燃費を低減すること
ができる。さらに、シリンダ壁部とピストンの隙間を均
一にして、隙間からクランク室に漏れるオイル消費量を
低減することができる。
ック構造において、歪集中部はウォータジャケットの中
心よりも外周側に配置される構造のため、歪集中部とシ
リンダ壁部間におけるウォータジャケット底壁部の長さ
が大きくなり、ヘッドボルトの締結軸力によりシリンダ
壁部のボア変化を抑制できる。
ック構造において、ウォータジャケット底壁部の内外壁
面を凹状に湾曲して形成する構造のため、ヘッドボルト
の締結軸力によりウォータジャケット底壁部が撓むのに
伴って歪集中部に応力集中が生じることを抑制できる。
ック構造において、歪集中部がウォータジャケット外壁
部に接続する構造のため、歪集中部とシリンダ壁部間に
おけるウォータジャケット底壁部の長さを最大限に確保
され、ヘッドボルトの締結軸力がシリンダ壁部へ伝わる
ことを抑え、シリンダ壁部のボア変化を抑制できる。
ック構造において、波板状をした歪集中部は、その内外
壁面に窪む各周溝によってその肉厚が削減されるため、
ヘッドボルトの締結軸力によりウォータジャケット底壁
部が撓むことが促され、シリンダ壁部のボア変化を有効
に抑制できる。
ック構造において、歪集中部は、その内外壁面にエンボ
ス状に窪む各凹部によってその肉厚が削減されるため、
ヘッドボルトの締結軸力によりウォータジャケット底壁
部が撓むことが促され、シリンダ壁部のボア変化を有効
に抑制できる。
ック構造において、シリンダ壁部とウォータジャケット
底壁部を結ぶリブは、ヘッドボルトボス部に対向して形
成されるため、シリンダ壁部の剛性をウォータジャケッ
ト底壁部から応力を受ける部分で有効に高め、シリンダ
壁部のボア変化を抑制する。この結果、シリンダ壁部の
平均肉厚を小さくすることが可能となり、エンジンの軽
量化がはかれる。
ック構造において、ウォータジャケット底壁部は、オイ
ル落とし穴に近接しない部位においてウォータジャケッ
ト外壁部からシリンダ壁部にかけて下降するように直線
状に延び、その途中に肉厚が小さくなる歪集中部が形成
される構造のため、ヘッドボルトの締結軸力によるヘッ
ドボルトボス部の弾性変形がウォータジャケット底壁部
の弾性変形によって吸収され、シリンダ壁部の変形量を
低減する。
し穴に近接する部位において、薄肉形状とすることがで
きないが、ウォータジャケットの深さを大きくすること
により、ヘッドボルトボス部とウォータジャケット底壁
部の距離が大きくなり、ヘッドボルトの締結軸力による
シリンダ壁部のボア変化を抑制できる。
ック構造において、オイルギャラリを画成するギャラリ
壁部をウォータジャケット底壁部とシリンダ壁部の間に
形成したため、ギャラリ壁部によってシリンダ壁部の剛
性が高められ、ヘッドボルトの締結軸力によるシリンダ
壁部のボア変化を抑制できる。
面に基づいて説明する。
は、ピストンを摺動可能に収装するシリンダ壁部10
と、各シリンダ壁部10のまわりにウォータジャケット
2を画成1するウォータジャケット外壁部30と、ウォ
ータジャケット外壁部30とシリンダ壁部10の途中を
結ぶウォータジャケット底壁部20と、クランク室を画
成するクランクケース18等を有する。
2におけるデッキ部12側の端部を開放した、いわゆる
オープンデッキ型となっている。シリンダブロック1は
アルミ合金を材質とし、金型によるダイキャスト製法に
より鋳造される。
却水は、ウォータジャケット2を通ってシリンダ壁部1
0のまわりを循環して、シリンダ壁部10の熱を吸収し
つつ、ウォータジャケット2のデッキ部12側の開口部
から図示しないシリンダヘッドに設けられた連通孔を通
ってシリンダヘッド内のウォータジャケットへと分流
し、シリンダヘッドの熱を吸収するようになっている。
ォータジャケット底壁部20をシリンダ壁部10の途中
に接続する構造により、ウォータジャケット2をシリン
ダ壁部10の上部のまわりに限定して形成する浅底化が
為される。ウォータジャケット2の浅底化により、シリ
ンダ壁部10の過剰冷却を防止して、エンジンの燃費を
低減することができる。また、暖機時に冷却水の温度上
昇を早めて、排気性能やヒータ性能を改善することがで
きる。
隣り合うシリンダ壁部10どうしが互いに接合するサイ
アミーズ部を有しており、各シリンダ壁部10を可能な
限り近接させて、エンジン全長を小さくしている。
31が設けられるヘッドボルトボス部32が形成され
る。ヘッドボルトボス部32は各気筒間または気筒端に
配置される。ネジ孔31には図示しないヘッドボルトが
シリンダヘッドを貫通して螺合し、シリンダヘッドをシ
リンダブロック1に締結するようになっている。
がシリンダ壁部10の途中に接続するシリンダブロック
1は、ヘッドボルトの締結軸力がヘッドボルトボス部3
2からウォータジャケット外壁部30とウォータジャケ
ット底壁部20を介してシリンダ壁部10へ伝わり、シ
リンダ壁部10を変形させる可能性がある。
ット底壁部20はその断面中心線O 20がウォータジャケ
ット外壁部30とシリンダ壁部10の間で直線状に延
び、ウォータジャケット外壁部30からシリンダ壁部1
0にかけて下降するように傾斜させるものとした。
線O20がシリンダ壁部10の外壁面に交わる点Xは、ヘ
ッドボルトボス部32より下側かつシリンダ壁部10の
下端より上側の領域L内に配置する。
端部がシリンダ壁部10に鋭角を持って接続される一
方、その外周端部がウォータジャケット外壁部30の鈍
角を持って接続される。
厚が所定値tと小さくなる歪集中部21が形成される。
この歪集中部21はウォータジャケット2の幅Wの中心
Wcよりも外周側に配置される。
外壁面の断面が所定の曲率Rb,Raで凹状に湾曲して
形成される。ウォータジャケット底壁部20は、その肉
厚がウォータジャケット外壁部30とシリンダ壁部10
に接続する端部から歪集中部21にかけて次第に小さく
なっている。
説明する。
面中心線O20がウォータジャケット外壁部30からシリ
ンダ壁部10にかけて下降するように直線状に延び、そ
の途中に肉厚が小さくなる歪集中部21が形成される構
造のため、ヘッドボルトの締結軸力によるヘッドボルト
ボス部32の弾性変形がウォータジャケット底壁部20
の弾性変形によって吸収され、シリンダ壁部10の変形
量を低減する。
4は図示しないヘッドボルトの中心線であり、ヘッドボ
ルトの締結軸力によりヘッドボルトボス部32が上方に
引き上げられると、ウォータジャケット外壁部30およ
びウォータジャケット底壁部20の断面形がヘッドボル
ト中心線O4について非対称であるため、ヘッドボルト
ボス部32にヘッドボルト中心線O4を挟んで生じる反
力がアンバランスとなり、ヘッドボルトボス部32がシ
リンダ中心線O1に対して傾斜し、シリンダ壁部10に
ウォータジャケット底壁部20の接続部を支点とするモ
ーメント荷重Mが働き、シリンダ壁部10の断面がその
途中で内側に突出しようとする。
中で肉厚が小さくなる歪集中部21が形成される構造の
ため、上述したようにヘッドボルトの締結軸力によりヘ
ッドボルトボス部32がシリンダ中心線O1に対して傾
斜すると、ウォータジャケット底壁部20が撓むことが
促される。
中心線O1に対して傾斜するため、ヘッドボルトボス部
32とシリンダ壁部10間におけるウォータジャケット
底壁部20の長さが大きくなり、上述したようにヘッド
ボルトの締結軸力によりシリンダ壁部10の断面がその
途中で内側に突出する変形を抑制できる。
Wの中心Wcよりも外周側に配置される構造のため、歪
集中部21とシリンダ壁部10間におけるウォータジャ
ケット底壁部20の長さが大きくなり、上述したように
ヘッドボルトの締結軸力によりシリンダ壁部10の断面
がその途中で内側に突出する変形を抑制できる。
底壁部20は、その内外壁面の断面が所定の曲率Rb,
Raで凹状に湾曲して形成される構造のため、上述した
ようにヘッドボルトの締結軸力によりウォータジャケッ
ト底壁部20が撓むのに伴って歪集中部21に応力集中
が生じることを抑制できる。
変化を抑制することにより、耐スカッフ性が向上すると
ともに、ピストンのフリクションを低減して、エンジン
の燃費を低減することができる。さらに、シリンダ壁部
10とピストンの隙間を均一にして、隙間からクランク
室に漏れるオイル消費量を低減することができる。
斜することにより、ウォータジャケット2はその流路断
面積が下部で小さくなるため、ウォータジャケット2の
上部を循環する冷却水量が増え、燃焼ガスにさらされる
シリンダ壁部10の上部の冷却効果を高められ、シリン
ダ壁部10の温度分布を均一化することができる。
る。なお、図2との対応部分には同一符号を付す。
幅Wの中心Wcよりも外周側に配置され、ウォータジャ
ケット外壁部30に接続して形成される。歪集中部22
の肉厚tは一定に形成される。
ット外壁部30に接続する構造のため、歪集中部21と
シリンダ壁部10間におけるウォータジャケット底壁部
20の長さが最大限に確保され、ヘッドボルトの締結軸
力がシリンダ壁部10へ伝わることを抑え、シリンダ壁
部10のボア変化を有効に抑制できる。
説明する。なお、図1との対応部分には同一符号を付
す。
4,25がそれぞれ形成され、その断面が波板状に形成
される。各周溝24,25は、ウォータジャケット2の
幅Wの中心Wcよりも外周側に配置される。
内外壁面の周方向に窪む各周溝24,25によってその
肉厚が小さくなるため、ヘッドボルトの締結軸力により
ウォータジャケット底壁部20が撓むことが促され、シ
リンダ壁部10のボア変化を有効に抑制できる。
説明する。なお、図1との対応部分には同一符号を付
す。
ス状の凹部27,28がそれぞれ形成される。各凹部2
7,28は、ウォータジャケット2の幅Wの中心Wcよ
りも外周側に配置される。
内外壁面にエンボス状に窪む各凹部27,28によって
その肉厚が削減されるため、ヘッドボルトの締結軸力に
よりウォータジャケット底壁部20が撓むことが促さ
れ、シリンダ壁部10のボア変化を有効に抑制できる。
説明する。なお、図1との対応部分には同一符号を付
す。
壁部10を結ぶリブ40が形成される。リブ40は各ヘ
ッドボルトボス部32に対向する部位に突出している。
中心Wcよりも内周側に配置される。リブ40のシリン
ダ壁部10の外壁面に対する突出高さはウォータジャケ
ット底壁部20から離れるのにしたがって次第に小さく
なっている。
壁部20を結ぶリブ40は、ヘッドボルトボス部32に
対向して形成されているため、シリンダ壁部10の剛性
をウォータジャケット底壁部20から応力を受ける部分
で有効に高め、シリンダ壁部10のボア変化を抑制す
る。この結果、シリンダ壁部10の平均肉厚を小さくす
ることが可能となり、エンジンの軽量化がはかれる。
いて説明する。なお、図1との対応部分には同一符号を
付す。
1が形成される。オイル落とし穴51はシリンダヘッド
上の図示しない動弁系を潤滑したオイルをクランク室へ
と流下させる働きをする。
と平行に延び、ヘッドボルトボス部32に隣接して配置
される。オイル落とし穴51を画成する壁部52はシリ
ンダブロック1の外壁にリブ状に突出して形成される。
2の深さがオイル落とし穴51に近接する部位で深くな
るように形成する。すなわち、ウォータジャケット2の
オイル落とし穴51に近接する部位の深さD1を、ウォ
ータジャケット2のオイル落とし穴51に近接しない部
位の深さD2より大きく形成する。
落とし穴51に近接しない部位においてその断面通路中
心線がウォータジャケット外壁部30からシリンダ壁部
10にかけて下降するように直線状に延び、その途中に
肉厚が小さくなる歪集中部21が形成される。このた
め、ヘッドボルトの締結軸力によるヘッドボルトボス部
32の弾性変形がウォータジャケット底壁部20の弾性
変形によって吸収され、シリンダ壁部10の変形量を低
減する。
落とし穴51に近接する部位において、薄肉形状とする
ことができないが、ウォータジャケット2の深さD1を
大きくすることにより、ヘッドボルトボス部32とウォ
ータジャケット底壁部20間の距離が大きくなり、ヘッ
ドボルトの締結軸力によるシリンダ壁部10が弾性変形
することを抑制する。
いて説明する。なお、図1との対応部分には同一符号を
付す。
1が形成される。オイルギャラリ61はオイルを図示し
ない動弁系に供給する働きをする。
まわりに沿って形成される。オイルギャラリ61を画成
するギャラリ壁部62はシリンダ壁部10の外壁にリブ
状に突出して形成される。
部62は、ウォータジャケット底壁部20とシリンダ壁
部10を結ぶようにして形成される。
中心線がウォータジャケット外壁部30とギャラリ壁部
62の間で直線状に延び、ウォータジャケット外壁部3
0からギャラリ壁部62にかけて下降するように傾斜し
ている。
肉厚が小さくなる歪集中部21が形成される。この歪集
中部21はウォータジャケット2の幅Wの中心Wcより
も外周側に配置される。
ジャケット2の幅Wの中心Wcよりも内周側に配置され
る。
外壁面の断面が凹状に湾曲して形成される。ウォータジ
ャケット底壁部20は、その肉厚がウォータジャケット
外壁部30とギャラリ壁部62に接続する端部から歪集
中部21にかけて次第に小さくなっている。
るヘッドボルトボス部32の弾性変形がウォータジャケ
ット底壁部20の弾性変形によって吸収され、シリンダ
壁部10の変形量を低減する。
ャラリ壁部62をウォータジャケット底壁部20とシリ
ンダ壁部10の間に形成したため、ギャラリ壁部62に
よってシリンダ壁部10の剛性が高められ、ヘッドボル
トの締結軸力によるシリンダ壁部10が弾性変形するこ
とを抑制する。
うシリンダブロックの断面図。
図。
断面図。
断面図。
沿うシリンダブロックの断面図。
線に沿うシリンダブロックの断面図。
ックの断面図。
線に沿うシリンダブロックの断面図。
Claims (9)
- 【請求項1】ピストンを摺動可能に収装するシリンダ壁
部と、 シリンダ壁部のまわりにウォータジャケットを画成する
ウォータジャケット外壁部と、 ウォータジャケット外壁部とシリンダ壁部の途中を結ぶ
ウォータジャケット底壁部と、 ウォータジャケット外壁部に形成されヘッドボルトを螺
合させるヘッドボルトボス部と、 を備えるエンジンのシリンダブロック構造において、 前記ウォータジャケット底壁部をウォータジャケット外
壁部からシリンダ壁部にかけて下降するように傾斜さ
せ、 ウォータジャケット底壁部の途中に肉厚が小さくなる歪
集中部を形成したことを特徴とするエンジンのシリンダ
ブロック構造。 - 【請求項2】前記歪集中部をウォータジャケットの中心
よりも外周側に配置したことを特徴とする請求項1に記
載のエンジンのシリンダブロック構造。 - 【請求項3】前記ウォータジャケット底壁部の内外壁面
を凹状に湾曲して形成したことを特徴とする請求項1ま
たは2に記載のエンジンのシリンダブロック構造。 - 【請求項4】前記歪集中部をウォータジャケット外壁部
に接続して形成したことを特徴とする請求項1から3の
いずれか一つに記載のエンジンのシリンダブロック構
造。 - 【請求項5】前記歪集中部の内壁面と外壁面の少なくと
も一方に周方向に沿って窪む周溝を形成したことを特徴
とする請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジン
のシリンダブロック構造。 - 【請求項6】前記歪集中部の内壁面と外壁面の少なくと
も一方にエンボス状に窪む凹部を形成したことを特徴と
する請求項1から3のいずれか一つに記載のエンジンの
シリンダブロック構造。 - 【請求項7】前記ウォータジャケット底壁部とシリンダ
壁部を結ぶリブを形成し、 リブをヘッドボルトボス部に対向するように形成したこ
とを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の
エンジンのシリンダブロック構造。 - 【請求項8】前記ヘッドボルトボス部に近接するオイル
落とし穴を備え、 ウォータジャケットをその深さがオイル落とし穴に近接
する部位で深くなるように形成したことを特徴とする請
求項1から7のいずれか一つに記載のエンジンのシリン
ダブロック構造。 - 【請求項9】前記ウォータジャケットの下方にオイルギ
ャラリを備え、 オイルギャラリを画成するギャラリ壁部をウォータジャ
ケット底壁部とシリンダ壁部を結ぶようにして形成した
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載
のエンジンのシリンダブロック構造。
Priority Applications (5)
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