JPS584180B2 - 多気筒内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、シリンダ・ブロツクの連接用フランジにク
ランク・ケースが固着配備されており、クランク・ケー
スの外側で，かつクランク軸出力端部にはずみ車が配備
されている、多気筒内燃機関にかかるものである。

こうした型の在来エンジンでは、シリンダ・ブロックと
クランク・ケースとの境界面がたいていほぼクランク軸
軸心と同じ高さであり、はずみ車ハウジングはクランク
軸軸心に平行な多数のねじでシリンダ・ブロックやクラ
ンク・ケースに連結されていたものである。

クランク軸の主軸受けは、シリンダ・ブロックとクラン
ク・ケースとの分割構成の主軸受け壁材によるとか、シ
リンダ・ブロック部軸受けメタルにねじ付けされた軸受
けブラケットによるとか、の方法で軸持ちされる。

このような公知構造では、どうしても機関の目方がかな
り重くなるし、鋳造費・機械加工費も高くつくこととな
る。

さらに、シリンダ・ブロックからはずみ車ハウジングへ
の振動伝達が押しつけ合わされている両部材間の摩擦力
によるものとなっているが、その摩擦係数が０．１見当
というような小さなものであることから、はずみ車フラ
ンジにはかなり断面積の大きな固着用ねじを多数用いる
ことが必要とされている。

上に、「はずみ車ハウジングへの振動伝達」を記したの
は次の理由による。

即ち後述の第３図から明らかなように、機関が運転され
るとクランクシャフトが一定方向に回転するので、その
軸受部（すべり軸受が一般的）も同方向へ「共回り」さ
せようとする力が主として摩擦現象によって生じる。

この軸受部はシリンダブロック、クランクケース、はず
み車ハウジング等へ直接・間接に連結されている。

又、上記の共回り方向の力はその性質上回転モーメント
、即ちトルクである。

従ってはずみ車ハウジングにも共回り力が間接的に加わ
ることを避けられないが、該ハウジングの質量の大小、
あるいは機関〜シャーシ間に介装される防振ゴムの形状
・物性、機関回転数等により、さらには該ハウジングが
いかに取付けられているかによってもこの共回り力の大
きさは異なる。

一定回転数で機関が運転されているときには、しかし乍
らこの力は該ハウジングにはかからず、増・減速のとき
、特に増速のときに顕著である。

一方、各シリンダごとの圧縮・爆発行程の際にもシリン
ダブロックはモーメントを受けるであろう。

何故ならばピストンロッドは傾斜して昇降しクランクシ
ャフトを回転させるとき、シリンダ内壁面へ反力を加え
ることが明らかであり、しかもその方向は常に反転を繰
返えす。

多気筒機関がかなりの高速で運転されているときは、そ
れが一定速度であったとしても機関各部に小振幅高周波
数の強い振動をもたらす。

この振動と上記増速の際のモーメントが相乗的に、ある
いは相減殺されて複雑な力がはずみ車ハウジングに加え
られるわけであるが、振動の影響の方が強いものと見な
されるところから、以下においてはこれらの影響を総称
して単に「振動」と記す。

故に、「振動」の中には「回転モーメント」をも含んで
いることに留意されるべきである。

また、このような在来機関では、シリンダ・ブロックと
クランク・ケースとの境界面が油面からあまりレベル差
のない位置であるため、そのシリンダ・ブロックとクラ
ンク・ケースとの連接フランジ部には慎重な封密手段を
講じることが必要とされるものであった。

なおそのうえに、こうした在来機関では、機関ブロック
側面外壁がたわみ易い構造であるためにクランク軸のと
ころでの騒音放散が大きいものである。

またそのために、この機関ブロックのクランク軸部に固
着された部品類、たとえば、オイル・パンやはずみ車ハ
ウジングなど、は固体伝導騒音レベルが高いものとなっ
ており、環境保全の高まりのもとで、こうした在来構造
の内燃機関は騒音の点からも改善の余地の多いものであ
る。

この発明の目的は、こうした在来構造の欠点をなくした
、冒頭に述べた種類の多気筒内燃機関を提供すること、
特に、目方の軽くできる構造であって製作費の安くあが
るものを提供することである。

この課題を解決すべく、この発明では、シリンダ・ヘッ
ドと一体的に構成されたシリンダ・ブロックが、クラン
ク軸主軸受けを直接的に支持するよう構成されていて、
かつ前記シリンダ・ブロックのクランク・ケースに対す
る連接用フランジが、クランク軸軸心から少なくともは
ずみ車の半径に等しい距離以上の間隔にへたてられた構
成のものとされている。

この構成によれば、連接フランジがクランク軸軸心と同
じレベルのあたりにある在来型シリンダ・ブロック形態
にくらべて、シリンダ・ブロック鋳造形態が簡単なもの
となるばかりでなく、連接用フランジの製作が楽になり
、目方もうんと軽減できることとなる。

クランク・ケースが機関トルク偶力および自由力の負荷
を受けるのは主としてはずみ車の側と前方部の機関支持
部とだけとなるため、側方は比較的厚さの薄い壁面とす
ることができて、目方をいっそう軽くすませることがで
きるのである。

さらに、連接用フランジがはずみ車の上方部の内面に位
置づけられていることによって、オイル面からずっと離
れたものとなっているのであるから、在来の機関ではし
ばしば生じた油密性確保の困難性が問題とならずにすむ
こととなる。

なおまた、この発明による内燃機関にあっては、固体伝
導音をもろに受けるエンジン動力伝達部品、すなわち、
シリンダとシリンダ・ヘッドとのユニット、ピストン、
連続棒、およびクランク軸、などが、最主要騒音放散面
を形づくるクランク・ケースから分けへだてられて、ク
ランク・ケースとの間になんの連絡もなく、さらには、
クランク・ケースのシリンダ・ブロックへの連接部が、
騒音発生中心、特にクランク軸主軸受け、から遠く離れ
たシリンダ・ブロック部分に設けられているので、著し
い騒音レベル減少が得られるものである。

さらに、連続用フランジをシリンダ外面ジャケットの上
下両端部のまん中あたりに設ければ、ウオータ・ジャケ
ットを有する機関にあっては、このウオータ・ジャケッ
トの減音作用をうまく利用することになり、より一層満
足な減音達成が可能となる。

こうして、より少ない目方、機体設備容積、製作費、で
すませながら、騒音放散が非常に低くおさえられるとい
う、内燃機関構造が提供されるのである。

オーストリア特許第２９０９２１号明細書によって、ク
ランク・ケースの代わりにオイル・パンをクランク軸軸
心よりずっと上まで引き延ばした構成として，クランク
軸主軸受けが、シリンダ・ブロックから下へつり下がっ
た軸受けメタルとそれらに固着配備された軸受けブラケ
ットすなわちあぶみかねとのあいだに配設されている、
という多気筒内燃機関がすでに公知であることは事実で
あるが、その公知機関は、シリンダ・ブロックにも特設
減音おおいを施した内燃機関であって、上下へ引き延ば
されたそのオイル・パンは上記の減音おおいの一部分を
形づくるものであって負荷支持作用のまったくないもの
とされているのであり、そうした目的のものであるから
、鋳物製とせずともうす板金製とかプラスチックス製と
かでよいものであった。

この公知機関でもシリンダ・ブロックからはずみ車への
機関トルク伝達のためにそのはずみ車のフランジ周辺部
に多数の固着ねじが配設されており、それらはクランク
軸軸心に平行なものであって、シリンダ・ブロック、お
よびクランク軸の軸受け両メタルを組付け合わせるブリ
ッジ材、に設けられたねじ穴にねじ込まれているもので
ある。

この発明の重要な必須要件として、クランク・ケースと
はずみ車ハウジングとが一体的構成のものとして合体鋳
造され、しかもシリンダ・ブロックから、はずみ車ハウ
ジングへの機関振動伝達に耐えるべく、はずみ車ハウジ
ング近辺部で前記連接用フランジを貫通する固定用ねじ
が少なくとも２本備えられていて、それらの各軸とクラ
ンク軸軸心との角度が実質的に直角であるように構成さ
れているものがある。

このようにはずみ車ハウジングとクランク・ケースとを
一体構成のものとすることは、連接用フランジをはずみ
車の上方部に位置づけたことによって可能となったもの
であるが、これによって生じる、在来のようなねじ止め
式はずみ車ハウジングにくらべての大きな利点として、
機関振動がほとんど完全に組付けねじの各軸心方向に力
を及ぼし、もっぱらこれらを介して、滑りやずれの恐れ
なしに、シリンダ・ブロックからはずみ車ハウジングな
りクラッチ・ハウジングなりへ着実に伝達される、とい
うことがある。

はずみ車ハウジング用固着ねじおよびそれらのためのね
じ穴が無くてすむことによって、製作作業が簡略化され
るうえ、機関全体の目方をいっそう軽くしあげることと
もなる。

つぎに、一部略示的な添付図面に示されたひとつの実癩
例について、この発明をさらに詳しく説明する。

添付図面では、この発明にとって副次的なかかわりしか
ない構成部品類は簡単に輪郭を示すにとどめているが、
この内燃機関は直列式水冷４気筒軽量ジーゼル機関であ
って、そのシリンダ・ブロック１はシリンダ・ヘッドと
一体鋳造のほぼ箱形の輪郭を持つ部品として構成されて
いる。

そのシリンダ・ブロック１から下へ突き出ているクラン
ク軸主軸受け壁材２に，クランク軸主軸受け３が備えら
れており，これは上下２部構成の軸受け両ブロック４，
５がねじ６によって上記クランク軸主軸受け壁材２に組
付け合わされたものである。

クランク軸は図に示していないが、その軸心を１として
示している。

そのシリンダ・ブロック１には、参照番号を付けていな
いシリンダ・ウオータ・ジャケットのところの外壁面全
周に突き出ている形の連接用フランジ８があって、これ
に、下部がオイル・バンとして働いているクランク・ケ
ース９が、ねじ１０，１１，１２で固着されている。

そのクランク・ケース９は、はずみ車１３を収めている
はずみ車ハウジング１４と一体鋳造の部品として構成さ
れている。

シリンダ・ブロツク１の前記連接用フランジ８は機関シ
リンダ軸に垂直なひとつの平面内にあるが、その面は、
クランク軸軸心７から少なくともはずみ車１３の半径に
等１い距離以上の間隔をへだてられている。

図に示された例では、その間隔が半径よりわずかに大き
いだけであるから、クランク・ケース９の上端連接用フ
ランジ１５とはずみ車ハウジング１４の上端部とは、ほ
ぼ等しい高さとなっている。

換言すると、前記連接用フランジ８がはずみ車ハウジン
グ１４の上端部とほぼ等しい高さになっている。

在来の内燃機関では、はずみ車ハウジングはクランク軸
軸心に平行な多数のねじでシリンダ・ブロックおよびク
ランク・ケースに固着されているのであるから、そのは
ずみ車ハウジングへの機関振動の伝達は、押しつけ面間
の摩擦力だけによるものとなっているのであるが、それ
に反して、この発明による内燃機関では機関振動伝達が
ほとんどすべて、はずみ車側の端面部で左右両側に備え
られた比較的大寸法のねじ１０を介して行われ、これら
ねじのそれぞれの軸とクランク軸軸心との角度は直角に
されているので、各ねじは機関振動の及ぼす力の方向に
一致しているのであり、したがって、機関振動は滑りや
ずれの恐れなしにシリンダ・ブロック１からはずみ車ハ
ウジング１４へ直接的に着実に伝達されるのである。

それとは反対側の機関端面部に備えられたふたつのねじ
１１は上記のねじ１０とほぼ同等な寸法のものであるが
、これらは、シリンダ・ブロック１からクランク・ケー
ス９を介して前方部の図示していない機関支持部へ自由
力を伝達する役を果たすものである。

なおほかに連接用フランジ８の全周にわたって等間隔的
に配備されているねじ１２は、もっぱらシリンダ・ブロ
ック１とクランク・ケース９とのあいだの油密保持だけ
をその役目とするものであり、したがって上記のねじ１
０や１１よりはずっと小さな寸法のものとされている。

この発明でもつとも重要な特徴、すなわち、連接用フラ
ンジ８をクランク軸軸心７よりずっと高く位置づけるこ
ととクランク・ケース９とはずみ車ハウジング１４とを
一体鋳造の部品として合体させるという鋳造技術的にま
ことに有利な構成は、すでに述べた機関振動や自由力の
直接的伝達という利点ば業ってなく、騒音の点からも利
点をもたらすものである。

すなわち、シリンダ・ブロック１のウオータ・ジャケッ
トまわりに配備された連接用フランジ８は騒音現出の比
較的弱いところに設けたことになっているので、クラン
ク・ケース９への固体伝導騒音伝達を少なくすることに
もなっているものであり、クランク・ケース９外壁から
の騒音放散が、シリンダ・ブロックとクランク・ケース
との境界面がクランク軸主軸受けのところあたりに位置
している在来の機関よりもずっと少なくなるのである。

なお、連接用フランジ８，１５を高い位置に設けている
ことによって、それらフランジ８や１５がクランク・ケ
ース９内のオイル面よりもずっと上方になるために油密
が問題とならなくなる、ということも、この構成による
さらに別の利点となるものである。

また、クランク・ケース９の前端壁１６、すなわちはず
み車１３が位置する側のクランク・ケース壁１３′とは
反対側の前端壁１６に、組外し可能なおおい１５′で閉
鎖される穴１７があけられているので、ねじ１０，１１
，１２をゆるめ、はずみ車１３とおおい１５′を組外せ
ば、シリンダ・ブロック１をクランク軸と一体的に、楽
に外し出したり、逆に組付け込んだりできるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による内燃機関の側面図で、一部を
軸心断面図で示したもの、第２図は第１図中の■一■線
による断面を示したその機関の平面図、第３図は第２図
中のＩＩＩ−ＩＩＩ線による断面を示したその機関の前
端面図である。 １・・・・・・シリンダ・ブロック、２・・・・・・ク
ランク軸主軸受け壁材、３・・・・・・クランク軸主軸
受け、４，５・・・・・・二部構成軸受けブロック、６
・・・・・・ねじ、７・・・・・・クランク軸軸心、８
・・・・・・連接用フランジ、９・・・・・・クランク
・ケース、１０・・・・・・トルク伝達用固定ねじ、１
１・・・・・自由力伝達用固定ねじ、１２・・・・・・
油密保持用固定ねじ、１３・・・・・・はずみ車、１３
′・・・・・・クランク・ケース壁、１４・・・・・・
はずみ車ハウジング、１５・・・・・−クランク・ケー
ス９上端フランジ、１５′・・・・・・おおい、１６・
・・・・・前端壁、１７・・・・・・穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ・ブロックの連接用フランジにクランク・
   ケースが固着配備されており、クランク・ケースの外側
   で、かつクランク軸出力端部にはずみ車が配備されてい
   る，多気筒内燃機関において、シリンダ・ヘッドと一体
   的に構成されたシリンダ・ブロック１が、クランク軸主
   軸受け３を直接的に支持するよう構成されていて，かつ
   、前記シリンダ・ブロック１のクランク・ケース９に対
   する連接用フランジ８が、クランク軸軸心１から少なく
   ともはずみ車１３の半径に等しい距離以上の間隔にへだ
   てられ、このフランジ８にはずみ車ハウジング１４が固
   定されていると共に、上記のクランク・ケース９とはず
   み車ハウジング１４とが一体的構成のものとして合体鋳
   造されたものであること、 を特徴とする多気筒内燃機関。 ２ 特許請求の範囲１記載の内燃機関であって、シリン
   ダ冶ツクから発生する振動に耐える少くとも２本の固定
   用ねじ１０がフランジ８を貫通してはずみ車ハウジング
   １４にねじ込まれ該ハウジング１４を該フランジ８に固
   定し、ねじ１０の各軸とクランク軸軸心１との角度が実
   質的に直角であるように構成されていること，を特徴と
   する多気筒内燃機関。