JPS63111267A

JPS63111267A - バランサ付エンジンのシリンダブロツク構造

Info

Publication number: JPS63111267A
Application number: JP25886086A
Authority: JP
Inventors: Susumu Sasaki; 晋佐々木; Shigeki Hamada; 茂樹濱田; Kazuaki Nishimura; 一明西村
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1986-10-30
Filing date: 1986-10-30
Publication date: 1988-05-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、エンジンの不釣合慣性力を打ち消すバランサ
を備えたエンジンの、シリンダブロックの構造に関する
ものである。

［従来技術］騒音や振動の原因となる、エンジンのパワープラント系
の曲げ振動モードを励起する、不釣合慣性力を打ち消す
ために、バランサが設けられることはよく知られている
。このようなバランサを回転自在に軸支するため、通常
、シリンダブロックのスカート部にバランサ軸受が設け
られるが、このため、シリンダブロックがかさばるとい
った問題があり、これを改善すべく、シリンダボアの外
周位置に２本のバランサを配置してシリンダブロックの
コンパクト化を図ったもの（特開昭５８−１０６２４８
号公報参照）等が提案されているか、上記実施例におい
てもバランサ軸受部が依然シリンダブロック外周に張り
出しており、コンパクト化の要求は完全には満足されて
いない。

一方、燃費性を向上させろという見地から、エンジンを
軽量化するため、シリンダブロックを、その肉厚を薄く
したり、肉抜きをしたり、また、アルミニウムを主成分
とする軽合金で形成したりすることはよく知られている
。

ところが、このような軽量化したシリンダブロック、特
に軽合金は軽量というメリットを有する−方、剛性が低
いというデメリットを有するため、前記のような両スカ
ート部にパランサ軸受を設けた軽合金製シリンダブロッ
クにおいては、爆発荷重がクランク軸受に下向きにかか
り、あるいは、これと同位相でさらにバランサの慣性力
かパランサ軸受に下向きにかかった場合には、上記シリ
ンダブロックは容易に変形を起こす。以下、このような
変形について、シミュレーションによる計算モデルをも
とに説明する。

第３図（ａ）に示すように、シリンダブロックｌに、爆
発荷重がかからず、かつ、バランサ２の慣性力がかかっ
ていないときには、シリンダブロックｌには、その変形
を起こすスケールの力としては、ベアリングキャップ３
の取付ボルト６の上向きの締付力だけが働いており、原
形Ａ、のシリンダブロックｌは、Ｂ１のように、ベアリ
ングキャップ３が上向きに圧縮されるような変形が生ず
るだけで、バランサ軸受４．４には実質的に変形は生じ
ない。このときのベクトル変形図を第３図（ｂ）に示す
。

次に、クランク軸受５に下向きの爆発荷重がかかったと
きには、第４図（ａ）に示すように、原形Ａ、のシリン
ダブロックｌはＢ、て示すように、左右のバランサ軸受
４．４が夫々クランク軸受５方向に移動するような変形
が生じろ。このときのベクトル変形図を第４図（ｂ）に
示す。この場合、左右のパランサ軸受４．４の内面の横
方向の変位量は、夫々６μｍ、　５μｍであり、縦方向
の変位量は、夫々３２μｍ、３８μｍである。

さらに、爆発荷重に加えて、バランサ２．２の慣性力が
バランサ軸受４．４に下向きにかかったときには、第５
図（ａ）に示すように、爆発荷重のみの場合と定性的に
は同様の変形となるが、その変形は非常に大きくなり、
左右のパランサ軸受４゜４の内面横方向の変位量は、夫
々２５μｍ、２４μｍとなり、縦方向の変位量は、夫々
６９μｍ、　７９μｍとなる。このときのベクトル変形
図を第５図（ｂ）に示す。

スカート部にパランサ軸受を設けた従来の軽量化が図ら
れたシリンダブロック、特に軽合金製シリンダブロック
では、このようなパランサ軸受の変位が生ずる一方、パ
ランサ軸受のオイルクリアランスは一般に５０〜８０μ
ｍ程度であるため、上記変位量がオイルクリアランスを
オーバーする場合があり、この場合には、パランサ軸受
の焼付が起こる恐れがあるといった問題があった。

［発明の目的］本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたちので、
爆発荷重とバランサの慣性力に対して、パランサ軸受の
変位を抑制し、パランサ軸受の焼付を防止するとともに
、コンパクトな形状の、バランサ付エンジンのシリンダ
ブロック構造を提供することを目的とする。

［発明の構成］本発明は上記の目的を達するため、パランサ軸受とクラ
ンク軸受を備えた、バランサ付エンジンのシリンダブロ
ックにおいて、ボトムデツキとクランク軸受とを結合するリブを、クラ
ンク軸受を構成するベアリングキャップの取付ボルトの
軸中心線上に設けるとともに、パランサ軸受を、」二記
リブよりシリンダの半径方向内側で、上記ボトムデツキ
と連接させて配設したことを特徴とするバランサ付エン
ジンのシリンダブロック構造を提供する。

［発明の効果］本発明によれば、クランク軸受に下向きの爆発荷重がか
かり、あるいは、さらにバランサの慣性力がパランサ軸
受に下向きにかかつてら、パランサ軸受はボトムデツキ
に連接するとともに垂直方向（シリンダ軸方向）のリブ
の内側にこれと近接して配設されているので、パランサ
軸受の水平方向（左右方向）の変位はボトムデツキによ
って抑制され、一方、垂直方向の変位は上記リブによっ
て抑制されるので、パランサ軸受の変位をオイルクリア
ランスの範囲内に抑制でき、パランサ軸受の焼付が確実
に防止される。

また、パランサ軸受がシリンダブロックのスカート部に
配設されていないので、該スカート部は外側へ張り出さ
ず、シリンダブロックのコンパクト化、軽量化か図れる
。

さらに、パランサ軸受がシリンダブロックのスカート部
に配設されていないので、クランク軸受からのオフセッ
トが小さくなり、スカート部にはモーメントが発生せず
、したがって、スカート部の変形が小さくなり、オイル
パンの加振源となるオイルパンレールの振動が低減でき
、オイルパンからの放射音を低減できる。また、バラン
サがスカート部の加振源とはならないので、シリンダブ
ロックからの放射音を低減できる。

［実施例］以下、本発明の実施例を軽合金化によって軽量化が図ら
れたシリンダブロックについて、添付の図面を参照しつ
つ具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、肉厚を薄くしたり、あるいは肉抜きをしたり
して軽量化が図られたシリンダブロックについても同様
に有効であることはもちろんである。

第１図と第２図とは、夫々、本発明の実施例を示すバラ
ンサ付エンジンの軽合金製シリンダブロックの、平面断
面図と正面断面図である。

これらの図に示すように、シリンダブロック１１は、上
端部と下端部とが夫々トップデツキ１２とボトムデツキ
１３とに嵌められたシリンダライナ１４を内部に把持す
るシリンダ部１５と、クランク軸！６、バランサ１７、
コネクチングロッド（図示していない）等を、内部に形
成された空間部２４に収納するスカート部１８とで基本
的に構成されている。

上記シリンダ部１５には、エンジンを冷却するために、
ウォータポンプ（図示していない）から吐出される冷却
水を通す冷却水通路２１がシリンダライナ１４の外面と
シリンダ部１５の内面とで形成されている。

一方、上記スカート部１８によってその内部に形成され
る空間部２４には、ベアリングキャップ２２ａとクラン
ク軸受部２２ｂとが第２図左右の取付ボルト２３．２３
を介してその締付力によって接合されて形成されたクラ
ンク軸受２２が設けられ、該クランク軸受２２はクラン
ク軸１６を回転自在に軸支するようになっている。上記
クランク軸受部２２ｂは、第２図左右方向の両端部近傍
で、夫々、取付ボルト２３．２３の軸中心線上に設けら
れた垂直リブ２５，２５を介してボトムデツキ１３及び
スカート部１８上端部と結合されているとともに、第２
図の左右方向外向きに夫々伸長する水平リプ２６，２６
によって、スカート部１８の左右の両側面に夫々結合さ
れている。

ところで一方、エンジンとトランスミッションで構成さ
れるいわゆるパワープラント系の出力軸の曲げ振動モー
ドを励起するエンジンの不釣合慣性力を打ち消すために
、２本のバランサ１７．１７が設けられ、かかるバラン
サ１７．１７は、夫々所定の位置に複数個の偏心重量部
３０を備え（第１図参照）、クランク軸１６と同期して
回転し、偏心重量部３０によって不釣合に生じる慣性力
なＮ１シ遠心力を利用して上記エンジンの不釣合慣性力
を打ち消すようにしている。

そして、上記２本のバランサ１７．１７をその軸受部３
２．３２で回転自在に軸支するために、第２図の左右の
両垂直リブ２５．２５の上端部近傍には、バランサ軸受
３１．３１が夫々対応する取付ポル１−２３．２３の軸
の中心線より内側で、ボトムデツキ１３に連接して穿設
されて形成されている。

以下、本実施例の作用について説明する。

前記のように、クランク軸受２２の下向きに爆発荷重が
かかったときには、パランサ軸受３１゜３１は、夫々、
クランク軸受２２方向に変位しようとしく第４図（ａ）
参照）、さらに、バランサ１７゜１７の慣性ツノがバラ
ンサ軸受３１．３１の下向きにかかったときには、その
作用が大きくなる（第５図（ａ）参照）。

ところが、左右の両バランサ軸受３１．３１は、左右力
゛向の剛性が高いボトムデツキ１３に連接して設けられ
ているので、バランサ軸受３１．３１はボトムデツキ１
３の剛性に支えられて、左右方向にはほとんど変位しな
いようになっている。−方、垂直リブ２５，２５は、取
付ボルト２３．２３の軸中心線上でこれと同方向に伸長
しているので、この中心線方向すなわち垂直方向の剛性
は非常に高くなっている。そして、上記パランサ軸受３
１．３１は、この垂直リブ２５，２５の取付ボルト２３
．２３の軸の中心線に近接して、該中心線の内側の位置
において、垂直リブ２５，２５の上端部近傍に穿設して
形成されているので、バランサ軸受３１．３１は垂直リ
ブ２５，２５の剛性に支えられて、垂直方向にもほとん
ど変位しない。

したがって、軽合金製シリンダブロック１１の爆発荷重
あるいは、バランサの慣性力によるパランサ軸受３１．
３１の変位は非常に小さくなるため、このような変位は
オイルクリアランスを越えろことがなくなり、軽合金の
軽量さを生かしつつパランサ軸受の焼付が確実に防止さ
れるようになっている。

また、バランサ軸受３１．３１は、シリンダブロック１
１のスカート部１８に配設されていないので、スカート
部１８にはモーメントが発生せず、よって、シリンダブ
ロックｌの振動が防止されるようになっている。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、夫々、本発明の実施例を示すシリ
ンダブロックの平面断面図及び正面断面図である。第３図（ａ）、第４図（ａ）及び第５図（ａ）は、夫々
、取付ボルト締付力のみ、取付ボルト締付力と爆発荷重
、及び取付ボルト締付力と爆発荷重とバランサの慣性力
とがかかった場合の軽合金製シリンダブロックの変形の
状態を示す計算モデルである。第３図（ｂ）、第４図（ｂ）及び第５図（ｂ）は、夫々
、第３図（ａ）、第４図（ａ）及び第５図（ａ）の状態
におけるベクトル変形を示す図である。ＩＩ・・・シリンダブロック、１３・・・ボトムデツキ
、１６・・・クランク軸、１７・・・バランサ、２２・
・・クランク軸受、２２ａ・・・ベアリングキャップ、
２３・・・取付ボルト、２５・・垂直リブ、３１・・・
パランサ軸受。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バランサ軸受とクランク軸受とを備えた、バラン
サ付エンジンのシリンダブロックにおいて、ボトムデッ
キとクランク軸受とを結合するリブを、クランク軸受を
構成するベアリングキャップの取付ボルトの軸中心線上
に設けるとともに、バランサ軸受を、上記リブよりシリ
ンダの半径方向内側で、上記ボトムデッキと連接させて
配設したことを特徴とするバランサ付エンジンのシリン
ダブロック構造。