JPH037021B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、内燃機関に関するものである。

〔従来技術〕

従来の内燃機関においては、ヘツドがシリンダ
ブロツクの頂部に固定され、クランク軸の軸受が
シリンダブロツクの底部に固着される。シリンダ
内に生ずる圧力脈動のために、高い張力荷重がシ
リンダブロツクを通じて伝えられる。これを避け
るために、シリンダブロツクへのシリンダヘツド
固定用の長いボルトすなわちスタツドを設けるこ
とが提案されている。それらの長いボルトすなわ
ちスタツドは、クランク軸の軸受構造体に固定さ
れる（米国特許第3173407号およびフランス特許
明細書第2022295号）。張力荷重は長いボルトすな
わちスタツドにより支持されるから、シリンダブ
ロツク自体には、長い引つ張り強度の材料を使用
できる。

たとえばダイカストによる製造を容易にするた
めに、隣接するシリンダの軸線を含む平面を中心
として分割された２つの部分で、内燃機関のシリ
ンダブロツクとクランクケースを作ることが提案
されている（英国特許明細書第858593号）。

〔発明の概要〕

本発明は、各クランク軸軸受用のハウジングが
２つのハーフに分けられ、それら２つのハーフ
は、隣接するシリンダの軸線を含む平面内で合わ
され、軸受ハウジングの各ハーフ対を一緒に保持
するためにそれぞれヨークが設けられ、シリンダ
ヘツドをシリンダブロツクに固定するために引張
り部材が設けられ、それらの引張り部材はヨーク
まで延びてヨークに固定される内燃機関を提供す
るものである。

引張り部材が固定される、軸ハウジング・ハー
フ対を一緒に保持するためのヨークを設けること
により、引張り部材の利点を達成すること（シリ
ンダブロツクに軽くて、引張り強度の強い材料を
使用できること）と、隣接するシリンダの軸線を
含む平面を中心として分割されたシリンダブロツ
ク構造体の利点（製造が容易なこと）を達成する
ことが可能となる。したがつて、クランク軸の軸
受を囲むヨークと引張り部材自体が高い引張り応
力に耐えるから、シリンダブロツクの主体をアル
ミニウム合金またはプラスチツク材料のような低
引つ張り強度材料で作ることができる。各ヨーク
は、引張り部材が延びる方向と全体として同じ方
向に延びる締付部材と、それらの締付部材を一緒
に締付ける横方向固定具とを含むことができる。
締付部材は、クランク軸軸受ハウジング・ハーフ
に対する引張り部材の方向への動きに抗して確実
に配置される。こうすることにより、エンジンの
運転中に加えられる荷重により締付部材が動くこ
とが避けられ、したがつて横方向固定具が切断さ
せられる危険が避けられる。部品が相対的に動く
ことを阻止するために、クランク軸軸受ハウジン
グ・ハーフと締付部材との接合面をわん曲させる
ことができ（たとえば、軸受ハウジングの表面に
平行）、または、かみ合う歯のような機械的なキ
ーをなるべく横方向固定具の領域に設けることが
できる。

シリンダブロツクは、平面で互いに連結される
２つの部分と、ライナーを有するシリンダとを有
することができる。各部分はそれぞれの軸受ハウ
ジング・ハーフと一体である。クランクケースと
油だめの少くとも一方も、平面で互いに連結され
る２つの部分で構成することもできる。各部分は
シリンダブロツクのそれぞれの部分と一体で、そ
のために各部分を簡単に作ることができる。

本発明の内燃機関は火花点火内燃機関または圧
縮点火内燃機関とすることができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明す
る。

従来の内燃機関においては、シリンダヘツドは
シリンダブロツクの頂面にボルトで留められ、主
（クランク軸）軸受キヤツプがシリンダブロツク
の底面にボルトで留められる。爆発ストロークで
発生された圧力パルスが、シリンダヘツドのボル
トと軸受キヤツプのボルトの間に応力伝達経路を
生ずる。その応力伝達経路は、シリンダブロツク
の内部をまつすぐに延びる。従来のシリンダブロ
ツクは、しばしば鋳鉄またはアルミニウム合金で
作られるが、鋳鉄は本来もろいために圧縮荷重よ
りも引張り荷重に弱く、アルミニウム合金は張力
により伸ばされやすい。

まず第１図〜第３図を参照する。それらの図に
は直列三気筒エンジンの一体ブロツク・クランク
ケースおよび油だめ構造体が示されている。この
エンジン構造体は、シリンダの軸線を含む平面を
中心として２つのハーフ１，２に分割される。エ
ンジンはライナー３を有する。第１図のライナー
３は、エンジンの薄い外壁５により形成されてい
る水套またはオイルジヤケツト４により冷却され
る。ライナー３は第２図、第３図には示されてい
ない。

屈曲部を３個所有するクランク軸（図示せず）
が、４個の軸受により支持される。各エンジン・
ハーフ１，２は、各軸受ハウジング・ハーフ６，
７を形成する。各軸受ハウジング・ハーフは、ク
ランク軸のための軸受を形成する２つの平面軸受
殻ハーフ（図示せず）を含む。軸受ハウジング・
ハーフは、鋼製締付部材８，９より成るヨーク
と、鋼製ボルト１２，１３より成る横方向固定具
とにより一緒に保持される。ヨークは、エンジン
構造体のつば付外壁のくぼみ１０の中に挿入され
る。ボルト１２，１３は、エンジン・ハーフ１，
２にそれぞれ設けられている穴１２ａ，１３ａの
中に通されて、締付部材８，９を一緒に締付け
る。エンジン・ハーフは、穴２５，２６の中に通
されるボルト（図示せず）とボルト２３によつて
も一緒に保持される。

締付部材８，９には、鋼製ボルト１４，１５で
構成されている長い引張り部材を受ける（メス）
ねじ部も形成される。ボルト１４，１５は、シリ
ンダヘツド（図示せず）の頂部にねじ込まれる。
ボルト１４，１５は、エンジン・ハーフ１，２に
あけられている孔１４ａ，１５ａに通される。希
望によつては、ボルトの代りにスタツドを用いる
こともできる。

このように構成することにより、シリンダヘツ
ドと主軸受の間に現われるシリンダ内の圧力脈動
のために生ずる応力は、長い鋼製ボルト１４，１
５と鋼製ヨーク８，９、鋼製ボルト１２，１３に
よつて支持される。エンジン構造体自体（２つの
ハーフ）は、ほぼ圧縮荷重状態に保たれて、引張
り応力を支持しないから、従来のエンジンに用い
られていた材料よりも軽くて、薄い材料で作るこ
とができる。

軽くするためにクランクケース１６の壁は最低
の厚さに保たれ、かつ補強のためにリブ１７のよ
うなリブが多数形成される。

軸受の潤滑は、通路１９と、チヤンバ２０と、
通路２１とを経て潤滑油を供給するギヤラリイ１
８により行われる。

支持リブ２２と、潤滑油通路１９を納めるリブ
とは、残つている底端部荷重を鋼製引張り部材２
３へ伝える。その部材２３は孔２３ａの中を延び
ている。

あるシリンダと別のシリンダの間に生ずること
がある内部ポンピング圧が孔２４を通つて逃され
る。

壁３４，３５（第２図）が、平面的な形状がＵ
形の空間を形成する。その空間はクランクケース
の端部壁に設けられている孔（図示せず）によ
り、ピストンの下部の空間に通じさせられる。こ
れにより、クランクケースと、シリンダヘツド
（図示せず）の弁装置カバーとの間の通気（これ
は吸込みけん引低圧を用いる強制通気とすること
ができる）と、弁装置カバーから油だめへ潤滑油
を戻すことを行うことができる。あるいは、それ
らの壁を無くし、他の所に通気路と潤滑油戻り路
を設けることができる。

エンジン・ハーフ１，２は、アルミニウム合金
で作られる。エンジン・ハーフにはいずれもくぼ
み部（アンダーカツト）が設けられておらず、か
つエンジン・ハーフは圧力ダイカストで作られ
る。従来のシリンダブロツクの砂鋳型を用いる鋳
造は無くされる。代替材料および別の製造方法を
広く選択することが可能である。したがつて、エ
ンジン・ハーフは、アルミニウム合金を用いて砂
ダイカストまたは重力ダイカストで作ることがで
き、あるいは、マグネシウム合金を用いて砂ダイ
カストまたはダイカスト（圧力ダイカストまたは
重力ダイカスト）で作ることができる。あるい
は、エンジン・ハーフは、ポリエステルまたはフ
エノール樹脂のようなプラスチツクで作ることも
できる。尿素樹脂すなわちポリイミドのような熱
硬化性プラスチツクを（補強剤を用いて、または
用いることなしに）使用して、射出成型または圧
緒成型法で作ることができる。それらの材料は、
通常は原料状態では粉末である。もしくは、いく
つかのリブを省き、エンジン・ハーフは、鋼板、
またはS.M.C.すなわち成型複合板（通常はポリ
エステル）、あるいはD.M.C.すなわちダフ成型複
合材（通常ポリエステル）を用いることができ
る。更に、鋳鉄のような従来の材料を使用するこ
ともできる。

ギヤラリイ１８と、孔２５，２６，１２ａ，１
３ａ，２３ａ，１４ａ，１５ａ，１９は、孔あけ
加工により、または成型作業中あるいは鋳造作業
中の一体成形により形成できる。それから、エン
ジン・ハーフを接合させる場合に両者の位置を合
わせるために、ラムによりダボが孔２０の中に挿
入される。エンジンの頂部と両端が向き合わされ
る。わざと小さい直径に作られた主軸受ハウジン
グ６，７を正しい大きさの直径に拡げる。また、
各ライナー３を受けるためにもみ下げが行われ
る。それからエンジン・ハーフを分離させ、軸受
殻ハーフを挿入し、シリンダーライナー３と、ピ
ストンと、連接棒と、クランク軸をエンジン・ハ
ーフの一方に装着する。R.T.V.ゴム（常温加硫
ゴム）またはそれに類似のシールコンパウンド
（たとえば嫌気性コンパウンド）をエンジン・ハ
ーフの周縁部上に塗布して、ヨークとボルトを用
いてエンジン・ハーフを締付ける。最後に、シリ
ンダヘツド（図示せず）を構造体の頂部に置き、
長い鋼製ボルト１４，１５を締付部材８，９のね
じ孔にねじこむ。

本発明は、種々の数のシリンダに使用でき、か
つ、シリンダが一平面上に並んでいるならば、直
列型ではなくて水平対向型のエンジン又は直列型
の他の構造のエンジンにも使用できる。本発明
は、火花点火エンジンはもちろん、圧縮点火エン
ジンにも使用できる。また、クランクケースと油
だめはブロツクと一体とする必要はない。希望に
よつては別々のクランクケースと油だめを採用で
きる。

次に、三気筒エンジンが示されている第４図を
参照する。シリンダの配置は、破線２７〜２９で
示されている。シリンダヘツドは、破線３０で示
されている。図で左から数えて１番目と２番目の
シリンダの間のクランク軸の軸受を省かれている
ことを除き、第４図に示すエンジンは第１図〜第
３図に示すエンジンに類似する。したがつて、軸
受ハウジング・ハーフ６，７と、対応するヨーク
８，９，１２，１３も省かれている。

１番目と２番目のシリンダの間のシリンダヘツ
ド取付けボルトのために、張力荷重がシリンダブ
ロツクに伝えられて、爆発工程で一体エンジン構
造体に加えられる衝撃力と反応しないようにする
ために、１番目と２番目のシリンダの間のシリン
ダヘツド取付けボルト３１がボス３３にねじこま
れる。ボス３３は、一体エンジン構造体と、シリ
ンダヘツド３０に接触するリブ３２とで一体に形
成される。したがつて、リブ３２には圧縮荷重が
加えられ、シリンダヘツドに加えられる衝撃力
は、このエンジンの構造のために、引つ張るよう
にではなくて、圧縮するようにシリンダヘツドに
作用する。したがつて、１個の軸受を省いている
が、エンジン構造体は引つ張り荷重ではなくてほ
ぼ圧縮された状態に保たれるから、より軽くて薄
い材料を使用できることになる。一体のリブ３２
とボス３３が各エンジン・ハーフに形成され、２
本のボルト３１が用いられることがわかるでであ
ろう。省略される軸受は他のものでも良く、シリ
ンダ数により異なる構成とすることができる。

次に、引張り部材と、クランク軸軸受ハウジン
グ・ハーフの接合面について、第１図〜第３図と
第４図に示す実施例とは異なる実施例が示されて
いる第５図を参照する。

鋼製締付部材８に水平の歯部８ａが設けられ、
軸受ハウジング・ハーフにそれらの水平歯部８ａ
にかみ合う水平歯部６ａが設けられる。それらの
歯部６ａと８ａは、組合わされて機械的なキーを
形成する。

締付部材８，９と主軸受ハウジング・ハーフの
間の切り離し力は、機械的なキー作用により抵抗
される。第１図〜第３図および第４図に示す構造
においては、締付部材８，９と主軸受ハウジン
グ・ハーフとの接合面は滑らかで、鋼製ボルト１
２，１３の締付け力により両者間の相対的な動き
が避けられるものである。しかし、シリンダブロ
ツク用のある種の材料、たとえばアルミニウムで
はくぼみ（brinelling）が起る可能性があり、か
つ、アルミニウムは絞りを起して、ボルト１２，
１３の方向の厚さが永久に薄くなることがある。
そうすると相対的な動きが行えるようになり、鋼
製ボルト１４，１５を介して伝えられる力が適切
に制約されないから、横ボルト１２，１３が引き
ちぎられる危険が生ずることになる。

シリンダブロツクに歯を設ける代りにブロツク
の面を滑らかにし、極めて硬い鋼製の締付部材
８，９を用いて、組立中または組立前に、締付部
材８，９に設けられている歯でシリンダブロツク
の面に対応する歯を形成することもできる。

歯は図示のような水平にすることもできれば、
斜め、クロスハツチ、または矢筈模様（ヘリンボ
ン）状のものとすることもできる。

クランク軸軸受ハウジング・ハーフに対して、
引張り部材の方向への動きに対して締付け部材を
確実に位置させる別のやり方を第６図に示す。こ
れでは、締付部材８とクランク軸軸受ハウジン
グ・ハーフ６との接合面は、軸受ハウジングの表
面に対して平行な方向にわん曲させられる、すな
わち丸くわん曲させられている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ａ−Ａ線より上の部分をシリンダー
の軸を通る線に沿い、Ａ−Ａ線より下の部分をシ
リンダの間のクランク軸軸受構造体を通る線に沿
つて、それぞれ切断した、第１のエンジンの一体
のシリンダブロツク、クランクケースおよび油だ
め構造体のクランク軸に直角な断面図、第２図は
シリンダ内部を示す一体エンジン構造体の一方の
ハーフの斜視図、第３図はエンジン外部を示す、
部分的に切り欠いた一体エンジン構造体の同じハ
ーフの斜視図、第４図は第２のエンジンの略図、
第５図は引張り部材とクランク軸軸受ハウジング
の接合面の別の構造を示す斜視図、第６図はクラ
ンク軸軸受の接合面と引張り部材の更に別の構造
を示す断面図である。 １，２……エンジン・ハーフ、３……シリンダ
ライナー、６，７……クランク軸軸受ハウジン
グ・ハーフ、８，９……締付部材、１２，１３，
１４，１５，２３……ボルト、８ａ……歯部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 各クランク軸軸受用のハウジングが２つのハ
   ーフに分けられ、それら２つのハーフは隣接する
   シリンダの軸線を含む平面内で合わされ、軸受ハ
   ウジングの各ハーフ対を一緒に保持するためにそ
   れぞれヨークが設けられ、シリンダヘツドをシリ
   ンダブロツクに固定するために引張り部材が設け
   られ、それらの引張り部材はヨークまで延びてヨ
   ークに固定されることを特徴とする内燃機関。 ２ 特許請求の範囲の第１項に記載の内燃機関で
   あつて、各ヨークは、引張り部材が延びる方向と
   全体として同じ方向に延びる締付部材と、それら
   の締付部材を一緒に締付ける横方向着具とを含む
   ことを特徴とする内燃機関。 ３ 特許請求の範囲の第２項に記載の内燃機関で
   あつて、締付部材は、クランク軸軸受ハウジン
   グ・ハーフに対して、引張り部材の向きへの動き
   に抗するように確実に位置させられることを特徴
   とする内燃機関。 ４ 特許請求の範囲の第３項に記載の内燃機関で
   あつて、クランク軸軸受ハウジング・ハーフと締
   付部材との接合面はわん曲していることを特徴と
   する内燃機関。 ５ 特許請求の範囲の第２項または第３項に記載
   の内燃機関であつて、クランク軸軸受ハウジン
   グ・ハーフと締付部材との間に機械的なキー固定
   手段が設けられることを特徴とする内燃機関。 ６ 特許請求の範囲の第５項に記載の内燃機関で
   あつて、機械的なキー固定手段は横方向固定具の
   領域に設けられることを特徴とする内燃機関。 ７ 特許請求の範囲の第６項に記載の内燃機関で
   あつて、機械的なキー固定手段は互いにかみ合う
   歯で構成されることを特徴とする内燃機関。 ８ 特許請求の範囲の第１項〜第７項のいずれか
   に記載の内燃機関であつて、シリンダブロツク
   は、平面内で互いに連結される２つの部分と、ラ
   イナーを有するシリンダとを有し、上記部分はそ
   れぞれの軸受ハウジング・ハーフと一体であるこ
   とを特徴とする内燃機関。 ９ 特許請求の範囲の第８項に記載の内燃機関で
   あつて、シリンダブロツクとクランクケースは互
   いに一体であり、かつ平面内で互いに連結される
   ２つの部分を有することを特徴とする内燃機関。 １０ 特許請求の範囲の第９項に記載の内燃機関
   であつて、シリンダブロツクと、クランクケース
   と、油だめとは互いに一体であり、かつ平面内で
   互いに連結される２つの部分を有することを特徴
   とする内燃機関。 １１ 特許請求の範囲の第８項〜第１０項のいず
   れかに記載の内燃機関であつて、２つの部分の成
   型または鋳造を容易にするために２つの部分はア
   ンダーカツトを有しないことを特徴とする内燃機
   関。