JPH05321761A - 内燃機関のシリンダブロック構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は２つのブロックをボルトで固定して
用いる内燃機関のシリンダブロック構造に関し、筒内燃
焼時におけるシリンダブロックの変形を抑制し、内燃機
関の騒音低減とクランクシャフトのベアリングの長寿命
化を目的とする。 【構成】 下部ブロック本体３の下側にクランクシャフ
ト８を保持するベアリングキャップ４をキャップボルト
７₁ 〜７₅ で固定する。上部ブロック２と下部ブロック
本体３を固定用ボルト６₁ 〜６₅ で固定する。シリンダ
ブロック１の端部を固定する固定用ボルト６₁ 、６₅ は
キャップボルト７₁ 、７₅ より中央側に、かつ他の固定
用ボルト６₂ 〜６₃ よりクランクシャフト側に配置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダブロ
ック構造に係り、特に２つのブロックをボルトで固定し
て用いる内燃機関のシリンダブロック構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のシリンダブロック構造
として、シリンダボアを有する上部ブロックと、クラン
クシャフトを保持する下部ブロックをボルト（固定用ボ
ルト）で固定して用いる構造が知られている（実開昭６
０−１３９０６０号公報）。

【０００３】上記従来のシリンダブロックの構造によれ
ば、下部ブロックはクランクシャフトの組み込みを可能
とするため、更に、下部ブロック本体とベアリングキャ
ップとに２分割されている。そして下部ブロック本体と
ベアリングキャップとは、クランクシャフトをベアリン
グ部で保持するため、互いにボルト（キャップボルト）
で固定されている。

【０００４】このように、このシリンダブロックの構造
によれば、シリンダブロックを分割して製造するため、
各ブロックを剛性の高い構造にすることができ、シリン
ダ内における燃焼によるシリンダブロックの変形を小さ
く抑えることができる。

【０００５】一方、このシリンダブロックにおいて、キ
ャップボルトはベアリングキャップを固定するために、
クランクシャフトの両側に複数配置されている。また、
固定用ボルトはベアリングキャップの両側に複数配置さ
れている。

【０００６】これら固定用ボルト及びキャップボルト
は、内燃機関の燃焼時に生じる大荷重がクランクシャフ
トにかかった際のシリンダブロックの変形を抑制するた
めに、シリンダブロックの長手方向に対してオフセット
した位置に配置されており、クランクシャフトに燃焼圧
力が作用すると、その力はキャップボルトに加わり、下
部ブロック本体を介して固定用ボルトにオフセットによ
るモーメントを生じさせる。

【０００７】上記のシリンダブロック構造においては、
固定用ボルトにかかるモーメントは、燃焼圧力がクラン
クシャフトにかかって下部ブロックがシリンダブロック
の長手方向に変形したとき、その変形を打ち消す向きに
生じる。従って、内燃機関の燃焼時に生じるシリンダブ
ロックの長手方向の変形が抑制される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のシ
リンダブロック構造では、キャップボルトがクランクシ
ャフトの両側に配置され、更にその両側に固定用ボルト
が配置されており、固定用ボルトはクランクシャフトか
ら離れた位置に配置されている。

【０００９】このため、燃焼圧力がクランクシャフトに
加わった際に、ベアリングキャップには大トルクがかか
り、ベアリングキャップの中央部が下向に変形する。特
にシリンダブロックの前後端部においては、その変形が
著しく、内燃機関の放射音の発生や、クランクシャフト
のベアリング部のフリクションの増加の原因となってい
る。

【００１０】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、内燃機関の筒内燃焼時におけるシリンダブロッ
クに生じる変形を抑制し、内燃機関の騒音低減と、クラ
ンクシャフトのベアリングの長寿命化を可能とする内燃
機関のシリンダブロック構造を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、下部ブロ
ック本体とベアリングキャップとを複数のキャップボル
トで固定してなり、該下部ブロック本体と該ベアリング
キャップの間にクランクシャフトを保持する下部ブロッ
クと、上部ブロックとを複数の固定用ボルトで固定して
用いる内燃機関のシリンダブロック構造において、前記
複数の固定用ボルトのうちシリンダブロックの長手方向
端部を固定する固定用ボルトを、該端部のキャップボル
トの位置より前記シリンダブロックの中央側に、且つ該
端部以外を固定する固定用ボルトの位置よりクランクシ
ャフト側に配置することにより解決される。

【００１２】

【作用】上記の構成によれば、前記シリンダブロックの
端部の前記固定用ボルトは、前記ベアリングキャップに
下向きの力がかかった際に、前記下部ブロックを前記シ
リンダブロックの長手方向に狭めるようなモーメントを
生じさせる。

【００１３】このため、前記シリンダブロックの端部に
おいて、クランクシャフトに下向きの力が加わった場
合、前記ベアリングキャップに生じる、シリンダブロッ
クの長手方向の変形が前記上部ブロックと前記下部ブロ
ック間で相殺される また、このシリンダブロックの端部の固定用ボルトは、
クランクシャフトとの距離が他の固定用ボルトに比べて
短いため、クランクシャフトに加えられた力により該固
定用ボルトにかかるトルクが小さくなり前記シリンダブ
ロックの上下方向の変形が抑制される。

【００１４】

【実施例】図１は、本発明に係る内燃機関のシリンダブ
ロック構造の一実施例の構成図を示す。また、同図
（Ａ）はその正面図を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）中の１
Ｂ−１Ｂ断面を、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）中の１Ｃ部拡
大図を示す。

【００１５】各図において１はシリンダブロックを示
し、シリンダボア２ａを有する上部ブロック２と、それ
より下の下部ブロックに分割された構造であり、直列４
気筒の内燃機関用である。

【００１６】下部ブロックは下部ブロック本体３及びベ
アリングキャップ４より構成されている。この下部ブロ
ック本体３には、図示されない気筒数分のピストン及び
コンロッド並びにクランクシャフト８からなるアッセン
ブリ体が下側から組み付けられる。次いで、クランクシ
ャフト８の主軸部８₁ 〜８₅ をクランク軸受け部５で保
持するために、ベアリングキャップ４がその下側から組
み付けられる。

【００１７】ベアリングキャップ４と下部ブロック本体
３は、クランクシャフト８の主軸部８₁ 〜８₅ の両側で
キャップボルト７₁ 〜７₅ により固定されている。ま
た、下部ブロック本体３と上部ブロック２は、ベアリン
グキャップ４の両側で固定用ボルト６₁ 〜６₅ により固
定されている。

【００１８】これらのボルトのうち固定用ボルト６₂ 〜
６₄ はシリンダブロックの長手方向に対して垂直で、か
つキャップボルト７₂ 〜７₃ を含む平面内に配置され
る。また、シリンダブロック１の長手方向の両端部を固
定する固定用ボルト６₁ 、６₅は、キャップボルト
７₁ 、７₅ よりシリンダブロックの中央側に、かつ他の
固定用ボルト６₂ 〜６₄ よりクランクシャフト８側に配
置されている。

【００１９】尚、本実施例においては固定用ボルト６₁
〜６₅ とキャップボルト７₁ 〜７₅との距離を、ボルト
締めつけ用工具の径や、シリンダブロック１の材質等に
よる制限を満たす範囲で最も近づけて配置している。こ
のため、同図（Ｃ）に示すように固定用ボルト６₁ 、６
₅ は、それらをオフセットさせないで配置する場合の位
置（同図中２点鎖線の位置）から、キャップボルト
７₁ 、７₅ を中心にしてシリンダブロックの重心方向に
所定角度だけ回転させた位置に配置されている。

【００２０】図２〜図４はシリンダブロックに燃焼圧力
が作用した際の変形状態を説明するための図を示す。図
２は、従来のシリンダブロックの変形状態を表す断面側
面図を示し、図３は、本実施例のシリンダブロックの端
部の気筒の変形状態を表す断面側面図示している（便宜
上第１気筒を表示）。また、図４は本実施例のシリンダ
ブロックに燃焼圧が生じた際の状態を表す正面図を示
す。

【００２１】以下、図２〜図４に基づいて、本実施例の
シリンダブロック構造の効果について説明する。尚、各
図において図１と同一の部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。

【００２２】図２に示す従来のシリンダブロックは、上
部ブロック１２、下部ブロック本体１３及びベアリング
キャップ１４を、固定用ボルト１６及びキャップボルト
１７で固定してなる構成で、同図に示すように、固定用
ボルト１６とキャップボルト１７はシリンダブロックの
長手方向に対して垂直な同一面内に配置されている。

【００２３】この上部ブロック１２内に燃焼圧力が発生
すると、その力は図示されないピストン及びコンロッド
を介してクランクシャフト８に伝わる。同図に示すよう
に、筒内に爆発が起こって燃焼圧力が生じるのは、常に
クランクシャフト８のクランク部が軸受け部５より上に
あるときである。

【００２４】従って、燃焼圧力が生じてクランクシャフ
ト８に下向きの力が加わると、クランクシャフト８はク
ランク部が潰れるように変形する。このため、クランク
軸受け部５には、下向きの力とともに、クランク軸受け
部５の間隔をシリンダブロックの長手方向に押し広げよ
うとする力が加わる。

【００２５】上記したように従来のシリンダブロック構
造においては、固定ボルト１６とキャップボルト１７は
シリンダブロックの長手方向に対して垂直な同一面内に
配置されている。このためクランク軸受け部５に下向き
に加えられた力は、キャップボルト１７を介して固定ボ
ルト１６に伝わり、ベアリングキャップ１４、下部ブロ
ック本体１３、及び上部ブロック１２を下向きに変形さ
せる。

【００２６】また、クランク軸受け部５をシリンダブロ
ックの長手方向に押し広げようとする力が加わった場合
も、その力はキャップボルト１７を介して固定ボルト１
６に伝わり、ベアリングキャップ１４とともに下部ブロ
ック本体１３もシリンダブロックの長手方向に広がるよ
うに変形する。

【００２７】一方、図３に示すように本実施例のシリン
ダブロックの第１気筒においては、固定ボルト６₁ がキ
ャップボルト７₁ より第２気筒側にオフセットした位置
に配置されている。このため、キャップボルト７₁ に下
向きの力が加わると、その力は下部ブロック本体３を介
して固定ボルト６₁ に伝わり、下部ブロック本体３と上
部ブロック２の固定部に回転モーメントを生じさせる。
このモーメントは、下部ブロック本体をシリンダブロッ
クの長手方向に狭めるように作用する。

【００２８】本実施例のシリンダブロックにおいても上
部ブロック２内で燃焼圧力が生じた場合、クランク軸受
け部５には、従来のシリンダブロックの場合と同様な力
が加わる。すなわち、燃焼圧力による下向きの力と、ク
ランク軸受け部５をシリンダブロックの長手方向に押し
広げる力とが加わる。

【００２９】従って、本実施例のシリンダブロックにお
いては燃焼圧力がクランクシャフト８に加えられた場
合、シリンダブロックの長手方向の変形は上記のモーメ
ントにより相殺され、シリンダブロック端部が長手方向
に変形することはない。更に、図４に示すように、本実
施例のシリンダブロックの構造によれば、シリンダブロ
ックを端部で固定する固定用ボルト６₁ 、６₅ は、クラ
ンクシャフト８ の方向にもオフセットしてい
る。このため、キャップボルト７ ₁ 、７₅ と固定用
ボルト６₁ 、６₅ のシリンダブロックの幅方向の距
離は、同図中に破線で示す他 の固定用ボルト６
₂ との幅方向の距離に比べて短くなる。また、ベアリン
グキャップ４に下向きの力が作用し、この力がキャップ
ボルトを介して下部ブロック本体３に伝わった場合、下
部ブロック本体３と上部ブロック２の固定部、すなわち
固定用ボルトには、同図に示すように、シリンダブロッ
クの長手方向に垂直下向きのトルクが発生する。

【００３０】このトルクは固定用ボルトとキャップボル
トの幅方向距離の長さに比例する。従って、本実施例の
シリンダブロックにおいては、クランクシャフト８に下
向きの燃焼圧力が加えられたときに固定用ボルト６₁ 、
６₅ にかかる垂直下向きのトルクが、従来に比べて小さ
くなる。

【００３１】上記したように、本実施例のシリンダブロ
ック構造によれば、シリンダブロックの端部において、
長手方向及び上下方向の変形が抑制でき、従来問題とな
っていた、シリンダブロック端部における上部ブロック
と下部ブロックのずれを防止することができる。

【００３２】これにより、内燃機関の放射音の発生が抑
制され、その静粛性が向上する。更に、クランクシャフ
ト８のベアリングのフリクションが低減されるため、一
層騒音が低減され、その耐久性も向上する。

【００３３】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、シリンダ
ブロックの端部を固定する固定用ボルトを所定の位置に
配置することで、この固定用ボルトにかかる力のうち、
シリンダブロックの長手方向に対して垂直な方向のトル
クを小さくすることができる。これにより、従来問題と
なっていたシリンダブロック端部における上下方向の変
形を抑制することができる。

【００３４】従って、シリンダブロック端部におけるク
ランクシャフトのベアリングのフリクションが低減さ
れ、低騒音化とベアリングの耐久性向上が図れる。更
に、上部ブロックと下部ブロックとの固定部からの放射
音が低減され、内燃機関の低騒音化にも効果を有する。
このように、本発明に係る内燃機関のシリンダブロック
構造は、静粛性に優れかつ高耐久性が要求される内燃機
関に適するという特長を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る内燃機関のシリンダブロック構造
の一実施例の構成図である。

【図２】従来のシリンダブロックに燃焼圧力が加わった
際の変形状態を表す断面側面図である。

【図３】本実施例のシリンダブロックに燃焼圧力が加わ
った際の変形状態を表す断面側面図である。

【図４】本実施例のシリンダブロックに燃焼圧力が加わ
った際の状態を表す正面図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ 上部ブロック ３ 下部ブロック本体 ４ ベアリングキャップ ６₁ 〜６₅ 固定用ボルト ７₁ 〜７₅ キャップボルト ８ クランクシャフト ８₁ 〜８₅ 主軸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部ブロック本体とベアリングキャップ
   とを複数のキャップボルトで固定してなり、該下部ブロ
   ック本体と該ベアリングキャップの間にクランクシャフ
   トを保持する下部ブロックと、上部ブロックとを複数の
   固定用ボルトで固定して用いる内燃機関のシリンダブロ
   ック構造において、 前記複数の固定用ボルトのうちシリンダブロックの長手
   方向端部を固定する固定用ボルトを、該端部のキャップ
   ボルトの位置より前記シリンダブロックの中央側に、且
   つ該端部以外を固定する固定用ボルトの位置よりクラン
   クシャフト側に配置したことを特徴とする内燃機関のシ
   リンダブロック構造。