シリンダブロック
【課題】重量の増加を抑制すると共にシリンダブロックの剛性を確保して性能及び耐久性に優れたシリンダブロックを提供する。
【解決手段】シリンダブロック本体１１のシリンダボア１２Ａ、１２Ｂに鉄系金属からなるシリンダライナ１４Ａ、１４Ｂを鋳込むと共に、シリンダブロック本体１１と一体形成されたクランクジャーナル部２５〜２８の軸受部に軸受面３２ａを有する本体部３２及び補強部３４が一体形成され軸受部材３１Ａ〜３１Ｄを鋳込むと共に、軸受部材３１Ａ〜３１Ｄの補強部３４の先端に形成され係合部３６をシリンダライナ１４Ａ、１４Ｂに荷重伝達可能に係合する。クランクジャーナル部２５〜２８の変形が防止されてクランク軸２の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂの局部的な変形が阻止さてピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。
【解決手段】シリンダブロック本体１１のシリンダボア１２Ａ、１２Ｂに鉄系金属からなるシリンダライナ１４Ａ、１４Ｂを鋳込むと共に、シリンダブロック本体１１と一体形成されたクランクジャーナル部２５〜２８の軸受部に軸受面３２ａを有する本体部３２及び補強部３４が一体形成され軸受部材３１Ａ〜３１Ｄを鋳込むと共に、軸受部材３１Ａ〜３１Ｄの補強部３４の先端に形成され係合部３６をシリンダライナ１４Ａ、１４Ｂに荷重伝達可能に係合する。クランクジャーナル部２５〜２８の変形が防止されてクランク軸２の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂの局部的な変形が阻止さてピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに関し、特にクランク軸のジャーナルを回転可能に支持するクランクジャーナル部の軸受部を補強する鉄系金属からなる軸受部材を鋳込んだシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両用エンジンにおいては、重量軽減を図るためにアルミニウム系合金を鋳造成形したシリンダブロックが広く用いられている。このようなシリンダブロックはクランク軸のジャーナルを回転可能に支持する軸受部が形成されたクランクジャーナル部を有し、軸受部には強度向上を目的として鉄系金属からなる軸受部材が鋳込まれる。
【０００３】
この軸受部材を鋳込んだシリンダブロックとして例えば特許文献１が知られている。特許文献１のシリンダブロックは、多気筒エンジン用のシリンダブロックにおいて、隣接するシリンダボア間に形成される隔壁状のクランクジャーナル部にクランク軸のジャーナルを支持する軸受部が形成される。この軸受部に鋳込まれる軸受部材に補強リブを一体に形成することによって、シリンダブロックの剛性を確保している。
【０００４】
また、特許文献２には、隣接するシリンダボア間に形成されるクランク軸のジャーナルを支持するクランクジャーナル部の軸受部に鋳込まれる軸受部材となるプリフォーム材に延出部を設け、この延出部によってプリフォームを鋳込む際の位置ずれを防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１５５１９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１にあっては、シリンダブロックの隣接するシリンダボア間に形成される隔壁状のクランクジャーナル部の軸受部に鋳込まれる軸受部材に補強リブを設けることから、シリンダブロックのシリンダボア間が補強される。また特許文献２においてもプリフォームに延出部を設けることからプリフォームが鋳込まれるシリンダブロックのシリンダボア間が補強される。
【０００７】
一方、燃焼圧荷重によってピストンが押し下げられるとき、シリンダライナ内を往復動するピストンストローク方向に対して傾斜した回転方向の荷重がコンロッドを介してクランク軸に付与され、クランク軸のジャーナルを支持するクランクジャーナル部の軸受部にはピストンストローク方向のみならず回転方向に偏倚した方向の荷重が作用し、クランクジャーナル部の基端に応力荷重が集中して発生して該部の変形が誘発される。また、軸受部からの反力がクランク軸及びコンロッドを介してピストンをシリンダボアの側面、即ちシリンダボア内に鋳込まれたシリンダライナの内面を押圧してシリンダライナが局部的に変形することが懸念される。
【０００８】
このクランクジャーナル部及びシリンダライナの局部的な変形によりシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動を誘発し、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナとの摺接、いわゆるあたりが不均一となりピストンスラップ振動の発生要因となり、かつエンジンフリクションが増加する。このエンジンフリクションの増加に伴い、燃費の悪化や潤滑油の消費増加を招く要因となる。また、このクランク軸の支持剛性の低下及びエンジンフリクションの増加によりエンジン性能及び耐久性等が低下する要因となる。
【０００９】
この対策として、シリンダブロックの肉厚を増加してシリンダブロック自体の剛性を向上させることもあるが、シリンダブロックの肉厚増加に伴って重量が増加して燃費の悪化を招くと共に、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を誘発する要因となり、シリンダブロックの品質の低下を招くことが懸念される。
【００１０】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、重量の増加を抑制すると共にシリンダブロックの剛性を確保してエンジン性能の向上が得られ、かつ耐久性に優れたシリンダブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する請求項１のシリンダブロックの発明は、シリンダブロック本体のシリンダボアに鉄系金属からなるシリンダライナを鋳込むと共に、該シリンダブロック本体と一体形成されたクランクジャーナル部の軸受部に鉄系金属の軸受部材を鋳込んだシリンダブロックにおいて、軸受け部材は、クランクジャーナル部の軸受部を覆うと共に内周面にクランク軸のジャーナルを回転自在に支持する本体部と、該本体部に延設されて先端が上記シリンダライナに荷重伝達可能に係合する係合部が形成された補強部とが一体形成されたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、剛性に優れた鉄系金属からなるシリンダライナと軸受部材の補強部が荷重伝達可能に係合することから、これらが鋳込まれるシリンダ本体及びクランクジャーナル部を含むシリンダブロック全体に亘り剛性の向上が得られる。更に、クランク軸のジャーナルを支持する軸受部材の軸受面に作用した荷重が補強部を介してクランクジャーナル部の広範囲に分散伝達されると共に係合部を介してシリンダライナに荷重伝達され、シリンダライナを介してシリンダ本体の広範囲に分散伝達されてクランクジャーナル部に応力が集中することがなくなりクランクジャーナル部の局部的な変形が防止される。軸受部材からクランク軸及びコンロッドを介してピストンがシリンダライナの側面を押圧する反力は、シリンダライナを介してシリンダ本体に分散伝達すると共に、シリンダライナに係合する係合部を介して軸受部材に荷重伝達されてクランクジャーナル部に分散伝達してシリンダボア及シリンダライナに応力が集中することなくなりシリンダボア及びシリンダライナを含むシリンダ本体の局部的な変形が防止できる。
【００１３】
この結果、クランクジャーナル部の変形が防止されてクランク軸の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナの局部的な変形が阻止されてシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減されてエンジン性能の向上が得られる。更に、重量の増加を伴うことなく耐久性の向上及び燃費の向上が得られ、シリンダブロック品質が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１のシリンダブロックにおいて、上記係合部は、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び該当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備えてシリンダライナの端部に嵌合することを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備える簡単形状で軸受部材とシリンダライナとの間の荷重伝達可能な係合部が構成できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２のシリンダブロックにおいて、上記突出部は、クランク軸の回転中心線と直交する平面内に対向配置されたことを特徴とする。この発明によると、軸受部材とシリンダライナとの間の荷重伝達が効率的に行われる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、剛性に優れた鉄系金属からなるシリンダライナと軸受部材の補強部が荷重伝達可能に係合することから、これらが鋳込まれるシリンダ本体及びクランクジャーナル部を含むシリンダブロック全体に亘り剛性の向上が得られる。更にクランクジャーナル部の変形が防止されてクランク軸の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナの局部的な変形が阻止されてシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動の発生が抑制できると共に、エンジンフリクションが低減できてエンジン性能の向上がえられると共にシリンダブロック品質が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施の形態）
本発明に係る第１実施の形態を、水平対向型４気筒エンジンを例に図１乃至図５を参照して説明する。
【００２０】
図１は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１の概要を示す全体斜視図である。エンジン本体１は、クランク軸２の回転中心軸線Ｌを中心として左右のバンクを形成するアルミニウム合金製のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの対向する接合面３を当接させて図示しない複数本の結合ボルトによって一体に結合される。左右の各シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂのトップデッキ１９には図示しないシリンダヘッドが取り付けられ、更に左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの下部に掛け渡されて潤滑油貯留用の図示しないオイルパンが取り付けられる。
【００２１】
左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂは実質的に対称形であり、以下一方のシリンダブロック１０Ｂについて図２乃至図５を参照して説明する。
【００２２】
図２は右側のシリンダブロック１０Ｂの斜視図、図３は図２のＩ−Ｉ線断面図、図４は図２のＩＩ−ＩＩ線断面図、図５は図４の要部ＩＩＩ矢視図である。
【００２３】
シリンダブロック１０Ｂは、第１シリンダボア１２Ａ及び第２シリンダボア１２Ｂのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体１１と、シリンダ本体１１の基端側から接合面側、即ちエンジン本体１の中心側に延びて内側にクランク軸収容空間を形成するクランクケース部２１とが一体に形成される。
【００２４】
シリンダブロック本体１１は、図３及び図４に示すように第１シリンダボア１２Ａ及び第２シリンダボア１２Ｂに対応して耐摩耗性に優れた鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製で円筒状に形成された同一形状の第１シリンダライナ１４Ａ、第２シリンダライナ１４Ｂが並列配置されて鋳込まれ、かつ基端がクランクケース部２１のクランク軸収納空間内に突出する円筒状体が連結された、いわゆる断面形状がめがね状のシリンダ壁１６を有している。
【００２５】
クランクケース部２１は、図２及び図４に示すように上側及び下側のスカート壁部２２、２３によって内部にクランク軸収容空間が形成され、上側スカート壁部２２及び下側スカート壁部２３はシリンダブロック本体１１と一体に連続形成される。
【００２６】
クランクケース部２１の左側のシリンダブロック１０Ａとの合わせ面３には、クランク軸２の回転中心軸線Ｌ方向に沿って互いに離間に、かつシリンダブロック本体１１に基端が連続する隔壁状の複数の第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８が上側スカート壁部２２と下側スカート部２３の間に掛け渡されて一体に設けられる。また、図５に示すように、これら第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６が第１シリンダボア１２Ａの基端側に、第１シリンダボア１２Ａの中心からほぼ等距離隔てて対向して架設される。同様に第３クランクジャーナル２７及び第４クランクジャーナル部２８が第２シリンダボア１２Ｂの基端側に、第２シリンダボア１２Ｂの中心からほぼ等距離隔てて対向して架設される。
【００２７】
第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８にクランク軸２のジャーナルを回転可能に支持する軸受部が形成され、各軸受部に対応して耐摩耗性に優れると共に剛性が確保された鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製の第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄが鋳込まれる。
【００２８】
第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄは同一形状であって、各軸受部材３１Ａ〜３１Ｄは、図２乃至図５に示しように、所定の厚さを有し、半円弧状の軸受面３２ａである内周面を有して軸受部を覆う本体部３２と、この本体部３２と同一厚さで本体部３２の上部及び下部からそれぞれ上方及び下方に向かって突出すると共にボルト孔用の貫通孔３３ａが穿設された一対のフランジ部３３を有し、本体部３２の外周に基端が結合されてシリンダブロック本体１１側に突出して第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８に鋳込まれる補強部３４が形成される。
【００２９】
補強部３４は本体部３２より小さな厚さを有し、シリンダブロック本体１１側に突出する板状であって先端３５に係合部３６が形成される。係合部３６は平坦な当接部３６ａ及び当接部３６ａの両端においてクランク軸２の回転中心軸線Ｌの延在方向と直交する平面内で対向配置されて上端及び下端からそれぞれ突出する一対の延在部３６ｂが形成される。
【００３０】
第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６に鋳込まれる第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部３２Ｂの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａが第１シリンダライナ１４Ａの軸方向端部である基端１５ａに当接すると共に各延在部３６ｂが第１シリンダライナ１４Ａの外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲の両側に沿って延在する。換言すると、第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａに第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａが当接すると共に対応する延在部３６ｂ間に外周面１５ｂが上部範囲及び下部範囲が延在部３６ｂ間に荷重伝達可能に嵌合する。
【００３１】
同様に、第３クランクジャーナル部２７及び第４クランクジャーナル部２８に鋳込まれる第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部３１Ｄの各補強部３４の先端３５に形成される係合部３６の当接部３６ａが第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａに当接すると共に各延在部３６ｂが第２シリンダライナ１４Ｂの外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲の両側に沿って延在する。換言すると、第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａに第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａが当接すると共に対応する延在部３６ｂ間に外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲が延在部３６ｂ間に荷重伝達可能に嵌合する。
【００３２】
このように構成されたシリンダブロック１０は、クランク軸２を回転自在に支持する第１、第２クランクジャーナル部２５、２６に鋳込まれる鋳鉄製の第１、第２軸受部材３１Ａ、３１Ｂが第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａまで延在しかつ荷重伝達可能に係合して第１、第２クランクジャーナル部２５、２６からシリンダブロック本体１１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａと第１軸受部材３１Ａの係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａと第１軸受部材３１Ａとが荷重伝達可能に結合される。同様に第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａと第２軸受部材３１Ｂの係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａと第２軸受部材３１Ｂとが荷重伝達可能に係合される。
【００３３】
第３、第４クランクジャーナル部２７、２８の軸受部に鋳込まれる鋳鉄製の第３、第４軸受部材３１Ｃ、３１Ｄが第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａまで延在しかつ係合して第３、第４クランクジャーナル部２７、２８からシリンダブロック本体１１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５と第３軸受部材３１Ｃの係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂと第３軸受部材３１Ｃとが荷重伝達可能に係合される。同様に第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５と第４軸受部材３１Ｄの係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂと第４軸受部材３１Ｄとが荷重伝達可能に係合される。
【００３４】
このように構成された左右のシリンダブロック１０Ａ及び１０Ｂを備えたエンジン１によると、例えばエンジン１の運転に伴う燃焼荷重によってシリンダライナ１４Ａ，１４Ｂ内をピストンが押し下げられるとき、コンロッドを介してピストンストローク方向及びストローク方向に対して傾斜した回転方向に対して回転方向の荷重等がクランク軸２に付与され、クランク軸２のジャーナルを支持する第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄの各軸受面３２ａに作用した荷重が各軸受部材３１Ａ〜３１Ｄに延設された補強部３４を介して第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８の広範囲に分散伝達される。更に第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂに作用した荷重がクランク軸２の回転中心軸線Ｌの延在方向と直交する平面内で対向配置された延在部３６ｂが形成される各係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａの基端１５に効率的に荷重伝達され、かつ同様に第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄに作用した荷重が各係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５に効率的に荷重伝達されてこれら第１シリンダライナ１４Ａ及び第２シリンダライナ１４Ｂを介してシリンダ本体１１の広範囲に分散伝達されて各クランクジャーナル部２５〜２８に応力が集中することなく各クランクジャーナル部２５〜２８の局部的な変形が防止される。
【００３５】
一方、第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂからクランク軸２及びコンロッドを介してピストンが第１シリンダライナ１４Ａの側面を押圧する反力は、第１シリンダライナ１４Ａを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第１シリンダライナ１４Ａの基端１５に係合する各係合部３６を介して第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂに荷重伝達されて第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６に分散伝達してクランクケース部２１の広範囲に伝達され、第１シリンダボア１２Ａ及び第１シリンダライナ１４Ａに応力集中することなく第１シリンダボア１２Ａ及び第１シリンダライナ１４Ａを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００３６】
第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄからクランク軸２及びコンロッドを介してピストンが第２シリンダライナ１４Ｂの側面を押圧する反力は、第２シリンダライナ１４Ｂを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５に係合する第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄを介して第３クランクジャーナル部２７及び第４クランクジャーナル部２８に分散伝達してクランクケース部２１の広範囲に伝達され、第２シリンダボア１２Ｂ及び第２シリンダライナ１４Ｂに応力集中することなく第２シリンダボア１２Ｂ及び第２シリンダライナ１４Ｂを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００３７】
この結果、第１〜第５クランクジャーナル部２５〜２８に応力が集中することが抑制されてクランクジャーナル部２５〜２８の変形が防止され、クランク軸の支持剛性が確保されると共に、第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂへの応力集中が防止されて該部の局部的な変形が阻止されて第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制され、ピストンスカートやピストンリングと第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂとの摺接、いわゆるあたりが均一となりピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。このエンジンフリクションの低減に伴い、燃費の向上及び潤滑油の消費低減が得られる。また、このクランク軸の支持剛性の確保及びエンジンフリクションの低下によりエンジン性能及び耐久性等の向上が期待できる。
【００３８】
更に、左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの剛性向上に伴いシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの肉厚を削減することが可能になり、重量の低減による燃費の向上と共に、シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生要因が少なくなり、シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの品質が向上する。
【００３９】
（第２実施の形態）
本発明に係る第２実施の形態を、直列型多気筒型エンジンを例に図６及び図７を参照して説明する。
【００４０】
図６は直列型多気筒型エンジンのシリンダブロックの要部断面図、図７は図６の要部ＩＶ矢視図である。
【００４１】
シリンダブロック５０はアルミニウム合金製であって、第３シリンダボア５２Ａ及び第４シリンダボア５２Ｂのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体５１と、クランク軸収容空間を形成するクランクケース部６１とが一体に形成される。シリンダブロック５０のトップデッキ５９側に図示しないシリンダヘッドが取り付けられ、下部にクランク室の下部を形成するロアケース及びオイルパンが取り付けられる。
【００４２】
シリンダブロック本体５１は、第３及び第４シリンダボア５２Ａ、５２Ｂに対応して鉄系金属、例えば鋳鉄製の第３、第４シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂが並列配置されて鋳込まれ、かつ基端がクランクケース部６１のクランク軸収納空間内に突出する円筒状体が連結されたシリンダ壁５６を有している。
【００４３】
クランクケース部６１は、対向するスカート壁部６２、６３によって内部にクランク軸収容空間が形成され、スカート壁部６２及び６３はシリンダブロック本体５１と一体に連続形成される。
【００４４】
クランクケース部６１にクランク軸の回転中心軸線方向に沿って互いに離間に、かつシリンダブロック本体５１に基端が連続する隔壁状の複数のクランクジャーナル部６５〜６８がスカート壁部６２と６３の間に掛け渡されて一体に設けられる。
【００４５】
各クランクジャーナル部６５〜６８に図示しないロアケースに形成されたクランクジャーナル部に形成された軸受部と共にクランク軸のジャーナルを回転可能に挟持して支持する軸受部が形成される。クランクジャーナル部６５、６６が第３シリンダボア５２Ａの基端側に対向して架設され、クランクジャーナル部６７、６８が第２シリンダボア６２の基端側に対向して架設される。
【００４６】
各クランクジャーナル部６５〜６８の各軸受部に対応して耐摩耗性に優れると共に剛性が確保された鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製の軸受部材７１Ａ〜７１Ｄが鋳込まれる。各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄは同一形状であって、各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄは、半円弧状の軸受面７２ａを有する本体部７２及び補強部７４が形成される。
【００４７】
補強部７４はシリンダブロック本体５１側に突出する板状であって先端７５に係合部７６が形成される。係合部７６は平坦な当接部７６ａ及び当接部７６ａの両端からそれぞれ突出する一対の延在部７６ｂが形成される。
【００４８】
クランクジャーナル部６５、６６に鋳込まれる軸受部材７１Ａ及び７１Ｂの各補強部７４の先端に形成された係合部７６の当接部７６ａが第３シリンダライナ５４Ａの基端に当接すると共に各延在部７６ｂが第３シリンダライナ５４Ａの外周面の両側に沿って延在し、軸受部材７１Ａ、７１Ｂの各補強部７４に形成された係合部７６が第３シリンダライナ５４Ａと荷重伝達可能に係合する。
【００４９】
同様に、クランクジャーナル部６７、６８に鋳込まれる軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄの各補強部７４の先端に形成された係合部７６の当接部７６ａが第２シリンダライナ５４Ｂの基端に当接すると共に各延在部７６ｂが第４シリンダライナ５４Ｂの基端側外周面の両側に沿って延在し、軸受部材７１Ｃ、７１Ｄの各補強部７４の係合部７６が第４シリンダライナ７１Ｂと荷重伝達可能に係合する。
【００５０】
このように構成されたシリンダブロック５０は、クランク軸を回転自在に支持するクランクジャーナル部６５、６６にそれぞれ鋳込まれる鋳鉄製の部材７１Ａ、７１Ｂに形成された補強部７７が第３シリンダライナ５４Ａの基端まで延在して係合してクランクジャーナル部６５、６６からシリンダブロック本体５１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第３シリンダライナ５４Ａの基端と軸受部材７１Ａ、７１Ｂが係合部７６を介して荷重伝達可能に係合される。
【００５１】
同様に、クランクジャーナル部６７、６８にそれぞれ鋳込まれる鋳鉄製の部材７１Ｃ、７１Ｄに形成された補強部７７が第４シリンダライナ５４Ｂの基端まで延在して係合してクランクジャーナル部６７、６８からシリンダブロック本体５１に亘る広範囲で剛性が確保され、かつ第４シリンダライナ５４Ｂの基端と軸受部材７１Ｃ、７１Ｄが係合部７６を介して荷重伝達可能に係合する。
【００５２】
このように構成さされたシリンダブロック５０を備えるエンジンは、運転に伴う燃焼荷重によってシリンダライナ５４Ａ、５４Ｂ内をピストンが押し下げられるとき、コンロッドを介してピストンストローク方向及びストローク方向に対して傾斜した回転方向に対して回転方向の荷重等がクランク軸に付与され、クランク軸のジャーナルを支持する軸受部材７１Ａ〜７１Ｄの作用した荷重が各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄに延設された補強部７４を介して各クランクジャーナル部６５〜６８の広範囲に分散伝達される。更に軸受部材７１Ａ及び７１Ｂに作用した荷重が各係合部７６を介して第３シリンダライナ５４Ａの基端に荷重伝達され、かつ軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄに作用した荷重が各係合部７６を介して第４シリンダライナ５４Ｂの基端１５に荷重伝達され、これら第３シリンダライナ５４Ａ及び第４シリンダライナ５４Ｂを介してシリンダ本体５１の広範囲に分散伝達されて各クランクジャーナル部６５〜６８に局部的な変形が防止される。
【００５３】
一方、軸受部材７１Ａ及び７１Ｂからクランク軸及びコンロッドを介してピストンが第３シリンダライナ７４Ａの側面を押圧する反力は、第３シリンダライナ５４Ａを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第３シリンダライナ５４Ａの基端５５に係合する各係合部７６を介して軸受部材７１Ａ及び７１Ｂを介してクランクジャーナル部６５、６６に分散伝達してクランクケース部６１の広範囲に伝達され、第３シリンダボア５２Ａ及び第３シリンダライナ５４Ａを含むシリンダ本体５１の局部的な変形が防止できる。軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄからクランク軸及びコンロッドを介してピストンが第４シリンダライナ５４Ｂの側面を押圧する反力は、第４シリンダライナ５４Ｂを介してシリンダ本体５１に分散伝達すると共に、第４シリンダライナ５４Ｂの基端５５に係合する軸受部材７１Ｃ及び軸受部材７１Ｄを介してクランクジャーナル部６７及び６８に分散伝達してクランクケース部６１の広範囲に伝達され、第４シリンダボア５２Ｂ及び第２シリンダライナ７４Ｂを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００５４】
この結果、各クランクジャーナル部６５〜６８に応力が集中することが抑制されてクランクジャーナル部６５〜６８の変形が防止され、クランク軸の支持剛性が確保されると共に、第１及び第２シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂへの応力集中が防止されて該部の局部的な変形が阻止されて第３及び第４シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制される。このピストン及びピストンリングの挙動抑制に伴って、ピストンスカートやピストンリングと第１及び第２シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂとの摺接、いわゆるあたりが均一となりピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。このエンジンフリクションの低減に伴い、燃費の向上及びや潤滑油の消費低減が得られる。また、このクランク軸の支持剛性の確保及びエンジンフリクションの低下によりエンジン性能及び耐久性等の向上が期待できる。
【００５５】
更に、シリンダブロック５０の剛性向上に伴いシリンダブロック５０の肉厚を削減することが可能になり、重量の低減による燃費の向上と共に、シリンダブロック５０を鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生要因が少なくなりシリンダブロック５０の品質が向上する。
【００５６】
なお、本発明は上記第１実施の形態及び第２実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施に形態では水平対向型４気筒エンジンを例に、第２実施の形態では直列型多気筒型エンジンを例に説明したが、水平対向型４気筒エンジン及び直列型多気筒型エンジンに限定されることなく他のエンジンに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る第１実施の形態に係る水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体の概要を示す全体斜視図である。
【図２】シリンダブロックの斜視図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】図４の要部ＩＩＩ矢視図である。
【図６】本発明に係る第２実施の形態に係る直列型多気筒型エンジンのシリンダブロックの概要を示す断面図である。
【図７】図６の要部ＩＶ矢視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体
２ クランク軸
１０Ａ、１０Ｂ シリンダブロック
１１ シリンダブロック本体
１２Ａ 第１シリンダボア
１２Ｂ 第２シリンダボア
１４Ａ 第１シリンダライナ
１４Ｂ 第２シリンダライナ
１５ａ 基端（軸方向端部）
１５ｂ 基端側外周面
１６ シリンダ壁
２１ クランクケース部
２５〜２８ 第１〜第５クランクジャーナル部
３１Ａ〜３１Ｄ 第１〜第４軸受部材
３２ 本体部
３２ａ 軸受面
３４ 補強部
３５ 先端
３６ 係合部
３６ａ 当接部
３６ｂ 延在部
５０ シリンダブロック
５１ シリンダブロック本体
５２Ａ 第３シリンダボア
５２Ｂ 第４シリンダボア
５４Ａ 第３シリンダライナ
５４Ｂ 第４シリンダライナ
６１ クランクケース部
６４〜６７ クランクジャーナル部
７１Ａ〜７１Ｅ 軸受部材
７２ 本体部
７２ａ 軸受面
７４ 補強部
７６ 係合部
７６ａ 当接部
７６ｂ 延在部
Ｌ クランク軸の回転中心軸線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに関し、特にクランク軸のジャーナルを回転可能に支持するクランクジャーナル部の軸受部を補強する鉄系金属からなる軸受部材を鋳込んだシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両用エンジンにおいては、重量軽減を図るためにアルミニウム系合金を鋳造成形したシリンダブロックが広く用いられている。このようなシリンダブロックはクランク軸のジャーナルを回転可能に支持する軸受部が形成されたクランクジャーナル部を有し、軸受部には強度向上を目的として鉄系金属からなる軸受部材が鋳込まれる。
【０００３】
この軸受部材を鋳込んだシリンダブロックとして例えば特許文献１が知られている。特許文献１のシリンダブロックは、多気筒エンジン用のシリンダブロックにおいて、隣接するシリンダボア間に形成される隔壁状のクランクジャーナル部にクランク軸のジャーナルを支持する軸受部が形成される。この軸受部に鋳込まれる軸受部材に補強リブを一体に形成することによって、シリンダブロックの剛性を確保している。
【０００４】
また、特許文献２には、隣接するシリンダボア間に形成されるクランク軸のジャーナルを支持するクランクジャーナル部の軸受部に鋳込まれる軸受部材となるプリフォーム材に延出部を設け、この延出部によってプリフォームを鋳込む際の位置ずれを防止している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１５５１９号公報
【特許文献２】特開２００４−１９５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１にあっては、シリンダブロックの隣接するシリンダボア間に形成される隔壁状のクランクジャーナル部の軸受部に鋳込まれる軸受部材に補強リブを設けることから、シリンダブロックのシリンダボア間が補強される。また特許文献２においてもプリフォームに延出部を設けることからプリフォームが鋳込まれるシリンダブロックのシリンダボア間が補強される。
【０００７】
一方、燃焼圧荷重によってピストンが押し下げられるとき、シリンダライナ内を往復動するピストンストローク方向に対して傾斜した回転方向の荷重がコンロッドを介してクランク軸に付与され、クランク軸のジャーナルを支持するクランクジャーナル部の軸受部にはピストンストローク方向のみならず回転方向に偏倚した方向の荷重が作用し、クランクジャーナル部の基端に応力荷重が集中して発生して該部の変形が誘発される。また、軸受部からの反力がクランク軸及びコンロッドを介してピストンをシリンダボアの側面、即ちシリンダボア内に鋳込まれたシリンダライナの内面を押圧してシリンダライナが局部的に変形することが懸念される。
【０００８】
このクランクジャーナル部及びシリンダライナの局部的な変形によりシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動を誘発し、ピストンスカートやピストンリングとシリンダライナとの摺接、いわゆるあたりが不均一となりピストンスラップ振動の発生要因となり、かつエンジンフリクションが増加する。このエンジンフリクションの増加に伴い、燃費の悪化や潤滑油の消費増加を招く要因となる。また、このクランク軸の支持剛性の低下及びエンジンフリクションの増加によりエンジン性能及び耐久性等が低下する要因となる。
【０００９】
この対策として、シリンダブロックの肉厚を増加してシリンダブロック自体の剛性を向上させることもあるが、シリンダブロックの肉厚増加に伴って重量が増加して燃費の悪化を招くと共に、シリンダブロックを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生を誘発する要因となり、シリンダブロックの品質の低下を招くことが懸念される。
【００１０】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、重量の増加を抑制すると共にシリンダブロックの剛性を確保してエンジン性能の向上が得られ、かつ耐久性に優れたシリンダブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する請求項１のシリンダブロックの発明は、シリンダブロック本体のシリンダボアに鉄系金属からなるシリンダライナを鋳込むと共に、該シリンダブロック本体と一体形成されたクランクジャーナル部の軸受部に鉄系金属の軸受部材を鋳込んだシリンダブロックにおいて、軸受け部材は、クランクジャーナル部の軸受部を覆うと共に内周面にクランク軸のジャーナルを回転自在に支持する本体部と、該本体部に延設されて先端が上記シリンダライナに荷重伝達可能に係合する係合部が形成された補強部とが一体形成されたことを特徴とする。
【００１２】
この発明によると、剛性に優れた鉄系金属からなるシリンダライナと軸受部材の補強部が荷重伝達可能に係合することから、これらが鋳込まれるシリンダ本体及びクランクジャーナル部を含むシリンダブロック全体に亘り剛性の向上が得られる。更に、クランク軸のジャーナルを支持する軸受部材の軸受面に作用した荷重が補強部を介してクランクジャーナル部の広範囲に分散伝達されると共に係合部を介してシリンダライナに荷重伝達され、シリンダライナを介してシリンダ本体の広範囲に分散伝達されてクランクジャーナル部に応力が集中することがなくなりクランクジャーナル部の局部的な変形が防止される。軸受部材からクランク軸及びコンロッドを介してピストンがシリンダライナの側面を押圧する反力は、シリンダライナを介してシリンダ本体に分散伝達すると共に、シリンダライナに係合する係合部を介して軸受部材に荷重伝達されてクランクジャーナル部に分散伝達してシリンダボア及シリンダライナに応力が集中することなくなりシリンダボア及びシリンダライナを含むシリンダ本体の局部的な変形が防止できる。
【００１３】
この結果、クランクジャーナル部の変形が防止されてクランク軸の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナの局部的な変形が阻止されてシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減されてエンジン性能の向上が得られる。更に、重量の増加を伴うことなく耐久性の向上及び燃費の向上が得られ、シリンダブロック品質が向上する。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１のシリンダブロックにおいて、上記係合部は、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び該当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備えてシリンダライナの端部に嵌合することを特徴とする。
【００１５】
この発明によると、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備える簡単形状で軸受部材とシリンダライナとの間の荷重伝達可能な係合部が構成できる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項２のシリンダブロックにおいて、上記突出部は、クランク軸の回転中心線と直交する平面内に対向配置されたことを特徴とする。この発明によると、軸受部材とシリンダライナとの間の荷重伝達が効率的に行われる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によると、剛性に優れた鉄系金属からなるシリンダライナと軸受部材の補強部が荷重伝達可能に係合することから、これらが鋳込まれるシリンダ本体及びクランクジャーナル部を含むシリンダブロック全体に亘り剛性の向上が得られる。更にクランクジャーナル部の変形が防止されてクランク軸の支持剛性が確保されると共に、シリンダライナの局部的な変形が阻止されてシリンダライナに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制されてピストンスラップ振動の発生が抑制できると共に、エンジンフリクションが低減できてエンジン性能の向上がえられると共にシリンダブロック品質が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図を参照して説明する。
【００１９】
（第１実施の形態）
本発明に係る第１実施の形態を、水平対向型４気筒エンジンを例に図１乃至図５を参照して説明する。
【００２０】
図１は水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体１の概要を示す全体斜視図である。エンジン本体１は、クランク軸２の回転中心軸線Ｌを中心として左右のバンクを形成するアルミニウム合金製のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの対向する接合面３を当接させて図示しない複数本の結合ボルトによって一体に結合される。左右の各シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂのトップデッキ１９には図示しないシリンダヘッドが取り付けられ、更に左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの下部に掛け渡されて潤滑油貯留用の図示しないオイルパンが取り付けられる。
【００２１】
左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂは実質的に対称形であり、以下一方のシリンダブロック１０Ｂについて図２乃至図５を参照して説明する。
【００２２】
図２は右側のシリンダブロック１０Ｂの斜視図、図３は図２のＩ−Ｉ線断面図、図４は図２のＩＩ−ＩＩ線断面図、図５は図４の要部ＩＩＩ矢視図である。
【００２３】
シリンダブロック１０Ｂは、第１シリンダボア１２Ａ及び第２シリンダボア１２Ｂのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体１１と、シリンダ本体１１の基端側から接合面側、即ちエンジン本体１の中心側に延びて内側にクランク軸収容空間を形成するクランクケース部２１とが一体に形成される。
【００２４】
シリンダブロック本体１１は、図３及び図４に示すように第１シリンダボア１２Ａ及び第２シリンダボア１２Ｂに対応して耐摩耗性に優れた鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製で円筒状に形成された同一形状の第１シリンダライナ１４Ａ、第２シリンダライナ１４Ｂが並列配置されて鋳込まれ、かつ基端がクランクケース部２１のクランク軸収納空間内に突出する円筒状体が連結された、いわゆる断面形状がめがね状のシリンダ壁１６を有している。
【００２５】
クランクケース部２１は、図２及び図４に示すように上側及び下側のスカート壁部２２、２３によって内部にクランク軸収容空間が形成され、上側スカート壁部２２及び下側スカート壁部２３はシリンダブロック本体１１と一体に連続形成される。
【００２６】
クランクケース部２１の左側のシリンダブロック１０Ａとの合わせ面３には、クランク軸２の回転中心軸線Ｌ方向に沿って互いに離間に、かつシリンダブロック本体１１に基端が連続する隔壁状の複数の第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８が上側スカート壁部２２と下側スカート部２３の間に掛け渡されて一体に設けられる。また、図５に示すように、これら第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６が第１シリンダボア１２Ａの基端側に、第１シリンダボア１２Ａの中心からほぼ等距離隔てて対向して架設される。同様に第３クランクジャーナル２７及び第４クランクジャーナル部２８が第２シリンダボア１２Ｂの基端側に、第２シリンダボア１２Ｂの中心からほぼ等距離隔てて対向して架設される。
【００２７】
第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８にクランク軸２のジャーナルを回転可能に支持する軸受部が形成され、各軸受部に対応して耐摩耗性に優れると共に剛性が確保された鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製の第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄが鋳込まれる。
【００２８】
第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄは同一形状であって、各軸受部材３１Ａ〜３１Ｄは、図２乃至図５に示しように、所定の厚さを有し、半円弧状の軸受面３２ａである内周面を有して軸受部を覆う本体部３２と、この本体部３２と同一厚さで本体部３２の上部及び下部からそれぞれ上方及び下方に向かって突出すると共にボルト孔用の貫通孔３３ａが穿設された一対のフランジ部３３を有し、本体部３２の外周に基端が結合されてシリンダブロック本体１１側に突出して第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８に鋳込まれる補強部３４が形成される。
【００２９】
補強部３４は本体部３２より小さな厚さを有し、シリンダブロック本体１１側に突出する板状であって先端３５に係合部３６が形成される。係合部３６は平坦な当接部３６ａ及び当接部３６ａの両端においてクランク軸２の回転中心軸線Ｌの延在方向と直交する平面内で対向配置されて上端及び下端からそれぞれ突出する一対の延在部３６ｂが形成される。
【００３０】
第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６に鋳込まれる第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部３２Ｂの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａが第１シリンダライナ１４Ａの軸方向端部である基端１５ａに当接すると共に各延在部３６ｂが第１シリンダライナ１４Ａの外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲の両側に沿って延在する。換言すると、第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａに第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａが当接すると共に対応する延在部３６ｂ間に外周面１５ｂが上部範囲及び下部範囲が延在部３６ｂ間に荷重伝達可能に嵌合する。
【００３１】
同様に、第３クランクジャーナル部２７及び第４クランクジャーナル部２８に鋳込まれる第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部３１Ｄの各補強部３４の先端３５に形成される係合部３６の当接部３６ａが第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａに当接すると共に各延在部３６ｂが第２シリンダライナ１４Ｂの外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲の両側に沿って延在する。換言すると、第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄの各補強部３４の先端３５に形成された係合部３６の当接部３６ａに第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａが当接すると共に対応する延在部３６ｂ間に外周面１５ｂの上部範囲及び下部範囲が延在部３６ｂ間に荷重伝達可能に嵌合する。
【００３２】
このように構成されたシリンダブロック１０は、クランク軸２を回転自在に支持する第１、第２クランクジャーナル部２５、２６に鋳込まれる鋳鉄製の第１、第２軸受部材３１Ａ、３１Ｂが第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａまで延在しかつ荷重伝達可能に係合して第１、第２クランクジャーナル部２５、２６からシリンダブロック本体１１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａと第１軸受部材３１Ａの係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａと第１軸受部材３１Ａとが荷重伝達可能に結合される。同様に第１シリンダライナ１４Ａの基端１５ａと第２軸受部材３１Ｂの係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａと第２軸受部材３１Ｂとが荷重伝達可能に係合される。
【００３３】
第３、第４クランクジャーナル部２７、２８の軸受部に鋳込まれる鋳鉄製の第３、第４軸受部材３１Ｃ、３１Ｄが第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５ａまで延在しかつ係合して第３、第４クランクジャーナル部２７、２８からシリンダブロック本体１１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５と第３軸受部材３１Ｃの係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂと第３軸受部材３１Ｃとが荷重伝達可能に係合される。同様に第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５と第４軸受部材３１Ｄの係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂと第４軸受部材３１Ｄとが荷重伝達可能に係合される。
【００３４】
このように構成された左右のシリンダブロック１０Ａ及び１０Ｂを備えたエンジン１によると、例えばエンジン１の運転に伴う燃焼荷重によってシリンダライナ１４Ａ，１４Ｂ内をピストンが押し下げられるとき、コンロッドを介してピストンストローク方向及びストローク方向に対して傾斜した回転方向に対して回転方向の荷重等がクランク軸２に付与され、クランク軸２のジャーナルを支持する第１〜第４軸受部材３１Ａ〜３１Ｄの各軸受面３２ａに作用した荷重が各軸受部材３１Ａ〜３１Ｄに延設された補強部３４を介して第１〜第４クランクジャーナル部２５〜２８の広範囲に分散伝達される。更に第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂに作用した荷重がクランク軸２の回転中心軸線Ｌの延在方向と直交する平面内で対向配置された延在部３６ｂが形成される各係合部３６を介して第１シリンダライナ１４Ａの基端１５に効率的に荷重伝達され、かつ同様に第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄに作用した荷重が各係合部３６を介して第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５に効率的に荷重伝達されてこれら第１シリンダライナ１４Ａ及び第２シリンダライナ１４Ｂを介してシリンダ本体１１の広範囲に分散伝達されて各クランクジャーナル部２５〜２８に応力が集中することなく各クランクジャーナル部２５〜２８の局部的な変形が防止される。
【００３５】
一方、第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂからクランク軸２及びコンロッドを介してピストンが第１シリンダライナ１４Ａの側面を押圧する反力は、第１シリンダライナ１４Ａを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第１シリンダライナ１４Ａの基端１５に係合する各係合部３６を介して第１軸受部材３１Ａ及び第２軸受部材３１Ｂに荷重伝達されて第１クランクジャーナル部２５及び第２クランクジャーナル部２６に分散伝達してクランクケース部２１の広範囲に伝達され、第１シリンダボア１２Ａ及び第１シリンダライナ１４Ａに応力集中することなく第１シリンダボア１２Ａ及び第１シリンダライナ１４Ａを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００３６】
第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄからクランク軸２及びコンロッドを介してピストンが第２シリンダライナ１４Ｂの側面を押圧する反力は、第２シリンダライナ１４Ｂを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第２シリンダライナ１４Ｂの基端１５に係合する第３軸受部材３１Ｃ及び第４軸受部材３１Ｄを介して第３クランクジャーナル部２７及び第４クランクジャーナル部２８に分散伝達してクランクケース部２１の広範囲に伝達され、第２シリンダボア１２Ｂ及び第２シリンダライナ１４Ｂに応力集中することなく第２シリンダボア１２Ｂ及び第２シリンダライナ１４Ｂを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００３７】
この結果、第１〜第５クランクジャーナル部２５〜２８に応力が集中することが抑制されてクランクジャーナル部２５〜２８の変形が防止され、クランク軸の支持剛性が確保されると共に、第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂへの応力集中が防止されて該部の局部的な変形が阻止されて第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制され、ピストンスカートやピストンリングと第１及び第２シリンダライナ１４Ａ、１４Ｂとの摺接、いわゆるあたりが均一となりピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。このエンジンフリクションの低減に伴い、燃費の向上及び潤滑油の消費低減が得られる。また、このクランク軸の支持剛性の確保及びエンジンフリクションの低下によりエンジン性能及び耐久性等の向上が期待できる。
【００３８】
更に、左右のシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの剛性向上に伴いシリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの肉厚を削減することが可能になり、重量の低減による燃費の向上と共に、シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂを鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生要因が少なくなり、シリンダブロック１０Ａ、１０Ｂの品質が向上する。
【００３９】
（第２実施の形態）
本発明に係る第２実施の形態を、直列型多気筒型エンジンを例に図６及び図７を参照して説明する。
【００４０】
図６は直列型多気筒型エンジンのシリンダブロックの要部断面図、図７は図６の要部ＩＶ矢視図である。
【００４１】
シリンダブロック５０はアルミニウム合金製であって、第３シリンダボア５２Ａ及び第４シリンダボア５２Ｂのシリンダ列部を形成する筒状のシリンダブロック本体５１と、クランク軸収容空間を形成するクランクケース部６１とが一体に形成される。シリンダブロック５０のトップデッキ５９側に図示しないシリンダヘッドが取り付けられ、下部にクランク室の下部を形成するロアケース及びオイルパンが取り付けられる。
【００４２】
シリンダブロック本体５１は、第３及び第４シリンダボア５２Ａ、５２Ｂに対応して鉄系金属、例えば鋳鉄製の第３、第４シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂが並列配置されて鋳込まれ、かつ基端がクランクケース部６１のクランク軸収納空間内に突出する円筒状体が連結されたシリンダ壁５６を有している。
【００４３】
クランクケース部６１は、対向するスカート壁部６２、６３によって内部にクランク軸収容空間が形成され、スカート壁部６２及び６３はシリンダブロック本体５１と一体に連続形成される。
【００４４】
クランクケース部６１にクランク軸の回転中心軸線方向に沿って互いに離間に、かつシリンダブロック本体５１に基端が連続する隔壁状の複数のクランクジャーナル部６５〜６８がスカート壁部６２と６３の間に掛け渡されて一体に設けられる。
【００４５】
各クランクジャーナル部６５〜６８に図示しないロアケースに形成されたクランクジャーナル部に形成された軸受部と共にクランク軸のジャーナルを回転可能に挟持して支持する軸受部が形成される。クランクジャーナル部６５、６６が第３シリンダボア５２Ａの基端側に対向して架設され、クランクジャーナル部６７、６８が第２シリンダボア６２の基端側に対向して架設される。
【００４６】
各クランクジャーナル部６５〜６８の各軸受部に対応して耐摩耗性に優れると共に剛性が確保された鉄系金属、本実施の形態では鋳鉄製の軸受部材７１Ａ〜７１Ｄが鋳込まれる。各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄは同一形状であって、各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄは、半円弧状の軸受面７２ａを有する本体部７２及び補強部７４が形成される。
【００４７】
補強部７４はシリンダブロック本体５１側に突出する板状であって先端７５に係合部７６が形成される。係合部７６は平坦な当接部７６ａ及び当接部７６ａの両端からそれぞれ突出する一対の延在部７６ｂが形成される。
【００４８】
クランクジャーナル部６５、６６に鋳込まれる軸受部材７１Ａ及び７１Ｂの各補強部７４の先端に形成された係合部７６の当接部７６ａが第３シリンダライナ５４Ａの基端に当接すると共に各延在部７６ｂが第３シリンダライナ５４Ａの外周面の両側に沿って延在し、軸受部材７１Ａ、７１Ｂの各補強部７４に形成された係合部７６が第３シリンダライナ５４Ａと荷重伝達可能に係合する。
【００４９】
同様に、クランクジャーナル部６７、６８に鋳込まれる軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄの各補強部７４の先端に形成された係合部７６の当接部７６ａが第２シリンダライナ５４Ｂの基端に当接すると共に各延在部７６ｂが第４シリンダライナ５４Ｂの基端側外周面の両側に沿って延在し、軸受部材７１Ｃ、７１Ｄの各補強部７４の係合部７６が第４シリンダライナ７１Ｂと荷重伝達可能に係合する。
【００５０】
このように構成されたシリンダブロック５０は、クランク軸を回転自在に支持するクランクジャーナル部６５、６６にそれぞれ鋳込まれる鋳鉄製の部材７１Ａ、７１Ｂに形成された補強部７７が第３シリンダライナ５４Ａの基端まで延在して係合してクランクジャーナル部６５、６６からシリンダブロック本体５１に亘る広範囲で剛性が確保される。また、互いに嵌合する第３シリンダライナ５４Ａの基端と軸受部材７１Ａ、７１Ｂが係合部７６を介して荷重伝達可能に係合される。
【００５１】
同様に、クランクジャーナル部６７、６８にそれぞれ鋳込まれる鋳鉄製の部材７１Ｃ、７１Ｄに形成された補強部７７が第４シリンダライナ５４Ｂの基端まで延在して係合してクランクジャーナル部６７、６８からシリンダブロック本体５１に亘る広範囲で剛性が確保され、かつ第４シリンダライナ５４Ｂの基端と軸受部材７１Ｃ、７１Ｄが係合部７６を介して荷重伝達可能に係合する。
【００５２】
このように構成さされたシリンダブロック５０を備えるエンジンは、運転に伴う燃焼荷重によってシリンダライナ５４Ａ、５４Ｂ内をピストンが押し下げられるとき、コンロッドを介してピストンストローク方向及びストローク方向に対して傾斜した回転方向に対して回転方向の荷重等がクランク軸に付与され、クランク軸のジャーナルを支持する軸受部材７１Ａ〜７１Ｄの作用した荷重が各軸受部材７１Ａ〜７１Ｄに延設された補強部７４を介して各クランクジャーナル部６５〜６８の広範囲に分散伝達される。更に軸受部材７１Ａ及び７１Ｂに作用した荷重が各係合部７６を介して第３シリンダライナ５４Ａの基端に荷重伝達され、かつ軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄに作用した荷重が各係合部７６を介して第４シリンダライナ５４Ｂの基端１５に荷重伝達され、これら第３シリンダライナ５４Ａ及び第４シリンダライナ５４Ｂを介してシリンダ本体５１の広範囲に分散伝達されて各クランクジャーナル部６５〜６８に局部的な変形が防止される。
【００５３】
一方、軸受部材７１Ａ及び７１Ｂからクランク軸及びコンロッドを介してピストンが第３シリンダライナ７４Ａの側面を押圧する反力は、第３シリンダライナ５４Ａを介してシリンダ本体１１に分散伝達すると共に、第３シリンダライナ５４Ａの基端５５に係合する各係合部７６を介して軸受部材７１Ａ及び７１Ｂを介してクランクジャーナル部６５、６６に分散伝達してクランクケース部６１の広範囲に伝達され、第３シリンダボア５２Ａ及び第３シリンダライナ５４Ａを含むシリンダ本体５１の局部的な変形が防止できる。軸受部材７１Ｃ及び７１Ｄからクランク軸及びコンロッドを介してピストンが第４シリンダライナ５４Ｂの側面を押圧する反力は、第４シリンダライナ５４Ｂを介してシリンダ本体５１に分散伝達すると共に、第４シリンダライナ５４Ｂの基端５５に係合する軸受部材７１Ｃ及び軸受部材７１Ｄを介してクランクジャーナル部６７及び６８に分散伝達してクランクケース部６１の広範囲に伝達され、第４シリンダボア５２Ｂ及び第２シリンダライナ７４Ｂを含むシリンダ本体１１の局部的な変形が防止できる。
【００５４】
この結果、各クランクジャーナル部６５〜６８に応力が集中することが抑制されてクランクジャーナル部６５〜６８の変形が防止され、クランク軸の支持剛性が確保されると共に、第１及び第２シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂへの応力集中が防止されて該部の局部的な変形が阻止されて第３及び第４シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂに嵌合して往復動するピストン及びピストンリングの挙動が抑制される。このピストン及びピストンリングの挙動抑制に伴って、ピストンスカートやピストンリングと第１及び第２シリンダライナ５４Ａ、５４Ｂとの摺接、いわゆるあたりが均一となりピストンスラップ振動の発生が抑制でき、かつエンジンフリクションが低減できる。このエンジンフリクションの低減に伴い、燃費の向上及びや潤滑油の消費低減が得られる。また、このクランク軸の支持剛性の確保及びエンジンフリクションの低下によりエンジン性能及び耐久性等の向上が期待できる。
【００５５】
更に、シリンダブロック５０の剛性向上に伴いシリンダブロック５０の肉厚を削減することが可能になり、重量の低減による燃費の向上と共に、シリンダブロック５０を鋳造する際に鋳巣等の鋳造欠陥の発生要因が少なくなりシリンダブロック５０の品質が向上する。
【００５６】
なお、本発明は上記第１実施の形態及び第２実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば上記第１実施に形態では水平対向型４気筒エンジンを例に、第２実施の形態では直列型多気筒型エンジンを例に説明したが、水平対向型４気筒エンジン及び直列型多気筒型エンジンに限定されることなく他のエンジンに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係る第１実施の形態に係る水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体の概要を示す全体斜視図である。
【図２】シリンダブロックの斜視図である。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図５】図４の要部ＩＩＩ矢視図である。
【図６】本発明に係る第２実施の形態に係る直列型多気筒型エンジンのシリンダブロックの概要を示す断面図である。
【図７】図６の要部ＩＶ矢視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１ 水平対向型４気筒エンジンのエンジン本体
２ クランク軸
１０Ａ、１０Ｂ シリンダブロック
１１ シリンダブロック本体
１２Ａ 第１シリンダボア
１２Ｂ 第２シリンダボア
１４Ａ 第１シリンダライナ
１４Ｂ 第２シリンダライナ
１５ａ 基端（軸方向端部）
１５ｂ 基端側外周面
１６ シリンダ壁
２１ クランクケース部
２５〜２８ 第１〜第５クランクジャーナル部
３１Ａ〜３１Ｄ 第１〜第４軸受部材
３２ 本体部
３２ａ 軸受面
３４ 補強部
３５ 先端
３６ 係合部
３６ａ 当接部
３６ｂ 延在部
５０ シリンダブロック
５１ シリンダブロック本体
５２Ａ 第３シリンダボア
５２Ｂ 第４シリンダボア
５４Ａ 第３シリンダライナ
５４Ｂ 第４シリンダライナ
６１ クランクケース部
６４〜６７ クランクジャーナル部
７１Ａ〜７１Ｅ 軸受部材
７２ 本体部
７２ａ 軸受面
７４ 補強部
７６ 係合部
７６ａ 当接部
７６ｂ 延在部
Ｌ クランク軸の回転中心軸線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロック本体のシリンダボアに鉄系金属からなるシリンダライナを鋳込むと共に、該シリンダブロック本体と一体形成されたクランクジャーナル部の軸受部に鉄系金属の軸受部材を鋳込んだシリンダブロックにおいて、
軸受け部材は、
クランクジャーナル部の軸受部を覆うと共に内周面にクランク軸のジャーナルを回転自在に支持する本体部と、
該本体部に延設されて先端が上記シリンダライナに荷重伝達可能に係合する係合部が形成された補強部とが一体形成されたことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
上記係合部は、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び該当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備えてシリンダライナの端部に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。
【請求項３】
上記突出部は、クランク軸の回転中心線と直交する平面内に対向配置されたことを特徴とする請求項２に記載のシリンダブロック。
【請求項１】
シリンダブロック本体のシリンダボアに鉄系金属からなるシリンダライナを鋳込むと共に、該シリンダブロック本体と一体形成されたクランクジャーナル部の軸受部に鉄系金属の軸受部材を鋳込んだシリンダブロックにおいて、
軸受け部材は、
クランクジャーナル部の軸受部を覆うと共に内周面にクランク軸のジャーナルを回転自在に支持する本体部と、
該本体部に延設されて先端が上記シリンダライナに荷重伝達可能に係合する係合部が形成された補強部とが一体形成されたことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
上記係合部は、シリンダライナの軸方向端部に当接する平坦な当接部及び該当接部の両端からシリンダライナの外周面に沿って延在する突出部を備えてシリンダライナの端部に嵌合することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。
【請求項３】
上記突出部は、クランク軸の回転中心線と直交する平面内に対向配置されたことを特徴とする請求項２に記載のシリンダブロック。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１２１５８１（Ｐ２０１０−１２１５８１Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７７６５（Ｐ２００８−２９７７６５）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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