JP2006312905A - シリンダブロック及び同シリンダブロックの組み立て方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリンダライナ部とシリンダブロック本体とに分割構成されるシリンダブロックにおいて、シリンダライナ部の支持剛性をより容易に確保することのできる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3は、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部21と、シリンダライナ部21を囲むシリンダ外壁部32を有するシリンダブロック本体30とに分割構成されている。シリンダライナ部21の頂部に設けられた略平板状のアッパデッキ部22はシリンダ外壁部32の頂面32aに支持される。他方、シリンダライナ部21の底面28と、この底面28に対向するシリンダブロック本体30(底面41)との間にはシム70が狭持されており、このシム70を介してシリンダライナ部21の下方もシリンダブロック本体30に支持される。
【選択図】 図4
【解決手段】シリンダブロック3は、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部21と、シリンダライナ部21を囲むシリンダ外壁部32を有するシリンダブロック本体30とに分割構成されている。シリンダライナ部21の頂部に設けられた略平板状のアッパデッキ部22はシリンダ外壁部32の頂面32aに支持される。他方、シリンダライナ部21の底面28と、この底面28に対向するシリンダブロック本体30(底面41)との間にはシム70が狭持されており、このシム70を介してシリンダライナ部21の下方もシリンダブロック本体30に支持される。
【選択図】 図4
Description
本発明は、車両等に搭載されるエンジンのシリンダブロック及びその組み立て方法に関するものである。
車両等に搭載されるエンジンでは、シリンダヘッド、ガスケット、及びシリンダブロックがボルト等の締結部材によって固定されている(例えば特許文献1等)。
他方、シリンダブロックが、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部と、同シリンダライナ部を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部を有するシリンダブロック本体とに分割構成されたものがある。このようなシリンダブロックの一例を図8に示す。なお、同図8において、一点鎖線Eの右側にはシリンダボア間における断面構造を示し、同一点鎖線Eの左側にはシリンダボアの中心軸に沿った断面構造を示す。
他方、シリンダブロックが、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部と、同シリンダライナ部を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部を有するシリンダブロック本体とに分割構成されたものがある。このようなシリンダブロックの一例を図8に示す。なお、同図8において、一点鎖線Eの右側にはシリンダボア間における断面構造を示し、同一点鎖線Eの左側にはシリンダボアの中心軸に沿った断面構造を示す。
この図8に示すように、このシリンダブロックはシリンダの壁面を構成するシリンダライナ部121と、同シリンダライナ部121を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部132を有するシリンダブロック本体130とに分割構成されている。また、シリンダライナ部121はシリンダ外壁部132の頂面132aに支持される略平板状のアッパデッキ部122を有しており、同シリンダライナ部121はシリンダブロック本体130の孔140に緩挿されている。なお、シリンダライナ部121の外周面と孔140の内周面とはシール部材61によってシールされている。シリンダ外壁部132の頂面132aにはアッパデッキ部122が載置され、同アッパデッキ部122の上面にはガスケット104を介してシリンダヘッド120が載置されている。そしてシリンダヘッド120、ガスケット104、アッパデッキ部122、及びシリンダ外壁部132がヘッドボルト170によって締結固定される。
特開平11−200941号公報
特開2002−97997号公報
ところで、図8に示すようなシリンダブロックでは、ヘッドボルト170を締め付けていくと、その締結力がガスケット104を介してシリンダライナ部121の上面に作用するため、同シリンダライナ部121は下方に向けて押圧される。
ここで、同図8に示すように、アッパデッキ部122をシリンダ外壁部132の頂面132aで支持し、これによりシリンダライナ部121をシリンダブロック本体130に固定するといった固定態様では、同シリンダライナ部121がいわゆる片持ち状態となるため、該シリンダライナ部121の支持剛性を十分に確保することは難しくなる。そのため、ヘッドボルト170の締結力によってシリンダライナ部121は下方に変形しやすくなる。このようにシリンダライナ部121が下方に向けて変形すると、ガスケット104の面圧低下(特にシリンダボア間における面圧低下)が生じやすくなる。また、シリンダライナ部121の下方に向けての変形に起因してシリンダボアの変形等も生じやすくなる。
そこで、このようなシリンダライナ部121の変形を抑えるべく、同シリンダライナ部121の底面128もシリンダブロック本体130で支持するようにすることが望ましい。例えば、同図8にあって一点鎖線Eの左側の断面構造に示すように、シリンダライナ部121の底面128を支持する支持部141(二点鎖線にて図示)を前記孔140の下部に設け、該底面128をその支持部141の上面141aで支えるようにすれば、シリンダライナ部121の下方に向けての変形を抑えることができる。
しかし、シリンダライナ部121をアッパデッキ部122のみならず底面128でも支持する場合において、シリンダ外壁部132の頂面132aから上記上面141aまでの寸法X、あるいはアッパデッキ部122の下面からシリンダライナ部121の底面128までの寸法Yがばらつくと、寸法Xと寸法Yとの寸法差もばらついてしまう。このように各寸法X、Yの寸法差がばらつくとシリンダライナ部121の狭持度合がばらついてしまい、同シリンダライナ部121の支持剛性はばらついてしまうようになる。そのため、各寸法X、Yをそれぞれ高い精度で加工する必要がある。すなわち各寸法X、Yに対する要求公差を小さくして(厳しくして)、上記寸法差のばらつきを抑える必要がある。しかし、シリンダライナ部121やシリンダブロック本体130の要求公差をこのように小さくすると、例えば製造コストの増大や加工性の悪化等といった不都合が生じやすくなる。
特許文献2に記載のシリンダブロックでは、シリンダライナの下方にフランジを設け、同フランジの下面をシリンダブロック本体で支持するようにしている。このような構造では、フランジ及びシリンダブロック本体の形状加工に際して高い精度が要求される。例えば、フランジ下面に対するシリンダライナの垂直度、フランジ下面とシリンダライナ上面との平行度、あるいはシリンダブロック本体にあってフランジ下面が当接する面と同シリンダブロック本体上面との平行度等について高い加工精度が要求される。そしてそれら加工精度が十分に確保されていない場合には、シリンダヘッド組み付け時にシリンダライナが変形してしまうおそれがある。
ちなみに、この特許文献2に記載のシリンダブロックにおいても、シリンダライナ上面からフランジ下面前までの寸法、及びシリンダブロック本体の上面からフランジが当接する面までの寸法に対する各公差には厳しい値が要求される。
この発明はこうした事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダライナ部とシリンダブロック本体とに分割構成されるシリンダブロックにおいて、シリンダライナ部の支持剛性をより容易に確保することのできるシリンダブロックを提供することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部と、同シリンダライナ部を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部を有するシリンダブロック本体とに分割構成されてなり、前記シリンダライナ部の頂部に設けられた略平板状のアッパデッキ部が前記シリンダ外壁部の頂面に支持されるシリンダブロックにおいて、前記シリンダライナ部の下方を前記シリンダブロック本体に支持するための部材であって、同シリンダライナ部と同シリンダブロック本体との間に狭持される介装部材を備えることをその要旨とする。
請求項1に記載の発明は、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部と、同シリンダライナ部を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部を有するシリンダブロック本体とに分割構成されてなり、前記シリンダライナ部の頂部に設けられた略平板状のアッパデッキ部が前記シリンダ外壁部の頂面に支持されるシリンダブロックにおいて、前記シリンダライナ部の下方を前記シリンダブロック本体に支持するための部材であって、同シリンダライナ部と同シリンダブロック本体との間に狭持される介装部材を備えることをその要旨とする。
同構成によれば、シリンダライナ部とシリンダブロック本体とに分割構成されるシリンダブロックにおいて、シリンダライナ部はアッパデッキ部を介してシリンダ外壁部の頂面、すなわちシリンダブロック本体に固定される。このような固定態様に加え、同構成によれば、上記介装部材によってシリンダライナ部の下方もシリンダブロック本体に支持される。そのため、シリンダライナ部の支持剛性を確実に確保することができ、もってガスケットの面圧低下やシリンダボアの変形等を好適に抑えることができるようになる。
ここで、同構成では、シリンダライナ部の下方をシリンダブロック本体で支持するに際して、シリンダライナ部の下方とシリンダブロック本体との間に介装部材を狭持させるようにしている。そのため、上述したような寸法Xと寸法Yとの寸法差にばらつきが生じたとしても、そのばらつきは同介装部材の変形によって吸収される。従って、各寸法X、Yの公差をそれほど小さくしなくても、シリンダライナ部の支持剛性のばらつきを抑えることができる。このように、同構成によれば、シリンダライナ部やシリンダブロック本体の加工に際してそれほど高い精度を要求することなく、上記支持剛性の確保及び同支持剛性のばらつき抑制を図ることができる。すなわち、シリンダライナ部の下方を直接シリンダブロック本体に当接させて同シリンダライナ部の支持剛性を確保する場合と比較して、より容易にシリンダライナ部の支持剛性を確保することができるようになる。
なお、上記介装部材としては、隙間等の微調整をするために使用されるいわゆるシム等などが挙げられる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシリンダブロックにおいて、前記介装部材は、前記シリンダライナ部の底面と同底面に対向する前記シリンダブロック本体との間に狭持されることをその要旨とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のシリンダブロックにおいて、前記介装部材は、前記シリンダライナ部の底面と同底面に対向する前記シリンダブロック本体との間に狭持されることをその要旨とする。
同構成によれば、ガスケットを介してシリンダライナ部の上面に作用するボルトの締結力について、その作用方向の延長線上に前記介装部材が配置されるため、同締結力に起因するシリンダライナ部の下方に向けての変形を適切に抑えることができるようになる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載のシリンダブロックにおいて、前記介装部材は、前記シリンダライナ部の全底面に沿って配設されることをその要旨とする。
同構成によれば、シリンダライナ部の全周における支持剛性を適切に確保することができるようになる。
同構成によれば、シリンダライナ部の全周における支持剛性を適切に確保することができるようになる。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載のシリンダブロックにおいて、前記シリンダは多気筒内燃機関のシリンダであって、前記介装部材はシリンダボア間に配設されることをその要旨とする。
上述したように、シリンダライナ部の支持剛性が十分に確保されていない場合には、ガスケットの面圧、特にシリンダボア間における面圧が低下しやすくなる。この点、同構成では、そのようなシリンダボア間に前記介装部材を配設するようにしているため、ガスケットの面圧低下を効率よく抑えることができるようになる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリンダブロックの組み立て方法であって、厚さの異なる複数の前記介装部材を用意するとともに、前記シリンダブロック本体において前記介装部材が配設される面から前記シリンダ外壁部の頂面までの距離と、前記シリンダライナ部において前記介装部材が配設される面から前記アッパデッキ部の下面までの距離との差を求め、その差に応じて前記複数の介装部材のうちの少なくとも1つを選択し、その選択された該介装部材を前記シリンダライナ部と前記シリンダブロック本体との間に狭持させることをその要旨とする。
同方法によれば、シリンダブロック本体において介装部材が配設される面からシリンダ外壁部の頂面までの距離(上記寸法Xに相当)と、シリンダライナ部において介装部材が配設される面からアッパデッキ部の下面までの距離(上記寸法Yに相当)との差にばらつきがあったとしても、すなわち介装部材が配設される部分の隙間にばらつきがあったとしても、その隙間に応じた適切な厚さの介装部材が選択される。そのため、シリンダライナ部とシリンダブロック本体との間に狭持される介装部材の圧縮量のばらつきを抑えることができ、もってシリンダライナ部の支持剛性のばらつきをより一層抑えることができるようになる。なお、介装部材の選択に際しては、上記各距離の差(隙間)に合わせて1つの介装部材を選択する他、複数の介装部材を重ねて上記隙間に合わせるようにしてもよい。
以下、本発明にかかるシリンダブロック及びその組み立て方法を具体化した一実施形態について、図1〜図5を併せ参照して説明する。
図1は、本発明の適用された直列4気筒のエンジン1における本体部の斜視構造を示している。エンジン1の本体部は大きくは、シリンダヘッド2及びシリンダブロック3を備えて構成されている。シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、ガスケット4を介してボルト締結にて組み付けられる。なおシリンダヘッド2の上方にはヘッドカバーが、シリンダブロック3の下方にはオイルパンがそれぞれ取付けられる。
図1は、本発明の適用された直列4気筒のエンジン1における本体部の斜視構造を示している。エンジン1の本体部は大きくは、シリンダヘッド2及びシリンダブロック3を備えて構成されている。シリンダヘッド2とシリンダブロック3とは、ガスケット4を介してボルト締結にて組み付けられる。なおシリンダヘッド2の上方にはヘッドカバーが、シリンダブロック3の下方にはオイルパンがそれぞれ取付けられる。
図2(a)は、シリンダブロック3の斜視構造を、図2(b)はその側面構造をそれぞれ示している。これら各図に示されるように、シリンダブロック3には、その上部に4つのシリンダボア5が形成され、その下部にはクランクケース部31、いわゆるシリンダブロックのスカート部分が設けられている。クランクケース部31は、その下方に取付けられる上記オイルパンと共に、クランクシャフトが収容されるクランクケースを形成している。他方、シリンダブロック3の頂部には、シリンダヘッド2が載置されてその底面と当接される平板状のアッパデッキ部22が設けられている。
図3は、図1のA−A線に沿ったエンジン1の本体部分の断面構造、すなわちシリンダボア間での断面構造を示している。
また、図4は、図2のB−B線に沿ったエンジン1の本体部分の断面構造、すなわちシリンダボアの中心軸に沿った断面構造を示している。
また、図4は、図2のB−B線に沿ったエンジン1の本体部分の断面構造、すなわちシリンダボアの中心軸に沿った断面構造を示している。
これら図3及び図4に示すように、シリンダブロック3は、内周ブロック20とシリンダブロック本体30とにより分割形成されている。すなわちシリンダ周囲に形成されるウォータジャケット6となる部位を境に、シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部21と、同シリンダライナ部21を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部32を有するシリンダブロック本体30とに分割形成されている。そして、シリンダライナ部21は上記アッパデッキ部22と一体成形され、シリンダ外壁部32は上記クランクケース部31と一体成形されている。
シリンダライナ部21とアッパデッキ部22とを構成する内周ブロック20は、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金からなり、ダイカスト製法等を用いて一体に鋳造されている。そして内周ブロック20のシリンダライナ部21は、各気筒のシリンダライナとなる4つの円管体を連続して繋げた形状に形成されている。各円筒体の内周面は上記シリンダボア5の周壁を構成し、その外周面24はシリンダ周囲に形成されるウォータジャケットのシリンダ側の壁面を構成する。なおシリンダボア5の表面となるシリンダライナ部21の内周面には、例えば鉄等による保護膜が溶射等によって被覆形成されている。
アッパデッキ部22は、上記シリンダライナ部21の上端部に略平板状をなして形成されている。このアッパデッキ部22は、シリンダブロック3の頂面部を構成する。アッパデッキ部22上面は、上記シリンダヘッド2が載置される載置面26となっており、組み付けに際してシリンダヘッド2の底面がガスケット4を介して当接されるようになっている。またアッパデッキ部22には、上記シリンダヘッド2とシリンダブロック3との締結に用いられるヘッドボルト7の挿通される複数のボルト挿通孔27が形成されている。
クランクケース部31とシリンダ外壁部32とを構成するシリンダブロック本体30も、上記内周ブロック20と同様、アルミニウム合金やマグネシウム合金等からなり、ダイカスト製法等を用いて一体に鋳造されている。
クランクケース部31上部には、その上方に突出するように前記シリンダ外壁部32が形成されている。シリンダ外壁部32は、上記内周ブロック20のシリンダライナ部21の外周面24と対向するように形成された内周面35を有する略環状に成形されている。こうしたシリンダ外壁部32の内周面35は、シリンダ周囲に形成されるウォータジャケット6の外壁を構成する。
またシリンダ外壁部32の上端部には、その外周からシリンダボア外周側に突出したフランジ36が形成されている。このフランジ36が形成されたシリンダ外壁部32の頂面32aは、上記内周ブロック20のアッパデッキ部22を当接支持する受け面となっている。
シリンダブロック本体30の内部には、シリンダライナ部21の下端側が緩挿される穴40が設けられている。この穴40の内周面とシリンダライナ部21の外周面24とはシール部材61によってシールされている。ちなみに、このシール部材61は、シール剤の塗布や、ゴムあるいはシールガスケット等といったものが使われている。また、穴40の底面41には、コネクティングロッド用の孔41aが設けられている。
一方、シリンダ外壁部32の頂面32aから前記穴40の底面41までの寸法Xは、アッパデッキ部22の下面からシリンダライナ部21の底面28までの寸法Yよりも若干長くされており、シリンダライナ部21の底面28と穴40の底面41との間には隙間が形成されるようになっている。そして、この隙間にはシム70が配設されている。
このシム70は、シリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30に支持するための部材であって、同シリンダライナ部21と同シリンダブロック本体30との間に狭持されている。より具体的には、シリンダライナ部21の底面28と同底面28に対向するシリンダブロック本体30との間、すなわち上記穴40の底面41との間に狭持されている。
図5に、シリンダブロック本体30の平面図を示す。この図5に示すように、シム70は、斜線部Cに配設されている。すなわち穴40の底面41に沿って配設されており、換言すればシリンダライナ部21の底面28にあってその全面に沿って配設されている。
さらにこのシム70には、厚さの異なる複数のシム70が用意されており、シリンダブロック3の組み立てに際しては、シリンダライナ部21とシリンダブロック本体30との組み合わせに応じて適切なものが選択される。すなわち、まず上記寸法Xと寸法Yとの差ΔSを計測する、いわば上記隙間の大きさを計測する。そして、複数のシム70のうちの少なくとも1つを上記計測された差ΔSに応じて選択する。より具体的には、上記差ΔSに若干の圧縮代αを加算し、この加算された寸法と同等の厚さを有するシム70を選択する。そして、その選択されたシム70をシリンダライナ部21の底面28と穴40の底面41との間に介装する。この介装されたシム70は、ヘッドボルト7の締結により、若干圧縮された状態で底面28と底面41との間に狭持される。なお、シム70の選択に際しては、上記差ΔSに合わせて1つのシム70を選択する他、複数のシム70を重ねて上記差ΔSに合わせるようにしてもよい。
他方、穴40の上方にあって、シリンダライナ部21の外周面24とシリンダ外壁部32の内周面35との対向面間には、間隙が形成されるようになっている。そして、シリンダライナ部21の外周面24、シリンダ外壁部32の内周面35、及び上記アッパデッキ部22の下面によって、シリンダ周囲にはウォータジャケット6が区画形成されるようになっている。ちなみにこのウォータジャケット6は、アッパデッキ部22に設けられた孔を介してシリンダヘッド2の冷却水通路に連通されている。
そして、図3に示すように、シリンダヘッド2及びガスケット4は、ヘッドボルト7の締結を通じてシリンダブロック3に組み付けられる。
ヘッドボルト7は、シリンダヘッド2及びガスケット4に設けられた穴、及びアッパデッキ部22に形成されたボルト挿通孔27を介して、シリンダブロック本体30に設けられたボルト締結穴37内に挿入される。そして、同ボルト締結穴37の下方に設けられためねじ部37aに螺合される。
ヘッドボルト7は、シリンダヘッド2及びガスケット4に設けられた穴、及びアッパデッキ部22に形成されたボルト挿通孔27を介して、シリンダブロック本体30に設けられたボルト締結穴37内に挿入される。そして、同ボルト締結穴37の下方に設けられためねじ部37aに螺合される。
こうしてシリンダヘッド2、ガスケット4、アッパデッキ部22、及びシリンダ外壁部32がヘッドボルト7によって締結固定され、もってシリンダライナ部21の上方はシリンダブロック本体30に固定される。さらにシリンダライナ部21の下方(底面28)もシム70を介してシリンダブロック本体30(底面41)に支持される。
以上のように構成された本実施形態のシリンダブロックでは、シリンダ周囲に形成されるウォータジャケット6の内周壁が内周ブロック20側に、またその外周壁がシリンダブロック本体30側にと、それぞれ別体に成形されている。そのため、ウォータジャケット6の成形に係る型部分の形状を簡易とすることができる。そして型形状が簡易化されたことで、鋳巣等の鋳造欠陥の大幅な低減や型寿命の延命が可能となることから、シリンダ周囲へのウォータジャケット6の成形等が容易となる。
他方、分割構成とされた上記シリンダブロック3では、その組み付けに際してヘッドボルト7を締め付けていくと、その締結力がガスケット4を介してシリンダライナ部21の上面に作用し、同シリンダライナ部21は下方に向けて押圧される。
ここで、アッパデッキ部22をシリンダ外壁部32の頂面32aで支持し、これによりシリンダライナ部21をシリンダブロック本体30に固定するといった固定態様だけでは、同シリンダライナ部21がいわゆる片持ち状態となるため、該シリンダライナ部21の支持剛性を十分に確保することが難しくなる。そのため、ヘッドボルト7の締結力によってシリンダライナ部21は下方に変形しやすくなる。このようにシリンダライナ部21が下方に向けて変形すると、ガスケット4の面圧低下(特にシリンダボア間における面圧低下)が生じやすくなる。また、シリンダライナ部21の下方に向けての変形に起因してシリンダボア5の変形等も生じやすくなる。
この点、本実施形態におけるシリンダブロック3では、このようなシリンダライナ部21の変形を抑えるべく、同シリンダライナ部21の底面28もシリンダブロック本体30で支持するようにしている。そのため、シリンダライナ部21の下方に向けての変形を抑えることができ、該シリンダライナ部21の支持剛性を確保することができる。そしてこのようにシリンダライナ部21の支持剛性が確保されることにより、ガスケット4の面圧低下を抑えることができる。さらにこのような態様でガスケット4の面圧低下を抑えることができるため、ヘッドボルト7の締結力を過度に大きくする必要がなくなり、もって同締結力起因する各部(シリンダ外壁部32、アッパデッキ部21、あるいはシリンダヘッド2等)の変形を抑えることもできる。また、シリンダライナ部21の支持剛性が確保されることにより、シリンダボア5の変形等を抑えることもできる。そのため、シリンダボア5の真円度が向上し、もってピストンのフリクション等を低減することができる。また、シリンダライナ部21の支持剛性が確保されることにより、同シリンダライナ部21の振動やその振動音を低減させることもできる。
また、このようにシリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30で支持するに際して、シリンダライナ部21の下方とシリンダブロック本体30との間にシム70を狭持させるようにしている。そのため、上述したような寸法Xと寸法Yとの差ΔSにばらつきが生じたとしても、そのばらつきはシム70の変形(圧縮変形)によって吸収される。従って、各寸法X、Yの公差をそれほど小さくしなくても、シリンダライナ部21の狭持度合を安定させることができ、もってシリンダライナ部21の支持剛性のばらつきを抑えることができる。このように、本実施形態おけるシリンダブロック3では、シリンダライナ部21やシリンダブロック本体30の加工に際してそれほど高い精度を要求することなく、上記支持剛性の確保及び同支持剛性のばらつき抑制を図ることができる。すなわち、シリンダライナ部21の下方を直接シリンダブロック本体30に当接させて同シリンダライナ部21の支持剛性を確保する場合と比較して、より容易にシリンダライナ部21の支持剛性を確保することができるようになる。
また、シリンダライナ部21の底面28と同底面28に対向するシリンダブロック本体30(穴40の底面41)との間にシム70を狭持させるようにしている。すなわち、ガスケット4を介してシリンダライナ部21の上面に作用するヘッドボルト7の締結力について、その作用方向(図4に示す矢印F)の延長線上にシム70を配置するようにしているため、同締結力に起因するシリンダライナ部21の下方に向けての変形を適切に抑えることができる。
また、先の図5に示したように、シリンダブロック本体30に形成された穴40の底面41に沿ってシム70を配設するようにしている。換言すればシリンダライナ部21の底面28の全面に沿ってシム70を配設するようにしている。そのため、シリンダライナ部21の全周における支持剛性を適切に確保することができる。
そして、シリンダブロック3に配設するシム70を上述したような態様で選択するようにしている。すなわち、厚さの異なる複数のシム70を予め用意しておく。また、シリンダブロック本体30においてシム70が配設される面(穴40の底面41)からシリンダ外壁部32の頂面32aまでの距離(上記寸法Xに相当)と、シリンダライナ部21においてシム70が配設される面(底面28)からアッパデッキ部22の下面までの距離(上記寸法Yに相当)との差ΔSを求める。そして、複数のシムの中から差ΔSに応じたシム70を選択し、その選択されたシム70をシリンダライナ部21とシリンダブロック本体30との間に狭持させるようにしている。そのため、上記寸法Xと寸法Yとの差にばらつきがあったとしても、すなわちシム70が配設される部分の隙間にばらつきがあったとしても、その隙間に応じた適切な厚さのシム70を選択することができる。従って、シリンダライナ部21とシリンダブロック本体30との間に狭持されるシム70の圧縮量のばらつきを抑えることができ、もってシリンダライナ部21の支持剛性のばらつきをより一層抑えることができるようになる。
以上説明したように、本実施形態のシリンダブロックによれば、次のような効果を得ることができる。
(1)シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部21と、同シリンダライナ部21を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部32を有するシリンダブロック本体30とに分割構成されたシリンダブロック3にあって、シリンダライナ部21の頂部に設けられたアッパデッキ部22をシリンダ外壁部32の頂面32aで支持するようにしている。また、シリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30に支持するための部材であって、同シリンダライナ部21と同シリンダブロック本体30との間に狭持されるシム70を備えるようにしている。
(1)シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部21と、同シリンダライナ部21を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部32を有するシリンダブロック本体30とに分割構成されたシリンダブロック3にあって、シリンダライナ部21の頂部に設けられたアッパデッキ部22をシリンダ外壁部32の頂面32aで支持するようにしている。また、シリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30に支持するための部材であって、同シリンダライナ部21と同シリンダブロック本体30との間に狭持されるシム70を備えるようにしている。
従って、シリンダライナ部21の上方はアッパデッキ部22を介してシリンダ外壁部32の頂面32a、すなわちシリンダブロック本体30に固定されるとともに、その下方もシム70によってシリンダブロック本体30に支持される。そのため、シリンダライナ部21の支持剛性を確実に確保することができ、もってガスケット4の面圧低下やシリンダボア5の変形等を好適に抑えることができるようになる。
ここで、本実施形態では、シリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30で支持するに際して、シリンダライナ部21の下方とシリンダブロック本体30との間にシム70を狭持させるようにしている。そのため、シリンダライナ部21やシリンダブロック本体30の加工に際してそれほど高い精度を要求することなく、シリンダライナ部21の支持剛性の確保及び同支持剛性のばらつき抑制を図ることができる。すなわち、シリンダライナ部21の下方を直接シリンダブロック本体30に当接させて同支持剛性を確保する場合と比較して、より容易にシリンダライナ部21の支持剛性を確保することができるようになる。
(2)シリンダライナ部21の底面28と同底面28に対向するシリンダブロック本体30との間にシム70を狭持するようにしている。そのため、ヘッドボルト7の締結力に起因するシリンダライナ部21の下方に向けての変形を適切に抑えることができるようになる。
(3)シリンダライナ部21の底面28にあってその全面に沿ってシム70を配設するようにしている。そのため、シリンダライナ部21の全周における支持剛性を適切に確保することができるようになる。
(4)厚さの異なる複数のシム70を用意するとともに、シリンダブロック本体30においてシム70が配設される面(底面41)からシリンダ外壁部32の頂面32aまでの距離と、シリンダライナ部21においてシム70が配設される面(底面28)からアッパデッキ部22の下面までの距離との差ΔSを求めるようにしている。そして、その差ΔSに応じて複数のシム70のうちの少なくとも1つを選択し、その選択されたシム70をシリンダライナ部21とシリンダブロック本体30との間に狭持させるようにしている。そのためシリンダライナ部21の支持剛性のばらつきをより一層抑えることができるようになる。
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・シリンダライナ部21の底面28にあってその全面に沿ってシム70を配設するようにしたが、同底面28の一部にシム70を配設するようにしてもよい。
・シリンダライナ部21の底面28にあってその全面に沿ってシム70を配設するようにしたが、同底面28の一部にシム70を配設するようにしてもよい。
例えば、上述したように、シリンダライナ部21の支持剛性が十分に確保されていない場合には、ガスケット4の面圧、特にシリンダボア間における面圧が低下しやすくなる。そこで、図6に斜線部Dにて示すように、隣り合う穴40の底面41間にのみシム70’を配設する、すなわちシリンダボア間にのみシム70’を配設するようにしてもよい。この場合には、シリンダボア間におけるガスケット4の面圧低下を効率よく抑えることができるようになる。
・シリンダライナ部21の下方をシリンダブロック本体30で支持するために、シリンダライナ部21の底面28と同底面28に対向するシリンダブロック本体30との間でシム70を狭持するようにした。しかし、シム70の配設位置はこのような位置に限定されるものではなく、シリンダライナ部21がアッパデッキ部22より下方の位置でもシリンダブロック本体30に支持されるように、該シム70の配設位置を設定すればよい。この場合でもアッパデッキ部22からシム70が狭持される部位までのシリンダライナ部21の支持剛性等を好適に確保することができる。
例えば、図7に示すように、シリンダライナ部21’の外周面24’に段部24’aを設け、この段部24’aの底面24’bと前記穴40の底面41’との間にシム70’を狭持させるようにしてもよい。
・内周ブロック20及びシリンダブロック本体30を、アルミニウム合金製或いはマグネシウム合金製としていたが、例えばそれらの一方又は双方を鋳鉄製とするなど、それらの材料を任意に変更してもよい。例えばシリンダブロック3全体の機械的強度がシリンダブロック本体30側である程度確保されるとすれば、内周ブロック20には、比較的強度の確保が難しい材料、セラミックスや焼結合金等を使用することも可能である。また直接シリンダ内の燃焼ガスに晒されることのないシリンダブロック本体30には、樹脂材料等の比較的耐熱性の低い材料の使用を考慮してもよい。
・内周ブロック20及びシリンダブロック本体30をダイカスト製法にて成形していたが、それらの製法もこれに限らず任意に変更しても良い。
・シリンダボア5の表面に溶射により鉄等からなる保護膜を被覆形成していたが、そうした加工は行わないようにしてもよい。例えばシリンダライナ部21の内周面に別途製造されたシリンダライナを装着するようにしたり、或いは内周ブロック20が鋳鉄等の十分な摩耗耐性を有する材料で成形されているのであれば、その母材をそのままシリンダボア5表面としたりしても良い。
・シリンダボア5の表面に溶射により鉄等からなる保護膜を被覆形成していたが、そうした加工は行わないようにしてもよい。例えばシリンダライナ部21の内周面に別途製造されたシリンダライナを装着するようにしたり、或いは内周ブロック20が鋳鉄等の十分な摩耗耐性を有する材料で成形されているのであれば、その母材をそのままシリンダボア5表面としたりしても良い。
・シリンダライナ部21とアッパデッキ部22とがそれぞれ別部材であって、適宜固定されることで同シリンダライナ部21と同アッパデッキ部22とが一体とされる場合であっても、本発明は同様に適用することができる。
・クランクケース部31とシリンダ外壁部32とを一体成形してシリンダブロック本体30を構成するようにしていたが、クランクケース部31とシリンダ外壁部32とを別体として成形するようにしてもよい。その場合、シリンダブロック3は、内周ブロック20、シリンダ外壁部32及びクランクケース部31の3つの成形体による分割構造となる。こうした構造を採用すれば、クランクケース部31とシリンダ外壁部32とを一体成形した場合に形状が複雑となってその成形が困難となる場合等には有利である。
・上記実施形態及びその変形例では、直列4気筒エンジンのシリンダブロックに本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず任意の形式のエンジンを構成するシリンダブロックにも本発明は同様に適用することができる。
1…エンジン、2…シリンダヘッド、3…シリンダブロック、4…ガスケット、5…シリンダボア、6…ウォータジャケット、7…ヘッドボルト、20…内周ブロック、21…シリンダライナ部、22…アッパデッキ部、24…(シリンダライナ部の)外周面、26…載置面、27…ボルト挿通孔、28…(シリンダライナ部の)底面、30…シリンダブロック本体、31…クランクケース部、32…シリンダ外壁部、32a…(シリンダ外壁部の)頂面、35…(シリンダ外壁部の)内周面、36…フランジ、37…ボルト締結穴、37a…ねじ部、40…穴、41…(穴40の)底面、41a…(底面41の)孔、61…シール部材、70…シム(介装部材)、21’…シリンダライナ部、24’…(シリンダライナ部の)外周面、24’a…段部、24’b…底面、41’…(穴40の)底面、70’…シム(介装部材)、104…ガスケット、120…シリンダヘッド、121…シリンダライナ部、122…アッパデッキ部、128…(シリンダライナ部の)底面、130…シリンダブロック本体、132…シリンダ外壁部、132a…(シリンダ外壁部の)頂面、140…孔、141…支持部、141a…(支持部の)上面、170…ヘッドボルト。
Claims (5)
- シリンダの壁面を構成するシリンダライナ部と、同シリンダライナ部を囲む外壁を構成するシリンダ外壁部を有するシリンダブロック本体とに分割構成されてなり、前記シリンダライナ部の頂部に設けられた略平板状のアッパデッキ部が前記シリンダ外壁部の頂面に支持されるシリンダブロックにおいて、
前記シリンダライナ部の下方を前記シリンダブロック本体に支持するための部材であって、同シリンダライナ部と同シリンダブロック本体との間に狭持される介装部材を備える
ことを特徴とするシリンダブロック。 - 前記介装部材は、前記シリンダライナ部の底面と同底面に対向する前記シリンダブロック本体との間に狭持される
請求項1に記載のシリンダブロック。 - 前記介装部材は、前記シリンダライナ部の全底面に沿って配設される
請求項2に記載のシリンダブロック。 - 前記シリンダは多気筒内燃機関のシリンダであって、前記介装部材はシリンダボア間に配設される
請求項2に記載のシリンダブロック。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載のシリンダブロックの組み立て方法であって、
厚さの異なる複数の前記介装部材を用意するとともに、前記シリンダブロック本体において前記介装部材が配設される面から前記シリンダ外壁部の頂面までの距離と、前記シリンダライナ部において前記介装部材が配設される面から前記アッパデッキ部の下面までの距離との差を求め、その差に応じて前記複数の介装部材のうちの少なくとも1つを選択し、その選択された該介装部材を前記シリンダライナ部と前記シリンダブロック本体との間に狭持させる
ことを特徴とするシリンダブロックの組み立て方法。
Priority Applications (1)
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JP2005136146A JP2006312905A (ja) | 2005-05-09 | 2005-05-09 | シリンダブロック及び同シリンダブロックの組み立て方法 |
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-
2005
- 2005-05-09 JP JP2005136146A patent/JP2006312905A/ja active Pending
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