JP2563534Y2 - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、内燃機関のシリンダブロックに関する。

〈従来の技術〉 最近は内燃機関の軽量化が急務となり、このためこれ
までの鋳鉄等で製造されていたシリンダブロックに代わ
り、軽合金製のシリンダブロックがある。

ところで、軽合金製のシリンダブロックでは自重は軽
くなるが材料自体の強度が若干小さいため、例えば実開
昭58-70442号公報等に示すように、シリンダブロックと
しての剛性を得るために種々の補強がなされている。

即ち、第７図及び第８図に示すように、ウォータジャ
ケット82上端が開放された軽合金製シリンダブロック81
において、ウォータジャケット外壁83とスカート部84と
にわたって上下方向に沿設された複数の縦リブ85と、前
記ウォータジャケット82の底部86並びにロアデッキ87に
沿って夫々前後方向に沿設された横リブ88,89とをシリ
ンダブロック81の表面に一体に形成することにより、縦
及び横方向の剛性を上げているものである。

〈考案が解決しようとする課題〉 そして、第９図に示すように、所定の間隔で配列され
たシリンダボア90a〜90dの周囲のシリンダ壁91に設けた
締結孔92にヘッドボルト（図示せず）を嵌挿することに
より、シリンダヘッド（図示せず）をシリンダブロック
81のトップデッキ93に締結している。

しかし、第10図に示すように、シリンダブロック81に
シリンダガスケット（図示せず）及びシリンダヘッド94
を装着して、ヘッドボルト95にて締結する際に、前記ヘ
ッドボルト95による締結力がヘッドボルト95近傍におい
ては大きく、一方シリンダボア90の中央近傍においては
小さくなる。また前述のように、縦リブ85,横リブ88,89
等を設けても、ヘッドボルト95の締結力を有効に伝達さ
せるためには細かくリブ85,88及び89を設ける必要があ
り、重量増加，コスト増加の要因となるため設けること
はできない。従って、シリンダヘッド94の底面96とシリ
ンダブロック81のトップデッキ93との間に発生する面圧
が、当該ヘッドボルト95近傍においては高く、シリンダ
ボア90の中央近傍においては低くなる。従って、シリン
ダガスケットのシール性が低下し、潤滑油や冷却水が漏
れる可能性がでてくる。

また、シリンダ壁91の板厚を増加させて剛性を上げる
ことも考えられるが、やはり重量増加，コスト増加の要
因となる。

本考案は、このような従来の実情に鑑みなされたもの
で、ヘッドボルトの締結力が有効に発揮されるようにし
て、シリンダブロックとシリンダヘッドとの間のシール
性能が向上する内燃機関のシリンダブロックを提供する
ことを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案は、シリンダボアの周囲にウォータ
ジャケットを形成すると共に、隣接するシリンダボア間
に対応するシリンダブロック側壁位置に形成されたボス
にボルト締結孔を設け、シリンダヘッドに挿通されたヘ
ッドボルトの雄ねじ部を前記締結孔に形成された雌ねじ
部に嵌合することにより、シリンダブロックのトップデ
ッキにシリンダヘッドを締結するようにした内燃機関の
シリンダブロックにおいて、 シリンダブロック側壁外面に前記トップデッキと前記
ボスとを締結する斜めリブを設け、該斜めリブの上端位
置をシリンダボアの略中央に対応するトップデッキ位置
とし、下端を前記雌ねじ部の略上端位置とすると共に、
前記ボスの下端部と前記シリンダブロックのロアデッキ
とを連結する縦リブを設け、該縦リブを中央に肉抜き部
を設けた２分割型の細肉リブから形成した。

〈作用〉 かかる構成によれば、斜めリブによってヘッドボルト
の締結力が隣接するシリンダボア間の略中央に位置する
トップデッキに伝達されるので、ウォータジャケット外
周に位置するトップデッキの面圧が均一化される。

また、ボス下端部とロアデッキとが縦リブを介して連
結されているので、ヘッドボルトの締結力が縦リブ、ロ
アデッキ及びシリンダボア部を介してウォータジャケッ
ト内周に位置するトップデッキに伝達される。この場
合、縦リブが中央に肉抜き部を設けた２分割型の細肉リ
ブから形成されているので、２分割されていない縦リブ
と比べて、シリンダブロック側壁から突出する縦リブの
高さが低くなり、その横断面積が減少してシリンダブロ
ックの重量増加が抑制されると共に、ヘッドボルトの締
結力が縦リブ、ロアデッキ及びシリンダボア部を介して
ウォータジャケット内周のトップデッキに伝達されるに
際して、締結力の伝達がより効果的に行われてトップデ
ッキの面圧が均一化される。

さらに、縦リブは、中央に肉抜き部が設けられた２分
割型の細肉リブから形成されているので、隣接するボス
に夫々設けられた細肉リブ間の距離が縮まり、シリンダ
ボアの略中央に対応するトップデッキ位置に伝達される
ヘッドボルトの締結力が増大し、トップデッキの面圧の
均一化が促進される。

この他には、縦リブの中央に肉抜き部が形成されてい
るので、隣接するシリンダボア間の略中央におけるシリ
ンダボア周壁の肉厚が薄くなり、シリンダブロックを製
造する際に鋳造不良が起こりにくくなると共に、残留応
力が低減する。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第３図に示す実施例は、アルミ合金製シリン
ダブロック１であり、所定の間隔Ｌで配列されたシリン
ダボア部２（以下その中心線をＣ₂で示す）に鉄製ライ
ナ３を挿入したドライライナ型式で、互いに隣接するシ
リンダボア部２をつなげた４連サイヤミーズシリンダで
ある。また、ウォータージャケット４の上端が広い範囲
にわたって開放されたウォータージャケット構造であ
り、該シリンダボア部２の周囲には図示しないシリンダ
ヘッド締結用の締結孔５が設けられており、シリンダヘ
ッドに挿通されたヘッドボルト６の雄ねじ部22を前記締
結孔５に形成された雌ねじ部23に嵌合することにより、
シリンダブロック１のトップデッキ７にシリンダヘッド
を締結するようにしている。尚、締結孔５はシリンダボ
ア部２の周囲に設けられるため、シリンダブロック側壁
外面８にはボス部10が突出しており、該ボス部10は、中
央に肉抜き部が設けられた２分割型の細肉リブ31によっ
てオイルギャラリ11が一体形成されるロアデッキ34に接
続している。

さらに、本実施例のシリンダブロック１ではトップデ
ッキ７において、シリンダボア部２とシリンダブロック
側壁外面８とを連結するアッパデッキ９を夫々のシリン
ダボア部２の周囲に複数有している。

また、シリンダブロック１には、前記シリンダヘッド
に設けられる図示しない動弁機構等へ潤滑オイルを供給
するオイル通路12や、潤滑等に使われたオイルがオイル
パン（図示せず）に戻るためのオイル落とし通路13が設
けられており、これら通路12,13もシリンダブロック側
壁外面８にボス部14を突出して形成している。

そして、本考案に係る構成として、シリンダブロック
側壁外面に前記トップデッキと前記ボス10またはボス14
とを連結する斜めリブ15及び16を設ける。ここで斜めリ
ブ15は、第４図に示すように、該斜めリブ15の上端部18
をシリンダボア部２の略中央（中心線Ｃ₂）に対応する
シリンダブロック側壁外面８上の前記トップデッキ７の
下面7a位置としている。

ここで、前記締結孔５はヘッドボルト６の直径φｄよ
り若干径が大きい拡径部21（直径φD,但しｄ＜Ｄ）と、
ヘッドボルト６の先端に形成される雄ねじ部22に嵌合す
る雌ねじ部23とより構成されており、前記斜めリブ15の
下端部19は前記雌ねじ部23の略上端部24の位置としてい
る。

次に作用を説明する。

先ず、一般的なボルトによる締結力の締結箇所毎の締
結力について述べると、第５図に示すように、ボルト61
の先端62に比較して荷重が加わる方向である元に近い箇
所63の方が荷重分担率ｆが高く、もって被締結部材に対
してより大きな作用を及ぼす。

締結孔５にヘッドボルト６を嵌挿させ、シリンダブロ
ック１にシリンダガスケット（図示せず）等を介してシ
リンダヘッド27を締結する際の、ヘッドボルト６による
締結力は、前述のように上端部24が最も大きいが、前記
斜めリブ15の下端部19は前記雌ねじ部23の略上端部24の
位置としているので、該ヘッドボルト６による締結力は
最も効率よく該斜めリブ15に伝達されることとなり、さ
らに斜めリブ15は上端部18がシリンダボア部２の略中央
（中心線Ｃ₂）に対応するシリンダブロック側壁外面８
上の前記トップデッキ７の下面7aに接続されているの
で、前記ヘッドボルト６による締結力は、シリンダボア
部２の中心に対応する位置のトップデッキ７に効率よく
伝達され、もって前記伝達された締結力により、ウォー
タジャケット４外周に位置するトップデッキ７の面圧が
均一化される。

また、本実施例では、オイル通路12やオイル落とし通
路13により形成されるボス部14に係る斜めリブ16に関し
ても、第１図に示すように、該斜めリブ16がボス部14を
貫通して、その下端部29が前記締結孔５のボス10とを連
結している。さらに、該下端部29も前記雌ねじ部23の略
上端部24の位置としているので、当該斜めリブ16に関し
ても、前記ヘッドボルト６による締結力は、効率よくヘ
ッドボルト６間のトップデッキ７へ伝達される。尚、ボ
ス部14を貫通している部分の斜めリブ16は、当該リブ16
の上下で鋳型を分割して鋳込むことにより製作可能であ
る。

従って、シリンダヘッドに挿通されたヘッドボルト６
の雄ねじ部22を前記締結孔５に形成された雌ねじ部23に
嵌合することにより、シリンダブロック１のトップデッ
キ７にシリンダヘッドを締結する際の、トップデッキ７
上面とシリンダヘッド27下面との間に作用する面圧に関
して、当該ヘッドボルト６近傍における面圧と、シリン
ダボア部２の中央近傍における面圧との差異がなくな
り、もって、シリンダガスケットのシール性が向上し、
潤滑油や冷却水の漏れを防止することができる。

また、本実施例では、＃２シリンダ近傍にオイル通路
12及びオイル落とし通路13が設けられているため、該＃
２シリンダ近傍において、トップデッキ７のシリンダブ
ロック側壁外面８からのオーバーハングが大きい。従っ
て、補強リブ28を設ける構成とすることにより、＃２シ
リンダ近傍における前記面圧の均一化がより図れ、シー
ル性の向上、潤滑油や冷却水の漏れの防止がより図れ
る。

また、ボス部10が細肉リブ31により確実にオイルギャ
ラリ11が一体形成されるロアデッキ34に接続されるの
で、各ヘッドボルト６による締結力が分散されず集中的
に該ロアデッキ34を介してウォータジャケット４の内側
に位置するトップデッキ７に伝達される。さらに、前記
ロアデッキ34は断面が略円筒状であるために、その断面
係数が大きく、もってシリンダブロック側壁外面８の剛
性も向上する。

因みに、ボス部10の下端部とロアデッキ34とが厚肉リ
ブで接続されている場合には、シリンダブロック１の軽
量化を図ることは困難であり、かつ、ヘッドボルト６に
よる締結力が分散してしまい、かかる締結力をロアデッ
キ34に集中的に伝達することはできない。なお、２つの
細肉リブ31間には肉ぬき32を設けたので、上記の効果を
重量増加を抑えながら達成できる。この場合、隣接する
シリンダボア部２間におけるシリンダボア部２周壁の肉
厚が薄くなり、シリンダブロック１を製造する際に、鋳
造不良が起きにくくなると共に、残留応力が低減して鋳
造後の変形が起こりにくくなる。

また第６図に示すように、オイルギャラリ11が通って
いない側のシリンダブロック側壁外面８では、前記ボス
部10が細肉リブ33によりロアデッキ34に接続されるの
で、やはり各ヘッドボルト６による締結力が該ロアデッ
キ34を介して相互に伝達され、より平均化され且つ有効
に、前記斜めリブ15及び16に伝達される。

また、ウォータージャケット４の下端部35によりシリ
ンダブロック１の横断面方向に関して、前記ボス部10と
シリンダボア部２とが連結されているので、第６図中矢
印Ｆで示すように前記ヘッドボルト６による締結力がシ
リンダボア部２にも伝達される。

さらに、ボス部10とロアデッキ34とを連結する縦リブ
が中央に肉抜き部を設けた２分割型の細肉リブ31から形
成されているので、２分割されていない縦リブと比べ
て、シリンダブロック１側壁から突出する細肉リブ31の
高さが低くなり、その横断面積が減少することによっ
て、シリンダブロック１の重量増加が抑制されると共
に、ヘッドボルト６の締結力が細肉リブ31、ロアデッキ
34及びシリンダボア部２を介してウォータジャケット４
内周のトップデッキ７に伝達される際に、締結力の伝達
がより効果的に行われてトップデッキ７の面圧が均一化
される。

この他には、縦リブは中央に肉抜き部が設けられた２
分割型の細肉リブ31から形成されているので、重量増加
を極力抑制しつつ、隣接するボス部10に夫々設けられた
細肉リブ31間の距離が縮まり、ロアデッキ34を介してシ
リンダボア２の略中央に対応するウォータジャケット４
内周のトップデッキ７に伝達されるヘッドボルト６の締
結力が増大し、面圧の均一化が促進される。

従って、斜めリブ16と細肉リブ31から形成される縦リ
ブとの相乗効果により、ウォータジャケット４の内周及
び外周におけるトップデッキ７の面圧が均一化され、ト
ップデッキ７のシール性能が向上し、潤滑油や冷却水の
漏れを防止することができるようになる。

また、本実施例のシリンダブロック１では、トップデ
ッキ７においてシリンダボア部２とシリンダブロック側
壁外面８とを連結するアッパデッキ９を有しているの
で、前記斜めリブ15及び16の追加により、各ヘッドボル
ト６による締結力が前記アッパデッキ９と共にシリンダ
ボア部２に直接伝達される構成となるため、シリンダボ
ア部２の面圧も均一となり、シリンダガスケットに不均
一な押圧力が作用することが防止でき、よってシリンダ
ガスケットの吹き抜けが防止でき、ブローバイの増加及
びオイル消費量の悪化を回避できるという効果もある。

尚、前記アッパデッキ９を有しないシリンダブロック
の場合は、前記斜めリブ15及び16の追加によりトップデ
ッキ７及びシリンダブロック側壁外面８の剛性が大幅に
向上し、ヘッドボルト６の締結力によりトップデッキ７
上面とシリンダヘッド下面との間に作用する面圧が均一
になり、シリンダガスケットのシール性が向上し、潤滑
油や冷却水の漏れを防止することができるという効果が
ある。

〈考案の効果〉 以上説明したように本考案によれば、シリンダブロッ
ク側壁外面に斜めリブを設け、該斜めリブの上端位置を
シリンダボアの略中央に対応するトップデッキ位置と
し、下端を前記雌ねじ部の略上端位置としたことによっ
て、ヘッドボルトの締結力がシリンダボアの略中央に対
応するウォータジャケット外周のトップデッキに伝達さ
れるので、ウォータジャケット外周に位置するトップデ
ッキの面圧が均一化され、ウォータジャケット外周のト
ップデッキのシール性能が向上する。

また、ボス下端部とロアデッキとを連結する縦リブを
設け、該縦リブを中央に肉抜き部を設けた２分割型の細
肉リブから形成したことによって、シリンダブロックの
重量増加を極力抑制しつつ、ヘッドボルトの締結力が縦
リブ、ロアデッキ及びシリンダボア部を介してウォータ
ジャケット内周に位置するトップデッキに効果的に伝達
され、ウォータジャケット内周のトップデッキのシール
性能が向上する。

従って、斜めリブと２分割型の縦リブとを設けた相乗
効果により、ウォータジャケットの内周及び外周におけ
るトップデッキの面圧が均一化され、トップデッキのシ
ール性能が向上し、潤滑油や冷却水の漏れを防止するこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る内燃機関のシリンダブロックの一
実施例としてのアルミ合金製４連サイヤミーズシリンダ
ブロックの側面図、第２図は同上実施例の平面図、第３
図は同上実施例の斜視図、第４図は第１図における要部
断面図、第５図はボルトの締結箇所毎の締結力を示す
図、第６図は第２図におけるＡ−Ａ断面図、第７図は従
来の軽合金製シリンダブロックの断面図、第８図は同上
従来例の側面図、第９図は同上従来例の斜視図、第10図
は従来の課題を説明するための作用図である。 １……シリンダブロック、２……シリンダボア部、５…
…締結孔、６……ヘッドボルト、７……トップデッキ、
８……シリンダブロック側壁外面、９……アッパデッ
キ、10,14……ボス部、15,16……斜めリブ、18……上端
部、19,29……下端部、22……雄ねじ部、23……雌ねじ
部、27……シリンダヘッド、31……細肉リブ、34……ロ
アデッキ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダボアの周囲にウォータジャケット
   を形成すると共に、隣接するシリンダボア間に対応する
   シリンダブロック側壁位置に形成されたボスにボルト締
   結孔を設け、シリンダヘッドに挿通されたヘッドボルト
   の雄ねじ部を前記締結孔に形成された雌ねじ部に嵌合す
   ることにより、シリンダブロックのトップデッキにシリ
   ンダヘッドを締結するようにした内燃機関のシリンダブ
   ロックにおいて、 シリンダブロック側壁外面に前記トップデッキと前記ボ
   スとを連結する斜めリブを設け、該斜めリブの上端位置
   をシリンダボアの略中央に対応するトップデッキ位置と
   し、下端を前記雌ねじ部の略上端位置とすると共に、前
   記ボスの下端部と前記シリンダブロックのロアデッキと
   を連結する縦リブを設け、該縦リブを中央に肉抜き部を
   設けた２分割型の細肉リブから形成したことを特徴とす
   る内燃機関のシリンダブロック。