(57)【要約】【課題】新規なリブ構造によりボア変形を抑制するＶ型シリンダブロックの構成を提案する。【解決手段】シリンダ列１１の下部にロアデッキ部６が板状構造物として構成され、前記ロアデッキ部６の外側端部６ａから外側方向へ横リブ２が突出され、前記横リブ２は、クランク軸方向に一連に形成され、前記横リブ２は、シリンダ列１１を内装する側壁のうち、外側に配されるシリンダ側壁１３とリブ１５ａ・１５ｂを介して接続され、前記横リブ２は、クランク室１５の側壁を構成するスカート壁７の下部に設けられるロアレール８とリブ１６ａ・１６ｂを介して接続される構成とし、前記ロアデッキ部６の外側端部６ａは、前記横リブ２によって支持される構成とする。【選択図】図１
2006250088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ列の下部にロアデッキ部が板状構造物として構成され、
前記ロアデッキ部の外側端部から外側方向へ横リブが突出され、
前記横リブは、クランク軸方向に一連に形成され、
前記横リブは、シリンダ列を内装する側壁のうち、外側に配されるシリンダ側壁とリブを介して接続され、
前記横リブは、クランク室の側壁を構成するスカート壁の下部に設けられるロアレールとリブを介して接続される構成とし、
前記ロアデッキ部の外側端部は、前記横リブによって支持される構成とする、
エンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項２】
前記横リブは、
前記シリンダ側壁と、前記スカート壁の境界部に配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項３】
前記横リブは、Ｖ型シリンダブロックの前部から後部に渡って形成される、
ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項４】
前記横リブは、板状構造物として構成され、
前記横リブは、前記ロアレールと略平行に設けられ、
前記横リブの前記スカート壁からの突出幅は、
前記ロアレールの前記スカート壁からの突出幅よりも大きく構成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項５】
前記横リブと前記シリンダ側壁を接続するリブは、
シリンダヘッドを前記Ｖ型シリンダブロックに対して固定するためのヘッドボルトが螺挿されるヘッドボルトボスの外壁面と接続される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項６】
前記横リブと前記シリンダ側壁を接続するリブには、
前記シリンダヘッドが固定されるデッキ面に形成されるオイル落とし孔に連通する通路が形成される、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項７】
前記横リブと前記ロアレールを接続するリブには、
前記通路と連通し、オイルパン内にオイルを戻すための通路が形成される、
ことを特徴とする、請求項６に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【請求項８】
前記Ｖ型シリンダブロックは、二列のシリンダ列を有するものであり、
各シリンダ列の下部に構成される前記ロアデッキ部の内側端部同士は、互いに支持され合う関係にあり、
各ロアデッキ部は、外側端部及び内側端部の両側が支持される構成としている、
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のエンジンのＶ型シリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのＶ型シリンダブロックの構造に関するものであり、より詳しくは、ボア変形の抑制を図る構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンのＶ型シリンダブロックにおいては、様々なリブを配置することにより、剛性を高めることが行われており、このリブの配置について開示する文献も存在する（例えば、特許文献１参照。）。
例えば、特許文献１では、二つのシリンダ列間にＸ字型のリブを設ける構成について開示している。
【０００３】
また、このような二つのシリンダ列間にリブを設ける他に、例えば、図５に示すごとく、シリンダ列の外側壁面４８にリブ４９・４９・・・を設けて、剛性の向上を図ることが行われている。
以上のように、シリンダブロックの剛性を向上することによって、シリンダのボア（内径）の変形を抑制することができ、ボアの高い真円度が維持されて、ピストンのフリクションロスを低減できることになる。
【特許文献１】実公平８−８２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記リブについては、剛性が確保できる必要最小限の設置にとどめることとし、鋳造型を簡素化し、鋳造性といった生産効率の向上を図ることが望ましい。
しかし、上記ボア変形に着目した場合、現状では、エンジンの組み付け後に発生するボア変形のメカニズムは解明されておらず、リブをどのように配置させることがボア変形に最も有効であるのかがわからない状況にある。
また、ＣＡＥ解析（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ−Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）による変形挙動の可視化や、実機でのボア変形の測定による解析等が試みられているが、既存のシリンダブロックの構造において、変形のメカニズムの解析を試みても、様々なリブが複雑に影響し合い、どのリブが最低限必要であるということや、各リブ同士がどのように影響し合っているのかについては解析できないという現状がある。
【０００５】
そして、十分な剛性が得られない場合には、図５に示す構成の場合では、図６に示すごとく、ロアデッキ部４１にたわみが生じ、シリンダ下部４２が沈み込む現象が生じ、これによって、ボア変形が大きくなってしまうという問題があった。
このシリンダ下部４２の沈み込みは、シリンダ上面のガスケット４７から受ける面圧４３と、ヘッドボルト４４・４４の軸力４５・４５の方向が逆向きであるために生じるものと考えられる。尚、前記ヘッドボルト４４・４４は、シリンダヘッド４６をシリンダブロック４０に固定するためのものである。
【０００６】
図７は、この面圧４３と軸力４５・４５に起因するたわみの発生について示す模式図であり、この図から解るように、たわみの発生によりロアデッキ部４１の中央部（シリンダ下部４２）は下方向へたわんでしまうこととなる。
また、この図７から解るように、ロアデッキ部４１を一枚の構造物としてとらえると、該ロアデッキ部４１は構造上両側が自由端で構成されるものといえる。従って、ロアデッキ部４１の中央部（シリンダ下部４２）の変形量が必然的に大きくなるものと解される。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑み、新規なリブ構造によりボア変形を抑制するＶ型シリンダブロックの構成を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の解決しようとする課題は以上のごとくであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００９】
即ち、請求項１に記載のごとく、シリンダ列の下部にロアデッキ部が板状構造物として構成され、前記ロアデッキ部の外側端部から外側方向へ横リブが突出され、前記横リブは、クランク軸方向に一連に形成され、前記横リブは、シリンダ列を内装する側壁のうち、外側に配されるシリンダ側壁とリブを介して接続され、前記横リブは、クランク室の側壁を構成するスカート壁の下部に設けられるロアレールとリブを介して接続される構成とし、前記ロアデッキ部の外側端部は、前記横リブによって支持される構成とする、エンジンのＶ型シリンダブロックとする。
【００１０】
また、請求項２に記載のごとく、前記横リブは、前記シリンダ側壁と、前記スカート壁の境界部に配置される。
【００１１】
また、請求項３に記載のごとく、前記横リブは、Ｖ型シリンダブロックの前部から後部に渡って形成される。
【００１２】
また、請求項４に記載のごとく、前記横リブは、板状構造物として構成され、前記横リブは、前記ロアレールと略平行に設けられ、前記横リブの前記スカート壁からの突出幅は、前記ロアレールの前記スカート壁からの突出幅よりも大きく構成される。
【００１３】
また、請求項５に記載のごとく、前記横リブと前記シリンダ側壁を接続するリブは、シリンダヘッドを前記Ｖ型シリンダブロックに対して固定するためのヘッドボルトが螺挿されるヘッドボルトボスの外壁面と接続される。
【００１４】
また、請求項６に記載のごとく、前記横リブと前記シリンダ側壁を接続するリブには、前記シリンダヘッドが固定されるデッキ面に形成されるオイル落とし孔に連通する通路が形成される。
【００１５】
また、請求項７に記載のごとく、前記横リブと前記ロアレールを接続するリブには、前記通路と連通し、オイルパン内にオイルを戻すための通路が形成される。
【００１６】
また、請求項８に記載のごとく、前記Ｖ型シリンダブロックは、二列のシリンダ列を有するものであり、各シリンダ列の下部に構成される前記ロアデッキ部の内側端部同士は、互いに支持され合う関係にあり、各ロアデッキ部は、外側端部及び内側端部の両側が支持される構成としている。
【発明の効果】
【００１７】
以上の請求項１に記載の発明では、Ｖ型シリンダブロックの剛性が向上され、ヘッドボルトから受ける軸力や、シリンダ上面のガスケットから受ける面圧の影響によるシリンダ下部の沈み込みを防止することができ、ボア変形が低減され、このボア変形に基づくフリクションロスを低減することができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、前記シリンダ側壁と、前記スカート壁の境界部に配置されることで、横リブを、シリンダ側壁とスカート壁のそれぞれに対し、リブを介して固定することができる。
【００１９】
また、請求項３に記載の発明では、Ｖ型シリンダブロックにつき、クランク軸方向の前部から後部に渡る全範囲において剛性が向上され、シリンダ下部の沈み込みを防止することができ、ボア変形が低減され、このボア変形に基づくピストンのフリクションロスを低減することができる。
【００２０】
また、請求項４に記載の発明では、横リブ自体の剛性を確保することができ、Ｖ型シリンダブロック全体としても、高い剛性を確保できる。
【００２１】
また、請求項５に記載の発明では、シリンダ側壁において、ヘッドボルトボスが位置する外壁面が、前記リブを介して横リブと連結されるため、外側に配されるヘッドボルトから受ける軸力を直接的に横リブにて支えることができ、ボア変形を低減することができる。
【００２２】
また、請求項６に記載の発明では、前記リブをオイル落としとして機能させることができる。
【００２３】
また、請求項７に記載の発明では、前記オイル落とし孔から流入されるオイルを、前記両通路を介してオイルパンへと誘導することができる。
【００２４】
また、請求項８に記載の発明では、各シリンダ列のロアデッキ部が、両側支持される構成となり、ロアデッキ部の中央部の変形量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明に係るエンジンのＶ型シリンダブロック１の構造について示しており、図における上下略中央部であって、左右方向に一連の横リブ２が形成されており、本発明では、この横リブ２を形成することにより、Ｖ型シリンダブロック１の剛性の向上を図ることとするものである。
【００２６】
以下詳述すると、図１及び図２に示すごとく、Ｖ型シリンダブロック１のデッキ３には、複数のシリンダ４・４・・・が開口されており、各シリンダ４・４・・・の周囲には、ヘッドボルトボス５・５・・・（ボス孔５ａ・５ａ・・・）が設けられている。このヘッドボルトボス５・５・・・には、シリンダヘッド１０を前記デッキ３に対して固定するためのヘッドボルト１７Ａ・１７Ｂが螺挿される。このヘッドボルトボス５・５・・・は、シリンダ４・４・・・の軸方向と平行となるように設けられている。
【００２７】
また、Ｖ型シリンダブロック１は、図２において左右二列のシリンダ列１１・１２を有しており、両シリンダ列１１・１２は所定のバンク角によって略Ｖ字状を構成するようになっている。
尚、図２においては、左側に配置されるシリンダ列１１の構成のみを示しており、右側のシリンダ列１２については省略するものとする。また、以下で説明する横リブ２に関連する構造については、右側のシリンダ列１２についても同様であるので、説明は省略するものとする。
【００２８】
また、図２において左側に示されるシリンダ列１１を内装する側壁の内、外側に配されるシリンダ側壁１３は、その上端が外側（反シリンダ列１２側）に配されるように傾斜されており、シリンダ側壁１３と、該シリンダ側壁１３から下方へ向って連続的に構成されるスカート壁７との間に境界部１４が構成されるようになっている。
また、前記スカート壁７は、前記シリンダ側壁１３の下方に形成されてクランク室１５の側壁を構成する。
また、該スカート壁７の下端部には、ロアレール８が外側方向（反クランク室１５側）に突設されており、該ロアレール８が図示せぬオイルパンに接合される。該ロアレール８は、図示せぬクランク軸の軸方向におけるＶ型シリンダブロック１の前部から後部に渡って一連に形成される。
【００２９】
また、図２に示すごとく、Ｖ型シリンダブロック１において、前記シリンダ４の下端部となる位置には、ロアデッキ部６が構成される。該ロアデッキ部６は、クランク室１５の天井面を構成するものであり、図示せぬクランク軸の軸方向に一枚の板状構造物として構成される。
このロアデッキ部６の板厚は、剛性を確保するうえで、略４ｍｍ以上とすることが望ましい。
尚、Ｖ型シリンダブロック１は鋳造成形されるものであり、ロアデッキ部６も他の部位と同一素材で構成されるが、説明の便宜上、図２においては、斜線で示す範囲でロアデッキ部６を表すこととする。
【００３０】
また、図１及び図２に示すごとく、Ｖ型シリンダブロック１には、シリンダ列１１の下部にロアデッキ部６が板状構造物として構成され、前記ロアデッキ部６の外側端部６ａから外側方向へ横リブ２が突出され、前記横リブ２は、クランク軸方向に一連に形成され、前記横リブ２は、シリンダ列１１を内装する側壁のうち、外側に配されるシリンダ側壁１３とリブ１５ａ・１５ｂを介して接続され、前記横リブ２は、クランク室１５の側壁を構成するスカート壁７の下部に設けられるロアレール８とリブ１６ａ・１６ｂを介して接続される構成とし、前記ロアデッキ部６の外側端部６ａは、前記横リブ２によって支持される構成としている。
この構成で、Ｖ型シリンダブロック１の剛性が向上され、ヘッドボルト１７Ａ・１７Ｂから受ける軸力２５Ａ・２５Ｂや、シリンダ上面のガスケットから受ける面圧２３の影響によるシリンダ下部４ａの沈み込みを防止することができ、ボア変形が低減され、このボア変形に基づくフリクションロスを低減することができる。
【００３１】
また、前記横リブ２は、前記シリンダ側壁１３と、前記スカート壁７の境界部に配置される構成としている。
この構成で、前記横リブ２を、シリンダ側壁１３とスカート壁７のそれぞれに対し、リブ１５ａ・１５ｂ・１６ａ・１６ｂを介して固定することができる。
【００３２】
また、前記境界部１４の部位については、ヌスミ部１４ａが設けられることとするが、本発明では、ヌスミ部１４ａを設けたとしても、前記ロアデッキ部６の構造は確保することとし、ロアデッキ部６の剛性を維持することとしている。
【００３３】
また、前記横リブ２は、図示せぬクランク軸の軸方向におけるＶ型シリンダブロック１の前部から後部に渡って一連に形成される。
この構成で、Ｖ型シリンダブロック１につき、クランク軸方向の前部から後部に渡る広範囲において剛性が向上され、シリンダ下部４ａの沈み込みを防止することができ、ボア変形が低減され、このボア変形に基づくピストンのフリクションロスを低減することができる。
尚、剛性を向上させる観点から、横リブ２を設ける範囲は、Ｖ型シリンダブロック１の前端部から後端部の範囲とするのが望ましいが、スターター等の装置類を配置する関係上、前端部から後端部の全範囲に横リブ２を設けられない場合がある。このような場合は、適宜、装置類が存在する部位は横リブ２を設けないこととして、可能な限り広範囲に横リブ２を設けることで対応することが好適である。
【００３４】
また、前記横リブ２は、板状構造物として構成され、前記横リブ２は、前記スカート壁７の下部に設けられるロアレール８と略平行に設けられ、前記横リブ２の前記スカート壁７からの突出幅Ｌ１は、前記ロアレール８のスカート壁７からの突出幅Ｌ２よりも大きく構成される。
この構成で、横リブ２自体の剛性を確保することができ、Ｖ型シリンダブロック１全体としても、高い剛性を確保できる。
【００３５】
また、図１及び図２に示すごとく、前記横リブ２と前記シリンダ側壁１３を接続する前記リブ１５ａ・１５ａ・・・は、前記シリンダ側壁１３の内、シリンダヘッド１０を前記Ｖ型シリンダブロック１に対して固定するためのヘッドボルト１７Ａ・１７Ｂ（図２参照）が螺挿されるヘッドボルトボス５・５・・・の外壁面１３ａ・１３ａ・・・に対し、接続されることとしている。
この構成で、シリンダ側壁１３において、ヘッドボルトボス５・５・・・が位置する外壁面１３ａ・１３ａ・・・が、前記リブ１５ａ・１５ａ・・・を介して横リブ２と連結されるため、外側に配されるヘッドボルト１７Ａから受ける軸力２５Ａを直接的に横リブ２にて支えることができ、ボア変形を低減することができる。
【００３６】
また、図１及び図２に示すごとく、前記横リブ２と前記シリンダ側壁１３を接続する前記リブ１５ｂ・１５ｂ・・・には、シリンダヘッド１０が固定されるデッキ３（デッキ面）に形成されるオイル落とし孔３５ａに連通する通路２１ａ（図２参照）が形成されている。
この構成で、前記リブ１５ｂ・１５ｂ・・・をオイル落としとして機能させることができる。
【００３７】
また、図１及び図２に示すごとく、前記横リブ２と前記ロアレール８を接続する前記リブ１６ｂ・１６ｂ・・・には、前記横リブ２と前記シリンダ側壁１３を接続する前記リブ１５ｂ・１５ｂ・・・に形成される前記通路２１ａと連通し、図示せぬオイルパン内にオイルを戻すための通路２１ｂ（図２参照）が形成されている。
この構成で、前記オイル落とし孔３５ａから流入されるオイルを、前記両通路２１ａ・２１ｂを介して図示せぬオイルパンへと誘導することができる。
【００３８】
また、図３は、前記ロアデッキ部６に作用する荷重とたわみの発生について示す模式図であり、前記ロアデッキ部６には、シリンダ上面のガスケットから受ける面圧２３と、ヘッドボルト１７Ａ・１７Ｂから受ける軸力２５Ａ・２５Ｂが作用することとなっている。
そして、以上に述べた構造においては、前記ロアデッキ部６を一枚の板状構造物ととらえると、その外側端部６ａが、前記横リブ２に対して固定された構造となる。即ち、前記横リブ２は、Ｖ型シリンダブロック１の構造上において、前記ロアデッキ部６の外側端部６ａを固定端とすべく機能するのである。
【００３９】
さらに、Ｖ型のシリンダブロックであるため、前記ロアデッキ部６は、シリンダ列１１・１２の両方に配置されるものであり、シリンダ列１２側のロアデッキ部６の内側端部６ｄによって、シリンダ列１１側のロアデッキ部６の内側端部６ｂが支持されると考えることができる。
即ち、前記Ｖ型シリンダブロックは、二列のシリンダ列１１・１２を有するものであり、各シリンダ列１１・１２の下部に構成される前記ロアデッキ部６・６の内側端部６ｂ・６ｄ同士は、互いに支持され合う関係にあり、各ロアデッキ部６・６は、外側端部６ａ及び内側端部６ｂの両側が支持される構成としている。
【００４０】
そして、以上のように、ロアデッキ部６の外側端部６ａが横リブ２によって固定され、また、ロアデッキ部６の内側端部６ｂがシリンダ列１２側のロアデッキ部６の内側端部６ｄによって固定されることとすれば、ロアデッキ部６が両側支持される構成となり、両側が自由端で構成される従来の構造と比較すると（図７参照）、ロアデッキ部６の中央部（シリンダ下部４ａ）の変形量を低減することができるようになる。
また、ロアデッキ部６の外側端部６ａが横リブ２によって固定されることによれば、ヘッドボルト１７Ａ・１７Ｂから受ける軸力２５Ａ・２５Ｂを、横リブ２、スカート壁７、ロアレール８へと伝達させることができ、シリンダ４のボア変形に影響する軸力２５Ａ・２５Ｂを最小限に抑えることができる。
【００４１】
図４は、本発明による構造と、従来の構造（図５参照）において、このロアデッキ部６の中央部（シリンダ下部４ａ）の変形量に関連して生じ得るボア変形を、ボア真円度を基準として比較したグラフを示すものであり、全てのシリンダボア（８気筒）の比較において、ボア真円度の向上が図られることが確認された。
この試験において、最も変形が見られた＃７のシリンダボアでは、従来の構造の場合、ボア真円度が１３．１μｍであったところ、本発明の構造では、ボア真円度を１１．３μｍとすることができ、約１５％の真円度の向上を確認することができた。
【００４２】
また、以上のようにＶ型シリンダブロック１の剛性の向上が可能となることで、剛性確保のためのリブ数を必要最小限に抑えることができる。
そして、リブ数を最小限とすることで、鋳造型の寿命向上や、型製作時間の短縮、鋳造型制作費の低コスト化を図ることができる。
また、以上に述べた本発明に係る構造をＶ型シリンダブロック１の基本骨格としてとらえ、該基本骨格を基準としてリブの設計、構造設計を行うことも可能であり、これによれば、明確な設計基準の下、リブ数を必要最小限に抑える等を含め、剛性確保に関して最適な設計を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係るＶ型シリンダブロックの側面図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線一部断面図。
【図３】ロアデッキ部に作用する荷重とたわみの発生について示す模式図。
【図４】ボア真円度の向上について説明する図。
【図５】従来のＶ型シリンダブロックの側面図。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ線一部断面図。
【図７】従来のＶ型シリンダブロックの構成におけるロアデッキ部に作用する荷重とたわみの発生について示す模式図。
【符号の説明】
【００４４】
１      Ｖ型シリンダブロック
２      横リブ
３      デッキ
４      シリンダ
５      ヘッドボルトボス
６      ロアデッキ部
６ａ    外側端部
７      スカート壁
８      ロアレール
１３    シリンダ側壁
１５ａ・１５ｂ  リブ
１６ａ・１６ｂ  リブ
【図１】
2006250088.tif 000003
【図２】
2006250088.tif 000004
【図３】
2006250088.tif 000005
【図４】
2006250088.tif 000006
【図５】
2006250088.tif 000007
【図６】
2006250088.tif 000008
【図７】
2006250088.tif 000009