(57)【要約】【課題】シンリダボアの軸心とクランク軸の軸心とをずらしている内燃機関において、ヘッドボルトとキャップボルトとの軸心がずれても、シリンダブロックのひずみ発生を防止しつつクランクキャップをシリンダブロックに均等な力で締結可能とする。【解決手段】ヘッドボルト３はシンリダボア１の軸心２０を挟んだ対称の位置に設けている。クランク軸７の軸心２３は、シンリダボア１の軸心２０に対して片側に寸法ｅだけオフセットされている。左右のキャップボルト１２は、それぞれヘッドボルト３と同心に配置されている。従って、左右のキャップボルト１２は、クランク軸７の軸心２３に対して左右非対称に配置されている。クランク軸７がオフセットされている側に位置したヘッドボルト３とキャップボルト１２との間にメインオイルギャラリー２６を設けることにより、左右キャップボルト１２の締結強度をバランスさせている。【選択図】図１
2016102450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの上面に、シリンダヘッドがヘッドボルトの群によって固定されている一方、前記シリンダブロックの下面部には、クランク軸を回転自在に保持するクランクキャップがキャップボルトで固定されており、前記ヘッドボルトとキャップボルトとは、クランク軸線方向視で左右に一対ずつ配置されており、かつ、クランク軸線方向視において、前記シンリダボアの軸心に対してクランク軸の軸心が左又は右の片側にオフセットされている構成であって、
前記左右一対のヘッドボルトは、クランク軸線視において前記シンリダボアの軸心を挟んだ左右対称の位置に設けている一方、
前記一対のキャップボルトは、前記クランク軸がオフセットされている側に位置した一方のキャップボルトが他方のキャップボルトよりもクランク軸に近くなるように、クランク軸の軸心から非対称の位置に配置されており、
かつ、前記一方のキャップボルトとその上に位置したヘッドボルトとの間に、クランク軸線方向に長く延びるメインオイルギャラリーを形成している、
内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は内燃機関に関するもので、特に、シリンダヘッドとシリンダブロックとクランクキャップとの固定構造（締結構造）に特徴を有するものである。
【背景技術】
【０００２】
レシプロ式の内燃機関では、シリンダブロックの上面にシリンダヘッドがヘッドボルトで固定されている一方、シリンダブロックの下面部（軸受け凹所）には、クランク軸を回転自在に保持するクランクキャップがキャップボルトによって固定されている。
【０００３】
この場合、ヘッドボルトについて見ると、シリンダヘッドの締結力を全体にわたって均等化するために、ヘッドボルトは、クランク軸線方向視においてシンリダボアの左右対称位置に配置している。
【０００４】
同様に、キャップボルトも、クランクキャップの締結力を全体にわたって均等化してクランク軸の偏磨耗を防止するためには、クランク軸線方向視において、キャップボルトをシンリダボアの左右対称位置に配置するのが好ましい。特に、アルミ製のシリンダブロックは変形しやすいため、シリンダヘッドやクランクキャップに均等な締結力がかかるように配慮する必要性が高い。
【０００５】
そこで、特許文献１では、ヘッドボルトはシンリダボアの軸心を挟んだ対称位置に設けて、キャップボルトは、クランク軸の軸心を挟んで左右対称の位置に配置している。また、特許文献１では、クランク軸線方向視において片側に位置したヘッドボルトとキャップボルトとの間の高さ位置に、メインオイルギャラリーを形成している。メインオイルギャラリーは、ヘッドボルト及びキャップボルトの軸心から左右外側にずれるように形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−７１３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
さて、内燃機関において、膨張行程でのピストンの力をクランク軸に効率良く伝えたり、シリンダブロックの高さを低くする等のために、クランク軸の軸心をシンリダボアの軸心に対して、クランク軸線方向視において左又は右にオフセットする（ずらす）ことが行われている。
【０００８】
従って、特許文献１のように、ヘッドボルトはシンリダボアの軸心を挟んだ両側に左右対称に配置して、キャップボルトをクランク軸の両側に対称に配置すると、オフセットタイプの内燃機関では、ヘッドボルトとキャップボルトとが左右にずれることになり、すると、ヘッドボルトとキャップボルトとによる引っ張り方向がずれることで、シリンダブロックにひずみが発生しやすくなり、これを防止するためには、シリンダブロックの肉厚を厚くしたり補強リブを設けるといった補強手段を講じなければならず、すると、コストアップや重量増大（結果としての燃費悪化）といった新たな問題が生じてくる。
【０００９】
また、特許文献１では、シンリダボアとクランク軸とを同心に配置して、ヘッドボルト及びキャップボルトを左右対称に配置しており、その状態で、メインオイルギャラリーが片側のヘッドボルトとキャップボルトとの間の高さ位置に形成されているため、シンリダボアの軸心を挟んだ両側で上下方向の引っ張り応力が異なる状態になっている。その結果、クランクキャップの締結強度が左右で異なって、クランク軸に偏磨耗が発生するおそれが懸念される。
【００１０】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明の内燃機関は、シリンダブロックの上面に、シリンダヘッドがヘッドボルトの群によって固定されている一方、前記シリンダブロックの下面部には、クランク軸を回転自在に保持するクランクキャップがキャップボルトで固定されており、前記ヘッドボルトとキャップボルトとは、クランク軸線方向視で左右に一対ずつ配置されており、かつ、クランク軸線方向視において、前記シンリダボアの軸心に対してクランク軸の軸心が左又は右の片側にオフセットされている、という基本構成である。
【００１２】
そして、前記左右一対のヘッドボルトは、クランク軸線視において前記シンリダボアの軸心を挟んだ左右対称の位置に設けている一方、
前記一対のキャップボルトは、前記クランク軸がオフセットされている側に位置した一方のキャップボルトが他方のキャップボルトよりもクランク軸に近くなるように、クランク軸の軸心から非対称の位置に配置されており、
かつ、前記一方のキャップボルトとその上に位置したヘッドボルトとの間に、クランク軸線方向に長く延びるメインオイルギャラリーを形成している。
【００１３】
本願発明において、クランク軸線方向視において左側に位置したヘッドボルトとキャップボルトとの対、及び、右側に位置したヘッドボルトとキャップボルトとの対は、それぞれクランク軸線方向視において芯ずれしていることも可能であるが、ヘッドボルトとキャップボルトとを同心に配置するのが好ましい。また、メインオイルギャラリーも、その軸心をヘッドボルト及びキャップボルトの軸心にできるだけ近づけるのが好ましい。三者を同心に配置すると、特に好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明では、左右のキャップボルトはクランク軸の軸心に対して左右非対称に配置されているため、何らの対策を講じない場合は、クランクキャップは、クランク軸から離れたキャップボルトで固定されている部分の固定強度よりも、クランク軸に近いキャップボルトで固定されている部分の固定強度が大きくなっている。従って、クランク軸の押さえ力が左右において相違し、その結果、クランク軸や軸受け部材に偏磨耗が発生しやすくなる。
【００１５】
しかし、本願発明は、クランク軸に近い一方のキャップボルトの上側にメインオイルギャラリーが存在しているため、シリンダブロックは、一方のキャップボルトの上側の箇所が他方のキャップボルトの上側の箇所よりも強度が弱くなっており、このため、一方のキャップボルトによるクランクキャップの締結強度が弱くなって、左右のキャップボルトの押さえ力を均等化できる。
【００１６】
すなわち、本願発明は、メインオイルギャラリーを利用してシリンダブロックの強度を調節することで、キャップボルトをクランク軸に対して非対称にしたことによる締結強度の非均等化を解消又は抑制できるのであり、これにより、シンリダボアの軸心とクランク軸の軸芯とをオフセットしたタイプの内燃機関でありながら、コストアップや重量増大を回避しつつ、クランク軸の偏磨耗を防止又は大幅に抑制できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態を示す図で、ボア間部をクランク軸線と直交した方向から見た縦断正面図である。
【図２】変形例の縦断正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に示す実施形態を説明する。なお、以下の説明で方向を特定するために「左右」の文言を使用するが、これは、クランク軸線方向から見た左右を意味している。
【００１９】
内燃機関の基本構造は従来と同様であり、複数のシンリダボア１を有するシリンダブロック２と、シリンダブロック２の上面にヘッドボルト３の群で固定されたシリンダヘッド４とを備えている。シリンダブロック２及びシリンダヘッド４はアルミの鋳造品である。図１はボア間部の断面図であり、従って、シンリダボア１は点線で表示している。シンリダボア１にはピストン５が摺動自在に嵌まっており、ピストン５の往復動は、仮想線で示すコンロッド６により、クランク軸７の回転に変換される。
【００２０】
クランク軸７は、ボア間部２ａ及びボア群の外側に位置した複数のクランクジャーナル８を備えており、各クランクジャーナル８は、上半分はシリンダブロック２の下部凹所９に形成した軸受け部１０に嵌まって、下半分はクランクキャップ１１に嵌まっており、クランクキャップ１１は、左右一対のキャップボルト１２により、シリンダブロック２の下部凹所９に固定（締結）されている。軸受け部１０とクランクキャップ１１とには、上下分割式のメタル軸受け１３が嵌まっている。
【００２１】
クランク軸７は図示しないクランクアームを備えており、クランクアームの先端に設けたクランクピン１５とピストンピン１６とがコンロッド６で連結されている。クランクピン１５の回転軌跡を符号１７で示している。
【００２２】
ヘッドボルト３は、ボア間部２ａ及びボア群の外側に左右一対ずつ配置されており、左右のヘッドボルト３は、シンリダボアの軸心２０を挟んだ対称位置に設けている。すなわち、左右のヘッドボルト３は、シンリダボア１の軸心２０から等しい寸法Ｌ１だけ離れた箇所に対称に配置されている。ヘッドボルト３とキャップボルト１２とはリーマボルトであり、ヘッドボルト３及びキャップボルト１２とボルト穴２１，２２とのクリアランスはごく僅かである。
【００２３】
クランク軸７の軸心２３は、シンリダボア１の軸心２０から若干の寸法ｅだけ左側にオフセットされている（ずれている。右側にずらしてもよい。）。そして、左右のキャップボルト１２は、それぞれヘッドボルト３と同心に配置している。このため、左右キャップボルト１２とクランク軸７の軸心２３との間隔Ｌ２，Ｌ３は、シンリダボア１の軸心２０に対してオフセットされた左側の寸法Ｌ３が、オフセット側と反対側の寸法Ｌ３よりも小さくなっている。
【００２４】
すなわち、左側のキャップボルト１２（一方のキャップボルト）が、右側のキャップボルト１２（他方のキャップボルト）よりも、クランク軸７に近く配置されている。正確には、Ｌ３はＬ１よりもｅだけ大きい寸法になって、Ｌ２はＬ１よりもｅだけ小さい寸法になっている。
【００２５】
そして、シンリダボア１の軸心２０に対してオフセットされた側に位置したキャップボルト１２とヘッドボルト３との間に、潤滑油が通るメインオイルギャラリー２６を形成している。メインオイルギャラリー２６はクランク軸線方向に長く延びる姿勢であり、メインオイルギャラリー２６からは、各メタル軸受け１３の箇所に延びる枝オイル通路２７が分岐している。また、図示は省略するが、メインオイルギャラリー２６からは、ピストン５の下面に向けて潤滑油を噴射するためのオイルジェット通路なども分岐している。
【００２６】
本実施形態では、メインオイルギャラリー２６はヘッドボルト３及びキャップボルト１２と同心に配置されている。また、キャップボルト１２とメインオイルギャラリー２６との上下間隔は、キャップボルト１２とメインオイルギャラリー２６との上下間隔と略同じに設定している（これら上下間隔寸法は任意に設定できる。）。
【００２７】
左右キャップボルト１２がクランク軸７に対して非対称に配置されているため、メインオイルギャラリー２６が存在しない場合は、左右のキャップボルト１２を同じトルクで締め付けると、左側のキャップボルト１２による締結強度が右側のキャップボルト１２による締結強度よりも大きくなり、このため、クランクジャーナル８とメタル軸受け１３とのクリアランスが、右半部よりも左半部において小さくなり、このため、クランクジャーナル８や軸受けメタル１３に偏磨耗が発生しやすくなる。
【００２８】
しかし、本実施形態では、メインオイルギャラリー２６の存在により、シリンダブロック２のうちメインオイルギャラリー２６を設けた箇所の強度が弱くなっているため、左右のキャップボルト１２を同じトルクで締め付けても、クランクキャップ１１を左右同じ程度の力でシリンダブロック２に押さえることができる。これにより、クランクジャーナル８やメタル軸受け１３の偏磨耗を防止できる。
【００２９】
図２に示す変形例では、キャップボルト１２のうちクランク軸７の軸心２３に対してオフセットされた左のキャップボルト１２を、その上に位置した左のヘッドボルト３に対して、寸法ｅだけ左外側にオフセットしている。従って、Ｌ２とＬ３との差は、図１の場合よりも小さくなっている。
【００３０】
左右のキャップボルト１２を左右ヘッドボルト３の外側（クランク軸から遠い側）に配置したり、左右キャップボルト１２を左右ヘッドボルト３の内側（クランク軸に近い側）に配置したりすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本願発明は、実際に内燃機関に適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３２】
１  シンリダボア
２  シリンダブロック
３  ヘッドボルト
４  シリンダヘッド
７  クランク軸
８  クランクジャーナル
９  シリンダブロックの軸受け凹所
１０  シリンダブロックの軸受け部
１１  クランクキャップ
１２  キャップボルト
２３  軸受けの一例としてのメタル軸受け
２０  シンリダボアの軸心
２１，２２  ボルト穴
２３  クランク軸の軸心
２４，２５  ボルトの軸心
２６  メインオイルギャラリー
【図１】
2016102450.tif 000003
【図２】
2016102450.tif 000004