7704011 エンジンのシリンダブロック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】エンジンのシリンダブロック

(51)【国際特許分類】

   F02F 7/00 20060101AFI20250701BHJP

   F02B 77/00 20060101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

F02F7/00 G

F02F7/00 J

F02F7/00 301C

F02B77/00 B

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021188063

(22)【出願日】2021-11-18

(65)【公開番号】P2023074889

(43)【公開日】2023-05-30

【審査請求日】2024-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001520

【氏名又は名称】弁理士法人日誠国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】臼井 雄太郎

【審査官】藤村 泰智

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１１８１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－０８２５５６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５６－１６７７４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第５６７６１０５（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｆ ７／００

Ｆ０２Ｂ ７７／００ ～ ７７／１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の気筒が直列に配置されるシリンダ部と、
クランク軸を側方から囲むように前記シリンダ部の下部に設けられ、その下端にオイルパン取付フランジ部を有するスカート部と、
前記シリンダ部および前記スカート部の気筒列方向一端部に設けられる第１端壁部と、
前記シリンダ部および前記スカート部の気筒列方向他端部に設けられる第２端壁部と、を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、
前記スカート部の外側面に、
前記スカート部の気筒列方向中央部でＸ字状に交差して配置され、前記第１端壁部と前記第２端壁部とに連結される第１補強リブおよび第２補強リブと、
前記第１補強リブおよび前記第２補強リブの下方にＶ字状に配置され、前記第１補強リブおよび前記第２補強リブと前記オイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部とに連結される第３補強リブおよび第４補強リブと、が形成され、
前記第３補強リブおよび第４補強リブは、前記Ｖ字の底部が前記オイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部に連結され、前記Ｖ字の上端部がそれぞれ前記第１補強リブと前記第２補強リブとに連結されることを特徴とするエンジンのシリンダブロック。

【請求項2】

前記スカート部は、前記クランク軸を支持する複数の隔壁を複数の前記気筒の間に有しており、
前記第３補強リブの上端および前記第４補強リブの上端は、前記スカート部の外側面における前記隔壁の外方側の部位で、前記第１補強リブまたは前記第２補強リブと連結されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダブロック。

【請求項3】

前記第３補強リブおよび前記第４補強リブは、前記第３補強リブと前記第４補強リブとの交点を通り気筒軸と平行な仮想線に対する傾斜角度が互いに異なるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダブロック。

【請求項4】

前記仮想線に対する前記第４補強リブの傾斜角度は、前記仮想線に対する前記第３補強リブの傾斜角度よりも大きく設定され、
前記第３補強リブが前記第１補強リブに連結され、
前記第４補強リブは前記第２補強リブに連結され、
前記第２補強リブは、前記第４補強リブとの連結部より気筒列方向で端部寄りに位置する屈曲部から前記オイルパン取付フランジ部と平行に延びるように屈曲していることを特徴とする請求項３に記載のエンジンのシリンダブロック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンのシリンダブロックに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のエンジンのシリンダブロックとして、スカート部がクランク軸の下方の側面まで伸びるように形成されたディープスカート式のシリンダブロックがある。従来のこの種のシリンダブロックとして、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のシリンダブロックにおいて、シリンダブロックの前側面には、第２の補強リブと第３の補強リブとがＸ字形状に配置されている。これにより、特許文献１に記載のシリンダブロックは、変形するクランク軸によってスカート部がクランク軸周りに捩じられるように振動することを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－１１８１３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の技術にあっては、スカート部におけるＸ字状のリブより下側の三角形状の領域が、クランク軸からの荷重によって変形して騒音が発生する場合があるため、検討の余地があった。

【0005】

本発明は、上記のような事情に着目してなされたものであり、シリンダブロックの軽量化を図りつつ、エンジンの運転中にシリンダブロックの変形に伴って発生する騒音を抑制することができるエンジンのシリンダブロックを提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、複数の気筒が直列に配置されるシリンダ部と、クランク軸を側方から囲むように前記シリンダ部の下部に設けられ、その下端にオイルパン取付フランジ部を有するスカート部と、前記シリンダ部および前記スカート部の気筒列方向一端部に設けられる第１端壁部と、前記シリンダ部および前記スカート部の気筒列方向他端部に設けられる第２端壁部と、を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、前記スカート部の外側面に、前記スカート部の気筒列方向中央部でＸ字状に交差して配置され、前記第１端壁部と前記第２端壁部とに連結される第１補強リブおよび第２補強リブと、前記第１補強リブおよび前記第２補強リブの下方にＶ字状に配置され、前記第１補強リブおよび前記第２補強リブと前記オイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部とに連結される第３補強リブおよび第４補強リブと、が形成され、前記第３補強リブおよび第４補強リブは、前記Ｖ字の底部が前記オイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部に連結され、前記Ｖ字の上端部がそれぞれ前記第１補強リブと前記第２補強リブとに連結されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

このように上記の本発明によれば、シリンダブロックの軽量化を図りつつ、エンジンの運転中にシリンダブロックの変形に伴って発生する騒音を抑制することができるエンジンのシリンダブロックを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックの斜視図である。

【図2】図２は、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックの側面図である。

【図3】図３は、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックの底面図である。

【図4】図４は、図２に示すエンジンのシリンダブロックのＩＶ－ＩＶ方向の矢視断面図である。

【図5】図５は、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックの変形状態を示す斜視図である。

【図6】図６は、比較例に係るエンジンのシリンダブロックの変形状態を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の一実施の形態に係るエンジンのシリンダブロックは、複数の気筒が直列に配置されるシリンダ部と、クランク軸を側方から囲むようにシリンダ部の下部に設けられ、その下端にオイルパン取付フランジ部を有するスカート部と、シリンダ部およびスカート部の気筒列方向一端部に設けられる第１端壁部と、シリンダ部およびスカート部の気筒列方向他端部に設けられる第２端壁部と、を有するエンジンのシリンダブロックにおいて、スカート部の外側面に、スカート部の気筒列方向中央部でＸ字状に交差して配置され、第１端壁部と第２端壁部とに連結される第１補強リブおよび第２補強リブと、第１補強リブおよび第２補強リブの下方にＶ字状に配置され、第１補強リブおよび第２補強リブとオイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部とに連結される第３補強リブおよび第４補強リブと、が形成され、第３補強リブおよび第４補強リブは、Ｖ字の底部がオイルパン取付フランジ部の気筒列方向中央部に連結され、Ｖ字の上端部がそれぞれ第１補強リブと第２補強リブとに連結されることを特徴とする。

【0010】

これにより、本発明の一実施の形態に係るエンジンのシリンダブロックは、シリンダブロックの軽量化を図りつつ、エンジンの運転中にシリンダブロックの変形に伴って発生する騒音を抑制することができる。

【実施例】

【0011】

以下、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックについて、図面を用いて説明する。図１から図５は、本発明の一実施例に係るエンジンのシリンダブロックを示す図である。図１から図５において、前後左右の表示は、エンジンを搭載する車両の前後左右を表している。

【0012】

まず、構成を説明する。図１、図２において、エンジンのシリンダブロック１にはクランク軸９が設けられており、クランク軸９は前後方向に延びている。シリンダブロック１には、クランク軸９の軸心Ｃ（図４参照）に沿って直列に配列された複数（本実施例では３つ）の気筒３が形成されており、各気筒３は上下方向に延びている。本実施例に係るエンジンは、ＦＲ（フロントエンジン・リヤドライブ）式の縦置きエンジンである。

【0013】

シリンダブロック１は、複数の気筒３が直列に配置されるシリンダ部２と、クランク軸９を側方から囲むようにシリンダ部２の下部に設けられスカート部８と、を備えている。スカート部８の下端にはオイルパン取付フランジ部７が設けられている。

【0014】

シリンダブロック１の上側には図示しないシリンダヘッドが設けられている。シリンダヘッドは、空気を取り入れる吸気口と、排気ガスを排出する排気口と、吸気バルブおよび排気バルブ等を有する。吸気口はシリンダヘッドの右側壁に開口しており、排気口はシリンダヘッドの左側壁に開口している。

【0015】

シリンダヘッドの上側には図示しないシリンダヘッドカバーが設置されている。シリンダブロック１の下方には図示しないオイルパンが設置されており、オイルパンにはエンジンの潤滑用のオイルが貯留されている。

【0016】

スカート部８のオイルパン取付フランジ部７には、オイルパンがボルトによって連結されている。オイルパン取付フランジ部７は、オイルパンとの連結のための十分な剛性を有するように厚肉に形成されている。スカート部８の内部には、クランク室が形成されている。

【0017】

シリンダ部２の上面には、シリンダヘッドに連結される上部デッキ４が設けられている。上部デッキ４は、シリンダヘッドとの連結のための十分な剛性を有している。

【0018】

シリンダ部２およびスカート部８の気筒列方向一端部（前端部）には第１端壁部５が設けられている。シリンダ部２およびスカート部８の気筒列方向他端部（後端部）には第２端壁部６が設けられている。

【0019】

第１端壁部５は、シリンダブロック１の前端の外壁面を構成しており、シリンダ部２およびスカート部８よりも左右方向に突出している。第１端壁部５には、図示しない発電機等の補機がボルトによって連結される。

【0020】

第２端壁部６は、シリンダブロック１の後端の外壁面を構成しており、シリンダ部２およびスカート部８よりも左右方向に突出している。第２端壁部６には、図示しない変速機がボルトによって連結される。

【0021】

このように、第１端壁部５および第２端壁部６は、補機または変速機と連結されるフランジ部を構成しているため、補機または変速機との連結のための十分な剛性を有している。

【0022】

なお、本実施例では、シリンダブロック１の複数の気筒３の中心軸である気筒軸３Ｃ（図２参照）が車両の上下方向と概ね平行になるようにエンジンが車両に搭載されているが、気筒軸３Ｃが左右の何れかの方向に傾斜するようにエンジンを車両に搭載してもよい。

【0023】

ここで、エンジンの運転中は、図３に示すように、変形するクランク軸９がスカート部８を矢印Ｙの方向に捩じるように変形および振動させ、騒音を発生する。そこで、本実施例では、後述するＸ字状リブ１７をスカート部８の外側面８Ａに形成することによって、スカート部８の変形および振動を抑制している。

【0024】

図１、図２において、スカート部８の左方の外側面８Ａには、Ｘ字状のＸ字状リブ１７が形成されている。Ｘ字状リブ１７は、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２から構成されており、スカート部８の左側の外側面８Ａから外方（左方）に突出している。第１補強リブ１１および第２補強リブ１２は、スカート部８の気筒列方向中央部でＸ字状に交差して配置され、第１端壁部５と第２端壁部６とに連結されている。

【0025】

詳しくは、第１補強リブ１１は、第１端壁部５から第２端壁部６に向かって斜め上方に伸びている。また、第２補強リブ１２は、第１端壁部５から第２端壁部６に向かって斜め下方に伸びている。第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とは、交点１７Ａにおいて交差している。気筒列方向中央部とは、気筒列の方向（前後方向）の中央部の付近の所定長さを有する領域である。したがって、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２の交点１７Ａが配置されるスカート部８の気筒列方向中央部は、スカート部８の気筒列の方向（前後方向）の中央部の付近の所定長さを有する領域である。

【0026】

ここで、Ｘ字状リブ１７によってスカート部８の外側面８Ａの全体的な変形および振動が抑制されている状態であっても、外側面８ＡにおけるＸ字状リブ１７より下側の三角形の領域Ｓがクランク軸９の径方向（図２の手前または奥の方向）に変位して騒音を発生することがある。領域Ｓは、外側面８Ａの一部の領域であり、第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とオイルパン取付フランジ部７とに囲まれた領域である。エンジンの運転中にシリンダブロックの領域Ｓの変形に伴って発生する騒音を抑制することができるように、領域Ｓの剛性を高めることが好ましい。また、シリンダブロック１の軽量化を図りつつ、領域Ｓの剛性を高めることが好ましい。そこで、本実施例では、後述するＶ字状リブ１８をスカート部８の外側面８Ａに形成することによって、スカート部８の振動を抑制している。

【0027】

本実施例では、スカート部８の左方の外側面８Ａにおける第１補強リブ１１および第２補強リブ１２の下方には、Ｖ字状のＶ字状リブ１８が形成されている。Ｖ字状リブ１８は、Ｖ字状に配置される第３補強リブ１３および第４補強リブ１４から構成されており、スカート部８の左側の外側面８Ａから外方（左方）に突出している。第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２とオイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部とに連結されている。

【0028】

詳しくは、第３補強リブ１３の上端部は、第２補強リブ１２における交点１７Ａよりも前方かつ下方の部位に連結されている。第４補強リブ１４は、第１補強リブ１１における交点１７Ａよりも後方かつ下方の部位に連結されている。また、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４の下端部は、オイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部に連結されている。

【0029】

このように、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、Ｖ字の底部となる交点１８Ａがオイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部に連結されている。また、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、Ｖ字の上端部がそれぞれ第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とに連結されている。

【0030】

図３において、スカート部８は、クランク軸９を支持する複数（本実施例では２つ）の隔壁１５、１６を複数の気筒３の間に有している。隔壁１５は、中央の気筒３と前端の気筒３との間に配置されており、左右方向に伸びている。隔壁１６は、中央の気筒３と後端の気筒３との間に配置されており、左右方向に伸びている。隔壁１５、１６は、スカート部８の内面に連結されている。したがって、スカート部８における隔壁１５、１６と連結されている部位は、他の部位と比較して剛性が高い。

【0031】

図１、図２において、第３補強リブ１３の上端および第４補強リブ１４の上端は、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１５、１６（図３参照）の外方側の部位で、第１補強リブ１１または第２補強リブ１２と連結されている。詳しくは、第３補強リブ１３の上端は、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１５の外方側（左方側）の部位で、第１補強リブ１１と連結されている。また、第４補強リブ１４の上端は、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１６の外方側（左方側）の部位で、第２補強リブ１２と連結されている。したがって、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１５によって剛性が高められた部位で、第３補強リブ１３の上端と第１補強リブ１１とが連結されている。また、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１６によって剛性が高められた部位で、第４補強リブ１４の上端と第２補強リブ１２とが連結されている。

【0032】

なお、第１端壁部５、第２端壁部６、隔壁１５、１６の左右方向の中央部には、図示しないベアリングキャップが下方から装着される。ベアリングキャップは、クランク軸９を回転自在に支持する図示しないベアリングを保持している。したがって、第１端壁部５、第２端壁部６、隔壁１５、１６は、ベアリングを介してクランク軸９を支持している。

【0033】

図２において、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、第３補強リブ１３と第４補強リブ１４との交点１８Ａを通り気筒軸３Ｃと平行な仮想線Ｌに対する傾斜角度Ａ、Ｂが互いに異なるように傾斜している。詳しくは、仮想線Ｌに対する第４補強リブ１４の傾斜角度Ｂは、仮想線Ｌに対する第３補強リブ１３の傾斜角度Ａよりも大きく設定されている。

【0034】

また、第３補強リブ１３が第１補強リブ１１に連結され、第４補強リブ１４は第２補強リブ１２に連結されている。そして、第２補強リブ１２は、第４補強リブ１４との連結部１２Ａより気筒列方向で端部寄りに位置する屈曲部１２Ｂからオイルパン取付フランジ部７と平行に延びるように屈曲している。

【0035】

以上のように、本実施例では、スカート部８の外側面８Ａに、スカート部８の気筒列方向中央部でＸ字状に交差して配置され、第１端壁部５と第２端壁部６とに連結される第１補強リブ１１および第２補強リブ１２と、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２の下方にＶ字状に配置され、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２とオイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部とに連結される第３補強リブ１３および第４補強リブ１４と、が形成されている。そして、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、Ｖ字の底部がオイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部に連結され、Ｖ字の上端部がそれぞれ第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とに連結されている。

【0036】

これにより、エンジンの運転中に、変形するクランク軸９がスカート部８を矢印Ｙ（図３参照）の方向に捩じるように振動させる際に、スカート部８に配置されたＸ字状に交差する第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とによってスカート部８がクランク軸９周りに捩じれるように変形することを抑制できる。

【0037】

また、本実施例では、Ｖ字形状に配置される第３補強リブ１３および第４補強リブ１４を、Ｖ字の底部がオイルパン取付フランジ部７の気筒列方向中央部に連結され、Ｖ字の上端部が夫々第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とに連結されるようスカート部８に配置したため、第１補強リブ１１と第２補強リブ１２とオイルパン取付フランジ部７とに囲まれた三角形状の領域Ｓの剛性を、第３補強リブ１３と第４補強リブ１４とによって向上させることができ、この領域Ｓの下部が外方に膨らんだり内方に凹んだりするように振動することを抑制できる。よって、シリンダブロック１から発生する振動騒音を抑制することができる。

【0038】

特に、エンジンの燃焼室内で発生する燃焼圧力振動の周波数やその回転に伴う加振力が、シリンダブロック１の固有振動数に共振することに起因する振動騒音の増大を防止でき、このシリンダブロック１から外部へ放射される騒音を効果的に軽減することができる。

【0039】

また、スカート部８に２つの第３補強リブ１３および第４補強リブ１４をＶ字状に配置する構成は、スカート部８に多数の補強リブを格子状に配置する構成と比較して、補強リブの数が少なくて済み、構造を簡素にできるため、シリンダブロック１の軽量化を図ることができる。

【0040】

この結果、シリンダブロック１の軽量化を図りつつ、エンジンの運転中にシリンダブロック１の変形に伴って発生する騒音を抑制することができる。

【0041】

なお、Ｖ字状リブ１８を構成する第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、気筒軸３Ｃに対して傾斜しており、かつ、長さが短いため、シリンダブロック１を鋳造によって作成する際に、鋳型の第３補強リブ１３および第４補強リブ１４の部分に溶湯を行き渡らせることができ、生産性を向上させることができる。

【0042】

また、本実施例では、スカート部８は、クランク軸９を支持する複数の隔壁１５、１６を複数の気筒３の間に有している。そして、第３補強リブ１３の上端および第４補強リブ１４の上端は、スカート部８の外側面８Ａにおける隔壁１５、１６の外方側の部位で、第１補強リブ１１または第２補強リブ１２と連結されている。

【0043】

これにより、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４の上端が、３つの気筒３の間に配置される隔壁１５、１６の外方側において第１補強リブ１１または第２補強リブ１２と連結されるため、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４がクランク軸９と交差する方向へ振動することを抑制できる。

【0044】

また、本実施例では、第３補強リブ１３および第４補強リブ１４は、第３補強リブ１３と第４補強リブ１４との交点を通り気筒軸と平行な仮想線Ｌに対する傾斜角度が互いに異なるように傾斜している。

【0045】

これにより、図５に示すように、オイルパン取付フランジ部７の最大変形部７Ａがスカート部８の気筒列方向中央部から一方（前方）に偏った位置にある場合であっても、Ｖ字状リブ１８のＶ字の底部の交点１８Ａを最大変形部７Ａに近づけて配置でき、オイルパン取付フランジ部７の最大変形部７Ａの振動を抑制できる。

【0046】

一方、図６に示す比較例に係るシリンダブロック５０は、本実施例に係るシリンダブロック１におけるシリンダ部２、第１端壁部５、第２端壁部６、オイルパン取付フランジ部７、スカート部８、第１補強リブ１１および第２補強リブ１２と同様の、シリンダ部５２、第１端壁部５５、第２端壁部５６、オイルパン取付フランジ部５７、スカート部５８、第１補強リブ５３および第２補強リブ５４を備えているが、Ｖ字状リブ１８を備えていない。このため、オイルパン取付フランジ部５７の最大変形部５７Ａの振動を抑制することができない。

【0047】

また、本実施例では、仮想線Ｌに対する第４補強リブ１４の傾斜角度は、仮想線Ｌに対する第３補強リブ１３の傾斜角度よりも大きく設定されている。また、第３補強リブ１３が第１補強リブ１１に連結され、第４補強リブ１４は第２補強リブ１２に連結されている。そして、第２補強リブ１２は、第４補強リブ１４との連結部１２Ａより気筒列方向で端部寄りに位置する屈曲部１２Ｂからオイルパン取付フランジ部７と平行に延びるように屈曲している。

【0048】

これにより、第３補強リブ１３より大きな傾きを有する第４補強リブ１４に連結される第２補強リブ１２を屈曲部１２Ｂで屈曲させることで、第２補強リブ１２をスカート部８の上下方向の中央部の領域に収まるように配置でき、スカート部８の振動を抑制できる。

【0049】

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正および等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。

【符号の説明】

【0050】

１...シリンダブロック、２...シリンダ部、３...気筒、３Ｃ...気筒軸、５...第１端壁部、６...第２端壁部、７...オイルパン取付フランジ部、８...スカート部、８Ａ...外側面、９...クランク軸、１１...第１補強リブ、１２...第２補強リブ、１２Ａ...連結部、１２Ｂ...屈曲部、１３...第３補強リブ、１４...第４補強リブ、１５,１６...隔壁、１７Ａ...交点、Ａ,Ｂ...傾斜角度、Ｌ...仮想線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】