JP5327013B2 - エンジンの振動抑制構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの振動抑制構造、特にシリンダブロックとシリンダヘッドとの間に金属シートガスケットが介装されたエンジンの振動抑制構造に関し、エンジンの振動対策技術の分野に関する。

一般に、車両用のパワーユニットは、エンジンの出力軸が突出する端面（以下、該端面側を「後方」、その反対側を「前方」とする）に変速機を結合した構成で、具体的には、エンジンのシリンダブロックの後端面に、変速機側のクラッチまたはトルクコンバータを収納したハウジングの前端部周囲のフランジ部を複数のボルトで締結することにより結合される。

その場合に、エンジンと変速機との結合剛性を高め、パワーユニット全体としての曲げ剛性を向上させるために、図９に示すように、エンジンＡにおけるシリンダブロックＢの後端面に、その最上部、即ちシリンダヘッドＣとの合せ面部まで達するフランジ部Ｂ１を設け、このフランジ部Ｂ１に変速機ＤのハウジングＥ側のフランジ部Ｅ１を合わせて、両フランジ部Ｂ１、Ｅ１をボルトＦ…Ｆで締結することにより、エンジンＡのシリンダブロックＢと変速機ＤのハウジングＥとを広い面積で締結するように構成することがある。

そして、このような構成においては、シリンダブロックＢにおける前記フランジ部Ｂ１の最上部を補強するため、該フランジ部Ｂ１の最上部の背部からシリンダブロックＢの上端面に沿って前方側へ延びる板状のリブＢ２を設けることがあり、この場合、リブＢ２は、シリンダブロックＢの後部上端面からエンジンＡの側方へ張り出すように設けられることになる。

ところで、シリンダブロックＢの側面は比較的薄肉の壁で形成され、いわゆる膜振動が生じやすい構造となるので、特許文献１に開示されているように、シリンダブロックの側壁面にはリブが設けられることがあり、これにより、該壁面の膜振動に起因する騒音の抑制が図られているが、上記のように、シリンダブロックＢの上端面に側方へ張り出す板状のリブＢ２を設けると、このリブＢ２の振動が新たな問題となることが考えられる。

特に、図９に示すように、リブＢ２の直上方において、シリンダヘッドＣに燃料噴射弁Ｇが配置される場合、この燃料噴射弁Ｇの開閉に起因するいわゆるチッキング振動がシリンダブロックＢのリブＢ２に伝達して該リブＢ２が共振し、該リブＢ２自身の振動、またはこれが伝達されることによるシリンダブロックＢの側壁面のまく振動が新たな騒音の原因となることが考えられるのである。そして、この騒音を抑制するために、シリンダブロックにさらにリブやマスを設けると、該シリンダブロックないしエンジンの重量増を招くことになる。

特開２００９−１５６０６１号公報

そこで、本発明は、シリンダブロックの上面に、変速機との結合用フランジ部の補強リブ等のエンジン側方への張出し部が設けられる構成において、該シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装される金属シートガスケットを利用することにより、エンジンの重量増を極力抑制しながら、前記張出し部の振動ないしこの振動に起因する騒音を抑制することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、次のように構成したことを特徴とする。

まず、本願の請求項１に記載の発明は、燃焼室を構成する複数のボアを列状に配置したシリンダブロックと、その上面に金属シートガスケットを介して組み付けられたシリンダヘッドとを有するエンジンの振動抑制構造において、前記シリンダブロックとシリンダヘッドの合せ面部に、互いに対向させてエンジン側方へ張り出す張出し部を設けると共に、前記金属シートガスケットには、その本体部から延長されて前記シリンダブロックとシリンダヘッドの張出し部の間に位置する延長片部を設け、該延長片部に、前記両張出し部によって加圧状に挟持される弾性反発部を設けたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記シリンダヘッドの側面に、各燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁がそれぞれ設置されていることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、前記請求項２に記載の発明において、前記シリンダブロックの後端面に、シリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、かつ、該フランジ部の最上部の背部から前方側へ延びる補強リブが設けられていると共に、前記シリンダヘッドの後部の側面に、最後部に位置する燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁取付け用のボス部が設けられており、前記補強リブによりシリンダブロックにおける張出し部が、前記ボス部の下部によりシリンダヘッドにおける張出し部がそれぞれ構成されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記シリンダブロックの後端面に、シリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、かつ、該フランジ部の最上部の背部から前方側へ延びる補強リブが設けられていると共に、前記シリンダヘッドの後部の側面に、該シリンダヘッドの加工基準部がエンジン側方へ突出させて設けられており、前記補強リブによりシリンダブロックにおける張出し部が、前記加工基準部によりシリンダヘッドにおける張出し部がそれぞれ構成されていることを特徴とする。

そして、請求項５に記載の発明は、前記請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記金属シートガスケットの弾性反発部は、前記延長片部をハーフビード状に形成することにより構成されていることを特徴とする。

次に、本発明の効果を説明すると、まず、請求項１に記載の発明によれば、シリンダブロックとシリンダヘッドの合せ面部に、互いに対向させてエンジン側方へ張り出す張出し部が設けられた構成において、該シリンダブロックとシリンダヘッドとの間に介装される金属シートガスケットに、前記両張出し部間に位置する延長片部が設けられると共に、該延長片部に、前記両張出し部によって加圧状に挟持される弾性反発部が設けられるから、シリンダブロックとシリンダヘッドのいずれか一方で発生した振動が他方へ伝達される際に、前記両張出し部間に加圧状に挟持された金属シートガスケットの延長片部における弾性反発部によって吸収されることになる。これにより、シリンダブロックとシリンダヘッドの一方から他方への振動の伝達が抑制されることになる。

その場合に、請求項２に記載の発明によれば、シリンダヘッドの側面に設置された燃料噴射弁の開閉に起因するチッキング振動がシリンダヘッド側の張出し部からシリンダブロック側の張出し部へ伝達することが抑制され、該シリンダブロックの張出し部の振動ないし側壁面の膜振動による騒音が低減されることになる。

また、請求項３に記載の発明によれば、シリンダブロックの後端面にシリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、シリンダヘッドの後部の側面に燃料噴射弁取付け用のボス部が設けられる場合に、前記フランジ部の背部から前方側に延びて該フランジ部を補強するリブがシリンダブロック側の張出し部を構成し、前記ボスの下部がシリンダヘッド側の張出し部を構成するので、金属シートガスケットの延長片部を挟持するためのシリンダブロック側及びシリンダヘッド側の張出し部を改めて形成する必要がなく、したがって、シリンダブロックやシリンダヘッドの重量増を招くことなく、振動の伝達ないし騒音の発生を抑制することが可能となる。

また、請求項４に記載の発明によれば、シリンダブロックの後端面にシリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、シリンダヘッドの後部の側面に、該シリンダヘッドの加工基準部が設けられる場合に、前記フランジ部の背部から前方側に延びて該フランジ部を補強するリブがシリンダブロック側の張出し部を構成する一方、前記加工基準部がシリンダヘッド側の張出し部を構成するので、前記請求項３の発明と同様に、金属シートガスケットの延長片部を挟持するためのシリンダブロック側及びシリンダヘッド側の張出し部を改めて形成する必要がなく、したがって、シリンダブロックやシリンダヘッドの重量増を招くことなく、振動の伝達ないし騒音の発生を抑制することが可能となる。

そして、請求項５に記載の発明によれば、前記金属シートガスケットの延長片部における弾性反発部がハーフビード状の構成とされるから、該弾性反発部を該ガスケットにおける燃焼室シール用のビードやウォータジャケットシール用のビード等と同様に形成することができ、したがって、該弾性反発部を設けるための特別な加工を必要とせず、該ガスケットの製造コストの上昇が抑制される。

本発明の実施形態に係るエンジンの後部の斜視図である。 同エンジンの後部の側面図である。 図２のＸ−Ｘ線で切断した燃焼室の断面図である。 シリンダブロックの要部平面図である。 シリンダヘッドの要部底面図である。 ガスケットの要部平面図である。 図６のＹ−Ｙ線で切断したガスケットの要部拡大断面図である。 ガスケットの延長片部の挟持状態の説明図である。 従来技術の説明図である。

以下、本発明に係るエンジンの振動抑制構造の実施形態について説明する。

図１、図２は、本実施形態に係るエンジン１の後部におけるシリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の結合部を示すもので、該シリンダヘッド１０とシリンダヘッド２０とは、図示しないヘッドボルトにより、両者の合せ面１１、１２間に金属シートガスケット３０を挟んで結合されている。

前記シリンダブロック１０の後端面には、その最上部、即ち前記シリンダヘッド２０との合せ面１１まで達するフランジ部１２が設けられ、該フランジ部１２に変速機のクラッチ（又はトルクコンバータ）を収納したハウジング４０の前端のフランジ部４１が合せられ、これらのフランジ部１２、４１が、最上部を含むハウジング周囲の複数箇所でボルト４２…４２によって締結され、これにより、エンジン１のシリンダブロック１０と変速機のハウジング４０とが結合されている。

また、前記シリンダヘッド２０には、図１、図２に示す側面に、各気筒ごとに、２つの吸気ポート２２、２２が開口していると共に、燃料噴射弁の取付穴２３が設けられており、また、図示しないが、反対側の側面には、各気筒ごとに、２つの排気ポートが開口している。

ここで、図３に示すように、前記シリンダブロック１０のボア１３と、該ボア１３に嵌合されたピストン５１と、シリンダヘッド２０の下面のペントルーフ部２４とで燃焼室５２が形成されており、該燃焼室５２の中央を臨むようにシリンダヘッド２０に点火プラグ５３が取り付けられていると共に、シリンダヘッド２０の側面の前記取付穴２３に挿入された燃料噴射弁５４が側方から燃焼室５２内を臨んでおり、該燃焼室５２に燃料を直接噴射するようになっている。

また、図２、図４に示すように、前記シリンダブロック１０の後部の側面には、前記フランジ部１２の最上部の背部から前方側に延び、エンジン１の側方へ張り出した張出し部１４が設けられており、この張出し部１４が補強リブとなって、前記フランジ部１２の最上部が補強されている。

この張出し部１４は、上面１４ａが該シリンダブロック１０におけるシリンダヘッド２０との合せ面１１（ガスケット３０の挟持面）と同一面とされていると共に、前記フランジ部１２から前方側へ延びる所定の範囲は側方への張出し量が略一定で、その前方側で張出し量が次第に減少する形状とされている。

また、シリンダブロック１０における前記張出し部１４の前方には、シリンダヘッド２０における燃料噴射弁の取付穴２３の直下に位置させて、合せ面１１から下方へ延び、エンジン１の側方へ突出するマス部１５…１５が設けられており、シリンダブロック１０の側壁面の振動抑制が図られている。

一方、図２、図５に示すように、シリンダヘッド２０の側面における最も後方の気筒の燃料噴射弁の取付穴２３の直下には、該穴２３のボス部２５の下部を構成する肉部により形成されて、エンジン１の側方へ張り出した第１突出部２６が設けられている。この第１突出部２６は、前記シリンダブロック１０における張出し部１４の前後方向の略中央部の直上方に位置し、その下面２６ａは、シリンダヘッド２０の合せ面２１（ガスケット３０の挟持面）と同一面とされている。

また、該シリンダヘッド２０の側面における前記シリンダブロック１０の張出し部１４の前部の直上方の部位には、下面２７ａがシリンダヘッド２０の合せ面２１（ガスケット３０の挟持面）と同一面とされた第２突出部２７がエンジン１の側方へ張り出して設けられている。この第２突出部２７は、シリンダヘッド２０の周辺の複数箇所に設けられ、該ヘッド２０の加工や該ヘッド２０への部品組付け作業等を行う際に用いられる加工基準部のうちの一つである。

したがって、いずれも合せ面１１、２１と同一面とされたシリンダブロック１０における張出し部１４の上面１４ａと、シリンダヘッド２０における第１、第２突出部２６、２７の下面２６ａ、２７ａとが相対向した状態となる。

さらに、前記ガスケット３０は、図６、図７に示すように、中央の金属板３１の両側に外側金属板３２、３２を重ね合わせ、これらを複数箇所のカシメ部３３で結合して一体化した金属シートガスケットであり、本体部３４の形状が前記シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の合せ面１１、２１の形状に対応する形状とされていると共に、該本体部３４に、シリンダブロック１０のボア１３に対応する気筒数と同数の円孔３５…３５と、複数のヘッドボルトの挿通穴３６…３６とが設けられている。

そして、前記円孔３５…３５の周囲とヘッドボルト挿通穴３６…３６の周囲には、前記外側金属板３２、３２を膨出させてなるビード部３７…３７が設けられ、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の結合時に、これらのビード部３７…３７を押さえ込むことにより、その弾性反発力で前記円孔３５…３５の周囲とヘッドボルト挿通穴３６…３６の周囲をシールし、燃焼室５２からの燃焼ガスの漏出や、ウォータジャケットからの冷却水の漏出等を防止するようになっている。

さらに、このガスケット３０には、前記本体部３４から突出する第１、第２延長片部３８、３９が設けられている。これらの延長片部３８、３９は、図４、図５に仮想線で示すように、前記シリンダブロック１０の張出し部１４の上面１４aとシリンダヘッド２０の第１、第２突出部２６、２７の下面２６a、２７aとが相対向する部位に対応させて設けられている。

そして、これらの延長片部３８、３９には、いわゆるハーフビード状の弾性反発部３８ａ、３９ａが設けられている。即ち、図７に第１延長片部３８について拡大して示すように、外側の金属板３２、３２に、該延長片部３８の基部から先端側に向けて中央の金属板３１に密着した状態から互いに離反する方向に傾斜する第１傾斜面部３２ａ、３２ａと、これらの傾斜面部３２ａ、３２ａから先端側に広がる平坦部３２ｂ、３２ｂと、これらの平坦部３２ｂ、３２ｂの先端側で互いに接近する方向に傾斜する第２傾斜面部３２ｃ、３２ｃと、さらにその先端側で中央の金属板３１に再び密着させた先端部３２ｄ、３２ｄとが設けられている。

これにより、外側の金属板３２、３２の平坦部３２ｂ、３２ｂが両側に膨出し、この膨出部位が、両側からの加圧力に対して弾力的に反発する弾性反発部３８ａ、３９ａとされている。

次に、この実施形態の作用を説明すると、このエンジン１のシリンダブロック１０の後端部には、シリンダヘッド２０との合せ面１１に達するフランジ部１２が設けられ、このフランジ部１２に、変速機側のクラッチまたはトルクコンバータを収納したハウジング４０のフランジ部４１がボルト４２…４２で締結されるようになっているから、エンジン１のシリンダブロック１０と前記ハウジング４０とが広い面積で結合され、該エンジンと変速機とでなるパワーユニットの高い曲げ剛性が得られることになる。

また、シリンダブロック１０の後部側面には、前記フランジ部１２の最上部の背部から前方側へ延び、エンジン１の側方へ張り出す張出し部１４が設けられ、この張出し部１４が前記フランジ部１２の最上部を補強するリブとして作用することにより、該フランジ部１２の剛性、ひいてはシリンダブロック１０と前記変速機のハウジング４０との結合剛性が向上し、前記パワーユニットの曲げ剛性がさらに向上することになる。

そして、このシリンダブロック１０の張出し部１４の上面１４ａには、シリンダヘッド２０の側面に設けられた第１、第２突出部２６、２７の下面２６ａ、２７ａが対向していると共に、これらの対向面間にガスケット３０の第１、第２延長片部３８、３９が位置しており、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とをガスケット３０を挟んで締結したときに、該ガスケット３０の第１、第２延長片部３８、３９も前記張出し部１４の上面１４ａと、第１、第２突出部２６、２７の下面２６ａ、２７ａとの間に挟み付けられることになる。

ところで、前記張出し部１４の直上方には、シリンダヘッド２０の取付穴２３に取付られた最も後方の気筒の燃料噴射弁５４が位置し、該噴射弁５４の開閉に起因するチッキング振動が該噴射弁取付穴２３のボス部２５からシリンダブロック１０側の張出し部１４に伝達され、該張出し部１４が振動することになるが、前記の構成により、この振動の伝達が抑制されることになる。

つまり、前述のように、シリンダブロック１０の張出し部１４の上面１４ａと、シリンダヘッド２０の第１、第２突出部２６、２７の下面２６ａ、２７ａとの間に、ガスケット３０の第１、第２延長片部３８、３９が挟み付けられるとき、該第１、第２延長片部３８、３９の弾性反発部３８ａ、３９ａにおいては、図８に第１延長片部３８を例にとって挟み付け開始時の状態を示すように、非挟み付け状態で両側へ膨出していた外側の金属板３２、３２の平坦部３２ｂ、３２ｂが、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０の締め付け力ｆによって中央の金属板３１に密着するように押さえ付けられ、その弾性反発力で前記張出し部１４の上面１４ａと第１、第２突出部２６、２７の下面２６ａ、２７ａとに圧接することになる。

したがって、前記燃料噴射弁５４のチッキング振動がシリンダヘッド２０の第１、第２突出部２６、２７に伝わっても、前記ガスケット３０における第１、第２延長片部３８、３９の弾性反発部３８ａ、３９ａがその振動を吸収し、シリンダブロック１０の張出し部１４側への伝達が抑制され、これにより、該張出し部１４の振動が抑制されると共に、シリンダブロック１０の側壁面の膜振動も抑制され、該張出し部１４自体の振動やシリンダブロック側壁面の膜振動等による騒音が低減されることになる。

その場合に、前記シリンダブロック１０の張出し部１４は、フランジ部１２の最上部を補強するリブによって構成されており、シリンダヘッド２０の第１、第２突出部２６、２７は、燃料噴射弁取付穴２３のボス部２５の下部と加工基準部とでそれぞれ構成されているから、前記振動、騒音を抑制するためにシリンダブロック１０及びシリンダヘッド２０に新たなリブやマスを設ける必要がなく、したがって、これらを設けることによるエンジン１の重量増が回避される。

また、前記金属シートガスケット３０の延長片部３８、３９における弾性反発部３８ａ、３９ａがハーフビード状の構成とされ、該ガスケット３０における燃焼室シール用やウォータジャケットシール用のビード部３７…３７と同様に形成することができるので、該弾性反発部３８ａ、３９ａを設けるための特別な加工を必要とせず、したがって、該ガスケット３０の製造コストの大幅な上昇を招かない。

以上のように、本発明は、エンジンと変速機との結合剛性を向上させながら、燃料噴射弁のチッキング振動に起因する騒音を低減することができるから、車両用エンジンの製造産業において好適に利用される可能性がある。

１ エンジン
１０ シリンダブロック
１１ 合せ面
１２ フランジ部
１４ 張出し部
２０ シリンダヘッド
２１ 合せ面
２５ ボス部
２６ 第１突出部（張出し部）
２７ 第２突出部（張出し部）
３０ ガスケット
３４ 本体部
３８ 第１延長片部
３９ 第２延長片部
３８ａ、３９ａ 弾性反発部
４０ 変速機のハウジング

Claims (5)

1. 燃焼室を構成する複数のボアを列状に配置したシリンダブロックと、その上面に金属シートガスケットを介して組み付けられたシリンダヘッドとを有するエンジンの振動抑制構造において、前記シリンダブロックとシリンダヘッドの合せ面部に、互いに対向させてエンジン側方へ張り出す張出し部を設けると共に、前記金属シートガスケットには、その本体部から延長されて前記シリンダブロックとシリンダヘッドの張出し部の間に位置する延長片部を設け、該延長片部に、前記両張出し部によって加圧状に挟持される弾性反発部を設けたことを特徴とするエンジンの振動抑制構造。
2. 前記シリンダヘッドの側面に、各燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁がそれぞれ設置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振動抑制構造。
3. 前記シリンダブロックの後端面に、シリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、かつ、該フランジ部の最上部の背部から前方側へ延びる補強リブが設けられていると共に、前記シリンダヘッドの後部の側面に、最後部に位置する燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁取付け用のボス部が設けられており、前記補強リブによりシリンダブロックにおける張出し部が、前記ボス部の下部によりシリンダヘッドにおける張出し部がそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの振動抑制構造。
4. 前記シリンダブロックの後端面に、シリンダヘッドとの合せ面部に達する変速機取付け用のフランジ部が設けられ、かつ、該フランジ部の最上部の背部から前方側へ延びる補強リブが設けられていると共に、前記シリンダヘッドの後部の側面に、該シリンダヘッドの加工基準部がエンジン側方へ突出させて設けられており、前記補強リブによりシリンダブロックにおける張出し部が、前記加工基準部によりシリンダヘッドにおける張出し部がそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のエンジンの振動抑制構造。
5. 前記金属シートガスケットの弾性反発部は、前記延長片部をハーフビード状に形成することにより構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のエンジンの振動抑制構造。

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