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JP2009281297A - Fastening structure and internal combustion engine - Google Patents

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JP2009281297A
JP2009281297A JP2008134762A JP2008134762A JP2009281297A JP 2009281297 A JP2009281297 A JP 2009281297A JP 2008134762 A JP2008134762 A JP 2008134762A JP 2008134762 A JP2008134762 A JP 2008134762A JP 2009281297 A JP2009281297 A JP 2009281297A
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Japan
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fastening
pressing force
bolt
cylinder
spacer
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Application number
JP2008134762A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Yamashita
健一 山下
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】シリンダブロック等の第1締結部材と、シリンダヘッド等の第2締結部材との間に押圧力伝達部材を配置することにより、締結面に開口するシリンダボア等の穴部の変形を低減できる締結構造と、この締結構造を用いてピストンの摩擦力とオイル消費量を低減できる内燃機関を提供する。
【解決手段】シリンダブロック2にシリンダヘッド3をヘッドボルト5により締結する内燃機関1において、前記シリンダブロック2の締結面に雌ねじ部2baを底部側に有するボルト挿入孔2bを穿設すると共に、前記シリンダブロック2の締結面に所定の深さD2のスペーサ挿入溝2cを設け、前記締結面より突出する厚みTを持つ押圧力伝達用スペーサ10を前記スペーサ挿入溝2cに配置し、前記ヘッドボルト5を前記雌ねじ部2baに螺合して前記シリンダヘッド3を前記シリンダブロック2に締結する。
【選択図】図1
By disposing a pressing force transmission member between a first fastening member such as a cylinder block and a second fastening member such as a cylinder head, deformation of a hole such as a cylinder bore opened on a fastening surface can be reduced. A fastening structure and an internal combustion engine that can reduce the frictional force and oil consumption of a piston using the fastening structure are provided.
In an internal combustion engine (1) in which a cylinder head (3) is fastened to a cylinder block (2) by a head bolt (5), a bolt insertion hole (2b) having a female thread portion (2ba) on the bottom side is formed in a fastening surface of the cylinder block (2). A spacer insertion groove 2c having a predetermined depth D2 is provided on the fastening surface of the cylinder block 2, a pressing force transmitting spacer 10 having a thickness T protruding from the fastening surface is disposed in the spacer insertion groove 2c, and the head bolt 5 Are screwed into the female screw portion 2ba to fasten the cylinder head 3 to the cylinder block 2.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、シリンダボア等の締結面に開口する穴部の変形を軽減することができるボルトによる締結構造と、この締結構造を用いてシリンダボア変形を軽減できる内燃機関に関する。   The present invention relates to a fastening structure using a bolt that can reduce deformation of a hole opening in a fastening surface such as a cylinder bore, and an internal combustion engine that can reduce cylinder bore deformation using the fastening structure.

図9に示すように、自動車用の内燃機関等として使用されているレシプロエンジン1Xは、シリンダボア2aを有するシリンダブロック2Xに、シリンダヘッド3をシリンダヘッドガスケット4を間に挟持した状態で、ヘッドボルト5により強固に締結している。このシリンダヘッド3で内部をピストン(図示しない)が上下するシリンダボア2aの上部を覆い、ピストン上部とシリンダヘッド3の間に燃焼室を形成し、この燃焼室内におけるガス爆発による圧力上昇を上下加振力に変換している。   As shown in FIG. 9, a reciprocating engine 1X used as an automotive internal combustion engine or the like has a head bolt with a cylinder head 2 sandwiched between a cylinder block 2X having a cylinder bore 2a and a cylinder head gasket 4. 5 is firmly tightened. The cylinder head 3 covers the upper part of the cylinder bore 2a in which the piston (not shown) moves up and down, forms a combustion chamber between the piston upper part and the cylinder head 3, and excites the pressure increase due to the gas explosion in the combustion chamber up and down. It is converted into force.

このレシプロエンジン1Xにおいては、シリンダボア2a内のガス爆発による燃焼ガスのガス漏れを防止するために、シリンダヘッド3を締結するヘッドボルト5は強力な軸力で締め付けられている。この強力なボルト締結力により、シリンダヘッド3とシリンダブロック2Xの接合面間の面圧が上昇すると共に、ヘッドボルト5の雄ねじ部分5aに螺合するボルト挿通孔2bの底部側の雌ねじ部2baが上方に引き上げられるため、シリンダボア2aは、図10に示す太線のように、シリンダボア2aの部分が樽型のような形状に変形する。この変形が生じると上下運動するピストンの摩擦が大きくなるという問題と、ピストンリングとシリンダボア2aとの密着度が下がって、潤滑オイルの消費量が大きくなるという問題が発生する。   In the reciprocating engine 1X, the head bolt 5 for fastening the cylinder head 3 is fastened with a strong axial force in order to prevent gas leakage of combustion gas due to gas explosion in the cylinder bore 2a. Due to this strong bolt fastening force, the surface pressure between the joint surfaces of the cylinder head 3 and the cylinder block 2X rises, and the female screw portion 2ba on the bottom side of the bolt insertion hole 2b that engages with the male screw portion 5a of the head bolt 5 Since the cylinder bore 2a is pulled upward, the cylinder bore 2a is deformed into a barrel shape as shown by the thick line in FIG. When this deformation occurs, there arises a problem that the friction of the piston moving up and down increases, and a problem that the degree of adhesion between the piston ring and the cylinder bore 2a decreases and the amount of consumption of the lubricating oil increases.

このシリンダヘッドボルト締付け時のボア変形、特に変形上厳しい内燃機関の前端と後端のボア変形の低減のために、シリンダボアが列状に配置されたシリンダブロックのアッパデッキのうち、すべてのシリンダボルト穴とそれぞれのシリンダヘッドボルト穴に近接したシリンダボアの外壁とを連結する連結部近傍のデッキ部分を他のデッキ部分より肉厚大の厚肉部とし、シリンダブロック最前端側の厚肉部を最後端側の厚肉部より剛性を大にした内燃機関のシリンダブロックの構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to reduce bore deformation when tightening the cylinder head bolts, especially bore deformation at the front end and rear end of an internal combustion engine that is severely deformed, all cylinder bolt holes in the upper deck of the cylinder block in which the cylinder bores are arranged in a row are arranged. The deck part in the vicinity of the connecting part that connects the cylinder bore and the outer wall of the cylinder bore adjacent to each cylinder head bolt hole is thicker than the other deck part, and the thickest part on the foremost side of the cylinder block is the rearmost part. A structure of a cylinder block of an internal combustion engine in which the rigidity is made larger than that of the thick part on the side has been proposed (for example, see Patent Document 1).

また、シリンダヘッド組付け時のシリンダボアの変形の真円度を改善するために、クローズドデッキ型シリンダブロックにおいて、隣接するヘッドボルト穴ボス部同士をリブで連結し、シリンダヘッド組付け時にヘッドボルト穴ボス部にかかるボルト軸力を隣接ヘッドボルト穴ボス部中間部にもリブを介して伝え、シリンダボアが一様に変形するようにしたシリンダブロック構造も提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In order to improve the roundness of deformation of the cylinder bore when assembling the cylinder head, adjacent head bolt hole bosses are connected with ribs in the closed deck type cylinder block, and the head bolt hole is There has also been proposed a cylinder block structure in which a bolt axial force applied to a boss portion is transmitted to an adjacent head bolt hole boss portion intermediate portion via a rib so that the cylinder bore is uniformly deformed (see, for example, Patent Document 2). .

しかしながら、これらのシリンダブロックの構造においては、シリンダボルト穴の周囲の剛性を部分的に高める対処方法であり、しかも、締結面の近傍のみの剛性を大きくしているので、樽型となるような、シリンダボアの深さ方向の変形を低減するには不十分であるという問題がある。
特開平06−213064号公報 特開平06−213065号公報
However, in the structure of these cylinder blocks, it is a countermeasure for partially increasing the rigidity around the cylinder bolt hole, and the rigidity only in the vicinity of the fastening surface is increased, so that it becomes a barrel shape. There is a problem that it is insufficient to reduce deformation in the depth direction of the cylinder bore.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-213064 Japanese Patent Laid-Open No. 06-213065

本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダブロック等の第1締結部材と、シリンダヘッド等の第2締結部材との間に押圧力伝達部材を配置することにより、締結面に開口するシリンダボア等の穴部の変形を低減できる締結構造と、この締結構造を用いてピストンの摩擦力とオイル消費量を低減できる内燃機関を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is to dispose a pressing force transmission member between a first fastening member such as a cylinder block and a second fastening member such as a cylinder head. Accordingly, an object of the present invention is to provide a fastening structure that can reduce deformation of a hole such as a cylinder bore that opens in a fastening surface, and an internal combustion engine that can reduce the frictional force and oil consumption of a piston by using this fastening structure.

上記の目的を達成するための本発明の締結構造は、締結面に開口する穴部を有する第1締結部材に第2締結部材をボルトにより締結する締結構造において、前記第1締結部材の締結面に雌ねじ部を底部側に有するボルト挿入孔を穿設すると共に、前記第1締結部材の締結面に押圧力伝達部材挿入溝を設け、該押圧力伝達部材挿入溝に前記締結面より突出する厚みを持つ押圧力伝達部材を配置して構成し、前記ボルトを前記雌ねじ部に螺合して前記第2締結部材を前記第1締結部材に締結する際に、締結によって生じる押圧力の一部を前記押圧力伝達部材により前記第1締結部材の所定の深さの部分に伝達するように構成する。   The fastening structure of the present invention for achieving the above object is a fastening structure in which a second fastening member is fastened to a first fastening member having a hole opening in the fastening surface with a bolt, and the fastening surface of the first fastening member A bolt insertion hole having a female screw portion on the bottom side is formed in the first fastening member, and a pressing force transmission member insertion groove is provided on the fastening surface of the first fastening member, and the thickness protruding from the fastening surface to the pressing force transmission member insertion groove is provided. And a part of the pressing force generated by fastening when the bolt is screwed into the female screw portion and the second fastening member is fastened to the first fastening member. The pressing force transmitting member is configured to transmit the portion of the first fastening member to a predetermined depth.

この構成によれば、第1締結部材内において、押圧力伝達部材により、ボルトとボルト挿通孔の雌ねじ部との螺合によって発生する引張力に対して、この締結によって生じる押圧力の一部を押圧力伝達部材挿入溝の底部がある所定の深さに伝達することができるので、締結面に開口する穴部を変形する螺合部の引張力と締結面に作用する押圧力に対して、所定の深さの部位に適当な大きさの押圧力を作用させて穴部の変形を減少することができる。この所定の深さの部位に作用する押圧力の大きさは、締結面からの突出量と押圧力伝達部材の形状、特に突出部分の面積と押圧力伝達部材挿入溝の底部に当接する面積によって比較的簡単に調整することができる。   According to this configuration, in the first fastening member, a part of the pressing force generated by the fastening is applied to the tensile force generated by the screwing of the bolt and the female thread portion of the bolt insertion hole by the pressing force transmitting member. Since the bottom of the pressing force transmitting member insertion groove can be transmitted to a certain depth, the tensile force of the threaded portion that deforms the hole opening in the fastening surface and the pressing force acting on the fastening surface, It is possible to reduce the deformation of the hole by applying a pressing force of an appropriate size to a predetermined depth. The magnitude of the pressing force acting on the portion of the predetermined depth depends on the protruding amount from the fastening surface and the shape of the pressing force transmitting member, particularly the area of the protruding portion and the area contacting the bottom of the pressing force transmitting member insertion groove. It can be adjusted relatively easily.

また、上記の目的を達成するための本発明の内燃機関は、シリンダボアを有するシリンダブロックにシリンダヘッドをヘッドボルトにより締結する内燃機関において、前記シリンダブロックの締結面に雌ねじ部を底部側に有するボルト挿入孔を穿設すると共に、前記シリンダブロックの締結面にスペーサ挿入溝を設け、前記締結面より突出する厚みを持つ押圧力伝達用スペーサを前記スペーサ挿入溝に配置して構成し、前記ヘッドボルトを前記雌ねじ部に螺合して前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックに締結する際に、締結によって生じる押圧力の一部を前記押圧力伝達用スペーサにより前記シリンダブロックの所定の深さの部分に伝達するように構成する。   In order to achieve the above object, an internal combustion engine of the present invention is an internal combustion engine in which a cylinder head is fastened to a cylinder block having a cylinder bore by a head bolt, and a bolt having a female thread portion on the bottom side of the fastening surface of the cylinder block. The head bolt is formed by forming an insertion hole, providing a spacer insertion groove on the fastening surface of the cylinder block, and arranging a pressing force transmission spacer having a thickness protruding from the fastening surface in the spacer insertion groove. When a cylinder head is fastened to the cylinder block by being screwed into the female thread portion, a part of the pressing force generated by the fastening is transmitted to a portion of a predetermined depth of the cylinder block by the pressing force transmission spacer. To be configured.

この構成によれば、シリンダブロック内において、押圧力伝達用スペーサにより、ボルトとボルト挿通孔の雌ねじ部との螺合によって発生する引張力に対して、この締結によって生じる押圧力の一部を、スペーサ挿入溝の底部のある所定の深さに伝達することができるので、シリンダボアを変形する螺合部の引張力と締結面に作用する押圧力に対して、所定の深さの部位に適当な大きさの押圧力を作用させてシリンダボアの変形を減少することができる。この所定の深さの部位に作用する押圧力の大きさは、締結面からの突出量と押圧力伝達用スペーサの形状、特に突出部分の面積とスペーサ挿入孔の底部に当接する面積によって比較的簡単に調整することができる。   According to this configuration, in the cylinder block, a part of the pressing force generated by this fastening is applied to the tensile force generated by the screwing of the bolt and the female screw portion of the bolt insertion hole by the pressing force transmitting spacer. Since it can be transmitted to a predetermined depth at the bottom of the spacer insertion groove, it is suitable for a portion of a predetermined depth against the tensile force of the threaded portion that deforms the cylinder bore and the pressing force acting on the fastening surface. The deformation of the cylinder bore can be reduced by applying a large pressing force. The magnitude of the pressing force acting on the portion of the predetermined depth is relatively large depending on the protruding amount from the fastening surface and the shape of the pressing force transmitting spacer, particularly the area of the protruding portion and the area contacting the bottom of the spacer insertion hole. Can be adjusted easily.

この構成により、シリンダボアの変形を真円度の維持のみならず、ピストンの行程方向の変形である樽型変形の度合いも減少することができるので、ピストンの往復動における摩擦を減少でき、燃費の向上を図ることができる。また、ピストンリングとシリンダボアとの密着度を向上させることができるので、オイルの消費量も減少することができる。   This configuration not only maintains the roundness of the cylinder bore, but also reduces the degree of barrel deformation, which is the deformation in the stroke direction of the piston. Improvements can be made. In addition, since the degree of adhesion between the piston ring and the cylinder bore can be improved, oil consumption can also be reduced.

上記の内燃機関において、前記押圧力伝達用スペーサに前記ヘッドボルトが貫通する貫通孔を設けると共に、前記ボルト挿入孔に挿入された前記ヘッドボルトの周囲に前記押圧力伝達用スペーサを配置して構成する。   In the internal combustion engine, the pressing force transmission spacer is provided with a through hole through which the head bolt passes, and the pressing force transmission spacer is arranged around the head bolt inserted into the bolt insertion hole. To do.

この構成によれば、ボルトとボルト挿通孔の雌ねじ部との螺合によって発生する引張力に対して、ボルト挿通孔の周辺部に押圧力の一部を伝達させることができ、また、スペーサ挿入溝の配置スペースも取り易くなる。また、押圧力伝達用スペーサをシリンダボアの周辺に配置するとシリンダボアの周囲から変形を防止することになるが、押圧力伝達用スペーサをボルト挿通孔の周辺部のみに配置すると、ボルトとボルト挿入孔との螺合によって発生する引張力に押圧力伝達用スペーサにより伝達された押圧力を加えることができるので、引張力に対する押圧力の大きさを決め易くなる。   According to this configuration, a part of the pressing force can be transmitted to the peripheral part of the bolt insertion hole against the tensile force generated by the screwing of the bolt and the female thread part of the bolt insertion hole, and the spacer insertion It also becomes easy to take the space for arranging the grooves. Also, if the pressing force transmission spacer is arranged around the cylinder bore, deformation from the periphery of the cylinder bore is prevented, but if the pressing force transmission spacer is arranged only around the bolt insertion hole, the bolt and bolt insertion hole Since the pressing force transmitted by the pressing force transmitting spacer can be applied to the tensile force generated by the screwing, it becomes easy to determine the magnitude of the pressing force with respect to the tensile force.

上記の内燃機関において、前記ボルト挿入孔の底部側の雌ねじ部の開始位置を、シリンダボアの変形量が最大となる位置の近傍、又は、ピストンの上死点と下死点の間の中央位置の近傍として構成する。   In the internal combustion engine described above, the start position of the internal thread portion on the bottom side of the bolt insertion hole is set near the position where the amount of deformation of the cylinder bore is maximized or at the center position between the top dead center and the bottom dead center of the piston. Configure as neighborhood.

つまり、ピストンが摺動する場合に摩擦を小さくするためには、クリアランスを大きくする必要がある。また、一方で、ピストンとシリンダボア間が流体潤滑であると仮定すれば、摩擦係数はピストン速度に依存してピストン速度が大きいほど大きくなることになる。このピストン速度はピストンのストロークLの半分(L/2)のときに最大となるので、このピストン速度が最大となるシリンダブロックの上面からの深さがL/2の位置でシリンダボアの内径が最も大きく変形するようにすることが好ましい。そこで、雌ねじ部の開始位置の深さをストロークLの半分(L/2)に設定し、螺合による引張力をその周辺に作用させて、この周辺部分のピストンクリアランスを大きくする。   That is, in order to reduce the friction when the piston slides, it is necessary to increase the clearance. On the other hand, if it is assumed that fluid lubrication is provided between the piston and the cylinder bore, the friction coefficient increases as the piston speed increases, depending on the piston speed. Since this piston speed is maximum at half the piston stroke L (L / 2), the inner diameter of the cylinder bore is the largest at a position where the depth from the top surface of the cylinder block where the piston speed is maximum is L / 2. It is preferable to be greatly deformed. Therefore, the depth of the starting position of the female screw portion is set to half of the stroke L (L / 2), and a tensile force by screwing is applied to the periphery thereof to increase the piston clearance in this peripheral portion.

上記の内燃機関において、前記スペーサ挿入溝の所定の深さを、前記ボルト挿通孔の底部側の雌ねじ部の開始位置の深さの30%〜70%として構成する。シリンダブロックを押圧力伝達スペーサで押し下げる位置はシリンダヘッドに近づき過ぎても、ヘッドボルトの螺合部分に近づき過ぎても、ボア変形を減少する効果が小さくなることから、30%〜70%の範囲とするのが好ましい。   In the internal combustion engine, the predetermined depth of the spacer insertion groove is configured to be 30% to 70% of the depth of the start position of the female thread portion on the bottom side of the bolt insertion hole. Even if the position where the cylinder block is pushed down by the pressing force transmission spacer is too close to the cylinder head or too close to the screwed portion of the head bolt, the effect of reducing bore deformation is reduced, so the range is from 30% to 70%. Is preferable.

本発明に係る締結構造によれば、シリンダブロック等の第1締結部材と、シリンダヘッド等の第2締結部材との間に押圧力伝達用スペーサを追設することにより、ボルト締結による圧力上昇部位を第1締結部材の内部にも発生させることができるので、シリンダボア等の穴部の変形を低減できる。また、この締結構造を用いるエンジンにおいては、シリンダボアの変形を低減できるので、ピストンの摩擦力とオイル消費量を低減できる。   According to the fastening structure according to the present invention, a pressure increasing portion due to bolt fastening is obtained by additionally providing a pressing force transmission spacer between a first fastening member such as a cylinder block and a second fastening member such as a cylinder head. Can also be generated inside the first fastening member, so that deformation of a hole such as a cylinder bore can be reduced. Further, in the engine using this fastening structure, the deformation of the cylinder bore can be reduced, so that the frictional force and oil consumption of the piston can be reduced.

以下、本発明に係る実施の形態の締結構造及びエンジンについて、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a fastening structure and an engine according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、本発明の実施の形態の締結構造を用いたエンジン(内燃機関)1の構成を示す。このエンジン1は、シリンダブロック(第1締結部材)2にシリンダヘッド(第2締結部材)3をシリンダヘッドガスケット4を間に挟持した状態で、ヘッドボルト(ボルト)5により締結する。   FIG. 1 shows a configuration of an engine (internal combustion engine) 1 using a fastening structure according to an embodiment of the present invention. The engine 1 is fastened by a head bolt (bolt) 5 with a cylinder head (second fastening member) 3 sandwiched between a cylinder block (first fastening member) 2 and a cylinder head gasket 4.

図2及び図3に示すように、このシリンダブロック2には、内部をピストン(図示しない)が上下するシリンダボア2aが列状に配置すると共に、このシリンダボア2aを囲むように、ボルト挿入孔2bを配置する。このボルト挿入孔2bの底部には雌ねじ部2baを設け、ヘッドボルト5の雄ねじ部5aと螺合させて、このヘッドボルト5によりシリンダヘッド3をシリンダブロック2に締結する。   As shown in FIGS. 2 and 3, the cylinder block 2 has cylinder bores 2a in which pistons (not shown) move up and down arranged in a row, and bolt insertion holes 2b are formed so as to surround the cylinder bores 2a. Deploy. A female screw portion 2ba is provided at the bottom of the bolt insertion hole 2b, and is screwed into the male screw portion 5a of the head bolt 5, and the cylinder head 3 is fastened to the cylinder block 2 by the head bolt 5.

本発明においては、更に、図4〜図6に示すような押圧力伝達用スペーサ10を用いる。また、図2及び図3に示すように、この押圧力伝達用スペーサ10を挿入して配置するためのスペーサ挿入溝2cをシリンダブロック2に設ける。この押圧力伝達用スペーサ10は、シリンダヘッドガスケット4とシリンダブロック2との間に挟み込まれるものであり、シリンダヘッド3とシリンダブロック2の間に挟まれた状態で、締結力の一部を伝達する役割を果たす。そのため、押圧力伝達用スペーサ10の厚さTの大きさが重要となる。この厚さTをシリンダブロック2の上面(締結面)からスペーサ挿入溝2cの底部までの深さD2よりも少々長くなるように調整して形成する。この厚さTはエンジン1の型式やシリンダヘッドガスケット4等にもよるが、これらが設定されれば、実験や数値シミュレーション等により、適当な押圧力が発生するように厚みTを設定することができる。   In the present invention, a pressing force transmitting spacer 10 as shown in FIGS. 4 to 6 is further used. Further, as shown in FIGS. 2 and 3, the cylinder block 2 is provided with a spacer insertion groove 2 c for inserting and arranging the pressing force transmission spacer 10. The pressing force transmission spacer 10 is sandwiched between the cylinder head gasket 4 and the cylinder block 2, and transmits a part of the fastening force while being sandwiched between the cylinder head 3 and the cylinder block 2. To play a role. Therefore, the thickness T of the pressing force transmitting spacer 10 is important. The thickness T is adjusted to be slightly longer than the depth D2 from the upper surface (fastening surface) of the cylinder block 2 to the bottom of the spacer insertion groove 2c. The thickness T depends on the type of the engine 1, the cylinder head gasket 4 and the like. However, if these are set, the thickness T can be set so that an appropriate pressing force is generated by experiments or numerical simulations. it can.

この構造により、ヘッドボルト5を締め付けていくと、まず、シリンダヘッド2に押されたシリンダヘッドガスケット4が押圧力伝達用スペーサ10に当たり、更に、ヘッドボルト5を締め付けていくと、押圧力伝達用スペーサ10が圧縮荷重により変形してシリンダヘッド3とシリンダブロック2がシリンダヘッドガスケット4を所定の締結力で締め付けることになる。   With this structure, when the head bolt 5 is tightened, the cylinder head gasket 4 pressed by the cylinder head 2 first hits the pressing force transmission spacer 10, and when the head bolt 5 is further tightened, the pressing force transmission The spacer 10 is deformed by the compressive load, and the cylinder head 3 and the cylinder block 2 tighten the cylinder head gasket 4 with a predetermined fastening force.

この押圧力伝達用スペーサ10を配設することにより、押圧力(シール面圧)の一部が押圧力伝達用スペーサ10のシリンダヘッド3側に加わり、反対側の下面がスペーサ挿入溝2cの底部を押圧して下方に押し下げる。このスペーサ挿入溝2cはシリンダブロック2の中程にあるので、この部位を下方に押し下げることにより、シリンダボア2aの変形量を減少することができる。   By disposing the pressing force transmission spacer 10, a part of the pressing force (seal surface pressure) is applied to the cylinder head 3 side of the pressing force transmission spacer 10, and the opposite lower surface is the bottom of the spacer insertion groove 2c. Press and push down. Since the spacer insertion groove 2c is in the middle of the cylinder block 2, the amount of deformation of the cylinder bore 2a can be reduced by pushing down this portion.

次に、ボルト挿通穴2bの雌ねじ部2bの開始位置の深さD1と、スペーサ挿入溝2cの底部の深さD2について説明する。図3及び図7に示すように、ボルト挿入孔2bの底部側の雌ねじ部2baの開始位置を、シリンダボア2aの変形量が最大となる位置の近傍、又は、ピストンの上死点と下死点の間の中央位置(L/2)の近傍(好ましくはピストンのストロークLの0.4〜0.6倍の深さ)とする。これにより、螺合による引張力をその周辺に作用させて、シリンダボア2の内径が最も大きくする部位を、ピストン速度が最大となるシリンダブロック2の上面から深さがピストンのストロークLの半分(L/2)の位置の近傍にすることができる。この変形により、ピストン速度が最も大きくなる部分でピストンとシリンダボアの間のクリアランスを大きくして、ピストンが摺動する場合の摩擦力を小さくすることができる。   Next, the depth D1 of the starting position of the female thread portion 2b of the bolt insertion hole 2b and the depth D2 of the bottom portion of the spacer insertion groove 2c will be described. As shown in FIGS. 3 and 7, the starting position of the female thread portion 2ba on the bottom side of the bolt insertion hole 2b is set near the position where the deformation amount of the cylinder bore 2a is maximum, or the top dead center and the bottom dead center of the piston. In the vicinity of the center position (L / 2) (preferably 0.4 to 0.6 times the stroke L of the piston). Thus, a portion where the inner diameter of the cylinder bore 2 is maximized by applying a tensile force due to screwing to the periphery thereof is half the piston stroke L (L) from the upper surface of the cylinder block 2 where the piston speed is maximum. / 2). By this deformation, the clearance between the piston and the cylinder bore can be increased at the portion where the piston speed becomes maximum, and the frictional force when the piston slides can be reduced.

また、スペーサ挿入溝2cの深さD2を、ボルト挿通孔2bの底部側の雌ねじ部2baの開始位置の深さD1の30%〜70%(0.3D1〜0.7D1)として構成するのが好ましい。これは、シリンダブロック2を押圧力伝達用スペーサ10で押し下げる位置はシリンダヘッド3に近づき過ぎても、ヘッドボルト5の雄ねじ部5aとボルト挿通穴2bの雌ねじ部2baとの螺合部分に近づき過ぎても、シリンダボア2aの変形を減少する効果が小さくなるからである。   Further, the depth D2 of the spacer insertion groove 2c is configured to be 30% to 70% (0.3D1 to 0.7D1) of the depth D1 of the starting position of the female screw portion 2ba on the bottom side of the bolt insertion hole 2b. preferable. This is because even if the position where the cylinder block 2 is pushed down by the pressing force transmission spacer 10 is too close to the cylinder head 3, it is too close to the threaded portion between the male threaded portion 5a of the head bolt 5 and the female threaded portion 2ba of the bolt insertion hole 2b. However, the effect of reducing the deformation of the cylinder bore 2a is reduced.

この押圧力伝達用スペーサ10を配設することにより、面圧の一部が押圧力伝達用スペーサ10を介してスペーサ挿入溝2cの底部に伝達されるので、これにより、シリンダブロック2の中程を下方に押し下げることができ、図8の太線で示すように、シリンダボア2の変形量を大幅に小さくすることができる。   By disposing the pressing force transmission spacer 10, a part of the surface pressure is transmitted to the bottom of the spacer insertion groove 2 c via the pressing force transmission spacer 10, so that the middle of the cylinder block 2 can be obtained. Can be pushed downward, and the deformation amount of the cylinder bore 2 can be greatly reduced as shown by the thick line in FIG.

上記の構成のエンジン1によれば、シリンダボアa2の変形量を減少できるので、ピストンの摩擦力が低減し、エンジンの燃費が向上する。また、ボア変形の減少によりピストンリングとシリンダボア2aとの間の密着度が上がり、オイル消費量が低減する。これにより、エンジン1の排気ガスが浄化される。   According to the engine 1 having the above configuration, the amount of deformation of the cylinder bore a2 can be reduced, so that the frictional force of the piston is reduced and the fuel efficiency of the engine is improved. Further, the decrease in bore deformation increases the degree of adhesion between the piston ring and the cylinder bore 2a, thereby reducing oil consumption. Thereby, the exhaust gas of the engine 1 is purified.

また、シリンダヘッドガスケット4のシール面を押圧力伝達用スペーサ10とシリンダヘッド3の間に配置しているので、燃焼ガスに対するシール性能も劣化せず、また、押圧力伝達用スペーサ10をスペーサ挿入溝2cに挿入する工程が増加するだけで、エンジン1の組立ての手順を大幅に変更する必要がないので、従来技術のエンジンに対するのと略同様なエンジン組立て手順でエンジンを組み立てることができる。   Further, since the sealing surface of the cylinder head gasket 4 is disposed between the pressing force transmission spacer 10 and the cylinder head 3, the sealing performance against the combustion gas is not deteriorated, and the pressing force transmission spacer 10 is inserted into the spacer. Since only the number of steps for inserting into the groove 2c is increased and the procedure for assembling the engine 1 does not need to be significantly changed, the engine can be assembled by an engine assembling procedure similar to that for the prior art engine.

本発明の実施の形態のエンジンの締結構造の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fastening structure of the engine of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態におけるシリンダブロックの上面図である。It is a top view of a cylinder block in an embodiment of the invention. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 本発明の実施の形態における押圧力伝達用スペーサの平面図である。It is a top view of the spacer for pressing force transmission in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における押圧力伝達用スペーサの正面図である。It is a front view of the spacer for pressure transmission in the embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における押圧力伝達用スペーサの側面図である。It is a side view of the spacer for pressure transmission in embodiment of this invention. 押圧力伝達用スペーサとボルト挿入孔の雌ねじ部との関係を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the relationship between the spacer for pressing force transmission, and the internal thread part of a volt | bolt insertion hole. 本発明の実施例におけるシリンダボアの変形を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing typically modification of a cylinder bore in an example of the present invention. 従来技術のエンジンの締結構造の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the fastening structure of the engine of a prior art. 従来技術のシリンダボアの変形を模式的に示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing typically modification of a conventional cylinder bore.

符号の説明Explanation of symbols

1,1X エンジン
2,2X シリンダブロック
2a シリンダボア
2b ボルト挿入孔(カウンターボア穴)
2ba 雌ねじ部
2c スペーサ挿入孔(スペーサ溝)
3 シリンダヘッド
4 シリンダヘッドガスケット
5 ヘッドボルト
6 オイルパン
7 ベアリングキャップ
8 ベアリングキャップボルト
1,1X Engine 2,2X Cylinder block 2a Cylinder bore 2b Bolt insertion hole (counter bore hole)
2ba Female thread 2c Spacer insertion hole (spacer groove)
3 Cylinder head 4 Cylinder head gasket 5 Head bolt 6 Oil pan 7 Bearing cap 8 Bearing cap bolt

Claims (5)

締結面に開口する穴部を有する第1締結部材に第2締結部材をボルトにより締結する締結構造において、前記第1締結部材の締結面に雌ねじ部を底部側に有するボルト挿入孔を穿設すると共に、前記第1締結部材の締結面に押圧力伝達部材挿入溝を設け、該押圧力伝達部材挿入溝に前記締結面より突出する厚みを持つ押圧力伝達部材を配置して構成し、前記ボルトを前記雌ねじ部に螺合して前記第2締結部材を前記第1締結部材に締結する際に、締結によって生じる押圧力の一部を前記押圧力伝達部材により前記第1締結部材の所定の深さの部分に伝達することを特徴とする締結構造。   In a fastening structure in which a second fastening member is fastened by a bolt to a first fastening member having a hole opening in a fastening surface, a bolt insertion hole having a female screw portion on the bottom side is formed in the fastening surface of the first fastening member. In addition, a pressing force transmission member insertion groove is provided on the fastening surface of the first fastening member, and a pressing force transmission member having a thickness protruding from the fastening surface is disposed in the pressing force transmission member insertion groove, and the bolt When the second fastening member is fastened to the first fastening member by screwing into the female screw portion, a part of the pressing force generated by the fastening is transferred to the predetermined depth of the first fastening member by the pressing force transmitting member. Fastening structure characterized by transmitting to the part. シリンダボアを有するシリンダブロックにシリンダヘッドをヘッドボルトにより締結する内燃機関において、前記シリンダブロックの締結面に雌ねじ部を底部側に有するボルト挿入孔を穿設すると共に、前記シリンダブロックの締結面にスペーサ挿入溝を設け、前記締結面より突出する厚みを持つ押圧力伝達用スペーサを前記スペーサ挿入溝に配置して構成し、前記ヘッドボルトを前記雌ねじ部に螺合して前記シリンダヘッドを前記シリンダブロックに締結する際に、締結によって生じる押圧力の一部を前記押圧力伝達用スペーサにより前記シリンダブロックの所定の深さの部分に伝達することを特徴とする内燃機関。   In an internal combustion engine in which a cylinder head is fastened to a cylinder block having a cylinder bore by a head bolt, a bolt insertion hole having a female thread portion on the bottom side is formed in a fastening surface of the cylinder block, and a spacer is inserted in a fastening surface of the cylinder block A groove is provided, and a pressing force transmission spacer having a thickness protruding from the fastening surface is arranged in the spacer insertion groove, and the head bolt is screwed into the female screw portion to attach the cylinder head to the cylinder block. An internal combustion engine characterized in that a part of a pressing force generated by the fastening is transmitted to a portion of a predetermined depth of the cylinder block by the pressing force transmission spacer when fastening. 前記押圧力伝達用スペーサに前記ヘッドボルトが貫通する貫通孔を設けると共に、前記ボルト挿入孔に挿入された前記ヘッドボルトの周囲に前記押圧力伝達用スペーサを配置したことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。   3. The pressing force transmission spacer is provided with a through hole through which the head bolt penetrates, and the pressing force transmission spacer is disposed around the head bolt inserted into the bolt insertion hole. The internal combustion engine described in 1. 前記ボルト挿入孔の底部側の雌ねじ部の開始位置を、前記シリンダボアの変形量が最大となる位置の近傍、又は、ピストンの上死点と下死点の間の中央位置の近傍としたことを特徴とする請求項2又は3に記載の内燃機関。   The starting position of the female thread portion on the bottom side of the bolt insertion hole is set to be in the vicinity of the position where the deformation amount of the cylinder bore is maximum, or in the vicinity of the center position between the top dead center and the bottom dead center of the piston. The internal combustion engine according to claim 2 or 3, characterized in that 前記スペーサ挿入溝の所定の深さを、前記ボルト挿通孔の底部側の雌ねじ部の開始位置の深さの30%〜70%としたことを特徴とする請求項2、3又は4に記載の内燃機関。   The predetermined depth of the spacer insertion groove is 30% to 70% of the depth of the starting position of the female thread portion on the bottom side of the bolt insertion hole. Internal combustion engine.
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CN112652223A (en) * 2020-12-25 2021-04-13 四川交通职业技术学院 Demonstration teaching aid for stress and deformation relation of engine connecting component

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