JP2704659B2 - 車両用エンジンユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ この発明は、車両用エンジンユニットに関し、詳しく
は水冷式冷却系を備える車両用エンジンユニットに関す
る。

［従来の技術］ 自動車等の車両には、シリンダブロックと、シリンダ
ヘッドとで構成されるエンジン本体を有するエンジンユ
ニットを、クランク軸が車幅方向に延在するように配置
する一方、エンジンユニットの前方にラジエータを設
け、ウォータポンプの駆動でエンジンユニットに冷却水
を循環させて冷却するものがある。

このウォータポンプはクランク軸と直交するシリンダ
ブロックの一端面に取付けられている。また、このよう
にシリンダブロックから車幅方向に突出するように設け
られたウォータポンプに対して、ラジエータからの冷却
水を供給する配管が接続されていた。

［発明が解決しようとする課題］ このように、エンジンユニットを、クランク軸が車幅
方向に延在するように配置する一方、エンジンユニット
の前方にラジエータを設けた車両においては、ウォータ
ポンプや配管がシリンダブロックからクランク軸方向に
突出することになってエンジン本体の幅に収まらない等
の問題があり、エンジンユニットの搭載上、クランク軸
方向のエンジン幅をコンパクトにすることが要望されて
いる。

この発明はかかる実情を背景にしてなされたもので、
ウォータポンプの配置スペースの確保が容易で、しかも
水冷式冷却系の配管構造を簡素化してエンジン全体のコ
ンパクト化を図る車両用エンジンユニットを提供するこ
とを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明の車両用エンジ
ンユニットは、シリンダブロックと、シリンダヘッドと
で構成されるエンジン本体を有するエンジンユニット
を、クランク軸が車幅方向に延在するように配置する一
方、エンジンユニットの前方にラジエータを設けた車両
において、前記クランク軸の回転が伝達される回転軸を
前記クランク軸と平行でかつエンジン本体の前側に設け
ると共に、この回転軸上にウォータポンプをエンジン本
体のクランク軸方向幅内に位置するように設け、さらに
このウォータポンプのウォータインレットと前記ラジエ
ータとを配管を介して接続する一方、エンジン本体の車
両前方側側面に設けた冷却水入口と、ウォータポンプの
吐出口とを接続し、一方エンジン本体の車両前方側側面
に設けた冷却水出口にウォータアウトレットを接続し、
このウォータアウトレットと前記ラジエータとを配管を
介して接続し、さらに前記エンジン本体の車両前側側部
において、前記ウォータアウトレットと前記ウォータイ
ンレットをバイパス通路で連通したことを特徴としてい
る。

この発明の車両用エンジンユニットでは、エンジン本
体の車両前方側にラジエータを配置し、エンジン本体の
車両前方側側面に冷却水入口及び冷却水出口を設け、エ
ンジン本体のクランク軸方向幅内で車両前方側におい
て、ラジエータとの間を利用してウォータポンプの配
置、水冷式冷却系の配管が行われている。このため、ウ
ォータポンプの配置スペースの確保が容易で、しかも一
方側に集中して配置されることで配管が短縮され、配管
構造を簡素化でき、かつ組付けや点検が容易であり、さ
らにエンジン全体のコンパクト化が可能である。

［発明の実施の形態］ 以下、この発明の一実施例を添付図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図はこの発明の車両用エンジンユニットを搭載し
た状態を示す側面図、第２図はその平面図、第３図は車
両用エンジンユニットの側面図、第４図は車両用エンジ
ンユニットの前面図、第５図及び第６図は一部を破断し
た車両用エンジンユニットの側面図、第７図は第６図の
VII−VII断面図、第８図は第５図のVIII−VIII断面図、
第９図はシリンダブロックの平面図、第10図は第９図の
矢印イ方向から視た図、第11図は第10図のXI−XI断面
図、第12図はシリンダヘッドの縦断面図、第13図は第12
図のXIII−XIII断面図、第14図は第２チエーンを設けた
のと反対側のシリンダヘッドの側面図、第15図は冷却系
のシステム図である。

第１図及び第２図において、符号１は自動車のエンジ
ン室を示し、このエンジン室１は前車軸２で連結された
左右の前輪３の上方で、かつ両者の間に形成されてい
る。このエンジン室１には４行程度６気筒エンジンユニ
ット４が搭載され、このエンジンユニット４の車両前方
にラジエータ５が配置されている。エンジンユニット４
はクランク軸６を車幅方向に延在するように配置するこ
とで、車室が広くなっている。

エンジンユニットのクランク軸６は第５図乃至第７図
に示すように、シリンダブロック７と軸受ケース８間に
軸支され、それぞれのシリンダに設けられたピストン９
にコンロッド10で連結されている。なお、クランク軸６
のシリンダブロック７から突出する端部に、第３図及び
第７図に二点鎖線で示すように、外周に突起90aを有す
るプレート90を設け、シリンダブロック７に取り付けた
クランクセンサ91で、プレート90の突起90aの通過を検
知し、クランク軸６の位相を検出することができるよう
になっている。

シリンダブロック７にはシリンダヘッド11が載置され
てエンジン本体Ｅを構成しており、このシリンダヘッド
11にはヘッドカバー12が設けられ、さらにそれぞれの気
筒に点火プラグ13が設けられている。

軸受ケース８にはオイルパン14が取付けられ、このオ
イルパン14にはさらにオイルタンク15が接続されて、オ
イルタンク15は車両前方にエンジンの底部から上部まで
に、高くなるように配置されている。

エンジンのシリンダ列は、第５図及び第６図に示すよ
うに、鉛直方向に対して車両後方へ傾斜しており、クラ
ンク軸６の出力を取出す出力取出軸16はクランク軸６と
平行に設けられ、さらに出力取出軸16はクランク軸６の
斜前上方に配置している。この出力取出軸16及びクラン
ク軸６の斜前下方にオイルを溜めたオイルタンク15が位
置しており、これによりオイルタンク15が第３図、第５
図及び第６図に矢印FWDで示す車両前方に向って臨むよ
うになっている。また、シリンダ軸線L1と、クランク軸
心と出力取出軸心を結ぶ線L2とのなす角度αは鋭角にな
っている。

オイルパン14には第６図に示すように、上下方向にガ
イド部14aの両側を通る一対のオイル通路17が形成され
ており、オイルパン14に溜められたオイルは出力取出軸
16に設けられた排出ポンプ18,19によってオイル通路17
の下方吸入口17aから吸入されて、オイルタンク15に送
られる。なお、オイルパン14とオイルタンク15は、オイ
ル通路17を設けた壁部により仕切られている。シリンダ
ブロック７、軸受ケース８及びオイルパン14で形成され
るクランク室Ａの底部にはシリンダブロック７等のエン
ジンの各所を潤滑したオイルが溜り、吸入口17aにはゴ
ミを吸入しないように網20が設けられている。オイルパ
ン14の内側にはプレート21がガイド部14aに取付けられ
ている。

オイルタンク15に貯留されるオイルは出力取出軸16に
設けられた給油ポンプ24の駆動により、オイルタンク15
の最下部に配置されたストレーナ25、パイプ26を介して
吸入される。その後、オイルクーラ22及びオイルフィル
タ23を通って、オイルパン14に形成されたオイル通路14
b及び軸受ケース８に形成されたオイル通路8a、さらに
シリンダブロック７及びシリンダヘッド11に形成された
オイル通路7a,11aを介して、エンジンの各部へ給送され
るようになっている。このオイルはシリンダヘッド11の
オイル通路11b及びシリンダブロック７のオイル通路7b
を流れてオイルパン14に戻され、このオイルの循環を第
６図に矢印で示す。

オイルタンク15の最下部にはオイル注入口15aが設け
られ、キャップ27で閉塞されている。このオイルタンク
15の上部内には、図示しない隔壁で迷路を形成したブリ
ーザ部15bが設けられている。

クランク軸６には第７図乃至第８図に示すように、ク
ランクアームで歯車28が形成され、この歯車28は出力取
出軸16に設けられた歯車29と噛合している。

なお、クランク軸６から出力取出軸16への動力伝達は
歯車28,29に限られることなく、チェーンでもよく、ま
たその位置もクランク軸６の軸端やクランク軸６の途中
に任意に選ぶことができる。

中間軸31はエンジン本体Ｅの前側側方に位置するよう
にシリンダヘッド11に軸支されており、出力取出軸16に
設けられた歯車30は中間軸31の歯車32に第１チェーン33
を介して連結されて例えば0.8減速され、さらにこの中
間軸31に設けられた歯車34が第２チェーン35を介してバ
ルブ機構36のカム軸37の歯車38に連結されて例えば0.6
減速され、クランク軸６の回転によってカム軸37を回転
するようになっている。このカム軸37の回転で、一体に
形成されたカム39が所定のバルブタイミングで図示しな
い吸気弁及び排気弁を押動し、シリンダヘッド11に形成
された吸気通路11c及び排気通路11dを開閉するようにな
っている。カム軸37はシリンダヘッド11にカムキャップ
102を介して回動可能に軸支され、吸気通路11cには図示
しない燃料インジェクタが設けられ、燃料を所定のタイ
ミングで供給する。

中間軸31は出力取出軸16の上方であって、吸気通路11
c及びこれに連なる吸気管41の下方位置でシリンダヘッ
ド11に軸支されており、第１チェーン33をシリンダ軸線
に沿わせ、さらに第８図乃至第10図に示すように、気筒
X1の一方側で気筒X1と気筒X2との間に位置しており、ま
た第２チェーン35は気筒X1の他方側で、エンジン本体Ｅ
の前側側部に設けられている。

また、中間軸31を支持するシリンダヘッド11には中間
軸31の両歯車32,34の取付開口部112,113が形成されてお
り、取付開口部112はキャップ114で蓋がされ、取付開口
部113はカバー116で覆われている。第１チェーン33が連
結される側の取付開口部112は斜め上方に開口してい
る。

エンジン本体Ｅの前側に位置するように、ウォータポ
ンプ120を駆動する回転軸121が、シリンダブロック７の
前側側部にクランク軸６及び出力取出軸16と平行に軸支
され、この回転軸121に設けられた歯車122が第１チエー
ン33に噛合しており、クランク軸６の回転で回転軸121
が連動して回転する。回転軸121は第５図に示すように
シリンダ軸線L1に対してクランク軸６の動力を取出す出
力取出軸16と同じ側に設けられており、しかもこの出力
取出軸16はクランク軸６の動力を取出す不可欠な構成部
品であるから、回転軸121を設けることによってクラン
ク軸６と直角方向のエンジン幅が広がることがない。

回転軸121上には第８図及び第11図に示すように、ウ
ォータポンプ120がエンジン本体Ｅのクランク軸方向幅
内に位置するように設けられ、このウォータポンプ120
の吸入側にはウォータインレット123が設けられ、配管1
24を介してラジエータ５の出口側に接続されている。ウ
ォータインレット123には第６図及び第15図に示すよう
に、調整弁125が内蔵され、この調整弁125にはサーモス
タット126が設けられ、エンジン内の冷却水が所定の温
度になった際、配管124からウォータポンプ120に冷却水
が流入することを許容するようになっている。

ウォータポンプ120の吐出側の吐出口129は、シリンダ
ブロック７の車両前方側側面に設けた冷却水入口130に
接続されており、冷却水はこの冷却水入口130からシリ
ンダブロック７の回転軸121の回りに形成された冷却水
通路131を介してシリンダヘッド11に形成された冷却水
通路132に供給される。なお、この冷却水入口130は車両
前方側側面であれば、この実施例のように、車幅方向に
向く面であってもよく、勿論車両前方に向く面でもよ
い。

シリンダブロック７の冷却水入口130をウォータポン
プ120の吐出口129で覆うように、ウォータポンプ120を
シリンダブロック７に取付けているから、冷却水入口13
0と吐出口129とを連結する配管が不要である。また、シ
リンダブロック７に形成した冷却水通路131及び冷却水
入口130は、出力取出軸16を軸支するために、シリンダ
ブロック７からの前方に膨出するように設けた軸受部13
3の側面に形成しており、シリンダブロック７に特別の
突出部を形成しないで設ける必要がないから、エンジン
本体Ｅが大型になることがない。

シリンダブロック７に形成された冷却水通路131は、
第９図及びだ11図に示すように、シリンダブロック７の
上端面に開口しており、またシリンダヘッド11の冷却水
通路132はシリンダヘッド11の下端面に開口している。
そして、シリンダブロック側の冷却水通路131の開口部1
31aは、シリンダヘッド側の冷却水通路132の開口部132a
に対応した位置に開口している。これにより、シリンダ
ヘッド11をシリンダブロック７に載置すれば、冷却水通
路131と冷却水通路132が連通する。

冷却水通路131は、シリンダブロック７のウォータジ
ャケット134に合流することなく、シリンダヘッド11に
形成された冷却水通路132に連通され、この冷却水通路1
32から冷却水がシリンダヘッド11に形成されたウォータ
ジャケット135に導かれる。この冷却水の流れを、第15
図に矢印で示す。

シリンダヘッド11は第12図及び第13図に示すように、
気筒間のボス部136に挿通されたボトル137によって、シ
リンダブロック７に締付固定され、燃焼室の上方に位置
する部分に一方側に吸気通路11cが、他方側に排気通路1
1dがそれぞれ形成され、さらに中央部に点火プラグ13が
取付けられる。

シリンダヘッド11のウォータジャケット135は、これ
らのボス部136、吸気通路11c及び排気通路11dの回りに
形成され、この気筒の間には整流部138が設けられ、こ
の整流部138には冷却水を導くガイド部138aが形成さ
れ、冷却水が所定の流速で流れて冷却するようにしてい
る。この整流部138は排気側に設けられ、吸気側より温
度が高くなる排気側を効果的に冷却するようになってい
る。さらに、整流部138のガイド部138aはその先端部を
点火プラグ13より、排気側に距離Ｚだけオフセットして
設けられ、点火プラグ13の排気側方向へ冷却水を導くよ
うにして冷却効率を高めている。このシリンダヘッド11
での冷却水の流れを、第12図及び第13図に矢印で示す。

さらに第６図に示すように、シリンダヘッド11のウォ
ータジャケット135の冷却水は、シリンダヘッド11の下
部に形成された連通路139からのシリンダブロック７に
形成された連通路139を介してウォータジャケット134へ
供給され、シリンダブロック７を冷却する。このよう
に、エンジンの運転で高温になるシリンダヘッド11へま
ず冷却水を導いて冷却し、ついでシリンダブロック７を
冷却し、効果的なエンジン冷却を行なうようにしてい
る。

シリンダブロック７に形成されたウォータジャケット
134に連通する冷却水出口140がシリンダブロック７の前
側側部に形成され、この冷却水出口140はウォータポン
プ120に近接して設けられている。この冷却水出口140に
ウォータアウトレット127が取付けられ、このウォータ
アウレット127が配管141を介してラジエータ５の入口側
に連通され、ラジエータ５にはファンスイッチ142が設
けられ、さらにラジエータ５の入口と出口とは対称位置
にあり、冷却水の流れがクロスフローになっている。

このウォータアウトレット127には第15図に示すよう
に、水温センダ143と水温センサ144が設けられ、この冷
却水出口140に設けたウォータアウトレット127と、ウォ
ータインレット123はシリンダブロック７の前側側部に
おいて、互いにバイパス通路128で連通されており、こ
のウォータアウトレット127、ウォータインレット123及
びウォータポンプ120を並列かつ近接して設けること
で、バイパス通路128が短縮され、配管が容易になると
共に、熱損失が少なくなる。

なお、このウォータアウトレット127とウォータポン
プ120との取付位置を逆に取付け、シリンダヘッド11に
先立ち、シリンダブロック７に冷却水を供給するように
してもよい。また、シリンダヘッド11の上部には第15図
に示すように、２個の冷却水配管145,146が設けられ、
一方の冷却水配管145はヒータ147を介してウォータポン
プ120に接続され、他方の冷却水配管146はオイルクーラ
148を介して冷却水配管145と合流してウォータポンプ12
0に接続されている。

オイルクーラ148はこの冷却水でエンジンの運転中冷
却され、ヒータ147はエンジン運転時必要に応じて温風
を車室内に供給している。エンジン始動直後は、冷却水
の温度が低いため、ウォータインレット123の調整弁125
がサーモスタット126の作動でラジエータ５側からの冷
却水の供給を遮断し、バイパス通路128を連通させてい
る。そして、ウォータポンプ120の駆動で、シリンダヘ
ッド11からの冷却水は、ウォータアウトレット127、バ
イパス通路128からウォータポンプ120を介してシリンダ
ヘッド11、シリンダブロック７と循環している。

エンジンが起動して、冷却水が所定の温度になると、
調整弁125のサーモスタット126が作動して、バイパス通
路128を遮断すると共に、ウォータインレット123とウォ
ータポンプ120とを連通し、冷却水はウォータアウトレ
ット127からラジエータ５に送られ、そこで熱交換で冷
却されて、ウォータインレット123に戻され、ウォータ
ポンプ120を介してシリンダヘッド11、シリンダブロッ
ク７を冷却する。

このエンジンの運転時は、シリンダヘッド11に接続し
た冷却水配管146から常にオイルクーラ148を介して冷却
水が循環するため、冷却水をシリンダヘッド11からシリ
ンダブロック７へ循環させて冷却するようにしても、シ
リンダヘッド11のウォータジャケット135にエアが溜ま
ることが防止される。

また、冷却水配管146は第５図に示す位置に限定され
ず、第14図に示すように、シリンダヘッド11の第２チェ
ーン35を設けた側と反対側の端面に、ウォータジャケッ
ト135に連通して設けてもよく、この第14図においては
冷却水配管146はウォータジャケット135の最も高い位置
から取出しているため、ウォータジャケット135からの
エア抜きを確実に行なうことができる。

シリンダヘッド11にはそれぞれのシリンダ列に排気管
40及び排気管41が接続されており、それぞれの吸気管41
はサージタンク42に連通され、サージタンク42は車幅方
向へ延出して配置され、ステー43によってシリンダブロ
ック７に支持されている。このサージタンク42の空気吸
入口側に絞り弁44が設けられている。

出力取出軸16の一端部には第１図に示すようにフライ
ホイール45及び図示しないクラッチ機構が設けられ、変
速機47を介して前輪３の前車軸２へ動力を伝達するよう
になっている。また、変速機47の一次側は出力取出軸16
上に配置され、二次側はカウンタ軸48上に配置され、車
軸２上に設けられた歯車49を介して前車軸２を回転す
る。

さらに、出力取出軸16の他端部には第７図に示すよう
に補機駆動用プーリ50が設けられ、補機駆動用プーリ50
の外周部はシリンダブロック７の端部に設けられたクラ
ンク軸６の軸受60に対向する凹部51内に入り込むように
位置している。補機駆動用プーリ50からオルタネータ5
2、パワステアリングポンプ53及びエアコンコンプレッ
サ54等の補機のプーリにベルト55が掛け渡され、出力取
出軸16の回転で、これらが同時に駆動されるようになっ
ている。このベルト55の張力の調整はアイドラ92によっ
て行なわれる。

なお、この実施例ではクランク軸６の回転が伝達され
る回転軸として、出力取出軸16の回転を中間軸31に伝達
する第１チェーン33で回転する回転軸121を用いたが、
この回転軸を出力取出軸16とし、この出力取出軸16上に
ウォータポンプを設けてもよく、さらに中間軸31上にウ
ォータポンプを設けるようにしてもよい。

［発明の効果］ 前記のように、この発明では、エンジン本体の車両前
方側にラジエータを配置し、エンジン本体の車両前方側
側面に冷却水入口及び冷却水出口を設け、エンジン本体
のクランク軸方向幅内で車両前方側において、ラジエー
タとの間を利用してウォータポンプの配置、水冷式冷却
系の配管を行うことで、ウォータポンプの配置スペース
の確保が容易で、しかも一方側に集中して配置されるこ
とで配管が短縮され、配管構造を簡素化でき、かつ組付
けや点検が容易であり、さらにエンジン全体のコンパク
ト化が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の車両用エンジンユニットを搭載した
状態を示す側面図、第２図はその平面図、第３図は車両
用エンジンユニットの側面図、第４図は車両用エンジン
ユニットの前面図、第５図及び第６図は一部を破断した
車両用エンジンユニットの側面図、第７図は第６図のVI
I−VII断面図、第８図は第５図のVIII−VIII断面図、第
９図はシリンダブロックの平面図、第10図は第９図の矢
印イ方向から視た図、第11図は第10図のXI−XI断面図、
第12図はシリンダヘッドの縦断面図、第13図は第12図の
XIII−XIII断面図、第14図は第２チエーンを設けたのと
反対側のシリンダヘッドの側面図、第15図は冷却系のシ
ステム図である。 図中符号１はエンジン室、６はクランク軸、７はシリン
ダブロック、８は軸受ケース、11はシリンダヘッド、16
は出力取出軸、120はウォータポンプ、121は回転軸、12
3はウォータインレット、127はウォータアウトレット、
128はバイパス通路、131,132は冷却水通路、Ｅはエンジ
ン本体である。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダブロックと、シリンダヘッドとで
   構成されるエンジン本体を有するエンジンユニットを、
   クランク軸が車幅方向に延在するように配置する一方、
   エンジンユニットの前方にラジエータを設けた車両にお
   いて、前記クランク軸の回転が伝達される回転軸を前記
   クランク軸と平行でかつエンジン本体の前側に設けると
   共に、この回転軸上にウォータポンプをエンジン本体の
   クランク軸方向幅内に位置するように設け、さらにこの
   ウォータポンプのウォータインレットと前記ラジエータ
   とを配管を介して接続する一方、エンジン本体の車両前
   方側側面に設けた冷却水入口と、ウォータポンプの吐出
   口とを接続し、一方エンジン本体の車両前方側側面に設
   けた冷却水出口にウォータアウトレットを接続し、この
   ウォータアウトレットと前記ラジエータとを配管を介し
   て接続し、さらに前記エンジン本体の車両前側側部にお
   いて、前記ウォータアウトレットと前記ウォータインレ
   ットをバイパス通路で連通したことを特徴とする車両用
   エンジンユニット。