JP3157175B2 - エンジンのブロック構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンのブロック構造
の改良に関する。

【０００２】

【従来技術】エンジンのブロック構造に関し、実開昭６
２−１０８６１２号公報には、シリンダブロックのスカ
−ト部と、該スカ−ト部内に収容されたクランクシャフ
トを支えるベアリングキャップの側部とを、ボルトによ
って固定して、クランクシャフトの支持剛性を高めるよ
うにした技術の開示がある。また、当該公報には、各ベ
アリングキャップの下端面を、別部材からなるビ−ムで
連結することが開示されている。

【０００３】他方、エンジンの軽量化が注目されている
今日、ショ−トスカ−トと呼ばれるように、上記スカ−
ト部の長さ寸法を短縮し、シリンダブロック本体の下端
に例えばアルミニュウム製とされたロアブロックを締結
して、このロアブロックでクランク室を形成することが
知られている。しかしながら、ロアブロックは、従来、
ミッションを支持する部材として位置付けられており、
このため専らパワ−プラントベンディングに対する剛性
を確保する立場からその技術開発の検討がなされている
のが現状であり、かかるパワ−プラントベンディングの
問題に対し、ロアブロックの後端部をその後端に向かう
に従って徐々に外方へ膨出する形状とすることが知られ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、多気筒エン
ジンの場合、その点火順序は、例えば１番気筒の次に３
番気筒というように、隣接する気筒を次々に点火させな
いのが通例である。このため、隣接する気筒のピストン
が同一方向に移動する組合わせと、他の隣接する気筒の
ピストンが逆方向に移動する組合わせとが混在してい
る。

【０００５】一方、ピストンの上下動を円滑に行なわせ
るには、ピストンのストロ−ク分の空気をシリンダブロ
ック内で自在に移動させる必要がある。しかしながら、
前述したように、シリンダブロック内にはクランクシャ
フトを支えるベアリングキャップが配設され、このベア
リングキャップが少なからず上記空気の移動を阻害する
要因となる。勿論、シリンダブロック内での空気の移動
が円滑に行なわれないときには、ピストンが負の仕事を
することとなり、ポンピングロスの問題が発生する。そ
こで、本発明の目的は、ベアリングキャップの存在によ
ってポンピングロスの問題が生じないようにしたエンジ
ンのブロック構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる技術的課題を達成
すべく本発明（請求項１の発明）にあっては、多気筒エ
ンジンのシリンダブロックが、シリンダボアを備えたシ
リンダブロック本体と、該シリンダブロック本体のスカ
ート部の下端に締結されたロアブロックとで構成され、
該スカート部と該ロアブロックとでクランクシャフトを
収容するクランク室が形成され、該クランク室に収容さ
れたクランクシャフトの軸受け部の一部がベアリングキ
ャップで構成され、且つ該クランク室の一部を形成する
前記ロアブロックの内部空間には、隣接するそれぞれの
気筒間に仕切壁が設けられたエンジンにおいて、前記ベ
アリングキャップと前記仕切壁との間に、隣接するそれ
ぞれの気筒のクランク室空間を連通する連通部が設けら
れ、隣接する気筒のピストンが同一方向に移動する気筒
間の前記連通部の連通面積が、隣接する気筒のピストン
が逆方向に移動する気筒間の前記連通部の連通面積より
も小さくされている構成としてある。この請求項１の具
体的態様としては、請求項２、３の記載の通りとなる。

【０００７】

【０００８】

【作用】上記請求項１の発明によれば、ピストンが同一
方向に移動する気筒間の連通部の連通面積が、ピストン
が逆方向に移動する気筒間の連通部の連通面積よりも小
さくされていることから、例えばピストンの下降に伴う
空気の移動は、当該気筒のピストンの移動方向とは逆方
向に上昇する気筒側へと円滑に移動することになる。上
記請求項２の発明によれば、上記請求項１の発明と同様
にシリンダブロック内の空気の移動を円滑にすることは
勿論のこと、他にベアリングキャップがロアブロックに
固定されているため、ベアリングキャップの支持剛性を
向上することが可能となる。上記請求項３の発明によれ
ば、上記請求項２と同様の作用を、より具体的に得るこ
とができることになる。

【０００９】

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付した図面に基
いて説明する。図１において、１はエンジン本体で、エ
ンジン本体１は４サイクル往復動型４気筒エンジンとさ
れて、そのシリンダブロック本体２のボア２ａ内にピス
トン（図示せず）が摺動自在に嵌挿され、このピストン
の往復動はコンロッド３を介してクランクシャフト４に
伝達されて回転運動に変換される。

【００１１】上記シリンダブロック本体２は鋳鉄製とさ
れ、そのクランク室５を形成するスカ−ト部２ｂはいわ
ゆるショ−トスカ−トとされて、スカ−ト部２ｂの下端
の高さ位置がほぼクランクシャフト４の回転中心４ａの
高さ位置とされている。そして、このスカ−ト部２ｂの
下端にはロアブロック６が配設され、これらスカ−ト部
２ｂとロアブロック６とで協動して実質的なクランク室
５を形成し、このロアブロック６の下端にオイルパン７
が配設されて、上記ロアブロック６とオイルパン７とは
ボルト８によって共締めとされている。すなわち、該ボ
ルト８はオイルパン７側から挿入され、ロアブロック６
を貫通して、シリンダブロック２（の下端フランジ）に
固定されている。オイルパン７の大きさについては後述
する。

【００１２】上記ロアブロック６について図２以降の図
面に基づいて詳しく説明する。ロアブロック６は、この
実施例にあっては、アルミニュウム（Ａｌ）製とされて
その軽量化が図られている。そしてロアブロック６の後
端部６ａは、後方に向かうに従って徐々に下方および側
方に向けて膨出されて、後端面６ｂにミッション（図示
せず）が取り付けられるようになっている。

【００１３】上記ロアブロック６の内部空間は、図２に
示すように、前側から後側に向けて（第２図の右側から
左側に向けて）間隔を置いて配置された４つの仕切壁９
〜１２によって区画され、第１の仕切壁９と第２の仕切
壁１０との間が一番気筒用のクランク空間NO１とされ、
第２の仕切壁１０と第３仕切壁１１との間が二番気筒用
のクランク空間NO２とされ、第３の仕切壁１１と第４の
仕切壁１２との間が三番気筒用のクランク空間NO３とさ
れ、第４の仕切壁１２とロアブロック６の後端壁６ｃと
の間が四番気筒用のクランク空間NO４（図２の左側）と
されている。そして、上記各仕切壁９〜１２の間は仕切
壁間プレ−ト部１３によって連結され、また上記第１の
仕切壁９とロアブロック６の前端壁６ｄとの間はリブ１
４によって連結され、上記第４の仕切壁１４とロアブロ
ック６の後端壁６ｃとの間は該ロアブロック６の底板部
６ｆによって連結されて、これら各要素１３、１４等に
よって仕切壁９〜１２間の拡縮を抑えるようにされてい
る。

【００１４】上記仕切壁間プレ−ト部１３には、図２に
符号１３ａで示すように、オイルリタ−ン孔が設けら
れ、該オイルリタ−ン孔１３ａを通って、一番気筒用乃
至三番気筒用のクランク空間NO１〜NO３内のオイルがオ
イルパン７へ還流される。また上記プレ−ト１３には開
口部１３ｂが形成され、この開口部１３ｂによって、上
記一番乃至三番気筒用のクランク空間NO１〜NO３とオイ
ルパン７内空間とが連通されている。この開口部１３ｂ
はロアブロック６の両側部（プレ−ト１３の両側部）に
設けられおり、一番乃至三番気筒のクランク空間NO１〜
NO３内のミスト状のオイルは上記開口部１３ｂを通って
オイルパン７内空間へと還流される。

【００１５】すなわち、一番気筒乃至三番気筒のピスト
ンの下降動に伴ってクランク空間NO１〜NO３内の空気は
オイルパン７内空間へと押し出され、このクランク空間
内の空気の移動と共に一番乃至三番気筒のクランク空間
NO１〜NO３内のミスト状のオイルがオイルパン７内空間
へと還流される。そして、オイルパン７に貯留されたオ
イルはオイルポンプ（図示せず）によって汲み上げられ
て、この汲み上げられたオイルは各摺動部へと導かれる
ようになっている。図２において、符号１５はオイルス
トレ−ナであり、このオイルストレ−ナ１５で浄化され
たオイルは送油管１６を通って上記オイルポンプへと導
かれる。

【００１６】上記オイルパン７は、ロアブロック６の後
端に形成されたミッション取付部６ｂとの関係で、その
長手方向の長さ寸法がロアブロック６の前端から三番気
筒NO３までとされ、従って、図５に示すように、ロアブ
ロック６のオイルパン取付用の座部６ｇは、その後端が
上記第３の仕切壁１１に近接してその前側に位置されて
いる。そして、ロアブロック６の後端部（前述した下方
及び側方へ膨出する部位）は四番気筒が位置する部位と
されている。

【００１７】上記第３の仕切壁１１を除く仕切壁９、１
０、１２並びにロアブロック６の後端壁６ｃには、その
長手方向中央部に、図２乃至図５に示すように、上下方
向に延びるボルト挿通孔１８が形成され、このボルト挿
通孔１８は各仕切壁９、１０、１２並びにロアブロック
６の後端壁６ｃに毎に長手方向に間隔を置いて２つ設け
られている。

【００１８】上記ボルト挿通孔１８には、その下方から
ボルト１９が挿入されて、このボルト１９の先端はベア
リングキャップ２０の下面に開口して形成されたねじ孔
（図示せず）に螺合され、このボルト１９によって、ベ
アリングキャップ２０とシリンダブロック本体２の軸受
部（図示せず）とを締結するボルト２０ｂよりも内方側
において、ロアブロック６とベアリングキャップ２０と
が一体化されている。ベアリングキャップ２０は、既知
のように、クランクシャフト４の軸受部の一部（下半
分）を構成するもので、このベアリングキャップ２０
は、通常、鋳鉄製とされるものである。

【００１９】上記ベアリングキャップ２０のうち、第１
の仕切壁９、第３の仕切壁１１並びにロアブロック６の
後端壁６ｃに配置されたベアリングキャップ２０は、そ
の側部がロアブロック６と一体化されている。

【００２０】すなわち、第１仕切壁９、第３仕切壁並び
に上記後端壁６ｃには、図３に示すように、ロアブロッ
ク６の側壁６ｅに開口して左右方向に延びる横貫通孔２
１が形成され、この横貫通孔２１にはスライドブッシュ
２２が嵌挿されている。他方、上記ベアリングキャップ
２０（第１、第３の仕切壁９、１１並びにロアブロック
６の後端壁６ｃに設けられたベアリングキャップ）は、
その側部に外方に向けて突出するボス部２０ａが設けら
れ、このボス部２０ａにねじ孔（図示せず）が形成され
ている。そして、上記スライドブッシュ２２内に挿入さ
れたボルト２３の先端は、上記ボス部２０ａに形成され
たねじ孔に螺合され、これによってロアブロック６の側
壁６ｅとベアリングキャップ２０の側部とが一体化され
ている。

【００２１】つまり、第１、第３の仕切壁９、１１並び
に上記後端壁６ｃに対応して配設されるベアリングキャ
ップ２０は、その側部がロアブロック６に対して一体化
され（第１の仕切壁９と上記後端壁６ｃに配設されたベ
アリングキャップ２０は、その下部においてもロアブロ
ック６に対して一体化されている）、他方第２、第４の
仕切壁１０、１２に対応して配設されるベアリングキャ
ップ２０Ａは、図４に示すように、その側部に上記ボス
部２０ａが形成されておらず、下部だけがロアブロック
６に対して一体化されている。

【００２２】以上の構成により、ベアリングキャップ２
０はロアブロック６に固定されているため、従来のよう
に別部材とされたビ−ムを用いるまでもなくベアリング
キャップ２０の支持剛性を向上することができる。特
に、上記ボス付きベアリングキャップ２０にあってはそ
の側部がロアブロック６に固定されて、このロアブロッ
ク６によって側方から押さえられているため、ベアリン
グキャップ２０Ａの亀裂の発生を防止することが可能と
なる。特に、第１の仕切壁９と上記後端壁６ｃに配設さ
れたベアリングキャップ２０は、その下部においてもロ
アブロック６に対して一体化されて、このロアブロック
６によって下方からも押えられているため、ベアリング
キャップ２０の亀裂の発生をより効果的に防止すること
が可能となる。

【００２３】また、ベアリングキャップ２０の側部固定
に関して、上記スライドブッシュ２２を介在させてある
ため、このスライドブッシュ２２によってベアリングキ
ャップ２０Ａ等の寸法誤差を吸収することができ、した
がってエンジン組み立て時の作業性を損なうことはな
い。

【００２４】上記ボス付きベアリングキャップ２０と仕
切壁９等との間で形成される空間２５（以下、ボス付き
空間という。図３参照）と、ボス無しベアリングキャッ
プ２０Ａと仕切壁１０等との間で形成される空間２６
（以下、ボス無し空間という。図４参照）とを比較する
と、ボス無し空間２６の方が、少なくとも上記ボス部２
０ａが存在しない分、ボス付き空間２５よりも大きなも
のとなっている。

【００２５】上記ボス付き空間２５と上記ボス無し空間
２６との大きさの相違は以下のことを意味する。上記ボ
ス無しベアリングキャップ２０Ａが配設された第２の仕
切壁１０は、前述したように、一番気筒用のクランク空
間NO１と二番気筒用のクランク空間NO２との間を仕切る
ものであり、従って上記ボス無し空間２６はこれらクラ
ンク空間NO１とNO２との間を連通する連通部を構成する
ことになる。同様に第４の仕切壁１２のボス無し空間２
６は、三番気筒用のクランク空間NO３と四番気筒用のク
ランク空間NO４との間を連通する連通部を構成すること
になる。他方、第３の仕切壁１１の上記ボス付き空間２
５は二番気筒用のクランク空間NO２と三番気筒用のクラ
ンク空間NO３との間を連通する連通部を構成するもので
あり、このNO２−NO３連通部２５は、上記NO１−NO２及
びNO３−NO４連通部２６よりも、その通路有効面積が小
さなものとなっている。

【００２６】ところで、上記エンジン本体１は、その点
火順序が、上記気筒番号で示すと、順に、NO１（一番気
筒）−NO３（三番気筒）−NO４（四番気筒）−NO２（二
番気筒）とされている。このため、一番気筒NO１のピス
トンと四番気筒のピストンとが同一方向（例えば上昇）
の動きをし、二番気筒NO２のピストンと三番気筒NO３の
ピストンとが同一方向の動き（例えば下降）をすること
になる。換言すれば、大きな通路有効面積を備えたボス
無し連通部２６を挟む一番気筒NO１と二番気筒NO２及び
三番気筒NO３と四番気筒NO４とは、そのピストンが逆方
向の動きをする。他方、小さな通路有効面積を備えたボ
ス付き連通部２５を挟む二番気筒NO２と三番気筒NO３と
は、そのピストンが同一方向の動きをすることになる。

【００２７】したがって、例えば二番、三番のクランク
空間NO２、NO３内の空気は、対応する気筒のピストンが
下降することに伴って、大きな通路有効面積を備えた連
通部２６を通って、二番空間NO２内の空気（ピストンの
ストロ−ク分の空気）が一番空間NO１内（ピストンが上
昇動）へ円滑に移行し、三番空間NO３内の空気が四番空
間NO４内（ピストンが上昇動）へ円滑に移行することに
なる。このため、ピストンの上昇動或は下降動はクラン
ク空間内の空気によって阻害されることがなく、このク
ランク空間内の空気がピストンの動きを阻害することに
伴う負の仕事（ポンピングロス）を低減することができ
る。

【００２８】特に、四番気筒用のクランク空間NO４は、
前述したように、ロアブロック６の底板部６ｆによって
画成されて、オイルパン７内空間とは直接連通されてい
ないため（他のクランク空間NO３等のように、オイルパ
ン７に連通する前記開口部１３ｂが存在していないた
め）、この四番気筒用のクランク空間NO４を上記三番気
筒用のクランク空間NO３に対して大きな連通部２６を介
して連通させることで、当該四番気筒NO４のポンピング
ロスを低減することが可能となる。

【００２９】図６は側方から見たロアブロック６を示す
もので、ロアブロック６の側壁６ｅは、薄板部３０と、
間隔をおいて並置された柱部３１と、リブ３２とで形成
されている。そして、上記柱部３１に、前述のロアブロ
ック６とシリンダブロック本体２とを締結するボルト８
の挿入孔が形成されている。また上記リブ３２はクロス
状に配置されて、ロアブロック６のねじれ剛性を高める
ようにしてある。そして、該薄板部３０のうち、三番気
筒のクランク空間NO３に臨む部位３３と、四番気筒のク
ランク空間NO４に臨む部位３４には、この薄板部３０を
設けないものとされている。すなわち、上記部位３３と
３４とはロアブロック６の側方に開口した開放部位とさ
れている。

【００３０】上記開放部位３３、３４は、これら部位３
３、３４間の連通関係を損なわないようにして、ロアブ
ロック６とは別部材とされた例えばプレ−ト部材３５に
よって覆われるようになっている。すなわち、プレ−ト
部材３５はボルト（図示せず）を利用してロアブロック
６の側壁６ｅに固定されるようになっている。上記ボル
トは、図６に符号３６で示すねじ孔（ロアブロック６の
側壁６ｅに形成されている）に螺合される。

【００３１】以上の構成により、三番気筒のクランク空
間NO３と四番気筒のクランク空間NO４とは、上記開放部
位３３、３４を通り、上記プレ−ト部材３５によってロ
アブロック６の側方に形成される通路を通って、互いに
連通されることとなる。これにより、四番気筒NO４に関
し、上記連通部２６と共に、当該四番気筒のポンピング
ロスを一層低減することが可能となる。

【００３２】このような開放部位３３、３４および上記
プレ−ト部材３５はロアブロック６の一側壁６ｅだけに
設けてもよく、あるいはロアブロック６の両側部６ｅ、
６ｅに設けてよい。また、上記プレ−ト部材３５はロア
ブロック６の補強部材としても機能することになる（ロ
アブロック６の曲げ剛性の向上）。このような補強機能
は、プレ−ト部材３５の材質あるいは板厚を変えことに
よって容易に調整することが可能であり、あるいはプレ
−ト部材３５にビ−ドを形成して調整することも可能で
ある。

【００３３】図５および図７を参照してロアブロック６
の後端部６ａについて説明する。ロアブロック６の後端
部６ａは、前述したように、第４の仕切壁１２からロア
ブロック６の後端６ｂに向うに従って側方および下方に
膨出する形状とされている。このロアブロック６の後端
部６ａにおける膨出形状によって、ミッションを含むロ
アブロック６（シリンダブロック２）のパワ−プラント
ベンデングに対する剛性の確保がなされている。

【００３４】そして、このロアブロック６の後端部６ａ
において、その下部の両側部には、前記オイルパン取付
用座部６ｇとロアブロック６の後端壁６ｃとの間を連結
する複数のリブ４０が形成されている。また、これらリ
ブ４０が形成された部位（上記両側部）で挟まれた中央
部には、下方に向けて開口する凹部４１が形成され、こ
の凹部４１と、上記リブ４０が形成されている側部と
は、前記オイルパン取付用座部６ｇとロアブロック６の
後端壁６ｃとの間に伸びる第２のリブ４２で仕切られて
いる。そして上記凹部４１によって、前記第４の仕切壁
１２およびロアブロック６の後端壁６ｃに形成された上
記ボルト挿通孔１８の長さ寸法が、他の仕切壁１１等に
形成された上記ボルト挿通孔１８の長さ寸法と同一とな
るようにされている。

【００３５】ロアブロック６の後端部６ａにおける以上
の構成により、先ず上記リブ４０および４１によって、
ミッションが取り付けられるロアブロック６の後端壁６
ｃが第４の仕切壁１２と剛性関係をもって連結されるこ
とになる。従って、パワ−プラントの影響を直接的に受
けるロアブロック６の後端壁６ｃの剛性が高められるこ
ととなり、パワ−プラントベンデイングの抑制あるいは
パワ−プラントベンデイングに伴う異音の発生を抑える
ことができる。

【００３６】更に、前記第４の仕切壁１２およびロアブ
ロック６の後端壁６ｃに形成された上記ボルト挿通孔１
８の長さ寸法が、他の仕切壁１１等に形成された上記ボ
ルト挿通孔１８の長さ寸法と同一とされているため、前
記第４の仕切壁１２およびロアブロック６の後端壁６ｃ
に配置されるベアリングキャップ２０の支持剛性を向上
することができる。

【００３７】すなわち、上記凹部４１を形成することな
くベアリングキャップ２０の下部をボルト固定しようし
た場合、ロアブロック６の後端部６ａを下方に膨出した
分、軸長さの大きい前記ボルト１９を使用する必要があ
る。これに対して、本実施例では上記凹部４１を形成し
たことによって、軸長さの短いボルト１９を使用するこ
とが可能となり、このボルト１９の短縮化によってベア
リングキャップ２０の支持剛性を高いものとすることが
できる。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１〜３の発明によれば、ベアリングキャップの存在によ
ってシリンダブロック内の空気の移動が阻害されなくな
るため、ポンピングロスの問題を解消することができ
る。また、請求項２、３の発明によれば、ベアリングキ
ャップの支持剛性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エンジン本体の下半分を断面した部分断面図。

【図２】ロアブロックを上方から見た平面図。

【図３】図２に示す III−III 線に沿った断面図。

【図４】図２に示すIV−IV線に沿った断面図。

【図５】ロアブロックを下方から見た底面図。

【図６】ロアブロックを側方から見た側面図。

【図７】図５に示す VII−VII 線に沿った断面図。

【符号の説明】

１ エンジン本体 ２ シリンダブロック本体 ２ａ シリンダボア ４ クランクシャフト ５ クランク室 ６ ロアブロック ９〜１２ 仕切壁 １８ 仕切壁に形成されたボルト挿通孔 １９ ボルト ２０ ベアリングキャップ ２０ａ ボス部 ２０Ａ ボス無しベアリングキャップ ２３ ボルト ２５ ボス付きベアリングキャップと仕切壁との間の
空間 ２６ ボス無しベアリングキャップと仕切壁との間の
空間

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多気筒エンジンのシリンダブロックが、
   シリンダボアを備えたシリンダブロック本体と、該シリ
   ンダブロック本体のスカート部の下端に締結されたロア
   ブロックとで構成され、該スカート部と該ロアブロック
   とでクランクシャフトを収容するクランク室が形成さ
   れ、該クランク室に収容されたクランクシャフトの軸受
   け部の一部がベアリングキャップで構成され、且つ該ク
   ランク室の一部を形成する前記ロアブロックの内部空間
   には、隣接するそれぞれの気筒間に仕切壁が設けられた
   エンジンにおいて、前記ベアリングキャップと前記仕切壁との間に、隣接す
   るそれぞれの気筒のクランク室空間を連通する連通部が
   設けられ、 隣接する気筒のピストンが同一方向に移動する気筒間の
   前記連通部の連通面積が、隣接する気筒のピストンが逆
   方向に移動する気筒間の前記連通部の連通面積よりも小
   さくされている、 ことを特徴とするエンジンのブロック構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記ベアリングキャップのうち、隣接する気筒のピスト
   ンが同一方向に移動する気筒間のベアリングキャップは
   その側部が前記ロアブロックに固定され、隣接する気筒
   のピストンが逆方向に移動する気筒間のベアリングキャ
   ップはその下部が前記ロアブロックに固定されている、 ことを特徴とするエンジンのブロック構造。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記隣接する気筒のピストンが同一方向に移動する気筒
   間のベアリングキャップが、その側部に側方に向けて突
   出するボス部を備え、該ボス部と前記ロアブロックとを
   連結することによって該ベアリングキャップの側部が前
   記ロアブロックに固定されている、 ことを特徴とするエンジンのブロック構造。