JP3999340B2

JP3999340B2 - シリンダブロック構造

Info

Publication number: JP3999340B2
Application number: JP08538698A
Authority: JP
Inventors: 雅夫郡山; 均上間
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1997-12-10
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: EP0922849A3; EP0922849A2; US6125811A; EP0922849B1; DE69822764T2; DE69822764D1; JPH11229954A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエンジンのシリンダブロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンのシリンダブロック端部には、クランク軸に連結されたフライホイールが装着される。このフライホイールは形状も大きく重量も重いため、シリンダブロック側にフライホイール方向に開口するベル形状のベルハウジングを形成し、このベルハウジングをフライホイール側ケーシングの合い面に接合してこのフライホイールをシリンダブロック端面に結合して支持している。
【０００３】
このようなベルハウジングは、シリンダブロックとともに金型等により一体に鋳造成形される。この場合、シリンダブロック端部の外側にベル形状に拡大するベルハウジングを一体成形するため、シリンダブロック端部の外型を、ベル内面に対応した凸形状としている。この外型の深さには限界があるため、ベルハウジングの長さ（クランク軸方向の長さ）は制限され、複数気筒エンジンの場合、シリンダブロック端部に最も近い気筒の外側にのみベルハウジングが形成されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年エンジン振動音特性向上の要求が大きくなり、フライホイール動作に起因する振動音の低減が強く要求されている。このため、シリンダブロックへのフライホイール支持構造の強度を高め結合剛性をさらに高めることが必要になっている。
【０００５】
このようなフライホイールの支持剛性を高めるために、従来はベルハウジングの外側にさらに補強用のリブを一体成形したり、別体のスティフナを用いてフライホイールを固定補強していた。
【０００６】
しかしながら、このような補強用のリブやスティフナでは、充分大きな剛性向上の効果が得られず、効果を高めようとすれば、リブの場合にはその本数を増やしたり厚くしなければならず、またスティフナの場合には形状を大型化しなければならず、重量が大幅に増加することになる。このため、シリンダブロックの小型軽量化が図られなかった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術に対処したものであって、シリンダブロックの重量を増加させることなくベルハウジングの結合剛性を高め、エンジンの小型軽量化を図ることができるシリンダブロック構造の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明では、直列複数気筒エンジンのクランク軸端部にフライホイールを備え、シリンダブロックのシリンダ外壁に、このシリンダ外壁における前記フライホイール側の端部を拡大してこの端部方向に開口するベル形状のベルハウジングを一体成形したエンジンのシリンダブロック構造において、前記シリンダ外壁に、このシリンダ外壁の上部において上下方向に延びるように形成され、カム室からオイルを戻す上側のオイル戻し通路と、シリンダ外壁の上下方向の中間部において複数の気筒に沿って横方向に延び、前記上側のオイル戻し通路の下端に接続されたオイル戻し連通路と、このオイル戻し連通路から下方に延びてオイルパンに連通する下側のオイル戻し通路とが形成され、前記オイル戻し連通路を形成する壁の一端部は、前記ベルハウジングに接続されていることを特徴とするシリンダブロック構造を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
先ず、本発明の参考となる技術を図面を参照して説明する。図１は、本発明の参考技術となるエンジンのシリンダブロックの立面図であり、図２および図３はそれぞれ図１のＩＩ方向およびＩＩＩ方向からみた平面図である。このエンジンは、共通クランク軸１を前後方向に配置し前から順番に第１気筒＃１〜第４気筒＃４を配置した直列４気筒エンジンである。フライホイールはクランク軸１の第４気筒側の後端部に装着される。
【００１６】
図１に示すように、このエンジンのシリンダブロック２は、シリンダボア３とクランク室４の上側を構成する上ブロック２ａと、クランク室４の下側を構成する下ブロック２ｂとの２分割体を合い面Ａで接合してボルト（図示しない）により結合したものである。シリンダボア３の周囲のシリンダ壁肉内には冷却水ジャケット５が形成される。６は砂抜き用の孔である。シリンダ壁肉内にはさらにシリンダ上下方向に、各気筒のシリンダヘッド（図示しない）上部のカム室（図示しない）からオイルをクランク室４の下部のオイルパン（図示しない）に落とし込んで戻すためのオイル戻し通路７が形成される。このオイル戻し通路７は、カム室とクランク室とを連通する通路であり、ブローバイガス通路を兼ねるものである。
【００１７】
図２および図３に示すように、クランク軸１の後端部側にはフライホイール８がケーシング８ａ内に装着されて取付けられる。このフライホイール側のシリンダブロック２の端部には、後端部側に開口するベル状（コーン状）のベルハウジング９が、シリンダブロック２（上ブロック２ａおよび下ブロック２ｂ）と一体成形される。このベルハウジング９は、フライホイール８に最も近い最端部の１番目の気筒（＃４気筒）とその隣の２番目の＃３気筒のシリンダブロックの側壁を拡大して鋳造により一体成形したものである。各気筒＃１〜＃４の周囲にはシリンダヘッドとシリンダブロックを相互に固定するためのヘッドボルト挿通孔２５が設けられる。
【００１８】
このベルハウジング９を鋳型で形成する場合、その拡大された開口部側、即ち１番目の＃４気筒の後端部側は通常の深さの外型を用いて内部空間を形成することができ、ベルハウジング９の壁の肉厚を薄くすることができる。また、この後端部側の合い面Ａにも軽量化のための開口１０（図３）が形成される。
【００１９】
この後端部側の外型により形成可能なベルハウジング９の内部空間よりさらに奥側、即ち＃３気筒に近い側の＃４気筒外側のベルハウジング９の壁肉には、図２のシリンダ側壁部に形成されたオイル戻し通路７に連なる拡大オイル戻し通路１１が形成される。この拡大オイル戻し通路１１は、＃４気筒の外側に拡大されて形成されたベルハウジング９の壁厚部分で、開口端部側の外型では形成できない深さの位置の壁肉内に別の鋳型により空間部を形成し、実質上ベルハウジング９の壁の肉厚を薄くするものである。
【００２０】
開口端部から２番目の＃３気筒のクランク室４は、図３に示すように、他の気筒＃１、＃２および＃４よりも外側に（クランク軸と直角方向に）拡大している。これにより、＃３気筒外側に形成したベルハウジング９の壁厚を薄くすることができ、したがって、重量を増加させることなくベルハウジング９を＃３気筒の位置まで形成することができる。
【００２１】
このように、ベルハウジング９のフライホイール８との合い面部分を通常の外型で形成し、＃４気筒の外側の＃３気筒に近い部分の壁肉内に拡大オイル戻し通路１１を形成し、＃３気筒のクランク室４を拡大して形成することにより、壁厚を実質上厚くすることなく、したがって重量を増加させることなく、ベルハウジング９をシリンダブロック２の側壁に沿って端部から２番目の＃３気筒まで延長することができ、フライホイール８の支持剛性を高めることができる。また、これにより、エンジン振動やフライホイールの回転振動等に基づく騒音の低減が図られる。
【００２２】
なお、さらに端部から３番目の＃２気筒のクランク室４も拡大して、壁厚を増すことなくベルハウジング９をさらに＃２気筒の位置まで延長して形成することもできる。
【００２３】
図４〜図７に本発明の別の参考例となるシリンダブロックを示す。図４は立面図、図５はサーモスタット部分の断面図、図６は側面図、図７は上面図である。この参考例のエンジンは、前述の図１〜図３に示す参考例と同じように、＃１〜＃４の直列４気筒エンジンであり、シリンダブロック２は同様に上ブロック２ａと下ブロック２ｂとからなる。この参考例は、上ブロック２ａの側壁に冷却水循環系のサーモハウジング１２を一体成形したものである。
【００２４】
サーモハウジング１２内にはサーモスタット１３が収容される。このサーモハウジング１２には、ラジエータ（図示しない）に連通するメインパイプ１４と、シリンダヘッド（図示しない）に連通するバイパスパイプ１５と、ウォータポンプ１６（図６）に連通する送りパイプ１７と、オイルクーラー（図示しない）に連通するオイルクーラー用パイプ１８と、スロットルボディ（図示しない）に連通するスロットル用パイプ１９と、ヒーター（図示しない）に連通するヒーター用パイプ２０がそれぞれ接続される。
【００２５】
サーモスタット１３は、それ自体は公知のものであり、内部に設けたワックスの熱膨張により動作する弁体を開閉動作させるとともに、これに連動してバネ座１３ａ（図５）を動作させて、バイパスパイプ１５の端部１５ａを開閉動作する。図５は、メインパイプ１４が閉じられ、バイパスパイプ１５が開いた状態を示す。このようなサーモスタット１３により、低温時にはラジエータを通さずにバイパスパイプ１５を介してシリンダヘッドを循環させ設定温度（例えば７０〜８０℃）になったらバイパスパイプ１５を閉じメインパイプ１４側を開いてラジエータに連通させる。
【００２６】
このように温度制御により水路を切換えられるサーモスタット１３を介して、各パイプ１４，１５，１８，１９，２０から矢印のように戻ってきた冷却水は、送りパイプ１７を介してウォータポンプ１６に送られ、ここからシリンダヘッドその他の各部に冷却水が送られる。
【００２７】
このサーモスタット１３を収容したサーモハウジング１２には、その内部に空間部２１が形成される。この空間部２１は、シリンダブロック表面の突出部の上側に支障なくサーモハウジング１２を突出させて各パイプを容易に配設できるようにシリンダブロック２の側壁と一体成形により設ける場合に、サーモハウジング部分の壁厚が厚くなって重量が増加することを避けるためのものである。このような空間部２１を内部に設けることにより、冷却水の流れあるいはオイルの流れを充分円滑にしてしかも重量を増加させることなく、サーモハウジング１２をシリンダブロックの側壁と一体成形することができる。このようなサーモハウジング１２は、図７に示すように、前述の参考例に係るベルハウジング９とともに形成することもできる。
【００２８】
なお、上記各参考例に係るエンジンは、自動車等の車両に限らず、船外機にも適用される。船外機用のエンジンの場合には、クランク軸を縦方向（鉛直方向）に配置し、フライホイールはクランク軸の下端部に装着される。
【００２９】
図８は、本発明の実施の形態を示す側面図であり、図９および図１０はそれぞれ図８のＢ−Ｂ断面図およびＣ−Ｃ断面図である。
【００３０】
この実施形態は、ディープスカート型のシリンダブロックであり、図９に示すように、シリンダブロック２の上ブロックの下面側の下ブロック（図示しない）との合い面Ａはクランク軸芯部分からクランク室４の周壁に沿って下がりクランク室４の下部まで延びている。これに対し、前述の図１の参考例はショートスカート形のシリンダブロックであって、合い面Ａは、クランク軸１の軸芯の位置における平面であり、クランク室４の下半分は上ブロック２ａとは別部材の下ブロックにより形成されている。このように本実施形態では、ディープスカート型のシリンダブロックに適用したことが図１の参考例と基本的な相違となる。
【００３１】
このシリンダブロック２の上部には図示しないカム室が形成される。また、クランク室４の下部には図示しないオイルパンが設けられる。このカム室からオイルを戻すオイル戻し通路７がシリンダブロック２の側壁上部に、図の手前側に３ヵ所（図８）、奥側に４ヵ所形成される。これらのオイル戻し通路７は横方向に形成されたオイル戻し連通路３０により連通される。この連通路３０の下側にシリンダブロック２の側壁に沿ってさらに上記上側のオイル戻し通路７に対応してオイルパン（図示しない）に連通するオイル戻し通路３１が形成される。
【００３２】
このシリンダブロック２の外壁には補強用のリブ３５が形成され、またオイルポンプやスタータ等のエンジン補機を取付けるためのボルト孔３６が設けられる。この実施形態は図１０に示すように、５気筒エンジンであり、各気筒の周囲にはシリンダヘッド（図示しない）を固定するためのヘッドボルト挿通孔２５が設けられる。
【００３３】
クランク軸１のフライホイール（図示しない）側の端部のシリンダブロック１の外壁にベル型に膨らんだ補強壁が形成され、これがベルハウジング３７を構成する。このベルハウジング３７のフライホイール側端面は開口している。鋳型によりこの開口部３４を形成する場合、開口方向に砂抜きが行われ、製造が容易になるとともに開口部内部全体が空間となり軽量化が図られる。
【００３４】
このベルハウジング３７は、クランク室周囲を覆って形成され、その内部にオイル戻し空間３３が形成される。このオイル戻し空間３３は、その底部が閉じ、その側方から前記オイル戻し通路３１に連通する。すなわち、このベルハウジング３７の底部３７ａは、図８に示すように、オイル戻し通路３１に向かってわずかに傾斜してオイル戻し通路３１に開口する。オイルは同図の矢印Ｄに示すように、オイル戻し空間３３からその底面を通ってオイル戻し通路３１に流れる。なお、これらのオイル戻し空間３３やオイル戻し通路７，３１および横方向の連通路３０はカム室とオイルパンとを連通してブローバイガスを戻すためのガス通路を兼ねるものである。
【００３５】
本実施形態においては、このベルハウジング３７の閉じた底部３７ａは、クランク軸１の軸芯１ａより下側の位置にある。これにより、クランク室周囲を閉じた空間で覆ってオイル戻し空間を確保するとともに、フライホイール接合部の強度を高めることができる。本実施形態において、このように、クランク軸芯の下方で閉じた空間を形成できるのは、ディープスカート型のシリンダブロック構造としたためである。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、部品点数を増加させることなく、また重量を増加させることなくフライホイール支持用のベルハウジングをシリンダブロックに一体成形することができ、シンプルな構成で組立作業等を容易にし、コストを低減し剛性を高めるとともにエンジンの小型軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の参考例となるシリンダブロックの立面図。
【図２】図１のシリンダブロックのＩＩ方向から見た平面図。
【図３】図１のシリンダブロックのＩＩＩ方向から見た平面図。
【図４】本発明の別の参考例の立面図。
【図５】図４の参考例のサーモハウジング部分の詳細図。
【図６】図４の参考例の側面図。
【図７】図４の参考例の上面図。
【図８】本発明の実施形態の側面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図。
【図１０】図８のＣ−Ｃ断面図。
【符号の説明】
１：クランク軸、２：シリンダブロック、２ａ：上ブロック、
２ｂ：下ブロック、３：シリンダボア、４：クランク室、
５：冷却水ジャケット、７：オイル戻し通路、８：フライホイール、
９：ベルハウジング、１０：開口、１１：拡大オイル戻し通路、
１２：サーモハウジング、１３：サーモスタット、１４：メインパイプ、
１５：バイパスパイプ、１６：ウォータポンプ、１７：送りパイプ、
１８：オイルクーラー用パイプ、１９：スロットル用パイプ、
２０：ヒーター用パイプ、２１：空間部、３０：オイル戻し連通路、
３１：オイル戻し通路、３２：補強壁、３３：オイル戻し空間、
３４：開口部、３５：リブ、３６：ボルト孔、３７：ベルハウジング、
３７ａ：底部。

Claims

直列複数気筒エンジンのクランク軸端部にフライホイールを備え、シリンダブロックのシリンダ外壁に、このシリンダ外壁における前記フライホイール側の端部を拡大してこの端部方向に開口するベル形状のベルハウジングを一体成形したエンジンのシリンダブロック構造において、
前記シリンダ外壁に、このシリンダ外壁の上部において上下方向に延びるように形成され、カム室からオイルを戻す上側のオイル戻し通路と、
シリンダ外壁の上下方向の中間部において複数の気筒に沿って横方向に延び、前記上側のオイル戻し通路の下端に接続されたオイル戻し連通路と、
このオイル戻し連通路から下方に延びてオイルパンに連通する下側のオイル戻し通路とが形成され、
前記オイル戻し連通路を形成する壁の一端部は、前記ベルハウジングに接続されていることを特徴とするシリンダブロック構造。
請求項１記載のシリンダブロック構造において、前記ベルハウジングの底部は、前記クランク軸の軸芯より下側に形成されたことを特徴とするシリンダブロック構造。