JPH071026B2 - エンジンのブロツク構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンのブロック構造、特にエンジン本体
を、ヘッド部及びシリンダ部を構成するブロックと、ス
カート部を構成するブロックとに分割し、且つこの両ブ
ロックをボルト締結するようにしたエンジンのブロック
構造に関する。

（従来の技術） 自動車用等のエンジンは、吸排気ポートを有するヘッド
部がシリンダヘッドに形成され、シリンダボアを有する
シリンダ部とクランク室を構成するスカート部とがシリ
ンダブロックに一体的に形成されるのが通例である。然
るに、このようなエンジン構造によれば、複数のヘッド
ボルトを、吸排気ポートや吸排気弁等との干渉を回避し
た上で、シリンダヘッドの上部からシリンダブロックに
跨って配設せねばならず、そのため吸排気系のレイアウ
トが上記ボルトの制約を受けることになってその自由度
が著しく低下すると共に、上記シリンダヘッドとシリン
ダブロックとの合せ面が高温且つ高圧の燃焼ガスの影響
を受けて変形するという不具合を招き、特に高出力高回
転エンジンにおいては該燃焼ガスに対する上記合せ面の
シール性の悪化が顕著となる。

このような問題に対処するものとして、例えば特開昭56
−34938号公報に示されているように、上記ヘッド部か
らシリンダ部に跨る部位を一つのブロックとして一体的
に形成することにより、ヘッドボルトを廃止し、且つ燃
焼室に対応する部位にこのブロックと他のブロックとの
合せ面が位置しない構成とし、これにより吸排気系のレ
イアウトの自由度を大きくした上で燃焼ガスに対するシ
ール性の向上を図るようにしたエンジンのブロック構造
が提案されている。そして、この種のブロック構造を採
用する場合、シリンダ部に形成されるシリンダボアない
しライナの真円度を確保するため、或いはヘッド部の加
工をシリンダ部側つまりエンジン底部側から行う際の加
工作業を容易化ないし簡単化させるため等の理由によ
り、ヘッド部とシリンダ部とを一体的に形成して一つの
ブロックとし且つスカート部を他のブロックとした上
で、この２つのブロックをボルト等を用いて締結するこ
とが考えられ或いは試みられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、上記のようにエンジン本体を、ヘッド部及び
シリンダ部を構成するブロックと、スカート部を構成す
るブロックとに分割し、且つこの両ブロックをボルト締
結するようにしたブロック構造によれば、上述の如くシ
リンダボアの真円度の確保やヘッド部の加工の容易化が
図られるといった利点を有する反面、次のような欠点が
ある。

つまり、上記一方のブロックのシリンダ部においてはシ
リンダボアの内面に摺接するピストンが往復運動してお
り、また他方のブロックのスカート部においては軸受を
介して軸支されたクランクシャフトが上記ピストンの往
復運動に伴って回転運動しているのであるが、その場合
上記ピストンからは、燃焼ガスによる爆発荷重を受けて
極めて大きな荷重がコネクティングロッドを介してクラ
ンクシャフトに間欠的に作用する。そして、これに伴っ
て上記一方のブロックと他方のブロックとの合せ面には
繰り返し応力が作用すると共に、上記シリンダ部はスカ
ート部に比して高温状態となるため両者間に熱膨張差が
生じ、更に多気筒エンジンにおいては各ピストンの往復
運動の位相が夫々異なるために上記合せ面に曲げ応力な
いし剪断力が作用するといった事態を招くことになる。
従って、上記両ブロックの合せ面においては十分な結合
剛性ないし取付剛性を確保する必要性が生じることにな
るが、それにも拘わらず例えば上記合せ面が平面状に形
成されたフランジ部を互いに当接させてボルト等で締結
することにより上記両ブロックを結合させる構成とした
場合等においては、両ブロック間にガタツキやズレが生
じ、その結果、上記ピストンとクランクシャフトとの相
対位置がずれたり、各気筒毎或いはエンジン毎に圧縮比
のバラツキが生じたり、更にはエンジン本体の後端部に
おいて上記両ブロックに跨って取付けられるミッション
ケースの結合状態が不安定となったり、これらに起因し
て不快な振動騒音が生じたり等の種々の弊害を招くこと
になる。そして、このような弊害の発生を防止ないし抑
制するには、上記合せ面の取付剛性のみならず両ブロッ
クの位置決めないし位置決め精度が重要となるが、これ
らに対する簡単で効果的な具体的手段は見い出されてい
ないのが実情である。

（問題点を解決するための手段） 本発明はエンジンのブロック構造、特にヘッド部及びシ
リンダ部を構成するブロックと、スカート部を構成する
ブロックとの両者をボルト締結するようにしたブロック
構造に関する上記のような実情に対処するもので、上記
両ブロックの取付剛性及び位置決め精度を、簡単な手段
ないし構成を用いて効果的に向上させることにより、両
ブロックの合せ面に作用する荷重及び熱による該合せ面
近傍の変形、更には両ブロック間に生じるガタツキやズ
レを可及的抑制して、良好に位置決めされたエンジンの
ブロック構造を提供することを目的とする。そして、こ
の目的達成のため本発明は次のように構成したことを特
徴とする。

即ち、ヘッド部とシリンダ部とスカート部とからなるエ
ンジン本体を、上記ヘッド部及びシリンダ部を構成する
ブロックとスカート部を構成するブロックとに分割し、
且つこの両ブロックをボルト締結するようにしたエンジ
ンのブロック構造において、上記両ブロックの前後方向
（エンジン長手方向）の位置決め手段を、該両ブロック
のミッション側端部（エンジン後部）に設けると共に、
上記両ブロックの合せ面の所定位置に段付部を設け、且
つこの段付部における両ブロックの互いに当接する側面
を、該両ブロックの左右方向（エンジン幅方向）の位置
決め部としたことを特徴とする。

（作用） 上記の構成によれば、吸排気ポート等を有するヘッド部
と、シリンダボアないしシリンダライナを有するシリン
ダ部とが一つのブロックに一体的に形成され、且つこの
ブロックと他のブロックとが、シリンダ部とスカート部
との間で分割されるので、従来におけるヘッドボルトが
廃止されて吸排気系のレイアウトの自由度を大きくする
ことが可能になると共に、ヘッド部に対するエンジン底
部側からの加工性の向上を図りながらシリンダボアの真
円度を高精度に維持することが可能になる。

そして、特に本発明によれば、上記両ブロックの前後方
向についての位置決めが、ミッション側端部において例
えば両ブロックに跨って打ち込まれたノックピン等の位
置決め手段により行われるので、当該エンジンの運転時
に両ブロック間に生じる温度差に起因して前後方向つま
りエンジン長手方向に比較的大きな熱膨張差が生じて
も、該両ブロックのミッション側端部においては堅固に
位置決めがなされていることにより両ブロックの相対位
置がずれることはなく、従って両ブロックの当該端面に
跨って取付けられるミッションケースの結合状態が常に
良好且つ確実なものとなる。また、このように前後方向
の位置決めがミッション側端部においてのみ行われて当
該端部のみが拘束された状態となっていることにより、
両ブロックの熱膨張差に起因する変形や振動等が適度に
吸収ないし抑制されるといった効果も得られることにな
る。

更に、上記両ブロックの合せ面には段付部が形成されて
おり、相対応する段付部が係合された状態で両ブロック
をボルト締結する構成とされていることにより、例えば
平面状に形成されてなる合せ面を互い当接させた状態で
ボルト締結する場合等と比較して、その取付剛性が高め
られることになり、上記合せ面に作用する荷重或いは熱
等に起因して生じる両ブロックのガタツキやズレ更には
振動等が効果的に抑制される。また、上記合せ面に形成
された段付部の互いに当接する側面により、左右方向つ
まりエンジン幅方向の位置決めが行われるので、上記合
せ面にピストンとクランクシャフトとの連係運動に伴う
大きな曲げ応力もしくは剪断力が作用しても、上記両側
面の当接によってこの曲げ応力に起因する両ブロックの
ズレが阻止され、これにより上記両ブロックの位置決め
が確実化されて圧縮比のバラツキ等が可及的抑制される
ことになる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

尚、この実施例は直列４気筒４バルブエンジンに本発明
を適用したものである。

先ず、本発明に係るエンジンの概略構成を第１図に基い
て説明すると、該エンジン１の本体は、上方にヘッドカ
バー（図示せず）が取付けられる第１ブロック２と、下
方にオイルパン３が取付けられる第２ブロック４とから
なり、上記第１ブロック２にヘッド部５及びシリンダ部
６を備え、且つ第２ブロック４にスカート部７を備えた
構成とされている共に、上記第1,第２両ブロック2,4は
ボルト８……８を用いて締結されるようになっている。
そして、上記第１ブロック２のヘッド部５には、燃焼室
９の天井面に夫々開口された吸気ポート10及び排気ポー
ト11と、これらの両ポート10,11に夫々対応するように
形成された吸、排気バルブのステム嵌装孔12,13と、該
吸排気バルブを夫々開閉作動させるカムシャフトの軸受
孔（下半部）14,15と、上記両バルブと両カムシャフト
との間に介設されるタペットの嵌装孔16,17とが設けら
れ、またこの第１ブロック２のシリンダ部６には、ピス
トンを嵌合保持するシリンダボア18が設けられている。
一方、上記第２ブロック４（スカート部７）には、各隣
接ボア間の下方に位置する隔壁19と、これらの壁19に形
成されて該壁19の下方に夫々取付けられる軸受キャップ
20との間でクランクシャフトのジャーナル部を嵌合保持
する軸受孔（上半部）21とが設けられ、且つこの第２ブ
ロック４と上記オイルパン３とでクランク室22が構成さ
れると共に、該ブロック４の下端には、エンジンの運転
時における当該端部の変形を阻止するスカート間プレー
ト23が取付られるようになっている。

尚、上記第１ブロック２に形成された燃焼室９内におけ
る周縁部には、該燃焼室９内に混合気のスキッシュを生
成させるためのスキッシュ生成面９′が形成されている
が、この生成面９′は、クランクシャフトの軸受孔21を
加工する際の基準面としても利用される。また、上記第
１ブロック２におけるシリンダボア18の下端部には凹部
18′……18′が形成されているが、この凹部18′……1
8′は、該ブロック２のヘッド部５におけるバルブステ
ム嵌装孔12,13を加工する際に、工具と当該端部との干
渉を避けるために設けられたものである。

次に本発明の特徴である上記第1,第２両ブロック2,4の
結合状態及び位置決め手段を、第２図（第１ブロック２
の単体底面図）及び第３図（第２ブロック４の単体平面
図）に基いて説明する。

先ず、第２図に示す第１ブロック２は、その底部におけ
る各シリンダボア18……18の周壁部24……24が、該ブロ
ック２の下端面25に対し下方に突出して形成されている
と共に、この突出された各周壁部24……24は隣接ボア間
で連結部24′……24′を介して連結されている。また、
上記下端面25には、その両端及び該連結部24′……24′
の両側部に上記ボルト８……８の先端が螺合されるネジ
穴26……26が形成され、更にこれらのネジ穴26……26及
び上記各周壁部24……24を取り囲むようにシール部材装
着用溝27が設けられている。

一方、第３図に示す第２ブロック４は、上壁部28にボル
ト挿通孔29のボス部30を有し且つ該壁部28の上端面31が
平面状に形成されていると共に、各ボア間部に対応する
位置に設けられた上記隔壁19……19の上部は薄肉部32…
…32とされ、且つ該薄肉部32には、上記第１ブロック２
における連結部24′……24′に対応させて凹部33が形成
されている（第１図参照）。そして、この第２ブロック
４の上部には、上記各隔壁19……19及び前後端壁34,35
によって仕切られて上記クランク室22に通じる各穴36…
…36が設けられている。

然して、上記第１ブロック２における各ボア周壁部24…
…24の両外側部には、第１側面37……37が夫々形成され
ており、該ブロック２の下端面における両側縁38……38
とこれらの各第１側面37……37との間が夫々所定幅に設
定されていると共に、第２ブロック４における上端面31
の両内側部には、上記各第１側面37……37に対応させて
第２側面39……39が夫々形成されており、該第２ブロッ
ク４の上端面31における両側縁40……40とこれらの第２
側面39……39との間が夫々所定幅に設定されている。そ
して、上記第２ブロック４の各穴36……36に第１ブロッ
ク２の各ボア周壁部24……24を嵌挿させて、両ブロック
2,4の下端面25及び上端面31を互いに当接させた状態
で、上記ボルト８……８をボルト挿通孔29……29に挿通
させ且つネジ穴26……26に螺合させることにより、上記
両ブロック2,4がボルト締結されるようになっている。
その場合、上記第１ブロック２の各第１側面37……37
と、これらに対応する第２ブロックの各第２側面39……
39とは密接された状態となり、これにより両ブロック2,
4の左右方向つまりエンジン幅方向の位置決めが行われ
る構成とされている。

更に、上記第１ブロック２の下端面25には、ミッション
側端部つまりエンジン後端部（図面上左側端部）のコー
ナー部に第１ピン孔41が開口され、且つ第２ブロック４
の上端面31にも、該第１ピン孔41に対応する位置に第２
ピン孔42が開口されている。そして、この第1,第２ピン
孔41,42に跨ってノックピン43が打ち込まれることによ
り（第１図参照）、上記両ブロック2,4の前後方向つま
りエンジン長手方向の位置決めが行われるようになって
いる。また、上記第1,第２ブロック2,4の後端部にはミ
ッションフランジ44,45が夫々形成されており、この両
フランジ44,45に跨って第１図に鎖線で示すミッション
ケース46が取付けられる構成とされている。

上記の構成によれば、吸、排気ポート10,11等を有する
ヘッド部５と、シリンダボア18を有するシリンダ部６と
が第１ブロック２に一体的に形成されているので、従来
におけるヘッドボルトが廃止されて吸排気系のレイアウ
トの自由度を大きくすることが可能になると共に、燃焼
室９の周辺におけるシール性の向上が図られることにな
る。また、第１ブロック２と第２ブロック４とがシリン
ダ部６とスカート部７との間で丁度分割されているの
で、シリンダボア18の真円度が高精度に維持されると共
に、第1,第２ブロック2,4を分割した場合の上記ヘッド
部５に対する下方からの加工作業が上記ボア18の下端部
に凹部18′……18′を設けたことと相俟って容易化ない
し簡単化されることになる。

尚、第１図に示すクランクシャフト軸受孔21の加工は、
第1,第２両ブロック2,4を同図に示す状態に組み立て、
且つ燃焼室９の周縁部におけるスキッシュ生成面９′か
ら上記軸受孔21のセンタまでの寸法を所定値に設定した
上で行われるので、各気筒毎の圧縮比のバラツキが未然
に防止されることになる。

然して、このエンジン１においては、第1,第２ブロック
2,4の結合が、第１ブロック２の下端面25と第２ブロッ
ク４の上端面31とを密接させ且つ該第１ブロック２の下
端面25に対して下方に突出する各ボア周壁部24,24に形
成された第１側面37……37と、これらに対応するように
第２ブロック４における上壁部28の内側部に形成された
第２側面39……39とを夫々密接させた状態で、ボルト８
……８を用いて締結されることにより行われる構成であ
るため、例えば平面状に形成された両ブロックの端面を
密接させてボルト締結する場合等と比較して、その結合
剛性ないし取付剛性が効果的に高められることになる。
これにより、上記両ブロック2,4の結合部に作用する荷
重或いは熱等に起因して、両ブロック2,4間にガタツキ
やズレ更にはこれに伴う振動等が生じるといった事態が
回避される。また、上記第１ブロック２の各第１側面37
……37と第２ブロック４の各第２側面39……39とを密接
させることにより、両ブロック2,4の左右方向の位置決
めを行うようにしたので、上記結合部にピストンとクラ
ンクシャフトとの連係運動に伴って大きな曲げ応力ない
し剪断力が作用しても、上記各第1,第２両側面37……3
7,39……39の当接により上記曲げ応力に起因する両ブロ
ック2,4の左右方向へのズレが阻止されて、該両ブロッ
ク2,4間の位置決め精度が向上することになる。

更に、上記第1,第２両ブロック2,4の結合部におけるミ
ッション側端部に形成された第1,第２両ピン孔41,42に
跨ってノックピン43を打ち込むことにより、両ブロック
2,4の前後方向の位置決めを行うようにしたので、当該
エンジン１の運転時に両ブロック2,4間に生じる温度差
（第１ブロック２の方が第２ブロック４よりも高温状態
になる）に起因して比較的大きな熱膨張差が生じても、
該両ブロック2,4のミッション側端部においては堅固に
位置決めがなされていることにより、両ブロック2,4に
夫々形成されたミッションフランジ44,45の相対位置に
ズレが生じることはなく、従ってミッションケース46の
両ブロック2,4への結合が常に安定した状態に維持され
ることになる。また、、このように上記ブロック2,4の
前後方向の位置決めが、ミッション側端部においてのみ
行われて、当該端部のみが拘束された状態となっている
ことにより、両ブロック2,4の熱膨張差に起因する変形
や振動等が適度に吸収されるといった効果も得られるこ
とになる。

尚、この実施例においては、当該エンジン１の各潤滑部
に対する潤滑作用を良好に行わせるべく、潤滑装置のオ
イル通路が以下に示すような通路構成とされている。

即ち、第4,5図に示すように上記第１ブロック２（スカ
ート部７）の一側部には、オイルパン３内の潤滑オイル
をオイルポンプＰにより吐出させるオイル吐出通路50が
形成され、また第２ブロック４（シリンダ部６）の当該
側部には、ウォータジャケット51に近接して並設された
オイル冷却用通路52が形成されていると共に（第１図参
照）、上記オイル吐出通路50が第１連通路53を介してオ
イルフィルタ取付部54に設けられたオイル導入口55に通
じ且つオイル冷却用通路52が上記取付部54に設けられた
オイル流出口56に通じていることにより、上記両通路5
0,52がオイルフィルタを介して連通される構成とされて
いる。更に、上記オイル冷却用通路52のオイルフィルタ
側端部は、上記ウォータジャケット51に近接配置された
第２連通路57を介して上記タペット嵌装孔16,17やカム
シャフト軸受孔14,15等に通じるオイルギャラリ58に連
通されていると共に、該冷却用通路52の下流側端部は第
３連通路59を介して第２ブロック４に形成されたメイン
ギャラリ60はに連通され、且つ該メインギャラリ60各分
岐通路61……61を介してクランクシャフトの軸受孔21に
通じている。

そして、このようにオイル通路が構成されていることに
より、オイルポンプＰから第２ブロック４のオイル吐出
通路50に吐出された潤滑オイルは、第１ブロック２のオ
イル冷却用通路52を通過する際にウォータジャケット51
内の冷却水により低温状態とされた後、再び第２ブロッ
ク４内に流入してメインギャラリ60に圧送され、更に該
ギャラリ60から各分岐通路61……61を介してクランクシ
ャフト軸受孔21……21に供給される。これにより、該軸
受孔21……21ないしクランクジャーナル部に対する潤滑
作用及び冷却作用が良好に行われると共に、温度上昇に
伴う潤滑オイルの早期劣化が効果的に抑制される。尚、
上記タペット嵌装孔16,17等に通じるオイルギャラリ58
には、ウォータジャケット51に近接配置された第２連通
路57を介して潤滑オイルが供給されるので、動弁機構に
対する潤滑及び冷却作用も良好に行われることになる。

また、この実施例においては、当該エンジン１に備えら
れる冷却装置の冷却水通路（ウォータジャケット）が以
下に示すような構成とされていることにより、上記エン
ジン１に対する冷却作用が良好に行われるように配慮さ
れている。

即ち、第６図に示すようにこのエンジン１のウォータジ
ャケットは、上記第１ブロック２のシリンダ部６に形成
されてシリンダボア18を取り囲むようにその側部に形成
されたシリンダ部側ジャケット51（第１図参照）と、該
第１ブロック２のヘッド部５に形成されてその上部をア
ッパデッキ70により覆われたヘッド部側ジャケット51′
とで構成され、且つこの両ジャケット51,51′は、燃焼
室上壁9aよりも上方であって吸、排気ポート10,11の各
ポート壁間に設けられたロアデッキ71……71によって仕
切られている。更に、このロアデッキ71……71における
各ボア間部には、上記ジャケット51,51′を連通する連
通孔72……72が形成されていると共に、ウォータポンプ
73の吐出口74は〔第１図参照）、上記両ジャケット51,5
1′のうちシリンダ部側ジャケット51に接続されてい
る。そして、このような冷却水の通路構成としたことに
より、ウォータポンプ73からシリンダ部側ジャケット51
に吐出された冷却水は、低温状態のままロアデッキ71…
…71の直下方に位置する燃焼室上壁9aの周辺部に即座に
達することになって燃焼室９に対する冷却が良好に行わ
れると共に、冷却水流の淀み易い各ボア間部においては
連通孔72……72を介してシリンダ部側ジャケット51から
ヘッド部側ジャケット51′に適９量の冷却水が導かれる
ことになって各ボア間部に円滑な冷却水の流れが生じ
る。これにより、燃焼室９の温度が好適に低下されて当
該エンジン１の耐ノッキング性や耐熱負荷性が改善され
ると共に、各ボア間部に対する冷却性の向上が図られ、
更には各気筒に対する冷却作用のバラツキが防止される
ことになる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、エンジン本体を、ヘッド
部及びシリンダ部を構成するブロックと、スカート部を
構成するブロックとに分割したエンジンのブロック構造
において、上記両ブロックの合せ面に段付部を形成し
て、相対応する段付部を係合させた状態でボルト締結す
るようにしたから、両ブロックの取付剛性が効果的に高
められて両者間に生じるガタツキやズレが可及的抑制さ
れることになる。また、上記合せ面に形成された段付部
の互いに当接する側面で両ブロックの左右方向の位置決
めを行うようにしたから、上記合せ面に作用する曲げ応
力によって両ブロックが左右方向に相対的なズレを生じ
るといった事態が回避され、両ブロックの位置決めが確
実化されることになる。更に、上記両ブロックの前後方
向の位置決め手段を、ミッション側端部にのみ設けるよ
うにしたから、上記両ブロックとミッションケースとの
結合状態の安定化を維持しつつ、両ブロックの前後方向
の熱膨張差に起因する変形や振動等を効果的に吸収ない
し抑制することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明に
係るエンジンの縦断正面図、第２図はヘッド部及びシリ
ンダ部を構成するブロック単体の底面図、第３図はスカ
ート部を構成するブロック単体の平面図、第４図は上記
スカート部を構成するブロックにおけるオイル通路の構
成を示す該ブロックの縦断正面図、第５図は上記両ブロ
ックに跨るオイル通路の構成を示すエンジンの側面図、
第６図は上記ヘッド部及びシリンダ部を構成するブロッ
クにおける冷却水通路の構成を示す該ブロックの縦断正
面図である。 １……エンジン、２……ヘッド部及びシリンダ部を構成
するブロック（第１ブロック）、４……スカート部を構
成するブロック（第２ブロック）、５……ヘッド部、６
……シリンダ部、７……スカート部、８……ボルト、24
……段付部（周壁部）、25,31……合せ面（第１ブロッ
クの下端面、第２ブロックの上端面）、37,39……両ブ
ロックの互いに当接する側面（第１側面、第２側面）、
41,42,43……前後方向の位置決め手段（第１ピン孔、第
２ピン孔、ノックピン）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ヘッド部とシリンダ部とスカート部とから
   なるエンジン本体を、上記ヘッド部及びシリンダ部を構
   成するブロックと、スカート部を構成するブロックとに
   分割し、且つこの２つのブロックをボルト締結するよう
   にしたエンジンのブロック構造であって、上記両ブロッ
   クの前後方向の位置決め手段を該両ブロックにおけるミ
   ッション側の端部に設けると共に、上記両ブロックの合
   せ面の所定位置に段付部を設け、且つこの段付部におけ
   る両ブロックの互いに当接する側面を該両ブロックの左
   右方向の位置決め部としたことを特徴とするエンジンの
   ブロック構造。