(57)【要約】【課題】  シリンダボア内壁の長軸方向の変形に伴うオイル消費量の増大を抑制する。【解決手段】  ウォータージャケット(15)は、シリンダボア内壁(5)の長軸方向の変形(5a)の最大変形点Ｐがピストンストローク中間点Ｍよりも上方に位置するように、シリンダブロック頂面(10a)からウォータージャケット(15)の底面までの深さ(L3)がピストンストロークの約「0.6」倍の位置に設定されている。ヘッドボルト受け入れ孔(13)のネジ部(13b)の最上面Ｔはウォータージャケット(15)の底面よりも上方に位置し、ネジ部(13b)の下端はピストン(1)が下死点に位置したときにピストン(1)の頂面が位置する高さ位置にほぼ等しい。【選択図】  図８
2006046294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドボルトによりシリンダヘッドが締結されるエンジンのシリンダブロックであって、
該シリンダブロックのシリンダボアの回りに設けられ且つ前記ヘッドボルトを受け入れるヘッドボルト受け入れ孔と、
前記シリンダボアの径方向外側に隔壁を介して配置され、冷却水が通過することによりエンジンを冷却するウォータージャケットとを有し、
前記ヘッドボルト受け入れ孔が、前記シリンダブロックの頂面に開口するボルト挿通部と、該ボルト挿通部の下に位置し、前記シリンダヘッドボルトがネジ止めされるネジ部とを有するシリンダブロック構造において、
前記シリンダヘッドボルトの締結力により長軸方向に変形するシリンダボア内壁の変形の最大変形点が該シリンダボア内に嵌装されたピストンのピストンストロークの中間点よりも上方に位置するように、前記ネジ部の最上面が前記ウォータージャケットの底面よりも上方位置に設定され、
前記ウォータージャケットの底面が前記ピストンの下死点よりも上方に位置し且つ前記シリンダヘッドの頂面から前記ウォータージャケットの底面までの深さが、ピストンストロークの略1/2〜2/3の深さに設定されていることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造。
【請求項２】
前記ウォータージャケットの深さがピストンストロークの約0.6倍であることを特徴とする請求項１に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
【請求項３】
前記シリンダブロックが、前記ウォータージャケットの上方を閉塞して前記シリンダブロックの頂面を構成するトップデッキを備えたクローズドデッキタイプのシリンダブロックであり、前記トップデッキが、前記ヘッドボルト受け入れ孔と、これに隣接する前記シリンダボアとの最短距離の部分に設けられたデッキ部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
【請求項４】
前記ヘッドボルト受け入れ孔のネジ部の最上面が、前記ウォータージャケットの上下高さの略中間部の高さ位置に設定され、また、前記ネジ部の下端が、前記ウォータージャケットの底面よりも低い位置であって且つピストン下死点でのピストン頂面近傍の高さ位置に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
【請求項５】
前記ウォータージャケットの下方領域であって、前記ピストンが下死点に位置したときに該ピストンのピストンリングが位置する高さ位置に設けられた、エンジンオイルが通過するためのオイルギャラリを更に有し、
該オイルギャラリと前記シリンダボア内壁との間の隔壁が、前記ウォータージャケットと前記シリンダボア内壁との間の隔壁よりも薄肉であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
【請求項６】
前記オイルギャラリと前記ウォータージャケットの底面との間の隔壁の肉厚が、該ウォータージャケットと前記シリンダボア内壁との間の隔壁の肉厚と略等しいことを特徴とする請求項５に記載のエンジンのシリンダブロック構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダブロック構造に関するものであり、より詳しくは、水冷式エンジンで問題となるシリンダボア内壁の長軸方向の変形に伴うオイル消費量の増大を抑えることのできるシリンダブロック構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の燃料消費量を低減するために、エンジンは軽量化及び高圧縮化の傾向にあり、このためシリンダブロックの薄肉化が行われ、また、シリンダヘッドをシリンダブロックに締結するためのシリンダヘッドボルトの軸力つまり締結力が強化されているが、これに伴う問題として、シリンダボア内壁の変形によるオイル消費量の増大が知られている。
【０００３】
特許文献１は、この問題を解決するための手段として、シリンダボアとウォータージャケットとの間の隔壁の厚みに工夫を施すことを提案している。具体的には、シリンダボアとウォータージャケットとの間の隔壁のうち、シリンダヘッドボルトの下端位置を基準に、これよりも下側の隔壁部分の肉厚を上側の隔壁部分よりも厚くすることで上述したシリンダボア内壁の変形を抑えてオイル消費量の増大を抑えることを提案している。
【０００４】
また、特許文献２は、シリンダボア内壁は、シリンダヘッドボルトの軸力によって、各シリンダを平面視したときに４本のヘッドボルト近傍が内方に突出する四次元的な変形の他に長軸方向の変形量に変曲点が存在するのが一般的であることを指摘し、シリンダボア内壁の変形量の変曲点を考慮したうえで、シリンダボアとウォータージャケットとの間の隔壁を薄肉化することで、シリンダブロック内壁の変形を防止しつつ軽量化することを提案している。具体的には、ウォータージャケットの上下高さの上側部分に対応する隔壁部分を厚肉に設計し、下側部分に対応する隔壁部分を薄肉に設計することを提案している。
【０００５】
また、特許文献３は、ウォータージャケットを横断するボス部を設け、このボス部で、シリンダボアとウォータージャケットとの間の隔壁と、ウォータージャケットの外側壁とを連結することでシリンダボア内壁の変形を抑え、これによりオイル消費量の増大を抑えることを提案している。
【０００６】
ウォータージャケットの設計に関し、従来一般的には、ウォータージャケットの底面を、ほぼピストンストローク下端に一致させた設計を行うことが多い。これに対して、特許文献４は、ウォータージャケットの底面をピストンストローク下端よりも上方に設定した、いわゆる浅底のウォータージャケットを開示している。
【特許文献１】特開平１０−３３９２０６号公報
【特許文献２】特開２００３−８３１５６号公報
【特許文献３】実開平５−６１４３５号公報
【特許文献４】特開２００２−１１５６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
シリンダボア内壁の変形、特に長軸方向の変形によりオイル消費量が増大する原因の一つを図１を参照して説明すると、ピストン１は、周知のように、典型的には３本のピストンリング２〜４を有する。一番上のピストンリング２つまりトップリングと次のセカンドリング３は燃焼室の気密を保持するためのコンプレッションリングである。一番下のピストンリング４はオイルリングであり、このオイルリング４はシリンダボア内壁５に付着している余分なオイルをピストン１の下降行程で下方に掻き落とす機能を有する。ここに、燃焼室に通じ且つトップリング２によって規定されるトップランド空間６は、燃焼室内の圧力と実質的に等しい。トップリング２とセカンドリング３とで規定されるセカンドランド空間７は、燃焼室での燃焼圧を膨張過程でそのまま保持する傾向にある。クランク室に通じ且つオイルリング４によって規定されるサードランド空間８は、クランク室内の圧力と実質的に等しい。
【０００８】
図２を参照して、膨張行程でピストン１が下降する過程では、その途中までは、トップランド空間６の方がセカンドランド空間７よりも相対的に高圧であるが、途中から逆転現象が起こり、セカンドランド空間７の方がトップランド空間６よりも相対的に高圧になる状態が下死点まで続く。
【０００９】
シリンダボア内壁５の長軸方向の変形を図１に仮想線で示し、また参照符号５ａで示してある。シリンダボア内壁５の変形量に応じてピストンリング２〜４は拡縮するが、例えば、トップリング２のシリンダボア内壁５に対する接触圧が弱くなったり、或いはシリンダボア内壁５から離れた場合、セカンドランド空間７の方がトップランド空間６よりも相対的に圧力が高いときには、セカンドランド空間７からトップランド空間６に圧力が逃げてしまい、これがオイル消費量の増大させる一因になってしまう。
【００１０】
本発明の目的は、ヘッドボルトの軸力によるシリンダボア内壁の長軸方向の変形は避けられないとの認識の下で、シリンダボア内壁の変形に伴うオイル消費量の増大を抑制することのできるエンジンのシリンダブロック構造を提供することにある。
【００１１】
本発明の更なる目的は、シリンダボア内壁の長軸方向の変形に伴うオイル消費量の増大を抑制しつつピストンストロークの全域に亘ってシリンダボア内壁の変形を抑えることのできるエンジンのシリンダブロック構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、シリンダボア内壁の長軸方向の変形の最大点（以下、「最大変形点」という）の位置が、シリンダボアに隣接して配置されたウォータージャケットの深さに依存するという事実と、ヘッドボルトがネジ止めされるシリンダブロックのネジ部の上端位置がウォータージャケットの底面の高さ位置よりも上方に位置している場合、ボア最大変形点が、シリンダブロックの頂面からウォータージャケットの底面までの深さの約2/3の位置で発生するという知見に基づいている。更に、本発明は、最大変形点を通過するときのピストン速度が比較的遅ければ、変形したシリンダボア内壁の形状変化にピストンリングの拡径動作が追従することができるとの観点に基づいている。換言すれば、最大変形点を通過するときのピストン速度が速ければ、最大変形点を通過した後にピストンリングが拡径する動作に相対的な遅れが生じ、これによりシリンダボア内壁に対するピストンリングの接触圧が弱くなったりピストンリングがシリンダボア内壁から離れてしまう可能性が大きくなる。
【００１３】
上述の技術的課題は、本発明によれば、
ヘッドボルトによりシリンダヘッドが締結されるエンジンのシリンダブロックであって、
該シリンダブロックのシリンダボアの回りに設けられ且つ前記ヘッドボルトを受け入れるヘッドボルト受け入れ孔と、
前記シリンダボアの径方向外側に隔壁を介して配置され、冷却水が通過することによりエンジンを冷却するウォータージャケットとを有し、
前記ヘッドボルト受け入れ孔が、前記シリンダブロックの頂面に開口するボルト挿通部と、該ボルト挿通部の下に位置し、前記ヘッドボルトがネジ止めされるネジ部とを有するシリンダブロック構造において、
前記シリンダヘッドボルトの締結力により長軸方向に変形するシリンダボア内壁の変形の最大変形点が該シリンダボア内に嵌装されたピストンのピストンストロークの中間点よりも上方に位置するように、前記ネジ部の最上面が前記ウォータージャケットの底面よりも上方位置に設定され、
前記ウォータージャケットの底面が前記ピストンの下死点よりも上方に位置し且つ前記シリンダヘッドの頂面から前記ウォータージャケットの底面までの深さが、ピストンストロークの略1/2〜2/3の深さに設定されていることを特徴とするエンジンのシリンダブロック構造を提供することにより達成される。
【００１４】
ヘッドボルトによるシリンダヘッドの締結により発生するシリンダボア内壁の長軸方向の変形に関し、その最大変形点を、ピストン速度が最大速度に至るピストンストローク中間点の上方に位置するように設定することで、この最大変形点を比較的遅い速度でピストンを通過させることができる。したがって、本発明によれば、膨張行程においてピストンが最大変形点を通過した直後のピストンリングの拡径動作がシリンダボア内壁の傾斜に追従できずに最大変形点からジャンプしてしまい、これによりオイル消費量が増大してしまうのを抑制することができる。仮に、最大変形点を通過した直後のピストンリングの拡径動作が遅れてピストンリングの適正な接触圧を維持できなくなったとしても、膨張行程においてピストンストローク中間点よりも前であれば、燃焼室は高圧であるため、隣接するピストンリング間のランド空間内のガス圧をクランク室の方向に逃がすことができるため、ランド空間のガス圧が燃焼室に逃げてオイル消費量を増大させてしまう事態の発生を抑えることができる。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態では、ウォータージャケットの深さがピストンストロークの約0.6倍であり、この程度の深さの浅底のウォータージャケットであれば、従来のエンジン冷却機構を流用したなかで、ウォータージャケットを浅底にしたことによる冷却水の流速の増大によりエンジンの冷却性能を維持することができると共に上述したオイル消費量の増大を抑制することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態のシリンダブロックは、ウォータージャケットの上方を閉塞してシリンダブロックの頂面を構成するトップデッキを備えたクローズドデッキタイプである。トップデッキは、ヘッドボルト受け入れ孔と、これに隣接するシリンダボアとの最短距離の部分に設けられたデッキ部を有する。これによれば、ヘッドボルトの軸力による影響を受け易いシリンダボア上端部の剛性をデッキ部により局部的に高めることができるため、ヘッドボルトの軸力によるシリンダボア上端部の変形を抑えることができる。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態のシリンダブロックは、ヘッドボルト受け入れ孔のネジ部の最上面が、ウォータージャケットの上下高さの略中間部の高さ位置に設定されている。また、ネジ部の下端が、ウォータージャケットの底面よりも低い位置であって且つピストン下死点でのピストン頂面近傍の高さ位置に設定されている。これによれば、ネジ部の最上面をウォータージャケットの上下高さの略中間部に設定することで、シリンダボアの最大変形点をウォータージャケットの深さの約2/3の位置で発生させることができると共に、ネジ部の下端をピストン下死点でのピストン頂面近傍の高さ位置に設定することで、必要以上にネジ部の長さ寸法を長くすることなく、ヘッドボルトの軸力をシリンダ下部の剛性の高い部分に伝達してシリンダボア内壁の変形を抑制することができることから、シリンダボア内壁の変形をピストンストロークの全領域に亘って抑制することができる。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態では、シリンダブロック内部のオイル通路を構成するオイルギャラリが、ウォータージャケットの下方領域であって、ピストンが下死点に位置したときにピストンのピストンリングが位置する高さ位置に設けられている。そして、このオイルギャラリとシリンダボア内壁との間の隔壁は、ウォータージャケットとシリンダボア内壁との間の隔壁よりも薄肉に設計されている。
【００１９】
この構造によれば、オイルギャラリとシリンダボア内壁との間の隔壁を薄肉構造として当該シリンダボア内壁の下端部の剛性を低下させ、これにより当該部位を拡径方向に変形させることで、ピストン下死点でのピストンリング内のランド圧をクランク室側に逃がすことができるため、オイルが燃焼室側に逃げてオイル消費量が増大するのを抑制することができる。
【００２０】
好ましい実施の形態のウォータージャケットは浅底構造を有することから、ウォータージャケットの下方領域を利用してオイルギャラリとウォータージャケットの底面との間の隔壁の肉厚を、ウォータージャケットとシリンダボア内壁との間の隔壁の肉厚と略等しくなるように設計される。実施例の浅底構造のウォータージャケットはエンジン暖機時にエンジン冷却水の温度を速やかに上昇させる効果を有するが、これに加えて、ウォータージャケットの底面に隣接してオイルギャラリを配設することにより、エンジン冷却水の熱でエンジンオイルを暖機することができるので、オイルの暖機性能も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００２２】
図３は、実施例のシリンダブロック１０の平面図である。シリンダブロック１０は、直列に配置された４つのシリンダＳ１〜Ｓ４を有する。すなわち、シリンダブロック１０は直列４気筒エンジン用であり、更に詳しくは、アルミニウム合金から作られたガソリンエンジン用のシリンダブロックである。
【００２３】
図４は、図３のIV−IV線に沿ったシリンダブロックの縦断面図であり、図５は、Ｖ−Ｖ線に沿ったシリンダブロックの縦断面図である。図４を参照して、シリンダブロック１０の上には、アルミニウム合金製のシリンダヘッド１１が搭載され、シリンダヘッド１１はヘッドボルト１２によってシリンダブロック１０に締結される。
【００２４】
図３に戻って、シリンダブロック１０の頂面１０ａの両側部には、従来と同様に、ヘッドボルト１２を受け入れるためのボルト受け入れ孔１３が各側部毎に５つ、一列に並んで開口し、この配列によりシリンダＳ１〜Ｓ４の各々の回りには、４つのボルト受け入れ孔１３が略等間隔に位置している。図４を参照して、各ボルト受け入れ孔１３は、シリンダブロック１０の頂面１０ａに開口するボルト挿通部１３ａと、その下のネジ部１３ｂとで構成され、このネジ部１３ｂでヘッドボルト１２がネジ止めされる。
【００２５】
シリンダブロック１０には、また、その両側部にウォータージャケット１５が設けられ、ウォータージャケット１５は、その上方を閉塞してシリンダブロック１０の頂面１０ａを構成するトップデッキ１６を備えている（図５）。すなわち、シリンダブロック１０はクローズドデッキタイプである。トップデッキ１６は、特に、シリンダブロック１０の一端部及び他端部に位置するボルト挿通孔１３Ｅで挟まれた３本のボルト挿通孔１３Ｍの各々に関し、各ボルト挿通孔１３Ｍと、これに隣接するシリンダＳ１〜Ｓ４との最短距離の部分に設けられたデッキ部１６ａ（図３）を含む。
【００２６】
このようにボルト挿通孔１３Ｍと、これに隣接するシリンダＳ１〜Ｓ４との最短距離の部分にデッキ部１６ａを設けたことにより、シリンダＳ１〜Ｓ４の上部の剛性を局部的に高めることができ、シリンダヘッドボルト１２によるシリンダヘッド１１の締結によるシリンダボア内壁５の上部の変形を抑えることができる。
【００２７】
図外のラジエータから供給されるエンジン冷却水は、図３で矢印で示すように、シリンダブロック１０の一端からウォータージャケット１５内に圧送され、そして、ウォータージャケット１５内を通過した冷却水は、シリンダブロックの他端からシリンダヘッドのウォータージャケットを介してラジエータに還流される。シリンダブロック１０には、また、ウォータージャケット１５の下方に隣接してオイルギャラリ１７が設けられている（図４）。
【００２８】
実施例のシリンダブロック１０から作られるエンジンは、(1)ボア径Ｘピストンストローク：87.5mmＸ94mmであり、(2)シリンダブロック頂面１０ａからヘッドボルト受け入れ孔１３のネジ部１３ｂの最上面（ヘッドボルト座）Ｔまでの深さＬ１は４３mmであり（Ｌ１＝43mm）、(3)シリンダブロック頂面１０ａからネジ部１３ｂの下端までの深さＬ２は、ピストンストロークとほぼ等しい８８mmであり（Ｌ１＝88mm）、この高さ位置はピストン１が下死点に位置したときにピストン１の頂面が位置する高さ位置にほぼ等しい。
【００２９】
図６は、ウォータージャケット１５の設計に関する第1実施例を示す。この実施例では、シリンダブロック頂面１０ａからウォータージャケット１５の下端までの深さＬ３が６３mm（ピストンストロークの約「2/3」に相当する）に設定されており、ヘッドボルト受け入れ孔１３のネジ部１３ｂの最上面（シリンダヘッドボルト座）Ｔの高さ位置が、ウォータージャケット１５の上下高さの略中間となるように設定されている。図６などに示す符号Ｍは、ピストンストロークの中間点（シリンダブロック頂面１０ａから４７mm）を示す。また、図示の仮想線５ａは、ヘッドボルト１２の軸力によるシリンダボア内壁５の変形の状態を示している。なお、シリンダボア内壁５は従来と同様にシリンダライナによって構成される。同図から、シリンダボア内壁５の最大変形点Ｐが、ピストンストローク中間点Ｍよりも上方に位置していることが分かるであろう。
【００３０】
図７は、ウォータージャケット１５の設計に関する第２実施例を示す。この実施例では、シリンダブロック頂面１０ａからウォータージャケット１５の下端までの深さＬ３が４７mm（ピストンストロークの「1/2」に相当する）に設定されている。図示の仮想線５ａはシリンダボア内壁５の変形の状態を示している。同図から、シリンダボア内壁５の最大変形点Ｐが、第1実施例の場合よりも上方に位置していることが分かるであろう。
【００３１】
図８は、ウォータージャケット１５の設計に関する第３実施例を示す。この実施例では、シリンダブロック頂面１０ａからウォータージャケット１５の底面までの深さＬ３が５５mm（ピストンストロークの約「0.6」倍に相当する）に設定されている。同図から、シリンダボア内壁５の最大変形点Ｐが、第1実施例と第２実施例の間に位置していることが分かるであろう。
【００３２】
図９は、比較のために、ウォータージャケット１５の下端位置を下死点のピストン１の頂面の位置に設定した場合のシリンダボア内壁５の変形５ａの状態を示す。同図からシリンダボア内壁５の最大変形点Ｐが、ピストンストロークの中間点Ｍよりも下方に位置していることが分かるであろう。
【００３３】
ヘッドボルト受け入れ孔１３のネジ部１３ｂの最上面Ｔ（ヘッドボルト座）をウォータージャケット１５の下端位置よりも上方に設定し（特に、ネジ部１３ｂの最上面Ｔの高さ位置を、ウォータージャケット１５の上下高さの略中間となるように設定）、また、ネジ部１３ｂの下端をピストン下死点近傍に設定することで、ヘッドボルト１２の軸力に伴うシリンダボア内壁５の変形５ａをピストンストローク全域に亘って小さくすることができるが、ネジ部１３ｂの最上面Ｔがウォータージャケット１５の底面よりも上方に位置している場合には（Ｌ３＞Ｌ１）、ウォータージャケット深さの約2/3の位置で最大変形点が発生していることから、シリンダボア内壁５の最大変形点Ｐの位置がウォータージャケット１５の深さＬ３に依存していることが図６〜図９から分かる。ちなみに、実施例では、ネジ部１３ｂの最上面Ｔ（ヘッドボルト座）の高さ位置は、ピストンストロークの中間点Ｍの近傍に設定されている。
【００３４】
シリンダＳ１〜Ｓ４内に嵌装されるピストン１は、図外のクランクシャフトを介してエンジン出力軸に動力を伝達することから、ピストン速度はピストンストロークの中間点Ｍで最も高速になる。ウォータージャケット１５を浅底に設定した第１〜第３実施例では、前述したように最大変形点Ｐがピストンストロークの中間点Ｍよりも上方に位置している。したがって、膨張行程においてピストン１８は最大速度に至る前の比較的遅い速度で最大変形点Ｐを通過することになることから、最大変形点Ｐを通過した後のピストンリング２〜４の拡径動作はシリンダボア内壁５の傾斜に追従してシリンダボア内壁５と適正な接触圧を維持しながら下降することができる。
【００３５】
また、仮に最大変形点Ｐを通過した後のピストンリング２〜４の拡径動作がシリンダボア内壁５の傾斜に追従できず、シリンダボア内壁５に対する接触圧が弱くなったとしても、ピストンストロークの中間点Ｍよりも上方位置では、図２を参照して前述したように、トップランド空間６の方がセカンドランド空間７よりも相対的に高圧であり、また、セカンドランド空間７の方がサードランド空間８よりも相対的に高圧であることから、トップランド空間６やセカンドランド空間７の圧力はサードランド空間８に逃げ、これに伴ってエンジンオイルをクランク室に戻すことができる。
【００３６】
叙上のことから、最大変形点Ｐがピストンストロークの中間点Ｍよりも上方に位置するようにウォータージャケット１５の深さＬ３を設定することで、ピストン１は比較的遅い速度で最大変形点Ｐを通過することになり、これにより、膨張行程において最大変形点Ｐを通過した後のピストンリング２〜４の拡径動作の遅れを抑制することができる。したがって、ピストンリング２〜４の拡径動作がシリンダボア内壁５の長軸方向の傾斜に追従し、ピストンリング２〜４のシリンダボア内壁５に対する接触圧を適正に維持することができる。
【００３７】
また、仮に、ピストンリング２〜４の拡径動作に遅れが生じてピストンリング２〜４から圧力が逃げたとしても、その要因となる最大変形点Ｐがピストンストロークの中間点Ｍよりも上方位置に位置していることに由来して、ピストンリング２〜４で規定される空間６〜８の圧力が、トップランド空間６が最も高く、セカンドランド空間７、サードランド空間８の順に低いことから圧力の逃がし方向をクランク室方向に向けることができ、これにより、シリンダボア内壁５の変形５ａに起因してエンジンオイルが燃焼室に侵入する可能性を低減することができる。
【００３８】
叙上のように、ウォータージャケット１５を浅底に設定した場合、ウォータージャケット１５の下方領域に設計上の自由度が出る。シリンダブロック１０は、周知にように、シリンダボアＳ１〜Ｓ４の下方領域にクランク室２０（図５）を備えており、オイルギャラリ１７は、一般的に、ウォータージャケット１５の下方且つクランク室２０の近傍に設置される。
【００３９】
図１０は、浅底のウォータージャケット１５の下方領域を利用して、シリンダブロック１０は、オイルギャラリ１７を下死点位置近傍まで上方に拡大してウォータージャケット１５の下端に接近させる第１拡大部１７ａを有する。この第１拡大部１７ａと、ウォータージャケット１５の底面との間の隔壁２１は、ウォータージャケット１５とシリンダボア内壁５との間の隔壁２２と実質的に等しい肉厚を有するのが好ましい。
【００４０】
このようにオイルギャラリ１７を上方に拡大してウォータージャケット１５の近傍まで接近させた第１拡大部１７ａを設けることにより、エンジン暖機時において、ウォータージャケット１５を通るエンジン冷却水の熱によってオイルギャラリ１７を通過するエンジンオイルの温度を速やかに上昇させることができる。特に、浅底のウォータージャケット１５は、浅底にした分、エンジン冷却水の水量を低減することができるため、暖機時にエンジン冷却水を所定温度まで早期に上昇させる暖機性能を向上させる機能を有しているが、このような浅底のウォータージャケット１５により早期に温度上昇する冷却水の熱を利用することでオイルの暖機性能を向上させることができる。
【００４１】
オイルギャラリ１７は、また、シリンダボア内壁５におけるピストンストローク下死点近傍まで接近させた第２拡大部１７ｂを有する。この第２拡大部１７ｂとシリンダボア内壁５との間の隔壁２３は、好ましくは、ウォータージャケット１５とシリンダボア内壁５との間の隔壁２２よりも肉薄であるのがよい。
【００４２】
このように、シリンダボア内壁５に接近させた第２拡大部１７ｂをオイルギャラリ１７に設けたことにより、シリンダＳ１〜Ｓ４内の熱がエンジンオイルに伝わり易くなり、これによりエンジンオイル暖機性能を更に向上させることができる。
【００４３】
また、第２拡大部１７ｂとシリンダボア内壁５との間の隔壁２３を肉薄にしてあるため、ピストンストローク下死点近傍の剛性が低下し、これによりボア内壁５が径方向外方に向けて変形する。このボア内壁５の変形を図１１の仮想線５ａで示してある。
【００４４】
第２拡大部１７ｂの配置位置の設定に関し、好ましくは、ピストン１が下死点近傍まで下降したときに、図１１に示すように、トップリング２とセカンドリング３とで規定されるセカンドランド空間７の圧力をクランク室に逃がしてオイル消費量を低減できるように第２拡大室１７ｂの配置位置及び隔壁２３の肉厚を設定するのがよい。これにより、トップランド空間６よりも相対的に高圧になるセカンドランド空間７の圧力をクランク室側に逃がすことでセカンドランド空間７のガスがオイルを随伴してトップランド空間６に侵入するのを抑制することができる。
【００４５】
図１２は、オイルジェット２７を示す。このオイルジェット２７は、周知のように、高速回転時にエンジンオイルをピストン１の内壁に向けて噴射させてピストン１を冷却させるための部材である。オイルジェット２７は、オイルギャラリ１７の底壁にドリルで穿設した孔２６に組み付けられ、ボルト２８でシリンダブロック１０に締結される。
【００４６】
エンジンのシリンダＳ１〜Ｓ４は、その内壁面を平滑にするためにホーニング加工が施されるが、オイルギャラリ１７に第２拡大部１７ｂを設けて隔壁２３を薄肉にして剛性を低下させた場合には、ホーニング加工に耐えられなくなることが考えられる。この場合には、オイルギャラリ１７を成型するときに、これを横断する支柱２５を設けるのがよい。支柱２５によって、ホーニング加工の際に隔壁２３を支えることができる。支柱２５は、好ましくは、オイルギャラリ１７の底壁に穿設する孔２６の軸線上に配置される。これにより、ホーニング加工の後、オイルギャラリ１７の底壁にドリルで孔２６を穿設するときに、このドリルを使って支柱２５を切断することができる。
【００４７】
このような加工手順を実施することで、第２拡大部１７ｂを設けて薄肉にした隔壁２３に関し、ホーニング加工時には充分な剛性を持たせることができ、他方、エンジンを組み立てた後には、剛性を低下させた薄肉の隔壁２３によって上述したオイル消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ヘッドボルトの軸力によりシリンダボア内壁の長軸方向の変形に伴うオイル消費量の増大原因の一つを説明するための図である。
【図２】エンジンの動作に対応したピストンリングの各ランド空間の圧力状態を示す図である。
【図３】シリンダブロックの平面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿ったシリンダブロックの縦断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿ったシリンダブロックの縦断面図である。
【図６】第１実施例の浅底ウォータージャケットの場合のシリンダボア内壁の最大変形点の位置を説明するための図である。
【図７】第２実施例の浅底ウォータージャケットの場合のシリンダボア内壁の最大変形点の位置を説明するための図である。
【図８】第３実施例の浅底ウォータージャケットの場合のシリンダボア内壁の最大変形点の位置を説明するための図である。
【図９】比較例として、ウォータージャケットの底面を下死点近傍に設定した場合のシリンダボア内壁の最大変形点を説明するための図である。
【図１０】浅底のウォータージャケットの底面近傍までオイルギャラリを拡大し、また、下死点近傍のシリンダボア内壁とオイルギャラリとの隔壁を薄肉にするようにオイルギャラリをシリンダボア内壁の近傍まで拡大した例を説明するための図である。
【図１１】下死点近傍のシリンダボア内壁とオイルギャラリとの隔壁を薄肉にしたときの作用効果を説明するための図である。
【図１２】下死点近傍のシリンダボア内壁とオイルギャラリとの隔壁を薄肉したときの問題点を解消するための一つの手法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    ピストン
２    トップリング
３    セカンドリング
４    オイルリング
５    シリンダボア内壁
１０    シリンダブロック
１０ａ    シリンダブロックの頂面
１１    シリンダヘッド
１２    ヘッドボルト
１３    ヘッドボルト受け入れ孔
１３ａ    ボルト挿通部
１３ｂ    ネジ部
１５    ウォータージャケット
１６    トップデッキ
１６ａ    デッキ部
１７    オイルギャラリ
１７ａ    ウォータージャケットに隣接したオイルギャラリの第１拡大部
１７ｂ    シリンダボアに隣接したオイルギャラリの第２拡大部
２１    オイルギャラリとウォータージャケットとの間の隔壁
２２    ウォータージャケットとシリンダボアとの間の隔壁
２３    オイルギャラリとシリンダボアとの間の隔壁
Ｌ１    シリンダブロック頂面からネジ部の最上面までの深さ
Ｌ２    シリンダブロック頂面からの下端までの深さ
Ｌ３    シリンダブロック頂面からウォータージャケットの底面までの深さ
Ｔ    ネジ部の最上面
Ｐ    シリンダボア内壁の最大変形点
Ｍ    ピストンストローク中間点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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