(57)【要約】【課題】Ｖ型エンジンにおいて、クランクシャフトの剛性を向上させると共に、ピストンの摺動抵抗を低減させて燃費の向上を図る。【解決手段】Ｖ字状に形成された第１及び第２バンク１８、２０を有するシリンダブロック２２において、低負荷状態で燃焼を休止する休止側シリンダ３２が前記第１バンク１８に設けられ、前記低負荷状態も含めて常に稼動している稼動側シリンダ３４が前記第２バンク２０に設けられている。そして、休止側シリンダ３２の中心軸Ｄ１がクランクシャフト１２の中心Ｂを通るように配置されると共に、稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２が、前記中心Ｂに対して前記クランクシャフト１２の回転方向に所定間隔だけオフセットするように配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｖ字状に形成された一組の第１及び第２バンクを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの内部に回転自在に配設されたクランクシャフトとを備えたＶ型エンジンにおいて、
前記第１バンクに設けられ、運転状況に応じて燃焼が休止される第１気筒と、前記第２バンクに設けられ、前記運転状況に関わらず前記燃焼の行われる第２気筒とを備え、
前記第２気筒の中心軸が、前記クランクシャフトの軸中心に対してシリンダヘッドの装着される前記第２バンクの上端部から該クランクシャフトの回転方向にオフセットして配置されることを特徴とするＶ型エンジン。
【請求項２】
請求項１記載のＶ型エンジンにおいて、
前記第１気筒の中心軸は、前記クランクシャフトの軸線方向から見て該クランクシャフトの軸中心を通るように配置されることを特徴とするＶ型エンジン。
【請求項３】
請求項１又は２記載のＶ型エンジンにおいて、
前記クランクシャフトは、前記シリンダブロックにおいて前記第１バンクと第２バンクとが交わる部位の鉛直下方に配置されることを特徴とするＶ型エンジン。
【請求項４】
請求項１又は２記載のＶ型エンジンにおいて、
前記クランクシャフトの軸中心に対する前記第２気筒のオフセットによって前記第１及び第２バンクのいずれか一方の鉛直方向に沿った高さが相対的に低くなり、前記高さの低い前記第１又は第２バンクの高さを、前記鉛直方向に沿った高さの高い前記第１及び第２バンクのいずれか一方の高さに合わせることを特徴とするＶ型エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に用いられ、Ｖ型に配置された一組のバンクを有するＶ型エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、Ｖ型エンジンは、Ｖ字状に配置された左右バンクを有するシリンダブロックを備え、該左右バンクにおけるシリンダにそれぞれ嵌装されたピストンがコンロッドを介してクランクシャフトのクランクピンに連接されている。そして、クランクシャフトが、シリンダブロックの内部で回転することによってコンロッドを介してピストンがシリンダの内部をストローク変位する。
【０００３】
このようなＶ型エンジンでは、例えば、左右バンクにそれぞれ配置されたシリンダの中心線を、クランクシャフトの中心に対して該クランクシャフトの回転方向に偏心させることにより、ピストンがシリンダに沿ってストローク変位する際の摺動抵抗を低減させている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、別のＶ型エンジンでは、左バンクにおけるシリンダの中心線と、該左バンクにおけるシリンダの中心線との交点を、クランクシャフトの中心に対して上方又は下方に配置させることにより、前記クランクシャフトにおいて隣接したクランクピンのオフセット角度を小さくし、前記クランクシャフトの剛性を高めている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６０−０５３６２５号公報
【特許文献２】特開２０００−２５７４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、Ｖ型エンジンを構成するクランクシャフトの剛性を高め、該クランクシャフトのさらなる軽量化を図ると共に、さらなる燃費の向上を図りたいという要望がある。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に係るＶ型エンジンでは、ピストンが変位する際の摺動抵抗を低減して燃費の向上を図ることが可能であるが、クランクシャフトの剛性を向上させることができない。
【０００８】
一方、特許文献２に係るＶ型エンジンでは、隣接するクランクピンのオフセット角度を小さくし、そのオーバーラップ量を増大させることによって前記クランクシャフトの剛性を向上させることを可能としているが、さらなる燃費の向上を図ることができない。
【０００９】
本発明は、前記の課題を考慮してなされたものであり、Ｖ型エンジンにおいて、クランクシャフトの剛性向上と、ピストンの摺動抵抗を低減してさらなる燃費の向上とを両立させることが可能なＶ型エンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するために、本発明は、Ｖ字状に形成された一組の第１及び第２バンクを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの内部に回転自在に配設されたクランクシャフトとを備えたＶ型エンジンにおいて、
前記第１バンクに設けられ、運転状況に応じて燃焼が休止される第１気筒と、前記第２バンクに設けられ、前記運転状況に関わらず前記燃焼の行われる第２気筒とを備え、
前記第２気筒の中心軸が、前記クランクシャフトの軸中心に対してシリンダヘッドの装着される前記第２バンクの上端部から該クランクシャフトの回転方向にオフセットして配置されることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第１及び第２バンクを有するシリンダブロックにおいて、運転状況において燃焼を休止する第１気筒を前記第１バンクに設けると共に、前記運転状況に関わらず前記燃焼が行われる第２気筒を前記第２バンクに設け、前記第２気筒の中心軸を、前記シリンダブロックの内部に設けられたクランクシャフトの軸中心に対してシリンダヘッドの装着される前記第２バンクの上端部から該クランクシャフトの回転方向にオフセットさせて配置している。
【００１２】
従って、第２気筒の中心軸を軸中心に対してオフセットさせていない場合と比較し、該第２気筒内に設けられたピストンが変位する際に、該ピストンから前記第２気筒の内壁面に対して付与される荷重を小さくすることができる。そのため、ピストンが第２気筒に沿って変位する際の摺動抵抗を軽減することができ、それに伴って、前記ピストンを円滑にストローク変位させることができるため、Ｖ型エンジンの燃費向上を図ることができる。
【００１３】
また、第２気筒の中心軸を軸中心に対してオフセットさせることにより、前記第２気筒を前記軸中心に対してオフセットさせていない場合と比較し、該第２気筒に配置されたピストンの連接されるクランクシャフトのピン部を、第１気筒に配置されたピストンの連接されたピン部に接近させて配置することができる。そのため、クランクシャフトにおいて隣接したピン部同士のオーバーラップ量を増大させることができ、前記ピン部近傍の剛性向上に伴って前記クランクシャフトの剛性を高めることができる。その結果、例えば、クランクシャフトにおけるピン部の細軸化等を図ることが可能となり、前記クランクシャフトの軽量化を図ることができる。すなわち、第２気筒の中心軸をクランクシャフトの軸中心に対してオフセットさせることにより、前記クランクシャフトの剛性向上と燃費の向上とを両立させることができる。
【００１４】
さらに、第２気筒をクランクシャフトの軸中心に対してオフセットさせた場合には、該第２気筒を有する第２バンクと第１バンクとからなるバンク角度が変化することがないため、エンジン運転時に発生する１次慣性偶力の悪化を招くことがなく好適である。
【００１５】
さらにまた、第１気筒の中心軸を、クランクシャフトの軸線方向から見て該クランクシャフトの軸中心を通るように配置することにより、運転状況に応じて燃焼が休止される休止側の第１気筒が前記軸中心に対してオフセットされることがないため、燃焼休止時における燃費の向上を図ることができる。
【００１６】
さらにまた、クランクシャフトを、シリンダブロックにおいて第１バンクと第２バンクとが交わる部位の鉛直下方に配置することにより、前記シリンダブロックを含むＶ型エンジンの高さ寸法を抑制することができるため、該Ｖ型エンジンの小型化を図ることが可能となる。
【００１７】
またさらに、クランクシャフトの軸中心に対する第２気筒のオフセットによって第１及び第２バンクのいずれか一方の鉛直方向に沿った高さが相対的に低くなり、前記高さの低い前記第１又は第２バンクの高さを、前記鉛直方向に沿った高さの高い前記第１及び第２バンクのいずれか一方の高さに合わせるとよい。これにより、シリンダブロックを構成する第１及び第２バンクの鉛直方向に沿った高さを統一することができるため、例えば、Ｖ型エンジンを車両に搭載する際の搭載性や、前記第１及び第２バンクに装着されるシリンダヘッドや、該第１及び第２バンク間に装着される吸気マニホールド等の取付性を良好とすることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００１９】
すなわち、シリンダブロックを構成する第２バンクに設けられ、運転状況に関わらず前記燃焼が行われる第２気筒の中心軸を、クランクシャフトの軸中心に対してシリンダヘッドの装着される前記第２バンクの上端部から該クランクシャフトの回転方向にオフセットして配置することにより、ピストンが第２気筒に沿って変位する際の摺動抵抗が低減され、前記ピストンを円滑にストローク変位させることができるため、Ｖ型エンジンの燃費向上を図ることができる。また、第２気筒に配置されたピストンの連接されるクランクシャフトのピン部を、第１気筒に配置されたピストンの連接されたピン部に接近させ、隣接したピン部同士のオーバーラップ量を増大させることができるため、クランクシャフトの剛性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係るＶ型エンジンについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２１】
図１において、参照符号１０は、本発明の第１実施の形態に係るＶ型エンジンを示す。なお、ここでは、６個のシリンダを有する６気筒のＶ型エンジンについて説明する。
【００２２】
このＶ型エンジン１０は、図１に示されるように、クランクシャフト１２と、該クランクシャフト１２のジャーナル部１４ａ〜１４ｄをそれぞれ回転自在に支持するクランクケース１６と、前記クランクケース１６の上部に取り付けられ、Ｖ字状に形成された一組の第１及び第２バンク１８、２０を有するシリンダブロック２２と、前記クランクシャフト１２のピン部２４ａ〜２４ｆ（図２及び図３参照）にコネクティングロッド２６を介してそれぞれ連接され、前記シリンダブロック２２のシリンダに嵌装される複数のピストン２８と、前記シリンダブロック２２の上部に取り付けられる一組のシリンダヘッド３０ａ、３０ｂとを含む。
【００２３】
また、このＶ型エンジン１０では、低負荷状態において第１及び第２バンク１８、２０におけるいずれか一方のシリンダの燃焼を休止させ、高負荷状態において前記第１及び第２バンク１８、２０における全てのシリンダで燃焼を行うように切り換える気筒休止制御が行われる。なお、第１実施の形態では、第１バンク１８側のシリンダを低負荷時に休止する休止側シリンダ（第１気筒）３２とし、第２バンク２０側のシリンダを常時稼動している稼動側シリンダ（第２気筒）３４として説明する。
【００２４】
クランクシャフト１２は、図２及び図３に示されるように、シリンダブロック２２とクランクケース１６との間に回転自在に支持されるジャーナル部１４ａ〜１４ｄと、該ジャーナル部１４ａ〜１４ｄに対し半径方向にオフセットして設けられた複数（６個）のピン部２４ａ〜２４ｆと、前記ピン部２４ａ〜２４ｆ同士及び該ピン部２４ａ〜２４ｆとジャーナル部１４ａ〜１４ｄとをそれぞれ接続するウェブ３６とからなる。また、Ｖ型エンジン１０のフロント側に配置され、図示しないクランクプーリ等が支持されるフロントシャフト１２ａを有する。
【００２５】
例えば、この６気筒のＶ型エンジン１０に適用されるクランクシャフト１２では、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄが該クランクシャフト１２の軸線方向に沿って所定間隔離間して４箇所設けられ、該ジャーナル部１４ａ、１４ｂの間にピン部２４ａ、２４ｂ、該ジャーナル部１４ｂ、１４ｃの間にピン部２４ｃ、２４ｄ、該ジャーナル部１４ｃ、１４ｄの間にピン部２４ｅ、２４ｆが設けられている（図３参照）。すなわち、ピン部２４ａ〜２４ｆは、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄの間となるように一組ずつが隣接して設けられている。
【００２６】
ジャーナル部１４ａ〜１４ｄは、クランクシャフト１２の中央部に軸線方向に沿って同軸上に配置され、同一の外周径で形成されている。そして、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄがシリンダブロック２２及びクランクケース１６に支持された状態で、前記クランクシャフト１２のフロントシャフト１２ａ側（矢印Ｆ方向）から見て休止側シリンダ３２側から稼動側シリンダ３４側に向かって時計回り（図１中、矢印Ａ方向）に回転する。すなわち、図１は、クランクシャフト１２のフロントシャフト１２ａ側から見たＶ型エンジン１０を示す概略断面図である。
【００２７】
ピン部２４ａ〜２４ｆは、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄを中心として半径外方向に設けられ、所定直径からなる同心円上にそれぞれ配置される。なお、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄの中心は、クランクシャフト１２の中心（軸中心）Ｂとなる。このピン部２４ａ〜２４ｆは、ジャーナル部１４ａ〜１４ｄを中心として互いに所定角度だけ離間して配置される。詳細には、図１に示されるように、第１及び第２バンク１８、２０からなるバンク角度θ１が６０°に設定された６気筒のＶ型エンジン１０では、ピン部２４ａ〜２４ｆは、クランクシャフト１２の中心して互いに６０°毎となるように等間隔に配置されている（図４及び図５参照）。そして、ピン部２４ａ〜２４ｆには、コネクティングロッド２６の一端部となる大径部３８が回転自在に支持され、このコネクティングロッド２６の他端部となる小径部４０には、ピストン２８がピストンピン４２を介して軸支されている。
【００２８】
シリンダブロック２２は、上方に向かってＶ字状に分岐した第１バンク１８及び第２バンク２０を有し、前記第１及び第２バンク１８、２０の内部には軸線方向に沿って貫通した休止側シリンダ３２及び稼動側シリンダ３４がそれぞれ３個ずつ設けられる。この第１バンク１８と第２バンク２０とがなすバンク角度θ１は、例えば、６０°に設定される。すなわち、第１及び第２バンク１８、２０は、シリンダブロック２２の内部に配設されたクランクシャフト１２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃが２等分線となるようにそれぞれ３０°ずつ傾斜して配置される（図１参照）。
【００２９】
休止側シリンダ３２及び稼動側シリンダ３４は、略一定直径からなる軸線方向に沿った円筒状に形成され、前記休止側シリンダ３２は、第１バンク１８側に設けられ、その中心軸Ｄ１がシリンダブロック２２の下方に配設されたクランクシャフト１２の中心Ｂを通るように配設される。すなわち、休止側シリンダ３２は、第１バンク１８の傾斜角度と同等の傾斜角度（３０°）でクランクシャフト１２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜している。
【００３０】
一方、稼動側シリンダ３４は、第２バンク２０側に設けられ、その中心軸Ｄ２がクランクシャフト１２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜すると共に、前記中心Ｂに対して所定間隔Ｅでオフセットするように配置される。すなわち、稼動側シリンダ３４は、第２バンク２０の傾斜角度と同等の傾斜角度（３０°）でクランクシャフト１２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜し、且つ、その中心軸Ｄ２が、クランクシャフト１２の中心Ｂを通ることがない。
【００３１】
換言すれば、稼動側シリンダ３４は、クランクシャフト１２の中心Ｂを通り、第２バンク２０の傾斜角度と同等の傾斜角度（３０°）で傾斜した仮想線Ｄ３に対して第１バンク１８から離間する方向に中心軸Ｄ２が所定間隔Ｅだけ離間して略平行に配置される。所定間隔Ｅとなる中心軸Ｄ２のオフセット量は、例えば、１０〜２０ｍｍに設定される。
【００３２】
さらに換言すれば、この稼動側シリンダ３４は、クランクシャフト１２のフロントシャフト１２ａ側（図２及び図３中、矢印Ｆ方向）から軸線方向に沿って見た場合に、シリンダヘッド３０ｂが配設される第２バンク２０の上端部から該クランクシャフト１２の回転方向（図１中、矢印Ａ方向）にオフセットしている。
【００３３】
すなわち、稼動側シリンダ３４は、該稼動側シリンダ３４に配設されたピストン２８の上死点側となる第２バンク２０の上端部から該クランクシャフト１２の回転方向にオフセットしている。
【００３４】
なお、このシリンダブロック２２を含むＶ型エンジン１０は、低負荷状態で休止する休止側シリンダ３２を有した第１バンク１８が図示しない車両の後方側、常に稼動している稼動側シリンダ３４を有した第２バンク２０が前記車両の前方側となるように搭載される。このようにＶ型エンジン１０を車両に搭載することにより、常に稼動している稼動側シリンダ３４を前記車両の走行時に前方から供給される走行風によって好適に冷却することができると共に、休止側シリンダ３２が、前記車両の後方側となる車室側に配置されるため、前記休止側シリンダ３２の休止状態において騒音低減を図ることができる。
【００３５】
ピストン２８は、稼動側シリンダ３４及び休止側シリンダ３２の内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられ、コネクティングロッド２６を介してクランクシャフト１２のピン部２４ａ〜２４ｆにそれぞれ連接される。そして、クランクシャフト１２の回転作用下に稼動側シリンダ３４及び休止側シリンダ３２の内部に沿ってストローク変位する。
【００３６】
本発明の第１実施の形態に係るＶ型エンジン１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、このＶ型エンジン１０の運転状態におけるピストン２８から稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａに対して付与される応力の関係について図６Ａ及び図６Ｂを参照しながら説明する。
【００３７】
この図６Ａ及び図６Ｂは、Ｖ型エンジン１０における稼動側シリンダ３４、該稼動側シリンダ３４に配設されるピストン２８、コネクティングロッド２６を介して前記ピストン２８を変位させるクランクシャフト１２との関係を示す模式図であり、図６Ａは、稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ４がクランクシャフト１２の中心Ｂを通った従来技術に係るＶ型エンジン５０を示し、図６Ｂは、前記稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２がクランクシャフト１２の中心Ｂに対して該クランクシャフト１２の回転方向にオフセットした本願発明に係るＶ型エンジン１０を示す。
【００３８】
この図６Ａ及び図６Ｂに示されるように、稼動側シリンダ３４に配設されたピストン２８がストローク変位する場合、該ピストン２８には、前記稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２（図６Ｂ参照）、Ｄ４（図６Ａ参照）方向に沿ってクランクシャフト１２側に向かう第１応力Ｇ１と、ピストンピン４２を支点として傾動したコネクティングロッド２６の軸線方向に向かって伝達される第２応力Ｇ２と、前記稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２、Ｄ４と略直交する該稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａに向かって付勢する第３応力Ｇ３（側圧）とが作用している。
【００３９】
この第１応力Ｇ１は、ピストン２８の慣性力と稼動側シリンダ２４内における爆発による筒内圧力とからなり、第２応力Ｇ２は、コネクティングロッド２６を介して伝達されるクランクシャフト１２からの引張力である。この場合、第３応力Ｇ３は、第１応力Ｇ１と第２応力Ｇ２との分力であり、前記第３応力Ｇ３が増大することによって、ピストン２８と稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａとの間に生じる摺動抵抗が大きくなる。反対に、前記第３応力Ｇ３を減少させることによって前記ピストン２８と稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａとの間に生じる摺動抵抗が小さくなる。
【００４０】
図６Ｂに示す本願発明に係るＶ型エンジン１０では、稼動側シリンダ３４をシリンダヘッド３０ｂが配設される第２バンク２０の上端部からクランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）へと所定間隔Ｅだけオフセットさせることにより、ピストン２８に生じる第３応力Ｇ３が、図６Ａに示す従来のＶ型エンジン５０におけるピストン２８に生じる第３応力Ｇ３´と比較し、その大きさが小さくなっていることが諒解される（Ｇ３´＞Ｇ３）。すなわち、稼動側シリンダ３４を、その中心軸Ｄ２がクランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットするように配置することにより、ピストン２８から稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａに向かって付勢する応力Ｇ３を小さくすることができ、前記ピストン２８から内壁面３４ａに対する荷重（側圧）を抑制することができる。そのため、ピストン２８が変位する際の摺動抵抗を低減することが可能となる。
【００４１】
次に、上述した稼動側シリンダ３４をクランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットさせたＶ型エンジン１０において、休止側シリンダ３２を有する第１バンク１８と前記稼動側シリンダ３４を有する第２バンク２０の高さ位置を一致させる場合について説明する。
【００４２】
このシリンダブロック２２では、稼動側シリンダ３４をクランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットさせることにより、該稼動側シリンダ３４を有する第２バンク２０が第１バンク１８から離間する方向にオフセットして設けられている。すなわち、クランクシャフト１２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃを中心とし、第１バンク１８と比較して第２バンク２０の方が該鉛直線Ｃに対する離間距離が大きくなるため、それに伴って、前記第２バンク２０の高さが前記第１バンク１８に対して所定高さＨだけ低くなる（図７Ａ参照）。
【００４３】
詳細には、シリンダヘッド３０ａ、３０ｂ（図１参照）の装着される第１及び第２バンク１８、２０の上面は、互いに離間する方向に傾斜しており、その互いに隣接した角部が最も高さ寸法の大きな頂部４４ａ、４４ｂとなる。そして、第１バンク１８の頂部４４ａに対する第２バンク２０の頂部４４ｂの相対的な高さが所定高さＨだけ低くなる。
【００４４】
このように、Ｖ型エンジン１０を構成するシリンダブロック２２の第１及び第２バンク１８、２０に高さの差（Ｈ）が生じると、前記Ｖ型エンジン１０を車両（図示せず）に搭載する際の搭載性や、前記シリンダブロック２２に装着されるシリンダヘッド３０ａ、３０ｂ、第１及び第２バンク１８、２０間に装着される吸気マニホールド等の取付性が低下してしまう懸念がある。
【００４５】
そのため、図７Ａに示す第１及び第２バンク１８、２０との間に高さ寸法の差（Ｈ）が生じたＶ型エンジン１０を、クランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）とは反対方向（矢印Ｊ方向）に傾動させ、第２バンク２０の頂部４４ｂが、第１バンク１８の頂部４４ａと高さと一致するまで傾動させる。そして、図７Ｂに示すように、第１及び第２バンク１８、２０の頂部４４ａ、４４ｂ同士の高さが一致した状態で、このＶ型エンジン１０を車両に搭載することにより、前記車両に対する搭載性を良好とすることができると共に、前記シリンダブロック２２に装着されるシリンダヘッド３０ａ、３０ｂや吸気マニホールド（図示せず）の装着性を良好とすることができる。なお、上述したように、第２バンク２０の頂部４４ｂが、第１バンク１８の頂部４４ａと高さと一致するまで傾動させた際に、Ｖ型エンジン１０を構成するクランクケース１６の下端が略水平となるように予め形成しておいてもよい。これにより、第１バンク１８と第２バンク２０の高さが一致した状態でＶ型エンジン１０を安定的に載置することができる。
【００４６】
また、上述したように、第１及び第２バンク１８、２０との間に高さ寸法の差（Ｈ）が生じたＶ型エンジン１０を傾動させ、その高さを一致させる方法とは別に、図８に示すように、第１バンク１８と比較して高さ寸法の小さな第２バンク２０を上方に向かって延長させ、前記第１バンク１８と第２バンク２０の高さを一致させるようにしてもよい。なお、図８中における、二点鎖線形状は、高さ寸法を変更する前の第２バンク２０の上部形状を示す。
【００４７】
この場合、稼動側シリンダ３４のオフセット量に応じて第１バンク１８と第２バンク２０との間に生じる高さ寸法の差Ｈを予め算出し、この差に基づいて第２バンク２０の高さを第１バンク１８の高さに対して所定高さＫ１だけ大きく形成しておく。これにより、Ｖ型エンジン１０の全体を傾動変位させることなく、第１バンク１８と第２バンク２０における頂部４４ａ、４４ｂの高さ位置を一致させることができる。
【００４８】
また、第２バンク２０の高さ寸法Ｋ１を増大させることにより、該第２バンク２０に設けられた稼動側シリンダ３４の高さが増大することとなるため、前記稼動側シリンダ３４に沿ってストローク変位するピストン２８による圧縮比が変化してしまうこととなる。そのため、第２バンク２０の高さ寸法Ｋ１を増大させた分だけ、ピストン２８の高さ寸法Ｋ２を前記第２バンク２０の上面側に向かって増大させる。すなわち、稼動側シリンダ３４及びピストン２８をそれぞれシリンダヘッド３０ｂ（図１参照）が装着される第２バンク２０の上面側に向かって同一高さ（Ｋ１、Ｋ２）だけ増大させる。これにより、稼動側シリンダ３４における排気量を変化させることなく、第１バンク１８と第２バンク２０の頂部４４ａ、４４ｂの高さを一致させることができる。
【００４９】
その結果、Ｖ型エンジン１０を車両に搭載する際の搭載性、シリンダブロック２２に装着されるシリンダヘッド３０ａ、３０ｂや吸気マニホールドの取付作業性を共に良好とすることができる。この場合には、Ｖ型エンジン１０を構成するコネクティングロッド２６の形状変更を行う必要がないため、生産性が良好である。
【００５０】
なお、上述した説明では、６０°のバンク角度θ１を有する６気筒のＶ型エンジン１０について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、９０°のバンク角度を有する６気筒のＶ型エンジン１００（図９参照）や、９０°のバンク角度を有する１０気筒のＶ型エンジン１５０（図１０参照）にも適用することができる。
【００５１】
例えば、図９に示されるように、９０°のバンク角度を有する６気筒のＶ型エンジン１００では、クランクシャフト１０２を構成するピン部１０４ａ〜１０４ｆがジャーナル部１０６ａ〜１０６ｄを中心として３０°（オフセット角度）毎でオフセットして隣接し、この隣接した一組のピン部１０４ａ、１０４ｄ、ピン部１０４ｂ、１０４ｅ及びピン部１０４ｃ、１０４ｆがさらに互いにオフセットして１２０°毎に配置されている。
【００５２】
このようなＶ型エンジン１００において、稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２を、クランクシャフト１０２の中心Ｂに対して該クランクシャフト１０２の回転方向（矢印Ａ方向）へとオフセットさせることにより、前記稼動側シリンダ３４をオフセットさせることなく前記中心軸を前記中心Ｂに通した場合のピン部１０４ｄ´、１０４ｅ´、１０４ｆ´（図９中、二点鎖線形状参照）と比較し、前記稼動側シリンダ３４に配設されるピストン２８に連接されたピン部１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆを、休止側シリンダ３２のピストン２８に連接されたピン部１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ側にそれぞれ接近させて配置することができる。
【００５３】
すなわち、ウェブ３６を介して隣接した一組のピン部１０４ａ、１０４ｃ、ピン部１０４ｂ、１０４ｅ及びピン部１０４ｃ、１０４ｆのオフセット角度θ２が、３０°より小さくなり（θ２＜３０°）、互いに隣接する前記ピン部１０４ａ〜１０４ｆ同士のオーバーラップ量を増大させる。そのため、クランクシャフト１０２における前記ピン部１０４ａ〜１０４ｆ近傍の剛性を向上させ、前記クランクシャフト１０２の剛性を高めることができる。
【００５４】
以上のように、第１実施の形態では、運転状態に応じて気筒休止制御が行われるＶ型エンジン１０において、第１及び第２バンク１８、２０を有するシリンダブロック２２では、低負荷状態において燃焼を休止する第１バンク１８の休止側シリンダ３２を、その中心軸Ｄ１がクランクシャフト１２の中心Ｂを通るように配置し、第２バンク２０に設けられ、常時稼動している稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２を、前記クランクシャフト１２の中心Ｂに対してシリンダヘッド３０ｂの配設される第２バンク２０の上端部から該クランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットさせている。
【００５５】
これにより、稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ２をクランクシャフト１２の中心Ｂに対してオフセットさせていない場合と比較し、ピストン２８から前記稼動側シリンダ３４の内壁面３４ａに対して付与される応力Ｇ３を小さくすることができるため、前記ピストン２８が前記稼動側シリンダ２４に沿って変位する際の摺動抵抗を低減することができる。
【００５６】
その結果、Ｖ型エンジン１０の運転中におけるピストン２８のフリクションが低減し、該ピストン２８を円滑にストローク変位させることができるため、燃費の向上を図ることができる。
【００５７】
また、クランクシャフト１２を構成するピン部２４ａ〜２４ｆにおいて、稼動側シリンダ３４に配置されたピストン２８に連接されるピン部２４ｄ、２４ｅ、２４ｆを、稼動側シリンダ３４をオフセットさせていない場合のピン部２４ｄ´、２４ｅ´、２４ｆ´の位置に対してそれぞれ隣接するピン部２４ａ、２４ｂ、２４ｃ側へと接近させて配置することができる（図４参照）。そのため、隣接した前記ピン部２４ａ、２４ｄ、ピン部２４ｂ、２４ｅ、ピン部２４ｃ、２４ｆ同士のオフセット角度θ２を小さくすることができ、それに伴って、前記ピン部２４ａ〜２４ｆのオーバーラップ量を増大させることができる。その結果、ピン部２４ａ〜２４ｆ近傍の剛性が向上し、クランクシャフト１２の剛性を高めることができる。
【００５８】
すなわち、Ｖ型エンジン１０を構成するシリンダブロック２２において、シリンダヘッド３０ｂの配設される第２バンク２０の上端部から稼動側シリンダ３４をクランクシャフト１２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットさせて設けることにより、前記クランクシャフト１２の剛性向上と燃費の向上とを好適に両立させることが可能となる。
【００５９】
このように、隣接したピン部２４ａ、２４ｄ、ピン部２４ｂ、２４ｅ、ピン部２４ｃ、２４ｆの相互のオフセット角度θ２を小さくすることにより、前記クランクシャフト１２の回転作用下に行われるＶ型エンジン１０の燃焼を等間隔爆発に近づけることができ、不均等な爆発間隔の場合に生じる振動及び騒音を抑制することができる。
【００６０】
さらに、クランクシャフト１２の剛性向上に伴って、従来のＶ型エンジン５０（図６Ａ参照）と比較して前記クランクシャフト１２におけるピン部２４ａ〜２４ｆの直径を小さくして細軸化を図ることが可能となる。そのため、クランクシャフト１２の軽量化を図ることができる。
【００６１】
さらにまた、気筒休止制御が行われるＶ型エンジン１０において、燃焼を休止可能な第１バンク１８の休止側シリンダ３２の中心軸Ｄ１をクランクシャフト１２の中心Ｂに対してオフセットさせず、常に燃焼が行われて稼動している第２バンク２０の稼動側シリンダ３４の中心軸Ｄ３のみを前記中心Ｂに対してオフセットさせることにより、前記休止側シリンダ３２における燃焼休止時において燃費の向上を図ることが可能となる。
【００６２】
次に、第２実施の形態に係るＶ型エンジン１５０を図１０に示す。なお、上述した第１実施の形態に係るＶ型エンジン１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６３】
この第２実施の形態に係るＶ型エンジン１５０は、第１及び第２バンク１５２、１５４からなるバンク角度θ１が９０°に設定され、前記第１及び第２バンク１５２、１５４にそれぞれ５個ずつとなる合計１０個のシリンダを有するＶ型エンジンである。
【００６４】
このＶ型エンジン１５０は、図１０に示されるように、シリンダブロック１５６が、上方に向かってＶ字状に分岐した第１バンク１５２及び第２バンク１５４を有し、前記第１バンク１５２の内部には、軸線方向に沿って貫通した休止側シリンダ１５８が５個設けられ、前記第２バンク１５４の内部には、軸線方向に沿って貫通した稼動側シリンダ１６０が５個設けられている。すなわち、このＶ型エンジン１５０では、上述した第１実施の形態に係るＶ型エンジン１０に対して第１バンク１５２と第２バンク１５４とがクランクシャフト１６２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃを中心として反対となるように配置されている。
【００６５】
また、第１バンク１５２と第２バンク１５４とがなすバンク角度θ１が、９０°に設定されている。換言すれば、第１及び第２バンク１５２、１５４は、シリンダブロック１５６の内部に配設されたクランクシャフト１６２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃが２等分線となるようにそれぞれ４５°ずつ傾斜して配置される。
【００６６】
そして、第１バンク１５２側に配設された休止側シリンダ１５８は、その中心軸Ｄ１がシリンダブロック１５６の下方に配設されたクランクシャフト１６２の中心Ｂを通るように配設される。すなわち、休止側シリンダ１５８は、第１バンク１５２の傾斜角度と同等の傾斜角度（４５°）でクランクシャフト１６２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜している。
【００６７】
一方、第２バンク１５４側に配設された稼動側シリンダ１６０は、その中心軸Ｄ２がクランクシャフト１６２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜すると共に、前記中心Ｂに対して所定間隔Ｅでオフセットするように配置される。すなわち、稼動側シリンダ１６０は、第２バンク１５４の傾斜角度と同等の傾斜角度（４５°）でクランクシャフト１６２の中心Ｂを通る鉛直線Ｃに対して傾斜し、且つ、その中心軸Ｄ２が、前記クランクシャフト１６２の中心Ｂを通ることがない。
【００６８】
この稼動側シリンダ１６０は、クランクシャフト１６２の中心Ｂを通り、第２バンク１５４の傾斜角度と同等の傾斜角度（４５°）で傾斜した仮想線Ｄ３に対して第１バンク１５２に接近する方向に中心軸Ｄ２が所定間隔Ｅだけ離間して略平行に配置される。
【００６９】
さらに、稼動側シリンダ１６０は、クランクシャフト１６２のフロントシャフト側から軸線方向に沿って見た場合に、シリンダヘッド３０ｂの配置される第２バンク１５４の上端部から該クランクシャフト１６２の回転方向（図１０中、矢印Ａ方向）にオフセットしている。換言すれば、稼動側シリンダ１６０は、該稼動側シリンダ１６０に配設されたピストン２８の上死点側となる第２バンク１５４の上端部から該クランクシャフト１６２の回転方向（図１０中、矢印Ａ方向）にオフセットしている。
【００７０】
クランクシャフト１６２は、シリンダブロック１６２とクランクケース１６との間に回転自在に支持される６個のジャーナル部１６４ａ〜１６４ｄと、該ジャーナル部１６４ａ〜１６４ｄに対し半径方向にオフセットして設けられた複数（１０個）のピン部１６６ａ〜１６６ｆとを備える。
【００７１】
図１１に示されるように、クランクシャフト１６２を構成する１０個のピン部１６６ａ〜１６６ｊが、６個のジャーナル部１６４ａ〜１６４ｆを中心として１２°（オフセット角度）毎でオフセットして隣接し、この隣接した一組のピン部１６６ａ、１６６ｆ、ピン部１６６ｂ、１６６ｇ、ピン部１６６ｃ、１６６ｈ、ピン部１６６ｄ、１６６ｉ、及びピン部１６６ｅ、１６６ｈがさらに互いにオフセットして７２°毎に配置されている。
【００７２】
以上のように、第２実施の形態に係るＶ型エンジン１５０では、稼動側シリンダ１６０の中心軸Ｄ２を、クランクシャフト１６２の中心Ｂに対してシリンダヘッド３０ｂの配設される第２バンク１５４の上端部から該クランクシャフト１６２の回転方向（矢印Ａ方向）へとオフセットさせることにより、前記稼動側シリンダ１６０をオフセットさせずに前記中心軸が前記中心Ｂに通るように配置した場合のピン部１６６ａ´〜１６６ｅ´（図１１中、二点鎖線形状参照）と比較し、前記稼動側シリンダ１６０に配設されるピストン２８に連接されるピン部１６６ａ〜１６６ｅを、隣接した休止側シリンダ１５８のピストン２８に連接されたピン部１６６ｆ〜１６６ｈ側に接近させて配置することができる。
【００７３】
すなわち、図示しないウェブを介して隣接した一組のピン部１６６ａ、１６６ｆ、ピン部１６６ｂ、１６６ｇ、ピン部１６６ｃ、１６６ｈ、ピン部１６６ｄ、１６６ｉ、及びピン部１６６ｅ、１６６ｈのオフセット角度θ２が、１２°より小さくなり（θ２＜１２°）、隣接した一組のピン部１６６ａ、１６６ｆ、ピン部１６６ｂ、１６６ｇ、ピン部１６６ｃ、１６６ｈ、ピン部１６６ｄ、１６６ｉ、及びピン部１６６ｅ、１６６ｈ同士がより同軸上に近づくようにオーバーラップ量を増大させることができ、ピン部１６６ａ〜１６６ｈ近傍の剛性を向上させ、クランクシャフト１６２の剛性を高めることができる。
【００７４】
また、稼動側シリンダ１６０の中心軸Ｄ２をクランクシャフト１６２の中心Ｂに対してオフセットさせていない場合と比較し、ピストン２８から前記稼動側シリンダ１６０の内壁面１６０ａに対して付与される応力を小さくすることができるため、前記ピストン２８が前記稼動側シリンダ１６０に沿って変位する際の摺動抵抗を低減することができる。その結果、Ｖ型エンジン１５０の運転中におけるピストン２８のフリクションが低減し、該ピストン２８を円滑にストローク変位させることができるため、燃費の向上を図ることができる。
【００７５】
このように、Ｖ型エンジン１５０を構成するシリンダブロック１５６において、稼動側シリンダ１６０をクランクシャフト１６２の回転方向（矢印Ａ方向）にオフセットさせて設けることにより、前記クランクシャフト１６２の剛性向上と燃費の向上とを好適に両立させることが可能となる。
【００７６】
なお、上述したＶ型エンジン１０、１００、１５０とは反対に、例えば、バンク角度θ１が９０°に設定された８気筒のＶ型エンジンのように、シリンダブロック２２においてピストン２８が等間隔爆発している場合には、前記シリンダブロックにおける稼動側シリンダをあえてクランクシャフトの中心に対してオフセットさせる必要がない。換言すれば、稼動側シリンダをクランクシャフトの中心に対してオフセットさせた場合には、振動及び騒音が増大してしまうこととなる。
【００７７】
また、上述した第１及び第２実施の形態に係るＶ型エンジン１０、１５０では、隣接するピン部２４ａ〜２４ｆ、１６６ａ〜１６６ｈがウェブ３６を挟んで設けられるクランクシャフト１２、１６２について説明しているが、これに限定されるものではなく、隣接するピン部同士が直接連結される構造を有するクランクシャフトを用いてもよい。
【００７８】
本発明に係るＶ型エンジンは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第１実施の形態に係るＶ型エンジンの概略断面図である。
【図２】図１に示すＶ型エンジンを構成するクランクシャフトの外観斜視図である。
【図３】図２に示すクランクシャフトの正面図である。
【図４】図２に示すクランクシャフトを構成するジャーナル部とピン部との配置関係を示す模式図である。
【図５】図２のクランクシャフトにおけるウェブに設けられた隣接する一組のピン部を示す側面図である。
【図６】図６Ａ及び図６Ｂは、ピストンが休止側シリンダに沿ってストローク変位する際に生じる応力の関係を示すＶ型エンジンの構成模式図である。
【図７】図７Ａは休止側シリンダをオフセットさせたＶ型エンジンを示し、図７Ｂは、図７ＡのＶ型エンジンを回動させ、シリンダブロックにおける第１及び第２バンクの高さを一致させた状態を示す概略断面図である。
【図８】図１に示すＶ型エンジンのシリンダブロックにおいて、中心軸をオフセットさせたシリンダを有する第２バンクの高さを、第１バンクの高さと一致させるように形状変更した状態を示す概略断面図である。
【図９】バンク角度が９０°に設定された６気筒のＶ型エンジンにおいて、クランクシャフトを構成するジャーナル部とピン部との配置関係を示す模式図である。
【図１０】本発明の第２実施の形態に係る９０°のバンク角度を有する１０気筒のＶ型エンジンを示す概略断面図である。
【図１１】図１０のＶ型エンジンにおいて、クランクシャフトを構成するジャーナル部とピン部との配置関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００８０】
１０、１００、１５０…Ｖ型エンジン
１２、１０２、１６２…クランクシャフト
１４ａ〜１４ｆ、１０６ａ〜１０６ｄ、１６４ａ〜１６４ｆ…ジャーナル部
１６…クランクケース                １８、１５２…第１バンク
２０、１５４…第２バンク            ２２、１５６…シリンダブロック
２４ａ〜２４ｆ、１０４ａ〜１０４ｆ、１６６ａ〜１６６ｊ…ピン部
２６…コネクティングロッド          ２８…ピストン
３０ａ、３０ｂ…シリンダヘッド      ３２、１５８…休止側シリンダ
３４、１６０…稼動側シリンダ        ４４ａ、４４ｂ…頂部
【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】
2008248704.tif 000010
【図９】
2008248704.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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