(57)【要約】【課題】ポンピングロスを低減しつつ、シリンダ部下端を補強可能なシリンダブロックを提供する。【解決手段】ピストンを収容するためのシリンダ部（３）と、クランクケースの上半分をなすスカート部（７）とが一体形成されている内燃機関のシリンダブロック（１）において、スカート部（７）とシリンダ部（３、４）との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体（３１）を設け、この箱体（３１）に、前記シリンダ部（３）の各気筒のクランク室内に臨ませて孔（３２ａ〜３２ｄ）を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンを収容するためのシリンダ部と、クランクケースの上半分をなすスカート部とが一体形成されている内燃機関のシリンダブロックにおいて、
前記スカート部と前記シリンダ部との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体を設け、
この箱体に、前記シリンダ部の各気筒のクランク室内に臨ませて孔を形成することを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
前記シリンダ部には、各シリンダを被覆するウォータジャケットを浅く形成していることを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。
【請求項３】
前記箱体を、この箱体が設けられる位置のシリンダ部及びスカート部と一体で鋳造により形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。
【請求項４】
エンジンマウント用ブラケットを固定するためのボルト孔を形成するボス部の一部を前記箱体で形成することを特徴とする請求項１に記載のシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用等の内燃機関に適用されるシリンダブロックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直列内燃機関用のシリンダブロックおいて、スカート部外側にクランクシャフトの長手方向に沿って延びる管（連通管）を設け、この連通管に各気筒のクランク室内に臨ませて孔を形成し、これによってポンピングロスを低減すると共に、前記連通管を強度部材として機能させて、シリンダブロックの剛性を高めるようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２００１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年のシリンダブロックでは冷却水への熱損失を低減し、シリンダ壁温を均一化するために、シリンダを被覆するウォータジャケットをシリンダ下部に設けていない場合があるが、これがためにシリンダ部下端の剛性が不足するという問題がある。
【０００４】
特に、Ｖ型内燃機関用のシリンダブロックでは、ピストンを収容するための右バンクシリンダ部と、ピストンを収容するための左バンクシリンダ部と、クランクケースの上半分をなすスカート部とが一体形成されており、このバンクシリンダ部下端の剛性不足によってバンクシリンダ部の曲げやねじれが生じ易いという問題がある。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術によれば、連通管は、スカート部の下端部外側にを設けられるので、シリンダ部下端を十分には補強できない。
【０００６】
そこで本発明は、ポンピングロスを低減しつつ、シリンダ部下端を補強可能なシリンダブロック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】
【０００７】
本発明は、ピストンを収容するためのシリンダ部（３）と、クランクケースの上半分をなすスカート部（７）とが一体形成されている内燃機関のシリンダブロック（１）において、前記スカート部（７）と前記シリンダ部（３）との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体（３１）を設け、この箱体（３１）に、前記シリンダ部（３）の各気筒のクランク室内に臨ませて孔（３２ａ〜３２ｄ）を形成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スカート部とシリンダ部との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体を設け、この箱体に、シリンダ部の各気筒のクランク室内に臨ませて孔を形成するので、ポンピングロスを低減しつつ、箱体が、スカート部とシリンダ部との接続部外側で強度部材として機能することとなり、シリンダ部下端の剛性を高め、これにより内燃機関用シリンダブロック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】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１はＶ型内燃機関に用いられるシリンダブロック１を右側上方からみた概略構成図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、図３は図２のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図、図４は図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図である。なお、機関前方を「Ｆｒ」で機関後方を「Ｒｒ」で示している。
【００１１】
シリンダブロック１は、図２に示すようにピストンを収容するための右バンクシリンダ部３と、ピストンを収容するための左バンクシリンダ部４と、クランクケースの上半分をなすスカート部７とが鋳造により一体形成されている。本実施形態はＶ型８気筒機関で示しており、右バンクシリンダ部３には、１番気筒、３番気筒、５番気筒、７番気筒の各シリンダ３ａがシリンダブロック長手方向に沿って、また左バンクシリンダ部４には２番気筒、４番気筒、６番気筒、８番気筒の各シリンダ４ａがブロック長手方向に沿って列設され、これらシリンダ３ａ、４ａには図示しないピストンがそれぞれ摺動往復可能に収容される。
【００１２】
左右のバンクシリンダ部３、４には、各シリンダ３ａ、４ａの周囲にウォータジャケット５、６が形成されている。本実施形態のウォータジャケット５、６は、冷却水への熱損失を低減し、ライナ壁温を均一化するため、浅く形成されている。すなわち、ウォータジャケット５、６はシリンダ３ａ、４ａの軸方向中央より少し下まで形成され、シリンダ３ａ、４ａの軸方向下部にウォータジャケットは設けられていない。これにより、ウォータジャケットに囲われた部位のライナ壁温と、ウォータジャケットに囲われていない部位のライナ壁温とがほぼ同等となる。しかしながら、このようにウォータジャケット５、６を浅く形成したとき、左右のバンクシリンダ部３、４下端の剛性が不足し、各バンクシリンダ部３、４の曲げやねじれが生じ易くなっている。
【００１３】
シリンダブロック１の下部には図示しない５つのメインベアリングキャップとオイルパン（図示せず）とが取り付けられ、これらとスカート部７とにより、クランクシャフト２１を収容するためのクランク室１１が形成される。シリンダブロック１は、その長手方向両端壁、つまり前壁部（図示しない）及び後壁部（図示しない）と、内部の気筒間に位置する隔壁１２とに半割軸受（図示しない）を有し、これら半割軸受はメインベアリングキャップの半割軸受と接続されて、クランクシャフト２１を回転支持するための軸受部１３を図３に示したように形成する。クランクシャフト２１にはコンロッド（図示しない）が接続され、これにより周知の如く１番気筒〜８番気筒の各ピストンは１−８−７−３−６−５−４−２の順に９０°ずつ位相を変えて往復運動を行う。本実施形態では、シリンダブロック１の下部にメインベアリングキャップを取り付ける場合を示しているが、これに限定されるものでなく、メインベアリングキャップに代えてラダーフレームを取り付ける場合でもかまわない。
【００１４】
概ね、左右のバンクシリンダ部３、４は、シリンダ列設方向、あるいはクランクシャフト長手方向、あるいはシリンダブロック長手方向に長い直方体形状とされるのに対し、スカート部７は、円柱体を長手方向に半分に割ったような形状とされている。
【００１５】
クランク室１１内部にあって気筒間に位置する隔壁１２には、図２に示したように、隣接する２つの気筒のクランク室を連通する孔１３が設けられている。この連通孔１３は、ポンピングロスの低減を図るためのものである。すなわち、運転時のピストンの往復運動によって、ピストン背面側つまりクランク室内では容積変化による加圧、減圧が生じる。言い替えると、ピストンが吸入行程または膨脹行程にある気筒のクランク室内は加圧され、排気行程または圧縮行程にある気筒のクランク室内は減圧される。そしてこれにより、各気筒のクランク室内においては気筒間の圧力移動が生じる。この場合に、特にショートスカート型になると、気筒間を連通する箇所はこの隔壁１２と潤滑油の油面との隙間しかなく、かつその隙間が比較的小さいため、これが絞りとなり通路抵抗大となって大きなポンピングロスが発生する。しかも、Ｖ型は直列型と比べてクランク室容積がもともと小さいので、この傾向に拍車かける。そこで隔壁１２に開けた連通孔１３により、気筒間の圧力移動をスムーズとし、ポンピングロスを減少するのである。
【００１６】
しかしながら、このように、隔壁１２に連通孔１３を設けていても、クランクシャフト２１のカウンターウェイト２２によってこの連通孔１３が定期的に塞がれてしまう結果、連通孔１３の効果が低減することが判明している。
【００１７】
そこで本発明では、スカート部７と左右のバンクシリンダ部３、４のバンク外側との接続部外側に、クランクシャフト２１の長手方向に沿って延びる箱体を設け、この箱体に、この箱体のある側のバンクシリンダ部３、４の各気筒のクランク室内に臨ませて孔を形成する。ここで、１つのバンクシリンダ部に着目したとき、隣にもう一つのバンクシリンダ部がある側を「バンク内側」、隣にもう一つのバンクシリンダ部がない側を「バンク外側」という。
【００１８】
具体的に説明する。スカート部７と右バンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側に、シリンダブロック長手方向に沿って延びる箱体３１が設けられる。箱体３１には中空の室３１ａを有する。いま、図５ａに示したように、１番気筒から８番気筒までの各気筒のクランク室に１１ａ〜１１ｄの番号を振ると、左右のバンクシリンダ部３、４の各気筒のクランク室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ内に臨ませて孔（連通孔）３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを形成する。すなわち、１番・２番気筒、３番・４番気筒、５番・６番気筒、７番・８番気筒の各クランク室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄは、図３にも示すように、連通孔３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄにより箱体３１内の中空室３１ａとそれぞれ連通している。なお、４つの連通孔３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、左右のバンクシリンダ部３、４の各気筒のクランク室の中心位置に気筒間隔に合わせて等ピッチで設けられることになる。ここで、上記の図５ａは、右バンクシリンダ部のバンク外側に構成される箱体３１内の中空室３１ａと、左右のバンクシリンダ部３、４の各気筒のクランク室との関係をモデル的に示したものである。図５ａはあくまでモデルであり、各気筒のクランク室１１ａ〜１１ｄは必ずしも同じ容積でない。
【００１９】
この箱体３１は、箱体３１が設けられる位置のバンクシリンダ部３及びスカート部７と一体で鋳造により形成される。図１において、箱体３１のうち機関後方に設けられている孔３３は、箱体３１内部の中空室３１ａを形成する中子を抜くための孔である。従って、箱体３１を鋳造により一体形成した後には、この孔３３にめくら栓をして塞ぐこととなる。本実施形態では連通孔３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは図３に示したように円形状とされているが、これに代わって矩形状としたり、各気筒毎に複数とすることも可能である。
【００２０】
さらに、図１に示したように、右側エンジンマウント用ブラケット（図示しない）を固定するためのボルト孔３５を形成する円柱状ボス部３４が、箱体３１と一部重複させて４箇所に形成されている。従って、長方形のフランジ部を有する右側エンジンマウント用ブラケットは、この４箇所のボルト孔３５にボルトをねじ込むことにより固定される。なお、図１において下方にある５つの孔３７はベアリングキャップ固定用ボルトのボルト孔である。
【００２１】
次に、本実施形態の作用効果を、図５ａ、図５ｂ、図６を参照して説明すると、図６はＶ型８気筒機関の各行程を示した表図である。
【００２２】
図６に示したように１番気筒、６番気筒のピストンが圧縮行程または排気行程にあって上方に移動し、７番気筒、４番気筒のピストンが吸入行程または膨脹行程にあって下方に移動するとき、１番気筒、６番気筒のピストンの背面側では減圧が、７番気筒、４番気筒のピストンの背面側では加圧が生じる。このとき、７番気筒、４番気筒のピストンにより加圧されたガスは、図５ａに示したようにそれぞれ７番気筒、４番気筒の気筒のクランク室１１から連通孔３２ｄ、３２ｂを介して箱体内の中空室３１ａに流れ込み、その箱体内の中空室３１ａを通じて、１番気筒、６番気筒のピストンにより減圧されている１番気筒、６番気筒気筒のクランク室１１ａ、１１ｃに、連通孔３２ａ、３２ｃを介して流れ出す。ここで、図５ａにおいてガスの流れを矢印で表している。なお、このガスの移動は、１番気筒、６番気筒のピストンによる減圧によってもなされ、気筒間に位置する隔壁１２と潤滑油油面との隙間を通じても行われる。そしてこれらピストンの組が逆の動きをすれば、ガスの流れ即ち圧力の移動方向も逆となる。
【００２３】
同様にして、図６に示したように８番気筒、５番気筒のピストンが圧縮行程または排気行程にあって上方に移動し、３番気筒、２番気筒のピストンが吸入行程または膨脹行程にあって下方に移動するとき、８番気筒、５番気筒のピストンの背面側では減圧が、３番気筒、２番気筒のピストンの背面側では加圧が生じる。このとき、３番気筒、２番気筒のピストンにより加圧されたガスは、図５ｂに示したようにそれぞれ３番気筒、２番気筒の気筒のクランク室１１ａ、１１ｂから連通孔３２ｂ、３２ａを介して箱体内の中空室３１ａに流れ込み、その箱体内の中空室３１ａを通じて、８番気筒、５番気筒のピストンにより減圧されている５番気筒、８番気筒のクランク室１１ｃ、１１ｄに、連通孔３２ｃ、３２ｄを介して流れ出す。ここで、図５ｂにおいてもガスの流れを矢印で表している。なお、このガスの移動は、８番気筒、５番気筒のピストンによる減圧によってもなされ、気筒間に位置する隔壁１２と潤滑油油面との隙間を通じても行われる。そしてこれらピストンの組が逆の動きをすれば、ガスの流れ即ち圧力の移動方向も逆となる。
【００２４】
このように、左右のバンクシリンダ部３、４の各気筒のクランク室１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄと箱体３１内の中空室３１ａとを連通孔３２ａ〜３２ｄでそれぞれ連通したので、左右のバンクシリンダ部３、４の各気筒クランク室間の通路面積が拡大し、これによりガスまたは圧力の移動がスムーズとなりポンピングロスを大幅に減少することができる。
【００２５】
また、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体３１を形成している壁が、スカート部７とバンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側で補強リブ（強度部材）として機能することとなり、シリンダブロック１の曲げ剛性が向上するほか、特にバンクシリンダ部３下端の剛性不足によりバンクシリンダ部３が曲がったりねじれたりする変形を十分に抑制することができる。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、ピストンを収容するための左右のバンクシリンダ部３、４と、クランクケースの上半分をなすスカート部７とが一体形成されているＶ型内燃機関のシリンダブロック１において、スカート部７とバンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体３１を設け、この箱体３１に、この箱体３１のある側のバンクシリンダ部３の各気筒のクランク室内に臨ませて連通孔（孔）３２ａ〜３２ｄを形成するので、ポンピングロスを低減しつつ、箱体３１を形成している壁が、スカート部７とバンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側で補強リブとして機能することとなり、特にバンクシリンダ部３下端の剛性不足によりバンクシリンダ部３が曲がったりねじれたりする変形を抑制することができ、これによりＶ型内燃機関用シリンダブロック１の剛性を高めることができる。
【００２７】
バンクシリンダ部３に各シリンダを被覆するウォータジャケット５をシリンダ軸方向中央より少し下まで形成している（浅く形成している）場合には、バンクシリンダ部３に各シリンダを被覆するウォータジャケット５をシリンダ軸方向下端まで形成している（深く形成している）場合よりもバンクシリンダ部３下端の剛性が不足しがちとなるのであるが、本実施形態によれば、スカート部７とバンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体３１を設け、この箱体３１に、バンクシリンダ部３の各気筒のクランク室内に臨ませて連通孔（孔）３２ａ〜３２ｄを形成しているので、バンクシリンダ部３に各シリンダを被覆するウォータジャケットを浅く形成している場合においても、バンクシリンダ部３下端の剛性不足によりバンクシリンダ部３が曲がったりねじれたりする変形を抑制することができる。
【００２８】
従来装置では、鉄製等の管材により連通管を形成し、この連通管をスカート部開放側端部である下端部の近傍に鋳造と同時に埋設することとしているのに対して、本実施形態によれば、箱体３１を、バンクシリンダ部３及びスカート部７と一体で鋳造により形成するので、他の部品を用いる必要がなく、コストアップを防ぐことができる。
【００２９】
本実施形態によれば、エンジンマウント用ブラケットを固定するためのボルト孔３５を形成するボス部３４の一部を箱体３１で形成しているので、箱体３１を形成している壁がボス部３４の補強リブとしての役目を果たし、これによりボス部３４の強度を向上できる。
【００３０】
実施形態では、スカート部７と、バンクシリンダ部３のバンク外側との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体３１を設ける場合で説明したが、スカート部７と、２つのバンクシリンダ部３、４の両方のバンク外側との接続部外側に、クランクシャフトの長手方向に沿って延びる箱体を設けてもかまわない。
【００３１】
また、実施形態では、Ｖ型内燃機関で説明したが、直列内燃機関用や水平対向機関用のシリンダブロックに適用してもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】Ｖ型内燃機関に用いられるシリンダブロックを右側上方からみた概略構成図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った概略断面図。
【図３】図２のＢ−Ｂ線に沿った概略断面図。
【図４】図２のＣ−Ｃ線に沿った概略断面図。
【図５ａ】箱体と、この箱体のある側のバンクシリンダ部の各気筒のクランク室との関係を示したモデル図。
【図５ｂ】箱体と、この箱体のある側のバンクシリンダ部の各気筒のクランク室との関係を示したモデル図。
【図６】Ｖ型８気筒機関の行程を示した表図。
【符号の説明】
【００３３】
１  シリンダブロック
３  右バンクシリンダ部
４  左バンクシリンダ部
７  スカート部
１１  クランク室
３１  箱体
３１ａ  中空室
３２ａ〜３２ｄ  連通孔（孔）
【図５ａ】
2008286161.tif 000003
【図５ｂ】
2008286161.tif 000004
【図６】
2008286161.tif 000005
【図１】
2008286161.tif 000006
【図２】
2008286161.tif 000007
【図３】
2008286161.tif 000008
【図４】
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