JP2003003906A - 自動車用内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両に縦置きにするＦＲ型自動車用と横置き
にするＦＦ型自動車用とで、シリンダブロック２の共用
化を可能とする。 【解決手段】 シリンダブロック２の後端にフランジ部
３が一体に形成されており、オイルパン５のフランジ部
１２とに亘って、トランスミッションもしくはトランス
アクスルが結合される。ＦＲ型自動車の場合は、トラン
スミッションとともに車両に縦置きに搭載され、ＦＦ型
自動車の場合は、トランスアクスルとともに車両に横置
きに搭載される。フランジ部３の下縁の一側部に凹部８
が切欠形成されており、ＦＦ型自動車用の構成では、こ
の位置に、スタータモータ１４が配置される。ＦＦ型自
動車用の構成では、この凹部８を、ドライブシャフトが
通過し、スタータモータ１４は、ドライブシャフトと反
対側もしくは上部に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車用の内燃
機関、特に、そのシリンダブロック構造の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、自動車用内燃機関のシリ
ンダブロックは、アルミニウム合金や鋳鉄を用いて一体
に鋳造されているが、このシリンダブロックの後端に
は、クランクシャフト後端のリングギアの外周側付近に
達するように外側へ張り出したフランジ部が形成されて
おり、ここに、変速機側のハウジングが連結されるよう
になっている。具体的には、例えばＦＲ（フロントエン
ジン・リヤドライブ）型自動車では、内燃機関が車両に
いわゆる縦置き（クランクシャフトが車両前後方向に沿
う姿勢）に搭載されるようになっており、上記フランジ
部に、縦置き用のトランスミッションが連結され、プロ
ペラシャフトを介して後輪を駆動している。これに対
し、ＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）型自
動車では、一般に内燃機関が車両にいわゆる横置き（ク
ランクシャフトが車両幅方向に沿う姿勢）に搭載される
ようになっており、上記フランジ部にトランスアクスル
が連結されている。このトランスアクスルは、駆動輪と
なるドライブシャフトを一体に備えた構成であって、ク
ランクシャフトに接続される入力軸と平行にドライブシ
ャフトが配置されている。なお、この横置き内燃機関用
のトランスアクスルは、広義のトランスミッションに含
まれるとも言えるが、本願明細書では、ドライブシャフ
トを備えた横置き用の変速機を特に「トランスアクス
ル」と呼び、縦置き内燃機関と組み合わされて直列に延
びる変速機を特に「トランスミッション」と呼んで、両
者を区別するものとする。また、四輪駆動（４ＷＤ）型
自動車は、一般に上記のいずれかの形式を基本として、
変形ないしは発展させたものとなっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来から、同一型式の
内燃機関が、ＦＲ型自動車およびＦＦ型自動車の双方に
利用される場合がある。しかしながら、このような場合
に、シリンダブロックの端部にトランスミッションない
しはトランスアクスルが結合されるフランジ部を一体で
備えている内燃機関では、シリンダブロックの基本的な
構造は同一であるものの、上記フランジ部の形状は、縦
置き用内燃機関と横置き用内燃機関とで、異なる形状と
なっていた。

【０００４】図８は、従来の内燃機関におけるそれぞれ
のフランジ部の形状を対比して示したものであり、同図
（Ａ）がトランスミッションに結合される縦置き用つま
りＦＲ型自動車用のフランジ部形状を示し、同図（Ｂ）
がトランスアクスルが結合される横置き用つまりＦＦ型
自動車用のフランジ部形状を示している。

【０００５】（Ａ）に示すように、ＦＲ型自動車用の内
燃機関では、フランジ部の一側部に、スタータモータ５
１との干渉を回避するための凹部５２が形成されてお
り、これよりも下方の部分がアーム部５３として側方へ
延びた形状をなしている。これに対し、ＦＦ型自動車用
のフランジ部は、（Ｂ）に示すように、ドライブシャフ
ト５４との干渉を避ける必要があることから、上記のア
ーム部５３の位置付近が凹部５５となっており、これよ
りも上方の位置に、スタータモータ５１が貫通する円形
の開口部５６が形成されている。なお、いずれの場合
も、スタータモータ５１自体は、図示せぬトランスミッ
ションないしはトランスアクスル側に固定されており、
シリンダブロックの側方に延びている。

【０００６】このような形状の差異は、上述したトラン
スアクスルのドライブシャフト５４との干渉を回避しつ
つ、それぞれの場合で、トランスミッションないしはト
ランスアクスルと結合するボルトが配置される結合点５
７を、可及的に外側に配置しようとしているためであ
る。

【０００７】しかしながら、このように同一型式の内燃
機関で、ＦＲ型自動車のように縦置きにする場合とＦＦ
型自動車のように横置きにする場合とで、仮に、スター
タモータ５１やドライブシャフト５４をそれぞれ個別に
逃げた凹部を共用のフランジ部に設けると、トランスミ
ッションないしはトランスアクスルとの結合剛性が低下
する。かといって上記従来のように縦置きの場合と横置
きの場合とでフランジ部形状が異なるものとすると、シ
リンダブロックの鋳造の段階から別工程となってしま
い、生産管理の煩雑化や、コストの上昇を招く、という
不具合がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る自動車用
内燃機関は、シリンダブロックの一端にフランジ部を一
体に備え、このフランジ部にトランスアクスルが結合さ
れた状態で車両に横置きに搭載される使用態様と、この
フランジ部にトランスミッションが結合された状態で車
両に縦置きに搭載される使用態様と、を有し、それぞれ
の態様で上記フランジ部の外縁形状が同一であることを
特徴としている。

【０００９】より具体的な請求項２に係る発明は、上記
トランスアクスルのドライブシャフトと干渉しないよう
に上記フランジ部の外縁の一部に凹部が切欠形成されて
おり、上記トランスミッションに結合した状態では、上
記凹部によって、トランスミッション側に固定したスタ
ータモータとの干渉が回避されるように構成されている
ことを特徴としている。

【００１０】すなわち、同じ凹部が、横置き用としては
ドライブシャフトとの干渉回避に利用され、縦置き用と
してはスタータモータとの干渉回避に利用される。

【００１１】この請求項２の発明をさらに具体化した請
求項３の発明は、上記トランスアクスルに結合された使
用態様では、該トランスアクスルのフランジ部に端部を
固定したスタータモータが、シリンダブロックと反対側
に延びるように配置されており、上記トランスミッショ
ンに結合された使用態様では、該トランスミッションの
フランジ部に端部を固定したスタータモータが、上記凹
部を通してシリンダブロック側に延びるように配置され
ていることを特徴としている。

【００１２】車両に縦置きに搭載された態様では、トラ
ンスミッションがダッシュパネルの位置よりも後方つま
り車室側へ延びている。そのため、仮に、スタータモー
タが、シリンダブロックと反対側つまりトランスミッシ
ョン側へ延びるように配置されていると、ダッシュパネ
ル付近におけるフロアのトンネル部の断面を大きくする
必要が生じ、それだけ車室内の空間を狭めてしまう。上
記のようにスタータモータがシリンダブロック側に延び
るように配置してあれば、スタータモータがエンジンル
ーム内に位置することになり、車室内の空間を制約しな
い。

【００１３】

【発明の効果】この発明に係る自動車用内燃機関におい
ては、縦置き用と横置き用とで、フランジ部の外縁形状
を同一としたので、シリンダブロックを共用することが
可能となり、生産管理の容易化、コストの低減が可能と
なる。

【００１４】特に請求項２の構成によれば、同じ凹部
が、横置き用の場合のドライブシャフトとの干渉回避
と、縦置き用の場合のスタータモータとの干渉回避とに
利用されるので、トランスミッションないしはトランス
アクスルとの結合点を可及的に外側に配置しつつ、それ
ぞれの十分に実用的なレイアウトが可能となる。

【００１５】さらに請求項３の構成によれば、縦置き搭
載において問題となるスタータモータによる車室内の空
間を狭めることがなく、かつ同時に、横置き用として、
ドライブシャフトとの干渉回避とスタータモータの配置
とを両立させることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１７】図１は、車両に縦置きに搭載されるＦＲ型
自動車用の構成を示している。図示するように、内燃機
関１は、直列４気筒機関であって、例えばアルミニウム
合金もしくは鋳鉄によって一体に鋳造されたシリンダブ
ロック２を主体とし、その後端に一体に形成されたフラ
ンジ部３に、トランスミッション４のハウジングが複数
本のボルト６によって固定されている。具体的には、図
示せぬトルクコンバータが収容されるベルマウス状部分
の開口端に設けられたフランジ部７が、上記フランジ部
３に結合されている。また、上記シリンダブロック２の
下面には、オイルパン５が取り付けられている。

【００１８】図２は、上記フランジ部３の形状を示して
いる。図示するように、このフランジ部３は、その外縁
が、クランクシャフト１１を中心とした略円弧形をなす
ようにシリンダブロック２後端を部分的に外側へ拡大し
た形状をなしている。また、オイルパン５の後端にも、
同様に、円弧形をなすフランジ部１２が形成されてお
り、シリンダブロック２のフランジ部３とオイルパン５
のフランジ部１２とを合わせると、トランスミッション
４側のフランジ部７に対応した略円形を呈するようにな
っている。換言すれば、トランスミッション４側のフラ
ンジ部７は、シリンダブロック２のフランジ部３とオイ
ルパン５のフランジ部１２との双方に亘って固定されて
いる。なお、図２に、トランスミッション４側のフラン
ジ部７の形状を仮想線で示してあるが、その大部分は、
上記フランジ部３，１２の外形線と重なっているため、
図面上は現れていない。

【００１９】シリンダブロック２は、いわゆるディープ
スカート型となっており、フランジ部３もクランクシャ
フト１１中心よりも下方まで延びているが、図示するよ
うに、その下縁の一側部に、約４５°の円弧をなす凹部
８が切欠形成されている。また、これと組み合わされる
ように、オイルパン５のフランジ部１２にも円弧形の凹
部１３が形成されている。これに対し、トランスミッシ
ョン４側のフランジ部７は、これらの凹部８，１３を覆
うように外側へ延びており、ここに、スタータモータ１
４が取り付けられている。具体的には、スタータモータ
１４は、略円筒状のモータ部１４ａにソレノイド部１４
ｂが並んで設けられた形状をなし、かつ一端に、菱形な
いしは小判型の取付フランジ１４ｃを有している。そし
て、この取付フランジ１４ｃが上記フランジ部７に一対
のボルト１５（図１参照）によって固定されている。取
付状態においては、上記取付フランジ１４ｃが凹部８お
よび凹部１３に入り込んだレイアウトとなり、ここから
シリンダブロック２の側面に沿って、上記モータ部１４
ａが延びている。このようにスタータモータ１４がシリ
ンダブロック２側に延びるように配置されていることか
ら、車両搭載状態では、スタータモータ１４がエンジン
ルーム内に位置し、従って、ダッシュパネル近傍のフロ
アトンネル部を拡大する必要がない。シリンダブロック
２のフランジ部３およびオイルパン５のフランジ部１２
には、その全周に亘って、トランスミッション４側のフ
ランジ部７とボルト結合するための複数のボルト孔９，
１６が配置されているが、特に、上記凹部８，１３を挟
んで、それぞれ頂部となる位置にボルト孔９，１６が設
けられており、トランスミッション４側のフランジ部７
との結合面を可及的に外側に確保している。

【００２０】次に、図３は、車両に横置きに搭載される
ＦＦ型自動車用の構成を示している。内燃機関１は、図
１、図２のものと基本的に同一のものであって、特にシ
リンダブロック２は後端のフランジ部３を含め、変わり
がない。但し、シリンダブロック２の下面に取り付けら
れるオイルパン５の構成は、ＦＲ型自動車用とは多少異
なっている。

【００２１】上記シリンダブロック２のフランジ部３に
は、前輪駆動用のドライブシャフト２２を備えたトラン
スアクスル２１のハウジングが複数本のボルト（図示せ
ず）によって固定されている。具体的には、図示せぬト
ルクコンバータが収容されるベルマウス状部分の開口端
に設けられたフランジ部２３が、上記フランジ部３に結
合されている。そして、トランスアクスル２１のハウジ
ングは、上記フランジ部２３から側方（車両後方）へ膨
らんでおり、ここから内燃機関１の気筒列方向と略平行
にドライブシャフト２２が延びている。

【００２２】図４は、上記フランジ部３の形状をオイル
パン５のフランジ部２４とともに示している。図示する
ように、シリンダブロック２のフランジ部３の形状はＦ
Ｒ型自動車用のものと全く変わりがなく、前述したよう
に、その外縁の一部に凹部８が切欠形成されている。そ
して、この凹部８を上記ドライブシャフト２２が通過し
ている。また、オイルパン５の後端のフランジ部２４
は、やはり基本的にシリンダブロック２のフランジ部３
と合わせて略円形を呈するように形成されており、かつ
その一側部に、上記ドライブシャフト２２との干渉を回
避するための凹部２５が形成されている。なお、符号２
６は、このオイルパン５のフランジ部２４に設けられた
ボルト孔を示している。

【００２３】そして、このＦＦ型自動車用の構成では、
スタータモータ１４がトランスアクスル２１のフランジ
部２３の上部に取り付けられている。具体的には、前述
したように菱形ないしは小判型をなす取付フランジ１４
ｃが一対のボルト（図示せず）によってフランジ部２３
に固定されており、特に、前述したＦＲ型自動車の場合
とは逆向きに、つまりフランジ部２３からシリンダブロ
ック２とは反対側へ延びるように配置されている。横置
きに搭載されるＦＦ型自動車の場合には、この位置は、
エンジンルーム内であり、ＦＲ型自動車のようにフロア
トンネル部による制約を受けることがない。なお、上記
スタータモータ１４の具体的な形状は、前述したＦＲ型
自動車用の場合のスタータモータ１４とは若干異なって
いるが、その基本的な構成は特に変わりがない。

【００２４】図５および図６は、ＦＦ型自動車用の構成
におけるスタータモータ１４の異なるレイアウトの例を
示している。この実施例では、トランスアクスル２１の
フランジ部２３の側部、特に、ドライブシャフト２２の
位置と反対側となる箇所が、部分的に外側へ張り出して
おり、この位置に、スタータモータ１４が配置されてい
る。つまり、クランクシャフト１１を挟んで、ドライブ
シャフト２２とスタータモータ１４とが略対称位置に配
置されている。なお、上記スタータモータ１４は、やは
りフランジ部２３からシリンダブロック２とは反対側に
延びるように配置されている。

【００２５】さらに、図７は、横置き型のＦＦ型レイア
ウトを発展させた４ＷＤ型自動車用の構成例を示してい
る。この４ＷＤ型自動車用の構成では、トランスアクス
ル２１の側部に、さらに、後輪へ出力を伝達するトラン
スファ３１が設けられている。図示するように、シリン
ダブロック２のフランジ部３およびオイルパン５のフラ
ンジ部２４の形状は、前述したＦＦ型自動車用の構成と
変わりがなく、凹部８および凹部２５によって、トラン
スファ３１と干渉しないようになっている。ドライブシ
ャフト２２は、このトランスファ３１を貫通して、クラ
ンクシャフト１１と略平行に延びている。また、スター
タモータ１４は、前述したＦＦ型自動車用の構成と同様
に、トランスアクスル２１のフランジ部２３の上部もし
くはドライブシャフト２２と反対側の側部に配置され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＦＲ型自動車用の内燃機関およびトランスミッ
ションの構成を示す斜視図。

【図２】このＦＲ型自動車用の場合のフランジ部の形状
を示す正面図。

【図３】ＦＦ型自動車用の内燃機関およびトランスアク
スルの構成を示す斜視図。

【図４】このＦＦ型自動車用の場合のフランジ部の形状
を示す正面図。

【図５】ＦＦ型自動車用のスタータモータ位置を変更し
た実施例を示す斜視図。

【図６】この実施例のフランジ部の形状を示す正面図。

【図７】４ＷＤ型自動車用のフランジ部の形状を示す正
面図。

【図８】従来のＦＲ型自動車用のフランジ部の形状
（Ａ）とＦＦ型自動車用のフランジ部の形状（Ｂ）とを
対比して示す説明図。

【符号の説明】 １…内燃機関 ２…シリンダブロック ３…フランジ部 ４…トランスミッション ５…オイルパン １４…スタータモータ ２１…トランスアクスル ２２…ドライブシャフト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D039 AA03 AA04 AB01 AC21 AC64 AD25 AD36 AD53 3G024 AA39 AA48 BA18 BA30 DA18 EA05 EA06 EA07 FA14

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックの一端にフランジ部を
   一体に備え、このフランジ部にトランスアクスルが結合
   された状態で車両に横置きに搭載される使用態様と、こ
   のフランジ部にトランスミッションが結合された状態で
   車両に縦置きに搭載される使用態様と、を有し、それぞ
   れの態様で上記フランジ部の外縁形状が同一であること
   を特徴とする自動車用内燃機関。
2. 【請求項２】 上記トランスアクスルのドライブシャフ
   トと干渉しないように上記フランジ部の外縁の一部に凹
   部が切欠形成されており、上記トランスミッションに結
   合した状態では、上記凹部によって、トランスミッショ
   ン側に固定したスタータモータとの干渉が回避されるよ
   うに構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
   自動車用内燃機関。
3. 【請求項３】 上記トランスアクスルに結合された使用
   態様では、該トランスアクスルのフランジ部に端部を固
   定したスタータモータが、シリンダブロックと反対側に
   延びるように配置されており、上記トランスミッション
   に結合された使用態様では、該トランスミッションのフ
   ランジ部に端部を固定したスタータモータが、上記凹部
   を通してシリンダブロック側に延びるように配置されて
   いることを特徴とする請求項２に記載の自動車用内燃機
   関。