JP2004092616A

JP2004092616A - Ｖ型内燃機関

Info

Publication number: JP2004092616A
Application number: JP2002258667A
Authority: JP
Inventors: Toyoki Iguchi; 井口　豊樹
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-09-04
Filing date: 2002-09-04
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-09-04
Also published as: JP4265178B2

Abstract

【課題】Ｖ型内燃機関の車両への搭載性を向上させる。
【解決手段】クランクシャフト４中心に対して、左右両バンクのうち少なくともどちらか一方のバンクのシリンダボアの中心が、所定量オフセットしている。これによって、左右両バンクの高さが互いに異なることを利用し、車体形状を効率良く利用して、Ｖ型内燃機関の車両に対する搭載性を向上させることができる。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｖ型内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
直列型内燃機関において、クランクシャフト中心をシリンダボアの中心線上からオフセットさせたもの（オフセットクランク機構）が従来から知られている。（特許文献１を参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２３６８３２号公報（第１〜第４頁、第１図及び第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、本発明者は、Ｖ型内燃機関にオフセットクランク機構を適用することで、Ｖ型内燃機関の車両への搭載性向上が図られることを見い出した。しかし、従来のオフセットクランク機構は、直列型内燃機関に適用されたものであって、Ｖ型内燃機関にオフセットクランク機構を適用する試みは為されていなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｖ型内燃機関において、クランクシャフト中心に対して、左右両バンクのうち少なくともどちらか一方のバンクのシリンダボアの中心が、クランクシャフト回転方向とは逆方向に所定量オフセットしていることを特徴としている。
【０００６】
【発明の効果】
本発明によれば、クランクシャフト中心に対して、左右両バンクのうち少なくともどちらか一方のバンクのシリンダボアの中心が、クランクシャフト回転方向とは逆方向に所定量オフセットしていることによって、左右両バンクの高さが互いに異なる高さにすることができるようになり、車両のフードラインが傾斜している場合等に、この左右両バンクの高さが互いに異なることを利用することで、車体形状を効率良く利用して、Ｖ型内燃機関の車両に対する搭載性を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例図面に基づいて詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係るＶ型内燃機関の一実施例を示している。図示するように、このＶ型内燃機関は、例えば９０°のバンク角を有するシリンダブロック１と、このシリンダブロック１の下部に固定されたオイルパン２と、シリンダブロック１の上部に固定された左右バンクの一対のシリンダヘッド９，９と、から大略構成されている。
【０００９】
シリンダブロック１とオイルパン２とによって画成されたクランクケース３内には、クランクシャフト４が配設されている。このクランクシャフト４は、図１における反時計方向に回転するものである。
【００１０】
シリンダブロック１は、クランクシャフト４中心、すなわちクランク主軸中心４ａに対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心線Ｐ１，Ｐ２が、クランクシャフト４の回転方向とは逆方向にそれぞれ所定量オフセットするよう形成されている。
【００１１】
詳述すれば、シリンダボア中心線Ｐ１は、クランク主軸中心４ａを通りシリンダボア中心線Ｐ１に平行な直線Ｒ１に対して、クランクシャフト４の回転方向とは逆方向に所定量オフセットしている。そして、シリンダボア中心線Ｐ２は、クランク主軸中心４ａを通りシリンダボア中心線Ｐ２に平行な直線Ｒ２に対して、クランクシャフト４の回転方向とは逆方向に所定量オフセットしている。そして、クランクシャフト４中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心線Ｐ１，Ｐ２をクランクシャフト４の回転方向と逆方向にオフセットさせることによって、左右両バンクの高さが異なるものとなって、左右両バンク間に段差ｈが生じると共に、クランクケース３内におけるクランクシャフト４の位置が図１における左側に相対的に移動することになり、クランクケース３の幅を略一定に保ちつつ、クランクケース３内のクランクシャフト４右脇の空間がシリンダブロック１の幅方向に拡張されている。
【００１２】
そして、この拡張されたクランクシャフト４右脇の空間に、オイルポンプ５が配設されている。すなわち、オイルポンプ５は、クランク主軸中心４ａからオフセットさせた状態でクランクケース３内に配設されている。
【００１３】
クランクケース３の下部を構成するオイルパン２には、オイルが貯留される深底部６と、深底部６に比べて浅底の浅底部７とが形成されている。深底部６は、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間の下方に位置している。つまり、オイルパン２は、オイルパン２内のオイルが主として深底部６に貯留され、かつ深底部６をクランクシャフト４からオフセットさせることによりクランク軌跡Ｑがオイルパン２内のオイル液面と干渉しないよう形成されている。
【００１４】
また、浅底部７の底面は、深底部６に向かって徐々に深底となるよう傾斜するように形成されている。
【００１５】
そして、深底部６に貯留されるクランクケース３内のオイルは、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間側に配設されたオイルストレーナ８を介してオイルポンプ５に汲み上げられている。
【００１６】
オイルストレーナ８は、深底部６内に配設されたヘッド部８ａと、ヘッド部８ａで吸入濾過されたオイルをオイルポンプ５に導入する導入通路部８ｂとから大略構成されている。
【００１７】
上記構成のＶ型内燃機関においては、クランクシャフト４中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心線Ｐ１，Ｐ２をクランクシャフト４の回転方向と逆方向にオフセットさせることによって、左右両バンクの高さが互いに異なるため、車両のエンジンルームを覆うフードのライン（フードライン）が傾斜している場合に、この傾斜したフードラインを効率良く利用して車両に搭載することができる。すなわち、左右両バンク間の段差ｈを利用することで、車体のレイアウトに応じてＶ型内燃機関を車両に搭載することができる。
【００１８】
また、クランクシャフト４中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心線Ｐ１，Ｐ２をクランクシャフト４の回転方向と逆方向にオフセットさせることによって、シリンダブロック１の重量を増加させることなく拡張されたクランクシャフト４右脇の空間を確保することができる。
【００１９】
そして、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間下方にオイルパン２の深底部６が位置し、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間側にオイルストレーナ８が配設されているので、オイルパン２の深底部６のみにオイルを貯留させることが可能となり、クランクシャフト４によるオイル液面たたきを防止することができると共に、オイルパン２の深底部６を比較的浅くすることができる。つまり、総じてＶ型内燃機関の全高を小さくすることができる。
【００２０】
また、オイルパン２の深底部６を比較的浅くできることによって、循環するオイル量の低減を図ることができる。
【００２１】
さらに、オイルパン２の深底部６とオイルポンプ５が拡張されたクランクシャフト４右脇に空間側に位置しているので、オイルポンプ５に対してオイルストレーナ８のヘッド部８ａを近接させることができ、オイルストレーナ８の導入通路部８ｂの短くすることができ、総じてオイルストレーナ８の構造を簡略することができる。
【００２２】
そして、クランクシャフト４とオイルパン２の深底部６とオフセットしているので、従来必要であったバッフルプレートを廃止することができる。
【００２３】
特に、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間下方にオイルパン２の深底部６が位置し、この深底部６にオイルを貯留する構造となっているため、図２及び図３に示すように、車両フードラインに合わせて、上記構成のＶ型内燃機関を傾けて車両に搭載することができる。つまり、上記構成のＶ型内燃機関は、車両に傾けて搭載しても、深底部６から浅底部７にオイルが流入することがないので、クランクシャフト４によるオイルたたきを確実に防止することができる。
【００２４】
そして、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間にオイルポンプ５を配設することが可能となるため、補機レイアウトの自由度が大きくなり、総じて上記構成のＶ型内燃機関の車両への搭載性を向上させることができる。
【００２５】
また、上記構成のＶ型内燃機関は、左右両バンク間の段差ｈが無くなるように、車両に傾けて搭載することもできる。
【００２６】
図２は、ＦＲ車両に、上記構成のＶ型内燃機関を、クランクシャフト４が車両前後方向に沿うよう縦置きにし、さらにクランクシャフト４回転方向に傾けて搭載した状態を示している。この図２に示すように上記構成のＶ型内燃機関を車両に搭載すれば、図２における右側のバンクが図２における左側のバンクよりも相対的に上方に持ち上がることになり、深底部６の最低地上高、すなわち深底部６の車両接地面からの距離を確保できる。
【００２７】
図３は、ＦＦ車両に、上記構成のＶ型内燃機関を、クランクシャフト４が車両左右方向に沿うよう横置きにし、さらにクランクシャフト４回転方向とは逆方向に傾けて搭載した状態を示している。この図３に示すように上記構成のＶ型内燃機関を車両に搭載すれば、車両フードラインをより傾斜させることができ、車体のデザイン性の自由度を確保できる。
【００２８】
また、ＦＦ車両に対して上記構成のＶ型内燃機関を横置き搭載する場合、図３に示すように、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間がクランクシャフト４よりも車両前方側に位置するよう搭載すれば、レイアウト性が向上する。換言すれば、車両フードラインが傾斜したエンジンルーム内に上記構成のＶ型内燃機関を搭載する場合には、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間が車両フードラインの傾いている側（図３における右側）、すなわちヘッドの高さの低い側のバンク（図３における右側のバンク）が車両フードラインの傾いている側となるよう横置き搭載すればレイアウト性がよい。
【００２９】
ここで、上記構成のＶ型内燃機関におけるオイルポンプ５の駆動方法としては、図４に示すようにクランクシャフト４で回転駆動させる方法と、図５に示すようにクランクシャフト４の回転数にその回転数が依存しない電動モータもしくは油圧モータ等の外部駆動源１０（オイルポンプ駆動手段）で回転駆動させる方法がある。
【００３０】
外部駆動源１０でオイルポンプ５を回転駆動する場合（図５を参照）には、常にオイルポンプ５の回転数を最適回転数に設定することができ、オイル循環量の最適化によるＶ型内燃機関の各摩擦部位の低フリクション化を図れる利点がある。
【００３１】
また、クランクシャフト４でオイルポンプ５を回転駆動する場合（図４を参照）においても、オイルポンプ５がクランクシャフト４の軸心上にないので、クランクシャフト４とオイルポンプ５との間の動力伝達経路内にクラッチ等を配置することでオイルポンプ５をクランクシャフト４の回転数と同期させず駆動可能である。
【００３２】
次に、本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例は、上述した第１実施例のＶ型内燃機関において、図６及び図７に示すように、シリンダヘッド側からの戻りオイルを受け、かつ拡張されたクランクシャフト４右脇の空間側へ戻りオイルを案内するオイル戻し手段としてのオイル戻しプレート２０がクランクシャフト４上方に配設されている。
【００３３】
詳述すれば、このオイル戻しプレート２０は、気筒長手方向に沿って細長い略板状を呈し、各気筒のコンロッド（図示せず）と干渉しないように気筒数に対応した数の切欠部２１，…，２１が形成され、かつ拡張されたクランクシャフト４右脇の空間側、すなわち図７おける右側に傾いた状態で配設されている。
【００３４】
このような第２実施例においては、シリンダヘッド側からの戻りオイルがオイル戻しプレート２０によって、拡張されたクランクシャフト４右脇の空間側へ案内されるので、クランクシャフト４にシリンダヘッド側からの戻りオイルが直接当たってしまうことを回避でき、クランクシャフト４によるシリンダヘッド側からの戻りオイルのオイルたたきを防止することができ、クランクシャフト４が回転する際のフリクションを一層低減することができる。
【００３５】
また、クランクシャフト４によるシリンダヘッド側からの戻りオイルのオイルたたきが防止されることにより、クランクケース３内のオイルミストが減少することになる。つまり、循環するオイル量をより減少させることができるため、オイルパン２の深底部６の深さをより浅くすることができ、総じてＶ型内燃機関の全高をより小さくすることができる。
【００３６】
尚、上記各実施例においては、クランクシャフト４中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心Ｐ１，Ｐ２をクランクシャフト４の回転方向と逆方向にオフセットさせるているが、右バンクの気筒のシリンダボア中心Ｐ２のみをクランクシャフト４の回転方向と逆方向にオフセットさせてもよい。
【００３７】
また、クランクシャフト中心に対して片バンクの気筒のシリンダボア中心のみをオフセットさせた場合には、気筒休止を行う場合に有利となる。すなわち、気筒休止は、通常、機関が低負荷の時に行われるものであり、このとき、クランクシャフト中心に対してシリンダボア中心をオフセットさせた気筒で気筒休止を行うとシリンダに対するピストンのフリクションが増加してしまうからである。
【００３８】
また、上記各実施例におけるＶ型内燃機関は、車両に対して縦置き搭載することも可能である。
【００３９】
上記実施例から把握し得る本発明の技術的思想についてその効果と共に列記する。
【００４０】
（１）　Ｖ型内燃機関において、クランクシャフト中心に対して、左右両バンクのうち少なくともどちらか一方のバンクのシリンダボアの中心が所定量オフセットしている。これによって、左右両バンクの高さが互いに異なることを利用し、車体形状を効率良く利用して、Ｖ型内燃機関の車両に対する搭載性を向上させることができる。
【００４１】
（２）　Ｖ型内燃機関において、クランクシャフト中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心がそれぞれ所定量オフセットしている。これによって、左右両バンクの高さが互いに異なることを利用し、車体形状を効率良く利用して、Ｖ型内燃機関の車両に対する搭載性を向上させることができる。
【００４２】
（３）　上記（１）また（２）に記載の構成において、クランクシャフト中心に対してシリンダボア中心をクランクシャフト回転方向とは逆方向にオフセットさせることによって、クランクケース内のクランクシャフト脇の空間がシリンダブロックの幅方向に拡張され、この拡張されたクランクシャフト脇の空間に、オイルポンプが配設されている。これによって、クランクケースの幅をシリンダブロックの幅方向に拡げることなく、クランクシャフト脇の空間を拡張することができる。また、拡張されたクランクケース脇の空間にオイルポンプを配設することができるので、補機レイアウトの自由度が大きくなり、車両への搭載性を向上させることができる。
【００４３】
（４）　上記（３）に記載の構成において、クランクケース下部を構成するオイルパンには、オイルが貯留される深底部と、深底部に対して相対的に浅底となる浅底部とが形成され、拡張されたクランクシャフト脇の空間の下方には、深底部が位置している。これによって、クランクシャフトによるオイルパン内のオイル液面たたきを防止することができる。
【００４４】
（５）　上記（３）または（４）に記載の構成において、オイルポンプは、クランクシャフトによって回転駆動させる。これによって、オイルポンプはクランクシャフトの軸心上にないので、クランクシャフトとオイルポンプとの間の動力伝達経路内にクラッチ等を配置することでオイルポンプをクランクシャフトの回転数と同期させず駆動可能となる。
【００４５】
（６）　上記（３）または（４）に記載の構成において、オイルポンプは、クランクシャフトの回転数にその回転数が依存しないオイルポンプ駆動手段によって回転駆動させる。これによって、オイルポンプ５の回転数を最適回転数に設定することができ、オイル循環量の最適化によるＶ型内燃機関の各摩擦部位の低フリクション化を図れる。
【００４６】
（７）　上記（４）〜（６）のいずれかに記載の構成において、クランクケース下部に貯留されたオイルは、拡張されたクランクシャフト脇の空間側に配設されたオイルストレーナを介してオイルポンプに汲み上げられている。これによって、拡張されたクランクシャフト脇の空間側のみにオイル溜まり（深底部）を設定でき、クランクシャフトによるオイル液面たたきを防止することができる。
【００４７】
（８）　上記（３）〜（７）のいずれかに記載の構成において、クランクシャフトの上方には、シリンダヘッド側からの戻りオイルを受け、かつ拡張されたクランクシャフト脇の空間側へ戻りオイルを案内するオイル戻し手段が設けられている。これによって、クランクシャフトによるシリンダヘッド側からの戻りオイルのオイルたたきを防止することができ、クランクシャフトが回転する際のフリクションを低減することができる。
【００４８】
（９）　上記（１）〜（８）のいずれかに記載の構成において、Ｖ型内燃機関は、左右両バンクの高さが略一致するよう所定角度傾けた状態で車両に搭載される。これによって、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【００４９】
（１０）　上記（１）〜（８）のいずれかに記載の構成において、Ｖ型内燃機関は、左右両バンクの高さが略一致するよう所定角度傾けた状態で車両に縦置き搭載される。これによって、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【００５０】
（１１）　上記（３）〜（８）のいずれかに記載の構成において、Ｖ型内燃機関は、拡張されたクランクシャフト脇の空間が車両前方側となるよう車両に対して横置き搭載される。これによって、車両への搭載性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＶ型内燃機関の構成説明図。
【図２】本発明に係るＶ型内燃機関をクランクシャフト回転方向に傾けて横置きした状態を示す説明図。
【図３】本発明に係るＶ型内燃機関をクランクシャフト回転方向とは逆方向に傾けて横置きした状態を示す説明図。
【図４】本発明に係るＶ型内燃機関において、オイルポンプをクランクシャフトで回転駆動させた例を示す説明図。
【図５】本発明に係るＶ型内燃機関において、オイルポンプを外部駆動源で回転駆動させた例を示す説明図。
【図６】本発明に係るＶ型内燃機関の第２実施例を示す説明図。
【図７】本発明に係るＶ型内燃機関の第２実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１…シリンダブロック
２…オイルパン
３…クランクケース
４…クランクシャフト
５…オイルポンプ
６…深底部
７…浅底部
８…オイルストレーナ
９…シリンダヘッド
１０…外部駆動源

Claims

クランクシャフト中心に対して、左右両バンクのうち少なくともどちらか一方のバンクのシリンダボアの中心が所定量オフセットしていることを特徴とするＶ型内燃機関。
クランクシャフト中心に対して、左右両バンクの各気筒のシリンダボア中心がそれぞれ所定量オフセットしていることを特徴とするＶ型内燃機関。
クランクシャフト中心に対してシリンダボア中心をクランクシャフト回転方向とは逆方向にオフセットさせることによって、クランクケース内のクランクシャフト脇の空間がシリンダブロックの幅方向に拡張され、
この拡張されたクランクシャフト脇の空間に、オイルポンプが配設されていることを特徴とする請求項１または２に記載のＶ型内燃機関。
クランクケース下部を構成するオイルパンには、オイルが貯留される深底部と、深底部に対して相対的に浅底となる浅底部とが形成され、
拡張されたクランクシャフト脇の空間の下方には、深底部が位置していることを特徴とする請求項３に記載のＶ型内燃機関。
オイルポンプは、クランクシャフトによって回転駆動させることを特徴とする請求項３または４に記載のＶ型内燃機関。
オイルポンプは、クランクシャフトの回転数にその回転数が依存しないオイルポンプ駆動手段によって回転駆動させることを特徴とする請求項３または４に記載のＶ型内燃機関。
クランクケース下部に貯留されたオイルは、拡張されたクランクシャフト脇の空間側に配設されたオイルストレーナを介してオイルポンプに汲み上げられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載のＶ型内燃機関。
クランクシャフトの上方には、シリンダヘッド側からの戻りオイルを受け、かつ拡張されたクランクシャフト脇の空間側へ戻りオイルを案内するオイル戻し手段が設けられていることを特徴とする請求項３〜７のいずれかに記載のＶ型内燃機関。
左右両バンクの高さが略一致するよう所定角度傾けた状態で車両に搭載されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＶ型内燃機関。
左右両バンクの高さが略一致するよう所定角度傾けた状態で車両に縦置き搭載されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のＶ型内燃機関。
拡張されたクランクシャフト脇の空間が車両前方側となるよう車両に対して横置き搭載されることを特徴とする請求項３〜８のいずれかに記載のＶ型内燃機関。