JP2008069749A - 多気筒４サイクルエンジンとクランクケースとその鋳造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 エンジンの出力を向上させることができるクランクケースを提供すること。
【解決手段】 多気筒４サイクルエンジンのクランクケースの合面５にクランク軸を支持するジャーナル軸受部２６を設け、このジャーナル軸受部２６から反合面側に向けて、隣接する気筒のクランク室６間を仕切る隔壁７を一体的に鋳造したクランクケースであって、前記ジャーナル軸受部２６を、前記クランクケース１の合面５からジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍に向けて前記隔壁７の厚みを厚くし、このジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍からクランクケース１の反合面側に向けて前記隔壁７の厚みを薄く形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動二輪車等の多気筒４サイクルエンジンとクランクケースと、その鋳造方法に関する。

従来より、例えば、自動二輪車等の多気筒４サイクルエンジンを構成するクランクケースやシリンダブロックは鋳造によって製造されている。この自動二輪車のエンジンの場合、前輪と後輪との間に設けられたフレームに支持されており、且つこのフレームの上部に設けられた燃料タンクの下方の限られたスペースにエンジンやミッションを搭載して後輪を駆動するように構成されるため、構造上、前輪側にシリンダ、後輪側にミッションが配置される。このエンジンは、一般的に、シリンダブロックやクランクケース、及びミッションケースがダイカスト法で鋳造されている。このようなエンジンの多気筒４サイクルエンジンは、各構成パーツの重量の軽減を図り慣性を下げるとともに、各気筒のピストンに位相差をもたせて振動低減を図っている。

一方、この多気筒４サイクルエンジンの場合には、各気筒のクランク室が隔壁で仕切られて独立しているため、このクランク室内で高速回転するクランクウエブ等によってピストンの下降行程でクランク室内の空気が圧縮されてポンピングロスを生じる。また、クランク室の隔壁とクランクウエブとの間は、空気、オイルの混ざった状態のものがあり、大きな攪拌抵抗にもなる。そのため、これらポンピングロスや攪拌抵抗を低減するために、隣接する気筒のクランク室同士を連通穴によって連通させたものがある。

例えば、この種の従来技術として、各気筒のクランク室同士を連通する連通穴をピストン摺動面とクランクケース部とにまたがるように形成し、この連通穴の中心がピストン摺動面側に位置するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

また、本出願人が先に出願した、隣接する気筒のシリンダボア及びクランク室間を仕切る隔壁に、これらを貫通する連通穴を切削形成し、その連通穴の上縁におけるシリンダボアへの開口縁部をシリンダ軸心と直交する方向に形成したものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開平１１−１８２３２５号公報（第２頁、図５） 特開２００５−６９１７０号公報（第２頁、図５）

ところで、前記したような多気筒４サイクルエンジンでシリンダブロック上部での真円度を確保したい場合、シリンダブロックをクローズドデッキ構造とする場合がある。しかし、このクローズドデッキ構造とする場合には、型抜きが困難になるので前記ダイカスト法での鋳造は難しく、砂型を用いた鋳造で製造されている。

この砂型を用いた鋳造の場合、図６に示す従来のクランクケース５１を含むシリンダブロック５３の一例を示す斜視図のように、シリンダブロック５３と上部クランクケース５２及び上部ミッションケース５４とを含むような比較的大きく複雑な形状の鋳物を一体的に鋳造することがある。なお、図６は、クランクケース５１を逆さまにした鋳造時の状態を図示している。

図７のクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図に示すように、砂型を用いた鋳造型６０には、例えば、下部金型６１と、前部金型６２と、側面に設けられた側部金型（図の紙面直交方向に位置するため省略）と、後部金型６３と、溶湯を注入する湯口６５が形成された湯口金型６４と、上部金型７０とが設けられている。また、この鋳造型６０には、前記上部クランクケース５２の複雑な内部壁面を形成するために、クランク室形成中子たるクランク側中子６９とシリンダ側中子６８とが設けられている。６６は、シリンダボア金型である。

これら上部クランクケース５２の内部壁面を形成するクランク側中子６９とシリンダ側中子６８とは、図８に示す、図７のシリンダブロックの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図のように、クランク側中子６９は前記上部金型７０に連なるように設けられ、シリンダ側中子６８はクランク側中子６９と割面７５が接した状態でシリンダ側に設けられる。これらの中子６９，６８には、クランク側Ｃの合面５５からシリンダ側Ｈに向けて狭まるように連続した抜き勾配８０，８１が設けられている。

また、図６，７に示すように、前記上部クランクケース５２の各クランク室５６を仕切る隔壁５７には、各クランク室５６内での攪拌抵抗等を低減するために、各クランク室５６を連通させる連通穴５８が設けられている。さらに、隔壁５７には肉抜き部７８が設けられており、重量軽減が図られている。この肉抜き部７８は、前記シリンダ側中子６８の砂型形状によって各気筒間の隔壁５７に形成される。

しかしながら、この肉抜き部７８は、図８に示すように前記クランク側中子６９とシリンダ側中子６８との割面７５の近傍からシリンダ側に形成されるため、割面７５の端部Ｅに鋳造時に形成されるバリを取るバリ取り作業時に肉抜き部７８の角部も研削してクランク室５６の内面を滑らかに仕上げなければならない。このバリ取り作業を行う割面７５の部分は、図６に示すように、上部クランクケース５２のシリンダブロック５３側における狭隘な部分であるとともに、シリンダブロック５３との接合部に近い部分であるため、作業者が手作業で慎重に行っており、時間と労力を要している。このような課題は、前記特許文献１，２には何ら記載されておらず、その解決手段も記載されていない。

一方、前記した自動二輪車用エンジンのような高出力エンジンの場合には、常に出力向上が求められており、自動二輪車用の多気筒４サイクルエンジンでも常に出力向上が求められている。

そこで、本発明は、鋳造後の仕上げが容易でエンジン出力の更なる向上が図れる多気筒４サイクルエンジンとクランクケースとその鋳造方法とを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のクランクケースは、多気筒４サイクルエンジンのクランクケースの合面にクランク軸を支持するジャーナル軸受部を設け、該ジャーナル軸受部から反合面側に向けて、隣接する気筒のクランク室間を仕切る隔壁を一体的に鋳造したクランクケースであって、前記隔壁を、前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて厚みを厚くし、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から該クランクケースの反合面側に向けて厚みを薄く形成している。これにより、クランクケース内の隣接する各気筒のクランク室間を仕切る隔壁の厚みがジャーナル軸受部の軸受最深部近傍からクランクケースの反合面側に向けて薄くなるので、クランクケース内の容積を増やして、クランクウエブの回転によってクランク室内に生じる圧力変動を低減でき、エンジンの出力向上を図ることができる。加えて、クランクウエブと隔壁との距離を確保できるので、クランクウエブの攪拌抵抗を低減でき、馬力損失を小さくできる。

また、前記クランクケースをシリンダブロックに連なる上部クランクケースで構成し、該上部クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて前記隔壁の厚みを厚くし、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記反合面側である前記上部クランクケースと前記シリンダブロックとの接合部に向けて前記隔壁の厚みを薄く形成してもよい。これにより、クランクウエブの回転によってクランク室内に生じる圧力変動によるポンピングロスを低減でき、エンジンの出力向上を図ることができる。

さらに、前記隔壁の厚みを薄く形成したジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記クランクケースの反合面側の隔壁部分に、前記クランクケースの各気筒のクランク室間を連通させる肉抜き部を設け、該肉抜き部の隔壁表面との角部を曲面で形成してもよい。これにより、ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側にかけて隔壁に設けた大きな肉抜き部で各クランク室間で空気が流れ易くなり、クランク室内での圧力変動の緩和を図ることができる。また、この肉抜き部の角部を大きな曲面に形成して応力緩和を図ることができる。

一方、本発明におけるエンジンは、前記いずれかのクランクケースを備えている。これにより、クランクウエブの回転によってクランク室内に生じる圧力変動によるポンピングロスの低減と、クランクウエブの攪拌抵抗の低減により、馬力損失を小さくして出力向上を図った多気筒４サイクルエンジンを構成することができる。

また、前記いずれかのクランクケースと一体的にシリンダブロックを形成してもよい。これにより、クランクケースと一体的にシリンダブロックを鋳造して軽量化を図るとともに、シリンダブロックへの直接的なメッキ加工を行って効率良くエンジンを製作することができる。しかも、シリンダブロックの上端からクランクケースの合面におけるジャーナル軸受部の軸芯までの寸法を正確に製作することができ、ピストン等の他の構成との関係やシリンダ排気量との関係で重要な寸法を安定させたエンジンを製作することができる。

一方、本発明におけるクランクケースの鋳造方法は、多気筒４サイクルエンジンのクランクケースの合面にクランク軸を支持するジャーナル軸受部を設け、該ジャーナル軸受部から反合面側に向けて、隣接する気筒のクランク室間を仕切る隔壁を一体的に設けるクランクケースの鋳造方法であって、前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて隔壁の厚みが厚くなる勾配を設けた合面側中子と、該合面側中子に接してジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記クランクケースの反合面側に向けて隔壁の厚みが薄くなる勾配を設けた反合面側中子とを設け、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に中子の割面を位置させた状態で鋳造型内に溶湯を注入して、前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて厚みが厚くなり、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側に向けて厚みが薄くなる隔壁を形成している。これにより、クランクケース内の各気筒のクランク室間を仕切る隔壁の厚みがジャーナル軸受部の軸受最深部近傍からクランクケースの反合面側に向けて薄くなるようにクランクケースを鋳造することができるので、クランクケース内の容積を増やして、クランクウエブの回転によってクランク室内に生じる圧力変動を低減でき、エンジンの出力向上を図ることができる。加えて、クランクウエブと隔壁との距離を確保できるので、クランクウエブの攪拌抵抗を低減でき、馬力損失を小さくできる。しかも、この鋳造方法によれば、合面側中子と反合面側中子との割面にできるバリをジャーナル軸受部の最深部近傍に位置させることができ、鋳造後に割面のバリ取り作業を容易に行うことができる。

また、前記反合面側中子で、前記隔壁にジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側にかけて各クランク室間を連通させる肉抜き部を形成するとともに、該肉抜き部と隔壁の表面との角部を曲面に形成するようにしてもよい。これにより、ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側にかけて隔壁に大きな肉抜き部を設けてクランク室の気筒間で空気が流れるようにでき、この肉抜き部でも圧力変動を低減させることができる。また、反合面側中子で肉抜き部の角部を大きな曲面に形成して応力緩和を図ることができる。

本発明は、以上説明したような手段により、クランク室内の容積を増やし、このクランク室内に生じる圧力変動や攪拌抵抗を抑えて、エンジンの出力を向上させることが可能となる。

以下、本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係るクランクケースを含むシリンダブロックの斜視図であり、図２は、図１に示すクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図、図３は、図２に示すクランクケースの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図である。この実施の形態のクランクケース１は、図１に示すように、上部クランクケース２とシリンダブロック３と上部ミッションケース４とが一体的に鋳造された、４サイクル４気筒エンジンのクランクケース１を例に説明する。なお、図１は、クランクケース１を逆さまにした鋳造時の状態を図示している。

図１に示すクランクケース１は、上部クランクケース２の上端面が合面５であり、この合面５に後述する図５に示す下部クランクケース３４が結合される。また、前記上部クランクケース２の各クランク室６を仕切る隔壁７には、各クランク室６間で空気の移動ができるように連通穴８が設けられている。

そして、この上部クランクケース２の内部壁面が、後述するように割面２５で分割される中子によって形成されている。この割面２５は、前記隔壁７に形成されているジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍に設けられている。また、この割面２５よりもシリンダブロック３側には、隔壁７を貫通して各クランク室６間を連通させる肉抜き部２８，２９が設けられている。

図２に基いて、クランクケース１の合面５を上側にし、シリンダブロック３を下側にした状態で、前記上部クランクケース２とシリンダブロック３と上部ミッションケース４とを一体的に鋳造する鋳造型を説明する。この図では、クランクケース１を断面で示し、鋳造型１０の各構成を模式的に示している。また、クランクケース１の合面側をクランク側Ｃとし、反合面側をシリンダ側Ｈとして示す。

鋳造型１０には、シリンダブロック３と上部クランクケース２から上部ミッションケース４の下側に設けられた下部金型１１と、シリンダブロック３と上部クランクケース２との前面（図の右側）に設けられた前部金型１２と、シリンダブロック３と上部クランクケース２及び上部ミッションケース４の側面のそれぞれに設けられた側部金型（図の紙面直交方向に位置するため、図示略）と、上部ミッションケース４の後面（図の左側）に設けられた後部金型１３と、反ミッションケース側の上部クランクケース２側から溶湯を注入する湯口１５が形成された湯口金型１４とが設けられている。

この湯口金型１４は、上部クランクケース２の合面５側（図示する上側）の幅方向（図の紙面直交方向）全幅から溶湯を上部クランクケース２に注入できるように構成されている。また、この湯口金型１４に設けられた湯口１５は、溶湯溜りとして利用できる所定容積で形成されている。さらに、下部金型１１には、シリンダブロック３にシリンダボアを形成するシリンダボア金型１６が設けられている。なお、前記シリンダブロック３には、このシリンダブロック３に形成される水ジャケットシェル中子２２が設けられている。これら、下部金型１１と前部金型１２とシリンダボア金型１６と水ジャケットシェル中子２２とによって、シリンダブロック形成部が形成されている。

そして、前記シリンダブロック３と上部クランクケース２との間の部分には、このシリンダブロック３と上部クランクケース２との間のスカート部の肉抜きと上部クランクケース２の内部壁面の一部を形成する反合面側中子たるシリンダ側中子１８が設けられている。また、前記上部クランクケース２のクランク側Ｃには、前記シリンダ側中子１８で形成する内部壁面に連なる壁面を形成する合面側中子たるクランク側中子１９が設けられている。このクランク側中子１９と前記シリンダ側中子１８とによって、クランク室形成中子が形成されている。また、このクランク室形成中子と前記下部金型１１と前部金型１２と側部金型とによって、クランク室形成部が形成されている。

前記クランク側中子１９は、鋳造型１０の上部に設けられる上型となる上部金型２０と一体的に設けられている。この上部金型２０には、前記上部ミッションケース４の内部壁面を形成するミッションケース部中子２１も一体的に設けられている。この上部金型２０は、前記後部金型１３と側部金型とによって上下左右方向の位置決めがなされている。これら上部金型２０とミッションケース部中子２１、クランク側中子１９及びシリンダ側中子１８とは、砂型（シェルモールド）で形成されている。また、上部金型２０には、押し湯溜り２３も設けられている。図２に示すシリンダ側中子１８とクランク側中子１９とミッションケース部中子２１とは、複雑な突出形状の部分を概略的に示している。

そして、前記シリンダ側中子１８とクランク側中子１９との割面２５が、前記図１にも示すように、ジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７の近傍に設けられている。また、図２に示す一点鎖線のように、この例では、割面２５が上部クランクケース２から上部ミッションケース４に向けて傾斜した合面５と平行に形成されている。

さらに、図１，２に示すように、隔壁７には、前記シリンダ側中子１８によって、上部ミッションケース側と反上部ミッションケース側とに大きな開口の肉抜き部２８，２９が設けられている。これらの肉抜き部２８，２９は、前記したように割面２５をジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７にすることにより、シリンダ側中子１８を大きくして、このシリンダ側中子１８によって隔壁７に形成できる肉抜き部２８，２９を大きくしたものである。また、これらの肉抜き部２８，２９をシリンダ側中子１８で形成するため、このシリンダ側中子１８の角部を大きな曲面で形成することにより、肉抜き部２８，２９の角部を大きな曲面に形成している。このように肉抜き部２８，２９の角部を大きな曲面で形成することにより、肉抜き部２８，２９の端部に生じる応力を小さくしている。

しかも、図３に示すように、これらシリンダ側中子１８とクランク側中子１９とは、クランク側中子１９の抜き勾配３０（勾配）がクランク側Ｃの合面５からジャーナル軸受部２６（図２）の軸受最深部２７（図２）近傍に向けて狭くなるように形成され、前記シリンダ側中子１８の抜き勾配３１（勾配）が、このクランク側中子１９との割面２５であるジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍から、シリンダ側Ｈに向けて広くなるように形成されている。したがって、これらのシリンダ側中子１８とクランク側中子１９とを合わせた状態では、割面２５の部分の厚みが厚く、この割面２５からシリンダ側Ｈの軸受最深部２７近傍と合面５とに向けて厚みが薄くなる隔壁７が形成されるようになっている。なお、図では抜き勾配３０，３１を誇張して記載しており、例えば、２°程度の勾配で形成される。

以上のように構成されたクランクケース１によれば、図１に示す上部クランクケース２の隔壁７は、合面５からジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍に向けて厚みが厚くなり、このジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７近傍からシリンダ側Ｈ（反合面側）に向けて厚みが薄くなるような隔壁７に形成される（図３の白抜き部分）。つまり、隔壁７は、ジャーナル軸受部２６の軸受最深部２７の近傍で最も厚みが厚く、合面側と反合面側とで厚みが薄くなる壁に形成される。

また、このようにシリンダ側中子１８とクランク側中子１９との割面２５の位置を軸受最深部２７の近傍とすることにより、前記シリンダ側中子１８によって形成する肉抜き部２８，２９を割面２５から離すとともに、これらの肉抜き部２８，２９の角部を大きな曲面（図３の二点鎖線）で仕上げることができるので、肉抜き部２８，２９の周囲に生じる応力を小さくすることができる。このように、隔壁７に大きな肉抜き部２８，２９を設けるとともに、その肉抜き部２８，２９の周囲における応力を低減させることにより、隔壁７の全体的な厚みを薄くすることもできる。

したがって、前記合面側と反合面側とにおいて隔壁７の厚みが薄くなることと、この応力低減による隔壁７の厚みを薄くすることができることにより、隔壁７間のスペースが広がり、この隔壁７で区切られる各クランク室６の容積を増やすことができる。これにより、このクランクケース１内で回転するクランクウエブ（図示略）等によって生じる圧力変動によるポンピングロスを低減することができ、加えて、ジャーナル軸受部２６の間の各クランク室６で回転する前記クランクウエブと隔壁７との距離を確保できるので、クランクウエブの攪拌抵抗を低減でき、エンジンの出力向上を図ることができる。

しかも、シリンダ側中子１８とクランク側中子１９との割面２５が合面５に近い軸受最深部２７の近傍に位置することとなるため、鋳造後に割面２５の端部Ｅに残るバリを研磨する作業が容易に行える。つまり、シリンダ側中子１８とクランク側中子１９との割面２５の位置をクランク室６のシリンダ側Ｈからクランク側Ｃに移動させることで、クランク側Ｃ（合面側）から前記割面２５に残ったバリ取り作業が容易に行えるようになる。

図４(a),(b) は、図２に示す鋳造型による鋳造手順を示す説明図であり、(a) は傾斜鋳造の状態を示す縦断面図、(b) は重力鋳造の状態を示す縦断面図である。これらの図に基いて、前記鋳造型１０でクランクケース１を鋳造する手順を以下に説明する。なお、これらの図では、注入（充填）される溶湯を無数の点で示している。

図４(a) に示すように、鋳造開始時には鋳造型１０を所定の角度で傾斜させた傾斜鋳造によって溶湯を注入する。この時、溶湯は上部クランクケース２のシリンダブロック３の幅方向の広い範囲から緩やかに注入される。このように、鋳造開始時に傾斜鋳造で溶湯の流れを緩やかに行うことにより、スムーズに溶湯を各金型１１，１２，１６と各中子１８，１９，２２との間へ安定して注入するようにしている。つまり、傾斜鋳造による流し込みの利点を利用している。

次に、図４(b) に示すように、溶湯を鋳造型１０内に注入しながら徐々に鋳造型１０を水平状態にして、重力鋳造へと移行させる。そして、鋳造型１０をほぼ水平状態にして、上部クランクケース２から上部ミッションケース４へと重力鋳造によって溶湯が注入される。この時、湯口１５に所定容積の溶湯が溜るようにしているので、この湯口１５に溜められた溶湯の自重力によって上部クランクケース２から上部ミッションケース４へと溶湯が安定して注入される。つまり、重力鋳造による落し込みの利点を利用して、溶湯充填のスピードアップを図っている。このように、シリンダブロック３の部分に溶湯が注入された時点以降、上部クランクケース２と上部ミッションケース４との部分への溶湯の充填はスピードアップを図るような鋳造条件としている。

さらに、このように鋳造型１０内に注入される溶湯は、これら上部クランクケース２と上部ミッションケース４とに充填された後、上部金型２０に設けられた押し湯溜り２３にも、所定量の溶湯が溜るまで湯口５から注入される。その後、湯口１５に溜められた溶湯と、上部金型２０の押し湯溜り２３に溜められた溶湯とによって、所定の自重力が上部クランクケース２と上部ミッションケース４とにかけられながら、また、凝固収縮分の溶湯がこれらに溜められた溶湯が補充されて、シリンダブロック３と上部クランクケース２及び上部ミッションケース４とが一体となった鋳物が形成される。

なお、鋳造時に前記シリンダボア金型１６を所定温度に冷却するようにして、巣の発生等を防止してもよい。この所定温度としては、アルミニウム合金を鋳込む場合、例えば、シリンダボア金型１６が４７０℃〜５００℃程度で冷却を開始するように設定すればよい。また、前部金型１２をエアー冷却するように構成して、前部金型３の温度が所定温度以上にならないように前部金型３の温度上昇を抑えるようにしてもよい。この前部金型１２をエアー冷却する温度としては、アルミニウム合金を鋳込む場合、例えば、３５０℃〜４００℃程度に設定すればよい。さらに、前記クランク側中子１９の余熱を保って湯流れが良い状態を保つようにしてもよい。このクランク側中子１９の余熱としては、アルミニウム合金を鋳込む場合、例えば、６０℃〜１００℃程度に設定すればよい。これらは、鋳造条件等に応じて適宜採用すればよい。

このように、前記クランクケース２を鋳造する方法としては、前記下部金型１１、前部金型１２、側部金型（図示略）、後部金型１３、湯口金型１４、上部金型２０を備えた鋳造型１０を、前記シリンダブロック形成部を下側にし、前記クランク室形成部を上側にして所定角度で傾斜させた傾斜状態で、このクランク室形成部に設けた前記湯口金型１４から前記シリンダブロック形成部に溶湯を自重力で充填する状態と、この鋳造型１０を、前記クランク室形成部を上側にした水平状態にしてクランク室形成部に溶湯を自重力で充填する状態とに変化可能に構成して、クランクケースからシリンダブロックへの溶湯の注入（充填）は傾斜鋳造の流し込みの利点を利用して緩やかに行い、クランクケースへの溶湯を注入（充填）は重力鋳造の落し込みの利点を利用して迅速に行い、複雑な形状のクランクケースと一体的にシリンダブロックを鋳造することができる。

以上のように、前記鋳造型１０によれば、傾斜鋳造（流し込み）の利点と重力鋳造（落とし込み）の利点とを複合利用して、上部クランクケース２からシリンダブロック３への溶湯の充填と、上部ミッションケース４への溶湯の充填と、湯口１５に溜められた溶湯と上部金型２０の押し湯溜り２３に溜められた溶湯とによる押し湯と補充とにより、安定して上部クランクケース２とシリンダブロック３と上部ミッションケース４とが一体となった鋳物（製品）を生産することができる。

図５は、図１に示すクランクケースを備えた自動二輪車用エンジンの一例を示す左側面図である。前記したように鋳造されたシリンダブロック３と上部ミッションケース４とが一体的に形成された上部クランクケース２は、シリンダブロック３の上部が所定角度で前輪側へ傾斜し、このシリンダブロック３の下部に上部クランクケース２が位置し、この上部クランクケース２の後輪側に上部ミッションケース４が位置した状態で設けられる。シリンダブロック３の上部にシリンダヘッド３３が設けられ、上部クランクケース２の下部に下部クランクケース３４が設けられてエンジン３５として組立てられる。シリンダヘッド３３には、吸気管３６と排気管３７とが接続されている。

このように構成されたエンジン３５によれば、前記したように、クランクケース１内の容積が増してポンピングロスを低減できるとともに攪拌抵抗も減少でき、出力向上を図ることができる。また、クランクケース１内の仕上げに要する時間の短縮や労力の軽減を図ることができ、エンジン３５の生産性向上を図ることもできる。さらに、クランクケース２とシリンダブロック３とを一体的に鋳造するので、シリンダブロック３の上端からクランクケース２の合面５におけるジャーナル軸受部２６の軸芯までの寸法Ｌを正確に製造することができ、ピストン等の他の構成との関係やシリンダ排気量との関係で重要な寸法が正確なクランクケース２とシリンダブロック３とを安定して製造し、エンジン組立て時の調整が容易に行え、この点でもエンジン３５の生産性向上を図ることができる。

なお、前記実施形態では、直列４気筒エンジンの上部クランクケース１を例に説明したが、本発明は、直列２気筒や直列６気筒、その他の多気筒エンジンの上部クランクケース及び下部クランクケースにおいても適用可能であり、前記実施の形態に限定されるものではない。

また、前記実施の形態における鋳造では、傾斜鋳造における流し込みの利点と重力鋳造における落し込みの利点とを複合利用することによって鋳造性向上を図っているが、気筒数や鋳造条件によっては、重力鋳造のみであってもよい。

さらに、前述した実施形態は一例を示しており、本発明の要旨を損なわない範囲での種々の変更は可能であり、本発明は前述した実施形態に限定されるものではない。

本発明に係るクランクケースは、クランク室内に生じる圧力変動や攪拌抵抗を抑えて、エンジンの出力を向上させたい多気筒４サイクルエンジンに利用できる。

本発明の一実施の形態に係るクランクケースを含むシリンダブロックの斜視図である。 図１に示すクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図である。 図２に示すクランクケースの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図である。 (a),(b) は、図２に示す鋳造型による鋳造手順を示す説明図であり、(a) は傾斜鋳造の状態を示す縦断面図、(b) は重力鋳造の状態を示す縦断面図である。 図１に示すクランクケースを備えた自動二輪車用エンジンの一例を示す左側面図である。 従来のクランクケースを含むシリンダブロックの一例を示す斜視図である。 図６に示すクランクケースと鋳造型とを模式的に示す縦断面図である。 図７に示すクランクケースの断面と直交する方向の縦断面におけるクランクケースと中子とを模式的に示す断面図である。

符号の説明

１…クランクケース
２…上部クランクケース
３…シリンダブロック
５…合面
６…クランク室
７…隔壁
８…連通穴
１０…鋳造型
１８…シリンダ側中子（反合面側中子）
１９…クランク側中子（合面側中子）
２５…割面
２６…ジャーナル軸受部
２７…軸受最深部
２８，２９…肉抜き部
３０，３１…抜き勾配（勾配）
３５…エンジン
Ｃ…クランク側（合面側）
Ｈ…シリンダ側（反合面側）

Claims (7)

1. 多気筒４サイクルエンジンのクランクケースの合面にクランク軸を支持するジャーナル軸受部を設け、該ジャーナル軸受部から反合面側に向けて、隣接する気筒のクランク室間を仕切る隔壁を一体的に鋳造したクランクケースであって、
   前記隔壁を、前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて厚みを厚くし、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から該クランクケースの反合面側に向けて厚みを薄く形成したことを特徴とするクランクケース。
2. 前記クランクケースをシリンダブロックに連なる上部クランクケースで構成し、
   該上部クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて前記隔壁の厚みを厚くし、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記反合面側である前記上部クランクケースと前記シリンダブロックとの接合部に向けて前記隔壁の厚みを薄く形成した請求項１に記載の上部クランクケース。
3. 前記隔壁の厚みを薄く形成したジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記クランクケースの反合面側の隔壁部分に、前記クランクケースの各気筒のクランク室間を連通させる肉抜き部を設け、該肉抜き部の隔壁表面との角部を曲面で形成した請求項１又は請求項２に記載のクランクケース。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランクケースを備えたことを特徴とする多気筒４サイクルエンジン。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のクランクケースと一体的にシリンダブロックを形成したことを特徴とする多気筒４サイクルエンジン。
6. 多気筒４サイクルエンジンのクランクケースの合面にクランク軸を支持するジャーナル軸受部を設け、該ジャーナル軸受部から反合面側に向けて、隣接する気筒のクランク室間を仕切る隔壁を一体的に設けるクランクケースの鋳造方法であって、
   前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて隔壁の厚みが厚くなる勾配を設けた合面側中子と、該合面側中子に接してジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から前記クランクケースの反合面側に向けて隔壁の厚みが薄くなる勾配を設けた反合面側中子とを設け、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に中子の割面を位置させた状態で鋳造型内に溶湯を注入して、前記クランクケースの合面から前記ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍に向けて厚みが厚くなり、該ジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側に向けて厚みが薄くなる隔壁を形成することを特徴とするクランクケースの鋳造方法。
7. 前記反合面側中子で、前記隔壁にジャーナル軸受部の軸受最深部近傍から反合面側にかけて各クランク室間を連通させる肉抜き部を形成するとともに、該肉抜き部と隔壁の表面との角部を曲面に形成する請求項６に記載のクランクケースの鋳造方法。

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