JP2013072410A - 内燃機関の機関ブロック - Google Patents

Abstract

【課題】機関回りの構造をさらに簡素化することのできる内燃機関の機関ブロックを提供する。
【解決手段】機関ブロック１０のブロック本体の外面に、突き合わせ面２８を設け、突き合わせ面２８の内側に第１の凹部２７を設ける。第１の凹部２７内に排気孔１５の外側の端部を開口させる。突き合わせ面２８に蓋部材３６を取り付け、第１の凹部２７と蓋部材３６の間に排気チャンバ３５を形成する。排気チャンバ３５内には触媒ユニット３１を収容する。
【選択図】図２

Description

この発明は、車両の駆動源等として用いられる内燃機関の機関ブロックに関するものである。

車両の駆動源として用いられる内燃機関は、シリンダブロックやシリンダヘッド、クランクケース等の複数の鋳造ブロックが組み付けられて機関ブロックが構成されている。

近年、多くの車両部品では、製品コストの削減や軽量化等の観点から部品点数の削減が望まれており、内燃機関の機関ブロックについても、複数ブロックを鋳造によって一体に形成して部品点数を削減したものが案出されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の内燃機関の機関ブロックは、シリンダボアを有するシリンダブロックと、燃焼室や吸排気孔を有するシリンダヘッドがクランクケースの一部とともに鋳造によって一体ブロックとして構成されている。

特開２０１１−１６３１３９号公報

この従来の機関ブロックは、シリンダブロックとシリンダヘッドを一体に形成することによって部品点数の削減が図られているが、現在、機関ブロックにさらに吸気系や排気系の部材の一部の機能を担わせ、機関回りの構造をさらに簡素化することが望まれている。

そこでこの発明は、機関回りの構造をさらに簡素化することのできる内燃機関の機関ブロックを提供しようとするものである。

この発明に係る内燃機関の機関ブロックでは、上記課題を解決するために以下の構成を採用した。
請求項１に係る発明は、シリンダボア（１１）を有するシリンダ部（１２）と、前記シリンダボア（１１）の一端側で燃焼室（１３）を形成するとともに、この燃焼室（１３）に連通する吸気孔（１４）及び排気孔（１５）を有するシリンダヘッド部（１６）と、を備え、前記シリンダ部（１２）とシリンダヘッド部（１６）とが一体に形成された内燃機関の機関ブロックであって、当該機関ブロックのブロック本体（１０）の外面に取り付け面部（２８）が設けられ、その取り付け面部（２８）の内側領域に前記排気孔（１５）の外側の端部が開口して配置され、前記取り付け面部（２８）に、当該取り付け面部（２８）の内側領域との間で排気チャンバ（３５）を形成する蓋部材（３６）が取り付けられていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る内燃機関の機関ブロックにおいて、前記取り付け面部（２８）は、前記ブロック本体（１０）の外面のうちの前記シリンダヘッド部（１６）とシリンダ部（１２）とを跨ぐ領域に設けられていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る内燃機関の機関ブロックにおいて、前記排気チャンバ（３５）には、排気ガスを浄化するための触媒を内蔵する触媒ユニット（３１）が収容され、前記触媒ユニット（３１）は、前記シリンダボア（１１）と並行になるように配置されていることを特徴とするものである。

請求項４に係る発明は、請求項３に係る内燃機関の機関ブロックにおいて、前記触媒ユニット（３１）は、触媒を収容する筒状の触媒ケース（３２）と、この触媒ケース（３２）から側方に延設されたブラケット（３４）と、前記触媒ケース（３２）の軸方向の一端に結合されたＬ字パイプ（３３）と、を備え、前記ブロック本体（１０）の前記取り付け面部（２８）には、前記ブラケット（３４）が嵌合される嵌合溝（３０）が設けられ、前記触媒ユニット（３１）は、前記ブラケット（３４）を前記嵌合溝（３０）に嵌合し、前記Ｌ字パイプ（３３）の端部を前記排気孔（１５）に突き合せた状態で、前記蓋部材（３６）とともに前記取り付け面部（２８）に共締め固定されていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項１〜４に係る内燃機関の機関ブロックにおいて、前記ブロック本体（１０）の前記吸気孔（１４）の周囲には、外部側方に膨出する略直方体状の中空ケース部（４２）が一体に設けられ、前記中空ケース部（４２）は、その一面に開口（５３）が形成されるとともに、内部に前記吸気孔（１４）の端部が開口し、前記中空ケース部（４２）内には、前記吸気孔（１４）に接続されるキャブレター（４４）またはスロットルボディが収容され、前記中空ケース部（４２）の開口（５３）にはエアクリーナエレメント（４６）が取り付けられ、前記中空ケース部（４２）の開口縁には、前記蓋部材（４７）が締結固定されていることを特徴とするものである。

請求項６に係る発明は、請求項５に係る内燃機関の機関ブロックにおいて、前記中空ケース部（４２）は、側面視で前記シリンタ部（１２）のシリンダボア（１１）よりも上方側に延出して設けられていることを特徴とするものである。

請求項１に係る発明によれば、ブロック本体の外面に設けられた取り付け面部に蓋部材が取り付けられ、取り付け面部の内側領域と蓋部材の間に排気チャンバが構成されるため、機関回りの構造をさらに簡素化することができる。

請求項２に係る発明によれば、蓋部材を取り付ける取り付け面部がブロック本体のシリンダヘッド部とシリンダ部とを跨いだ広範な領域に亙って形成されていることから、排気チャンバの容積を充分に確保し、消音効果をより高めることができる。

請求項３に係る発明によれば、シリンダボアに近接して設けられる排気チャンバ内に触媒ユニットが収容されているため、機関運転時にシリンダボア内で発生する熱によって触媒を活性化させることができる。

請求項４に係る発明によれば、触媒ユニットのブラケットをブロック本体側の嵌合溝に嵌合して位置決めし、かつＬ字パイプの端部を排気孔に突き合せた状態において、触媒ユニットが蓋部材とともに取り付け面部に共締め固定されるため、組み立てを容易に行うことができる。

請求項５に係る発明によれば、ブロック本体に一体に形成された中空ケース部の内側にキャブレターまたはスロットルボディが収容され、中空ケース部の開口にエアクリーナエレメントが取り付けられるとともに、その開口縁に蓋部材が締結固定されているため、吸気系のエアクリーナの機能を機関ブロックの一部に担わせ、吸気系の機関回りの部品点数を削減することができる。

請求項６に係る発明によれば、中空ケース部が、熱源であるシリンダボアよりも上方側に延出して設けられているため、吸気がシリンダボア内の熱によって昇温されるのを抑制することができる。

この発明の一実施形態の機関ブロックを採用した自動二輪車の部分側面図である。 この発明の一実施形態の機関ブロックを採用したエンジンの縦断面図である。 この発明の一実施形態の機関ブロックを採用したエンジンの分解斜視図である。 この発明の一実施形態の機関ブロックの構成部品の正面図である。 この発明の一実施形態の機関ブロックを採用したエンジンの分解斜視図である。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面において、矢印ＦＲは、車両の前方を指し、矢印ＵＰは車両の上方を指すものとする。
図１は、内燃機関であるエンジン１を搭載した自動二輪車１００の部分側面図である。
エンジン１は、自動二輪車１００の前後方向の略中央に変速機（図示せず）と一体化されたパワーユニット３として搭載されている。パワーユニット３は、ヘッドパイプ４に連なるフレーム部材５，６に懸架される形で燃料タンク７の下方に配置されている。
エンジン１は、後述するシリンダ部とシリンダヘッド部とを含む機関ブロック１０が車両前方側上方に傾斜して配置され、機関ブロック１０の下方に、エンジン１のクランクシャフト（図示せず）と変速機部品（図示せず）等を覆うユニットケース９が一体に結合されている。なお、図１中、８は、エンジン１の機関ブロック１０の前面側に接続され、エンジン１内で燃焼した排気ガスを車両後方側に排出する排気管である。

図２は、パワーユニット３のエンジン１部分の縦断面図である。
エンジン１の機関ブロック１０（ブロック本体）は、シリンダボア１１を有するシリンダ部１２と、シリンダボア１１の上端側で燃焼室１３を形成するとともに、燃焼室１３に連通する吸気孔１４及び排気孔１５（吸排気孔）を有するシリンダヘッド部１６とが、アルミニウム合金によって一体に形成されている。

シリンダ部１２のシリンダボア１１には、ピストン２５が摺動自在に嵌装され、ピストン２５がコンロッド２６を介して図示しないクランク軸に連結されている。なお、この例の場合、シリンダボア１１内には摺動抵抗の小さいスリーブ５０が取り付けられ、ピストン２５はスリーブ５０内で摺動するようになっている。

シリンダヘッド部１６の吸気孔１４は、一端部が燃焼室１３内に開口し、他端部がシリンダヘッド部１６の車両後方側の外側面に開口している。シリンダヘッド部１６には、吸気孔１４の一端側の開口を開閉する吸気バルブ１７が進退可能に装備されている。
同様に、シリンダヘッド部１６の排気孔１５は、一端部が燃焼室１３内に開口し、他端部が機関ブロック１０の車両前方側の外側面に開口しており、シリンダヘッド部１６には、排気孔１５の一端側の開口を開閉する排気バルブ１８が進退可能に装備されている。

シリンダヘッド部１６の上面側には凹状の動弁室１９が設けられ、その動弁室１９内には、クランク軸の回転に連動して吸気バルブ１７と排気バルブ１８をそれぞれ所定タイミングで開閉作動させる動弁機構２０が配置されている。なお、図２中２１は、クランク軸と連動して回転するカムシャフトであり、２２Ａ，２２Ｂは、カムシャフト２１上のカム面２１ａ，２１ｂに押圧されて吸気バルブ１７と排気バルブ１８をそれぞれ進退作動させるロッカアームである。
また、シリンダヘッド部１６の上部には、動弁室１９の上方を閉塞するヘッドカバー２３がボルト締結等によって固定されている。

図３は、エンジン１を、その一部を分解して車両前方側の斜め上方側から見た斜視図である。
図２，図３に示すように、機関ブロック１０の車両前方側の外側側面には、断面略円弧状に窪む第１の凹部２７が一体に形成されている。第１の凹部２７は、機関ブロック１０の外側側面にシリンダヘッド部１６とシリンダ部１２とを跨いで設けられ、略円弧状の断面がシリンダボア１１の延出方向に沿って形成されている。そして、第１の凹部２７の上端側の底部には、排気孔１５の他端部（外側の端部）が開口している。

また、第１の凹部２７の下端側を除く開口縁には、一定方向（ほぼ車両前方）を向く平坦な突き合わせ面２８（取り付け面部）が設けられ、その突き合わせ面２８に複数のねじ穴２９が形成されている。この複数のねじ穴２９のうちの、第１の凹部２７の下方領域に位置される二対のねじ穴２９の周縁部には、突き合わせ面２８に対して一段窪むように嵌合溝３０が形成されている。
また、第１の凹部２７の下端側には、突き合わせ面２８に対して円弧状に窪む切欠き部５１が設けられている。

第１の凹部２７内には、排気ガスを浄化するための触媒を内蔵した触媒ユニット３１が機関ブロック１０の外側から取り付けられている。
触媒ユニット３１は、触媒の本体を収容する円筒状の触媒ケース３２の上端部にＬ字パイプ３３が取り付けられ、そのＬ字パイプ３３の屈曲した延出部の端面が、第１の凹部２７内において、排気孔１５の他端部に突き合わせられるようになっている。また、触媒ケース３２には、軸方向と直交して左右両側に延出する二対の板状のブラケット３４が延設されている。これらのブラケット３４は、機関ブロック１０側の嵌合溝３０に対応して設けられ、各先端部が対応する嵌合溝３０内に嵌合されるようになっている。また、各ブラケット３４の先端部には挿通孔５２が設けられている。

また、第１の凹部２７の開口縁の突き合わせ面２８には、第１の凹部２７内に触媒ユニット３１を収容した状態において、第１の凹部２７との間で排気チャンバ３５を形成する蓋部材３６が取り付けられるようになっている。この蓋部材３６は、触媒ユニット３１とともに機関ブロック１０側の突き合わせ面２８に共締め固定される。

図４は、触媒ユニット３１を蓋部材３６に位置合わせし、両者を裏面側から見たときの図である。
同図にも示すように、蓋部材３６は、触媒ユニット３１の外周側の約半分の領域を非接触状態で覆うカバー胴部３７と、カバー胴部３７の下端側を除く周縁部に連続して設けられた接合フランジ３８と、を備えている。接合フランジ３８は、機関ブロック１０側の突き合わせ面２８とほぼ合致する形状に形成され、機関ブロック１０側の突き合わせ面２８に対して車両前方側から重ね合わされるようになっている。また、接合フランジ３８には、突き合わせ面２８側のねじ穴２９と対応する挿通孔３９が設けられている。

触媒ユニット３１は、触媒ケース３２の下端に、図１に示す排気管８を接続するためのジョイント４１が取り付けられ、その状態でＬ字パイプ３３の端面が第１の凹部２７内の排気孔１５に突き合わされるとともに、触媒ケース３２の左右両側のブラケット３４が突き合わせ面２８の嵌合溝３０に嵌合される。この状態で蓋部材３６が機関ブロック１０側の突き合わせ面２８に重ねられ、複数のビス４０によって突き合わせ面に締め込まれる。このとき、触媒ユニット３１のブラケット３４は、蓋部材３６と突き合わせ面２８の間に挟み込まれ、蓋部材３６とともにビス４０によって共締め固定される。なお、このとき第１の凹部２７の下端の切欠き部５１と蓋部材３６の下端領域にはジョイント４１が当接する。
このようにして、蓋部材３６が第１の凹部２７の開口縁に取り付けられることにより、第１の凹部２７と蓋部材３６の間には、排気系の排気チャンバ３５が構成されている。

図５は、エンジン１を、その一部を分解して車両後方側の斜め上方側から見た斜視図である。
図２，図５に示すように、機関ブロック１０の車両後方側の外側側面には略方形状の中空ケース部４２が膨出するようにして一体に形成されている。中空ケース部４２は、機関ブロック１０の外側側面にシリンダヘッド部１６側に設けられている。この中空ケース部４２には、上面側に開口５３が形成され、それによって上方側に開口する第２の凹部４３が構成されている。この第２の凹部４３内の燃焼室１３側の側面には、吸気孔１４の他端部（外側の端部）が開口している。
中空ケース部４２は縦長に形成され、吸気孔１４の開口位置から、側面視でシリンダボア１１の上方側に向かって延出している。

中空ケース部４２内には、キャブレター４４が収容され、そのキャブレター４４が吸気孔１４の他端部に接続されている。また、中空ケース部４２の開口５３の内周縁部には段差状に係止凸部４５が形成され、その係止凸部４５上にはエアクリーナエレメント４６が取り付けられている。そして、中空ケース部４２の上面には、係止凸部４５との間でエアクリーナエレメント４６を挟み込むように、樹脂製の蓋部材４７が複数のビス４８によって取り付けられている。なお、蓋部材４７には、エアクリーナエレメント４６を介して中空ケース部４２内に外気を取り入れるための吸気口４９が設けられている。
なお、ここでは、中空ケース部４２内にキャブレター４４を配置する場合について説明しているが、キャブレター４４に代えてスロットルバルブを配置することも可能である。
このようにして蓋部材４７が中空ケース部４２に取り付けられることにより、第２の凹部４３と蓋部材４７の間には、吸気チャンバ５５が構成されている。

以上のように、この機関ブロック１０は、シリンダ部１２とシリンダヘッド部１６が一体に形成されるとともに、ブロック本体の前面側に、排気チャンバ３５の一部を構成するように突き合わせ面と第１の凹部２７が形成されているため、排気系の部材の一部をブロック本体と一体化して機関回りの構造を簡素化し、それによって製造コストの低減を図ることができる。

そして、この機関ブロック１０においては、排気チャンバ３５を構成する第１の凹部２７が、ブロック本体のシリンダヘッド部１６とシリンダ部１２とを跨いだ広範な領域に亙って形成されているため、排気チャンバ３５の容積を充分に大きく確保して消音効果を高めることができる。

また、この機関ブロック１０においては、ブロック本体を一部利用して設けられる排気チャンバ３５に触媒ユニット３１がシリンダボア１１と近接するように収容されているため、機関運転時にシリンダボア１１内の熱によって触媒を活性化させることができる。

さらに、この機関ブロック１０では、触媒ユニット３１のブラケット３４をブロック本体側の嵌合溝３０に嵌合して位置決めし、かつＬ字パイプ３３の端部を排気孔１５に突き合せた状態において、触媒ユニット３１が蓋部材３６とともに突き合わせ面２８に共締め固定されるため、機関の排気系回りに触媒ユニット３１と排気チャンバ３５とを容易に組み付けることができる。

また、この機関ブロック１０においては、ブロック本体に一体に形成される中空ケース部４２によって第２の凹部４３が形成され、吸気孔１４に接続されるキャブレター４４が中空ケース部４２内に収容されるとともに、中空ケース部４２の開口にエアクリーナエレメント４６が取り付けられ、その状態で中空ケース部４２の開口縁に蓋部材４７が締結固定されているため、ブロック本体の一部をエアクリーナとして機能させて部品点数を削減し、しかも、機関の吸気系回りにエアクリーナと吸気チャンバ５５とを容易に組み付けることができる。

また、この機関ブロック１０においては、中空ケース部４２が、シリンダボア１１から側面視で上方側に延出して設けられているため、燃焼室１３に導入される吸気がシリンダボア１１内の熱によって昇温されるのを抑制することができる。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記の実施形態では、取り付け面部である突き合わせ面２８が、機関ブロックの外面に、シリンダヘッド部１６とシリンダ部１２を跨いで設けられているが、大型の内燃機関の場合には、突き合わせ面２８は、シリンダヘッド部１６の領域のみに形成することも可能である。

１…エンジン（内燃機関）
１０…機関ブロック
１１…シリンダボア
１２…シリンダ部
１３…燃焼室
１４…吸気孔
１５…排気孔
１６…シリンダヘッド部
２８…突き合わせ面（取り付け面部）
３０…嵌合溝
３１…触媒ユニット
３２…触媒ケース
３３…Ｌ字パイプ
３４…ブラケット
３５，５５…排気チャンバ
３６…蓋部材
４２…中空ケース部
４４…キャブレター
４６…エアクリーナエレメント
４７…蓋部材
５３…開口

Claims (6)

1. シリンダボア（１１）を有するシリンダ部（１２）と、前記シリンダボア（１１）の一端側で燃焼室（１３）を形成するとともに、この燃焼室（１３）に連通する吸気孔（１４）及び排気孔（１５）を有するシリンダヘッド部（１６）と、を備え、前記シリンダ部（１２）とシリンダヘッド部（１６）とが一体に形成された内燃機関の機関ブロックであって、
   当該機関ブロックのブロック本体（１０）の外面に取り付け面部（２８）が設けられ、その取り付け面部（２８）の内側領域に前記排気孔（１５）の外側の端部が開口して配置され、前記取り付け面部（２８）に、当該取り付け面部（２８）の内側領域との間で排気チャンバ（３５）を形成する蓋部材（３６）が取り付けられていることを特徴とする内燃機関の機関ブロック。
2. 前記取り付け面部（２８）は、前記ブロック本体（１０）の外面のうちの前記シリンダヘッド部（１６）とシリンダ部（１２）とを跨ぐ領域に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の機関ブロック。
3. 前記排気チャンバ（３５）には、排気ガスを浄化するための触媒を内蔵する触媒ユニット（３１）が収容され、
   前記触媒ユニット（３１）は、前記シリンダボア（１１）と並行になるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の機関ブロック。
4. 前記触媒ユニット（３１）は、触媒を収容する筒状の触媒ケース（３２）と、この触媒ケース（３２）から側方に延設されたブラケット（３４）と、前記触媒ケース（３２）の軸方向の一端に結合されたＬ字パイプ（３３）と、を備え、
   前記ブロック本体（１０）の前記取り付け面部（２８）には、前記ブラケット（３４）が嵌合される嵌合溝（３０）が設けられ、
   前記触媒ユニット（３１）は、前記ブラケット（３４）を前記嵌合溝（３０）に嵌合し、前記Ｌ字パイプ（３３）の端部を前記排気孔（１５）に突き合せた状態で、前記蓋部材（３６）とともに前記取り付け面部（２８）に共締め固定されていることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の機関ブロック。
5. 前記ブロック本体（１０）の前記吸気孔（１４）の周囲には、外部側方に膨出する略直方体状の中空ケース部（４２）が一体に設けられ、
   前記中空ケース部（４２）は、その一面に開口（５３）が形成されるとともに、内部に前記吸気孔（１４）の端部が開口し、
   前記中空ケース部（４２）内には、前記吸気孔（１４）に接続されるキャブレター（４４）またはスロットルボディが収容され、
   前記中空ケース部（４２）の開口（５３）にはエアクリーナエレメント（４６）が取り付けられ、
   前記中空ケース部（４２）の開口縁には、前記蓋部材（４７）が締結固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の機関ブロック。
6. 前記中空ケース部（４２）は、側面視で前記シリンタ部（１２）のシリンダボア（１１）よりも上方側に延出して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の機関ブロック。

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