JP2017031877A - 内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

Abstract

【課題】オイル落とし通路を鋳抜きによって形成し、隔壁にドリル加工等で貫通穴を空けているシリンダブロックにおいて、オイル落とし通路を必要最小限度の断面積にしてシリンダブロックの大形化を防止すると共に、ブローバイガスの補集機能も高める。
【解決手段】上下鋳型の中子部の間に形成される隔壁１２は、オイル落とし通路１０の長手方向に高さがずれた互い違い状態（段違い状態）に形成されており、隔壁１２に、外周部を残した状態に、ドリル１５によって貫通穴１１が形成されている。貫通穴１１は上下にも長いため、上下穴１３，１４の平断面積と同等の開口面積を確保できる。隔壁１２に残ったリブ１２ａ〜１２ｃは表面積が大きいため、ブローバイガスの補集機能にも優れている。
【選択図】図２

Description

本願発明は、自動車用等の内燃機関におけるシリンダブロックに関するもので、特に、オイル落とし通路の構造を特徴とするものである。

内燃機関のシリンダブロックにはオイル落とし通路が空いており、動弁機構を潤滑したオイルは、シリンダヘッドに設けた穴に流入してから、シリンダブロックに設けたオイル落とし通路を介してオイルパンに流下するようになっている。このオイル落とし通路は、一般に、シリンダボアの列を挟んだ片側に設けられている。

さて、シリンダブロックは鋳造品であり、鋳型は、頂面の側に重なる上型と、クランク室の側に重なる下型とを有している。従って、オイル落とし通路は、上下の鋳型に設けた中子部によって形成されるが、２つの中子部を当接させるのは強度等の面から現実には困難であり、そこで、上下の中子部の間に間隔を空けた状態で鋳造している。

従って、鋳造した状態では、オイル落とし通路は隔壁によって分断されており、ドリル加工によって隔壁に貫通穴を空けることにより、上下の穴を連通させている。そして、ドリル加工の方法としては、特許文献１にも開示されておりかつ図４（Ａ）に示すように、ドリル３０を上下穴３１，３２と直交した姿勢にしてシリンダブロック３３に横穴３４を空けることによって隔壁３５を切除し、加工後に横穴３４の開口部をプラグ３６で塞ぐ方法と、図４（Ｂ）に示すように、ドリル３０を上下穴３１，３２と同心の姿勢にして、隔壁３５に貫通穴３７を空ける方法とが採用されている。

実開昭６３−１０２１３号のマイクロフィルム

図４（Ａ）の従来技術は、プラグ３６の取付けにある程度の深さが必要であることから、プラグの取付け部３８を外側に突出させねばならず、すると、それだけシリンダブロック３３が大型化する問題や、プラグ３６の緩みがあるとオイル漏れが発生するおそれがある問題、或いは、鋳型が複雑化することによるコストアップ問題、更には、プラグ３６自体にコストがかかることとその取付けにも手間がかかることによるコストアップの問題などがあった。

他方、図４（Ｂ）の従来技術はコストの面では優れているが、ドリル３０の外径は上下穴３１，３２の内径よりも少し小径にせねばならないことから、貫通穴３７の個所が隘路になる現象が生じており、そこで、貫通穴３７をオイルがスムースに流れる内径に設定すると、上下の穴３１，３２を必要以上に大径に設定せねばならず、すると、オイル落とし通路３９の個所でシリンダブロック３３の側面が外向きに膨れしまって（オーバーハングしてしまって）、シリンダブロック３３の重量増大を招来するおそれがあった。

また、クランク室に吹き抜けたブローバイガスがオイル落とし通路から動弁室に吸い込まれることがあるが、図４（Ａ）の従来例では、隔壁は完全に除去されるため、ブローバイガスの上昇を抑制することはできない。一方、図４（Ｂ）の従来例では、隔壁３５の一部がリング状に残存することから、これがブローバイガスの補集機能を発揮するとはいえるが、内向き突出量は僅かでブローバイガスの接触面積は小さいため、ブローバイガスの補集機能は高くはない。

本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。

本願発明のシリンダブロックは、基本構成は従来と同様であり、シリンダボアの列を挟んだ片側又は両側に、前記シリンダボアの軸心と略平行に延びるオイル落とし通路が、シリンダヘッドが重なる頂面とオイルパンに向くクランク室との両方に開口するように設けられており、前記オイル落とし通路は、前記頂面に向けて開口した上部穴とクランク室に向けて開口した下部穴とを隔壁にて隔てられた状態に鋳抜きによって同心状に形成してから、前記隔壁に貫通穴を空けることによって形成されている。

そして、本願発明では、前記隔壁は、前記上下穴の軸心を挟んだ一方の部位が前記頂面の側にずれて、他方の部位は前記クランク室の側にずれるように互い違い状に形成されており、前記隔壁を、前記上下穴と同心状でかつ上下穴の内径より小径のドリルで切削することによって前記貫通穴が形成されている。

ここでいて「互い違い状」とは、軸心を挟んだ一方の部位と他方の部位とが軸心方向にずれていることをいい、段違い状（クランク状）や傾斜状が含まれる。或いは、段違い状と傾斜状との組み合わせも有り得る。

本願発明では、横穴を空けて隔壁を切除するものではないため、プラグの使用に起因した大型化やコストアップのような問題は全く生じない。また、貫通穴は鋳抜きにより形成された上下の穴よりも小径ではあるが、隔壁が互い違い形状であることにより、貫通穴はオイル落とし通路の軸心方向に長い状態になっており、これにより、開口面積を大きくすることができる。

つまり、オイル落とし通路の軸心方向から見たら、貫通穴の内径は上下穴の内径よりも小さいが、オイル落とし通路と交叉した方向から見ると、貫通穴の開口面積は上下穴の断面積と同等にできるのであり、これにより、鋳抜きにより形成される穴を必要最小限度の断面積に保持しつつ、オイルをスムースに流下させることができる。

従って、シリンダブロックのうちオイル落とし通路の個所の側面が外側に膨れる（オーバーハングする）ことを防止又は抑制して、シリンダブロックの重量増大も抑制できる。しかも、貫通穴を空けた後に残った隔壁はオイル落とし通路の軸線方向にも長い形態であって、その表面積は図４（Ｂ）に比べて大きいため、ブローバイガスの補集機能（オイル切り機能）も大きく向上できる。

更に述べると、隔壁が上下に互い違いの形状であることから、オイルは貫通穴の個所で方向変換して流下する一方、ブローバイガスも貫通穴の個所で方向変換して上昇するが、オイルの流れとブローバイガスの流れとが逆向きであるため、ブローバイガスは流下するオイルに触れやすい状態になっており、この点からも、ブローバイガスの補集機能に優れているといえる。

第１実施形態の平面図である。 （Ａ）は図１のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図、（Ｃ）は製造工程の一部を示す図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ視断面図である。 （Ａ）（Ｂ）は第２実施形態の要部断面図で、（Ｃ）（Ｄ）は第３実施形態の要部断面図である。 従来技術を示す図である。

(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて発明する。まず、図１〜２に示す第１実施形態を説明する。本実施形態は、３気筒内燃機関のシリンダブロック１に適用している。このため、シリンダブロック１には３つのシリンダボア２が空いている。シリンダボア２は、当然ながら、シリンダヘッド（図示せず）が固定される頂面２と、クランク軸（図示せず）が回転するクランクケース４とに開口しており、シリンダブロック１を上下に貫通している。

シリンダブロック１には、シリンダボア２の群を囲うループ形状のウォータジャケット５が形成されている。図１において、符号６で示す線はシリンダボア並び中心線であり、符号７で示す線はクランク軸心線である。

シリンダブロック１のうちシリンダボア２の群を挟んだ両側には、ヘッドボルト（図示せず）がねじ込まれるヘッド締結用タップ穴８が、４個ずつ形成されている。ヘッド締結用タップ穴８は、隣り合ったシリンダボア２の間のボア間部９の外側の部位と、シリンダボア２の群の外側とに形成されており、できるだけシリンダボア２に寄せている。

シリンダブロック１のうち中間部のシリンダボア２を挟んだ外側の部位に、オイル落とし通路１０が形成されている。オイル落とし通路１０は、シリンダボア２の軸線と平行な姿勢であり、シリンダブロック１の頂面３とクランク室４とに開口している。そして、オイル落とし通路１０の上下中途部には、軸心方向から見て（平面視で）円形の貫通穴１１が空いた隔壁１２を設けている。

隔壁１２は、シリンダボア２の側に位置した半円状の下水平リブ１２ａと、シリンダボア２の側に位置した上水平リブ１２ｂと、両者を繋ぐ縦リブ１２ｃとから成っている。このため、隔壁１２は、上下互い違い状、又は段違い状、或いはクランク状の形態になっている。

シリンダブロック１はアルミ等の金属を材料にして鋳造されており、鋳造では、頂面３に重なる上型と、クランク室４に重なる下型とが使用されている。そして、中空部は中子部によって構成されるので、オイル落とし通路１０は、上型に設けた中子部と舌型に設けた中子部とによって形成されるが、２つの中子部を当接させるのは現実には難しいので、上下の中子部の間には間隔を空けている。

このため、鋳造しただけの状態では、図２（Ｃ）に示すように、頂面３に向けて開口した上部穴１３と、クランク室４に向けて開口した下部穴１４とが、隔壁１２で仕切られた状態に同心に形成されており、上下穴１３，１４と同心のドリル１５を使用し、隔壁１２に貫通穴１１を空けることによって、上部穴１３と下部穴１４とを連通させてオイル落とし通路１０と成している。図２（Ｃ）ではドリル１５を上部穴１３から通しているが、下部穴１４から通してもよい。ドリル１５の外径は上下穴１３，１４の内径よりも少し小径になっているため、貫通穴１１を空けた後は、隔壁１２の外周部がリブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの状態で残っている。

(2).第１実施形態のまとめ
さて、隔壁１２は上下に互い違い形状になっているので、上端と下端とを結ぶ線１６と直交した垂線１７の方向から隔壁１２及び貫通穴１１を見ると、貫通穴１１は擬似的には楕円のような形状になっており、平面視での貫通穴１１の面積に比べて開口面積は遥かに大きくなっており、従って、貫通穴１１の開口面積は、上下穴１３，１４の平断面積と同等に設定できる。このため、オイルは、貫通穴１１の個所に滞留することなく、上部穴１３から下部穴１４に向けてスムースに流下する。

このため、上下の穴１３，１４を必要最小限度の大きさに設定した状態で、オイルを速やかに流下させることができて、オイルが動弁室に溜まるような事態は生じない。従って、オイル落とし通路１０の外側に膨らみ部を形成することを防止できるか、著しく抑制できるのであり、これにより、軽量化やコストダウンが可能になる。

また、図２（Ａ）に矢印１８の点線部分で示すように、ブローバイガスがオイル落とし通路１０に流入することがあるが、隔壁１２を構成するリブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、上下方向にも広がった状態で広い面積になっているため、ブローバイガスに含まれていたオイルをリブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって効果的に補集できる。正確には、隔壁１２の面積は、図４（Ｂ）の従来例に比べて縦リブ１２ｂの面積分だけ増大しており、これにより、高いオイルミスト補集効果を発揮する。

更に、オイルの流れは、図２（Ｂ）の矢印の細い実線部分で示すように、隔壁１２の個所で内側から外側にずれるように方向変換する傾向を呈する一方、ブローバイガスの上昇流も、外側から内側にずれるように方向変換する傾向を呈しており、オイルとブローバイガスとは同じ経路を逆方向に流れる傾向を呈するため、流下するオイルがブローバイガスに衝突する割合も高くなると解され、これによっても、ブローバイガスの漏洩を大きく抑制できると云える。

上記の実施形態では、オイル落とし通路１０は、中間部のシリンダボア２のおおよそ真横に配置しているが、図１に一点鎖線で示すように、ヘッド締結用タップ穴８の横に配置することも可能である。また、本実施形態では、隔壁１２は、クランク軸線方向７から見た状態で違い形状になっているが、クランク軸線方向７と直交した方向から見て段違い形状と成してもよい。

(3).他の実施形態
図３のうち（Ａ）（Ｂ）では、第２実施形態を示している。（Ａ）は鋳造しただけの状態を示しており、この実施形態では、隔壁１２は全体が傾斜リブ１２ｄで構成されている。従って、隔壁１２及び貫通穴１１は、その表面と直交した方向（垂線方向）から見ると楕円形状になっている。この実施形態では、貫通穴１１はエンドミル２０によって加工している。この実施形態でも、第１実施形態と同様の効果が発揮される。

図３のうち（Ｃ）（Ｄ）に示す第３実施形態は、第１実施形態と第２実施形態との組み合わせであり、隔壁１２は、上下の水平リブ１２ａ，１２ｂとを有しており、上下水平リブ１２ａ，１２ｂは傾斜リブ１２ｄで繋がっている。上下の水平リブ１２ａ，１２ｂは半周まで至っておらず、従って、上下の水平リブ１２ａ，１２ｂは平面視では三日月形状になっている。また、傾斜リブ１２ｄは、垂線方向から見ると、楕円の両端を切断した太鼓形状になっている。

本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、隔壁に貫通穴を空ける方法としては、ポンチによる打ち抜きも採用できる。オイル落とし通路の断面形状は円形には限らないのであり、四角形等の角形や楕円形状であってもよい。

本願発明は、実際にシリンダブロックに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
２ シリンダボア
３ 頂面
４ クランク室
６ シリンダボア並び中心線
８ ヘッド締結用タップ穴
１０ オイル落とし通路
１１ 貫通穴
１２ 隔壁
１２ａ 下水平リブ
１２ｂ 上水平リブ
１２ｃ 縦リブ
１３ 上部穴
１４ 下部穴
１５ ドリル

Claims (1)

1. シリンダボアの列を挟んだ片側又は両側に、前記シリンダボアの軸心と略平行に延びるオイル落とし通路が、シリンダヘッドが重なる頂面とオイルパンに向くクランク室との両方に開口するように設けられており、
   前記オイル落とし通路は、前記頂面に向けて開口した上部穴とクランク室に向けて開口した下部穴とを隔壁にて隔てられた状態に鋳抜きによって同心状に形成してから、前記隔壁に貫通穴を空けることによって形成されているシリンダブロックであって、
   前記隔壁は、前記上下穴の軸心を挟んだ一方の部位が前記頂面の側にずれて、他方の部位は前記クランク室の側にずれるように互い違い状に形成されており、前記隔壁を、前記上下穴と同心状でかつ上下穴の内径より小径のドリルで切削することによって前記貫通穴が形成されている、
   内燃機関のシリンダブロック。

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