JP2018003707A

JP2018003707A - エンジンおよびエンジンのシリンダブロックの製造方法

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Publication number: JP2018003707A
Application number: JP2016132243A
Authority: JP
Inventors: 桜井　健一; Kenichi Sakurai; 健一桜井
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2036-07-04
Also published as: JP6637850B2; US20180003127A1; EP3267021A1

Abstract

【課題】シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けるにあたって、ピストンの摺動面や姿勢に悪影響を及ぼす構成を採ることなく、シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に面取り加工を施すことができるオフセットクランク式のエンジンを提供する。
【解決手段】シリンダ孔２を有するシリンダブロック１と、オフセットクランクとなるクランク軸６と、ピストン４とクランク軸６とを連接するコンロッド５とを備える。シリンダ孔２のクランク軸側開口縁に全周にわたって傾斜面１１が形成される。傾斜面１１とシリンダ孔２との境界線３４は、クランク軸６の軸心方向から見て、クランク軸６がシリンダ孔２の中心線に対して偏心する偏心側に向かうにしたがって次第にシリンダ孔２の他端側の開口２ａに近付くように傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、シリンダブロックにホーニング砥石逃がし部が形成されたエンジンおよびこのエンジンのシリンダブロックの製造方法に関する。

従来、エンジンのシリンダ孔には、ホーニング加工が施されている。このホーニング加工は、シリンダ孔内で回転するホーニング砥石がシリンダ孔の中心線に沿って往復することによって行われる。ホーニング砥石は、ホーニング加工時にシリンダ孔を突き抜けてシリンダ孔内からクランク室内に所定の長さだけ突出する。このようにホーニング砥石をクランク室内に突出させる理由は、シリンダ孔を全長に渡って均等に研磨し、シリンダ孔の円筒度の精度を高くするためである。

ところで、多気筒エンジンのシリンダブロックは、シリンダ孔を有するシリンダ壁部と、オイルパンと協働してクランク室を形成するクランクケース部と、気筒間においてクランクケース部の天井壁からクランク軸に向けて延びる軸受壁部を備えている。軸受壁部の先端部分には、クランク軸を支持する軸受のシリンダ側半部が形成されている。

近年の多気筒エンジンは、クランク軸の軸線方向において小型化を図るために気筒間の間隔が可及的狭くなるように形成されている。このため、上述した軸受壁部は、シリンダ孔に近接する位置に設けられることが多い。このようなエンジンのシリンダブロックがアルミダイキャスト法によって形成されると、シリンダの中心線に沿う方向から見た状態において、この軸受壁部の一部がシリンダ孔と重なるようになる。この理由は、ダイキャスト法では、溶湯を高速・高圧で金型内に射出する関係から、砂中子の利用が困難であり、軸受壁部が金型から離型できるように、軸受壁部の全体が最も厚い軸受部分の厚みで形成されるからである。

このように軸受壁部がシリンダ孔側に張り出す場合は、ホーニング加工を行うことができないから、例えば特許文献１に記載されているように、軸受壁部にホーニング砥石逃がし加工が施される。この逃がし加工は、図１４に示すように、回転切削工具１０１を使用して行われる。図１４はシリンダブロック１０２の一部を拡大して示す断面図である。図１４において、符号１０３はシリンダ孔を示し、１０４は気筒間に位置する軸受壁部を示す。逃がし加工は、軸受壁部１０４どうしの間に回転切削工具１０１が挿入され、この回転切削工具１０１が一定の位置に保持された状態で回転して行われる。回転切削工具１０１は、出入り可能な刃（図示せず）を有し、この刃が突出した状態で回転する。この回転する刃によって軸受壁部１０４が切削される。

逃がし加工後は、図１５に示すように、軸受壁部１０４の一部が除去されて軸受壁部１０４に凹曲部からなるホーニング砥石逃がし部１０５が形成される。このホーニング砥石逃がし加工時には、図１６に示すように、回転切削工具１０１によってシリンダ孔１０３のクランク軸側開口縁に面取り加工が施される。この面取り加工により、シリンダ孔１０３のクランク軸側開口縁に傾斜面１０８が形成される。

また、従来の多気筒エンジンとしては、クランク軸がいわゆるオフセットクランクとなるものがある。オフセットクランクとは、軸心がシリンダ孔の中心線に対して偏心して配置されるクランク軸をいう。このオフセットクランクを採用したエンジンにおいては、クランク軸が偏心する方向にコンロッドが偏って位置するために、この偏心方向において、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの間の隙間が狭くなり干渉のおそれがある。

従来のこの種のエンジンにおいては、後述する方法でシリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けている。この干渉を回避する方法としては、例えばシリンダ孔のクランク軸側開口縁にコンロッドを避ける凹部を鋳造で一体成型する方法と、シリンダ孔のクランク軸側開口縁の位置を全周に渡ってより高くして鋳造する方法などがある。コンロッドを避ける凹部は、シリンダブロックを成型する金型を使用して形成される。

特開２０１５−１６１１８９号公報

オフセットクランク式のエンジンで、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けるにあたって、シリンダ孔のクランク軸側開口縁に凹部を鋳造で一体成型する方法を採った場合、鋳造後にシリンダ孔のクランク軸側開口縁に面取り加工を施すと、形成される傾斜面が凹部のために断続加工となり、この断続箇所で加工エッジやバリが発生する懸念がある。

このように加工エッジやバリが存在する状態でシリンダ孔内をピストンが往復すると、ピストンのスカート部の摺動面が傷付き易い。ピストンの摺動面が傷付けられると、潤滑不良が起こってピストンが焼き付くおそれがある。
シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けるためにこの開口縁の位置を全周にわたってより高くして鋳造する場合は、下死点付近でピストンのガイドが少なくなり、ピストンの姿勢が不安定になって騒音が発生するおそれがある。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けるにあたって、ピストンの摺動面やピストンの姿勢に悪影響を及ぼす構成を採ることなく、シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に面取り加工を施すことができるオフセットクランク式のエンジンを提供することを第１の目的とする。また、このエンジンのシリンダブロックを製造する方法を提供することを第２の目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係るエンジンは、ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連接するコンロッドとを備え、前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁に全周にわたって傾斜面が形成され、前記傾斜面と前記シリンダ孔との境界線は、クランク軸の軸心方向から見て、前記クランク軸が前記中心線に対して偏心する偏心側に向かうにしたがって次第にシリンダ孔の他端側の開口に近付くように傾斜しているものである。

本発明は、前記エンジンにおいて、前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔を有するシリンダ壁部と、前記シリンダ壁部に接続された天井壁を有し、クランク室を形成するクランクケース部と、前記天井壁からクランク軸側に延びて前記クランク軸のシリンダ側半部を支える軸受壁部とを有し、前記軸受壁部に、前記シリンダ孔に挿入されたホーニング砥石との接触を避けるホーニング砥石逃がし部が設けられ、前記傾斜面は、前記ホーニング砥石逃がし部に連なる状態に接続されていてもよい。

本発明に係るエンジンのシリンダブロックの製造方法は、ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸とを有するエンジンのシリンダブロックの製造方法であって、前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に、前記中心線と平行な軸線を中心として回転するカッターによって面取りを施す面取りステップを有し、前記面取りは、前記カッターが前記開口縁に沿って移動して行われ、前記面取りステップで移動する前記カッターの回転中心の移動量は、クランク軸の軸心方向から見て、前記シリンダ孔の中心線に対して前記クランク軸が偏心する一方側へ他方側より多くなる方法である。

本発明に係るエンジンのシリンダブロックの製造方法は、ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸とを有するエンジンのシリンダブロックの製造方法であって、前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に、前記中心線と平行な軸線を中心として回転するカッターによって面取りを施す面取りステップを有し、前記面取りは、前記カッターの回転中心が前記中心線に対して前記クランク軸の偏心方向へ偏った位置で停止している状態で行われる方法である。

本発明は、前記エンジンのシリンダブロックの製造方法において、前記シリンダブロックは、前記シリンダ孔を有するシリンダ壁部と、前記シリンダ壁部に接続された天井壁を有し、クランク室を形成するクランクケース部と、前記天井壁からクランク軸側に延びて前記クランク軸のシリンダ側半部を支える軸受壁部とを有し、前記面取りステップは、前記中心線に沿う方向に所定の長さを有する前記カッターを使用して行われ、前記面取りステップで前記開口縁と前記軸受壁部とが前記カッターによって同時に加工されてもよい。

本発明において、傾斜面における偏心側の端部は、コンロッドが最も接近する部分である。この傾斜面の境界線がシリンダ孔の他端側の開口に近いということは、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの間隔が拡がることを意味する。このため、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を傾斜面によって避けることが可能になる。
また、上述した境界線は、ピストンが下死点付近でガイドされる範囲の限界となる位置を示している。すなわち、ピストンの下死点付近のガイドが偏心側に向かうにしたがって徐々に少なくなるだけであるから、下死点付近でピストンの姿勢が不安定になることはない。
さらに、本発明においては、シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に面取り加工が施されているから、この開口縁を通過するピストンのスカート部がバリや微細な突起によって傷付けられることはない。

したがって、本発明によれば、シリンダ孔のクランク軸側開口縁とコンロッドとの干渉を避けるにあたって、従来のようなクランク軸側開口縁に凹部を設けたり、クランク軸側開口縁の位置を全周に渡って高くするような、ピストンの摺動面や姿勢に悪影響を及ぼす構成を採ることなく、シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に面取り加工を施すことができるオフセットクランク式のエンジンを提供することができる。

回転するカッターがシリンダ孔のクランク軸側開口縁に沿って移動して面取りを施すエンジンのシリンダブロックの製造方法によれば、シリンダ孔より径が小さいカッターを使用することができる。このため、シリンダ孔におけるクランク軸とは反対側の開口部からシリンダ孔内にカッターを挿入できるから、カッターをシリンダブロックのシリンダヘッド側合わせ面を使って高い精度で位置決めすることができる。この結果、シリンダ孔のクランク軸側開口縁に面取り加工を高い精度で施すことが可能になる。

回転するカッターの回転中心がシリンダ孔の中心線に対してクランク軸の偏心方向へ偏った位置で停止している状態でカッターが回転して面取りを施すシリンダブロックの製造方法によれば、カッターが移動しながら面取りが行われる方法と較べて加工時間を短縮可能である。このため、生産性が高いエンジンのシリンダブロックの製造方法を提供できる。

本発明に係るシリンダブロックの断面図である。シリンダブロックの構成を説明するための断面図である。要部を拡大して示す断面図である。軸受壁部の底面図である。軸受壁部の側方から見た断面図である。第１の実施の形態によるカッターが挿入された状態を示すシリンダ壁部の平面図である。シリンダ孔のクランク軸側開口縁をクランク室側から見た状態を示す斜視図である。シリンダブロックの製造方法を説明するためのフローチャートである。第１の実施の形態による面取りステップを説明するためのフローチャートである。第２の実施の形態によるカッターが挿入された状態を示すシリンダ壁部の平面図である。第２の実施の形態による面取りステップを説明するためのフローチャートである。第３の実施の形態による軸受壁部の側方から見た断面図である。第４の実施の形態によるシリンダブロックの構成を説明するための断面図である。従来の軸受壁部の逃がし加工前の状態を示す断面図である。従来の軸受壁部の逃がし加工後の状態を示す断面図である。従来のシリンダ孔のクランク軸側開口縁に面取り加工が施された後の状態を示す断面図である。

＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に係るエンジンおよびエンジンのシリンダブロックの製造方法の一実施の形態を図１〜図９によって詳細に説明する。
図１に示すシリンダブロック１は、多気筒エンジンのものであり、鋳鉄を材料として図示していない砂型や中子などを用いる重力鋳造法によって所定の形状に形成されている。このシリンダブロック１は、３つの機能部を有している。

＜シリンダ壁部の構成＞
第１の機能部は、複数のシリンダ孔２を有するシリンダ壁部３である。シリンダ孔２には、図２に示すように、ピストン４が移動自在に嵌合する。図２には、上死点に位置するピストン４と、下死点に位置するピストン４とが描いてある。
ピストン４は、コンロッド５を介してクランク軸６に連接される。図２においては、クランク軸６はクランクウェブやクランクピンなどを省略し、クランクジャーナルのみが二点鎖線で描いてある。

このクランク軸６は、いわゆるオフセットクランクと呼称されるものである。このクランク軸６の軸心Ｃ１は、図２に示すように軸心方向から見て、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して一方側（図２においては左側）に長さＬ１だけ偏心している。このため、コンロッド５の最も外側を通る移動軌跡は、図２中に二点鎖線Ａで示すように、図２において左側に偏る形状になる。以下においては、クランク軸６が偏心する一方側を単に「偏心側」といい、この方向とは反対側を「他方側」という。

シリンダ壁部３の一端部（図１においては上端部）には、シリンダヘッド（図示せず）を取付けるための合わせ面８が形成されている。シリンダ孔２におけるクランク軸６とは反対側に位置する開口２ａは、この合わせ面８に形成されている。以下においては、便宜上、シリンダ壁部３の一端側（図１および図２においては上側）を「シリンダヘッド側」といい、他端側を「クランク軸側」という。
シリンダ壁部３におけるシリンダ孔２を覆う部分には冷却水通路９が形成されている。
シリンダ壁部３のクランク軸側端部であって、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０となる部分には、後述する面取り加工によって傾斜面１１が形成されている。この面取り加工の詳細は後述する。なお、この面取り加工は、シリンダ孔２にホーニング加工が施される以前に行われる。

＜クランクケース部の構成＞
シリンダブロック１の第２の機能部は、シリンダ壁部３のクランク軸側端部に接続された天井壁１２を有するクランクケース部１３である。このクランクケース部１３は、シリンダ壁部３とは反対側に向けて開口する箱状に形成されている。このクランクケース部１３の開口部は、図示していないオイルパンによって閉塞される。このクランクケース部１３とオイルパンとによって、クランク軸６を収容するクランク室１４が形成される。

天井壁１２とシリンダ壁部３のクランク軸側端部との接続部分、言い換えればシリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０を囲む部分は、図１〜図３および図７に示すように、偏心側に位置する第１の壁部１５と、他方側に位置する第２の壁部１６とによって構成されている。これらの第１および第２の壁部１５，１６は、シリンダブロック１を鋳造する型によって所定の形状に形成されている。第１の壁部１５は、詳細は後述するが、ピストン４のガイドに寄与しないために、第２の壁部１６よりシリンダヘッド側に位置している。このように第１の壁部１５がシリンダヘッド側に偏って形成されていることにより、図３に示すように、クランク軸６の軸心方向から見て、二点鎖線Ａで示すコンロッド５の移動軌跡と第１の壁部１５（シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０）との間に隙間Ｓが形成される。なお、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向において、第１の壁部１５が第２の壁部１６からシリンダヘッド側に離れる長さは、シリンダ孔２の孔壁面がピストン４のスカート部４ａ（図２参照）をガイドする機能が損なわれることがない長さである。

＜軸受壁部の構成＞
第３の機能部は、図１に示すように、天井壁１２からクランク軸６側に延びる軸受壁部１７である。この軸受壁部１７は、図１に示すように、クランク軸６の軸線とは直交する方向に延びる板状部分１７ａと、この板状部分１７ａのクランク軸側端部に設けられた軸受部１７ｂとを有している。

軸受壁部１７は、図４に示すように、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向に見た状態で互いに隣り合うシリンダ孔２どうしの間に設けられている。軸受壁部１７の板状部分１７ａは、図５に示すように、シリンダ孔２どうしの間の隔壁１８と同等の厚みとなるように形成されている。隔壁１８はシリンダ壁部３の一部である。

この実施の形態による板状部分１７ａには、図１に示すように、複数の補強用リブ１９が一体に形成されている。また、この板状部分１７ａは、クランク室１４内が気筒毎に仕切られる大きさに形成されている。この板状部分１７ａには、クランク室１４内の気筒毎に分けられた空間どうしを連通する第１〜第３の連通穴２０〜２２が形成されている。

板状部分１７ａのシリンダヘッド側端部であって、図１に示すようにクランク軸６の軸心方向から見てシリンダ孔２の中心線Ｃ２と重なる部分には、ホーニング砥石逃がし部２３が設けられている。このホーニング砥石逃がし部２３は、シリンダ孔２にホーニング加工を施すために挿入されたホーニング砥石２４との接触を避けるための凹曲部である。このホーニング砥石逃がし部２３は、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に後述する面取り加工を施すときに形成される。このホーニング砥石逃がし部２３と後述する面取り部は、鋳造時に砂中子を用いて形成することができるが、鋳放しのままでは表面が粗く、ピストン４に傷が付くおそれがあるために切削加工が施されている。

軸受部１７ｂは、図５に示すように、板状部分１７ａより厚く形成されている。このため、図４に示すように、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向から見た状態において、軸受部１７ｂは、その一部がシリンダ孔２と重なっている。この軸受部１７ｂには、図１に示すようにベアリングキャップ２５が取付けられる。クランク軸６は、軸受部１７ｂとベアリングキャップ２５とによって挟まれる状態でこれらの部材に回転自在に支持される。

＜面取り加工の説明＞
シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に施す面取り加工は、図８のフローチャートに示すように、鋳造ステップＳ１、加工ステップＳ２の後の面取りステップＳ３で実施される。図８のフローチャートは、シリンダブロック１の製造方法の一例を示すものである。このシリンダブロック１は、鋳造ステップＳ１と、面取りステップＳ３と、ホーニングステップＳ４とをこの順序で実施して製造される。鋳造ステップＳ１は、シリンダブロック１を鋳造によって成型するステップである。加工ステップＳ２は、機械加工で合面や通路や孔等を切削したり、ねじを切ったりするステップである。加工ステップＳ２には、ホーニング前の下穴加工も含まれる。

面取りステップＳ３は、図３および図６に示すカッター３１を使用して行われる。このカッター３１は、複数の刃３２と、これらの刃３２を支持する回転軸３３とを備えている。回転軸３３は、図示していない駆動装置によって駆動され、シリンダ孔２の中心線Ｃ２と平行な軸線Ｃ３（図３参照）を中心にして回転する。
図３および図６に示すカッター３１は、３枚の刃３２を有している。しかし、刃３２の数は３枚に限定されることはなく、適宜変更可能である。これらの複数の刃３２は、例えば回転軸３３を中心として放射方向に延びるように配置することができる。また、これらの刃３２は、シリンダ孔２内にシリンダヘッド側端部から挿入可能な大きさに形成される。

このカッター３１が回転軸３３を中心にして回転したときの回転軌跡は、回転軸３３の軸線方向から見ると、図６中に二点鎖線Ｂで示すように、シリンダ孔２より小さい円になる。
刃３２は、図３に示すように、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向において、所定の長さを有しており、シリンダヘッド側となる一端部に設けられて傾斜する面取り加工部３２ａと、この面取り加工部３２ａから他端部側に延びる逃がし加工部３２ｂとを有している。

面取り加工部３２ａは、カッター３１の軸線Ｃ３から離れるにしたがって次第に刃３２の他端部側に位置するように傾斜している。逃がし加工部３２ｂは、シリンダ孔２の中心線Ｃ２と平行に延びている。逃がし加工部３２ｂの長さは、面取りステップＳ３の次のホーニングステップＳ４で用いられるホーニング砥石２４の大きさや往復ストロークに適合した長さである。逃がし加工部３２ｂの長さは、ホーニング砥石２４がシリンダ孔２からクランク軸６側へ突出する突出長さより長いことが望ましい。

面取りステップＳ３においては、図９のフローチャートに示す複数のステップが順次実行される。面取りステップＳ３を実施するにあたっては、先ず、挿入ステップＳ１１が実施され、カッター３１がシリンダ孔２内にシリンダヘッド側端部の開口から挿入される。このカッター３１は、位置決めステップＳ１２において、図３に示すように、面取り加工部３２ａがシリンダ孔２とクランク室１４との境界部分に位置する状態に位置決めされる。なお、図３に示すシリンダブロック１は、面取りステップＳ３が終了した状態で描いてある。

次に、自転開始ステップＳ１３において、回転軸３３が駆動装置によって駆動され、カッター３１が回転軸３３を中心にして回転する。
そして、このカッター３１は、その後の公転ステップＳ１４において、予め定めた移動経路に沿って移動する。この移動は、駆動装置が回転軸３３の位置をシリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して垂直な方向に変えることによって行われる。

このときのカッター３１の移動経路は、回転軸３３の軸線方向から見て、図６中に二点鎖線Ｃで示す円が移動軌跡となる経路であって、クランク軸６の軸心方向から見て、図３中に二点鎖線Ｄで示す移動軌跡となる経路である。図６中に二点鎖線Ｃで示す円の中心Ｃ４は、クランク軸６の軸心方向においてシリンダ孔２の中心（中心線Ｃ２の位置）と同一位置であって、シリンダ孔２の中心より偏心側（図６においては左側）に長さＬ２だけ離れている。図６中に二点鎖線Ｃで示す移動軌跡となる円の半径ｒは、図３に示すように、偏心側（図３においては左側）とは反対側において、刃３２の面取り加工部３２ａがシリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０を切削可能な半径に設定されている。

この公転ステップＳ１４で移動するカッター３１の回転中心（軸線Ｃ３の位置）の移動量は、図３に示すように、クランク軸６の軸心方向から見て、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して偏心側（図３においては左側）へＤ１となり、他方側へはＤ２となる。移動量Ｄ１は移動量Ｄ２より多い。すなわち、カッター３１の回転中心は、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して偏心側へ他方側より多く移動する。

このようにカッター３１が自転した状態で図６中に二点鎖線Ｃで示す移動軌跡となるように移動（公転）することにより、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０が全周にわたって面取り加工部３２ａによって切削される。このため、公転ステップＳ１４が実施されることにより、カッター３１がシリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に沿って移動し、このクランク軸側開口縁１０の全域に面取り加工が施される。シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に面取り加工が施されることにより、この開口縁に全周にわたって傾斜面１１が形成される。

この傾斜面１１とシリンダ孔２との境界線３４（図３参照）は、図３において左上がりに傾斜している。この境界線３４が傾斜する方向は、図２に示すように、クランク軸６の軸心方向から見て、クランク軸６がシリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して偏心する偏心側に向かうにしたがって次第にシリンダ孔２の他端側の開口２ａに近付く方向である。言い換えれば、境界線３４が傾斜する方向は、図３に示すように、クランク軸６の軸心方向から見て、偏心側から他方側（図３においては右側）に向かうにしたがって、クランク軸６の軸心Ｃ１からシリンダ孔２の中心線Ｃ２に下ろした垂線３５を含む仮想直線３６に近接する方向である。
傾斜面１１の境界線３４における偏心側の端部がシリンダ孔２の他端側の開口２ａに近くなるということは、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０とコンロッド５との間隔が拡がることを意味する。
この傾斜面１１における、シリンダ孔２の中心線Ｃ２と平行な方向の幅（図３においては上下方向の幅）は、偏心側に向かうにしたがって次第に広くなる。この理由は、カッター３１の傾斜した面取り加工部３２ａが偏心側のクランク軸側開口縁１０を次第に径方向に深く切削するからである。なお、この実施の形態では第１の壁部１５が第２の壁部１６よりシリンダヘッド側に偏って設けられているから、図３に示す傾斜面１１の幅は途中で狭くなっている。

また、公転ステップＳ１４でカッター３１が図６中に二点鎖線Ｃで示す移動軌跡に沿って移動することにより、軸受壁部１７の一部がカッター３１の逃がし加工部３２ｂによって切削され、軸受壁部１７にホーニング砥石逃がし部２３が形成される。すなわち、公転ステップＳ１４で上述した傾斜面１１と、軸受壁部１７のホーニング砥石逃がし部２３とがカッター３１によって同時に加工される。この加工が施された後の傾斜面１１は、図１および図７に示すように、ホーニング砥石逃がし部２３に連なる状態に接続されている。

公転ステップＳ１４でカッター３１が上述した移動軌跡に沿って少なくとも１周した後、自転停止ステップＳ１５において、駆動装置が回転軸３３の駆動を停止し、カッター３１が停止する。その後、カッター３１は、取出しステップ１６において、回転停止時の位置からシリンダ孔２の中心線Ｃ２側となる取出可能位置に移動し、シリンダ孔２内を通ってシリンダブロック１の外に取出される。このようにカッター３１が退出することによって面取りステップＳ３が終了する。

面取りステップＳ３の後は、図８に示すように、ホーニングステップＳ４が実施される。ホーニングステップＳ４においては、ホーニング砥石２４が回転しながらシリンダ孔２内を往復する。この実施の形態においては、軸受壁部１７にホーニング砥石逃がし部２３が形成されているから、ホーニング砥石２４が干渉することはない。

＜第１の実施の形態による効果の説明＞
この実施の形態において、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に形成された傾斜面１１は、図１〜図３に示すように、クランク軸６の軸心方向から見て、偏心側に向かうにしたがって次第にシリンダ孔２の他端側（シリンダヘッド側）の開口２ａに近付くように傾斜している。この傾斜面１１における偏心側の端部は、コンロッド５が最も接近する部分である。傾斜面１１の境界線３４がシリンダ孔２の他端側の開口に近いということは、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０とコンロッド５との間隔が拡がることを意味する。このため、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０とコンロッド５との干渉を傾斜面１１によって避けることが可能になる。

また、上述した境界線３４は、ピストン４が下死点付近でガイドされる範囲の限界となる位置を示している。すなわち、ピストン４の下死点付近のガイドが偏心側に向かうにしたがって徐々に少なくなるだけであるから、下死点付近でピストン４の姿勢が不安定になることはない。
さらに、この実施の形態においては、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０の全周に面取り加工が施されているから、この開口縁を通過するピストン４のスカート部４ａがバリや微細な突起によって傷付けられることはない。
したがって、この実施の形態によれば、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０とコンロッド５との干渉を避けるにあたって、従来のようなクランク軸側開口縁に凹部を設けたり、クランク軸側開口縁の位置を全周に渡って高くするような、ピストン４の摺動面や姿勢に悪影響を及ぼす構成を採ることなく、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０の全周に面取り加工を施すことができるオフセットクランク式のエンジンを提供することができる。

この実施の形態による傾斜面１１は、ホーニング砥石逃がし部２３に連なる状態に接続されている。このため、ピストン４やホーニング砥石２４がシリンダ孔２からクランク軸６側に突出するときに軸受壁部１７に接触することを確実に防ぐことができる。
したがって、この実施の形態によれば、ピストン４やホーニング砥石２４との干渉を避けながら軸受壁部１７をシリンダ孔２の中心線Ｃ２に近付くように配置できるから、クランク軸６の軸心方向におけるシリンダブロック１の長さを短くできる。この結果、この実施の形態によれば、クランク軸６の軸心方向にコンパクトに形成されたエンジンを提供することができる。

この実施の形態において、シリンダ孔２における傾斜面１１との境界線３４よりクランク軸側の部位は、ピストン４が接触することがなく、下死点付近でピストン４をガイドする機能を有していない。このため、この実施の形態のシリンダブロック１においては、偏心側に位置する第１の壁部１５が第２の壁部１６よりシリンダヘッド側に偏る位置に形成されている。
この構成を採ることにより、第１の壁部１５が第２の壁部１６と同等の高さに形成されている場合に較べると、傾斜面１１を形成するときの切削加工に要する時間が短くなるから、生産性が高くなる。

この実施の形態による面取り加工は、シリンダ孔２の孔径より径が小さいカッター３１を使用して実施される。このため、カッター３１をシリンダ孔２におけるシリンダヘッド側の開口部からシリンダ孔２内に挿入できるから、カッター３１をシリンダブロック１のシリンダヘッド側合わせ面８を使って高い精度で位置決めすることができる。この結果、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に面取り加工を高い精度で施すことが可能になる。

この実施の形態による面取りステップＳ３は、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向に所定の長さを有するカッター３１を使用して行われる。この面取りステップＳ３において、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０と軸受壁部１７とがこのカッター３１によって同時に加工される。
このため、この実施の形態によれば、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０に施す面取り加工と、軸受壁部１７にホーニング砥石逃がし部２３を形成する加工とを効率よく行うことができるから、生産性が高いエンジンのシリンダブロックの製造方法を提供できる。

＜第２の実施の形態＞
面取りステップ（面取り加工とホーニング砥石逃げ部の加工）は、図１０および図１１に示すように実施することができる。これらの図において、図１〜図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
この実施の形態による面取りステップＳ３で使用するカッター４１（図１０参照）は、回転軸部４２から放射方向に突出する複数の刃４３が回転軸部４２の径方向に移動可能なものである。

回転軸部４２は、軸心Ｃ５がシリンダ孔２の中心線Ｃ２より所定の長さだけ偏心側（図１０においては左側）に離れた加工位置に配置され、この加工位置で駆動装置（図示せず）によって駆動されて回転する。
複数の刃４３は、詳細には図示してはいないが、第１の実施の形態で示した刃４３と同様に面取り加工部４３ａと逃がし加工部４３ｂとを有している。これらの刃４３は、回転軸部４２内に設けられた押圧機構４４によって径方向の外側に向けて押されることにより、回転軸部４２に支持された状態で回転軸部４２から径方向の外側に突出する。押圧機構４４は、例えば特許文献１に開示されているものを用いることができる。

この実施の形態による面取りステップＳ３は、図１１のフローチャートに示すように実施される。この面取りステップＳ３を実施するにあたっては、先ず、カッター４１をシリンダ孔２内にシリンダヘッド側から挿入し（挿入ステップＳ２１）、シリンダ孔２とクランク室１４との境界部分に位置決めする（位置決めステップＳ２２）。位置決めステップＳ２２においては、カッター４１の回転軸部４２が上述した加工位置に位置決めされる。

その後、加工ステップＳ２３において、カッター４１が回転し、刃４３が回転軸部４２から径方向の外側に突出する。刃４３が回転軸部４２から突出することによって、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０が回転する刃４３によって切削され、傾斜面１１が形成される。この面取り加工は、カッター４１の回転中心（軸心Ｃ５）がシリンダ孔２の中心線Ｃ２に対して偏心側へ偏った位置で停止している状態で行われる。
また、この加工ステップＳ２３においては、軸受壁部１７が刃４３の逃がし加工部４３ｂによって切削され、軸受壁部１７にホーニング砥石逃がし部２３が形成される。この加工が終了したときのカッター４１の外形は、図３中に二点鎖線Ｄで示す形状になる。

加工ステップＳ２３が終了した後、カッター４１の回転が停止してカッター４１の刃４３が回転軸部４２の径方向内側に後退する。そして、取出ステップＳ２４において、カッター４１がシリンダ孔２を通してシリンダブロック１の外に出される。このようにカッター４１が退出することによって面取りステップＳ３が終了する。
この実施の形態においては、カッター４１が移動しながら面取りが行われる方法（第１の実施の形態による方法）と較べると、カッター４１の位置が変わらないために加工時間を短縮できる。このため、この実施の形態によれば、生産性が高いエンジンのシリンダブロックの製造方法を提供できる。

＜第３の実施の形態＞
本発明は、アルミダイキャスト法によって形成されたシリンダブロックを有するエンジンにも適用することができる。アルミダイキャスト法によって形成されたシリンダブロック１の軸受壁部１７を図１２に示す。図１２において、図１〜図９によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。

図１２に示す軸受壁部１７の板状部分１７ａは、ダイキャスト鋳造直後においては、この明細書の冒頭で背景技術として図１４を用いて説明したような、金型から離型可能な形状に形成されており、厚みが軸受部１７ｂと同等かそれ以上となるように形成されている。この板状部分１７ａには、カッター（図示せず）によって切削されることによりホーニング砥石逃がし部２３が形成されている。また、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０には傾斜面１１が形成されている。
本発明は、このようにアルミダイキャスト法によって形成されたシリンダブロック１を有するエンジンにも適用可能で、上述した実施の形態を採るときと同等の効果が得られる。

＜第４の実施の形態＞
本発明は、図１３に示すように構成することができる。図１３において、図１〜図１２によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
図１３に示すシリンダブロック５１は、シリンダ孔２のクランク軸側開口縁１０を囲む部分が上述した実施の形態によるシリンダブロック１とは異なり、その他の部分が同一になる構成が採られている。

この実施の形態によるシリンダ孔３のクランク軸側開口縁１０を囲む部分は、平坦な一つの第３の壁部５２によって構成されている。この第３の壁部５２の厚みは一定である。
このため、クランクケース部１３の天井壁１２は、クランク軸６の軸心方向から見て、偏心側となる一端部１２ａと他端部１２ｂとで略同じ高さとなるように形成されている。ここでいう「高さ」とは、シリンダ孔２の中心線Ｃ２に沿う方向の位置に相当する。
また、第３の壁部５２が平坦であるから、傾斜面１１のクランク軸側の端縁１１ａは、クランク軸６の軸心方向から見て、偏心側と他端側との間で直線状に延びている。この傾斜面１１は、第１の実施の形態や第２の実施の形態で説明したようなカッター（図示せず）を用いて形成することができる。

このようにシリンダ孔３のクランク軸側開口縁１０が平坦な第３の壁５２に開口する場合であっても、傾斜面１０とコンロッド５との間に隙間Ｓが形成され、シリンダ孔２とコンロッド５との干渉を避けることができるから、上述した実施の形態を採る場合と同等の効果が得られる。

１，５１…シリンダブロック、２…シリンダ孔、３…シリンダ壁部、４…ピストン、５…コンロッド、６…クランク軸、１０…クランク軸側開口縁、１１…傾斜面、１２…天井壁、１３…クランクケース部、１４…クランク室、１７…軸受壁部、２３…ホーニング砥石逃がし部、２４…ホーニング砥石、３１，４１…カッター、３４…境界線、３５…垂線、３６…仮想直線、Ｃ１…クランク軸の軸心、Ｃ２…シリンダ孔の中心線、Ｓ２…面取りステップ、Ｓ１４…公転ステップ、Ｓ２３…加工ステップ。

Claims

ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、
軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸と、
前記ピストンと前記クランク軸とを連接するコンロッドとを備え、
前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁に全周にわたって傾斜面が形成され、
前記傾斜面と前記シリンダ孔との境界線は、クランク軸の軸心方向から見て、前記クランク軸が前記中心線に対して偏心する偏心側に向かうにしたがって次第にシリンダ孔の他端側の開口に近付くように傾斜しているエンジン。
請求項１記載のエンジンにおいて、
前記シリンダブロックは、
前記シリンダ孔を有するシリンダ壁部と、
前記シリンダ壁部に接続された天井壁を有し、クランク室を形成するクランクケース部と、
前記天井壁からクランク軸側に延びて前記クランク軸のシリンダ側半部を支える軸受壁部とを有し、
前記軸受壁部に、前記シリンダ孔に挿入されたホーニング砥石との接触を避けるホーニング砥石逃がし部が設けられ、
前記傾斜面は、前記ホーニング砥石逃がし部に連なる状態に接続されていることを特徴とするエンジン。
ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、
軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸とを有するエンジンのシリンダブロックの製造方法であって、
前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に、前記中心線と平行な軸線を中心として回転するカッターによって面取りを施す面取りステップを有し、
前記面取りは、前記カッターが前記開口縁に沿って移動して行われ、
前記面取りステップで移動する前記カッターの回転中心の移動量は、クランク軸の軸心方向から見て、前記シリンダ孔の中心線に対して前記クランク軸が偏心する一方側へ他方側より多くなるエンジンのシリンダブロックの製造方法。
ピストンが移動自在に嵌合するシリンダ孔を有するシリンダブロックと、
軸心が前記シリンダ孔の中心線に対して偏心したオフセットクランクとなるクランク軸とを有するエンジンのシリンダブロックの製造方法であって、
前記シリンダ孔のクランク軸側開口縁の全周に、前記中心線と平行な軸線を中心として回転するカッターによって面取りを施す面取りステップを有し、
前記面取りは、前記カッターの回転中心が前記中心線に対して前記クランク軸の偏心方向へ偏った位置で停止している状態で行われることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの製造方法。
請求項３または請求項４記載のエンジンのシリンダブロックの製造方法において、
前記シリンダブロックは、
前記シリンダ孔を有するシリンダ壁部と、
前記シリンダ壁部に接続された天井壁を有し、クランク室を形成するクランクケース部と、
前記天井壁からクランク軸側に延びて前記クランク軸のシリンダ側半部を支える軸受壁部とを有し、
前記面取りステップは、前記中心線に沿う方向に所定の長さを有する前記カッターを使用して行われ、
前記面取りステップで前記開口縁と前記軸受壁部とが前記カッターによって同時に加工されることを特徴とするエンジンのシリンダブロックの製造方法。