JP3184438B2 - 内燃エンジン - Google Patents

内燃エンジン

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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランク軸の回転
を中間軸を介してカム軸に伝達する内燃エンジンに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ＯＨＣ（オーバーヘッド・カムシャフ
ト）式の動弁機構を採用する４サイクルエンジンにあっ
ては、クランク軸の回転は一般にチェーン駆動機構によ
ってカム軸に伝達され、該カム軸が回転することによっ
て吸・排気バルブが所定のタイミングで開閉されてシリ
ンダ内で所要のガス交換が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、補機類の配
置の関係でクランク軸の回転を中間軸を介してカム軸に
伝達する構成を採用する場合、中間軸へのチェーンの巻
装等を含めてエンジンの組立性を高める工夫がなされる
べきである。
【０００４】従って、本発明の目的とする処は、組立調
整が容易な内燃エンジンを提供することにある。
【０００５】又、中間軸のクランク軸からの水平方向
（シリンダ軸線に対して垂直方向）のオフセット量を最
小限に抑えてエンジンのコンパクト化を図るためには、
中間軸をクランク軸の軸中心を含む水平面から可能な限
り垂直方向に遠ざける必要があるが、このように構成す
ると、クランク軸と中間軸の各軸中心を含む平面がシリ
ンダブロックの上下面と平行にならず、クランク軸と中
間軸の各軸中心を含む平面でシリンダブロックを分割す
る必要がある。
【０００６】従って、本発明の目的とする処は、シリン
ダブロックを分割することなくコンパクト化を図ること
ができる内燃エンジンを提供することにある。
【０００７】一方、多気筒エンジンにあっては、クラン
ク室でのポンピングロスを低減するためにバルクヘッド
に連通孔を設けて各気筒のクランク室を連通せしめる構
成が採用されていたが、バルクヘッドはクランク軸受の
強度部材の一部を構成しているため、これに連通孔を形
成するとシリンダブロックの強度及び剛性が低下すると
いう問題が発生する。
【０００８】従って、本発明の目的とする処は、シリン
ダブロックの強度及び剛性の低下を招くことなくクラン
ク室でのポンピングロスの低減を図ることができる内燃
エンジンを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、クランク軸の回転を中間軸
を介してカム軸に伝達する内燃エンジンにおいて、シリ
ンダブロックに前記中間軸の少なくとも一部が開口する
開口部を設け、該開口部を着脱可能なカバーで覆うとと
もに、前記中間軸の軸受部をシリンダブロック側の半割
状の軸受部と前記開口部を介してシリンダブロック側の
前記軸受部に対して着脱される半割状の軸受部とで構成
し、前記中間軸を前記開口部を介して前記シリンダブロ
ックに対して着脱し得るようにしたことを特徴とする。
【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記開口部の前記カバーとの合面を前記ク
ランク軸と前記中間軸の各軸中心を含む平面に交差せし
めたことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明において、前記カバーの少なくとも一方に軸受
部を一体に形成したことを特徴とする。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１，２又は
３記載の発明において、前記中間軸を収納する中間軸室
とクランク室間の壁に連通孔を開口せしめたことを特徴
とする。
【００１３】従って、請求項１記載の発明によれば、カ
バーを取り外した状態ではシリンダブロックに開口部が
開口するため、例えば中間軸にギヤ等をサブ組し、中間
軸にチェーンを掛けた状態で中間軸をそのまま一括して
組み付けた後にカバーをシリンダブロックに取り付けれ
ば、該カバーの裏面に形成された半割状の軸受部とシリ
ンダブロック側の半割状の軸受部によって中間軸が回転
自在に支持されるため、エンジンの組立性が高められ
る。
【００１４】又、請求項２又は３記載の発明によれば、
カバーを取り外すことによって中間軸をクランク軸とは
独立に組み付けることができるため、シリンダブロック
を分割することなく中間軸をクランク軸中心を含む水平
面から垂直方向に可及的に遠ざけ、該中間軸のクランク
軸からの水平方向のオフセット量を最小限に抑えてエン
ジンのコンパクト化を図ることができる。
【００１５】更に、請求項４記載の発明によれば、中間
軸室とクランク室の間の壁に開口する連通孔によって各
気筒のクランク室が互いに連通せしめられるため、クラ
ンク室でのポンピングロスが低減されるが、連通孔は中
間軸室とクランク室の間の壁に形成されるため、バルク
ヘッドに連通孔を形成する従来に比べてシリンダブロッ
クの強度及び剛性の低下を小さく抑えることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【００１７】図１は本発明に係る内燃エンジンの吸気側
から見た正面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は
同内燃エンジンの補機駆動系及び動弁系の構成を示す破
断面図、図４は同内燃エンジンの動弁系の構成を示す
図、図５は同内燃エンジンのシリンダブロックの平面
図、図６は図５の矢視Ｂ方向の図、図７は図６のＣ−Ｃ
線断面図である。
【００１８】図１及び図２に示す内燃エンジン１は自動
車用の４サイクル直列５気筒エンジンであって、そのシ
リンダブロック２には図５に示すように番号＃１〜＃５
が付された５つのシリンダ３が並設されており、図２に
示すように、各シリンダ３内にはピストン４が摺動自在
に嵌装されている。そして、ピストン４は図２の紙面垂
直方向に長く配されたクランク軸５にコンロッド６を介
して連結されている。尚、クランク軸５は、シリンダブ
ロック２とこれの下部に被着されたオイルパン７によっ
て形成されるクランク室８内に回転自在に収納されてい
る。尚、図１において、６０はスタータモータである。
【００１９】一方、図２に示すように、シリンダブロッ
ク２の上部に被着されたシリンダヘッド９には各気筒毎
に吸気通路１０と排気通路１１が形成されており、シリ
ンダヘッド９には吸気通路１０に連なる吸気マニホール
ド１２が結着されるとともに、排気通路１１に連なる排
気マニホールド１３が結着されている。尚、吸気マニホ
ールド１２の先端にはサージタンク１４が取り付けられ
ている。
【００２０】又、上記吸気通路１０と排気通路１１は各
気筒のシリンダ３に吸気ポート１０ａ、排気ポート１１
ａとしてそれぞれ開口しており、これらの吸気ポート１
０ａと排気ポート１０ｂは吸気バルブ１５、排気バルブ
１６によってそれぞれ適当なタイミングで開閉される。
即ち、吸気バルブ１５と排気バルブ１６は不図示のバル
ブスプリングによってそれぞれ閉じ側に付勢されてお
り、これらはシリンダヘッド９の上部に回転自在に配さ
れた図２の紙面垂直方向に長いカム軸１７，１８に一体
に形成されたカム１７ａ，１８ａにそれぞれ当接してお
り、カム軸１７，１８が回転駆動されることによって前
述のように吸気ポート１０ａ、排気ポート１１ａをそれ
ぞれ適当なタイミングで開閉する。
【００２１】ところで、図３に示すように、前記クラン
ク軸５の一端にはクランクダンパー１９が取り付けられ
ており、同クランク軸５の前方（図２の左方）斜め上方
には第１中間軸２０がクランク軸５と平行に、且つ、ク
ランク軸５に対して吸気側にオフセットして回転自在に
配されている。そして、この第１中間軸２０の前記クラ
ンクダンパー１９が設けられる側の一端には補機駆動プ
ーリ２１が取り付けられており、他端にはパワーステア
リングポンプ２２が直結されている。尚、第１中間軸２
０はバランサ軸であって、これにはバランスウェイト２
０ａが取り付けられている。
【００２２】又、図３に示すように、上記第１中間軸２
０の前記パワーステアリングポンプ２２が設けられる側
には大径のギヤ２３と小径のスプロケット２４が設けら
れており、大径のギヤ２３はクランク軸５の中間部に結
着された同径のギヤ２５に噛合している。尚、ギヤ２３
にも不図示のバランスウェイトが取り付けられている。
【００２３】他方、シリンダヘッド９の吸気側には第２
中間軸２６がクランク軸５及び第１中間軸２０と平行
に、且つ、回転自在に配されており、該第２中間軸２６
の一端にはスプロケット２７が、他端にはスプロケット
２８がそれぞれ結着されている。そして、スプロケット
２７と前記スプロケット２４の間には無端状のチェーン
２９が巻装されている。尚、図１、図２及び図４に示す
ように、チェーン２９にはウォーターポンプ４３の入力
軸に結着されたスプロケット３０が外側から押し付けら
れて噛合せしめられている。
【００２４】又、前記カム軸１７，１８の各端部にはス
プロケット３１，３２がそれぞれ結着されており、これ
らのスプロケット３１，３２と前記スプロケット２８の
間には無端状のチェーン３３が巻装されている。尚、図
３に示すように、吸気側のカム軸１７の端部にはＶＶＴ
（油圧式可変バルブタイミング装置）３６が取り付けら
れている。
【００２５】ところで、図２に示すように、前記チェー
ン２９，３３はクランク軸５の軸方向から見てこれらが
シリンダ３にオーバーラップしない（つまり、シリンダ
３を横切らない）ようシリンダ３の外側方（吸気側）に
配置されている。又、図３に示すように、チェーン２
９，３３はクランク軸５の軸方向長さの範囲内（具体的
には、図５に示す＃４と＃５のシリンダ３の間）に配置
されている。
【００２６】而して、図２及び図７に示すように、シリ
ンダブロック２の吸気側には前記第１中間軸２０を収納
する第１中間軸室４４が形成されており、該第１中間軸
室４４はシリンダブロック２の吸気側の側壁に形成され
た開口部（軸窓）４５及び開口部（ギヤ窓）４６を介し
て開口しており、これらの開口部４５，４６は図２に示
すように着脱可能なカバー４７によって覆われている。
【００２７】そして、シリンダブロック２の開口部４
５，４６の上記カバー４７との合面Ｓ１は図２に示すよ
うにクランク軸５と第１中間軸２６の軸中心を含む平面
Ｓ２と交差するよう斜めに形成されており、該合面Ｓ１
には図６に示すように第１中間軸２０を回転自在に支承
する半割状の軸受部４８，４９，５０が形成されてい
る。尚、図示しないが、カバー４７の内面側にはシリン
ダブロック２側の前記軸受部４８〜５０と共に軸受を構
成する半割状の軸受部が形成されている。
【００２８】一方、図１に示すように、シリンダヘッド
９の吸気側の側壁には開口部５１が形成されており、該
開口部５１には第２中間軸２６の一端に結着されたスプ
ロケット２７が臨んでいる。そして、この開口部５１
は、図２に示すように、シリンダヘッド９に着脱可能に
取り付けられたカバー５２によって覆われている。尚、
シリンダヘッド９の開口部５１のカバー５２との合面Ｓ
３は前記吸気マニホールド１２の合面と同一面を構成し
ており、クランク軸５と第１中間軸２６の軸中心を含む
平面Ｓ２と交差するよう斜めに形成されている。このよ
うにシリンダヘッド９の開口部５１のカバー５２との合
面Ｓ３と吸気マニホールド１２の合面とを同一面とする
ことによって、シリンダヘッド９に対する加工工数を削
減することができる。
【００２９】以上のように、シリンダブロック２に開口
部４５，４６を形成し、シリンダヘッド９にも開口部５
１を形成し、これらの開口部４５，４６と５１を着脱可
能なカバー４７，５２によってそれぞれ覆うよう構成し
たため、当該エンジン１の組立においては、図１に示す
ようにカバー４７，５２を取り外し、ギヤ２３やスプロ
ケット２４をサブ組した第１中間軸２０を、両スプロケ
ット２４，２７にチェーン２９を巻き掛けた状態で、シ
リンダブロック２に形成された軸受部４８〜５０に嵌め
込むことによって、該第１中間軸２０をシリンダブロッ
ク２に一括して組み付けることができ、その組付性が高
められるとともに、その後のチェーン２９の調整作業が
容易化する。
【００３０】ここで、シリンダブロック２とシリンダヘ
ッド９に形成される開口部４５，４６と５１は切欠きを
構成しないため、シリンダブロック２及びシリンダヘッ
ド９には必要十分な剛性が確保される。
【００３１】上述のように第１中間軸２０をシリンダブ
ロック２に組み込んだ後にカバー４７を取り付ければ、
開口部４５，４６がカバー４７によって覆われるととも
に、第１中間軸２０がカバー４７側に設けられた不図示
の軸受部によって確実に支持される。尚、第１中間軸２
０をカバー４７とは別体の軸受で支持するようにしても
良い。
【００３２】又、本実施の形態によれば、カバー４７を
取り外すことによって第１中間軸２０をクランク軸５と
は独立に組み付けることができるため、シリンダブロッ
ク２を分割することなく第１中間軸２０をクランク軸５
の軸中心を含む水平面から上方に可及的に遠ざけ、該第
１中間軸２０のクランク軸５からの水平方向のオフセッ
ト量を最小限に抑えて当該エンジン１のコンパクト化を
図ることができる。
【００３３】ところで、図７に示すように、本実施の形
態においてはシリンダブロック２の剛性を高めるため
に、シリンダブロック２としてはシリンダ３の高さの高
いディープスカートタイプのものを採用している。
【００３４】又、図７に示すように、第１中間軸室４４
とクランク室８との間の壁には連通孔５３が形成されて
おり、各気筒のクランク室８は連通孔５３を介して互い
に連通しており、これによってクランク室８でのポンピ
ングロスが小さく抑えられる。この場合、連通孔５３は
第１中間軸室４４とクランク室８の間の壁に形成される
ため、バルクヘッドに連通孔を形成する従来に比べてシ
リンダブロック２の強度及び剛性の低下を小さく抑える
ことができる。
【００３５】一方、当該内燃エンジン１においては、図
２に示すように、吸気側の一側（図２の奥側）には補機
であるオルタネータ３７とエアコン用コンプレッサー３
８が配設されており、これらとアイドラプーリ３９及び
テンションプーリ４０の間には無端状のベルト４１が巻
装されている。尚、本実施例の形態においては、オルタ
ネータ３７はシリンダブロック２に直接取り付けられて
おり、エアコン用コンプレッサー３８はオイルパン７に
直接取り付けられている。
【００３６】以上において、当該内燃エンジン１が作動
してクランク軸５が図４の矢印ａ方向に回転駆動される
と、該クランク軸５の回転は同径のギヤ２５，２３を介
して第１中間軸２０に伝達され、該第１回転軸２０がク
ランク軸５と同速度で図４の矢印ｂ方向に回転駆動され
る。そして、この第１中間軸２０の回転は補機駆動プー
リ２１及びベルト４１を介してオルタネータ３７及びエ
アコン用コンプレッサー３８に伝達されてこれらが回転
駆動されるとともに、該第１中間軸２０に結着されたパ
ワステアリングポンプ２２にも第１中間軸２０の回転が
伝達されてこれが同時に回転駆動される。尚、当該内燃
エンジン１には、図２に示すように補機としてオイルポ
ンプ４２も設けられているが、該オイルポンプ４２へは
第１中間軸２０の回転が不図示の伝達機構を介して伝達
され、これによって該オイルポンプ４２が駆動されてオ
イルがエンジン１の各部に供給される。
【００３７】又、第１中間軸２０の図４の矢印ｂ方向の
回転はスプロケット２４、チェーン２９及びスプロケッ
ト２７を介して減速されて第２中間軸２６に伝達され、
この第２中間軸２６の回転はスプロケット２８、チェー
ン３３及びスプロケット３１，３２を介して更に減速さ
れてカム軸１７，１８にも伝達され、これらのカム軸１
７，１８が図４の矢印方向に回転駆動されることによっ
て前述のように吸気バルブ１５と排気バルブ１６が吸気
ポート１０ａと排気ポート１１ａをそれぞれ適当なタイ
ミングで開閉して所要のガス変換を行う。そして、更に
チェーン２９の駆動によってスプロケット３０が回転
し、これによってウォーターポンプ４３が駆動されて内
燃エンジン１内に冷却水が循環せしめられる。
【００３８】ところで、当該内燃エンジン１において
は、クランク軸５の図４に示す矢印ａ方向の回転に対し
てスプロケット２４，２７，２８が図４の矢印方向（矢
印ｂ方向と同方向）に回転駆動されるが、スプロケット
２４，２８によって図４の矢印方向に回転駆動されるチ
ェーン２９，３３のそれぞれの弛み側であって、且つ、
当該エンジン１の本体の吸気側の外側には、これらのチ
ェーン２９，３３に所定の張力を付与するためのチェー
ンテンショナ３４，３５がそれぞれ設けられている。
【００３９】ここで、本実施の形態に係る内燃エンジン
１の吸気系の構成を図８乃至図１１に基づいて説明す
る。尚、図８は吸気マニホールドの集合部の構造を示す
正面図、図９は同平面図、図１０は図８のＤ−Ｄ線断面
図、図１１は図１０のＥ−Ｅ線断面図である。
【００４０】本実施の形態に係るエンジン１において
は、吸気抵抗を低く抑えるために吸気マニホールド１２
を曲がりの少ない吸気管１２ａで構成しているが、この
ように構成するとサージタンク１４がエンジン本体から
離れるため、吸気系の振動が増大する。
【００４１】そこで、本実施の形態では、図２に示すよ
うにカバー４７に取付ボス５５を設け、該取付ボス５５
を介してサージタンク１４をカバー４７に支持せしめて
いる。このように構成することによって、サージタンク
１４と吸気マニホールド１２を含む吸気系の剛性が高め
られるため、吸気系の振動が低減せしめられる。
【００４２】又、本実施の形態では、図８乃至図１１に
示すように、吸気マニホールド１２の吸気管１２ａの集
合部はサージタンク１４内で各ファンネル部１２ａ−１
が交互に密に配列するよう構成されている。具体的に
は、図１１に示すように、吸気管１２ａのファンネル部
１２ａ−１はその中心点を結んだ直線が複数の正三角形
を形成するように配置されている。又、各吸気管１２ａ
の長さは図１０に示すようにサージタンク１４内での各
ファンネル１２ａ−１の段差ΔＨによって同一に設定さ
れている。
【００４３】而して、吸気管１２ａのファンネル部１２
ａ−１をサージタンク１４内で上述のように密に集合さ
せることによって、ランブリングノイズを低減させるこ
とができる。
【００４４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
記載の発明によれば、カバーを取り外した状態ではシリ
ンダブロックに開口部が開口するため、例えば中間軸に
ギヤ等をサブ組し、中間軸にチェーンを掛けた状態で中
間軸をそのまま一括して組み付けた後にカバーをシリン
ダブロックに取り付ければ、該カバーの裏面に形成され
た半割状の軸受部とシリンダブロック側の半割状の軸受
部によって中間軸が回転自在に支持されるため、エンジ
ンの組立性が高められるという効果が得られる。
【００４５】又、請求項２又は３記載の発明によれば、
カバーを取り外すことによって中間軸をクランク軸とは
独立に組み付けることができるため、シリンダブロック
を分割することなく中間軸をクランク軸中心を含む水平
面から垂直方向に可及的に遠ざけ、該中間軸のクランク
軸からの水平方向のオフセット量を最小限に抑えてエン
ジンのコンパクト化を図ることができるという効果が得
られる。
【００４６】更に、請求項４記載の発明によれば、中間
軸室とクランク室の間の壁に開口する連通孔によって各
気筒のクランク室が互いに連通せしめられるため、クラ
ンク室でのポンピングロスが低減される。そして、連通
孔は中間軸室とクランク室の間の壁に形成されるため、
バルクヘッドに連通孔を形成する従来に比べてシリンダ
ブロックの強度及び剛性の低下を小さく抑えることがで
きるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る内燃エンジンの吸気側から見た正
面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明に係る内燃エンジンの補機駆動系及び動
弁系の構成を示す破断面図である。
【図４】本発明に係る内燃エンジンの動弁系の構成を示
す図である。
【図５】本発明に係る内燃エンジンのシリンダブロック
の平面図である。
【図６】図５の矢視Ｂ方向の図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明に係る内燃エンジンの吸気マニホールド
の集合部の構成を示す正面図である。
【図９】本発明に係る内燃エンジンの吸気マニホールド
の集合部の構成を示す平面図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線断面図である。
【図１１】Ｅ−Ｅ線断面図である。
【符号の説明】
１ 内燃エンジン ２ シリンダブロック ５ クランク軸 ８ クランク室 ９ シリンダヘッド １７，１８ カム軸 ２０ 第１中間軸（中間軸） ２６ 第２中間軸（中間軸） ４４ 第１中間軸室（中間軸室） ４５，４６ 開口部 ４７ カバー ５１ 開口部 ５２ カバー ４８〜５０ 軸受部 ５３ 連通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−107211（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−62939（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02B 67/06 F01L 1/02 F16M 1/026 F02F 1/00 - 1/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 クランク軸の回転を中間軸を介してカム
    軸に伝達する内燃エンジンにおいて、シリンダブロック に前記中間軸の少なくとも一部が開口
    する開口部を設け、該開口部を着脱可能なカバーで覆う
    とともに、前記中間軸の軸受部をシリンダブロック側の
    半割状の軸受部と前記開口部を介してシリンダブロック
    側の前記軸受部に対して着脱される半割状の軸受部とで
    構成し、前記中間軸を前記開口部を介して前記シリンダ
    ブロックに対して着脱し得るようにしたことを特徴とす
    る内燃エンジン。
  2. 【請求項２】 前記開口部の前記カバーとの合面は前記
    クランク軸と前記中間軸の各軸中心を含む平面に交差す
    ることを特徴とする請求項１記載の内燃エンジン。
  3. 【請求項３】 前記カバーの少なくとも一方に軸受部を
    一体に形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の
    内燃エンジン。
  4. 【請求項４】 前記中間軸を収納する中間軸室とクラン
    ク室間の壁に連通孔を開口せしめたことを特徴とする請
    求項１，２又は３記載の内燃エンジン。
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