JP4253894B2 - シリンダブロック構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダライナに落し油路が並設された形状を採るシリンダブロック構造に関し、特に、軽量化を図るのに好適なシリンダブロック構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンはその駆動時に、適正な暖気状態を保持することによりシリンダ内においてピストン及びその他の連動部材の摺動摩擦抵抗を低減する必要がある。通常、エンジン本体内の各気筒の周りには水、オイル、空気等の冷却媒体の通路が設けられ、これら冷却媒体を流動させて各気筒を適正暖気状態に保持して運転が成されている。しかし、各気筒はその中のピストンの上死点位置近傍が高温化し易く、ピストンの下死点より下方側は低温化し易い。このため各気筒の周りを一様に冷却すると、ピストンの下死点より下方側の部位は過度に冷却され、摩擦抵抗の増大を招く。更に、各気筒のシリンダライナの周り全てにウォータジャケットを形成した場合、エンジン本体の重量増を招き、しかも、シリンダライナの周り全てに冷却媒体を循環させることはエネルギロスを生じてしまう。そこで、各気筒のピストンの上死点位置近傍を確実に水冷却し、ピストンの下死点より下方側の部位はオイル、空気等で比較的緩やかに冷却するものが知られており、その一例が特公平３ー１３５５３号、実公平５ー４０２６７号、特開平１０−３７７９７号の各広報に開示されている。
【０００３】
ところで、エンジン本体の要部を成すシリンダブロックは各気筒のシリンダライナの近傍にオイル循環系の一部を成す落し油路を設け、これによりシリンダヘッド内で潤滑冷却処理済のオイルを下方のクランク室を経てオイルパン側に戻すようにしている。
例えば、図１０に示すシリンダブロック１００はその内部にシリンダライナ１１０を形成し、シリンダライナ１１０の上部周壁ｕをウォータジャケット１２０で覆うようにし、下部周壁ｄは、図１０に示す縦向きの落し油路１３０の内側壁と対向している挾持領域（破線で示す符号ｃの部位）以外で空気流によって緩やかに空冷するように形成されている。なお、落し油路１３０はウォータジャケット１２０の外側部位の複数箇所に設けられ、これにより上部の図示しないシリンダヘッドのオイルを下部のクランク室１４０に流下させている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ウォータジャケット１２０を浅くすると共に落し油路１３０を設けることでシリンダライナ１１０の下部周壁ｄの要部は外気との露呈部と成っているが、落し油路１３０と対向する挾持領域ｃは落し油路１３０の鋳造時に、駄肉として残されることが多く、しかも、落し油路１３０の強度確保の上でも残されることが多い。
しかしながら、ウォータジャケットを浅くすると共に落し油路を設けることで駄肉として残る挾持領域ｃの存在はシリンダブロックの重量低減をより進める上で、問題となっており、落し油路１３０の強度確保に問題を生じ無い範囲で駄肉部の排除を進めることが望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、ウォータジャケットを浅くすると共に落し油路を設けることで発生する駄肉を低減させ、軽量化を図るだけでなく、低減させた駄肉空間を有効に活用したシリンダブロック構造を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、上側周壁がウォータジャケットで覆われ下側周壁が外側に露呈されたシリンダを有するシリンダブロック構造において、シリンダヘッドよりクランク室側にオイルを流下させるように上記ウォータジャケット及びシリンダの各外側部に落し油路部を突出して形成し、同落し油路部の流路のうち、ウォータジャケットと対向する上側流路に対し上記ウォータジャケットより下側でシリンダの下側周壁との対向部分に上記ウォータジャケットに連通する枝状ウォータジャケットを下側の流路と並列して形成している。
【０００７】
ここでは、ウォータジャケットに連通する枝状ウォータジャケットを形成し、シリンダとウォータジャケットより下側の流路とにより挟まれる駄肉部位空間をウォータジャケットとして活用し軽量化を図れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図４には本発明の一実施形態例であるシリンダブロック構造が適用された多気筒エンジンのシリンダブロック１を示した。シリンダブロック１はその上部にシリンダヘッドＨを結合し、その下部に図示しないオイルパンを結合し、中央部に４つの気筒を直列配置している。
シリンダブロック１は気筒列の方向Ｘ（図２参照）に延び図示しないオイルパンを下端縁に結合するスカート部２と、その上端より上方に延出するシリンダ側壁部３と、その上端のトップデッキ部４とを備える。
トップデッキ部４はシリンダヘッドＨに接合する上向き面を形成され、そこには後述するボルト穴６、落し油路部Ｗ、シリンダ８、水開口１０等がシリンダヘッドＨ側の各対向部位にそれぞれ連通するように上向きに開口するように形成されている。
【００１１】
スカート部２はその内壁面との対向空間であるクランク室５を気筒列の方向Ｘに形成しており、しかも、内壁面は気筒列の方向Ｘにほぼ等間隔の位置より上部軸受５０１を延出形成している。各上部軸受５０１には図示しない下部軸受がそれぞれボルト結合され、これらにより図示しないクランク軸を枢支するようにしている。なお、後述するシリンダ側壁部３に形成されるボルト穴６（図２参照）にはシリンダブロック１とシリンダヘッドＨ及び図示しない下部軸受を一体的に締め付ける図示しない締付ボルトが挿通される。
シリンダ側壁部３は直列配置され隣り合う４つの気筒の各シリンダ８と、各シリンダ８の上部周壁を連続して覆うウォータジャケット９と、シリンダヘッドＨよりクランク室５側にオイルを流下させるようシリンダ８に並設される複数の落し油路部Ｗと、各シリンダ８の連結部位に一対ずつ配備されるボルト穴６とを備える。
【００１２】
各シリンダ８はその上部周壁ｕがウォータジャケット９で覆われウォータジャケット９の下側の下側周壁ｄが外側に露呈されており、その上端部はトップデッキ部４に連続形成され、下端部はスカート部２の上壁に連続形成され、シリンダ８の各下部開口はクランク室５内の一対の上部軸受５０１の挾持空間と対向する。
図３に示すように、気筒列の方向Ｘに直列配置される４つのシリンダ８は隣り合うもの同士が一体化して形成される。この直列結合された４つのシリンダ８の左右側壁（図３で上下側壁）のうちの上側部分が気筒列の方向Ｘに分岐して連続形成されるウォータジャケット９で覆われている。左右分岐されたウォータジャケット９は、図１に示すように、シリンダの上側周壁ｕを所定縦幅ｈ１で覆うもので、この縦幅ｈ１は、シリンダ８の温度分布特性に応じて水冷却を要する部分として適宜設定され、その下方の下側周壁ｄの部位が空冷部分として設定される。ここで、これらの上側周壁ｕの縦幅ｈ１はほぼ一定で良く、適所において、ウォータジャケット９の流路断面積を均等化するという趣旨のもとで、横幅ｂ１が比較的小さく規制される場合に、同部位で縦幅ｈ２を大きめに設定するという部位が形成される。
【００１３】
なお、落し油路部Ｗの上部の位置を２点鎖線で示すように、シリンダ８側より十分に突き出した構成をとれる場合には、ここでのウォータジャケット９’の横幅を全流路上で均一に確保でき、この場合の縦幅ｈ１は全流路上で均一に設定される。
ウォータジャケット９はその上壁をトップデッキ部４で形成され、トップデッキ部の複数箇所には互いに所定量ずつ離れて水開口１０が配置される。各水開口１０はシリンダヘッドＨ側のウォータジャケットにそれぞれ連通する。ここでウォータジャケット９は冷却水循環系の要部を構成しており、図３に示すように、左右分岐路の前後端（図３で左右端）は互いに連通し、このうち、前端（図３で左端）側合流部分は図示しない水ポンプの吐出側に連結され、後端（図３で右端）側合流部分は図示しないラジエータパイプに連結される。
【００１４】
シリンダ８に並設される複数の落し油路部Ｗはウォータジャケット９及びシリンダ８の各外側部に対して突出して形成されている。
落し油路部Ｗの上端部はシリンダヘッドＨ内のオイル通路に連通し、下端開口はクランク室５の上側部に連通するよう形成され、特に、流路断面が上下方向で異なるように形成されている。即ち、落し油路部Ｗ内の落し油路７の上部はウォータジャケット９の外側部分に形成され、ウォータジャケット９との対向部である上側油路はトップデッキ部４の上部開口と同一の円形断面であり、そのまま下方に連続形成される。シリンダの空冷部分でウォータジャケット９の下側の下側周壁ｄとの対向部分に達すると、その流路断面は下側周壁ｄに当接するまで拡張形成され、その拡張形成された楕円状（図３中に破線ｅで示す）の流路断面のままでクランク室５と対向する下端開口まで延出形成されている。
このような、図１のシリンダブロック１を装備するエンジンの駆動時には、シリンダ８の比較的高温化する上側周壁ｕをウォータジャケット９を循環する冷却水で水冷却でき、比較的低温に保たれる下側周壁ｄを緩やかに空冷でき、しかも、シリンダヘッドＨ側の潤滑冷却処理済のオイルを落し油路部Ｗを通し、クランク室５を経て図示しないオイルパン側に戻すことができる。
【００１５】
このようなシリンダブロック１は、ウォータジャケット９を浅くすると共に落し油路部Ｗを設けることで本来駄肉として残る挾持領域ｃ（図１０参照）に、流路断面が拡大された落し油路７を配設した。即ち、下側周壁ｄとの対向部の流路断面が同下部周壁に向け拡張して形成され、これにより挾持領域ｃを空間とし、鋳造時に生じ易い駄肉の発生を排除した。このため、シリンダの上側周壁ｕを浅く形成されたウォータジャケット９で覆い落し油路部Ｗを並設した形状を採るシリンダブロック１において、従来，駄肉部分を生じていた挾持領域ｃ（図１０参照）を削り取り、軽量化を図れる。しかも、断面形状が楕円型の落し油路部Ｗの壁部は、十分な剛性を保持でき、この点でシリンダブロックの剛性低下を防止できる。なお、上記実施形態例においては、後述する他の実施形態例と比べウォータジャケットと落し油路との隔壁部が少ないため軽量化に有利である。
【００１６】
図１のシリンダブロック１ではウォータジャケット９を浅くすると共に落し油路部Ｗを設けることで駄肉として残る挾持領域ｃ（図１０参照）に流路断面が拡大された落し油路７ａを配設したが、これに代えて、図５に示すようなシリンダブロック構造を採用してシリンダブロック１ａを形成してもよい。なお、ここでのシリンダブロック１ａは図１のシリンダブロック１と同様の構成部を多く含むことより、同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。
この場合、シリンダブロック１ａは、ウォータジャケット９ａを浅くすると共に落し油路部Ｗａを設けることで、従来、駄肉として残る挾持領域ｃにウォータジャケット９ａに連通する枝状ウォータジャケット１２を設けた。ウォータジャケット９ａは気筒列の方向Ｘに延出する一対の通路で、その外側に配設された複数の落し油路部Ｗａとの各対向部で下方に垂下する枝状ウォータジャケット１２を分岐して延出形成する。なお、図６にはシリンダブロック１ａ内での冷却水循環路を同シリンダブロックより抜き出した状態を示した。ここで、横方向に延出するウォータジャケット９ａに対し複数の各枝状ウォータジャケット１２はウォータジャケット９ａより垂下する方向に延びていることが示され、更に、一対のウォータジャケット９ａの一端の合流部には図示しない水ポンプの吐出路１３が連通する状態が示されている。
【００１７】
この場合、従来，駄肉部分を生じていた挾持領域ｃ（図１０参照）を枝状ウォータジャケット１２として形成し、これにより駄肉部分をウォータジャケットとして活用し、図１のシリンダブロック１と同様にシリンダブロックの軽量化を図れる。しかも、枝状ウォータジャケット１２の壁部が十分な剛性を保持でき、この点でシリンダブロックの剛性低下を防止できる。
図１のシリンダブロック１では駄肉として残る挾持領域ｃ（図１０参照）に流路断面が拡大された落し油路７を配設したが、これに代えて、図７に示すようなシリンダブロック構造を採用してシリンダブロック１ｂを形成してもよい。なお、ここでのシリンダブロック１ｂは図１のシリンダブロック１と同様の構成部を多く含むことより、同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。
【００１８】
この場合、シリンダブロック１ｂはウォータジャケット９ｂを浅くすると共に落し油路部Ｗｂをシリンダ８ｂの下側周壁ｄ側に接近するよう形成している。
【００１９】
ここでの落し油路部Ｗｂは図１の落し油路部Ｗと同様にシリンダヘッドＨ側のオイルを傾斜した落し油路７ｂを通してクランク室５側に戻すよう構成され、その下部の配置位置が異なる。即ち、落し油路７ｂはその下部がシリンダ８ｂ側に向けて傾斜しており、この部位が挾持領域ｃに配設され、鋳造時に生じ易い駄肉の発生を排除した。このため、シリンダの上部周壁を浅く形成されたウォータジャケットで覆い落し油路部を並設した形状を採るシリンダブロックにおいて、駄肉部分を落し油路として活用し、軽量化を図れる。
図１のシリンダブロック１では駄肉として残る挾持領域ｃに流路断面が拡大された落し油路７を配設したが、これに代えて、図８に示すようなシリンダブロック構造を採用してシリンダブロック１ｃを形成してもよい。なお、ここでのシリンダブロック１ｃは図１のシリンダブロック１と同様の構成部を多く含むことより、同一部材には同一符号を付し、重複説明を略す。
【００２０】
この場合、ウォータジャケット９ｃを浅くすると共に落し油路部Ｗｃを設けることで、従来、駄肉として残る挾持領域を肉抜き空間ｃ’として形成し、その肉抜き空間ｃ’に断熱材１４を配置している。
ここでは、落し油路部Ｗｃの下部とシリンダ８ｃの下側周壁ｄとの間に肉抜き空間ｃ’を形成し、鋳造時に生じ易い駄肉の発生を排除する。更に、その肉抜き空間ｃ’及び全気筒のシリンダ８ｃの下側周壁ｄの全体を覆う断熱材１４を配備している。断熱材１４は肉厚のシート材であり、耐熱性素材で製造されたものが使用される。
この場合、図１のシリンダブロック１と同様に駄肉部分が駄肉より比重の軽い断熱材に置換されるのでシリンダブロック１ｃの軽量化を図れる。しかも、肉抜き空間ｃ’に差し込まれたシート状の断熱材１４は落し油路７ｃを形成する筒状の各落し油路部Ｗで確実にシリンダ８ｃの下側周壁ｄに当接され、特に、取付クリップを用いたり、特別の係止爪をシリンダ８ｃ側に形成する必要もなく、この点で、低コスト化を図れる。
【００２１】
上述のところにおいて、本発明のシリンダブロック構造が適用された各シリンダブロック１等は、直列多気筒エンジンとして説明したが、Ｖ型エンジンにも同様に適用でき、同様の作用効果を得られる。
【００２２】
【発明の効果】
請求項１の発明は、ウォータジャケットに連通する枝状ウォータジャケットを形成し、シリンダとウォータジャケットより下側の流路とにより挟まれる駄肉部位空間をウォータジャケットとして活用し軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例としてのシリンダブロックを示し、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１のシリンダブロックの平面図である。
【図３】図１のシリンダブロックのＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１のシリンダブロックの側面図である。
【図５】本発明の他の実施形態例としてのシリンダブロックの要部切欠断面図である。
【図６】図５のシリンダブロックの内部より抜き出した冷却水循環系の斜視図である。
【図７】本発明の他の実施形態例としてのシリンダブロックの要部切欠断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態例としてのシリンダブロックを示し、図９のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】図８のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１０】従来のシリンダブロックの要部切欠断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダブロック
１ａ，１ｂ，１ｃ シリンダブロック
５ クランク室
７ 落し油路
７ａ，７ｂ，７ｃ 落し油路
８ シリンダ
９ ウォータジャケット
１２ 枝状ウォータジャケット
１４ 断熱材
ｄ 下側周壁
ｕ 上側周壁
ｃ 駄肉として残る挾持領域
ｃ’ 肉抜き空間
Ｈ シリンダヘッド
Ｗ 落し油路部

Claims (1)

1. 上側周壁がウォータジャケットで覆われ下側周壁が外側に露呈されたシリンダを有するシリンダブロック構造において、
   シリンダヘッドよりクランク室側にオイルを流下させるように上記ウォータジャケット及びシリンダの各外側部に落し油路部を突出して形成し、同落し油路部のうち、ウォータジャケットと対向する上側流路に対し上記ウォータジャケットより下側でシリンダの下側周壁との対向部分に上記ウォータジャケットに連通する枝状ウォータジャケットを下側の流路と並列して形成したことを特徴とするシリンダブロック構造。

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