JP4483691B2 - ブロック分割構造 - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンのシリンダブロックを２分割して、特に強度の求められる部分と特に強度を求められない部分を分離する構造に関するものである。
エンジンのシリンダブロック内部では、運転中、吸入した空気とガソリンの混合気をピストンで圧縮した後、点火・燃焼させることで、高温高圧のガスを発生させ、内部を摺動するピストンの上下運動に変えるというサイクルを行うことで動力を発生している。
従って、エンジン運転中は、ピストン内壁に熱と圧力が常に負荷として与えられることになる。実際にエンジン運転中には、燃焼ガスの温度は２０００℃以上にもなり、爆圧にさらされることになるので、その過酷な条件に耐え得るだけの強度が必要となる。
さらに、エンジンのシリンダブロック自体が、エンジンの出力を確保するために、ある程度のシリンダ径が必要となり、気筒数も、軽自動車や１０００ｃｃ以下は一般的に３気筒、１０００ｃｃ〜１５００ｃｃクラスの普通車で４気筒、それ以外では６気筒や８気筒といったものから、１２気筒クラスに至るまで、複数のシリンダ部を必要とし、構造が複雑である上に、気筒数が増えるに従い必然的に巨大なユニットとなる。当然、大きさに見合った材料費が必要となり、巨大なユニットであるが故に加工コストもかかる。
従って、エンジン運転中は、ピストン内壁に熱と圧力が常に負荷として与えられることになる。実際にエンジン運転中には、燃焼ガスの温度は２０００℃以上にもなり、爆圧にさらされることになるので、その過酷な条件に耐え得るだけの強度が必要となる。
さらに、エンジンのシリンダブロック自体が、エンジンの出力を確保するために、ある程度のシリンダ径が必要となり、気筒数も、軽自動車や１０００ｃｃ以下は一般的に３気筒、１０００ｃｃ〜１５００ｃｃクラスの普通車で４気筒、それ以外では６気筒や８気筒といったものから、１２気筒クラスに至るまで、複数のシリンダ部を必要とし、構造が複雑である上に、気筒数が増えるに従い必然的に巨大なユニットとなる。当然、大きさに見合った材料費が必要となり、巨大なユニットであるが故に加工コストもかかる。
また、近年では、環境問題が大きく取り扱われ、化石燃料を燃焼させることで排出される二酸化炭素や窒素化合物の量が問題となっている。従って、高性能であって、かつ燃費のよいエンジンが求められ、軽量でかつフリクションロスの少ないエンジンであることが必要になってきている。
車の高性能化の一環として、エンジンの重量を軽減するために近年では、エンジンの材質にアルミニウムを採用するケースが多い。そういった場合にも、鉄製のシリンダライナをシリンダブロックに組み付けたり、スリーブレスのシリンダでは、ブロック自体に高強度なアルミニウム合金鋳物を使用して、シリコンを材料に添加して析出させたりと、各メーカが試行錯誤を繰り返し、それなりに高価な部品となっているのが現状である。
また、エンジンの強度を重視し鋳鉄製のエンジンを採用する場合にあっても、エンジン自体の出力が上がっており、シリンダ内面にメッキを施したり、鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施したりと、高価な部品であることには変わりが無い。
車の高性能化の一環として、エンジンの重量を軽減するために近年では、エンジンの材質にアルミニウムを採用するケースが多い。そういった場合にも、鉄製のシリンダライナをシリンダブロックに組み付けたり、スリーブレスのシリンダでは、ブロック自体に高強度なアルミニウム合金鋳物を使用して、シリコンを材料に添加して析出させたりと、各メーカが試行錯誤を繰り返し、それなりに高価な部品となっているのが現状である。
また、エンジンの強度を重視し鋳鉄製のエンジンを採用する場合にあっても、エンジン自体の出力が上がっており、シリンダ内面にメッキを施したり、鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施したりと、高価な部品であることには変わりが無い。
また、フリクションロスの低減という点においても、シリンダとピストンの真円度の向上及び面粗度の向上のために、加工精度を向上させることと、シリンダ内表面にメッキ等をしたり、アルミニウム材料にシリコンを添加し、析出させることで摺動性を高めたり、といった技術が用いられており、これらの加工を行うためにエンジンブロックの加工性等が問題となる。エンジン自体は複雑な形状をしたものであるが、精度加工が必要なエンジンブロックはできるだけ小型で凹凸の無い形状のほうが、上記の加工をする点においては好ましい。さらに、組付け等の外部要因でエンジンブロックに歪を生ずる場合もあるので、そういった点にも配慮が必要である。
ところで従来、特許文献１に開示される、図８のようなエンジンが主流であった。
特許文献１では、シリンダ部１１１とヘッド部１１２及びクランクケース部１１３とを一体成形したブロック１１０を備える一方、ベアリングキャップ１１４の取り付けでクランクシャフトを支持する主軸受部を有するバルクヘッドを上記クランクケース部１１３とは別体に形成し、このバルクヘッドを締結ボルトにより上記ブロック体に固定するようしている。
このように、シリンダブロック周りを極力一体化して、剛性とシール性及び軽量化を図るとともに、機械加工の必要なベアリング周りの軸受け部を分割することで、加工性を向上している。
しかしながら、エンジンの出力の向上とともに、シリンダ部の内筒面の加工精度の向上の必要が出てきていたために、これ以降のエンジンは、特許文献２や、特許文献３に開示されるような方法で、シリンダ内筒の加工のし易さを考慮した形状が多くなった。
特許文献１では、シリンダ部１１１とヘッド部１１２及びクランクケース部１１３とを一体成形したブロック１１０を備える一方、ベアリングキャップ１１４の取り付けでクランクシャフトを支持する主軸受部を有するバルクヘッドを上記クランクケース部１１３とは別体に形成し、このバルクヘッドを締結ボルトにより上記ブロック体に固定するようしている。
このように、シリンダブロック周りを極力一体化して、剛性とシール性及び軽量化を図るとともに、機械加工の必要なベアリング周りの軸受け部を分割することで、加工性を向上している。
しかしながら、エンジンの出力の向上とともに、シリンダ部の内筒面の加工精度の向上の必要が出てきていたために、これ以降のエンジンは、特許文献２や、特許文献３に開示されるような方法で、シリンダ内筒の加工のし易さを考慮した形状が多くなった。
特許文献２では、図９に示されるようなエンジンを開示している。特許文献２の方法では、１２１はシリンダヘッド部１２１ａを含む上部本体、１２２はシリンダスカート部１２２ａを含む下部本体で、両者は、ボア側分割面１２３と外壁側分割面１２４とをあわせて一体化されている。こうすることで、シリンダヘッド部を含む上部本体の大型化が可能となって剛性の向上を達成でき、ウォータジャケット用中子の小型化、セットの簡易化が可能とし、鋳造性の改善を達成している。
また、特許文献３に開示されるエンジンを図１０に示す。特許文献３の方法では、シリンダヘッド部１３３のウォータジャケット部１３４に連続して一体にシリンダ部１３２が設けられて上部本体が形成され、クランクケース１３８、ウォータジャケット外壁１３９及びスカート案内用円筒部１４０が一体となって、下部本体１３７が形成されている。このように２体構造にすることで、製作、組付けのし易さ、性能を両立している。
また、特許文献３に開示されるエンジンを図１０に示す。特許文献３の方法では、シリンダヘッド部１３３のウォータジャケット部１３４に連続して一体にシリンダ部１３２が設けられて上部本体が形成され、クランクケース１３８、ウォータジャケット外壁１３９及びスカート案内用円筒部１４０が一体となって、下部本体１３７が形成されている。このように２体構造にすることで、製作、組付けのし易さ、性能を両立している。
このように、小型化と、剛性を両立するために、シリンダブロックをシリンダヘッドと一体にした形で鋳造し、クランクケース部と組み付けるといった手法が多くとられていたが、シリンダブロックはエンジンの性能向上とともに更なる剛性を求められるようになってきた。そこで、特許文献４に開示されるような手法もとられるようになった。
図１１には、特許文献４の方法が示されており、シリンダブロック１５０は水冷式４気筒エンジンに用いられ、シリンダ部１５１と、クランクケース部１５２とに分割される。シリンダ部１５１は押し出し又は鍛造で成形し、シリンダ１５４の周りにウォータジャケット１５５、スタットボルト取り付け穴１５６、オイルドレン通路１５７等が形成されている。
図１１には、特許文献４の方法が示されており、シリンダブロック１５０は水冷式４気筒エンジンに用いられ、シリンダ部１５１と、クランクケース部１５２とに分割される。シリンダ部１５１は押し出し又は鍛造で成形し、シリンダ１５４の周りにウォータジャケット１５５、スタットボルト取り付け穴１５６、オイルドレン通路１５７等が形成されている。
シリンダ部１５１を押し出し、又は鍛造で成形することで、歩留まりが良く安定した品質が確保され、しかもシリンダ部１５１がコンパクトな形状の箱型となるため、大量生産に好適で低コストに繋がる。またシリンダ部１５１の全体が一定の形状を保つことにより局部的な変形の発生を避けることが出来る。さらに精度の高い素材が作成できるため加工コストを最小限に抑えることができる。
また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に、メッキを施している。このメッキは、例えばニッケル、又は鉄系のメッキが行われ、シリンダ部１５１のシリンダ内周面に、鋳造の際に発生する巣がなくなり歩留まりが良く安定した品質のメッキシリンダが確保できる。また、シリンダ部１５１がシンプルでコンパクトな形状の箱型となるため、メッキ工程での取り扱い、メッキ液のシールが容易でメッキ設備が小型になる。また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施しても良い。
実開昭６２−６９０４５号公報
実開昭６３−７９４５３号公報
特開昭６３−１０６３５０号公報
特開平９−３０３１９７号公報
また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に、メッキを施している。このメッキは、例えばニッケル、又は鉄系のメッキが行われ、シリンダ部１５１のシリンダ内周面に、鋳造の際に発生する巣がなくなり歩留まりが良く安定した品質のメッキシリンダが確保できる。また、シリンダ部１５１がシンプルでコンパクトな形状の箱型となるため、メッキ工程での取り扱い、メッキ液のシールが容易でメッキ設備が小型になる。また、シリンダ部１５１のシリンダ１５４内周面に鉄系金属原子を溶射してコーティングする処理を施しても良い。
しかしながら、特許文献４の方法では、シリンダブロック部全体を押し出し成形又は鍛造にて製作するため、本来不必要である外壁の部分も高剛性の材質で作られることになり、過剰品質となる。
基本的に、シリンダの内筒部分は高温高圧にさらされるために剛性が必要となるが、外壁部分やウォータジャケットを構成する部分については、本来強度はそれほど必要ない。
今後、一層のシリンダ内筒部分の更なる高剛性化と共に、部品の低コスト化が求められていくので、高品質の部品は必要最小限にとどめ、構成することでコストを抑える必要がある。
基本的に、シリンダの内筒部分は高温高圧にさらされるために剛性が必要となるが、外壁部分やウォータジャケットを構成する部分については、本来強度はそれほど必要ない。
今後、一層のシリンダ内筒部分の更なる高剛性化と共に、部品の低コスト化が求められていくので、高品質の部品は必要最小限にとどめ、構成することでコストを抑える必要がある。
そこで、本出願人は特願２００５−１１２１５５号にて、ピストンが摺動するボア部と、ボア部の外側に形成される外壁を分割し、外壁はクランクケースと一体とするブロック分割構造を出願した。
図１２はその部分的に組付けた状態の斜視図を示す。
クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂは一体的に形成されクランクケース１３を成し、ボア部１０には第１雌ネジ部と第２雌ネジ部を設けた取付部１０ａをクランクケース部１３ａに接する側に設け、クランクケース１３に組付けている。
そして、クランクケース部１３ａと、外壁部１３ｂと、ボア部１０及び図示しないクランクキャップで囲まれる空間を、冷却液を流す空間とする。
このように構成することで、一般的なエンジンブロックの分割構造における３つの課題を解決している。
図１２はその部分的に組付けた状態の斜視図を示す。
クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂは一体的に形成されクランクケース１３を成し、ボア部１０には第１雌ネジ部と第２雌ネジ部を設けた取付部１０ａをクランクケース部１３ａに接する側に設け、クランクケース１３に組付けている。
そして、クランクケース部１３ａと、外壁部１３ｂと、ボア部１０及び図示しないクランクキャップで囲まれる空間を、冷却液を流す空間とする。
このように構成することで、一般的なエンジンブロックの分割構造における３つの課題を解決している。
（１）１つ目の課題は、高性能化を求めるとエンジンブロックが過剰品質になりがちであるという課題であり、この課題については、強度の必要なボア部と、本来強度をあまり必要としない外壁部を分離し、外壁部は同じく強度をあまり必要としないクランクケース部と一体とすることで、最適な材料を選択可能となり、低コスト化を図ると共に、シリンダ部に必要な品質を確保することが可能である。
（２）２つ目の課題は、一般的なエンジンではシリンダの内面にはピストンが高速で摺動し、このピストンとシリンダ内面との摺動によって、少なからず摺動抵抗が発生するため、燃料が爆発するのとは別に、この摺動によっても摩擦熱が発生する。そこで、エンジンの運転中には、燃料の爆発による熱と、摺動抵抗を減らし焼き付きを防ぐためにエンジンオイルが常時吹き付けられており、ピストンの潤滑と、焼き付き防止を図っている。
このため、通常はピストンの外周にはピストンリングが複数本はめ込まれ、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいる。
ピストンにはめ込まれるピストンリングは、バネ状になっておりシリンダの内面に突っ張ることでその機能を果たしているが、円形のピストンを使用する場合、シリンダの内面の形状精度が低いと、摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性がある。
ピストンリングとシリンダの内面との摺動抵抗は、エンジン運転時に発生する摺動抵抗の約１／３とも言われており、シリンダの内面への歪の影響を減少させることは極めて重要なのである。
このため、通常はピストンの外周にはピストンリングが複数本はめ込まれ、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいる。
ピストンにはめ込まれるピストンリングは、バネ状になっておりシリンダの内面に突っ張ることでその機能を果たしているが、円形のピストンを使用する場合、シリンダの内面の形状精度が低いと、摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性がある。
ピストンリングとシリンダの内面との摺動抵抗は、エンジン運転時に発生する摺動抵抗の約１／３とも言われており、シリンダの内面への歪の影響を減少させることは極めて重要なのである。
一方で、エンジン組付け時には、組付け面でのシール性を高めるため、数十ｋＮ程度ものトルクをかけてボルトを締め込む必要があり、ボルトを締め込むことによって発生する歪が形状精度に与える影響は大きく、ピストン摺動面付近で締め込んだ場合、歪によってシリンダ内面の真円度が狂い、ピストンにはめ込まれるピストンリングとシリンダ内面との間に隙間を生じるなどの影響が出やすいという課題である。
この課題については、ボア部１０に第１雌ネジ部、第２雌ネジ部を設けた取付部１０ａを、クランクケース部１３ａに接する側に設けることで、すなわち、ボア部におけるピストンの摺動部分と最も離れた位置に取付部１０ａを設けることで、ボア部１０のピストン摺動部分に与える歪の影響を最小限に抑え、エンジンの出力低下や、燃費の悪化、オイルの過剰消費などの問題の発生を防いでいる。
この課題については、ボア部１０に第１雌ネジ部、第２雌ネジ部を設けた取付部１０ａを、クランクケース部１３ａに接する側に設けることで、すなわち、ボア部におけるピストンの摺動部分と最も離れた位置に取付部１０ａを設けることで、ボア部１０のピストン摺動部分に与える歪の影響を最小限に抑え、エンジンの出力低下や、燃費の悪化、オイルの過剰消費などの問題の発生を防いでいる。
（３）３つ目の課題は、ピストンとボア部１０とシリンダヘッドが形成する燃焼室の燃焼ガス温度は２０００℃以上の高温となり、材料の融点をはるかに越えてしまうので、常にエンジンのボア部は冷却されている必要があり、その冷却効率が低下すると、熱による変形で前述の歪等の影響が大きくでてしまったり、最悪エンジンの破壊に繋がったりするという、課題である。
この課題については、ボア部１０と外壁部１３ｂの間の空間を水路とすることによって、エンジンの冷却性能を確保している。
この課題については、ボア部１０と外壁部１３ｂの間の空間を水路とすることによって、エンジンの冷却性能を確保している。
以上説明するように、本出願人は特願２００５−１１２１５５号において３つの課題を解決する発明を開示している。
しかしながら、上記２つ目の課題において、クランクケース部１３ａ側のボア部１０に取付部１０ａを縁設することで、組み付け時に発生する応力の影響を抑えるよう配慮がなされていても、組付けられる際に、取付部１０ａは締結ボルトが締結され上又は下方向に引っ張られることになり、組付け方によってはボア部１０に歪が発生し、ピストン摺動時に必要とする形状精度が悪化するという問題があった。
これは、前述するように、ボア部１０内を摺動するピストンにはめ込まれるピストンリングが、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいるが、シリンダの内面の真円度が低いと、ピストンリングの摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性があるからである。
しかしながら、上記２つ目の課題において、クランクケース部１３ａ側のボア部１０に取付部１０ａを縁設することで、組み付け時に発生する応力の影響を抑えるよう配慮がなされていても、組付けられる際に、取付部１０ａは締結ボルトが締結され上又は下方向に引っ張られることになり、組付け方によってはボア部１０に歪が発生し、ピストン摺動時に必要とする形状精度が悪化するという問題があった。
これは、前述するように、ボア部１０内を摺動するピストンにはめ込まれるピストンリングが、シリンダの内壁面に吹き付けられたエンジンオイルを掻き落とし、必要最低限の油膜を作ると同時に、余分なオイルが燃焼室内に侵入するのを防いでいるが、シリンダの内面の真円度が低いと、ピストンリングの摺動抵抗を増加させるとともに、ピストンリングとシリンダの内壁との間の隙間が許容されるよりも大きくなり、余分なオイルの燃焼室への侵入を増加させることとなる。この結果、エンジンの出力に低下や、燃費の悪化、オイルの消費など、様々な問題を引き起こす可能性があるからである。
そこで本発明は以上のような課題を解消するためになされたものであり、シリンダブロックの強度が必要である部分と、そうでない部分を分割し、強度の必要である部品を集約することで、高品質の部品は必要最小限にとどめ、組付けた際にシリンダ部分に歪が少ないブロック分割構造を提供することを目的とする。
前記目的を達成するために、本発明は以下のような特徴を有する。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための押圧部材を有し、前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップが前記クランクケース部と前記ボア部を挟んで組み付けられ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成されることを特徴とする。
ここでいう押圧部材とは、例えば雌ネジ部が上下に設けられる厚みを持ち、内側がボア部の外形に沿った形状にくりぬかれ、外側は略内側に沿った形状であって、ボア部の各気筒の中心軸に対して等角度割に４分割した位置に第１雌ネジ部と第２雌ネジ部が同軸にある取付穴を有している形状が考えられる。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための押圧部材を有し、前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップが前記クランクケース部と前記ボア部を挟んで組み付けられ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成されることを特徴とする。
ここでいう押圧部材とは、例えば雌ネジ部が上下に設けられる厚みを持ち、内側がボア部の外形に沿った形状にくりぬかれ、外側は略内側に沿った形状であって、ボア部の各気筒の中心軸に対して等角度割に４分割した位置に第１雌ネジ部と第２雌ネジ部が同軸にある取付穴を有している形状が考えられる。
（２）（１）に記載されるブロック分割構造において、取付部が、前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に縁設され、前記押圧部材には、前記ボア部を押さえる面に複数の押圧突起を備え、前記ボア部が組み付けられる際に、前記押圧突起が前記取付部を押さえることを特徴とする。
なお、ここでいう取付部が前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に縁設されとは、例えば、ボア部のクランクケース部との当接面をボア部の外形側に、一定の厚みを持ったプレートを延長し、この取付部の厚みは押圧部材よりも薄く、ボア部の外形の全周に亘って設けられるといったことが考えられる。
また、ここでいう複数の押圧突起とは、ボア部と押圧部材とが点接触するように設けられる突起のことを指し、例えば半球状などの形状で、応力が集中しないように角が無い形状である。さらに、取付部に均等に荷重がかかるように、押圧部材上に均等に割り振られた位置に設けられることが望ましい。例えば、気筒の中心軸に垂直な面の円を同じ角度になるように８分割し、その割付角ごとに設けるといったことが考えられる。
なお、ここでいう取付部が前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に縁設されとは、例えば、ボア部のクランクケース部との当接面をボア部の外形側に、一定の厚みを持ったプレートを延長し、この取付部の厚みは押圧部材よりも薄く、ボア部の外形の全周に亘って設けられるといったことが考えられる。
また、ここでいう複数の押圧突起とは、ボア部と押圧部材とが点接触するように設けられる突起のことを指し、例えば半球状などの形状で、応力が集中しないように角が無い形状である。さらに、取付部に均等に荷重がかかるように、押圧部材上に均等に割り振られた位置に設けられることが望ましい。例えば、気筒の中心軸に垂直な面の円を同じ角度になるように８分割し、その割付角ごとに設けるといったことが考えられる。
（３）（１）又は（２）に記載されるブロック分割構造において、前記ボア部が、１気筒ずつの部品からなり、前記押圧部材に形成される前記第１雌ネジ部に、前記第１締結ボルトで前記クランクキャップを組み付ける際に、前記クランクケースと共に、複数個の前記ボア部が一体的に組み付けられることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるブロック分割構造において、前記クランクケース部と、前記クランクケース部に形成された外壁と、前記ボア部と、シリンダヘッドとによって囲まれた空間に、エンジン冷却液が満たされていることを特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるブロック分割構造において、前記クランクケース部と、前記クランクケース部に形成された外壁と、前記ボア部と、シリンダヘッドとによって囲まれた空間に、エンジン冷却液が満たされていることを特徴とする。
このような特徴を有する本発明により、以下のような作用・効果が得られる。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための押圧部材を有し、前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップが前記クランクケース部と前記ボア部を挟んで組み付けられ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成されることを特徴とするので、ボア部が必要最小限の大きさで済む他、形状が単純になり、組み付けられた際に、クランクケース部と押圧部材に挟まれる状態で保持されるので、圧縮応力のみ受けた状態で保持され、ボア部に歪が生じにくく、ボア部の形状精度が保ち易いという優れた効果を奏する。
（１）ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための押圧部材を有し、前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップが前記クランクケース部と前記ボア部を挟んで組み付けられ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成されることを特徴とするので、ボア部が必要最小限の大きさで済む他、形状が単純になり、組み付けられた際に、クランクケース部と押圧部材に挟まれる状態で保持されるので、圧縮応力のみ受けた状態で保持され、ボア部に歪が生じにくく、ボア部の形状精度が保ち易いという優れた効果を奏する。
また、ボア部が必要最小限の大きさで済むことで、その材料である高温高圧に耐える高価な材料も必要最小限の大きさとなり、材料コストを削減できる。さらに、高温高圧に耐える材料は一般的に加工しにくい場合が多いが、複雑な加工でなく、ネジ部も持たないので、加工工程が減り製作コストも削減が可能となる。
なお、別部材として押圧部材が必要となるが、ボア部と部品が別となることで汎用性が生まれ、同気筒数の他の種類のエンジンと部品を共用できる可能性があり、結果として製作コストの削減が期待できる。また、ボア部と同じ材料を用いる必要も無いので、コスト削減が可能となり、材料の最適化を図ることが出来る。
なお、別部材として押圧部材が必要となるが、ボア部と部品が別となることで汎用性が生まれ、同気筒数の他の種類のエンジンと部品を共用できる可能性があり、結果として製作コストの削減が期待できる。また、ボア部と同じ材料を用いる必要も無いので、コスト削減が可能となり、材料の最適化を図ることが出来る。
（２）（１）に記載されるブロック分割構造において、取付部が、前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に縁設され、前記押圧部材には、前記ボア部を押さえる面に複数の押圧突起を備え、前記ボア部が組み付けられる際に、前記押圧突起が前記取付部を押さえることを特徴とするので、押圧部材と、ボア部の備える取付部が面接触せず、複数の点での点接触することで、押し付け力が分散し、片当たりしなくなり、その結果、応力の偏りを防ぎ歪の発生を抑制することが可能になるという優れた効果を奏する。
また、ボア部に縁設される取付部は、クランクケースと接する側に設けられ、ネジをきる必要が無いために、ねじ山を形成する場合ほど厚みを必要としない。
取付部には押圧部材によって押し付けられるため少なからず歪を生ずるが、これによって、ボア部におけるピストンとシリンダ内径の摺動部分に直接かからず、かつ、極力遠くに設けられる配慮がなされているので、ボア部との接合面や摺動部への歪の発生を最小限にとどめることができる。さらに、直接ボア部にネジを設けた場合よりも歪の発生を低下させることができる。
また、押圧部材が点接触でボア部の取付部を押していることで、組付け時に第１締結ボルト及び第２締結ボルトで引っ張られることにより発生する歪を直接的にボア部に伝えることなく、分散して平均化した上で、押圧突起によって押し付け力が働くため、応力が伝わる際には均一にボア部に伝わり歪の発生を抑制することが期待できる。
また、ボア部に縁設される取付部は、クランクケースと接する側に設けられ、ネジをきる必要が無いために、ねじ山を形成する場合ほど厚みを必要としない。
取付部には押圧部材によって押し付けられるため少なからず歪を生ずるが、これによって、ボア部におけるピストンとシリンダ内径の摺動部分に直接かからず、かつ、極力遠くに設けられる配慮がなされているので、ボア部との接合面や摺動部への歪の発生を最小限にとどめることができる。さらに、直接ボア部にネジを設けた場合よりも歪の発生を低下させることができる。
また、押圧部材が点接触でボア部の取付部を押していることで、組付け時に第１締結ボルト及び第２締結ボルトで引っ張られることにより発生する歪を直接的にボア部に伝えることなく、分散して平均化した上で、押圧突起によって押し付け力が働くため、応力が伝わる際には均一にボア部に伝わり歪の発生を抑制することが期待できる。
（３）（１）又は（２）に記載されるブロック分割構造において、前記ボア部が、１気筒ずつの部品からなり、前記押圧部材に形成される前記第１雌ネジ部に、前記第１締結ボルトで前記クランクキャップを組み付ける際に、前記クランクケースと共に、複数個の前記ボア部が一体的に組み付けられることを特徴とするので、ボア部が複数個の筒状体に分けることで、筒状体を円柱又は円筒形部材から加工することが可能となり、旋盤加工でボア部を作成することが可能になるという優れた効果を奏する。
筒状部材は、一般的に円筒又は円柱状の部材から加工することができ、円筒、及び円柱状の部材は、その形状の特性上、押し出し加工等の加工方法によって製作が可能である。一般的なエンジンブロックは鋳造等の方法で製作されるが、押し出し加工等で作られた部材を追加工することで、ボア部の一部である筒状体が製作できるのであれば、材料の均一性を確保できる他、材料選択の幅が広がり、最適部材を安価に選択できる可能性がある。さらに、一般的に鋳造部品をフライス加工等で精度を出す場合よりも、円柱及び円筒部材から旋盤で加工するほうが、加工精度を高くすることが可能であり、安価に製作することができるようにもなる。
筒状部材は、一般的に円筒又は円柱状の部材から加工することができ、円筒、及び円柱状の部材は、その形状の特性上、押し出し加工等の加工方法によって製作が可能である。一般的なエンジンブロックは鋳造等の方法で製作されるが、押し出し加工等で作られた部材を追加工することで、ボア部の一部である筒状体が製作できるのであれば、材料の均一性を確保できる他、材料選択の幅が広がり、最適部材を安価に選択できる可能性がある。さらに、一般的に鋳造部品をフライス加工等で精度を出す場合よりも、円柱及び円筒部材から旋盤で加工するほうが、加工精度を高くすることが可能であり、安価に製作することができるようにもなる。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるブロック分割構造において、前記クランクケース部と、前記クランクケース部に形成された外壁と、前記ボア部と、シリンダヘッドとによって囲まれた空間に、エンジン冷却液が満たされていることを特徴とするので、第１締結ボルト用のボルト穴を設ける必要が無く、クランクケース部、外壁部、及びボア部の形状を単純化できるので、加工コストを削減することができるという優れた効果を奏する。また、冷却液の通る空間をより自由に広く取ることも可能となり、冷却効率の向上に貢献する。
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。最初に第１実施例の構成について説明する。
（第１実施例）
図１には、第１実施例におけるエンジンの断面図を模式的に示している。図２には、その組付け斜視図を示している。
ボア部１０は図２に示すように、円筒が複数個並んだ形状になっており、第１実施例では円筒を３つ平行に並べてある。一般的に、シリンダブロック内のシリンダの数がエンジンの気筒数を表しており、第１実施例では説明しやすいようにシリンダの数を３つ、つまり、直列３気筒のエンジンを例として用いて説明している。
なお、一般的にはシリンダ内径のことをボアと呼ぶが、第１実施例では、水冷するための水路を有するジャケット構造を含むシリンダブロックと区別をして、ピストン１２をガイドするシリンダ部分であって、ジャケット構造を含まない円筒が並んだものをボア部１０と呼ぶことにする。
（第１実施例）
図１には、第１実施例におけるエンジンの断面図を模式的に示している。図２には、その組付け斜視図を示している。
ボア部１０は図２に示すように、円筒が複数個並んだ形状になっており、第１実施例では円筒を３つ平行に並べてある。一般的に、シリンダブロック内のシリンダの数がエンジンの気筒数を表しており、第１実施例では説明しやすいようにシリンダの数を３つ、つまり、直列３気筒のエンジンを例として用いて説明している。
なお、一般的にはシリンダ内径のことをボアと呼ぶが、第１実施例では、水冷するための水路を有するジャケット構造を含むシリンダブロックと区別をして、ピストン１２をガイドするシリンダ部分であって、ジャケット構造を含まない円筒が並んだものをボア部１０と呼ぶことにする。
通常のエンジンは、図１に示すように、このシリンダブロック１１内部の燃焼室２０で気体のガソリンと空気の混合気に点火し、爆発させて、ピストン１２が上下する力を発生する。爆発の際に発生する燃焼ガスは２０００℃以上にもなり、爆発によって大きな力が発生するので、ボア部１０はそれらの熱や力に耐え得る高強度の材料が必要となる。以前は強度や加工性、耐熱性を重視して鋳鉄等が主に使われていたが、最近はエンジン自体の軽量化を図る目的でアルミニウム合金等か、アルミニウム合金製のブロックに鉄製のライナー等を備えてエンジンブロックとする場合が多い。
第１実施例のボア部１０の材料にはダイカスト用アルミニウム合金を採用している。例えば、ＡＤＣ１２等の鋳造性に優れた高強度なダイカスト用アルミニウム合金が用いられている。
第１実施例のボア部１０の材料にはダイカスト用アルミニウム合金を採用している。例えば、ＡＤＣ１２等の鋳造性に優れた高強度なダイカスト用アルミニウム合金が用いられている。
また、図２に示すボア部１０は取付部１０ａを備えている。取付部１０ａは、クランクケース１３との当接面を延長するかたちで、一定の厚みを持ってボア部１０の外形側に張り出すように縁設されている。取付部１０ａの厚みは雌ネジ部を設ける必要が無いので、後述する押圧部材２１の厚みの半分以下程度である。
ただし、この取付部１０ａは、エンジンにボア部１０を組み付けるにあたって、ボア部１０とシリンダヘッド１６及びクランクケース１３との高いシール性を要求されるため、組み付けるボルトは数十ｋＮ程度の高い締め付けトルクによって締め込まれる押圧部材２１にクランクケース部１３ａ側に押し付けられるので、取付部１０ａには大きな力がかかることになる。従って、それに耐え得るだけの強度は必要である。
ただし、この取付部１０ａは、エンジンにボア部１０を組み付けるにあたって、ボア部１０とシリンダヘッド１６及びクランクケース１３との高いシール性を要求されるため、組み付けるボルトは数十ｋＮ程度の高い締め付けトルクによって締め込まれる押圧部材２１にクランクケース部１３ａ側に押し付けられるので、取付部１０ａには大きな力がかかることになる。従って、それに耐え得るだけの強度は必要である。
クランクケース１３は、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂから成っている。
図１に示すクランクケース部１３ａは、ボア部１０の内部を上下運動するピストン１２の力を伝達するコンロッド１４と、コンロッド１４に接続されるクランクシャフト１５が収納される部屋であり、ゴミ等が入り込まないように外部と隔離する機能、およびクランクシャフト１５を受ける機能があれば足りるため、ボア部１０程の強度を必要としない。
第１実施例では、クランクケース１３にクランクキャップ１７やボア部１０等を組み付ける為のボルト等のネジ穴を備えないため、材料は安価な鋳造用のアルミニウム合金を用いて構成されている。
次に外壁部１３ｂであるが、ボア部１０とクランクケース１３を組付けた際に、ボア部１０の外側に形成される壁面である。
図１に示すクランクケース部１３ａは、ボア部１０の内部を上下運動するピストン１２の力を伝達するコンロッド１４と、コンロッド１４に接続されるクランクシャフト１５が収納される部屋であり、ゴミ等が入り込まないように外部と隔離する機能、およびクランクシャフト１５を受ける機能があれば足りるため、ボア部１０程の強度を必要としない。
第１実施例では、クランクケース１３にクランクキャップ１７やボア部１０等を組み付ける為のボルト等のネジ穴を備えないため、材料は安価な鋳造用のアルミニウム合金を用いて構成されている。
次に外壁部１３ｂであるが、ボア部１０とクランクケース１３を組付けた際に、ボア部１０の外側に形成される壁面である。
この外壁部１３ｂはボア部１０とシリンダヘッド１６とで水路を形成するためのものであり、エンジン運転中には前述のように燃焼室２０で爆発が起こり、ガスの圧力と温度が高くなると、当然、燃焼ガスに直接触れているボア部１０も温度が上昇するため、通常のエンジンと同様に、ボア部１０を冷却してやる必要があるからである。特に材料にアルミニウム合金を用いており、その材料としているアルミニウムの融点は６６０℃程度であるので、冷却を十分行う必要がある。無論、鉄でも融点は１５３５℃程度であるで、そのまま冷却しなければボア部１０が熱で溶けてしまう。
従って、通常のエンジンはジャケット構造となっており、内部に冷却水を通し、エンジンの運転中に発生する熱を抑える必要がある。このような理由で、ボア部１０の外側には外壁部１３ｂが必要であり、ボア部１０と外壁部１３ｂの間を冷却水が流れてエンジンを常に冷却する構造となっている。
従って、通常のエンジンはジャケット構造となっており、内部に冷却水を通し、エンジンの運転中に発生する熱を抑える必要がある。このような理由で、ボア部１０の外側には外壁部１３ｂが必要であり、ボア部１０と外壁部１３ｂの間を冷却水が流れてエンジンを常に冷却する構造となっている。
シリンダヘッド１６は図１に示される通り、ボア部１０の一部と燃焼室２０を形成する部品であり、ボア部１０と同様に熱と爆発による圧力を受ける部品であるので、強度の高い鋳造用のアルミニウム合金を用いている。また、シリンダヘッド１６の内部には、バルブやカムシャフト等を備えている。
また、クランクケース１３下部には、クランクキャップ１７を備えている。図１に示すように、クランクケース部１３ａとクランクキャップ１７で、クランクシャフト１５が収まる部屋及び、クランクシャフト１５の軸部分を受ける部分を形成している。クランクキャップ１７の下には、図示しないオイルパンが固定される。
また、クランクケース１３下部には、クランクキャップ１７を備えている。図１に示すように、クランクケース部１３ａとクランクキャップ１７で、クランクシャフト１５が収まる部屋及び、クランクシャフト１５の軸部分を受ける部分を形成している。クランクキャップ１７の下には、図示しないオイルパンが固定される。
次に図３の説明をする。図３は押圧部材２１の平面図でボア部１０があたる部分の面が示されている。
ボア部１０は前述のように、取付部１０ａが縁設されており、クランクケース１３に組み付けられる際には、押圧部材２１がボア部１０の取付部１０ａを押さえつけることになる。
押圧部材２１は、内部をボア部１０の筒部の外側に嵌る様に、円形が３つ連なる形状に刳り貫かれた板状の部材で構成されている。この刳貫部２１ｃは気筒数によって形状が異なり、ボア部１０の形状に合わせた形で形成される。
また、押圧部材２１は、一方の面に第１雌ネジ部２１ｂと他方の面に第２雌ネジ部２１ａを備えている。なお、図３で示される面には第１雌ネジ部２１ｂが見えていることになる。
第１実施例では押圧部材２１に設けられる第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは、一方の面に第１雌ネジ部２１ｂが８箇所、他方の面に第２雌ネジ部２１ａが８箇所設けられており、第１雌ネジ部２１ｂと第２雌ネジ部２１ａは同軸上に設けられている。
第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは各気筒の４隅に１つずつ配置され、隣の気筒とは第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａを共有する構成となっている。よって、例えば直列４気筒のエンジンであれば、第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは２箇所増えて１０箇所となる。
ボア部１０は前述のように、取付部１０ａが縁設されており、クランクケース１３に組み付けられる際には、押圧部材２１がボア部１０の取付部１０ａを押さえつけることになる。
押圧部材２１は、内部をボア部１０の筒部の外側に嵌る様に、円形が３つ連なる形状に刳り貫かれた板状の部材で構成されている。この刳貫部２１ｃは気筒数によって形状が異なり、ボア部１０の形状に合わせた形で形成される。
また、押圧部材２１は、一方の面に第１雌ネジ部２１ｂと他方の面に第２雌ネジ部２１ａを備えている。なお、図３で示される面には第１雌ネジ部２１ｂが見えていることになる。
第１実施例では押圧部材２１に設けられる第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは、一方の面に第１雌ネジ部２１ｂが８箇所、他方の面に第２雌ネジ部２１ａが８箇所設けられており、第１雌ネジ部２１ｂと第２雌ネジ部２１ａは同軸上に設けられている。
第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは各気筒の４隅に１つずつ配置され、隣の気筒とは第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａを共有する構成となっている。よって、例えば直列４気筒のエンジンであれば、第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａは２箇所増えて１０箇所となる。
また、押圧部材２１の第１雌ネジ部２１ｂが設けられる面には、押圧突起２１ｄが設けられている。この押圧突起２１ｄは、ボア部１０に備えられる取付部１０ａを押さえるために設けられており、ボア部１０の各気筒の中心を基準に均等な位置になるように振り分けられている。例えば、８等分に角度配分するなど、締結ボルトの軸力が周方向で均一に、ボア部１０を押し付けるのが望ましい。
組み付けられる際には、ボア部１０の備える取付部１０ａを、押圧部材２１の備える押圧突起２１ｄが押圧するので、面接触でなく点接触となり、均等に力がかかり易い。
また、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが締結されることによって、押圧部材２１は上下どちらかに引っ張られて歪を生ずることになる可能性があるが、その場合にも、ボア部１０と別部品であるので、ボア部１０に直接歪を発生させることは無い。
組み付けられる際には、ボア部１０の備える取付部１０ａを、押圧部材２１の備える押圧突起２１ｄが押圧するので、面接触でなく点接触となり、均等に力がかかり易い。
また、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが締結されることによって、押圧部材２１は上下どちらかに引っ張られて歪を生ずることになる可能性があるが、その場合にも、ボア部１０と別部品であるので、ボア部１０に直接歪を発生させることは無い。
図２に示すように、ボア部１０が組み付けられる際には、第１締結ボルトであるクランクキャップボルト１８ｂを、クランクケース部１３ａ側からクランクキャップ１７を挟んで締め付けることになり、一定のトルクでクランクキャップボルト１８ｂが締め込まれることになる。しかし、クランクキャップ１７、クランクケース１３、及びボア部１０を挟んで締め込むことになれば、当然それぞれの面の平面度が出てかつ相対平行度が出ていなければ、均一にクランクキャップボルト１８ｂを締め込んだとしても、締め付けトルクにバラつきが出ることは避けられない。また、クランクキャップボルト１８ｂのトルク管理自体も、量産工程において完全に同一に行うというわけにはいかない。
ボア部１０と押圧部材２１が面接触であった場合には、それらの条件がクリアされていなければ、片当たりをして、強く押される部分と、弱く押される部分の差が出てしまう。そうなった場合、ボア部１０に与える力に不均衡を生じて、一定の面圧を確保できなくなり、ボア部１０にボア部１０の形状精度に影響する歪を生じることになる。
従って、これらの問題を回避するために、ボア部１０と押圧部材２１を点接触にし、かつ、押圧突起２１ｄの位置を各気筒の中心を基準に均等な位置になるように振り分けることで、より均一に力がかかるように配慮されている。
ボア部１０と押圧部材２１が面接触であった場合には、それらの条件がクリアされていなければ、片当たりをして、強く押される部分と、弱く押される部分の差が出てしまう。そうなった場合、ボア部１０に与える力に不均衡を生じて、一定の面圧を確保できなくなり、ボア部１０にボア部１０の形状精度に影響する歪を生じることになる。
従って、これらの問題を回避するために、ボア部１０と押圧部材２１を点接触にし、かつ、押圧突起２１ｄの位置を各気筒の中心を基準に均等な位置になるように振り分けることで、より均一に力がかかるように配慮されている。
次に、上記部品の組付けについて説明する。
図４には、ボルト締結状態を示しており、図４（ａ）にはボア部１０にシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが締めこまれた状態の模式図、（ｂ）には締結部の拡大図を示す。
また、組み付けられた状態を図５に示す。図５はボア部１０、クランクケース１３、シリンダヘッド１６、及びクランクキャップ１７を組み付けた状態の斜視断面図であり、また図５には、図４とは別の断面で切断した斜視断面図を示す。
図５に示すように、クランクケース１３の内部であって外壁部１３ｂの内側にボア部１０が収まるように組み付けられ、その上面にシリンダヘッド１６が組み付けられ、クランクケース１３の下側からはクランクキャップ１７が組み付けられる。
図４には、ボルト締結状態を示しており、図４（ａ）にはボア部１０にシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂが締めこまれた状態の模式図、（ｂ）には締結部の拡大図を示す。
また、組み付けられた状態を図５に示す。図５はボア部１０、クランクケース１３、シリンダヘッド１６、及びクランクキャップ１７を組み付けた状態の斜視断面図であり、また図５には、図４とは別の断面で切断した斜視断面図を示す。
図５に示すように、クランクケース１３の内部であって外壁部１３ｂの内側にボア部１０が収まるように組み付けられ、その上面にシリンダヘッド１６が組み付けられ、クランクケース１３の下側からはクランクキャップ１７が組み付けられる。
この場合において、図４に示すように、第１締結ボルトであるクランクキャップボルト１８ｂ、及び第２締結ボルトであるシリンダヘッドボルト１８ａは、全て押圧部材２１に備えられる第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａに締結される。従って、シリンダヘッド１６は、図示しないメタルガスケット等を挟んで押圧部材２１にシリンダヘッド１６側から設けられた第２雌ネジ部２１ａへシリンダヘッドボルト１８ａを締め付けることで組み付けられ、クランクキャップ１７は、クランクケース１３を挟むようにして配置され、押圧部材２１のクランクケース１３側から設けられた第１雌ネジ部２１ｂにクランクキャップボルト１８ｂを締め込むことで組み付けられる。この時、ボア部１０は取付部１０ａが押圧部材２１に直接押さえつけられ、クランクケース１３と一緒に挟まれることになる。
このようにしてクランクケース１３とボア部１０に備えられる取付部１０ａは、押圧部材２１とクランクキャップ１７に挟み込まれるようにして組み付けられるため、組み付けられた状態では常に圧縮応力を受けていることになる。
このようにしてクランクケース１３とボア部１０に備えられる取付部１０ａは、押圧部材２１とクランクキャップ１７に挟み込まれるようにして組み付けられるため、組み付けられた状態では常に圧縮応力を受けていることになる。
なお、メタルガスケット等が挟み込まれることによってシールされるボア部１０と、シリンダヘッド１６との当接面は、ボア部１０の内面と、ピストン１２の上部と、シリンダヘッド１６に囲まれることによって構成される燃焼室２０は、高温高圧の燃焼ガスが発生するために、高いシール性を要求される。従って、シリンダヘッドボルト１８ａは数十ｋＮ程度の高いトルクで締め付けられることになる。
また、クランクケース１３とボア部１０の接触面１０ｄは、冷却液等が漏れないようにシール性が要求されるので液体ガスケット等を用いてシールされる。
クランクキャップ１７にクランクケース１３を挟んでボア部１０に備える取付部１０ａを押さえる押圧部材２１の第２雌ネジ部２１ａにクランクキャップボルト１８ｂを数十ｋＮ程度の高いトルクで締め込み必要な面圧を確保することが可能である。それによって、ボア部１０の外面とクランクケース１３の外壁部１３ｂの内面より形成される空間である水路１９とのシール性が保たれることになる。
なお、クランクキャップボルト１８ｂ用に設けられたクランクケース１３のボルト穴は、水路１９を構成する面に設けられているため、冷却水が漏れないように別途シールが施されている。例えば、クランクキャップボルト１８ｂとクランクキャップ１７の接触面にシールがなされ、必要な面圧が確保できるので、冷却水が漏れることは無い。
また、クランクケース１３とボア部１０の接触面１０ｄは、冷却液等が漏れないようにシール性が要求されるので液体ガスケット等を用いてシールされる。
クランクキャップ１７にクランクケース１３を挟んでボア部１０に備える取付部１０ａを押さえる押圧部材２１の第２雌ネジ部２１ａにクランクキャップボルト１８ｂを数十ｋＮ程度の高いトルクで締め込み必要な面圧を確保することが可能である。それによって、ボア部１０の外面とクランクケース１３の外壁部１３ｂの内面より形成される空間である水路１９とのシール性が保たれることになる。
なお、クランクキャップボルト１８ｂ用に設けられたクランクケース１３のボルト穴は、水路１９を構成する面に設けられているため、冷却水が漏れないように別途シールが施されている。例えば、クランクキャップボルト１８ｂとクランクキャップ１７の接触面にシールがなされ、必要な面圧が確保できるので、冷却水が漏れることは無い。
図６は、クランクケース１３にボア部１０を組み付けた状態での断面図である。図６より、ボア部１０の外周であって、クランクケース１３の外壁部１３ｂの内周に、一定の間隔で設けられた空間が存在するのがわかる。この空間はエンジンの冷却水を通すための水路１９であり、ボア部１０と外壁部１３ｂの隙間は数ｍｍに設定されており、その間を冷却水が流れることによって、エンジンの運転中に発生した熱を抑える。なお、シリンダヘッドボルト１８ａは、この冷却液中に水没しているが、使用する材質によって腐食されるようであれば、シリンダヘッドボルト１８ａに防錆剤等を塗布するなり、腐食されない材質を使用するなりすればよい。
また、クランクキャップボルト１８ｂも冷却液に触れることになるので、こちらも必要であれば防錆対策を施すことになる。
また、クランクキャップボルト１８ｂも冷却液に触れることになるので、こちらも必要であれば防錆対策を施すことになる。
次に、第１実施例の作用効果について説明を行う。
まず、前述のように組み付けられるので、ボア部１０については、圧縮応力だけを受けることになる。従って、応力管理的が容易になるというメリットがある。また、ボア部１０にネジ部を設けず、押圧部材２１にネジ部を集約することにより、最適な材料の選定が出来る。
さらに、ボア部１０に備えられる取付部１０ａは、押圧部材２１の備える押圧突起２１ｄを介してクランクケース部１３ａ側に押し付けられることになるが、押圧部材２１と取付部１０ａが面当たりすることが無く、押圧突起２１ｄは各気筒の中心を基準に均等な位置になるように振り分けられているので、クランクキャップボルト１８ｂの締め付けトルクが均等に配分され、ボア部１０に加わる応力に偏りが出にくく、歪の発生を抑制するように配慮がなされている。
まず、前述のように組み付けられるので、ボア部１０については、圧縮応力だけを受けることになる。従って、応力管理的が容易になるというメリットがある。また、ボア部１０にネジ部を設けず、押圧部材２１にネジ部を集約することにより、最適な材料の選定が出来る。
さらに、ボア部１０に備えられる取付部１０ａは、押圧部材２１の備える押圧突起２１ｄを介してクランクケース部１３ａ側に押し付けられることになるが、押圧部材２１と取付部１０ａが面当たりすることが無く、押圧突起２１ｄは各気筒の中心を基準に均等な位置になるように振り分けられているので、クランクキャップボルト１８ｂの締め付けトルクが均等に配分され、ボア部１０に加わる応力に偏りが出にくく、歪の発生を抑制するように配慮がなされている。
前述の通り、ボア部１０には熱及び圧力による大きな負荷がかかり強度を必要とするため、高価な材料を使う必要がある。よって、ボア部１０と外壁部１３ｂを分離することで、高価な材料を使う部分の体積を減らし、コストを削減することが可能となる。
さらに、ボア部１０の形状は、ボア部１０及び取付部１０ａからなり、凹凸が少なくなり形状が単純化する為、ボア部１０を鋳造等で製作するケースでは、湯流れが良くなる等の効果が得られ、巣などができにくく、強度を必要とし、品質基準の厳しいボア部１０の品質を確保し易いというメリットもある。
また、ボア部１０の大きさを小さくすることができるので、結果的に重量も減らすことができ、仕上げ加工やメッキ工程などが必要な場合にも、加工性の向上に貢献する。
さらに、ボア部１０の形状は、ボア部１０及び取付部１０ａからなり、凹凸が少なくなり形状が単純化する為、ボア部１０を鋳造等で製作するケースでは、湯流れが良くなる等の効果が得られ、巣などができにくく、強度を必要とし、品質基準の厳しいボア部１０の品質を確保し易いというメリットもある。
また、ボア部１０の大きさを小さくすることができるので、結果的に重量も減らすことができ、仕上げ加工やメッキ工程などが必要な場合にも、加工性の向上に貢献する。
また、押圧部材２１は、第１雌ネジ部２１ｂ及び第２雌ネジ部２１ａが設けられており、各部品の接合面において、燃焼ガスや冷却水などの漏れを防ぐために数十ｋＮ程度の大きなトルクでクランクキャップボルト１８ｂ及びシリンダヘッドボルト１８ａで締め付けなければならないため、強度が必要となる。従って、高強度の材料を必要とするが、ボア部１０に求められるような高温下における形状安定性や、耐摺動性等の機能を求められないため、コストを下げることができるほか、材料の形状が板状になり、単純となるため、例えば板材を用いプレス加工等によって製作することも可能である。板材を用いることで、鋳造材料を用いるよりも品質の均一化を図ることが出来るなどのメリットが生まれ、比較的安価に製作が可能となる。
つぎに、クランクケース１３についてであるが、クランクケース部１３ａ及び外壁部１３ｂが一体成形されるため、構造的な強度が出せるというメリットがある。
さらに、クランクケース部１３ａ及び外壁部１３ｂを一体成形することで、特許文献４のような方法と異なり、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂの間から冷却液が漏れる心配をしなくてもよく、シール構造にする必要も無い。
さらに、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂはいずれもあまり強度の必要ない部品であるので、強度のあまり必要の無い部分である、クランクケース１３は安価な材料で作成が可能となる。
さらに、クランクケース部１３ａ及び外壁部１３ｂを一体成形することで、特許文献４のような方法と異なり、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂの間から冷却液が漏れる心配をしなくてもよく、シール構造にする必要も無い。
さらに、クランクケース部１３ａと外壁部１３ｂはいずれもあまり強度の必要ない部品であるので、強度のあまり必要の無い部分である、クランクケース１３は安価な材料で作成が可能となる。
このように、ボア部１０や取付部１０ａ、押圧部材２１のように強度が必要な部分を集約することで強度が必要になる部分を最小限にとどめ、本来強度をあまり必要としないクランクケース部１３ａ及び外壁部１３ｂを一体的に成形してクランクケース１３とすることで、ボア部１０に性能アップのために高価な材料を使ったとしても、クランクケース１３に比較的安価な材料を用いて製作することが可能となるので、エンジンの高性能化を図ったとしても、従来の方法に比べてコストアップを抑えることが出来る。
そして、特許文献４のようにボア部１０がクランクケース部１３ａを備え鋳造で作られる場合と比較して、大きさや形状にもよるが通常で３〜５割程度のコストが削減できる他、エンジンの出力によって、ボア部１０を変更することも可能となるので、押圧部材２１やクランクケース１３を共通部品として、ボア部１０のみ材質を変える等の変更で、同じ設計で異なる出力のエンジンに対応できうるメリットもある。
そして、特許文献４のようにボア部１０がクランクケース部１３ａを備え鋳造で作られる場合と比較して、大きさや形状にもよるが通常で３〜５割程度のコストが削減できる他、エンジンの出力によって、ボア部１０を変更することも可能となるので、押圧部材２１やクランクケース１３を共通部品として、ボア部１０のみ材質を変える等の変更で、同じ設計で異なる出力のエンジンに対応できうるメリットもある。
また、ボア部１０とクランクケース１３を組み合わせた状態で、クランクケース１３にもうけられた外壁部１３ｂとボア部１０、クランクケース部１３ａ、及びシリンダヘッドで囲まれる空間にエンジン冷却液を流すことが可能となる。これにより、クランクケース１３またはボア部１０に複雑な形状の水路や、その間に設けられる第１締結ボルト用の穴をそれぞれ分けて製作する必要がなくなるので、加工コストが削減できる上に、形状の単純化によって品質の向上も期待ができる。
このことで、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂには防錆対策を施すことが必要になる場合もあるが、加工穴を製作するコストと、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂに防錆対策を施すコストと比較すると、加工穴を開けるコストのほうが品質向上や、加工の単純化、加工時間の削減によるリードタイムの短縮等を加味すれば、トータルで考えて、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂに防錆対策を施すほうがコスト的に安くすることが可能であるため、メリットがあると考えられる。
このことで、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂには防錆対策を施すことが必要になる場合もあるが、加工穴を製作するコストと、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂに防錆対策を施すコストと比較すると、加工穴を開けるコストのほうが品質向上や、加工の単純化、加工時間の削減によるリードタイムの短縮等を加味すれば、トータルで考えて、シリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂに防錆対策を施すほうがコスト的に安くすることが可能であるため、メリットがあると考えられる。
さらに、シリンダヘッド１６は、メタルガスケット等を挟んで押圧部材２１にシリンダヘッド１６側から設けられた第２雌ネジ部２１ａへシリンダヘッドボルト１８ａを締め付けることで組み付けられ、クランクキャップ１７は、クランクケース１３を挟むようにして配置され、押圧部材２１のクランクケース１３側から設けられた第１雌ネジ部２１ｂにクランクキャップボルト１８ｂを締め込むことで組み付けられる構造になっている。
このように、クランクケース１３もボア部１０と同様に、押圧部材２１とクランクキャップ１７に挟み込まれるようにして組み付けられるため、組み付けられた状態では常に圧縮応力を受けていることになっているので、疲労破壊に対する強度保証がし易い。
エンジンは、稼働中は常に燃焼室２０でガス化した燃料を繰り返し燃焼させているので、振動や熱に常にさらされ、応力変動があるので材料金属中に疲労が溜まり易い。従って、常に一方向に応力を受けている状態のほうが、疲労破壊に対するマネージメントをしやすいのである。
このように、クランクケース１３もボア部１０と同様に、押圧部材２１とクランクキャップ１７に挟み込まれるようにして組み付けられるため、組み付けられた状態では常に圧縮応力を受けていることになっているので、疲労破壊に対する強度保証がし易い。
エンジンは、稼働中は常に燃焼室２０でガス化した燃料を繰り返し燃焼させているので、振動や熱に常にさらされ、応力変動があるので材料金属中に疲労が溜まり易い。従って、常に一方向に応力を受けている状態のほうが、疲労破壊に対するマネージメントをしやすいのである。
（第２実施例）
次に本発明に係る第２実施例について説明する。
図７に第２実施例の、押圧部材２１、ボア部１０、及びクランクケース１３の組み立て斜視図を示す。
構成は第１実施例とほぼ同じであるが、ボア部１０の部分の構成が異なる。
ボア部１０は、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３の３つのパーツから構成される。また、取付部１０ａもそれぞれの気筒の部分に分割されるので、第１気筒３１には第１気筒取付部３１ａ、第２気筒３２には第２気筒取付部３２ａ、第３気筒３３には第３気筒取付部３３ａに分かれている。
第１実施例及び第２実施例では共に直列３気筒のエンジンを説明しているが、気筒数が４気筒以上の場合でも、同様の構成になる。例えば直列４気筒の場合は、ボア部１０は４分割され、第１気筒３１及び第３気筒３３と同じ形状のものが１つずつと、間に入る第２気筒３２と同じ形状のものが２つで、合計４つの気筒のエンジンとなる。この場合は、押圧部材２１の形状も変更となり、クランクケース１３もそれにともなって形状が変わることは言うまでもない。
次に本発明に係る第２実施例について説明する。
図７に第２実施例の、押圧部材２１、ボア部１０、及びクランクケース１３の組み立て斜視図を示す。
構成は第１実施例とほぼ同じであるが、ボア部１０の部分の構成が異なる。
ボア部１０は、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３の３つのパーツから構成される。また、取付部１０ａもそれぞれの気筒の部分に分割されるので、第１気筒３１には第１気筒取付部３１ａ、第２気筒３２には第２気筒取付部３２ａ、第３気筒３３には第３気筒取付部３３ａに分かれている。
第１実施例及び第２実施例では共に直列３気筒のエンジンを説明しているが、気筒数が４気筒以上の場合でも、同様の構成になる。例えば直列４気筒の場合は、ボア部１０は４分割され、第１気筒３１及び第３気筒３３と同じ形状のものが１つずつと、間に入る第２気筒３２と同じ形状のものが２つで、合計４つの気筒のエンジンとなる。この場合は、押圧部材２１の形状も変更となり、クランクケース１３もそれにともなって形状が変わることは言うまでもない。
さらに、第１実施例の際には特に記載しなかったが、通常、ボア部１０にはボア部１０を冷却するために、気筒と気筒の間に細流路１０ｅが設けられている。
この細流路１０ｅは、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３それぞれに加工がなされて形成される。
このような構成の第２実施例のボア部１０は、第１実施例と同様に組み付けられ、押圧部材２１によって、ボア部１０を構成する、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３は一体となってクランクケース１３に組み付けられることになる。
この細流路１０ｅは、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３それぞれに加工がなされて形成される。
このような構成の第２実施例のボア部１０は、第１実施例と同様に組み付けられ、押圧部材２１によって、ボア部１０を構成する、第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３は一体となってクランクケース１３に組み付けられることになる。
このような構成の、第２実施例の作用効果は、第１実施例と同様の作用効果を有すると共に、さらに以下のような優れた効果を奏する。
まず、ボア部１０が分割構造になったことで、第１気筒３１、第２気筒３２、及び第３気筒３３は、略円筒形状になる。このため、材料を円柱や円筒形状の押し出し材料から加工することが可能となる。通常、鋳造にて部品を製作する場合には、ある程度の巣を予想しておかなければならず、材料の歩留まり等に影響する。また、溶融した材料を固めて作るという鋳造の性格上、材料の均質化という点においては、押し出し等の製造方法に比べて劣ることになる。
従って、円柱や円筒材料から旋盤を用いて加工できる形状になることによって、材料の均質化を図ることが出来るほか、加工コストの削減が可能となる。被加工物の一個あたりの大きさが小さくなる他、加工方法の特性上、精度が出しやすくなるのである。これは、鋳造の場合、概略形状を鋳造で作成した後、ボーリング加工やフライス加工等で必要な精度を出していくことが必要となるが、これらの加工方法は、旋盤で加工をする場合に比べて、真円度や、加工面粗さ等の形状精度が出しにくいからである。
まず、ボア部１０が分割構造になったことで、第１気筒３１、第２気筒３２、及び第３気筒３３は、略円筒形状になる。このため、材料を円柱や円筒形状の押し出し材料から加工することが可能となる。通常、鋳造にて部品を製作する場合には、ある程度の巣を予想しておかなければならず、材料の歩留まり等に影響する。また、溶融した材料を固めて作るという鋳造の性格上、材料の均質化という点においては、押し出し等の製造方法に比べて劣ることになる。
従って、円柱や円筒材料から旋盤を用いて加工できる形状になることによって、材料の均質化を図ることが出来るほか、加工コストの削減が可能となる。被加工物の一個あたりの大きさが小さくなる他、加工方法の特性上、精度が出しやすくなるのである。これは、鋳造の場合、概略形状を鋳造で作成した後、ボーリング加工やフライス加工等で必要な精度を出していくことが必要となるが、これらの加工方法は、旋盤で加工をする場合に比べて、真円度や、加工面粗さ等の形状精度が出しにくいからである。
よって、第２実施例のようにボア部１０を第１気筒３１、第２気筒３２、及び第３気筒３３に分割し、旋盤によって加工ができるようになれば、部品点数が増えるものの、加工コストの削減と、直列３気筒と直列４気筒のように組み合わせによってパーツが共有できる可能性もあるので、コスト削減に繋がる。
さらに、細流路１０ｅを加工する場合において、気筒と気筒の間の距離が近いほうが設計上の問題で高性能となる為、この部分の壁が薄くなり、第１実施例のようなボア部１０やシリンダブロック自体が一体になっている場合、細いドリルを用いて細流路１０ｅを追加工する必要があった。ボア部１０は強度が必要な部品であるために、一般的に加工しにくい部品が使用される場合が多く、特に細いドリルでの穴加工は、通常加工でもドリルの径が細くなるほど折れ易くなる為、細流路１０ｅの加工は工具の寿命が短くコストのかかる加工であった。
しかしながら、ボア部１０が第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３に分割されることで、側面をフライス等で加工することが可能になり、加工時間を短縮できる他、加工コストも削減できるというメリットがある。
さらに、細流路１０ｅを加工する場合において、気筒と気筒の間の距離が近いほうが設計上の問題で高性能となる為、この部分の壁が薄くなり、第１実施例のようなボア部１０やシリンダブロック自体が一体になっている場合、細いドリルを用いて細流路１０ｅを追加工する必要があった。ボア部１０は強度が必要な部品であるために、一般的に加工しにくい部品が使用される場合が多く、特に細いドリルでの穴加工は、通常加工でもドリルの径が細くなるほど折れ易くなる為、細流路１０ｅの加工は工具の寿命が短くコストのかかる加工であった。
しかしながら、ボア部１０が第１気筒３１、第２気筒３２、第３気筒３３に分割されることで、側面をフライス等で加工することが可能になり、加工時間を短縮できる他、加工コストも削減できるというメリットがある。
上述したように、本発明のブロックの分割構造によれば、以下のような優れた効果を奏する。
（１）ピストン１２が摺動するボア部１０と、クランクシャフト１５を保持するクランクケース部１３ａと、クランクケース部１３ａと共にクランクシャフト１５を保持するクランクキャップ１７とを備えるエンジンのブロック分割構造において、ボア部１０をクランクケース部１３ａに組み付けるための押圧部材２１を有し、押圧部材２１に形成される第１雌ネジ部２１ｂに、クランクキャップボルト１８ｂが締結されることで、クランクキャップ１７がクランクケース部１３ａとボア部１０を挟んで組み付けられ、押圧部材２１はボア部１０を押さえ、押圧部材２１に形成される第２雌ネジ部２１ａに、シリンダヘッドボルト１８ａが締結されることで、シリンダヘッド１６が組み付けられ、ボア部１０をクランクケース部１３ａと組付けた際に、ボア部１０を囲うような外壁部１３ｂがクランクケース部１３ａに一体的に形成されることを特徴とするので、ボア部１０が必要最小限の大きさで済む他、形状が単純になり、組み付けられた際に、クランクケース部１３ａと押圧部材２１に挟まれる状態で保持されるので、圧縮応力のみ受けた状態で保持され、ボア部１０に歪が生じにくく、ボア部１０の形状精度が保ち易いという優れた効果を奏する。
（１）ピストン１２が摺動するボア部１０と、クランクシャフト１５を保持するクランクケース部１３ａと、クランクケース部１３ａと共にクランクシャフト１５を保持するクランクキャップ１７とを備えるエンジンのブロック分割構造において、ボア部１０をクランクケース部１３ａに組み付けるための押圧部材２１を有し、押圧部材２１に形成される第１雌ネジ部２１ｂに、クランクキャップボルト１８ｂが締結されることで、クランクキャップ１７がクランクケース部１３ａとボア部１０を挟んで組み付けられ、押圧部材２１はボア部１０を押さえ、押圧部材２１に形成される第２雌ネジ部２１ａに、シリンダヘッドボルト１８ａが締結されることで、シリンダヘッド１６が組み付けられ、ボア部１０をクランクケース部１３ａと組付けた際に、ボア部１０を囲うような外壁部１３ｂがクランクケース部１３ａに一体的に形成されることを特徴とするので、ボア部１０が必要最小限の大きさで済む他、形状が単純になり、組み付けられた際に、クランクケース部１３ａと押圧部材２１に挟まれる状態で保持されるので、圧縮応力のみ受けた状態で保持され、ボア部１０に歪が生じにくく、ボア部１０の形状精度が保ち易いという優れた効果を奏する。
また、ボア部１０が必要最小限の大きさで済むことで、その材料である高温高圧に耐える高価な材料も必要最小限の大きさとなり、材料コストを削減できる。さらに、高温高圧に耐える材料は一般的に加工しにくい場合が多いが、複雑な加工でなく、ネジ部も持たないので、加工工程が減り製作コストも削減が可能となる。
なお、別部材として押圧部材２１が必要となるが、ボア部１０と部品が別となることで汎用性が生まれ、同気筒数の他の種類のエンジンと部品を共用できる可能性があり、結果として製作コストの削減が期待できる。また、ボア部１０と同じ材料を用いる必要も無いので、コスト削減が可能となり、材料の最適化を図ることが出来る。
なお、別部材として押圧部材２１が必要となるが、ボア部１０と部品が別となることで汎用性が生まれ、同気筒数の他の種類のエンジンと部品を共用できる可能性があり、結果として製作コストの削減が期待できる。また、ボア部１０と同じ材料を用いる必要も無いので、コスト削減が可能となり、材料の最適化を図ることが出来る。
（２）（１）に記載されるブロック分割構造において、取付部１０ａが、ボア部１０のクランクケース部１３ａと接する側に縁設され、押圧部材２１には、ボア部１０を押さえる面に複数の押圧突起２１ｄを備え、ボア部１０が組み付けられる際に、押圧突起２１ｄが取付部１０ａを押さえることを特徴とするので、押圧部材２１と、ボア部１０の備える取付部が面接触せず、複数の点での点接触することで、押し付け力が分散し、片当たりしなくなり、その結果、応力の偏りを防ぎ歪の発生を抑制することが可能になるという優れた効果を奏する。
また、ボア部１０に縁設される取付部１０ａは、クランクケース１３と接する側に設けられ、ネジをきる必要が無いために、ねじ山を形成する場合ほど厚みを必要としない。
取付部１０ａには押圧部材２１によって押し付けられるため少なからず歪を生ずるが、これによって、ボア部１０におけるピストン１２とシリンダ内径の摺動部分に直接かからず、かつ、極力遠くに設けられる配慮がなされているので、ボア部１０との接合面や摺動部への歪の影響を最小限にとどめることができる。さらに、直接、ボア部１０にネジを設けた場合よりも歪の発生を低下させることができる。
また、押圧部材２１が点接触でボア部１０の取付部１０ａを押していることで、組付け時にシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂで引っ張られることにより発生する歪の影響を直接的にボア部１０に伝えることなく、分散して平均化した上で、押圧突起によって押し付け力が働くため、応力が伝わる際には均一にボア部１０に伝わることが期待でき、歪の発生を抑制できる。
また、ボア部１０に縁設される取付部１０ａは、クランクケース１３と接する側に設けられ、ネジをきる必要が無いために、ねじ山を形成する場合ほど厚みを必要としない。
取付部１０ａには押圧部材２１によって押し付けられるため少なからず歪を生ずるが、これによって、ボア部１０におけるピストン１２とシリンダ内径の摺動部分に直接かからず、かつ、極力遠くに設けられる配慮がなされているので、ボア部１０との接合面や摺動部への歪の影響を最小限にとどめることができる。さらに、直接、ボア部１０にネジを設けた場合よりも歪の発生を低下させることができる。
また、押圧部材２１が点接触でボア部１０の取付部１０ａを押していることで、組付け時にシリンダヘッドボルト１８ａ及びクランクキャップボルト１８ｂで引っ張られることにより発生する歪の影響を直接的にボア部１０に伝えることなく、分散して平均化した上で、押圧突起によって押し付け力が働くため、応力が伝わる際には均一にボア部１０に伝わることが期待でき、歪の発生を抑制できる。
（３）（１）又は（２）に記載されるブロック分割構造において、ボア部１０が、１気筒ずつの部品からなり、押圧部材２１に形成される第１雌ネジ部２１ｂに、クランクキャップボルト１８ｂでクランクキャップ１７を組み付ける際に、クランクケース１３と共に、複数個のボア部１０が一体的に組み付けられることを特徴とするので、ボア部１０が複数個の筒状体に分けることで、筒状体を円柱又は円筒形部材から加工することが可能となり、旋盤加工でボア部１０を作成することが可能になるという優れた効果を奏する。
筒状部材は、一般的に円筒又は円柱状の部材から加工することができ、円筒、及び円柱状の部材は、その形状の特性上、押し出し加工等の加工方法によって製作が可能である。一般的なエンジンブロックは鋳造等の方法で製作されるが、押し出し加工等で作られた部材を追加工することで、ボア部１０の一部である筒状体が製作できるのであれば、材料の均一性を確保できる他、材料選択の幅が広がり、最適部材を安価に選択できる可能性がある。さらに、一般的に鋳造部品をフライス加工等で精度を出す場合よりも、円柱及び円筒部材から旋盤で加工するほうが、加工精度を高くすることが可能であり、安価に製作することができるようにもなる。
筒状部材は、一般的に円筒又は円柱状の部材から加工することができ、円筒、及び円柱状の部材は、その形状の特性上、押し出し加工等の加工方法によって製作が可能である。一般的なエンジンブロックは鋳造等の方法で製作されるが、押し出し加工等で作られた部材を追加工することで、ボア部１０の一部である筒状体が製作できるのであれば、材料の均一性を確保できる他、材料選択の幅が広がり、最適部材を安価に選択できる可能性がある。さらに、一般的に鋳造部品をフライス加工等で精度を出す場合よりも、円柱及び円筒部材から旋盤で加工するほうが、加工精度を高くすることが可能であり、安価に製作することができるようにもなる。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載されるブロック分割構造において、クランクケース部１３ａと、クランクケース部１３ａに形成された外壁部１３ｂと、ボア部１０と、シリンダヘッド１６とによって囲まれた空間に、エンジン冷却液が満たされていることを特徴とするので、シリンダヘッドボルト１８ａ用のボルト穴を設ける必要が無く、クランクケース部１３ａ、外壁部１３ｂ、及びボア部１０の形状を単純化できるので、加工コストを削減することができるという優れた効果を奏する。また、冷却液の通る空間をより自由に広く取ることも可能となり、冷却効率の向上に貢献する。
なお、本発明は第１実施形態、及び第２実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、第１実施例及び第２実施形態ではボア部１０にはＡＤＣ１２等のダイカスト用アルミニウム合金を用いているが、特にこの材料に限るものではなく、例えば、他の鋳造によるアルミニウム鋳物や、鍛造品を用いたり、アルミニウムに限らず、鋳鉄等を用いたりしても良く、要は燃焼室２０で発生する熱や圧力に耐えられる他の材料を選択することを妨げない。
また、クランクケース１３や、シリンダヘッド１６等についても、鋳造用アルミニウム合金としているが、材料は特にこれに限られるものではない。
例えば、第１実施例及び第２実施形態ではボア部１０にはＡＤＣ１２等のダイカスト用アルミニウム合金を用いているが、特にこの材料に限るものではなく、例えば、他の鋳造によるアルミニウム鋳物や、鍛造品を用いたり、アルミニウムに限らず、鋳鉄等を用いたりしても良く、要は燃焼室２０で発生する熱や圧力に耐えられる他の材料を選択することを妨げない。
また、クランクケース１３や、シリンダヘッド１６等についても、鋳造用アルミニウム合金としているが、材料は特にこれに限られるものではない。
１０ ボア部
１０ａ 取付部
１０ｄ 接触面
１０ｅ 細流路
１１ シリンダブロック
１２ ピストン
１３ クランクケース
１３ａ クランクケース部
１３ｂ 外壁部
１４ コンロッド
１５ クランクシャフト
１６ シリンダヘッド
１７ クランクキャップ
１８ａ シリンダヘッドボルト
１８ｂ クランクキャップボルト
１９ 水路
２０ 燃焼室
２１ 押圧部材
２１ａ 第２雌ネジ部
２１ｂ 第１雌ネジ部
２１ｃ 刳貫部
２１ｄ 突起
３１ 第１気筒
３１ａ 第１気筒取付部
３２ 第２気筒
３２ａ 第２気筒取付部
３３ 第３気筒
３３ａ 第３気筒取付部
１０ａ 取付部
１０ｄ 接触面
１０ｅ 細流路
１１ シリンダブロック
１２ ピストン
１３ クランクケース
１３ａ クランクケース部
１３ｂ 外壁部
１４ コンロッド
１５ クランクシャフト
１６ シリンダヘッド
１７ クランクキャップ
１８ａ シリンダヘッドボルト
１８ｂ クランクキャップボルト
１９ 水路
２０ 燃焼室
２１ 押圧部材
２１ａ 第２雌ネジ部
２１ｂ 第１雌ネジ部
２１ｃ 刳貫部
２１ｄ 突起
３１ 第１気筒
３１ａ 第１気筒取付部
３２ 第２気筒
３２ａ 第２気筒取付部
３３ 第３気筒
３３ａ 第３気筒取付部
Claims (4)
- ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、
前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための前記ボア部とは別部材の押圧部材を有し、
前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップ、前記クランクケース部、及び前記ボア部は、前記押圧部材と第１締結ボルトが有する頭部により挟まれ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、
前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、
前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成されることを特徴とするブロック分割構造。 - ピストンが摺動するボア部と、クランクシャフトを保持するクランクケース部と、前記クランクケース部と共にクランクシャフトを保持するクランクキャップとを備えるエンジンのブロック分割構造において、
前記ボア部を前記クランクケース部に組み付けるための押圧部材を有し、
前記押圧部材に形成される第１雌ネジ部に、第１締結ボルトが締結されることで、前記クランクキャップ、前記クランクケース部、及び前記ボア部は、前記押圧部材と第１締結ボルトが有する頭部により挟まれ、前記押圧部材は前記ボア部を押さえ、
前記押圧部材に形成される第２雌ネジ部に、第２締結ボルトが締結されることで、シリンダヘッドが組み付けられ、
前記ボア部を前記クランクケース部と組付けた際に、前記ボア部を囲うような外壁が前記クランクケース部に一体的に形成され、
取付部が、前記ボア部の前記クランクケース部と接する側に縁設され、
前記押圧部材には、前記ボア部を押さえる面に複数の押圧突起を備え、
前記ボア部が組み付けられる際に、前記押圧突起が前記取付部を押さえることを特徴とするブロック分割構造。 - 請求項１または請求項２に記載されるブロック分割構造において、
前記ボア部が、１気筒ずつの部品からなり、
前記押圧部材に形成される前記第１雌ネジ部に、前記第１締結ボルトで前記クランクキャップを組み付ける際に、前記クランクケースと共に、前記ボア部が一体的に組み付けられることを特徴とするブロック分割構造。 - 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載されるブロック分割構造において、
前記クランクケース部と、前記クランクケース部に形成された外壁と、前記ボア部と、シリンダヘッドとによって囲まれた空間に、エンジン冷却液が満たされていることを特徴とするブロック分割構造。
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