JP2829594B2 - 車両用エンジンユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は車両用エンジンユ
ニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の車両には、シリンダブロック
とシリンダヘッドとで構成されるエンジン本体を有し、
クランク軸を車幅方向に延在するように配置し、クラン
ク軸方向に複数の気筒を並設したものがある。最近は、
自動車の安全性、居住性及び快適性が重視されるように
なり、設計の最初の段階で自動車のフレームが決定さ
れ、次いで自動車の部品がフレームに適合するよう設計
されるようになった。また、コスト低減のため、同一の
エンジンが多種類の自動車に搭載されるようになった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、同一のエ
ンジンをフレームの大きさが異なる多種類の車両に搭載
するためには、エンジンユニットをできるだけコンパク
トにしておくことが必要となる。また、車両用エンジン
を搭載するスペースが、下方のシリンダブロック部分の
幅が狭く、上方のシリンダヘッド部分の幅は幾分長い場
合が多い。この発明はかかる実情を背景にしてなされた
もので、車両用エンジンユニットにおいて、下方のシリ
ンダブロックの車幅方向の長さを短くし、シリンダヘッ
ドの車幅方向の長さは幾分長くし、全体としてコンパク
トにすることを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は、シリンダブロックとシリンダヘッドと
で構成されるエンジン本体を有し、クランク軸を車幅方
向に延在するように配置した車両用エンジンユニットに
おいて、側面視でクランク軸の軸心と第１中間軸の軸心
とを結ぶ直線Ｌ２と、シリンダ軸線Ｌ１とのなす角度α
を鋭角となし、クランク軸の回転力が伝達される第１中
間軸、第２中間軸、吸気弁駆動用カム軸及び排気弁駆動
用カム軸を、クランク軸と平行でかつ側面視で直線Ｌ２
上の位置からシリンダ軸線Ｌ１上の位置を越える箇所に
かけてエンジン本体に沿って配設し、クランク軸及び第
１中間軸を気筒列の幅内に位置させるとともにクランク
軸から第１中間軸へ動力を伝達する伝動装置を気筒列の
幅内に位置させ、第１中間軸から第２中間軸へ動力を伝
達する第１チェーンを気筒列の幅内に位置させるととも
にシリンダ軸線と略平行に配置し、第２中間軸、吸気弁
駆動用カム軸及び排気弁駆動用カム軸を気筒列の幅外に
延在させ、第２中間軸から吸気弁駆動用カム軸及び排気
弁駆動用カム軸に動力を伝達する第２チェーンを気筒列
の幅外に位置させたことを特徴としている。

【０００５】

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態を添付図面
に基づいて説明する。図１及び図２において、符号１は
自動車のエンジン室を示し、このエンジン室１は前車軸
２で連結された左右の前輪３の上方で、かつ両者の間に
形成されている。このエンジン室１には４行程６気筒エ
ンジンのエンジンユニット４が搭載され、このエンジン
ユニット４の車両前方にラジエータ５が配置されてい
る。エンジンユニット４はクランク軸６が車幅方向に延
在するように配置されている。

【０００６】図５ないし図７に示すように、エンジンユ
ニットのクランク軸６は、シリンダブロック７と軸受ケ
ース８間に軸支され、それぞれのシリンダに設けられた
ピストン９にコンロッド10で連結されている。シリンダ
ブロック７にはシリンダヘッド11が載置されてエンジン
本体Ｅを構成しており、このシリンダヘッド11にはヘッ
ドカバー12が設けられ、さらにそれぞれのシリンダ毎に
点火プラグ13が設けれている。軸受ケース８にはオイル
パン14が取付けられ、このオイルパン14にはさらにオイ
ルタンク15が接続されている。

【０００７】図４及び図５に示すように、エンジンの気
筒列（シリンダ列）は、鉛直方向に対して車両後方へ傾
斜しており、クランク軸６の出力を取出す第１中間軸
（出力取出軸）16、クランク軸６の回転力がさらに伝達
される第２中間軸31、吸気弁駆動用カム軸37及び排気弁
駆動用カム軸37’はクランク軸６と平行に配設されてい
る。この第１中間軸16及びクランク軸６の斜前下方にオ
イルを溜めたオイルタンク15が位置しており、これによ
りオイルタンク15が図４及び図５に矢印ＦＷＤで示す車
両前方に向かって臨むようになっている。また、シリン
ダ軸線Ｌ１と、クランク軸心と第１中間軸16の軸心を結
ぶ直線Ｌ２とのなす角度αは鋭角になっている。そし
て、側面視で第１中間軸16、第２中間軸31、吸気弁駆動
用カム軸37及び排気弁駆動用カム軸37’を、クランク軸
６の斜前上方（直線Ｌ２上の位置）から斜後上方（シリ
ンダ軸線Ｌ１上の位置を越えて右側に延びる箇所）にか
けてエンジン本体に沿って配置している。そのため、シ
リンダ軸線Ｌ１と第１中間軸16との間の距離が短くな
り、また第１中間軸16と第２中間軸31との間の距離も短
くなっている。

【０００８】図５に示すように、オイルパン14には、上
下方向にガイド部14ａの両側を通る一対のオイル通路17
が形成されており、オイルパン14に溜められたオイルは
第１中間軸16に設けられた排出ポンプ18、19によってオ
イル通路17の下方の吸入口17ａから吸入されて、オイル
タンク15に送られる。この吸入口17ａにはゴミを吸入し
ないように網20が設けられている。オイルパン14の内側
にはプレート21がガイド部14ａに取り付けられている。

【０００９】オイルタンク15に貯溜されるオイルは第１
中間軸16に設けられた給油ポンプ24の駆動により、オイ
ルタンク15の最下部に配置されたストレーナ25、パイプ
26を介して吸入される。その後、オイルクーラ22及びオ
イルフィルタ23を通って、オイルパン14に形成されたオ
イル通路14ｂ及び軸受ケース８に形成されたオイル通路
８ａ、さらにシリンダブロック７及びシリンダヘッド11
に形成されたオイル通路７ａ、11ａを介して、エンジン
の各部へ給送されるようになっている。このオイルはシ
リンダヘッド11のオイル通路11ｂ及びシリンダブロック
７のオイル通路７ｂを流れてオイルパン14に戻され、こ
のオイルの循環を図５に矢印で示す。オイルタンク15の
最上部にはオイル注入口15a が設けられ、キャップ27で
閉塞されている。

【００１０】図６及び図７に示すように、クランク軸６
及び第１中間軸16は気筒列の幅内（クランク軸６の軸方
向幅内）に位置している。クランクアームで歯車28が形
成され、この歯車28は第１中間軸16に設けられた歯車29
と噛合しており、クランク軸６から第１中間軸16へ動力
を伝達する伝動装置が気筒列の幅内に位置している。な
お、クランク軸６から第１中間軸16への動力伝達は歯車
28、29に限られることはなく、チェーンでもよい。第１
中間軸16から第２中間軸31へ動力を伝達する第１チェー
ン33を気筒列の幅内に位置させるとともに、第１チェー
ン33ををシリンダ軸線Ｌ１と略平行（図４参照）に配置
する。第２中間軸31、吸気弁駆動用カム軸37及び排気弁
駆動用カム軸37' を気筒列の幅外に延在させ、第２中間
軸31から吸気弁駆動用カム軸37及び排気弁駆動用カム軸
37' に動力を伝達する第２チェーン35を気筒列の幅外に
位置させる。

【００１１】図４に示すとおり、第２中間軸31はエンジ
ン本体Ｅの前側側方に位置するようにシリンダヘッド11
に軸支されており、第１中間軸16に設けられた歯車30は
第２中間軸31の歯車32に第１チェーン33を介して連結さ
れている。さらにこの第２中間軸31に設けられた歯車34
が第２チェーン35を介してバルブ機構36の吸気弁駆動用
カム軸37の歯車38及び排気弁駆動用カム軸37’の歯車3
8’に連結されて、クランク軸６の回転によって吸気弁
駆動用カム軸37及び排気弁駆動用カム軸37’を回転する
ようになっている。第２中間軸31を支持するシリンダヘ
ッド11には第２中間軸31の両歯車32、34の取付開口部11
2 、113 が形成されており、取付開口部112 はキャップ
114 で蓋がされ、取付開口部113 はカバー116 で覆われ
ている。

【００１２】エンジン本体Ｅの前側に位置するように、
ウォータポンプ120 を駆動する回転軸121 が、シリンダ
ブロック７の前側側部にクランク軸６及び第１中間軸16
と平行に軸支され、この回転軸121 に設けられた歯車12
2 が第１チェーン33に噛合しており、クランク軸６の回
転で回転軸121 が連動して回転する。回転軸121 は図５
に示すようにシリンダ軸線Ｌ１に対してクランク軸６の
動力を取出す第１中間軸16と同じ側に設けられており、
しかもこの第１中間軸16はクランク軸６の動力を取出す
不可欠な構成部品であるから、回転軸121 を設けること
によってクランク軸６と直角方向のエンジン幅が広がる
ことがない。

【００１３】回転軸121 上には図７に示すように、ウォ
ータポンプ120 がエンジン本体Ｅのクランク軸方向幅内
に位置するように設けられ、このウォータポンプ120 の
吸入側にはウォータインレット123 が設けられ、配管12
4 を介してラジエータ５の出口側に接続されている。ウ
ォータインレット123 には図５及び図13に示すように、
調整弁125 が内蔵され、この調整弁125 にはサーモスタ
ット126 が設けられ、エンジン内の冷却水が所定の温度
になった際、配管124 からウォータポンプ120に冷却水
が流入することを許容するようになっている。

【００１４】図10に示すように、ウォータポンプ120 の
吐出側の吐出口129 は、シリンダブロック７の車両前方
側側面に設けられた冷却水入口 130ａに接続されてお
り、冷却水はこの冷却水入口 130ａからシリンダブロッ
ク７の回転軸121 の回りに形成された冷却水通路131 を
介して冷却水出口 130ｂからシリンダヘッド11に形成さ
れた冷却水通路132 に供給される。冷却水通路131 はシ
リンダブロック７と一体に形成され、冷却水入口 130ａ
は軸受部133 の側面に開口しており、冷却水出口130ｂ
はシリンダブロック７のシリンダヘッド側端面に開口し
ている。シリンダヘッド11のヘッド用ジャケット135 へ
連通する冷却水通路132 の冷却水入口 132ａは、冷却水
通路131 の冷却水出口 130ｂに対応するように、シリン
ダヘッド11のシリンダブロック側端面に開口しており、
冷却水通路は特別な配管を必要としないので、構造が簡
単である。

【００１５】図５に示すように、シリンダブロック７に
形成された冷却水通路131 は、シリンダブロック７のブ
ロック用ジャケット134 に合流することなく、シリンダ
ヘッド11に形成された冷却水通路132 に連通され、この
冷却水通路132 から冷却水がシリンダヘッド11に形成さ
れたヘッド用ジャケット135 に導かれる。シリンダヘッ
ド11のヘッド用ジャケット135 の冷却水入口 132ａが、
吸気通路11ｃ及び吸気管41よりも下方に開口し、しかも
冷却水通路132 がシリンダヘッド11と一体に形成されて
いるため、冷却水通路132 が吸気通路11ｃ及び吸気管41
と干渉しないので、冷却水通路の取回しが容易である。

【００１６】図８ないし図10に示されるように、シリン
ダブロック７の冷却水入口 130ａをウォータポンプ120
の吐出口129 で覆うように、ウォータポンプ120 をシリ
ンダブロック７に取付けているから、冷却水入口130aと
吐出口129 とを連結する配管が不要である。また、シリ
ンダブロック７に形成した冷却水通路131 及び冷却水入
口 130ａは、第１中間軸16を軸支するために、シリンダ
ブロック７から前方に膨出するように設けた軸受部133
の側面に形成しており、シリンダブロック７に特別の突
出部を形成しないで設ける必要がないから、エンジン本
体Ｅが大型になることがない。

【００１７】図５及び図10に示すように、ウォータポン
プ120 をシリンダブロック７に取り付け、シリンダヘッ
ド11のヘッド用ジャケット135 にはブロック用ジャケッ
ト134 と独立して設けた冷却水通路131 、132 により冷
却水を供給するようにしたので、シリンダブロック７に
先立ってシリンダヘッド11を冷却するものでありながら
吸気管41或いは排気管40などと干渉することなくウォー
タポンプ120 を配置でき、エンジンユニットをコンパク
トにできる。また、ウォータポンプ120 及びヘッド用ジ
ャケット135 の冷却水入口 132ａを、シリンダブロック
７とシリンダヘッド11のクランク軸６と平行な同側両側
に配置したので、ウォータポンプ120 及び冷却水通路13
1 がシリンダブロック７とクランク軸方向に重なること
がなく、エンジンユニットのクランク軸方向の寸法を短
くすることができる。

【００１８】図８及び図10に示すように、ウォータポン
プ120 の取付面 120ａ、ヘッド用ジャケット135 の冷却
水入口132a、冷却水通路131 の冷却水入口 130ａはシリ
ンダヘッド11或いはシリンダブロック７のクランク軸６
と平行な側面側にあればよく、必ずしもこれらがクラン
ク軸６と直角方向に向かって開口していなくてもよく、
この実施の形態ではクランク軸方向或いはシリンダ軸方
向に向って開口している。また、冷却水通路131 はシリ
ンダブロック７と別体のホース等で形成してもよい。さ
らに、ウォータポンプ120 及び冷却水通路131 は排気側
に設けてもよい。

【００１９】シリンダヘッド11は図11及び図12に示すよ
うに、気筒間のボス部136 に挿通されたボルト137 によ
ってシリンダブロック７に締付固定されている。シリン
ダヘッド11のヘッド用ジャケット135 は、ボス部136 、
吸気通路11ｃ及び排気通路11ｄの回りに形成され、この
気筒の間には整流部138 が設けられ、この整流部138 に
は冷却水を導くガイド部 138ａが形成され、冷却水が所
定の流速で流れて冷却するようにしている。整流部138
のガイド部 138ａはその先端部を点火プラグ13より、排
気側に距離Ｚだけオフセットして設けられている。この
シリンダヘッド11での冷却水の流れを、図11及び図12に
矢印で示す。

【００２０】図５に示すように、シリンダヘッド11のヘ
ッド用ジャケット135 の冷却水は、シリンダヘッド11の
下部に形成された連通路139 からシリンダブロック７に
形成された連通路139 を介してブロック用ジャケット13
4 へ供給され、シリンダブロック７を冷却する。このよ
うに、エンジンの運転で高温になるシリンダヘッド11へ
まず冷却水を導いて冷却し、ついでシリンダブロック７
を冷却し、効果的なエンジン冷却を行なうようにしてい
る。シリンダブロック７に形成されたブロック用ジャケ
ット134 に連通する冷却水出口140 がシリンダブロック
７の前側側部に形成され、この冷却水出口140 はウォー
タポンプ120 に近接して設けられている。この冷却水出
口140 にウォータアウトレット127 が取付けられ、この
ウォータアウトレット127 が配管141 を介してラジエー
タ５の入口側に連通されている。

【００２１】従って、冷却水が図13中央矢印で示す如く
流れる。即ち、エンジンが起動して、冷却水が所定の温
度になると、調整弁125 のサーモスタット126 が作動し
て、バイパス通路128 を遮断すると共に、ウォータイン
レット123 とウォータポンプ120 とを連通し、ラジエー
タ５からの冷却水がウォータインレット123 から、ウォ
ータポンプ120 を介してシリンダヘッド11、シリンダブ
ロック７に送られ、これを冷却する。シリンダブロック
７を冷却した後、ウォータアウトレット127 を通ってラ
ジエータ５に戻される。

【００２２】ウォータアウトレット127 には図13に示す
ように、水温センサ143 と水温センサ144 が設けられ、
この冷却水出口140 に設けたウォータアウトレット127
と、ウォータインレット123 はシリンダブロック７の前
側側部において、互いにバイパス通路128 で連通されて
おり、このウォータアウトレット127 、ウォータインレ
ット123 及びウォータポンプ120 を並列かつ近接して設
けることで、バイパス通路128 が短縮され、配管が容易
になると共に、熱損失が少なくなる。また、ウォータポ
ンプ120 とアウトレット127 の両方が、シリンダブロッ
ク７に取り付けられているので、両者の間で取付位置の
狂いが生じにくく、バイパス通路128 の取付けが容易で
ある。

【００２３】シリンダヘッド11の上部には図13に示すよ
うに、２個の冷却水配管145 、146が設けられ、一方の
冷却水配管145 にはヒータ147 を介してウォータポンプ
120に接続され、他方の冷却水配管146 はオイルクーラ1
48 を介して冷却水配管145と合流してウォータポンプ12
0 に接続されている。図３及び図４に示すように、シリ
ンダヘッド11にはそれぞれのシリンダ列に排気管40及び
吸気管41が接続されており、それぞれの吸気管41はサー
ジタンク42に連結され、サージタンク42は、ステー43に
よってシリンダブロック７に支持されている。このサー
ジタンク42の空気吸入口側に絞り弁44が設けられてい
る。

【００２４】第１中間軸16の一端部（前面視で右端部）
には、図１及び図６に示すように、フライホイール45及
び図示しないクラッチ機構が設けられ、変速機47を介し
て前輪３の前車軸２へ動力を伝達するようになってい
る。また、変速機47の一次側は第１中間軸16上に配置さ
れ、二次側はカウンタ軸48上に配置され、前車軸２上に
設けられた歯車49を介して前車軸２を回転する。

【００２５】さらに、第１中間軸16の他端部には図７に
示すように補機駆動用プーリ50が設けられ、オルタネー
タ52、パワステアリングポンプ53及びエアコンコンプレ
ッサ54等の補機をベルト55により駆動する。92はアイド
ラである。なお、この実施の形態ではクランク軸６の回
転が伝達される回転軸として、第１中間軸16の回転を第
２中間軸31に伝達する第１チェーン33で回転する回転軸
121 を用いたが、この回転軸を第１中間軸16とし、この
第１中間軸16上にウォータポンプを設けてもよく、さら
に第２中間軸31上にウォータポンプを設けるようにして
もよい。

【００２６】

【発明の効果】この発明では、側面視でクランク軸の軸
心と第１中間軸の軸心とを結ぶ直線Ｌ２と、シリンダ軸
線Ｌ１とのなす角度αを鋭角となし、クランク軸の回転
力が伝達される第１中間軸、第２中間軸、吸気弁駆動用
カム軸及び排気弁駆動用カム軸を、クランク軸と平行で
かつ側面視で直線Ｌ２上の位置からシリンダ軸線Ｌ１上
の位置を越える箇所にかけてエンジン本体に沿って配設
し、第１チェーンをシリンダ軸線と略平行に配置してい
る。従って、第１中間軸、第２中間軸、吸気弁駆動用カ
ム軸及び排気弁駆動用カム軸が、エンジン本体の吸気弁
側・低温側に接近して配設され、エンジンユニット全体
としてコンパクトになる。そして、第１中間軸と第２中
間軸との間の第１チェーン、第２中間軸と吸気弁駆動用
カム軸と排気弁駆動用カム軸との間の第２チェーンの長
さがともに短くなる。

【００２７】この発明では、クランク軸及び第１中間軸
を気筒列の幅内に位置させるとともにクランク軸から第
１中間軸へ動力を伝達する伝動装置を気筒列の幅内に位
置させ、第１中間軸から第２中間軸へ動力を伝達する第
１チェーンを気筒列の幅内に位置させている。従って、
車両用エンジンユニットの下方のシリンダブロックの車
幅方向の長さが短くなった。また、第２中間軸、吸気弁
駆動用カム軸及び排気弁駆動用カム軸を気筒列の幅外に
延在させ、第２中間軸から吸気弁駆動用カム軸及び排気
弁駆動用カム軸に動力を伝達する第２チェーンを気筒列
の幅外に位置させた。従って、車両用エンジンユニット
の上方のシリンダヘッドの車幅方向の長さは幾分長くな
った。車両用エンジンを搭載するスペースが、下方のシ
リンダブロック部分の幅が狭く、上方のシリンダヘッド
部分の幅は幾分長い場合が多いので、こうした要請に応
えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の車両用エンジンユニットの実施の形
態を車両に搭載した状態を示す側面図である。

【図２】図１の搭載状態を上面からみた平面図である。

【図３】この発明の車両用エンジンユニットの実施の形
態の前面図である。

【図４】この発明の車両用エンジンユニットの実施の形
態の一部を破断した側面図である。

【図５】この発明の車両用エンジンユニットの実施の形
態の他の一部を破断した側面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。

【図７】図４のＶII−ＶII線の断面図である。

【図８】この発明の車両用エンジンユニットの実施の形
態のシリンダブロックの平面図である。

【図９】図８の矢印イ方向から視た図である。

【図１０】図９のＸ─Ｘ線の断面図である。

【図１１】この発明の車両用エンジンユニットの実施の
形態のシリンダヘッドの部分縦断面図である。

【図１２】図１１のＸII−ＸII線の断面図である。

【図１３】この発明の車両用エンジンユニットの実施の
形態の冷却系のシステム図である。

【符号の説明】

６ クランク軸 ７ シリンダブロック 11 シリンダヘッド 16 第１中間軸 33 第１チェーン 35 第２チェーン 31 第２中間軸 37 吸気弁駆動用カム軸 37' 排気弁駆動用カム軸 Ｅ エンジン本体

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックとシリンダヘッドとで
   構成されるエンジン本体を有し、クランク軸を車幅方向
   に延在するように配置した車両用エンジンユニットにお
   いて、側面視でクランク軸の軸心と第１中間軸の軸心と
   を結ぶ直線Ｌ２と、シリンダ軸線Ｌ１とのなす角度αを
   鋭角となし、クランク軸の回転力が伝達される第１中間
   軸、第２中間軸、吸気弁駆動用カム軸及び排気弁駆動用
   カム軸を、クランク軸と平行でかつ側面視で直線Ｌ２上
   の位置からシリンダ軸線Ｌ１上の位置を越える箇所にか
   けてエンジン本体に沿って配設し、クランク軸及び第１
   中間軸を気筒列の幅内に位置させるとともにクランク軸
   から第１中間軸へ動力を伝達する伝動装置を気筒列の幅
   内に位置させ、第１中間軸から第２中間軸へ動力を伝達
   する第１チェーンを気筒列の幅内に位置させるとともに
   シリンダ軸線と略平行に配置し、第２中間軸、吸気弁駆
   動用カム軸及び排気弁駆動用カム軸を気筒列の幅外に延
   在させ、第２中間軸から吸気弁駆動用カム軸及び排気弁
   駆動用カム軸に動力を伝達する第２チェーンを気筒列の
   幅外に位置させたことを特徴とする車両用エンジンユニ
   ット。