JP2000352350A - シリンダブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウォータジャケット下部で、引け巣などの鋳
造欠陥が生じるおそれがないシリンダブロックを提供す
るものである。 【解決手段】 シリンダボア３ａ，３ｂのボア面にＦｅ
合金製のシリンダライナを鋳包んでなると共に、シリン
ダボア３ａ，３ｂの周りを囲むようにウォータジャケッ
ト５を形成したＡｌ合金製のシリンダブロックにおい
て、トップデッキ部２側の肉厚を薄肉に形成すると共
に、ウォータジャケット５よりも下部の肉厚を厚肉に形
成し、かつ、その薄肉の部分４ａと厚肉の部分４ｃとの
境界部４ｂを段差が無く滑らかに形成したシリンダライ
ナ４を上記シリンダボア３ａ，３ｂのボア面に鋳包んだ
ものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダブロック
に係り、特に、シリンダボアにＦｅ合金製のシリンダラ
イナを鋳包んでなるシリンダブロックに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジン全体を軽量化させ、低燃費を実
現させるべく、粗材としてＡｌ合金を用いてシリンダブ
ロックをダイキャスト鋳造することが検討されている
が、ディーゼルエンジンの場合、ガソリンエンジンと比
較してシリンダの筒内圧が高くなり、シリンダブロック
のトップデッキ部の剛性を高める必要がある。

【０００３】このため、ディーゼルエンジンのシリンダ
ブロックは、シリンダボアの周りを取り囲むように形成
されたウォータジャケットがトップデッキ部側で閉じた
構造となっているクローズドデッキ型が一般的である。
また、Ａｌ合金製シリンダブロックの場合、ピストンと
の耐摩耗性、或いは燃料である軽油中のＳ成分に対する
耐腐食性が不足していることから、シリンダボアにＦｅ
合金製のシリンダライナを鋳包んでいる。

【０００４】Ａｌ合金製シリンダブロックをクローズド
デッキ型とし、さらにシリンダボアにシリンダライナを
鋳包むダイキャスト鋳造方法としては、先ず、ダイキャ
スト金型内に、ウォータジャケット部となる砂中子と、
シリンダライナとを配置し、その後、金型内にＡｌ合金
溶湯を注入して（流し込んで）シリンダライナを鋳包ん
だ後、砂中子をノックアウトなどの手段により取り除い
てシリンダブロックを得ている。

【０００５】ここで、エンジンに対する市場のニーズは
様々であり、それらのニーズの一例として、同じ型で排
気量だけが異なるエンジンが挙げられる。このニーズに
答えるべく、シリンダブロックにおけるシリンダボアの
ボア／ストローク径を変えることでエンジンの排気量を
調整し、様々な出力性能を有する同型のエンジンを製造
している。クローズドデッキ型Ａｌ合金製シリンダブロ
ックにおいても、ボア／ストローク径を変更する場合、
同様の措置が講じられている。

【０００６】ボア／ストローク径の異なるクローズドデ
ッキ型Ａｌ合金製シリンダブロックを製造する場合、ダ
イキャスト金型は同じものを用いるが、各シリンダブロ
ックのボア／ストローク径に応じて、ライナ径（ボア内
径）の異なる複数のシリンダライナおよび厚みの異なる
複数のウォータジャケット砂中子を用意する必要があっ
た（前提条件として、各シリンダライナの厚みは同じと
する）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、更なる
製造コストの低減を図るべく、ライナ径が異なる複数の
シリンダライナを用いる以外は鋳造装置を共用し、すな
わち、同じダイキャスト金型および同じウォータジャケ
ット砂中子を用いて、ボア／ストローク径の異なるクロ
ーズドデッキ型Ａｌ合金製シリンダブロックの製造が試
みられている。

【０００８】ここで、ダイキャスト金型およびウォータ
ジャケット砂中子を共有化し、ライナ径が異なるシリン
ダライナを用いて各シリンダブロックを鋳造する場合、
アルミ指向性（湯流れ）を考慮し、ライナ径が最も大き
いシリンダライナを基準にして、シリンダブロック金型
およびウォータジャケット砂中子の設計が行われるのが
一般的である。

【０００９】よって、図３に示したライナ径の大きなシ
リンダライナ（ライナ径Ｄ₁ ）３４を用いてシリンダブ
ロック３１を鋳造する際は特に問題はないが、図４に示
したライナ径の小さなシリンダライナ（ライナ径Ｄ
₂ （＜Ｄ₁ ））４４を用いてシリンダブロック４１を鋳
造する際は、ウォータジャケット４５下部（スカート部
側）におけるシリンダライナ４４外周面とシリンダブロ
ック４１外壁面との間の厚さｔ₂ が、図３のウォータジ
ャケット３５下部におけるシリンダライナ３４外周面と
シリンダブロック３１外壁面との間の厚さｔ₁ と比較し
て、肉厚となってしまう。

【００１０】このため、シリンダブロック４１におい
て、肉厚部におけるＡｌ合金溶湯の冷却速度が遅くなっ
てしまい、これが、ウォータジャケット４５下部におい
て“引け巣”が生じる原因となってしまう。

【００１１】そこで本発明は、上記課題を解決し、ウォ
ータジャケット下部で、引け巣などの鋳造欠陥が生じる
おそれがないシリンダブロックを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、シリンダボアのボア面にＦｅ合金
製のシリンダライナを鋳包んでなると共に、シリンダボ
アの周りを囲むようにウォータジャケットを形成したＡ
ｌ合金製のシリンダブロックにおいて、トップデッキ部
側の肉厚を薄肉に形成すると共に、ウォータジャケット
よりも下部の肉厚を厚肉に形成し、かつ、その薄肉の部
分と厚肉の部分との境界部を段差が無く滑らかに形成し
たシリンダライナを上記シリンダボアのボア面に鋳包ん
だものである。

【００１３】以上の構成によれば、シリンダブロック
の、ウォータジャケット下部におけるシリンダライナ外
周面とシリンダブロック外壁面との間の厚さを薄くする
ことが可能となり、ウォータジャケット下部で鋳造欠陥
（引け巣、湯回り不良）が生じるおそれがない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基いて説明する。

【００１５】本発明のシリンダブロックの一形態である
Ｖ型ディーゼルエンジンのシリンダブロックの縦断面図
を図１に、図１におけるトップデッキ部２の拡大図を図
２に示す。

【００１６】図１に示すように、本発明のシリンダブロ
ック１は、Ａｌ合金からなり、Ｖ型に、かつ、図１にお
ける図面の垂直方向に複数個のシリンダボア３ａ，３ｂ
が配列され、各シリンダボア３ａ，３ｂのボア面にＦｅ
合金製のシリンダライナ４を鋳包んで設け、各シリンダ
ボア３ａ，３ｂの周りを囲むようにウォータジャケット
５を設けたものである。ここで、ウォータジャケット５
のトップデッキ２側には開口部５ａが形成されていると
共に、開口部５ａ以外の部分のウォータジャケット５は
ブリッジ６で塞がれており、クローズドデッキ型の構造
となっている。

【００１７】シリンダライナ４は、図２に示すように、
薄肉に形成されたトップデッキ部２側の薄肉部４ａと、
厚肉に形成されたウォータジャケット５よりも下部の厚
肉部４ｃと、薄肉部４ａと厚肉部４ｃとを段差無く滑ら
かに接続する移行部（境界部）４ｂとで構成される。

【００１８】移行部４ｂのウォータジャケット５側面の
形状は、ダイキャスト鋳造時におけるスカート部７から
のＡｌ合金溶湯の湯回り性が良好であれば特に限定する
ものではなく、薄肉部４ａと厚肉部４ｃとを平面的に接
続する平面状または曲線的に接続する曲面状のどちらで
あってもよい。

【００１９】次に、本発明の作用を説明する。

【００２０】先ず、図示しない可動型、スライド型、お
よび固定型を組み合わせて、内部にキャビティを有する
ダイキャスト金型（図示せず）を形成する。この時、金
型内にウォータジャケット部となる砂中子と、Ｆｅ合金
製のシリンダライナ４とを配置しておく。

【００２１】次に、固定型に形成された湯道を介して、
金型のキャビティ内に所定の速度・圧力のＡｌ合金溶湯
を注入してダイキャスト鋳造体を形成すると共に、ダイ
キャスト鋳造体におけるシリンダブロックのボア面とな
る部分にシリンダライナ４を鋳包む。その後、ダイキャ
スト鋳造体を所定の速度で冷却した後、砂中子をノック
アウトなどの手段により取り除き、シリンダブロック１
を得る。

【００２２】この時、本発明のシリンダブロック１のシ
リンダライナ４においては、ウォータジャケット５より
も下の部分の肉厚を、トップデッキ部２側の肉厚より厚
く形成、すなわち、シリンダライナ４のトップデッキ部
２側を薄肉部４ａに、シリンダライナ４のウォータジャ
ケット５よりも下の部分を厚肉部４ｃに形成している。

【００２３】このため、シリンダライナ４のライナ径
が、図４に示したシリンダライナ４４のライナ径と同径
のＤ₂ の場合（小径の場合）においても、ウォータジャ
ケット５下部におけるシリンダライナ４外周面とシリン
ダブロック１外壁面との間の厚さｔ３は、図３に示した
シリンダブロック３１の、ウォータジャケット３５下部
におけるシリンダライナ３４外周面とシリンダブロック
３１外壁面との間の厚さｔ₁ と殆ど変わらなくなる。

【００２４】よって、シリンダブロック１を鋳造する際
に、ライナ径がＤ₂ （図３におけるライナ径Ｄ₁ よりも
小さい）であるシリンダライナ４を用いたとしても、ウ
ォータジャケット５下部におけるＡｌ合金溶湯の冷却速
度は、図３に示したシリンダブロック３１のウォータジ
ャケット３５下部におけるＡｌ合金溶湯の冷却速度と殆
ど変わらず、ウォータジャケット５下部などで、“引け
巣”などの鋳造欠陥が生じるおそれがない。

【００２５】また、薄肉部４ａと厚肉部４ｃの境界部に
段差がある場合、ダイキャスト鋳造時に段差部におい
て、スカート部７から流れてくるＡｌ合金溶湯に湯回り
不良が生じてしまうが、本発明のシリンダブロック１の
シリンダライナ４においては、薄肉部４ａと厚肉部４ｃ
の境界部が、移行部４ｂによって段差無く滑らかに接続
されているため、ダイキャスト鋳造時、スカート部７か
ら流れてくるＡｌ合金溶湯に湯回り不良（鋳造欠陥）が
生じるおそれがない。

【００２６】さらに、本発明のシリンダブロック１のシ
リンダライナ４は、移行部４ｂおよび厚肉部４ｃを有す
ることで、図３、図４に示した従来のシリンダライナ３
４，４４と比較して熱容量が大きいため、シリンダライ
ナ４の“冷し金”としての効果が更に高まり、延いては
Ａｌ合金溶湯の冷却を促進させることができ、Ａｌ合金
溶湯の冷却能を高めることができる。

【００２７】ここで、シリンダライナ４におけるウォー
タジャケット５よりも上の部分（薄肉部４ａおよび移行
部４ｂ）がＡｌ合金溶湯の冷却に与える影響は、ウォー
タジャケット５よりも下の部分（厚肉部４ｃ）がＡｌ合
金溶湯の冷却に与える影響よりも少ない。このため、シ
リンダライナ４の、ウォータジャケット５よりも上の部
分（特に薄肉部４ａ）の肉厚を厚く形成する必要はな
く、逆に厚肉にするとシリンダライナ４の重量増加を招
き、延いてはエンジン軽量化を阻害するため、最低限の
厚さ（図３、図４に示した従来のシリンダライナ３４，
４４の肉厚程度）があればよい。

【００２８】尚、図１においては、Ｖ型ディーゼルエン
ジンのシリンダブロックを用いて説明を行ってきたが、
本発明のシリンダブロックは、Ｖ型に特に限定するもの
ではなく、ディーゼルエンジンのシリンダブロックであ
ればどのような型であっても適用することができること
は言うまでもない。

【００２９】また、図１においては、クローズドデッキ
型のシリンダブロックを用いて説明を行ってきたが、本
発明のシリンダブロックはクローズドデッキ型に特に限
定するものではなく、オープンデッキ型にも適用するこ
とができることは言うまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、シリンダ
ライナのトップデッキ部側を薄肉部に、シリンダライナ
のウォータジャケットよりも下の部分を厚肉部に形成
し、かつ、薄肉部と厚肉部の境界部を移行部によって段
差無く滑らかに接続することで、ウォータジャケット下
部で、引け巣および湯回り不良といった鋳造欠陥が生じ
るおそれがないという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシリンダブロックの一形態であるＶ型
ディーゼルエンジンのシリンダブロック１の縦断面図で
ある。

【図２】図１におけるトップデッキ部２の拡大図であ
る。

【図３】従来のシリンダブロック３１のトップデッキ部
３２の拡大図である。

【図４】従来のシリンダブロック４１のトップデッキ部
４２の拡大図である。

【符号の説明】

１ シリンダブロック ２ トップデッキ部 ３ａ，３ｂ シリンダボア ４ シリンダライナ ４ａ 薄肉部 ４ｂ 移行部（境界部） ４ｃ 厚肉部 ５ ウォータジャケット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダボアのボア面にＦｅ合金製のシ
   リンダライナを鋳包んでなると共に、シリンダボアの周
   りを囲むようにウォータジャケットを形成したＡｌ合金
   製のシリンダブロックにおいて、トップデッキ部側の肉
   厚を薄肉に形成すると共に、ウォータジャケットよりも
   下部の肉厚を厚肉に形成し、かつ、その薄肉の部分と厚
   肉の部分との境界部を段差が無く滑らかに形成したシリ
   ンダライナを上記シリンダボアのボア面に鋳包んだこと
   を特徴とするシリンダブロック。