JP2002097997A - 多気筒内燃機関のシリンダブロック - Google Patents
多気筒内燃機関のシリンダブロックInfo
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Abstract
化を徹底させると共に、シリンダブロック本体の、連続
ライナに起因する鋳造不良の発生が皆無の多気筒内燃機
関のシリンダブロックを提供する。 【解決手段】 多気筒内燃機関のウエットライナ式のシ
リンダブロックは、隣接するシリンダのシリンダライナ
30同士が一体結合されて形成された連続ライナ3が、鋳
造されたシリンダブロック本体2に、嵌合により固定さ
れる。連続ライナ3のクランク室側端部には、連続ライ
ナ3の外周面3bに全周に渡って設けられたフランジ31
と、フランジ31よりもクランク室寄りに位置する嵌合部
32とが設けられ、嵌合部32がシリンダブロック本体2に
設けられた嵌合孔23に嵌合される。
Description
ダのシリンダライナ同士が一体結合されて形成された連
続ライナを有するウエットライナ式の多気筒内燃機関の
シリンダブロックに関する。
るためのシリンダブロックとして、隣接するシリンダの
シリンダボアを形成するシリンダライナ同士が一体結合
されて形成された連続ライナを有する、いわゆるサイア
ミーズ型のシリンダブロックが知られている。このサイ
アミーズ型のシリンダブロックにおいては、連続ライナ
が、シリンダブロック鋳造時に金型にセットされた後、
シリンダブロック本体に鋳ぐるまれることで、連続ライ
ナがシリンダブロック本体に固定される。
された多気筒内燃機関のシリンダブロックは、シリンダ
ブロック本体とシリンダスリーブ集合体(連続ライナに
相当)とからなり、シリンダブロック本体は、シリンダ
スリーブ集合体を鋳ぐるんだシリンダバレル集合体と、
このシリンダバレル集合体を囲繞する外壁体とを備え
る。そして、ウォータジャケットが、シリンダバレル集
合体と外壁体との間に形成される。
開示されたシリンダブロックでは、シリンダスリーブと
ウォータジャケットとの間には、シリンダブロック本体
の一部であるシリンダバレル集合体が介在するため、隣
接するシリンダスリーブ(シリンダライナに相当)同士
の結合部3a以外での各シリンダの径方向の厚みは、シリ
ンダスリーブおよびシリンダバレル集合体の径方向の厚
みを合わせたものとなって、シリンダ毎に別個のシリン
ダスリーブが設けられものと比べてほとんど変化ないた
め、シリンダブロックの小型化が徹底されず、改善の余
地があった。
れるものでは、シリンダスリーブ集合体が金型にセット
されたとき、隣接するシリンダスリーブの結合部3a付近
には溶湯が流れにくい狭い空間が形成されることに起因
して、シリンダブロック本体の鋳造不良が発生し易いた
め、鋳造不良の発生を防止するための工夫を要し、コス
ト高となる難点があった。
れたものであり、請求項1ないし請求項4記載の発明
は、連続ライナを有するシリンダブロックの小型化を徹
底させると共に、シリンダブロック本体の、連続ライナ
に起因する鋳造不良の発生が皆無の多気筒内燃機関のシ
リンダブロックを提供することを共通の目的とする。そ
して、請求項2および請求項3記載の発明は、さらに、
連続ライナをシリンダブロック本体に強固に固定するこ
とを目的とし、請求項4記載の発明は、さらに、部品点
数および組付け工数を削減することを目的とする。
請求項1記載の発明は、隣接するシリンダのシリンダラ
イナ同士が一体結合されて形成された連続ライナが、一
端側にクランク室が形成され、他端側にシリンダヘッド
が組み付けられる鋳造されたシリンダブロック本体に、
嵌合により固定されたウエットライナ式の多気筒内燃機
関のシリンダブロックであって、前記連続ライナの前記
クランク室側端部には、前記連続ライナの外周面に全周
に渡って設けられたフランジと、該フランジよりも前記
クランク室寄りに位置する嵌合部とが設けられ、該嵌合
部が前記シリンダブロック本体に設けられた嵌合孔に嵌
合された多気筒内燃機関のシリンダブロックである。
トライナ式のシリンダブロックであることから、冷却水
ジャケットは連続ライナとクランクブロック本体との間
に形成されるので、連続ライナの結合部3a以外での径方
向の厚みは、両者の間にシリンダブロック本体の一部が
介在していない分だけ薄くなる。しかも、連続ライナ
は、そのクランク室側端部に設けられた嵌合部が、鋳造
されたシリンダブロック本体の嵌合孔に嵌合され、径方
向に支持されることで、シリンダブロック本体に固定さ
れて、ピストンからシリンダライナに作用するサイドフ
ォース等の各シリンダライナに作用する荷重に対して確
実に支持される。そのため、連続ライナを固定するため
に、連続ライナをシリンダブロック本体に鋳ぐるむ必要
はない。
くすることができるので、連続ライナを使用した多気筒
内燃機関のシリンダブロックの小型化、ひいては多気筒
内燃機関の小型化を徹底することができる。しかも、連
続ライナは、そのクランク室側端部の嵌合部がシリンダ
ブロック本体の嵌合孔に嵌合することにより固定される
ので、鋳造されるシリンダブロック本体の、連続ライナ
の特にライナ連結部の溶湯凝固時の引けに起因する鋳造
不良の発生は皆無である。
気筒内燃機関のシリンダブロックにおいて、前記フラン
ジの外周面は、その全周に渡って前記シリンダブロック
本体に密接しているものである。
イナは、フランジの外周面が、その全周に渡ってシリン
ダブロック本体に密接して、径方向に支持されること
で、シリンダブロック本体に固定されるので、嵌合部に
加えて、フランジにおいてもシリンダブロック本体に固
定され、各シリンダライナに作用する荷重に対して支持
される。その結果、請求項1記載の発明の効果に加え
て、連続ライナをシリンダブロック本体に一層強固に固
定できる。
求項2記載の多気筒内燃機関のシリンダブロックにおい
て、前記連続ライナの前記シリンダヘッド側端部の外周
面は、周方向に間隔をおいて前記シリンダブロック本体
に密接しているものである。
イナは、そのシリンダヘッド側端部の外周面がシリンダ
ブロック本体に密接することで、シリンダブロック本体
に径方向に支持されて固定され、そのクランク室側端部
は、嵌合部およびフランジでシリンダブロック本体に固
定され、各シリンダライナに作用する荷重に対して支持
される。しかも、連続ライナのシリンダヘッド側端部の
外周面は、周方向に設けられる間隔をおいてシリンダブ
ロック本体に密接していることから、この間隔により形
成される空間を利用してシリンダヘッドの冷却水ジャケ
ットに連通する冷却水の連通路を形成できる。
えて、連続ライナは両端部でシリンダブロック本体に固
定されるので、連続ライナをシリンダブロック本体に一
層強固に固定でき、しかも連続ライナの周方向の間隔に
より形成される空間を利用して、孔加工を施すことなく
シリンダヘッドへの冷却水の連通路を容易に確保でき
る。
求項3のいずれか1項記載の多気筒内燃機関のシリンダ
ブロックにおいて、前記連続ライナの前記フランジまた
は前記嵌合部と前記シリンダブロック本体との間には、
前記嵌合孔を全周に渡って囲む単一のシール部材が設け
られたものである。
ジャケットを形成する連続ライナのクランク室側端部と
シリンダブロック本体との間を、単一のシール部材で水
密に保つことができる。その結果、引用された請求項記
載の発明の効果に加えて、部品点数が少なくなってコス
トが削減され、組立工数が減少することで組立性が向上
し、生産性が向上する。
「径方向」および「周方向」とは、特に断らない限り、
シリンダボアの中心軸線に関しての「軸方向」、「径方
向」および「周方向」をそれぞれ意味するものとする。
いし図5を参照して説明する。図1および図2は、本願
の請求項1および請求項4記載の発明に対応する第1実
施例を示し、多気筒内燃機関としての直列4気筒内燃機
関において、ウエットライナ式のシリンダブロック1
は、シリンダブロック本体2と該シリンダブロック本体
2に嵌合されて固定される連続ライナ3とを備える。そ
して、シリンダブロック本体2の軸方向の一端側には、
オイルパン4が、軸方向の他端側には、ガスケット5を
介してシリンダヘッド6が、それぞれ図示されないボル
トにより組み付けられる。
が収容される収容空間Sを形成するシリンダ壁20と、シ
リンダ壁20に連続すると共にシリンダ配列方向と直交す
る方向に膨出して設けられたスカート壁21とを備える。
そして、前記一端側を有するスカート壁21は、組み付け
られるオイルパン4と共にクランク室Cを形成し、前記
他端側を有するシリンダ壁20は、スカート壁21に隣接す
る部分の内周面20aに、内方に突出した支持壁22を有
し、嵌合孔23を有する該支持壁22が、連続ライナ3を予
め定められた軸方向の設定位置および径方向の設定位置
に支持する。
の支持面22aは、後述するシリンダボアBの中心軸線L
に対して直交する平面(以下、「直交平面」という)と
平行な平面とされて、連続ライナ3の軸方向支持面を構
成し、また嵌合孔23の周壁面23aは、該周壁面23aと中心
軸線Lを含む平面との交線が該中心軸線Lに平行になる
曲面に形成されて、連続ライナ3の径方向支持面を構成
する。
の円筒状のシリンダライナ30同士が、各シリンダライナ
30の隣接する側の所定の周方向範囲でかつ軸方向の全長
に渡る結合部3aにおいて一体結合されるように、しかも
4つのシリンダライナ30によりそれぞれ形成される4つ
のシリンダボアBの中心軸線Lが同一平面上に位置する
ように、4つのシリンダライナ30が一体成形されて形成
された、サイアミーズ型のものである。それゆえ、連続
ライナ3の外周面3bは、1列に並んだ4つの円筒が結合
部3aにおいて縊れた形状を呈する。そして、各シリンダ
ボアBには、図示されないピストンが摺動自在に嵌合さ
れ、その往復動がコンロッドを介してクランク軸(図示
されず)に伝達されて、該クランク軸が回転駆動され
る。
端部には、連続ライナ3を支持壁22においてシリンダブ
ロック本体2に固定するためのフランジ31と嵌合部32と
が設けられる。フランジ31は、連続ライナ3の外周面3b
に、その全周に渡って略同一の径方向の幅で突出して設
けられ、嵌合部32は、フランジ31に連続して設けられ
て、フランジ31よりもクランク室C寄りに位置する。そ
して、嵌合部32の外周面32aと前記直交平面との交線で
形成される外周形状は、嵌合孔23の周壁面23aと前記直
交平面との交線で形成される内周形状と同一であり、ま
たフランジ31よりもシリンダヘッド6寄りの連続ライナ
3の外周形状と相似または同一である。
けられ、該凹溝24には単一のシール部材40、例えばOリ
ングが装着される。シール部材40の形状は、凹溝24の周
方向の形状と同一であり、したがって嵌合部32の前記外
周形状に倣った形状となっている。
たシリンダブロック本体2に対して、連続ライナ3が収
容空間Sに収容されて支持壁22に支持された状態では、
フランジ31のクランク室C側の面である接触面31aの全
面が、支持壁22の支持面22aに密接していて、すなわち
隙間なく接していて、連続ライナ3が軸方向の前記設定
位置を占め、嵌合部32が嵌合孔23に嵌合して、その外周
面32aの全面が周壁面23aに密接して、連続ライナ3は径
方向の前記設定位置を占める。さらに、嵌合部32と支持
壁22との間は、凹溝24に装着されて嵌合孔23を全周に渡
って囲むようにされたシール部材40により液密状態に保
たれる。
を介してシリンダブロック本体2にボルトにより結合さ
れることで、連続ライナ3はシリンダブロック本体2に
固定される。これによって、連続ライナ3は、その軸方
向の移動が支持面22aおよびシリンダヘッド6により阻
止され、その径方向の移動が、連続ライナ3に対するガ
スケット5の摩擦力および周壁面23aにより阻止され
て、シリンダブロック本体2に固定される。
20の内周面20aと連続ライナ3の外周面3bとの間にある
空間部分により形成される冷却水ジャケット41には、冷
却水ポンプで圧送された冷却水が供給され、この冷却水
は、連続ライナ3を冷却した後、ガスケット5に設けら
れた連通孔を通って、シリンダヘッド6に形成された冷
却水ジャケット(図示されず)に流出する。
の作用および効果について説明する。シリンダブロック
1は、ウエットライナ式のものであることから、冷却水
ジャケット41は、連続ライナ3とシリンダブロック本体
2との間に形成されるので、連続ライナ3の結合部3a以
外での径方向の厚みは、両者の間にシリンダブロック本
体2の一部が介在していない分だけ薄くなる。しかも、
連続ライナ3は、そのクランク室C側端部に設けられた
嵌合部32が、鋳造されたシリンダブロック本体2の嵌合
孔23に嵌合され、嵌合部32の外周面32aが嵌合孔23の周
壁面23aに密接して、径方向に支持されることで、シリ
ンダブロック本体2に固定されて、ピストンからシリン
ダライナ30に作用するサイドフォース等の各シリンダラ
イナ30に作用する荷重に対して確実に支持される。その
ため、連続ライナ3を固定するために、連続ライナ3を
シリンダブロック本体2に鋳ぐるむ必要はない。
薄くすることができるので、連続ライナ3を使用した多
気筒内燃機関のシリンダブロック1の小型化、ひいては
多気筒内燃機関の小型化を徹底することができる。しか
も、連続ライナ3は、そのクランク室C側端部の嵌合部
32がシリンダブロック本体2の嵌合孔23に嵌合すること
により固定されるので、鋳造されるシリンダブロック本
体2の、連続ライナ3に起因する鋳造不良の発生は皆無
である。
3の嵌合部32とシリンダブロック本体2の支持壁22との
間は、周壁面23aの凹溝24に装着された単一のシール部
材40で水密に保つことができる。その結果、部品点数が
少なくなってコストが削減され、組立工数が減少するこ
とで組立性が向上して生産性が向上する。
明の第2実施例を説明する。この第2実施例は請求項1
ないし請求項4記載の発明に対応するもので、第1実施
例とは、支持壁22と連続ライナ3のクランク室C側端部
およびシリンダヘッド6側端部との構造が主として相違
し、その他は基本的に同一の構成を有するものである。
そのため、同一の部分についての説明は省略または簡略
にし、異なる点を中心に説明する。なお、第1実施例の
部材と同一の部材または対応する部材については、同一
の符号を使用した。
軸方向の段差面25aと、フランジ31の接触面31aが密接す
る、第1実施例の支持面22aと同様の平面からなる支持
面25bとを有する段部25が、嵌合孔23の周縁全周に渡っ
て設けられる。段差面25aは、フランジ31の外周面31cが
その全周で密接する形状とされ、しかもその軸方向の幅
は、フランジ31の外周面31cの軸方向の幅と等しくさ
れ、フランジ31が段部25に嵌合された状態で、シリンダ
壁20の内周面20aでもあり支持壁22のシリンダヘッド6
側の、段差面25aに隣接する隣接内周面20a1とフランジ3
1のシリンダヘッド6側の面である非接触面31bとが、段
差を有することなく滑らかに連続するように、すなわち
隣接内周面20a1と非接触面31bとが面一となるように設
定される。また、支持面25bは、嵌合孔23の周壁面23aか
らの径方向の幅が全周に渡って略同一とされて、フラン
ジ31の径方向の幅と一致するようにされており、フラン
ジ31の接触面31aがその全面で密接する。さらに、支持
面25bには、第1実施例と同様の単一のシール部材42が
装着される環状の凹溝26が設けられる。このシール部材
42の形状は、凹溝26の周方向の形状と同一であり、した
がって嵌合部32の前記外周形状に倣った形状となってい
る。
側端部は、図5によく図示されるように、各シリンダラ
イナ30のシリンダヘッド6側端部において、結合部3aを
除く外周面3bに、周方向に略等しい間隔をおいて径方向
外方に向かって突出する多数の突出部33を有する。各突
出部33の径方向の先端面33aは、連続ライナ3の外周面3
bの一部を構成し、シリンダ壁20のシリンダヘッド6側
の端面20bを有する前記他端側の内周面20aである端部内
周面20a2に密接している。また、突出部33のシリンダヘ
ッド6に対向する面33bは、シリンダ壁20の端面20bと同
一平面上に位置する。さらに、周方向において隣接する
突出部33の間の間隔により形成される空間S1は、ガスケ
ット5に設けられた連通孔(図示されず)と、軸方向に
整合する位置にあり、冷却水ジャケット41に供給された
冷却水が、該連通孔を通って、シリンダヘッド6に形成
された冷却水ジャケットに流出するための連通路を形成
している。
されて支持壁22に支持された状態では、以下のようにし
て、連続ライナ3が軸方向および径方向の前記設定位置
を占める。すなわち、フランジ31は段部25に嵌合され
て、その接触面31aの全面が支持面25bに密接して、連続
ライナ3が軸方向の前記設定位置を占める。そして、第
1実施例と同様に嵌合孔23に嵌合した嵌合部32の外周面
32aの全面が周壁面23aに密接する一方、フランジ31は、
その外周面31cの全周で、しかもその全面が段差面25aに
密接し、さらに各突出部33の先端面33aの全面が、シリ
ンダ壁20の端部内周面20a2に密接して、連続ライナ3は
径方向の設定位置を占める。それゆえ、支持面25bは連
続ライナ3の軸方向支持面となっており、周壁面23a、
段差面25aおよび端部内周面20a2は連続ライナ3の径方
向支持面となっている。さらに、連続ライナ3のフラン
ジ31とシリンダブロック本体2の支持壁22との間は、凹
溝26に装着されて嵌合孔23を全周に渡って囲むようにさ
れたシール部材42により液密状態に保たれる。
を介してシリンダブロック本体2にボルトにより結合さ
れることで、連続ライナ3はシリンダブロック本体2に
固定される。これによって、連続ライナ3は、その軸方
向の移動が支持面25bおよびシリンダヘッド6により阻
止され、その径方向の移動が、ガスケット5と連続ライ
ナ3との摩擦力、周壁面23a、段差面25aおよびシリンダ
壁20のシリンダヘッド6側端部の内周面20aにより阻止
されて、シリンダブロック本体2に固定される。
続ライナ3の外周面3bとの間の冷却水ジャケット41に供
給された冷却水は、連続ライナ3を冷却した後、冷却水
ジャケット41のシリンダヘッド6側で前記連通路を通
り、さらにガスケット5に設けられた連通孔を通って、
シリンダヘッド6の冷却水ジャケットに流出する。
ク1の小型化およびシリンダブロック本体2の鋳造性に
ついて第1実施例と同じ作用および効果が奏されるほ
か、次の作用および効果が奏される。
において、フランジ31の外周面31cが、その全周に渡っ
てシリンダブロック本体2に密接して、径方向に支持さ
れることで、シリンダブロック本体2に固定されるの
で、嵌合部32に加えて、フランジ31においてもシリンダ
ブロック本体2に固定され、さらにそのシリンダヘッド
6側端部において、各突出部33の先端面33aがシリンダ
ブロック本体2の端部内周面20a2に密接して、径方向に
支持されることで、シリンダブロック本体2に固定され
て、各シリンダライナ30に作用する荷重に対して支持さ
れる。その結果、連続ライナ3は、嵌合部32に加えて、
フランジ31により固定されることで、シリンダブロック
本体2に一層強固に固定されるうえ、さらに突出部33に
よっても固定されて、その両端部でシリンダブロック本
体2に固定されることになるので、連続ライナ3をシリ
ンダブロック本体2に一層強固に固定できる。
側端部に周方向に間隔をおいて設けられた突出部33の先
端面33aは、周方向に設けられる間隔をおいてシリンダ
ブロック本体2に密接していることから、この間隔によ
り形成される空間S1を利用してシリンダヘッド6の冷却
水ジャケットに連通する冷却水の連通路を形成できる。
その結果、連続ライナ3の周方向の間隔により形成され
る空間S1を利用して、孔加工を施すことなくシリンダヘ
ッド6への冷却水の連通路を容易に確保できる。
3とシリンダブロック本体2との間は、支持面25bの凹
溝26に装着された単一のシール部材42で水密に保つこと
ができる。その結果、第1実施例と同様に、部品点数が
少なくなってコストが削減され、組立工数が減少するこ
とで組立性が向上して生産性が向上する。
ロック本体2の支持壁22の隣接内周面20a1と面一となる
ように嵌合されるので、シリンダブロック本体2と連続
ライナ3との間に形成される冷却水ジャケット41の両者
の接合部分の形状が滑らかとなり、冷却水の流れが円滑
となる。その結果、冷却水の流れが円滑となって、冷却
効率が向上する。
した実施例について、変更した構成に関して説明する。
第2実施例において、フランジ31の軸方向の幅は、段差
面25aの軸方向の幅と等しくされたが、両者の軸方向の
幅は必ずしも等しくなっている必要はなく、少なくとも
フランジ31の外周面31cを全周に渡って段差面25aに密接
させることにより、連続ライナ3は径方向に支持され
て、シリンダブロック本体2に、より強固に固定され
る。また、突出部33のシリンダヘッド6に対向する面33
bは、端面20bよりも軸方向でクランク室C寄りにあって
もよい。
例の連続ライナ3に設けることもできる。さらに、各実
施例において、シール部材40,42が装着される凹溝24,
26は、嵌合部32またはフランジ31に設けることもでき、
またシール部材40,42の代わりに接着剤を使用して、連
続ライナ3とシリンダブロック本体2との間を水密に保
つこともできる。
燃機関であってよく、さらに、一方のバンクに複数の気
筒を有するV型内燃機関であってもよい。
クを一部破断して示す分解斜視図である。
アの中心軸線を含む面での断面図である。
分解斜視図である。
あって、図5のIV−IV線断面図である。
…連続ライナ、4…オイルパン、5…ガスケット、6…
シリンダヘッド、20…シリンダ壁、21…スカート壁、22
…支持壁、23…嵌合孔、23a…周壁面、24,26…凹溝、2
5…段部、25a…段差面、25b…支持面、30…シリンダラ
イナ、31…フランジ、32…嵌合部、33…突出部、40,42
…シール部材、41…冷却水ジャケット、S…収容空間、
S1…空間、C…クランク室、L…中心軸線、B…シリン
ダボア。
Claims (4)
- 【請求項1】 隣接するシリンダのシリンダライナ同士
が一体結合されて形成された連続ライナが、一端側にク
ランク室が形成され、他端側にシリンダヘッドが組み付
けられる鋳造されたシリンダブロック本体に、嵌合によ
り固定されたウエットライナ式の多気筒内燃機関のシリ
ンダブロックであって、前記連続ライナの前記クランク
室側端部には、前記連続ライナの外周面に全周に渡って
設けられたフランジと、該フランジよりも前記クランク
室寄りに位置する嵌合部とが設けられ、該嵌合部が前記
シリンダブロック本体に設けられた嵌合孔に嵌合された
ことを特徴とする多気筒内燃機関のシリンダブロック。 - 【請求項2】 前記フランジの外周面は、その全周に渡
って前記シリンダブロック本体に密接していることを特
徴とする請求項1記載の多気筒内燃機関のシリンダブロ
ック。 - 【請求項3】 前記連続ライナの前記シリンダヘッド側
端部の外周面は、周方向に間隔をおいて前記シリンダブ
ロック本体に密接していることを特徴とする請求項1ま
たは請求項2記載の多気筒内燃機関のシリンダブロッ
ク。 - 【請求項4】 前記連続ライナの前記フランジまたは前
記嵌合部と前記シリンダブロック本体との間には、前記
嵌合孔を全周に渡って囲む単一のシール部材が設けられ
たことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか
1項記載の多気筒内燃機関のシリンダブロック。
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