JP2002256964A - 内燃機関用シリンダブロック - Google Patents
内燃機関用シリンダブロックInfo
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- JP2002256964A JP2002256964A JP2001061713A JP2001061713A JP2002256964A JP 2002256964 A JP2002256964 A JP 2002256964A JP 2001061713 A JP2001061713 A JP 2001061713A JP 2001061713 A JP2001061713 A JP 2001061713A JP 2002256964 A JP2002256964 A JP 2002256964A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 暖機性が良好で、かつ、ボア孔周方向および
ボア孔高さ方向にボア壁の温度を均一化できる内燃機関
用シリンダブロックの提供。 【解決手段】 （１）シリンダボア１ａ周りに、シリン
ダブロック１の内部あるいはシリンダライナ２中に密閉
空隙部３を設け、密閉空隙部３中に、融点が１３０°Ｃ
から１７０°Ｃである低融点金属３ａを封入した内燃機
関用シリンダブロック。（２）密閉空隙部３はシリンダ
ボア１ａ周りに全周にわたって設けられている内燃機関
用シリンダブロック。
ボア孔高さ方向にボア壁の温度を均一化できる内燃機関
用シリンダブロックの提供。 【解決手段】 （１）シリンダボア１ａ周りに、シリン
ダブロック１の内部あるいはシリンダライナ２中に密閉
空隙部３を設け、密閉空隙部３中に、融点が１３０°Ｃ
から１７０°Ｃである低融点金属３ａを封入した内燃機
関用シリンダブロック。（２）密閉空隙部３はシリンダ
ボア１ａ周りに全周にわたって設けられている内燃機関
用シリンダブロック。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用シリン
ダブロックに関する。
ダブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の内燃機関用シリンダブロックで
は、シリンダボア周りに冷却水ジャケットが設けられて
おり、冷却水ジャケット内をエンジン冷却水が流れ、シ
リンダボア壁を冷却している。
は、シリンダボア周りに冷却水ジャケットが設けられて
おり、冷却水ジャケット内をエンジン冷却水が流れ、シ
リンダボア壁を冷却している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来内燃機関
用シリンダブロックには、次の課題がある。 暖機性 エンジン始動時（暖機運転時）には、冷却水に熱がとら
れるので、暖機性が悪い。 ボア孔周方向温度の均一性 ボア間が狭く、そこに冷却水通路を設けることが難しい
ので、ボア間は冷却効果が低く、エンジン高負荷時には
温度が高くなりやすい。そのため、ボア周囲の温度が不
均一となり、ボアが真円からずれる熱変形をする。ボア
が真円からずれる変形を抑制するために、ボア壁を上面
から下端までおよび周方向にある程度の温度範囲（５０
°Ｃ〜１７０°Ｃ）内に調節することが望まれる。その
ために、従来、冷却水の流し方（２系統冷却）や冷却水
ジャケット容積の変更などが行われているが、構造が複
雑になりコストが高くなる。本発明の目的は、暖機性が
良好で、かつ、ボア孔周方向およびボア孔高さ方向にボ
ア壁の温度を均一化できる内燃機関用シリンダブロック
を提供することにある。
用シリンダブロックには、次の課題がある。 暖機性 エンジン始動時（暖機運転時）には、冷却水に熱がとら
れるので、暖機性が悪い。 ボア孔周方向温度の均一性 ボア間が狭く、そこに冷却水通路を設けることが難しい
ので、ボア間は冷却効果が低く、エンジン高負荷時には
温度が高くなりやすい。そのため、ボア周囲の温度が不
均一となり、ボアが真円からずれる熱変形をする。ボア
が真円からずれる変形を抑制するために、ボア壁を上面
から下端までおよび周方向にある程度の温度範囲（５０
°Ｃ〜１７０°Ｃ）内に調節することが望まれる。その
ために、従来、冷却水の流し方（２系統冷却）や冷却水
ジャケット容積の変更などが行われているが、構造が複
雑になりコストが高くなる。本発明の目的は、暖機性が
良好で、かつ、ボア孔周方向およびボア孔高さ方向にボ
ア壁の温度を均一化できる内燃機関用シリンダブロック
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。 （１） シリンダボア周りに、シリンダブロックの内部
あるいはシリンダライナ中に密閉空隙部を設け、該密閉
空隙部中に、融点が１３０°Ｃから１７０°Ｃである低
融点金属を封入した内燃機関用シリンダブロック。 （２） 前記密閉空隙部はシリンダボア周りに全周にわ
たって設けられている（１）記載の内燃機関用シリンダ
ブロック。
明はつぎの通りである。 （１） シリンダボア周りに、シリンダブロックの内部
あるいはシリンダライナ中に密閉空隙部を設け、該密閉
空隙部中に、融点が１３０°Ｃから１７０°Ｃである低
融点金属を封入した内燃機関用シリンダブロック。 （２） 前記密閉空隙部はシリンダボア周りに全周にわ
たって設けられている（１）記載の内燃機関用シリンダ
ブロック。
【０００５】上記（１）または（２）の内燃機関用シリ
ンダブロックでは、シリンダボア周りのシリンダブロッ
クの内部、あるいはシリンダライナの中に、融点が１３
０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金属を封入したので、低融
点金属が溶融する前では、たとえば、始動時の暖機時で
は、シリンダボアから冷却水ジャケットへの熱の移動が
低融点金属層（個体）によって遮断され、低融点金属を
通ってシリンダブロックの下部等へ伝わり、始動時暖機
性を従来の場合に比べて向上させる。一方、暖機後、低
融点金属の融点以上では、低融点金属が溶融し、液体に
なるため、低融点金属の対流熱伝達により冷却性が向上
し、溶融金属が密閉空隙部内で循環、移動することによ
り、ボア孔周りの周方向、高さ方向にボア壁温度が均一
になる。これによって、ボアの異常変形が抑えられピス
トンリング間の摺動フリクションが低減し、燃費向上が
期待される。
ンダブロックでは、シリンダボア周りのシリンダブロッ
クの内部、あるいはシリンダライナの中に、融点が１３
０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金属を封入したので、低融
点金属が溶融する前では、たとえば、始動時の暖機時で
は、シリンダボアから冷却水ジャケットへの熱の移動が
低融点金属層（個体）によって遮断され、低融点金属を
通ってシリンダブロックの下部等へ伝わり、始動時暖機
性を従来の場合に比べて向上させる。一方、暖機後、低
融点金属の融点以上では、低融点金属が溶融し、液体に
なるため、低融点金属の対流熱伝達により冷却性が向上
し、溶融金属が密閉空隙部内で循環、移動することによ
り、ボア孔周りの周方向、高さ方向にボア壁温度が均一
になる。これによって、ボアの異常変形が抑えられピス
トンリング間の摺動フリクションが低減し、燃費向上が
期待される。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１、図２は、本発明実施例１の
内燃機関用シリンダブロックを示しており、図３は、本
発明実施例２の内燃機関用シリンダブロックを示してい
る。本発明実施例１と本発明実施例２にわたって共通す
る部分には、本発明実施例１と本発明実施例２にわたっ
て同じ符号を付してある。まず、本発明実施例１と本発
明実施例２に共通する部分を、たとえば、図１を参照し
て、説明する。
内燃機関用シリンダブロックを示しており、図３は、本
発明実施例２の内燃機関用シリンダブロックを示してい
る。本発明実施例１と本発明実施例２にわたって共通す
る部分には、本発明実施例１と本発明実施例２にわたっ
て同じ符号を付してある。まず、本発明実施例１と本発
明実施例２に共通する部分を、たとえば、図１を参照し
て、説明する。
【０００７】本発明実施例の内燃機関用シリンダブロッ
ク１は、たとえば、アルミニウム合金製、または鋳鉄製
である。シリンダブロック１には、ボア１ａが形成され
ている。ボア１ａの周りには、シリンダライナ２中、あ
るいはライナ無しの場合にはシリンダブロック１の内部
に、密閉空隙部３が設けられており、密閉空隙部３に低
融点金属３ａが封入されている。密閉空隙部３の周囲に
は、冷却水ジャケット４が設けられている。図は、冷却
水ジャケット４がボア間にも形成されている場合を示し
ているが、冷却水ジャケット４はボア間に形成されてい
なくてもよい。
ク１は、たとえば、アルミニウム合金製、または鋳鉄製
である。シリンダブロック１には、ボア１ａが形成され
ている。ボア１ａの周りには、シリンダライナ２中、あ
るいはライナ無しの場合にはシリンダブロック１の内部
に、密閉空隙部３が設けられており、密閉空隙部３に低
融点金属３ａが封入されている。密閉空隙部３の周囲に
は、冷却水ジャケット４が設けられている。図は、冷却
水ジャケット４がボア間にも形成されている場合を示し
ているが、冷却水ジャケット４はボア間に形成されてい
なくてもよい。
【０００８】密閉空隙部３は、中子により形成して鋳造
後中子抜きすることにより鋳造によって形成されるか、
または、機械加工により形成される。密閉空隙部３は、
ボア１ａの周囲で、冷却水ジャケット４の内径面４ａよ
りも径方向内側に設けられている。密閉空隙部３は、ボ
ア１ａの周囲で、全周にわたって設けられていてもよい
し、部分的に設けられていてもよい（本発明図示例で
は、全周にわたって設けられている場合を示してい
る）。密閉空隙部３のボア孔高さ方向長さは、図示略の
ピストンが摺動する範囲内であればよい。
後中子抜きすることにより鋳造によって形成されるか、
または、機械加工により形成される。密閉空隙部３は、
ボア１ａの周囲で、冷却水ジャケット４の内径面４ａよ
りも径方向内側に設けられている。密閉空隙部３は、ボ
ア１ａの周囲で、全周にわたって設けられていてもよい
し、部分的に設けられていてもよい（本発明図示例で
は、全周にわたって設けられている場合を示してい
る）。密閉空隙部３のボア孔高さ方向長さは、図示略の
ピストンが摺動する範囲内であればよい。
【０００９】密閉空隙部３には、低融点金属３ａが封入
されている。低融点金属３ａは、溶融させた低融点金属
３ａを、予め減圧しておいた密閉空隙部３に圧入し、図
示略のプラグ等で栓することにより、密閉空隙部３に封
入される。低融点金属３ａは、スズ、ビスマス、アンチ
モン、銀、亜鉛、インジウムの中から選択された１種類
の金属からなるか、またはそれらの２種類以上を含む合
金からなる。低融点金属３ａの融点は、１３０°Ｃ〜１
７０°Ｃとされており、さらに望ましくは、１５０°Ｃ
〜１７０°Ｃである。
されている。低融点金属３ａは、溶融させた低融点金属
３ａを、予め減圧しておいた密閉空隙部３に圧入し、図
示略のプラグ等で栓することにより、密閉空隙部３に封
入される。低融点金属３ａは、スズ、ビスマス、アンチ
モン、銀、亜鉛、インジウムの中から選択された１種類
の金属からなるか、またはそれらの２種類以上を含む合
金からなる。低融点金属３ａの融点は、１３０°Ｃ〜１
７０°Ｃとされており、さらに望ましくは、１５０°Ｃ
〜１７０°Ｃである。
【００１０】つぎに、本発明実施例１と本発明実施例２
にわたって共通する部分の作用を説明する。ボア１ａ周
りのシリンダブロック１の内部、あるいはシリンダライ
ナ２の中に、融点が１３０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金
属３ａを封入したので、低融点金属３ａが溶融する前で
は、たとえば、始動時の暖機時では、ボア１ａから冷却
水ジャケット４への熱の移動が低融点金属層（個体）に
よって遮断され、低融点金属３ａを通ってシリンダブロ
ック１の下部等へ伝わり、始動時暖機性を従来の場合
（低融点金属３ａが封入された密閉空隙部３が設けられ
ていない場合）に比べて向上させる。一方、暖機後、低
融点金属３ａの融点（たとえば、Ｓｎ−５８Ｂｉ合金の
場合、１３５°Ｃ）以上では、低融点金属３ａが溶融
し、液体になるため、低融点金属３ａの対流熱伝達によ
り冷却性が向上し、溶融金属が密閉空隙部３内で循環、
移動することにより、ボア１ａ周りの周方向、高さ方向
にボア壁温度が均一になる。これによって、ボア１ａの
異常変形が抑えられピストンリング間の摺動フリクショ
ンが低減し、燃費向上が期待される。
にわたって共通する部分の作用を説明する。ボア１ａ周
りのシリンダブロック１の内部、あるいはシリンダライ
ナ２の中に、融点が１３０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金
属３ａを封入したので、低融点金属３ａが溶融する前で
は、たとえば、始動時の暖機時では、ボア１ａから冷却
水ジャケット４への熱の移動が低融点金属層（個体）に
よって遮断され、低融点金属３ａを通ってシリンダブロ
ック１の下部等へ伝わり、始動時暖機性を従来の場合
（低融点金属３ａが封入された密閉空隙部３が設けられ
ていない場合）に比べて向上させる。一方、暖機後、低
融点金属３ａの融点（たとえば、Ｓｎ−５８Ｂｉ合金の
場合、１３５°Ｃ）以上では、低融点金属３ａが溶融
し、液体になるため、低融点金属３ａの対流熱伝達によ
り冷却性が向上し、溶融金属が密閉空隙部３内で循環、
移動することにより、ボア１ａ周りの周方向、高さ方向
にボア壁温度が均一になる。これによって、ボア１ａの
異常変形が抑えられピストンリング間の摺動フリクショ
ンが低減し、燃費向上が期待される。
【００１１】また、低融点金属としてナトリウムや鉛合
金を使用することが考えられるが、ナトリウムの場合、
融点が９８°Ｃであり、ボア壁温度を上昇させたい暖機
時においてもすでに一部ナトリウムが溶融するため、始
動時暖機性が悪い。また、ナトリウムはもれると水と反
応するため、使用に適さない。また、鉛合金の場合、環
境問題から使用することは好ましくない。
金を使用することが考えられるが、ナトリウムの場合、
融点が９８°Ｃであり、ボア壁温度を上昇させたい暖機
時においてもすでに一部ナトリウムが溶融するため、始
動時暖機性が悪い。また、ナトリウムはもれると水と反
応するため、使用に適さない。また、鉛合金の場合、環
境問題から使用することは好ましくない。
【００１２】つぎに、本発明の各実施例に特有な部分の
構成、作用を説明する。本発明実施例１では、図１、図
２に示すように、シリンダライナ２が設けられており、
シリンダライナ２中に密閉空隙部３が設けられる場合を
示している。本発明実施例１の作用については、シリン
ダライナ２の段階で密閉空隙部３を形成でき、シリンダ
ライナ２が円筒形という単純な形状をもっているため
に、密閉空隙部３の形成が容易である。
構成、作用を説明する。本発明実施例１では、図１、図
２に示すように、シリンダライナ２が設けられており、
シリンダライナ２中に密閉空隙部３が設けられる場合を
示している。本発明実施例１の作用については、シリン
ダライナ２の段階で密閉空隙部３を形成でき、シリンダ
ライナ２が円筒形という単純な形状をもっているため
に、密閉空隙部３の形成が容易である。
【００１３】本発明実施例２では、図３に示すように、
シリンダライナ２が設けられておらず、シリンダブロッ
ク１内に密閉空隙部３が設けられる場合を示している。
本発明実施例２の作用については、シリンダブロック１
鋳造時には、もともと冷却水ジャケット４を形成しなけ
ればならないから、冷却水ジャケット４形成にあわせて
密閉空隙部３を形成すればよく、比較的容易に密閉空隙
部３を形成できると考えられる。
シリンダライナ２が設けられておらず、シリンダブロッ
ク１内に密閉空隙部３が設けられる場合を示している。
本発明実施例２の作用については、シリンダブロック１
鋳造時には、もともと冷却水ジャケット４を形成しなけ
ればならないから、冷却水ジャケット４形成にあわせて
密閉空隙部３を形成すればよく、比較的容易に密閉空隙
部３を形成できると考えられる。
【００１４】
【発明の効果】請求項１または請求項２記載の内燃機関
用シリンダブロックによれば、シリンダボア周りのシリ
ンダブロックの内部、あるいはシリンダライナの中に、
融点が１３０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金属を封入した
ので、低融点金属が溶融する前では、たとえば、始動時
の暖機時では、シリンダボアから冷却水ジャケットへの
熱の移動が低融点金属層（個体）によって遮断され、低
融点金属を通ってシリンダブロックの下部等へ伝わり、
始動時暖機性を従来の場合に比べて向上させる。一方、
暖機後、低融点金属の融点以上では、低融点金属が溶融
し、液体になるため、低融点金属の対流熱伝達により冷
却性が向上し、溶融金属が密閉空隙部内で循環、移動す
ることにより、ボア孔周りの周方向、高さ方向にボア壁
温度が均一になる。これによって、ボアの異常変形が抑
えられピストンリング間の摺動フリクションが低減し、
燃費向上が期待される。
用シリンダブロックによれば、シリンダボア周りのシリ
ンダブロックの内部、あるいはシリンダライナの中に、
融点が１３０°Ｃ〜１７０°Ｃの低融点金属を封入した
ので、低融点金属が溶融する前では、たとえば、始動時
の暖機時では、シリンダボアから冷却水ジャケットへの
熱の移動が低融点金属層（個体）によって遮断され、低
融点金属を通ってシリンダブロックの下部等へ伝わり、
始動時暖機性を従来の場合に比べて向上させる。一方、
暖機後、低融点金属の融点以上では、低融点金属が溶融
し、液体になるため、低融点金属の対流熱伝達により冷
却性が向上し、溶融金属が密閉空隙部内で循環、移動す
ることにより、ボア孔周りの周方向、高さ方向にボア壁
温度が均一になる。これによって、ボアの異常変形が抑
えられピストンリング間の摺動フリクションが低減し、
燃費向上が期待される。
【図１】本発明実施例１の内燃機関用シリンダブロック
の平面図である。
の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明実施例２の内燃機関用シリンダブロック
の断面図である。
の断面図である。
１ シリンダブロック １ａ ボア孔 ２ シリンダライナ ３ 密閉空隙部 ３ａ 低融点金属 ４ 冷却水ジャケット ４ａ 冷却水ジャケットの内径面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高見 俊裕 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 安木 哲 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 竹中 一成 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 阿部 雅史 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G024 AA21 AA26 CA05 FA11 GA04 GA31 HA01 3J044 AA09 BC11 BC12 CC09 DA09
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダボア周りに、シリンダブロック
の内部あるいはシリンダライナ中に密閉空隙部を設け、
該密閉空隙部中に、融点が１３０°Ｃから１７０°Ｃで
ある低融点金属を封入した内燃機関用シリンダブロッ
ク。 - 【請求項２】 前記密閉空隙部はシリンダボア周りに全
周にわたって設けられている請求項１記載の内燃機関用
シリンダブロック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001061713A JP2002256964A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 内燃機関用シリンダブロック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001061713A JP2002256964A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 内燃機関用シリンダブロック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002256964A true JP2002256964A (ja) | 2002-09-11 |
Family
ID=18920957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001061713A Pending JP2002256964A (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 内燃機関用シリンダブロック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002256964A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100590938B1 (ko) * | 2003-10-24 | 2006-06-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진의 실린더블록 |
| JP2010169049A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関および内燃機関の制御装置 |
-
2001
- 2001-03-06 JP JP2001061713A patent/JP2002256964A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100590938B1 (ko) * | 2003-10-24 | 2006-06-19 | 현대자동차주식회사 | 자동차 엔진의 실린더블록 |
| JP2010169049A (ja) * | 2009-01-26 | 2010-08-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関および内燃機関の制御装置 |
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