JP2003232258A - 破断分割式シリンダ構造及び製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダブロックとシリンダヘッドとの合わ
せ面の密着度が高く、合わせ面の加工やヘッドガスケッ
トが不要なシリンダ構造を提供する。 【解決手段】 シリンダブロックとシリンダヘッドとを
一体成形した後、両者を破断させ、噛合可能な破断面を
有するシリンダブロック部１とシリンダヘッド部２とに
分割し、再度、両者の破断面を噛合させてシリンダブロ
ック部１とシリンダヘッド部２とを結合することにより
シリンダを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はシリンダ構造及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダ構造において、シリンダブロッ
クとシリンダヘッドとは、シリンダ内での燃料の燃焼熱
の流れを良くし、また、シリンダ内壁面の歪やシリンダ
内からのガス漏れを防ぐために、一体成形されることが
望ましい。

【０００３】しかし、従来では、ボアの真円度を向上さ
せるためのホーニングやシリンダ内壁面のエンジンオイ
ル保持能力を高めるためのクロスハッチ等のシリンダブ
ロックへ施される加工、また、シリンダヘッドのバルブ
シートやバルブガイド等の加工を容易にするために、シ
リンダブロックとシリンダヘッドは、それぞれ個別に成
形及び加工され、その後、ヘッドボルトにより締結され
る構造となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなシリンダ
の構造においては、シリンダブロックとシリンダヘッド
とが個別に成形されるため、両者の合わせ面の密着度が
低く、ヘッドボルトによって締結する時に、両者の間に
ヘッドガスケットを挟み込みシール性を向上させる必要
があった。

【０００５】また、両者の熱膨張差によって、機関温度
が上昇した時に発生する歪や、組付け誤差によって、ヘ
ッドボルトで締結した時に発生する歪等のボア歪が生じ
易かった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記技術的課
題を解決するため、以下の構成とした。

【０００７】即ち、本発明のシリンダ構造は、一体成形
したシリンダブロックとシリンダヘッドとを破断させる
ことで形成したシリンダブロック部とシリンダヘッド部
とを備えており、シリンダブロック部とシリンダヘッド
部とは、それぞれ一体成形したものを破断させることに
より形成された微小な凹凸によって互いに噛合可能な破
断面を有し、シリンダブロック部とシリンダヘッド部と
を両者の破断面で互いに噛合させて結合した構造となっ
ている。

【０００８】ここで、一体成形したシリンダブロックと
シリンダヘッドとを破断させる時は、シリンダブロック
部とシリンダヘッド部とを結合することによって形成さ
れるシリンダ内部において、ピストンが上死点にあると
きのピストンリングより上方となる位置、且つ、バルブ
シートの外周端より下方となる位置で破断させる。

【０００９】また、シリンダの製造方法においては、シ
リンダブロックとシリンダヘッドとを一体成形する時
に、シリンダブロック部とシリンダヘッド部との境界部
に切れ目加工を施した状態で成形する。

【００１０】その後、両者の境界部に施された切れ目を
起点に破断させることにより、微小な凹凸を持ち、互い
に噛合可能な破断面を有するシリンダブロック部とシリ
ンダヘッド部とに分割する。

【００１１】分割したシリンダブロック部とシリンダヘ
ッド部それぞれに、例えばホーニングやクロスハッチ、
バルブシートやバルブガイド等の必要な加工を行った
後、再度、シリンダブロック部とシリンダヘッド部とを
両者の破断面で互いに噛合させて結合することによりシ
リンダを形成する。

【００１２】この結果、シリンダブロック部とシリンダ
ヘッド部との合わせ面は、互いに噛合しているため密着
性が高く、ヘッドガスケットを使用することなしに高い
シール性を有することが出来る。

【００１３】また、両者の熱膨張差や組付け誤差等が起
き難いため、ボア歪の発生を低減することが出来る。

【００１４】

【発明の実施の形態】続いて、本発明に係る実施形態に
ついて図１〜６に基づいて説明する。

【００１５】図１は、シリンダブロック部１とシリンダ
ヘッド部２をヘッドボルト２５、２５によって締結する
ことにより形成されたシリンダ１０を有するエンジンブ
ロックを示している。

【００１６】シリンダブロック部１のシリンダ内壁面４
には、シリンダ１０のボアの真円度を向上させるために
ホーニング加工が施されており、また、シリンダ内壁面
４のエンジンオイル保持能力を高めるためにクロスハッ
チ加工が施されている。

【００１７】シリンダヘッド部２には、吸気ポート６
と、排気ポート７が形成されており、それぞれがシリン
ダ１０内の燃焼室５に開口している。

【００１８】図２に示すとおり、吸気ポート６には吸気
弁２１が配設されるので、吸気ポート６の上部には吸気
弁２１を支持する吸気側バルブガイド８が穿設されてい
る。また、吸気ポート６の燃焼室側開口部には、吸気弁
２１によって吸気ポート６の燃料室側開口部を密閉出来
るようにバルブシート２０が形成されている。排気ポー
ト７についても同様で、排気ポート７の上部には排気弁
２２を支持する排気側バルブガイド９が穿設され、排気
ポート７の燃焼室側開口部には排気弁２２により排気ポ
ート７の燃料室側開口部を密閉出来るようにバルブシー
ト２０が形成されている。

【００１９】シリンダブロック部１とシリンダヘッド部
２を成形する時は、両者を一体成形する。その際、図３
に示すとおり、シリンダ内周部のシリンダブロック部１
とシリンダヘッド部２の境界部１１にノッチ加工を施
し、同様に、シリンダ外周部のシリンダブロック部１と
シリンダヘッド部２の境界部１２にもシリンダ外周部の
形状に合わせてノッチ加工を施す。

【００２０】ここで、シリンダブロック部１とシリンダ
ヘッド部２の境界部１１、１２の位置は、シリンダ１０
の内部において、ピストン２３が上死点にあるときのピ
ストンリング２４より上方となる位置、且つ、バルブシ
ート２２、２２の外周端より下方となる位置とする（図
２中のaの範囲）。

【００２１】シリンダブロック部１とシリンダヘッド部
２を一体成形した後、図４に示すとおり、クランパ１
３、１４、１４によってシリンダブロック部１の下端を
クランプし、クランパ１５、１５によってシリンダブロ
ック部１のロアデッキ部付近をクランプすることにより
シリンダブロック部１を固定する。

【００２２】また、クランパ１６によってシリンダヘッ
ド部２の外周部をクランプし、シリンダ内径に合わせた
径のプッシュロッド１７を、シリンダ下方からシリンダ
内部を通してシリンダヘッドの内側に押し当てる。

【００２３】図５に示すとおり、クランパ１６を引き上
げることによってシリンダヘッド部２を引き上げると同
時に、プッシュロッド１７によってシリンダヘッド部２
をシリンダ内側から押し上げることにより、シリンダブ
ロック部１とシリンダヘッド部２を両者の境界部１１、
１２に施された切れ目を起点に破断させ、分割する。

【００２４】このとき、シリンダブロック部１とシリン
ダヘッド部２を破断させて分割したことにより、それぞ
れの破断面１８、１８には微小な凹凸が形成され、互い
に噛合可能な破断面となる。

【００２５】分割したシリンダブロック部１のシリンダ
内壁面４にホーニング加工やクロスハッチ加工等の必要
な加工を行い、同様に、分割したシリンダヘッド部２に
も吸気側バルブガイド８、排気側バルブガイド９やバル
ブシート２０、２０等の必要な加工を行う。

【００２６】加工後、再度、シリンダブロック部１とシ
リンダヘッド部２を、両者の破断面１８、１８で互いに
噛合させて、ヘッドボルト２５、２５によって締結す
る。

【００２７】このとき、シリンダブロック部１とシリン
ダヘッド部２の間にヘッドガスケットを挟み込まない。
これは、シリンダブロック部１とシリンダヘッド部２の
合わせ面は互いに噛合するため、ヘッドガスケットがな
い状態でも両者の密着度が高いためである。

【００２８】また、特開昭６３−５５３４９のように、
シリンダブロックとシリンダヘッドを一体成形し分割す
ることなく製造されたシリンダ構造が知られているが、
一体成形した状態では、シリンダヘッド部にバルブシー
トやバルブガイドの加工を行う時にバルブ角の制約を受
ける等の加工の制約を受けることになる。

【００２９】更に、シリンダブロックとシリンダヘッド
を一体成形した状態で、シリンダ内壁面の上端部までク
ロスハッチ加工を行うためには、図６に示すような、ク
ロスハッチ加工を行うための砥石を逃がすための凹部ｂ
をシリンダ内部上端部に形成する必要がある。しかし、
実際にシリンダ内で燃料の燃焼を行ったときに、この凹
部ｂに未燃ガスが溜まりエミッションの悪化を招くこと
がある。

【００３０】本発明においては、シリンダブロック部１
とシリンダヘッド部２を分割した状態で加工を行うこと
が出来るため、加工に制約を受けることはない。また、
クロスハッチ加工を行うためのシリンダ内部上端部の凹
部ｂも不要となるため、エミッションの悪化を招くこと
もない。

【００３１】

【発明の効果】シリンダヘッドとシリンダブロックとの
合わせ面の密着度が、両者を破断させることによって形
成される破断面の微小な凹凸が互いに噛合することによ
り向上するため、合わせ面の加工やヘッドガスケットが
不要となる。このため、大幅なコストの低減を図ること
が出来る。

【００３２】また、シリンダブロック部とシリンダヘッ
ド部の熱膨張差や組付け誤差等によるボア歪が生じにく
いため、ボアの真円度が向上し、ピストンリングの張力
を低減することが可能となる。このため、シリンダ内壁
面とピストンリングの摩擦抵抗が大幅に低減され、燃料
消費を向上することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシリンダブロック
部とシリンダヘッド部を結合することによって形成され
たシリンダを有するエンジンブロックの概略構成図。

【図２】シリンダヘッド部及びシリンダヘッド部とシリ
ンダブロック部の境界部を説明するための図。

【図３】シリンダブロックとシリンダヘッドを一体成形
した状態を示す図。

【図４】シリンダブロック部とシリンダヘッド部をクラ
ンパによりクランプし、シリンダ内部にプッシュロッド
を通した状態を示す図。

【図５】シリンダブロック部とシリンダヘッド部を破断
させ、分割した状態を示す図。

【図６】シリンダ内部上端部に形成された凹部を説明す
るための図。

【符号の説明】

１ シリンダブロック部 ２ シリンダヘッド部 ４ シリンダ内壁面 ５ 燃焼室 ６ 吸気ポート ７ 排気ポート ８ 吸気側バルブガイド ９ 排気側バルブガイド １０ シリンダ １１ 境界部 １２ 境界部 １３ クランパ １４ クランパ １５ クランパ １６ クランパ １７ プッシュロッド １８ 破断面 ２０ バルブシート ２１ 吸気弁 ２２ 排気弁 ２３ ピストン ２４ ピストンリング ２５ ヘッドボルト ａ 境界部の範囲 ｂ 凹部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一体成形したシリンダブロックとシリン
   ダヘッドとを破断させることで形成したシリンダブロッ
   ク部とシリンダヘッド部とを備え、 前記シリンダブロック部と前記シリンダヘッド部とは、
   それぞれ互いに噛合可能な破断面を有し、 前記シリンダブロック部と前記シリンダヘッド部とを両
   者の破断面で互いに噛合させて結合したことを特徴とす
   るシリンダ構造。
2. 【請求項２】 一体成形したシリンダブロックとシリン
   ダヘッドとを破断させるときは、前記シリンダブロック
   部と前記シリンダヘッド部とを結合することにより形成
   されるシリンダ内部において、ピストンが上死点にある
   ときのピストンリングより上方となる位置、且つ、バル
   ブシートの外周端より下方となる位置で破断させること
   を特徴とする請求項１記載のシリンダ構造。
3. 【請求項３】 シリンダブロックとシリンダヘッドとを
   一体成形する時に、シリンダブロック部とシリンダヘッ
   ド部との境界部に切れ目加工を施した状態で成形し、 その後、両者の境界部に施された切れ目を起点に破断さ
   せることにより互いに噛合可能な破断面を有するシリン
   ダブロック部とシリンダヘッド部とに分割し、 分割したシリンダブロック部とシリンダヘッド部それぞ
   れに必要な加工を行った後、再度、シリンダブロック部
   とシリンダヘッド部とを両者の破断面で互いに噛合させ
   て結合することを特徴とするシリンダの製造方法。