JP2004285904A

JP2004285904A - シリンダブロック

Info

Publication number: JP2004285904A
Application number: JP2003078555A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Ishida; 哲朗石田; Nobuaki Murakami; 信明村上
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 2003-03-20
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2004-10-14

Abstract

【課題】互いに隣接するシリンダの共通壁部の冷却性能を高め、シリンダの熱変形を防止ながらシリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能の向上を図れるシリンダブロックを提供する。
【解決手段】互いに隣接して配列される複数のシリンダ２・・と、これらシリンダの配列方向Ａに沿って形成された冷却水路３ａ，３ｂとを有するシリンダブロック１において、シリンダ間に位置する共通壁部４・・に、シリンダブロック１の材質の融点と熱伝導率よりも高い融点と熱伝導率を有する材質で形成された熱伝導部材５を冷却水路に臨むように配設する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接するシリンダの壁部を共通化された、いわゆるサイアミーズ型のシリンダブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒エンジンにおいては、エンジンの小型化を図るために、各シリンダの隣接する共通壁部を薄くして一体化されたサイアミーズ方式のシリンダブロックが知られている。一般にシリンダブロックにおいては、シリンダ周部の温度のばらつきによる熱変形の低減やシリンダ内ガス温度低減させてノッキングを抑制する観点からもシリンダ周部、特に燃焼室に近い上部温度を低減させることが要望されている。このため冷却水路はシリンダの近傍に形成されている。共通壁部が薄いシリンダブロックの場合、この共通壁部に冷却通路を形成するのが難しいので、共通壁部の上部に機械加工を施して冷却水路に連通するスリットや細い孔を形成し、冷却水路内の冷却水を導入するようにしている。シリンダブロックに冷却水路を形成する場合、冷却通路の外形形状に成型された中子を用いて鋳造する場合がある。一般に冷却水路形成用の中子は、その材質に鋳砂が用いられ、冷却水路をシリンダの周囲に形成するためにリング状に形成されるので、鋳型に装填する際の強度不足が否めず、シリンダの共通壁部の位置に相当する中子の部位に、金属製の補強板を配置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のシリンダブロックの場合、構造上、共通壁部に形成するスリットや孔をシリンダブロックの上部付近にしか形成することができず、ブロックの冷却性能が十分だとはいえなかった。また、冷却水路を形成する中子に設けられた補強部材は、鋳造後に共通壁部内に鋳込まれた形で存在するが、この鋳込まれた補強部材は、中子の補強を主体に想定されているだけであった。
本発明は、互いに隣接するシリンダの共通壁部の冷却性能を高め、シリンダの熱変形を防止ながらシリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能の向上を図れるシリンダブロックを提供することを、その目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明にかかる互いに隣接して配列される複数のシリンダと、これらシリンダの配列方向に沿って形成された冷却水路とを有するシリンダブロックでは、材料に着目し、シリンダ間に位置する共通壁部に、シリンダブロックの材質の融点及び熱伝導率よりも高い融点と熱伝導率を有する材質で形成された熱伝導部材を冷却水路に臨むように配設している。このため、共通壁部の熱は、ブロックの材質よりも高い熱伝導率を有する熱伝導部材によって、冷却水路へと放熱される。
【０００５】
熱伝導部材による冷却性能を高めるためには、熱伝導部材の両側を冷却水路内に突出して設けることとより好ましい。冷却水路を成型する際に用いる中子の、共通壁部に対応する位置に設けられた補強部材を、上述の条件の満たす融点や熱伝導率の材質で構成すると、この補強部材を熱伝導部材として利用できるので、冷却のための新たな構成を中子に設ける必要がなくて好ましい。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において、符号１は、互いに隣接して直接配列される４つのシリンダ２，２・・と、矢印Ａで示すこれらシリンダ２，２・・の配列方向（以下「配列方向Ａ」と記す）に沿って冷却水路３が形成されたシリンダブロックを示す。図２に示すように、シリンダブロック１の上部１Ａには、燃焼室が形成される周知のシリンダヘッドが、シリンダブロック１の下部１Ｂには、エンジンオイルとクランク軸とが収納される周知のクランクケースがそれぞれガスケットを介してボルトによって締結されて取り付けられる。
【０００７】
冷却水路３は、各シリンダ２の外形に沿うように連続して形成されている。このシリンダブロック１は、矢印Ｂで示す配列方向Ａと直交する方向（以下「直交方向Ｂ」と記す）に向かって、互いに隣接するシリンダ間に共通壁部４，４，４がそれぞれ形成されている。各共通壁部４の内部には熱伝導部材５が直交方向Ｂに設けられている。この熱伝導部材５は金属板であり、直交方向Ｂに位置するその両側５ａ，５ｂが直交方向Ｂに位置する冷却水路３ａ，３ｂ内に臨むように各共通壁部４内に設けられている。
【０００８】
熱伝導部材５は、図３に示すように、冷却水路３を成型する際に用いる中子３０の、共通壁部４に対応する部位３１，３２，３３に配置されて、シリンダブロックの鋳造時に各共通壁部４内に鋳込まれる。中子３０は、鋳砂を成型したもので、熱伝導部材５は中子３０に装着されているときには、この中子３０の直交方向Ｂへの潰れを抑える補強部材として機能する。
【０００９】
次に熱伝導部材５とシリンダブロック１との材質特性について説明する。各熱伝導部材５は、シリンダブロック１の材質の融点と熱伝導率よりも高い融点と熱伝導率を有する材質で形成している。このため、各共通壁部４の材質もシリンダブロックの材質となる。
【００１０】
表１を参照に説明すると、例えば、本形態のシリンダブロック１の材質として鋳鉄を選択した場合、熱伝導部材５にはタングステンを主成分とする合金を用いる。タングステンを主成分とする合金は、表１に示すように融点は約３４００℃で熱伝導率が０．４８となる。ブロックの材質である鋳鉄の融点が約１２００℃で熱伝達率が０．０７５〜０．１３程度であるので、両者の熱伝導率には、約４倍程度の差がある。
【００１１】
【表１】

【００１２】
このように熱伝導部材５とシリンダブロック１との材質の関係を規定すると、各共通壁部４の熱は、シリンダブロック１の材質よりも高い熱伝導率を有する熱伝導部材５によって冷却水路３ａ，３ｂへと放熱されるので、各共通壁部４の冷却性能が高まる。このため、シリンダの熱変形を防止しながらシリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能の向上を図ることができる。また、熱伝導部材５は中子３０の補強部材としても機能するので、従来の中子補強板に本形態で提案しているシリンダブロック１の材料との関係を反映させることで、熱伝導部材５として機能させることができ、冷却性能を高めるための新たな構成は不要となり、コスト低減にも貢献することができる。
【００１３】
図４は、各共通壁部４に、少なくとも両側１０ａ，１０ｂの一部を冷却水路３ａ，３ｂ内に突出するように熱伝導部材１０を設けた形態を示す。この熱伝導部材１０の両側１０ａ，１０ｂには直交方向Ｂに向かって突出したフランジ部１１，１１とフランジ部１２，１２が形成されている。各フランジ部１１，１２は、図３に示す中子３０の互いに対面する側壁３０ａ，３０ｂに挿入して、熱伝導部材１０を中子３０に装着する取り付け部である。
【００１４】
例えば、本形態のシリンダブロック１の材質として表１に示すようにアルミ合金を選択した場合、熱伝導部材１０には銅を用いる。銅は、表１に示すように融点は約１１００℃で熱伝導率が０．９４となる。ブロックの材質であるアルミ合金の融点が約７００℃で熱伝達率が０．５３程度であるので、両者の熱伝導率には約２倍の差がある。
【００１５】
このように、熱伝導部材１０の両側１０ａ，１０ｂに設けた各フランジ部１１，１２を冷却水路３ａ，３ｂ内に突出させることで、冷却水への放熱面積がより大きくなり、より各共通壁部４の冷却性能が高まる。よって、シリンダ２の熱変形を防止ながらシリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能の向上をより確実に行える。
【００１６】
【発明の効果】
本発明によれば、共通壁部の熱は、ブロックの材質よりも高い熱伝導率を有する熱伝導部材により冷却水路へと放熱されるので、共通壁部の冷却性能が高まり、シリンダの熱変形を防止ながらシリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能の向上を図ることができる。特に、熱伝導部材の両側を冷却水路内に突出して設けると冷却水への放熱面積がより大きくなり、より各共通壁部の冷却性能が高まり、よりシリンダの熱変形を防止できるとともに、シリンダ内ガス温度が低減し、耐ノック性能の向上を図ることができる。冷却水路を成型する際に用いる中子にも受けられている補強部材を、シリンダブロックの材質よりも高い熱伝導率を有する材質で構成することで、熱伝導部材として機能させることができ、冷却のための新たな構成を中子に設ける必要がなくなりコスト低減となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示すシリンダブロックの平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】熱伝導部材が装着された中子の構成を示す斜視図である。
【図４】共通壁部に設けられた熱伝導部材の別な形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１シリンダブロック
２・・複数のシリンダ
３，３ａ，３ｂ冷却水路
４・・シリンダ間の共通壁部
５，１０熱伝導部材
５ａ，５ｂ、１０ａ，１０ｂ熱伝導部材の両側
１１，１２両側一部
３０中子
Ａシリンダの配列方向

Claims

互いに隣接して配列される複数のシリンダと、これらシリンダの配列方向に沿って形成された冷却水路とを有するシリンダブロックにおいて、
隣接する上記シリンダ間に位置する共通壁部に、前記シリンダブロックの材質の融点と熱伝導率よりも高い融点と熱伝導率を有する材質で形成された熱伝導部材を前記冷却水路に臨むように配設したことを特徴とするシリンダブロック。
請求項１記載のシリンダブロックにおいて、
前記熱伝導部材の少なくとも両側の一部が前記冷却水路内に突出して設けられていることを特徴とシリンダブロック。
請求項１または２記載のシリンダブロックにおいて、
前記熱伝導部材は、前記冷却水路を成型する際に用いる中子の、前記共通壁部に対応する位置に設けられた補強部材であることを特徴とするシリンダブロック。