JP2015163767A - シリンダブロック - Google Patents

Abstract

【課題】気筒間部分に連通溝を設けたシリンダブロックにおいて、連通溝での冷却水の流れを確実化すると共に、連通溝の加工も容易ならしめる。【解決手段】気筒間部分１５の箇所に位置した一対の凹入部１６のうち一方の凹入部１６に、冷却水が連通溝１７に向かうように方向付ける膨出部１８を設けている。このため、連通溝１７に冷却水の流れを形成して、気筒２，３の冷却を確実化できる。膨出部１８には、連通溝１７をフライスカッター２０で加工するに際してできたスリット１９が上向きに開口している。膨出部１８はシリンダブロックの強度には影響しないので、スリット１９が存在しても特段の問題はない。【選択図】図３

Description

本願発明は、内燃機関のシリンダブロックに関し、特に、気筒を周方向に均等に冷却する冷却性に優れたシリンダブロックに関するものである。

水冷式の内燃機関では、シリンダブロックには、気筒を囲うウォータジャケットを上向きに（シリンダヘッドの側に）開口するように設けている。多気筒内燃機関では、ウォータジャケットは、各気筒の内周面との間隔が略同じになるようにして気筒列の外側に形成されており、このため、ウォータジャケットは、気筒列を挟んで（クランク軸線を挟んで）両側に位置した２条のジャケット溝から成っており、両ジャケット溝の間隔は隣り合った気筒の間の箇所において最も狭くなっている。

そして、各気筒の冷却の均一化を向上させるため、隣り合った気筒の間（気筒間部分）にスリット状の連通溝を形成することにより、各気筒を全周から冷却することが行われている（例えば特許文献１）。

また、特許文献２には、連通溝を備えていないシリンダブロックにおいて、ウォータジャケットのうちボア間部分の箇所を、シリンダヘッド１とこれに接合された閉塞部材とで構成して、ウォータジャケットの溝幅を部分的に狭くすることで、隣り合った気筒の部分に冷却水を強く当てるようにした構成が開示されている。

特開平１０−１２２０３３号公報 特開２０１２−６２７６４号公報

特許文献１のように連通溝を設けるのは気筒を全周にわたって均等に冷却する上で好ましいが、隣り合った気筒の間隔は狭いため、連通溝の幅幅にもおのずと限界があって大きくすることはできず、このため、冷却水が連通溝に溜まったままになって流れずに、気筒の冷却性能を発揮できないおそれがある。

さりとて、特許文献２のように別部材を設けて冷却水を連通溝に向かわせるのでは、構造が著しく複雑化してコストが嵩むことになる。

本願発明はこのような現状を改善すべく成されたもので、気筒間部分に連通溝を設けていることを前提にして、連通溝の機能を簡単な構成で確実化して、気筒を全周にわたってできるだけ均等に冷却できるようにせんとするものである。

本願発明は、複数の気筒よりなる気筒列の外側に、それら気筒列を囲うウォータジャケットが、当該ウォータジャケットの内周面と各気筒の内面との間隔が略同じになるようにして上向き開口するように形成されており、このため、前記ウォータジャケットは、前記気筒列を挟んで一方の側と他方の側とに位置した２条のジャケット溝から成っていて、両ジャケット溝の間隔は隣り合った気筒の間の箇所において最も狭くなっており、更に、隣り合った気筒の間の部分に、前記両ジャケット溝に連通したスリット状の連通溝を上向きに開口するように形成している、という基本構成である。

そして、請求項１の発明では、前記一方のジャケット溝のうち気筒間部分の外側の部分の外周面に、当該一方のジャケット溝を流れてきた冷却水を前記連通溝に向かわせるよう連通溝に向けて突出した膨出部を一体に設けている。

請求項２の発明は、請求項１において、前記膨出部には、前記連通溝の延長線上に位置したスリットが形成されており、前記連通溝とスリットとは、１枚のフライスカッターで同時に切削加工されている。

請求項２の具体例として請求項３では、前記膨出部の上面はシリンダブロックの上面と同一面を成しており、フライスカッターを、その切り刃が他方のジャケット溝の側から進入して前記膨出部から逃げるように回転させている。

本願発明では、一方のジャケット溝から連通溝への冷却水の流れ込みが膨出部によってガイドされるため、連通溝に冷却水が滞留したままになることを防止して、連通溝を挟んで両側に位置した気筒を全周に亙って略均等に冷却することを実現できる。このため、熱膨張しても気筒の真円度を維持して、ピストンの摺動抵抗を低減したりブローバイガスを抑制したりすることができるのであり、延いては、出力のアップと燃費の改善に貢献できる。

しかも、ジャケット溝に膨出部を一体に設けるだけの簡単な構成であるため、コストが嵩むこともない。

シリンダブロックは一般に鋳造で製造されており、従って、連通溝を備えた状態にシリンダブロックを成形することも可能であるが、連通溝の溝幅は小さいため、鋳造によって連通溝を高い精度に形成することはかなり難しい。また、鋳肌は粗雑面になっているのが普通であるため、冷却水の流れ抵抗が大きくなるおそれもある。

これらの問題は、連通溝をフライスカッターによって切削加工することで解消できるが、連通溝はできるだけ均等の深さが好ましいことから、外径が小さいフライスカッターを使用すると、切削加工に際しては、フライスカッター又はシリンダブロックを気筒列と直交した方向に移動させねばならず、このため生産性が悪いという問題がある。

これに対して請求項２の構成を採用すると、膨出部までかかる大径のフライスカッターを使用することで、連通溝をおおよそ等しい深さに一度で加工できる。従って、生産性に優れている。そして、膨出部はシリンダブロックの強度には影響しないため、膨出部にスリットが存在しても特段の問題はなく、むしろ、軽量化に貢献できる。

さて、連通溝をフライス加工で形成した場合、フライスカッターの逃げ位置にバリが発生することがあり、このバリは除去する必要であり、人手でバリを除去するのは手間である。他方、シリンダブロックの上面は高い平面度が必要であることから、鋳造後にフライス加工等で平坦に切削加工されるが、請求項３の構成を採用すると、先に連通溝を加工してからシリンダブロックの平面切削を行うことで、膨出部の箇所にバリか発生しても、シリンダブロックの平面切削加工によってバリを除去できるため、バリ取りの手間を省くことができる。

実施形態に係るシリンダブロックの図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視側面図である。 図１（Ｂ）のII-II 視断面図である。 図１（Ａ）の要部拡大図である。 加工方法を付加した状態での図３の IV-IV視断面図である。

次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は３気筒用内燃機関に適用しており、このため、シリンダブロック１には、第１〜第３の３つの気筒（気筒）２，３，４が上向きに開口している。また、シリンダブロック１の上面には、気筒２，３，４の群を囲うエンドレスのウォータジャケット５が形成されている。敢えて述べるまでもないが、各気筒２，３，４は、クランク軸線６の方向に並んでいる。各気筒２，３，４の内面はシリンダライナーで構成されている。

ウォータジャケット５は気筒２，３，４の群を囲っているので、気筒２，３，４の群を挟んで一方の側に位置した第１ジャケット溝７と、他方の側に位置した第２ジャケット溝８とから成っており、両者は端部において連続している。

シリンダブロック１の上面のうち、第１気筒２を挟んで片側でかつウォータジャケット５よりも外側の部位には、シリンダヘッド９のジャケットに連通したサブジャケット１０が開口しており、サブジャケット１０の底部には、図２のとおり、シリンダブロックの一側面１ａに開口した入口穴１１が連通している。シリンダブロックの一側面１ａにはウォータポンプ１２が固定されており、ウォータポンプ１２の吐出口１３は入口穴１１に連通している。

そして、サブジャケット８とウォータジャケット５とを隔てる壁に上下２つの連通穴１４を空けることにり、ウォータジャケット５に冷却水を導いている。従って、ウォータジャケット５には、第１気筒２の近傍から冷却水が圧送される。

ウォータジャケット５を構成する両ジャケット溝７，８の内周面７ａ，８ａはおおむね各気筒２，３，４と等しい間隔になっているので、両ジャケット溝７，８は、隣り合った気筒２，３，４の箇所では最も間隔が狭く成っている。換言すると、両ジャケット溝７，８は、隣り合った気筒２，３，４の間の箇所では、平面視で気筒間部分１５に向けて入り込んだ凹入部１６になっている。そして、気筒間部分１５には、両凹入部１６に連通した連通溝１７を形成している。

ジャケット溝７，８は各凹入部１６の箇所で流れ方向が大きく変わるため、凹入部１６の溝幅Ｗ１（図３参照）を他の部位の溝幅Ｗ２よりも大きくすることで、冷却水の流れの円滑化を図っているが、凹入部１６の溝幅Ｗ１が広いことで、冷却水が連通溝１７に流入せずに素通りしてしまことがある。

そこで、第１ジャケット溝７における凹入部１６のうち、第１気筒２と第２気筒３との間の凹入部１６の外周面に、気筒間部分１５に向けて突出した平面視山形の膨出部１８を一体に設けている。これにより、凹入部１６に向けてきた冷却水は連通溝１７に向かうように方向付けられて、冷却水が連通溝１７を流れて反対側の凹入部１６に向かう。その結果、第１及び第３の気筒２，３の周囲を均等に冷却できる。

図４に示すように、連通溝１７はジャケット溝７，８よりは浅くて、気筒間部分１５の上部のみに形成しており、かつ、気筒２，３，４の並び方向（クランク軸線方向）から見て、上向き凹の円弧形状になっている。かつ、膨出部１８にも連通溝１７と同じ溝幅のスリット１９が形成されており、連通溝１７とスリット１９とは、１枚のフライスカッター２０で同時に切削加工されている。

従って、連通溝１７とスリット１０とは、曲率半径の中心２１を共通にした同じ曲率の円弧形状になっている。膨出部１８と反対側の凹入部１６は広幅になっているため、フライスカッター２０は接触しない。また、第２気筒３と第３気筒３との間の気筒間部分１５の連通溝１７も、膨出部１８のスリット１９を加工するものと同じ外径のフライスカッター２０で加工されている。

以上のとおり、フライスカッター２０は膨出部１８まで切削する外径であるため、フライスカッター２０を移動させたりシリンダブロック１を移動させたりして切削することなく、単にフライスカッター２０を下降又はシリンダブロックを上昇させるだけの簡単な行程で、連通溝１７をできるだけ均等な深さにして加工できるのである。しかも、膨出部１８にスリット１９を設けても強度上の問題はなく、むしろ、軽量化に貢献できる。

また、図示のように、フライスカッター２０を、膨出部１８を設けていない凹入部１６の側から進入するように回転させると、バリは膨出部１８の縁に出るが、このバリはシリンダブロックの上面をフライス加工等で平面に切削するに際して除去されるため、バリ取りの手間も省くことができる。

上記の説明では第１及び第２の気筒２，３の間の凹入部１６に膨出部１８を設けたが、図１に一点鎖線で示すように、他の凹入部１６にも膨出部１８を設けることは可能である。この場合、膨出部１８を設けた凹入部１６から他方の凹入部１６に向けて冷却水が流れるように、２つの凹入部１６の間で冷却水の圧力又は流速に違いがあるのが好ましい。逆に述べると、各凹入部１６の対の箇所にそれぞれ膨出部１８を設けた状態で、連通溝１７に冷却水がスムースに流れるように、ウォータジャケット５の全体の流れを設定するのが好ましい。

また、膨出部は図示した実施形態に対称形状の山形である必要はなく、平面視直角三角形状の形態にして凹入部のうち冷却水の流れ方向の上流部の側にずらして配置してもよい（凹入部のセンターを通るフライスカッターが触れないように、上流側にずらして配置する。）。

本願発明は、シリンダブロックに具体化できる。従って、産業上利用できる。

１ シリンダブロック
２，３，４ 気筒
５ ウォータジャケット
７，８ ジャケット溝
１５ 気筒間部分
１６ 凹入部
１７ 連通溝
１８ 膨出部
１９ スリット
２０ フライスカッター
２１ 連通溝及びスリットの曲率半径の中心

Claims (3)

1. 複数の気筒よりなる気筒列の外側に、それら気筒列を囲うウォータジャケットが、当該ウォータジャケットの内周面と各気筒の内面との間隔が略同じになるようにして上向き開口するように形成されており、このため、前記ウォータジャケットは、前記気筒列を挟んで一方の側と他方の側とに位置した２条のジャケット溝から成っていて、両ジャケット溝の間隔は隣り合った気筒の間の箇所において最も狭くなっており、更に、隣り合った気筒の間の部分に、前記両ジャケット溝に連通したスリット状の連通溝を上向きに開口するように形成している構成であって、
   前記一方のジャケット溝のうち気筒間部分の外側の部分の外周面に、当該一方のジャケット溝を流れてきた冷却水を前記連通溝に向かわせるよう連通溝に向けて突出した膨出部を一体に設けている、
   シリンダブロック。
2. 前記膨出部には、前記連通溝の延長線上に位置したスリットが形成されており、前記連通溝とスリットとは、１枚のフライスカッターで同時に切削加工されている、
   請求項１に記載したシリンダブロック。
3. 前記膨出部の上面はシリンダブロックの上面と同一面を成しており、フライスカッターを、その切り刃が他方のジャケット溝の側から進入して前記膨出部から逃げるように回転させている、
   請求項２に記載したシリンダブロック。

Images