JP2020176611A - シリンダライナおよびシリンダライナの密封構造 - Google Patents
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Abstract
Description
なお、特許文献1には、キャビテーションの発生によるシリンダライナの損傷を防止するために、シリンダライナにメッキ処理を施すことが開示されているだけで、キャビテーションの発生を抑制する手段については、何ら開示していない。
内燃機関のシリンダブロックに装着されるとともに、軸方向に沿ってピストンを摺動可能に収容するシリンダライナであって、
上記シリンダブロックの内周面との間に冷却水通路を形成するように構成された小径部と、
上記小径部に上記軸方向に隣接して配置されるとともに、上記小径部よりも大径に形成された大径部と、
上記大径部の外周面に周方向に沿って環状に形成された少なくとも一つのシール溝と、を備え、
上記大径部は、
上記軸方向において最も上記冷却水通路側に位置するシール溝である冷却水通路側シール溝と上記冷却水通路との間に形成される一方側壁部と、
上記軸方向において上記冷却水通路側シール溝よりも上記冷却水通路から離れた側に位置する他方側壁部と、を含み、
上記一方側壁部は、上記ピストンのスラスト方向を含む周方向の少なくとも一部において、上記他方側壁部よりも上記シリンダブロックの上記内周面との間隔が大きくなるように構成された。
上記(5)の構成によれば、バックアップリングは、Oリングよりも冷却水通路側に配置され、且つ、ピストンのスラスト方向を含む方向の少なくとも一部において、一方側壁部よりもシリンダブロックの内周面との間隔が小さくなるように構成されているので、シリンダブロックにシリンダライナを装着する際に、Oリングが冷却水通路側シール溝から抜け出すことを防止することができる。よって、上記バックアップリングは、シリンダブロックにシリンダライナを装着する際の作業性を向上させることができる。
内燃機関のシリンダブロックに装着されるとともに、軸方向に沿ってピストンを摺動可能に収容するシリンダライナであって、
上記シリンダブロックの内周面との間に冷却水通路を形成するように構成された小径部と、
上記小径部に上記軸方向に隣接して配置されるとともに、上記小径部よりも大径に形成された大径部と、
上記大径部の外周面に周方向に沿って環状に形成された少なくとも一つのシール溝と、を備え、
上記大径部は、
上記軸方向において最も上記冷却水通路側に位置するシール溝である冷却水通路側シール溝と上記冷却水通路との間に形成される一方側壁部を含み、
上記一方側壁部は、上記冷却水通路に面する冷却水通路側面であって、上記ピストンのスラスト方向を含む周方向の少なくとも一部において、上記シール溝から離れるにつれて上記シリンダブロックの上記内周面との距離が次第に大きくなるように形成された冷却水通路側面を有する。
内燃機関のシリンダブロックに装着されるシリンダライナの密封構造であって、
上記シリンダブロックと、
上記(1)〜(7)の何れかに記載のシリンダライナと、
上記冷却水通路側シール溝に装着されるシール部材と、を備える。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
図1に示されるように、シリンダライナ1は、シリンダライナ1の軸線LAの延在する方向に沿って延在する円筒形状を有し、内燃機関10のシリンダブロック12に装着される。以下、シリンダライナ1の軸線LAの延在する方向を「軸方向」とし、軸方向に直交する方向を「径方向」とする。
内燃機関10の運転時において、ピストン14は、軸方向に沿った往復運動を行う。ピストン14の往復運動は、ピストンピン15およびコンロッド16により、クランクシャフト17の回転運動に変換される。
図1に示されるように、シリンダライナ1は、シリンダブロック12の内周面121との間に冷却水通路13を形成するように構成された小径部2と、小径部2に軸方向に隣接して配置されるとともに、小径部2よりも大径に形成された大径部3と、大径部3の外周面31に軸線LA周りの周方向に沿って環状に形成された少なくとも一つのシール溝6と、を含む。
図示される実施形態では、シール溝6は、図2〜4に示されるように、軸方向において最も冷却水通路13側(図中上側)に位置する通路近傍側側面61と、通路近傍側側面61よりも軸方向における冷却水通路13から離れた側に位置する通路遠方側側面62と、通路近傍側側面61の内周端と通路遠方側側面62の内周端とを繋ぐ底面63と、を含む。通路近傍側側面61および通路遠方側側面62の夫々は、軸方向に直交(交差)する方向に沿って延在している。底面63は、軸方向に沿って延在している。
図示される実施形態では、図2〜4に示されるように、上記距離D1は、周方向の全周において、距離D1に対応する周方向位置における上記距離D2よりも小さくなるように構成されている。
図5に示されるように、比較例にかかるシリンダライナの密封構造11Aにおける一方側壁部4Aは、周方向の全周において、シリンダブロック12の内周面121との間隔が他方側壁部5と同じになるように構成されている。つまり、図5に示されるように、上記距離D1(D4)は、周方向の全周において、上記距離D1に対応する周方向位置における上記距離D2と同じ長さを有している。
幾つかの実施形態では、図6に示されるように、一方側壁部4は、ピストン14のスラスト方向Tを含む周方向の一部において、他方側壁部5よりもシリンダブロック12の内周面121との間隔が大きくなるように構成されている。
或る実施形態では、所定角度θ1、θ2の夫々は、30度以上である。所定角度θ1、θ2の夫々は、好ましくは45度以上、さらに好ましくは60度以上である。
幾つかの実施形態では、上述した一方側壁部4は、図7に示されるように、周方向の全周において、他方側壁部5よりもシリンダブロック12の内周面121との間隔が大きくなるように構成された。
図示される実施形態では、図7に示されるように、一方側壁部4は、スラスト方向Tおよび反スラスト方向ATを含む周方向の全周において、上述した短小部44が形成されている。
冷却水通路側面42Bとシリンダブロック12の内周面121との間の径方向における距離をD6とする。上記距離D6は、軸方向における一端P1から他端P2に向かうにつれて、距離D1(D5)と同じ長さから次第に長くなり、最終的には距離D3と同じ長さになる。
なお、本実施形態では、後述するように独立して実施可能である。
図示される実施形態では、上記距離D7は、ピストン14のスラスト方向Tを含む周方向の少なくとも一部において、上記距離D1(D5)よりも短くなるように構成された。また、バックアップリング82は、厚さ方向における一方側の面822が上述した通路近傍側側面61に当接し、厚さ方向における他方側の面823が上述したOリング81に当接している。
上記の構成によれば、バックアップリング82は、Oリング81よりも冷却水通路13側に配置され、且つ、ピストン14のスラスト方向Tを含む方向の少なくとも一部において、一方側壁部4よりもシリンダブロック12の内周面121との間隔が小さくなるように構成されているので、シリンダブロック12にシリンダライナ1を装着する際に、Oリング81が冷却水通路側シール溝6Aから抜け出すことを防止することができる。よって、バックアップリング82は、シリンダブロック12にシリンダライナ1を装着する際の作業性を向上させることができる。
2 小径部
21 外周面
3 大径部
31 外周面
4,4A 一方側壁部
41 外周面
42,42A〜42C 冷却水通路側面
44 短小部
45,46 段差面
47 同径部
5 他方側壁部
51 外周面
6 シール溝
6A 冷却水通路側シール溝
61,61A 通路近傍側側面
62,62A 通路遠方側側面
63 底面
7 内周面
8 シール部材
81 Oリング
82 バックアップリング
821 外周面
10 内燃機関
11 シリンダライナの密封構造
11A 比較例にかかるシリンダライナの密封構造
12 シリンダブロック
121 内周面
13 冷却水通路
13A 冷却水狭小通路
13B,13C 冷却水連絡通路
14 ピストン
15 ピストンピン
16 コンロッド
17 クランクシャフト
AT 反スラスト方向
C1 回転中心
D1〜D8 距離
F スラスト力
LA,LB 軸線
T スラスト方向
Claims (8)
- 内燃機関のシリンダブロックに装着されるとともに、軸方向に沿ってピストンを摺動可能に収容するシリンダライナであって、
前記シリンダブロックの内周面との間に冷却水通路を形成するように構成された小径部と、
前記小径部に前記軸方向に隣接して配置されるとともに、前記小径部よりも大径に形成された大径部と、
前記大径部の外周面に周方向に沿って環状に形成された少なくとも一つのシール溝と、を備え、
前記大径部は、
前記軸方向において最も前記冷却水通路側に位置するシール溝である冷却水通路側シール溝と前記冷却水通路との間に形成される一方側壁部と、
前記軸方向において前記冷却水通路側シール溝よりも前記冷却水通路から離れた側に位置する他方側壁部と、を含み、
前記一方側壁部は、前記ピストンのスラスト方向を含む周方向の少なくとも一部において、前記他方側壁部よりも前記シリンダブロックの前記内周面との間隔が大きくなるように構成された
シリンダライナ。 - 前記一方側壁部は、前記周方向の全周において、前記他方側壁部よりも前記シリンダブロックの前記内周面との間隔が大きくなるように構成された
請求項1に記載のシリンダライナ。 - 前記一方側壁部は、前記冷却水通路に面する冷却水通路側面であって、前記ピストンの前記スラスト方向を含む周方向の少なくとも一部において、前記シール溝から離れるにつれて前記シリンダブロックの前記内周面との距離が次第に大きくなるように形成された冷却水通路側面を有する
請求項1又は2に記載のシリンダライナ。 - 前記冷却水通路側面は、前記周方向の全周において、前記シール溝から離れるにつれて前記シリンダブロックの前記内周面との距離が次第に大きくなるように形成された
請求項3に記載のシリンダライナ。 - 前記冷却水通路側シール溝に装着されるシール部材をさらに備え、
前記シール部材は、
Oリングと、
前記Oリングよりも前記冷却水通路側に配置されるバックアップリングであって、前記ピストンの前記スラスト方向を含む前記周方向の少なくとも一部において、前記一方側壁部よりも前記シリンダブロックの前記内周面との間隔が小さくなるように構成されたバックアップリングと、を含む
請求項1乃至4の何れか1項に記載のシリンダライナ。 - 内燃機関のシリンダブロックに装着されるとともに、軸方向に沿ってピストンを摺動可能に収容するシリンダライナであって、
前記シリンダブロックの内周面との間に冷却水通路を形成するように構成された小径部と、
前記小径部に前記軸方向に隣接して配置されるとともに、前記小径部よりも大径に形成された大径部と、
前記大径部の外周面に周方向に沿って環状に形成された少なくとも一つのシール溝と、を備え、
前記大径部は、
前記軸方向において最も前記冷却水通路側に位置するシール溝である冷却水通路側シール溝と前記冷却水通路との間に形成される一方側壁部を含み、
前記一方側壁部は、前記冷却水通路に面する冷却水通路側面であって、前記ピストンのスラスト方向を含む周方向の少なくとも一部において、前記シール溝から離れるにつれて前記シリンダブロックの前記内周面との距離が次第に大きくなるように形成された冷却水通路側面を有する
シリンダライナ。 - 前記冷却水通路側面は、前記周方向の全周において、前記シール溝から離れるにつれて前記シリンダブロックの前記内周面との距離が次第に大きくなるように形成された
請求項6に記載のシリンダライナ。 - 内燃機関のシリンダブロックに装着されるシリンダライナの密封構造であって、
前記シリンダブロックと、
請求項1乃至7の何れか1項に記載のシリンダライナと、
前記冷却水通路側シール溝に装着されるシール部材と、を備える
シリンダライナの密封構造。
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