JP2513805Y2 - シリンダライナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は溝付シリンダライナに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりエンジンの冷却には通常冷却水
を使用し、乾式ライナの場合にはシリンダブロックに冷
却水通路を設け、湿式ライナの場合にはシリンダブロッ
クのボア部内周面に設けた凹所とライナ外周面とで形成
する通路に冷却水を流し、ライナの下部から上部更には
シリンダヘッドにも循環させてエンジンの冷却を行って
いる。

【０００３】しかしながら、近年、エンジンの性能向上
が必須の要件となり、燃焼室での発生熱量も増大し、燃
焼室近傍のライナ上部の温度がかなり高いものとなって
いる。したがって、コンパクトでしかも高速高荷重のエ
ンジンを設計する上で従来のシリンダの冷却構造では、
特に燃焼室近傍のライナ上部が充分に冷却できないとい
う問題が生じてきた。

【０００４】これに対応するために、ライナ外周面に複
数個の環状溝が形成され、前記複数個の環状溝は複数個
の環状溝群に分けられ、複数個の環状溝の集合した環状
溝群には環状溝同士を連通させるとともに冷却液の出口
と入口をなす２本の軸方向溝がライナ外周面に形成さ
れ、隣接する環状溝群は冷却液の出口と入口とが直列に
連通し、各環状溝群における環状溝と軸方向溝の総断面
積がライナ軸方向の下部から上部に向けて小さくなって
いるシリンダライナが提案された。

【０００５】上記において、ライナ上部から下部に向か
う冷却液の流れを説明すると、環状溝群の環状溝を通じ
てライナ外周を周方向に流れた後、その環状溝群の出口
をなす軸方向溝から、隣接する次段の環状溝群の入口を
なす軸方向溝へ移り、この軸方向溝から環状溝群の環状
溝に流入し、ライナ外周を周方向に流れた後、上記と同
様にして、順次隣接する下方の環状溝群に冷却液が移動
する。

【０００６】この際、各環状溝群における環状溝と軸方
向溝の総断面積がライナ下部から上部に向かって小さく
なっているので、ライナ上部の環状溝群の方が流速が大
きくなり、ライナ上部の冷却液の熱伝達係数が大きくな
って、ライナ上部の冷却能力が高くなり、ライナ軸方向
における温度勾配（上部で高く、下部で低い）に対応し
た適切な冷却を行うものである。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなものにあって、冷却液が、環状溝群の出口をなす軸
方向溝から、隣接する次段の環状溝群の入口をなす軸方
向溝へ移り、この軸方向溝から環状溝群の複数個の環状
溝に流入する際、冷却液は環状溝群の上部の環状溝に比
べて下部の環状溝に流入する量が多くなりやすい。この
ため、各環状溝群においてライナ軸方向における適切な
冷却に問題となる。

【０００８】本考案は以上の事情に鑑みてなされたもの
で、軸方向溝から環状溝群の複数個の環状溝に冷却液が
流入する際、上部の環状溝に冷却液が流入しやすくし、
各環状溝群においてライナ軸方向における冷却を適切に
行えるようにすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案の構成は、ライナ
外周面に複数個の環状溝が形成され、前記複数個の環状
溝は複数個の環状溝群に分けられ、複数個の環状溝の集
合した環状溝群には環状溝同士を連通させるとともに冷
却液の出口と入口をなす２本の軸方向溝がライナ外周面
に形成され、隣接する環状溝群は冷却液の出口と入口と
が直列に連通し、各環状溝群における環状溝と軸方向溝
の総断面積がライナ軸方向の下部から上部に向けて小さ
くなっているシリンダライナにおいて、前記入口をなす
軸方向溝の周方向の幅が軸方向溝の下部から上部に向け
て広くなっていることを特徴とする。

【００１０】上記複数個の環状溝群は、各環状溝群が複
数個の環状溝の集合したものでもよいし、あるいはライ
ナ上端側から数えて第１番目の環状溝群は１個の環状溝
からなり、残りの環状溝群が複数個の環状溝の集合した
ものであるものでもよい。

【００１１】そして、環状溝群の数は２、３、あるいは
４以上である。

【００１２】

【作用】ライナ上部から下部に向かう冷却液の流れを説
明すると、環状溝群の環状溝を通じてライナ外周を周方
向に流れた後、その環状溝群の出口をなす軸方向溝か
ら、隣接する次段の環状溝群の入口をなす軸方向溝へ移
り、この軸方向溝から環状溝群の環状溝に流入し、ライ
ナ外周を周方向に流れた後、上記と同様にして、順次隣
接する下方の環状溝群に冷却液が移動する。

【００１３】この際、冷却液が、環状溝群の出口をなす
軸方向溝から、隣接する次段の環状溝群の入口をなす軸
方向溝へ移り、この軸方向溝から環状溝群の複数個の環
状溝に流入する際、前記入口をなす軸方向溝の周方向の
幅が、軸方向溝の上部の方が下部よりも広くなっている
ので、冷却液は軸方向溝から環状溝群の上部の環状溝に
円滑に流入していき、各環状溝群においてライナ軸方向
における冷却が適切に行われる。

【００１４】

【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１５】直列４気筒９６馬力のディーゼルエンジン
において、内径８４ｍｍφ、行程８９ｍｍのシリンダラ
イナの外周面に冷却液溝を形成した。

【００１６】即ち、図１〜図２に示すように、シリンダ
ライナ１は上端に鍔部２を備え、この鍔部２の下方のラ
イナ外周面３に、軸方向に間隔をおいて１８個の環状溝
４を形成する。そして、これらの環状溝４は３つの環状
溝群に分けられる。

【００１７】この３つの環状溝群は、ライナ上端側の第
１番目の環状溝４から第４番目の環状溝４までの第１環
状溝群４Ａ、第５番目の環状溝４から第１０番目の環状
溝４までの第２環状溝群４Ｂ、第１１番目の環状溝４か
ら最後の第１８番目の環状溝４までの第３環状溝群４Ｃ
からなる。

【００１８】そして第１環状溝群４Ａには、ライナ周方
向の１８０度離れた２つの位置に、環状溝４同士を連通
させる２本の軸方向溝５，６が形成され、一方の軸方向
溝５が冷却液の入口をなし、他方の軸方向溝６が冷却液
の出口をなす。

【００１９】同様に、第２環状溝群４Ｂにも、第１環状
溝群４Ａの軸方向溝５，６と周方向において同一の２つ
の位置に、環状溝４同士を連通させる２本の軸方向溝
７，８が形成され、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口側
に位置する軸方向溝７が冷却液の入口をなし、他方の軸
方向溝８が冷却液の出口をなす。

【００２０】また、第３環状溝群４Ｃにも、同様に、第
２環状溝群４Ｂの軸方向溝７，８と周方向において同一
の２つの位置に、環状溝４同士を連通させる２本の軸方
向溝９，１０が形成され、第２環状溝群４Ｂの冷却液の
出口側に位置する軸方向溝９が冷却液の入口をなし、他
方の軸方向溝１０が冷却液の出口をなす。

【００２１】そして、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口
をなす軸方向溝６と、第２環状溝群４Ｂの冷却液の入口
をなす軸方向溝７とは、これらの軸方向溝６，７と周方
向において同一の位置に設けられた軸方向溝１１で直列
に連通されている。

【００２２】また、同様に、第２環状溝群４Ｂの冷却液
の出口をなす軸方向溝８と、第３環状溝群４Ｃの冷却液
の入口をなす軸方向溝９とは、これらの軸方向溝８，９
と周方向において同一の位置に設けられた軸方向溝１２
で直列に連通されている。

【００２３】そして、上記環状溝４はライナ１の軸線に
垂直な面内に形成されて矩形断面をなし、幅及び深さは
全て同一であり、また軸方向溝５，６，７，８，９，１
０，１１，１２はライナ１の軸線と平行に設けられて矩
形断面をなし、深さは全て同一である。そして、冷却液
の出口をなす軸方向溝６，８，１０はその周方向の幅が
軸方向において同一の幅をなすが、冷却液の入口をなす
軸方向溝５，７，９は各溝５，７，９において周方向の
幅が軸方向において同一でなく、各溝５，７，９の下部
で狭く、上部で広いＶ字状をなしており、各溝５，７，
９は下部から上部に向かって幅が漸次広くなっている。
出口と入口を連通する軸方向溝１１，１２は軸方向にお
いて同一の幅である。そして入口をなす軸方向溝５，
７，９の最下端の幅と、出口をなす軸方向溝６，８，１
０の幅と、出口と入口を連通させる軸方向溝１１，１２
の幅は同一である。

【００２４】ライナ外周面３の下部には排出溝が形成さ
れている。即ち、ライナ１の外周面３において、第３環
状溝群４Ｃの出口をなす軸方向溝１０の下端に接続しそ
の軸方向溝１０の延長線上に配置する軸方向溝１３と、
これの下端に接続しライナ１の軸線に垂直な面内に形成
されている環状溝１４と、これに上端が接続しライナ１
の下端まで延びライナ１の軸線と平行に設けられた軸方
向溝１５とからなる。そしてライナ下端まで延びる軸方
向溝１５は２個設けられ、周方向において互いに１８０
度離れた位置に配置している。そしてそれらの周方向位
置は、前記各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃに形成された入
口をなす軸方向溝５，７，９と出口をなす軸方向溝６，
８，１０に対してそれぞれ略６０度同一方向にずれた位
置に配置しており、後述するシリンダブロック１６への
装着時は、クランクシャフトの主軸線上に配置する。

【００２５】そして軸方向溝１３，１５は矩形断面をな
し、幅及び深さは前記環状溝群の出口をなす軸方向溝
６，８，１０と同一であり、また環状溝１４は矩形断面
をなし、深さは前記環状溝群の環状溝４と同一である
が、幅が３〜５倍をなす。

【００２６】なお、これらの排出溝１３，１４，１５
は、冷却液として冷却油を使用し、それをオイルパンに
排出するために形成したものであり、例えば冷却液とし
て冷却水を使用する場合には、シリンダブロックに設け
た排出路に冷却水が流出するように構成する。勿論、冷
却油の場合もシリンダブロックの排出路に流出させるよ
うに構成してもよい。

【００２７】このシリンダライナ１がシリンダブロック
１６（図２参照）のボア部に嵌装され、このボア部内周
面１７と前記ライナ１の溝４〜１５とで画定される空間
が冷却液流路１８をなす。この場合、シリンダライナ１
は、ライナ下端まで延びる軸方向溝１５がクランクシャ
フトの主軸線Ｘ（図３参照）上に配置するように装着さ
れる。したがって、ライナ１の冷却液の入口をなす軸方
向溝５は、クランクシャフト主軸線Ｘ上から略６０度ず
れた周方向位置に配置する。そしてこの軸方向溝５に接
続する冷却液の供給路１９（図３参照）が、シリンダブ
ロック１６の側面から横方向に設けられて前記軸方向溝
５へ直線的に延びている。このようにして、シリンダブ
ロック１６のボア部間の横位置に設けられたライナ締結
用のボルト孔２０（図３参照）をよけた位置に、冷却液
の供給路１９を直線的に設けることができるので、シリ
ンダブロック１６に設ける冷却液の供給路１９の形成が
容易である。

【００２８】したがって、シリンダブロック１６の冷却
液の供給路１９を通って、図１に示すように、シリンダ
ライナの第１環状溝群４Ａの入口をなす軸方向溝５に流
入した冷却油は、第１環状溝群４Ａの環状溝４を１８０
度反対側の方へ流れていき、第１環状溝群４Ａの出口を
なす軸方向溝６から第２環状溝群４Ｂの入口をなす軸方
向溝７へ流入する。

【００２９】そして、第２環状溝群４Ｂの環状溝４を１
８０度反対側の方へ流れていき、第２環状溝群４Ｂの出
口をなす軸方向溝８から第３環状溝群４Ｃの入口をなす
軸方向溝９へ流入する。

【００３０】そして、第３環状溝群４Ｃの環状溝４を１
８０度反対側の方へ流れていき、第３環状溝群４Ｃの出
口をなす軸方向溝１０からそれに連続する軸方向溝１３
に入り、環状溝１４に流入して、環状溝１４を周方向に
流れて最下端の２つの軸方向溝１５から図示外のクラン
クシャフトの主軸上に落下した後、図示外のオイルパン
に流れ落ちる。

【００３１】以上の場合、３つの環状溝群４Ａ，４Ｂ，
４Ｃにおける冷却液の流路の総断面積は２：３：４の比
率となり、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃを流れる冷却液
の流速は、下部の第３環状溝群４Ｃよりも中央部の第２
環状溝群４Ｂの方が大きく、中央部の第２環状溝群４Ｂ
よりも上部の第１環状溝群４Ａの方が大きくなる。

【００３２】したがって、ライナ上部にいくほど冷却液
の熱伝達係数は大きくなり、冷却能力が大きくなって、
ライナ軸方向の温度勾配に対応した適切な冷却が行われ
る。

【００３３】そして、本案にあっては、更に、冷却液の
入口をなす軸方向溝５，７，９の幅が下部で狭く、上部
で広いＶ字状をなしているので、各軸方向溝５，７，９
から各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃの複数個の環状溝４へ
冷却液が流入する際、冷却液は各環状溝群４Ａ，４Ｂ，
４Ｃの上部の環状溝４へ円滑に流入していく。したがっ
て、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃにおいて、ライナ軸方
向における冷却を適切に行うことができる。

【００３４】なお、上記実施例では溝の断面形状を矩形
としたが、これに限ることはなく、例えばＶ字形、半円
形などであってもよく特に制限はない。しかし伝熱面積
を大きくするためには本実施例のように矩形や正方形が
望ましい。

【００３５】また、上記実施例ではライナ軸方向に間隔
をおいて複数個形成した環状溝を、３つの環状溝群に分
けて、各環状溝群における環状溝と軸方向溝の総断面積
を下部から上部に向けて小さくしたが、２つの環状溝
群、あるいは４以上の環状溝群に分けて、各環状溝群に
おける環状溝と軸方向溝の総断面積を下部から上部に向
けて小さくするように構成してもよい。

【００３６】また、上記実施例では、各環状溝群を複数
個の環状溝の集合したものとしたが、この他、ライナ上
端側から数えて第１番目の環状溝群は１個の環状溝と
し、残りの環状溝群を複数個の環状溝の集合したものと
することもできる。

【００３７】なお、以上の冷却構造はディーゼルエンジ
ンにもガソリンエンジンにも適用できる。また、本冷却
構造はアルミダイカストシリンダブロックや組立式シリ
ンダブロックの採用を可能とする。

【００３８】

【考案の効果】以上説明したように本考案のシリンダラ
イナによれば、冷却液が、環状溝群の出口をなす軸方向
溝から、隣接する下方の環状溝群の入口をなす軸方向溝
へ移り、この軸方向溝から環状溝群の複数個の環状溝に
流入する際、前記入口をなす軸方向溝の周方向の幅が軸
方向溝の下部から上部に向けて広くなっているので、冷
却液は各環状溝群において上部の環状溝に流入しやすく
なり、各環状溝群においてライナ軸方向における冷却を
適切に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】シリンダライナの外周面の一部を示す展開図で
ある。

【図２】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックの
ボア部を示し、ライナの軸方向溝の部分で切った縦断面
図である。

【図３】シリンダライナを嵌装したシリンダブロックの
平面図である。

【符号の説明】

１ シリンダライナ ２ 鍔部 ３ ライナ外周面 ４ 環状溝 ４Ａ 第１環状溝群 ４Ｂ 第２環状溝群 ４Ｃ 第３環状溝群 ５ 軸方向溝 ６ 軸方向溝 ７ 軸方向溝 ８ 軸方向溝 ９ 軸方向溝 １０ 軸方向溝 １１ 軸方向溝 １２ 軸方向溝 １３ 軸方向溝 １４ 環状溝 １５ 軸方向溝 １６ シリンダブロック １７ ボア部内周面 １８ 冷却液流路 １９ 冷却液供給路 ２０ ボルト孔 Ｔ スラスト位置 ＡＴ 反スラスト位置 Ｆ 前位置 Ｒ 後位置

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ライナ外周面に複数個の環状溝が形成さ
   れ、前記複数個の環状溝は複数個の環状溝群に分けら
   れ、複数個の環状溝の集合した環状溝群には環状溝同士
   を連通させるとともに冷却液の出口と入口をなす２本の
   軸方向溝がライナ外周面に形成され、隣接する環状溝群
   は冷却液の出口と入口とが直列に連通し、各環状溝群に
   おける環状溝と軸方向溝の総断面積がライナ軸方向の下
   部から上部に向けて小さくなっているシリンダライナに
   おいて、前記入口をなす軸方向溝の周方向の幅が軸方向
   溝の下部から上部に向けて広くなっていることを特徴と
   するシリンダライナ。
2. 【請求項２】 複数個の環状溝群は、各環状溝群が複数
   個の環状溝の集合したものであることを特徴とする請求
   項１記載のシリンダライナ。
3. 【請求項３】 複数個の環状溝群は、ライナ上端側から
   数えて第１番目の環状溝群が１個の環状溝からなり、残
   りの環状溝群が複数個の環状溝の集合したものであるこ
   とを特徴とする請求項１記載のシリンダライナ。
4. 【請求項４】 環状溝群の数が２、３、あるいは４以上
   であることを特徴とする請求項１、２、又は３記載のシ
   リンダライナ。