JP2520249Y2 - シリンダライナの冷却構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は内燃機関のシリンダライ
ナの冷却構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダライナ外周面とシリンダブロッ
クのボア内周面のいずれか一方または双方に、複数個の
環状溝と、これらを連通させる縦方向溝を設け、これら
の溝に冷却液を流してシリンダライナ外周面を冷却する
冷却構造が多数提案されている。

【０００３】例えば、実公平３−２９５６０号は、シリ
ンダライナ外周面に形成された複数の環状溝を複数の環
状溝群に分け、各環状溝群には環状溝同士を互いに連通
させるとともに冷却液の入口をなす縦方向溝と環状溝同
士を互いに連通させるとともに冷却液の出口をなす縦方
向溝とが形成され、隣接する環状溝群における一方の環
状溝群の出口をなす縦方向溝と他方の環状溝群の入口を
なす縦方向溝とが互いに連通し、各環状溝群を順次冷却
液が流れるように構成している。そして各環状溝群の総
断面積を上部で小さく、下部で大きくすることにより、
各環状溝群内を流れる冷却液の流速を変化させ、シリン
ダライナの軸方向の冷却を最適化している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
リンダライナはシリンダライナの軸方向の部位に応じて
冷却能力を変えることができるが、円周方向の部位に応
じて冷却能力を変えることができない。

【０００５】ところが、シリンダライナの上部では、吸
排気弁が配置されている位置により、円周方向の熱負荷
が異なっているのが実態である。図４は、一般的な水冷
ジャケットによって冷却されている単気筒エンジンのシ
リンダライナの上部における円周方向における温度分布
を示す。これによれば、吸気弁側よりも排気弁側の方が
約４５℃温度が高くなっていることが示されている。

【０００６】本考案の目的は、シリンダライナの軸方向
および周方向の各部位に応じて適切な冷却を行えること
を可能にしたシリンダライナの冷却構造を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は、シリンダライ
ナ外周面とシリンダブロックのボア内周面のいずれか一
方または双方に、細長い冷却液通路が形成されているシ
リンダライナの冷却構造において、前記冷却構造が、円
周方向に２分割されており、その各々の冷却構造におけ
る冷却液通路は、１以上の部分円環状通路で構成される
複数の部分円環状通路群と、前記各部分円環状通路群に
設けられ部分円環状通路同士を連通させて部分円環状通
路群の入口をなす縦方向通路と、前記各部分円環状通路
群に設けられ部分円環状通路同士を連通させて部分円環
状通路群の出口をなす縦方向通路とから構成され、隣接
する部分円環状通路群における一方の部分円環状通路群
の出口をなす縦方向通路と他方の部分円環状通路群の入
口をなす縦方向通路とが互いに連通されていることを特
徴とする。

【０００８】

【作用】本考案のシリンダライナの冷却構造は、シリン
ダライナの円周方向に２分割されているので、分割され
たそれぞれに流れる冷却液の温度あるいは流量を変える
ことが可能となる。これによって、シリンダライナの円
周方向における冷却能力を変化させることができる。

【０００９】さらに、シリンダライナの軸方向に関して
は、実公平３−２９５６０号と同様にして、同一の部分
円環状通路群に属する部分円環状通路の本数を軸方向の
部位に応じて変化させることにより、各部分円環状通路
群を流れる冷却液の流速が変化するので、軸方向部位に
応じた冷却を適切に行うことができる。

【００１０】

【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。図１はシリンダライナの外周面の展開図、図２
はシリンダライナをシリンダブロックのボアに組み込ん
だ縦断面図である。

【００１１】シリンダライナ１は上端に鍔部２を備え、
下端に周方向の全周にわたって設けられているランド部
３を備え、これらの間に接続され円周方向に離間して配
置されている２本の縦方向ランド部４，５によってライ
ナ外周面６は２つの領域に分けられており、これらのラ
ンド部４，５によって分けられたライナ外周面６の各領
域に冷却液溝が形成されている。前記２本の縦方向ラン
ド部４，５は１８０度反対側に対向するようには配置さ
れていないため、これらの２本の縦方向ランド部４，５
により２つに分けられている各領域は、一方の領域が他
方の領域よりも円周方向において占める割合が多いよう
に構成されている。

【００１２】一方の領域のライナ外周面６に形成されて
いる冷却液溝を説明すると、軸方向に間隔をおいて１５
個の部分円環状溝７が形成されている。そしてこれらの
部分円環状溝７は３つの部分円環状溝群に分けられる。

【００１３】この３つの部分円環状溝群は、ライナ上端
側の第１番目の部分円環状溝７から第３番目の部分円環
状溝７までの第１部分円環状溝群７Ａ、第４番目の部分
円環状溝７から第８番目の部分円環状溝７までの第２部
分円環状溝群７Ｂ、第９番目の部分円環状溝７から第１
５番目の部分円環状溝７までの第３部分円環状溝群７Ｃ
からなる。

【００１４】そして第１部分円環状溝群７Ａには、周方
向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝７同士を連通
させる３本の縦方向溝８，９，１０が形成されており、
中央部の縦方向溝８が冷却液の入口をなし、両端部の縦
方向溝９，１０が冷却液の出口をなす。

【００１５】同様に、第２部分円環状溝群７Ｂにも、周
方向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝７同士を連
通させる３本の縦方向溝１１，１２，１３が形成されて
おり、両端部の縦方向溝１２，１３が冷却液の入口をな
し、中央部の縦方向溝１１が冷却液の出口をなす。

【００１６】また、第３部分円環状溝群７Ｃにも、同様
に、周方向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝７同
士を連通させる３本の縦方向溝１４，１５，１６が形成
されており、中央部の縦方向溝１４が冷却液の入口をな
し、両端部の縦方向溝１５，１６が冷却液の出口をな
す。

【００１７】そして、第１部分円環状溝群７Ａの冷却液
の出口をなす縦方向溝９，１０と、第２部分円環状溝群
７Ｂの冷却液の入口をなす縦方向溝１２，１３とは、こ
れらの縦方向溝と周方向において同一の位置で第３番目
の部分円環状溝７と第４番目の部分円環状溝７の間に設
けられた縦方向溝１７，１８でそれぞれ直列に連通され
ている。

【００１８】また、同様に、第２部分円環状溝群７Ｂの
冷却液の出口をなす縦方向溝１１と、第３部分円環状溝
群７Ｃの冷却液の入口をなす縦方向溝１４とは、これら
の縦方向溝と周方向において同一の位置で第８番目の部
分円環状溝７と第９番目の部分円環状溝７の間に設けら
れた縦方向溝１９で直列に連通されている。

【００１９】そして、第３部分円環状溝群７Ｃの出口を
なす縦方向溝１５，１６の下端に連通する排出用の部分
円環状溝２０が形成されている。

【００２０】他方の領域のライナ外周面６にも上記と同
様の部分円環状溝群が形成されている。以下、説明する
と、軸方向に間隔をおいて１５個の部分円環状溝１０７
が形成されている。そしてこれらの部分円環状溝１０７
は３つの部分円環状溝群に分けられる。

【００２１】この３つの部分円環状溝群は、ライナ上端
側の第１番目の部分円環状溝１０７から第３番目の部分
円環状溝１０７までの第１部分円環状溝群１０７Ａ、第
４番目の部分円環状溝１０７から第８番目の部分円環状
溝１０７までの第２部分円環状溝群１０７Ｂ、第９番目
の部分円環状溝１０７から第１５番目の部分円環状溝１
０７までの第３部分円環状溝群１０７Ｃからなる。

【００２２】そして第１部分円環状溝群１０７Ａには、
周方向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝１０７同
士を連通させる３本の縦方向溝１０８，１０９，１１０
が形成されており、中央部の縦方向溝１０８が冷却液の
入口をなし、両端部の縦方向溝１０９，１１０が冷却液
の出口をなす。

【００２３】同様に、第２部分円環状溝群１０７Ｂに
も、周方向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝１０
７同士を連通させる３本の縦方向溝１１１，１１２，１
１３が形成されており、両端部の縦方向溝１１２，１１
３が冷却液の入口をなし、中央部の縦方向溝１１１が冷
却液の出口をなす。

【００２４】また、第３部分円環状溝群１０７Ｃにも、
同様に、周方向中央部と周方向両端部とに部分円環状溝
１０７同士を連通させる３本の縦方向溝１１４，１１
５，１１６が形成されており、中央部の縦方向溝１１４
が冷却液の入口をなし、両端部の縦方向溝１１５，１１
６が冷却液の出口をなす。

【００２５】そして、第１部分円環状溝群１０７Ａの冷
却液の出口をなす縦方向溝１０９，１１０と、第２部分
円環状溝群１０７Ｂの冷却液の入口をなす縦方向溝１１
２，１１３とは、これらの縦方向溝と周方向において同
一の位置で第３番目の部分円環状溝１０７と第４番目の
部分円環状溝１０７の間に設けられた縦方向溝１１７，
１１８でそれぞれ直列に連通されている。

【００２６】また、同様に、第２部分円環状溝群１０７
Ｂの冷却液の出口をなす縦方向溝１１１と、第３部分円
環状溝群１０７Ｃの冷却液の入口をなす縦方向溝１１４
とは、これらの縦方向溝と周方向において同一の位置で
第８番目の部分円環状溝１０７と第９番目の部分円環状
溝１０７の間に設けられた縦方向溝１１９で直列に連通
されている。

【００２７】そして、第３部分円環状溝群１０７Ｃの出
口をなす縦方向溝１１５，１１６の下端に連通する排出
用の部分円環状溝１２０が形成されている。

【００２８】このシリンダライナ１がシリンダブロック
３０（図２参照）のボア部に嵌装され、ボア内周面３１
と一方の領域のライナ外周面６に形成されている溝７〜
２０とで画定される空間が冷却液通路３２をなし、第１
部分円環状溝群７Ａの冷却液の入口をなす縦方向溝８に
接続する冷却液の供給路３３と、排出用の部分円環状溝
２０に接続する冷却液の排出路３４とが、シリンダブロ
ック３０に形成されている。

【００２９】同様に、ボア内周面３１と他方の領域のラ
イナ外周面６に形成されている溝１０７〜１２０とで画
定される空間が冷却液通路１３２をなし、第１部分円環
状溝群１０７Ａの冷却液の入口をなす縦方向溝１０８に
接続する冷却液の供給路１３３と、排出用の部分円環状
溝１２０に接続する冷却液の排出路１３４とが、シリン
ダブロック３０に形成されている。

【００３０】以下、冷却液の流れを説明する。まず、一
方の領域の冷却液の流れを説明すると、図１および図２
に示すように、シリンダブロック３０に形成された冷却
液の供給路３３を通って、シリンダライナの第１部分円
環状溝群７Ａの入口をなす縦方向溝８に流入した冷却液
は、第１部分円環状溝群７Ａの部分円環状溝７を両端側
へ流れてゆき、第１部分円環状溝群７Ａの出口をなす縦
方向溝９，１０から第２部分円環状溝群７Ｂの入口をな
す縦方向溝１２，１３へ流入する。

【００３１】そして、第２部分円環状溝群７Ｂの部分円
環状溝７を中央側へ流れてゆき、第２部分円環状溝群７
Ｂの出口をなす縦方向溝１１から第３部分円環状溝群７
Ｃの入口をなす縦方向溝１４へ流入する。

【００３２】そして、第３部分円環状溝群７Ｃの部分円
環状溝７を両端側へ流れてゆき、第３部分円環状溝群７
Ｃの出口をなす縦方向溝１５，１６からそれに連通する
排出用の部分円環状溝２０に流入し、シリンダブロック
３０に形成された冷却液の排出路３４に流出する。

【００３３】以上の場合、３つの部分円環状溝群７Ａ，
７Ｂ，７Ｃにおける冷却液通路の総断面積は上部ほど小
さくなり、各部分円環状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃを流れる
冷却液の流速は、下部の第３部分円環状溝群７Ｃよりも
中央部の第２部分円環状溝群７Ｂの方が大きく、中央部
の第２部分円環状溝群７Ｂよりも上部の第１部分円環状
溝群７Ａの方が大きくなる。

【００３４】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、
一方の領域のライナ外周面においてライナ軸方向の温度
勾配（上部で高く、下部で低い）に対応した適切な冷却
が行われる。

【００３５】他方の領域の冷却液の流れも上記と同様で
あり、以下説明すると、図１および図２に示すように、
シリンダブロック３０に形成された冷却液の供給路１３
３を通って、シリンダライナの第１部分円環状溝群１０
７Ａの入口をなす縦方向溝１０８に流入した冷却液は、
第１部分円環状溝群１０７Ａの部分円環状溝１０７を両
端側へ流れてゆき、第１部分円環状溝群１０７Ａの出口
をなす縦方向溝１０９，１１０から第２部分円環状溝群
１０７Ｂの入口をなす縦方向溝１１２，１１３へ流入す
る。

【００３６】そして、第２部分円環状溝群１０７Ｂの部
分円環状溝１０７を中央側へ流れてゆき、第２部分円環
状溝群１０７Ｂの出口をなす縦方向溝１１１から第３部
分円環状溝群１０７Ｃの入口をなす縦方向溝１１４へ流
入する。

【００３７】そして、第３部分円環状溝群１０７Ｃの部
分円環状溝１０７を両端側へ流れてゆき、第３部分円環
状溝群１０７Ｃの出口をなす縦方向溝１１５，１１６か
らそれに連通する排出用の部分円環状溝１２０に流入
し、シリンダブロック３０に形成された冷却液の排出路
１３４に流出する。

【００３８】以上の場合、３つの部分円環状溝群１０７
Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃにおける冷却液通路の総断面積
は上部ほど小さくなり、各部分円環状溝群１０７Ａ，１
０７Ｂ，１０７Ｃを流れる冷却液の流速は、下部の第３
部分円環状溝群１０７Ｃよりも中央部の第２部分円環状
溝群１０７Ｂの方が大きく、中央部の第２部分円環状溝
群１０７Ｂよりも上部の第１部分円環状溝群１０７Ａの
方が大きくなる。

【００３９】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（上部で高く、下部で低い）に
対応した適切な冷却が行われる。

【００４０】そして、上記シリンダライナ１を、例えば
図３に示されているように、直列４気筒のエンジンのシ
リンダブロック３０のボア内に装着する場合、ライナ外
周面６において大きな面積を占める領域に形成されてい
る部分円環状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃが排気弁側とクラン
ク軸の上方部位に位置するように配置する。

【００４１】一般的に排気弁側とクランク軸方向部位の
シリンダライナの壁温度は、吸気弁側よりも高い傾向に
ある。したがって、上記のようにシリンダライナを装着
し、円周方向において温度の高い排気弁側に配置する部
分円環状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃ側に、吸気弁側に配置す
る部分円環状溝群１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃ側より
も低い温度の冷却液を流す、あるいは冷却液の流量を大
きくすることによって、円周方向の温度勾配（排気弁側
で高く、吸気弁側で低い）に対応した適切な冷却を行う
ことができる。

【００４２】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矩形や正方形が望ましい。

【００４３】また、シリンダライナの冷却構造を２つの
領域に分けるための２つの縦方向ランド部の円周方向位
置は、シリンダライナの円周方向における温度分布に応
じて適宜設定すればよい。

【００４４】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部分円環状溝を、３つの部分円
環状溝群に分けて、各部分円環状溝群における部分円環
状溝の総断面積を下部から上部に向けて小さくしたが、
２つの部分円環状溝群、あるいは４以上の部分円環状溝
群に分けて、各部分円環状溝群における部分円環状溝の
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。

【００４５】また、上記実施例では、各部分円環状溝群
を複数個の部分円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番目の部分円環状溝群
は１個の部分円環状溝とし、残りの部分円環状溝群を複
数個の部分円環状溝の集合したものとすることもでき
る。

【００４６】また、上記実施例では、冷却液（冷却水や
冷却油）をシリンダブロックに設けた排出路に流出する
ように構成したが、冷却液が冷却油の場合はオイルパン
に排出するように構成することもできる。

【００４７】また、上記実施例において、一方の領域の
排出用の部分円環状溝２０に連通するシリンダブロック
３０の冷却液の排出路３４と、他方の領域の冷却液の入
口をなす縦方向溝８に連通するシリンダブロック３０の
冷却液の供給路１３３とを連通するように構成してもよ
い。

【００４８】このようにすると、一方の領域の部分円環
状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃを流れた後に、他方の領域の部
分円環状溝群１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃを流れるの
で、一方の領域の部分円環状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃを流
れて温められた冷却液が、他方の領域の部分円環状溝群
１０７Ａ，１０７Ｂ，１０７Ｃを流れることになる。そ
のため、一方の領域の部分円環状溝群７Ａ，７Ｂ，７Ｃ
を排気弁側に配置するようにシリンダライナをシリンダ
ブロックのボア内に装着すれば、円周方向における温度
勾配（排気弁側で高く、吸気弁側で低い）に対応した適
切な冷却を行うことができる。

【００４９】また、上記実施例では、縦方向溝をシリン
ダライナの軸心に対して平行に設けているが、シリンダ
ライナの軸心に対して傾斜するように設けることもでき
る。

【００５０】なお、上記実施例では、シリンダライナの
外周面に部分円環状溝と縦方向溝を設け、シリンダブロ
ックのボア内周面との間で冷却液通路を形成したが、部
分円環状溝や縦方向溝をシリンダブロックのボア内周面
側に形成するようにしてもよい。

【００５１】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、シ
リンダライナの冷却構造がシリンダライナの円周方向に
２分割されているので、分割されたそれぞれに流れる冷
却液の温度あるいは流量を変えることが可能となる。こ
れによって、シリンダライナの円周方向の冷却能力を変
化させることができる。

【００５２】さらに、シリンダライナの軸方向に関して
は、同一の部分円環状通路群に属する部分円環状通路の
本数を軸方向の部位に応じて変化させることにより、各
部分円環状通路群を流れる冷却液の流速が変化するの
で、軸方向部位に応じた冷却を適切に行うことができ
る。

【００５３】以上のように、本考案のシリンダライナの
冷却構造によれば、シリンダライナの軸方向および円周
方向における温度勾配に対応した適切な冷却を行うこと
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のシリンダライナの外周面を示す展開図
である。

【図２】本考案のシリンダライナをシリンダブロックの
ボアに組み込んだ縦断面図である。

【図３】本考案のシリンダライナをシリンダブロックの
ボアに組み込んだ平面図である。

【図４】シリンダライナの円周方向位置におけるライナ
壁温を示すグラフである。

【符号の説明】

１ シリンダライナ ２ 鍔部 ３ 円周方向ランド部 ４、５ 縦方向ランド部 ６ ライナ外周面 ７ 部分円環状溝 ７Ａ、１０７Ａ 第１部分円環状溝群 ７Ｂ、１０７Ｂ 第２部分円環状溝群 ７Ｃ、１０７Ｃ 第３部分円環状溝群 ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
１７、１８、１９ 縦方向溝 ２０、１２０ 排出用部分円環状溝 ３０ シリンダブロック ３１ ボア部内周面 ３２、１３２ 冷却液通路 ３３、１３３ 冷却液供給路 ３４、１３４ 冷却液排出路

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダライナ外周面とシリンダブロッ
   クのボア内周面のいずれか一方または双方に、細長い冷
   却液通路が形成されているシリンダライナの冷却構造に
   おいて、前記冷却構造が、円周方向に２分割されてお
   り、その各々の冷却構造における冷却液通路は、 １以上の部分円環状通路で構成される複数の部分円環状
   通路群と、 前記各部分円環状通路群に設けられ部分円環状通路同士
   を連通させて部分円環状通路群の入口をなす縦方向通路
   と、 前記各部分円環状通路群に設けられ部分円環状通路同士
   を連通させて部分円環状通路群の出口をなす縦方向通路
   と、 から構成され、 隣接する部分円環状通路群における一方の部分円環状通
   路群の出口をなす縦方向通路と他方の部分円環状通路群
   の入口をなす縦方向通路とが互いに連通されていること
   を特徴とするシリンダライナの冷却構造。
2. 【請求項２】 一方の冷却構造の冷却液の出口と他方の
   冷却構造の冷却液の入口とが連通されていることを特徴
   とする請求項１記載のシリンダライナの冷却構造。
3. 【請求項３】 前記冷却液通路が、シリンダライナ外周
   面に形成された部分円環状溝群および縦方向溝とシリン
   ダブロックのボア内周面とで画定されることを特徴とす
   る請求項１記載のシリンダライナの冷却構造。
4. 【請求項４】 前記冷却液通路が、シリンダライナ外周
   面に形成された部分円環状溝群とシリンダブロックのボ
   ア内周面およびシリンダライナ外周面とシリンダブロッ
   クのボア内周面に形成された縦方向溝とで画定されるこ
   とを特徴とする請求項１記載のシリンダライナの冷却構
   造。