JP3974890B2 - Cylinder block cooling structure manufacturing method - Google Patents
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本発明は、エンジンのシリンダブロックの冷却構造の製造方法、とくにエンジンのシリンダブロックの冷却構造におけるスペーサのウォータジャケットへの組付け方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a cooling structure for an engine cylinder block, and more particularly to a method for assembling a spacer to a water jacket in the cooling structure for an engine cylinder block.
従来、特開2002−266695号公報は、シリンダブロックと別体で形成したスペーサ(「インサート」と言ってもよい)をウォータジャケットに配置してシリンダボア壁(ウォータジャケット内壁)の温度分布を均一化するシリンダブロックの冷却構造を開示している。 Conventionally, in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-266695, a spacer (also referred to as an “insert”) formed separately from a cylinder block is arranged in a water jacket to make the temperature distribution on the cylinder bore wall (water jacket inner wall) uniform. A cylinder block cooling structure is disclosed.
しかし、上記のシリンダブロックの冷却構造を製造する場合、つぎの問題がある。
すなわち、オープンデッキのシリンダブロックに使用する環状一体型のスペーサをシリンダブロックに組付ける場合、手組付けであれば作業者が目視で確認しながらスペーサをウォータジャケットに挿入することが可能であるが、図10、図11に示すように、自動組付け機30Pにより組付けようとする場合には、組付け機30Pの公差のためスペーサ20Pとシリンダブロック2Pのウォータジャケット内外壁4P、5Pとが干渉しないように組付けることが困難な場合がある。この場合、スペーサ20Pとシリンダブロックのウォータジャケット内外壁4P、5Pとの隙間Cを広げて組付け機の公差を吸収する対策をとる必要があるが、スペーサとシリンダブロック内外壁との隙間を広げると、隙間に、より多くのエンジン冷却水が流れてしまい、所期の目的である過冷却防止をはかるとができなくなるおそれがある。
That is, when an annular integrated spacer used for an open deck cylinder block is assembled to the cylinder block, the operator can insert the spacer into the water jacket while visually confirming it. As shown in FIGS. 10 and 11, when the
本発明が解決しようとする問題点は、ウォータジャケットにスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法における、自動組付け機によるスペーサのウォータジャケットへの組み付け性を良好にすることと、シリンダボア壁とスペーサとの隙間を小にして過冷却を防止することとを両立させることが難しいという問題である。 The problem to be solved by the present invention is that in the manufacturing method of the cooling structure of the cylinder block in which the spacer is arranged on the water jacket, the assembly performance of the spacer to the water jacket by the automatic assembly machine is improved, and the cylinder bore wall It is a problem that it is difficult to achieve both the prevention of overcooling by reducing the gap between the spacer and the spacer.
本発明の目的は、ウォータジャケットにスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法において、自動組付け機によるスペーサのウォータジャケットへの組み付け性が良好であるとともに、シリンダボアの過冷却を防止することができる、シリンダブロックの冷却構造の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cooling structure of a cylinder block in which a spacer is disposed on a water jacket, and to ensure that the spacer can be assembled to the water jacket by an automatic assembling machine and to prevent overcooling of the cylinder bore. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a cooling structure for a cylinder block.
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。 The present invention for achieving the above object is as follows.
シリンダブロックのウォータジャケットに周方向に連続したスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法であって、自動組付け機のクランプ機構により前記スペーサの変形を矯正するとともに前記スペーサを保持し、該スペーサの変形を矯正した状態で前記スペーサの下端部を前記ウォータジャケット内に挿入し、ついで前記クランプ機構を前記スペーサから外して前記スペーサ全体を前記ウォータジャケット内に入れるシリンダブロックの冷却構造の製造方法。 A manufacturing method of a cooling structure of a cylinder block in which a circumferentially continuous spacer is arranged on a water jacket of the cylinder block, the deformation of the spacer is corrected by a clamp mechanism of an automatic assembly machine, the spacer is held, A method for manufacturing a cooling structure for a cylinder block, wherein the lower end portion of the spacer is inserted into the water jacket in a state where the deformation of the spacer is corrected, and then the clamp mechanism is removed from the spacer and the entire spacer is inserted into the water jacket. .
上記本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法によれば、自動組付け機のクランプ機構によりスペーサの変形を矯正する工程を有するので、自動組付け機をスペーサのウォータジャケットへの挿入、組付けだけに使用するのではなく、スペーサの変形を矯正することにも使用することとなり、このスペーサの変形の矯正によって、スペーサとウォータジャケット内外壁との間の隙間を大きくしないでもスペーサをウォータジャケットに挿入することが可能になる。スペーサの変形矯正によって、スペーサのウォータジャケットへの組み付け性を良好にすることができるとともに、スペーサとウォータジャケット内外壁との間の隙間を小に維持することによって、シリンダボアの過冷却を防止することができる。 According to the manufacturing method of the cooling structure of the cylinder block of the present invention, since there is a step of correcting the deformation of the spacer by the clamp mechanism of the automatic assembly machine, the automatic assembly machine is inserted into the spacer water jacket and assembled. It is also used to correct the deformation of the spacer, and by correcting the deformation of the spacer, the spacer can be used as a water jacket without increasing the gap between the spacer and the inner and outer walls of the water jacket. It becomes possible to insert. By correcting the deformation of the spacer, the assembly of the spacer to the water jacket can be improved, and the clearance between the spacer and the inner and outer walls of the water jacket is kept small to prevent overcooling of the cylinder bore. Can do.
本発明実施例のシリンダブロックの冷却構造の製造方法を、図1〜図9を参照して、説明する。 The manufacturing method of the cooling structure of the cylinder block of the Example of this invention is demonstrated with reference to FIGS.
本発明のシリンダブロックの冷却構造1の製造方法(シリンダブロックのウォータジャケットへのスペーサの組付け方法といってもよい)は、内燃機関のシリンダブロック2に形成されたウォータジャケット10内に周方向に連続したスペーサ20(挿入物という意味で、「インサート」といってもよい)を配置したシリンダブロックの冷却構造1(図8、図9のシリンダブロックの冷却構造1)の製造方法である。
ウォータジャケット10にエンジン冷却水が流れ、シリンダボア壁4(ウォータジャケット内壁)を適正温度に冷却する。スペーサ20は、ウォータジャケット10に挿入されて、ウォータジャケット10内のエンジン冷却水の流量分布を変え、シリンダボア壁4(ウォータジャケット内壁)の温度を各シリンダボア3の上下方向および気筒間で均一化させる。
The manufacturing method of the
Engine cooling water flows through the
内燃機関は、シリンダブロック2に1以上のシリンダボア3を有する。シリンダボア3まわりにウォータジャケット10が形成される。図示例では、シリンダボア3が、複数、互いに並列に設けられている。複数のシリンダボア3の軸芯は、シリンダブロック長手方向に延びる直線上に位置している。図示例は、複数のシリンダボア3がシリンダブロック2に形成されている場合を示している。シリンダボア3の軸芯は、上下方向に延び、左右のバンクがV字状をなすV型エンジンでは、斜め上下方向に延びる。
The internal combustion engine has one or
シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、ウォータジャケット10は、シリンダボア3まわりに、複数のシリンダボア3を外側から囲むように形成され、シリンダボアまわり方向に連続して環状に延びる(切れ目なく延びる)。図示例では、ウォータジャケット内壁4はサイアミーズ型で、各気筒のウォータジャケット内壁4が連結して形成されている。ウォータジャケット10にはエンジン冷却水が流れ、シリンダボア3まわりを冷却し、燃焼室を外部から冷却する。
In the in-plane direction orthogonal to the axis of the cylinder bore, the
シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、ウォータジャケット10は、シリンダボア列の左右両側にシリンダブロック長手方向に延びる流路と、シリンダブロック長手方向両端部に合流部を有している。ウォータジャケット10は、シリンダブロック長手方向一端部にエンジン冷却水の入口を有し、シリンダブロック長手方向他端部にエンジン冷却水の出口を有する。
シリンダボアの軸芯と平行な方向には、ウォータジャケット10は、ピストンの上面のストローク範囲の側方に形成され、ピストンの上面のストローク範囲とほぼ同じ深さ(高さ)を有する。
In the in-plane direction orthogonal to the axis of the cylinder bore, the
In a direction parallel to the axis of the cylinder bore, the
ウォータジャケット10はオープンデッキのウォータジャケットで、上方に開口している。スペーサ20は、上部の開口からウォータジャケット10内に挿入され、固定される。
ウォータジャケット10は、シリンダボア壁4を兼ねるウォータジャケット内壁4と、ウォータジャケット外壁5との間に形成され空間で、底壁6有りで上方がシリンダヘッドガスケットを介してシリンダヘッドで覆われた空間である。
The
The
シリンダブロック1とシリンダヘッドとによって挟まれるシリンダヘッドガスケットには、ウォータジャケット10の上方に、ところどころに、シリンダブロック内のウォータジャケット10からシリンダヘッド内のウォータジャケットに水を流通させる水孔、および/または、エア抜き孔(エンジン冷却水交換時などにおいて、水中に混入するエアを上方へと抜く孔)が設けられている。エンジン冷却水がエンジン冷却水の入口からエンジン冷却水の出口へと流れていく間に、一部がシリンダブロック内のウォータジャケット10から水孔を通ってシリンダヘッド内ウォータジャケットへ出ていく。
The cylinder head gasket sandwiched between the
スペーサ20は、たとえば、樹脂製である。
スペーサ20は、ウォータジャケット10に挿入可能な形状と大きさを有する。スペーサ20は、シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、シリンダボア3まわりに延びている。スペーサ20は、シリンダボアの軸芯と平行な方向には、ウォータジャケット10の深さより低い高さを有する。スペーサ20は、ウォータジャケット10の幅より小さい厚さを有する。
The
The
シリンダボア壁、すなわち、ウォータジャケット内壁4は、上部がエンジンの爆発、燃焼行程の熱を受けるため、上部を下部よりも強く冷却する必要がある。このため、ウォータジャケット10内では、エンジン冷却水を、ウォータジャケット上部11に多く流し、ウォータジャケット下部12、ウォータジャケット中間部13(高さ方向中間部)にはウォータジャケット上部11より少なく流す必要がある。このため、スペーサ20は、ウォータジャケット上部11の空間より、ウォータジャケット下部12、ウォータジャケット中間部13の空間を、より多く占めるように、挿入される。これによって、シリンダボア壁4の温度が上下方向に均一化される。ウォータジャケット上部11はメインの冷却通路18を形成している。
シリンダボア壁であるウォータジャケット内壁4を保温したい場合(冷却し過ぎを抑制したい場合)は、スペーサ20の内面をウォータジャケット内壁4の外面に密着させるか、スペーサ20の内面とウォータジャケット内壁4の外面との間の隙間19(冷却通路)を小さくする必要がある。
Since the upper part of the cylinder bore wall, that is, the water jacket
When it is desired to keep the water jacket
自動組付け機30によりスペーサ20をウォータジャケット10に組付ける場合に、スペーサ20とウォータジャケット内外壁4、5の外面との間の隙間19(冷却通路)を小にすると組付けが難しくなり、隙間19を大きくすると冷却し過ぎ、シリンダボアの保温不足が生じ、両者は両立しない。
When the
その問題を解消するために、本発明のシリンダブロックの冷却構造1の製造方法では、自動組付け機30のクランプ機構31によりスペーサ20の変形を矯正するとともにスペーサ20を保持し、スペーサ20の変形を矯正した状態でスペーサ20の下端部をウォータジャケット10内に挿入し、ついでクランプ機構31をスペーサ20から外してスペーサ20全体をウォータジャケット10内に入れる。
In order to solve the problem, in the manufacturing method of the cylinder
さらに詳しくは、本発明のシリンダブロックの冷却構造1の製造方法は、図4に示すように、自動組付け機30のクランプ機構31によりスペーサ20の変形を矯正するとともにスペーサ20を保持するスペーサ20のクランプ工程と、ついで保持したスペーサ20を自動組付け機30によってシリンダブロック2のウォータジャケット10の直上まで移動する移動工程と、ついでクランプ機構31を下げて保持したスペーサ20の下端部をウォータジャケット10内に挿入するスペーサ先端部挿入工程と、ついでクランプ機構31をスペーサ20から外してスペーサ20全体をウォータジャケット10内に挿入するスペーサ20全体挿入工程と、を有し、挿入後は自動組付け機30のクランプ機構31を元の位置に戻し、つぎのスペーサのクランプ工程に備える。スペーサ20の変形矯正、クランプ、移動を同時に行ってもよい。
クランプ機構31をスペーサ20から外してスペーサ20全体をウォータジャケット10内に挿入する場合、スペーサ20を自由落下させるか、または、押し棒40によって強制的に挿入させる。
More specifically, in the manufacturing method of the cylinder
When the
図5は、スペーサ20の変形矯正の一例を示している。
図5の例は、スペーサ20の環状の短手方向のスパンが正規のスパンより短くなっているスペーサ変形が成形時に生じている場合を示している。この場合、自動組付け機30のクランプ機構31によるスペーサ20の変形の矯正は、スペーサ20の環状の短手方向のスパンを正規のスパンまで押し広げるように行われる。
図5の例と反対に、スペーサ20の環状の短手方向のスパンが正規のスパンより長くなっているスペーサ変形が成形時に生じている場合は、自動組付け機30のクランプ機構31によるスペーサ20の変形の矯正は、スペーサ20の環状の短手方向のスパンを正規のスパンまで縮めるように行われる。
FIG. 5 shows an example of deformation correction of the
The example of FIG. 5 shows a case where the spacer deformation in which the annular short-side span of the
Contrary to the example of FIG. 5, in the case where the deformation of the spacer in which the annular short span of the
クランプ工程におけるスペーサ20のクランプおよび変形矯正は、図1〜図6に示す方法、または図7に示す方法で行うと容易に行うことができる。
図1〜図6の方法では、スペーサ20に予めクランプ座21を形成しておき、クランプ機構31の横方向伸長部32をクランプ座21の下側に入れてスペーサ20を持ち上げるとともに、クランプ機構31の上下方向伸長部33をクランプ座21に横方向に(水平方向に)押し当てて、スペーサ20の変形を矯正するようにする。
The clamping and deformation correction of the
1 to 6, the
この場合、クランプ座21を図3に示すように外形を矩形状としておき、クランプ機構31の上下方向伸長部33のクランプ座21を押す方向(クランプ方向)を図1に示すように、スペーサ20の環状の短手方向に対して斜め外側方向に向けることにより、各クランプ座21に矯正力が斜めにかかり、スペーサ20の環状の短手方向(図3のF1)にも、それと直交する方向(図3のF2)にも、同時に、スペーサ20の変形を矯正することができる。これによって、一方向押しで二方向の矯正を行うことができ、F1、F2方向の両方にそれぞれ押し機構を設ける場合に比べて、クランプ機構31の構造を、単純化することができる。
In this case, the outer shape of the
また、図4に示すように、クランプ機構31をばね34を介してロボットからなる自動組付け機30に支持すれば、クランプ機構31に過大な反力がスペーサ20からかかった場合にクランプ機構31が逃げることができ、スペーサ20に過大な力をかけてスペーサ20を損傷してしまうことを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 4, if the
また、クランプ機構31でクランプ座21をクランプする場合、図6に示すように、クランプ機構31の上下方向伸長部33にクランプ機構31の横方向伸長部32を上下に間隔をおいて2本つけておいて、その2本の横方向伸長部32の間にクランプ座21を挿入するようにすれば、クランプ座21の固定が容易かつ確実になる。2本の横方向伸長部32の対向面に先端にいくにしたがって間隔が広がるテーパ35をつけておけば、クランプ座21の固定がさらに確実になる。
Further, when the
スペーサ20の環状の短手方向においてスペーサ20を押し広げる場合には、クランプ座21はスペーサ20の内周面に設けるが、スペーサ20の環状の短手方向においてスペーサ20を縮める場合には、クランプ座21はスペーサ20の外周面に設ける。
スペーサ20に一体に設けたクランプ座21は、スペーサ20をウォータジャケット10に挿入した後においても、スペーサ20に付けたままにしておく。
When the
The
クランプ工程におけるスペーサ20のクランプおよび変形矯正を、図7に示す方法で行う場合は、クランプ機構31でスペーサ20の上端部の弧状部を、複数箇所において、内外周の両側から押さえてスペーサ20の変形を矯正する。この場合は、スペーサ側面が内外方向に突出するクランプ座21をスペーサ20に設ける必要はない。したがって、クランプ座21を設けた場合に比べて、スペーサ20とウォータジャケット内壁4または外壁5との間の隙間19(冷却通路)を小にすることができ、シリンダボアの保温、冷却し過ぎの防止にとって、有利である。
When the clamping and deformation correction of the
つぎに、本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法の作用、効果を説明する。
まず、自動組付け機30のクランプ機構31によりスペーサ20の変形を矯正する工程を設けたので、自動組付け機30をスペーサ20のウォータジャケット10への挿入、組付けだけに使用するのではなく、スペーサ20の変形を矯正することにも使用することができる。このスペーサ20の変形の矯正によって、スペーサ20とウォータジャケット内外壁4、5との間の隙間を大きくしないでもスペーサ20をウォータジャケット10に挿入することが可能になる。スペーサ20の変形矯正によって、スペーサ20のウォータジャケット10への組み付け性が良好とすることができるとともに、スペーサ20とウォータジャケット内外壁4、5との間の隙間19を小に維持することによって、シリンダボアの過冷却を防止することができる。
Next, the operation and effect of the method for manufacturing a cooling structure for a cylinder block according to the present invention will be described.
First, since the step of correcting the deformation of the
スペーサ20にクランプ座21を一体に設けておいて、それをクランプ機構31でクランプするようにすれば、クランプとスペーサ20の変形矯正、スペーサ20の持ち上げ、ウォータジャケット直上への移動、クランプ解除を容易に行うことができる。その場合、クランプ座21を矩形外形としておくことにより、一方向押しで二方向のスペーサ20の変形矯正を容易に行うことができる。
また、スペーサ20の上部をクランプ機構31でクランプするようにすれば、クランプ座21を設けなくてすむ分、スペーサ20とウォータジャケット内外壁4、5との間の隙間19を小に維持することができ、シリンダボアの過冷却をより一層防止することができる。
If the
Further, if the upper portion of the
1 シリンダブロックの冷却構造
2 シリンダブロック
3 シリンダボア
4 ウォータジャケット内壁(シリンダボア壁)
5 ウォータジャケット外壁
6 ウォータジャケット底壁
10 ウォータジャケット
11 (ウォータジャケットの)上部
12 (ウォータジャケットの)下部
13 (ウォータジャケットの)中間部
18 上部の冷却通路
19 スペーサとウォータジャケット内外壁間の隙間(冷却通路)
20 スペーサ
21 クランプ座
30 自動組付け機
31 クランプ機構
32 横方向伸長部
33 上下方向伸長部
34 ばね
35 テーパ
40 押し棒
1 Cylinder
5 Water jacket
20
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