JP5300285B2

JP5300285B2 - セミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロック

Info

Publication number: JP5300285B2
Application number: JP2008054094A
Authority: JP
Inventors: 智明北川
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2028-03-04
Also published as: JP2009209798A

Description

本発明は、セミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロックの技術に関する。

従来、セミオープンデッキ構造のシリンダブロックの技術は公知となっている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、シリンダブロックのデッキ構造としては、セミオープンデッキ構造の他に、シリンダブロック上面において、ウォータジャケットが開いた状態となっているオープンデッキ構造、ウォータジャケットが閉じた状態となっているクローズドデッキ構造が知られている。

オープンデッキ構造は、製造が容易で冷却性に優れる利点があるが、剛性に劣る欠点がある。クローズドデッキ構造は、剛性に優れる利点があるが、製造が難しく冷却性に劣る欠点がある。一方、セミオープンデッキ構造は、ライナとシリンダブロック外壁とが、ウォータジャケット内で、中間棚と称される部材によって連結されることにより、オープンデッキ構造の利点を生かしつつ、剛性面での欠点を補強した構造となっている。
特開平５−４４５７１号公報

しかしながら、前記従来のセミオープンデッキ構造のシリンダブロックは、加工時にライナ上部が変形することがあり、これにより、ライナに歪みが発生して潤滑油の消費が多くなる、という問題があった。そこで、本発明は、加工時のライナ上部の変形を低減し、ライナの歪みを低減して潤滑油の消費が抑制されるセミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロックを提供することを課題とする。

本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
請求項１においては、シリンダブロック（１００）の内側に円筒形のライナ（１２）を成形し、上面にガスケットを介してシリンダヘッドを取り付けることによりシリンダを形成し、前記ライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間を中間棚（３）によって連結したセミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロック（１００）において、前記中間棚（３）の上側でライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に溝部（１１）を形成し、前記中間棚（３）の下側でライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に冷却水が循環するウォータジャケット（５）を形成し、前記中間棚（３）に複数の通水孔（３ａ）を穿設し、該複数の通水孔（３ａ）を通ってウォータジャケット（５）内の冷却水が溝部（１１）に流入可能な構成とし、前記ライナ（１２）の内周面に沿ってピストン（４）が往復運動し、該ピストン（４）の外周面に上から順にピストンリングであるトップリング（４ａ）、セカンドリング（４ｂ）、およびオイルリング（４ｃ）を嵌装し、前記中間棚（３）をピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）と略同じ高さの位置に配置し、前記中間棚（３）の厚さ（ｈ）の範囲内にピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）が位置する構成とし、前記ライナ（１２）の上端部にフランジ状の厚肉部（１２ｂ）を形成し、該フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の径方向の肉厚（ｔ２）を前記ライナ（１２）の中間棚（３）の下側の径方向の肉厚（ｔ１）よりも厚く構成し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）がフランジ状の厚肉部（１２ｂ）の径方向の肉厚（ｔ２）とライナ（１２）の中間棚（３）の下側の径方向の肉厚（ｔ１）との差の長さだけ同心円状に溝部（１１）の方向へ突出し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の溝部（１１）の方向への突出部はライナ（１２）の軸心方向の厚さ（ｈ２）を有し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の下端が前記溝部（１１）内の上部に位置し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の軸心方向の厚さ（ｈ２）は中間棚（３）の軸心方向の厚さ（ｈ）よりも薄く構成し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の溝部（１１）の方向への突出部はピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）の位置即ち中間棚（３）の位置よりも上側に配置し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の円周端面とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に溝部（１１）内で空間（Ｘ）を形成し、前記ライナ（１２）上部のフランジ状の厚肉部（１２ｂ）の軸方向の断面形状を逆Ｌ字状に形成したものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項１においては、ライナの上端部にフランジ状の厚肉部を形成することによって、ライナの上端部のフランジ状の厚肉部によりライナ上部の剛性が向上するため、加工時のライナ上部の変形を低減できるようになり、ライナの歪みが低減されて潤滑油の消費が抑制されるエンジンのシリンダブロックを構成することができる。

次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の実施例に係るシリンダブロックを示した平面図、図２は図１におけるＡ―Ａ断面図、図３は本発明の実施例に係るライナ上部を示した断面図、図４は本発明の実施例に係るライナを模式的に示した平面図である。

先ず、本発明の実施例に係るシリンダブロック１００について、図１から図４を用いて説明する。

図１に示すように、シリンダブロック１００は、複数（本実施例では３つ）のライナ１２を備え、上面にガスケットを介してシリンダヘッドが取り付けられることにより、直列３気筒エンジン用のシリンダを構成するようになっている。なお、本発明に係るシリンダブロックは、直列３気筒エンジン用のシリンダブロック１００に限定するものではない。

シリンダブロック１００は、ライナ１２とシリンダブロック１００の外壁１０とが、中間棚３によって連結されたセミオープンデッキ構造とされている。シリンダブロック１００の内側には、円筒形のライナ１２が成形されている。ライナ１２とシリンダブロック１００の外壁１０と間には、中空部に冷却水が循環するウォータジャケット５が形成されている。シリンダブロック１００上面には、シリンダヘッドをボルトによって締め付け固定するための複数のボルト孔１０ａ・１０ａ・・・が穿設されている。

中間棚３には、複数の通水孔３ａ・３ａ・・・が穿設されているとともに、中間棚３の上側でライナ１２とシリンダブロック１００の外壁１０との間に、溝部１１が形成されている。これにより、ウォータジャケット５内の冷却水が、通水孔３ａ・３ａ・・・を通って溝部１１に流入するため、ライナ１２上部（シリンダブロック１００上部）の冷却性が向上する。

図２から図４に示すように、ライナ１２は、ピストン４が内周面に沿って往復運動するようになっている。ピストン４の外周面には、上から順に圧力リングであるトップリング４ａ、セカンドリング４ｂ、およびオイルリング４ｃにより構成されるピストンリングが嵌められている。なお、図中のピストン４は、上死点に位置した状態を示している。

中間棚３は、ピストン４が上死点に位置した時のトップリング４ａと略同じ高さの位置に配置されている。中間棚３の厚さｈの範囲内に、ピストン４が上死点に位置した時のトップリング４ａが位置するようになっている。

すなわち、中間棚３は、ピストン４が上死点に位置した時のトップリング４ａ近傍に配置されている。

このような構成により、中間棚３を設けることによって、シリンダライナ１２の上部の中間棚３の部分の表面積が従来よりも増加することとなり、トップリング４ａ部分の熱を効率よく、中間棚の部分の増加した面積により逃がして、効率良く冷却できる。つまり、トップリング４ａ部分に中間棚３を配置することにより、最も冷却が必要なトップリング４ａ部分の冷却を促進できる。

また、ライナ１２上部には、厚肉部１２ｂが形成されている。厚肉部１２ｂは、ライナ１２上端部に形成されたフランジ状の部分である。厚肉部１２ｂは、ライナ１２の外周面１２ａと同心円状に、ライナ１２の外周面１２ａから所定長さ（径方向の肉厚ｔ２と径方向の肉厚ｔ１との差）突出して形成されている。

すなわち、ライナ１２上部（厚肉部１２ｂ）の径方向の肉厚ｔ２は、ライナ１２の他の部分（厚肉部１２ｂ下端から下側部分）の径方向の肉厚ｔ１よりも厚く構成されている。

このような構成により、ライナ１２上部の剛性が向上するため、加工時のライナ１２上部の変形を低減できる。これにより、ライナ１２の歪みが低減されて潤滑油の消費が抑制される。また、ライナ１２上部の表面積が増加するため、冷却性が向上するとともに、ガスケットによるシール幅が増加して、シール性が向上する。

また、厚肉部１２ｂは、ライナ１２の軸心方向の厚さｈ２を有している。厚肉部１２ｂの下端は、溝部１１内の上部に位置している。厚肉部１２ｂの軸心方向の厚さｈ２は、中間棚３の軸心方向の厚さｈよりも薄くされている。

すなわち、ライナ１２上部の厚肉部１２ｂは、ピストン４が上死点に位置した時のトップリング４ａよりも上側（中間棚３よりも上側）に配置されている。

このような構成により、ライナ１２上部の冷却性が向上して、上死点に位置した時のピストン４上部を効率良く冷却できる。

また、厚肉部１２ｂの円周端面と、シリンダブロック１００の外壁１０との間には、溝部１１内で空間Ｘが形成されている。

すなわち、ライナ１２上部の軸方向の断面形状は、逆Ｌ字状に形成されている。

このような構成により、ライナ１２上部と中間棚３との間に、冷却水が流れる空間Ｘを確保することができるため、ライナ１２上部の冷却性が向上する。

本発明の実施例に係るシリンダブロックを示した平面図。図１におけるＡ―Ａ断面図。本発明の実施例に係るライナ上部を示した断面図。本発明の実施例に係るライナを模式的に示した平面図。

３中間棚
４ピストン
４ａトップリング
１０外壁
１２ライナ
１２ｂ厚肉部
１００シリンダブロック

Claims

シリンダブロック（１００）の内側に円筒形のライナ（１２）を成形し、上面にガスケットを介してシリンダヘッドを取り付けることによりシリンダを形成し、前記ライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間を中間棚（３）によって連結したセミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロック（１００）において、
前記中間棚（３）の上側でライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に溝部（１１）を形成し、前記中間棚（３）の下側でライナ（１２）とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に冷却水が循環するウォータジャケット（５）を形成し、前記中間棚（３）に複数の通水孔（３ａ）を穿設し、該複数の通水孔（３ａ）を通ってウォータジャケット（５）内の冷却水が溝部（１１）に流入可能な構成とし、
前記ライナ（１２）の内周面に沿ってピストン（４）が往復運動し、該ピストン（４）の外周面に上から順にピストンリングであるトップリング（４ａ）、セカンドリング（４ｂ）、およびオイルリング（４ｃ）を嵌装し、
前記中間棚（３）をピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）と略同じ高さの位置に配置し、前記中間棚（３）の厚さ（ｈ）の範囲内にピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）が位置する構成とし、
前記ライナ（１２）の上端部にフランジ状の厚肉部（１２ｂ）を形成し、
該フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の径方向の肉厚（ｔ２）を前記ライナ（１２）の中間棚（３）の下側の径方向の肉厚（ｔ１）よりも厚く構成し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）がフランジ状の厚肉部（１２ｂ）の径方向の肉厚（ｔ２）とライナ（１２）の中間棚（３）の下側の径方向の肉厚（ｔ１）との差の長さだけ同心円状に溝部（１１）の方向へ突出し、
前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の溝部（１１）の方向への突出部はライナ（１２）の軸心方向の厚さ（ｈ２）を有し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の下端が前記溝部（１１）内の上部に位置し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の軸心方向の厚さ（ｈ２）は中間棚（３）の軸心方向の厚さ（ｈ）よりも薄く構成し、
前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の溝部（１１）の方向への突出部はピストン（４）が上死点に位置したときのトップリング（４ａ）の位置即ち中間棚（３）の位置よりも上側に配置し、前記フランジ状の厚肉部（１２ｂ）の突出部の円周端面とシリンダブロック（１００）の外壁（１０）との間に溝部（１１）内で空間（Ｘ）を形成し、
前記ライナ（１２）上部のフランジ状の厚肉部（１２ｂ）の軸方向の断面形状を逆Ｌ字状に形成した
ことを特徴とするセミオープンデッキ構造のエンジンのシリンダブロック。