JPH0138277Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関のシリンダライナの構造に
関する。

第１図は、従来から中高速用内燃機関において
一般に使用されているシリンダライナ１の断面図
である。このシリンダライナ１は、ピストンリン
グやピストンとの摺動性を良くするために鋳鉄製
の一体構造となつている。シリンダライナ１の外
周面は、シリンダジヤケツト２によつて覆われ、
これによつて冷却液通路３が形成される。

近年、内燃機関の出力率が向上するにつれて、
ピストンリングやシリンダライナの摺動面の温度
が高くなり、ピストンリングとシリンダライナ１
に介在されている潤滑油の温度が高くなり、した
がつて潤滑油膜の形成が困難になつてきている。
そのため第１図に示される先行技術では、シリン
ダライナ１の冷却が不充分である。

第２図は冷却性能を向上した他の先行技術のシ
リンダライナ４の断面図である。このシリンダラ
イナ４では、そのシリンダヘツド寄りの胴部に多
数の冷却液通路５を形成している。このような先
行技術では、冷却液通路５を内部に形成すること
によつてシリンダライナ４の強度が低下する。特
にそのシリンダライナ４の強度は、軸線方向に延
びる冷却液通路５と、その冷却液通路５に連通す
る周方向に延びる通路６との連結点６ａ付近にお
いて低下し、その付近でクラツクが発生するとい
う新たな問題に遭遇した。

内燃機関の出力率がさらに向上すると、シリン
ダライナの内周面に作用するシリンダ内の爆発圧
が増加することになる。したがつてシリンダライ
ナ１，４の肉厚を極力厚くしなければならなくな
るが、そのようにすれば形状が大型化し、多くの
材料を必要とする。

本考案の第１の目的は、高い出力率の内燃機関
においても充分な強度を有する改良された内燃機
関のシリンダライナ構造を提供するとである。

上述の各先行技術では、シリンダライナ１のシ
リンダヘツド側の端部は燃焼室に臨むので、冷却
が不充分となる傾向がある。もしもこのようなシ
リンダライナのシリンダヘツド側の端部を充分に
冷却するとすれば、燃焼室の温度が低下し、熱効
率が悪くなつてしまう。

本考案の他の目的は、シリンダライナのシリン
ダヘツド側の端部のピストンリングとの摺動部の
温度は下げるが、それより上部のシリンダヘツド
側では断熱して燃焼室の温度を低下することなく
有効に利用することを可能にした内燃機関のシリ
ンダライナ構造を提供するとである。

本考案は、鋳鉄製シリンダライナのシリンダヘ
ツド側の端部に、耐熱性に優れしかも熱伝導率の
小さい材料から成る環体が連接され、シリンダラ
イナのシリンダヘツド側の前記端部と環体とを補
強環で外囲し、 シリンダライナのシリンダヘツド寄りの外周面
に、シリンダライナの軸線方向に延びかつ周方向
に間隔をあけて複数の凹所を形成し、 これらの凹所の各内面は、前記シリンダライナ
の軸線を含む平面内で各凹所の軸線方向端部にな
るにつれて円弧状に浅くなり、前記シリンダライ
ナの軸線に垂直な平面内で半径方向内方に向けて
先窄まりである円弧状となつており、 各凹所をシリンダライナの前記シリンダヘツド
寄りの外周面を外囲する補強環の内周面に臨ま
せ、この補強環に前記凹所の両端部と連通して、
それらの凹所の各軸線方向に沿つて冷却液を通過
させるための冷却液通路を形成し、 この補強環によつてシリンダライナに半径方向
内方への圧縮応力を発生させることを特徴とする
シリンダライナの構造である。

第３図は、本考案の一実施例の断面図である。
内燃機関のピストン６に設けられたピストンリン
グ７は、シリンダライナ８の内周面に摺接する。
シリンダライナ８は、ピストンリング７との摺動
性を向上するために鋳鉄製とされる。シリンダラ
イナ８のシリンダヘツド側（第３図の上方）の端
部９には、耐熱性を有する熱伝導率の小さいセラ
ミクスから成る環体１８が連接される。シリンダ
ライナ８の内周面と環体１８の内周面とは面一に
連なる。シリンダライナ８の端部９の端面１９と
環体１８のシリンダライナ８側の端面２０とは接
着剤によつて接着される。この端部９には、半径
外方に突出した段差部２１が形成される。環体１
８の外周面は、段差部２１の外周面と連続的に連
なる。

シリンダライナ８の端部９と環体１８とを外囲
して、補強環１１が設けられる。補強環１１は、
鋳鉄よりも強度の高い鋼鉄製であり、シリンダラ
イナ８の端部９と環体１８とがシリンダの燃焼室
内における大きな爆発圧にも耐えることができる
ように、半径方向外方への変位を抑える。また補
強環１１は、環体１８の熱膨張やシリンダライナ
８の爆発圧による応力の増大を抑制する働きもす
る。段差部２１は補強環１１の段差部２２に当接
し、これによつてシリンダライナ８がシリンダヘ
ツドから離反方向（第３図の下方）に変位するこ
とを確実に防ぐことができる。シリンダライナ８
には、補強環１１が焼きはめまたは冷しばめによ
つて嵌合する。したがつてシリンダライナ８には
半径方向内方への圧縮応力が発生している。その
ためシリンダ内爆発圧がシリンダライナ８に作用
したとき、シリンダライナ８の応力が増大するこ
とが防がれる。環体１８の外周面と補強環１１の
内周面では、参照符２２で示される部分において
接着剤において固定される。

シリンダライナ８の端部９の外周面と補強環１
１の内周面とには、タフライド、ヤニゼンメツ
キ、クロムメツキなどの防錆処理を施し、冷却水
がそれらの空間に浸透しても発錆しないようにす
る。

シリンダライナ８の端部９の外周面には、第４
図に明らかに示されるように、周方向に間隔をあ
けて複数の凹所１３が形成される。この凹所１３
は補強環１１の内周面に臨む。補強環１１には凹
所１３と連通する冷却液通路１４，１５が形成さ
れる。

シリンダライナ８の外周面に凹所１３が形成さ
れるので、凹所１３の加工を容易に行なうことが
できる。また補強環１１には冷却液通路１４，１
５が個別的に形成されており、しかも強度の高い
鋼鉄製であるので、補強環１１の強度がむやみに
低下することはない。こうしてシリンダライナ８
を充分に冷却し、しかもシリンダライナ８をシリ
ンダ内爆発圧に充分に耐える強度を達成すること
が可能になり、出力率を向上するとができる。

前記凹所１３の各内周面は、第３図に示される
ように、前記シリンダライナ８の軸線を含む平面
内で各凹所１３の軸線方向端部１３ａ，１３ｂに
なるにつれて円弧状に浅くなり、第４図に示され
るように、シリンダライナ８の軸線に垂直な平面
内で半径方向内方に向けて先窄まりである円弧状
に形成される。

このように形成された凹所１３によつて、冷却
液通路１４から端部１３ｂに供給された冷却液
が、その端部１３ｂ付近で澱みを生じることなく
円滑に凹所１３の軸線方向上方（第３図の上方）
に流過してゆき、もう一方の端部１３ａに沿つて
円滑に案内されて冷却液通路１５から流出させる
ことができる。これによつて冷却液通路１４から
の冷却液を円滑に凹所１３内を通過させてシリン
ダライナ８を冷却し、冷却液通路１５から排出す
ることができ、冷却効果を向上することができる
ようになる。

シリンダライナ８の端部９は環体１８に連接
し、この環体１８はセラミクスから成るので燃焼
室の熱がシリンダライナ８に伝わることが可及的
に阻止される。したがつてシリンダライナの上部
９とともにシリンダライナ８に摺動するピストン
リング７の温度上昇が抑制され、ピストンリング
７とシリンダライナ８との摺動性が良好となる。
またシリンダライナ８のシリンダヘツド側におい
て遮断された熱は排気ガスとして外部に出るが、
そのような排気ガスの熱を有効に利用して熱効率
を向上することが可能である。

上述の実施例では、環体１８はセラミクスから
成立つものとしたが本考案の他の実施例として耐
熱性に優れており、しかも熱伝導率の小さい他の
材料、たとえば金属などから成つてもよい。

以上のように本考案によれば、補強環によつて
シリンダライナのシリンダヘツド側の端部の強度
が向上され、またこのシリンダライナのシリンダ
ヘツド側の端部に耐熱性に優れ、しかも熱伝導率
の小さい材料から成る環体が連接されているの
で、燃焼室の熱がシリンダライナおよびピストン
リングに伝わることが可及的に阻止され、潤滑油
膜の形成が確実になり、これによつてピストンリ
ングとシリンダライナとの摺動性が良好に保たれ
る。また、燃焼室の排気ガスの熱が冷却水へ排出
されることが防がれ、これによつてその熱を有効
に利用するとが可能になる。

また本考案によれば、凹所の内面がその軸線方
向端部になるにつれて円弧状に浅くなり、かつシ
リンダライナの軸線に垂直な平面内で半径方向内
方に向けて先窄まりである円弧状に形成されてい
るので、冷却液通路からの冷却液を円滑に凹所内
を流過させて排出することが可能となり、これに
よつて熱交換効率が向上されて効率よくシリンダ
ライナを冷却することができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は各先行技術をそれぞれ示
す断面図、第３図は本考案の一実施例の断面図、
第４図は第３図の切断面線−から見た断面図
である。 ６……ピストン、７……ピストンリング、８…
…シリンダライナ、９……端部、１１……補強
環、１８環体。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 鋳鉄製シリンダライナのシリンダヘツド側の端
   部に、耐熱性に優れしかも熱伝導率の小さい材料
   から成る環体が連接され、シリンダライナのシリ
   ンダヘツド側の前記端部と環体とを補強環で外囲
   し、 シリンダライナのシリンダヘツド寄りの外周面
   に、シリンダライナの軸線方向に延びかつ周方向
   に間隔をあけて複数の凹所を形成し、 これらの凹所の各内面は、前記シリンダライナ
   の軸線を含む平面内で各凹所の軸線方向端部にな
   るにつれて円弧状に浅くなり、前記シリンダライ
   ナの軸線に垂直な平面内で半径方向内方に向けて
   先窄まりである円弧状となつており、 各凹所をシリンダライナの前記シリンダヘツド
   寄りの外周面を外囲する補強環の内周面に臨ま
   せ、この補強環に前記凹所の両端部と連通して、
   それらの凹所の各軸線方向に沿つて冷却液を通過
   させるための冷却液通路を形成し、 この補強環によつてシリンダライナに半径方向
   内方への圧縮応力を発生させることを特徴とする
   シリンダライナの構造。