JPH0476252A - 内燃機関用連結型シリンダーライナー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内燃機関のシリンダーブロックに組み込まれ
るシリンダーライナーに関する。

［従来の技術］ 内燃機関は、ガソリン等の燃料が有する熱エネルギーを
動力に変換するものであり、シリンダブロック、シリン
ダヘッド、ピストン、コネクティングロッド、クランク
シャフト、バルブ機構、カム、カムシャフト等で構成さ
れている。これら各部分は、高温、高圧、高速運動、摩
擦等に長時間耐えることが要求され、しかも車載用等と
して使用されることから重量や容積を可能な限り小さく
することが必要である。

このうち、シリンダブロックは、内燃機関の基礎構造物
であり、内部にピストンが摺動自在に設けられ、クラン
ク室とシリンダヘッドとの間に配置される。シリンダブ
ロックの材質として、耐摩耗性、鋳造性、切削性、硬度
等に優れたねずみ鋳鉄が使用されてきた。しかし、最近
では軽量化を主たる目的として、アルミニウム合金、マ
グネシウム合金でブロックを作り、シリンダライナーを
鋳包み或いは圧入したものが主流になっている。

たとえば、第５図に示すように湿式ライナー型において
は、軽合金製のシリンダーブロック１０にシリンダーラ
イナー２０を圧入し、両者の間に冷却水通路３０を形成
する。また、ブロック１０の内周面に、リング溝４０が
刻設されている。このリング溝４０に嵌め込まれたシー
ルリング４１をライナー２０の外周面に押し当てること
によって、冷却水通路３０をシールする。

冷却水通路３０に送り込まれた冷却水等の冷媒は、ライ
ナー２０の周面に接触して抜熱し、ライナー２０を所定
温度以下に維持する。

また、乾式ライナー型においては、第６図に示すように
、内部に冷却水通路３０を設けたシリンダーブロック１
１に、シリンダーライナー２０を圧入、鋳包み等によっ
て設けている。この形式では、冷却水通路３０を流れる
冷媒によって冷却されているブロック１１を介して、ラ
イナー２０の抜熱が行われる。

更に、他の乾式ライナー型として、第７図に示すように
、一対のライナー２２．２２を近接して配置し、両者を
ブロック１１にインサートしたものも知られている。な
お、符番３１は、ライナー２２及び２２間のブロック１
２に、ドリリング等の機械加工によって刻設した冷却水
通路を示す。

また、実開昭６３−６３５５５号公報では、シリンダブ
ロックと複数のライナーとを一体化し、ドリリング等に
よって冷却水通路をライナー間に刻設したものが紹介さ
れている。

［発明が解決しようとする課題］ 湿式型においては、冷却水通路３０を流れる冷媒が漏洩
しないように、ブロック１０の内周面ライナー２０の外
周面及びリング溝４０を高精度で機械加工することが必
要とされる。そのため、製造コストが高いものとなる。

また、長期間の使用によってシールリング４１が劣化し
て、ブロック１０とライナー２０との間に隙間が形成さ
れる場合がある。その結果、水漏れ等のトラブルが発生
する虞れがある。

ライナー２０をブロック１１．１２に圧入する乾式型に
おいても、両者を高度に機械加工する上から、製造コス
トが高くなる欠点がある。また、ブロック１１．１２に
ライナー２０を鋳ぐるむ方式では、十分な剛性を確保す
るために、ライナー２０の全周をブロック１１．１２で
鋳ぐるんでいる。そのため、個々のライナー２０の間隙
りが大きくなり、シリンダーブロック全体としての重量
が増加する。

この点、第７図に示したシリンダーブロックのブロック
１２を使用するとき、ライナー２２，２２相互の間隙り
が接近している。しかし、ブロック１２に冷却水通路３
１を形成することや、必要とする剛性を確保する上から
、間隙りを減少させることに限界がある。また、シリン
ダブロックとライナーとを一体化したものにあっては、
ライナーの特性を有するＡ３９０．鋳鉄等の材料で全体
を作ることが要求されるため、ブロックの切削性や鋳造
性に問題が生じる。

本発明は、このような問題を解消するために案出された
ものであり、ブロックとは別体に作成したライナー相互
を連結させてシリンダーブロックに組み込むことにより
、機械的強度を低下させることなく、シリンダーブロッ
クを小型化、軽量化することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の内燃機関用連結型シリンダーライナーは、その
目的を達成するため、シリンダーブロックに組み込まれ
るライナーであり、筒状側壁の一部を介して隣接する複
数のライナーが相互に連結されていることを特徴とする
。

ライナーの材質としては、内燃機関の性能に応じて鋳鉄
、アルミニウム合金、急冷粉末を焼結したアルミニウム
合金９粒子分散金属或いは合金繊維強化金属或いは合金
等を使用することができる。また、ライナーの内面には
、クロムめっき。

溶射２粒子分散めっき等の各種表面処理を施しても良い
。

なお、シリンダーブロック内にシリンダーライナーを設
けるため、鋳包み、圧入、据付は等の種々の手段を採用
することができる。

［作　用］ シリンダーブロックに組み込まれるシリンダライナーは
、複数のライナーが連結部を介して一体化されている。

そのため、各ライナー間の位置関係が正確に保たれ、シ
リンダーブロックに対するセツティングも容易となる。

しかも、ライナ間隙を短縮することができることから、
シリンダーブロックの軽量化、更にはクランク、カムシ
ャフト等の軽量化も図られる。

また、ライナーを取り囲むブロックも、単一のライナー
が組み込まれるものに比較し、大きなものを使用するこ
とができるため、設計の自由度。

機械強度等の向上が図られ、冷却水通路の確保が容易と
なる。

［実施例］ 以下、第１〜４図を参照しながら、実施例によって本発
明を具体的に説明する。

支血丞ユニ 本実施例においては、第１図及び第２図に示すように、
４本のライナー２５〜２８を連結した状態で、その外周
全部をシリンダーブロック１５に鋳包んだ。なお、第１
図は、第２図のＩ−Ｉ断面を示す。

ライナー２５〜２８には、過共晶ＡＪ２−３ｉ合金Ａ３
９０を使用した。これらライナー２５〜２８は、押出し
によって製造した肉厚３ｍｍ、内径８４ｍｍの連結パイ
プを長さ１３３ｍｍに切断することにより得られた。

そして、金型内の所定位置にライナー２５〜２８をセッ
トして、稀土類元素１重量％を含有するマグネシウム合
金ＺＥ４１の溶湯を金型に吸引した。これにより、ライ
ナー２５〜２８の全周を取り囲んだシリンダーブロック
１５が形成された。

なお、冷却水通路３５に相当する箇所に中子を配置した
。そして、注湯されたマグネシウム合金が冷却・凝固し
た後で中子を抜き取り、最小間隙４ｍｍの冷却水通を３
５をシリンダーブロック１５内に形成した。また、冷却
水通路３５よりライナー２５〜２８側に形成されたシリ
ンダーブロック１５の内側部分は、平均で３ｍｍの肉厚
であった。

なお、冷却水通路３５は、シェル中子を使用して、鋳造
後に中子を崩壊除去することにより形成することもでき
る。

このようにライナー２５〜２８が鋳包みされたシリンダ
ーブロック１５に対して、耐熱試験を行った。ライナー
２５〜２８の内部に５００℃の熱風を吹き込み、冷却水
通路３５に温度４０℃の冷却水を流量４ｆ２／分で循環
させた。そして、第１図に示したライナー各位置Ｐ１〜
Ｐ４（上面から２０　ｍ　ｍ　、内面から２ｍｍの位置
）の温度を、ライナー２５．２６の内周面側からシリン
ダーブロック１５内に埋め込まれた熱電対により測定し
た。

その結果を、第１表に示す。

第１表：　シリンダーブロックの温度変化第１表から明
らかなように、各位置Ｐ　ｌ’＝　Ｐ　−の温度は、時
間経過と共に変化したが、十分に低い温度に維持されて
いることが判かる。特に、ライナー２５．２６が連結さ
れている位置Ｐ３においても、ブロック１５を介した冷
却水による抜熱作用が十分に発揮され、定格温度８０℃
以下に抑えられている。

夾施丞ユニ 相互に連結した４本の過共晶Ａｊ２−３ｉ合金製ライナ
ー２５〜２８を金型鋳造で作成し、このライナー２５〜
２８をダイキャスト型にセットし、ライナー２５〜２８
の下部を第３図に示すようにアルミニウム合金ＡＤＣ１
２で鋳包み、シリンダブロック１６を製造した。なお、
冷却水通路３５は、ダイキャスト型によって鋳抜かれて
おり、端部がシリンダヘッドで密閉される構造とした。

得られたシリンダブロックにおいては、各ライナー２５
〜２８のほぼ全周に、冷却水等の冷媒が循環する冷却水
通路３５が形成されている。すなわち、高温になったラ
イナー２５〜２８は、その外周面に接触して循環する冷
却水によって直接的に抜熱される。

このシリンダブロックに対し、実施例１と同様の耐熱試
験を行った。その結果、ライナ−２５〜２８内部を５０
０℃の高温に１８０分保持した後でも、ライナ−２５〜
２８各部の外周面は７０℃以下の温度に維持された。ま
た、ライナー２５〜２８の下部をブロック１６に鋳包ん
だ部分での接合強度は十分であり、水漏れ等の欠陥が発
生することがなかった。

夫血豊ｌニ ジリンダ−ブロックの内部に配置されるライナーとして
、第４図に示すように周壁の一部が連結されている肉厚
３ｍｍ、内径８５ｍｍの円筒体が複数個連結されたもの
を、重力金型鋳造によって製造した。なお、ライナー２
５〜２８を補強するため、円周方向及び長手方向に補強
リブ２９を形成した。そして、実施例２と同様に鋳包み
、シリンダーブロックを製造した。

得られたシリンダーブロックは、十分な耐熱性を備えて
おり、また機械強度も良好なものであつｌこ。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明においては、複数のシリ
ンダーライナーが連結されているため、シリンダーブロ
ックに対する組込みが容易になると共に、個々のライナ
ー間の距離が高精度に且つ小さく維持される。そのため
、得られたシリンダーブロックは、車両等で要求される
小形、軽量で精度の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１においてシリンダーライナー
を鋳包んだシリンダーブロックをライナー軸方向にみた
図、第２図は同シリンダーブロックをライナーの半径方
向にみた図、第３図は第２実施例のシリンダーブロック
を示し、第４図は第３実施例で使用したライナーを示し
、第５〜７図は従来のシリンダーブロックを示す。なお
、第３．５．６図の（Ａ）はそれぞれ第３．５．６区の
Ａ−Ａ断面を、また第７図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ−Ｂ
断面を示す。 １０〜１２，１５，１６：シリンダルブロック２２．２
５〜２８ニジリンダ−ライナー：補強リブ ３１．３５：冷却水通路 ：リング溝　　　　４１：シールリングライナーの間隙
　　Ｐ１〜Ｐ４：温度測定位置２０゜ ３０゜ Ｏ Ｌ　＝ ノＣ＾− 弔 図 Ａ−Ａｍ 弔 図 図 （Ａ） （Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダーブロックに組み込まれるライナーであ
   り、筒状側壁の一部を介して隣接する複数のライナーが
   相互に連結されていることを特徴とする内燃機関用連結
   型シリンダーライナー。