JPH0526103A

JPH0526103A - 内燃機関の冷却装置

Info

Publication number: JPH0526103A
Application number: JP17850291A
Authority: JP
Inventors: Masato Kawachi; 正人河内; Shizuo Abe; 静生安部; Masami Tokoro; 雅美所
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-07-18
Filing date: 1991-07-18
Publication date: 1993-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はシリンダを冷却する内燃機関の冷却装
置に関し、上死点近傍に設けられた冷媒通路の冷媒のシ
ールの信頼性を向上させることを目的とする。【構成】シリンダライナ１の少なくとも、スラスト方向
（Ａ方向）、及び反スラスト方向（Ｂ方向）側では、厚
肉に形成されたシリンダライナ１の冷却水冷却部４に、
冷却水を流通させる溝部７を形成し、シリンダヘッド２
の下面２ａとにより冷却水通路７を形成する。この冷却
水通路７は、シリンダブロック３のボア部３ａと接触し
ていないため、シリンダライナの外周面とシリンダブロ
ックのボア部との間で、Ｏリング等のシール装置を使用
して冷却水通路を形成していた従来の構成に比べて、冷
却水のシール性が確保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に係
り、特に上死点近傍に冷媒通路を設けてシリンダライナ
を冷却する内燃機関の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上死点近傍に冷媒通路を設けてシ
リンダライナを冷却する冷却装置については、例えば、
実開平2-1445号公報に開示されたものがある。この公報
に開示された冷却装置は、シリンダブロックのボア内周
面と、シリンダライナの外周面と、シリンダヘッドの下
面とにより、上死点近傍のシリンダライナの外周部全周
に冷媒通路となるウォータジャケットを形成した構成で
ある。そして、シリンダライナの外周面とシリンダブロ
ックのボア内周面とが当接し、上記ウォータジャケット
の底部を形成する部分には、ウォータジャケット内の冷
却水がクランクケース側へ漏洩することを防止するため
にＯリングが設けられている。シリンダライナの上端面
とシリンダヘッドの下面との間にはファイアリングが、
また、シリンダブロックの上端面とシリンダヘッドの下
面との間には、Ｏリング、或いはガスケットが夫々設け
られ、上記冷却水をシールしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記ウォータジャケッ
トにおける冷却水のシールのうち、シリンダライナの外
周面とシリンダブロックのボア内周面とが当接する部分
に設けられたＯリングは、シリンダライナの軸方向に沿
った外側面に環状に設けられ、且つ外側面から若干突出
するように設けられる。このため、シリンダライナのシ
リンダブロックへの圧入時には、Ｏリングがシリンダブ
ロックによって擦れ、また、内燃機関運転時には、往復
動するピストンとクランク軸との関係でピストンに発生
するスラスト、及び反スラスト力が上記Ｏリングにかか
り、ピストンの往復動に対応してＯリング自体が周期的
な圧縮、膨張作用を受ける。以上のことにより、Ｏリン
グの耐久性が低下し、冷却水のシールにおける信頼性の
低下が問題とされていた。

【０００４】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、上死点近傍に設けられた冷媒通路の冷媒のシール
の信頼性を向上させた内燃機関の冷却装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、上死点近傍のシリンダライナのボア部外周
部に、冷媒が流通する冷媒通路が形成された内燃機関の
冷却装置において、前記シリンダライナの少なくともス
ラスト及び反スラスト方向側においては、前記シリンダ
ライナ上端に冷媒流路としての溝を設けた構成である。

【０００６】

【作用】少なくともスラスト、及び反スラスト方向側で
は、シリンダライナ上端に冷媒流路としての溝を設けた
ことにより、冷媒通路がシリンダライナが嵌装されるシ
リンダブロックに接触することなく形成される。このた
め、少なくともスラスト、反スラスト方向側では、冷媒
通路を形成するためのシール装置を設ける必要が無くな
り、冷媒通路の底部における冷媒のシール性が確保され
る。

【０００７】

【実施例】図１は本発明になる内燃機関の冷却装置の一
実施例の断面図、図２は図１に示す内燃機関の冷却装置
の平面図、図３は図２中、 III−III 線に沿う断面図を
示す。尚、図１は図２中、Ｉ−Ｉ線に沿う断面を示して
いる。

【０００８】図１中、シリンダライナ１は、シリンダヘ
ッド２が装着される側に設けられた冷却水冷却部４と、
冷却水冷却部４の下方に設けられた冷却油冷却部５と、
更にその下方に設けられた円筒部６とより構成されてい
る。

【０００９】図２中、クランク軸（図示せず）の軸方向
にそって複数設けられたシリンダライナ１_-1，１_-2，１
_-3は全て同一構成である。尚、説明の便宜上、差し支え
無い部分においてはシリンダライナ１_-1，１_-2，１_-3を
代表して、シリンダライナの符号を１とする。

【００１０】冷却水冷却部４はライナの厚さ寸法が肉厚
に形成されており、図１、図２に示すように、クランク
軸（図示せず）の軸方向（図中、Ｅ−Ｆ方向）に対して
垂直な方向（図中、Ａ−Ｂ方向）側の円周部分には、シ
リンダライナ１の上端面１ａに開口部７ａを有した溝部
７ｂが形成されている。この溝部７ｂは、上端面１ａ上
に装着されたシリンダヘッド２の下面２ａによって開口
部７ａが塞がれることにより冷却水通路７が形成され
る。

【００１１】図２に示すように、クランク軸の軸方向に
沿ってシリンダライナ１_-1，１_-2が隣接する部分には、
径の大きい冷却水冷却部４の外周部分が一部切り落とさ
れて上記冷却水通路７が露出した外側面４ａ_-1，４ａ_-2
が形成されている。そして、対向する上記外側面４
ａ_-1，４ａ_-2間には、上記冷却水通路７に連続した、後
述する連通路８が形成されている。

【００１２】冷却水冷却部４の外径寸法は、上記の如く
冷却水通路７を形成するために、下方の冷却油冷却部
５、及び円筒部６に比べて大きな径寸法で形成されてお
り、よって冷却水冷却部４はシリンダライナ１におい
て、フランジ状に形成されている。

【００１３】冷却油冷却部５は、シリンダライナ１の外
周に環状の冷却溝５ａが軸方向に複数段設けられると共
に、各冷却溝５ａを軸方向に連通する連通溝５ｂ（図３
に示す）が２箇所、シリンダライナ１の 180度反対側に
夫々設けられている。従って、シリンダライナ１が、図
１に示すようにシリンダブロック３のボア部３ａに嵌装
された状態においては、上記各溝５ａ，５ｂとボア部３
ａの内周面との間に冷却油の通路がけいされる。また、
シリンダブロック３には、シリンダライナ１がシリンダ
ブロック３に嵌装された状態において上記２つの連通溝
５ｂの最上部に連続する流入部、流出部（共に図には表
れていない）が夫々形成されている。

【００１４】従って、冷却油冷却部５において冷却油
は、流入部より流入し、一方の連通溝５ｂを通って各冷
却溝５ａに分配され、冷却溝５ａ内にてシリンダライナ
１の熱を吸収しながら他方の連通溝５ｂに流入し、流出
部から排出される。

【００１５】円筒部６は、上記冷却溝５ａの底径よりも
若干小さい外径寸法を有して円筒状に形成されている。
円筒部６の部分は、冷却水冷却部４近傍の燃焼室１０か
ら離れているために入熱量が少なく、上記冷却水冷却部
４、及び冷却油冷却部５のような冷却装置は設けられて
いない。

【００１６】シリンダライナ１のボア部１ｂは、冷却水
冷却部４、冷却油冷却部５、円筒部６のいずれの部位に
おいても同一内径寸法で形成されている。

【００１７】シリンダブロック３には、シリンダライナ
１の外周部における冷却水冷却部４と冷却油冷却部５と
の間、及び、冷却油冷却部５と円筒部６との間の段差の
位置及び寸法に対応した段差を形成したボア部３ａが形
成されており、上記構成のシリンダライナ１がボア部３
ａ内に嵌装される。

【００１８】図１に示すように、シリンダライナ１が嵌
装されたシリンダブロック３上には、シリンダヘッド２
が装着され、シリンダヘッド２の下面に形成された凹部
２ｂと、上死点近傍に位置したピストン９の上面と、シ
リンダライナ１の上部のボア部１ｂの内周面とにより、
燃焼室１０が形成される。また、上述した冷却水通路７
も、この時に溝部７ａの開口部７ａが塞がれて通路とし
て構成される。

【００１９】次に、冷却水通路７及び連通路８について
更に詳しく説明する。

【００２０】上記連通路８は、図２、図３に示すよう
に、隣接するシリンダライナ１_-1，１ _-2がボア部３ａ内
に嵌装された状態において、フランジ状の冷却水冷却部
４_-1，４_-2の対向し合う上記外側面４ａ_-1，４ａ_-2と、
シリンダブロック３の上面３ｂ、及び側面３ｃと、シリ
ンダヘッド２の下面２ａとにより構成されている。この
連通路８は、図２に示すように、隣接するシリンダライ
ナ１_-1，１_-2間に形成され、Ｂ方向側である吸気側の冷
却水通路７Ｂと、Ａ方向側である排気側の冷却水通路７
Ａとを連通すると共に、クランク軸の軸方向に隣接する
シリンダライナ１ _-1，１_-2の冷却水通路７（７Ａ，７
Ｂ）夫々とも管路上接続されている。

【００２１】この連通路８と冷却水通路７との接続部の
断面積、即ち冷却水が隣接するシリンダライナ１_-1，１
_-2の冷却水通路７間を通過する時の連通路８部分の通過
面積は、吸気側（Ｂ方向側）の方が、排気側（Ａ方向
側）よりも大きく形成されている。これは、上記シリン
ダブロック３の側面３ｃの位置を、排気側と吸気側とで
変えることにより形成される。

【００２２】従って、冷却水冷却部４において冷却水
は、冷却水用の循環ポンプにより図２に矢印で示す如
く、シリンダライナ１_-3，１_-2，１_-1の順に冷却水通路
７Ａ，７Ｂ夫々を通って流れ、燃焼によるシリンダライ
ナ１_-1，１_-2，１_-3の上死点近傍の熱を吸収する。

【００２３】また、上述したように、冷却水通路７と連
通路８との接続部における冷却水の通過面積を排気側に
おいて小、吸気側において大としたことにより、冷却水
が隣接するシリンダライナ１_-1，１_-2の冷却水通路７間
を通過する時の連通路８の部分における冷却水の流速
は、排気側の方が吸気側に比べて速くなる。従って、連
通路８の両端においてベンチュリー効果が作用し、連通
路８の排気側の圧力は吸気側の圧力に比べて低くなる。
このため、吸気側においてシリンダライナ１_-2の冷却水
通路７Ｂから隣接するシリンダライナ１_-1の冷却水通路
７Ｂへ流れようとする冷却水の一部は、連通路８を通っ
て低圧側の排気側に流れ、シリンダライナ１_-1の排気側
の冷却水通路７Ａに流入する。

【００２４】このように、ベンチュリー効果を作用させ
て連通路８に自然に冷却水を流通させることにより、隣
接するシリンダライナ１間の冷却を行うことができる。
また、連通路８により、上記の如く冷却水を吸気側から
排気側へ流すことによって、排気側の冷却水通路７Ａの
流速を速め、吸気側に比べて入熱量の大きい排気側の冷
却効果を高めている。

【００２５】一般に、図１に示すピストン９（図示され
ていないピストンリングによりシリンダライナ１のボア
部１ｂの内周面から浮いた状態で図示されている）が、
Ｄ方向に下動する行程では、クランク軸との関係でコネ
クティング・ロッド１１が傾斜しているため、クランク
軸の軸方向に対して垂直方向であるＡ方向のスラスト力
（図中、矢印Ｇで示す）がピストン９に作用する。また
反対に、ピストン９がＣ方向に上動する行程では、Ｂ方
向の反スラスト力（図中、矢印Ｈで示す）がピストン９
に作用する。実際の内燃機関運転時には、ピストン９が
高速に上下動するため、上記スラスト力Ｇ、及び反スラ
スト力Ｈにより、ピストン９はシリンダライナ１のボア
部１ｂの内周面をＡ、またはＢ方向に叩くように動作す
る。

【００２６】ここで、本実施例の冷却装置においては、
上述したように、シリンダライナ１のＡ−Ｂ方向側の周
囲部分において、肉厚寸法の厚い冷却水冷却部４に溝状
の冷却水通路７を設け、この冷却水通路７によりシリン
ダライナ１の上死点近傍を冷却する構成である。そし
て、上述した従来の構成のように、ウォータジャケット
内の冷却水が下方のクランクケース、または図１に示す
ような冷却油冷却部側に混入することを防止するＯリン
グ等のシール装置を不要としている。

【００２７】このため、本実施例の冷却装置によれば、
上記の如くスラスト力Ｇ、及び反スラスト力Ｈが作用し
ても、冷却水通路７内の冷却水が下方のクランクケー
ス、または冷却油冷却部５側に漏洩することはなく、冷
却水冷却部４における冷却水のシールの耐久性、及び信
頼性を従来に比べて向上させることができる。

【００２８】尚、上記実施例は、隣接するシリンダライ
ナ１間の間隔寸法が狭い内燃機関における実施例であ
り、シリンダライナ１のＡ−Ｂ方向側の周囲部分には冷
却水通路７が形成されるものの、シリンダライナ１の隣
接部においては、シリンダライナ１の外側面４ａ_-1，４
ａ_-2によって形成された連通路８が設けられた構成であ
る。しかしながら、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、隣接するシリンダライナ１間の間隔寸法が
広い場合には、流出入口を設けた環状の冷却水通路７を
シリンダライナ１の全周に設けた構成であってもよく、
この場合には、スラスト力、反スラスト力の働くＡ−Ｂ
方向に限らず、シリンダライナ１の全周において冷却水
のシール性の信頼性を向上させることができる。

【００２９】また、上記実施例においては、冷却水冷却
部４に溝部７ｂを形成し、シリンダヘッド２の下面２ａ
とにより冷却水通路７を形成する構成を示したが、本発
明はこれに限定されるこものではなく、例えば、冷媒の
出入口部を残して密閉された冷却水通路となる空間部を
シリンダライナ内に内設した構成のものであってもよ
い。

【００３０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、シリンダ
ライナの少なくともスラスト、反スラスト方向側におい
て、シリンダライナの上端に冷媒流路としての溝を設け
たため、冷媒通路がシリンダブロックに接触することな
く構成され、上死点近傍に設けられた冷媒通路の冷媒の
シール性が確保される。この結果、冷媒通路のシールの
耐久性、及び信頼性を従来に比べて向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内燃機関の冷却装置の一実施例の
断面図であり、図２におけるＩ−Ｉ線に沿う断面を示し
ている。

【図２】図１に示す内燃機関の冷却装置の平面図であ
る。

【図３】図２における III−III 線に沿う断面図であ
る。

【符号の説明】

１，１_-1，１_-2，１_-3 シリンダライナ１ａ上端面１ｂ，３ａボア部２シリンダヘッド２ａ下面２ｂ凹部３シリンダブロック３ｂ上面３ｃ側面４冷却水冷却部４ａ_-1，４ａ_-2 外側面５冷却油冷却部６円筒部７，７Ａ，７Ｂ冷却水通路７ａ開口部７ｂ溝部８連通路９ピストン１０燃焼室１１コネクティング・ロッド

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】上死点近傍のシリンダライナのボア部外
周部に、冷媒が流通する冷媒通路が形成された内燃機関
の冷却装置において、前記シリンダライナの少なくともスラスト及び反スラス
ト方向側においては、前記シリンダライナ上端に冷媒流
路としての溝を設けたことを特徴とする内燃機関の冷却
装置。