JPS5825859B2 - シリンダライナシジシユダン - Google Patents

シリンダライナシジシユダン

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JPS5825859B2
JPS5825859B2 JP49108926A JP10892674A JPS5825859B2 JP S5825859 B2 JPS5825859 B2 JP S5825859B2 JP 49108926 A JP49108926 A JP 49108926A JP 10892674 A JP10892674 A JP 10892674A JP S5825859 B2 JPS5825859 B2 JP S5825859B2
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cylinder liner
liner
upper deck
block
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ウイラード ウエルズ アラン
マツクスウエル ベイリー ジヨン
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Caterpillar Tractor Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F1/00Cylinders; Cylinder heads 
    • F02F1/02Cylinders; Cylinder heads  having cooling means
    • F02F1/10Cylinders; Cylinder heads  having cooling means for liquid cooling
    • F02F1/16Cylinder liners of wet type
    • F02F1/163Cylinder liners of wet type the liner being midsupported

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関のためのシリンダライナ支持手段に
関する。
特に本発明は、幾分か弾性的な支持スリーブと組合わさ
れた可撓性スペーサで、その両者が機関ブロックとシリ
ンダライナとの間に置かれているものから成る支持手段
に関する。
今日では、シリンダライナを内部に利用している機関ブ
ロックには、通常は、シリンダライナの取り付けおよび
位置決めをする際にシリンダライナのフランジを受ける
ために、機関ブロックの上部デツキ部分に端ぐりが設け
られている。
しばしば各シリンダライナフランジの上面は上部デツキ
部分の面よりわずかに上側に飛び出していて、ヘッドガ
スケットがシリンダヘッドとシリンダライナフランジと
の間で圧縮され、それによってシリンダの内部で発生す
る燃焼ガスに対する効果的な密封を形成するようになっ
ている。
複数個のシリンダおよびそれに対応するシリンダライナ
を有する機関の場合は、端ぐりとライナフランジの加工
誤差によって上部デツキ部分の面の上側に他のライナよ
り多く飛び出すライナが生ずるという点に問題がある。
ヘッドガスケットの十分な密封作用を保証するのに必要
な比較的高いボルトトルクによって端ぐりの中に過剰の
応力が生じて、そして機関の運転中に荷重および熱応力
によってブロックの端ぐりに割れが生じて、それに伴っ
てライナ突起が破損され、燃焼密封も破壊される。
これらの問題を克服するための試みとして、本出願人に
譲渡されたベーリー(Bai Iey )の1971年
12月21日付米国特許第3,628,427号および
ベーリー(Bailey)らの1971年3月9日付米
国特許第3,568,573号に示されているように、
シリンダライナの肩とシリンダブロックの一部として一
体に鋳造された環状コラム即ち中空円柱構造との間に可
撓性スペーサを採用する設計例がいくつかある。
これらの設計は完全には満足できるものではない。
なぜなら、実験的試験によればそのような装置が満足に
機能することが示されているが、機関ブロックの大量生
産の観点からは実用的ではないことがわかっているから
である。
その理由の1つは、一体コラムが機関ブロックのための
鋳型の一部である中子の周りで鋳造することによって形
成されることである。
これらの中子は、鋳型の処理およびそれに続く鋳物の鋳
込みの間に、わずかに移動する傾向がある。
その結果、ライナの穴がブロックの中のコラムの内部に
加工された後でコラムの側壁が不規則になってしまう。
そのためにシリンダライナに不均等な荷重がかかり、シ
リンダライナと共に使用された密封装置の周りに漏れを
生ずる。
もう1つのシリンダライナ支持装置は、たとえば本出願
人に譲渡されたオルソン(Olson)等の1969年
12月2日付米国特許第3,481,316号に示され
ているように、ブロックの内部でシリンダライナを支持
するための支持スリーブを利用したものがある。
しかしながら支持スリーブも可撓性スペーサも上述およ
び他の理由によってシリンダライナ支持手段としては完
全には満足できるものではない。
なぜならば、支持手段は、組立の際にヘッドを締め付け
ることによってライナにかかった過剰荷重を補償するこ
とともに、実際的な意味で機関の正常の動作サイクルの
間に生ずるシリンダブロックの熱膨張および熱収縮を調
整しなければならないからである。
本発明は、シリンダブロック上にシリンダヘッドが取り
付けられている内燃機関の中にシリンダライナを支持す
るための手段を提供することである。
シリンダライナ支持手段は、シリンダライナの直径の小
さい部分を囲む支持スリーブと、やはり小直径部分を囲
む可撓性スペーサとから成る。
支持スリーブおよび可撓性スペーサはシリンダライナに
かかる過剰荷重とシリンダライナの熱サイクリングを調
整する。
半径方向フランジの形をした、シリンダライナの半径方
向移動を防止するための手段も設けられている。
したがって本発明の第1の目的は、ブロックにヘッドを
組み付けることによってシリンダライナにかかる過剰荷
重および機関の正常の動作サイクルの際のシリンダライ
ナの熱膨張および収縮によって生ずる過剰荷重を調整す
るシリンダライナ支持手段を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、組立の際にライナにかかる
過剰荷重を可撓性スペーサが補償し、そしてそれと共に
収縮する半弾性支持スリーブが機関の正常な動作サイク
ルの際に生ずるシリンダライナの熱膨張および収縮を調
整するようになっている装置を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、ブロックに対してシリンダ
が半径方向に移動するのを防止するための手段を提供す
ることである。
本発明の他の目的は、本発明に関する以下の詳細な説明
を読むことによって明らかになるであろつ。
第1図を参照すると、本発明のシリンダライナ支持手段
は、部分的に示された内燃機関12の内部に、全体を番
号10で示されている。
機関は、部分的に示された機関ブロック16上に取り付
けられている、部分的に示されたヘッド部14を有する
ヘッド部14と機関ブロック16の上部デツキ部18と
の間にヘッドガスケット20がある。
機関ブロック16は、上部デツキ部18の外に、下部壁
22を有する。
この下部壁22は、部分的に示されたクランク軸26を
収容するためのクランク室空間24を部分的に形成する
機関ブロックは、上部デツキ部18と下部壁22との間
に鋳造棚28を有する。
シリンダ穴30は、上部デツキ部、鋳造棚および下部壁
の中にそれぞれ1個ずつ付けられた複数個の同心穴32
.34および36によってブロックの内部に形成されて
いる。
穴30の中にそれとぴったり合致するように受けられて
いるのは全体的に円筒形状のシリンダライナ38であり
、ライナ38の下部には直径の小さくなった部分40が
あって、その周囲に環状肩42が形成されている。
シリンダライナ38の最下端部には、第2の直径の小さ
くなった部分44が形成されている。
ライナ自身には、連結棒50に接続された、往復動する
内蔵ピストン48のためのピストン穴46が形成されて
いる。
端ぐり52が下部壁22の中に含まれていて、半径方向
に拡がる棚54を形成している。
複数個の冷却剤通路56がシリンダヘッド14およびガ
スケット20の中の同様な通路58と一致するように上
部デツキ部18の中に形成されている。
鋳造棚28の中にもさらに通路60が形成されている。
シリンダヘッド14はボルト(図示されていない)など
のような通常の手段によって機関ブロックに取り付けら
れている。
シリンダライナ38は鋳鉄製であり、穴32゜34およ
び36の中を伸びていて、鋳造棚28の両側でシリンダ
ライナを囲む1対の環状冷却剤空洞62および64を形
成している。
環状凹み66がシリンダヘッド14に隣接するシリンダ
ライナノ最外端に設けられていて、ヘッド14、ピスト
ン48およびシリンダライナ38によって形成された燃
焼室68から冷却剤を密封分離するためにヘッドガスケ
ット20の合致部を受けている。
シリンダライナの上端と下端の中間には半径方向に伸び
る環状フランジ70があって、ライナの半径方向移動を
防止するために穴34の中にぴったり合致している。
シリンダライナ支持手段10は、シリンダライナの直径
の小さい部分40を囲む弾性支持スリーブ72から成る
支持スリーブ72は、その周囲に周辺溝74を有してお
り、そしてシリンダライナの厚さに較べて比較的薄い。
金属性のスリーブは、比較的薄い壁であるから、より厚
いシリンダライナに較べてより低いぼね定数を有する。
支持手段は、さらに、弾性材料で作られた山形の可撓性
スペーサ76を有する。
スペーサとシリンダライナとの間には弾性体の環状リン
グ部材78が置かれている。
このリング部材78はゴムあるいはその他の弾性材料に
よって作られていて、スペーサを半径方向に位置決めす
る。
またスペーサは、冷却剤がクランク室空間24に入るの
を防止するシールとしても役立つ。
操作の際には、シリンダヘッド14が機関ブロック16
に対して締め付けられると、その荷重がヘッドガスケッ
ト20を介してシリンダライナに与えられる。
この荷重は支持スリーブ72に伝えられて、支持スリー
ブを軸方向にわずかに圧縮させると共に、所定の荷重で
たわむ可撓性スペーサ76にも伝えられる。
シリンダヘッドをブロックに対してさらに締め付けると
、支持スリーブ12あるいは円筒ライナ38にかかる荷
重は余り増えずに、スペーサがたわみ続ける。
機関が完全に動作しているときは、空洞64、通路60
、空洞62および通路56と58を通って流れる冷却剤
は、シリンダヘッド14の中に流れ込む。
機関の作動によって発生する熱はシリンダライナを軸方
向に膨張させて、常にたわんだ状態にある可撓性スペー
サ76をさらに変形させる。
しかしながら機関の組立て及び始動後のこの時点までに
、シリンダライナ38にかかる荷重の大部分は、可撓性
スペーサ76がその降伏点まで及びそれを越えて変形す
ることによって、支持スリーブ及びシリンダライナがそ
れ以上の応力を受けることなく補正されてしまう。
即ち支持スリーブ72は圧縮されて弾性状態を維持しか
くしてこのスリーブは強靭なばねとして作用し、そして
機関が冷却されてライナが収縮したときにライナをヘッ
ドガスカットに絶えず押し付ける機能を有する。
この強靭なばね効果は支持スリーブを弾性的に作用させ
る。
次に第2図および第3図を参照すると、ライナの半径方
向移動が別の方法で防止されるという点だけが第1図に
示した実施例の場合と異る、もう1つの実施例が示され
ている。
この実施例では中間の鋳造棚は設けられていない。
半径方向移動は、シリンダライナ38′の最上端の近く
でその外周上に付けられた環状案内フランジ80によっ
て防止される。
このフランジ80は上部デツキ部18の近くで穴32に
ぴったり合致している。
空洞62′の中の冷却剤が自由に流れ得るようにするた
めに、複数個の軸方向に一致した、周に沿って間隔の開
いたスロット82がフランジ80の中に形成されており
、そのために冷却剤が上部デツキ部およびヘッド部の中
のそれぞれの通路56および58を自由に流れ得る。
本発明を特定の実施例について説明してきたが、本発明
の範囲から離れることなしに他の実施例も可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のシリンダライナ支持手段および半径
方向移動防止手段の拡大断面鉛直立面図である。 第2図は、半径方向不一致を防止するための別の手段を
有している点だけが異る、第1図に示した装置の別の実
施例を示す図。 第3図は、第2図の線■−■に沿って眺めた断面図であ
る。 10・・・・・・シリンダライナ支持手段、14・・・
・・・シリンダヘッド、16・・・・・・シリンダブロ
ック、18・・・・・・上部デツキ部、20・・・・・
・ヘッドガスケット、22・・・・・・下部壁、28・
・・・・・棚、30・・・・・・シリンダ穴、38と3
8′・・・・・・シリンダライナ、52・・・・・・端
ぐり、72・・・・・・支持スリーブ、76・・・・・
・可撓性スペーサ、70と80・・・・・・フランジ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 上部デツキ18及びシリンダ穴30を有するシリン
    ダブロック16と、該上部デツキ18上に設置されたシ
    リンダヘッド14とを含み、該シリンダブロック16は
    上部デツキ18と該シリンダ穴30の下端との中間に位
    置する端ぐりされた棚54を形成する下部壁22を有す
    る内燃機関?Ct、、?て、シリンダ穴30内に位置す
    る略円筒状シリンダライナ38を具備し、該円筒状シリ
    ンダライナ38の直径の小さくなった部分40が上部デ
    ツキ18と端ぐりされた棚54との中間に位置する環状
    肩42を形成し、 該シリンダライナ38を弾性的に支持しそしてシリンダ
    ライナ38の熱膨張収縮サイクル又は組立ての間のシリ
    ンダヘッド14のシリンダブロック16に対する締まり
    によって生ずるシリンダライナ38上の過剰荷重を調整
    する手段10を具備し、該弾性的支持手段10は、該直
    径の小さくなった部分40を囲みシリンダライナ38の
    環状肩42に当接する一端を有するシリンダヘッド38
    に較べて低いはね定数の支持スリーブ72と、端ぐりさ
    れた棚54内にはめこまれシリンダライナ38の直径の
    小さくなった部分40を囲み支持スリーブ72の他端に
    当接し所定の降伏点を有する可撓性でかつシール可能な
    スペーサ76とを具備することを特徴とする内燃機関。 2 上部デツキ18及びシリンダ穴30を有するシリン
    ダブロック16と、該上部デツキ18上に設置されたシ
    リンダヘッド14とを含み、該シリンタブロック16は
    上部デツキ18と該シリンダ穴30の下端との中間に位
    置する端ぐりされた棚54を形成する下部壁22を有す
    る内燃機関において、 シリンダ穴30内に位置する略円筒状シリンダライナ3
    8′を具備し、該円筒状シリンダライナ38′の直径の
    小さくなった部分40が上部デツキ18と端ぐりされた
    棚54との中間に位置する環状肩42を形成し、 該シリンダライナ38′を弾性的に支持しそしてシリン
    ダライナ38′の熱膨張収縮サイクルは組立ての間のシ
    リンダヘッド14のシリンダブロック16に対する締ま
    りによって生ずるシリンダライす38′上の過剰荷重を
    調整する手段10を具備し、該弾性的支持手段10は、
    該直径の小さくなった部分40を囲みシリンダライナ3
    8′の環状肩42に当接する一端を有するシリンダライ
    ナ38′に較べて低いぼね定数の支持スリーブ72と、
    端ぐりされた棚54内にはめこまれシリンダライナ38
    ′の直径の小さくなった部分40を囲み支持スIJ−ブ
    72の他端に当接し所定の降伏点を有する可撓性でかつ
    シール可能なスペーサ16とを具備し、シリンダライナ
    38′がシリンダブロック16の穴30内に位置する時
    その半径方向の移動を防止する手段を具備し、該半径方
    向の移動を防止する手段は、シリンダライナ38′の外
    周上にその上端に近接して位置し、シリンダブロック1
    6の端ぐり穴32内にはめこまれる環状案内フランジ8
    0を具備し、該環状案内フランジ80はシリンダブロッ
    ク16とシリンダヘッド14の間に冷却用流体を流すた
    めに形成された周に沿って間隔を置いた複数のスロット
    82を有することを特徴とする内燃機関。
JP49108926A 1974-01-28 1974-09-24 シリンダライナシジシユダン Expired JPS5825859B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

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US437204A US3882842A (en) 1974-01-28 1974-01-28 Cylinder liner support

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JPS50107317A JPS50107317A (ja) 1975-08-23
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GB (1) GB1464524A (ja)

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