JPS6118667B2 - - Google Patents
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- JPS6118667B2 JPS6118667B2 JP12170578A JP12170578A JPS6118667B2 JP S6118667 B2 JPS6118667 B2 JP S6118667B2 JP 12170578 A JP12170578 A JP 12170578A JP 12170578 A JP12170578 A JP 12170578A JP S6118667 B2 JPS6118667 B2 JP S6118667B2
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- Japan
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- cylinder
- liner
- cylinder liner
- flange
- block
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F1/00—Cylinders; Cylinder heads
- F02F1/02—Cylinders; Cylinder heads having cooling means
- F02F1/10—Cylinders; Cylinder heads having cooling means for liquid cooling
- F02F1/16—Cylinder liners of wet type
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はガソリン、デイーゼルエンジンを問わ
ず広い範囲で用いられるエンジンのシリンダライ
ナの取付構造に関するものである。
ず広い範囲で用いられるエンジンのシリンダライ
ナの取付構造に関するものである。
ライナはシリンダの内壁が著しく摩耗したりす
るのを防ぐためブロツク内面に設けるもので、特
にデイーゼルエンジン等高価な本体に対して有用
である。
るのを防ぐためブロツク内面に設けるもので、特
にデイーゼルエンジン等高価な本体に対して有用
である。
エンジンにおけるピストン、シリンダライナ、
シリンダブロツクを構成する材料は熱膨張の点か
ら同質材料とすることが望ましいが、しかし実際
にはピストンは可動のため軽合金のような軽量部
材が用いられ、一方ライナ、ブロツクは熱膨張率
が小さく耐久性が優れていることが必要なことか
ら鋳鉄製が多く用いられるのが普通である。しか
しながら上記構成のシリンダではピストンとライ
ナが異質材であるため両者を過熱冷却すると熱膨
張率が異なり、また楕円歪みの問題もあり、ピス
トンとライナの間のクリヤランス設定を厳しくす
ることは困難であつた。従つて従来より該部位に
熱膨張率の小さいセラミツク材を用いることが考
えられていた。例えばアルミピストンにセラミツ
クライナの場合には熱膨張の差が大きいため、適
性クリヤランスの設定がむずかしいが、セラミツ
ク製ピストンにセラミツク材を主体とするライナ
の組合わせでは、全熱量域に対して好ましい方向
でクリヤランスを設定することができるし楕円歪
み量も少ない。セラミツク材自体は耐熱性、強度
に優れ、軽量であるという利点を有するが、耐摩
耗及び耐衝撃性の点で金属材に基本的に劣り、し
かも異物等による一寸した傷が亀裂に及び実用に
適さないという欠点があつた。また実際にセラミ
ツク製ライナを金属製ブロツクに固定する場合、
異質材のため熱膨張が異なり、ガタを生じたりし
て確実に固定することが難しいという問題点をも
有していた。
シリンダブロツクを構成する材料は熱膨張の点か
ら同質材料とすることが望ましいが、しかし実際
にはピストンは可動のため軽合金のような軽量部
材が用いられ、一方ライナ、ブロツクは熱膨張率
が小さく耐久性が優れていることが必要なことか
ら鋳鉄製が多く用いられるのが普通である。しか
しながら上記構成のシリンダではピストンとライ
ナが異質材であるため両者を過熱冷却すると熱膨
張率が異なり、また楕円歪みの問題もあり、ピス
トンとライナの間のクリヤランス設定を厳しくす
ることは困難であつた。従つて従来より該部位に
熱膨張率の小さいセラミツク材を用いることが考
えられていた。例えばアルミピストンにセラミツ
クライナの場合には熱膨張の差が大きいため、適
性クリヤランスの設定がむずかしいが、セラミツ
ク製ピストンにセラミツク材を主体とするライナ
の組合わせでは、全熱量域に対して好ましい方向
でクリヤランスを設定することができるし楕円歪
み量も少ない。セラミツク材自体は耐熱性、強度
に優れ、軽量であるという利点を有するが、耐摩
耗及び耐衝撃性の点で金属材に基本的に劣り、し
かも異物等による一寸した傷が亀裂に及び実用に
適さないという欠点があつた。また実際にセラミ
ツク製ライナを金属製ブロツクに固定する場合、
異質材のため熱膨張が異なり、ガタを生じたりし
て確実に固定することが難しいという問題点をも
有していた。
本発明は上記セラミツクで形成され、しかもセ
ラミツクの有する欠点をカバーし得る手段でシリ
ンダブロツクに固定した熱膨張が少なく耐久性の
良好なシリンダライナの取付構造を提供するもの
である。
ラミツクの有する欠点をカバーし得る手段でシリ
ンダブロツクに固定した熱膨張が少なく耐久性の
良好なシリンダライナの取付構造を提供するもの
である。
即ち本発明によるシリンダライナの取付構造を
図を用いて詳しく説明すると、第１図はライナＡ
をブロツク１に固定したシリンダ付近の断面図で
あり、図中２はシリンダヘツド、３及び３′はそ
れぞれインテークバルブ、エキゾーストバルブ、
４はピストン、５はコンロツドを表わす。
図を用いて詳しく説明すると、第１図はライナＡ
をブロツク１に固定したシリンダ付近の断面図で
あり、図中２はシリンダヘツド、３及び３′はそ
れぞれインテークバルブ、エキゾーストバルブ、
４はピストン、５はコンロツドを表わす。
本発明ライナＡはその本体をセラミツク材を用
いて円筒状に成形し、円筒内面には薄肉金属層を
形成する。ライナに用いるセラミツク材はセラミ
ツク単独及び強度の高いガラスセラミツク（結晶
化ガラス）系、シリコンナイトライド系、シリコ
ンカーバイド系及びアルミナ系等セラミツクに他
の添加剤を含有せしめたものでもよい。このうち
特にガラスセラミツク系は従来のアンバーや焼結
ステンレスと比較して強度的に遜色がないうえ
に、軽量化、コストダウンを図ることができるの
で特に好ましい。ガラスセラミツク系材料の場合
には例えば軟化点が800℃以上で抗折強度が10
Kg／mm2以上を用いることが望ましい。
いて円筒状に成形し、円筒内面には薄肉金属層を
形成する。ライナに用いるセラミツク材はセラミ
ツク単独及び強度の高いガラスセラミツク（結晶
化ガラス）系、シリコンナイトライド系、シリコ
ンカーバイド系及びアルミナ系等セラミツクに他
の添加剤を含有せしめたものでもよい。このうち
特にガラスセラミツク系は従来のアンバーや焼結
ステンレスと比較して強度的に遜色がないうえ
に、軽量化、コストダウンを図ることができるの
で特に好ましい。ガラスセラミツク系材料の場合
には例えば軟化点が800℃以上で抗折強度が10
Kg／mm2以上を用いることが望ましい。
セラミツクを成形する場合は通常の加工方法で
行われる。
行われる。
ライナＡの側壁の構成の一例を第２図に示す。
セラミツク本体６の内面に微細凹凸部、例えば微
少ねじ部７を形成し、このねじ部７の表面に金属
層８を形成する。この例の場合セラミツク材料と
して例えば石塚硝子株式会社のデビトロンメタリ
ツクのように、成形後表面に銅を析出するいわゆ
る銅析出型セラミツクを使用し、円筒状本体６の
表面に銅層７８を形成せしめ、次にこの銅層のぬ
れ性または導電性を利用して、化学的または電気
的メツキ方法によりメツキ層８′を形成し、次い
で該メツキ層８′の上に耐摩耗性表面金属層８を
形成せしめることができる。
セラミツク本体６の内面に微細凹凸部、例えば微
少ねじ部７を形成し、このねじ部７の表面に金属
層８を形成する。この例の場合セラミツク材料と
して例えば石塚硝子株式会社のデビトロンメタリ
ツクのように、成形後表面に銅を析出するいわゆ
る銅析出型セラミツクを使用し、円筒状本体６の
表面に銅層７８を形成せしめ、次にこの銅層のぬ
れ性または導電性を利用して、化学的または電気
的メツキ方法によりメツキ層８′を形成し、次い
で該メツキ層８′の上に耐摩耗性表面金属層８を
形成せしめることができる。
なお、本発明においてセラミツク本体の円筒内
面に設ける凹凸形状は、金属のアンカー（投錨）
効果を目的としたものであるため、ねじ溝に限ら
ず梨地、絹目地等いずれの形状でも良い。また上
記例では、銅層を形成しているが、適当なメツキ
金属を選択することにより省略することもでき
る。
面に設ける凹凸形状は、金属のアンカー（投錨）
効果を目的としたものであるため、ねじ溝に限ら
ず梨地、絹目地等いずれの形状でも良い。また上
記例では、銅層を形成しているが、適当なメツキ
金属を選択することにより省略することもでき
る。
メツキする金属は、次に積層する表面用金属に
対してぬれ性の良いものであれば良く、表面用金
属によつて適宜選択する。表面金属層の形成は、
ぬれ性の良いメツキ層の上面に、溶融金属へのど
ぶ漬け、鋳ぐるみ、溶射あるいは鋳込み等の適当
な方法で容易に行うことができる。なお、表面用
金属材料によつては、上記銅層のほかにメツキ層
をも省略し得ることは勿論である。
対してぬれ性の良いものであれば良く、表面用金
属によつて適宜選択する。表面金属層の形成は、
ぬれ性の良いメツキ層の上面に、溶融金属へのど
ぶ漬け、鋳ぐるみ、溶射あるいは鋳込み等の適当
な方法で容易に行うことができる。なお、表面用
金属材料によつては、上記銅層のほかにメツキ層
をも省略し得ることは勿論である。
金属層をライナ本体の凹凸状内面に形成する方
法は、上記以外にも、単なる接合によつて、もし
くは物理的及び機械的な手段によつて行うことが
できる。しかし該部位が熱伸縮及び衝撃力の加わ
る個所であることを考えれば、接合が仮りに不可
となつても十分耐久性を維持することができる点
で後者の方がより望ましい。従つて金属溶射法に
よつて適当なる耐摩耗性金属材を当該凹凸状内面
に直接溶射し金属層を形成しても良いし更にその
他の方法でも良い。このとき形成される金属層は
いずれの方法でも薄層とすることが必要である。
これは金属層が熱膨張に関与する割合は薄層にな
るほど少ないためである。表面用金属材は本体セ
ラミツク材より熱膨張率が大きいため過熱高温時
には多大な応力をセラミツク本体に及ぼすことが
考えられるが、金属層を薄肉化することによりそ
の影響力を小さくするようにしたものである。
法は、上記以外にも、単なる接合によつて、もし
くは物理的及び機械的な手段によつて行うことが
できる。しかし該部位が熱伸縮及び衝撃力の加わ
る個所であることを考えれば、接合が仮りに不可
となつても十分耐久性を維持することができる点
で後者の方がより望ましい。従つて金属溶射法に
よつて適当なる耐摩耗性金属材を当該凹凸状内面
に直接溶射し金属層を形成しても良いし更にその
他の方法でも良い。このとき形成される金属層は
いずれの方法でも薄層とすることが必要である。
これは金属層が熱膨張に関与する割合は薄層にな
るほど少ないためである。表面用金属材は本体セ
ラミツク材より熱膨張率が大きいため過熱高温時
には多大な応力をセラミツク本体に及ぼすことが
考えられるが、金属層を薄肉化することによりそ
の影響力を小さくするようにしたものである。
上記構成のシリンダライナＡをブロツク１に固
定する場合、まずライナ上部のフランジ１２外端
を高精度に加工して部１１を設け、一方ブロツク
１側の上部内面には部１１′を有する適当な形状
のリブ１３，１３…を複数個円周状に設け、そし
て前記Ｒ部１１，１１′の間に金属製中空リング
１０を介在せしめライナＡをシリンダブロツク１
に弾圧伸縮可能に固定する。このとき中空リング
１０はブロツク内面から突出したリブ１３，１３
…で支持されているため、冷却水は最も高温とな
るライナ上部の外側に設けられた冷却水通路９を
通りライナＡとブロツク１の間隙に入りシリンダ
を冷却することができる。ライナ外面は機械加工
しても鋳放しのままであつても良く、ライナ下部
はＯリング１４によつてシールされている。Ｒ部
１１，１１′の形状はブロツク１及びライナＡの
大きさや中空リング１０の形状、性質によつて適
宜選択される。中空リングに用いる金属は特に限
定されないが耐熱鋼、バネ鋼、ステンレス鋼が好
ましい。このようにすればライナＡとブロツク１
の間に熱膨張差が生じた場合でもその差を金属製
の中空リング１０が弾圧伸縮することによつて吸
収するので十分対応することができる。
定する場合、まずライナ上部のフランジ１２外端
を高精度に加工して部１１を設け、一方ブロツク
１側の上部内面には部１１′を有する適当な形状
のリブ１３，１３…を複数個円周状に設け、そし
て前記Ｒ部１１，１１′の間に金属製中空リング
１０を介在せしめライナＡをシリンダブロツク１
に弾圧伸縮可能に固定する。このとき中空リング
１０はブロツク内面から突出したリブ１３，１３
…で支持されているため、冷却水は最も高温とな
るライナ上部の外側に設けられた冷却水通路９を
通りライナＡとブロツク１の間隙に入りシリンダ
を冷却することができる。ライナ外面は機械加工
しても鋳放しのままであつても良く、ライナ下部
はＯリング１４によつてシールされている。Ｒ部
１１，１１′の形状はブロツク１及びライナＡの
大きさや中空リング１０の形状、性質によつて適
宜選択される。中空リングに用いる金属は特に限
定されないが耐熱鋼、バネ鋼、ステンレス鋼が好
ましい。このようにすればライナＡとブロツク１
の間に熱膨張差が生じた場合でもその差を金属製
の中空リング１０が弾圧伸縮することによつて吸
収するので十分対応することができる。
特にシリンダ内においては上部の点火栓付近が
最も高温になる部分であり従つてライナの熱膨張
も大きいため本発明方法のように当該部位に弾圧
伸縮可の固定手段を施すことができることは非常
に有効である。
最も高温になる部分であり従つてライナの熱膨張
も大きいため本発明方法のように当該部位に弾圧
伸縮可の固定手段を施すことができることは非常
に有効である。
なお、本発明の中空リングはパイプ状の中空体
に限定されるものではなく、コイルスプリングの
ような中空体で機械的な弾圧、伸縮可の高精度位
置決め手段であれば良く、要するに熱膨張差に相
当する分（微量）だけ初期応力をかけて弾圧、伸
縮状態で配備すれば良い。かくすることにより熱
膨張差による隙間あるいは初期の過大な応力を考
えて配設することもなく、容易に固定できる。
に限定されるものではなく、コイルスプリングの
ような中空体で機械的な弾圧、伸縮可の高精度位
置決め手段であれば良く、要するに熱膨張差に相
当する分（微量）だけ初期応力をかけて弾圧、伸
縮状態で配備すれば良い。かくすることにより熱
膨張差による隙間あるいは初期の過大な応力を考
えて配設することもなく、容易に固定できる。
本発明シリンダライナは、上記記載からも明ら
かなように基材がセラミツク材であるため熱膨張
係数が小さく、しかも強度、断熱性に優れてい
る。特にガラスセラミツクの場合には鋳鉄製ブロ
ツクと同じ熱膨張係数とすることもでき、使用の
目的に応じて使い分けることもできるので好まし
い。またセラミツク材の熱膨張係数が小さいた
め、ピストンとライナとのクリヤランスを非常に
狭く設定することができ有利である。更にセラミ
ツク材の断熱性が良いため、シリンダ内の温度を
従来の構成のエンジンより高く維持することがで
き、エンジンの熱効率向上のため有効である。
かなように基材がセラミツク材であるため熱膨張
係数が小さく、しかも強度、断熱性に優れてい
る。特にガラスセラミツクの場合には鋳鉄製ブロ
ツクと同じ熱膨張係数とすることもでき、使用の
目的に応じて使い分けることもできるので好まし
い。またセラミツク材の熱膨張係数が小さいた
め、ピストンとライナとのクリヤランスを非常に
狭く設定することができ有利である。更にセラミ
ツク材の断熱性が良いため、シリンダ内の温度を
従来の構成のエンジンより高く維持することがで
き、エンジンの熱効率向上のため有効である。
また本発明シリンダライナは現在一般に用いら
れているライナと構成及び製造プロセスが類似し
ているため、その延長上で製造することができ、
従つて従来の設備をそのまま使用できる。更に現
行のエンジン構成をほとんど維持したままでよい
ので容易に実用化することができ有利である。
れているライナと構成及び製造プロセスが類似し
ているため、その延長上で製造することができ、
従つて従来の設備をそのまま使用できる。更に現
行のエンジン構成をほとんど維持したままでよい
ので容易に実用化することができ有利である。
第１図は本発明シリンダライナをシリンダブロ
ツクに固定したところを示す断面図、第２図は本
発明シリンダライナ側壁の構成の一例を示す拡大
断面図を表わす。 図中、１…シリンダブロツク、２…シリンダヘ
ツド、６…セラミツク本体、７…ねじ部、８…表
面金属層、１０…中空リング、１１…Ｒ部、１３
…リブ、１４…Ｏリング、Ａ…ライナを表わす。
ツクに固定したところを示す断面図、第２図は本
発明シリンダライナ側壁の構成の一例を示す拡大
断面図を表わす。 図中、１…シリンダブロツク、２…シリンダヘ
ツド、６…セラミツク本体、７…ねじ部、８…表
面金属層、１０…中空リング、１１…Ｒ部、１３
…リブ、１４…Ｏリング、Ａ…ライナを表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セラミツク材よりなる上端にフランジを備え
た円筒状本体の内周面に薄肉金属層を形成してな
るシリンダライナを、フランジ下部のフランジと
本体との連接部に弾圧伸縮可能な金属製中空リン
グを介装してシリンダブロツク上部に位置決め固
定し、該シリンダライナの下部をＯリングなどの
シール手段を配してシリンダブロツク下部に嵌挿
して、シリンダライナとシリンダブロツクとの間
に冷却水路を形成せしめてなり、かつ上記シリン
ダブロツク上部を複数個のリブを設けた構造とし
該リブによつて前記中空リングを支持するととも
に前記冷却水路をシリンダヘツドの冷却水路に連
通せしめたことを特徴とするシリンダライナの取
付構造。 ２ シリンダライナのフランジ下部のフランジと
本体との連接部および上記シリンダブロツク上部
に設けられた複数個のリブのそれぞれの中空リン
グ当接面を、該中空リングの外形形状に対応させ
たＲ（曲率半径）面としたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載のシリンダライナの取付構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12170578A JPS5549553A (en) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | Cylinder liner and its fixing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12170578A JPS5549553A (en) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | Cylinder liner and its fixing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5549553A JPS5549553A (en) | 1980-04-10 |
| JPS6118667B2 true JPS6118667B2 (ja) | 1986-05-13 |
Family
ID=14817833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12170578A Granted JPS5549553A (en) | 1978-10-03 | 1978-10-03 | Cylinder liner and its fixing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5549553A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62141248U (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-05 | ||
| JPS63234760A (ja) * | 1987-03-24 | 1988-09-30 | Takashi Sasaki | 照明灯付電話機 |
| JPH01172750U (ja) * | 1988-05-25 | 1989-12-07 | ||
| JPH01179647U (ja) * | 1988-06-07 | 1989-12-22 | ||
| JPH0510439Y2 (ja) * | 1989-05-17 | 1993-03-15 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6018621B2 (ja) * | 1981-05-21 | 1985-05-11 | 日本碍子株式会社 | エンジン部品 |
| JPS58129055U (ja) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | 小型ガス冷房技術研究組合 | 内燃機関用燃料混合装置 |
| JPS5932149U (ja) * | 1982-08-24 | 1984-02-28 | 日産自動車株式会社 | 断熱構造部材 |
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- 1978-10-03 JP JP12170578A patent/JPS5549553A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5549553A (en) | 1980-04-10 |
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