KR930000134Y1 - 실린더 블록 구조 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

실린더 블록 구조

제1도는 본 고안의 일실시예의 사시도.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도.

제3도는 물 자켓 코어에 중공부재를 설치한 상태의 평면도.

제4도는 본 고안에 의한 실린더 블록 단면도.

제5도는 제4도의 B-B선 단면도.

제6도는 제5도의 C-C선 단면도.

제7a도는 세라믹 코어를 이용한 종래 실린더의 단면도, 제7b도는 제7a도의 D-D선 단면도.

제8a도는 드릴 가공에 의한 종래 실린더 블록의 단면도, 제8b도는 제8a도의 E-E선 단면도.

제9a도는 드릴 경사 가공에 의한 종래 실린더 블록의 단면도, 제9b도는 제9a도의 F-F선 단면도.

제10a도는 강봉을 사용한 실린더 블록의 단면도, 제10b도는 제10a도의 G=G선 단면도.

제11a도는 강봉을 사용한 실린더 블록의 단면도, 제11b도는 제11a도의 H-H선 단면도, 제11c도는 강봉을 사용한 물자켓 코어의 횡단면도.

제12a도는 강판을 사용한 실린더 블록의 단면도, 제12b도는 제12a도의 I-I선 단면도, 제12c도는 강판을 사용한 물자켓 코어의 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 중공부재 11, 11' : 측벽

12 : 요입부 13, 13' : 안내편

14 : 냉각수 통로 20 : 실린더 블록

22, 22' : 실린더 보어 23, 23' : 물자켓

G : 물자켓 코어

본 고안은 실린더 블록 구조에 관한 것으로서, 특히 통상의 사이아미즈 타입 실린더 블록(Siamese Type Cylinder Block)에 있어서, 실린더 보어(Cylinde Bore) 사이의 상단부 소정위치에 냉각수 통로를 형성함과 동시에 실린더 블록의 주조시 물자켓 코어(Core)의 변형을 방지하기 위하여 중공부재의 양측단부에 호형의 안내편을 물자켓 코어속에 매몰하고 탈사후 이 안내편이 냉각수를 내부로 유도할 수 있도록 중공부재와 일체로 형성함으로써, 실린더 보어의 상단부를 균일하게 냉각시키고 이 부분에 대한 열적변형을 극소화하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 실린더 블록구조에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 사이아미즈 타입의 실린더 블록은 실린더 블록의 중량을 경감하기 위하여 실린더 보어 사이의 간격을 최소화 하여 실린더 블록의 길이를 최소화한 실린더 블록으로서, 이의 실린더 블록에는 서로 이웃하는 실린더 보어의 사이에 냉각수 통로가 형성되어 있지 않기 때문에 엔진의 작동시 필연적으로 발생하는 고열로 인하여 실린더 블록이 가열되면 냉각수 통로가 없는 실린더 보어의 사이 부분과 냉각수 통로가 있는 부분과의 열팽창 사이로 인하여 변형이 발생되기 쉬우며, 이로 인하여 실린더 보어가 변형되면, 실린더 내에서 상하 왕복운동을 하는 피스톤의 상측부에 결합되는 피스톤 링이 균일하게 실린더벽과 밀착되지 못하고 일부분만이 밀착되어짐으로서 실린더 벽과 피스톤 링과 소착현상이 발생된다는 문제점을 내포하고 있었다.

또한, 상기와 같은 실린더 블록을 주조함에 있어서는 실린더 보어 사이의 간격이 작으므로 사형(砂型)에 의한 물자켓 코어로는 이 부분에 대한 강도를 얻을 수 없고 물자켓 코어의 소성시 파손되기 쉬우며 주조시에 변형되어 충분한 치수 정확도를 얻을수 없다는 문제점이 있었다.

이에따라 상기의 문제점을 해결하기 위하여 여러가지의 방법으로 실린더 보어 사이에 냉각수 통로를 형성시켜 이 통로로 냉각수가 통과되도록 함으로써, 냉각효과를 증대시킬수 있는 여러가지 기술이 제안되고 있다.

즉, 제7a도, 제7b도는 세라믹 코어(2)를 이용하여 실린더 보어(3), (3') 사이에 냉각수 통로(4)를 성형시키는 방법에 관한 것으로서, 이는 실린더 블록(1)의 주문제작시 실린더 보어(3)와 실린더 보어(3')사이에 고가인 세라믹 코어(Ceramic Core)(2)를 삽입하여 실린더 블록(1)을 주조 성형하여 실린더 보어(3), (3') 사일 좌, 우 물자켓(5), (5')과 연통하는 냉각수 통로(4)를 형성시켰던 것이다.

그러나 이 방법은 세라믹 코어(2) 자체가 아주 고가이므로 매우 비경제적 이었을 뿐아니라 주조시 세라믹 코어(2)를 끼워 설치고정하는 작업이 어렵고 코어 (2)가 실린더 블록(1) 상부로 돌출되어 엔진의 높이가 높아지고 작업능률도 저하시키는 문제점이 있었던 것이다.

또한, 제8a도, 제8b도는 드릴(d)가공에 의한 방법으로서, 이는 실린더 보어 (3), (3') 사이의 물재킷(5), (5') 서로 연결 관통시키기 위해서 별도의 특수 드릴머신(도시되지 않음)을 사용하여 실린더 보어(3), (3') 사이에 냉각수 통로(4), (4'), (4")를 형성시켰던 것이다.

그러나, 이 방법은 주조 완성된 실린더 블록(1)에 별도의 드릴 작업공정을 거쳐 냉각수 통로(4), (4'), (4")를 형성시켜야 하는바, 좁은 공간에서의 드릴 작업이 매우 어려워 인력과 시간의 낭비가 많아 비경제적이었으며, 특히 실린더 블록의 내구성을 약화시켰을 뿐아니라 드릴 가공시 실린더 블록에 균열이 발생될 염려가 있다는 문제점이 있었다.

제9a도, 제9b도는 드릴 경사가공에 의한 실린더 보어(3), (3')사이의 냉각수 통로(4), (4')를 형성하는 방법으로서, 이 방법 또한 전기한 방법과 마찬가지로 실린더 블록(1)을 주조 성형 완료한 후, 실린더 블록(1)상부에서 실린더 보어(3), (3')사이로 경사지게 대각선으로 드릴(d)가공하여 냉각수 통로(4), (4')를 형성시키게 되므로, 경사지게 드릴 작업을 하려면 매우 어렵고 복잡하면서 드릴 가공작업시 드릴이 자주 절손되어 매우 비경제적이고, 절손된 드릴(d)이 실린더 블록(1)에 박히게 되어 불량률이 높아지며, 또한 주조 완성된 실린더 블록(1)에 별도의 가공이 이루어지므로 내구성을 약화 시키고, 실린더 블록(1)에 균열이 발생될 염려가 있다는 문제점이 있었다.

제10a도, 제10b도는 주로 성형 완료된 실린더 블록(1)의 실린더 보어(3), (3') 사이에 사이드 커터(S)로서 냉각수 통로(4)를 가공형성하도록 하였으나 이 방법은 주조 완성된 실린더 블록(1)을 별도의 사이드 커터(S)로 가공하게 되므로, 작업자의 실수로 실린더 블록(1)의 다른 부분까지 가공하게 되면 실린더 블록(1) 자체를 불량으로 만들어 버리고, 냉각수 통로(4) 가공작업시 많은 주위를 요하게 되므로 작업성이 불량하여 작업능률이 떨어지는 등 많은 문제점이 있었다.

또한, 물자켓 코어의 변형을 방지하기 위한 예로서는 제11도 및 제12도의 기술이 있는데, 제11a도, 제11b도, 제11c도는 강봉(2a)을 사용한 예로서, 물자켓 코머(G)와의 조형시 양단이 상향 절곡된 강봉(2a)을 물자켓 코어(G)의 내경부 사이에 삽입 배치하였으나, 물자켓 코어(G)와의 결합 강도가 견고하지 못하여 주조 용탕시 유동되기 쉽다는 문제점을 안고 있으며, 제12a도, 제12b도, 제12c도는 강판(2b)을 사용한 예로서, 물자켓 코어(G)의 조형시 강판(2b)을 물자켓 코어(G)의 내경부 사이에 삽입 배치하였으나, 이 또한 상기와 마찬가지로 물자켓 코어(G)와의 사이에 결합 강도가 견고하지 못하여 주조 용탕시 유동되기 쉽다는 문제점을 내포하고 있었다.

상기와 같은 종래기술은 종합하여 볼때, 이 기술들은 별도의 코어를 사용하여 실린더 블록을 주조한후 코어를 빼내어야 하거나. 실린더 블록의 주조후 냉각수 통로를 별도의 기구로 가공해야 함으로써, 실린더 블록의 내구성을 약화시킬 뿐만 아니라 제품의 불량 발생률이 많아 매우 비경제적이며, 작업성이 불량하여 냉각수 통로의 형성이 정확하지 못하고 인력과 시간의 낭비가 많으며 고가의 코어를 사용하므로 제조원가 상승의 요인이 되는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서 본 고안의 목적은 상기 종래의 문제점을 충분히 감안하여, 실린더 블록의 주조시 물자켓 코어의 변형을 방지함은 물론 냉각수의 물자켓 순환시 냉각수의 일부 흐름을 변경시켜 실린더 보어의 상단부를 균일하게 냉각시킴으로써, 냉각효과를 극대화하여 이부분에 대한 열적 변형을 극소화하고 실린더 블록의 내구성을 향상시킬수 있도록한 실린더 블록구조를 제공하고자 하는 것이다.

상기 본 고안의 목적은 실린더 보어 사이에 양끝단이 물자켓에 연통하는 중공부재를 삽입 배치하여 냉각수 통로를 형성하도록 함과 동시에 상기 중공부재의 양끝단부가 실린더 블록의 주조시 물자켓 코어에 매몰되어 물자켓 코어의 변형을 방지하고 탈사후 안내편이 되어 냉각수 흐름을 변경시킬수 있도록 호형의 안내편을 형성하면 달성될수 있다.

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 제6도까지는 본 고안에 의한 실시예를 나타낸 것으로서, 부호(20)은 실린더 블록이며 이 실린더 블록(20)은 복수의 실린더 보어(22), (22')...가 서로 접하여 있음과 동시에 실린더 보어(22), (22')...의 외주에 물자켓(23), (23')이 형성되어 있다.

그리고, 상기 실린더 블록(20)에 있어서 상호 인접하는 실린더 보어(22), (22') 사이의 벽부분 상단부에는 양끝단부가 물자켓(23), (23')에 연통하는 납작한 형상의 중공부재(10)는 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이 판상의 부재를 내측으로 냉각수 통로(14)가 형성되게 길쭉하게 절곡시켜 양측벽(11), (11')의 단부중 일측벽(11)단부를 상향 절곡시키고 이에 타측 단부를 삽입 고정하여 자체의 형상이 견고하게 유지되게 하고, 용탕 주입시 고열로 인한 변형을 방지하기 위해 양측벽(11), (11')을 용접할수 있도록 타측벽(11') 중앙에 요입부(12)를 형성하여 스폿트 용접수단으로 고착할수 있게 하며, 물자켓(23), (23')과 연통하는 양끝단부에는 물자켓 코어(G)속에 매몰되어 변형을 방지하고 탈사후 오목한 모양의 안내편이 되어 냉각수의 흐름을 변경시킬수 있는 다수의 호형 안내편(13), (13')을 형성한 것이다.

상기에서 중공부재(10)의 양끝단에 형성되는 호형의 안내편(13), (13')은 도면의 정면에서 보았을때 일측벽(11)에 하나 이상의 안내편(13)을 형성하고, 타측벽(11')에도 하나 이상의 안내편(13')을 엇갈리게 형성하며, 후측은 상기와 대칭되도록 안내편(13), (13')을 형성한 것이다.

상기에서 중공부재(10)의 양끝단에 형성되는 호형의 안내편(13) 이와같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명 하면 다음과 같다.

본 고안에 적용되는 중공부재(10)를 이용하여 실린더 블록(20)을 주조함에 있어서는 제3도에 도시한 바와 같이 실린더 블록(20)의 물자켓 코어(G)는 제작시 실린더 보어(22), (22')사이의 상단부에 중공부재(10)의 양단부에 형성된 안내편(13), (13')이 물자켓 코어(G)에 매몰 되도록 하며 삽입 배치하는 상태로 물자켓 코어(G)를 제작한후 통상의 방법에 의하여 용탕을 주입하면 중공부재(10)는 실린더 블록(20)의 용탕과 융착 되면서 양 실린더 보어(22), (22') 사이의 벽부분 상단부에 매립되어 지게된다.

상기와 같은 용탕주입 과정에서 중공부재(10)는 그 양단부의 안내편(13), (13')이 물자켓 코어(G)에 매몰되어 있는바, 물자켓 코어(G)의 변형을 방지하게 되어 정확한 치수의 실린더 블록(20) 주조물을 얻을수 있게 되는 것이다.

또한, 상기와 같은 과정으로 주조가 완료된 후, 물자켓 코어(G)등의 주물사를 탈사하게 되면 제4도 내지 제5도와 같이 실린더 블록(20)이 완성되는데, 이와같은 실린더 블록(30)의 냉각수 흐름을 보면 미도시된 라이디에이터로 부터 냉각된 냉각수가 공지와 같이 물펌프에 의해 물자켓(23), (23')으로 공급되어 물자켓(23), (23') 내부를 순환하면서 실린더 블록(20)를 냉각시키게 된다.

이와같은 실린더 블록(20)의 냉각과정에서 실린더 보어(22), (22') 사이의 냉각수 통로(14)를 형성시켜 주는 중공부재(10)의 양단부가 물자켓(23), (23') 연통된 상태에서 양단부에 오목한 모양의 안내판 역활을 행할 수 있는 안내편(13), (13')을 형성하였는바, 제5도와 같이 냉각수의 일부가 안내편(13), (13')에 의해 중공부재(10)의 냉각수 퉁로(14)로 강제 유도됨으로써 이 부분에 대한 냉각을 골고루 행할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 의하면 실린더 블록 주조시 중공부재의 양끝단부가 물자켓 코어속에 매립되므로 물자켓 코어의 변형을 방지하고 냉각수 통로를 형성하게 되어 사이아미즈 타입의 실린더 블록에 있어서 가장 문제시 되는 실린더 보어 사이의 고열을 균일하게 냉각시켜 줌으로써, 실린더 보어의 열적 변형을 최소화하면서 피스톤링과 실린더 내벽을 균일하게 밀착시켜 오일 소모를 감소 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 실린더 보어(22), (22')사이의 벽부분에 물자켓(23), (23')에 연통하는 냉각수 통로가 형성되는 실린더 블록 구조에 있어서, 냉각수 통로(14)가 형성되게 절곡된 측벽(11), (11')을 가지며 상기 측벽(11)의 하단부는 상향 절곡되어 상기 측벽(11')의 하단부가 이에 삽입 고정되고, 상기 측벽(11')의 중앙에는 요입부(12)를 형성하여 요입부(12)와 상기 측벽(11)은 스폿트 용접되고 상기 측벽(11), (11')의 양측단부에는 다수의 호형안내편(13), (13')이 형성된 중공부재(10)가 상기 물자켓(23), (23')을 연통하게 삽입배치된 것을 특징으로 하는 실린더 블록구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 중공부재(10)의 호형안내선(13), (13')은 상호 엇갈리게 위치되는 것을 특징으로 하는 실린더 블록구조.
3. 제2항에 있어서, 상기 중공부재(10)의 호형안내편(13), (13')은 냉각수의 흐름을 변경시킬 수 있게 오목한 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 실린더 블록구조.