WO2014142240A1 - シリンダボア壁の保温部材の組み付け方法 - Google Patents
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- F01P3/00—Liquid cooling
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- F01P2003/021—Cooling cylinders
Definitions
- the present invention relates to an assembling method for assembling a heat retaining member disposed in contact with a wall surface of a cylinder bore wall of a cylinder block of an internal combustion engine on the grooved cooling water channel side in the grooved cooling water channel.
- Patent Document 1 discloses a flow that divides a groove-shaped cooling heat medium flow path into a plurality of flow paths by being disposed in a groove-shaped cooling heat medium flow path formed in a cylinder block of an internal combustion engine.
- a channel partition member formed at a height less than a depth of the groove-shaped cooling heat medium flow path, and a bore-side flow path and an anti-bore-side flow path in the groove-shaped cooling heat medium flow path
- a flow path dividing member serving as a wall portion that is divided into a groove portion, a groove portion that is formed from the flow path dividing member toward the opening of the groove-shaped cooling heat medium flow channel, and a leading edge is the groove-shaped cooling heat medium.
- the wall temperature of the cylinder bore wall can be made uniform to some extent, so that the difference in the amount of thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall is reduced. In recent years, however, it has been demanded to further reduce the difference in thermal deformation between the upper side and the lower side of the cylinder bore wall.
- Patent Document 2 discloses a heat retaining member for a cylinder bore wall that is intended to provide an internal combustion engine having high uniformity in the wall temperature of the cylinder bore wall.
- a rubber material or a resin material is cited as the material of the heat retaining member.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall whose contact surface is made of a rubber material or a resin material is grooved while the contact surface of the heat retaining member is in contact with the wall surface of the grooved cooling water channel when inserted into the grooved cooling water channel. It is inserted under the cooling water flow path. And if the site
- the present inventors have conducted a groove-like cooling on the heat retaining member on the cylinder bore wall in which the portion forming the contact surface is made of an elastomer such as a rubber material or a resin material.
- a friction reducing agent is applied to or pasted on the contact surface, and then the heat retaining member on the cylinder bore wall is inserted into the grooved cooling water flow path, so that the cylinder bore is inserted into the grooved cooling water flow path.
- the present inventors have found that it is possible to easily assemble the heat insulating member of the wall and completed the present invention.
- the present invention has a contact surface for contacting the wall surface of the cylinder bore wall of the cylinder block of the internal combustion engine on the groove-like cooling water flow path side, and the temperature of the cylinder bore wall made of an elastomer or a resin material is formed at the site forming the contact surface.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall is inserted into the grooved cooling water flow path, and the heat retaining material of the cylinder bore wall is inserted into the grooved cooling water flow path.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall can be easily assembled in the grooved cooling water flow path.
- FIG. 2 is an end view taken along line xx of FIG. It is a perspective view of the cylinder block in FIG. It is a schematic diagram of the heat retention member of the cylinder bore wall shown in FIG. It is a schematic diagram which shows the example of a heat retention member of a cylinder bore wall, and a fixing member. It is a figure which shows the installation position of the heat retention member. It is a figure which shows the circumferential direction 23 of a cylinder bore wall. It is a schematic diagram which shows a mode that the heat retention member of a cylinder bore wall is put in a groove-shaped cooling water flow path. It is a schematic diagram which shows the example of a form of the heat retention member of a cylinder bore wall.
- FIGS. 1 to 4 show examples of the shape of the heat retaining member on the cylinder bore wall and the cylinder block on which it is installed.
- FIG. 1 is a schematic view showing a state in which the heat retaining member on the cylinder bore wall is installed on the cylinder block. 2 is an end view taken along line xx of FIG. 1,
- FIG. 3 is a perspective view of the cylinder block in FIG. 1, and
- FIG. 4 is a view of the cylinder bore wall shown in FIG. FIG.
- FIG. 4 is a schematic view of a heat retaining member, (4-1) is a plan view, (4-2) is an end view of FIG. 1, and (4-3) is a side view.
- a plurality of heat retaining members are actually installed, but in FIG. 1, one of them is shown and the other is omitted.
- an open deck type cylinder block 11 of a vehicle-mounted internal combustion engine in which a heat retaining member 1a is installed has a bore 12 for moving a piston up and down, and a groove for flowing cooling water.
- a cooling water flow path 14 is formed.
- a wall that separates the bore 12 and the grooved coolant flow path 14 is a cylinder bore wall 13.
- the cylinder block 11 is formed with a cooling water supply port 15 for supplying cooling water to the grooved cooling water channel 14 and a cooling water discharge port 16 for discharging cooling water from the grooved cooling water channel 14. ing.
- the heat retaining member 1 a has a contact surface 5 a that contacts the cylinder bore wall 13.
- the contact surface 5 a has a shape along the wall surface of the cylinder bore wall 13 so as to be in contact with the wall surface of the cylinder bore wall 13.
- the shape when the contact surface 5a is viewed from the contact surface side is a substantially rectangular shape.
- the fixing member 2a which consists of the connection part 3a and the opposite wall contact part 4a is attached to the heat retention member 1a.
- the heat retaining member 1a and the fixing member 2a are provided with the grooved cooling water flow path so that the contact surface 5a is in contact with the wall surface 17 of the cylinder bore wall 13 on the grooved cooling water flow path 14 side. 14 is installed.
- the contact surface 5a of the heat retaining member 1a is in contact with all of the heat retaining portions of the wall surface 17 of the grooved cooling water flow path 14.
- the internal combustion engine includes a cylinder block and a heat retaining member fixed by a fixing member in the grooved coolant flow path of the cylinder block.
- a fixing member fixed by a fixing member in the grooved coolant flow path of the cylinder block.
- the heat retaining member and the fixing member a piston, a cylinder head, a head gasket, and the like.
- the heat retaining member 1 a on the cylinder bore wall is inserted into the grooved cooling water flow path 14 from the upper side of the grooved cooling water flow path 14 of the cylinder block 11, and placed in the middle and lower part of the grooved cooling water flow path 14.
- a friction reducing agent such as paraffin wax, fluororesin powder, polyethylene film or the like is applied or pasted to the contact surface 5 a in advance, and the heat retaining member 1 a on the cylinder bore wall is then attached to the groove-shaped cooling water channel 14 of the cylinder block 11. Do the work to put in.
- the cylinder bore wall heat retaining member 1a is assembled into the grooved coolant flow path 14 of the cylinder block 11.
- the method of assembling the heat retaining member for the cylinder bore wall according to the present invention has a contact surface for contacting the wall surface of the cylinder bore wall of the cylinder block of the internal combustion engine on the grooved coolant flow channel side, and the portion forming the contact surface is an elastomer or resin.
- a friction reducing agent is applied to or pasted on the contact surface of the heat insulating member of the cylinder bore wall made of a material, and then the heat insulating member of the cylinder bore wall is inserted into the grooved cooling water flow path.
- the cylinder bore wall heat retaining member is assembled in the cylinder bore wall heat retaining member.
- a heat retaining member for a cylinder bore wall according to the method for assembling a heat retaining member for a cylinder bore wall according to the present invention has a contact surface for contacting the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved coolant flow channel side of the cylinder block of the internal combustion engine, and forms a contact surface
- the part to be made is made of an elastomer or a resin material.
- the heat retaining member on the cylinder bore wall is a member for covering the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved cooling water flow path side when the contact surface is in contact with the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved cooling water flow path side. Therefore, the heat retaining member of the cylinder bore wall can prevent the coolant from directly contacting the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved coolant flow channel side.
- the surface shape of the contact surface which is the surface in contact with the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved coolant flow channel side, matches the shape of the wall surface of the cylinder bore wall on the grooved coolant flow channel side. It adjusts suitably for every form example.
- the part forming the contact surface of the heat retaining member of the cylinder bore wall is made of an elastomer or a resin material.
- the elastomer include rubber materials such as solid rubber and foamed rubber, and foamed urethane such as hard urethane and soft urethane.
- the material forming the contact surface includes natural rubber, butadiene rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), NBR (nitrile) in consideration of LLC resistance (resistance to antifreeze cooling water) and heat resistance.
- Solid rubber such as butadiene rubber), silicone rubber, fluoro rubber, etc .
- Foam rubber such as EPDM (ethylene propylene diene rubber), NBR (nitrile butadiene rubber), fluoro rubber
- soft urethane hard urethane
- thermoplastic resin nylon resin, etc.
- resin materials such as thermosetting resins (phenol resins, melamine resins, etc.).
- rubber-based materials such as EPDM and NBR are preferable in terms of excellent elasticity and adhesion, and excellent heat resistance.
- the thickness of the heat retaining member on the cylinder bore wall (symbol t in FIG. 4) is appropriately selected depending on the width of the grooved cooling water flow path, the material of the heat retaining member, the period of use, the use conditions, and the like.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall When the heat retaining member of the cylinder bore wall is installed in the grooved cooling water flow path, the cooling water is prevented from hitting the heat retaining portion of the cylinder bore wall on the grooved cooling water flow path side. Furthermore, the shape, arrangement, installation position, number, and the like of the heat retaining member on the cylinder bore wall are appropriately selected so that the temperature distribution on the inner wall of the cylinder bore becomes the target temperature distribution.
- the applicable temperature range of the heat retaining member on the cylinder bore wall is ⁇ 40 to 200 ° C. Therefore, the heat resistance of the heat retaining member of the cylinder bore wall is preferably 120 ° C. or higher, particularly preferably 150 ° C. or higher. Further, the heat insulation member of the cylinder bore wall is required to have LLC resistance.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall may have a reinforcing material on the inside of the heat retaining member or on the back surface opposite to the contact surface in order to maintain the shape.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall is fixed by the fixing member so that the contact surface is in contact with the cylinder bore wall.
- the heat retaining member 1a on the cylinder bore wall is fixed by the fixing member 2a.
- the fixing member 2a includes a connecting portion 3a and a counter wall contact portion 4a. Since the facing wall contact portion 4 a is in contact with the wall surface 18 of the grooved coolant flow channel 14 on the side opposite to the cylinder bore wall 13, the surface shape of the contacting surface of the facing wall contact portion 4 a is the shape of the wall surface 18.
- the connection part 3a connects the heat retaining member 1a and the opposite wall contact part. As shown in (4-3) in FIG.
- the connecting portion 3a has an upwardly inclined shape in the direction 21 in which the cooling water flows. Since the force pressed against the downward direction of the groove-shaped cooling water flow path 14 is applied to the member 1a and the opposite wall contact portion 4a, the heat retaining member 1a is preferable in that it is easily pressed against the cylinder bore wall 13 and fixed.
- the outline of the connecting portion 3a is indicated by a dotted line.
- the fixing member is not limited to the embodiment shown in FIGS. 1, 2 and 4, and for example, as shown in FIG. 5, the connecting portion 3b and the opposite wall contact portion 4b. And a fixing member 1b composed of the embedded portion 22.
- FIG. 5 is a schematic view showing a configuration example of the heat retaining member and the fixing member on the cylinder bore wall.
- (5-1) is a plan view of the fixing member 1b
- (5-2) is (5-1).
- 2) is an end view taken along the line yy of FIG.
- the embedded portion 22 is embedded inside the heat retaining member 1b.
- the heat retaining member 1b is pressed against and fixed to the cylinder bore wall by the spring bias of the connecting portion 3b, the opposite wall contact portion 4b, and the embedded portion 22.
- fixing members are merely examples, and any member can be used as long as the heat insulating member can be fixed in the grooved cooling water flow path of the cylinder block so that the contact surface of the heat insulating member is in contact with the wall surface of the cylinder bore wall.
- FIGS. 1, 2, and 4 has a contact surface that contacts all of the heat retaining portions of the wall surface of the cylinder bore wall, but the form of the contact surface of the heat retaining member of the cylinder bore wall is limited to this. Is not to be done.
- FIG. 9 is a schematic view showing an example of the shape of the heat retaining member of the cylinder bore wall, (9-1) is a plan view, (9-2) is an end view, and (9-3) is the contact surface side. It is the figure seen from.
- the heat retaining member 31 of the cylinder bore wall has a contact surface 35 that contacts the cylinder bore wall.
- the contact surface 35 has a shape along the wall surface of the cylinder bore wall so as to be in contact with the wall surface of the cylinder bore wall. As shown in (9-3), when the contact surface 35 is viewed from the contact surface 35 side (when viewed in the direction indicated by reference numeral 39 in (9-2) of FIG. 9), the shape is the cylinder bore wall. It has a substantially square shape that surrounds the vicinity of the outer edge of the heat retaining portion of the wall surface.
- the heat retaining member 31 on the cylinder bore wall is fixed to a fixing plate 36 of the heat insulating member, and a fixing member 2a including a connecting portion 3a and a counter wall contact portion 4a is attached to the fixing plate 36.
- the contact surface 35 of the heat retaining member 31 of the cylinder bore wall has a substantially square shape surrounding the vicinity of the outer edge of the heat retaining portion of the wall surface of the grooved coolant channel when viewed from the contact surface side. Therefore, the contact surface 35 is in contact only with the vicinity of the outer edge of the heat retaining portion of the wall surface of the grooved cooling water flow path, and there is no surface that is in contact with the heat retaining portion inside the outer edge of the heat retaining portion of the wall surface of the grooved cooling water flow path.
- a through hole 37 is formed in the fixing plate 36 of the heat retaining member.
- the through-hole 37 has an inner portion 38 of the heat retaining member through the through-hole 37 when the heat retaining member 31 of the cylinder bore wall is installed in the groove-shaped cooling water flow channel, and the cooling water flows through the groove-shaped cooling water flow channel. It is a through-hole for making cooling water flow in. Then, the cooling water that has entered the inner portion 38 of the heat retaining member is confined between the heat retaining member 31 on the wall surface of the grooved cooling water flow path, the cylinder bore wall, and the fixing plate 36 of the heat retaining member. Since the replacement with the cooling water flowing outside the fixed plate 36 is small, the temperature becomes high.
- the heat retaining portion of the wall surface of the grooved cooling water flow path is in contact with the cooling water of the inner portion 38 of the heat retaining member where the temperature has increased and the vicinity of the outer edge of the heat retaining portion of the wall surface of the grooved cooling water flow path.
- the thermal insulation member 31 is covered and kept warm.
- the overall shape of the heat retaining member on the cylinder bore wall and the shape of the fixing member are not particularly limited as long as the shape does not hinder cooling water from flowing through the grooved cooling water flow path.
- the embodiment shown in FIG. 1 only the wall surface on one side of the central cylinder bore among the three cylinder bores is kept warm by the heat retaining member of the cylinder bore wall, but the embodiment is not limited to this, and the embodiment shown in FIG. As described above, the entire circumferential direction of the cylinder bore wall may be covered. Alternatively, there may be a portion of the cylinder bore wall that is not covered by the heat retaining member in the circumferential direction of the cylinder bore wall. In FIG. 6, black portions indicate the installation positions of the heat retaining member 1. Moreover, the circumferential direction 23 of the cylinder bore wall is a direction surrounding the outer circumference of the cylinder bore wall 13 as shown in FIG.
- 7-1) is a plan view showing only the cylinder bore wall 13
- (7-2) is a front view showing only the cylinder bore wall 13.
- the heat retaining member of the cylinder bore wall is in contact with only one wall surface of one of the three cylinder bores, but is not limited to this.
- the heat retaining member may be shaped so as to be in contact with the bore walls of two or more cylinder bores.
- Examples of the heat retaining member for the cylinder bore wall that can come into contact with the bore walls of two or more cylinder bores include, for example, one in which two or more heat retaining members 1a for the cylinder bore wall in the embodiment shown in FIG. .
- the installation position of the heat retaining member of the cylinder bore wall is such that the position of the upper end in the vertical direction of the heat retaining member of the cylinder bore wall is based on the upper end of the grooved coolant flow path. It is below the lower position by 1/3 of the length from the upper end to the lower end on the road side. Note that the position on the lower side by 1/3 of the length from the upper end to the lower end of the groove-shaped cooling water flow channel with reference to the upper end of the groove-shaped cooling water flow channel is the groove-shaped cooling water flow channel in FIG.
- the position of the lower end in the vertical direction of the heat retaining member on the cylinder bore wall is preferably coincident with the lower end 132 of the grooved cooling water flow path.
- the position of the lower end in the vertical direction of the heat retaining member on the cylinder bore wall may be higher than the lower end 132 of the groove-shaped cooling water flow path depending on the shape of the path. As long as the effect of the present invention is not impaired, the position of the lower end in the vertical direction of the heat retaining member of the cylinder bore wall may be above the lower end 132 of the grooved coolant flow path.
- the friction reducing agent is applied or pasted to the contact surface of the heat retaining member for the cylinder bore wall, and then the heat retaining member for the cylinder bore wall is placed in the grooved cooling water flow path. And a heat retaining member for the cylinder bore wall is assembled in the grooved cooling water flow path.
- the friction reducing agent is not particularly limited as long as it reduces friction between the wall surface of the cylinder bore wall and the contact surface of the heat retaining member of the cylinder bore wall and does not adversely affect the LLC.
- paraffin wax mineral oil -Based lubricants
- hydrocarbon-based lubricants such as hydrocarbon-based synthetic lubricants
- grease sheap grease, silicon grease, fluorine grease
- fluorine-based friction reducers silicon-based friction reducers
- polytetrafluoroethylene (PTFE) polytetrafluoroethylene
- fluororesin powder tape or sheet, and polyethylene tape.
- paraffin wax As the friction reducing agent, paraffin wax, hydrocarbon lubricant such as hydrocarbon lubricant, and fluororesin powder such as polytetrafluoroethylene (PTFE) are preferable, and paraffin wax is particularly preferable because it does not adversely affect LLC. preferable.
- PTFE polytetrafluoroethylene
- water or LLC antifreeze cooling water
- examples of the water used as the friction reducing agent include tap water and industrial water.
- the friction reducing agent may be a liquid or a solid.
- examples of the solid friction reducing agent include powder, tape, and sheet.
- the friction reducing agent may be dissolved or dispersed in water or a solvent.
- the method for applying or sticking the friction reducing agent to the contact surface of the heat retaining member of the cylinder bore wall is not particularly limited, and a liquid friction reducing agent, or a liquid or solid friction reducing agent is dissolved or dissolved in a solvent or water.
- the method of inserting the heat retaining member of the cylinder bore wall with the friction reducing agent applied or pasted on the contact surface into the grooved cooling water flow path and assembling the heat retaining member of the cylinder bore wall in the grooved cooling water flow path is particularly limited. Instead, there are a method of manually pushing the heat retaining member of the cylinder bore wall into the grooved cooling water flow path, and a method of pushing the heat retaining member of the cylinder bore wall into the grooved cooling water flow path using a dedicated jig.
- the timing for applying or sticking the friction reducing agent to the contact surface of the heat retaining member of the cylinder bore wall is not particularly limited as long as it is before the operation of inserting the heat retaining member of the cylinder bore wall into the grooved cooling water flow path.
- a friction reducing agent may be applied or pasted to the contact surface, and then the operation of inserting the friction reducer immediately may be performed.
- the operation of sequentially entering the groove-shaped cooling water flow path may be performed.
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Abstract
内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接するための接触面を有し、該接触面を形成する部位がエラストマ又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材の該接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、該シリンダボア壁の保温部材を、該溝状冷却水流路内に入れ込み、該溝状冷却水流路内に該シリンダボア壁の保温部材を組み付けることを特徴とするシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法。 本発明によれば、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を組み付け易くすることができるシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法を提供することができる。
Description
本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接触させて配置される保温部材を、溝状冷却水流路内に組み付けるための組み付け方法に関する。
内燃機関では、ボア内のピストンの上死点で燃料の爆発が起こり、その爆発によりピストンが押し下げられるという構造上、シリンダボア壁の上側は温度が高くなり、下側は温度が低くなる。そのため、シリンダボア壁の上側と下側では、熱変形量に違いが生じ、上側は大きく膨張し、一方、下側の膨張が小さくなる。
その結果、ピストンのシリンダボア壁との摩擦抵抗が大きくなり、これが、燃費を下げる要因となっているので、シリンダボア壁の上側と下側とで熱変形量の違いを少なくすることが求められている。
そこで、従来より、シリンダボア壁の壁温を均一にするために、溝状冷却水流路内にスペーサーを設置し、溝状冷却水流路内の冷却水の水流を調節して、冷却水によるシリンダボア壁の上側の冷却効率と及び下側の冷却効率を制御することが試みられてきた。例えば、特許文献１には、内燃機関のシリンダブロックに形成された溝状冷却用熱媒体流路内に配置されることで溝状冷却用熱媒体流路内を複数の流路に区画する流路区画部材であって、前記溝状冷却用熱媒体流路の深さに満たない高さに形成され、前記溝状冷却用熱媒体流路内をボア側流路と反ボア側流路とに分割する壁部となる流路分割部材と、前記流路分割部材から前記溝状冷却用熱媒体流路の開口部方向に向けて形成され、かつ先端縁部が前記溝状冷却用熱媒体流路の一方の内面を越えた形に可撓性材料で形成されていることにより、前記溝状冷却用熱媒体流路内への挿入完了後は自身の撓み復元力により前記先端縁部が前記内面に対して前記溝状冷却用熱媒体流路の深さ方向の中間位置にて接触することで前記ボア側流路と前記反ボア側流路とを分離する可撓性リップ部材と、を備えたことを特徴とする内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材が開示されている。
ところが、引用文献１の内燃機関冷却用熱媒体流路区画部材によれば、ある程度のシリンダボア壁の壁温の均一化が図れるので、シリンダボア壁の上側と下側との熱変形量の違いを少なくすることができるものの、近年、更に、シリンダボア壁の上側と下側とで熱変形量の違いを少なくすることが求められている。
そこで、特許文献２には、シリンダボア壁の壁温の均一性が高い内燃機関を提供すること目的とするシリンダボア壁の保温部材が開示されている。この特許文献２では、保温部材の材質としては、ゴム材や樹脂材が挙げられている。
接触面がゴム材又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材は、溝状冷却水流路内に入れ込まれるときに、保温部材の接触面が溝状冷却水流路の壁面に接触しながら、溝状冷却水流路の下に向けて入れ込まれる。そして、接触面を形成する部位がゴム材又は樹脂材からなると、溝状冷却水流路の壁面と接触面との摩擦力が大きくなる。
そのため、シリンダボア壁の保温部材のシリンダブロックへの組み付けのために、大きな力が必要となるため、特別の治具が必要となったり、場合によっては組み付け自体ができなくなったり、あるいは、組み付け作業に時間がかかり過ぎたりするという問題が生じるおそれがある。
本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、接触面を形成する部位がゴム材等のエラストマ又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材を、溝状冷却水流路内に組み付ける際に、接触面に摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、シリンダボア壁の保温部材を、溝状冷却水流路内に入れ込むことにより、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を組み付け易くすることができるということを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接するための接触面を有し、該接触面を形成する部位がエラストマ又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材の該接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、該シリンダボア壁の保温部材を、該溝状冷却水流路内に入れ込み、該溝状冷却水流路内に該シリンダボア壁の保温部材を組み付けることを特徴とするシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法を提供するものである。
本発明によれば、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を組み付け易くすることができる。
本発明のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法が実施されるシリンダボア壁の保温部材及び内燃機関の形態例について、図１～図４を参照して説明する。図１～図４は、シリンダボア壁の保温部材及びそれが設置されるシリンダブロックの形態例を示すものであり、図１は、シリンダボア壁の保温部材がシリンダブロックに設置されている状態を示す模式的な平面図であり、図２は、図１のｘ－ｘ線端面図であり、図３は、図１中のシリンダブロックの斜視図であり、図４は、図１に示すシリンダボア壁の保温部材の模式図であり、（４－１）は平面図であり、（４－２）は図１の端面図であり、（４－３）は側面図である。なお、図１に示すシリンダブロックには、実際には複数の保温部材が設置されるが、図１では、そのうちの１つを記載し、他の記載を省略した。また、図２では、二点鎖線より下側部分については、記載を省略した。
図１及び図３に示すように、保温部材１ａが設置される車両搭載用内燃機関のオープンデッキ型のシリンダブロック１１には、ピストンが上下するためのボア１２、及び冷却水を流すための溝状冷却水流路１４が形成されている。そして、ボア１２と溝状冷却水流路１４とを区切る壁が、シリンダボア壁１３である。また、シリンダブロック１１には、溝状冷却水流路１４へ冷却水を供給するための冷却水供給口１５及び冷却水を溝状冷却水流路１４から排出するための冷却水排出口１６が形成されている。
図４に示すように、保温部材１ａは、シリンダボア壁１３に接する接触面５ａを有している。接触面５ａは、シリンダボア壁１３の壁面に接することができるように、シリンダボア壁１３の壁面に沿った形状となっている。接触面５ａを接触面側から見たときの形状は、略矩形状である。また、保温部材１ａには、連結部３ａ及び対壁接触部４ａからなる固定部材２ａが取り付けられている。そして、図１及び図２に示すように、接触面５ａが、シリンダボア壁１３の溝状冷却水流路１４側の壁面１７に接するように、保温部材１ａ及び固定部材２ａが、溝状冷却水流路１４内に設置されている。なお、保温部材１ａの接触面５ａは、溝状冷却水流路１４の壁面１７の保温部位の全てと接触する。
内燃機関は、シリンダブロック及びシリンダブロックの溝状冷却水流路内に固定部材により固定されている保温部材を有し、シリンダブロック、保温部材及び固定部材の他に、ピストン、シリンダヘッド、ヘッドガスケット等を有する。
そして、図８示すように、シリンダボア壁の保温部材１ａを、シリンダブロック１１の溝状冷却水流路１４の上側から、溝状冷却水流路１４内に入れ込み、溝状冷却水流路１４の中下部に設置する。このとき、接触面５ａに、予めパラフィンワックス、フッ素樹脂粉末、ポリエチレンフィルム等の摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、シリンダボア壁の保温部材１ａを、シリンダブロック１１の溝状冷却水流路１４内に入れ込む作業を行う。
このようにして、本発明のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法では、シリンダボア壁の保温部材１ａを、シリンダブロック１１の溝状冷却水流路１４内に組み付ける。
本発明のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接するための接触面を有し、該接触面を形成する部位がエラストマ又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材の該接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、該シリンダボア壁の保温部材を、該溝状冷却水流路内に入れ込み、該溝状冷却水流路内に該シリンダボア壁の保温部材を組み付けることを特徴とするシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法である。
本発明のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法に係るシリンダボア壁の保温部材は、内燃機関のシリンダブロックの溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接するための接触面を有し、接触面を形成する部位がエラストマ又は樹脂材からなる。
シリンダボア壁の保温部材は、接触面が溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接することにより、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面を覆うための部材である。そのため、シリンダボア壁の保温部材は、冷却水が溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に直接接触することを防ぐことができる。
シリンダボア壁の保温部材では、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面に接する面である接触面の表面形状は、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の壁面の形状と合致するように、シリンダブロックの形態例毎に、適宜調節される。
シリンダボア壁の保温部材の接触面を形成している部位は、エラストマ又は樹脂材からなる。エラストマとしては、ソリッドゴム、発砲ゴム等のゴム材、硬質ウレタン、軟質ウレタン等の発砲ウレタン等が挙げられる。接触面を形成している部位の材質としては、耐ＬＬＣ性（不凍冷却水への耐性）や耐熱性を考慮して、天然ゴム、ブタジエンゴム、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のソリッドゴム；ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルブタジエンゴム）、フッ素ゴム等の発砲ゴム；軟質ウレタン、硬質ウレタン；熱可塑性樹脂（ナイロン樹脂など）、熱硬化性樹脂（フェノール樹脂、メラミン樹脂など）等の樹脂材が挙げられる。これらのうち、保温部材の接触面を形成する材質としては、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等のゴム系材料が、弾性及び密着性に優れ、また、耐熱性が優れる点で、好ましい。
シリンダボア壁の保温部材の厚み（図４中、符号ｔ）は、溝状冷却水流路の幅、保温部材の材質、使用期間、使用条件等により、適宜選択される。
シリンダボア壁の保温部材が、溝状冷却水流路内に設置されることにより、溝状冷却水流路側のシリンダボア壁の保温部位に冷却水が当たらないようにされる。更に、シリンダボア内壁の温度分布が、目的とする温度分布となるように、シリンダボア壁の保温部材の形状、配置、設置位置、数等を適宜選択する。
また、シリンダボア壁の保温部材の適用温度領域は、－４０～２００℃である。そのため、シリンダボア壁の保温部材の耐熱性は、好ましくは１２０℃以上、特に好ましくは１５０℃以上である。また、シリンダボア壁の保温部材には、耐ＬＬＣ性が求められる。
また、シリンダボア壁の保温部材は、形状を保持するために、保温部材の内部又は接触面とは反対の裏面に、補強材を有してもよい。
シリンダボア壁の保温部材は、固定部材により、接触面がシリンダボア壁に接するように固定される。図１、図２及び図４に示す形態例では、固定部材２ａにより、シリンダボア壁の保温部材１ａが固定される。固定部材２ａは、連結部３ａ及び対壁接触部４ａからなる。対壁接触部４ａは、シリンダボア壁１３とは反対側の溝状冷却水流路１４の壁面１８に接するので、対壁接触部４ａの接触面の表面形状は、壁面１８の形状である。連結部３ａは、保温部材１ａと対壁接触部とを連結するものである。そして、連結部３ａは、図４中（４－３）に示すように、冷却水が流れる方向２１に上り傾斜の形状であることが、冷却水が流れた時に、冷却水の水流で、保温部材１ａ及び対壁接触部４ａに、溝状冷却水流路１４の下方に向かって押し付けられる力が加えられるので、保温部材１ａが、シリンダボア壁１３に押し付けられ固定され易くなる点で好ましい。なお、図４中（４－３）では、連結部３ａの輪郭を点線で示した。
シリンダボア壁の保温部材において、固定部材としては、図１、図２及び図４に示す形態例に限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、連結部３ｂ、対壁接触部４ｂ及び埋め込み部２２からなる固定部材１ｂが挙げられる。図５は、シリンダボア壁の保温部材及び固定部材の形態例を示す模式図であり、図５中（５－１）は固定部材１ｂの平面図であり、（５－２）は（５－１）のｙ－ｙ線で切った端面図である。固定部材１ｂでは、埋め込み部２２は、保温部材１ｂの内部に埋め込まれている。そして、連結部３ｂ、対壁接触部４ｂ及び埋め込み部２２のバネ付勢により、保温部材１ｂが、シリンダボア壁に押し付けられて固定される。
なお、これらの固定部材は、あくまでも形態例であり、保温部材の接触面がシリンダボア壁の壁面に接するように、保温部材をシリンダブロックの溝状冷却水流路内に固定できるものであればよい。
図１、図２及び図４に示す形態例は、シリンダボア壁の壁面の保温部位の全てと接触する接触面を有しているが、シリンダボア壁の保温部材の接触面の形態は、これに限定されるものではない。例えば、他には、図９に示す形態例が挙げられる。図９は、シリンダボア壁の保温部材の形態例を示す模式図であり、（９－１）は平面図であり、（９－２）は端面図であり、（９－３）は接触面側から見た図である。図９中、シリンダボア壁の保温部材３１は、シリンダボア壁に接する接触面３５を有している。接触面３５は、シリンダボア壁の壁面に接することができるように、シリンダボア壁の壁面に沿った形状となっている。そして、（９－３）に示すように、接触面３５を接触面３５側から見たとき（図９の（９－２）の符号３９で示す方向に見たとき）の形状は、シリンダボア壁の壁面の保温部位の外縁近傍を囲むような略ロの字形状となっている。シリンダボア壁の保温部材３１は、保温部材の固定板３６に固定され、固定板３６には、連結部３ａ及び対壁接触部４ａからなる固定部材２ａが取り付けられている。
シリンダボア壁の保温部材３１では、シリンダボア壁の保温部材３１の接触面３５は、接触面側から見たときに溝状冷却水流路の壁面の保温部位の外縁近傍を囲む略ロの字状であるので、接触面３５は、溝状冷却水流路の壁面の保温部位の外縁近傍とのみ接触し、溝状冷却水流路の壁面の保温部位の外縁より内側の保温部位に接触する面はない。保温部材の固定板３６には、貫通孔３７が形成されている。この貫通孔３７は、シリンダボア壁の保温部材３１が溝状冷却水流路内に設置され、溝状冷却水流路に冷却水が流されたときに、貫通孔３７を通って保温部材の内側部分３８に冷却水を流れ込ませるための貫通孔である。そして、保温部材の内側部分３８内に入った冷却水は、溝状冷却水流路の壁面とシリンダボア壁の保温部材３１と保温部材の固定板３６との間に閉じ込められた状態となり、保温部材の固定板３６の外側を流れる冷却水との入れ替わりが少ないために、その温度が高くなる。そのことにより、溝状冷却水流路の壁面の保温部位が、温度が高くなった保温部材の内側部分３８の冷却水と、溝状冷却水流路の壁面の保温部位の外縁近傍と接触するシリンダボア壁の保温部材３１とにより覆われて、保温される。
なお、シリンダボア壁の保温部材の全体形状及び固定部材の形状は、溝状冷却水流路に冷却水が流れるのを妨げる形状でなければ、特に制限されない。
図１に示す形態例では、シリンダボア壁の保温部材により、３つのシリンダボアのうち中央のシリンダボアの片側の壁面のみが保温されているが、これに限定されるものではなく、図６に示す形態例のように、シリンダボア壁の周方向の全部が覆われていてもよい。あるいは、シリンダボア壁の周方向の一部に、シリンダボア壁の保温部材に覆われていない部分があってもよい。なお、図６では、黒く塗りつぶした部分が、保温部材１の設置位置を示す。また、シリンダボア壁の周方向２３とは、図７に示すように、シリンダボア壁１３の外周を囲む方向であり、シリンダボア壁１３を横から見たときのシリンダボア壁１３の左右方向である。図７中、（７－１）はシリンダボア壁１３のみを示す平面図であり、（７－２）はシリンダボア壁１３のみを示す正面図である。
図１に示す形態例では、シリンダボア壁の保温部材は、３つのシリンダボアのうちの１つのシリンダボアの片側の壁面のみと接触しているが、これに限定されるものではなく、例えば、シリンダボア壁の保温部材は、２つ以上のシリンダボアのボア壁と接触できるような形状であってもよい。２つ以上のシリンダボアのボア壁と接触できるようなシリンダボア壁の保温部材としては、例えば、図１に示す形態例のシリンダボア壁の保温部材１ａが、左右に２つ以上連結されたものが挙げられる。
内燃機関において、シリンダボア壁の上下方向において、シリンダボア壁の保温部材の設置位置は、シリンダボア壁の保温部材の上下方向の上端の位置が、溝状冷却水流路の上端を基準として、溝状冷却水流路側の上端から下端までの長さの１／３の長さ分下側の位置より下側である。なお、溝状冷却水流路の上端を基準として、溝状冷却水流路の上端から下端までの長さの１／３の長さ分下側の位置とは、図２中、溝状冷却水流路の上端１３１から下端１３２までの長さの１／３の長さ分だけ、溝状冷却水流路の上端１３１より下側に下がった位置を指す。なお、シリンダボア壁の保温部材の上下方向の下端の位置は、溝状冷却水流路の下端１３２と一致していることが好ましいが、シリンダボア壁の保温部材の作製上の都合や、溝状冷却水流路の形状等により、シリンダボア壁の保温部材の上下方向の下端の位置が、溝状冷却水流路の下端１３２より上であってもよい。本発明の効果を損なわない程度であれば、シリンダボア壁の保温部材の上下方向の下端の位置が、溝状冷却水流路の下端１３２より上にあってもよい。
そして、本発明のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法では、シリンダボア壁の保温部材の接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、シリンダボア壁の保温部材を、溝状冷却水流路内に入れ込んで、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を組み付ける。
摩擦低減剤としては、シリンダボア壁の壁面とシリンダボア壁の保温部材の接触面との摩擦を低減し、且つ、ＬＬＣに悪影響を及ぼし難いものであれば、特に制限されず、例えば、パラフィンワックス、鉱油系潤滑油、炭化水素系合成潤滑油等の炭化水素系潤滑剤、グリス（石鹸グリス、シリコングリス、フッ素グリス）、フッ素系摩擦低減剤、シリコン系摩擦低減剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂の粉末、テープ又はシート、ポリエチレンテープなどが挙げられる。
摩擦低減剤としては、パラフィンワックス、炭化水素系潤滑油等の炭化水素系潤滑剤、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂の粉末が好ましく、ＬＬＣに悪影響を及ぼし難い点でパラフィンワックスが特に好ましい。
また、摩擦低減剤としては、水又はＬＬＣ（不凍冷却水）も好適に用いられる。摩擦低減剤として用いる水としては、水道水、工業用水等が挙げられる。
摩擦低減剤は、液体であっても固体であってもよい。摩擦低減剤が固体の場合、固体の摩擦低減剤の形態としては、粉末状、テープ状、シート状が挙げられる。また、摩擦低減剤は、水や溶剤に溶解又は分散されたものであってもよい。
シリンダボア壁の保温部材の接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付ける方法としては、特に制限されず、液体の摩擦低減剤、あるいは、液体又は固体の摩擦低減剤が溶剤又は水に溶解又は分散されている摩擦低減剤塗装用液等を、刷毛等を用いて接触面に塗布する方法、液体の摩擦低減剤、あるいは、液体又は固体の摩擦低減剤が溶剤又は水に溶解又は分散されている摩擦低減剤塗装用液等を、スプレー等を用いて接触面に吹き付ける方法、シート状やテープ状の摩擦低減剤を、接触面に貼り付ける方法が挙げられる。
接触面に摩擦低減剤が塗布され又は貼り付けられたシリンダボア壁の保温部材を、溝状冷却水流路内に入れ込み、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を組み付ける方法としては、特に制限されず、溝状冷却水流路にシリンダボア壁の保温部材を手で押し込む方法、溝状冷却水流路にシリンダボア壁の保温部材を専用の治具使って押し込む方法が挙げられる。
なお、シリンダボア壁の保温部材の接触面に摩擦低減剤を塗布し又は貼り付ける時期は、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を入れ込む作業を行う前であれば、特に制限されず、例えば、溝状冷却水流路内にシリンダボア壁の保温部材を入れ込む作業を行う直前に、接触面に摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けて、その後速やかに入れ込み作業を行ってもよいし、予め、接触面に摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けて、接触面に摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けたシリンダボア壁の保温部材を多数用意しておき、それらを、入れ込み作業を行う現場で、順次、溝状冷却水流路内に入れ込む作業を行ってもよい。
１、１ａ、１ｂ、３１ 保温部材
２ａ、２ｂ 固定部材
３ａ、３ｂ 連結部
４ａ、４ｂ 対壁接触部
５ａ、５ｂ、３５ 接触面
１１ シリンダブロック
１２ ボア
１３ シリンダボア壁
１４ 溝状冷却水流路
１５ 冷却水供給口
１６ 冷却水排出口
１７ シリンダボア壁１３の溝状冷却水流路１４側の壁面
１８ シリンダボア壁１３とは反対側の溝状冷却水流路１４の壁面
２１ 冷却水が流れる方向
２２ 埋め込み部
２３ シリンダボア壁の周方向
３６ 保温部材の固定板
３７ 貫通孔
１３１ 溝状冷却水流路の上端
１３２ 溝状冷却水流路の下端
２ａ、２ｂ 固定部材
３ａ、３ｂ 連結部
４ａ、４ｂ 対壁接触部
５ａ、５ｂ、３５ 接触面
１１ シリンダブロック
１２ ボア
１３ シリンダボア壁
１４ 溝状冷却水流路
１５ 冷却水供給口
１６ 冷却水排出口
１７ シリンダボア壁１３の溝状冷却水流路１４側の壁面
１８ シリンダボア壁１３とは反対側の溝状冷却水流路１４の壁面
２１ 冷却水が流れる方向
２２ 埋め込み部
２３ シリンダボア壁の周方向
３６ 保温部材の固定板
３７ 貫通孔
１３１ 溝状冷却水流路の上端
１３２ 溝状冷却水流路の下端
Claims (4)
- 内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の溝状冷却水流路側の壁面に接するための接触面を有し、該接触面を形成する部位がエラストマ又は樹脂材からなるシリンダボア壁の保温部材の該接触面に、摩擦低減剤を塗布し又は貼り付けてから、該シリンダボア壁の保温部材を、該溝状冷却水流路内に入れ込み、該溝状冷却水流路内に該シリンダボア壁の保温部材を組み付けることを特徴とするシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法。
- 前記接触面を形成する部位の材質が、エチレンプロピレンジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、シリコーンゴム又はフッ素ゴムであることを特徴とする請求項１記載のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法。
- 前記摩擦低減剤がパラフィンワックス又はフッ素樹脂粉末であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法。
- 前記摩擦低減剤が水又はＬＬＣ（不凍冷却水）であることを特徴とする請求項１又は２いずれか１項記載のシリンダボア壁の保温部材の組み付け方法。
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|---|---|---|---|---|
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