JP2002221079A - 往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数個のシリンダライナがクランク軸に沿っ
て配列され，該シリンダライナの外周面と前記シリンダ
ブロック本体の内周面との間に冷却水通路が構成された
多気筒往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロックの冷
却性能を高める。 【解決手段】 前記シリンダライナの外周面および前記
シリンダブロック本体の内周面のいずれか一方または両
方に、前記シリンダ列の中心面から最も離れた個所から
前記冷却水通路の下流方向へ沿いシリンダヘッド側に向
って傾斜したガイドリブを形成する。あるいはさらに、
シリンダボア軸間部のシリンダヘッド側の部分には、ガ
イドリブの延長方向に冷却水孔を形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は，複数個のシリン
ダライナがクランク軸に沿って配列され，該シリンダラ
イナの外周面と前記シリンダブロック本体の内周面との
間に冷却水通路が構成された冷却性能の優れた多気筒往
復動型水冷式内燃機関のシリンダブロックに関するもの
である。

【０００２】

【従来技術】クランク軸に沿って配列された複数個のシ
リンダライナの外周面とシリンダブロック本体の内周面
との間に冷却水通路が構成されたシリンダブロックにお
いて、該冷却水通路の上部と下部とに冷却水を導くため
に、特開平７−１０９９５２号公報記載のものでは、シ
リンダ列の中心面（クランク軸の回転軸中心線とシリン
ダ孔中心線とを含む面）から最も離れた個所の上下方向
の略中央部に、上流側から下流側に向い上下へ末広がり
状に上下対をなしてガイドリブが突設されていた。

【０００３】

【解決しようとする課題】前記公報記載のものでは、末
広がり状に配置された上下１対のガイドリブの下流端か
ら渦が発生して、前記冷却水通路の冷却水流に大きな乱
れが生じ，シリンダ列中心面に最も近い位置にあり高温
となる部分に隣接した冷却水通路の上下部を充分に冷却
しようとしても、期待する程には冷却されないのみなら
ず、全体として、冷却性能が著しく低下する難点があっ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段および効果】本願発明は、
このような難点を克服した往復動型水冷式内燃機関のシ
リンダブロックの改良に係り，請求項１記載の発明は，
複数個のシリンダライナがクランク軸に沿って配列さ
れ、該シリンダライナの外周面と前記シリンダブロック
本体の内周面との間に冷却水通路が構成された往復動型
水冷式内燃機関のシリンダブロックにおいて、前記シリ
ンダ列の一端に冷却水流入部が形成されるとともに、該
シリンダ列の他端に冷却水流出部が形成され、前記シリ
ンダライナの外周面および前記シリンダブロック本体の
内周面のいずれか一方または両方に、前記シリンダ列の
中心面から最も離れた個所から前記冷却水通路の下流方
向へ沿いシリンダボア軸間部のシリンダヘッド側に向っ
て傾斜したガイドリブが形成されたことを特徴とするも
のである。

【０００５】複数個のシリンダライナが１列に配列され
ているシリンダブロックでは、ウオータジャケット内流
路の、シリンダボア軸間部の付近、即ち流路がシリンダ
列中心面に最も接近した部分で冷却水が淀み易く、特に
シリンダヘッドに近いシリンダライナの上部が高温に加
熱され易いが、請求項１記載のように発明を構成するこ
とにより、隣接するシリンダボア軸間部の上部近くの高
温部分に、前記ガイドリブによって冷却水が乱れを起さ
ずに円滑に流れ込み、この加熱され易い高温部分が冷却
水で充分に冷却される結果，ピストン摺動による機械摩
擦の増大や、ノッキング等の異常燃焼が阻止される。

【０００６】また、請求項２記載のように発明を構成す
ることにより，隣接するシリンダボア軸間部の上部近く
に導かれた冷却水が該シリンダボア軸間部の上部に設け
られた冷却水孔を介して、シリンダヘッド側のウオータ
ジャケットに流れるので、前記シリンダライナ相互結合
部のシリンダ列中心面に接近した部分の上部の冷却が一
段と促進され、ガスケットのシール性等が一層改善され
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下，図１ないし図５に示された
本発明の第１実施形態について説明する。実施形態は４
連シリンダライナを例として示しているが、本発明は複
数の独立のシリンダライナが装着されている場合にも適
用可能である。

【０００８】図１に示した４ストロークサイクル直列４
気筒往復動型水冷式内燃機関１のシリンダブロック２で
は、アルミニウム合金製のシリンダブロック本体３より
も強度，剛性の高い金属製または繊維強化金属製のシリ
ンダライナ６が、図２に示すように、シリンダブロック
本体３のライナ嵌合孔４に嵌合され、該ライナ嵌合孔４
の段部５の頂面とシリンダライナ６の下端面とに弾性に
富んだシールリング７が介装され、該シリンダライナ６
は、図１に示すように、クランクシャフト８の回転軸中
心線とシリンダ中心線とを含む面、即ちシリンダ列中心
面に沿って、一直線状に並んだ状態で相互に一体的に結
合され、該シリンダブロック本体３の内周面とシリンダ
ライナ６の外周面との間で冷却水通路であるウオータジ
ャケット９が構成されている。

【０００９】さらに、図２（図１のII-II断面図）に示
すように、シリンダブロック２のシリンダブロック本体
３の頂面にガスケット13を介してシリンダヘッド14が重
ねられ、図３（図１のIII-III断面図）に示すように、
該シリンダヘッド14を上方から下方へ貫通してシリンダ
ブロック本体３のボルト孔16に締結されるシリンダヘッ
ド取り付けボルト17によって、シリンダブロック本体３
とシリンダヘッド14とは一体的に結合されるようになっ
ている。

【００１０】さらにまた、図３に示すように、クランク
シャフト８はシリンダブロック本体３の下部中央の軸受
部18とクランクシャフトホルダ19とに回転自在に枢支さ
れ、該クランクシャフトホルダ19はこのクランクシャフ
トホルダ19を下方から上方へ貫通してボルト孔20に締結
されるホルダボルト21によって軸受部18に一体に結合さ
れている。

【００１１】シリンダブロック本体３には、図３に示す
ように、軸受部18の幅方向中央にクランクシャフト８の
回転方向に沿った給油溝22が形成され、該給油溝22から
シリンダブロック本体３の給油通路23に向って給油孔24
が形成されるとともに、シリンダ列中心面Ｌに関して給
油孔24の開口部24ａとは反対側において、給油溝22から
シリンダライナ６のシリンダ結合部６ａに向い垂直方向
にボルト孔25が形成され、該シリンダブロック２とシリ
ンダライナ相互結合部６ａの雌ネジ孔26とにスリーブ27
が嵌装されるとともに、該ボルト孔25およびスリーブ27
を貫通して雌ネジ孔26にライナ結合ボルト28が締結され
ている。

【００１２】また、各シリンダライナ６には、図２に示
すように、それぞれピストン29が上下に摺動自在に嵌装
され、該ピストン29とクランクシャフト８とはコネクテ
ィングロッド30を介して連結されており、燃焼ガス圧力
で下降するピストン29からの動力を受けてクランクシャ
フト８は回転駆動されるようになっている。

【００１３】前記シリンダライナ６の列の一端側（図１
の右側）に位置してウオータジャケット９に冷却水入口
（図示されず）が設けられるとともに、該シリンダライ
ナ６のシリンダ列の他端側（図１の左側）に位置してウ
オータジャケット９から図３に示したシリンダヘッド14
の冷却水通路15に通じる冷却水出口が設けられている。
前記冷却水入口は、図示されない冷却水ポンプを介して
ラジェータ（図示されず）に接続されており、ラジエー
タで冷却された冷却水の大部分は、シリンダブロック２
のウオータジャケット９を図１の右側から図１の左側へ
向って流れた後、冷却水出口からシリンダヘッド14の冷
却水通路15に流入し、該冷却水通路15内を、ウオータジ
ャケット内の流れ方向とは反対の方向へ向って流れるよ
うになっている。

【００１４】シリンダライナ相互結合部６ａの外面に
は、図４に示すように、下部から上端に向って凹溝10が
形成されている。また、図４、図５に示すように、前記
シリンダライナ６の外周面には、前記シリンダ列の中心
面Ｌから最も離れた個所から前記ウオータジャケット９
の冷却水下流方向へ沿い下方から上方に向って傾斜した
請求範囲の凸条に相当するガイドリブ11が形成されてい
る。さらに、図３、図４、図５に示すように、シリンダ
ライナ相互結合部６ａの上部６ｂには、前記ガイドリブ
11の斜上方延長方向に沿った冷却水通過孔12が形成され
ている。

【００１５】前記ラジェータで冷却された冷却水は、前
記冷却水入口よりシリンダライナ６の一端側を介してウ
オータジャケット９に流入し、その大部分は該ウオータ
ジャケット９内を略水平に流れて前記冷却水出口からシ
リンダヘッド14の冷却水通路15に流れ、前記冷却水の一
部は，前記ガイドリブ11によってシリンダボア軸間部の
シリンダヘッド14の方向に向い斜上方へ導かれて冷却水
通過孔12を通過した後、シリンダヘッド14の冷却水通路
15に流入するようになっている。

【００１６】図１ないし図５に示した実施形態では、前
述したように図示されないラジェータにより冷却された
冷却水は、ウオータジャケット９の一端側からウオータ
ジャケット９内に流入し、他端側に向って略水平に流れ
るが、ウオータジャケット９内における各シリンダライ
ナ６毎において、シリンダ列の中心面Ｌから最も離れた
個所から下流側では、ガイドリブ11によって斜上方へ向
って流れ、シリンダライナ６間のシリンダ結合部６ａの
凹溝10に達してから上昇して、その一部は冷却水通過孔
12を通過し、シリンダヘッド14の冷却水通路15に流入
し、他の大部分の冷却水は、シリンダヘッドに接近して
高温にさらされるシリンダライナ６の上部近傍を高速で
下流方向に向い流れ、最下流側のシリンダライナ６の近
くの冷却水出口からシリンダヘッド14の冷却水通路15に
流入し、該冷却水通路15内では、ウオータジャケット９
内の流れ方向と逆方向に流れた後、図示されない冷却水
出口を経てラジェータに送られ冷却される。

【００１７】このように、シリンダヘッドに近いシリン
ダライナ６の頂部近傍に冷却水が高速で流れて、シリン
ダライナ６の頂部近傍が冷却され、しかも相隣るシリン
ダライナ６間の相互結合部６ａでは、ウオータジャケッ
ト９に接する面が狭くて放熱され難い部分に冷却水通過
孔12が設けられて、このシリンダライナ相互結合部６ａ
の頂部が冷却されるため、ピストン29の摺動による機械
摩擦の増大、高温上昇に伴なう強度低下によるシリンダ
孔変形が未然に阻止され、ガスケット面の平滑度が保た
れ、ガス吹き抜けに対するシール性が改善される。

【００１８】本発明の第２実施形態に係るガイドリブ
は、図６に示すように、４連シリンダライナの冷却水入
口に近い側の３連に、冷却水入口に近い側から順に、上
下に対になっているガイドリブ31ａ，31ｂ，31ｃであ
り、一対のガイドリブの上下間隔は、冷却水入口側のガ
イドリブ31ａが最も間隔が大であり、出口側にゆくにつ
れて順次上下間隔が狭くなり、31ｃの上下間隔が最も狭
い。これは、入口端から遠ざかるほど、冷却水の温度が
高くなるので、ガイドリブの上下間隔を流れに沿って順
次狭くし、水流が下流側シリンダボア軸間部のシリンダ
ヘッド側に向う流速を速めて、その部分を効率良く冷却
し、冷却の均等化を図ったものである。

【００１９】本発明の第３実施形態に係るガイドリブ
は、図７に示すように、冷却水入口に近い側のシリンダ
ライナから順に、上下に対になっているガイドリブ32
ａ，32ｂ，32ｃであり、一対のガイドリブは、出口側に
ゆくにつれて、順次低い位置に設けられると共に、上方
へ向く傾斜角度は順次大となっている。即ちガイドリブ
32ａは最もシリンダヘッドに近い側にあり、かつ上向き
傾斜角度が最も小さく、ガイドリブ32ｃは最もシリンダ
ヘッドに遠い側にあり、かつ上向き傾斜角度が最も大き
い。これは、冷却水入口端から遠いシリンダに、燃焼室
側よりもかなり温度の低いシリンダライナの下端側を通
って冷えた冷却水が届くようにしたもので、冷却の均等
化を図ったものである。また、逆の構成、すなわち、出
口側につれて順次高い位置であると共に、傾斜角度は順
次小さくなる構成でも成立する。

【００２０】本発明の第４実施形態に係るガイドリブ
は、図８に示すように、冷却水入口に近い側のシリンダ
ライナから順に、上下に対になっているガイドリブ33
ａ，33ｂ，33ｃであり、一対のガイドリブは、上下位置
はほぼ同じであるが、出口側にゆくにつれて、上方へ向
く傾斜角度は順次大となっている。即ちガイドリブ33ａ
は上向き傾斜角度が最も小さく、ガイドリブ33ｃは上向
き傾斜角度が最も大きい。本実施形態の場合は、ガイド
リブがシリンダ軸の方向にずれていないので、下流側の
ガイドリブは上流側のガイドリブの影響で流速が低下す
るので、シリンダボア軸間部の冷却性能を低下させない
よう流速が落ちた分を傾斜角を大にして補おうとするも
のである。

【００２１】本発明の第５実施形態に係るガイドリブ
は、図９に示すように、ピストン29のスラスト力Ｆが作
用しない側のガイドリブ34ａより、スラスト力Ｆが作用
する側のガイドリブ34ｂが、上下方向の幅を大きくして
ある。これはスラスト力の加わる側のシリンダライナ６
の変形防止に役立てるために、その部分のガイドリブの
剛性を高めるためである。この目的のガイドリブ形状と
しては、上述の幅のほか、高さまたは長さを大にしても
よい。

【００２２】本発明の第６実施形態に係るガイドリブ
は、図１０に示すように、吸気弁35のある側のガイドリ
ブ37ａより、排気弁36のある側のガイドリブ37ｂが、上
下方向の幅を大きくしてある。排気側のシリンダライナ
６の温度は吸気側より高くなるので、変形防止に役立て
るために、その部分のガイドリブの剛性を高めているの
である。この目的のガイドリブ形状としては、上述の幅
のほか、高さまたは長さを大にしてもよい。

【００２３】上記各実施形態では、ガイドリブは、凸条
の突起形状であるが、凹条のくぼみ形状であっても良
く、特に突起は一体でも、別体でもかまわない。上記以
外の形態として、シリンダライナ外周面に凹条を設け
る、シリンダブロック内周面に凸条または凹条を設け
る、シリンダライナ外周面とシリンダブロック内周面と
に共に凸条を設ける、シリンダライナ外周面とシリンダ
ブロック内周面との一方に凸条を他方に凹条を設ける、
などの実施形態もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る４ストロークサイ
クル直列４気筒往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロ
ックの平面図である。

【図２】図１のII-II断面図である。

【図３】図１のIII-III断面図である。

【図４】上記実施形態の４連シリンダライナの斜視図

【図５】同シリンダライナの一部を切断して示した斜視
図である。

【図６】本発明の第２実施形態に係る４連シリンダライ
ナの側面図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係る４連シリンダライ
ナの側面図である。

【図８】本発明の第４実施形態に係る４連シリンダライ
ナの側面図である。

【図９】本発明の第５実施形態に係るシリンダライナの
断面図である。

【図１０】本発明の第６実施形態に係るシリンダライナ
の断面図である。

【符号の説明】

１…往復動型水冷式内燃機関、２…シリンダブロック、
３…シリンダブロック本体、４…ライナ嵌合孔、５…段
部、６…シリンダライナ、６ａ…シリンダライナ相互結
合部、６ｂ…シリンダライナ相互結合部の上部、７…シ
ールリング、８…クランクシャフト、９…ウオータジャ
ケット、10…凹溝、11…ガイドリブ、12…冷却水通過
孔、13…ガスケット、14…シリンダヘッド、15…冷却水
通路、16…ボルト孔、17…シリンダヘッド取り付けボル
ト、18…軸受部、19…クランクシャフトホルダ、20…ボ
ルト孔、21…ホルダボルト、22…給油溝、23…給油通
路、24…給油孔、25…ボルト孔、26…雌ネジ孔、27…ス
リーブ、28…ライナ結合ボルト、29…ピストン、30…コ
ネクティングロッド、31ａ，31ｂ，31ｃ…ガイドリブ、
32ａ，32ｂ，32ｃ…ガイドリブ、33ａ，33ｂ，33ｃ…ガ
イドリブ、34ａ，34ｂ…ガイドリブ、35…吸気弁、36…
排気弁、37ａ，37ｂガイドリブ、Ｌ…シリンダ列中心
面、Ｆ…スラスト力。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｆ 1/16 Ｆ０２Ｆ 1/16 Ａ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数個のシリンダライナがクランク軸に
   沿って配列され、該シリンダライナの外周面と前記シリ
   ンダブロック本体の内周面との間に冷却水通路が構成さ
   れた往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロックにおい
   て、 前記シリンダ列の一端に冷却水流入部が形成されるとと
   もに、該シリンダ列の他端に冷却水流出部が形成され、 前記シリンダライナの外周面および前記シリンダブロッ
   ク本体の内周面のいずれか一方または両方に、前記シリ
   ンダ列の中心面から最も離れた個所から前記冷却水通路
   の下流方向へ沿いシリンダボア軸間部のシリンダヘッド
   側に向って傾斜した複数のガイドリブが形成されたこと
   を特徴とする往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロッ
   ク。
2. 【請求項２】 前記相隣るシリンダボア軸間部のシリン
   ダヘッド側の部分には、前記ガイドリブの延長方向に沿
   った冷却水孔が形成されたことを特徴とする請求項１記
   載の往復動型水冷式内燃機関のシリンダブロック。