JPH0571413A

JPH0571413A - 内燃機関の冷却装置

Info

Publication number: JPH0571413A
Application number: JP22899791A
Authority: JP
Inventors: Shizuo Abe; 静生安部; Masato Kawachi; 正人河内
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-09-09
Filing date: 1991-09-09
Publication date: 1993-03-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明はシリンダライナを冷却する内燃機関の
冷却装置に関し、シリンダライナの燃焼室側である上部
を冷却する冷媒通路において、冷媒の循環障害または冷
媒通路の閉塞を防止することを目的とする。【構成】シリンダライナ１の燃焼室６側である上部外周
部にフランジ１ａを形成し、溝部１ｄを挟んでその下方
に、シリンダブロック２のボア部内周面２ｂに当接する
凸状部１ｂを環状に形成する。シリンダライナ１のボア
部２ａへの嵌装状態においては、溝部１ｄとボア部内周
面２ｂとの間にシリンダライナ１の上部を冷却する冷媒
通路７が形成される。冷媒通路７のシリンダライナ１側
の壁面に防錆処理を施して防錆膜９を形成する。シリン
ダブロック２はアルミニウム合金で形成されているた
め、冷媒通路７内においては錆の発生が防止される。ま
た、凸状部１ｂはシリンダライナ１の変形を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のシリンダライ
ナを冷却する内燃機関の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリンダライナの冷却装置につい
ては、例えば、実開昭63-171642号公報に開示されたも
のがある。この公報に開示された冷却装置は、シリンダ
ライナをシリンダブロックのボア部に嵌合するために使
用しているシリンダライナの上部外周面に、円周方向に
沿った冷媒通路をその下方のウォータジャケットから独
立させて形成した構成である。このような構成の冷却装
置によれば、シリンダライナをボア部に嵌合支持すると
共に、冷媒通路により入熱量の最も多いシリンダライナ
の上部を冷却することができ、シリンダライナの冷却を
効率的に行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成におい
て、シリンダライナとシリンダブロックの嵌合部である
シリンダライナの上部外周面は、ウォータジャケットの
上部に設けられた狭い部分であるため、この部分に形成
された冷媒通路は、その断面積が小さいものとなってし
まう。このため、冷媒通路の壁面に錆等が発生した場
合、冷媒の循環障害、或いは冷媒通路の閉塞が発生する
可能性があり問題となっている。

【０００４】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、シリンダライナの燃焼室側である上部を冷却する
冷媒通路において、冷媒の循環障害または冷媒通路の閉
塞を防止した内燃機関の冷却装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、シリンダライナとシリンダブロックのボア
部との間に冷媒が流通する隙間を設けて前記シリンダラ
イナを冷却する内燃機関の冷却装置において、前記シリ
ンダライナの燃焼室側外周部に設けられ、前記シリンダ
ライナを前記シリンダブロックに支持するフランジと、
前記燃焼室の反対側の前記シリンダライナの外周面また
は前記シリンダブロックのボア部内周面に環状に設けら
れ、前記隙間を仕切る凸状部との間に冷媒通路を形成す
ると共に、前記冷媒通路を形成する壁面のうち、少なく
とも前記シリンダライナ側の壁面に防錆処理を施した構
成である。

【０００６】

【作用】本発明において、シリンダライナの燃焼室側に
設けられたフランジと、燃焼室の反対側のシリンダライ
ナの外周面またはシリンダブロックのボア部内周面に環
状に設けられた凸状部との間に冷媒通路を形成すること
により、入熱量の最も多いシリンダライナの燃焼室側が
十分に冷却される。

【０００７】冷媒通路を形成する壁面のうち、少なくと
もシリンダライナ側の壁面に防錆処理を施したことによ
り、シリンダライナ側の冷媒通路の壁面に錆が発生する
ことが防止される。また、シリンダブロックは一般的に
アルミニウム合金等で形成されて、シリンダブロック側
の壁面には錆が発生しにくい構成となっている。このた
め、冷媒通路を形成する壁面に錆が発生することが防止
される。

【０００８】シリンダライナとボア部間の隙間を仕切る
凸状部は、シリンダライナをボア部内に隙間なく嵌合さ
せ、フランジと共働してシリンダライナを強固にシリン
ダブロックのボア部に支持する。

【０００９】

【実施例】図１は本発明になる内燃機関の冷却装置の一
実施例の断面図、図２は図１中、シリンダヘッド及びガ
スケットを除いた状態の冷却装置の平面図を示す。尚、
図１は図２中、Ｉ−Ｉ線に沿う部分の断面を示してい
る。

【００１０】両図において、１はシリンダライナ、２は
シリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はガスケッ
ト、５は上死点近傍に位置するピストンである。上死点
近傍に位置するピストン５の上面５ａと、シリンダヘッ
ド３の下面３ａとの間に燃焼室６が形成される。

【００１１】シリンダライナ１は、鋳鉄（ＦＣ２３）に
よりＺ₁−Ｚ₂方向を軸方向とする略円筒形状を成し、
燃焼室６側である上部の外周部には環状のフランジ１ａ
が設けられている。また、フランジ１ａの下方（Ｚ₂方
向）の部位には、シリンダライナ１の外周面１ｃから外
側へ向けて突出した凸状部１ｂが環状に設けられてい
る。フランジ１ａと凸状部１ｂの間には、後述する冷媒
通路７を形成する溝部１ｄが形成されている。尚、上記
フランジ１ａ及び凸状部１ｂはシリンダライナ１の鋳造
時に一体的に成形されたものである。

【００１２】シリンダブロック２はアルミニウム合金で
形成されており、ボア部２ａの最上部には、上記フラン
ジ１ａの外形寸法と同じ内径寸法を有し、フランジ１ａ
が嵌合するフランジ支持部２ｃがボア部２ａの全周に亘
って形成されている。

【００１３】シリンダライナ１は、図１に示すようにフ
ランジ１ａを上記フランジ支持部２ｃに嵌合してシリン
ダブロック２のボア部２ａ内に嵌装される。この嵌装状
態においては、フランジ１ａの下面がフランジ支持部２
ｃの上面に当接し、シリンダライナ１の下方（Ｚ₂方
向）への移動が規制されている。また、フランジ１ａの
外周面とフランジ支持部２ｃの内周面、及び凸状部１ｂ
の外周面とボア部内周面２ｂとがボア部２ａの全周に亘
って当接しており、シリンダライナ１は半径方向におい
ても位置決めされている。尚、凸状部１ｂは、凸状部１
ｂの外周面がボア部内周面２ｂに対してしまりばめで密
着するように、鋳造後、所定の外形寸法まで切削加工が
施されている。

【００１４】また、上記嵌装状態においては、シリンダ
ライナ１の上記溝部１ｄとボア部内周面２ｂとにより環
状の冷媒通路７が形成されている。そして、この冷媒通
路７のシリンダライナ１側の表面、即ち、フランジ１ａ
の下面のうちの冷媒通路７を構成する部分、溝部１ｄの
底面、及び凸状部１ｂの上面によりコの字状に形成され
た表面部分には、亜鉛メッキ或いは樹脂コーティング等
による防錆処理が施され、防錆膜９が形成されている。

【００１５】冷媒通路７は冷媒の出入口部（図には表れ
ていない）を有し、よって冷媒は入口部から流入し、冷
媒通路７内を周方向に沿って出口部に向かって流れ、こ
の際に最も入熱量が多いシリンダライナ１の上部を冷却
する。

【００１６】防錆膜９は、冷媒通路７のシリンダライナ
１側の壁面に錆が発生することを防止する。ここでシリ
ンダブロック２は上記の如くアルミニウム合金で形成さ
れているため、ボア部内周面２ｂは錆の発生が少ない。
従って、防錆膜９は鋳鉄によって形成されているシリン
ダライナ１側の壁面のみに設けられる。冷媒通路７を上
記構成とすることにより、冷媒通路７内に錆が発生する
ことが防止され、冷媒通路７は錆の発生に伴う冷媒の循
環障害や閉塞が防止される。

【００１７】また、凸状部１ｂの下方には、シリンダラ
イナ１の外周面１ｃとボア部内周面２ｂとの間に、冷媒
通路７と同様に冷媒が流入しシリンダライナ１の下部を
冷却するウォータジャケット８が形成されている。この
ウォータジャケット８は冷媒通路７に比べて大きな断面
積を有しているため、外周面１ｃに多少の錆が発生して
もウォータジャケット８が閉塞することはない。よっ
て、ウォータジャケット８を構成する外周面１ｃ上には
防錆処理は施されていない。

【００１８】上記の如く、冷媒通路７をウォータジャケ
ット８から独立させて設けることによりシリンダライナ
１の冷却効果を軸方向において変えることができ、シリ
ンダライナ１の冷却効果の分布をシリンダライナ１の入
熱分布に近づけることができる。

【００１９】ガスケット４は燃焼室６に接する側に設け
られた部分４ａと、その他の部分４ｂとの２部構造とさ
れており、燃焼ガスのシール性を確保するために、燃焼
室６に接する側の部分４ａの剛性は、その他の部分４ｂ
の剛性に比べて大きく構成されている。シリンダライナ
１の嵌装状態においては、シリンダライナ１とシリンダ
ブロック２の上面は段差の無い平坦な面とされており、
ガスケット４はこの上面上に設けられて燃焼室６内に発
生する燃焼ガスのシールを行う。

【００２０】シリンダヘッド３は、シリンダヘッド３と
シリンダブロック２間に軸方向（Ｚ ₁−Ｚ₂方向）に沿
って設けられたヘッドボルト（図示せず）によりシリン
ダブロック２に固定されている。シリンダヘッド３は、
ヘッドボルトを所定トルクまで締め付けるとガスケット
４とシリンダライナ１のフランジ１ａをシリンダライナ
１とシリンダブロック２の上面に対して挟み込んで圧縮
すると共に、シリンダヘッド３自体はシリンダブロック
２に強固に固定される。このため、シリンダライナ１は
上方（Ｚ₁方向）への移動が規制され、上述した下方及
び半径方向の移動規制と併せてシリンダブロック２に完
全に位置固定される。

【００２１】ここで、仮に上記凸状部１ｂを設けていな
いシリンダライナにおいて、上記の如くヘッドボルトを
締め付けていくと、ガスケット４が場所によって剛性が
異なる構造であること、またシリンダライナとボア部内
周面２ｂとの間に隙間が形成されていることから、シリ
ンダライナには、ボア部内周面２ｂとフランジ支持部２
ｃとの角部２ｄを支点として図３に示すような変形が発
生する（但し、図３に示すシリンダライナ２０は実際の
変形量が増幅されて表されている）。

【００２２】即ち、図３においてフランジ２０ｂの上面
は、ガスケット４の剛性の違いによりシリンダライナの
内周面２０ａ側ほど面圧が大とされた面圧分布ｆ₁〜ｆ
₄となり、これによってシリンダライナ２０は、角部２
ｄを支点として内周面２０ａ側ほど大きく下方（Ｚ₂方
向）に変形する。またこの変形に伴い、シリンダライナ
２０には半径方向外側への変形である凹部２０ｃが発生
する。この凹部２０ｃは、ピストンリング（図示せず）
と内周面２０ａとの間に隙間を形成し、オイル消費量を
増大させるため好ましくない。

【００２３】そこで、本実施例の冷却装置においてはシ
リンダライナ１の外周面１ｃ上に凸状部１ｂを形成し、
上記半径方向外側への変形である凹部２０ｃの発生を防
止しすることにより、シリンダライナ１全体に図３に示
すような変形が発生することを防止している。即ち、凸
状部１ｂは、フランジ１ａと共働してシリンダライナ１
を変形させることなくボア部２ａ内に嵌装支持する作用
をしている。

【００２４】一般自動車用の内燃機関の場合、上記凹部
２０ｃは、図３においてフランジ２０ｂの上面から10〜
20mm程度下方の部位に表れることが分かっている。この
ため、シリンダライナ１では、凸状部１ｂをフランジ１
ａの上面から10〜20mm程度下方の部位に設け、上記変形
防止の効果を最も有効に作用させている。従って、フラ
ンジ１ａと凸状部１ｂ間に設けられた冷媒通路７の断面
積は非常に小さなものとなる。

【００２５】しかしながら、本実施例の冷却装置におい
ては冷媒通路７に上記の如く防錆膜９が形成されて錆の
発生が防止されているため、冷媒通路７の断面積が小さ
い場合でも、錆の発生により冷媒の循環障害が発生した
り、冷媒通路７が閉塞してしまうことが防止される。

【００２６】以上のように、本実施例の冷却装置によれ
ば、フランジ１ａと凸状部１ｂにより、シリンダライナ
１の変形を防止してシリンダライナ１をボア部２ａ内に
確実に嵌装することができ、シリンダライナ１の変形に
伴うオイル消費量の増加や、ガスケット４のシール面圧
の低下等の問題が抑制される。しかも、この凸状部１ｂ
により断面積が小さくされた冷媒通路７であっても、防
錆膜９を形成することにより、冷媒通路７の壁面からの
錆の発生を防止して冷媒通路７の循環障害及び閉塞を防
止することができる。従って、上記構成の冷媒通路７に
より、入熱量の最も多いシリンダライナ１の上部を常に
十分に冷却することができ、シリンダライナ１の冷却性
能の向上を図ることができる。

【００２７】図４はシリンダライナ１のフランジ１ａの
下面と溝部１ｄの底面とが成す角部１ｆの拡大図を示
す。尚、図４は防錆膜９が省略されて図示されている。

【００２８】図３に示す凸状部１ｂを設けていないシリ
ンダライナ２０の場合、シリンダライナ２０の上面にか
かる面圧ｆ₁〜ｆ₄は、フランジ２０ｂを下方へ変位さ
せるものの、この変位に伴ってシリンダライナ２０に半
径方向外側への変形である凹部２０ｃを形成するため、
フランジ２０ｂの下面と外周面２０ｄとが成す角部２０
ｅには大きな応力が作用しない。しかしながら、本実施
例のシリンダライナ１では凸状部１ｂを設けてシリンダ
ライナの半径方向外側への変形を防止しているため、上
記角部１ｆには大きな引張り応力が集中して働く。

【００２９】このため、角部１ｆはシリンダライナ１の
全周に亘って図４に示すような滑らかな曲面で形成され
ており、これによって角部１ｆへの応力の集中を緩和
し、角部１ｆを起点としてシリンダライナ１にクラック
等が発生することを防止している。

【００３０】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、フランジ
と凸状部との間に設けられた冷媒通路内に錆が発生する
ことが防止されるため、この冷媒通路における冷媒の循
環障害、または冷媒通路の閉塞を防止することができ、
入熱量の最も多いシリンダライナの燃焼室側を常に十分
に冷却することができる。

【００３１】また、フランジ及び凸状部はシリンダライ
ナを強固にシリンダブロックのボア部に支持してシリン
ダライナの変形を防止するため、シリンダライナの変形
によるオイル消費量の増大やガスケットのシール面圧の
低下を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内燃機関の冷却装置の一実施例の
断面図である。

【図２】図１中、シリンダヘッド及びガスケットを除い
た状態の冷却装置の平面図である。

【図３】凸状部の作用を説明する図であり、凸状部が形
成されていないシリンダライナの変形状態を示す。

【図４】本実施例のシリンダライナのフランジの下面と
溝部の底面とが成す角部の拡大図である。

【符号の説明】

１シリンダライナ１ａフランジ１ｂ凸状部１ｃ外周面１ｄ溝部１ｆ，２ｄ角部２シリンダブロック２ａボア部２ｂボア部内周面２ｃフランジ支持部３シリンダヘッド４ガスケット５ピストン６燃焼室７冷媒通路８ウォータジャケット９防錆膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダライナとシリンダブロックのボ
ア部との間に冷媒が流通する隙間を設けて前記シリンダ
ライナを冷却する内燃機関の冷却装置において、前記シリンダライナの燃焼室側外周部に設けられ、前記
シリンダライナを前記シリンダブロックに支持するフラ
ンジと、前記燃焼室の反対側の前記シリンダライナの外
周面または前記シリンダブロックのボア部内周面に環状
に設けられ、前記隙間を仕切る凸状部との間に冷媒通路
を形成すると共に、該冷媒通路を形成する壁面のうち、少なくとも前記シリ
ンダライナ側の壁面に防錆処理を施したことを特徴とす
る内燃機関の冷却装置。