JPH0814098A - シリンダブロック構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドライライナ式でオープンデッキ式のシリン
ダブロックにおいて、ライナ径方向の剛性を確実に増大
してピストンスラップ騒音、オイル消費量等を低減す
る。 【構成】 シリンダブロック２０の各気筒毎に、円筒状
のライナ２４が鋳ぐるんで一体的に装着されると共に、
ライナ２４周囲の気筒配列方向略全域のライナ２４側に
湾曲した２つのウォータジャケット２６，２７がデッキ
面２１ｃに開口して形成されるシリンダブロック２０で
あって、２つのウォータジャケット２６，２７の内部で
ライナ径方向の対向した位置にそれぞれリブ３０，３１
を、シリンダ内壁２１ａと外壁２１ｂとに一体結合して
ボア軸線Ｚ方向に設け、それらリブ３０，３１の端部側
に冷却水Ｗの通過可能な隙間３２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用エンジンのシリ
ンダブロック構造に関し、詳しくは、ドライライナ式で
オープンデッキ式のシリンダブロックのピストンスラッ
プ騒音等の低減対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジンにおいては、エンジン
運転時にシリンダ内をピストンが往復移動する際にコン
ロッドの傾きによるサイドスラストで、ピストンスカー
ト部がシリンダ璧に押付けられる。このため圧縮上死点
直後にピストンの運動方向が変化すると、シリンダとピ
ストンとのクリアランスによりスカート部が圧縮上死点
前とは反対側のシリンダ壁に衝突し、その振動がシリン
ダブロック外側に伝わってピストンスラップ騒音を発生
することが知られている。

【０００３】そこでピストンスラップ騒音低減対策とし
て、ピストンのスカート部にスチールストラットを付加
して、低温時のクリアランスの増大を防いだり、ピスト
ンピンをスラスト側にオフセットして、ピストンピン回
りのモーメントにより衝撃を緩和する等の方法が提案さ
れている。しかしこれら対策によると、コスト高を招
き、耐久性、フリクション等の点で不利になる。

【０００４】ここでシリンダブロックの構造として、例
えばアルミ合金製のシリンダの各気筒毎に、例えば鋳鉄
製の円筒状のライナをドライライナ式に装着したものが
ある。この構造では、エンジン運転時にピストンのスカ
ート部がライナに衝突して、その振動がシリンダ内壁を
介しシリンダ外壁に伝達してピストンスラップ騒音を発
生する。そこで振動発生源であるライナの振動をその剛
性の増大で抑制することで、その騒音を低減できること
が期待される。

【０００５】またドライライナ式のシリンダブロック
で、更にウォータジャケットがデッキ面に開口したオー
プンデッキ式のものがある。このオープンデッキ式で
は、シリンダブロックのウォータジャケットがデッキ面
に開口するため、ヘッド締結時の押圧で、シリンダ内壁
と共にライナがウォータジャケット側に拡径して楕円形
に変形してオイル消費量やブローバイガス量の増大を招
くおそれがある。そこでライナの径方向の剛性を増大し
て真円度を改善することで、これらの問題も解消できる
ことが期待される。

【０００６】従来、上記シリンダブロックに関しては、
例えば特開昭５８−７４８５１号公報の先行技術ある。
この先行技術において、シリンダとライナをアルミニウ
ム合金で製造する場合に、ウォータジャケットの深さを
シリンダブロック上端よりライナ長さの０．２〜０．５
倍とし、且つクランクケース内側壁からライナへライナ
リブを設ける。そしてライナの直接の熱変形をウォータ
ジャケットとライナリブの２箇所で受けてボアの熱膨
張、ライナの伸びを小さくし、ライナの冷却はウォータ
ジャケットの水とライナリブの放熱により行うことが示
されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記先行技
術のものにあっては、シリンダとライナが同一のアルミ
ニウム合金のブロック一体形で、ライナの下部を露出し
てそこにライナリブを外付けした構造であるから、本発
明のようにライナを別の材料を使用してドライライナ式
に構成したものとは、シリンダブロック構造が異なって
適応できない。またこのライナ剛性増大対策によると、
ライナの周囲のウォータジャケットは上部のみに制限さ
れるため、冷却水による冷却性能が低下する等の問題が
ある。

【０００８】本発明は、このような点に鑑み、ドライラ
イナ式でオープンデッキ式のシリンダブロックにおい
て、ライナ径方向の剛性を確実に増大してピストンスラ
ップ騒音、オイル消費量等を低減することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の請求項１に係るシリンダブロック構造は、
シリンダブロックの各気筒毎に、円筒状のライナが鋳ぐ
るんで一体的に装着されると共に、ライナ周囲の気筒配
列方向略全域のライナ側に湾曲した２つのウォータジャ
ケットがデッキ面に開口して形成されるシリンダブロッ
ク構造において、２つのウォータジャケットの内部でラ
イナ径方向の対向した位置にそれぞれリブを、シリンダ
内壁と外壁とに一体結合してボア軸線方向に設け、それ
らリブの端部側に冷却水の通過可能な隙間を設けること
を特徴とする。

【００１０】請求項２に係るシリンダブロック構造は、
リブが、所定の幅を有しデッキ面から所定の深さまでＵ
字形に形成されるＵ字形リブと、狭い幅でデッキ面から
所定の深さまで棒状に形成される棒状リブであり、Ｕ字
形リブをスラスト側のウォータジャケットの内部の各気
筒を結ぶシリンダ中心線と直交するライナ中心線上でボ
ア軸線方向に、棒状リブを反スラスト側のウォータジャ
ケットの内部のＵ字形リブと対向する位置でボア軸線方
向に、それぞれシリンダ内壁と外壁とに一体結合して設
けることを特徴とする。

【００１１】

【作用】従って、本発明の請求項１にあっては、シリン
ダブロックの各気筒毎にライナがドライライナ式に装着
され、ライナの周囲に２つのウォータジャケットがオー
プンデッキ式に形成される。そしてライナの径方向対向
する位置では、ライナを備えたシリンダ内壁がいずれも
ウォータジャケットの内部のリブを介しシリンダ外壁に
一体結合し、このためライナの径方向の剛性が増大す
る。そこでエンジン運転時にピストンの圧縮上死点直後
にスカート部がライナのスラスト側に衝突しても、ライ
ナの振動が抑制されてピストンスラップ騒音が低減す
る。

【００１２】またヘッド締付け時にはライナを備えたシ
リンダ内壁が、リブにより径方向に拡径変形することが
防止され、このためライナの真円度が良好に確保され
て、オイル消費量、ブローバイガス量も低減する。更
に、エンジン運転時にシリンダブロックの２つのウォー
タジャケットでは冷却水が、リブが有る箇所はデッキ面
側端部の隙間を通過してその全域に容易に流れ、この冷
却水によりライナ、シリンダと共にリブが効率良く冷却
される。

【００１３】請求項２にあっては、シリンダブロックの
スラスト側のウォータジャケットにおいてシリンダ内壁
と外壁とが、Ｕ字形リブにより円周方向とボア軸線方向
で一体結合してライナの剛性が特に増大する。このため
エンジン運転時にピストンスカート部の衝突に対してラ
イナの振動が確実に抑制され、ピストンスラップ騒音の
低減効果が大きくなる。またＵ字形リブと棒状リブとが
２つのウォータジャケットの内部で、最も変形し易い各
気筒を結ぶリンダ中心線と直交するライナ中心線上に対
向して配置されることで、ヘッド締付け時にこれらリブ
によりライナが楕円形に変形することが効果的に防止さ
れ、ライナは本来の真円に近い状態に保持される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１と図２において、本発明を車両用エンジンと
して水平対向式エンジンに適応した場合の全体の概略に
ついて説明する。符号１は水平対向式エンジン、２０は
左右に２分割した例えば運転席から見て左側のシリンダ
ブロックであって、軽量で冷却性に優れたアルミ合金製
であり、シリンダ２１、クランクケース２２及びフライ
ホイールハウジング２３の一体形である。ライナ２４
は、シリンダブロック２０と別の材料、例えば耐熱性、
耐摩耗性等に優れた鋳鉄製であって、ボア２５が所定の
寸法の円筒状に形成される。そしてシリンダ２１の各気
筒毎にライナ２４が、鋳ぐるんでアルミダイキャストに
より一体的に装着されるドライライナ式のシリンダブロ
ックである。

【００１５】またシリンダ２１においてライナ２４の上
下の気筒配列方向略全域に湾曲した２つのウォータジャ
ケット２６，２７が形成されて、これらウォータジャケ
ット２６，２７はデッキ面２１ｃに開口したオープンデ
ッキ式に形成される。このためシリンダ２１のウォータ
ジャケット２６，２７の内側にライナ２４を備えた内壁
２１ａが、ウォータジャケット２６，２７の外側に外壁
２１ｂが形成される。

【００１６】ここで左側のシリンダブロック２０ではエ
ンジン回転方向（運転席から見て左回転）に伴うコンロ
ッド５の傾きにより圧縮上死点直後に、ライナ２４の上
部、即ち上部ウォータジャケット２６の方がスラスト側
となり、ライナ２４の下部、即ち下部ウォータジャケッ
ト２７の方が反スラスト側となる。また図示の４気筒エ
ンジンで１つのシリンダブロック２０のシリンダ中心線
Ｘ上に２つの気筒が設けられる場合は、上下部のウォー
タジャケット２６，２７が２気筒にまたがり連続して湾
曲形成される。

【００１７】ライナ２４のボア２５には、ピストンリン
グ２ａと、オイルリング２ｂを備えたピストン３が往復
移動可能に挿入され、このピストン３がピン４によりコ
ンロッド５と連結してクランク軸側に連結される。

【００１８】シリンダブロック２０のデッキ面には、ガ
スケット７を介してアルミ合金製のシリンダヘッド１０
が締結される。シリンダヘッド１０においてライナ２４
のボア２５と対向する箇所には、燃焼室１１が設けら
れ、燃焼室１１内に設けられた吸気弁１２と排気弁１３
はＳＯＨＣ式動弁機構１４によって開閉される。またシ
リンダヘッド１０で、シリンダブロック２０の上下部の
ウォータジャケット２６，２７と対向する位置にウォー
タジャケット１５が形成され、これらウォータジャケッ
ト２６，２７，１５が直接連通する。

【００１９】冷却装置１６として、シリンダブロック２
０の下部ウォータジャケット２７に冷却水Ｗの流入通路
１７が連通され、上部ウォータジャケット２６にその排
出通路１８が連通される。そして冷却水Ｗが、シリンダ
ブロック２０の下部ウォータジャケット２７に流入し、
その下部ウォータジャケット２７の全域でシリンダヘッ
ド１０のウォータジャケット１５に流入し、その後再び
シリンダブロック２０の上部ウォータジャケット２６の
全域に流入し、且つウォータジャケット２６中を流れて
排出するようになっている。

【００２０】図１ないし図４において、ピストンスラッ
プ騒音等の低減対策について説明する。先ず、シリンダ
ブロック２０においてスラスト側の上部ウォータジャケ
ット２６の内部にＵ字形リブ３０が、反スラスト側の下
部ウォータジャケット２７の内部に棒状リブ３１がそれ
ぞれ設けられる。これらリブ３０，３１は、ライナ２４
が径方向に最も変形し易い位置、即ち各気筒を結ぶシリ
ンダ中心線Ｘと直交するライナ中心線Ｙ上に対向して配
置される。

【００２１】Ｕ字形リブ３０は、図３と図４のように所
定の幅を有し、内側を除肉することでＵ字形に形成され
る。そしてＵ字形リブ３０が、上部ウォータジャケット
２６の内部のライナ中心線Ｙ上において、円周方向に比
較的広い範囲で且つクランク室側からボア軸線Ｚ方向
に、シリンダ内壁２１ａと外壁２１ｂを一体結合するよ
うに設けられ、シリンダ内壁２１ａの変形を効果的に防
ぐと共に、ライナ２４のスラスト側の剛性を特に増大す
ることが可能になっている。またＵ字形リブ３０の端部
３０ａとデッキ面２１ｃとの間には、冷却水Ｗが通過可
能な所定の深さの隙間３２が設けられて、冷却水Ｗの流
れが確保される。

【００２２】棒状リブ３１は、図４のように幅の狭い棒
状に形成して、下部ウォータジャケット２７の内部のＵ
字形リブ３０と対向する位置で、クランク室側からボア
軸線Ｚ方向に、Ｕ字形リブ３０と同様にシリンダ内壁２
１ａと外壁２１ｂを一体結合するように設けられる。こ
れによりシリンダ内壁２１ａの変形を効果的に防ぐと共
に、ライナ２４の反スラスト側の剛性を増大することが
可能になっている。また棒状リブ３１の端部３１ａとデ
ッキ面２１ｃとの間にも、同様に所定の深さの隙間３２
が設けられる。

【００２３】ここでＵ字形リブ３０の最適な幅Ｌ１は、
例えばＬ１＝２０ｍｍであり、両リブ３０，３１の隙間
３２の最適な深さＬ２は、例えばＬ２＝２５ｍｍであ
る。尚、本実施例の水平対向式エンジン１の右側のシリ
ンダブロックでは、ライナのスラスト側と反スラスト側
の関係が上述の左側シリンダと逆になるが、この場合の
ウォータジャケットにも同様にスラスト側にＵ字形リブ
と半スラスト側に棒状リブが設けられている。

【００２４】次に、この実施例の作用について説明す
る。先ず、シリンダ２１の各気筒にライナ２４がドライ
ライナ式に装着され、ライナ２４の周囲に２つのウォー
タジャケット２６，２７がオープンデッキ式に形成さ
れ、このシリンダブロック２０のデッキ面２１ｃにガス
ケット７を介しシリンダヘッド１０を締結して組付けら
れる。このヘッド締付け時には、シリンダヘッド１０に
よりライナ２４を備えたシリンダ内壁２１ａが径方向に
押圧され、このため変形し易い上下のウォータジャケッ
ト側の部分が上下に拡径されるようになるが、この場合
にウォータジャケット２６，２７の内部の最も変形し易
い位置のライナ中心線Ｙ上で、Ｕ字形リブ３０と棒状リ
ブ３１によりシリンダ内壁２１ａの上下の拡径が直接且
つ効果的に阻止される。そこでライナ２４は上下に拡径
して楕円形に変形することが防止され、本来の真円に近
い状態を保って真円度が良好に確保される。

【００２５】一方、エンジン運転時には、ピストン３が
シリンダ２１のライナ２４のボア２５を、コンロッド５
を上下に傾斜しつつ往復移動する。このときピストン３
の圧縮上死点直後には、その都度ピストン３の運動方向
の変化によりピストンスカート部３ａが、ライナ２４の
スラスト側に衝突する。この場合にシリンダ内壁２１ａ
と外壁２１ｂとがＵ字形リブ３０により円周方向とボア
軸線Ｚ方向に一体結合して、特にライナ剛性が増大して
いるため、ピストンスカート部３ａの衝突に対してライ
ナ２４の振動が確実に抑制される。このためライナ２４
の振動が外壁２１ｂ側に伝わりにくくなって、ピストン
スラップ騒音が低減される。更に、ライナ２４の真円度
の向上によりピストンクリアランスを小さくすることが
可能となり、ピストンリング２がライナ２４に良好に追
従して、クランク室８からのオイル洩れ、燃焼室１１か
らのブローバイガス洩れが少なくなる。

【００２６】またエンジン運転時には、シリンダブロッ
ク２０の下部ウォータジャケット２７に冷却水Ｗが流入
するが、この冷却水Ｗは棒状リブ３１が有る箇所はその
隙間３２を通過して下部ウォータジャケット２７の幅方
向の全域に容易に流れ、この冷却水Ｗでライナ２４、シ
リンダ２１の反スラスト側の気筒配列方向略全域が効率
良く冷却される。その後下部ウォータジャケット２７の
冷却水Ｗは、シリンダヘッド１０のウォータジャケット
１５に流入してその内部を流れ、燃焼室１１等が冷却さ
れる。

【００２７】そしてシリンダヘッド１０のウォータジャ
ケット１５の冷却水Ｗは、再びシリンダブロック２０の
上部ウォータジャケット２６に流入する。この場合もＵ
字形リブ３０が有る箇所はその隙間３２を通過して、上
部ウォータジャケット２６の幅方向の全域に容易に流
れ、この冷却水Ｗでライナ２４、シリンダ２１のスラス
ト側の気筒配列方向略全域が効率良く冷却される。この
場合にＵ字形リブ３０、棒状リブ３１は、冷却水Ｗが直
接に接して効果的に冷却される。

【００２８】図５において、本発明の他の実施例につい
て説明する。この実施例は、シリンダ内壁３５が中心線
Ｙ方向に下部肉厚に形成される場合であり、このシリン
ダ内壁３５でも上下部のウォータジャケット２６，２７
に同様にＵ字形リブ３０と棒状リブ３１を設けることが
できて、同様の効果が得られる。尚、図１と同一の部分
については、同一の符号を付して説明を省略する。

【００２９】尚、シリンダブロックがドライライナ式で
オープンデッキ式の構造であれば、水平対向式エンジン
以外の縦型、Ｖ型のエンジンにも同様に適応できる。シ
リンダとライナが同一の材料のブロック一体形にも適応
できる。

【００３０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の請求項
１に係るシリンダブロック構造では、ドライライナ式で
オープンデッキ式のシリンダブロックにおいて、２つの
ウォータジャケットの内部でライナ径方向の対向した位
置にそれぞれリブを、シリンダ内壁と外壁とに一体結合
してボア軸線方向に設け、それらリブの端部側に冷却水
の通過可能な隙間を設ける構成であるから、冷却性能を
確保しつつライナの径方向の剛性を向上することができ
る。このためピストンの圧縮上死点直後にスカート部が
ライナのスラスト側に衝突する際の振動を抑制して、ピ
ストンスラップ騒音を低減できる。またヘッド締付け時
のライナの変形を防止して真円度を改善し、オイル消費
量、ブローバイガス量を低減することもできる。

【００３１】請求項２に係るシリンダブロック構造で
は、リブが、所定の幅を有しデッキ面から所定の深さま
でＵ字形に形成されるＵ字形リブと、狭い幅でデッキ面
から所定の深さまで棒状に形成される棒状リブであり、
Ｕ字形リブをスラスト側のウォータジャケットの内部の
各気筒を結ぶシリンダ中心線と直交するライナ中心線上
でボア軸線方向に、棒状リブを反スラスト側のウォータ
ジャケットの内部のＵ字形リブと対向する位置でボア軸
線方向に、それぞれシリンダ内壁と外壁とに一体結合し
て設ける構成であるから、Ｕ字形リブによりライナの振
動を有効に抑制することができて、ピストンスラップ騒
音低減効果が大きい。またＵ字形リブと棒状リブとによ
りヘッド締付け時のライナの変形を、直接且つ効果的に
防止できる。またＵ字形リブは内側が除肉されているの
で、エンジンの軽量化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシリンダブロック構造の実施例を
示す断面図である。

【図２】シリンダブロックのヘッド側からの側面図であ
る。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図４】同実施例の要部の斜視図である。

【図５】シリンダブロック構造の他の実施例を示す要部
の断面図である。

【符号の説明】

２０ シリンダブロック ２１ シリンダ ２１ａ 内壁 ２１ｂ 外壁 ２１ｃ デッキ面 ２４ ライナ ２６，２７ ウォータジャケット ３０ Ｕ字形リブ ３１ 棒状リブ ３２ 隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダブロックの各気筒毎に、円筒状
   のライナが鋳ぐるんで一体的に装着されると共に、ライ
   ナ周囲の気筒配列方向略全域のライナ側に湾曲した２つ
   のウォータジャケットがデッキ面に開口して形成される
   シリンダブロック構造において、 ２つのウォータジャケットの内部でライナ径方向の対向
   した位置にそれぞれリブを、シリンダ内壁と外壁とに一
   体結合してボア軸線方向に設け、それらリブの端部側に
   冷却水の通過可能な隙間を設けることを特徴とするシリ
   ンダブロック構造。
2. 【請求項２】 上記リブは、所定の幅を有しデッキ面か
   ら所定の深さまでＵ字形に形成されるＵ字形リブと、狭
   い幅でデッキ面から所定の深さまで棒状に形成される棒
   状リブであり、Ｕ字形リブをスラスト側のウォータジャ
   ケットの内部の各気筒を結ぶシリンダ中心線と直交する
   ライナ中心線上でボア軸線方向に、棒状リブを反スラス
   ト側のウォータジャケットの内部のＵ字形リブと対向す
   る位置でボア軸線方向に、それぞれシリンダ内壁と外壁
   とに一体結合して設けることを特徴とする請求項１記載
   のシリンダブロック構造。