(57)【要約】【課題】シリンダボアの真円度が高いシリンダブロックを実現する。【解決手段】本発明の一形態に係るシリンダブロック１は、シリンダライナ２がシリンダブロック本体３に鋳込まれて成形され、シリンダライナ２の下部周辺に肉抜き部３ｆが形成されたシリンダブロックであって、シリンダライナ２の材質は、シリンダブロック本体３の材質に比べて剛性が高く、シリンダライナ２における肉抜き部３ｆに近接する部位の厚さは、シリンダライナ２における他の部位の厚さに比べて厚い。【選択図】図４
2019127904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダライナがシリンダブロック本体に鋳込まれて成形され、前記シリンダライナの下部周辺に肉抜き部が形成されたシリンダブロックであって、
前記シリンダライナの材質は、前記シリンダブロック本体の材質に比べて剛性が高く、
前記シリンダライナにおける前記肉抜き部に近接する部位の厚さは、前記シリンダライナにおける他の部位の厚さに比べて厚い、シリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックに関し、例えば、シリンダライナが鋳込まれて成形され、シリンダライナの下部周辺に肉抜き部が形成されたシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダボア間を狭くすることで、シリンダブロックのコンパクト化が図られており、このような場合、シリンダボア間の壁部が薄くても、当該壁部に自由にドリルパッセージ孔を形成できる構成であることが望ましい。
【０００３】
そこで、特許文献１のシリンダブロックは、シリンダライナにおけるドリルパッセージ孔に臨む部分の厚さが、シリンダボアの軸方向に亘って、ピストンピンの軸方向と直交するスラスト方向の部分の厚さよりも薄い構成とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１４１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、シリンダブロックの更なるコンパクト化及び軽量化を図るために、シリンダブロックにおけるシリンダライナの下部周辺に肉抜き部が形成される場合がある。ここで、シリンダブロックは、例えば、アルミダイキャストによりシリンダライナを鋳込んで成形し、その後、切削工具によってシリンダライナの内周面をボーリング加工してシリンダボアを形成することで製造される。
【０００６】
このとき、シリンダブロックにおける肉抜き部が形成された部位では、他の部位に比べて、剛性が低い。つまり、シリンダブロックの下部におけるシリンダライナの周方向の剛性が異なるため、ボーリング加工する際にシリンダブロックの剛性が低い部位では他の部位に比べて切削工具による切削力によって大きく弾性変形し、シリンダライナを良好に切削できない場合がある。これにより、シリンダボアの真円度が悪化してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、シリンダボアの真円度が高いシリンダブロックを実現する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るシリンダブロックは、シリンダライナがシリンダブロック本体に鋳込まれて成形され、前記シリンダライナの下部周辺に肉抜き部が形成されたシリンダブロックであって、
前記シリンダライナの材質は、前記シリンダブロック本体の材質に比べて剛性が高く、
前記シリンダライナにおける前記肉抜き部に近接する部位の厚さは、前記シリンダライナにおける他の部位の厚さに比べて厚い。
このような構成により、一般的なシリンダブロックに比べて、シリンダボアの真円度を向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、シリンダボアの真円度が高いシリンダブロックを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態のシリンダブロックの一部を模式的に示す平面図である。
【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】図１のIV−IV断面図である。
【図５】実施の形態のシリンダライナを模式的に示す図である。
【図６】一般的なシリンダブロックにおける図４と対応する断面図である。
【図７】シリンダブロックにボーリング加工を施す様子を模式的に示す図である。
【図８】一般的なシリンダブロックにボーリング加工を施した後のVIII位置でのシリンダボアの形状を示す図である。
【図９】一般的なシリンダブロックにボーリング加工を施した後のIX位置でのシリンダボアの形状を示す図である。
【図１０】実施の形態のシリンダブロックにボーリング加工を施した後のＸ位置でのシリンダボアの形状を示す図である。
【図１１】実施の形態のシリンダブロックにボーリング加工を施した後のXI位置でのシリンダボアの形状を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１２】
先ず、本実施の形態のシリンダブロックの基本構成を説明する。図１は、本実施の形態のシリンダブロックの一部を模式的に示す平面図である。図２は、図１のII−II断面図である。図３は、図１のIII−III断面図である。図４は、図１のIV−IV断面図である。
【００１３】
ここで、以下の説明では、説明を明確にするために、３次元座標系（ＸＹＺ座標系）を用いて説明する。ちなみに、Ｙ軸方向がピストンピン（図示を省略）の延在方向であり、Ｚ軸＋側がシリンダブロックの上側であり、Ｚ軸−側がシリンダブロックの下側である。
【００１４】
本実施の形態のシリンダブロック１は、内燃機関であるエンジンの構成部品であり、図１に示すように、アルミダイキャストによりシリンダライナ２を鋳込んで成形される。つまり、シリンダブロック１は、シリンダライナ２及びシリンダブロック本体３を備えている。
【００１５】
シリンダライナ２は、Ｙ軸方向に略等しい間隔でシリンダブロック本体３に鋳込まれ、各々のシリンダライナ２の内周面にボーリング加工を施すことでシリンダボア２ａが形成される。シリンダボア２ａは、Ｚ軸方向に延在し、シリンダボア２ａの内部でエンジンの構成部品であるピストン（図示を省略）が往復運動する。
【００１６】
このようなシリンダライナ２は、シリンダブロック本体３を成すアルミニウムより剛性が高い材質、例えば、鉄などの材質で構成されており、図１及び図２に示すように、円筒状を基本形態とするが、詳細な形状は後述する。
【００１７】
シリンダブロック本体３は、図１に示すように、ウォータジャケット３ａ、３ｂ、ドリルパッセージ孔３ｃ及びヘッドボルト穴３ｄを備えている。ウォータジャケット３ａは、Ｙ軸方向に並べられたシリンダライナ２に対してＸ軸＋側に配置されており、シリンダライナ２に沿うようにＹ軸方向に連続している。そして、ウォータジャケット３ａは、シリンダブロック本体３のＺ軸＋側の部位に形成されており、ウォータジャケット３ａの深さ（即ち、ウォータジャケット３ａのＺ軸方向の長さ）がシリンダライナ２のＺ軸方向の長さに対して浅い。
【００１８】
ウォータジャケット３ｂは、Ｙ軸方向に並べられたシリンダライナ２に対してＸ軸−側に配置されており、シリンダライナ２に沿うようにＹ軸方向に連続している。そして、ウォータジャケット３ｂは、シリンダブロック本体３のＺ軸＋側の部位に形成されており、ウォータジャケット３ｂの深さがシリンダライナ２のＺ軸方向の長さに対して浅い。これらのウォータジャケット３ａとウォータジャケット３ｂとは、連続している。但し、ウォータジャケット３ａ、３ｂの形状や配置は、適宜、変更することができる。
【００１９】
ドリルパッセージ孔３ｃは、図１及び図３に示すように、シリンダブロック本体３におけるシリンダライナ２の間の壁部３ｅに形成されている。ドリルパッセージ孔３ｃは、例えば、Ｘ軸＋側に向かうに従ってＺ軸−側に低くなるように傾斜しており、一方の端部がシリンダブロック本体３のＺ軸＋側の面に到達し、他方の端部がウォータジャケット３ａに到達している。
【００２０】
ヘッドボルト穴３ｄには、エンジンのシリンダヘッド（図示を省略）をシリンダブロック１に固定するためのボルトがねじ込まれる。ヘッドボルト穴３ｄは、例えば、シリンダブロック本体３の壁部３ｅをＸ軸方向で挟み込むように配置されている。但し、ヘッドボルト穴３ｄの配置は、特に限定されず、シリンダヘッドを固定するためのボルトを良好に固定できる位置に配置されていればよい。
【００２１】
このようなシリンダブロック本体３には、図４に示すように、シリンダライナ２のＺ軸−側の部位周辺、詳細には、ウォータジャケット３ａ及び３ｂに対してＺ軸−側の領域に肉抜き部３ｆが形成されている。つまり、シリンダブロック本体３のＺ軸−側の部位は、Ｘ軸方向の厚みが薄くなるように窪んだ形状とされている。
【００２２】
次に、本実施の形態のシリンダライナ２の形状を説明する。図５は、本実施の形態のシリンダライナを模式的に示す図であり、（ａ）は、シリンダライナの形状を模式的に示す図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ断面図であり、（ｃ）は、（ａ）のｃ断面図である。
【００２３】
シリンダライナ２は、図４及び図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、シリンダブロック本体３の肉抜き部３ｆに近接する部位の厚さ（即ち、シリンダライナ２の径方向の厚さ）が他の部位の厚さに比べて厚い肉厚部２ｂを備えている。ここで、肉抜き部３ｆに近接する部位とは、少なくともシリンダライナ２の径方向で肉抜き部３ｆと向かい合う領域である。
【００２４】
そのため、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、Ｚ軸方向から見て、シリンダライナ２のＺ軸＋側の部位（即ち、肉抜き部３ｆが形成されていない高さ領域）の形状は、円筒形であるが、シリンダライナ２のＺ軸−側の部位（即ち、肉抜き部３ｆが形成された高さ領域）の形状は、内形が円形で、外形が楕円形若しくは長軸と短軸との長さが異なる環状形である。そして、シリンダライナ２の肉厚部２ｂは、肉抜き部３ｆ側に配置され、シリンダブロック本体３の壁部３ｅ側には配置されていない。
【００２５】
次に、上述のシリンダライナ２の形状を採用することによる作用効果を説明する。ここで、図６は、一般的なシリンダブロックにおける図４と対応する断面図である。図７は、シリンダブロックにボーリング加工を施す様子を模式的に示す図である。図８は、一般的なシリンダブロックにボーリング加工を施した後のVIII位置でのシリンダボアの形状を示す図である。図９は、一般的なシリンダブロックにボーリング加工を施した後のIX位置でのシリンダボアの形状を示す図である。図１０は、本実施の形態のシリンダブロックにボーリング加工を施した後のＸ位置でのシリンダボアの形状を示す図である。図１１は、本実施の形態のシリンダブロックにボーリング加工を施した後のXI位置でのシリンダボアの形状を示す図である。
【００２６】
一般的なシリンダブロック１０１も、図６に示すように、シリンダライナ１０２をシリンダブロック本体１０３に鋳込んで成形される。シリンダライナ１０２は、Ｚ軸方向に亘って厚さが略変化しない円筒形である。シリンダブロック本体１０３は、本実施の形態のシリンダブロック本体３と略等しい構成とされており、各々のウォータジャケット１０３ａ、１０３ｂに対してＺ軸−側の部位に肉抜き部１０３ｃを備えている。
【００２７】
そして、図７に示すように、シリンダライナ１０２の内周面に切削工具１０４を用いてボーリング加工を施すと、シリンダライナ１０２の内部にシリンダボア１０２ａが形成される。このとき、切削工具１０４による切削力は、シリンダライナ１０２の中心に対して径方向外側に作用する。
【００２８】
ここで、シリンダブロック１０１のＺ軸＋側の部位は、切削工具１０４による切削力に対して十分な剛性があるため、ボーリング加工によって形成されるシリンダボア１０２ａは、図８に示すように、真円度が高い。
【００２９】
しかしながら、シリンダブロック１０１のＺ軸−側の部位では、肉抜き部１０３ｃが形成された部位が他の部位に対して剛性が低い。つまり、シリンダブロック１０１のＺ軸−側の部位では、シリンダライナ１０２の周方向で剛性差が生じている。
【００３０】
そのため、シリンダブロック１０１における肉抜き部１０３ｃが形成された部位の剛性が切削工具１０４による切削力に対して不十分な場合、切削力によってシリンダライナ１０２がシリンダブロック本体１０３と共に、シリンダライナ１０２の中心に対して径方向外側に押し出されて弾性変形して逃げが発生する。
【００３１】
このようにシリンダライナ１０２の逃げが発生した部位は、切削工具１０４によって良好に切削されない。それにより、シリンダライナ１０２の周方向で切削量に差が生じてしまい、結果として、シリンダライナ１０２が弾性回復した際に、図９に示すようにシリンダボア１０２ａの真円度が悪化する。ちなみに、図９では、比較のために真円を二点鎖線で示している。
【００３２】
一方、本実施の形態のシリンダライナ２は、肉厚部２ｂを備え、且つシリンダブロック本体３の材質に比べて剛性が高い材質で構成されている。そのため、シリンダブロック１のＺ軸−側における肉抜き部３ｆに近接する部位の剛性を、一般的なシリンダブロック１０１のＺ軸−側における肉抜き部１０３ｃに近接する部位の剛性に比べて高くすることができる。つまり、シリンダブロック１のＺ軸−側の部位において、肉抜き部３ｆに近接する部位の剛性を、他の部位の剛性に近付けることができる。
【００３３】
これにより、本実施の形態のシリンダブロック１は、一般的なシリンダブロック１０１に比べて、シリンダライナ２の内周面にボーリング加工を施す際に、切削力によるシリンダライナ２のＺ軸−側における肉抜き部３ｆに近接する部位の弾性変形を抑制することができ、結果として、シリンダライナ２の周方向全域を良好に切削することができる。
【００３４】
その結果、本実施の形態のシリンダブロック１は、一般的なシリンダブロック１０１に比べて、シリンダボア２ａの真円度を向上させることができ、図１０及び図１１に示すように、シリンダボア２ａのＺ軸＋側の部位だけでなく、シリンダボア２ａのＺ軸−側の部位も高い真円度を確保することができる。
【００３５】
しかも、シリンダライナ２の肉厚部２ｂは、シリンダブロック本体３の肉抜き部３ｆ側に配置され、シリンダブロック本体３の壁部３ｅ側には配置されていないので、シリンダブロック１のＹ軸方向の長さに影響を与えない。
【００３６】
このとき、シリンダライナ２は、図４及び図５（ａ）に示すように、Ｚ軸方向において肉厚部２ｂと他の部位との間に段差を形成せず、肉厚部２ｂからＺ軸＋側に向かうに従って薄くなるように形成されているとよい。これにより、シリンダライナ１０２のＺ軸方向での剛性の急激な変化を抑制することができ、結果として、シリンダボア２ａの高い真円度を確保することができる。
【００３７】
また、シリンダライナ２の肉厚部２ｂは、シリンダブロック本体３の壁部３ｅからシリンダライナ２の周方向に離れるのに従って厚さが厚くなるように形状され、シリンダブロック１のＺ軸−側におけるシリンダライナ２の周方向での剛性が略等しいとよい。これにより、シリンダライナ２のＺ軸−側における周方向での剛性の急激な変化も抑制することができ、更にシリンダボア２ａの高い真円度を確保することができる。
【００３８】
ここで、一般的なシリンダブロック１０１を用いても、切削工具１０４の切削速度を低下させるなどして切削力を低下させると、シリンダボア１０２ａの真円度を向上させることができるが、生産性悪化に伴ってシリンダブロック１０１の生産コストが上昇する。
【００３９】
また、一般的なシリンダブロック１０１を用いても、切削工具１０４の先端を尖らせて切削力を低下させると、シリンダボア１０２ａの真円度を向上させることができるが、切削工具１０４が欠けることに伴って、シリンダブロック１０１の生産コストが上昇する。
【００４０】
それに対して、本実施の形態のシリンダブロック１を用いると、切削工具１０４の切削速度を低下させたり、切削工具１０４の先端を尖らせたり、する必要がなく、生産コストの上昇を抑制することができる。
【００４１】
本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
１  シリンダブロック
２  シリンダライナ、２ａ  シリンダボア、２ｂ  肉厚部
３  シリンダブロック本体、３ａ、３ｂ  ウォータジャケット、３ｃ  ドリルパッセージ孔、３ｄ  ヘッドボルト穴、３ｅ  壁部、３ｆ  肉抜き部
１０１  シリンダブロック
１０２  シリンダライナ、１０２ａ  シリンダボア
１０３  シリンダブロック本体、１０３ａ、１０３ｂ  ウォータジャケット、１０３ｃ  肉抜き部
１０４  切削工具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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