(57)【要約】【課題】運転時のシリンダボアの真円度の低下を抑制することが可能なシリンダブロックを提供することを課題とする。【解決手段】ボルトによりシリンダヘッドが固定されるシリンダブロックであって、前記ボルトが挿入される穴を有し、ピストンが摺動可能に収納されるシリンダボアが複数設けられ、前記シリンダボアの周囲にウォータジャケットが設けられ、前記ウォータジャケットのうち、前記穴と前記シリンダボアとの間の部分は、前記間の部分以外の部分よりも深く、前記シリンダボアの壁のうち、隣り合う前記シリンダボアの間の部分であって前記シリンダボアの下端側の部分は、前記シリンダボアの下端側の部分以外の部分よりも厚いシリンダブロック。【選択図】図１
2019120212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボルトによりシリンダヘッドが固定されるシリンダブロックであって、
前記ボルトが挿入される穴を有し、
ピストンが摺動可能に収納されるシリンダボアが複数設けられ、前記シリンダボアの周囲にウォータジャケットが設けられ、
前記ウォータジャケットのうち、前記穴と前記シリンダボアとの間の部分は、前記間の部分以外の部分よりも深く、
前記シリンダボアの壁のうち、隣り合う前記シリンダボアの間の部分であって前記シリンダボアの下端側の部分は、前記シリンダボアの下端側の部分以外の部分よりも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する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックのシリンダボアは円筒形に作製される。しかし内燃機関の運転時には燃料の燃焼によりシリンダブロックの温度が上昇し、シリンダボアが熱膨張することがある。また、ボルトを締結することでシリンダヘッドをシリンダブロックに固定すると、締結で生じる応力によりシリンダボアが変形することがある。シリンダボアの真円度が低下するとフリクションが増加し、燃費が悪化する。シリンダブロックのウォータジャケットによりシリンダブロックを冷却し、かつ応力を低減することができる（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３７１４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしウォータジャケットの深さなどにより、シリンダボアの冷却にムラが生じ、真円度が低下する恐れがある。そこで、シリンダボアの真円度の低下を抑制することが可能なシリンダブロックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、ボルトによりシリンダヘッドが固定されるシリンダブロックであって、前記ボルトが挿入される穴を有し、ピストンが摺動可能に収納されるシリンダボアが複数設けられ、前記シリンダボアの周囲にウォータジャケットが設けられ、前記ウォータジャケットのうち、前記穴と前記シリンダボアとの間の部分は、前記間の部分以外の部分よりも深く、前記シリンダボアの壁のうち、隣り合う前記シリンダボアの間の部分であって前記シリンダボアの下端側の部分は、前記シリンダボアの下端側の部分以外の部分よりも厚いシリンダブロックによって達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
シリンダボアの真円度の低下を抑制することが可能なシリンダブロックを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）は内燃機関を例示する模式図である。図１（ｂ）はシリンダブロックを例示する平面図である。図１（ｃ）はウォータジャケットを例示する側面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）はシリンダボアを抜き出した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態のシリンダブロックについて説明する。図１（ａ）は内燃機関１０を例示する模式図であり、１つのシリンダボア１３を拡大している。図１（ｂ）はシリンダブロック１２を例示する平面図である。図１（ｃ）はウォータジャケット１７を例示する側面図である。内燃機関１０は例えば自動車などに搭載されるガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンなどである。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、内燃機関１０はシリンダヘッド１１とシリンダブロック１２とにより構成されている。シリンダヘッド１１およびシリンダブロック１２は例えばアルミニウム合金などで形成されている。シリンダヘッド１１とシリンダブロック１２とはボルトにより固定される。ボルトはシリンダヘッド１１を貫通し、シリンダブロック１２の穴１２ａに挿入される。
【００１０】
シリンダブロック１２の内部には、ピストン１４、コンロッド１５、およびクランクシャフト１６が収納されている。シリンダブロック１２のシリンダボア１３は上下（Ｚ方向）に延伸する円筒部分である。ピストン１４はコンロッド１５によりクランクシャフト１６に連結され、シリンダボア１３内を摺動可能である。シリンダヘッド１１、シリンダブロック１２およびピストン１４により燃焼室１９が形成される。燃焼室１９内において燃料と空気との混合気が燃焼する。これによりピストン１４は燃焼室１９内を上下に往復運動し、クランクシャフトが回転する。燃焼後の排気は排気経路から排出される。
【００１１】
シリンダブロック１２にはウォータジャケット１７が設けられている。図１（ｂ）に示すように、ウォータジャケット１７は、複数のシリンダボア１３の周囲に位置する。ウォータジャケット１７内には冷却水が循環し、冷却水により内燃機関１０が冷却される。
【００１２】
図１（ａ）から図１（ｃ）に示すように、ウォータジャケット１７は、深さの異なる部分を含む。ウォータジャケット１７のうち、部分１７ａの深さＤ１は部分１７ｂの深さＤ２よりも小さい。深さＤ２は例えば深さＤ１の二倍以上である。部分１７ａの下端はボルト１８の下端よりも上側（＋Ｚ側）に位置する。部分１７ｂの下端はボルト１８の下端と同程度の高さに位置する。
【００１３】
図１（ｂ）に斜線で示すように、部分１７ｂは２つのシリンダボア１３の間（ボア間）に位置し、かつシリンダブロック１２の穴１２ａとシリンダボア１３との間に位置する。部分１７ｂはボア間のそれぞれに形成され、図１（ｂ）に示すように四気筒エンジンでは部分１７ｂが６つ設けられ、複数の部分１７ａは部分１７ｂを挟むように配置される。
【００１４】
図２（ａ）および図２（ｂ）はシリンダボア１３を抜き出した平面図であり、図２（ａ）は深さＤ１における平面図、図２（ｂ）は深さＤ２における平面図である。図１（ａ）、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、シリンダボア１３の壁２０はＺ方向に沿って変化する。すなわち、図１（ａ）、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、シリンダボア１３の壁２０は薄い部分２０ａと厚い部分２０ｂとを含む。
【００１５】
図２（ａ）に示すように深さＤ１付近、つまり＋Ｚ側（シリンダボア１３の上端側）において、シリンダボア１３は部分２０ａに囲まれる。言い換えれば、＋Ｚ側においてシリンダボア１３は真円形状である。これに対し、図２（ｂ）に示すように深さＤ２付近、つまり−Ｚ側（シリンダボア１３の下端側）において、壁２０は薄い部分２０ａおよび厚い部分２０ｂを有する。部分２０ｂは、部分２０ａよりも厚く、かつシリンダボア１３の内側に突出する。言い換えれば、−Ｚ側においてシリンダボア１３は非真円形状である。
【００１６】
図１（ｂ）に示すように、部分２０ｂは隣り合う２つのシリンダボア１３の間（ボア間）に位置し、シリンダボア１３とウォータジャケット１７の深い部分１７ｂとの間に位置する。ボア間において、シリンダボア１３から外側にかけて、壁２０の厚い部分２０ｂ、ウォータジャケット１７の深い部分１７ｂ、穴１２ａが位置する。ボア間以外において、シリンダボア１３から外側にかけて、壁２０の薄い部分２０ａ、ウォータジャケット１７の浅い部分１７ａが位置する。
【００１７】
本実施形態によれば、ウォータジャケット１７のうち、穴１２ａとシリンダボア１３との間に位置する部分１７ｂは、部分１７ａよりも深い。燃焼室１９において混合気が燃焼するため、シリンダブロック１２は＋Ｚ側において高温になりやすい。燃焼室１９はウォータジャケット１７で囲まれるため、シリンダブロック１２を効果的に冷却することができる。上下にわたってシリンダブロック１２の温度が均一に近づくため、シリンダボア１３の真円度が向上する。
【００１８】
ボルト１８を穴１２ａに挿入し締め付けると応力が発生する。穴１２ａとシリンダボア１３との間に、穴１２ａと同程度の深さのウォータジャケット１７が位置するため、シリンダボア１３の壁２０に応力が作用しにくく、シリンダボア１３の変形が抑制される。
【００１９】
ウォータジャケット１７はボア間で深いため（部分１７ｂ）、壁２０のうちボア間かつ−Ｚ側の部分２０ｂと冷却水との接触面積が大きくなる。このため壁２０の−Ｚ側において、部分２０ｂは部分２０ａよりも冷却され、大きく収縮する。本実施形態によれば、図２（ｂ）に示すように部分２０ｂは部分２０ａよりも厚く、部分２０ｂが収縮することで部分２０ａと同程度の厚さになる。すなわち、シリンダボア１３の内側に突出する部分２０ｂが、冷却により外側に引っ張られ、シリンダボア１３が真円に近づく。この結果、シリンダボア１３の真円度の低下が抑制され、フリクションを低減することができ、燃費が改善する。
【００２０】
内燃機関１０の停止状態（常温の状態）において、シリンダボア１３は＋Ｚ側において真円形状であり、−Ｚ側においてボア間の部分が内側に窪んだ非真円形状であることが好ましい。運転時に冷却水により壁２０が冷却されることで部分２０ｂが外側に収縮し、−Ｚ側におけるシリンダボア１３の真円度が向上する。
【００２１】
部分２０ａおよび２０ｂそれぞれの上下方向における長さは任意に定めることができる。例えばボア間における壁２０のうち上側半分が部分２０ａ、下側半分が部分２０ｂとしてもよい。部分２０ａおよび２０ｂそれぞれの厚さは、例えば冷却水の温度、シリンダブロック１２の材質の熱膨張係数などに応じて定めることができる。
【００２２】
本実施形態では四気筒エンジンを例としたが、気筒の数に応じてシリンダブロック１２を設計することができる。複数のボア間の部分でウォータジャケット１７を深くし、かつ壁２０の下端側を厚くすればよい。
【００２３】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２４】
１０                            内燃機関
１１                            シリンダヘッド
１２                            シリンダブロック
１２ａ                          穴
１３                            シリンダボア
１４                            ピストン
１５                            コンロッド
１６                            クランクシャフト
１７                            ウォータジャケット
１８                            ボルト
１９                            燃焼室
２０                            壁
１７ａ、１７ｂ、２０ａ、２０ｂ  部分
【図１】
2019120212.tif 000003
【図２】
2019120212.tif 000004