(57)【要約】【課題】  自動組付け機によるスペーサのウォータジャケットへの組み付け性が良好であるとともに、シリンダボアの過冷却を防止することができる、シリンダブロックの冷却構造の製造方法の提供。【解決手段】  シリンダブロック２のウォータジャケット１０に周方向に連続したスペーサ２０を配置したシリンダブロックの冷却構造１の製造方法であって、自動組付け機３０のクランプ機構３１によりスペーサ２０の変形を矯正するとともにスペーサ２０を保持し、該スペーサ２０の変形を矯正した状態でスペーサ２０の下端部をウォータジャケット１０内に挿入し、ついでクランプ機構３１をスペーサ２０から外してスペーサ全体をウォータジャケット１０内に入れるシリンダブロックの冷却構造の製造方法。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのウォータジャケットに周方向に連続したスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法であって、自動組付け機のクランプ機構により前記スペーサの変形を矯正するとともに前記スペーサを保持し、該スペーサの変形を矯正した状態で前記スペーサの下端部を前記ウォータジャケット内に挿入し、ついで前記クランプ機構を前記スペーサから外して前記スペーサ全体を前記ウォータジャケット内に入れるシリンダブロックの冷却構造の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのシリンダブロックの冷却構造の製造方法、とくにエンジンのシリンダブロックの冷却構造におけるスペーサのウォータジャケットへの組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特開２００２−２６６６９５号公報は、シリンダブロックと別体で形成したスペーサ（「インサート」と言ってもよい）をウォータジャケットに配置してシリンダボア壁（ウォータジャケット内壁）の温度分布を均一化するシリンダブロックの冷却構造を開示している。
【０００３】
しかし、上記のシリンダブロックの冷却構造を製造する場合、つぎの問題がある。
すなわち、オープンデッキのシリンダブロックに使用する環状一体型のスペーサをシリンダブロックに組付ける場合、手組付けであれば作業者が目視で確認しながらスペーサをウォータジャケットに挿入することが可能であるが、図１０、図１１に示すように、自動組付け機３０Ｐにより組付けようとする場合には、組付け機３０Ｐの公差のためスペーサ２０Ｐとシリンダブロック２Ｐのウォータジャケット内外壁４Ｐ、５Ｐとが干渉しないように組付けることが困難な場合がある。この場合、スペーサ２０Ｐとシリンダブロックのウォータジャケット内外壁４Ｐ、５Ｐとの隙間Ｃを広げて組付け機の公差を吸収する対策をとる必要があるが、スペーサとシリンダブロック内外壁との隙間を広げると、隙間に、より多くのエンジン冷却水が流れてしまい、所期の目的である過冷却防止をはかるとができなくなるおそれがある。
【特許文献１】特開２００２−２６６６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする問題点は、ウォータジャケットにスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法における、自動組付け機によるスペーサのウォータジャケットへの組み付け性を良好にすることと、シリンダボア壁とスペーサとの隙間を小にして過冷却を防止することとを両立させることが難しいという問題である。
【０００５】
本発明の目的は、ウォータジャケットにスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法において、自動組付け機によるスペーサのウォータジャケットへの組み付け性が良好であるとともに、シリンダボアの過冷却を防止することができる、シリンダブロックの冷却構造の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
【０００７】
シリンダブロックのウォータジャケットに周方向に連続したスペーサを配置したシリンダブロックの冷却構造の製造方法であって、自動組付け機のクランプ機構により前記スペーサの変形を矯正するとともに前記スペーサを保持し、該スペーサの変形を矯正した状態で前記スペーサの下端部を前記ウォータジャケット内に挿入し、ついで前記クランプ機構を前記スペーサから外して前記スペーサ全体を前記ウォータジャケット内に入れるシリンダブロックの冷却構造の製造方法。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法によれば、自動組付け機のクランプ機構によりスペーサの変形を矯正する工程を有するので、自動組付け機をスペーサのウォータジャケットへの挿入、組付けだけに使用するのではなく、スペーサの変形を矯正することにも使用することとなり、このスペーサの変形の矯正によって、スペーサとウォータジャケット内外壁との間の隙間を大きくしないでもスペーサをウォータジャケットに挿入することが可能になる。スペーサの変形矯正によって、スペーサのウォータジャケットへの組み付け性を良好にすることができるとともに、スペーサとウォータジャケット内外壁との間の隙間を小に維持することによって、シリンダボアの過冷却を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明実施例のシリンダブロックの冷却構造の製造方法を、図１〜図９を参照して、説明する。
【００１０】
本発明のシリンダブロックの冷却構造１の製造方法（シリンダブロックのウォータジャケットへのスペーサの組付け方法といってもよい）は、内燃機関のシリンダブロック２に形成されたウォータジャケット１０内に周方向に連続したスペーサ２０（挿入物という意味で、「インサート」といってもよい）を配置したシリンダブロックの冷却構造１（図８、図９のシリンダブロックの冷却構造１）の製造方法である。
ウォータジャケット１０にエンジン冷却水が流れ、シリンダボア壁４（ウォータジャケット内壁）を適正温度に冷却する。スペーサ２０は、ウォータジャケット１０に挿入されて、ウォータジャケット１０内のエンジン冷却水の流量分布を変え、シリンダボア壁４（ウォータジャケット内壁）の温度を各シリンダボア３の上下方向および気筒間で均一化させる。
【００１１】
内燃機関は、シリンダブロック２に１以上のシリンダボア３を有する。シリンダボア３まわりにウォータジャケット１０が形成される。図示例では、シリンダボア３が、複数、互いに並列に設けられている。複数のシリンダボア３の軸芯は、シリンダブロック長手方向に延びる直線上に位置している。図示例は、複数のシリンダボア３がシリンダブロック２に形成されている場合を示している。シリンダボア３の軸芯は、上下方向に延び、左右のバンクがＶ字状をなすＶ型エンジンでは、斜め上下方向に延びる。
【００１２】
シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、ウォータジャケット１０は、シリンダボア３まわりに、複数のシリンダボア３を外側から囲むように形成され、シリンダボアまわり方向に連続して環状に延びる（切れ目なく延びる）。図示例では、ウォータジャケット内壁４はサイアミーズ型で、各気筒のウォータジャケット内壁４が連結して形成されている。ウォータジャケット１０にはエンジン冷却水が流れ、シリンダボア３まわりを冷却し、燃焼室を外部から冷却する。
【００１３】
シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、ウォータジャケット１０は、シリンダボア列の左右両側にシリンダブロック長手方向に延びる流路と、シリンダブロック長手方向両端部に合流部を有している。ウォータジャケット１０は、シリンダブロック長手方向一端部にエンジン冷却水の入口を有し、シリンダブロック長手方向他端部にエンジン冷却水の出口を有する。
シリンダボアの軸芯と平行な方向には、ウォータジャケット１０は、ピストンの上面のストローク範囲の側方に形成され、ピストンの上面のストローク範囲とほぼ同じ深さ（高さ）を有する。
【００１４】
ウォータジャケット１０はオープンデッキのウォータジャケットで、上方に開口している。スペーサ２０は、上部の開口からウォータジャケット１０内に挿入され、固定される。
ウォータジャケット１０は、シリンダボア壁４を兼ねるウォータジャケット内壁４と、ウォータジャケット外壁５との間に形成され空間で、底壁６有りで上方がシリンダヘッドガスケットを介してシリンダヘッドで覆われた空間である。
【００１５】
シリンダブロック１とシリンダヘッドとによって挟まれるシリンダヘッドガスケットには、ウォータジャケット１０の上方に、ところどころに、シリンダブロック内のウォータジャケット１０からシリンダヘッド内のウォータジャケットに水を流通させる水孔、および／または、エア抜き孔（エンジン冷却水交換時などにおいて、水中に混入するエアを上方へと抜く孔）が設けられている。エンジン冷却水がエンジン冷却水の入口からエンジン冷却水の出口へと流れていく間に、一部がシリンダブロック内のウォータジャケット１０から水孔を通ってシリンダヘッド内ウォータジャケットへ出ていく。
【００１６】
スペーサ２０は、たとえば、樹脂製である。
スペーサ２０は、ウォータジャケット１０に挿入可能な形状と大きさを有する。スペーサ２０は、シリンダボアの軸芯と直交する面内方向には、シリンダボア３まわりに延びている。スペーサ２０は、シリンダボアの軸芯と平行な方向には、ウォータジャケット１０の深さより低い高さを有する。スペーサ２０は、ウォータジャケット１０の幅より小さい厚さを有する。
【００１７】
シリンダボア壁、すなわち、ウォータジャケット内壁４は、上部がエンジンの爆発、燃焼行程の熱を受けるため、上部を下部よりも強く冷却する必要がある。このため、ウォータジャケット１０内では、エンジン冷却水を、ウォータジャケット上部１１に多く流し、ウォータジャケット下部１２、ウォータジャケット中間部１３（高さ方向中間部）にはウォータジャケット上部１１より少なく流す必要がある。このため、スペーサ２０は、ウォータジャケット上部１１の空間より、ウォータジャケット下部１２、ウォータジャケット中間部１３の空間を、より多く占めるように、挿入される。これによって、シリンダボア壁４の温度が上下方向に均一化される。ウォータジャケット上部１１はメインの冷却通路１８を形成している。
シリンダボア壁であるウォータジャケット内壁４を保温したい場合（冷却し過ぎを抑制したい場合）は、スペーサ２０の内面をウォータジャケット内壁４の外面に密着させるか、スペーサ２０の内面とウォータジャケット内壁４の外面との間の隙間１９（冷却通路）を小さくする必要がある。
【００１８】
自動組付け機３０によりスペーサ２０をウォータジャケット１０に組付ける場合に、スペーサ２０とウォータジャケット内外壁４、５の外面との間の隙間１９（冷却通路）を小にすると組付けが難しくなり、隙間１９を大きくすると冷却し過ぎ、シリンダボアの保温不足が生じ、両者は両立しない。
【００１９】
その問題を解消するために、本発明のシリンダブロックの冷却構造１の製造方法では、自動組付け機３０のクランプ機構３１によりスペーサ２０の変形を矯正するとともにスペーサ２０を保持し、スペーサ２０の変形を矯正した状態でスペーサ２０の下端部をウォータジャケット１０内に挿入し、ついでクランプ機構３１をスペーサ２０から外してスペーサ２０全体をウォータジャケット１０内に入れる。
【００２０】
さらに詳しくは、本発明のシリンダブロックの冷却構造１の製造方法は、図４に示すように、自動組付け機３０のクランプ機構３１によりスペーサ２０の変形を矯正するとともにスペーサ２０を保持するスペーサ２０のクランプ工程と、ついで保持したスペーサ２０を自動組付け機３０によってシリンダブロック２のウォータジャケット１０の直上まで移動する移動工程と、ついでクランプ機構３１を下げて保持したスペーサ２０の下端部をウォータジャケット１０内に挿入するスペーサ先端部挿入工程と、ついでクランプ機構３１をスペーサ２０から外してスペーサ２０全体をウォータジャケット１０内に挿入するスペーサ２０全体挿入工程と、を有し、挿入後は自動組付け機３０のクランプ機構３１を元の位置に戻し、つぎのスペーサのクランプ工程に備える。スペーサ２０の変形矯正、クランプ、移動を同時に行ってもよい。
クランプ機構３１をスペーサ２０から外してスペーサ２０全体をウォータジャケット１０内に挿入する場合、スペーサ２０を自由落下させるか、または、押し棒４０によって強制的に挿入させる。
【００２１】
図５は、スペーサ２０の変形矯正の一例を示している。
図５の例は、スペーサ２０の環状の短手方向のスパンが正規のスパンより短くなっているスペーサ変形が成形時に生じている場合を示している。この場合、自動組付け機３０のクランプ機構３１によるスペーサ２０の変形の矯正は、スペーサ２０の環状の短手方向のスパンを正規のスパンまで押し広げるように行われる。
図５の例と反対に、スペーサ２０の環状の短手方向のスパンが正規のスパンより長くなっているスペーサ変形が成形時に生じている場合は、自動組付け機３０のクランプ機構３１によるスペーサ２０の変形の矯正は、スペーサ２０の環状の短手方向のスパンを正規のスパンまで縮めるように行われる。
【００２２】
クランプ工程におけるスペーサ２０のクランプおよび変形矯正は、図１〜図６に示す方法、または図７に示す方法で行うと容易に行うことができる。
図１〜図６の方法では、スペーサ２０に予めクランプ座２１を形成しておき、クランプ機構３１の横方向伸長部３２をクランプ座２１の下側に入れてスペーサ２０を持ち上げるとともに、クランプ機構３１の上下方向伸長部３３をクランプ座２１に横方向に（水平方向に）押し当てて、スペーサ２０の変形を矯正するようにする。
【００２３】
この場合、クランプ座２１を図３に示すように外形を矩形状としておき、クランプ機構３１の上下方向伸長部３３のクランプ座２１を押す方向（クランプ方向）を図１に示すように、スペーサ２０の環状の短手方向に対して斜め外側方向に向けることにより、各クランプ座２１に矯正力が斜めにかかり、スペーサ２０の環状の短手方向（図３のＦ１）にも、それと直交する方向（図３のＦ２）にも、同時に、スペーサ２０の変形を矯正することができる。これによって、一方向押しで二方向の矯正を行うことができ、Ｆ１、Ｆ２方向の両方にそれぞれ押し機構を設ける場合に比べて、クランプ機構３１の構造を、単純化することができる。
【００２４】
また、図４に示すように、クランプ機構３１をばね３４を介してロボットからなる自動組付け機３０に支持すれば、クランプ機構３１に過大な反力がスペーサ２０からかかった場合にクランプ機構３１が逃げることができ、スペーサ２０に過大な力をかけてスペーサ２０を損傷してしまうことを防止することができる。
【００２５】
また、クランプ機構３１でクランプ座２１をクランプする場合、図６に示すように、クランプ機構３１の上下方向伸長部３３にクランプ機構３１の横方向伸長部３２を上下に間隔をおいて２本つけておいて、その２本の横方向伸長部３２の間にクランプ座２１を挿入するようにすれば、クランプ座２１の固定が容易かつ確実になる。２本の横方向伸長部３２の対向面に先端にいくにしたがって間隔が広がるテーパ３５をつけておけば、クランプ座２１の固定がさらに確実になる。
【００２６】
スペーサ２０の環状の短手方向においてスペーサ２０を押し広げる場合には、クランプ座２１はスペーサ２０の内周面に設けるが、スペーサ２０の環状の短手方向においてスペーサ２０を縮める場合には、クランプ座２１はスペーサ２０の外周面に設ける。
スペーサ２０に一体に設けたクランプ座２１は、スペーサ２０をウォータジャケット１０に挿入した後においても、スペーサ２０に付けたままにしておく。
【００２７】
クランプ工程におけるスペーサ２０のクランプおよび変形矯正を、図７に示す方法で行う場合は、クランプ機構３１でスペーサ２０の上端部の弧状部を、複数箇所において、内外周の両側から押さえてスペーサ２０の変形を矯正する。この場合は、スペーサ側面が内外方向に突出するクランプ座２１をスペーサ２０に設ける必要はない。したがって、クランプ座２１を設けた場合に比べて、スペーサ２０とウォータジャケット内壁４または外壁５との間の隙間１９（冷却通路）を小にすることができ、シリンダボアの保温、冷却し過ぎの防止にとって、有利である。
【００２８】
つぎに、本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法の作用、効果を説明する。
まず、自動組付け機３０のクランプ機構３１によりスペーサ２０の変形を矯正する工程を設けたので、自動組付け機３０をスペーサ２０のウォータジャケット１０への挿入、組付けだけに使用するのではなく、スペーサ２０の変形を矯正することにも使用することができる。このスペーサ２０の変形の矯正によって、スペーサ２０とウォータジャケット内外壁４、５との間の隙間を大きくしないでもスペーサ２０をウォータジャケット１０に挿入することが可能になる。スペーサ２０の変形矯正によって、スペーサ２０のウォータジャケット１０への組み付け性が良好とすることができるとともに、スペーサ２０とウォータジャケット内外壁４、５との間の隙間１９を小に維持することによって、シリンダボアの過冷却を防止することができる。
【００２９】
スペーサ２０にクランプ座２１を一体に設けておいて、それをクランプ機構３１でクランプするようにすれば、クランプとスペーサ２０の変形矯正、スペーサ２０の持ち上げ、ウォータジャケット直上への移動、クランプ解除を容易に行うことができる。その場合、クランプ座２１を矩形外形としておくことにより、一方向押しで二方向のスペーサ２０の変形矯正を容易に行うことができる。
また、スペーサ２０の上部をクランプ機構３１でクランプするようにすれば、クランプ座２１を設けなくてすむ分、スペーサ２０とウォータジャケット内外壁４、５との間の隙間１９を小に維持することができ、シリンダボアの過冷却をより一層防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法で用いられるスペーサの一例の平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ部の拡大平面図である。
【図４】本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法の、各工程を順に示した、側面図である。
【図５】本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法における、スペーサの変形矯正の前後の、スペーサの平面図である。
【図６】クランプがより確実なクランプ機構の側面図である。
【図７】本発明のシリンダブロックの冷却構造の製造方法の、スペーサ上端部をクランプする場合の平面図である。
【図８】本発明の方法で製造されたシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図９】本発明の方法で製造されたシリンダブロックの冷却構造の断面図である。
【図１０】スペーサのシリンダブロックへの組付けの従来方法の斜視図である。
【図１１】従来の方法によってスペーサをシリンダブロックへの組付けた場合のウォータジャケットとスペーサの断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  シリンダブロックの冷却構造
２  シリンダブロック
３  シリンダボア
４  ウォータジャケット内壁（シリンダボア壁）
５  ウォータジャケット外壁
６  ウォータジャケット底壁
１０  ウォータジャケット
１１  （ウォータジャケットの）上部
１２  （ウォータジャケットの）下部
１３  （ウォータジャケットの）中間部
１８  上部の冷却通路
１９  スペーサとウォータジャケット内外壁間の隙間（冷却通路）
２０  スペーサ
２１  クランプ座
３０  自動組付け機
３１  クランプ機構
３２  横方向伸長部
３３  上下方向伸長部
３４  ばね
３５  テーパ
４０  押し棒
【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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