(57)【要約】【課題】製造行程の複雑化を抑えつつウォータジャケットの冷却水による適正な冷却性能を確保することのできるシリンダブロック、及び同シリンダブロックの製造方法を提供する。【解決手段】シリンダブロック２０は、その複数のシリンダの周囲にウォータジャケット１２が区画形成される。シリンダブロック２０は、ウォータジャケット１２となる部位を境に、シリンダ部４０とブロック本体５０との別体構造とされる。隣り合うシリンダ壁が一部共有されるように一体に形成されてシリンダ部４０のシリンダライナ部４１が形成される。シリンダライナ部４１には、その共有部分４５を貫通してウォータジャケット１２の一部をなす貫通孔４６が形成される。貫通孔４６は、シリンダ部４０及びブロック本体５０を一体に組み付けるのに先立ち形成される。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダの周囲にウォータジャケットが区画形成されて、シリンダヘッドに組み付けられることでエンジンの本体部を構成するシリンダブロックにおいて、
前記シリンダブロックは、前記ウォータジャケットとなる部位を境に、同ウォータジャケットの外側壁を構成するブロック本体と、そのシリンダ側を構成するシリンダライナ部との別体構造からなり、
前記シリンダライナ部は、隣り合うシリンダ壁が一部共有されるように一体に形成されてなるとともに、該共有部分を貫通して前記ウォータジャケットの一部をなす貫通孔が形成されてなる
ことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
請求項１に記載のシリンダブロックにおいて、
前記貫通孔は、前記シリンダヘッドに近い部位ほど前記シリンダ壁の内部において同貫通孔の占める割合が大きくなる形状に形成されてなる
ことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項３】
請求項２に記載のシリンダブロックにおいて、
前記貫通孔として平行に延びる複数の貫通孔が形成され、それら貫通孔の間隔が前記シリンダヘッドに近い部位ほど狭く設定されてなる
ことを特徴とするシリンダブロック。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダブロックを製造する方法であって、
前記ブロック本体及び前記シリンダライナ部を一体に組み付けるのに先立ち、同シリンダライナ部に前記貫通孔を形成する
ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のシリンダブロックの製造方法において、
前記貫通孔を切削加工によって形成する
ことを特徴とするシリンダブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣り合うシリンダ壁が一部共有されるように一体に形成されてなるシリンダブロック、及び同シリンダブロックの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンのシリンダブロックとして、隣り合うシリンダ壁が一部共有されるように一体に形成された、いわゆるサイアミーズシリンダの採用されたものが知られている。こうしたシリンダブロックは、隣り合うシリンダの距離を短くしてエンジンをコンパクトにすることができるため、近年多用されている。
【０００３】
また、シリンダブロックの内部にはウォータジャケットが形成されており、同ウォータジャケット内を流通する冷却水とシリンダブロックとの熱交換を通じてエンジンの冷却が行われる。
【０００４】
ここで、上記サイアミーズシリンダの採用されたシリンダブロックにあっては、シリンダ壁の共有される部分が冷却され難いため、その共有部分の温度が他の部分の温度と比較して高くなり易い。そのため、シリンダ壁の各部における熱変形量に差が生じてシリンダ内壁の真円度が低下し、これに起因してフリクションの増大や潤滑オイルの消費量増大などを招くこととなる。また上記共有部分の温度上昇が適正に抑制されるように冷却水流量を設定すると、これが共有部分以外の部分にあっては過剰な流量となるため、潤滑オイル温度が過度に低下し、これによってもフリクションの増大を招くこととなる。
【０００５】
そこで従来、上記共有部分を冷却するために、同共有部分にウォータジャケットの一部をなす貫通孔を設けることが提案されている。例えば特許文献１には、切削加工によって上記共有部分にウォータジャケットを形成したシリンダブロックが開示されている。また特許文献２には、上記共有部分に別部材を鋳込むことによってウォータジャケットを形成したシリンダブロックが開示されている。
【特許文献１】特開平７−２２４７１６号公報
【特許文献２】特許第３１２０３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ウォータジャケットはシリンダブロックの内部に形成されるため、ウォータジャケットの一部をなす貫通孔を切削加工によって上記共有部分に形成する場合、同貫通孔を形成することの可能な部分は限られる。そのため特許文献１に記載のシリンダブロックにあっては、上記共有部分にウォータジャケットを形成することは可能なものの、その形状の設定についての自由度が極めて低く、シリンダ壁の温度分布を適正な分布に保つことの可能な形状のウォータジャケットを形成することは極めて困難である。
【０００７】
一方、特許文献２に記載のシリンダブロックは、これに鋳込む部材の形状を設定することによって上記共有部分に形成されるウォータジャケットの形状を任意に設定することができる。そのため、上記温度分布が適正なものとなる任意の形状のウォータジャケットを形成することは可能である。
【０００８】
しかしながら、上記共有部分に熱膨張率の異なる別部材が鋳込まれるため、同部材とシリンダ壁との熱変形量の差によってシリンダ内壁の真円度の低下を招くおそれがある。また機関振動によって上記部材の一部がシリンダブロックから剥離したり、それに伴ってシリンダブロックの剛性が低下したりするおそれもある。
【０００９】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、製造行程の複雑化を抑えつつウォータジャケットの冷却水による適正な冷却性能を確保することのできるシリンダブロック、及び同シリンダブロック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】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
まず、請求項１に記載の発明は、複数のシリンダの周囲にウォータジャケットが区画形成されて、シリンダヘッドに組み付けられることでエンジンの本体部を構成するシリンダブロックにおいて、前記シリンダブロックは、前記ウォータジャケットとなる部位を境に、同ウォータジャケットの外側壁を構成するブロック本体と、そのシリンダ側を構成するシリンダライナ部との別体構造からなり、前記シリンダライナ部は、隣り合うシリンダ壁が一部共有されるように一体に形成されてなるとともに、該共有部分を貫通して前記ウォータジャケットの一部をなす貫通孔が形成されてなることをその要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、ブロック本体とシリンダライナ部とが一体に組み付けられる前において、同シリンダライナ部の隣り合うシリンダ壁の共有部分が外部に露出した状態になるために、同共有部分に貫通孔を形成するための加工を容易に行うことができる。しかも上記共有部分に高い位置自由度をもって貫通孔（ウォータジャケット）を形成することができるため、シリンダ壁の温度分布が適正なものとなる任意形状のウォータジャケットを容易に形成することができる。したがって、製造行程の複雑化を抑えつつウォータジャケットの冷却水による適正な冷却性能を確保することができるようになる。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のシリンダブロックにおいて、前記貫通孔は、前記シリンダヘッドに近い部位ほど前記シリンダ壁の内部において同貫通孔の占める割合が大きくなる形状に形成されてなることをその要旨とする。
【００１３】
ここで、シリンダ壁の温度はシリンダヘッドに近い部位ほど、すなわち燃焼室に近い部位ほど高くなる。そのため、前記共有部分を適正に冷却するためには、シリンダヘッドに近い部位ほど大きな冷却効果が得られるように前記貫通孔を形成することが望ましい。
【００１４】
この点、上記構成によれば、上記共有部分における上記シリンダヘッドに近い部位ほど多量の冷却水が流通するように、換言すれば、大きな冷却効果が得られるように上記貫通孔を形成することができ、同共有部分を適正に冷却することができるようになる。
【００１５】
なお、請求項２に記載の発明は、請求項３に記載の発明によるように、前記貫通孔として平行に延びる複数の貫通孔を形成し、それら貫通孔の間隔をシリンダヘッドに近い部位ほど狭く設定する、といった構成によって実現することができる。その他、前記貫通孔として複数の貫通孔を形成し、シリンダヘッドに近い部位に形成される貫通孔ほど開口断面積を大きく設定する、といった構成によっても請求項２に記載の発明は実現することができる。
【００１６】
また、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシリンダブロックを製造するに際しては、請求項４によるように、ブロック本体及びシリンダライナ部を一体に組み付けるのに先立ち、同シリンダライナ部に貫通孔を形成する、といった製造方法を採用することが望ましい。
【００１７】
また、前記共有部分に貫通孔を形成する際には、請求項５によるように、これを切削加工により形成することが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明にかかるシリンダブロックを具体化した一実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。
本実施の形態にかかるシリンダブロックは直列４シリンダ式のエンジンに用いられるものである。
【００１９】
図１（ａ）は、本実施の形態にかかるシリンダブロックの斜視構造を、図１（ｂ）はその側面構造をそれぞれ示している。
これらの図に示されるように、エンジン１０のシリンダブロック２０には、その上部に４つのシリンダ１１が形成され、その下部にはクランクケース部５１が設けられている。このクランクケース部５１は、いわゆるクランクケースを形成し、その下方に取り付けられるオイルパン（図示略）と共にクランクシャフト（図示略）を収容する。このシリンダブロック２０は、シリンダヘッド３０に組み付けられることでエンジン１０の本体部を構成する。
【００２０】
上記シリンダブロック２０は、シリンダ部４０とブロック本体５０とに分割された分割構造とされている。以下、それらシリンダ部４０及びブロック本体５０について各別に説明する。
【００２１】
ここでは先ず、シリンダ部４０について説明する。
図２（ａ）は、シリンダ部４０の斜視構造を、図２（ｂ）はその側面構造をそれぞれ示している。
【００２２】
これら図に示されるように、シリンダ部４０は、シリンダブロック２０のシリンダライナ部４１とアッパデッキ部４２とを構成している。
シリンダライナ部４１は、シリンダライナとなる４つの円管体を連続して繋げたように、言い換えれば、隣り合う円管体（シリンダ壁）が一部共有されるように一体に形成されている。各円管体の内周面４３は上記シリンダ１１（図１（ａ））の周壁面を構成し、その外周面４４は、シリンダ１１の周囲に区画形成されるウォータジャケットの同シリンダ１１側の壁面を構成する。このウォータジャケットについては後に詳述する。なおシリンダ１１の表面となるシリンダライナ部４１の内周面４３には、例えば鋳鉄等による保護膜が溶射等によって被覆形成されている。
【００２３】
また、シリンダライナ部４１の上記円管体が共有される部分（以下、「共有部分４５」）には、その一方の側面から他方の側面に向けて直線状に延びる複数の貫通孔４６が形成されている。それら貫通孔４６は、詳しくは、ほぼ並行に延びるように、且つ互いの間隔がシリンダヘッド３０（同図（ａ）及び（ｂ）中では上方）に近い部位ほど狭くなるようにそれぞれ形成されている。
【００２４】
一方、アッパデッキ部４２は、上記シリンダライナ部４１の上端部に略平板形状をなして形成されている。このアッパデッキ部４２の上面には、シリンダブロック２０へのシリンダヘッド３０（図１）の組み付けに際して、同シリンダヘッド３０の底面が当接されるようになっている。また、アッパデッキ部４２には、シリンダブロック２０とシリンダヘッド３０との締結に用いられるヘッドボルト（図示略）の挿通される複数のボルト挿通孔４８が形成されている。
【００２５】
次に、ブロック本体５０について説明する。
図３（ａ）は、ブロック本体５０の斜視構造を、図３（ｂ）はその側面構造をそれぞれ示している。
【００２６】
これら図に示されるように、ブロック本体５０は大きくは、シリンダブロック２０の上記クランクケース部５１とシリンダ外壁部５２とを構成している。クランクケース部５１及びシリンダ外壁部５２の外周には、縦横に延設されるように、補強のための複数のリブ５３が形成されている。
【００２７】
クランクケース部５１上部には、その上方に突出するようにシリンダ外壁部５２が形成されている。シリンダ外壁部５２は、上述したシリンダ部４０のシリンダライナ部４１の外周面４４と対向するように形成された内周面５４を有する略環状に成形されている。このシリンダ外壁部５２は、前記ウォータジャケットとなる部分を囲む外側壁を構成する。
【００２８】
また、シリンダ外壁部５２の上端部には、その外周からシリンダボア外周側に突出したフランジ５５が形成されている。フランジ５５の形成されたシリンダ外壁部５２の上面により、前記シリンダ部４０のアッパデッキ部４２（図２）が当接支持されるようになっている。さらに、シリンダ外壁部５２には、上記ヘッドボルトの螺合される複数のボルト締結穴５７が設けられている。
【００２９】
次に、上記シリンダブロック２０の製造にかかる手順について説明する。
先ず、貫通孔４６の形成されていないシリンダ部４０、及びブロック本体５０が形成される。なお、これらシリンダ部４０及びブロック本体５０はいずれも、例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金からなり、ダイカスト製法等を用いて一体に鋳造される。
【００３０】
次に、シリンダ部４０に、切削加工（具体的には、ドリルによる穴あけ加工）によって複数の貫通孔４６が形成される。
その後、以下のように上記シリンダ部４０がブロック本体５０に取り付けられて、シリンダブロック２０が形成される。
【００３１】
図４に、図１（ｂ）のＩＶ−ＩＶ線に沿ったシリンダブロック２０の断面構造を示す。
同図に示されるように、ブロック本体５０のシリンダ外壁部５２の内部には、その上方から上記シリンダ部４０のシリンダライナ部４１が挿入装着される。この装着により、シリンダライナ部４１の外周面４４とシリンダ外壁部５２の内周面５４との対向面間には間隙が形成される。なお、シリンダライナ部４１は、シリンダ外壁部５２の上面とアッパデッキ部４２の下面とが当接される位置までシリンダ外壁部５２内に挿入されている。また、シリンダライナ部４１の外周面４４下部がシリンダ外壁部５２の内周面５４下部に当接しており、シリンダライナ部４１の下方部分がシリンダ外壁部５２の下方部分によって支持されている。
【００３２】
これにより、シリンダブロック２０におけるシリンダ１１の周囲に、シリンダライナ部４１の外周面４４、シリンダ外壁部５２の内周面５４、及び上記アッパデッキ部４２の下面によって、上述のウォータジャケット１２が区画形成されるようになっている。なお、上記アッパデッキ部４２の下面とシリンダ外壁部５２の上面との対向面間、及びシリンダライナ部４１下方の外周面４４とシリンダ外壁部５２下方の内周面５４との対向面間には、それぞれシール材（図示略）が介設されている。これにより、それら対向面間からウォータジャケット１２外への冷却水の漏れがシールされている。
【００３３】
こうした製造方法にあっては、シリンダ部４０とブロック本体５０とを一体に組み付ける前において、同シリンダ部４０の共有部分４５が外部に露出した状態になる。そのため、上述した複数の貫通孔４６を共有部分４５に形成するための加工を容易に行うことができる。しかも共有部分４５に高い自由度をもって貫通孔４６を形成することができるようになるため、シリンダ壁の温度分布が適正なものとなる任意形状のウォータジャケット１２を容易に形成することもできる。したがって、製造行程の複雑化を抑えつつウォータジャケットの冷却水による適正な冷却性能を確保することができるようになる。
【００３４】
なお、このように適正な冷却性能を確保することにより、共有部分４５とそれ以外の部分との熱変形量の差によってシリンダ内壁の真円度が低下することによるフリクションの増大や潤滑オイルの消費量増大、及び共有部分４５以外の部分が過度に冷却されることによるフリクションの増大を的確に抑制することができるようになる。また本実施の形態にかかる製造方法によれば、ウォータジャケット１２の通路形状（正確には、貫通孔４６の形成態様）の異なるシリンダブロックを容易に作り分けること等も可能になる。
【００３５】
ちなみに、エンジン１０の組み立てに際しては、先ず上記シリンダブロック２０にピストンやクランクシャフト等が取り付けられ、またシリンダヘッド３０に吸気バルブや排気バルブ等が取り付けられる。その後、シリンダブロック２０にシリンダヘッド３０が載置され、その状態でヘッドボルトが、シリンダヘッド３０のボルト挿通孔（図示略）及びシリンダ部４０のボルト挿通孔４８に挿通されるとともにブロック本体５０のボルト締結穴５７に螺合される。これにより、シリンダブロック２０及びシリンダヘッド３０が一体に締結固定されて、エンジン１０の本体部が形成される。
【００３６】
そして、エンジン１０の運転に際してシリンダブロック２０のウォータジャケット１２内には、その下端から上端に向けて、或いはその上端から下端に向けて流れるように冷却水が供給・排出される。このウォータジャケット１２内に冷却水が流通する際には、その一部をなす上記複数の貫通孔４６にも冷却水が流れ、これによりシリンダ部４０の上記共有部分４５が冷却されるようになる。
【００３７】
ここで、シリンダ壁の各部における温度はシリンダヘッド３０に近い部位ほど、すなわちエンジン１０の燃焼室に近い部位ほど高くなる。そのため、上記共有部分４５を適正に冷却するためには、シリンダヘッド３０に近い部位ほど大きな冷却効果が得られるように前記貫通孔４６を形成することが望ましい。
【００３８】
この点、上記シリンダブロック２０にあっては上記シリンダヘッド３０に近い部位ほど、隣り合う貫通孔４６の間隔が狭くなるように、言い換えれば、シリンダ壁の内部において同貫通孔４６の占める割合が大きくなるように、複数の貫通孔４６が形成されている。これにより、上記共有部分４５の内部において温度の高い部位ほど多量の冷却水が流通するようになって大きな冷却効果が得られるようになり、同共有部分４５の温度分布に応じた冷却効果が得られるようになる。
【００３９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）シリンダブロック２０をシリンダ部４０とブロック本体５０との別体構造とし、シリンダ部４０に、そのシリンダライナ部４１の共有部分４５を貫通してウォータジャケット１２の一部をなす貫通孔４６を形成するようにした。そのため、共有部分４５に貫通孔４６を形成するための加工を容易に行うことができるようになる。しかもシリンダ壁の温度分布が適正なものとなる任意形状のウォータジャケットを容易に形成することもできるようになる。したがって、製造行程の複雑化を抑えつつウォータジャケットの冷却水による適正な冷却性能を確保することができるようになる。
【００４０】
（２）複数の貫通孔４６を、平行に延びるように、且つ隣り合う貫通孔４６の間隔がシリンダヘッド３０に近い部位ほど狭くなるように形成するようにした。これにより、上記共有部分４５における上記シリンダヘッド３０に近い部位ほど大きな冷却効果が得られるように上記貫通孔４６を形成することができるようになり、同共有部分４５を適正に冷却することができるようになる。
【００４１】
（３）シリンダ部４０とブロック本体５０とを一体に組み付けるのに先立ち、同シリンダ部４０に貫通孔４６を形成するようにしたことにより、上記（１）及び（２）に記載の効果を得ることができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・貫通孔４６を形成することができるのであれば、ドリルによる穴開け加工以外の切削加工や、切削加工以外の加工方法を用いて貫通孔４６を形成するようにしてもよい。
【００４３】
・複数の貫通孔４６に代えて、シリンダヘッド３０に近い部位に形成される孔ほどその開口断面積が大きく、且つ平行に延びる複数の貫通孔を形成するようにしてもよい。同構成によっても上記（２）に準じた効果が得られる。
【００４４】
・また、複数の貫通孔を非平行に延びるように形成することや、一つの貫通孔のみを形成すること等も可能である。シリンダヘッドに近い部位ほどシリンダ壁の内部において貫通孔の占める割合が大きくなる形状に同貫通孔を形成することにより、上記（２）に準じた効果は得られる。さらに、そうした形状に限らず、シリンダライナ部の共有部分を適正に冷却することができるのであれば、貫通孔は任意の形状で形成することができる。
【００４５】
・上記実施の形態は、シリンダライナ部４１とアッパデッキ部４２とが別体構造のシリンダブロックや、シリンダライナ部４１とクランクケース部５１とシリンダ外壁部５２とが別体構造のシリンダブロックにも適用することができる。その他、シリンダライナ部４１及びクランクケース部５１が一体の成形体として形成され、且つ同形成体とシリンダ外壁部５２とが別体構造のシリンダブロックにも上記実施の形態は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明にかかるシリンダブロックを具体化した一実施の形態についてその（ａ）斜視構造及び（ｂ）側面構造を併せ示す図。
【図２】同シリンダブロックを構成するシリンダ部についてその（ａ）斜視構造及び（ｂ）側面構造を併せ示す図。
【図３】同シリンダブロックを構成するブロック本体についてその（ａ）斜視構造及び（ｂ）側面構造を併せ示す図。
【図４】共有部分におけるシリンダブロックの断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１０…エンジン、１１…シリンダ、１２…ウォータジャケット、２０…シリンダブロック、３０…シリンダヘッド、４０…シリンダ部、４１…シリンダライナ部、４２…アッパデッキ部、４３…内周面、４４…外周面、４５…共有部分、４６…貫通孔、４８…ボルト挿通孔、５０…ブロック本体、５１…クランクケース部、５２…シリンダ外壁部、５３…リブ、５４…内周面、５５…フランジ、５７…ボルト締結穴。
【図１】
2007002823.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007002823.tif 000005
【図４】
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