(57)【要約】      （修正有）【課題】互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロックとシリンダライナとが高精度で嵌め合わされ、且つ、電食の発生が抑制されたウェットライナ式の内燃機関を提供する。【解決手段】金属材料から形成されたシリンダブロック１０と、シリンダブロックとは異なる金属材料から形成されたシリンダライナ２０と、シリンダブロックとシリンダライナとの間に設けられ、冷却液を保持するウォータージャケット４０と、シリンダブロックおよびシリンダライナに接触するように設けられ、ウォータージャケットからの冷却液の漏れを防止するシール部材５０とを備えている。シリンダブロックおよびシリンダライナは、一方の他方に対する相対位置を決定する位置決め面を有し、シール部材に対してウォータージャケットとは反対側に設けられている。シリンダブロックとシリンダライナとは、シール部材とウォータージャケットとの間において離間している。【選択図】図１
2007292062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属材料から形成されたシリンダブロックと、
前記シリンダブロックとは異なる金属材料から形成され、前記シリンダブロックに嵌め込まれたシリンダライナと、
前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間に設けられ、冷却液を保持するウォータージャケットと、
前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナに接触するように設けられ、前記ウォータージャケットからの冷却液の漏れを防止するシール部材と、を備え、
前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナは、一方の他方に対する相対位置を決定する位置決め面をそれぞれ有し、
前記位置決め面は、前記シール部材に対して前記ウォータージャケットとは反対側に設けられており、
前記シリンダブロックと前記シリンダライナとは、前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間において互いに離間している、内燃機関。
【請求項２】
前記シリンダブロックおよび／または前記シリンダライナは、前記シール部材に対して前記位置決め面とは反対側に、被膜に覆われた被膜面を有する請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間における前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間隔は１μｍ以上である、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記シリンダブロックまたは前記シリンダライナは、前記シール部材を保持するためのシール溝が設けられたシール面を有する、請求項１から３のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項５】
前記シール溝の深さをＤとしたとき、前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間における前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間隔は０．５Ｄ以下である、請求項４に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記シール面内に、前記位置決め面の一部が位置している請求項４または５に記載の内燃機関。
【請求項７】
前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナの前記位置決め面は、シリンダ軸に略平行な方向に広がる部分を含み、
前記シリンダ軸に略平行な方向に広がる部分同士の嵌め合い公差が５０μｍ以下である請求項１から６のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項８】
クランクケースをさらに備え、
前記クランクケースは前記シリンダライナと別体に形成されている請求項１から７のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項９】
クランクケースをさらに備え、
前記クランクケースは前記シリンダブロックと別体に形成されている請求項１から８のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記シリンダライナの前記ウォータージャケット側の側面は、テーパ形状を有する請求項１から９のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記シール部材は、６５以上７５以下のデュロメータ硬さ（ＨＤＡ）を有するＯリングである請求項１から１０のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記シリンダブロックを形成する金属材料は、前記シリンダライナを形成する金属材料よりも比重が小さい請求項１から１１のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１３】
前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナの上方にガスケットを介して設けられ、前記シリンダブロックに締結されるシリンダヘッドをさらに備え、
前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックに加えられる応力が、前記シリンダヘッドから前記シリンダライナに加えられる応力よりも小さい、請求項１から１２のいずれかに記載の内燃機関。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれかに記載の内燃機関を備えた輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に、シリンダブロックとシリンダライナとが異なる金属材料から形成された水冷式の内燃機関に関する。また、本発明は、そのような内燃機関を備えた輸送機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、種々の輸送機器の動力源として内燃機関が広く用いられている。内燃機関の基軸部品であるシリンダブロックの内部では、ピストンが超高速で上下（往復）運動するので、シリンダブロックには高い耐摩耗性が要求される。そこで、シリンダブロックの耐摩耗性を向上させるために、シリンダブロックにシリンダライナを嵌め込むことが一般的に行われている。
【０００３】
図１２に、従来の水冷式内燃機関用のシリンダブロックの一例（特許文献１に開示されている。）を示す。図１２に示すシリンダブロック５１０には、その内周面を覆うようにシリンダライナ５２０が嵌め込まれている。シリンダブロック５１０の内壁５１０ａと外壁５１０ｂとの間に、冷却液を保持するための空間（「ウォータージャケット」と呼ばれる。）５４０が設けられている。ウォータージャケット５４０の上端部（シリンダヘッド側の端部）は、閉塞部材５１０ｃによって閉じられている。
【０００４】
シリンダブロック５１０とシリンダライナ５２０とは、異なる金属材料から形成される。具体的には、シリンダライナ５２０は、シリンダブロック５１０を形成する金属材料よりも耐摩耗性の高い金属材料から形成される。シリンダライナ５２０が嵌め込まれていることにより、シリンダブロック５１０自体はピストンに直接接触せず、その磨耗が防止される。
【０００５】
図１２に示したシリンダブロック５１０では、ウォータージャケット５４０は、シリンダブロック５１０の内壁５１０ａおよび外壁５１０ｂと閉塞部材５１０ｃとによって包囲されている。そのため、シリンダライナ５２０は、ウォータージャケット５４０内に保持される冷却水には直接接触しない。このようなシリンダライナ５２０は、「ドライライナ」と呼ばれる。
【０００６】
これに対し、冷却水に直接接触するように設けられる「ウェットライナ」と呼ばれるシリンダライナも知られている。図１３に、ウェットライナが設けられたシリンダブロックの一例（特許文献２に開示されている。）を示す。
【０００７】
図１３に示すシリンダブロック６１０は、クランクシャフトを収容するクランクケース６３０と一体に形成されている。このシリンダブロック６１０には、鍔状に形成されたフランジ部６２０Ｆを有するシリンダライナ６２０が嵌め込まれている。シリンダブロック６１０は、シリンダライナ６２０のフランジ部６２０Ｆを支持し得るようにくびれている。
【０００８】
図１３に示す例では、シリンダライナ６２０とシリンダブロック６１０との間の空間６４０がウォータージャケットとして機能する。シリンダブロック６１０のくびれた部分には、ウォータージャケット６４０からの冷却液の漏れを防止するためのＯリング６５０が設けられている。
【０００９】
図１３に示したようなウェットライナ方式では、シリンダライナ６２０が直接冷却液に接触するので、図１２に示したようなドライライナ方式よりもシリンダライナ６２０を冷却しやすい。また、ドライライナ方式のようにシリンダブロック５１０に内壁５１０ａと外壁５１０ｂの両方を作り込む必要がないので、シリンダブロック６１０を肉薄にし、軽量化を図りやすい。
【特許文献１】特開２００４−１１６４８１号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ウェットライナ方式では、シリンダライナ６２０とシリンダブロック６１０とが異なる金属材料から形成され、これらが電解質溶液（水のみも含む）を介しているので、異種金属接触腐食（ガルバニック腐食や局部電流腐食とも呼ばれる。以下では単に「電食」と呼ぶ。）が発生してしまう。この電食は、シリンダライナ６２０を形成する金属とシリンダブロック６１０を形成する金属とのイオン化傾向の差によって一種の電池が形成されてしまうことに起因している。
【００１１】
電食を防止するために、シリンダライナ６２０やシリンダブロック６１０の表面を塗装することも考えられるが、塗装を行うと寸法精度が低下するので、シリンダブロック６１０とシリンダライナ６２０とを高精度で嵌め合わせることができなくなってしまう。シリンダブロック６１０とシリンダライナ６２０との嵌め合い精度が低下すると、ピストンの摺動運動が阻害されたり、気密性やシール性が確保できなくなったりする。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロックとシリンダライナとが高精度で嵌め合わされ、且つ、電食の発生が抑制されたウェットライナ式の内燃機関およびそれを備えた輸送機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による内燃機関は、金属材料から形成されたシリンダブロックと、前記シリンダブロックとは異なる金属材料から形成され、前記シリンダブロックに嵌め込まれたシリンダライナと、前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間に設けられ、冷却液を保持するウォータージャケットと、前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナに接触するように設けられ、前記ウォータージャケットからの冷却液の漏れを防止するシール部材とを備え、前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナは、一方の他方に対する相対位置を決定する位置決め面をそれぞれ有し、前記位置決め面は、前記シール部材に対して前記ウォータージャケットとは反対側に設けられており、前記シリンダブロックと前記シリンダライナとは、前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間において互いに離間しており、そのことによって上記目的が達成される。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記シリンダブロックおよび／または前記シリンダライナは、前記シール部材に対して前記位置決め面とは反対側に、被膜に覆われた被膜面を有する。
【００１５】
ある好適な実施形態において、前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間における前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間隔は１μｍ以上である。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記シリンダブロックまたは前記シリンダライナは、前記シール部材を保持するためのシール溝が設けられたシール面を有する。
【００１７】
ある好適な実施形態において、前記シール溝の深さをＤとしたとき、前記シール部材と前記ウォータージャケットとの間における前記シリンダブロックと前記シリンダライナとの間隔は０．５Ｄ以下である。
【００１８】
ある好適な実施形態において、前記シール面内に、前記位置決め面の一部が位置している。
【００１９】
ある好適な実施形態において、前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナの前記位置決め面は、シリンダ軸に略平行な方向に広がる部分を含み、前記シリンダ軸に略平行な方向に広がる部分同士の嵌め合い公差が５０μｍ以下である。
【００２０】
ある好適な実施形態において、本発明による内燃機関は、クランクケースをさらに備え、前記クランクケースは前記シリンダライナと別体に形成されている。
【００２１】
ある好適な実施形態において、本発明による内燃機関は、クランクケースをさらに備え、前記クランクケースは前記シリンダブロックと別体に形成されている。
【００２２】
ある好適な実施形態において、前記シリンダライナの前記ウォータージャケット側の側面は、テーパ形状を有する。
【００２３】
ある好適な実施形態において、前記シール部材は、６５以上７５以下のデュロメータ硬さ（ＨＤＡ）を有するＯリングである。
【００２４】
ある好適な実施形態において、前記シリンダブロックを形成する金属材料は、前記シリンダライナを形成する金属材料よりも比重が小さい。
【００２５】
ある好適な実施形態において、本発明による内燃機関は、前記シリンダブロックおよび前記シリンダライナの上方にガスケットを介して設けられ、前記シリンダブロックに締結されるシリンダヘッドをさらに備え、前記シリンダヘッドから前記シリンダブロックに加えられる応力は、前記シリンダヘッドから前記シリンダライナに加えられる応力よりも小さい。
【００２６】
本発明による輸送機器は、上記構成を有する内燃機関を備えており、そのことによって上記目的が達成される。
【発明の効果】
【００２７】
本発明による内燃機関のシリンダブロックおよびシリンダライナは、一方の他方に対する相対位置を決定する位置決め面をそれぞれ有しており、これらの位置決め面は、シール部材に対してウォータージャケットとは反対側に設けられている。つまり、位置決め面とウォータージャケットとの間にシール部材が位置している。そのため、シリンダブロックの位置決め面とシリンダライナの位置決め面との間には冷却液が流れ込むことはなく、電食は発生しない。従って、高精度の寸法が要求される位置決め面に電食を防止するための被膜を形成する必要がなく、シリンダブロックとシリンダライナとを高精度で嵌め合わせることができる。一方、シリンダブロックおよびシリンダライナの表面のうちウォータージャケットを囲っている部分は直接冷却液に接触する。しかし、これらの部分については位置決め面に比べると高い寸法精度を要求されないので、被膜を形成する（例えば塗装を施す）ことによって電食を防止することができる。このように、本発明によると、電食の発生を抑制しつつ、互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロックとシリンダライナとを高精度で嵌め合わせることができる。
【００２８】
また、本発明による内燃機関のシリンダブロックとシリンダライナとは、シール部材とウォータージャケットとの間において互いに離間しているので、上述したように被膜を形成した場合であっても、被膜が対向する部材に接触しにくく、運転中の振動による被膜の剥がれやシリンダライナの圧入時における被膜の剥がれを防止できる。そのため、本発明によると、電食の発生を長期間にわたって好適に抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３０】
図１に、本実施形態における内燃機関１００の断面構造を模式的に示す。なお、図１では、説明のわかりやすさのために内燃機関１００の一部の部材のみを示している。
【００３１】
内燃機関１００は、シリンダブロック１０と、シリンダブロック１０に嵌め込まれたシリンダライナ（シリンダスリーブとも呼ばれる。）２０と、クランクシャフト（不図示）を収容するクランクケース３０とを備えている。
【００３２】
本実施形態におけるシリンダブロック１０およびシリンダライナ２０は、それぞれクランクケース３０とは別体に形成されている。シリンダライナ２０には鍔状のフランジ部２０Ｆが設けられており、このフランジ部２０Ｆがシリンダブロック１０とクランクケース３０とによって挟持されている。シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の上には、図示しないシリンダヘッドが設けられている。
【００３３】
シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とは、互いに異なる金属材料から形成されている。シリンダブロック１０は、例えばマグネシウム合金から鋳造により形成される。マグネシウム合金としては、シリンダブロック１０に要求される耐熱性を有する合金が用いられ、具体的には、ダイカスト用のＡＥ４２、ＡＳ２１や、砂型鋳造用のＱＥ２２、ＺＥ４１などを用いることができる。シリンダブロック１０の材料として、他には、耐熱性を有するアルミニウム合金や樹脂を用いることができる。また、シリンダライナ２０は、例えばアルミニウム合金からダイカスト鋳造により形成される。アルミニウム合金としては、具体的には、ダイカスト用のＡＤＣ１２や砂型鋳造用のＡＣ４Ｂなどを用いることができる。シリンダライナ２０の材料としては、他に鋳鉄を用いることができる。クランクケース３０やシリンダヘッドは、例えばＡＤＣ１２やＡＣ４Ｂ、ＡＣ４Ｃなどのアルミニウム合金からダイカストや鋳造により形成することができる。
【００３４】
勿論、シリンダブロック１０やシリンダライナ２０、クランクケース３０、シリンダヘッドの材料は、ここで例示したものに限定されない。ただし、シリンダブロック１０を形成する金属材料は、シリンダライナ２０を形成する金属材料よりも比重が小さいことが好ましい。シリンダブロック１０の金属材料としてシリンダライナ２０の金属材料よりも比重の小さなものを選択することにより、内燃機関１００を軽量化することができる。
【００３５】
アルミニウム合金、特に、シリコンを含むアルミニウム合金は、軽量で、且つ、耐摩耗性にも優れているので、シリンダライナ２０の材料として好適である。また、マグネシウム合金は、アルミニウム合金よりも比重が小さいので、軽量なシリンダブロック１０の材料として好適である。
【００３６】
シリンダブロック１０とシリンダライナ２０との間に、ウォータージャケット４０が設けられている。ウォータージャケット４０は、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とシリンダヘッドとによって囲まれた空間である。ウォータージャケット４０は、シリンダライナ２０の周囲に位置しており、このウォータージャケット４０に保持された冷却液によって、シリンダブロック１０やシリンダライナ２０の冷却が行われる。
【００３７】
ウォータージャケット４０からの冷却液の漏れを防止するために、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の両方に接触するようにシール部材５０が設けられている。本実施形態では、シリンダブロック１０のシリンダライナ２０側の表面の一部１１にシール溝１１ａが形成されており、このシール溝１１ａにシール部材５０が保持されている。本願明細書では、シール溝１１ａが設けられた面１１を「シール面」と呼ぶ。
【００３８】
本実施形態におけるシール部材５０は、Ｏリングである。ゴム製のＯリングは、６５以上７５以下のデュロメータ硬さ（ＨＤＡ）を有することが好ましい。Ｏリングの硬さが６５未満であると、変形し易過ぎてウォータージャケット４０の水密性が低下してしまう。また、Ｏリングの硬さが７５を超えると、変形し難過ぎてシリンダライナ２０をシリンダブロック１０に圧入しにくくなる。Ｏリングのデュロメータ硬さ（ＨＤＡ）は、ＩＳＯ７６１９に準拠してタイプＡのデュロメータを用い、一秒以内に読み取った測定値である。
【００３９】
内燃機関１００の組み立ては、例えば、まず、シリンダライナ２０のフランジ部２０Ｆをシリンダブロック１０に嵌め込むように圧入を行い、次に、シリンダライナ２０のフランジ部２０Ｆをクランクケース３０に嵌め込むように圧入する。さらにその後、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の上端面にガスケット（不図示）を介してシリンダヘッドを載置してボルトで締結することにより内燃機関１００が得られる。
【００４０】
本実施形態における内燃機関１００は、シリンダライナ２０をシリンダブロック１０に高精度で嵌め合わせるのに好適な構造を有している。図２を参照しながら、内燃機関１００の構造をより詳しく説明する。図２は、フランジ部２０Ｆ周辺を拡大して示す図である。
【００４１】
図２に示すように、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０は、一方の他方に対する相対位置を決定する位置決め面１２および２２をそれぞれ有している。図２では、シリンダブロック１０の位置決め面１２に右上がりのハッチングを付し、シリンダライナ２０の位置決め面２２に左上がりのハッチングを付している。シリンダブロック１０の位置決め面１２とシリンダライナ２０の位置決め面２２とが互いに係合することにより、シリンダライナ２０のシリンダブロック１０に対する位置が決定される。
【００４２】
位置決め面１２および２２は、図２に示しているように、シール部材５０に対してウォータージャケット４０とは反対側に設けられている。言い換えると、位置決め面１２および２２とウォータージャケット４０との間に、シール部材５０が位置している。
【００４３】
また、シリンダブロック１０は、シール部材５０に対して位置決め面１２とは反対側に、被膜によって覆われた被膜面１４を有している。図２では、被膜面１４に水平なハッチングを付している。この被膜面１４は、冷却液に直接さらされる部分に設けられており、そのことによって電食が防止される。電食を十分に防止するためには、被膜面１４には、１μｍ以上の厚さを有する被膜が形成されていることが好ましい。
【００４４】
被膜面１４は、例えば、塗装された塗装面である。塗膜の材料としては、例えば、耐水性に優れるエポキシ系塗料やＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）コート（硬質樹脂コート）を用いることができる。なお、被膜を形成する手法は、塗装に限定されず、化成処理や陽極酸化などの表面処理であってもよい。
【００４５】
被膜面１４を含むシリンダブロック１０と、シリンダライナ２０とは、図２に示しているように、シール部材５０とウォータージャケット４０との間において互いに離間している。
【００４６】
なお、シリンダブロック１０ではなく、シリンダライナ２０に被膜を形成してシリンダライナ２０に被膜面を設けてもよい。ただし、シリンダライナ２０はシリンダブロック１０よりも高温となるので、高温による被膜の劣化を抑制する観点からは、シリンダブロック２０に被膜面１４を設けることが好ましい。あるいは、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の両方に被膜面を設けてもよい。
【００４７】
なお、本実施形態では、シール面１１内に、位置決め面１２の一部１２’および被膜面１４の一部１４’が位置しているが、必ずしもシール面１１内に位置決め面１２の一部が位置している必要はない。
【００４８】
本実施形態における内燃機関１００では、上述したように、位置決め面１２および２２が、シール部材５０に対してウォータージャケット４０とは反対側に設けられている。つまり、位置決め面１２および２２とウォータージャケット４０との間にシール部材５０が位置している。そのため、シリンダブロック１０の位置決め面１２とシリンダライナ２０の位置決め面２２との間には冷却液が流れ込むことはなく、電食は発生しない。従って、高精度の寸法が要求される位置決め面１２および２２に電食を防止するための塗装を施す必要がなく、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とを高精度で嵌め合わせることができる。
【００４９】
勿論、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の表面のうちウォータージャケット４０を囲っている部分は直接冷却液に接触する。しかし、これらの部分については位置決め面１２および２２に比べると高い寸法精度を要求されないので、本実施形態のように被膜を形成する（例えば塗装を施す）ことによって電食を防止することができる。
【００５０】
このように、本発明によると、電食の発生を抑制しつつ、互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロック１０とシリンダライナ２０とを高精度で嵌め合わせることができる。その結果、ピストンの摺動運動の効率を向上させることができ、また、気密性やシール性を十分に確保することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とが、シール部材５０とウォータージャケット４０との間において互いに離間している。そのため、運転中の振動によって（あるいはシリンダライナ２０の圧入時に）シリンダブロック１０の被膜面１４がシリンダライナ２０の表面に接触して被膜が剥がれてしまうことが防止される。それ故、本発明によると、電食の発生を長期間にわたって好適に抑制することができる。
【００５２】
シール部材５０とウォータージャケット４０との間におけるシリンダブロック１０とシリンダライナ２０との間隔Ｓ（図２参照）は、１μｍ以上であることが好ましい。また、シール溝１１ａの深さをＤとしたとき（図２参照）、上記間隔Ｓは０．５Ｄ以下であることが好ましい。表１および表２に、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０との間隔Ｓと、電食防止効果およびシール性との関係を示す。なお、表１および表２における「◎」および「○」は、電食防止効果やシール性が良好であることを示しているが、「◎」は「○」よりもその程度が高い（つまり電食防止効果やシール性が非常に良好である）ことを示している。
【００５３】
【表１】
2007292062.tif 000003
【００５４】
【表２】
2007292062.tif 000004
【００５５】
表１に示すように、電食をより確実に防止する観点からは、間隔Ｓが１μｍ以上であることが好ましい。これは、間隔Ｓが１μｍ以上であることによって、シール部材５０とウォータージャケット４０との間においてシリンダブロック１０とシリンダライナ２０とが接触することおよびそれによる被膜の剥がれをより確実に防止できるからである。
【００５６】
また、表２に示すように、シール性を高くする観点からは、間隔Ｓが０．５Ｄ以下であることが好ましい。これは、間隔Ｓが０．５Ｄ（つまりシール溝１１ａの深さＤの半分）を超えると、Ｏリングのようなシール部材５０がシール溝１１ａで好適に保持されずシール性が低下することがあるからである。
【００５７】
シール溝１１ａの深さＤは、シール部材５０の種類や仕様に応じて適宜設定される。シール部材５０がＯリングである場合、シール溝１１ａの深さＤは、例えばＯリングの直径ｄの０．５６倍程度（つまりＤ≒０．５６ｄ）に設定される。
【００５８】
シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の位置決め面１２および２２は、図３にも示すように、シリンダ軸（図１中に鎖線で示している。）に略平行な方向に広がる部分１２ａ、１２ｃ、２２ａおよび２２ｃを含んでいる。これらの部分同士の嵌め合い公差が５０μｍ以下であると、シリンダ軸に垂直な方向におけるシリンダブロック１０とシリンダライナ２０との位置ずれを防止する効果が高く、運転中の振動によって被膜面１４とシリンダライナ２０とが接触することによる被膜の剥がれを防止する効果が高い。
【００５９】
また、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の位置決め面１２および２２は、シリンダ軸に交差する方向（ここでは垂直な方向）に広がる部分１２ｂおよび２２ｂを含んでいる。これらの部分の公差をできるだけ小さくすることにより、シリンダ軸に平行な方向におけるシリンダブロック１０とシリンダライナ２０との位置ずれを防止する効果を高くすることができ、シリンダブロック１０に対するシリンダライナ２０の相対的な高さを高精度で規定することができる。
【００６０】
なお、従来の構造では、電食を防止するためには位置決め面にも３０μｍ〜６０μｍ程度の被膜を形成する必要があった（塗装の場合）ため、上述した範囲の嵌め合い公差や公差を実現することはできなかった。
【００６１】
ここで、図４および図５を参照しながら、本実施形態における内燃機関１００の改変例を説明する。
【００６２】
本実施形態における内燃機関１００では、シール面１１内に、位置決め面１２の一部が位置している。そのため、位置決め面１２を構成する面の数を少なくすることができ、シリンダブロック１０の構造を簡略化することができる。具体的には、図３に示す例では、位置決め面１２は３つの面１２ａ、１２ｂおよび１２ｃによって構成されているが、図４（ａ）に示すように、位置決め面１２を２つの面１２ａおよび１２ｂから構成してもよい。
【００６３】
また、図１には、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とクランクケース３０とが別体に形成されている例を示したが、図４（ｂ）に示すように、シリンダライナ２０とクランクケース３０とを一体に形成してもよいし、図４（ｃ）に示すように、シリンダブロック１０とクランクケース３０とを一体に形成してもよい。
【００６４】
図１や図４（ｃ）に示すように、シリンダライナ２０とクランクケース３０とを別体に形成すると、シリンダライナ２０が磨耗した際のシリンダライナ２０の交換を容易に行うことができる。
【００６５】
また、図４（ｂ）に示すようにシリンダライナ２０とクランクケース３０とを一体に形成したり、図４（ｃ）に示すようにシリンダブロック１０とクランクケース３０とを一体に形成したりすると、部品点数を減らすことができるので、組み立ての工程数を削減して製造コストを低減することができる。
【００６６】
さらに、図１や図４（ａ）に示すように、シリンダブロック１０とクランクケース３０とを別体に形成すると、シリンダブロック１０にクランクケース３０よりも比重の小さな材料を用いることができるので、内燃機関１００をさらに軽量化することができる。
【００６７】
また、図１、図４（ａ）および図４（ｂ）には、シリンダブロック１０にシール面１１を設けた構成を示したが、図４（ｃ）や図５に示すように、シリンダライナ２０にシール溝２１ａの形成されたシール面２１を設けてもよい。
【００６８】
なお、図４（ｃ）および図５に示す構造は、シール部材５０がシリンダライナ２０のフランジ部２０Ｆでシールを行うように設けられている点で、シール部材５０がフランジ部２０Ｆ以外の部分でシールを行うように設けられている図１、図４（ａ）および図４（ｂ）の構造と異なっている。このように、シール部材５０は、ウォータージャケット４０をフランジ部２０Ｆでシールしてもよいし、フランジ部２０Ｆ以外の部分でシールしてもよい。なお、シール部材５０は、必ずしもＯリングでなくてもよく、環状の弾性部材であればよい。
【００６９】
また、図６に示すように、シリンダライナ２０のウォータージャケット４０側の側面は、シリンダ軸方向に対して傾斜したテーパ形状を有していることも好ましい。シリンダライナ２０の側面がテーパ形状を有していると、シリンダブロック１０にシリンダライナ２０を圧入する際にシリンダライナ２０が被膜面１４に接触して被膜が剥がれることを防止できる。テーパ角θは、例えば０．５°〜１．５°である。
【００７０】
図７に、内燃機関１００の全体構造の一例を示す。内燃機関１００は、クランクケース３０、シリンダブロック１０およびシリンダヘッド１３０を有している。
【００７１】
クランクケース３０内にはクランクシャフト１１１が収容されている。クランクシャフト１１１には、クランクピン１１２およびクランクウェブ１１３が設けられている。
【００７２】
クランクケース３０の上に設けられるシリンダブロック１０にシリンダライナ２０が嵌め込まれており、ピストン１２２がシリンダライナ２０内を往復し得るように設けられている。
【００７３】
シリンダブロック１０の上に、シリンダヘッド１３０が設けられている。シリンダヘッド１３０は、ピストン１２２やシリンダライナ２０とともに燃焼室１３１を形成する。シリンダヘッド１３０の吸気ポート１３２内には燃焼室１３１内に混合気を供給するための吸気弁１３４が設けられており、排気ポート１３３内には燃焼室１３１内の排気を行うための排気弁１３５が設けられている。
【００７４】
ピストン１２２とクランクシャフト１１１とは、コンロッド１４０によって連結されている。コンロッド１４０は、小端部１４１および大端部１４２と、これらを連結するロッド部１４３とから構成されている。コンロッド１４０の小端部１４１の貫通孔にピストンピン１２３が挿入されているとともに大端部１４２の貫通孔にクランクピン１１２が挿入されており、そのことによってピストン１２２とクランクシャフト１１１とが連結されている。大端部２０の貫通孔の内周面とクランクピン１１２との間には、ローラベアリング（転がり軸受け）１１４が設けられている。
【００７５】
ここで、図８を参照しながら、シリンダヘッド１３０の好ましい締結構造を説明する。シリンダヘッド１３０は、図８に示すように、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０の上方にガスケット６０を介して設けられている。
【００７６】
シリンダヘッド１３０は、シリンダブロック２０にボルトなどの締結具（不図示）によって締結されているので、シリンダブロック１０およびシリンダライナ２０には、締結具の締結力に起因した応力がシリンダヘッド１３０からガスケット６０を介して加えられる。
【００７７】
シリンダブロック１０は、シリンダライナ２０の材料よりも強度の低い材料から形成されることが多い。例えば、シリンダブロック１０の材料として軽量化の観点からマグネシウム合金を用い、シリンダライナ２０の材料として耐磨耗性の観点からアルミニウム合金を用いることが考えられ、この場合、シリンダブロック１０の材料であるマグネシウム合金はシリンダライナ２０の材料であるアルミニウム合金よりも強度が低い。そのため、シリンダヘッド１３０からシリンダブロック１０に加えられる応力（単位面積当たりに加えられる力）は、シリンダヘッド１３０からシリンダライナ２０に加えられる応力よりも小さいことが好ましい。
【００７８】
なお、シリンダブロック１０への応力がシリンダライナ２０への応力よりも小さいということは、シリンダブロック１０がシリンダライナ２０よりも緩く保持されるということであるので、運転中の振動がシリンダブロック１０に反映されやすくなる可能性がある。しかしながら、本実施形態における内燃機関１００では、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０とがシール部材５０とウォータージャケット４０との間において互いに離間しているので、運転中の振動がシリンダブロック１０に多少反映されたとしても、被膜面１４とシリンダライナ２０との摩擦は発生しにくく、被膜の剥がれも発生しにくい。
【００７９】
シリンダブロック１０への応力をシリンダライナ２０への応力よりも小さくするには、例えば、ガスケット６０の、シリンダブロック１０とシリンダヘッド１３０との間に位置する部分の厚さと、シリンダライナ２０とシリンダヘッド１３０との間に位置する部分の厚さとを調整すればよい。
【００８０】
ガスケット６０は、燃焼室近傍に位置するので、耐熱性の高い材料（例えばステンレス鋼）から形成されるのが好ましい。また、ガスケット６０とシリンダブロック１０とを異種金属から形成する場合には、これらの間での電食の発生を防止するために、樹脂製のさらなるガスケットを設けることも好ましい。例えば、図９に示すように、ステンレス鋼から形成されたガスケット６０と、マグネシウム合金から形成されたシリンダブロック１０との間での電食の発生を防止するために、ステンレス鋼製のガスケット６０とシリンダブロック１０との間に、樹脂製のガスケット６１を設けてもよい。また、この場合、ガスケット６１の材料として、ガスケット６０の材料であるステンレス鋼よりも弾性率の低い樹脂を用いることによっても、シリンダブロック１０への応力をシリンダライナ２０への応力よりも小さくすることができる。
【００８１】
なお、図１から図９には、ウォータージャケット４０のクランクケース３０側に位置決め面１２および２２が配置されている構成を例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。図１０に示すように、位置決め面１２および２２が、ウォータージャケット４０のシリンダヘッド１３０側に配置されていてもよい。
【００８２】
図１０に示す構成では、シール部材５０や位置決め面１２および２２が、ウォータージャケット４０のシリンダヘッド１３０側に配置されている。このような構成においても、位置決め面１２および２２がシール部材５０に対してウォータージャケット４０とは反対側に設けられていることによって、電食の発生を抑制しつつ、互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロック１０とシリンダライナ２０とを高精度で嵌め合わせることができる。なお、図１０に示す構成では、ウォータージャケット４０とクランクケース３０との間にさらなるシール部材（不図示）が設けられるが、シリンダブロック１０とシリンダライナ２０との位置決めは、シリンダヘッド１３０側に設けられた位置決め面１２および２２によってなされるため、さらなるシール部材とクランクケース３０との間に位置決め面を設ける必要はない。
【００８３】
図１１に、図７に示した内燃機関１００を備えた自動二輪車を示す。
【００８４】
図１１に示す自動二輪車では、本体フレーム３０１の前端にヘッドパイプ３０２が設けられている。ヘッドパイプ３０２には、フロントフォーク３０３が車両の左右方向に揺動し得るように取り付けられている。フロントフォーク３０３の下端には、前輪３０４が回転可能なように支持されている。
【００８５】
本体フレーム３０１の後端上部から後方に延びるようにシートレール３０６が取り付けられている。本体フレーム３０１上に燃料タンク３０７が設けられており、シートレール３０６上にメインシート３０８ａおよびタンデムシート３０８ｂが設けられている。
【００８６】
また、本体フレーム３０１の後端に、後方へ延びるリアアーム３０９が取り付けられている。リアアーム３０９の後端に後輪３１０が回転可能なように支持されている。
【００８７】
本体フレーム３０１の中央部には、図７に示した内燃機関１００が保持されている。内燃機関１００の前方には、ラジエータ３１１が設けられている。内燃機関１００の排気ポートには排気管３１２が接続されており、排気管３１２の後端にマフラー３１３が取り付けられている。
【００８８】
内燃機関１００には変速機３１５が連結されている。変速機３１５の出力軸３１６に駆動スプロケット３１７が取り付けられている。駆動スプロケット３１７は、チェーン３１８を介して後輪３１０の後輪スプロケット３１９に連結されている。変速機３１５およびチェーン３１８は、エンジン１００により発生した動力を駆動輪に伝える伝達機構として機能する。
【００８９】
図１１に示した自動二輪車は、本実施形態の内燃機関１００を備えているので、優れた性能が得られる。なお、ここでは、自動二輪車を例示したが、本発明による内燃機関は、四輪自動車を含む自動車や船舶、航空機などの各種輸送機器に好適に用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明によると、互いに異なる金属材料から形成されたシリンダブロックとシリンダライナとが高精度で嵌め合わされ、且つ、電食の発生が抑制されたウェットライナ式の内燃機関が提供される。本発明による内燃機関は、各種の輸送機器の動力源として好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００を模式的に示す断面図である。
【図２】図１に示す内燃機関１００の断面構造の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図１に示す内燃機関１００の断面構造の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、本発明の好適な実施形態における内燃機関１００の改変例を示す断面図である。
【図５】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００の改変例を示す断面図である。
【図６】シリンダライナの好ましい形状を示す図である。
【図７】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００の全体構造の一例を示す断面図である。
【図８】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００を模式的に示す断面図である。
【図９】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００を模式的に示す断面図である。
【図１０】本発明の好適な実施形態における内燃機関１００を模式的に示す断面図である。
【図１１】図７に示す内燃機関１００を備えた自動二輪車を模式的に示す側面図である。
【図１２】従来の水冷式内燃機関用のシリンダブロック５１０を模式的に示す断面図である。
【図１３】従来の水冷式内燃機関用のシリンダブロック６１０を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０    シリンダブロック
１１    シール面
１１ａ    シール溝
１２    シリンダブロックの位置決め面
１２’    位置決め面のシール面内に位置する部分
１２ａ、１２ｃ    位置決め面のシリンダ軸に略平行な方向に広がる部分
１２ｂ    位置決め面のシリンダ軸に交差する方向に広がる部分
１４    被膜面
１４’    被膜面のシール面内に位置する部分
２０    シリンダライナ
２０Ｆ    フランジ部
２１    シール面
２２    シール溝
２２    シリンダライナの位置決め面
２２ａ、２２ｃ    位置決め面のシリンダ軸に略平行な方向に広がる部分
２２ｂ    位置決め面のシリンダ軸に交差する方向に広がる部分
３０    クランクケース
４０    ウォータージャケット
５０    シール部材
６０、６１    ガスケット
１００    内燃機関
【図１】
2007292062.tif 000005
【図２】
2007292062.tif 000006
【図３】
2007292062.tif 000007
【図４】
2007292062.tif 000008
【図５】
2007292062.tif 000009
【図６】
2007292062.tif 000010
【図７】
2007292062.tif 000011
【図８】
2007292062.tif 000012
【図９】
2007292062.tif 000013
【図１０】
2007292062.tif 000014
【図１１】
2007292062.tif 000015
【図１２】
2007292062.tif 000016
【図１３】
2007292062.tif 000017