(57)【要約】【課題】シリンダーに挿入する際のシリンダーライナーの変形とシリンダー内におけるシリンダーライナーの変位とが抑えられるシリンダーライナーの支持構造を提供する。【解決手段】シリンダーライナーの支持構造は、シリンダーブロック１１と、シリンダー１３内に配設される円筒形状のシリンダーライナー１５と、シリンダーブロック１１に連結されるクランクケース２５と、を備え、シリンダーブロック１１は、シリンダー１３が開口するブロック端面１１ａとシリンダー１３内においてシリンダーライナー１５の第１筒端部１５Ｔを支持する第１支持面１６Ｔとを有し、クランクケース２５は、ブロック端面１１ａに当接する面を含むケース端面２５ａにシリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを支持する第２支持面２７Ｂを有し、第１支持面１６Ｔと第２支持面２７Ｂとがシリンダーライナー１５を挟持している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダーを有するシリンダーブロックと、
前記シリンダー内に位置する円筒形状のシリンダーライナーと、
前記シリンダーブロックに連結されるクランクケースとを備え、
前記シリンダーブロックは、
前記クランクケースに臨む面であって前記シリンダーが開口するブロック端面と、前記シリンダーの内周面から前記シリンダーの中心方向へ延びる面であって前記シリンダーライナーの第１筒端部を支持する第１支持面とを有し、
前記クランクケースは、
前記シリンダーブロックに臨む面であって前記ブロック端面に当接する面を含むケース端面に前記シリンダーライナーの第２筒端部を支持する第２支持面を有する
シリンダーライナーの支持構造。
【請求項２】
前記クランクケースは、互いに離れている複数の前記第２支持面を有する
請求項１に記載のシリンダーライナーの支持構造。
【請求項３】
前記第２筒端部は、前記シリンダーブロックに前記クランクケースが連結される前であり、かつ、前記第１筒端部が前記第１支持面に支持された状態において前記ブロック端面から突出する突出部を有し、前記シリンダーブロックに前記クランクケースが連結された状態では前記突出部の少なくとも一部が変形した状態で前記第２支持面に支持されている
請求項１または２に記載のシリンダーライナーの支持構造。
【請求項４】
前記第２筒端部は、前記シリンダーライナーの全周にわたって前記突出部を有する
請求項３に記載のシリンダーライナーの支持構造。
【請求項５】
前記第２筒端部は、前記突出部に対する前記第１筒端部側の部位に他の部位よりも剛性の低い低剛性部を有する
請求項３または４に記載のシリンダーライナーの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダーライナーの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば特許文献１のように、シリンダーブロックに形成されたシリンダーには、シリンダーライナーが装着される。シリンダーライナーは、シリンダーの内径よりも大きな外径が設定された円筒形状を有しており、シリンダーの上端部に形成された支持面に当接する位置まで挿入されることによりシリンダーに装着されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、シリンダー内においてシリンダーライナーがピストンの下動方向へ変位してしまうと、支持面とシリンダーライナーとの間に隙間が形成される。こうした隙間は、例えば、筒内圧力の減少に起因する燃費の悪化を招く。そのため、シリンダーライナーには、装着後の変位を抑えることが求められるが、これにはシリンダーライナーの外径とシリンダーの内径との差である圧入締め代を大きくすることで対応可能である。
【０００５】
しかしながら、圧入締め代を大きくすると、シリンダーに挿入する際に生じるシリンダーライナーの変形量が大きくなってしまい、その変形した部分がピストンと干渉してしまうおそれがある。
【０００６】
本発明は、シリンダーに挿入する際のシリンダーライナーの変形とシリンダー内におけるシリンダーライナーの変位とが抑えられるシリンダーライナーの支持構造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】
【０００７】
上記課題を解決するシリンダーライナーの支持構造は、シリンダーを有するシリンダーブロックと、前記シリンダー内に位置する円筒形状のシリンダーライナーと、前記シリンダーブロックに連結されるクランクケースとを備え、前記シリンダーブロックは、前記クランクケースに臨む面であって前記シリンダーが開口するブロック端面と、前記シリンダーの内周面から前記シリンダーの中心方向へ延びる面であって前記シリンダーライナーの第１筒端部を支持する第１支持面とを有し、前記クランクケースは、前記シリンダーブロックに臨む面であって前記ブロック端面に当接する面を含むケース端面に前記シリンダーライナーの第２筒端部を支持する第２支持面を有する。
【０００８】
上記構成によれば、シリンダーライナーが第１支持面と第２支持面とに挟持されることから、シリンダーとシリンダーライナーとの圧入締め代を小さくしてもシリンダーライナーの変位が抑えられる。すなわち、シリンダーに挿入する際のシリンダーライナーの変形とシリンダー内におけるシリンダーライナーの変位とを抑えることができる。
【０００９】
上記シリンダーライナーの支持構造において、前記クランクケースは、互いに離れている複数の前記第２支持面を有することが好ましい。
上記構成によれば、シリンダーライナーの第２筒端部が複数の第２支持面で支持されるから、これら複数の第２支持面のうちの１つのみで第２筒端部が支持される場合に比べて、シリンダー内におけるシリンダーライナーの変位をより確実に抑えることができる。
【００１０】
上記シリンダーライナーの支持構造において、前記第２筒端部は、前記シリンダーブロックに前記クランクケースが連結される前であり、かつ、前記第１筒端部が前記第１支持面に支持された状態において前記ブロック端面から突出する突出部を有し、前記シリンダーブロックに前記クランクケースが連結された状態では前記突出部の少なくとも一部が変形した状態で前記第２支持面に支持されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、第２筒端部は、ブロック端面から突出する突出部のうち、シリンダーブロックとクランクケースとを連結することにより変形する部分が第２支持面によって支持される。これにより、第１支持面と第２支持面とによるシリンダーライナーの挟持をより確実なものとすることができる。
【００１２】
上記シリンダーライナーの支持構造において、前記第２筒端部は、前記シリンダーライナーの全周にわたって前記突出部を有することが好ましい。
上記構成によれば、シリンダーに対してシリンダーライナーを挿入する際にシリンダーライナーの位置合わせが不要である。その結果、シリンダーへの挿入時におけるシリンダーライナーの変形とシリンダー内でのシリンダーライナーの変位とを抑えつつ、シリンダーライナーの挿入作業の簡素化を図ることができる。
【００１３】
上記シリンダーライナーの支持構造において、前記第２筒端部は、前記突出部に対する前記第１筒端部側の部位に他の部位よりも剛性の低い低剛性部を有することが好ましい。
上記構成によれば、シリンダーブロックにクランクケースを連結する際に低剛性部を起点として第２筒端部が変形しやすくなる。これにより、第２筒端部の変形についての再現性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】一実施形態のシリンダーライナーの支持構造の概略構成を示す断面図。
【図２】シリンダーおよびシリンダーライナーにおける各種寸法を模式的に示す図。
【図３】図２の二点鎖線３で囲まれた部分の拡大図。
【図４】図２の二点鎖線４で囲まれた部分について、シリンダーに対するシリンダーライナーの挿入が完了した状態を示す断面図。
【図５】図１の５−５線から見たクランクケースの一例を示す平面図。
【図６】図１の二点鎖線６で囲まれた部分の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図６を参照して、シリンダーライナーの支持構造の一実施形態について説明する。まず、図１を参照してシリンダーライナーの支持構造の概要について説明する。
図１に示すように、エンジン１０は、シリンダーブロック１１にシリンダーヘッド１２が一体的に形成されたモノブロック型のエンジンである。シリンダーブロック１１は、複数のシリンダー１３を有しており、これらの複数のシリンダー１３は、シリンダーヘッド１２とは反対側の端面であって後述するクランクケース２５に臨む面であるブロック端面１１ａに開口している。シリンダーブロック１１は、シリンダーブロック１１を冷却する冷却水が流れるウォータージャケット１４をシリンダー１３の周囲に有している。
【００１６】
各シリンダー１３には、円筒形状を有するシリンダーライナー１５が配設されている。シリンダーライナー１５は、シリンダー１３の内周面１３ａに当接する外周面１５ｂを有している。また、シリンダーライナー１５は、シリンダーブロック１１に形成された第１支持部１６の第１支持面１６Ｔに支持される第１筒端部１５Ｔと、第１筒端部１５Ｔの反対側の端部である第２筒端部１５Ｂとを有する。シリンダーライナー１５には、気密性を保ちながら内周面１５ａに摺動し、上死点と下死点との間を上下動するピストン１８が配設されている。なお、第２筒端部１５Ｂは、シリンダーライナー１５のうちで、ピストン１８が摺動しない部分である。
【００１７】
ピストン１８は、ピストンピン２１によってコンロッド２２の小端部２３に連結されており、このコンロッド２２は、小端部２３の反対側の端部である大端部においてクランクシャフトに連結されている。ピストン１８は、ピストンピン２１の軸方向における両端部に、シリンダーブロック１１に連結されるクランクケース２５との干渉を回避する逃げ部１９を有している。
【００１８】
クランクケース２５は、クランクシャフト等を収容しており、締結部材によってシリンダーブロック１１に連結されている。クランクケース２５は、シリンダーブロック１１に臨むケース端面２５ａを有する複数の第２支持部２６を有している。ケース端面２５ａは、シリンダーブロック１１のブロック端面１１ａに当接する部分のほか、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを支持する第２支持面２７Ｂを有している。
【００１９】
このように、シリンダーブロック１１は、シリンダーライナー１５の第１筒端部１５Ｔを支持する第１支持面１６Ｔを有し、クランクケース２５は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを支持する第２支持面２７Ｂを有している。すなわち、シリンダーライナー１５は、シリンダーブロック１１に形成された第１支持面１６Ｔとクランクケース２５に形成された第２支持面２７Ｂとによって挟持されている。
【００２０】
図２〜図６を参照してシリンダーライナーの支持構造についてさらに詳しく説明する。
図２に示すように、シリンダーライナー１５は、ブロック端面１１ａにおけるシリンダー１３の開口に挿入されることによりシリンダー１３内に配設される。シリンダーライナー１５は、内径ｄ２と、シリンダー１３の内周面１３ａにおける内径ｄ１と同じあるいは僅かに大きい外径Ｄ２と、ブロック端面１１ａから第１支持面１６Ｔまでの長さＬ１よりも長い長さＬ２とを有している。なお、シリンダーライナー１５の外径Ｄ２は、シリンダー１３の内径ｄ１よりも０．０１ｍｍ〜０．０３ｍｍ程度大きいことが好ましい。また、シリンダーライナー１５の長さＬ２は、シリンダー１３における長さＬ１よりも０．１ｍｍ〜０．７ｍｍ程度長いことが好ましい。
【００２１】
図３に示すように、シリンダーブロック１１は、シリンダー１３の上端部に、段差形状を有する第１支持部１６を有している。第１支持部１６は、シリンダーライナー１５の第１筒端部１５Ｔを支持する第１支持面１６Ｔを有している。第１支持部１６は、シリンダーライナー１５の肉厚に応じた分だけシリンダー１３の内径ｄ１を小さくする段差であり、シリンダー１３の全周にわたって形成されている。第１支持部１６は、シリンダーライナー１５の第１筒端部１５Ｔが第１支持面１６Ｔに当接することにより、シリンダー１３に対するシリンダーライナー１５の挿入を規制する。第１支持面１６Ｔは、シリンダー１３の内周面１３ａの上端からシリンダー１３の中心方向へ延びる面であり、シリンダー１３に対してシリンダーライナー１５を位置決めする際の基準面である。
【００２２】
図４に示すように、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、第１支持部１６によってシリンダー１３へのシリンダーライナー１５の挿入が規制された状態において、ブロック端面１１ａから突出する突出部３０を有する。第２筒端部１５Ｂは、シリンダーライナー１５の全周にわたって突出部３０を有している。また、第２筒端部１５Ｂは、突出部３０に対する第１筒端部１５Ｔ側であってシリンダー１３内に位置する部位に、他の部位よりも剛性が低い低剛性部３１を有している。低剛性部３１は、内周面１５ａに開口する凹部３２によってシリンダーライナー１５の全周にわたって形成されている。第２筒端部１５Ｂは、低剛性部３１よりも筒端寄りの部位に、筒端に近い部位ほど内径ｄ２を大きくする拡径面３３を有している。
【００２３】
図５に示すように、クランクケース２５において、ケース端面２５ａを有する第２支持部２６は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂのうちでピストンピン２１の軸方向に沿って互いに対向する位置に位置している。第２支持部２６は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂよりも高い剛性を有し、例えば冷却水が流れる冷却水通路を有する部位である。第２支持部２６は、ブロック端面１１ａにおけるシリンダー１３の開口縁よりもシリンダー１３の内側に位置する張り出し部２７を有し、この張り出し部２７にシリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを支持する第２支持面２７Ｂを有している。クランクケース２５は、１つのシリンダーライナー１５に対して２つの第２支持面２７Ｂを有している。
【００２４】
次に、上述したシリンダーブロック１１、シリンダーライナー１５、および、クランクケース２５の組み付け方法について説明する。
まず、シリンダーブロック１１のシリンダー１３に対し、第１支持部１６の第１支持面１６Ｔに第１筒端部１５Ｔが当接する位置までシリンダーライナー１５が挿入される。次に、シリンダーライナー１５が挿入されたシリンダーブロック１１に対してクランクケース２５が連結される。クランクケース２５の連結の際、コンロッド２２やクランクシャフト等が連結されたピストン１８をシリンダー１３に差し入れた状態でシリンダーブロック１１とクランクケース２５との位置合わせが行われる。そして、締結部材が締結されることによってシリンダーブロック１１とクランクケース２５とが連結される。
【００２５】
締結部材の締結にともない、クランクケース２５のケース端面２５ａは、シリンダーブロック１１のブロック端面１１ａに徐々に近づき、やがてシリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂの突出部３０に当接する。
【００２６】
上述したように、第２支持部２６は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂよりも高い剛性を有している。また、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、シリンダーライナー１５の他の部位よりも剛性が低い低剛性部３１を有している。
【００２７】
そのため、図６に示すように、締結部材がさらに締結されると、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、低剛性部３１よりも筒端側の部位が低剛性部３１を起点としてシリンダー１３の内側へと塑性変形する。そして、ブロック端面１１ａに対してケース端面２５ａが当接する状態まで締結部材が締結されると、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、シリンダー１３の内側へ塑性変形した変形部３４が第２支持部２６の第２支持面２７Ｂによって支持される。これにより、シリンダーライナー１５は、第１支持部１６の第１支持面１６Ｔと第２支持部２６の第２支持面２７Ｂとによって挟持される。
【００２８】
上記実施形態のシリンダーライナー１５の支持構造によれば、以下の効果が得られる。
（１）シリンダーライナー１５が第１支持面１６Ｔと第２支持面２７Ｂとによって挟持される。そのため、シリンダー１３とシリンダーライナー１５との圧入締め代を小さくしてもピストンの上下動方向におけるシリンダーライナー１５の変位が抑えられる。すなわち、シリンダー１３に挿入する際のシリンダーライナー１５の変形とシリンダー１３内におけるシリンダーライナー１５の変位とを抑えることができる。
【００２９】
（２）クランクケース２５は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを複数の第２支持面２７Ｂで支持している。これにより、複数の第２支持面２７Ｂのうちの１つのみでシリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂが支持される場合に比べて、シリンダーライナー１５の変位をより確実に抑えることができる。また、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを複数の箇所において部分的に支持することで、シリンダーライナー１５の変位を抑えつつ、第２支持部２６の配置に関する自由度、ひいては、クランクケース２５の形状についての自由度が向上する。
【００３０】
（３）クランクケース２５は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂのうち、ピストンピン２１の軸方向に沿って互いに対向する２つの部位を支持する第２支持面２７Ｂを有している。すなわち、第２支持面２７Ｂは、ピストン１８の上下動にともなってピストン１８が傾倒しない方向、すなわち、ピストン１８の傾倒を抑えるスカート部が不要となる方向において互いに対向する２つの部位を支持している。これにより、ピストン１８に対して第２支持部２６との干渉を回避する逃げ部１９を形成することが可能となる。その結果、シリンダー１３における長さＬ１やシリンダーライナー１５の長さＬ２を短くすることが可能であることから、エンジン１０の省スペース化を図ることができる。
【００３１】
（４）シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、第１支持面１６Ｔに第１筒端部１５Ｔが当接した状態で、かつ、シリンダーブロック１１にクランクケース２５が連結されていない状態において、ブロック端面１１ａから突出する突出部３０を有している。そして、第２筒端部１５Ｂは、シリンダーブロック１１にクランクケース２５が連結されることにより、突出部３０が第２支持部２６による押圧を受けることで部分的に塑性変形し、その塑性変形した部分が第２支持面２７Ｂによって支持される。こうした構成によれば、第１支持面１６Ｔと第２支持面２７Ｂとによるシリンダーライナー１５の挟持をより確実なものとすることができる。
【００３２】
（５）また、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、周方向における全周にわたって突出部３０を有している。そのため、シリンダー１３にシリンダーライナー１５を挿入する際に、シリンダーライナー１５の位置合わせを行う必要がない。その結果、シリンダー１３に対するシリンダーライナー１５の挿入作業を簡素化することができる。
【００３３】
また、第２支持部２６によって第２筒端部１５Ｂの一部が塑性変形したときに、塑性変形しなかった第２筒端部１５Ｂの突出部３０で第２支持部２６を挟むことができる。その結果、シリンダー１３内におけるシリンダーライナー１５の回転を抑えることができる。
【００３４】
（６）シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、他の部位よりも剛性の低い低剛性部３１を有している。これにより、第２筒端部１５Ｂの塑性変形についての再現性を高めることができる。その結果、ピストン１８と塑性変形したシリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂとの干渉をより確実に回避することができる。
【００３５】
（７）低剛性部３１は、シリンダー１３内に位置しているとともに内周面１５ａに開口する凹部３２によって形成されている。こうした構成によれば、低剛性部３１を起点とした第２筒端部１５Ｂの塑性変形をシリンダー１３の外側ではなく、シリンダー１３の内側へと生じさせることができる。これにより、例えば、ブロック端面１１ａとケース端面２５ａとの間に第２筒端部１５Ｂの一部が挟まってしまうことが回避される。
【００３６】
（８）シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂは、低剛性部３１よりも筒端寄りの部位に内径ｄ２を徐々に大きくする拡径面３３を有している。そのため、第２筒端部１５Ｂがシリンダー１３の内側へ塑性変形したとしてもシリンダー１３の内側への変形量を抑えることができる。すなわち、ピストン１８と塑性変形した第２筒端部１５Ｂとの干渉をさらに抑えることができる。
【００３７】
なお、上記実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・第２筒端部１５Ｂは、拡径面３３を有していなくともよい。
・第２筒端部１５Ｂが有する低剛性部３１は、内周面１５ａに開口する凹部３２によって形成されるものに限られない。例えば、低剛性部３１は、内周面１５ａに開口する凹部、および、外周面１５ｂに開口する凹部の双方によって形成されるものでもよいし、外周面１５ｂに開口する凹部によって形成されていてもよい。また、第２筒端部１５Ｂは、低剛性部３１を有していなくともよい。
【００３８】
・第２筒端部１５Ｂは、第２支持部２６によって押圧される部位に突出部３０を有していればよく、シリンダーライナー１５の周方向の一部において突出部３０を有していてもよい。こうした構成において、第２筒端部１５Ｂは、第２支持部２６によって部分的に押圧される突出部３０を有していてもよいし、第２支持部２６によって全体が押圧される突出部３０を有していてもよい。なお、こうした構成において、低剛性部３１は、突出部３０に対する第１筒端部１５Ｔ側の部位に部分的に形成されていてもよい。
【００３９】
・シリンダーライナー１５の長さＬ２は、シリンダー１３における長さＬ１よりも長い値が設定される場合、シリンダーブロック１１に対するクランクケース２５の連結によりシリンダーライナー１５が弾性変形する範囲の値が設定されてもよい。
【００４０】
・シリンダーライナー１５の長さＬ２は、シリンダー１３における長さＬ１と同じであってもよい。すなわち、シリンダーライナー１５は、第１筒端部１５Ｔが第１支持面１６Ｔに支持される位置までシリンダー１３に挿入された状態において、ブロック端面１１ａから突出する突出部３０を有していなくともよい。こうした構成であっても第２筒端部１５Ｂは、第２支持面２７Ｂによって支持される。
【００４１】
・クランクケース２５は、３以上の第２支持面２７Ｂを有していてもよい。この際、第２支持面２７Ｂは、シリンダーライナー１５の周方向における所定の間隔ごとに位置していることが好ましい。
【００４２】
・クランクケース２５は、シリンダーライナー１５の第２筒端部１５Ｂを１つの第２支持面２７Ｂで支持してもよい。この構成において、第２支持面２７Ｂは、第２筒端部１５Ｂを全周にわたって支持していてもよいし、第２筒端部１５Ｂを部分的に支持していてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１０…エンジン、１１…シリンダーブロック、１１ａ…ブロック端面、１２…シリンダーヘッド、１３…シリンダー、１３ａ…内周面、１４…ウォータージャケット、１５…シリンダーライナー、１５ａ…内周面、１５Ｂ…第２筒端部、１５ｂ…外周面、１５Ｔ…第１筒端部、１６…第１支持部、１６Ｔ…第１支持面、１８…ピストン、１９…逃げ部、２１…ピストンピン、２２…コンロッド、２３…小端部、２５…クランクケース、２５ａ…ケース端面、２６…第２支持部、２７…張り出し部、２７Ｂ…第２支持面、３０…突出部、３１…低剛性部、３２…凹部、３３…拡径面、３４…変形部。
【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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