JP2855926B2 - 内燃機関のシリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関のシリンダに
係り、詳しくはブロックにシリンダライナを組み付ける
ことによりシリンダを構成するシリンダ構造に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の技術として、例えば実開
昭５１−４６８０６号公報に開示されたものが知られて
いる。この従来技術では、シリンダヘッドとシリンダブ
ロックとを一体化してなるモノブロックにおいて、その
シリンダ用穴へ下方から、即ちクランクケース側からシ
リンダスリーブ（シリンダライナ）を挿入してシリンダ
を構成するようになっている。この場合、シリンダライ
ナの基端に当板を当ててボルトによりモノブロックに締
め付けることにより、シリンダライナが固定されるよう
になっている。又、図１０に示すように、シリンダライ
ナ３１の先端部内周にはテーパ面３２が形成され、それ
に対応するテーパ面３３を有する溝３４がシリンダ用穴
３５の底部周縁に形成されている。そして、シリンダラ
イナ３１がシリンダ用穴３５に挿入して組み付けられた
状態で、両テーパ面３２，３３を突き合わせることによ
り、両テーパ面３２，３３をいわゆる楔作用によって密
着させてシリンダライナ３１の先端部とシリンダ用穴３
５との間のガスシール性を確保するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来技
術において、シリンダライナ３１の剛性は一般に高いも
のである。又、両テーパ面３２，３３の突き合わせ部分
と反対側のシリンダライナ３１の先端部外周面３６と溝
３４の内周面３７とは互いに圧接されていた。このた
め、両テーパ面３２，３３の突き合わせが不充分とな
り、その楔作用を充分に発揮させることができなった。
しかも、上記のようなテーパ面３２，３３の加工精度は
一般に良くないことから、両テーパ面３２，３３での密
着性を確保することは非常に困難なものであった。この
ような理由から、前記従来技術では、シリンダライナ３
１の先端部とシリンダ用穴３５との間のガスシール性を
充分に確保することが困難であった。そして、ガスシー
ル性が低下した場合には、燃焼室内のガスがクランクケ
ースに洩れ出てブローバイガスを増大させたり、クラン
クケース内の圧力を上昇させて燃焼室へのオイル上がり
を増大させたりするおそれがあった。又、場合によって
は、燃焼室内のガスが機関冷却用の冷媒に混入して冷却
性能を低減させるというおそれもあった。

【０００４】この発明は前述した事情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、シリンダライナ先端部側の
テーパ面とシリンダ用穴側のテーパ面とを突き合わせて
シリンダライナを組み付けるものにおいて、両テーパ面
の密着性を向上させることの可能な内燃機関のシリンダ
を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明においては、内燃機関を構成するブロック
のシリンダ用穴にシリンダライナを挿入し組み付けてな
る内燃機関のシリンダにおいて、（ａ）前記ブロックは
前記シリンダ用穴に挿入されたシリンダライナの先端部
が嵌入される溝を有すること、及び（ｂ）前記シリンダ
ライナはその先端部の内周面に先端側ほど拡径される態
様で形成されたテーパ面を有すると共に、同先端部が他
の部位に比して弾性変形し易い構造を有すること、及び
（ｃ）前記溝は前記シリンダライナのテーパ面に対応し
て突き合わされる態様で形成された別のテーパ面を有す
ると共に、前記シリンダライナの先端部の外周面との間
に同シリンダライナの外周方向への弾性変形を許容する
クリアランスを有することをその要旨とする。

【０００６】

【作用】上記の構成によれば、内燃機関を構成するブロ
ックのシリンダ用穴にシリンダライナを挿入し組み付け
る際に、シリンダライナの先端部の内周面に形成された
テーパ面と、同シリンダライナの先端部が嵌入されるシ
リンダ用穴の溝に形成された別のテーパ面とが突き合わ
される。シリンダライナの先端部は他の部位に比して弾
性変形しやすい構造となっており、更にシリンダ用穴の
溝と同シリンダライナの先端部の外周面との間にはクリ
アランスが設けられているため、この突き合わせによっ
て同シリンダライナの先端部はその外周方向に弾性変形
可能となる。その結果、シリンダライナの先端部に形成
されたテーパ面とシリンダ用穴の溝に形成された別のテ
ーパ面との楔効果が十分に発揮され、テーパ面同士の密
着性が向上され、ひいてはシリンダ用穴とシリンダライ
ナとの間のガスシール性が確実に確保されるようにな
る。

【０００７】

【実施例】

（第１実施例）以下、この発明における内燃機関のシリ
ンダを具体化した第１実施例を図１及び図２に基づいて
詳細に説明する。

【０００８】図１はこの実施例の内燃機関におけるシリ
ンダを示す断面図である。このシリンダはシリンダヘッ
ドとシリンダブロックとを一体化してなるモノブロック
１より構成されている。このモノブロック１は、その内
部に形成された複数気筒分（この図では１気筒分のみ図
示した）のシリンダ用穴２と、そのシリンダ用穴２の下
方へ延びるスカート３とを備えている。各シリンダ用穴
２の下方においてスカート３で囲まれた空間がクランク
ケース４となっている。そして、モノブロック１には、
各シリンダ用穴２へ下方から、即ちクランクケース４側
から、シリンダライナ５が挿入して組み付けられ、この
構成によってシリンダが構成されている。

【０００９】シリンダライナ５はほぼ筒状をなし、その
基端側外周にはフランジ５ａが形成されている。そし
て、そのフランジ５ａをボルト６でモノブロック１に締
め付けることにより、シリンダライナ５がシリンダ用穴
２に対し固定されている。このようなシリンダライナ５
の固定状態において、シリンダ用穴２の底部側が燃焼室
７を構成し、シリンダライナ５の内周がシリンダボア８
となっている。モノブロック１の上部中心位置には、点
火プラグを装着するためのプラグ用穴９が形成されてい
る。又、モノブロック１の上部には、図示しない吸気ポ
ート及び排気ポートが形成されている。この実施例にお
いて、モノブロック１は軽量化のためにアルミ製となっ
ており、シリンダライナ５は耐久性を確保するために鋳
鉄製となっている。

【００１０】シリンダライナ５の外周には、連続する凹
部１０が形成されており、その凹部１０とシリンダ用穴
２の内周との間が冷却水等の冷媒を流通させる冷媒通路
１１となっている。又、モノブロック１の一部には、冷
媒通路１１に連通して冷媒を導入するための入口１２
と、冷媒を導出するための出口１３がそれぞれ形成され
ている。更には、冷媒通路１１の上方及び下方におい
て、シリンダライナ５とシリンダ用穴２との間には、冷
媒をシールするためのＯリング１４がそれぞれ組み付け
られている。

【００１１】このシリンダはシリンダライナ５の組み付
け構造に特徴を有するものである。即ち、図１，２に示
すように、シリンダライナ５のライナ先端部１５の内周
にはテーパ面１５ａが形成されている。又、シリンダ用
穴２の底部周縁には、そのテーパ面１５ａに対応する別
のテーパ面１６ａを有する溝１６が形成されている。そ
して、両テーパ面１５ａ，１６ａの突き合わせ部分がシ
リンダライナ５とシリンダ用穴２との間のガスシール部
１７となっている。この実施例では、ライナ先端部１５
のみが低弾性率の別部材により形成されている。このラ
イナ先端部１５はシリンダライナ５の本体に接合されて
一体化されている。そして、この構成により、ライナ先
端部１５がシリンダライナ５の他の部位と比べて低弾性
に形成されている。又、両テーパ面１５ａ，１６ａの突
き合わせ部分と反対側のライナ先端部１５と溝１６との
間には、ライナ先端部１５の変形を許容する所定のクリ
アランス１８が設けられている。

【００１２】次に、上記のように構成した内燃機関のシ
リンダの作用について説明する。さて、モノブロック１
にシリンダライナ５を組み付けて固定するには、先ずシ
リンダ用穴２へクランクケース４側から、シリンダライ
ナ５を挿入して組み付ける。この組み付け時には、ライ
ナ先端部１５が溝１６に嵌まり込んで両テーパ面１５
ａ，１６ａが合わされる。その後、シリンダライナ５の
フランジ５ａをボルト６でモノブロック１に締め付ける
と、シリンダライナ５がシリンダ用穴２に対し固定され
る。この締め付け時には、両テーパ面１５ａ，１６ａが
突き合わされる。

【００１３】そして、この実施例では、ライナ先端部１
５か低弾性の部材で形成されており、しかも両テーパ面
１５ａ，１６ａの突き合わせ部分と反対側にはライナ先
端部１５の変形を許容するクリアランス１８が設けられ
ている。

【００１４】従って、締め付け時には、その押圧力によ
りライナ先端部１５がクリアランス１８の余裕によって
許容されてある程度だけ弾性変形し易いものとなる。こ
の作用により、両テーパ面１５ａ，１６ａは突き合わせ
が良好に行われる。又、この両テーパ面１５ａ，１６ａ
の良好な突き合わせは、それらの加工精度にかかわらず
達成される。その結果、両テーパ面１５ａ，１６ａでの
楔作用を充分に発揮させて両テーパ面１５ａ，１６ａの
密着性を向上させることができ、もってライナ先端部１
５とシリンダ用穴２との間のガスシール性を著しく向上
させることができる。

【００１５】又、内燃機関の作動時には、その時の熱や
温度分布の違いによってモノブロック１のシリンダ用穴
２が多少変形することにもなる。しかし、この実施例の
シリンダでは、ライナ先端部１５が溝１６での変形に追
従して弾性変形することが可能であることから、両テー
パ面１５ａ，１６ａの間、即ちガスシール部１７での密
着性を常に確保することもできる。

【００１６】上記のように、この実施例のシリンダで
は、ライナ先端部１５とシリンダ用穴２との間のガスシ
ール性を向上させることができ、それを常に確保できる
ことから、燃焼室７内のガスが冷媒通路１１に洩れ出る
ことを未然に防止して、冷媒へのガス混入を未然に防止
することができる。従って、ガス洩れにより内燃機関の
冷却性能が低下することはない。

【００１７】（第２実施例）次に、この発明における内
燃機関のシリンダを具体化した第２実施例を図３及び図
４に従って説明する。尚、この実施例を含む以下の各実
施例の構成において、前記第１実施例と同等の部材につ
いては同一の符号を付して説明を省略し、異なった点に
ついてのみ説明する。

【００１８】図３はこの実施例の内燃機関におけるシリ
ンダを示す断面図であり、図４はその主要部を拡大して
示す断面図である。この実施例では、シリンダライナ５
の先端部の構成において前記第１実施例のそれと異なっ
ている。即ち、図３，４にメッシュで示すライナ先端部
２１の内周には、溝１６のテーパ面１６ａに対応するテ
ーパ面２１ａが形成されている。そして、両テーパ面２
１ａ，１６ａの突き合わせ部分がシリンダライナ５とシ
リンダ用穴２との間のガスシール部１７となっている。
この実施例では、ライナ先端部２１のみに焼きなまし処
理が施されており、この構成によってライナ先端部２１
がシリンダライナ５の他の部位と比べて低弾性に形成さ
れている。又、両テーパ面２１ａ，１６ａの突き合わせ
部分と反対側のライナ先端部２１と溝１６との間には、
ライナ先端部２１の変形を許容する所定のクリアランス
１８が設けられている。

【００１９】従って、シリンダライナ５の締め付け時に
は、その押圧力によりライナ先端部２１がクリアランス
１８の余裕によって許容されてある程度だけ弾性変形し
易いものとなり、両テーパ面２１ａ，１６ａの突き合わ
せが、それらの加工精度にかかわらず、良好に行われ
る。その結果、両テーパ面２１ａ，１６ａでの楔作用を
充分に発揮させて両テーパ面２１ａ，１６ａの密着性を
向上させることができ、もってライナ先端部２１とシリ
ンダ用穴２との間のガスシール性を著しく向上させるこ
とができる。

【００２０】又、内燃機関の作動時には、その時の熱や
温度分布の違いに起因して生じる溝１６での変形に追従
してライナ先端部２１が弾性変形可能であることから、
ガスシール部１７での密着性を常に確保することもでき
る。

【００２１】（第３実施例）次に、この発明における内
燃機関のシリンダを具体化した第３実施例を図５及び図
６に従って説明する。

【００２２】図５はこの実施例の内燃機関におけるシリ
ンダを示す断面図であり、図６はその主要部を拡大して
示す断面図である。この実施例では、シリンダライナ５
の先端部の構成において前記第１実施例のそれと異なっ
ている。即ち、図５，６に示すように、ライナ先端部２
２の内周には、溝１６のテーパ面１６ａに対応するテー
パ面２２ａが形成されている。そして、両テーパ面２２
ａ，１６ａの突き合わせ部分がシリンダライナ５とシリ
ンダ用穴２との間のガスシール部１７となっている。こ
の実施例では、ライナ先端部２２のみが薄肉化して形成
されており、この構成によってライナ先端部２２がシリ
ンダライナ５の他の部位と比べて低弾性に形成されてい
る。又、両テーパ面２２ａ，１６ａの突き合わせ部分と
反対側のライナ先端部２２と溝１６との間には、ライナ
先端部２２の変形を許容する所定のクリアランス１８が
設けられている。

【００２３】従って、シリンダライナ５の締め付け時に
は、その押圧力によりライナ先端部２２がクリアランス
１８の余裕によって許容されてある程度だけ弾性変形し
易いものとなり、両テーパ面２２ａ，１６ａの突き合わ
せが、それらの加工精度にかかわらず、良好に行われ
る。その結果、両テーパ面２２ａ，１６ａでの楔作用を
充分に発揮させて両テーパ面２２ａ，１６ａの密着性を
向上させることができ、もってライナ先端部２２とシリ
ンダ用穴２との間のガスシール性を著しく向上させるこ
とができる。

【００２４】又、内燃機関の作動時には、その時の熱や
温度分布の違いに起因して生じる溝１６での変形に追従
してライナ先端部２２が弾性変形可能であることから、
ガスシール部１７での密着性を常に確保することもでき
る。

【００２５】尚、この発明は前記各実施例に限定される
ものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成の一
部を適宜に変更して次のように実施することもできる。 （１）前記各実施例では、ライナ先端部１５，２１，２
２のテーパ面１５ａ，２１ａ，２２ａと溝１６のテーパ
面１６ａとを直に突き合わせるようにしたが、図７，
８，９に示すように、ライナ先端部１５，２１，２２の
テーパ面１５ａ，２１ａ，２２ａと溝１６のテーパ面１
６ａとを、間に金属製のガスケット２３を介在させて突
き合わせるようにしてもよい。この場合、ガスケット２
３を介在させることによって、ライナ先端部１５，２
１，２２とシリンダ用穴２との間のガスシール性を更に
著しく向上させることができる。

【００２６】（２）前記各実施例では、シリンダヘッド
とシリンダブロックとを一体化してなるモノブロック１
に具体化したが、シリンダヘッドとシリンダブロックと
を組み付けるものに具体化することもできる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、シリンダライナの先端部を弾性変形し易い構造とす
ると共にその外周方向への弾性変形を許容するクリアラ
ンスを設けたことで、シリンダライナの先端部に形成さ
れたテーパ面とシリンダ用穴の溝に形成された別のテー
パ面との楔効果が十分に発揮され、テーパ面同士の密着
性を向上でき、ひいてはシリンダ用穴とシリンダライナ
との間のガスシール性が確実に確保される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した第１実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図２】第１実施例において図１の主要部を拡大して示
す断面図である。

【図３】この発明を具体化した第２実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図４】第２実施例において図３の主要部を拡大して示
す断面図である。

【図５】この発明を具体化した第３実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図６】第３実施例において図５の主要部を拡大して示
す断面図である。

【図７】この発明を具体化した別の実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図８】この発明を具体化した別の実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図９】この発明を具体化した別の実施例における内燃
機関のシリンダを示す断面図である。

【図１０】従来例のシリンダ構造の主要部を示す断面図
である。

【符号の説明】

１…モノブロック、２…シリンダ用穴、５…シリンダラ
イナ、１５，２１，２２…ライナ先端部、１５ａ，２１
ａ，２２ａ…テーパ面、１６…溝、１６ａ…テーパ面、
１７…ガスシール部、１８…クリアランス、２３…ガス
ケット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−151237（ＪＰ，Ａ) 実公 昭54−12087（ＪＰ，Ｙ２) 実公 昭48−25475（ＪＰ，Ｙ１) 特許115820（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16J 1/00 - 10/04 F02F 1/00 - 1/42

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関を構成するブロックのシリンダ
   用穴にシリンダライナを挿入し組み付けてなる内燃機関
   のシリンダにおいて、 （ａ）前記ブロックは前記シリンダ用穴に挿入されたシ
   リンダライナの先端部が嵌入される溝を有すること、及
   び （ｂ）前記シリンダライナはその先端部の内周面に先端
   側ほど拡径される態様で形成されたテーパ面を有すると
   共に、同先端部が他の部位に比して弾性変形し易い構造
   を有すること、及び （ｃ）前記溝は前記シリンダライナのテーパ面に対応し
   て突き合わされる態様で形成された別のテーパ面を有す
   ると共に、前記シリンダライナの先端部の外周面との間
   に同シリンダライナの外周方向への弾性変形を許容する
   クリアランスを有することを特徴とする内燃機関のシリ
   ンダライナ。