JPH0518319A - 内燃機関の冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は内燃機関の冷却装置に関し、シリンダ
ライナ、及びシリンダライナに流出入する冷媒通路の構
造を簡素化することを目的とする。 【構成】燃焼室１１側であるシリンダライナ１の上部
に、冷却水通路７を鋳込む。冷却水通路７の冷却水の入
口部７ｂ及び出口部７ｃを、シリンダライナ１の上端面
１ａ上に開口させるように設け、且つ、装着されたシリ
ンダヘッド２の冷媒通路１２と夫々連通するように構成
する。冷媒通路１２から冷却水通路７に冷却水が流入
し、シリンダライナ１を冷却した後、冷媒通路１２に再
び戻される。 【効果】冷却水通路７への冷却水の流出入のための通路
が簡素化されると共に、シリンダライナ１全体がシリン
ダブロック３内に嵌装され、その結果、シリンダライナ
の構造が簡素化されると共に、強度に支障をきたすこと
なくシリンダライナの肉厚寸法を低減することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の冷却装置に係
り、特にシリンダライナに冷媒通路を内設した内燃機関
の冷却装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリンダライナ本体内に冷媒通路
を内設してシリンダライナを冷却する技術については、
例えば、特公昭47-37963号公報に開示されたものがあ
る。この公報に開示されたシリンダライナは、ピストン
上死点近傍の部位に冷媒通路となる環状のパイプを鋳込
み、その部分のシリンダライナの外周部分に、外側に張
り出したライナフランジを形成したものである。この冷
媒通路への冷媒の入口部及び出口部はライナフランジの
側面に形成され、冷媒はライナフランジの側方より流出
入する。従って、シリンダライナは、ライナフランジの
部分をシリンダブロックの上端面上に突出させるように
シリンダブロックのボア部に嵌装され、そして、ライナ
フランジをシリンダブロックの上端面とシリンダヘッド
の下端面とによって挟持してシリンダライナを固定して
いる。

【０００３】また、シリンダブロックから突出した状態
のライナフランジの外周部には、燃焼時の内圧によるシ
リンダライナの半径方向外側への力に対して剛性を高め
るために、シリンダライナよりも剛性の高いい材料から
なる支持リングが設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のシリンダラ
イナでは、冷媒通路への冷媒の入口部及び出口部がシリ
ンダライナの側面に形成されているため、シリンダブロ
ックの上端面より突出したライナフランジを設けた構造
となり、また、シリンダブロックの上端面より突出した
ライナフランジの剛性を高めるために支持リングを更に
設けた構造となり、このため、シリンダライナの構造が
複雑となる。

【０００５】更に、シリンダライナ内の冷媒通路への冷
媒の流出入のための冷媒通路をシリンダライナの外部に
設けたり、シリンダライナ内の冷媒通路と上記外部の冷
媒通路との接続部にシール装置が必要となり、このた
め、シリンダライナに流出入する冷媒の通路の構造が複
雑となる。

【０００６】そこで本発明は上記課題に鑑みなされたも
ので、シリンダライナの構造、及びシリンダライナに流
出入する冷媒の通路の構造を簡素化した内燃機関の冷却
装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、燃焼室側であるシリンダライナの上部に第
１の冷媒通路が内設され、第２の冷媒通路を内設したシ
リンダヘッドが前記シリンダライナの上端面上に設けら
れた内燃機関の冷却装置において、前記第１の冷媒通路
は、冷媒の入口部及び出口部を、前記シリンダライナの
上端面に夫々開口させ、且つ、装着された前記シリンダ
ヘッド内の前記第２の冷媒通路に夫々連通させた構成で
ある。

【０００８】

【作用】第１の冷媒通路の冷媒の入口部及び出口部をシ
リンダライナの上端面に開口させるように設けたことに
より、シリンダライナ全体をシリンダブロックに嵌装す
ることが可能となる。

【０００９】第１の冷媒通路の冷媒の入口部及び出口部
をシリンダヘッド内の第２の冷媒通路に夫々連通させる
ように設けたことにより、第１の冷媒通路への冷媒の流
出入は、シリンダヘッドの第２の冷媒通路から連続して
行われ、そのため、第１の冷媒通路への冷媒の流出入の
ための新たな冷媒通路が必要なくなる。

【００１０】

【実施例】図１（Ａ），（Ｂ）夫々は本発明になる内燃
機関の冷却装置の一実施例の平面図、縦断面図である。
尚、同図（Ａ）は同図（Ｂ）中、シリンダヘッド２が外
された状態の平面図、同図（Ｂ）は、シリンダヘッド２
が装着された状態における、図１（Ａ）中のIb−Ib線に
沿う断面を示している。

【００１１】同図中、シリンダライナ１は、大略、燃焼
室が形成される上部に設けられた冷却水冷却部４と、そ
の下方に設けられた冷却油冷却部５と、更にその下方に
設けられた円筒部６とよりなる。

【００１２】冷却水冷却部４は、シリンダライナ１を冷
却する冷却水が流通する環状の冷却水通路７がシリンダ
ライナ１の製造時に鋳込まれた構成である。

【００１３】図２は上記冷却水通路７の斜視図を示す。

【００１４】冷却水通路７は、例えばステンレス等の剛
性の大きい金属材料により形成され、図１及び図２に示
すように、断面が矩形をなす管壁により環状に構成され
た通路部７ａと、通路部７ａに連通した冷却水の入口部
７ｂ及び出口部７ｃとよりなる。入口部７ｂ及び出口部
７ｃは、通路部７ａの上面上であり、環状の通路部７ａ
において夫々 180度反対側に設けられている。尚、通路
部７ａの断面形状は、上記の如く矩形状に限らず、例え
ば長円形等の形状であってもよい。

【００１５】上記構成の冷却水通路７は、入口部７ｂ及
び出口部７ｃの端部の位置と、シリンダライナ１の上端
面１ａとの位置を合わせた状態でシリンダライナ１を形
成する金属によって鋳込まれる。即ち、シリンダライナ
１の上端面１ａは、入口部７ｂ及び出口部７ｃの開口部
を有したドーナツ状の平坦な面とされている。

【００１６】冷却水冷却部４において冷却水は、入口部
７ｂより冷却水通路７に流入し、通路部７ａを２方向に
別れて流れ、出口部７ｃより外部に排出される。シリン
ダライナ１の熱は通路部７ａの部分において冷却水によ
って吸収される。

【００１７】冷却油冷却部５は、シリンダライナ１の外
周に環状の冷却溝５ａが軸方向に複数段設けられると共
に、各冷却溝５ａを軸方向に連通する連通溝５ｂが２箇
所、シリンダライナ１の 180度反対側に夫々設けられて
いる。従って、シリンダライナ１がシリンダブロック３
のボア部３ａに嵌装された状態においては、上記各溝５
ａ，５ｂとボア部３ａの内周面との間に冷却油の通路が
構成される。また、シリンダブロック３には、シリンダ
ライナ１がシリンダブロック３に嵌装された状態におい
て、上記連通溝５ｂの最上部に連続する流入部８、流出
部９とが夫々形成されている。

【００１８】従って、冷却油冷却部５において冷却油
は、流入部８より流入し、一方の連通溝５ｂを通って各
冷却溝５ａに分配され、冷却溝５ａ内にてシリンダライ
ナ１の熱を吸収して他方の連通溝に流入し、流出部９か
ら排出される。尚、上記冷却油冷却部５の外径寸法は、
上記冷却水冷却部４の外径寸法よりも若干小さい寸法と
されている。

【００１９】円筒部６は、上記冷却溝５ａの底径よりも
小さい外径寸法を有して円筒状に形成されている。円筒
部６の部分は、冷却水冷却部４近傍の燃焼室から離れて
いるために入熱量が少なく、上記冷却水冷却部４、及び
冷却油冷却部５のような冷却装置は設けられていない。

【００２０】シリンダライナ１の内周面１ｂは、冷却水
冷却部４、冷却油冷却部５、円筒部６のいずれの部位に
おいても同一内径寸法で形成されている。

【００２１】シリンダブロック３には、シリンダライナ
１の外周部における冷却水冷却部４と冷却油冷却部５と
の間、及び、冷却油冷却部５と円筒部６との間の段差の
位置及び寸法に対応した段差を形成したボア部３ａが形
成されており、上記構成のシリンダライナ１がボア部３
ａ内に嵌装される。

【００２２】本実施例におけるシリンダライナ１では、
冷却水通路７の入口部７ｂ及び出口部７ｃが、上記の如
くシリンダライナ１の上端面１ａ上に開口するように設
けられており、冷却水冷却部４の側面上には何も形成さ
れていないため、図１（Ｂ）に示すように、シリンダラ
イナ１の全体を完全にシリンダブロック３のボア部３ａ
内に嵌装することができる。このため、入口部及び出口
部をシリンダライナの側方に開口するためにライナフラ
ンジを設けていた従来の構成に比べて、シリンダライナ
１の上部の構造が簡素化される。

【００２３】このように本実施例では、シリンダライナ
１がボア部３ａ内に嵌装された状態においては、シリン
ダライナ１の上端面１ａと、シリンダブロック３の上端
面３ｂとの位置が一致した構成となる。

【００２４】上記上端面１ａ，３ｂの上部には、図１
（Ｂ）に示すように、シリンダヘッド２がガスケット１
３を介して、図示されていない締付ネジによって装着さ
れている。そして、シリンダヘッド２の内面２ａと、上
死点近傍に移動したピストン（図示せず）の上端面と、
シリンダライナ１の内周面１ｂとにより、燃焼室１１が
形成される。

【００２５】燃焼室１１を形成するシリンダヘッド２は
シリンダライナ１の上部と同様に非常に高温となるた
め、シリンダヘッド２にも冷却水の冷媒通路１２が形成
されている。この冷媒通路１２には、冷却水の入口部及
び出口部（図には表れていない）が形成されていると共
に、シリンダライナ１に鋳込まれた上記冷却水通路７の
入口部７ｂ及び出口部７ｃに連通する２つの連通路１２
ａ（出口部７ｃに連通する連通路は図示されていない）
が形成されている。逆に言えば、シリンダライナ１にお
ける冷却水の入口部７ｂ及び出口部７ｃの位置は、シリ
ンダヘッド２の上記２つの連通路１２ａに対応する位置
とされている。

【００２６】従って、予め冷却された冷却水は、温度の
高いシリンダヘッド２の冷媒通路１２を流れてシリンダ
ヘッド２の熱を吸収した後、上記連通路１２ａから入口
部７ｂを介してシリンダライナ１の冷却水通路７に流入
し、上記の如く冷却水通路７内でシリンダライナ１の上
部の熱を吸収し、そして、再び出口部７ｃを介して冷媒
通路１２に戻り、シリンダヘッド２に設けられた出口部
から排出される。

【００２７】このように、シリンダライナ１の冷却水通
路７は、上記の如くシリンダヘッド２の冷媒通路１２と
連通しており、冷媒通路１２を介して冷却水を流通させ
ているため、冷却水通路７のための特別な冷媒の通路を
シリンダライナ１の外部に設ける必要がなく、しかも、
冷却水通路７と冷媒通路１２との接続部のシールも、シ
リンダライナ１とシリンダヘッド２との間のガスケット
１３により兼用できる。このため、本実施例の冷却装置
１０においては、冷却水通路７へ冷却水を流出入させる
通路の構造が、従来に比べて格段に簡素化される。

【００２８】更に、本実施例の冷却装置１０によれば、
上述したようにシリンダライナ１の全体が完全にシリン
ダブロック３のボア部３ａ内に嵌装された構造となる。
即ち、燃焼室１１を構成するシリンダライナ１の上部の
部分もボア部３ａ内に嵌装されているため、燃焼時に燃
焼室内の内圧によりシリンダライナ１の半径方向外側に
働く力は、シリンダブロック３によって支持される。そ
の結果、最も剛性が要求されるシリンダライナ１の上部
において、シリンダライナ１の剛性に支障をきたすこと
なくシリンダライナ１の肉厚寸法を薄くすることがで
き、これによって、シリンダライナ１の径寸法を小さく
することができる。また、燃焼時の内圧は、上記の如く
シリンダブロック３によって支持されているため、従
来、ライナフランジの剛性を高めるために必要とされた
支持リングは不要となり、本実施例のシリンダライナ１
の形状は更に簡素化される。

【００２９】また、シリンダライナ１の上部である冷却
水冷却部４には、上記の如く剛性の大きい金属材料によ
って形成された冷却水通路７が配設されている。このた
め、シリンダライナ１上部の冷却水冷却部４の部分の剛
性が増し、これによっても、シリンダライナ１の径寸法
を小さくすることができる。

【００３０】一般に油は水に比べて比熱が低く冷却効果
が低いため、シリンダライナ１の冷却油冷却部５の部分
は、上記シリンダヘッド２、及びシリンダライナ１の冷
却水冷却部４の部分に比べて冷却効果が低くなるように
設計されている。更に円筒部６の部分では、上述したよ
うにシリンダライナ１の冷却は一切行われていない。こ
こで、シリンダライナ１の入熱分布は燃焼室１１の部位
で最高となり、軸方向下方に向けて徐々に低くなる分布
となる。このため、上記構成のシリンダライナ１によ
り、シリンダライナ１の入熱分布に対応した冷却を行う
ことができ、シリンダライナ内周面１ｂの温度均一化を
図ることができる。

【００３１】また、冷却水は予めケース状に形成された
冷却水通路７内において流通するため、冷却水と冷却油
とが混合することは無く、例えば、冷却水と冷却油との
間にＯリング等のシール装置を設けていた構成の従来例
に比べて、シリンダライナ１の耐久性を向上することが
できる。

【００３２】以上のように、本実施例の内燃機関の冷却
装置１０によれば、シリンダライナ１の上部に冷却水、
下部に冷却油を用いてシリンダライナ１の入熱分布に対
応した冷却が行い得、耐ノック性に優れると共に、シリ
ンダライナ１の上部の構造、及びシリンダライナ１への
冷却水の流出入のための通路の構造を簡素化することが
できる。また、燃焼室１１の部分を含むシリンダライナ
１の全体がシリンダブロック３のボア部３ａ内に嵌装さ
れるため、ライナフランジをシリンダブロックの上端面
に突出させた従来の構成に比べて、最も剛性が要求され
るシリンダライナ１の上部において、剛性に支障をきた
すことなくシリンダライナ１の肉厚寸法を減少せしめる
ことができ、シリンダライナ１の径寸法を小さくするこ
とができる。

【００３３】更に、冷却水通路７の入口部７ｂ及び出口
部７ｃは、冷却水通路７の上面に設けられ、且つシリン
ダライナ１の上端面１ａ上に開口するように設けられて
いるため、冷却水通路７内に気泡が混入した場合、気泡
は確実にシリンダヘッド２の冷媒通路１２内に抜けるた
め、最も高温となるシリンダライナ１の冷却水冷却部４
に気泡溜まりによるヒートスポットの発生を防止するこ
とができる。

【００３４】また、図３は本発明になる冷却装置がシリ
ンダ間の間隔寸法が狭い内燃機関に適用された実施例の
平面図である。

【００３５】同図に示すように、シリンダ間の間隔寸法
が狭い場合、冷却水冷却部２１内に設けられた冷却水通
路２２の通路部２２ａは、シリンダライナ２０が隣接す
る部分において半径方向に狭められた形状とされてい
る。また、冷却水通路２２の入口部２２ｂ及び出口部２
２ｃは、隣接するシリンダライナ２０に影響を受けな
い、各シリンダライナ２０の縦列方向に対して直交する
方向において対向して設けられ、必要な開口面積を確保
している。そして、冷却水冷却部２１は、冷却水通路２
２が上記の如く狭められた分、隣のシリンダライナ２０
に隣接する外周部分が切り落とされ、隣接するシリンダ
ライナ２０どうしが接合された構成であり、これによっ
て、シリンダ間の間隔寸法を狭めることに対応してい
る。

【００３６】シリンダライナ２０を上記の構成とするこ
とにより、シリンダ間の間隔寸法が狭い場合であって
も、上述した通常の間隔の場合の実施例と同様の効果を
得ることができる。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、燃焼室を
形成するシリンダライナ上部を含んだシリンダライナ全
体をシリンダブロックに完全に嵌装することが可能とな
るため、従来構成におけるライナフランジや、支持リン
グが不要となり、シリンダライナの構造を従来に比べて
簡素化することができると共に、シリンダライナの剛性
に支障をきたすことなくシリンダライナの肉厚寸法を小
さくすることができ、シリンダライナの径寸法を従来に
比べて小さくすることができる。

【００３８】また、第１の冷媒通路への冷媒の流出入
は、シリンダヘッドの第２の冷媒通路から連続して行わ
れると共に、第１の冷媒通路と第２の冷媒通路との接続
部のシールは、シリンダライナとシリンダヘッド間のシ
ールで兼用されるため、第１の冷媒通路への冷媒の流出
入のための通路の構造を従来に比べて格段に簡素化する
ことができる。

【００３９】更に、第１の冷媒通路内に気泡が混入した
場合、気泡はシリンダライナの上端面に開口された第１
の冷媒通路の入口部及び出口部を通って確実に抜けるた
め、最も高温となるシリンダライナの上部に気泡溜まり
によるヒートスポットが発生することを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる内燃機関の冷却装置の一実施例の
構造図である。

【図２】図１に示すシリンダライナ内の冷却水通路の斜
視図である。

【図３】本発明になる冷却装置がシリンダ間の間隔寸法
が狭い内燃機関に適用された実施例の平面図である。

【符号の説明】

１，２０ シリンダライナ １ａ 上端面 １ｂ 内周面 ２ シリンダヘッド ３ シリンダブロック ３ａ ボア部 ４，２１ 冷却水冷却部 ５ 冷却油冷却部 ５ａ 冷却溝 ５ｂ 連通溝 ６ 円筒部 ７，２２ 冷却水通路 ７ａ，２２ａ 通路部 ７ｂ，２２ｂ 入口部 ７ｃ，２２ｃ 出口部 ８ 流入部 ９ 流出部 １０ 内燃機関の冷却装置 １１ 燃焼室 １２ 冷媒通路 １２ａ 連通路 １３ ガスケット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃焼室側であるシリンダライナの上部に
   第１の冷媒通路が内設され、第２の冷媒通路を内設した
   シリンダヘッドが前記シリンダライナの上端面上に設け
   られた内燃機関の冷却装置において、 前記第１の冷媒通路は、冷媒の入口部及び出口部を、前
   記シリンダライナの上端面に夫々開口させ、 且つ、装着された前記シリンダヘッド内の前記第２の冷
   媒通路に夫々連通させた構成であることを特徴とする内
   燃機関の冷却装置。