JP2020143579A - シリンダブロック - Google Patents

Abstract

【課題】気筒における上側ボア、中央ボア、及び下側ボアの内径の大小関係が変化することを抑制する。【解決手段】シリンダブロック５０には、ピストン３１が往復動する気筒７０ａが区画されている。気筒７０ａは、当該気筒７０ａの軸線方向において、シリンダヘッド１０が固定される側から順に、上側ボア７１ａ、中央ボア７２ａ、下側ボア７３ａに大別できる。中央ボア７２ａの内径は、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径よりも大きくなっている。また、シリンダブロック５０には、上側ボア７１ａを取り囲む上側ウォータジャケットとして機能する上側凹部６８が区画されている。さらに、シリンダブロック５０には、下側ボア７３ａを取り囲む下側ウォータジャケットとして機能する下側凹部６６が区画されている。上側凹部６８及び下側凹部６６は、スペーサ８０を挟んで離間して区画されている。【選択図】図１

Description

本発明は、シリンダブロックに関する。

特許文献１の内燃機関におけるシリンダブロックには、ピストンが往復動する気筒が区画されている。この気筒は、当該気筒の軸線方向において、上側ボア、中央ボア、及び下側ボアに大別できる。中央ボアの内径は、上側ボア及び下側ボアの内径よりも大きくなっている。また、シリンダブロックの上面には、気筒の上側を覆うシリンダヘッドが固定されている。特許文献１の内燃機関では、シリンダブロックにおける気筒の内壁面、ピストンの上面、及びシリンダヘッドの下面で区画された燃焼室で燃料が燃焼する。

特開２０１７−１９８１７４号公報

特許文献１の内燃機関では、燃料が燃焼する内燃機関の実働時においてシリンダブロックの温度が箇所毎に不均一になる。そのため、シリンダブロックにおける気筒においても、当該気筒の箇所毎の膨張量にばらつきが生じ、当該気筒における上側ボア、中央ボア、及び下側ボアの内径の大小関係が変化してしまうおそれがある。

上記課題を解決するためのシリンダブロックは、ピストンが往復動する気筒、及び冷却水が流通するウォータジャケットが区画されたシリンダブロックであって、前記気筒は、前記気筒の軸線方向において、シリンダヘッドが固定される側から順に、上側ボアと、前記上側ボアに接続されるとともに前記上側ボアよりも内径が大きい中央ボアと、前記中央ボアに接続されるとともに前記中央ボアよりも内径が小さい下側ボアとを備え、前記ウォータジャケットは、前記上側ボアを前記気筒の径方向外側から取り囲む上側ウォータジャケットと、前記下側ボアを前記気筒の径方向外側から取り囲む下側ウォータジャケットとを備えており、前記上側ウォータジャケット及び前記下側ウォータジャケットは、前記気筒の軸線方向において前記ウォータジャケットが形成されていない非形成領域を挟んで離間して配置されている。

上記構成では、上側ウォータジャケットと下側ウォータジャケットとの間にウォータジャケットが形成されていない非形成領域が存在するため、その非形成領域に隣り合う中央ボアが冷却されにくい。したがって、内燃機関の実働時において中央ボアが膨張することで当該中央ボアの内径が大きくなりやすい。一方、上側ボア及び下側ボアは、ウォータジャケットを流通する冷却水によって冷却されやすい。そのため、内燃機関の実働時において上側ボア及び下側ボアが膨張しにくく、上側ボア及び下側ボアの内径が大きくなりにくい。これにより、上側ボア、中央ボア、及び下側ボアの内径の大小関係が変化することを抑制できる。

上記構成において、前記気筒の中心軸線を含む断面での断面視において、前記上側ウォータジャケットの流路断面積は、前記下側ウォータジャケットの流路断面積よりも大きくなっており、前記上側ウォータジャケットと前記気筒とを隔てる上側隔壁部の平均厚みは、前記下側ウォータジャケットと前記気筒とを隔てる下側隔壁部の平均厚みよりも小さくなっていてもよい。

上記構成によれば、上側ウォータジャケットが気筒に近い位置に配置されている上、当該上側ウォータジャケットの流路断面積が大きくて多くの冷却水が流通する。したがって、下側ボアに比べて高温になりやすい上側ボアを、より効率的に冷却できる。

上記構成において、前記シリンダヘッドが固定される側の端面においては、凹部が窪んでおり、前記凹部は、前記上側ボア、前記中央ボア、及び前記下側ボアを、前記気筒の径方向外側から取り囲んでおり、前記凹部には、前記非形成領域を構成するスペーサが配置されており、前記スペーサは、前記凹部の内部空間を、前記上側ウォータジャケット及び前記下側ウォータジャケットに区画していてもよい。

上記構成によれば、凹部内にスペーサを配置させるという簡便な構造で、互いに離間して配置される上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを区画できる。したがって、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットをそれぞれ独立して区画形成するのに比較して、簡便な工程で製造できる。

上記構成において、前記凹部は、前記シリンダヘッドが固定される側の端面から前記気筒の中心軸線に沿って窪むように延びており、前記凹部の溝幅は、前記シリンダヘッドが固定される側に向かうほど大きくなっていてもよい。

上記の構成によれば、凹部に対応する形状の金型を使用して凹部を備えたシリンダブロックを成形する際、金型が凹部の内壁に干渉することなく当該金型を離型させることができる。すなわち、上記構成のシリンダブロックは、金型を利用して簡便に製造が可能である。

上記構成において、前記凹部は、前記下側ボアを取り囲む第１凹部と、前記第１凹部から前記シリンダヘッドが固定される側の端面にまで延びる第２凹部とを備え、前記第２凹部における前記第１凹部側の端部の溝幅は、前記第１凹部における前記第２凹部側の端部の溝幅よりも大きくなっており、前記スペーサは、前記第１凹部と前記第２凹部との間の段差に当接していてもよい。

上記構成では、第１凹部と第２凹部との段差に当接することで、スペーサが凹部の内部で位置決めされている。これにより、凹部の内部でスペーサの位置が気筒の軸線方向にずれることに起因して、上側ウォータジャケットの形状や下側ウォータジャケットの形状が意図せず変化することを抑制できる。

上記構成において、円柱状の貫通孔が貫通しているブロック本体と、前記貫通孔の内周面に固定されて前記気筒の内壁面を構成する円筒形状のライナとを備えており、前記ライナの材質は、前記ブロック本体の材質よりも線膨張係数が小さくなっており、前記ライナにおいて前記上側ボアの内壁面を構成する部分の厚み及び前記ライナにおいて前記下側ボアの内壁面を構成する部分の厚みは、前記ライナにおいて前記中央ボアの内壁面を構成する部分の厚みよりも大きくなっていてもよい。

上記構成によれば、ライナにおける上側ボア及び下側ボアの内壁面を構成する部分の厚みが大きいため、上側ボア及び下側ボアの熱膨張は中央ボアに比べて、線膨張係数の小さいライナの影響を受けやすい。すなわち、上側ボア及び下側ボアは、熱膨張しにくいライナの材質を反映して熱膨張しにくくなっている。したがって、上側ボア及び下側ボアが膨張して、中央ボアに対する内径の大小関係が変わってしまうことは抑制できる。

内燃機関の断面図。 シリンダブロックの上面図。

以下、実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。本実施形態では、内燃機関１００が車両に搭載されているものとし、車両の上下方向を内燃機関１００の上下方向として説明する。

先ず、内燃機関１００の全体構成について説明する。
図１に示すように、内燃機関１００は、全体として直方体形状のシリンダブロック５０を備えている。シリンダブロック５０の内部には、略円柱形状の気筒７０ａが区画されている。気筒７０ａは、シリンダブロック５０の上面から下面まで貫通している。図２に示すように、シリンダブロック５０には、気筒７０ａが３つ区画されている。３つの気筒は、図示しないクランクシャフトの軸線方向に沿うように並列配置されている。

図１に示すように、各気筒７０ａには、全体として円柱形状のピストン３１が収容されている。ピストン３１は、気筒７０ａの内部を、当該気筒７０ａの軸線方向に往復運動する。ピストン３１は、図示しないコネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。なお、図１では、ピストン３１を二点鎖線で図示している。

シリンダブロック５０の上面には、全体として直方体形状のシリンダヘッド１０が固定されている。シリンダヘッド１０の下面においては、上側に向かって下面凹部１５が窪んでいる。下面凹部１５は、気筒７０ａの軸線方向から視たときに、略円形になっている。下面凹部１５は、気筒７０ａに向かい合うように配置されている。下面凹部１５の内壁面、気筒７０ａの内壁面、及びピストン３１の上面によって、燃焼室９０が区画されている。

シリンダヘッド１０の内部には、燃焼室９０に吸気を導入するための吸気ポート１１が区画されている。吸気ポート１１は、気筒７０ａの並び方向及び上下方向のいずれに対しても直交する方向の一方側（図１における右側）に配置されている。吸気ポート１１は、気筒７０ａの数に対応して３つ配置されている。また、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１１における燃焼室９０側の開口を開閉する吸気バルブ４１が取り付けられている。吸気バルブ４１は、図示しない動弁機構によって動作され、クランクシャフトの回転と連動して吸気ポート１１における開口を開閉する。

シリンダヘッド１０の内部には、燃焼室９０から排気を排出するための排気ポート１２が区画されている。排気ポート１２は、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを挟んで吸気ポート１１とは反対側（図１における左側）に配置されている。排気ポート１２は、気筒７０ａの数に対応して３つ配置されている。また、シリンダヘッド１０には、排気ポート１２における燃焼室９０側の開口を開閉する排気バルブ４２が取り付けられている。排気バルブ４２は、図示しない動弁機構によって動作され、クランクシャフトの回転と連動して排気ポート１２における開口を開閉する。

シリンダヘッド１０における吸気ポート１１と排気ポート１２との間には、燃料を点火するための点火プラグ４３が取り付けられている。点火プラグ４３は、気筒７０ａ毎に取り付けられている。

シリンダヘッド１０における吸気ポート１１内には、図示しない燃料噴射弁から燃料が噴射される。噴射された燃料は、吸気と混ぜ合わされて燃焼室９０に導入される。燃焼室９０内に導入された燃料と吸気との混合気は、点火プラグ４３によって点火され、燃焼される。燃焼室９０内で燃焼した混合気は、排気として排気ポート１２へ排出される。

また、シリンダブロック５０の下面には、全体として箱形状のクランクケース２０が固定されている。クランクケース２０には、クランクシャフトが回転可能に支持されている。なお、クランクケース２０の下側には、オイルを貯留するためのオイルパンが固定されている。

次に、シリンダブロック５０の構成を具体的に説明する。
図１に示すように、シリンダブロック５０におけるブロック本体６０は、全体として直方体形状になっている。ブロック本体６０には、上下方向に略円柱形状の貫通孔６３が貫通している。貫通孔６３は、ブロック本体６０の上面から下面にまで至っている。貫通孔６３の中心軸線は、気筒７０ａの中心軸線７０ｂと同軸になっている。貫通孔６３は、気筒７０ａの数に対応して３つ貫通している。本実施形態において、ブロック本体６０の材質は、アルミニウム合金である。

ブロック本体６０における貫通孔６３の内周面には、略円筒形状のライナ７０が固定されている。ライナ７０の中心軸線は、気筒７０ａの中心軸線７０ｂと同軸になっている。ライナ７０の軸線方向の長さは、気筒７０ａの軸線方向の長さと同じになっている。本実施形態では、ライナ７０によって、気筒７０ａの内壁面が構成されている。また、本実施形態において、ライナ７０の材質は鋳鉄である。したがって、ライナ７０の材質の線膨張係数は、ブロック本体６０の材質の線膨張係数よりも小さくなっている。

ライナ７０は、気筒７０ａの軸線方向において、上側から順に、上側壁７１、中央壁７２、及び下側壁７３に大別できる。中央壁７２の内径は、上側壁７１及び下側壁７３の内径よりも僅かに大きくなっている。また、中央壁７２の外径は、上側壁７１及び下側壁７３の外径よりも小さくなっている。したがって、中央壁７２の厚みは、上側壁７１及び下側壁７３の厚みよりも小さくなっている。本実施形態において、上側壁７１及び下側壁７３の内径は同じになっている。また、上側壁７１及び下側壁７３の外径は同じになっている。

上側壁７１、中央壁７２、及び下側壁７３は、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ、中央ボア７２ａ、及び下側ボア７３ａの内壁面を構成している。したがって、中央ボア７２ａの内径は、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径よりも大きくなっている。なお、図１では、中央ボア７２ａの内径と、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径との差を、誇張して図示している。

ブロック本体６０の上面においては、凹部６５が窪んでいる。図１に示すように、ブロック本体６０を気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面で断面視した場合に、凹部６５は、ブロック本体６０の上面から気筒７０ａの中心軸線７０ｂに沿って下側に向かって窪んでいる。凹部６５の底面は、ブロック本体６０の下端面近傍に位置している。換言すると、凹部６５は、気筒７０ａの軸線方向においてブロック本体６０の略全体に亘って窪んでいるが、ブロック本体６０を貫通してはいない。図２に示すように、凹部６５は、３つの気筒７０ａ全体を外側から取り囲むように、略一定の溝幅で延びている。

図１に示すように、凹部６５は、当該凹部６５の底側から順に、下側凹部６６、中央凹部６７、及び上側凹部６８に大別できる。下側凹部６６は、気筒７０ａの軸線方向において、凹部６５の底面から下側ボア７３ａの上端と同じ高さ位置にまで至っている。下側凹部６６は、気筒７０ａの径方向外側から下側ボア７３ａを取り囲んでいる。下側凹部６６の溝幅は、下側から上側に向かうほど大きくなっている。本実施形態では、下側凹部６６が第１凹部である。

下側凹部６６の上端からは、中央凹部６７が上側に向かって延びている。中央凹部６７は、気筒７０ａの軸線方向において、中央ボア７２ａの下端から中央ボア７２ａの上端と同じ高さ位置にまで至っている。中央凹部６７は、気筒７０ａの径方向外側から中央ボア７２ａを取り囲んでいる。中央凹部６７の溝幅は、下側から上側に向かうほど大きくなっている。また、中央凹部６７における下端部の溝幅は、下側凹部６６における上端部の溝幅よりも大きくなっている。したがって、下側凹部６６の上端部と中央凹部６７の下端部との間には、段差６９が生じている。

中央凹部６７の上端からは、上側凹部６８が上側に向かって延びている。上側凹部６８は、気筒７０ａの軸線方向において、上側ボア７１ａの下端からブロック本体６０の上面にまで至っている。上側凹部６８は、気筒７０ａの径方向外側から上側ボア７１ａを取り囲んでいる。上側凹部６８の溝幅は、下側から上側に向かうほど大きくなっている。また、上側凹部６８における下端部の溝幅は、中央凹部６７における上端部の溝幅よりも大きくなっている。さらに、図１に示すように、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面での断面視で、上側凹部６８の断面積は、下側凹部６６の断面積よりも大きくなっている。本実施形態では、中央凹部６７及び上側凹部６８が第２凹部である。

中央凹部６７には、当該中央凹部６７の内部空間を埋めるためのスペーサ８０が配置されている。スペーサ８０は、中央凹部６７の空間形状に対応した形状になっている。スペーサ８０の下端部は、凹部６５における段差６９に当接している。したがって、凹部６５の内部空間は、スペーサ８０によって、上側凹部６８及び下側凹部６６に区画されている。本実施形態において、上側凹部６８は、冷却水を流通させるための上側ウォータジャケットとして機能する。また、下側凹部６６は、冷却水を流通させるための下側ウォータジャケットとして機能する。なお、上側凹部６８及び下側凹部６６を流通する冷却水は、図示しない導入水路を介して当該上側凹部６８及び下側凹部６６に導入される。また、上側凹部６８及び下側凹部６６を流通した冷却水は、図示しない排出水路を介して当該上側凹部６８及び下側凹部６６から排出される。

上述したように、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面において、上側凹部６８の断面積は、下側凹部６６の断面積よりも大きくなっている。したがって、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面において、上側ウォータジャケットの流路断面積は、下側ウォータジャケットの流路断面積よりも大きくなっている。また、本実施形態において、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットは、気筒７０ａの軸線方向において、ウォータジャケットが形成されていない非形成領域を構成するスペーサ８０を挟んで離間している。

上述したように、上側凹部６８の溝幅は、下側凹部６６の溝幅よりも大きくなっている。したがって、上側ウォータジャケットと気筒７０ａの上側ボア７１ａとを隔てる上側隔壁部８６の平均厚みは、下側ウォータジャケットと気筒７０ａの下側ボア７３ａとを隔てる下側隔壁部８７の平均厚みよりも小さくなっている。ここで、平均厚みとは、上側隔壁部８６や下側隔壁部８７が存在する全領域における厚みの平均値である。

次に、シリンダブロック５０の製造方法について説明する。
シリンダブロック５０のブロック本体６０は、鋳造方法の一種であるダイカストによって製造される。この鋳造工程においては、ブロック本体６０の上側に配置される第１金型と、ブロック本体６０の下側に配置される第２金型とを用いる。第１金型には、ブロック本体６０の上側形状に対応した形状になっている。具体的には、第１金型には、凹部６５の形状に対応した凸部が形成されている。また、第２金型には、ブロック本体６０の下側形状に対応した形状になっている。そして、第１金型及び第２金型の間の空間における所定の位置には、予め成形されたライナ７０を配置する。次に、第１金型及び第２金型の間の空間に溶融したアルミニウム合金を高圧力で流し込む。その後、第１金型及び第２金型間の空間で固まった金属から第１金型及び第２金型を離型させて、固まった金属を取り出す。なお、この鋳造工程によって、ライナ７０は、ブロック本体６０と一体的に構成される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、中央凹部６７にスペーサ８０が配置されており、中央凹部６７がウォータジャケットとして機能しない。そのため、スペーサ８０に隣り合っている気筒７０ａの中央ボア７２ａの内壁面は冷却されにくい。したがって、内燃機関１００の実働時においては、中央ボア７２ａの温度が高くなって、当該中央ボア７２ａの内径の膨張量が比較的に大きくなる。

一方、上側凹部６８及び下側凹部６６は、冷却水を流通させるための上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットとして機能する。そのため、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットに隣り合っている上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内壁面は、上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを流通する冷却水との熱交換によって冷却されやすい。したがって、内燃機関１００の実働時においては、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内壁面の温度が、中央ボア７２ａの内壁面の温度ほどには高くなりにくい。その結果、当該上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径の膨張量も、中央ボア７２ａの内径の膨張量に比較して小さくなる。つまり、中央ボア７２ａの内径の膨張量はそれほど強く抑制されない一方で、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径の膨張量は効果的に抑制される。これにより、内燃機関１００の実働時においても、中央ボア７２ａの内径が、上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径よりも大きいという大小関係が変化することを抑制できる。

（２）内燃機関１００の実働時においては、燃料の燃焼熱が、概ねシリンダブロック５０の上側から下側に伝達される。そのため、上側ボア７１ａの内壁面の温度は、下側ボア７３ａの内壁面の温度に比べて高くなりやすい。

本実施形態では、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面において、上側ウォータジャケットの断面積は、下側ウォータジャケットの断面積よりも大きくなっている。そのため、上側ウォータジャケットを流通する冷却水量は、下側ウォータジャケットを流通する冷却水量よりも大きくなる。さらに、上側ウォータジャケットと気筒７０ａの上側ボア７１ａとを隔てる上側隔壁部８６の平均厚みは、下側ウォータジャケットと気筒７０ａの下側ボア７３ａとを隔てる下側隔壁部８７の平均厚みよりも小さくなっている。つまり、本実施形態では、全体として、上側ウォータジャケットの方が下側ウォータジャケットよりも気筒７０ａの近くに位置している。そのため、本実施形態では、燃料の燃焼熱によって温度が高くなりやすい上側ボア７１ａの内壁面を、より効率的に冷却できる。

（３）本実施形態では、上側凹部６８は、気筒７０ａの軸線方向において、上側ボア７１ａの下端からブロック本体６０の上面にまで至っている。すなわち、気筒７０ａの上側ボア７１ａは、当該上側ボア７１ａの軸線方向全域において、冷却水が流通する上側ウォータジャケットによって取り囲まれている。そのため、上側ボア７１ａの軸線方向全域において、当該上側ボア７１ａの内壁面は、上側ウォータジャケットを流通する冷却水によって冷却される。これにより、上側ボア７１ａの軸線方向全域において、当該上側ボア７１ａの内径の膨張を抑制できる。

（４）本実施形態において、アルミニウム合金製のブロック本体６０には、鋳鉄製のライナ７０が固定されている。そのため、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ、中央ボア７２ａ、及び下側ボア７３ａの内径の熱膨張量は、アルミニウム合金製のブロック本体６０だけでなく、鋳鉄製のライナ７０の影響を受ける。本実施形態では、ライナ７０における上側壁７１及び下側壁７３の厚みは、ライナ７０における中央壁７２の厚みよりも大きくなっている。そのため、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径の膨張量は、気筒７０ａにおける中央ボア７２ａに比べて、鋳鉄製のライナ７０の影響を受けやすい。すなわち、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径は、線膨張係数が小さい鋳鉄製のライナ７０を反映して膨張しにくくなっている。一方、気筒７０ａにおける中央ボア７２ａの内径の膨張量は、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａに比べて、アルミニウム合金製のブロック本体６０の影響を受けやすい。すなわち、気筒７０ａにおける中央ボア７２ａの内径は、線膨張係数が大きいアルミニウム合金製のブロック本体６０を反映して膨張しやすくなっている。これにより、気筒７０ａにおける上側ボア７１ａ及び下側ボア７３ａの内径の膨張量は、気筒７０ａにおける中央ボア７２ａの内径の膨張量に比べて小さくなりやすい。

（５）例えば、ブロック本体６０に独立した上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを鋳造によって形成する場合には、上側ウォータジャケットや下側ウォータジャケットを形成するために砂製の中子を成形する工程が増えたり、中子を配置するために鋳造工程が複雑化したりすることもある。

本実施形態では、凹部６５における中央凹部６７にスペーサ８０を配置するという簡便な構造によって、凹部６５の内部空間を、冷却水を流通させるための上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットに区画している。そのため、ブロック本体６０に独立した上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを形成するに際して、ブロック本体６０を製造するための工程が増えたり、ブロック本体６０を製造するための工程が複雑化したりすることを抑制できる。したがって、本実施形態では、ブロック本体６０に独立した上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを形成する場合に比べて、簡便な工程でシリンダブロック５０を製造できる。

（６）本実施形態では、スペーサ８０が、段差６９に当接した状態で凹部６５における中央凹部６７に配置されている。つまり、スペーサ８０は、段差６９に当接することで、中央凹部６７の内部において気筒７０ａの軸線方向の位置が決められている。そのため、シリンダブロック５０の製造するときには、中央凹部６７の内部の所定の位置にスペーサ８０が確実に配置される。その結果、本実施形態では、スペーサ８０が中央凹部６７の内部の意図した位置に配置されないことに起因して、冷却水を流通させるための上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットの形状や断面積が変化することを抑制できる。

（７）ブロック本体６０の鋳造工程において、第１金型及び第２金型の間の空間で固まった金属から第１金型を離型させるときには、ブロック本体６０の凹部６５から第１金型の凸部を取り出す。ここで、本実施形態では、凹部６５における下側凹部６６、中央凹部６７、及び上側凹部６８の溝幅が、下側から上側に向かうほど大きくなっている。そのため、ブロック本体６０から第１金型を離型させるときには、気筒７０ａの中心軸線７０ｂに沿って第１金型を離型させることで、ブロック本体６０における凹部６５の内壁面と第１金型の凸部の外壁面とが干渉しにくい。すなわち、シリンダブロック５０は、金型を利用して簡便な製造が可能である。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態において、凹部６５の形状は変更できる。例えば、気筒７０ａの中心軸線７０ｂを含む断面において、上側凹部６８の断面積は、下側凹部６６の断面積と同じになっていたり、下側凹部６６の断面積よりも小さくなっていたりしてもよい。

・また、例えば、気筒７０ａの軸線方向において、上側凹部６８の下端は、上側ボア７１ａの下端よりも下側に位置していたり、上側ボア７１ａの下端よりも上側に位置していたりしてもよい。この場合にも、気筒７０ａの軸線方向において、冷却水が流通する上側凹部６８及び下側凹部６６が離間していれば、中央ボア７２ａは上側ボア７１ａよりも冷却されにくいので、中央ボア７２ａの内径は膨張しやすい。同様に、下側凹部６６の上端は、下側ボア７３ａの上端よりも上側に位置していたり、下側ボア７３ａの上端よりも下側に位置していたりしてもよい。

・さらに、例えば、上側凹部６８の溝幅は、気筒７０ａの軸線方向において、一定の幅になっていてもよい。同様に、中央凹部６７、及び下側凹部６６の溝幅は、気筒７０ａの軸線方向において、一定の幅になっていてもよい。

・また、例えば、中央凹部６７における下端部の溝幅は、下側凹部６６における上端部の溝幅と同じになっていてもよい。すなわち、下側凹部６６の上端部と中央凹部６７の下端部との間に段差６９が生じていなくてもよい。

・上記実施形態において、スペーサ８０の形状は変更できる。例えば、スペーサは、中央凹部６７の空間形状に対応した形状の本体部と、本体部の下面から下側に突出した脚部とを備えていてもよい。そして、スペーサの脚部が下側凹部６６の底面に当接していれば、スペーサの本体部を凹部６５の中央凹部６７に配置させることができる。なお、スペーサの脚部の大きさが下側凹部６６の溝幅よりも小さくなっていれば、下側凹部６６が下側ウォータジャケットとして機能する。

・上記実施形態において、気筒７０ａと凹部６５とを隔てる壁部の厚みは変更できる。例えば、上側隔壁部８６の平均厚みは、下側隔壁部８７の平均厚みと同じになっていたり、下側隔壁部８７の平均厚みよりも大きくなっていたりしてもよい。

・上記実施形態において、ライナ７０の形状は変更できる。例えば、中央壁７２の外径は、上側壁７１及び下側壁７３の外径と同じになっていたり、上側壁７１及び下側壁７３の外径よりも大きくなっていたりしてもよい。また、例えば、中央壁７２の厚みは、上側壁７１及び下側壁７３の厚みと同じになっていたり、上側壁７１及び下側壁７３の厚みよりも大きくなっていたりしてもよい。

・さらに、例えば、上側壁７１の内径は、下側壁７３の内径よりも大きくなっていたり、下側壁７３の内径よりも小さくなっていたりしてもよい。また、例えば、上側壁７１の外径は、下側壁７３の外径よりも大きくなっていたり、下側壁７３の外径よりも小さくなっていたりしてもよい。

・上記実施形態において、ブロック本体６０及びライナ７０の材質は変更できる。例えば、ブロック本体６０の材質が鋳鉄であったり、ライナ７０の材質がアルミニウム合金であったりしてもよい。つまり、ライナ７０の材質の線膨張係数は、ブロック本体６０の材質の線膨張係数と同じであったり、ブロック本体６０の材質の線膨張係数よりも大きくなっていたりしてもよい。また、ブロック本体６０及びライナ７０が同じ材質であってもよい。

・上記実施形態において、シリンダブロック５０における気筒７０ａの数は変更できる。シリンダブロック５０の内部には、２つ以下の気筒７０ａが区画されてもよいし、４つ以上の気筒７０ａが区画されていてもよい。

・上記実施形態において、シリンダブロック５０の製造方法は変更できる。例えば、鋳造方法の一種である砂型鋳造によってシリンダブロック５０を製造してもよい。
・上記実施形態において、ブロック本体６０における上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットは、それぞれ独立して形成されていてもよい。例えば、ブロック本体６０を鋳造するとき、予め成形された砂製の中子を、第１金型及び第２金型の間の空間に配置することで、独立した上側ウォータジャケット及び下側ウォータジャケットを形成してもよい。

１０…シリンダヘッド、１１…吸気ポート、１２…排気ポート、１５…下面凹部、２０…クランクケース、３１…ピストン、４１…吸気バルブ、４２…排気バルブ、４３…点火プラグ、５０…シリンダブロック、６０…ブロック本体、６３…貫通孔、６５…凹部、６６…下側凹部、６７…中央凹部、６８…上側凹部、６９…段差、７０…ライナ、７０ａ…気筒、７０ｂ…中心軸線、７１…上側壁、７１ａ…上側ボア、７２…中央壁、７２ａ…中央ボア、７３…下側壁、７３ａ…下側ボア、８０…スペーサ、８６…上側隔壁部、８７…下側隔壁部、９０…燃焼室、１００…内燃機関。

Claims (6)

1. ピストンが往復動する気筒、及び冷却水が流通するウォータジャケットが区画されたシリンダブロックであって、
   前記気筒は、前記気筒の軸線方向において、シリンダヘッドが固定される側から順に、上側ボアと、前記上側ボアに接続されるとともに前記上側ボアよりも内径が大きい中央ボアと、前記中央ボアに接続されるとともに前記中央ボアよりも内径が小さい下側ボアとを備え、
   前記ウォータジャケットは、
   前記上側ボアを前記気筒の径方向外側から取り囲む上側ウォータジャケットと、前記下側ボアを前記気筒の径方向外側から取り囲む下側ウォータジャケットとを備えており、
   前記上側ウォータジャケット及び前記下側ウォータジャケットは、前記気筒の軸線方向において前記ウォータジャケットが形成されていない非形成領域を挟んで離間して配置されている
   シリンダブロック。
2. 前記気筒の中心軸線を含む断面での断面視において、前記上側ウォータジャケットの流路断面積は、前記下側ウォータジャケットの流路断面積よりも大きくなっており、
   前記上側ウォータジャケットと前記気筒とを隔てる上側隔壁部の平均厚みは、前記下側ウォータジャケットと前記気筒とを隔てる下側隔壁部の平均厚みよりも小さい
   請求項１に記載のシリンダブロック。
3. 前記シリンダヘッドが固定される側の端面においては、凹部が窪んでおり、
   前記凹部は、前記上側ボア、前記中央ボア、及び前記下側ボアを、前記気筒の径方向外側から取り囲んでおり、
   前記凹部には、前記非形成領域を構成するスペーサが配置されており、
   前記スペーサは、前記凹部の内部空間を、前記上側ウォータジャケット及び前記下側ウォータジャケットに区画している
   請求項１又は請求項２に記載のシリンダブロック。
4. 前記凹部は、前記シリンダヘッドが固定される側の端面から前記気筒の中心軸線に沿って窪むように延びており、
   前記凹部の溝幅は、前記シリンダヘッドが固定される側に向かうほど大きくなっている
   請求項３に記載のシリンダブロック。
5. 前記凹部は、
   前記下側ボアを取り囲む第１凹部と、前記第１凹部から前記シリンダヘッドが固定される側の端面にまで延びる第２凹部とを備え、
   前記第２凹部における前記第１凹部側の端部の溝幅は、前記第１凹部における前記第２凹部側の端部の溝幅よりも大きくなっており、
   前記スペーサは、前記第１凹部と前記第２凹部との間の段差に当接している
   請求項３又は請求項４に記載のシリンダブロック。
6. 円柱状の貫通孔が貫通しているブロック本体と、前記貫通孔の内周面に固定されて前記気筒の内壁面を構成する円筒形状のライナとを備えており、
   前記ライナの材質は、前記ブロック本体の材質よりも線膨張係数が小さくなっており、
   前記ライナにおいて前記上側ボアの内壁面を構成する部分の厚み及び前記ライナにおいて前記下側ボアの内壁面を構成する部分の厚みは、前記ライナにおいて前記中央ボアの内壁面を構成する部分の厚みよりも大きい
   請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載のシリンダブロック。