JPH0329560Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はシリンダライナに関する。

〔従来の技術〕

従来よりエンジンの冷却には通常冷却水を使用
し、乾式ライナの場合にはシリンダブロツクに冷
却水通路を設け、湿式ライナの場合にはシリンダ
ブロツクのボア部内周面に設けた凹所とライナ外
周面とで形成する通路に冷却水を流し、ライナの
下部から上部更にはシリンダヘツドにも循環させ
てエンジンの冷却を行つている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかして、燃焼室で発生した熱はシリンダヘツ
ド、シリンダライナ、ピストン、ピストンリング
の各部を通じて放散されるが、シリンダライナの
壁面についていえば燃焼室近傍のライナ上部の温
度が最も高く、次いで中央部、下部の順序で低く
なる。そして近年、エンジンの性能向上が必須の
要件となり、燃焼室での発生熱量も増大し、燃焼
室近傍のライナ上部の温度がかなり高いものとな
る。

したがつて、コンパクトしかも高速高荷重のエ
ンジンを設計する上で従来のシリンダの冷却構造
では、特に燃焼室近傍のライナ上部が十分に冷却
できないという問題が生じてきた。

本考案は上記点に鑑みてなされたもので、シリ
ンダライナの軸方向の温度勾配（上部で高く、下
部で低い）に対応した冷却を行え、増大する燃焼
室での発生熱量を有効に除去してシリンダ壁の温
度を均一に低い温度に保つようにすることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の構成は、複数個の環状溝とこれらを連
通させる軸方向溝がライナ外周面に形成されてお
り、このライナがシリンダブロツクのボア部に嵌
装されて、シリンダブロツクのボア部内周面と前
記溝とで画定される空間が冷却液流路をなすシリ
ンダライナにおいて、前記複数個の環状溝は複数
個の環状溝群に分けられ、複数個の環状溝の集合
した環状溝群には環状溝同士を連通させるととも
に冷却液の出口と入口をなす２本の軸方向溝が形
成されており、隣接する環状溝群は冷却液の出口
と入口とが直列に連通し、各環状溝群における冷
却液の流路の総断面積がライナ軸方向の下部から
上部に向かつて小さくなつていることを特徴とす
る。

上記複数個の環状溝群は、各環状溝群が複数個
の環状溝の集合したものでもよいし、あるいはラ
イナ上端側から数えて第１番目の環状溝群は１個
の環状溝からなり、残りの環状溝群が複数個の環
状溝の集合したものであるものでもよい。

そして、環状溝群の数は２、３、あるいは４以
上である。

〔作用〕

冷却液は、環状溝群の環状溝を通じてライナ外
周を周方向に流れた後、その環状溝群の出口から
隣接する環状溝群の入口へ移り、この次段の環状
溝群の環状溝を通じてライナ外周を周方向に流
れ、上記と同様にして、順次隣接する環状溝群に
冷却液は移動し、環状溝群を通じてライナ外周を
流れる。この際、各環状溝群における冷却液の流
路の総断面積はライナ下部から上部に向かつて小
さくなつているので、ライナ上部の環状溝群の方
が流速は大きくなる。したがつて、ライナ上部の
方が冷却液の熱伝達係数が大きくなり、冷却能力
がライナ上部の方が高くなる。このようにして、
ライナ軸方向における温度勾配（上部で高く、下
部で低い）に対応した適切な冷却が行われる。

〔実施例〕

直列型４気筒９６馬力のデイーゼルエンジンに
おいて、内径84mmφ、行程89mmのシリンダラ
イナの外周面に冷却液通路用の溝を形成した。

即ち、第１〜２図に示すように、シリンダライ
ナ１は上端に鍔部２を備え、この鍔部２の下方の
ライナ外周面３の全体にわたつて、軸方向に間隔
をおいて18個の環状溝４を形成する。そして、こ
れらの環状溝４は３つの環状溝群に分けられる。

この３つの環状溝群は、ライナ上端側の第１番
目の環状溝４から第４番目の環状溝４までの第１
環状溝群４Ａ、第５番目の環状溝４から第10番目
の環状溝４までの第２環状溝群４Ｂ、第11番目の
環状溝４から最後の第18番目の環状溝４までの第
３環状溝群４Ｃからなる。

そして第１環状溝群４Ａには、ライナ周方向の
180度離れた２つの位置に、環状溝４同士を連通
させる２本の軸方向溝５，６（これらは複数の隣
接する環状溝４間のライナ外周面３に形成された
凹欠部からなる）が形成され、一方の軸方向溝５
が冷却液の入口をなし、他方の軸方向溝６が冷却
液の出口をなす。同様に、第２環状溝群４Ｂに
も、第１環状溝群４Ａの軸方向溝５，６と周方向
において同一の２つの位置に、環状溝４同士を連
通させる２本の軸方向溝７，８（これらは複数の
隣接する環状溝４間のライナ外周面３に形成され
た凹欠部からなる）が形成され、第１環状溝群４
Ａの冷却液の出口側に位置する軸方向溝７が冷却
液の入口をなし、他方の軸方向溝８が冷却液の出
口をなす。また、第３環状溝群４Ｃにも、同様
に、第２環状溝群４Ｂの軸方向溝７，８と周方向
において同一の２つの位置に、環状溝４同士を連
通させる２本の軸方向溝９，１０（これらは複数
の隣接する環状溝４間のライナ外周面３に形成さ
れた凹欠部からなる）が形成され、第２環状溝群
４Ｂの冷却液の出口側に位置する軸方向溝９が冷
却液の入口をなし、他方の軸方向溝１０が冷却液
の出口をなす。

そして、第１環状溝群４Ａの冷却液の出口をな
す軸方向溝６と、第２環状溝群４Ｂの冷却液の入
口をなす軸方向溝７とは、これらの軸方向溝６，
７と周方向において同一の位置で、第４番目の環
状溝４と第５番目の環状溝４との間のライナ外周
面３に形成された１個の凹欠部からなる軸方向溝
１１で直列に連通されている。また、同様に、第
２環状溝群４Ｂの冷却液の出口をなす軸方向溝８
と、第３環状溝群４Ｃの冷却液の入口をなす軸方
向溝９とは、これらの軸方向溝８，９と周方向に
おいて同一の位置で、第10番目の環状溝４と第11
番目の環状溝４との間のライナ外周面３に形成さ
れた１個の凹欠部からなる軸方向溝１２で直列に
連通されている。

そして、上記環状溝４は矩形断面をなし、断面
積は全て同一である。

このシリンダライナ１がシリンダブロツク１３
（第３図参照）のボア部に嵌装され、このボア部
内周面１４と前記ライナ１の溝４〜１２とで画定
される空間が冷却液流路１５をなす。

したがつて、シリンダブロツク１３の図示して
いない通路を通して、第１図に示すように、シリ
ンダライナ１の第１環状溝群４Ａの入口をなす軸
方向溝５に流入した冷却液は、第１環状溝群４Ａ
の環状溝４を180度反対側の方へ流れていき、第
２図に示すように、第１環状溝群４Ａの出口をな
す軸方向溝６から第２環状溝群４Ｂの入口をなす
軸方向溝７へ流入する。そして、第２環状溝群４
Ｂの環状溝４を180度反対側の方へ流れていき、
第１図に示すように、第２環状溝群４Ｂの出口を
なす軸方向溝８から第３環状溝群４Ｃの入口をな
す軸方向溝９へ流入する。そして、第３環状溝群
４Ｃの環状溝４を180度反対側の方へ流れていき、
第２図に示す第３環状溝群４Ｃの出口をなす軸方
向溝１０からシリンダブロツク１３の図示してい
ない通路に流出する。

この場合、３つの環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃに
おける冷却液の流路の総断面積は２：３：４の比
率となり、各環状溝群４Ａ，４Ｂ，４Ｃを流れる
冷却液の流速は、下部の第３環状溝群４Ｃよりも
中央部の第２環状溝群４Ｂの方が大きく、中央部
の第２環状溝群４Ｂよりも上部の第１環状溝群４
Ａの方が大きくなる。

したがつて、ライナ上部にいくほど冷却液の熱
伝達係数は大きくなり、冷却能力が大きくなつ
て、ライナ軸方向の温度勾配に対応した適切な冷
却が行われる。なお、冷却液流量は従来のものよ
り低下さすことができた。

なお、上記実施例では環状溝４の断面形状を矩
形としたが、これに限ることはなく、例えばＶ字
形、半円形などであつてもよく特に制限はない。
しかし伝熱面積を大きくするためには本実施例の
ように矩形が望ましい。

また、上記実施例ではライナ軸方向に間隔をお
いて複数個形成した環状溝を、３つの環状溝群に
分けて、各環状溝群における冷却液の流路の総断
面積を下部から上部に向けて小さくしたが、２つ
の環状溝群、あるいは４以上の環状溝群に分け
て、各環状溝群における冷却液の流路の総断面積
を下部から上部に向けて小さくするように構成し
てもよい。

また、上記実施例では、各環状溝群を複数個の
環状溝の集合したものとしたが、この他、ライナ
上端側から数えて第１番目の環状溝群は１個の環
状溝とし、残りの環状溝群を複数個の環状溝の集
合したものとすることもできる。

なお、上記実施例では冷却液にエンジンのシス
テム潤滑油を使用した。冷却液は冷却水を使用し
てもよいが、エンジンの潤滑油を用いると水冷の
際に生じる部品の腐食を生じないだけでなく、キ
ヤビテーシヨンによる孔食や電食もなくなる。そ
の上シリンダライナとシリンダブロツクの嵌合部
位等から万一冷却液が漏れても潤滑油の場合何等
問題を生じない。なお、シリンダヘツド部の冷却
はシリンダブロツク部の冷却とは別系統の冷却構
造とすることが可能である。この場合シリンダヘ
ツド部とシリンダブロツク部との間のシールは燃
焼ガスと圧縮空気のガスシールだけでよいので、
シリンダヘツドガスケツトの形状が簡単となり、
組み付けが容易で低価格のものを使用できる。

以上のエンジンの冷却構造はデイーゼルエンジ
ンにもガソリンエンジンにも適用できるものであ
る。

また本冷却構造はアルミダイカストシリンダブ
ロツクや組立式シリンダブロツクの採用を可能と
するものである。

〔考案の効果〕 以上説明したように本考案によれば、下記の効
果を奏する。

(a) 冷却液は、各環状溝群を順次流れていくが、
この際、各環状溝群における冷却液の流路の総
断面積はライナ下部から上部に向かつて小さく
なつているので、ライナ上部の環状溝群の方が
流速は大きくなる。したがつて、ライナ上部の
方が冷却液の熱伝達係数が大きくなり、冷却能
力がライナ上部の方が高くなる。このようにし
て、ライナ軸方向における温度勾配（上部で高
く、下部で低い）に対応した適切な冷却が行わ
れ、熱発生の最も大きい燃焼室近傍のライナ上
部も十分に冷却されて、シリンダ壁の温度を均
一に低い温度に保つことができる。

(b) 冷却液が環状溝群を流れるので、冷却液の流
速が高速になりその熱伝達係数が高く、また圧
力損失の増加を極力抑えることができ、かつ熱
伝達面積の大きなものにできる。

(c) ライナ外周面に形成された複数個の環状溝に
案内されて冷却液が流れるので、冷却液の流れ
にむらができず、均一化し、ライナ全周にわた
つて均一な冷却を行える。

(d) 各環状溝群における冷却液の流路の総断面積
をライナ下部から上部に向けて小さくすればよ
いので、各環状溝群における環状溝自体の溝
幅、深さの大きさについては自由度が大きい。
したがつて、環状溝自体の幅、深さについて
は、流路抵抗、環状溝部分のライナ薄肉部の強
度などを考慮して最適な大きさのものを選定で
きる。例えば、シリンダライナの薄肉化という
点で見れば、環状溝の溝幅を小さくしてその本
数を多くすることによつて、環状溝が形成され
て強度が弱くなるライナの薄肉部分の幅を小さ
くできるので、シリンダライナの厚さをより薄
くしても強度的に耐え得るものにできる。この
ため、エンジンの軽量化、小型化を促進できる
とともに、同一の大きさのエンジンでより大き
な排気量を得ることが可能になる。

(e) 複数個の環状溝を形成するとともに、これら
を連通させる軸方向溝を所定の位置に形成する
だけでよいので、加工が簡単で、またライナの
シリンダブロツクへの挿入作業も難しくなく、
加工、組立が容易である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図及び第
２図は夫々シリンダライナの斜視図で、互いに
180度反対側から見たもの、第３図はシリンダラ
イナを嵌装したシリンダブロツクのボア部の一部
を示し、ライナの軸方向溝の部分で切つた縦断面
図である。 １はシリンダライナ、２は鍔部、３はライナ外
周面、４は環状溝、４Ａは第１環状溝群、４Ｂは
第２環状溝群、４Ｃは第３環状溝群、５，６，
７，８，９，１０，１１，１２は軸方向溝、１３
はシリンダブロツク、１４はボア部内周面、１５
は冷却液流路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 複数個の環状溝とこれらを連通させる軸方向
   溝がライナ外周面に形成されており、このライ
   ナがシリンダブロツクのボア部に嵌装されて、
   シリンダブロツクのボア部内周面と前記溝とで
   画定される空間が冷却液流路をなすシリンダラ
   イナにおいて、前記複数個の環状溝は複数個の
   環状溝群に分けられ、複数個の環状溝の集合し
   た環状溝群には環状溝同士を連通させるととも
   に冷却液の出口と入口をなす２本の軸方向溝が
   形成されており、隣接する環状溝群は冷却液の
   出口と入口とが直列に連通し、各環状溝群にお
   ける冷却液の流路の総断面積がライナ軸方向の
   下部から上部に向かつて小さくなつていること
   を特徴とするシリンダライナ。 (2) 複数個の環状溝群は、各環状溝群が複数個の
   環状溝の集合したものであることを特徴とする
   実用新案登録請求の範囲第１項記載のシリンダ
   ライナ。 (3) 複数個の環状溝群は、ライナ上端側から数え
   て第１番目の環状溝群が１個の環状溝からな
   り、残りの環状溝群が複数個の環状溝の集合し
   たものであることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載のシリンダライナ。 (4) 環状溝群の数が２、３、あるいは４以上であ
   ることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第
   １、２、又は３項記載のシリンダライナ。