JPH0526105A - 水冷式内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダヘッドとシリンダライナとシリンダ
ブロックとを別個に製作し、組立締着する構造とした内
燃機関であって燃焼ガスシ−ルもほぼ完全でシリンダ締
着ボルトにもガス圧シ−ル用の強大な締付トルクが必要
でなく、更にライナ部の変形も殆どなく整備性にも優れ
た水冷式内燃機関を提供する。 【構成】シリンダヘッド１と、シリンダライナ３と、シ
リンダブロック２とを別個に製作し、前記シリンダヘッ
ド１とシリンダライナ３端部とをネジ結合により締着固
定して一体構造とし、前記シリンダライナ３はシリンダ
ブロック２に嵌入すると共に下部近傍でシ−ルリング１
２によりシ−ルして前記シリンダヘッド１とシリンダブ
ロック２とを締着し、これらシリンダヘッド１とシリン
ダライナ３とシリンダブロック２との間に形成される空
間をウォ−タ−ジャケット１０としたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドとシ
リンダライナとシリンダブロックとをそれぞれ別体と
し、ヘッド、ブロックの剛性とは関係なく十分なガスシ
−ルを確保すると共に構造も比較的簡単で鋳造鋳型も製
作し易くした水冷式内燃機関に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリンダヘッドとシリンダブロックとを
別体とした従来の内燃機関は、シリンダ締着ボルトで燃
焼ガスシ−ルと爆発力を受け持つためガスシ−ル上問題
が多く、特に軽量化のためアルミ系の材料を使用した時
に問題がある。また、シリンダヘッドとシリンダブロッ
クとを別体とした内燃機関は部品点数も多くなりがちで
組立上でも締付トルクが過不足となったり、作業量が多
くなる等整備上の問題もある。このためシリンダヘッド
とシリンダブロックとを鋳造により一体構造としたタイ
プの内燃機関が提案されている（例えば実開平１−１７
３４３６号）。しかし一体構造タイプの内燃機関は、燃
焼ガスシ−ルは完全であり部品点数も少ないが構造が複
雑で鋳造鋳型もそれだけ複雑となり加工性、整備性が悪
い等の問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のようにヘッド部
とライナ部とを一体構造としたものはライナのみの交換
が出来ないし、シリンダヘッドの爆発面部分の加工が行
い難く、特にバルブシ−ト部の加工が困難となる。また
ヘッド部とライナ部は底つきのためライナ加工（ホ−ニ
ング加工）を行い難いという問題もある。この発明は上
記するヘッドブロック一体構造、又はシリンダヘッドと
シリンダライナ一体構造のもの或いは各部別体構造のも
のに生じる課題に鑑みてなされたものであり、その目的
とする所はシリンダヘッドとシリンダライナとシリンダ
ブロックとを別個に製作し、組立締着する構造とした内
燃機関であって燃焼ガスシ−ルもほぼ完全でシリンダ締
着ボルトにも特別な締付トルク等必要でなく、更にライ
ナ部の変形も殆どなく整備性にも優れた水冷式内燃機関
を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために水冷式内燃機関が、シリンダ
ヘッドと、シリンダライナと、シリンダブロックとを別
個に製作し、前記シリンダヘッドとシリンダライナ端部
とを締着固定して一体とし、前記シリンダライナはシリ
ンダブロックに嵌入すると共に下部近傍でシ−ル部材に
よりシ−ルして前記シリンダヘッドとシリンダブロック
とを締着し、これらシリンダヘッドとシリンダライナと
シリンダブロックとの間に形成される空間をウォ−タ−
ジャケットとしたことを特徴とする。また前記シリン
ダヘッドとシリンダライナとは、シリンダヘッドの燃焼
爆発面に対して直角に螺刻されたねじに、シリンダライ
ナの上部端に螺刻したねじを螺合させて一体構造とした
ことを特徴とする。更に前記シリンダヘッドとシリン
ダライナとは、該シリンダヘッドの筒部の内壁の端部側
に凸部を、その奥に凹部を形成し該凸部の内壁にねじを
螺刻し、また、シリンダライナにもねじを螺刻すると共
に該ねじのライナ端部からの距離は、少なくとも上死点
位置におけるピストンのトップリングのライナ端部から
の位置より大きくして一体構造としたことを特徴とす
る。更にまたシリンダヘッドとシリンダライナは、該
シリンダヘッドの燃焼爆発面にフランジを形成したシリ
ンダライナの上端面を当接させると共に該フランジ部に
複数のボルトにより締着固定して一体構造としたことを
特徴とする。

【０００５】

【作用】この発明にかかる水冷式内燃機関を上記手段と
したときの作用を添付図の符号を用いて説明する。先ず
との手段では、シリンダヘッド１と、シリンダライ
ナ３とを締着結合するだけでシリンダヘッドとシリンダ
ライナとを一体鋳造したのと同様となる。またこの結合
したものはガスシ−ルは不要となりシリンダヘッド１と
シリンダブロック２締着用ボルト１１は水シ−ルと爆発
力を受け持つだけの力で良いことになり、シリンダライ
ナ３にも締付けによる過大な力はかからないので該ライ
ナ３が変形することも殆ど無くなる。の手段では、シ
リンダヘッド１とシリンダライナ３との当接部の外側に
ウォ−タ−ジャケット１０が形成され、最も冷却したい
シリンダヘッド１のシリンダライナ３との当接部近傍を
冷却することが出来る。この場合、ねじ結合部から端面
シ−ル部（当接部）まで一定の距離がありその間の剛性
でねじの緩みを小さく、また熱膨張差によるシ−ル面圧
の変化を小さくすることが出来る。の手段では、ボル
ト２１により弾性締付が可能でシリンダヘッド１とシリ
ンダライナ３との当接面のシ−ル性も良くなり、また全
周的に多数のねじ２１で締付けるので面圧も均一とし易
くなる。また、当接端面の平面度のみでねじ部の直角度
に関係なく面圧の均一化を図ることが出来る。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の具体的実施例について図面
を参照して説明する。図１はこの発明にかかる水冷式内
燃機関のクランクシャフトに対して直角方向の縦断面
図、図２はクランクシャフト方向の縦断面図である。こ
の実施例では３気筒（気筒数は単気筒でも多気筒でも良
い）の場合を示すが、シリンダヘッド１とシリンダライ
ナ３とシリンダブロック２とを別個に製作し、組立締着
するように構成してある。

【０００７】前記シリンダヘッド１は燃焼爆発面１ｃに
対して周囲を若干クランクシャフト６方向に延設して筒
部１ｄが形成され、該筒部１ｄの内壁には雌ねじ１ｂが
螺刻してある。また、シリンダライナ３は上部端に雄ね
じ３ａが螺刻され、前記シリンダヘッド１の雌ねじ１ｂ
と螺合させ一体構造とする。そして該シリンダライナ３
はその下部外周をシリンダブロック２に嵌入し、該下部
近傍で冷却水シ−ルするようにしてある。このためシリ
ンダライナ下部には複数本のシ−ル部材１２用溝が設け
てある。前記シリンダヘッド１はその若干下方へ延設し
た筒部１ｄの下端面１ａをシリンダブロック２の上端面
２ａにシ−ルして当接させボルト１１により締着する。
こうして前記シリンダヘッド１とシリンダライナ３とシ
リンダブロック２との間にはウォ−タ−ジャケット１０
が形成される。尚、前記シリンダヘッド１内には吸気ポ
−ト１３と排気ポ−ト１５が形成され、ここに吸気バル
ブ１４と排気バルブ１６が配置される。更に、該ヘッド
１内には燃料噴射弁１７等が配置され、周囲にウォ−タ
−ジャケット１０が形成されている。

【０００８】而して、シリンダヘッド１とシリンダライ
ナ３とをねじ結合して一体構造とした単独のものを各気
筒ごとにシリンダブロック２に嵌め込む。故にシリンダ
ヘッド１とシリンダブロック２の間にはガスシ−ルは不
要となり、またシリンダヘッド１とシリンダブロック２
とを締着するボルト１１は水シ−ルと爆発力を受け持つ
だけの力で良いことになる。シリンダライナ３にも締付
けによる過大な力はかからないので変形することも殆ど
無くなる。尚、４はシリンダブロック２側部に形成され
た凹部２ｃに配置されるカムシャフトであって、タペッ
ト１８を介してプッシュロッド１９を突き上げ、ロッカ
−ア−ム２０により前記吸・排気バルブ１４、１６を開
閉駆動する。

【０００９】図１及び図２からも明らかなように、一体
構造としたシリンダヘット１とシリンダライナ３をシリ
ンダブロック２から外せば該シリンダブック２は上方に
（シリンダヘッド方向に）オ−プンとなる。即ち、シリ
ンダブロック２の内壁２ｄには凸状の引っ掛かりがない
ので鋳造する場合中子が抜き易くダイキャスト等の金型
によっても製作することが可能となる。

【００１０】次に、図３はこの発明にかかる水冷式内燃
機関の別の実施例である。この実施例ではシリンダヘッ
ド１の筒部１ｄの内壁の端部側に凸部１ｆを、その奥
（ヘッド寄り）に凹部１ｇを形成し、該凸部１ｆの側面
に雌ねじ１ｂを螺刻し、また、シリンダライナ３の上端
から所定の位置に雄ねじ３ａを螺刻して螺合させる。こ
の場合、雄ねじ３ａのライナ３端部からの距離Ｈは少な
くとも上死点位置におけるピストン９のトップリング９
ａの位置より大きくとる。

【００１１】こうしてシリンダヘッド１とシリンダライ
ナ３との当接部の外側にウォ−タ−ジャケット１０が形
成され、最も冷却したいシリンダヘッド１のシリンダラ
イナ３との当接部近傍を冷却することが出来る。この場
合、ねじ結合部から端面シ−ル部（当接部）まで一定の
距離がありその間の剛性でねじの緩みを小さく、また熱
膨張差によるシ−ル面圧の変化を小さくすることが出来
る。

【００１２】図４はこの発明にかかる水冷式内燃機関の
更に別の実施例である。この図４の実施例ではシリンダ
ヘッド１は前記筒部１ｄに相当する部分は設けず爆発面
１ｃとほぼ同じ高さの面とし、端部にフランジ部３ｂを
形成したシリンダライナ３をボルト２１により該シリン
ダヘッドの爆発面１ｃに締着固定させる。こうしてシリ
ンダヘッド１の下面１ａにシリンダブロック２の上面２
ａを当接させてボルト１１により締着固定することによ
って組立るようにしてある。また、シリンダヘッド１と
シリンダライナ３とシリンダブロック２により囲まれた
部分はウォ−タ−ジャケット１０を形成することにな
る。而して、ボルト１１により弾性締付が可能でシリン
ダヘッド１とシリンダライナ３との当接面のシ−ル性も
良くなり、また全周的に多数のボルト２１で締付けるの
で面圧も均一とし易くなる。また、当接端面の平面度の
みでねじ部の直角度に関係なく面圧の均一化を図ること
が出来る。

【００１３】この発明にかかる水冷式内燃機関の幾つか
の実施例は以上のようであるが、シリンダヘッド１とシ
リンダライナ３との締着固定方法は上記例だけでなく、
他の締着方法例えばシリンダライナ端部から所定の位置
にフランジを形成しフランジ外周にねじを螺刻してシリ
ンダヘッドに固定する方法等も考えられる。

【００１４】

【発明の効果】この発明にかかる水冷式内燃機関は以上
詳述したような構成としたので、シリンダヘッドとシリ
ンダライナとを一体構造としたのと同様の効果がある。
即ち、シリンダヘッドとシリンダブロックとの締着に際
しては水シ−ルと爆発力だけを考慮すれば良いので締付
トルクは小さくて済みヘッドボルト締付によるシリンダ
ライナの変形も殆どないし、燃焼ガスシ−ルも完全とな
る。また、シリンダヘッドもシリンダブロックも通常の
鋳型による鋳造だけでなく、アルミダイキャスト金型等
による鋳造も可能となる。更に、必要な部分には冷却効
率の良いウォ−タ−ジャケットを形成することが出来
る。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明にかかる水冷式内燃機関のクランク
シャフトに対して直角方向の縦断面図である。

【図２】 この発明にかかる水冷式内燃機関のクランク
シャフト方向の縦断面図である。

【図３】 この発明にかかる水冷式内燃機関の別の実施
例のクランクシャフトに対して直角方向の縦断面図であ
る。

【図４】 この発明にかかる水冷式内燃機関の更に別の
実施例のクランクシャフトに対して直角方向の縦断面図
である。

【符号の説明】

１ シリンダヘッド １ａ シリンダヘッド下面
１ｂ 雌ねじ １ｄ シリンダヘッド筒部 ２ シリンダブロ
ック ２ａ シリンダブロック上端面 ２ｄ シリンダブ
ロック内壁 ３ シリンダライナ ３ａ シリンダライ
ナ雄ねじ ３ｂ シリンダライナフランジ部 ６ ク
ランクシャフト １０ ウォ−タ−ジャケット １１、２１ 締
着ボルト １２ シ−ルリング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダヘッドと、シリンダライナと、シ
   リンダブロックとを別個に製作し、前記シリンダヘッド
   とシリンダライナ端部とを締着固定して一体とし、前記
   シリンダライナはシリンダブロックに嵌入すると共に下
   部近傍でシ−ル部材によりシ−ルして前記シリンダヘッ
   ドとシリンダブロックとを締着し、これらシリンダヘッ
   ドとシリンダライナとシリンダブロックとの間に形成さ
   れる空間をウォ−タ−ジャケットとしたことを特徴とす
   る水冷式内燃機関。
2. 【請求項２】シリンダヘッドとシリンダライナとは、シ
   リンダヘッドの燃焼爆発面に対して直角に螺刻されたね
   じに、シリンダライナの上部端に螺刻したねじを螺合さ
   せて一体構造としたことを特徴とする請求項第１項記載
   の水冷式内燃機関。
3. 【請求項３】シリンダヘッドとシリンダライナとは、該
   シリンダヘッドの筒部の内壁の端部側に凸部を、その奥
   に凹部を形成し該凸部の内壁にねじを螺刻し、また、シ
   リンダライナにもねじを螺刻すると共に該ねじのライナ
   端部からの距離は、少なくとも上死点位置におけるピス
   トンのトップリングのライナ端部からの位置より大きく
   して一体構造としたことを特徴とする請求項第２項記載
   の水冷式内燃機関。
4. 【請求項４】シリンダヘッドとシリンダライナは、該シ
   リンダヘッドの燃焼爆発面にフランジを形成したシリン
   ダライナの上端面を当接させると共に該フランジ部に複
   数のボルトにより締着固定して一体構造としたことを特
   徴とする請求項第１項記載の水冷式内燃機関。