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シリンダブロック - 愛知機械工業株式会社
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発明の名称 シリンダブロック
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−32300(P2007−32300A)
公開日 平成19年2月8日(2007.2.8)
出願番号 特願2005−212888(P2005−212888)
出願日 平成17年7月22日(2005.7.22)
代理人 【識別番号】100086520
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義久
発明者 羽田 雅敏 / 村田 聡
要約 課題
上部を積極的に冷却できるとともに、エンジンの高回転時には、ウォータージャケット全体に冷却水を流して全体を冷却することができるシリンダブロックを提供する。

解決手段
複数列設されたシリンダボアの回りにウォータージャケット4が設けられ、このウォータージャケット4内の各シリンダボア間の位置には区画壁部5a,5bが形成され、この区画壁部5a,5bの上方に上段の冷却水通路R1が、また区画壁部5a,5bの下端に形成された連通孔6a,6bにより下段の冷却水通路R2が、それぞれシリンダボア列に平行にウォータージャケット4内に形成されてなり、下段の冷却水通路R2には、各連通孔6a,6bを開閉する開閉バルブ7a,7bが設けられている。
特許請求の範囲
【請求項1】
複数列設されたシリンダボアの回りにウォータージャケットが設けられ、該ウォータージャケット内の各シリンダボア間の位置には区画壁部が形成され、
該区画壁部の上方に上段の冷却水通路が、また区画壁部の下端に形成された連通孔により下段の冷却水通路が、それぞれシリンダボア列に平行にウォータージャケット内に形成されてなり、
前記下段の冷却水通路には、前記各連通孔を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とするシリンダブロック。
【請求項2】
前記開閉機構は、前記各連通孔をそれぞれ開閉できる複数の開閉バルブで構成されている請求項1に記載のシリンダブロック。
【請求項3】
前記開閉機構は、前記複数の開閉バルブを連結するロッドと、該ロッドをシリンダボア列に平行に移動させる駆動部を備えていることを特徴とする請求項2に記載のシリンダブロック。
【請求項4】
前記開閉機構の前記駆動部と反対側の前記ロッドの先端には、外周に切欠き溝を有する案内バルブが設けられていることを特徴とする請求項3に記載のシリンダブロック。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、シリンダブロックにおける冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、特許文献1に開示されているように、シリンダブロックのウォータージャケット内にスペーサーを挿入して、スペーサーの上方と下方に、それぞれ冷却水通路を形成し、下方の冷却水通路を開閉する開閉機構を設けて、エンジン回転数,またはエンジン回転数と相関のあるパラメータに応じて開閉機構を開閉させることにより、エンジン高回転時のシリンダボア下部の冷却不足を解消するように構成したものが存在する。
【特許文献1】特開2002−303137号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記特許文献1に開示されている構造では、ウォータージャケット内の全周に亘ってスペーサーを挿入して、シリンダの上下を冷却する構造となっているため、シリンダ列方向のシリンダボア壁に冷却水が流れ難く、ピストンの耐焼き付き性やピストンとシリンダの摩擦損失が増大する等の問題点を残している。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は上記従来の問題点に鑑み案出したものであって、シリンダブロックの上部を積極的に冷却でき、エンジンの高回転時には、ウォータージャケット全体に冷却水を流して、シリンダブロック全体を冷却することにより、ピストンの焼き付き性やピストンとシリンダの摩擦損失のないシリンダブロックを提供することを目的の1つとし、その請求項1は、複数列設されたシリンダボアの回りにウォータージャケットが設けられ、該ウォータージャケット内の各シリンダボア間の位置には区画壁部が形成され、該区画壁部の上方に上段の冷却水通路が、また区画壁部の下端に形成された連通孔により下段の冷却水通路が、それぞれシリンダボア列に平行にウォータージャケット内に形成されてなり、前記下段の冷却水通路には、前記各連通孔を開閉する開閉機構が設けられていることである。
【0005】
また請求項2は、前記開閉機構は、前記各連通孔をそれぞれ開閉できる複数の開閉バルブで構成されていることである。
【0006】
また請求項3は、前記開閉機構は、前記複数の開閉バルブを連結するロッドと、該ロッドをシリンダボア列に平行に移動させる駆動部を備えていることである。
【0007】
また請求項4は、前記開閉機構の前記駆動部と反対側の前記ロッドの先端には、外周に切欠き溝を有する案内バルブが設けられていることである。
【発明の効果】
【0008】
本発明のシリンダブロックは、ウォータージャケット内の各シリンダボア間の位置には区画壁部が形成され、区画壁部の上方に上段の冷却水通路が、また区画壁部の下端に形成された連通孔により下段の冷却水通路が、それぞれシリンダボア列に平行にウォータージャケット内に形成されてなり、下段の冷却水通路には、各連通孔を開閉する開閉機構が設けられていることにより、区画壁部で区画されたウォータージャケット内では冷却水が対流し、対流によりシリンダボア全体を冷却でき、ピストンの焼き付き性が改善でき、ピストンとシリンダの摩擦損失の増大を防止できるものとなる。
また、エンジン高回転時には、開閉機構を駆動して下端の冷却水通路を連通させることで、ウォータージャケット下段の冷却水通路に冷却水が流れるようにして、ウォータージャケット内で対流していた冷却水に流れを発生させて、冷却水の流速を速めることができ、ウォータージャケット内の上段と下段の冷却水通路を介して、一列に並んで形成された複数のシリンダボア全体に冷却水が流れるようになり、エンジン高回転時であっても、シリンダブロック全体を良好に冷却できるものとなる。
【0009】
また、開閉機構は、各連通孔をそれぞれ開閉できる複数の開閉バルブで構成されていることにより、開閉バルブを複数設けているため、区画壁部にて区画されたウォータージャケット内で冷却水を良好に対流させることができるものとなる。
【0010】
また、開閉機構は、複数の開閉バルブを連結するロッドと、ロッドをシリンダボア列に平行に移動させる駆動部を備えていることにより、ロッドに複数の開閉バルブを設けるという簡単な構成で、複数の開閉バルブを同時に開閉することができるものとなる。
【0011】
また、開閉機構の駆動部と反対側のロッドの先端には、外周に切欠き溝を有する案内バルブが設けられていることにより、開閉機構の作動時には、切欠き溝により冷却水通路内の冷却水を逃がすことができ、良好に開閉機構を作動させることができるものとなる。
【実施例】
【0012】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1は、シリンダブロックの概略平面構成図であり、図2は、図1のA−A線断面概略構成図である。また図3は、シリンダブロックの縦断面概略構成図である。
【0013】
図において、シリンダブロック1には、本例では横一列に3個の第1シリンダボア3a,第2シリンダボア3b,第3シリンダボア3cが形成されており、それぞれのシリンダボア内でピストン2が上下摺動できるように構成されており、シリンダボア3a,3b,3cの外周を囲むように、シリンダボア3a,3b,3cのシリンダボア列に沿って冷却水を通すウォータージャケット4が形成されており、このウォータージャケット4は、各シリンダボア3a,3b,3cの上端から下端に至るまでの深さに形成されている。
【0014】
このウォータージャケット4内の第1シリンダボア3aと第2シリンダボア3b間には、縦方向にウォータージャケット内を区画する区画壁部5a,5aが左右両側に形成されており、また、第2シリンダボア3bと第3シリンダボア3c間のウォータージャケット4内にも同様に区画壁部5b,5bが左右両側に形成されており、区画壁部5a,5bの下端側には、横方向に貫通して連通孔6a,6bがそれぞれ形成されている。
この連通孔6a,6bと一直線状の図示右端には、ガイド孔6cが形成されており、このガイド孔6cの端部は、連通孔6a,6b,6cをドリル加工等で形成させた後に、盲栓10で蓋されたものとなっている。
【0015】
また、この盲栓10と反対側のシリンダブロック1の端面側には、駆動アクチュエータ9が設けられ、この駆動アクチュエータ9にはロッド8の先端が連結されて、ロッド8には開閉バルブ7a,7bおよび案内バルブ7cが連結されており、このロッド8は駆動アクチュエータ9の作動により横方向へ移動して、それぞれの開閉バルブ7a,7b,7cを同時に移動させることができるように構成されている。
なお、開閉バルブ7aは連通孔6aを開閉でき、また開閉バルブ7bは連通孔6bを開閉できるものであり、案内バルブ7cはガイド孔6c内を移動できるように構成されている。
【0016】
なお、この案内バルブ7cには、図4に拡大して示すように、その外周にロッド8の長手方向に沿って複数の切欠き溝Cが凹み状に形成されている。
なお、前記第1区画壁部5aおよび第2区画壁部5bの上端は、シリンダブロック1の上面よりも25mm〜40mm程度低い位置に設定されており、この区画壁部5a,5bの上端の上方のウォータージャケット4内には、シリンダボア3a,3b,3cからなるシリンダボア列に平行な連続した上段冷却水通路R1が形成されている。
また、ウォータージャケット4内の第1区画壁部5aの図示左側には第1対流室S1が形成され、第1区画壁部5aの右側には第2対流室S2が形成され、また、第2区画壁部5bの右側には第3対流室S2が形成されたものとなっている。
【0017】
なお、図中11はウォーターポンプであり、このウォーターポンプ11が作動することにより、冷却水が冷却水入口4aからウォータージャケット4内に導入されて、各シリンダボア3a,3b,3cの外周を冷却することができるものである。
エンジンの運転時には、ウォーターポンプ11からウォータージャケット4内に流入された冷却水は、浅い上段冷却水通路R1で流速が速められて、この上段冷却水通路R1を流れる冷却水により、シリンダブロックの上部が積極的に冷却されるものとなる。
また、第1区画壁部5a,第2区画壁部5bで区画されている第1対流室S1,第2対流室S2,第3対流室S3内では、連通孔6a,6bが開閉バルブ7a,7bにより閉じられている状態では、上下方向の対流が生じて、この冷却水の対流により各シリンダボア3a,3b,3cの外周全体を良好に冷却できるものとなり、ピストンの耐焼き付き性を改善でき、ピストンとシリンダの摩擦損失の増大を防止できるものとなる。
【0018】
なお、前記駆動アクチュエータ9は、エンジン回転数や冷却水温度等のパラメータに基づき駆動されるアクチュエータにより構成されており、エンジンが高回転となると、各シリンダボア3a,3b,3c内での単位時間当たりの燃焼回数,爆発回数が増加するため、ピストンおよびシリンダボアの温度が上昇し、シリンダボアの上段の冷却水通路R1のみの冷却では熱交換が不充分となりピストン2が充分冷却されないため、エンジン高回転時には、パラメータに基づいて駆動アクチュエータ9が作動して、ロッド8を図6,図7に示すように、図示右側に移動させることができ、この状態では開閉バルブ7a,7bにより連通孔6a,6bが開かれることとなる。
なお、この場合、案内バルブ7cはガイド孔6c内を図示右方向に移動することとなるが、この場合にガイド孔6c内の冷却水は切欠き溝Cを通って良好に逃がされるため、良好にロッド8を右方向に移動させることができるものとなる。
【0019】
このように、開閉バルブ7a,7bが開かれて、連通孔6a,6bが連通状態となった状態で、連通孔6a,6bをつなぐ横一列状の下段冷却水通路R2が形成されることとなり、冷却水は図7に示すように、冷却水入口4aからウォータージャケット4内に流入されて、上段冷却水通路R1と下段冷却水通路R2の両側に流れ、対流室S1,S2,S3内で対流していた冷却水に流れが生じ、シリンダブロックの下部まで全体を良好に冷却することができるものとなり、しかもエンジン高回転時には、ウォーターポンプ11からウォータージャケット4内に導入される冷却水の流速も早くなり、上段冷却水通路R1および下段冷却水通路R2に沿って冷却水はシリンダボア3a,3b,3cのシリンダボア列に平行に流れて、シリンダブロック1のシリンダボア列方向のシリンダボア3a,3b,3cの壁面をより良好に冷却できるものとなる。
【0020】
即ち、ピストン2には燃焼ガス圧やコネクティングロッドの揺動によってクランク軸の回転方向側の応力が発生するため、運転中にピストンの肩部やスカート部がシリンダ壁に当たったりしないように、スカート部の下部を太めにしてあり、このスカート部がシリンダ壁に摺接する状態で往復運動をしているため、クランク軸と直交するシリンダボア壁よりも、クランク軸と平行なシリンダボア壁、即ちシリンダボアが一列に並んで形成されたシリンダブロックのシリンダ列方向のシリンダボア壁の方がより冷却を必要とされるのである。
【0021】
なお、本例では、シリンダボアが3個形成されたシリンダブロックについて例示しているが、シリンダボアが4個であっても5個であっても、同様にウォータージャケット4内に区画壁部を形成して、その下方の連通孔を開閉できる開閉バルブを備えて対応することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】シリンダブロックの平面概略構成図である。
【図2】図1のA−A線断面概略構成図である。
【図3】シリンダブロックの縦断面概略構成図である。
【図4】開閉バルブと案内バルブの部分の拡大斜視構成図である。
【図5】開閉バルブと案内バルブが連通孔およびガイド孔に装着された状態の概略構成図である。
【図6】開閉バルブが開き、連通孔が連通された状態のシリンダブロックの平面概略構成図である。
【図7】図6のA−A線断面概略構成図である。
【符号の説明】
【0023】
1 シリンダブロック
2 ピストン
3a,3b,3c シリンダボア
4 ウォータージャケット
5a,5b 区画壁部
6a,6a 連通孔
7a,7b 開閉バルブ
7c 案内バルブ
8 ロッド
9 駆動アクチュエータ(駆動部)
11 ウォーターポンプ
C 切欠き溝




 

 


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