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JP7675982B2 - Engine block, resin block, and method of manufacturing engine block - Google Patents
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JP7675982B2 - Engine block, resin block, and method of manufacturing engine block - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンブロック、樹脂ブロック及びエンジンブロックの製造方法に関する。 The present invention relates to an engine block, a resin block, and a method for manufacturing an engine block.

世界の二酸化炭素排出量を減らすために、自動車分野では、自動車の軽量化と内燃機関の効率向上が依然として不可欠である。熱効率を向上させるには、燃焼過程で動力に変換されないで捨てられているエネルギー損失を大幅に低減できる新しい技術が必要である。軽量化の観点では、エンジンの軽量化において、アルミニウム合金やマグネシウム合金といった軽金属をエンジン部品として適用するのが主流だったが、樹脂化の実現により大幅な軽量化が見込めるようになっている。 In the automotive sector, reducing the weight of cars and improving the efficiency of internal combustion engines remain essential to reducing global carbon dioxide emissions. Improving thermal efficiency requires new technologies that can significantly reduce the energy lost during the combustion process without being converted into power. From the perspective of weight reduction, the mainstream approach to engine weight reduction has been to use light metals such as aluminum alloys and magnesium alloys for engine parts, but the realization of resins is expected to lead to significant weight reductions.

非特許文献1には、鉄製のシリンダライナを囲む樹脂を備えるエンジンが開示されている。当該文献において、エンジンの冷却損失は、樹脂がシリンダライナを囲む場合において、アルミニウムがシリンダライナを囲む場合よりも低減することが記載されている。 Non-Patent Document 1 discloses an engine with a resin surrounding an iron cylinder liner. The document states that the cooling loss of an engine is reduced when the cylinder liner is surrounded by resin compared to when the cylinder liner is surrounded by aluminum.

特許文献1及び2には、金属のシリンダライナを囲む樹脂からなるブロックを備え、シリンダライナにウォータジャケットが形成されたエンジンブロックが開示されている。 Patent documents 1 and 2 disclose an engine block that includes a resin block that surrounds a metal cylinder liner, with a water jacket formed on the cylinder liner.

米国特許出願公開第2015/0159581号明細書US Patent Application Publication No. 2015/0159581 米国特許出願公開第2015/0159582号明細書US Patent Application Publication No. 2015/0159582

水野 貴大、辻 龍希、藤村 俊夫「1次元シミュレーションを用いたSIエンジンの燃費性能改善予測」日本機械学会東海支部第65期総会・講演会講演論文集(2016年3月17-18日)No.163-1Takahiro Mizuno, Tatsuki Tsuji, Toshio Fujimura, "Prediction of fuel efficiency improvement of SI engines using one-dimensional simulation," Proceedings of the 65th General Meeting and Lecture Conference of the Tokai Branch of the Japan Society of Mechanical Engineers (March 17-18, 2016), No. 163-1

上述のように、シリンダライナを樹脂で囲むことで冷却損失の低減を図るエンジンが提案されているが、近年では一層のエネルギー利用効率の向上が求められており、そのようなエンジンにおいて新たな技術が必要とされていた。 As mentioned above, engines have been proposed that aim to reduce cooling losses by surrounding the cylinder liner with resin, but in recent years there has been a demand for even greater energy efficiency, and new technology is needed for such engines.

本発明の目的は、樹脂ブロックを備えたエンジンブロックにおいて、熱効率を向上させる技術を実現することにある。 The objective of the present invention is to realize a technology that improves thermal efficiency in engine blocks equipped with resin blocks.

本発明によれば、
シリンダライナと、
前記シリンダライナの外周面を筒状に覆う金属ブロックと、
前記金属ブロックの外周面を覆う、熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロックと、
前記シリンダライナの外周の領域に設けられた冷却用水路と、
を備え、
前記樹脂ブロックは、前記金属ブロックを覆う第1部分と、前記第1部分より外側に位置する第2部分とを有し、
前記第1部分は、少なくとも前記冷却用水路の前記シリンダライナ側の壁面を構成しており、
前記樹脂ブロックの前記金属ブロックの前記外周面と対向する面の面粗度について、JIS B 0601(1994)に規定する十点平均粗さRzが4.0Z以上20Z以下である、
エンジンブロックを提供できる。
本発明によれば、上述のエンジンブロックを構成する樹脂ブロックを提供できる。
本発明によれば、上述のエンジンブロックを製造法する方法であって、
シリンダライナの外周面に樹脂ブロックを嵌め込む、エンジンブロックの製造方法を提供できる。
According to the present invention,
A cylinder liner;
a metal block that cylindrically covers an outer circumferential surface of the cylinder liner;
a resin block made of a cured product of a thermosetting resin covering an outer peripheral surface of the metal block;
a cooling water passage provided in an outer circumferential region of the cylinder liner;
Equipped with
the resin block has a first portion covering the metal block and a second portion located outside the first portion,
the first portion constitutes at least a wall surface of the cooling water passage on the cylinder liner side,
Regarding the surface roughness of the resin block facing the outer peripheral surface of the metal block, the ten-point average roughness Rz defined in JIS B 0601 (1994) is 4.0Z or more and 20Z or less.
Engine blocks can be provided.
According to the present invention, it is possible to provide a resin block that constitutes the above-mentioned engine block.
According to the present invention, there is provided a method for manufacturing an engine block as described above, comprising the steps of:
It is possible to provide a manufacturing method for an engine block in which a resin block is fitted onto the outer peripheral surface of a cylinder liner.

本発明によれば、樹脂ブロックを備えたエンジンブロックにおいて、熱効率を向上させる技術を実現することができる。 The present invention provides a technology that improves thermal efficiency in an engine block equipped with a resin block.

実施形態に係るエンジンブロック及びシリンダヘッドの分解図である。FIG. 2 is an exploded view of an engine block and a cylinder head according to the embodiment. 図1に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。2A to 2C are diagrams for explaining an example of a manufacturing method for the engine block shown in FIG. 1 . 図1に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。2A to 2C are diagrams for explaining an example of a manufacturing method for the engine block shown in FIG. 1 . 図1に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。2A to 2C are diagrams for explaining an example of a manufacturing method for the engine block shown in FIG. 1 . 図1に示したエンジンブロックの製造方法の一例を説明するための図である。2A to 2C are diagrams for explaining an example of a manufacturing method for the engine block shown in FIG. 1 . シリンダライナ及び金属ブロックの詳細の一例を説明するための横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining an example of details of a cylinder liner and a metal block. シリンダライナ及び金属ブロックの詳細の一例を説明するための縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view for explaining an example of details of a cylinder liner and a metal block. 第1部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view for explaining an example of a structure having different thermal resistances in a first portion. FIG. 第1部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。10 is a vertical cross-sectional view for explaining an example of a structure having different thermal resistances in a first portion. FIG. 第1部分において異なる熱抵抗を有する構造の一例を説明するための縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view for explaining an example of a structure having different thermal resistances in a first portion. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that in all drawings, similar components are given similar reference numerals and descriptions are omitted where appropriate.

図1は、実施形態に係るエンジンブロック10の斜視図である。ここでは、エンジンブロック10の上側に取り付けられるシリンダヘッドは省いて示し、ガスケット28のみを示している。 Figure 1 is a perspective view of an engine block 10 according to an embodiment. In this figure, the cylinder head attached to the upper side of the engine block 10 is omitted, and only the gasket 28 is shown.

<エンジンブロック10概要>
図1を用いて、エンジンブロック10の概要を説明する。エンジンブロック10は、シリンダライナ120及び樹脂ブロック200を備えている。図1では便宜的に樹脂ブロック200を墨塗りで示している。以下では、2気筒エンジンのエンジンブロック10について例示する。
<Engine block 10 overview>
An overview of an engine block 10 will be described with reference to Figure 1. The engine block 10 includes a cylinder liner 120 and a resin block 200. For convenience, the resin block 200 is shown painted black in Figure 1. The following describes an example of the engine block 10 for a two-cylinder engine.

樹脂ブロック200は、第1部分210及び空隙230を含んでいる。第1部分210は、シリンダライナ120の金属外周面122を覆っている。空隙230は、第1部分210より外側に位置しており、ウォータジャケット232を画定している。 The resin block 200 includes a first portion 210 and a void 230. The first portion 210 covers the metal outer peripheral surface 122 of the cylinder liner 120. The void 230 is located outside the first portion 210 and defines a water jacket 232.

上述した構成によれば、シリンダライナ120から発生する熱による樹脂ブロック200の損傷を低減することができる。 The above-described configuration can reduce damage to the resin block 200 caused by heat generated from the cylinder liner 120.

具体的には、上述した構成においては、樹脂ブロック200の第1部分210は、ウォータジャケット232によって囲まれている。ウォータジャケット232に流れる冷媒(例えば、水)によって樹脂ブロック200の第1部分210の熱損傷を低減することができる。 Specifically, in the above-described configuration, the first portion 210 of the resin block 200 is surrounded by the water jacket 232. The coolant (e.g., water) flowing through the water jacket 232 can reduce thermal damage to the first portion 210 of the resin block 200.

<エンジンブロック10>
図1を用いて、エンジンブロック10の詳細を説明する。
エンジンブロック10は、ブロック部材110、シリンダライナ120、金属ブロック140、突起130及び樹脂ブロック200を備えている。
<Engine block 10>
The engine block 10 will be described in detail with reference to FIG.
The engine block 10 includes a block member 110 , a cylinder liner 120 , a metal block 140 , a projection 130 , and a resin block 200 .

ブロック部材110は、金属(例えば、鋳鉄、アルミニウム合金またはマグネシウム合金)からなっている。図1に示す例において、ブロック部材110は、樹脂ブロック200を支持するためのベースとして機能している。 The block member 110 is made of metal (e.g., cast iron, aluminum alloy, or magnesium alloy). In the example shown in FIG. 1, the block member 110 functions as a base for supporting the resin block 200.

シリンダライナ120は、ブロック部材110に取り付けられている。シリンダライナ120は、ブロック部材110と一体となっていてもよいし、またはブロック部材110に取り付け可能かつ取り外し可能であってもよい。 The cylinder liner 120 is attached to the block member 110. The cylinder liner 120 may be integral with the block member 110 or may be attachable and detachable to the block member 110.

シリンダライナ120は、金属(例えば、鉄またはアルミニウム)からなっている。シリンダライナ120は、金属からなる外周面(すなわち、金属外周面122)を有している。 The cylinder liner 120 is made of a metal (e.g., iron or aluminum). The cylinder liner 120 has an outer peripheral surface made of metal (i.e., the metal outer peripheral surface 122).

金属ブロック140は、ブロック部材110の一部であり、シリンダライナ120の金属外周面122を覆うように筒状に設けられている。筒状は単一であってもよいし複数連結した構造であってもよい。金属ブロック140のブロック外周面142を覆うように樹脂ブロック200が設けられている。なお、金属ブロック140が省かれて直接シリンダライナ120に樹脂ブロック200が設けられてもよい。 The metal block 140 is part of the block member 110, and is provided in a cylindrical shape so as to cover the metal outer peripheral surface 122 of the cylinder liner 120. The cylindrical shape may be a single block or a structure in which multiple blocks are connected together. A resin block 200 is provided so as to cover the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140. Note that the metal block 140 may be omitted and the resin block 200 may be provided directly on the cylinder liner 120.

突起130は、ブロック部材110からシリンダヘッド(またはガスケット28)に向けて突出している。突起130は、開口132を有している。開口132には、固定具22を挿入可能である。固定具22は、ガスケット28を挟んでシリンダヘッドをエンジンブロック10に固定する。固定具22は、例えば、ボルトにすることができる。 The protrusion 130 protrudes from the block member 110 toward the cylinder head (or the gasket 28). The protrusion 130 has an opening 132. The fastener 22 can be inserted into the opening 132. The fastener 22 secures the cylinder head to the engine block 10 by sandwiching the gasket 28. The fastener 22 can be, for example, a bolt.

<樹脂ブロック200>
樹脂ブロック200は、第1部分210、第2部分220及び空隙230を含んでいる。第2部分220は、空隙230の外側に位置している。空隙230は、第1部分210及び第2部分220の間にある。第1部分210及び第2部分220は、樹脂ブロック200の下方部分で互いに一体となっている。
<Resin block 200>
The resin block 200 includes a first portion 210, a second portion 220, and a gap 230. The second portion 220 is located outside the gap 230. The gap 230 is between the first portion 210 and the second portion 220. The first portion 210 and the second portion 220 are integrated with each other in a lower portion of the resin block 200.

樹脂ブロック200の第1部分210は、例えば接着剤層300(図4参照)を介して金属ブロック140のブロック外周面142に取り付けられる。接着剤層300の接着剤は、樹脂ブロック200の第1部分210及び金属ブロック140のブロック外周面142の間に位置し、樹脂ブロック200の第1部分210及び金属ブロック140のブロック外周面142を互いに接着する。接着剤は、応力緩和層として機能してもよい。 The first portion 210 of the resin block 200 is attached to the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140, for example, via an adhesive layer 300 (see FIG. 4). The adhesive of the adhesive layer 300 is located between the first portion 210 of the resin block 200 and the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140, and bonds the first portion 210 of the resin block 200 and the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140 to each other. The adhesive may function as a stress relief layer.

樹脂ブロック200の第1部分210は、接着剤を介さないで金属ブロック140のブロック外周面142と一体的に接合されていてもよい。この場合、樹脂ブロック200の第1部分210及び金属ブロック140のブロック外周面142の間の界面では、樹脂(樹脂ブロック200)及び金属(金属ブロック140)の直接接合が形成される。 The first portion 210 of the resin block 200 may be integrally joined to the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140 without the use of adhesive. In this case, a direct bond between the resin (resin block 200) and the metal (metal block 140) is formed at the interface between the first portion 210 of the resin block 200 and the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140.

樹脂ブロック200は上面202を有している。上面202は空隙230を形成する溝を有しており、空隙230がブロック部材110から露出している。このような構造においては、シリンダライナ120の上端及びその近傍における樹脂ブロック200の熱損傷を特に低減することができる。したがって、上述した構造は、金属ブロック140やシリンダライナ120の温度がそれらの上端及びその近傍において特に上昇する場合において特に有意義である。更に、上述した構造においては、空隙230は、樹脂ブロック200を金属ブロック140に取り付ける前だけでなく、樹脂ブロック200を金属ブロック140に取り付けた後であっても、形成可能である。したがって、空隙230を形成するためのプロセスの自由度を高くすることができる。 The resin block 200 has an upper surface 202. The upper surface 202 has a groove that forms a void 230, and the void 230 is exposed from the block member 110. In such a structure, thermal damage to the resin block 200 at the upper end of the cylinder liner 120 and its vicinity can be particularly reduced. Therefore, the above-mentioned structure is particularly useful when the temperature of the metal block 140 and the cylinder liner 120 particularly rises at their upper ends and their vicinity. Furthermore, in the above-mentioned structure, the void 230 can be formed not only before the resin block 200 is attached to the metal block 140, but also after the resin block 200 is attached to the metal block 140. Therefore, the degree of freedom in the process for forming the void 230 can be increased.

空隙230は、樹脂ブロック200の上面202から露出されていなくてもよく、樹脂ブロック200の内部に存在していてもよい。この場合においても、ウォータジャケット232に流れる冷媒によって樹脂ブロック200の第1部分210の熱損傷を低減することができる。 The void 230 may not be exposed from the top surface 202 of the resin block 200, and may be present inside the resin block 200. Even in this case, the refrigerant flowing through the water jacket 232 can reduce thermal damage to the first portion 210 of the resin block 200.

第2部分220は、開口222を有している。樹脂ブロック200は、突起130が第2部分220の開口222を貫通するように、位置している。突起130は、樹脂ブロック200をブロック部材110に取り付けるためのガイドとして機能することができる。 The second portion 220 has an opening 222. The resin block 200 is positioned so that the protrusion 130 passes through the opening 222 of the second portion 220. The protrusion 130 can function as a guide for attaching the resin block 200 to the block member 110.

<樹脂ブロック200の材料および物性>
樹脂ブロック200の第1部分210及び第2部分220は、熱硬化樹脂の硬化物を含んでいる。言い換えると、樹脂ブロック200は、熱硬化性樹脂からなっている。樹脂ブロック200は、無機フィラー(例えば、ガラス繊維)を更に含んでいてもよい。樹脂ブロック200は、樹脂ブロック200の全重量に対して、例えば50重量%以上の無機フィラーを含んでいてもよい。樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂は、例えば、フェノール樹脂にすることができる。
<Materials and Properties of Resin Block 200>
The first portion 210 and the second portion 220 of the resin block 200 contain a cured product of a thermosetting resin. In other words, the resin block 200 is made of a thermosetting resin. The resin block 200 may further contain an inorganic filler (e.g., glass fiber). The resin block 200 may contain, for example, 50% by weight or more of the inorganic filler with respect to the total weight of the resin block 200. The thermosetting resin forming the resin block 200 may be, for example, a phenolic resin.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の熱伝導率は、低くすることができ、例えば、1.00W/m・K以下にすることができる。当該熱伝導率が低いことで、エンジンブロック10の冷却損失を低減することができる。 The thermal conductivity of the thermosetting resin forming the resin block 200 can be low, for example, 1.00 W/m·K or less. This low thermal conductivity can reduce the cooling loss of the engine block 10.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の密度は、小さくすることができ、例えば、2.2g/cm以下にすることができる。当該密度が小さいことで、エンジンブロック10を軽量化することができる。 The density of the thermosetting resin forming the resin block 200 can be made small, for example, 2.2 g/cm 3 or less. The small density allows the weight of the engine block 10 to be reduced.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂のガラス転移点は、高くすることができ、例えば、160℃以上、好ましくは200℃以上にすることができる。当該ガラス転移点が高いことで、エンジンブロック10を高温下で使用することができる。 The glass transition point of the thermosetting resin forming the resin block 200 can be high, for example, 160°C or higher, and preferably 200°C or higher. The high glass transition point allows the engine block 10 to be used at high temperatures.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の線膨張係数は、金属ブロック140のブロック外周面142を形成する金属の線膨張係数と等しくし、または近似させることができる。例えば、樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の機械方向(MD)線膨張係数は、金属ブロック140を形成する金属のMD線膨張係数の75%以上125%以下にしてもよく、樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の横断方向(TD)線膨張係数は、金属ブロック140を形成する金属のTD線膨張係数の75%以上125%以下にしてもよい。樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂の線膨張係数及び金属ブロック140を形成する金属の線膨張係数が等しくし、または近似させることで、金属ブロック140及び樹脂ブロック200の双方が加熱された際における金属ブロック140から樹脂ブロック200への応力を緩和することができる。 The linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 can be made equal to or close to the linear expansion coefficient of the metal forming the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140. For example, the machine direction (MD) linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 may be 75% to 125% of the MD linear expansion coefficient of the metal forming the metal block 140, and the transverse direction (TD) linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 may be 75% to 125% of the TD linear expansion coefficient of the metal forming the metal block 140. By making the linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 and the linear expansion coefficient of the metal forming the metal block 140 equal to or close to each other, the stress from the metal block 140 to the resin block 200 when both the metal block 140 and the resin block 200 are heated can be alleviated.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂のMD線膨張係数及び金属ブロック140を形成する金属のMD線膨張係数のそれぞれは、例えば、10ppm以上40ppm以下にすることができる。 The MD linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 and the MD linear expansion coefficient of the metal forming the metal block 140 can each be, for example, 10 ppm or more and 40 ppm or less.

樹脂ブロック200を形成する熱硬化性樹脂のTD線膨張係数及び金属ブロック140を形成する金属のTD線膨張係数のそれぞれは、例えば、10ppm以上40ppm以下にすることができる。 The TD linear expansion coefficient of the thermosetting resin forming the resin block 200 and the TD linear expansion coefficient of the metal forming the metal block 140 can each be, for example, 10 ppm or more and 40 ppm or less.

なお、金属ブロック140が省かれシリンダライナ120に樹脂ブロック200が設けられる場合は、上記の熱硬化性樹脂の線膨張係数はシリンダライナ120との関係で上記値とすることができる。 If the metal block 140 is omitted and the resin block 200 is provided on the cylinder liner 120, the linear expansion coefficient of the thermosetting resin can be set to the above value in relation to the cylinder liner 120.

<エンジンブロック10の製造方法>
図2から図5は、図1に示したエンジンブロック10の製造方法の一例を説明するための図である。
<Method of Manufacturing Engine Block 10>
2 to 5 are diagrams for explaining an example of a method for manufacturing the engine block 10 shown in FIG.

図2、図3及び図5を用いて、エンジンブロック10の製造方法の一例の概要を説明する。まず、図2に示すように、ベースブロック100を形成する。ベースブロック100は、シリンダライナ120及び金属ブロック140を有している。シリンダライナ120は、金属外周面122を有している。金属ブロック140は、シリンダライナ120を囲んでいる。次いで、図3に示すように、ベースブロック100から金属ブロック140の肉厚が薄くなるように一部を除去するように加工する。加工前の金属ブロック140が所望の肉厚であれば除去する加工は不要である。つづいて図5に示すように、金属ブロック140を樹脂ブロック200で囲む。 An example of a manufacturing method for the engine block 10 will be outlined with reference to Figures 2, 3, and 5. First, as shown in Figure 2, a base block 100 is formed. The base block 100 has a cylinder liner 120 and a metal block 140. The cylinder liner 120 has a metal outer circumferential surface 122. The metal block 140 surrounds the cylinder liner 120. Next, as shown in Figure 3, the base block 100 is processed to remove a portion of the metal block 140 so that the thickness of the metal block 140 is reduced. If the metal block 140 before processing has the desired thickness, no processing to remove the portion is necessary. Next, as shown in Figure 5, the metal block 140 is surrounded by a resin block 200.

上述したプロセスによれば、金属ブロック140及びシリンダライナ120を樹脂ブロック200で囲むための製造プロセスを低コストで実現することができる。具体的には、上述したプロセスにおいては、金属ブロック140を含むベースブロック100は、既存のエンジンブロックを形成するための既存の設備(例えば、既存のエンジンブロックを形成するための鋳造に用いられる金型)を用いて形成することができる。つまり、金属ブロック140を一部除去加工する場合でも、金属ブロック140が取り除かれたベースブロック100を形成するための新規の設備を設ける必要がない。したがって、金属ブロック140及びシリンダライナ120を樹脂ブロック200で囲むための製造プロセスを低コストで実現することができる。 According to the above-mentioned process, the manufacturing process for surrounding the metal block 140 and the cylinder liner 120 with the resin block 200 can be realized at low cost. Specifically, in the above-mentioned process, the base block 100 including the metal block 140 can be formed using existing equipment for forming an existing engine block (e.g., a mold used for casting to form an existing engine block). In other words, even when a portion of the metal block 140 is removed, it is not necessary to provide new equipment for forming the base block 100 from which the metal block 140 has been removed. Therefore, the manufacturing process for surrounding the metal block 140 and the cylinder liner 120 with the resin block 200 can be realized at low cost.

図2から図5を用いて、エンジンブロック10の製造方法の一例の詳細を説明する。
まず、図2に示すように、ベースブロック100を形成する。ベースブロック100は、ブロック部材110、シリンダライナ120及び金属ブロック140を有している。ブロック部材110、シリンダライナ120及び金属ブロック140のそれぞれは、金属からなっている。特に、金属ブロック140は、例えば、鋳鉄、アルミニウム合金またはマグネシウム合金からなっている。
An example of a method for manufacturing the engine block 10 will be described in detail with reference to FIGS.
First, as shown in Fig. 2, a base block 100 is formed. The base block 100 has a block member 110, a cylinder liner 120, and a metal block 140. Each of the block member 110, the cylinder liner 120, and the metal block 140 is made of metal. In particular, the metal block 140 is made of, for example, cast iron, an aluminum alloy, or a magnesium alloy.

ベースブロック100は、シリンダライナ120及び金属ブロック140の間の空隙150を有している。空隙150は、ウォータジャケット152を画定している。ベースブロック100は、既存のエンジンブロック(すなわち、ウォータジャケット152を有するエンジンブロック)を形成するための既存の設備を用いて形成することができる。一例において、ベースブロック100は、鋳造、より具体的には、ダイカストによって形成することができる。この例において、ダイカストに用いられる金型は、既存のエンジンブロックを形成するための金型を用いることができる。 The base block 100 has a gap 150 between the cylinder liner 120 and the metal block 140. The gap 150 defines a water jacket 152. The base block 100 can be formed using existing equipment for forming an existing engine block (i.e., an engine block having a water jacket 152). In one example, the base block 100 can be formed by casting, or more specifically, die casting. In this example, the mold used for die casting can be the mold for forming the existing engine block.

ベースブロック100は、開口132を更に有している。図1を用いて説明したように、開口132には、固定具22(図1)を挿入可能である。ベースブロック100は、図3に示す突起130を形成する部分を含んでいる。この部分は、図3に示す工程(金属ブロック140を除去する工程)において、突起130を形成する。 The base block 100 further has an opening 132. As described with reference to FIG. 1, the fastener 22 (FIG. 1) can be inserted into the opening 132. The base block 100 includes a portion that forms the protrusion 130 shown in FIG. 3. This portion forms the protrusion 130 in the step shown in FIG. 3 (the step of removing the metal block 140).

次いで、図3に示すように、ベースブロック100から金属ブロック140の一部を除去し肉厚を薄くする。図3に示す例では、金属ブロック140は、シリンダライナ120の周囲に肉厚が薄くなるように加工されるとともに、突起130が形成され、かつ開口132が残るように、除去されている。 Next, as shown in FIG. 3, a portion of the metal block 140 is removed from the base block 100 to reduce its thickness. In the example shown in FIG. 3, the metal block 140 is processed to reduce its thickness around the cylinder liner 120, and is removed so that a protrusion 130 is formed and an opening 132 remains.

次いで、図4に示すように、金属ブロック140のブロック外周面142上に接着剤層300を形成する。図4に示すように、接着剤層300は、突起130の外周面上にも形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 4, an adhesive layer 300 is formed on the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140. As shown in FIG. 4, the adhesive layer 300 may also be formed on the outer peripheral surface of the protrusion 130.

次いで、図5に示すように、樹脂ブロック200を金属ブロック140に囲むように嵌め込む。樹脂ブロック200は、突起130が樹脂ブロック200の開口222を貫通するように取り付けられる。樹脂ブロック200の第1部分210及び金属ブロック140のブロック外周面142は、接着剤層300を介して互いに接着され、樹脂ブロック200の開口222の内面及び突起130の外周面は、接着剤層300を介して互いに接着される。 Next, as shown in FIG. 5, the resin block 200 is fitted so as to surround the metal block 140. The resin block 200 is attached so that the protrusion 130 passes through the opening 222 of the resin block 200. The first portion 210 of the resin block 200 and the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140 are bonded to each other via the adhesive layer 300, and the inner surface of the opening 222 of the resin block 200 and the outer peripheral surface of the protrusion 130 are bonded to each other via the adhesive layer 300.

接着剤層300は形成しなくてもよい。接着剤層300を形成しない場合、樹脂ブロック200の第1部分210は、接着剤を介さないで金属ブロック140のブロック外周面142と一体的に接合されていてもよい。 The adhesive layer 300 does not have to be formed. If the adhesive layer 300 is not formed, the first portion 210 of the resin block 200 may be integrally joined to the block outer peripheral surface 142 of the metal block 140 without the use of adhesive.

図5に示す例において、樹脂ブロック200は、第1部分210、第2部分220及び空隙230を含んでいる。空隙230は、ウォータジャケット232を画定している。空隙230は、金属ブロック140を樹脂ブロック200で囲む前に形成されてもよいし、または金属ブロック140を樹脂ブロック200で囲んだ後に形成されてもよい。 In the example shown in FIG. 5, the resin block 200 includes a first portion 210, a second portion 220, and a void 230. The void 230 defines a water jacket 232. The void 230 may be formed before surrounding the metal block 140 with the resin block 200, or may be formed after surrounding the metal block 140 with the resin block 200.

エンジンブロック10の製造方法は、図2から図5に示した例に限定されない。エンジンブロック10は、以下の例のようにして製造されてもよい。 The manufacturing method of the engine block 10 is not limited to the examples shown in Figures 2 to 5. The engine block 10 may be manufactured as shown in the following examples.

第1に、図2に示したベースブロック100を形成することなく、図3に示したブロック(ブロック部材110、シリンダライナ120及び突起130)を形成してもよい。図3に示したブロックは、鋳造、より具体的には、ダイカストによって形成することができる。この例において、ダイカストに用いられる金型は、図3に示すブロックに沿った形状を有している。 First, the block shown in FIG. 3 (block member 110, cylinder liner 120, and protrusion 130) may be formed without forming the base block 100 shown in FIG. 2. The block shown in FIG. 3 can be formed by casting, or more specifically, by die casting. In this example, the mold used for die casting has a shape that corresponds to the block shown in FIG. 3.

第2に、エンジンブロック10をインサート成形によって製造してもよい。この例においては、図3に示したブロック(ブロック部材110(金属ブロック140)、シリンダライナ120及び突起130)を金型内に配置して、樹脂ブロック200を形成する樹脂を金型内に供給する。この例によれば、図4に示した接着剤層300を設けることなく、樹脂ブロック200を金属ブロック140に直接的に接合させることができる。接着剤層300の接着剤として、例えば、高放熱1成分縮合型RTVシリコン接着シール剤(熱伝達率:0.83W/mk)を用いることができる。 Secondly, the engine block 10 may be manufactured by insert molding. In this example, the block (block member 110 (metal block 140), cylinder liner 120 and protrusion 130) shown in FIG. 3 is placed in a mold, and resin for forming the resin block 200 is supplied into the mold. According to this example, the resin block 200 can be directly bonded to the metal block 140 without providing the adhesive layer 300 shown in FIG. 4. For example, a high heat dissipation one-component condensation type RTV silicone adhesive sealant (heat transfer coefficient: 0.83 W/mk) can be used as the adhesive for the adhesive layer 300.

<シリンダライナ120及び金属ブロック140>
図6及び図7は、シリンダライナ120及び金属ブロック140の詳細の一例を説明するための断面図である。図6はシリンダライナ120及び金属ブロック140の横断面を示している。図7はシリンダライナ120及び金属ブロック140の横断面を示している。
<Cylinder liner 120 and metal block 140>
6 and 7 are cross-sectional views for explaining an example of details of the cylinder liner 120 and the metal block 140. Fig. 6 shows a cross section of the cylinder liner 120 and the metal block 140. Fig. 7 shows a cross section of the cylinder liner 120 and the metal block 140.

シリンダライナ120は、鉄層120a及びアルミニウム層120bを含んでいる。鉄層120aは、シリンダライナ120の内周面を形成している。鉄層120aは、鉄及び合金鉄のうちの少なくとも一方を含んでいる。アルミニウム層120bは、鉄層120aの外側に位置しており、金属外周面122を形成している。アルミニウム層120bは、アルミニウム及びアルミニウム合金のうちの少なくとも一方を含んでいる。 The cylinder liner 120 includes an iron layer 120a and an aluminum layer 120b. The iron layer 120a forms the inner peripheral surface of the cylinder liner 120. The iron layer 120a includes at least one of iron and an iron alloy. The aluminum layer 120b is located outside the iron layer 120a and forms a metal outer peripheral surface 122. The aluminum layer 120b includes at least one of aluminum and an aluminum alloy.

金属ブロック140は、シリンダライナ120のアルミニウム層120bの周囲を囲むように設けられている。 The metal block 140 is arranged to surround the aluminum layer 120b of the cylinder liner 120.

金属ブロック140のブロック外周面142の表面粗さRa(算術平均粗さ)は、例えば、0.2μm以上3.0μm以下にすることができる。 The surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) of the block outer surface 142 of the metal block 140 can be, for example, 0.2 μm or more and 3.0 μm or less.

金属ブロック140のブロック外周面142は、90°未満の先端角を有する突出部を有しないようにしてもよい。このような突出部は、金属ブロック140及び樹脂ブロック200の熱応力の集中部になり得、樹脂ブロック200のクラックを引き起こし得る。このような突出部がない場合、樹脂ブロック200のクラックを低減することができる。 The block outer peripheral surface 142 of the metal block 140 may be free of protrusions having tip angles of less than 90°. Such protrusions may become areas of thermal stress concentration in the metal block 140 and the resin block 200, and may cause cracks in the resin block 200. If there are no such protrusions, cracks in the resin block 200 can be reduced.

<樹脂ブロック200と金属ブロック140の接合部分>
樹脂ブロック200と金属ブロック140の接合について、樹脂ブロック200の金属ブロック140の外周面141と対向する壁面215(すなわち外周面141と壁面215の境界面における壁面215)の面粗度に着目して説明する。
<Joint portion between resin block 200 and metal block 140>
The joining of resin block 200 and metal block 140 will be described with attention to the surface roughness of wall surface 215 of resin block 200 facing outer circumferential surface 141 of metal block 140 (i.e., wall surface 215 at the boundary surface between outer circumferential surface 141 and wall surface 215).

樹脂ブロック200の壁面215は、JIS B 0601(1994)に規定する十点平均粗さRzが4.0Z以上20Z以下である。すなわち、壁面215は、十点平均粗さRzが上記範囲の壁面凹凸部216を有している。壁面凹凸部216の凹凸構造は、例えば、溝を周回させるように形成することで得られる。溝の幅、深さ、数を領域毎に調整することで、所望の十点平均粗さRzを実現でき、その結果、所望の熱抵抗Rtを実現できる。 The wall surface 215 of the resin block 200 has a ten-point mean roughness Rz of 4.0Z or more and 20Z or less, as specified in JIS B 0601 (1994). That is, the wall surface 215 has a wall surface unevenness 216 with a ten-point mean roughness Rz in the above range. The uneven structure of the wall surface unevenness 216 can be obtained, for example, by forming grooves in a circumferential manner. By adjusting the width, depth, and number of the grooves for each region, the desired ten-point mean roughness Rz can be achieved, and as a result, the desired thermal resistance Rt can be achieved.

十点平均粗さRzの下限値は、好ましくは5.0Z以上であり、より好ましくは6.4Z以上である。十点平均粗さRzの下限値を上記範囲とすることで、熱伝達の面積を確保することができる。また、接着剤層300により金属ブロック140と樹脂ブロック200を接着する際に、接着剤を適切ない領域に定着させる、その接着を確実にすることができる。 The lower limit of the ten-point mean roughness Rz is preferably 5.0Z or more, and more preferably 6.4Z or more. By setting the lower limit of the ten-point mean roughness Rz within the above range, the area for heat transfer can be secured. In addition, when bonding the metal block 140 and the resin block 200 with the adhesive layer 300, the adhesive can be fixed in the appropriate area, ensuring the bonding.

十点平均粗さRzの上限値は、好ましくは15.0Z以上であり、より好ましくは10.0Z以上である。十点平均粗さRzの上限値を上記範囲とすることで、金属ブロック140から樹脂ブロック200への熱伝達(すなわち熱抵抗Rt)を適切な範囲にすることができる。すなわち、壁面凹凸部216の凹凸構造により空気層を作ることができる。空気層があると熱抵抗Rtが大きくなることから、空気層の大きさを調整することで、保温と放熱のバランスをとることができ、燃焼条件を良好にすることができ、ひいては熱効率の向上を実現できる。 The upper limit of the ten-point mean roughness Rz is preferably 15.0Z or more, and more preferably 10.0Z or more. By setting the upper limit of the ten-point mean roughness Rz within the above range, the heat transfer from the metal block 140 to the resin block 200 (i.e., thermal resistance Rt) can be set within an appropriate range. That is, an air layer can be created by the uneven structure of the wall surface unevenness portion 216. Since the presence of an air layer increases the thermal resistance Rt, adjusting the size of the air layer can achieve a balance between heat retention and heat dissipation, improving combustion conditions, and ultimately improving thermal efficiency.

図8~図10を参照して、第1部分210の金属ブロック140側の壁面215と金属ブロック140の外周面141との境界において、空気層を設けて熱抵抗Rtを調整する構成について説明する。以下では、空気層を設ける構成として、壁面215の壁面凹凸部216を設ける構成および接着剤層300を設ける構成について説明する。図8~図10は、それぞれ図7の領域Aを拡大して示した図である。 With reference to Figures 8 to 10, a configuration for adjusting the thermal resistance Rt by providing an air layer at the boundary between the wall surface 215 of the first portion 210 facing the metal block 140 and the outer peripheral surface 141 of the metal block 140 will be described. Below, as a configuration for providing an air layer, a configuration for providing a wall surface unevenness 216 of the wall surface 215 and a configuration for providing an adhesive layer 300 will be described. Figures 8 to 10 are each an enlarged view of area A in Figure 7.

図8に示す構造例では、壁面215の面粗度(十点平均粗さRz)が上死点TDC側と下死点BDC側とで異なった第1の面粗度領域181と第2の面粗度領域182が設けられている。第1の面粗度領域181と第2の面粗度領域182の面粗度は、目標となる熱抵抗Rtにもとづき設定される。 In the structural example shown in FIG. 8, a first surface roughness region 181 and a second surface roughness region 182 are provided in which the surface roughness (ten-point average roughness Rz) of the wall surface 215 differs between the top dead center TDC side and the bottom dead center BDC side. The surface roughness of the first surface roughness region 181 and the second surface roughness region 182 is set based on the target thermal resistance Rt.

図8(a)の構造では、壁面215の上死点TDC側(境界点145より上側)の面粗度の値が大きい第1の面粗度領域181であり、下死点BDC側(境界点145より下側)の面粗度の値が小さい第2の面粗度領域182である。この結果、第1部分210における金属ブロック140からウォータジャケット232への方向の熱抵抗Rtは、第1の面粗度領域181が設けられている部分で大きく、第2の面粗度領域182が設けられている部分では小さくなる。
このように下死点BDC側より上死点TDC側の面粗度の値を大きくし熱抵抗Rtを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、燃焼時の熱がウォータジャケット232に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。燃焼タイミング(すなわち発熱タイミング)を考慮した場合、ストローク長に対して上死点TDCから30%までの範囲(クランク角で概ね45度の範囲)、特に20%までの範囲について、第1の面粗度領域181を設け、燃焼室を保温することが好ましい。
8A, the wall surface 215 has a first surface roughness region 181 with a large surface roughness value on the top dead center TDC side (above the boundary point 145), and a second surface roughness region 182 with a small surface roughness value on the bottom dead center BDC side (below the boundary point 145). As a result, the thermal resistance Rt in the direction from the metal block 140 to the water jacket 232 in the first portion 210 is large in the portion where the first surface roughness region 181 is provided, and is small in the portion where the second surface roughness region 182 is provided.
In this way, by adopting a configuration in which the surface roughness value is larger on the top dead center TDC side than on the bottom dead center BDC side and the thermal resistance Rt is larger, it is possible to suppress the heat generated during combustion from escaping to the water jacket 232 at the timing when the fuel is burned in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near top dead center TDC), thereby realizing high thermal efficiency. When the combustion timing (i.e., heat generation timing) is taken into consideration, it is preferable to provide the first surface roughness region 181 in a range of up to 30% of the stroke length from top dead center TDC (a range of approximately 45 degrees in crank angle), particularly in a range of up to 20%, to keep the combustion chamber warm.

図8(b)の構造は、図8(a)の構造と逆に、壁面215の下死点BDC側(境界点145より下側)の面粗度の値が大きい第1の面粗度領域181であり、上死点TDC側(境界点145より上側)の面粗度の値より大きい。
このように上死点TDC側より下死点BDC側の面粗度の値を大きくし熱抵抗Rtを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、熱をウォータジャケット232に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。燃焼タイミング(すなわち発熱タイミング)を考慮した場合、ストローク長に対して上死点TDCから30%までの範囲(クランク角で概ね45度の範囲)、特に20%までの範囲について、第1の面粗度領域181を設け、燃焼室の冷却を促すことが好ましい。
The structure of Figure 8(b) is the opposite of the structure of Figure 8(a), in that the first surface roughness region 181 has a larger surface roughness value on the bottom dead center BDC side of the wall surface 215 (below boundary point 145), and the surface roughness value is larger than that on the top dead center TDC side (above boundary point 145).
By adopting a configuration in which the surface roughness value is increased on the bottom dead center BDC side from the top dead center TDC side and the thermal resistance Rt is increased in this way, heat can be released to the water jacket 232 at the timing when fuel burns in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near the top dead center TDC), and cooling can be promoted. This is effective in engines in which the temperature in the combustion chamber rises during combustion and knocking is likely to occur. When considering the combustion timing (i.e., the heat generation timing), it is preferable to provide the first surface roughness region 181 in the range from the top dead center TDC to 30% of the stroke length (a range of approximately 45 degrees in crank angle), particularly in the range up to 20%, to promote cooling of the combustion chamber.

図9に示す構造例は、図8に示した構造例において、さらに、第1部分210の厚みtに変化を設けた構成としたものである。具体的には、断面視においてウォータジャケット232と第1部分210との境界、すなわちウォータジャケット232の壁面232Aが連続的に変化している連続変化領域211となっており、特に直線状に変化している直線部212を有する。 The structural example shown in FIG. 9 is the structural example shown in FIG. 8, further including a change in thickness t of the first portion 210. Specifically, in cross-sectional view, the boundary between the water jacket 232 and the first portion 210, i.e., the wall surface 232A of the water jacket 232, forms a continuous change region 211 where the boundary changes continuously, and in particular has a straight portion 212 where the boundary changes linearly.

図9(a)の構造は、壁面232Aが断面視で斜め直線状(傾斜)の直線部212であって、第2部分220の厚みtが下死点BDC側より上死点TDC側が厚くなっている。換言すると、図示で上側(上死点TDC側)が熱抵抗Rtの大きい第1の領域171であって、下側(下死点BDC側)が第1の領域171より熱抵抗Rtの小さい第2の領域172と言える。さらに、壁面215において、第1の領域171が設けられた領域は面粗度の値が大きい第1の面粗度領域181となっており、第2の領域172が設けられた領域は面粗度の値が小さい第2の面粗度領域182でとなっている。
このように第1部分210の厚みtを上死点TDC側を厚くし更に面粗度を大きくすることで熱抵抗Rtを大きくした構成とすることで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、燃焼時の熱がウォータジャケット232に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。また、厚みtが連続的に直線状に変化するため、熱歪みや熱応力が局所的に集中することを避けることができる。
9A, the wall surface 232A is a straight portion 212 that is obliquely straight (inclined) in cross section, and the thickness t of the second portion 220 is thicker on the top dead center TDC side than on the bottom dead center BDC side. In other words, the upper side (top dead center TDC side) in the figure is the first region 171 with a large thermal resistance Rt, and the lower side (bottom dead center BDC side) is the second region 172 with a smaller thermal resistance Rt than the first region 171. Furthermore, in the wall surface 215, the region where the first region 171 is provided is the first surface roughness region 181 with a large surface roughness value, and the region where the second region 172 is provided is the second surface roughness region 182 with a small surface roughness value.
In this way, by making the thickness t of the first portion 210 thicker on the top dead center (TDC) side and increasing the surface roughness to increase the thermal resistance Rt, high thermal efficiency can be achieved by suppressing the heat generated during combustion from escaping to the water jacket 232 when the fuel is burned in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near the top dead center (TDC)). In addition, because the thickness t changes continuously and linearly, it is possible to prevent thermal distortion and thermal stress from concentrating locally.

図9(b)の構造は、壁面232Aが断面視で斜め直線状の直線部212であって、第2部分220の厚みtが上死点TDC側より下死点BDC側が厚くなっている。換言すると、図示で下側(下死点BDC側)が熱抵抗Rtの大きい第1の領域171であって、上側(上死点TDC側)が第1の領域171より熱抵抗Rtの小さい第2の領域172と言える。さらに、壁面215において、第1の領域171が設けられた領域は面粗度の値が大きい第1の面粗度領域181となっており、第2の領域172が設けられた領域は面粗度の値が小さい第2の面粗度領域182でとなっている。 In the structure of FIG. 9(b), the wall surface 232A is a straight line portion 212 that is diagonally straight in cross section, and the thickness t of the second portion 220 is thicker on the bottom dead center BDC side than on the top dead center TDC side. In other words, the lower side (bottom dead center BDC side) in the figure is the first region 171 with a large thermal resistance Rt, and the upper side (top dead center TDC side) is the second region 172 with a smaller thermal resistance Rt than the first region 171. Furthermore, in the wall surface 215, the region where the first region 171 is provided is the first surface roughness region 181 with a large surface roughness value, and the region where the second region 172 is provided is the second surface roughness region 182 with a small surface roughness value.

このように上死点TDC側の第1部分210の厚みtを薄くし、さらに上死点TDC側の面粗度の値が下死点BDCより小さくなるようにすることで、上死点TDC側の熱抵抗Rtを下死点BDC側より小さくした構成である。この構成であるため、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、熱をウォータジャケット232に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。特に、燃焼タイミング(すなわち発熱タイミング)を考慮した場合、ストローク長に対して上死点TDCから30%までの範囲、特に20%までの範囲について、第2の領域172の熱抵抗Rtの設計が重要である。また、厚みtが連続的に直線状に変化するため、熱歪みや熱応力が局所的に集中することを避けることができる。 In this way, the thickness t of the first portion 210 on the top dead center TDC side is made thinner, and the surface roughness value on the top dead center TDC side is made smaller than that on the bottom dead center BDC side, making the thermal resistance Rt on the top dead center TDC side smaller than that on the bottom dead center BDC side. This configuration allows heat to escape to the water jacket 232 at the timing when the fuel burns in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near the top dead center TDC), promoting cooling. This is effective in engines in which the temperature in the combustion chamber rises during combustion and knocking is likely to occur. In particular, when considering the combustion timing (i.e., the heat generation timing), it is important to design the thermal resistance Rt of the second region 172 in the range from the top dead center TDC to 30% of the stroke length, especially in the range up to 20%. In addition, since the thickness t changes continuously and linearly, it is possible to avoid local concentration of thermal distortion and thermal stress.

なお、第1部分210の厚みが変化する連続変化領域211は、直線部212に限らず、曲線状に設けられてもよい。さらに、第1部分210の厚みは、連続的に変化せず段差が設けられた非連続に設けられてもよい。 The continuous change area 211 where the thickness of the first portion 210 changes is not limited to the straight line portion 212, but may be curved. Furthermore, the thickness of the first portion 210 may not change continuously, but may be discontinuous with a step.

図10に示す構造例は、第1部分210の熱抵抗Rtに領域毎に違いを与えるために、樹脂ブロック200を金属ブロック140(またはシリンダライナ120)に取り付ける際に用いる接着剤層300の接着剤に違いを設けている。 In the structural example shown in FIG. 10, in order to provide a difference in the thermal resistance Rt of the first portion 210 for each region, the adhesive in the adhesive layer 300 used to attach the resin block 200 to the metal block 140 (or the cylinder liner 120) is different.

図10(a)の構造では、金属ブロック140の外周面141とシリンダ部20の壁面215との境界に設けられる接着剤層300は、上死点TDC側(境界点145より上側)の第1の接着剤層領域301、下死点BDC側(境界点145より下側)の第2の接着剤層領域302とを有して構成される。第1の接着剤層領域301は第2の接着剤層領域302より接着剤の量が多く設けられている。その結果、第1の接着剤層領域301では、第2の接着剤層領域302より、空気層が多くなり、熱抵抗Rtが大きくなっている。
このように下死点BDC側より上死点TDC側の接着剤層300の厚みを厚くし熱抵抗Rtを大きくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、燃焼時の熱がウォータジャケット232に逃げてしまうことを抑制することで高い熱効率を実現できる。
10(a), the adhesive layer 300 provided at the boundary between the outer circumferential surface 141 of the metal block 140 and the wall surface 215 of the cylinder portion 20 is configured to have a first adhesive layer region 301 on the top dead center TDC side (above the boundary point 145) and a second adhesive layer region 302 on the bottom dead center BDC side (below the boundary point 145). A larger amount of adhesive is provided in the first adhesive layer region 301 than in the second adhesive layer region 302. As a result, the first adhesive layer region 301 has a larger air layer than the second adhesive layer region 302, and the thermal resistance Rt is larger.
In this manner, by adopting a configuration in which the thickness of the adhesive layer 300 on the top dead center (TDC) side is made thicker than the bottom dead center (BDC) side and the thermal resistance Rt is increased, it is possible to achieve high thermal efficiency by suppressing the escape of heat during combustion to the water jacket 232 at the timing when the fuel is combusted in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near top dead center (TDC)).

図10(b)の構造は、図10(a)の構造と逆に、金属ブロック140の外周面141とシリンダ部20の壁面215との境界に設けられる接着剤層300は、接着剤が厚い下死点BDC側(境界点145より下側)の第1の接着剤層領域301、接着剤が薄い上死点TDC側(境界点145より上側)の第2の接着剤層領域302とを有して構成される。すなわち、第1の接着剤層領域301は第2の接着剤層領域302と比較して、接着剤が厚いことで空気層が多くなり、熱抵抗Rtが大きくなる。上死点TDC側の熱抵抗Rtを小さくした構成を採用することとで、燃料が燃焼室内で燃焼するタイミング(すなわちピストン190が上死点TDC付近にあるとき)において、熱をウォータジャケット232に逃がし冷却を促すことができる。燃焼時に燃焼室内の温度が高くなりノッキングが生じやすいエンジンにおいて効果的である。 10(b), the adhesive layer 300 provided at the boundary between the outer peripheral surface 141 of the metal block 140 and the wall surface 215 of the cylinder section 20 is configured to have a first adhesive layer region 301 on the bottom dead center BDC side (below the boundary point 145) where the adhesive is thick, and a second adhesive layer region 302 on the top dead center TDC side (above the boundary point 145) where the adhesive is thin. That is, the first adhesive layer region 301 has a larger air layer due to the thicker adhesive than the second adhesive layer region 302, and the thermal resistance Rt is larger. By adopting a configuration that reduces the thermal resistance Rt on the top dead center TDC side, heat can be released to the water jacket 232 at the timing when the fuel burns in the combustion chamber (i.e., when the piston 190 is near the top dead center TDC), promoting cooling. This is effective in engines in which the temperature in the combustion chamber rises during combustion and knocking is likely to occur.

なお、図10の接着剤層300(第1の接着剤層領域301、第2の接着剤層領域302)の構成は、図8や図9の構成に適用されてもよい。 The configuration of the adhesive layer 300 (first adhesive layer region 301, second adhesive layer region 302) in FIG. 10 may be applied to the configurations in FIG. 8 and FIG. 9.

以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば、上記の実施形態では、樹脂ブロック200を2気筒のエンジン(エンジンブロック10)へ適用した例を説明したが、気筒数に拘わらず単気筒のエンジンや3気筒以上のエンジンに適用することができる。 The above describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings, but these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can also be adopted. For example, in the above embodiment, an example was described in which the resin block 200 was applied to a two-cylinder engine (engine block 10), but the resin block 200 can be applied to a single-cylinder engine or an engine with three or more cylinders regardless of the number of cylinders.

10 エンジンブロック
20 シリンダヘッド
100 ベースブロック
110 ブロック部材
120 シリンダライナ
120a 鉄層
120b アルミニウム層
122 金属外周面
140 金属ブロック
142 ブロック外周面
150 空隙
152 ウォータジャケット(冷却用水路)
171 第1の領域
172 第2の領域
181 第1の面粗度領域
182 第2の面粗度領域
200 樹脂ブロック
210 第1部分
211 連続変化領域
212 直線部
213 曲線部
214 境界
215 壁面
216 壁面凹凸部
220 第2部分
230 空隙
232 ウォータジャケット(冷却用水路)
232A 壁面
300 接着剤層
301 第1の接着剤層領域
302 第2の接着剤層領域
10 Engine block 20 Cylinder head 100 Base block 110 Block member 120 Cylinder liner 120a Iron layer 120b Aluminum layer 122 Metal outer peripheral surface 140 Metal block 142 Block outer peripheral surface 150 Gap 152 Water jacket (cooling water passage)
171 First region 172 Second region 181 First surface roughness region 182 Second surface roughness region 200 Resin block 210 First portion 211 Continuously changing region 212 Straight portion 213 Curved portion 214 Boundary 215 Wall surface 216 Wall surface uneven portion 220 Second portion 230 Void 232 Water jacket (cooling water channel)
232A wall surface 300 adhesive layer 301 first adhesive layer area 302 second adhesive layer area

Claims (12)

シリンダライナと、
前記シリンダライナの外周面を筒状に覆う金属ブロックと、
前記金属ブロックの外周面を覆う、熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロックと、
前記シリンダライナの外周の領域に設けられた冷却用水路と、
を備え、
前記樹脂ブロックは、前記金属ブロックを覆う第1部分と、前記第1部分より外側に位置する第2部分とを有し、
前記第1部分は、少なくとも前記冷却用水路の前記シリンダライナ側の壁面を構成しており、
前記樹脂ブロックの前記金属ブロックの前記外周面と対向する面の面粗度が、JIS B 0601(1994)に規定する十点平均粗さRzが4.0Z以上20Z以下であり、
前記壁面は、面粗度が異なる第1の面粗度領域および第2の面粗度領域を有し、
前記第1の面粗度領域は、前記第2の面粗度領域より面粗度が大きく、かつ、前記第2の面粗度領域よりもピストンのストローク方向の上死点側に設けられている、エンジンブロック。
A cylinder liner;
a metal block that cylindrically covers an outer circumferential surface of the cylinder liner;
a resin block made of a cured product of a thermosetting resin covering an outer peripheral surface of the metal block;
a cooling water passage provided in an outer circumferential region of the cylinder liner;
Equipped with
the resin block has a first portion covering the metal block and a second portion located outside the first portion,
the first portion constitutes at least a wall surface of the cooling water passage on the cylinder liner side,
the surface roughness of the resin block facing the outer peripheral surface of the metal block is 4.0Z or more and 20Z or less in terms of ten-point average roughness Rz defined in JIS B 0601 (1994);
the wall surface has a first surface roughness region and a second surface roughness region having different surface roughnesses;
An engine block, wherein the first surface roughness region has a surface roughness greater than that of the second surface roughness region, and is located closer to top dead center in a piston stroke direction than the second surface roughness region.
前記第1部分が前記壁面を構成している領域において、前記シリンダライナから前記冷却用水路への方向を厚み方向としたときに、厚みの異なる第1の領域および第2の領域を有し、前記第1の領域の厚みは前記第2の領域の厚みより厚く、
前記第1の領域は、前記第1の面粗度領域に設けられている、請求項1に記載のエンジンブロック。
In a region where the first portion constitutes the wall surface, a first region and a second region having different thicknesses are provided when a direction from the cylinder liner to the cooling water passage is defined as a thickness direction, and the thickness of the first region is thicker than the thickness of the second region,
The engine block of claim 1 , wherein the first region is provided in the first surface roughness region.
前記樹脂ブロックの前記第1部分と前記金属ブロックとの間に接着剤が設けられた接着剤層を有している、請求項1または2に記載のエンジンブロック。 The engine block according to claim 1 or 2, further comprising an adhesive layer provided between the first portion of the resin block and the metal block. 前記接着剤層は、接着剤の厚みが異なる第1の接着剤層領域と第2の接着剤層領域とを有し、
前記第1の接着剤層領域の接着剤が、前記第2の接着剤層領域の接着剤よりも厚く設けられており、かつ、前記第1の面粗度領域に設けられている、請求項3に記載のエンジンブロック。
The adhesive layer has a first adhesive layer region and a second adhesive layer region having different adhesive thicknesses,
4. The engine block of claim 3, wherein the adhesive in the first adhesive layer region is provided thicker than the adhesive in the second adhesive layer region and is provided in the first surface roughness region.
前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物の熱伝導率は、1.00W/(m・K)以下である、請求項1から4までのいずれか1項に記載のエンジンブロック。 The engine block according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermal conductivity of the cured product of the thermosetting resin forming the first portion of the resin block is 1.00 W/(m·K) or less. 前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のMD線膨張係数は、前記金属ブロックを形成する金属のMD線膨張係数の75%以上125%以下であり、
前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のTD線膨張係数は、前記金属ブロックを形成する金属のTD線膨張係数の75%以上125%以下である、請求項1から5までのいずれか1項に記載のエンジンブロック。
the MD linear expansion coefficient of the cured product of the thermosetting resin forming the first portion of the resin block is 75% or more and 125% or less of the MD linear expansion coefficient of the metal forming the metal block,
6. The engine block according to claim 1, wherein a TD linear expansion coefficient of the cured product of the thermosetting resin forming the first portion of the resin block is 75% or more and 125% or less of a TD linear expansion coefficient of a metal forming the metal block.
前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物の密度は、2.2g/cm以下である、請求項1から6までのいずれか1項に記載のエンジンブロック。 7. The engine block according to claim 1, wherein the hardened thermosetting resin forming the first portion of the resin block has a density of 2.2 g/ cm3 or less. 前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物のガラス転移点(Tg)は160℃以上である、請求項1から7までのいずれか1項に記載のエンジンブロック。 The engine block according to any one of claims 1 to 7, wherein the glass transition point (Tg) of the cured product of the thermosetting resin forming the first portion of the resin block is 160°C or higher. 前記樹脂ブロックの前記第1部分を形成する前記熱硬化性樹脂の硬化物はフェノール樹脂からなる、請求項1から8までのいずれか1項に記載のエンジンブロック。 The engine block according to any one of claims 1 to 8, wherein the cured thermosetting resin forming the first portion of the resin block is made of a phenolic resin. シリンダライナと、
前記シリンダライナの外周面を筒状に覆う金属ブロックと、
前記金属ブロックの外周面を覆う、熱硬化性樹脂の硬化物により構成される樹脂ブロックと、
前記シリンダライナの外周の領域に設けられた冷却用水路と、
を備え、
前記樹脂ブロックは、前記金属ブロックを覆う第1部分と、前記第1部分より外側に位置する第2部分とを有し、
前記第1部分は、少なくとも前記冷却用水路の前記シリンダライナ側の壁面を構成しており、
前記樹脂ブロックの前記金属ブロックの前記外周面と対向する面の面粗度が、JIS B 0601(1994)に規定する十点平均粗さRzが4.0Z以上20Z以下であ
前記樹脂ブロックの前記第1部分と前記金属ブロックとの間に接着剤が設けられた接着剤層を有しており
前記接着剤層は、接着剤の厚みが異なる第1の接着剤層領域と第2の接着剤層領域とを有し、
前記第1の接着剤層領域の接着剤が、前記第2の接着剤層領域の接着剤よりも厚く設けられており、
前記第1の接着剤層領域が前記第2の接着剤層領域よりも上死点側に設けられている、
エンジンブロック。
A cylinder liner;
a metal block that cylindrically covers an outer circumferential surface of the cylinder liner;
a resin block made of a cured product of a thermosetting resin covering an outer peripheral surface of the metal block;
a cooling water passage provided in an outer circumferential region of the cylinder liner;
Equipped with
the resin block has a first portion covering the metal block and a second portion located outside the first portion,
the first portion constitutes at least a wall surface of the cooling water passage on the cylinder liner side,
the surface roughness of the resin block facing the outer peripheral surface of the metal block is 4.0Z or more and 20Z or less in terms of ten-point average roughness Rz defined in JIS B 0601 (1994);
an adhesive layer provided between the first portion of the resin block and the metal block ;
The adhesive layer has a first adhesive layer region and a second adhesive layer region having different adhesive thicknesses,
The adhesive in the first adhesive layer region is provided thicker than the adhesive in the second adhesive layer region,
The first adhesive layer region is provided closer to the top dead center than the second adhesive layer region.
Engine block.
請求項1から10までのいずれか1項に記載のエンジンブロックを構成する樹脂ブロック。 A resin block constituting an engine block according to any one of claims 1 to 10. 請求項1から10までのいずれか1項に記載のエンジンブロックを製造法する方法であって、
シリンダライナの外周面に樹脂ブロックを嵌め込む、エンジンブロックの製造方法。
A method for manufacturing an engine block according to any one of claims 1 to 10, comprising the steps of:
A manufacturing method for an engine block in which a resin block is fitted onto the outer peripheral surface of a cylinder liner.
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