(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのウォータジャケット内に、シリンダブロックと別体に形成された、シリンダボア壁温を均一化するためのスペーサが配置され、該スペーサはシリンダボア壁の下部の外面を覆って冷却水がシリンダボア壁の上部を下部より強く冷却するようにしているシリンダブロックの冷却構造であって、シリンダブロックの上部の冷却水入口部に対向させて配置されたスペーサ部分に上方から流入した流れを冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿って斜め上方に向ける傾斜または湾曲が形成されており、該傾斜または湾曲は前記スペーサに形成されているシリンダブロックの冷却構造。
【請求項２】
シリンダブロックのウォータジャケット内に、シリンダブロックと別体に形成された、シリンダボア壁温を均一化するためのスペーサが配置され、該スペーサはシリンダボア壁の下部の外面を覆って冷却水がシリンダボア壁の上部を下部より強く冷却するようにしているシリンダブロックの冷却構造であって、前記スペーサがシリンダブロックの上部の冷却水出口部に配置された堰を有し、前記堰の左右両側面にシリンダボア両側を流れてきた流れを斜め上方または上方に変える傾斜または湾曲が形成されており、該傾斜または湾曲は前記スペーサに形成されているシリンダブロックの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのシリンダブロックの冷却構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンシリンダブロックでは、シリンダボア壁まわりにウォータジャケットが形成され、そこにエンジン冷却水が循環されて、燃焼室から加熱されるシリンダボア壁を冷却している。
この場合、シリンダボア壁の温度は均一になりにくい。その理由は、各シリンダボア壁の周方向には、流れの速度が速いシリンダボア並び方向両側部に接する部分の温度は、流れが澱むシリンダボア間に対応する部分の温度よりも低くなる。また、シリンダボア壁の上下方向には、燃焼室に近いシリンダボア壁上部の温度が下部よりも高くなる。また、シリンダボア並び方向には、下流ほど温度が高くなる。
シリンダボア壁温度の不均一は、燃費の悪化、未燃炭化水素（ＨＣ）排出量の増大等の問題を生じる。たとえば、シリンダボア壁温度が周方向に異なると、シリンダボア壁の形状が円形からずれるので、ピストンリング、オイルリングのボア壁内面への追従性が悪化し、それを防止するためにリングの張力を上げると、摺動時のフリクションが大となり、燃費が悪化する。また、シリンダボア壁温度が上下方向に異なると、筒内直噴ガソリンエンジン等では、ボア壁の中間部に付着した燃料の蒸発、燃焼が悪くなり、燃費とトルクが下がる他、未燃炭化水素（ＨＣ）の排出量も増える。
これらの不具合を抑制するには、シリンダボア壁温が均一であることが望まれる。壁温分布改善等の目的でシリンダブロック自体でウォータジャケットを改良する提案は種々あるが、生産性、型寿命、強度の観点で量産化が困難なものが多かった。そこで、シリンダブロックと別体で形成したスペーサ（ウオータジャケットのスペースを部分的に埋めてボア壁温度を均一化する手段）をウオータジャケットに配置してシリンダボア壁の温度分布を改善する提案がなされている（たとえば、実開昭５７−４３３３８号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実開昭５７−４３３３８号公報等の従来シリンダブロック冷却構造には、つぎの課題（問題）があった。
図１５に示すように、シリンダブロック１１の側部の下部に冷却水入口１２（または出口）が有るものに関しては、スペーサ１３が入口１２を塞ぐ構造となるので、冷却水が入りにくい。仮に、図１６〜図１８に示すように、スペーサ１３にスリット構造１４を設けても、通水抵抗は相当大でウオータポンプの駆動効率を下げる。また、流れに偏りが生じやすく均一冷却性が悪化する。
また、図１９に示すように、冷却水入口１２がシリンダブロック１１の上部にあってウオータジャケット１５に上から流入するものに関しては、スペーサ１３が有ることによって入口１２からスペーサ１３までの距離が短くなるので、冷却水１６が入りにくく、通水抵抗は相当大でウオータポンプの駆動効率を下げる。また、図２０に示すように、入口１２のすぐ下流で渦１７を巻き、流れがスムーズでないため流れに偏りが生じやすく、均一冷却性が悪化する。
また、冷却水出口１８に関しても、図２１、図２２に示すように、シリンダボア列の両側を流れてきた冷却水が合流部２０を形成し、該合流部２０では流れが衝突し澱み部１９ができ、流れがスムーズでないため通水抵抗は大でウオータポンプの駆動効率を下げる。また、澱みの生じかたも左右対称であるとは限らず、流れに偏りが生じやすく、均一冷却性が悪化する。
本発明の目的は、実開昭５７−４３３３８号公報等の従来シリンダブロック冷却構造に比べて、通水抵抗を低減し均一冷却性を向上させることができるシリンダブロックの冷却構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  シリンダブロックのウォータジャケット内に、シリンダブロックと別体に形成された、シリンダボア壁温を均一化するためのスペーサが配置され、該スペーサはシリンダボア壁の下部の外面を覆って冷却水がシリンダボア壁の上部を下部より強く冷却するようにしているシリンダブロックの冷却構造であって、シリンダブロックの上部の冷却水入口部に対向させて配置されたスペーサ部分に上方から流入した流れを冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿って斜め上方に向ける傾斜または湾曲が形成されており、該傾斜または湾曲は前記スペーサに形成されているシリンダブロックの冷却構造。
（２）  シリンダブロックのウォータジャケット内に、シリンダブロックと別体に形成された、シリンダボア壁温を均一化するためのスペーサが配置され、該スペーサはシリンダボア壁の下部の外面を覆って冷却水がシリンダボア壁の上部を下部より強く冷却するようにしているシリンダブロックの冷却構造であって、前記スペーサがシリンダブロックの上部の冷却水出口部に配置された堰を有し、前記堰の左右両側面にシリンダボア両側を流れてきた流れを斜め上方または上方に変える傾斜または湾曲が形成されており、該傾斜または湾曲は前記スペーサに形成されているシリンダブロックの冷却構造。
【０００５】
上記（１）のシリンダブロックの冷却構造では、シリンダブロックの冷却水入口部に配置されたスペーサ部分に、冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿ってスペーサに流れを斜め上方に向ける傾斜または湾曲が形成されているので、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケットへの流入、流出の流れ抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がる。また、冷却水のウオータジャケットへの流入、流出がスムーズになって、安定し、均一冷却性にも良い効果を与える。
また、スペーサがシリンダブロックと別体に形成されているので、シリンダブロックと一体形成の場合に比べて、生産の自由度、生産性が高い。
また、冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿ってスペーサに流れを斜め上方に向ける傾斜または湾曲がつけられているので、シリンダブロック側部の冷却水入口部での流れ抵抗が低減され、かつスムーズとなって均一冷却性に良い効果を与える。
上記（２）のシリンダブロックの冷却構造では、堰の左右両側面に、シリンダボア両側を流れてきた流れを斜め上方または上方に変える傾斜または湾曲が形成されているので、シリンダブロック上部の冷却水出口部での流れ抵抗が低減され、かつスムーズとなって均一冷却性に良い効果を与える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例のシリンダブロックの冷却構造を、図１〜図１４を参照して、説明する。本発明の全実施例にわたって共通するまたは類似する構成部分には、本発明の全実施例にわたって同じ符号を付してある。
まず、本発明のシリンダブロックの冷却構造のうち、本発明実施例にわたって共通するまたは類似する部分を、たとえば図１、図４を参照して、説明する。
本発明のシリンダブロックの冷却構造は、シリンダブロック１のウォータジャケット２内に、シリンダボア３の壁４の温度を均一化するための（または、均一化する）スペーサ５が配置されたシリンダブロックの冷却構造であって、シリンダブロックの冷却水入口部６または出口部７に配置されたスペーサ部分５ａ、５ｂが、図１５〜図２２に示した従来構造に比べて、流れ抵抗を低減する構造とされているシリンダブロック冷却構造からなる。
【０００７】
ウオータポンプからのエンジン冷却水は冷却水入口部６からシリンダブロック内ウオータジャケット２に入り、冷却水入口部７から出てシリンダヘッド内ウオータジャケットに流れる。ウオータポンプからのエンジン冷却水は、直接シリンダブロック１に流入してもよいし、あるいはいったんシリンダヘッドに入りシリンダヘッドからシリンダブロック１に流入してもよい。図示例では、気筒数が３の場合（Ｖ型６気筒の片側バンク）を示しているが、３以外でも勿論よく、たとえば１、２、４、６、８など任意の気筒数であってもよい。また、図示例では、冷却水入口部６がシリンダブロック１の側部に設けられている場合を示しているが、冷却水入口部６はシリンダブロック１の上部に設けられていてもよい。
【０００８】
スペーサ５は、ウオータジャケット２内スペースを部分的に埋め、シリンダボア壁４に冷却水が当たる面積や強さを調整して、シリンダボア３の壁４の温度を均一化するように働く。たとえば、上下方向には、シリンダボア壁４の上部の方が燃焼室からの熱で温度が上がるので、スペーサ５でシリンダボア壁４の下部の外面を覆って冷却水がシリンダボア壁４の上部を選択的に強く冷却するようにする。また、シリンダボア壁周方向にはシリンダボア間部位に多くの流れが接するようにしたり流速を上げたりし、シリンダボア並び方向両側部では流速を下げたりするように働く。
【０００９】
スペーサ５はシリンダブロック１と別体に形成されてウオータジャケット２内に配置されることが望ましい。その理由は、別体形成とすることにより、シリンダブロックの鋳造における型構造の自由度が上がり、また生産性が上がり、またシリンダヘッド締結時のシリンダブロック外壁の変形がシリンダボアに悪影響を及ぼさなくなる、等である。ただし、スペーサ５はシリンダブロック１と一体に形成されてもよい。スペーサ５の材料は、金属、樹脂、ゴム、スポンジ等、任意であるが、シリンダヘッドとのボルト締結時にシリンダブロックの外壁の変形がシリンダボアに影響しないようにする観点からは、外力が加わった時に自身が変形して吸収できるものであることが望ましい。
【００１０】
本発明実施例にわたって共通するまたは類似する部分の作用を説明する。
シリンダブロック１の冷却水入口部６または出口部７に配置されたスペーサ部分５ａ、５ｂが、図１５〜図２２の従来構造に比べて流れ抵抗を低減する構造とされているので、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケット２への流入、流出の流れ抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がり、さらには燃費の改善される。また、冷却水のウオータジャケット２への流入、流出がスムーズになって、安定するので、シリンダボア壁４の均一冷却性にも良い効果を与える。
【００１１】
つぎに、本発明の各実施例に特有な構成、作用を説明する。
本発明の実施例１〜３のシリンダブロックの冷却構造では、図１〜図５に示すように、スペーサ部分５ａがシリンダブロック１の側部の冷却水入口部６に配置されている。そして、前記流れ抵抗を低減する構造が、図１５〜図２２の従来構造に比べて、通水抵抗が大とならない通路とする構造からなる。さらに具体的には、流れ抵抗を低減する構造が、
▲１▼実施例１：冷却水入口６ａに対向する部分はスペーサを無くす（図１）、
▲２▼実施例２：冷却水入口６ａに対向する部分はスペーサ５を他部よりも薄くする（図２）、
▲３▼実施例３：冷却水入口６ａに対向する部分からシリンダボア壁４外面に沿ってスペーサ５に流れを斜め上方に向ける傾斜（スロープ）８または湾曲をつける（図３〜図５）、
の何れかの構造とされている。
【００１２】
図１５〜図１８の従来構造との比較からわかるように、実施例１（図１）、実施例２（図２）の構造では、通路断面積が拡げられて通水抵抗が低減されており、実施例３（図３〜図５）の構造では、スペーサ５に傾斜８または湾曲が付けられて通水抵抗が低減されている。これによって、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケット２への流入抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がり、さらには燃費の改善される。また、冷却水のウオータジャケット２への流入がスムーズになって、安定するので、流れに偏りが生じにくくなり、シリンダボア壁４の均一冷却性にも良い効果を与える。
【００１３】
本発明の実施例４〜６のシリンダブロックの冷却構造では、図６〜図１０に示すように、スペーサ部分５ａがシリンダブロック１の上部の冷却水入口部６に配置されている。そして、前記流れ抵抗を低減する構造が、
▲１▼実施例４：冷却水入口６ａに対向する部分はスペーサを無くす（図７）、
▲２▼実施例５：冷却水入口６ａに対向する部分からシリンダボア壁４外面に沿って他部よりもスペーサ５を薄くする（図８）、
▲３▼実施例６：冷却水入口６ａに対向する部分からシリンダボア壁４外面に沿ってスペーサ５に流れを斜め上方に向ける傾斜（スロープ）９または湾曲をつける（図９、図１０）、
の何れかの構造とされている。
【００１４】
図１９、図２０の従来構造との比較からわかるように、実施例４（図７）、実施例５（図８）の構造では、通路断面積が拡げられて通水抵抗が低減されており、実施例６（図９〜図１０）の構造では、スペーサ５に傾斜９または湾曲が付けられて通水抵抗が低減されている。これによって、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケット２への流入抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がり、さらには燃費の改善される。また、冷却水のウオータジャケット２への流入がスムーズになって、安定するので、流れに偏りが生じにくくなり、シリンダボア壁４の均一冷却性にも良い効果を与える。
【００１５】
本発明の実施例７、８のシリンダブロックの冷却構造では、図１１〜図１４に示すように、スペーサ部分５ｂがシリンダブロック１の上部の冷却水出口部７に配置された堰（スペーサ部分５ｂと同じため符号を５ｂとする）からなる。そして、前記流れ抵抗を低減する構造が、冷却用流体通路内に合流部が無い構造、もしくはあっても澱みが少ない構造からなる。さらに詳しくは、流れ抵抗を低減する構造が、堰の５ｂ左右両側面に形成された、シリンダボア両側を流れてきた流れを斜め上方または上方に変える傾斜１０または湾曲からなる。
堰５ｂは、シリンダブロック１と別体形成でも、一体形成でもよい。すなわち、
▲１▼実施例７：堰５ｂがシリンダブロック１と別体形成のスペーサ５に形成されている（図１１、図１２）、
▲２▼実施例８：堰５ｂがシリンダブロック１と一体形成のスペーサ５に形成されている（図１３、図１４）、
の何れでもよい。
ただし、シリンダブロック１に堰５ｂを一体形成すると、鋳造型構造が複雑になり、またシリンダヘッド締結時のボルト締結力によるボア変形が悪化するので、堰５ｂがシリンダブロック１と別体形成される方が望ましい。
【００１６】
図２１、図２２の従来構造との比較からわかるように、実施例７（図１１、図１２）、実施例８（図１３、図１４）の構造では、堰５ｂによって、シリンダボア両側を流れてきた流れが対向して衝突する合流部が無い構造となっている。また、堰５ｂに形成された傾斜１０または湾曲により、出口に向かう流れがスムーズになる。これによって、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケット２からの流出抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がり、さらには燃費の改善される。また、冷却水のウオータジャケット２からの流出がスムーズになって、安定するので、シリンダブロック内ウオータジャケット２の流れに偏りが生じにくくなり、シリンダボア壁４の均一冷却性にも良い効果を与える。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１のシリンダブロックの冷却構造によれば、シリンダブロックの冷却水入口部に配置されたスペーサ部分に、冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿ってスペーサに流れを斜め上方に向ける傾斜または湾曲が形成されているので、冷却水のシリンダブロック内ウオータジャケットへの流入、流出の流れ抵抗が小さくなり、ウオータポンプの駆動効率も上がる。また、冷却水のウオータジャケットへの流入、流出がスムーズになって、安定し、均一冷却性にも良い効果を与える。
また、スペーサがシリンダブロックと別体に形成されているので、シリンダブロックと一体形成の場合に比べて、生産の自由度、生産性が高い。
また、冷却水入口に対向する部分からシリンダボア壁外面に沿ってスペーサに流れを斜め上方に向ける傾斜または湾曲がつけられているので、シリンダブロック側部の冷却水入口部での流れ抵抗が低減され、かつスムーズとなって均一冷却性に良い効果を与える。
請求項２のシリンダブロックの冷却構造によれば、堰の左右両側面に、シリンダボア両側を流れてきた流れを斜め上方または上方に変える傾斜または湾曲が形成されているので、シリンダブロック上部の冷却水出口部での流れ抵抗が低減でき、かつスムーズにでき均一冷却を促進できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のシリンダブロックの冷却構造の冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図２】本発明の実施例２のシリンダブロックの冷却構造の冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図３】本発明の実施例３のシリンダブロックの冷却構造の冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図４】本発明の実施例３のシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図５】図４のＡ視図である。
【図６】本発明の実施例４、実施例５、実施例６のシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図７】本発明の実施例４のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図６のＡ−Ａ線断面を含む）である。
【図８】本発明の実施例５のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図６のＡ−Ａ線断面を含む）である。
【図９】本発明の実施例６のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図６のＡ−Ａ線断面を含む）である。
【図１０】本発明の実施例６のシリンダブロックの冷却構造の断面図である。
【図１１】本発明の実施例７のシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図１２】本発明の実施例７のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図１１のＡ視図）である。
【図１３】本発明の実施例８のシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図１４】本発明の実施例８のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図１３のＡ視図）である。
【図１５】従来（実開昭５７−４３３３８号、以下同じ）のシリンダブロックの冷却構造の、シリンダブロック側部の冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図１６】従来のシリンダブロックの冷却構造の、スリット有りの場合の、冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図１７】従来のシリンダブロックの冷却構造の平面図である。
【図１８】従来のシリンダブロックの冷却構造の断面図（図１７のＡ視図）である。
【図１９】従来のシリンダブロックの冷却構造の、シリンダブロック上部の冷却水入口部とその近傍の断面図である。
【図２０】従来のシリンダブロックの冷却構造の、シリンダブロック上部の冷却水入口部を含むシリンダブロック長手方向の断面図である。
【図２１】従来のシリンダブロックの冷却構造の、冷却水出口部を含む平面図である。
【図２２】従来のシリンダブロックの冷却構造の、冷却水出口部を含む断面図（図２１のＡ視図）である。
【符号の説明】
１  シリンダブロック
２  ウオータジャケット
３  シリンダボア
４  シリンダボア壁
５  スペーサ
５ａ  スペーサの冷却水入口対応部分
５ｂ  スペーサの冷却水出口対応部分
６  冷却水入口部
７  冷却水出口部
８、９、１０  傾斜（または湾曲）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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