(57)【要約】【課題】冷却水への抵抗を抑制しつつ、冷却水をシリンダヘッドに誘導することが可能なスペーサを提供することを課題とする。【解決手段】上側にシリンダヘッドが取り付けられるシリンダブロックの、シリンダボアの周囲に設けられたウォータジャケットに配置されるスペーサであって、シリンダボア側の面である第１面と、第１面とは反対側の面である第２面と、を具備し、シリンダボアに向けて湾曲した湾曲部が設けられ、湾曲部のうちウォータジャケット内の冷却水の上流側に、第１面と第２面とを連通する第１貫通孔が設けられ、湾曲部のうち冷却水の下流側に、第１面と第２面とを連通する第２貫通孔が設けられ、第１貫通孔および第２貫通孔は、シリンダヘッドへの冷却水の導入口より冷却水の上流側に位置し、第２貫通孔は第１貫通孔より小さく、第２貫通孔の下端は第１貫通孔の下端よりもシリンダヘッド側に位置するスペーサ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上側にシリンダヘッドが取り付けられるシリンダブロックの、シリンダボアの周囲に設けられたウォータジャケットに配置されるスペーサであって、
前記シリンダボア側の面である第１面と、
前記第１面とは反対側の面である第２面と、を具備し、
前記シリンダボアに向けて湾曲した湾曲部が設けられ、
前記湾曲部のうち前記ウォータジャケット内の冷却水の上流側に、前記第１面と前記第２面とを連通する第１貫通孔が設けられ、
前記湾曲部のうち前記冷却水の下流側に、前記第１面と前記第２面とを連通する第２貫通孔が設けられ、
前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、前記シリンダヘッドへの前記冷却水の導入口より前記冷却水の上流側に位置し、
前記第２貫通孔は前記第１貫通孔より小さく、前記第２貫通孔の下端は前記第１貫通孔の下端よりも前記シリンダヘッド側に位置するスペーサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の冷却のため、シリンダブロックには冷却水の流通するウォータジャケットが設けられている。ウォータジャケット内にはスペーサを配置し、冷却水の流通方向および流量などを調節する。特許文献１にはスペーサの上部に冷却水が流通する孔を設ける技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６２１５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関のうち特に高温になるのは、シリンダブロックの上部に配置されるシリンダヘッドである。このため、冷却水によりシリンダヘッドを冷却することが重要である。しかし冷却水への抵抗を抑制しつつ、冷却水をシリンダヘッドまで誘導することは困難であった。
【０００５】
そこで、冷却水への抵抗を抑制しつつ、冷却水をシリンダヘッドに誘導することが可能なスペーサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、上側にシリンダヘッドが取り付けられるシリンダブロックの、シリンダボアの周囲に設けられたウォータジャケットに配置されるスペーサであって、前記シリンダボア側の面である第１面と、前記第１面とは反対側の面である第２面と、を具備し、前記シリンダボアに向けて湾曲した湾曲部が設けられ、前記湾曲部のうち前記ウォータジャケット内の冷却水の上流側に、前記第１面と前記第２面とを連通する第１貫通孔が設けられ、前記湾曲部のうち前記冷却水の下流側に、前記第１面と前記第２面とを連通する第２貫通孔が設けられ、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔は、前記シリンダヘッドへの前記冷却水の導入口より前記冷却水の上流側に位置し、前記第２貫通孔は前記第１貫通孔より小さく、前記第２貫通孔の下端は前記第１貫通孔の下端よりも前記シリンダヘッド側に位置するスペーサによって達成できる。
【発明の効果】
【０００７】
冷却水への抵抗を抑制しつつ、冷却水をシリンダヘッドに誘導することが可能なスペーサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は内燃機関の冷却構造を例示する斜視図である。
【図２】図２はスペーサを拡大した断面図である。
【図３】図３（ａ）はスペーサの湾曲部付近を拡大した断面図である。図３（ｂ）はスペーサの湾曲部付近を拡大した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本実施例の内燃機関１００について説明する。図１は内燃機関１００を例示する斜視図である。内燃機関１００は例えば自動車に搭載される４気筒エンジンである。
【００１０】
図１に示すように、内燃機関１００は、シリンダヘッド１０、シリンダブロック１１、ガスケット２０、およびスペーサ３０を備える。Ｚ方向において、下から順に、シリンダブロック１１、ガスケット２０およびシリンダヘッド１０が重なり、固定される。後述するように、スペーサ３０はウォータジャケットスペーサであり、シリンダブロック１１のウォータジャケット１６に挿入される。
【００１１】
シリンダヘッド１０は例えばアルミニウム合金などの金属で形成されており、シリンダブロック１１の上側に取り付けられる。シリンダヘッド１０は不図示の吸気ポート、排気ポートおよびウォータジャケットなどを有する。
【００１２】
シリンダブロック１１は例えばアルミニウム合金によりダイカスト成形されている。シリンダブロック１１は、シリンダボア１２、ボルト穴１４およびウォータジャケット１６を備える。４つのシリンダボア１２はＸ方向に配列されている。ウォータジャケット１６は４つのシリンダボア１２を囲む溝状の流路である。冷却水は不図示の導入口からウォータジャケット１６内に導入される。シリンダボア１２の±Ｙ側それぞれにボルト穴１４が設けられている。ボルト穴１４が設けられている部分では、ウォータジャケット１６は湾曲している。
【００１３】
ガスケット２０はシリンダヘッド１０とシリンダブロック１１との間に介在する部材であり、例えば金属などで形成されている。ガスケット２０は複数の孔２２、複数のボルト穴２４および複数の導入口２６を有する。孔２２はシリンダブロック１１のシリンダボア１２に対応する位置に設けられている。Ｘ方向に沿って、ボルト穴２４および導入口２６は交互に並んでいる。また孔２２の±Ｙ側にボルト穴２４および導入口２６が設けられている。ボルト穴２４は、シリンダブロック１１のボルト穴１４に対応する位置に設けられている。ボルト穴１４および２４にボルトを挿入することで、シリンダヘッド１０、シリンダブロック１１およびガスケット２０を互いに固定する。導入口２６は、シリンダブロック１１のウォータジャケット１６とシリンダヘッド１０のウォータジャケットとを連通する貫通孔であり、後述するように冷却水が流通する。
【００１４】
スペーサ３０はシリンダブロック１１のウォータジャケット１６に配置される部材であり、例えば樹脂などにより形成されている。スペーサ３０のうち、外周面を面３１（第２面）、内周面（シリンダボア１２と対向する面、第１面）を面３２とする。面３２とシリンダボア１２との間に冷却水が流通することで内燃機関が冷却される。スペーサ３０は、シリンダブロック１１のボルト穴１４に対応する位置に、シリンダボア１２に向けて湾曲した湾曲部３６を有する。スペーサ３０には、面３１と面３２とを連通する複数の貫通孔３３および３４が設けられている。
【００１５】
図２はスペーサ３０を拡大した断面図である。図３（ａ）はスペーサ３０の湾曲部３６付近を拡大した断面図である。図３（ｂ）はスペーサ３０の湾曲部３６付近を拡大した平面図である。図２に矢印Ａ１およびＡ２で示すように、冷却水は−Ｘ側から＋Ｘ側に流れる。図３（ａ）および図３（ｂ）において、冷却水の水流のうち、面３１側の水流は破線の矢印Ａ３およびＡ５で図示し、面３２側の水流は実線の矢印Ａ４およびＡ６で図示する。
【００１６】
図２から図３（ｂ）に示すように、スペーサ３０のボルト穴１４に対応する位置には湾曲部３６が設けられている。湾曲部３６の面３１側にはシリンダブロック１１のボルト穴１４が位置し、ボルト穴１４に不図示のボルトが挿入される。湾曲部３６は、面３１側から面３２側に向けて湾曲した領域である。図３（ｂ）に示すように、湾曲部３６の−Ｙ側の先端部を先端部３６ａとする。湾曲部３６のうち、先端部３６ａよりも冷却水の上流側を領域３６ｂ、下流側を領域３６ｃとする。上流側から下流側にかけて、領域３６ｂは面３１側から面３２側に向けて曲がり、領域３６ｃは面３２側から面３１側に向けて曲がる。
【００１７】
湾曲部３６のうち先端部３６ａよりも上流側である領域３６ｂには、面３１と面３２とを連通する貫通孔３３（第１貫通孔）が設けられている。先端部３６ａよりも下流側である領域３６ｃには、面３１と面３２とを連通する貫通孔３４（第２貫通孔）が設けられている。貫通孔３４の面積は貫通孔３３の面積よりも小さい。図２の一点鎖線Ｌ１は、貫通孔３３の上端３３ａ（＋Ｚ側端部）と貫通孔３４の上端３４ａとを結ぶ仮想の線である。一点鎖線Ｌ２は、貫通孔３３の下端３３ｂ（−Ｚ側端部）と貫通孔３４の下端３４ｂとを結ぶ仮想の線である。一点鎖線Ｌ１で示すように、貫通孔３３の上端３３ａと貫通孔３４の上端３４ａとは同じ高さに位置する。一点鎖線Ｌ２で示すように、貫通孔３４の下端３４ｂは貫通孔３３の下端３３ｂよりもシリンダヘッド１０側（＋Ｚ側）に位置する。下端３３ｂおよび３４ｂの延長線上には、ガスケット２０の導入口２６が位置する。また貫通孔３３の幅と貫通孔３４の幅とは等しい。
【００１８】
領域３６ｂおよび３６ｃのようにスペーサ３０が面３１から面３２に向けて曲がる部分では、面３１における冷却水の圧力が面３２における圧力よりも高くなる。このため図３（ａ）および図３（ｂ）の矢印Ａ３およびＡ４に示すように、冷却水は貫通孔３３を通じて面３１から面３２に流入する。また矢印Ａ５およびＡ６に示すように、冷却水は貫通孔３４を通じて面３１から面３２に流入する。
【００１９】
貫通孔３４の面積は貫通孔３３の面積より小さいため、貫通孔３４から流入する冷却水の速度は貫通孔３３から流入する冷却水の速度より大きくなる。このため面３２の貫通孔３４付近では圧力が低下し、負圧が発生する。これによりスペーサ３０の下側の冷却水は、貫通孔３４側に流れやすくなる。貫通孔３４の下端３４ｂは貫通孔３３の下端３３ｂよりもシリンダヘッド１０側（＋Ｚ側）に位置する。このため図３（ａ）に矢印Ａ４で示すように冷却水は斜め上方向、すなわち＋Ｘ方向と＋Ｚ方向との間の方向に流れる。したがって、貫通孔３３から面３２側に流入する冷却水は、導入口２６を通じてシリンダヘッド１０に流入する。
【００２０】
貫通孔３４の下流側にはガスケット２０の導入口２６が位置する。このため、矢印Ａ６で示すように、貫通孔３４から面３２側に流入する冷却水は導入口２６を通じて、シリンダヘッド１０に流入する。
【００２１】
以上のように、本実施例によれば、貫通孔３３が湾曲部３６の先端部３６ａよりも上流側の領域３６ｂに設けられ、貫通孔３４が先端部３６ａよりも下流側の領域３６ｃに設けられている。このため、冷却水は、貫通孔３３および３４を通じて、面３１側から面３２側に流入する。貫通孔３４が貫通孔３３より小さく、下端３４ｂが下端３３ｂより上に位置するため、冷却水は貫通孔３４に向けて上側に流れ、導入口２６を通じてシリンダヘッド１０に流入する。シリンダヘッド１０のウォータジャケットへの冷却水の流量が増加するため、シリンダブロック１１の上部およびシリンダヘッド１０を冷却することができる。冷却により、シリンダボア１２の変形、オイル消費量の増加、フリクション、ピストン打音、異常燃焼の発生などを抑制することができる。
【００２２】
効果的な冷却のためには、シリンダボア１２側（燃焼室側）の面である面３２とシリンダボア１２との間において冷却水の流量を増やすことが好ましい。しかし、単にスペーサ３０に貫通孔を設けると、冷却水の圧力損失（圧損）が増大する恐れがある。そこで、貫通孔３３および３４は、スペーサ３０が曲がる箇所に設けられることが好ましく、特にスペーサ３０が急峻に曲がる部分に設けることが好ましい。スペーサ３０の曲率の大きい部分では、冷却水の面３１側の圧力が高くなり、面３２側の圧力が低くなる。面３１側と面３２側との差圧が大きくなることで、冷却水に対する抵抗は抑制され、かつ冷却水は貫通孔３３および３４を通じて面３２側に流れ込みやすくなる。面３２に向けて多くの冷却水が流れるため、効率的な冷却が可能である。
【００２３】
貫通孔３４を貫通孔３３より小さくすることで、貫通孔３４付近の冷却水の流速を高くする。これにより貫通孔３４の近傍では冷却水の圧力が低下する。したがって、貫通孔３３から流入する冷却水が、負圧の生じる貫通孔３４付近に向けて誘導される。貫通孔３３および３４の形状および大きさは変更してもよい。貫通孔３３および３４は図２に示した矩形以外に円形、楕円形、三角形などの多角形でもよい。貫通孔３３の幅と貫通孔３４の幅とは異なってもよい。
【００２４】
冷却水を導入口２６に向けて流通させるため、貫通孔３４の下端３４ｂは貫通孔３３の下端３３ｂよりも上側に位置することが好ましい。言い換えれば、Ｚ方向において、下端３４ｂは下端３３ｂよりも導入口２６の近くに位置する。これにより、貫通孔３３から流入する冷却水が、貫通孔３４に向けて流れる。特に図２に一点鎖線Ｌ２で示したように、下端３３ｂおよび３４ｂの延長線上に導入口２６が位置することが好ましい。冷却水が導入口２６に流れ込みやすくなる。
【００２５】
図２に一点鎖線Ｌ１で示したように、貫通孔３３の上端３３ａと貫通孔３４の上端３４ａとは一致する。このため、上端３３ａ付近から面３２側に流入する冷却水は、貫通孔３４から流入する冷却水の流れに合流する。このため冷却水は大きな抵抗を受けずに導入口２６まで流れる。上端３３ａと上端３４ａとは一致していなくてもよい。例えば上端３３ａが上端３４ａより上に位置してもよいし、下に位置してもよい。また、実施例を４気筒エンジン以外のエンジンに適用してもよい。湾曲部３６の数に応じて貫通孔３３および３４の数は変更してもよい。
【００２６】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１０            シリンダヘッド
１１            シリンダブロック
１２            シリンダボア
１４、２４      ボルト穴
２０            ガスケット
２２            孔
２６            導入口
３０            スペーサ
３１、３２      面
３３、３４      貫通孔
３３ａ、３４ａ  上端
３３ｂ、３４ｂ  下端
３６            湾曲部
１００          内燃機関
【図１】
2018066304.tif 000003
【図２】
2018066304.tif 000004
【図３】
2018066304.tif 000005