(57)【要約】【課題】ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止することを目的とする。【解決手段】シリンダボア壁を囲うように形成され、ウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向に上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部２１を備え、区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめてシリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサ２７と、区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサ２９と、を有することを特徴とする。【選択図】図９
2019044744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の外周に沿って形成されるウォータジャケットの内部に配置されるウォータジャケットスペーサであって、
前記ウォータジャケットの内部に前記シリンダボア壁を囲うように形成され、前記ウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部を備え、
前記区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめて前記シリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、
前記区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制して前記シリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、
を有することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項２】
前記保温部は、前記シリンダボア壁の外周面に密着する保温材を有することを特徴とする請求項１に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項３】
前記保温材は、前記下部スペーサに装着され、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなることを特徴とする請求項２に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項４】
前記下部スペーサは、第１下部スペーサと第２下部スペーサとの２分割構造よりなり、前記保温材は、前記第１下部スペーサと前記第２下部スペーサとの間に挟まれて配置されることを特徴とする請求項３に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項５】
前記第１下部スペーサは、前記シリンダボア壁の外周面側に設けられ、前記第２下部スペーサは、前記第１下部スペーサより外周側に並設され、前記第１下部スペーサの下端部は前記第２下部スペーサの下端部を下方より覆うように設けられことを特徴とする請求項４に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項６】
前記第１下部スペーサには、前記第１下部スペーサと前記第２下部スペーサとの間に挟まれた前記保温材が膨張した際に前記保温材が前記シリンダボア壁の外周面に密着可能なように開口部が形成されることを特徴とする請求項４に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項７】
前記下部スペーサには、前記シリンダボア壁の外周面に対向する面に前記保温材を装着する保温材装着溝が形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項８】
前記区画部に、前記上部領域と前記下部領域とを連通する水穴が形成され、前記上部領域の冷却水を前記下部領域の保温材に供給して前記保温材を膨張せしめることを特徴とする請求項３から７のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサ。
【請求項９】
前記請求項１から８のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサを備えたことを特徴とするシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ウォータジャケットスペーサ及び該ウォータジャケットスペーサを備えたシリンダブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンのシリンダボア壁の上部側（シリンダボアの軸線方向上側）は、シリンダボア壁の下部側（シリンダボアの軸線方向下側）と比べて、燃焼ガスから受ける熱量が多くなる。そのため、シリンダボア壁の上部側の温度は、シリンダボア壁の中央部から下部側にかけての温度より高くなる傾向にある。
【０００３】
従って、ウォータジャケットに冷却水を流す際に、ウォータジャケットの下部から上部に渡って均一の流量の冷却水を流すと、シリンダボア壁の上部側の冷却が不十分になりやすく、シリンダボア壁の中央部から下部側にかけて冷却が過剰になりやすい。
そこで、ウォータジャケットの中央部から下部に渡って保温する構造が提案されている。
【０００４】
例えば、シリンダブロックのウォータジャケット内に配置されて、シリンダ壁面の温度分布を改善するウォータジャケットスペーサについて、特許文献１（特開２０１５−２００３０３号公報）、特許文献２（特開２０１７−００２７８０号公報）が知られている。
【０００５】
特許文献１には、各シリンダボアに対応して配設されてウォータジャケット内で膨張する膨張部材と、膨張部材が固定された板状のホルダと、ホルダにおける膨張部材が固定されている面とは反対側の面から突出し、ウォータジャケットの内壁と当接する弾性部材としての板ばねと、を備え、ホルダがウォータジャケットの形状に合わせて湾曲しており、弾性部材の付勢力によってウォータジャケット内での位置が保持されるウォータジャケットスペーサが示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、ウォータジャケットに配置されるスペーサのスペーサ本体にシリンダボアの軸線方向全長に亘るスリット状の開口が形成され、このスリット状の開口を広げてスペーサ本体をウォータジャケットにデッキ面より挿入する構成が示されている。
【０００７】
そして、挟持部材によってスリット状の開口を閉じる方向の力がスペーサ本体に付与されて、スペーサをウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面（シリンダボア壁面）に密着させる構成が示されている。また、スペーサは、ウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面の中央部から下部側にかけて設けられ、シリンダボア側の壁面に密着する保温部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−２００３０３号公報
【特許文献２】特開２０１７−００２７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１は、ホルダにおける膨張部材が固定されている面とは反対側の面から突出し、ウォータジャケットの内壁と当接する板ばね等の付勢部材を設け、膨張部材が膨張する前のホルダの挿入時点での位置決を可能にしている。
しかし、ホルダにおける膨張部材が固定される面とは反対側の面に板ばね等の付勢部材が設けられるため、ホルダにおける膨張部材が固定される面とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に隙間ができる。
【００１０】
この隙間に、ウォータジャケット内の冷却水が流れ込み、膨張部材による保温性が損なわれると共にシリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減り、冷却性能の低下、つまりウォータジャケットの上部の温度が上がる虞があり、それに伴って燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞がある。
【００１１】
また、特許文献２においても、挟持部材によってスリット状の開口を閉じる方向の力がスペーサ本体に付与されて、スペーサをウォータジャケット内のシリンダボア側の壁面（シリンダボア壁面）に密着させる構造であるため、スリット状の開口を閉じてスペーサ本体をシリンダボア壁面に密着させた後には、スペーサ本体のシリンダボア壁面に密着させた側とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に隙間ができる。
【００１２】
従って、特許文献２の構造においても上記特許文献１における説明と同様に、スペーサ本体のシリンダボア壁面に密着させた側とは反対側の面とウォータジャケットの内壁面との間に形成される隙間に、ウォータジャケット内の冷却水が流れ込み、保温部による保温性が損なわれると共にシリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減り、冷却性能の低下、つまりウォータジャケットの上部の温度が上昇する虞があり、それに伴って燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞がある。
【００１３】
このような課題に鑑み、本発明の少なくとも一つの実施形態は、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止可能なウォータジャケットスペーサ、及び該ウォータジャケットスペーサを備えたシリンダブロック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】
【００１４】
（１）前述した目的を達成するために発明されたものであって、本発明の少なくとも一つの実施形態は、内燃機関のシリンダブロックのシリンダボア壁の外周に沿って形成されるウォータジャケットの内部に配置されるウォータジャケットスペーサであって、前記ウォータジャケットの内部に前記シリンダボア壁を囲うように形成され、前記ウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部を備え、前記区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめて前記シリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、前記区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制して前記シリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、を有することを特徴とする。
【００１５】
上記構成（１）によれば、区画部は、ウォータジャケットの内部にシリンダボア壁を囲うように形成され、さらにウォータジャケットの内部をシリンダのボア軸線方向にシリンダブロックのデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画している。
そして、区画部の上方に形成され、区画部より上方の上部領域に冷却水を流通せしめてシリンダボア壁を冷却する冷却部を形成する上部スペーサと、区画部の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁を保温する保温部を形成する下部スペーサと、を有する。
【００１６】
従って、下部スペーサによってウォータジャケットの下部領域への冷却水の流通が抑制されるので、シリンダボア壁の保温性を良好に維持できる。すなわち、先行技術文献のようなウォータジャケットの下部領域に冷却水が流れ込んで流通する構成でないので、保温部の保温性に悪影響を及ぼさない。また、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなく、ウォータジャケットの上部領域の冷却性能の低下も防止される。その結果、燃焼室内の燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞が防止される。
【００１７】
また、下部スペーサはウォータジャケットの内部にシリンダボア壁を囲うように環状に一体形成されているため、シリンダボア壁を保温する保温部をシリンダボア壁の周囲に片寄りなく配置でき、保温部による保温性を向上できる。
【００１８】
（２）また、幾つかの実施形態では、前記保温部は、前記シリンダボア壁の外周面に密着する保温材を有することを特徴とする。
【００１９】
上記構成（２）によれば、保温材がシリンダボア壁の外周面に密着するのでウォータジャケットの下部領域の保温性が良好に得られる。
【００２０】
（３）また、幾つかの実施形態では、前記保温材は、前記下部スペーサに装着され、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなることを特徴とする。
【００２１】
上記構成（３）によれば、保温材が冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなるので、ウォータジャケットの内部にウォータジャケットを挿入するときは、抵抗なく挿入可能であり、その後冷却水の導入によって膨張部材が膨張することでシリンダボア壁の外周面へ密着するので、ウォータジャケットスペーサの挿入作業の作業性が向上するともに、ウォータジャケットの下部領域の保温性も良好に得られる。
【００２２】
（４）また、幾つかの実施形態では、前記下部スペーサは、第１下部スペーサと第２下部スペーサとの２分割構造よりなり、前記保温材は、前記第１下部スペーサと前記第２下部スペーサとの間に挟まれて配置されることを特徴とする。
【００２３】
上記構成（４）によれば、下部スペーサが、第１下部スペーサと第２下部スペーサとの２分割構造であり、その間に保温材が挟持されるので、保温材の下部スペーサへの装着が容易化する。
【００２４】
（５）また、幾つかの実施形態では、前記第１下部スペーサは、前記シリンダボア壁の外周面側に設けられ、前記第２下部スペーサは、前記第１下部スペーサより外周側に並設され、前記第１下部スペーサの下端部は前記第２下部スペーサの下端部を下方より覆うように設けられことを特徴とする。
【００２５】
上記構成（５）によれば、第１下部スペーサの下端部が第２下部スペーサの下端部を下方より覆うように設けられるので、第１下部スペーサと第２下部スペーサと保温材とが組み合わされたウォータジャケットスペーサを、シリンダブロックのデッキ側のウォータジャケットの開口から挿入して、ウォータジャケットの底に突き当たった際に、保温材が直接ウォータジャケットの底に突き当たることが防止される。これによって、保温材が衝撃によって損傷等を生じる問題がなくなる。
【００２６】
（６）また、幾つかの実施形態では、前記第１下部スペーサには、前記第１下部スペーサと前記第２下部スペーサとの間に挟まれた前記保温材が膨張した際に前記保温材が前記シリンダボア壁の外周面に密着可能なように開口部が形成されることを特徴とする。
【００２７】
上記構成（６）によれば、第１下部スペーサと第２下部スペーサとの間に、保温材が挟持される構造であっても、開口部を介して保温材をシリンダボア壁の外周面に密着させることができ、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を確実に保温することができる。
【００２８】
（７）また、幾つかの実施形態では、前記下部スペーサには、前記シリンダボア壁の外周面に対向する面に前記保温材を装着する保温材装着溝が形成されることを特徴とする。
【００２９】
上記構成（７）によれば、保温材の装着をシリンダボア壁の外周面に対向する面に形成された保温材装着溝に係合することによって行うので、保温材を簡単に装着可能である。なお、保温材装着溝への装着は、接着剤によってもその他係合手段によってもよい。
【００３０】
（８）また、幾つかの実施形態では、前記区画部に、前記上部領域と前記下部領域とを連通する水穴が形成され、前記上部領域の冷却水を前記下部領域の保温材に供給して前記保温材を膨張せしめることを特徴とする。
【００３１】
上記構成（８）によれば、下部スペーサによってウォータジャケットの下部領域に冷却水を流通させないように構成しても、区画部に形成された上部領域と下部領域とを連通する水穴によって、下部スペーサに装着された保温材に冷却水を供給することができる。これによって、保温材を膨張せしめることができ、シリンダボア壁の外周面への密着性が得られて、ウォータジャケットの下部領域の保温性が良好に得られる。
【００３２】
（９）また、本発明のシリンダブロックに係る一実施形態では、上記（１）から（８）のいずれかのウォータジャケットスペーサを備えることを特徴とする。
【００３３】
上記構成（９）によれば、上記（１）から（８）のウォータジャケットスペーサが有する作用効果を備えたシリンダブロックを得ることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明の一実施形態によれば、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係るウォータジャケットスペーサの組立て状態を示す斜視図であり、（Ａ）はスペーサ本体部の斜視図を示し、（Ｂ）は保温材の斜視図を示し、（Ｃ）は第１下部スペーサの斜視図を示し、（Ｄ）はスペーサ本体部と保温材と第１下部スペーサとが組み合わせされたウォータジャケットスペーサの斜視図を示す。
【図２】図１のＡ方向切断面による断面図である。
【図３】図２のＭ部分の拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係るウォータジャケットスペーサの組立て状態を示す斜視図であり、（Ａ）はスペーサ本体部の斜視図を示し、（Ｂ）は保温材の斜視図を示し、（Ｃ）はスペーサ本体部と保温材とが組み合わせされたウォータジャケットスペーサの斜視図を示す。
【図５】図４のＢ方向切断面による断面図である。
【図６】図５のＮ部分の拡大断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るウォータジャケットスペーサの組立て状態を示す第１気筒部分の斜視図であり、（Ａ）はスペーサ本体部の斜視図を示し、（Ｂ）は下部スペーサに保温材が装着された状態を示す。
【図８】図７（Ａ）の矢印Ｃ方向からの斜視図である。
【図９】保温材の膨張前後の概念図を示し、（Ａ）は保温材の膨張前の状態を示し、（Ｂ）は保温材が冷却水の供給によって膨張した後の状態を示す。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るウォータジャケットスペーサにおいて、保温材の膨張前後の概念図を示し、（Ａ）は保温材の膨張前の状態を示し、（Ｂ）は保温材が冷却水の供給によって膨張した後の状態を示す。
【図１１】ウォータジャケットにウォータジャケットスペーサを挿入した状態を示し、（Ａ）はシリンダブロックの背面図を示し、（Ｂ）は平面図を示し、（ｃ）は正面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれらに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３７】
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【００３８】
図１〜３、図９、図１１を参照して本発明の一実施形態に係るウォータジャケットスペーサ１について説明する。
本発明の一実施形態に係るウォータジャケットスペーサ１が適用されるウォータジャケット３は、図１１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、直列の３気筒の内燃機関におけるシリンダブロック５に形成されている。
【００３９】
シリンダブロック５には、３つのシリンダボア７が形成され、そのシリンダボア７を形成するシリンダボア壁９の周囲に、冷却水を循環させるウォータジャケット３が形成されている。
また、シリンダボア壁９の内側にはピストンが嵌合されて上下に摺動するように配置されている。なお、シリンダライナと呼ばれる円筒をシリンダボア壁９の内側に挿入して、そのシリンダライナの内側にピストンが上下に摺動されるように配置されてもよい。
【００４０】
シリンダブロック５は、いわゆるオープンデッキ構造であり、本実施形態のウォータジャケットスペーサ１は、シリンダブロック５の上面に形成されたウォータジャケット３の開口１１から挿入されて組み込まれるようになっている。
【００４１】
図９に示すように、ウォータジャケット３の開口１１から挿入されて組み込まれたウォータジャケットスペーサ１は、ウォータジャケットスペーサ１の下端部１ａがウォータジャケット３の底部３ａに当接するまで挿入されるとともに、ウォータジャケットスペーサ１の上端部１ｂは図示しないシリンダヘッドとシリンダブロック５との間に介在されるガスケット１３に接触してウォータジャケット３の内部に設置される。
【００４２】
ウォータジャケットスペーサ１は、ウォータジャケット３の内部に挿入されてシリンダボア壁９を囲うように、ウォータジャケット３の形状に合わせて形成され、平面視においては、図１１（Ｂ）に示すように、第１気筒１５、第２気筒１７、及び第３気筒１９の周囲に沿って湾曲するとともに環状に形成されている。
【００４３】
また、ウォータジャケットスペーサ１は、ウォータジャケット３の内部をシリンダのボア軸線Ｌ方向にシリンダブロック５のデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部２１を備えている。例えば、図９に示すように、ウォータジャケット３の深さＨの略１／２に位置されるように形成される。
そして、ウォータジャケット３の上部領域には冷却水を流通せしめてシリンダボア壁９を冷却せしめる冷却部２３が形成され、下部領域には冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁９を保温せしめる保温部２５が形成されている。
【００４４】
次に、図１〜３を参照して、ウォータジャケットスペーサ１についてさらに説明する。
ウォータジャケットスペーサ１は、区画部２１に接続して区画部２１の上方に形成され、区画部２１より上方の上部領域を形成する上部スペーサ２７と、区画部２１に接続されて区画部２１の下方にシリンダボア壁を囲うように環状に形成され、区画部２１より下方の下部領域を形成する下部スペーサ２９とを有している。
【００４５】
そして、上部スペーサ２７によって、区画部２１より上方の上部領域に冷却水を流通せしめてシリンダボア壁９を冷却する冷却部２３が形成され、下部スペーサ２９によって、区画部２１より下方の下部領域への冷却水の流通を抑制してシリンダボア壁９を保温する保温部２５が形成されている。
【００４６】
また、下部スペーサ２９は、シリンダボア壁９の外周面側に設けられる第１下部スペーサ２９ａと、第１下部スペーサ２９ａより外周側に並設される第２下部スペーサ２９ｂとの２分割構造よりなっている。
【００４７】
また、下部スペーサ２９の第２下部スペーサ２９ｂと上部スペーサ２７とは、区画部２１を含めて一体に形成されてスペーサ本体部３１を形成している。
これらスペーサ本体部３１及び第１下部スペーサ２９ａは、それぞれ樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて一体形成される。
【００４８】
図１（Ａ）は、スペーサ本体部３１の斜視図を示し、図１（Ｂ）は、第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟まれて配置される保温材３３の配置状態の斜視図を示し、図１（Ｃ）は、第１下部スペーサ２９ａの斜視図を示し、図１（Ｄ）は、これらスペーサ本体部３１と保温材３３と第１下部スペーサ２９ａとが組み合わされて形成されたウォータジャケットスペーサ１の斜視図を示す。
【００４９】
図１（Ａ）、（Ｄ）に示すように、上部スペーサ２７は、下端部が区画部２１に接続され、上端部がガスケット１３に接触するように配置される第１支柱部３５と、第２支柱部３７と、第３支柱部３９とを有している。
第１支柱部３５は、第１気筒１５のシリンダボア壁９の外周面に対向して周方向の一部に設けられ、第２支柱部３７は、第２気筒１７のシリンダボア壁９の外周面に対向して周方向の一部に設けられ、第３支柱部３９は、第３気筒１９のシリンダボア壁９の外周面に対向して周方向の一部に設けられる。
【００５０】
そして、シリンダヘッドのシリンダブロック５への締め付けによって、ガスケット１３にこれら第１支柱部３５、第２支柱部３７、第３支柱部３９の頂部が当接して、ウォータジャケットスペーサ１が、ウォータジャケット３の内部に配置される。
【００５１】
また、第１支柱部３５について、その厚さ（シリンダボア径方向の厚さ）は、ウォータジャケット３を形成する内側壁面３ｂから外側壁面３ｃに渡って位置して、ウォータジャケット３の内部を周方向に仕切るように設けられる。すなわち、周方向への冷却水の流れを遮蔽するように設けられる。
【００５２】
一方、第２支柱部３７及び第３支柱部３９の厚さ（シリンダボア径方向の厚さ）は、ウォータジャケット３を形成する内側壁面３ｂから外側壁面３ｃの長さの半分以下の厚さを有し、第２支柱部３７及び第３支柱部３９は、外側壁面３ｃに沿って接するように設けられ、第２支柱部３７及び第３支柱部３９とウォータジャケット３の内側壁面３ｂとの間には、冷却水が流通するように流路が形成される。
【００５３】
図１（Ｂ）に示すように、保温材３３は、各気筒のシリンダボア壁９の形状に合わせて平面視においては円弧状を有し、側面視においては矩形状を有して形成されている。本実施形態では、第１気筒用として保温材３３ａ１、３３ａ２が装着され、第２気筒用として保温材３３ｂ１、３３ｂ２が装着され、第３気筒用として保温材３３ｃ１、３３ｃ２、３３ｃ３が装着される。
なお、この保温材３３は、冷却水を吸収して膨張する膨張部材からなっている。また、保温材３３は、前述のように第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟まれて装着されるようになっている。
【００５４】
図１（Ａ）、（Ｃ）に示すように、下部スペーサ２９は、第１気筒１５、第２気筒１７、及び第３気筒１９のそれぞれのシリンダボア壁９の周囲に沿って環状に一体形成された第２下部スペーサ２９ｂを有している。この第２下部スペーサ２９ｂは、上部スペーサ２７の第１支柱部３５、第２支柱部３７、および第３支柱部３９と区画部２１を介して一体的に形成されてスペーサ本体部３１を形成している。
【００５５】
また、第２下部スペーサ２９ｂは、第１気筒１５の吸気側の一部に冷却水供給切欠部４１が形成され、その部分にシリンダブロック５に形成された冷却水入口４３から冷却水がウォータジャケット３の内部に供給されるようになっている。
【００５６】
また、第１下部スペーサ２９ａは、第２下部スペーサ２９ｂと並設され、第２下部スペーサ２９ｂよりシリンダボア壁９に近い側に設けられる。そして、第１下部スペーサ２９ａは、シリンダボア壁９を保温する保温材３３を第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟み込む矩形形状の保温材装着部４５を気筒毎に周方向に複数個所に有している。
従って、保温材装着部４５は、第１気筒用としての保温材３３ａ１、３３ａ２、第２気筒用としての保温材３３ｂ１、３３ｂ２、第３気筒用としての保温材３３ｃ１、３３ｃ２、３３ｃ３に対応して設けられている。
【００５７】
各気筒の保温材装着部４５の下端部は、下端連結部４７によって連結される。この下端連結部４７は、ウォータジャケット３の形状に沿って環状に形成されている。
さらに、第１下部スペーサ２９ａの下端連結部４７には、第２下部スペーサ２９ｂの下端部を下方より覆うように折り返し形状になった下端保護部４９（図３参照）が形成されている。
【００５８】
下端保護部４９によって、シリンダブロック５のデッキ側のウォータジャケット３の開口１１からウォータジャケットスペーサ１を挿入して、ウォータジャケット３の底部３ａ突き当たった際に、保温材３３が直接にウォータジャケット３の底部３ａに突き当たることが防止される。これによって、保温材３３が衝撃によって損傷等を生じることが防止される。
【００５９】
また、第１下部スペーサ２９ａの保温材装着部４５には、第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟まれる保温材３３が膨張した際に保温材３３がシリンダボア壁９の外周面に密着可能なように保温材用開口部５１が形成されている。
【００６０】
このように、保温材用開口部５１が形成されるため、保温材３３が、第１下部スペーサ２９ａの保温材装着部４５と第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟持される構造であっても、保温材３３が膨張した際に保温材３３をシリンダボア壁９の外周面に確実に密着させることができ、ウォータジャケット３の下部におけるシリンダボア壁９を確実に保温することができる。
【００６１】
なお、これらスペーサ本体部３１と保温材３３と第１下部スペーサ２９ａとの組み立ては、図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、図１（Ｃ）の第１下部スペーサ２９ａの保温材用開口部５１の外側に、図１（Ｂ）の保温材３３を配置し、その保温材３３の外側に図１（Ａ）のスペーサ本体部３１を組み付けて、保温材３３を第１下部スペーサ２９ａとスペーサ本体部３１の第２下部スペーサ２９ｂとで挟み込むようにして、ウォータジャケットスペーサ１が組み立てられる。
【００６２】
また、ウォータジャケット３内の冷却水の流れは、図１（Ｄ）、及び図１１（Ｂ）、（Ｃ）に矢印Ｋで示す。冷却水入口４３からウォータジャケット３の内部に供給された冷却水は、冷却水供給切欠部４１及び第１支柱部３５によって、第１気筒１５の吸気側のウォータジャケット３内の上部領域に導かれ、その後第１気筒１５の吸気側から排気側に導かれる。その後、冷却水は、第２気筒１７、第３気筒１９の排気側のウォータジャケット３内の上部領域を流通して、さらに冷却水はＵターンして第３気筒１９から第２気筒１７、及び第１気筒１５の吸気側のウォータジャケット３内の上部領域に戻ってきて、第１支柱部３５に沿って上昇してガスケット１３に形成された冷却水出口５３からシリンダヘッドに排出する。このようにＵターンフローの流れが形成されている。
【００６３】
図２には、図１のＡ方向切断面による断面図を示し、図３には、図２のＭ部分の拡大断面図を示す。
図２、３に示すように、第２下部スペーサ２９ｂの内周面には、保温材３３を挟んで第１下部スペーサ２９ａの保温材装着部４５が篏合するように、保温材装着部４５の大きさに対応した保温材装着溝５５が形成されている。この保温材装着溝５５に保温材３３を挟んで保温材装着部４５が篏合されると、保温材装着部４５のシリンダボア壁９側の面と、第２下部スペーサ２９ｂのシリンダボア壁９側の面と篏合される。
【００６４】
さらに、区画部２１を貫通して水穴５７が形成されている。この水穴５７は区画部２１の上部領域と区画部２１の下方側の保温材装着溝５５内とを連通している。また、各保温材装着溝５５にそれぞれ水穴５７が形成されている。
水穴５７によって上部領域の冷却水が保温材装着溝５５内の保温材３３に冷却水が供給されて、保温材３３は冷却水を吸収して膨張する。これによって、膨張した保温材３３が保温材用開口部５１超えてシリンダボア壁９の外周面に密着する。
【００６５】
この膨張する状態の概念図を図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。図９（Ａ）は、冷却水がウォータジャケット３の内部に供給される前であり、保温材３３の膨張前の状態を示す。図９（Ｂ）は、冷却水がウォータジャケット３の内部に供給されて、水穴５７によって上部領域の冷却水が保温材装着溝５５内の保温材３３に供給され、保温材３３が膨張した後の状態を示す。
【００６６】
また、水穴５７は、図１１（Ｂ）に示すように、第１気筒１５のシリンダボア壁９を囲うウォータジャケットスペーサ１の部分には、周方向に略９０°間隔に３か所設けられ、第２気筒１７のシリンダボア壁９を囲うウォータジャケットスペーサ１の部分には、周方向に略１８０°間隔に２か所設けられ、第３気筒１９のシリンダボア壁９を囲うウォータジャケットスペーサ１の部分には、周方向に略９０°間隔に３か所設けられている。
なお、図３に示すように、水穴５７は、冷却水を通過させる機能だけでなく、ウォータジャケットスペーサ１を組み立てたときに保温材３３が保温材装着部４５と第２下部スペーサ２９ｂとの間に介装されているかを確認する視認窓の機能も有する。
【００６７】
以上の一実施形態によれば、ウォータジャケットスペーサ１に、ウォータジャケット３の内部をシリンダのボア軸線Ｌ方向にシリンダブロック５のデッキ側を上方向として上下に仕切って上部領域と下部領域とに区画する区画部２１を備え、区画部２１に接続した下部スペーサ２９によって、ウォータジャケット３の下部領域への冷却水の流通が抑制されるので、すなわち、冷却水が下部領域を循環するように流れてシリンダヘッドに流れることが抑制されるので、シリンダボア壁９の下部の保温性を良好に維持できる。
【００６８】
先行技術文献のようなウォータジャケットの下部領域に冷却水が流れ込んで流通する構成でないので、ウォータジャケット３の下部領域の保温部の保温性に悪影響を及ぼさない。また、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなくウォータジャケット３の上部領域の冷却性能の低下も防止される。その結果、燃焼室内の燃焼温度が上昇してエンジンの耐ノッキング性能が悪化する虞が防止される。
【００６９】
また、ウォータジャケットスペーサ１は、ウォータジャケット３の内部にシリンダボア壁９を囲うように環状に一体形成されているため、シリンダボア壁９を保温する保温材３３を片寄りなく配置できるため、保温性を向上できる。さらに、保温材３３がシリンダボア壁９の外周面に密着するのでウォータジャケット３の下部領域の保温性が良好に得られる。
【００７０】
また、下部スペーサ２９は、第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの２分割構造よりなり、保温材３３が、第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの間に挟まれて配置される構造であるので、保温材３３の下部スペーサ２９への装着が容易になる。すなわち、第２下部スペーサ２９ｂの保温材装着溝５５に、保温材３３を挟んで第１下部スペーサ２９ａの保温材装着部４５を篏合することで、保温材３３を装着できるので、保温材３３の組み付けが簡単化する。
【００７１】
また、これらスペーサ本体部３１及び第１下部スペーサ２９ａは、それぞれ樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて一体形成されるので、第１気筒１５、第２気筒１７、及び第３気筒１９のシリンダボア壁９の周囲に沿って湾曲する環状形状の形成、及び保温材３３の大きさの変更に対応した保温材装着溝５５を製作が容易である。
【００７２】
次に、図４〜６に他の実施形態を示す。
図４〜６は、図１〜３に対して、下部スペーサ５９の構造が相違する。図１〜３の実施形態では、下部スペーサ２９は、第１下部スペーサ２９ａと第２下部スペーサ２９ｂとの２分割構造であるが、図４〜６の実施形態では、下部スペーサ５９は、図１〜３の実施形態の第１下部スペーサ２９ａが無く第２下部スペーサ２９ｂに相当する部分だけの構造である。図１〜３の一実施形態と同一の構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
本実施形態のウォータジャケットスペーサ５０は、区画部２１より上方の上部領域を形成する上部スペーサ２７と、区画部２１より下方の下部領域を形成する下部スペーサ５９とを有し、下部スペーサ５９と上部スペーサ２７とは、区画部２１を含めて一体に形成されてスペーサ本体部６１を形成している。スペーサ本体部６１は、樹脂材料よりなり、インジェクションモールディングによって製造されて環状に一体形成されている。
【００７４】
図４（Ａ）は、スペーサ本体部６１の斜視図を示し、図４（Ｂ）は、下部スペーサ５９に取り付けられる保温材３３の配置状態の斜視図を示し、図４（Ｃ）は、スペーサ本体部６１と保温材３３とが組み合わされたウォータジャケットスペーサ５０の斜視図を示す。
【００７５】
図５には、図４のＢ方向切断面による断面図を示し、図６には、図５のＮ部分の拡大断面図を示す。
図５、６に示すように、下部スペーサ５９の内周面には、保温材３３を装着する保温材装着溝５５が保温材３３の矩形形状に合わせて形成され、保温材３３が接着剤によってこの保温材装着溝５５の内部に接着されて装着される。水穴５７については図２、３と同様である。下部スペーサ５９の構造以外は、図１〜３の実施形態と同様の構造である。
【００７６】
以上の図４〜６の実施形態によれば、保温材３３の装着を下部スペーサ５９の内周面に形成された保温材装着溝５５に接着によって装着するので、下部スペーサを２分割構造にして挟み込むものに比べて下部スペーサの構成部品が少なく簡素化して、簡単に保温材３３を装着することができる。
【００７７】
次に、図７、８に他の実施形態を示す。
図７、８の実施形態は、図４〜６の実施形態に対して、保温材３３を保温材装着溝５５に装着する手段が相違し、接着剤による接着ではなく、ハンガー６３とクリップ６５により装着することが相違する。他の構成は図４〜６の実施形態と同様である。
【００７８】
図７（Ａ）は保温材３３が下部スペーサ５９に装着される前を示し、図７（Ｂ）は下部スペーサ５９に保温材３３が装着された状態を示す。
図７（Ａ）に示すように、保温材３３には、頂部に首部６７と、該首部６７と直交する係止部６９からなるＴ字状のハンガー６３が設けられている。そして、そのハンガー６３が区画部２１の上面に設けられた保温材ガイド７１に係合して、保温材３３が保温材装着溝５５の内部に吊り下げられる。さらに保温材３３の下部は、クリップ６５によって保持される。クリップ６５は、金属製クリップからなり、下部スペーサ５９に形成されたクリップ溝７３内に係合されて取り付けられる。
【００７９】
水穴５７については、図１、４の実施形態における水穴５７の位置に、保温材ガイド７１が設けられ、Ｔ字状のハンガー６３の首部６７が貫通する穴部が水穴の機能を有するように首部６７より大きく設けられていることで機能するようになっている。なお、保温材ガイド７１の設置部位とは関係なく保温材ガイド７１とは異なる位置に設けてもよい。
【００８０】
図８は、図７（Ａ）の矢印Ｃ方向の矢視図であり、第１気筒１５の吸気側にも保温材３３を装着することができることを示す概略図である。
下部スペーサ５９の第１気筒１５の吸気側には、冷却水入口４３に対応して冷却水供給切欠部４１が設けられるため、下部スペーサ５９に保温材３３を設置するスペースを確保しにくいが、図８に示すように、第１気筒１５の吸気側の狭い場所でも保温材３３を装着可能であることを示す概略図である。
なお、図１、図４に示す実施形態においても同様に第１気筒１５の吸気側に保温材３３を設置してもよい。
【００８１】
次に、図１０に幾つかの実施形態を示す。
図１０に示すウォータジャケットスペーサ１'、５０'は、図９に示すウォータジャケットスペーサ１、５０に対して、肉抜きが行われている構造を示す概念図である。図１〜３に示す実施形態、図４〜６に示す実施形態、及び図７、８に示す実施形態においては、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、下部スペーサ（図１〜３の実施形態においては第２下部スペーサ２９ｂ、図４〜８の実施形態においては下部スペーサ５９）の厚さ（シリンダボア径方向の厚さ）は、ウォータジャケット３の内側壁面３ｂから外側壁面３ｃに達するまでの厚さを有している（なお、ウォータジャケット３内部にウォータジャケットスペーサ１、５０を挿入可能な隙間は有している）。
【００８２】
本実施形態においては、図１０に示すように、下部スペーサ（第２下部スペーサ２９ｂ、下部スペーサ５９）の厚さにウォータジャケット３の外側壁面３ｃ側に肉抜部７５が設けられて薄くなっている。この肉抜部７５は第２下部スペーサ２９ｂ、下部スペーサ５９の環状形状の全周に渡って形成されている。
【００８３】
この肉抜部７５には、冷却水入口４３からウォータジャケット３内に流入した冷却水は流通しないようになっているため、保温材３３の保温効果が影響を受けることが無く、肉抜部７５による軽量化が達成できる。また、仮に肉抜部７５に冷却水が流入しても肉抜部７５への流れが制限されているため、シリンダボア壁の上部に流れる冷却水量が減ることなく、冷却性能を害する恐れがない。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の一実施形態によれば、ウォータジャケットの下部においてシリンダボア壁を保温するとともに、ウォータジャケット内の冷却水がウォータジャケット下部の保温部に入り込んで流通することを抑制して、ウォータジャケット下部の保温性の悪化を防止し、さらにウォータジャケット上部での冷却水温度の上昇による冷却性の悪化を防止することができるウォータジャケットスペーサを得ることができるので、ウォータジャケットスペーサへの利用に適している。
【符号の説明】
【００８５】
１、５０、１'、５０'  ウォータジャケットスペーサ
３  ウォータジャケット
５  シリンダブロック
９  シリンダボア壁
１３  ガスケット
２１  区画部
２３  冷却部
２５  保温部
２７  上部スペーサ
２９、５９  下部スペーサ
２９ａ  第１下部スペーサ
２９ｂ  第２下部スペーサ
３１、６１  スペーサ本体部
３３（３３ａ１、３３ａ２、３３ｂ１、３３ｂ２、３３ｃ１、３３ｃ２、３３ｃ３）  保温材（膨張部材）
３５  第１支柱部
３７  第２支柱部
３９  第３支柱部
４１  冷却水供給切欠部
４３  冷却水入口
４５  保温材装着部
４７  下端連結部
４９  下端保護部
５１  保温材用開口部（開口部）
５３  冷却水出口
５５  保温材装着溝
５７  水穴
６３  ハンガー
７１  保温材ガイド
７５  肉抜部
【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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