(57)【要約】【課題】より効果的に冷却を行うことのできるシリンダーブロックを提供する。【解決手段】ブロックＷ／Ｊ１２がスペーサー１３によってボア高さ方向において２つの水路領域に区画されたシリンダーブロック１０において、ブロック上方にそれぞれ開口し、終端において互いに連結された２つの穴２２，２３をそのボア間部分に穿ち、それら穴２２，２３を、ボア間部分に冷却水を通すボア間冷却水路とした。【選択図】図３
2015004333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボア高さ方向において区画されたウォータージャケットがボア列のまわりに設けられたシリンダーブロックにおいて、
ブロック上方にそれぞれ開口して互いに連結された２つの穴が、隣接する２つのボアの間の部分に設けられ、かつブロック上方に開口された側の端を始端とし、その反対側の端を終端としたとき、各穴の終端が、閉塞端となっているか、もう一方の穴に連結されているかのいずれかとされてなる
ことを特徴とするシリンダーブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水冷式エンジンのシリンダーブロックに係り、詳しくはその冷却のための水路構造の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
水冷式エンジンのシリンダーブロックには、そのボアまわりにウォータージャケットが設けられている。そして、そのウォータージャケットに冷却水を循環させることで、エンジンの冷却が図られている。
【０００３】
そして従来、例えば特許文献１に見られるように、ウォータージャケット内に設置されたスペーサーによってウォータージャケットが２つの水路領域、すなわちスペーサーの上側（シリンダーヘッド側）の上方水路領域とスペーサーの下側（クランクケース側）の下方水路領域とに区画されたシリンダーブロックが知られている。こうしたシリンダーブロックでは、下方水路領域を流れる冷却水の量を制限することで、上方水路領域やシリンダーヘッドにより多くの冷却水を流すことができる。そしてこれにより、温度が特に高くなり易い燃焼室の近傍の部分を、より効果的に冷却できるようにすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０３１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、多気筒エンジンのシリンダーブロックでは、隣接する２つのボアの間の部分（以下、「ボア間部分」と記載する）に、ドリル加工によって小径の孔を穿ち、その孔を、ボア間部分の冷却用の水路としたものがある。この水路は一般に、ドリルパスと呼ばれている。
【０００６】
図６に示すように、ドリルパス５０は通常、シリンダーブロック５１のデッキ面５２から同シリンダーブロック５１のウォータージャケット（以下、「ブロックＷ／Ｊ５３」と記載する）に抜けるように形成されている。そして、デッキ面５２におけるドリルパス５０の開口をシリンダーヘッド５４のウォータージャケット（以下、「ヘッドＷ／Ｊ５５」と記載する）に継げることで、このドリルパス５０を通ってボア間部分に冷却水が流されるようになっている。
【０００７】
こうしたドリルパス５０を有するシリンダーブロック５１で、上述のようなブロックＷ／Ｊ５３の上下区画を採用する場合、ブロックＷ／Ｊ５３の区画位置は、ドリルパス５０のブロックＷ／Ｊ５３側の開口よりも下側としなければならなくなる。これは、区画位置よりも下側にドリルパス５０が開口されていると、そのドリルパス５０及びヘッドＷ／Ｊ５５を通じて、スペーサー５８により区画されたブロックＷ／Ｊ５３の上方水路領域５６と下方水路領域５７とが連通されてしまうためである。
【０００８】
一方、ドリルパス５０は、加工上の制約のため、デッキ面５２に対する角度をあまり浅くすることができない。そのため、図７に示すように、ブロックＷ／Ｊ５３へのドリルパス５０の開口の位置を高くすれば、最も冷却を必要とする部分Ｓにドリルパス５０が通らなくなってしまう。したがって、ドリルパス５０を有するシリンダーブロック５１では、ブロックＷ／Ｊ５３の区画位置を低くせざるを得なくなる。そうした場合、ブロックＷ／Ｊ５３の下方水路領域５７が狭くなり、その冷却水の流量を制限しても、上方水路領域５６の冷却水の流量をあまり大きくは増やせなくなってしまうため、ブロックＷ／Ｊ５３の区画による冷却効率の向上効果が限定されてしまう。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、より効果的に冷却を行うことのできるシリンダーブロックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するシリンダーブロックは、ボア高さ方向において区画されたウォータージャケットがボア列の両側に設けられたシリンダーブロックにおいて、ブロック上方にそれぞれ開口して互いに連結された２つの穴を、隣接する２つのボアの間の部分に設けるとともに、ブロック上方に開口された側の端を始端とし、その反対側の端を終端としたとき、各穴の終端が、閉塞端となっているか、若しくはもう一方の穴に連結されているかのいずれかとなるようにしている。
【００１１】
上記のように構成されたシリンダーブロックでは、互いに連結された２つの穴に冷却水を流すことで、シリンダーブロックのボア間部分が冷却されるようになる。これら２つの穴は、その終端が、閉塞されているか、もう一方の穴に連結されているかのいずれかとなっており、いずれの穴もウォータージャケットには連通されていない。そのため、ボア高さ方向におけるウォータージャケットの区画位置を高くしても、区画により形成された２つの水路領域が互いに連通されないようになる。そのため、ウォータージャケットの区画位置が、ボア間部分の冷却用の水路によって制限されないようになり、そうした水路を有するシリンダーブロックでも、高い冷却効率が得られる区画位置の設定が許容されるようになる。したがって、こうしたシリンダーブロックによれば、より効果的に冷却を行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】シリンダーブロックの一実施形態についてそのブロック頂面の平面構造を部分的に示す平面図。
【図２】同実施形態のシリンダーブロック及びそのシリンダーブロックに取り付けられるシリンダーヘッドの冷却水路構造を模式的に示す図。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿った同実施形態のシリンダーブロックの上部及びそのシリダーブロックに取付けられたシリンダーヘッドの断面構造を示す断面図。
【図４】同実施形態の変形例におけるシリンダーブロックのボア間部分の断面構造を示す断面図。
【図５】同実施形態の別の変形例におけるシリンダーブロックのボア間部分の断面構造を示す断面図。
【図６】ウォータージャケットの区画構造及びボス間冷却水路を有する従来のシリンダーブロック及びそのシリダーブロックに取付けられたシリンダーヘッドのボア間部分の断面構造を示す断面図。
【図７】同従来のシリンダーブロックにおいてブロックＷ／Ｊの区画位置を上方に変更したときのボア間部分の断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、シリンダーブロックの一実施形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。本実施形態のシリンダーブロックは、水冷式の多気筒エンジンに用いられる。
なお、以下の説明では、シリンダーブロックのボアの延伸方向を「ボア高さ方向」と記載し、シリンダーブロックのブロック頂面におけるボア配列方向に直交する方向を「ブロック左右方向」と記載する。また、以下では、シリンダーブロックのボア高さ方向におけるシリンダーヘッド側を当該シリンダーブロックの上方とし、クランクケース側を当該シリンダーブロックの下方とする。
【００１４】
図１に示すように、シリンダーブロック１０には、ピストンが設置される円筒形状のボア１１が複数（同図では、そのうちの２つを表示）、直列に並んで配置されている。そして、そうしたボア列のまわりには、冷却水が循環されるウォータージャケット（以下、「ブロックＷ／Ｊ１２」と記載する）が形成されている。
【００１５】
図２に示すように、ブロックＷ／Ｊ１２は、その内部に設置されたスペーサー１３によって、ボア１１の高さ方向において２つの水路領域、すなわちスペーサー１３の上側の上方水路領域１４とスペーサー１３の下側の下方水路領域１５に区画されている。このスペーサー１３は、シリンダーブロック１０のデッキ面１７におけるブロックＷ／Ｊ１２の開口から挿入し、規定の位置まで押し入れることで設置されている。
【００１６】
一方、シリンダーブロック１０のデッキ面１７には、ヘッドガスケット１６を介してシリンダーヘッド１８が取り付けられている。そして、ブロックＷ／Ｊ１２の上方水路領域１４は、そうしたシリンダーヘッド１８のウォータージャケット（以下、「ヘッドＷ／Ｊ１９」と記載する）に連通されている。
【００１７】
ブロックＷ／Ｊ１２の上方水路領域１４及び下方水路領域１５には、冷却水供給管２０を通じて冷却水が導入されるようになっている。冷却水供給管２０には、下方水路領域１５への冷却水の供給とその停止とを切り換える切換弁２１が設けられている。
【００１８】
さて、このシリンダーブロック１０には、隣接する２つのボア１１の間の部分（以下、「ボア間部分」と記載する）に、そのボア間部分を冷却する冷却水を流すボア間冷却水路が設けられている。以下、そうしたボア間冷却水路の詳細を説明する。
【００１９】
図３に示すように、シリンダーブロック１０のボア間部分には、ブロック上方にそれぞれ開口する、断面円形の２つの穴２２，２３が設けられている。なお、以下の説明では、それら穴２２，２３におけるブロック上方に開口される側の端を「始端」と記載し、その反対側の端を「終端」と記載する。
【００２０】
これらの穴２２，２３は、ドリル加工によって、デッキ面１７から、同デッキ面１７に対して斜め方向に向けて直線に穿たれている。そして、これら２つの穴２２，２３は、それぞれの終端において互いに連結されている。また、これらの穴２２，２３は、その始端側において、ヘッドＷ／Ｊ１９に接続されている。
【００２１】
次に、以上のように構成された本実施形態のシリンダーブロック１０の作用を説明する。
本実施形態のシリンダーブロック１０では、ヘッドＷ／Ｊ１９の冷却水の一部が、シリンダーブロック１０のボア間部分に形成された穴２２，２３を通って流れ、その冷却水によってボア間部分が冷却されるようになる。すなわち、このシリンダーブロック１０では、そうした２つの穴２２，２３により、ボア間部分を冷却するボア間冷却水路（ドリルパス）が形成されるようになる。
【００２２】
一方、本実施形態のシリンダーブロック１０が設けられたエンジンでは、高回転運転時などのように、その燃焼室まわりが高温となるときには、切換弁２１が閉じられ、下方水路領域１５への冷却水の供給が停止される。このときの上方水路領域１４には、それまで下方水路領域１５に回されていた分まで冷却水が送られる。その結果、燃焼室まわりに位置するブロックＷ／Ｊ１２の上方水路領域１４、及びそれに連通されたヘッドＷ／Ｊ１９に冷却水が集中され、燃焼室まわりの冷却性が高められる。
【００２３】
なお、こうした冷却水の集中による燃焼室まわりの冷却性の向上は、平常時と集中冷却時との上方水路領域１４の冷却水流量の差が大きいほど、効果的に行うことができる。そしてその流量差を確保するには、ブロックＷ／Ｊ１２の下方水路領域１５の流路面積を十分広くする必要がある。
【００２４】
しかしながら、上述したように、ボア間冷却水路がブロックＷ／Ｊ１２に連通されていれば、ボア高さ方向におけるブロックＷ／Ｊ１２の区画位置（スペーサー１３の設置位置）は、ブロックＷ／Ｊ１２に対するボア間冷却水路の開口よりも低い位置にしか設定できなくなる。そのため、そうした場合には、下方水路領域１５の流路面積を十分広く取ることができなくなってしまう。
【００２５】
その点、本実施形態のシリンダーブロック１０では、ボア間冷却水路を構成する２つの穴２２，２３のいずれもがブロックＷ／Ｊ１２に連通されていないため、ブロックＷ／Ｊ１２の区画位置に、そうしたボア間冷却水路の開口位置による制約が課せられることはない。そのため、このシリンダーブロック１０では、ブロックＷ／Ｊ１２の区画位置を高くすることが可能となり、燃焼室まわりへの冷却水の集中をより効果的に行えるようになる。
【００２６】
以上説明した本実施形態のシリンダーブロック１０によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、ボア間冷却水路を構成する２つの穴２２，２３のいずれもがブロックＷ／Ｊ１２に連通されていないため、ボア間冷却水路を有していても、ボア高さ方向におけるブロックＷ／Ｊ１２の区画位置を高くすることができる。そして、それにより、ブロックＷ／Ｊ１２の下方水路領域１５の流路面積を広く取って、燃焼室まわりの集中冷却時における冷却水の集中をより効果的に行うことが可能となる。したがって、本実施形態のシリンダーブロックによれば、より効果的に冷却を行うことができる。
【００２７】
（２）ブロック上方から直線に延びる２つの穴２２，２３を連結してボア間冷却水路を形成しているため、ブロックＷ／Ｊ１２に連通しないボア間冷却水路を特殊な加工を用いずに設けることが可能であり、その形成にかかる加工を容易かつ安価に行える。
【００２８】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、穴２２，２３をドリル加工で形成するようにしていたが、レーザー加工など他の加工法で穴２２，２３を形成するようにしても良い。
【００２９】
・図４に示すように、穴２２，２３の一方（同図では穴２２）をもう一方の穴との連結部分を超えて延伸するようにしたり、図５に示すように、両方の穴２２，２３を、それらの連結部分を超えて延伸するようにしたりしても良い。そうした場合にも、延伸した穴の終端を閉塞端として、ブロックＷ／Ｊ１２に連通しないようにしておけば、ブロックＷ／Ｊ１２の区画位置を、有効な冷却性の得られる適切な位置に設定することが可能となる。
【００３０】
・上記実施形態では、穴２２，２３を、デッキ面１７に開口するように形成していたが、ブロックＷ／Ｊ１２の上端部分に開口するようにそれらを形成しても良い。こうした場合、穴２２，２３は、デッキ面１７におけるブロックＷ／Ｊ１２の開口を通じてブロック上方に開口されていることになる。ちなみに、本発明における穴２２，２３の「ブロック上方に開口」とは、ブロック上方からの穴開け加工によって穴２２，２３が形成されていることを指す。
【００３１】
・上記実施形態では、切換弁２１によって、下方水路領域１５への冷却水の供給と停止とを切り換えていた。切換弁２１の代りに流量調整弁を設け、エンジンの運転状況に応じて下方水路領域１５の冷却水の流量調整を行うようにしても良い。
【００３２】
・上記実施形態では、下方水路領域１５への冷却水の供給状態をエンジンの運転状況に応じて制御していたが、そうした制御以外の目的でブロックＷ／Ｊ１２の区画構造が採用されることがある。例えば、ブロックＷ／Ｊ１２をボア高さ方向において２つの水路領域に区画し、燃焼室に近い上側の水路領域の冷却水流量を、下側の水路領域よりも常時多くすることで、ボア高さ方向におけるボア壁面の温度勾配を平滑化することがある。そうした場合にも、上記のような２つの穴２２，２３でボア間冷却水路を形成すれば、より自由なブロックＷ／Ｊ１２の区画位置の設定が可能となり、より効果的なエンジン冷却が行えるようになる。
【符号の説明】
【００３３】
１０…シリンダーブロック、１１…ボア、１２…ブロックＷ／Ｊ（ウォータージャケット）、１３…スペーサー、１４…上方水路領域、１５…下方水路領域、１６…ヘッドガスケット、１７…デッキ面、１８…シリンダーヘッド、１９…ヘッドＷ／Ｊ、２０…冷却水供給管、２１…切換弁、２２，２３…（ブロック上方にそれぞれ開口し、互いに連結されて水路を構成する）穴。
【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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