(57)【要約】【課題】各シリンダの隣接する共通壁部に冷却水路からの冷却水を導入する連通部をシリンダブロックの冷却特性を考慮して設けて所望の冷却性能を得ることで、シリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能を向上させつつエンジン負荷を低減させて燃費の向上を図れるエンジンシリンダブロックを提供する。【解決手段】互いに隣接して配列される複数のシリンダ２・と、これらシリンダの配列方向Ａに沿って冷却水路３ａ，３ｂとが形成されるシリンダブロック１に、各シリンダ間に位置する共通壁部４・・に、シリンダの軸線方向Ｃに向かって配置され、その両端が冷却水路３ａ，３ｂと連通し、共通壁部４に対する上方５Ａ側での流路面積比が下方５Ｂ側での流路面積比よりも大きく形成した連通部５を設ける。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接して配列される複数のシリンダと、これらシリンダの配列方向に沿って形成された冷却水路とを有するシリンダブロックにおいて、
隣接する上記シリンダ間に位置する共通壁部に、前記シリンダの軸線方向に向かって配置され、その両端が前記冷却水路と連通し、前記共通壁部に対する上部側での流路面積比が下部側での流路面積比よりも大きく形成された連通部を有することを特徴とするシリンダブロック。
【請求項２】
請求項１記載のシリンダブロックにおいて、
前記連通部は、その流路面積が前記シリンダの上方から下方に向かうに従って連続的に変化することを特徴とするシリンダブロック。
【請求項３】
請求項１記載のシリンダブロックにおいて、
前記連通部は、前記軸線方向に一体的に形成された複数の中空部を有することを特徴とするシリンダブロック。
【請求項４】
請求項３記載のシリンダブロックにおいて、
前記複数の中空部を前記軸線方向において異なるピッチで配置し、前記中空部間に前記シリンダブロックとの連結部を設け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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隣接するシリンダの壁部を共通化された、いわゆるサイアミーズ型のシリンダブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多気筒エンジンにおいては、エンジンの小型化を図るために、各シリンダの隣接する壁部を共通壁部として薄くして一体化したサイアミーズ方式のシリンダブロックが知られている。このシリンダブロックでは、隣接するシリンダの共通壁部が薄いため一般に冷却通路を形成するのが難しく、シリンダ周部の温度分布のばらつきによる熱変形の不均衡の是正やシリンダ内ガス温度を低減させてノッキングを抑制する観点からも、シリンダ周部の温度を低減させることが要望されている。
このような背景の中にあって、特許文献１には、隣接するシリンダ間に形成される共通壁部内に、その両端が冷却水路と連通する中空部材を配置して連通部を形成し、共通壁部に冷却水を導入してこの共通壁部を冷却可能としたシリンダブロックが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特許公報第３０５７４１９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
シリンダブロックは、シリンダヘッドが装着される上部の温度が、クランクケースが装着される下部の温度に比べて高くなることから、その上部の温度低減が要求されている。また、クランクケース内はエンジンオイルで満たされているので、エンジン始動時等の冷態始動時においては、エンジンオイルの粘度が高いとエンジンの回転負荷となることから、冷却し過ぎるとエンジンオイルの温度上昇が遅くなり、燃費の悪化につながってしまう。
このようなことから、エンジンブロックを冷却する場合、ブロック上部はブロック下部に比べて高い冷却性能が求められている。しかしながら、特許文献１では、このようなブロック上部とブロック下部に対する冷却特性は考慮されてはおらず、単に共通壁部に冷却用の連通部を設けているだけである。
本発明は、各シリンダの隣接する共通壁部に冷却水路からの冷却水を導入する連通部を、シリンダブロックの冷却特性を考慮して設けて所望の冷却性能を得ることで、シリンダ内ガス温度を低減させて耐ノック性能を向上させつつエンジン負荷を低減させて燃費の向上を図れるシリンダブロックを提供することを、その目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明にかかる、互いに隣接して配列される複数のシリンダと、これらシリンダの配列方向に沿って冷却水路が形成されたシリンダブロックでは、隣接するシリンダ間に位置する共通壁部に、シリンダの軸線方向方に向かって配置され、その両端が冷却水路と連通し、共通壁部に対する上部側での流路面積比が下部側での流路面積比よりも大きく形成された連通部を有することを特徴としている。このため、冷却水路からの冷却水が共通壁部の下部よりも上部側へ多く導入されることになる。
【０００６】
上記特徴を持つシリンダブロックにおいて、連通部を、シリンダの軸線方向に一体的に形成された複数の中空部で構成する形態や、その流路面積をシリンダの上方から下方に向かうに従って連続的に変化させる形態等が挙げられる。
複数の中空部で連通部を構成する場合、シリンダの軸線方向において各中空部を異なるピッチで配置すると、シリンダの軸線方向での流路面積比を容易に調整することができるので好ましい。また、中空部の間にシリンダブロックとの連結部を設けると、連通部の位置が安定して形成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
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。図１において、符号１は、互いに隣接して直接配列される４つのシリンダ２，２・・と、矢印Ａで示すこれらシリンダ２，２・・の配列方向（以下「配列方向Ａ」と記す）に沿って冷却水路３が形成されたシリンダブロックを示す。シリンダブロック１の上部１Ａには、燃焼室が形成される周知のシリンダヘッドが、シリンダブロック１の下部１Ｂには、エンジンオイルとクランク軸とが収納される周知のクランクケースがそれぞれガスケットを介してボルトによって締結されて取り付けられる。
【０００８】
冷却水路３は、各シリンダ２の外形に沿うように連続して形成されている。このシリンダブロック１は、矢印Ｂで示す配列方向Ａと直交する方向（以下「直交方向Ｂ」と記す）に向かって、互いに隣接するシリンダ間に共通壁部４，４，４がそれぞれ形成されている。各共通壁部４の内部には連通部５が直交方向Ｂに形成されている。この連通部５の直交方向Ｂ側に位置する両端５ａ，５ｂは、直交方向Ｂに位置する冷却水路３ａ，３ｂ内に臨んで開口されていて、冷却水路３ａ，３ｂ内の冷却水が導入されるように構成されている。本形態において、連通部５は、図３に示すように、複数の中空部となるパイプ部材６・・を矢印Ｃで示すシリンダ２の軸線方向（以下「軸線方向Ｃ」と記す）に列設したものであり、シリンダブロック１の鋳造時に各共通壁部４内にそれぞれ鋳込まれて配置されている。各パイプ部材６の径は同一径であって、隣り合うもの同士を溶接して一体的している。連通部５は、その上部側５Ａでの共通壁部４に対する流路面積比が、その下部５Ｂ側での流路面積比よりも大きくなるように形成されている。ここでは、ブロック下部１Ｂ側に位置する一部のパイプ部材６Ａ，６Ｂの開口部をそれぞれ塞ぐことで流路面積比を調整し、連通部５の上部側５Ａと下部側５Ｂに導入される冷却水量に差をつけている。
【０００９】
このように熱負荷の高い各共通壁部４内に設けられ、冷却水路３ａ，３ｂからの冷却水が導入される連通部５の上部側５Ａの流路面積比が、下部側５Ｂでの流路面積比よりも大きくなるように形成すると、冷却水路３ａ，３ｂからの冷却水が共通壁部４の下部４Ｂよりも上部４Ａへ多く導入されることになり、熱負荷の高いブロック上部１Ａをブロック下部１Ｂよりも効率よく冷却することができ、所望の冷却性能が得られる。このため、シリンダ内ガス温度が低減されてノッキングが抑制されて耐ノック性能が向上する。また、ブロック下部１Ｂ側の冷却を抑えられるので、始動時におけるエンジンオイルの温度上昇が効率より行えて燃費の向上を図ることができる。
【００１０】
図４は各共通壁部４に、共通壁部４に対する流路面積がシリンダ２の上方から下方に向かうに従って連続的に変化する連通部１０を設けたものである。この連通部１０は、金属板１１を逆三角形状に曲げ加工し、その内部空間１２の流路面積が小さくなる先端１０ｃが共通壁部４の下部４Ｂに位置し、その開口端１１ａ，１１ｂがそれぞれ冷却通路３ａ，３ｂに臨むように、シリンダブロック１の鋳造時に各共通壁部４内に、連通部５と同一の向きにそれぞれ鋳込まれることで形成されている。
このように連通部１０を形成しても、連通部１０の上部側１０Ａの流路面積比が、連通部１０の下部側１０Ｂでの流路面積比よりも大きくなるので、冷却水路３ａ，３ｂからの冷却水が共通壁部４の下部よりも上部側へ多く導入されることになり、熱負荷の高いブロック上部１Ａをブロック下部１Ｂよりも効率よく冷却することができ、所望の冷却性能が得られる。このため、シリンダ内ガス温度が低減されてノッキングが抑制されて耐ノック性能が向上する。また、ブロック下部１Ｂ側の冷却を抑えられるので、始動時におけるエンジンオイルの温度上昇が効率より行えて燃費の向上を図ることができる。さらに、連通部１０は１つの板材１１で構成されているので、流路面積比を容易に設定することができる。
【００１１】
図５は、各共通壁部４に、軸線方向Ｃに一体的に形成された複数の中空部１５，１６，１７，１８，１９で構成された連通部２０をそれぞれ設けたものである。中空部１５，１６，１７，１８，１９は、共通壁部４の上部４Ａから下部４Ｂに向かうにしたがい、各中空部間のそれぞれのピッチｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４が広がるように形成されている。このため、連通部２０は、その上方２０Ａ側での共通壁部４に対する流路面積比が、その下方２０Ｂ側での流路面積比よりも大きくなるように形成されることになる。
【００１２】
具体的には、一対の板材２１，２２に軸線方向Ｃに間隔を空けて半円突起をそれぞれ形成する。板材２１，２２に形成された半円突起は、板材２１と板材２２とを接合させた時に互いに対向する位置に形成されていて、板材２１，２２を接合することで、同一径で筒状の中空部１５，１６，１７，１８，１９を形成する。中空部１５，１６，１７，１８，１９の間をつなぐ部位は平面であり、この部位を溶接して板材２１，２２を接合している。中空部１７と１８および中空部１８と１９の間の接合部２３，２４には、配設方向Ａに向かって貫通する複数の孔２５，２６がそれぞれ形成されている。この各孔２５，２６には、連通部２０を共通壁部４内に鋳込む際に溶湯が流れ込み、溶湯が冷却して固まることで、共通壁部４内での位置決めがなされる連通部２０とシリンダブロック１との連結部として機能する。
【００１３】
このように連通部２０を形成しても、連通部２０の上部側２０Ａの流路面積比が、連通部２０の下方側２０Ｂでの流路面積比よりも大きくなるので、冷却水路３ａ，３ｂからの冷却水が共通壁部４の下部よりも上部側へ多く導入されることになり、熱負荷の高いブロック上部１Ａをブロック下部１Ｂよりも効率よく冷却することができ、所望の冷却性能が得られる。このため、シリンダ内ガス温度が低減されてノッキングが抑制されて耐ノック性能が向上する。ブロック下部１Ｂ側の冷却を抑えられるので、始動時におけるエンジンオイルの温度上昇が効率より行えて燃費の向上を図ることができる。また、連結部２０の各空間部は、板材２１，２２に形成した半円突起同士を接合して形成されるので、共通壁部４内に鋳込んだ際にかかる溶湯圧を分散することができ、溶湯圧による各空間部のつぶれを抑えられる。このため、各空間部の開口面積の変動が少なく、連通部２０内を通る冷却水を設定量に確保でき、より安定した冷却性能を得られる。よって耐ノック性能や燃費の向上をより確実に行えるようになる。連通部２０の流路面積比を空間部１５〜１９の径やピッチを変更するだけで容易に調整することができる。本形態では連結部を複数の孔２５，２６で構成したが、孔ではなく連通部２０から配設方向Ａに向かって突出するようにピンを設け、このピンで構成してもよい。
【００１４】
図６は、その両端３０ａ，３０ｂが開口されたケース３１の内部に不等ピッチで屈曲された波板３２を配置してウエハウス構成とした連通路３０を示す。連通路３０は、ケース３１内を波板３２によって仕切られることで軸線方向Ｃに向かって複数の中空部３３・・・が一体的に形成される。
【００１５】
図７は、その両端４０ａ，４０ｂが開口されたケース４１の内部に等間隔ピッチで屈曲された波板４２を配置してウエハウス構成とした連通路４０を示す。連通路４０は、ケース４１内を波板４２によって仕切られることで軸線方向Ｃに向かって複数の中空部４３・・・が一体的に形成される。この連通路４０では、複数の空間部４３の一部を塞いでいる。こられ連通路３０，４０は、開口端となる両端３０ａ，３０ｂおよび両端４０ａ，４０ｂが、それぞれ冷却通路３ａ，３ｂ内に位置して連通するように共通壁部４内に設けられる。
【００１６】
図６に示す連通路３０の場合、その上部側３０Ａにおける波板３１の屈曲ピッチが下部側３０Ｂにおける波板３２のピッチよりも大きく形成されていて、共通壁部４に対する流路面積比が、下部側３０Ｂに比べて上部側３０Ａで大きくなるように形成されることになる。すなわち、各中空部３３は軸線方向Ｃにおいて異なるピッチで配置されることになる。
【００１７】
図６に示す連通路４０の場合、波板４２の屈曲ピッチは連通路４０の上部側４０Ａから下部側４０Ｂにかけて同一とされているが、下部側４０Ｂにおけるケース４１と波板４２で形成される空間４３の一部４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを塞いでおり、共通壁部４に対する流路面積比が、下部側４０Ｂ側に比べて上部側４０Ａで大きくなるように形成されている。
【００１８】
このような連通部３０，４０の構成としても、各連通部の上部側３０Ａ，４０Ａの流路面積比が、下方側３０Ｂ、４０Ｂでの流路面積比よりも大きくなるので、冷却水路３ａ，３ｂからの冷却水が共通壁部４の下部４ｂよりも上部４ａ側へ多く導入されることになり、熱負荷の高いブロック上部１Ａをブロック下部１Ｂよりも効率よく冷却することができ、所望の冷却性能が得られる。シリンダ内ガス温度が低減されてノッキングが抑制されて耐ノック性能が向上する。ブロック下部１Ｂの冷却を抑えられるので、始動時におけるエンジンオイルの温度上昇が効率より行えて燃費の向上を図ることができる。また、流路面積比を空間部３３・・のピッチを変更するだけで容易に調整することができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、冷却水路からの冷却水が共通壁部の下部よりも上部へ多く導入されることで、シリンダブロックの上部での冷却効率が下部よりも高まり、所望の冷却性能が得られる。このため、シリンダ内ガス温度が低減されてノッキングが抑制されるため耐ノック性能が向上するとともに、ブロック下部側の冷却を抑えら、始動時におけるエンジンオイルの温度上昇が効率より行えて燃費の向上を図ることができる。
【００２０】
本発明によれば、連通部をシリンダの上下方向に一体的に形成された複数の中空部で構成して共通壁部に鋳込んで設けるので、中空部の大きさを変更することで流路面積比を容易に設定することができ、所望の冷却性能がより得られ易くなる。
【００２１】
本発明によれば、連通部をシリンダの上方から下方に向かうに従って連続的に変化させると、１つの部材で流路面積比を容易に設定することができ、所望の冷却性能がより得られ易くなる。
【００２２】
本発明によれば、複数の中空部で連通部を構成する場合、シリンダの上下方向において各中空部を異なるピッチで配置すると、シリンダの上下方向での流路面積比を容易に調整することができ、所望の冷却性能がより得られ易くなる。また、中空部間にシリンダブロックとの連結部を設けるので、連通部の位置が安定して形成されることになり、所望の冷却性能がより得られ易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるシリンダブロックの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】共通壁部に設けられる連通部の一形態とその配置を示す拡大斜視図である。
【図４】流路面積が連続的に変化する連通部の一形態とその配置を示す拡大斜視図である。
【図５】シリンダの上下方向に一体的に形成された複数の中空部を有する連通部の一形態とその配置を示す拡大斜視図である。
【図６】流路面積が連続的に変化する連通部の別な形態とその配置を示す拡大斜視図である。
【図７】共通壁部に設けられる連通部の別な形態とその配置を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１    シリンダブロック
２・・    複数のシリンダ
３，３ａ，３ｂ    冷却水路
４・・    シリンダ間の共通壁部
５，１０，２０，３０，４０    連通部
６，１２，１５〜１９、３３，４３    中空部
２３，２４    中空部間
ｈ１〜ｈ４    ピッチ
Ａ    シリンダの配列方向
Ｃ    軸線方向
【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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