(57)【要約】【課題】  シリンダブロックの剛性低下を最小限に抑えながらシリンダブロックのデッキ面の近傍を均等に冷却できるようにする。【解決手段】  オープンデッキ型シリンダブロックは、シリンダボア１６ａの周囲を囲むように形成したウオータジャケット３３がデッキ面１１ａに開口する。シリンダブロックのデッキ面１１ａの近傍におけるシリンダボア１６およびウオータジャケット３３間の肉厚を、吸気側の肉厚Ｔｉよりも排気側の肉厚Ｔｅが小さくなるように設定することで、燃焼により高温になり易いデッキ面１１ａの近傍のうちで排ガスで特に高温になり易い排気側のシリンダボア１６ａとウオータジャケット３３との間の伝熱性を高めて冷却を促進し、耐ノッキング性の向上、圧縮比の増加、燃料消費量の節減および出力の向上を図ることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダボア（１６ａ）の周囲を囲むようにシリンダブロック（１１）に形成したウオータジャケット（３３）が該シリンダブロック（１１）のデッキ面（１１ａ）に開口するオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造において、
シリンダブロック（１１）のデッキ面（１１ａ）の近傍におけるシリンダボア（１６ａ）およびウオータジャケット（３３）間の肉厚を、吸気側の肉厚（Ｔｉ）よりも排気側の肉厚（Ｔｅ）が小さくなるように設定したことを特徴とするオープンデッキ型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（１１）のデッキ面（１１ａ）の近傍におけるウオータジャケット（３３）の幅を、吸気側の幅（Ｗｉ）よりも排気側の幅（Ｗｅ）が大きくなるように設定したことを特徴とする、請求項１に記載のオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造。    
【請求項３】
シリンダブロック（１１）のデッキ面（１１ａ）の近傍におけるシリンダボア（１６ａ）およびウオータジャケット（３３）間の排気側の肉厚（Ｔｅ）を、前記デッキ面（１１ａ）から遠ざかるにつれて漸増させたことを特徴とする、請求項１に記載のオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダボアの周囲を囲むようにシリンダブロックに形成したウオータジャケットが該シリンダブロックのデッキ面に開口するオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックのシリンダボアとウオータジャケットとの間の壁の肉厚を、クランクシャフトの軸線方向両端に対応する部分で増加させることで、シリンダブロックに対するシリンダヘッドの締結時や、エンジンの運転時におけるシリンダボアの熱変形を防止するものが、下記特許文献１により公知である。
【０００３】
またシリンダブロックのシリンダボアとウオータジャケットとの間の壁の肉厚を、シリンダブロックの吸気側および排気側に対応する部分で増加させることで、シリンダブロックの剛性を高めて熱変形を防止するものが、下記特許文献２により公知である。
【０００４】
またシリンダブロックのシリンダボアとウオータジャケットとの間の壁の肉厚を、ピストンからのサイドスラストが強く作用する側で厚くし、ピストンからのサイドスラストが弱く作用する側で薄くすることで、シリンダブロックの重量増加を最小限に抑えながらサイドスラストに対する剛性を高めるものが、下記特許文献３により公知である。
【特許文献１】特開平１０−４７１５３号公報
【特許文献２】特開平９−７９０８５号公報
【特許文献３】特開平８−２８３４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃焼室が形成されたシリンダヘッドが結合されるシリンダブロックのデッキ面の近傍は特に温度上昇し易い部分であるが、そのうち吸気ポートに近い吸気側は比較的に低温になるのに対し、排気ポートに近い排気側は比較的に高温になる。従って、デッキ面の近傍の排気側を充分に冷却することができないと耐ノッキング性が低下してしまい、エンジンの出力低下の原因となる問題がある。デッキ面の近傍の冷却性を高めるには、シリンダボアおよびウオータジャケット間の壁を薄くして伝熱性を高め、かつウオータジャケットの幅を広げて冷却水の流量を増加させれば良いが、このようにするとシリンダブロックの剛性が低下してしまう問題がある。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、シリンダブロックの剛性低下を最小限に抑えながらシリンダブロックのデッキ面の近傍を均等に冷却できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、シリンダボアの周囲を囲むようにシリンダブロックに形成したウオータジャケットが該シリンダブロックのデッキ面に開口するオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造において、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるシリンダボアおよびウオータジャケット間の肉厚を、吸気側の肉厚よりも排気側の肉厚が小さくなるように設定したことを特徴とするオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるウオータジャケットの幅を、吸気側の幅よりも排気側の幅が大きくなるように設定したことを特徴とするオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造が提案される。
【０００９】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるシリンダボアおよびウオータジャケット間の排気側の肉厚を、前記デッキ面から遠ざかるにつれて漸増させたことを特徴とするオープンデッキ型シリンダブロックの冷却構造が提案される。
【００１０】
尚、実施例のシリンダブロック側ウオータジャケット３３は本発明のウオータジャケットに対応する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の構成によれば、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるシリンダボアおよびウオータジャケット間の肉厚を吸気側よりも排気側で小さくしたので、燃焼により高温になり易いデッキ面の近傍のうちで排ガスで特に高温になり易い排気側のシリンダボアとウオータジャケットとの間の伝熱性を高めて冷却を促進することで、耐ノッキング性の向上、圧縮比の増加、燃料消費量の節減および出力の向上を図ることができる。しかもシリンダボアおよびウオータジャケット間の肉厚を小さくするのは、シリンダブロックのデッキ面の近傍の排気側に限られるので、前記肉厚を小さくしたことによるシリンダブロックの剛性低下を最小限に抑えることができる。
【００１２】
請求項２の構成によれば、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるウオータジャケットの幅を吸気側よりも排気側で大きくしたので、排ガスにより高温になり易い排気側のウオータジャケットを流れる冷却水の流量を増加させて冷却効果を一層高めることができる。しかもウオータジャケットの幅が大きい排気側ではシリンダボアおよびウオータジャケット間の肉厚が小さいので、シリンダブロックの排気側の側壁が吸気側の側壁に比べて厚くなるのを防止することができる。
【００１３】
請求項３の構成によれば、シリンダブロックのデッキ面の近傍におけるシリンダボアおよびウオータジャケット間の排気側の肉厚がデッキ面から遠ざかるにつれて漸増するので、前記肉厚の急変を回避してシリンダブロックの剛性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１５】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１はエンジンの縦断面図（図２の１−１線断面図、図２は図１の２−２線矢視図、図３は図２の３部拡大図、図４はエンジン回転数とノッキング限界となる点火時期との関係を示すグラフである。
【００１６】
図１に示すように、自動車用の直列４気筒エンジンＥは、シリンダブロック１１と、シリンダブロック１１の上面に結合されたシリンダヘッド１２と、シリンダヘッド１２の上面に結合されたヘッドカバー１３と、シリンダブロック１１の下面に結合されたオイルパン１４とを備える。下部にクランクケース１５が一体に形成されたシリンダブロック１１の上部に４個のシリンダスリーブ１６…が埋め込まれており、これらシリンダスリーブ１６…に摺動自在に嵌合するピストン１７…がコネクティングロッド１８…を介してクランクシャフト１９に接続される。シリンダヘッド１２に、燃焼室２０…に連通する吸気ポート２１…および排気ポート２２…が形成されており、吸気バルブ孔および排気バルブ孔がそれぞれ吸気バルブ２３…および排気バルブ２４…で開閉される。
【００１７】
シリンダヘッド１２に、吸気カム２５…を備えた吸気カムシャフト２６と、吸気ロッカーアームシャフト２７を介して支持された吸気ロッカーアーム２８…とが設けられており、クランクシャフト１９に連動して回転する吸気カム２５…により揺動する吸気ロッカーアーム２８…で吸気バルブ２３…が駆動される。またシリンダヘッド１２に、排気カム２９…を備えた排気カムシャフト３０と、排気ロッカーアームシャフト３１を介して支持された排気ロッカーアーム３２…とが設けられており、クランクシャフト１９に連動して回転する排気カム２９…により揺動する排気ロッカーアーム３２…で排気バルブ２４…が駆動される。
【００１８】
シリンダブロック１１には４個のシリンダスリーブ１６…の周囲を囲むようにシリンダブロック側ウオータジャケット３３が形成されており、このシリンダブロック側ウオータジャケット３３にガスケット３４の開口を介して連通するシリンダヘッド側ウオータジャケット３５がシリンダヘッド１２に形成される。
【００１９】
図２および図３を併せて参照すると明らかなように、シリンダブロック１１がガスケット３４を介してシリンダヘッド１２に結合されるデッキ面１１ａには、４個のシリンダスリーブ１６…の周囲を囲むようにシリンダブロック側ウオータジャケット３３が開口する。シリンダブロック側ウオータジャケット３３の開口３３ａの形状は４個の環状部が一部重なった状態で直列に連なった形状であり、各々の環状部の外周壁の中心はシリンダ軸線Ｌに一致しているが、内周壁の中心はシリンダ軸線Ｌに対してエンジンＥの吸気側にずれている。
【００２０】
従って、シリンダボア１６ａ…とシリンダブロック側ウオータジャケット３３との間の肉厚は、排気側の肉厚Ｔｅが小さく、吸気側の肉厚Ｔｉが大きくなっている。これに伴い、シリンダブロック側ウオータジャケット３３の前記開口３３ａの幅は、排気側の幅Ｗｅが大きく、吸気側の幅Ｗｉが小さくなっている（図３および図１のＡ部、Ｂ部参照）。
【００２１】
但し、シリンダボア１６ａ…とシリンダブロック側ウオータジャケット３３との間の肉厚Ｔｅ，Ｔｉが排気側と吸気側とで異なっているのは、その開口３３ａの近傍だけであり、排気側の肉厚Ｔｅはデッキ面１１ａから遠ざかるに従って漸増しており、最終的にシリンダブロック１１のデッキ面１１ａから所定距離以上離れた部分では、シリンダブロック側ウオータジャケット３３の排気側および吸気側の幅Ｗｅ，Ｗｉは同じに設定されている（図１参照）。
【００２２】
しかして、エンジンＥの運転に伴って燃焼室２０…における混合気の燃焼により発生した熱でシリンダブロック１１のデッキ面１１ａは温度上昇するが、その温度上昇は吸気側および排気側で均一ではなく、高温の排ガスが流れる排気ポート２２…が形成された排気側の温度上昇が著しくなる。このとき、各シリンダボア１６ａ…とそれを囲むシリンダブロック側ウオータジャケット３３との間の肉厚が、吸気側に比べて排気側で小さく設定されているので（Ｔｅ＜Ｔｉ）、排気側においてシリンダボア１６ａ…の熱がシリンダブロック側ウオータジャケット３３に容易に伝達されるようになり、高温になり易い排気側のデッキ面１１ａの近傍を効果的に冷却することができる。
【００２３】
しかも、シリンダブロック側ウオータジャケット３３のデッキ面１１ａへの開口３３ａの幅が、吸気側に比べて排気側で大きく設定されているので（Ｗｅ＞Ｗｉ）、排気側においてシリンダブロック側ウオータジャケット３３を流れる冷却水の流量を増加させて高温になり易い排気側のデッキ面１１ａの近傍を一層効果的に冷却することができる。
【００２４】
このように、シリンダブロック１１のデッキ面１１ａ近傍のうち、比較的に高温になる排気側を比較的に低温になる吸気側に比べてより積極的に冷却することで、エンジンＥの耐ノッキング性の向上、圧縮比の増加、燃料消費量の節減および出力の向上を図ることができる。
【００２５】
またシリンダボア１６ａ…およびシリンダブロック側ウオータジャケット３３間の肉厚を小さくするのは、シリンダブロック１１のデッキ面１１ａの近傍の排気側に限られており、吸気側の肉厚は通常どおりに確保されているので、排気側の肉厚を小さくしたことによるシリンダブロック１１の剛性低下を最小限に抑えることができる。しかもシリンダボア１６ａ…およびシリンダブロック側ウオータジャケット３３間の排気側の肉厚がデッキ面１ａから遠ざかるにつれて漸増するので、肉厚の急変によるシリンダブロック１１の剛性を回避することができる。
【００２６】
更に、シリンダブロック側ウオータジャケット３３の幅が大きい排気側ではシリンダボア１６ａ…およびシリンダブロック側ウオータジャケット３３間の肉厚が小さく、逆にシリンダブロック側ウオータジャケット３３の幅が小さい吸気側ではシリンダボア１６ａ…およびシリンダブロック側ウオータジャケット３３間の肉厚が大きいので、シリンダブロック１１の排気側の側壁および吸気側の側壁の一方だけが厚くなるのを防止することができる。
【００２７】
図４は種々のエンジン回転数において、ノッキングが発生する点火時期を実施例および従来例の両方について示すグラフである。このグラフにより、実施例は従来例に比べてノッキングを発生させずに点火時期を早める（進角する）ことができ、これによりエンジンＥの出力の向上が可能になることが分かる。
【００２８】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２９】
例えば、実施例では四気筒エンジンＥを例示したが、本発明は単気筒を含む任意の気筒数のエンジンに対して適用することができる。
【００３０】
また実施例のエンジンＥのシリンダスリーブ１６…は各々独立しているが、本発明は複数のシリンダスリーブを一体に連結したいわゆるサイアミーズ型のシリンダスリーブを備えたエンジンに対しても適用することができる。
【００３１】
また実施例のシリンダブロック側ウオータジャケット３３の開口３３ａは、その外周および内周が共に円弧で構成されているが、それらを円弧以外の任意の輪郭で構成することができる。具体的には、シリンダブロック１１の剛性を更に高める観点から、特に高温になり易い排気バルブ２４…の周囲だけ前記肉厚を小さくしても良い。
【００３２】
また実施例のエンジンＥでは吸気ポート２１…および排気ポート２２…がシリンダ軸線Ｌを挟んで反対側に配置されているが、本発明は吸気ポート２１…および排気ポート２２…が円周方向に隣接して配置されているエンジンに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】エンジンの縦断面図（図２の１−１線断面図）
【図２】図１の２−２線矢視図
【図３】図２の３部拡大図
【図４】エンジン回転数とノッキング限界となる点火時期との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３４】
１１        シリンダブロック
１１ａ      デッキ面
１６ａ      シリンダボア
３３        シリンダブロック側ウオータジャケット（ウオータジャケット）
Ｔｅ        排気側の肉厚
Ｔｉ        吸気側の肉厚
Ｗｅ        排気側の幅
Ｗｉ        吸気側の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005320944.tif 000006