(57)【要約】【課題】  スペーサの架橋処理にかかる専用の工程を省略してコストを低減することのできるウォータジャケット用スペーサの配設方法及びエンジンを提供する。【解決手段】  シリンダブロックにおけるシリンダボア壁の周りのウォータジャケット内に、そのウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の流れを調整するための未架橋樹脂材料からなるウォータジャケット用スペーサを挿入する工程Ｐ２と、スペーサを挿入したシリンダブロックを備えるエンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサに架橋処理を施す工程Ｐ４とを備える。エンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサの架橋処理が施される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックにおけるシリンダボア壁の周りのウォータジャケット内に、そのウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の流れを調整するための未架橋樹脂材料からなるウォータジャケット用スペーサを挿入する工程と、
前記スペーサを挿入したシリンダブロックを備えるエンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用して前記スペーサに架橋処理を施す工程と、
を備えることを特徴とするウォータジャケット用スペーサの配設方法。
【請求項２】
請求項１に記載のウォータジャケット用スペーサの配設方法であって、
前記シリンダブロックが、オープンデッキタイプのシリンダブロックとされ、
前記ウォータジャケット用スペーサが、前記シリンダボア壁を周回する環状に形成され、かつ前記ウォータジャケット内に遊嵌状に挿入されることを特徴とするウォータジャケット用スペーサの配設方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のウォータジャケット用スペーサの配設方法により、シリンダブロックのウォータジャケット内にウォータジャケット用スペーサを配設したことを特徴とするエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォータジャケット用スペーサの配設方法及びエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、エンジンのシリンダブロックには、シリンダボア壁の周りにウォータジャケットが形成されている。また、ウォータジャケット内にエンジン冷却水を循環させることにより、燃焼熱やピストンの運動によって加熱されるシリンダボア壁が冷却されている。
ところで、シリンダブロックのシリンダボア壁の上部は、燃焼室に近いことから、そのシリンダボア壁の下部の温度より高温となる傾向にある。このため、ウォータジャケットに一様にエンジン冷却水を供給することにより、シリンダボア壁の上部の温度が高くなるのを防止すると、シリンダボア壁の下部が過冷却となり、そのシリンダボア壁とピストンとの摺動部に発生する摩擦損失が大きくなるといった不具合を招くことになる。
そこで、シリンダボア壁の温度分布を改善するために、ウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の流れを調整する充填材やスペーサを設けることが提案されている（特許文献１，２，３等参照。）
【０００３】
【特許文献１】特開昭５７−４３３３８号公報
【特許文献２】特開２００２−３０９８９号公報
【特許文献３】特開２００２−１６１７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、シリンダブロックのウォータジャケット内に、スペーサを次に述べる配設方法によって設けることが考えられている。すなわち、図４に示すように、第１工程ｐ１で、スペーサを未架橋樹脂材料により成形する。次に、第２工程ｐ２で、スペーサに所定の架橋処理（例えば、スペーサを８０℃の水に浸漬した状態で２４時間の処理）を施す。次に、第３工程ｐ３で、スペーサをシリンダブロックに装着、すなわちウォータジャケット内に挿入する。次に、第４工程ｐ４で、組立てを終えて完成したエンジンが出荷される。
【０００５】
しかしながら、前記した従来のスペーサの配設方法では、架橋処理を施したスペーサを、ウォータジャケットに装着している。このため、スペーサの架橋処理にかかる専用の工程ｐ２が必要であることから、コストアップを余儀なくされるという問題があった。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、スペーサの架橋処理にかかる専用の工程を省略してコストを低減することのできるウォータジャケット用スペーサの配設方法及びエンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題は、本発明の特許請求の範囲に記載された構成を要旨とするウォータジャケット用スペーサの配設方法及びエンジンによって解決することができる。なお、本明細書でいう「エンジン冷却水」には、水、ＬＬＣ（ロングライフクーラント）、不凍性冷却液等が相当する。
【０００８】
すなわち、特許請求の範囲の請求項１に記載されたウォータジャケット用スペーサの配設方法によると、シリンダブロックにおけるシリンダボア壁の周りのウォータジャケット内に未架橋樹脂材料（半架橋樹脂材料を含む。）からなるウォータジャケット用スペーサが挿入される。その後、スペーサを挿入したシリンダブロックを備えるエンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサに架橋処理が施される。このため、ウォータジャケット内を流れるエンジン冷却水の流れがスペーサによって調整されることにより、シリンダボア壁の温度分布を改善することができる。
ところで、本スペーサの配設方法によると、エンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサの架橋処理が施されるため、スペーサの架橋処理にかかる専用の工程を省略してコストを低減することができる。
【０００９】
また、特許請求の範囲の請求項２に記載されたウォータジャケット用スペーサの配設方法によると、オープンデッキタイプのシリンダブロックのウォータジャケット内に、そのウォータジャケットのシリンダボア壁を周回する環状に形成されたスペーサが遊嵌状に挿入される。また、スペーサが架橋処理後に収縮する特性を有していることを利用して、架橋後にスペーサとシリンダボア壁との間の隙間を小さくあるいは無くすることができる。したがって、スペーサによるシリンダボア壁の保温効果を高めることができ、ひいてはシリンダボア壁の温度分布を一層改善し、エンジンの燃費を向上することができる。
【００１０】
また、特許請求の範囲の請求項３に記載されたエンジンによると、請求項１又は２に記載された発明による作用・効果を発揮するウォータジャケット用スペーサの配設方法により、シリンダブロックのウォータジャケット内にスペーサが配設されたエンジンを提供することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、詳述したように、本発明のウォータジャケット用スペーサの配設方法及びエンジンによれば、エンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサの架橋処理が施されるため、スペーサの架橋処理にかかる専用の工程を省略してコストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本形態では、３気筒エンジンのオープンデッキ型のシリンダブロックに適用した場合について例示する。まず、シリンダブロックを説明し、その後、ウォータジャケット用スペーサ、そのスペーサの配設方法の順に説明する。
【００１３】
図２に示すように、オープンデッキ型のシリンダブロック１０は、ほぼ円筒状のシリンダボア１２を形成する３つのシリンダボア壁１３と、そのシリンダボア壁１３を取り囲むシリンダブロック外壁１４とを有している。３つのシリンダボア壁１３は列状に並んでおり、その隣り合うシリンダボア壁１３は隔壁部１３ａにより相互に接続されている。シリンダボア壁１３とシリンダブロック外壁１４とは、その下部において一体に接続されている（図３参照）。また、シリンダボア壁１３内には、ピストン（図示省略）が上下動可能に配置される。なお、シリンダブロック１０は、例えば、アルミ合金、鋳鉄等によって形成されている。
【００１４】
図３に示すように、前記シリンダボア壁１３と前記シリンダブロック外壁１４との間には、上面を開放する断面ほぼＵ字状の冷却水通路いわゆるウォータジャケット１６が形成されている。ウォータジャケット１６は、シリンダボア壁１３の外壁面に相当する内周側の壁面１６ａと、その壁面１６ａに対向するシリンダブロック外壁１４の内壁面に相当する外周側の壁面１６ｂと、両壁面１６ａ，１６ｂの下部をつなぐ底面１６ｃとを有している。両壁面１６ａ，１６ｂは、上面の開放側の相互間の間隔を広く、底面１６ｃ側の相互間の間隔を狭くするテーパ状に形成されている。また、前記シリンダブロック１０の上面すなわちアッパデッキ面上には、シリンダヘッドガスケット１８を介してシリンダヘッド１９がボルト等（図示省略）により結合される。
【００１５】
また、図示は省略するが、前記シリンダブロック外壁１４の長手方向いわゆるシリンダ列方向における一方端の側壁部には冷却水入口が設けられ、他方端の側壁部には冷却水出口が設けられている。したがって、エンジン冷却水は、所定の冷却水回路から冷却水入口を通じて前記ウォータジャケット１６内に流入され、ウォータジャケット１６をシリンダ列方向に沿って流れた後、冷却水出口を通じて冷却水回路に流出される。
【００１６】
次に、ウォータジャケット用スペーサ（単に、スペーサともいう。）２０について説明する。図２に示すように、スペーサ２０は、前記シリンダブロック１０の前記シリンダボア壁１３を周回する環状の筒形に形成され、かつ前記ウォータジャケット１６内に挿入可能に形成されている。図３に示すように、スペーサ２０は、断面ほぼ縦長四角形状に形成されており、内周面２０ａと外周面２０ｂと上端面２０ｃと下端面２０ｄを有している。その下端面２０ｄは、内周面２０ａ及び外周面２０ｂに連続しかつウォータジャケット１６の底面１６ｃの曲率半径よりも小さい曲率半径の凸状曲面で形成されている。また、内周面２０ａと外周面２０ｂは、上端面２０ｃ側の肉厚を広く、下端面２０ｄ側の肉厚を狭くする緩やかなテーパ状に形成されている。内周面２０ａ及び外周面２０ｂは、ウォータジャケット１６の内周側の壁面１６ａ及び外周側の壁面１６ｂに対してほぼ平行状に対面可能に形成されている。また、スペーサ２０の外周面２０ｂと上端面２０ｃとのなす隅角部分には、段付き状の段付き溝２１が外周面に沿って形成されている。さらに、スペーサ２０の上端部には、図２に示すように、前記シリンダボア壁１３の隔壁部１３ａに対応する部分において内外に貫通する凹溝２２が形成されている。
【００１７】
図３に示すように、前記スペーサ２０は、前記ウォータジャケット１６の通路断面積よりも所定寸法分小さい断面形状をもって形成されている。これにより、図３に示すように、スペーサ２０をウォータジャケット１６内に挿入したときに、スペーサ２０の内周面２０ａとウォータジャケット１６の内周側の壁面１６ａとの間、及び、スペーサ２０の外周面２０ｂとウォータジャケット１６の外周側の壁面１６ｂとの間にそれぞれ隙間が形成されるようになっている。すなわち、スペーサ２０が、ウォータジャケット１６内に遊嵌状に挿入可能に形成されている。
【００１８】
前記スペーサ２０は、未架橋樹脂材料（半架橋樹脂材料を含む。）によって一体成形されている。なお、本明細書でいう未架橋樹脂材料とは、水（エンジン冷却水）により架橋させることが可能で未架橋（半架橋）状態の樹脂材料のことをいう。また、未架橋樹脂材料には、例えば、耐熱性、耐ＬＬＣ性、コスト等を考慮すると、ポリプロピレン系樹脂に未架橋状態のシランカップリング（架橋性樹脂）を配合した架橋ポリプロピレン（ＰＰ）系樹脂材料が適している。また、シランカップリングには、例えばリンクロン（三菱樹脂株式会社の商品名）を採用することができる。
【００１９】
次に、前記ウォータジャケット用スペーサ２０の配設方法について図１を参照して説明する。
まず、第１工程Ｐ１で、未架橋樹脂材料からなるスペーサ２０が成形される（図１参照）。
【００２０】
次に、第２工程Ｐ２で、スペーサ２０がシリンダブロック１０のウォータジャケット１６内にその上方より遊嵌状に挿入される（図２参照）。このため、スペーサ２０をウォータジャケット１６内に容易に挿入することができる。
その後、シリンダブロック１０のアッパデッキ面上にシリンダヘッドガスケット１８を介してシリンダヘッド１９が結合される。その他、エンジンに必要な各種の部品が組付られる。
【００２１】
次に、第３工程Ｐ３で、組立てを終えて完成したエンジンが出荷される。
次に、第４工程Ｐ４では、例えば、車両工場において、エンジンのウォータジャケット１６内へエンジン冷却水が充填され、さらにはエンジンが運転される。そのエンジンの運転にともなうエンジン冷却水の熱を利用して、スペーサ２０に架橋処理が施される。これにより、スペーサ２０が架橋反応を起こして、耐熱性の向上などの熱的性質、材料としての機械的性質、耐薬品性等が改善された所望の性状を有する成形品となる。
【００２２】
上記したように、所望の性状を有する成形品となったスペーサ２０によって、ウォータジャケット１６内を流れるエンジン冷却水の流れが調整されることにより、シリンダボア壁１３の温度分布を改善することができる。すなわち、スペーサ２０により遮断されないウォータジャケット１６の上部においては、シリンダボア壁１３の下部に比べ高温になる上部を積極的に冷却し、冷却不足を抑制することができる。これにより、ピストン（図示省略）のフリクションを低減することができ、ひいては燃費の向上やＨＣの低減を図ることができる。
【００２３】
上記したウォータジャケット用スペーサ２０の配設方法によると、エンジンの運転にともなうエンジン冷却水を利用してスペーサ２０の架橋処理が施されるため、スペーサ２０の架橋処理にかかる専用の工程（図４における工程Ｐ２参照）を省略してコストを低減することができる。
【００２４】
また、オープンデッキタイプのシリンダブロック１０のウォータジャケット１６内に、そのウォータジャケット１６のシリンダボア壁１３を周回する環状に形成されたスペーサ２０が遊嵌状に挿入される（図３参照）。また、スペーサ２０が架橋処理後に収縮する特性を有していることを利用して、架橋後にスペーサ２０とシリンダボア壁１３との間の隙間（図３中に、符号Ｌを付す。）が小さくなる。このため、隙間Ｌにエンジン冷却水を流すことができる。
したがって、スペーサ２０によるシリンダボア壁１３の保温効果を高めることができ、ひいてはシリンダボア壁１３の温度分布を一層改善し、エンジンの燃費を向上することができる。なお、その隙間は、無くするようにスペーサ２０の形状を設定することも可能である。
【００２５】
また、上記した作用・効果を発揮するウォータジャケット用スペーサ２０の配設方法により、シリンダブロック１０のウォータジャケット１６内にスペーサ２０が配設されたエンジンを提供することができる。
【００２６】
また、スペーサ２０が樹脂成形による一体成形品であるため、スペーサ２０の量産性を向上し、コストを低減することができる。
【００２７】
本発明は前記した最良の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、本発明は、３気筒に限らず、単気筒、２気筒あるいは４気筒以上の多気筒のシリンダブロックに適用することができる。また、スペーサ２０の配置位置、形状、大きさ、個数等の配置形態は、上記の形態のものに限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、スペーサ２０をほぼブロック状に形成し、そのスペーサ２０をシリンダブロック１０のウォータジャケット１６内の所定位置に配置することができる。また、本発明は、オープンデッキ型のシリンダブロック１０に限らず、クローズドデッキ型あるいはセミオープンデッキ型のシリンダブロックに適用することができる。なお、クローズドデッキ型あるいはセミオープンデッキ型のシリンダブロックの場合、アッパデッキ面においてウォータジャケット１６のシリンダボア壁１３の内壁面１６ａ及びシリンダ外壁の内壁面１６ｂ間に架かるブリッジ部の相互間におけるウォータジャケット１６の上面開口部を通じてスペーサ２０を挿入させることができる。また、シリンダボア壁１３とシリンダブロック外壁１４との間に限らず、複数のシリンダボア壁１３がそれぞれ独立的に形成される場合には、隣り合うシリンダボア壁１３の相互間にスペーサ２０を配置したり、各シリンダボア壁１３をそれぞれ周回する環状に形成されたスペーサ２０を個々に配置したりすることができる。また、スペーサ２０は、ウォータジャケット１６内に適宜のリテーナ部材を介して保持させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の最良の形態にかかるウォータジャケット用スペーサの配設方法を示すフローチャートである。
【図２】シリンダブロック及びウォータジャケット用スペーサを示す斜視図である。
【図３】シリンダブロックのウォータジャケット内にスペーサを挿入した状態を示す断面図である。
【図４】従来の技術にかかるウォータジャケット用スペーサの配設方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２９】
１０  シリンダブロック
１３  シリンダボア壁
１６  ウォータジャケット
２０  ウォータジャケット用スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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