(57)【要約】【課題】内燃機関の冷却液通路構造において、とくに冷却を必要とする部分を冷却する効果を高くできる冷却液通路構造を提供することを目的とする。【解決手段】内燃機関の冷却液通路構造は、その内部を冷却液が流通するウォータジャケット２０と、シリンダブロック１の外部およびウォータジャケット２０を連通する砂抜き孔１４ａと、ウォータジャケット２０の一部を塞ぐスペーサ４０と、スペーサ４０を支持するプラグ３０とを備え、スペーサ４０は可撓性を有するとともに冷却液に対して膨潤性を有し、プラグ３０が砂抜き孔に押し込まれる方向に投影した際に、スペーサ４０の少なくとも一部は、砂抜き孔１４ａの外に位置する。【選択図】図２
2007107426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックの内部に形成され、その内部を冷却液が流通する、冷却液通路と、
前記シリンダブロックの外部から、前記冷却液通路に貫通する、連通孔と、
前記冷却液通路の内部に配置され、前記冷却液通路の一部を塞ぐスペーサと、
前記連通孔を塞ぐとともに前記スペーサを支持する支持部材と
を備える、内燃機関の冷却液通路構造において、
前記冷却液通路は、前記シリンダブロックの外部から前記連通孔を前記支持部材の連通孔への挿入方向から見た場合に、前記連通孔に対して外側に広がる拡張部分を有し、
前記スペーサは可撓性を有し、かつ、前記冷却液に対応して膨潤性を有し、
前記スペーサの少なくとも一部は、前記冷却液に対応して膨張する前の状態において、前記冷却液通路の前記拡張部分に配置される
ことを特徴とする、内燃機関の冷却液通路構造。
【請求項２】
前記連通孔は、前記シリンダブロックが成形される際の砂抜き孔であることを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の冷却液通路構造。
【請求項３】
前記シリンダブロックは、
直列に配置される、複数のシリンダボアを有し、
前記スペーサは、前記シリンダブロックの長さ方向両端付近に設けられる
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関の冷却液通路構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の冷却液通路構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のシリンダブロックにおいて、エンジン冷却液の流れを制御するため、シリンダブロックのウォータジャケットにスペーサを取り付ける構造が知られている。この取り付け構造の例として、シリンダブロックの外部とウォータジャケットとを連通する取り付け孔を設け、そこに支持体に装着したスペーサを挿入するものがある。
このスペーサは、冷却液によって膨張する性質を有し、ウォータジャケットを塞ぎ、冷却液の流れを調整するものである。
このようなスペーサの例は、特許文献１に開示される。図６に、このスペーサをウォータジャケットに取り付けた状態を示す。取り付け孔１００に、支持体１３０に装着されたスペーサ１４０が取り付けられ、ウォータジャケット１２０の冷却液の流れを調整する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９０３１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のスペーサを使用した冷却液通路構造では、ウォータジャケットを塞ぐ範囲に制限がある。すなわち、スペーサの取り付け孔を軸方向に投影した場合に、取り付け孔と重なる範囲内でしかウォータジャケットを塞ぐことができない。
たとえば図６に示す例では、スペーサ１４０は取り付け孔１００を通して挿入されるので、取り付け孔１００を軸方向に投影した場合に、取り付け孔１００と重なる範囲ＳＡの外にスペーサ１４０を配置することができない。
このため、冷却液の流れを十分に制御できず、とくに冷却を必要とする部分を冷却する効果を高くすることができないという問題があった。
【０００５】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、とくに冷却を必要とする部分を冷却する効果を高くできる冷却液通路構造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】
【０００６】
上述の問題点を解決するため、この発明に係る内燃機関の冷却液通路構造は、シリンダブロックの内部に形成され、その内部を冷却液が流通する、冷却液通路と、シリンダブロックの外部から、冷却液通路に貫通する、連通孔と、冷却液通路の内部に配置され、冷却液通路の一部を塞ぐスペーサと、連通孔を塞ぐとともにスペーサを支持する支持部材とを備える、内燃機関の冷却液通路構造において、冷却液通路は、シリンダブロックの外部から連通孔を支持部材の連通孔への挿入方向から見た場合に、連通孔に対して外側に広がる拡張部分を有し、スペーサは可撓性を有し、かつ、冷却液に対応して膨潤性を有し、スペーサの少なくとも一部は、冷却液に対応して膨張する前の状態において、冷却液通路の拡張部分に配置されることを特徴とする。
スペーサは冷却液通路において大きな空間を占め、他の部分を流通する冷却液の量をより多くして、他の部分を冷却する効果を高める。
【０００７】
連通孔は、シリンダブロックが成形される際の砂抜き孔であってもよい。
シリンダブロックは、直列に配置される、複数のシリンダボアを有し、スペーサは、シリンダブロックの長さ方向両端付近に設けられてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、内燃機関の冷却液通路構造において、支持部材が押し込まれる方向に投影した際に、スペーサの一部が連通孔の外に位置する。このため、スペーサは冷却液通路構造においてより大きい空間を塞ぎ、その他の部分を流通する冷却液の量をより多くする。その結果として、とくに冷却を必要とする部分を冷却する効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
図１に、この実施の形態に係る内燃機関の冷却液通路構造に用いられるシリンダブロック１について、シリンダヘッドの接合面に平行な断面を示す。シリンダブロック１は、中空円筒状のシリンダ壁１２を備え、このシリンダ壁１２がその内部にシリンダボア１０を画定している。このシリンダ壁１２は、たとえば図１のように、その軸が互いに平行となるように４つ配置される。
【００１０】
また、シリンダブロック１は、４つのシリンダ壁１２の周囲に外壁１４を備えており、シリンダ壁１２と外壁１４との間にはウォータジャケット２０が形成される。すなわち、シリンダ壁１２のそれぞれは、シリンダボア１０のぞれぞれと、ウォータジャケット２０とを隔てる。このウォータジャケット２０は、シリンダブロック１の内部に形成される空洞であるとともに、内部を冷却液が流通する冷却液通路となる空間である。ウォータジャケット２０は、シリンダボア１０周囲における発熱、たとえば燃焼およびピストン（図示せず）の摺動による熱を、シリンダ壁１２の外側から冷却するために設けられる。
【００１１】
ウォータジャケット２０には、外部の冷却液回路から冷却液が流入する開口である冷却液入口２０ａと、外部の冷却液回路へと冷却液が流出する開口である冷却液出口２０ｂとが形成される。また、図１の断面図においては直列に４つのシリンダボア１０が配置されるが、このうち隣接するシリンダ壁１２の間に形成される３つの通路であるボア間通路２０ｄと、両端に位置するシリンダ壁１２の外側に形成される通路である２つの外側通路２０ｃとが、ウォータジャケット２０に含まれる。
【００１２】
冷却液入口２０ａから流入した冷却液が冷却液出口２０ｂに達するためには、外側通路２０ｃまたはボア間通路２０ｄの少なくともいずれかを通過する構成となっている。
なお、ボア間通路２０ｄではその両側でシリンダボア１０に熱が発生するため、ボア間通路２０ｄおよびその周辺で発生する熱量は、その他の部分たとえば外側通路２０ｃおよびその周辺で発生する熱量よりも多い。このように、ボア間通路２０ｄおよびその周辺は、とくに冷却を必要とする部分となる。
【００１３】
外壁１４には、シリンダブロック１内部にウォータジャケット２０を形成する中子に使用する砂を排出するものである、２つの砂抜き孔１４ａが形成されている。砂抜き孔１４ａは、シリンダブロック１の外部から、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃに貫通する連通孔であり、図１の断面図において、シリンダブロック１の上下両端付近に設けられる。
この砂抜き孔１４ａは、ウォータジャケット２０の成形後には冷却液が漏れないように塞ぐ必要があり、このためにプラグ３０が砂抜き孔１４ａにはめ込まれ、これを塞いでウォータジャケット２０を密閉する。なお、図１にはプラグ３０の形状のうち砂抜き孔１４ａを塞ぐ部分のみが示されている。
【００１４】
図２に、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図を示す。この断面図は、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの、砂抜き孔１４ａが形成される位置における断面形状を示す。
砂抜き孔１４ａは、図２におけるウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの高さ方向中央に対応する位置に形成されている。プラグ３０の裏側、すなわちウォータジャケット２０の外側通路２０ｃに対向する面３０ａには、ボルト５０ａが溶接される。このボルト５０ａと、その対となるナット５０ｂとが直方体状のスペーサ４０を挟持する。すなわち、スペーサ４０は、ボルト５０ａが貫通する孔を有し、ボルト５０ａおよびナット５０ｂによってプラグ３０に固定される。このように、プラグ３０はスペーサ４０を支持する支持部材となる。このため、スペーサ４０は、砂抜き孔１４ａに対応する位置、すなわち、シリンダブロック１の前後、すなわち長さ方向両端付近に設けられることになる。
なお、簡明のため、図１においてボルト５０ａおよびナット５０ｂは省略されている。
また、プラグ３０は、砂抜き孔１４ａに、矢印Ａの向きに押し込まれることによってシリンダブロック１に固定されるが、以下において、プラグ３０が押し込まれる方向、すなわちプラグ３０の軸方向を「厚さ方向」と定義し、プラグ３０の軸方向における寸法を「厚さ」と定義する。
【００１５】
スペーサ４０は、たとえばエチレンとプロピレンおよび架橋用ジエンモノマーとの三元共重合体であるＥＰＤＭを含む。または、その他の発泡性ゴムを含むものであってもよい。さらに、冷却液として使用される流体に対応して、水膨潤性またはＬＬＣ（不凍液）膨潤性を有するものであれば、この他の材料を含むものであってもよい。
また、この水膨潤性またはＬＬＣ膨潤性は、たとえば６０℃以上で顕著に発現するものである。すなわち、室温においてはスペーサ４０はまったく膨張しないか、あるいは膨張の程度が比較的小さいものであり、シリンダブロック１を含むエンジン（図示せず）が運転状態となり冷却液の温度が６０℃以上となった場合においては、スペーサ４０は大きく膨張するものである。
【００１６】
スペーサ４０をウォータジャケット２０の外側通路２０ｃ内に配置するには、スペーサ４０をプラグ３０に固定した状態で、砂抜き孔１４ａからスペーサ４０の先端４０ａを挿入し、そのまま先端４０ａがウォータジャケット２０の外側通路２０ｃ内の特定位置に押し込まれるようにプラグ３０を動かし、プラグ３０を砂抜き孔１４ａに打ち込む。こうすることにより、図２に示すようにスペーサ４０がウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの内部に設置され、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの一部を塞ぐ。
スペーサ４０は、その形状、サイズ、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの形状等に応じ、取り付け方法に適した可撓性を有する。たとえば図２に示す状態では、スペーサ４０の長手方向、すなわち厚さ方向と垂直な方向における長さＬは、砂抜き孔１４ａの径よりも大きい。このため、スペーサ４０が剛体で形成される場合は、これを砂抜き孔１４ａからウォータジャケット２０の外側通路２０ｃ内に挿入することが不可能または困難であるが、実施の形態１においてはスペーサ４０は可撓性を有し、挿入作業の過程において撓むので、挿入は容易である。
このように、実施の形態１において、砂抜き孔１４ａはスペーサ４０を挿入するためのスペーサ挿入口となる。
【００１７】
図２に示すように、ウォータジャケット２０は、シリンダブロック１の外部から、砂抜き孔１４ａをプラグ３０の砂抜き孔１４ａへの挿入方向から見た場合に、砂抜き孔１４ａに対して外側に広がる、拡張部分２０ｆを有する。この拡張部分２０ｆは、プラグ３０によって塞がれる範囲の外、すなわち砂抜き孔１４ａの範囲ＳＢの外となる部分であり、スペーサ４０の先端４０ａは、冷却液に対応して膨張する前の状態において、この拡張部分２０ｆに配置される。言い換えると、厚さ方向に投影した場合に、スペーサ４０の一部は、砂抜き孔１４ａと重ならない部分に存在する。
【００１８】
図３は、図２に示す構成において、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃに冷却液を流通させ、シリンダブロック１を含むエンジン（図示せず）を運転した状態の図である。エンジンの運転に伴って冷却液の温度が上昇するとともに、スペーサ４０のうち冷却液にさらされている部分の温度も上昇し、これによってスペーサ４０が膨張する。
スペーサ４０のうち、プラグ３０に固定されている固定部分４０ｂ、すなわちボルト５０ａおよびナット５０ｂによって挟持される部分は、ボルト５０ａおよびナット５０ｂによって厚さ方向の位置が規制されるため、固定部分４０ｂの厚さは膨張しない。
スペーサ４０のうち一部は、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃにおいて厚さ方向の全長にわたって存在する。すなわち、その部分においてウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの厚さ方向の空間を占有し、冷却液の流通を妨げる。この部分を閉塞部分４０ｄとする。
スペーサ４０のうち、固定部分４０ｂと閉塞部分４０ｄとの間を連結する部分を固定周辺部分４０ｃとする。固定周辺部分４０ｃは、膨潤によってその厚さがある程度増加する。しかしながら、この部分は固定部分４０ｂの近傍であり、厚さは固定部分４０ｂから閉塞部分４０ｄにかけて連続的に変化するため、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの厚さ方向の全長を占めるには至らない。
【００１９】
さらに、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの一部には、その厚さ方向の全長にわたって、スペーサ４０がまったく存在しない部分が存在する。この部分を自由通路部分２０ｅとする。
なお、ボルト５０ａおよびナット５０ｂが占める部分の断面積は、外側通路２０ｃの断面積に比較して小さいため、無視できるものとする。または、ボルト５０ａおよびナット５０ｂが占める部分は、固定部分４０ｂあるいは固定周辺部分４０ｃ等に含まれると解釈してもよい。
また、スペーサの先端４０ａは、ウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの周壁をなすシリンダブロック１の一部と接触し、その近傍においてウォータジャケット２０の外側通路２０ｃの空間を占有する。ただし、これはシリンダブロック１の一部と接触しないものであってもよい。すなわち、挿入された先端４０ａが奥まで達せずにその先に空間を残す構成となっていてもよい。
【００２０】
このように、外側通路２０ｃは、砂抜き孔１４ａが形成される位置における断面図において、厚さ方向の全長にわたってスペーサ４０が全く存在しない自由通路部分２０ｅと、厚さ方向の一部にスペーサ４０が存在する固定部分４０ｂおよび固定周辺部分４０ｃと、厚さ方向の全長にわたってスペーサ４０が存在する閉塞部分４０ｄとを含む。
【００２１】
次に、図１および図３を用いて、上記のように構成されるシリンダブロック１における冷却液の流れを説明する。
図１に示すように、外部の冷却液回路から冷却液入口２０ａを経てウォータジャケット２０に流入した冷却液は、４つのシリンダ壁１２の周囲を流れて冷却液出口２０ｂに到達し、そこから外部の冷却液回路に流出する。
冷却液は、２つの外側通路２０ｃおよび３つのボア間通路２０ｄのいずれかを通過することになる。ここで、外側通路２０ｃの砂抜き孔１４ａが形成される位置には、スペーサ４０が挿入されており、図３に示す断面図における固定部分４０ｂ、固定周辺部分４０ｃ、および閉塞部分４０ｄによって冷却液の流通が部分的に妨げられる。ただし、固定部分４０ｂ、固定周辺部分４０ｃ、および自由通路部分２０ｅは冷却液が流通する空間を有するので、冷却液の一部は外側通路２０ｃを経由して流通する。
なお、ボア間通路２０ｄにはスペーサ４０に相当する構造が存在せず、その通路断面積のすべてを使用して冷却液が流通する。
【００２２】
このように、この発明に係る内燃機関の冷却液通路構造において、スペーサ４０は可撓性を有し、かつ、図２および図３に示すように、厚さ方向に投影した場合に、スペーサ４０の一部が、砂抜き孔１４ａと重ならない部分にも存在する構成となっている。このため、スペーサ４０の全体が砂抜き孔１４ａと重なる構成と比較して、より大きい空間をスペーサ４０によって占有させ塞ぐ構成とすることができる。この結果、外側通路２０ｃにおける冷却液の流通がより強く妨げられ、その他の部分であるボア間通路２０ｄを経由して流通する冷却液の量がより多くなるので、ボア間通路２０ｄおよびその周辺を冷却する効果を高めることができる。
【００２３】
また、スペーサ４０は冷却液に対して膨潤性を有するので、膨張していない挿入作業時には、膨張している使用時よりもその体積が小さい。このため、膨潤性を有しないスペーサを使用する構成と比較して、挿入作業を容易にすることができる。
【００２４】
また、スペーサ４０を支持する部材として、シリンダブロック１を製造する際に形成される砂抜き孔を塞ぐ部材であるプラグ３０を流用する。このため、スペーサ４０を支持するための専用の部材を使用する必要がなく、また、スペーサ４０を挿入するための孔もしくは同様の構造を新たに形成する必要がない。さらに、このため、シリンダブロック１の設計変更の発生を回避することができる。
【００２５】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において、スペーサ４０が膨張していない状態において、先端４０ａをウォータジャケット２０の外側通路２０ｃ内の特定位置に固定する構造を備えるものである。
図４にその構成を示す。これは実施の形態１における図２と同じ位置の断面図である。スペーサ４１の先端４１ａが位置する部分には、スペーサ４１の厚さ及び幅（図４における紙面の奥手前方向における寸法）とほぼ同じか、それより少し大きい大きさの凹部２ａが外側通路２１ｃの下部に形成されている。スペーサ４１が実施の形態１のスペーサ４０と同様に挿入されると、この凹部２ａにスペーサ４１の先端４１ａが収容される。
このような構成とすることにより、先端４１ａは凹部２ａによって固定されるので、常に設計通りの位置、すなわちプラグ３０の軸から所定の距離だけ隔たった位置に先端４１ａを保持することができ、ボア間通路２０ｄおよびその周辺を冷却する効果をより確実に得ることができる。
【００２６】
このような、スペーサの先端を固定する構造は、図４のものに限られない。
たとえば図５のように、シリンダブロック３は、外側通路２２ｃの内部に向けて突出する突起３ａを備え、これとスペーサ４２の先端４２ａに形成された凹部４２ｂが係合する構成としてもよい。
このような構成とすることにより、先端４２ａは突起３ａおよび凹部４２ｂによって固定されるので、常に設計通りの位置、すなわちプラグ３０の軸から所定の距離だけ隔たった位置に先端４２ａを保持することができ、ボア間通路２０ｄおよびその周辺を冷却する効果をより確実に得ることができる。
【００２７】
凹部２ａは、外側通路２１ｃの幅方向全体にわたって形成されていても良い。そうすれば、スペーサ４１が膨張した状態で凹部２ａに収容することも可能となる。
また、凹部２ａを形成する代わりに、外側通路２１ｃの下部の、スペーサ４１の先端４１ａの幅方向における両外側の場所に、一対の突出部を形成するようにしても、スペーサ４１の先端４１ａを固定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の冷却液通路構造に用いられるシリンダブロック１の、シリンダヘッドの接合面に平行な断面を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。
【図３】図２においてスペーサ４０が膨張した状態を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の冷却液通路構造に用いられるシリンダブロック２の、実施の形態１において図２に示される断面図に相当する断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２の変形例に係る内燃機関の冷却液通路構造に用いられるシリンダブロック３の、実施の形態１において図２に示される断面図に相当する断面図である。
【図６】従来の内燃機関の冷却液通路構造に用いられるシリンダブロックの、実施の形態１において図２に示される断面図に相当する断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１〜３  シリンダブロック、１０  シリンダボア、１４ａ  連通孔（砂抜き孔）、２０  冷却液通路（ウォータジャケット）、２０ｆ  拡張部分、３０  支持部材（プラグ）、４０〜４２  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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【図５】
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【図６】
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