(57)【要約】【課題】冷却水の分流制御機能に優れたシリンダブロックを、簡単な構造で提供する。【解決手段】シリンダブロック１には、気筒列を囲う冷却水ジャケット５が形成されており、冷却水ジャケット５には、シリンダブロック１の一端面に開口した冷却水入口通路１１から冷却水が送られる。冷却水入口通路１１の奥部と冷却水ジャケット５とは膜状部１３で隔てられた状態に製造されており、膜状部１３はドリル加工で切除される。ドリルの軸心を冷却水ジャケット５の外側にずらすことにより、冷却水入口通路１１の奥部に、冷却水入口通路１１の入口の側に向いて凹に湾曲した整流ガイド部１７を形成している。整流ガイド部１７は円弧状であるため、冷却水の一部はＵターンして冷却水ジャケット５を排気側に流れる。このため、温度が高い排気側面の側を的確に冷却できる。【選択図】図２
2016205355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒列を囲う冷却水ジャケットと、前記冷却水ジャケットに送水する冷却水入口通路とを有しており、前記冷却水ジャケットはシリンダヘッドに向いた頂面に開口している一方、前記冷却水入口通路は、その入口が前記気筒の軸心と直交した外周方向に開口しており、
かつ、前記冷却水入口通路の出口と冷却水ジャケットの一部とが膜状部を介して隔てた状態に製造されており、前記膜をドリル加工で切除することによって前記冷却水ジャケットと冷却水入口通路とを連通させている構成であって、
前記冷却水入口通路から出た冷却水の流れ方向を制御するための整流ガイド部を、前記ドリル加工によって形成している、
シリンダブロック。
【請求項２】
気筒列を挟んだ一方の側面が、シリンダヘッドの吸気側面と同じ側に位置した吸気側面になって、他方の側面が、シリンダヘッドの排気側面と同じ側に位置した排気側面になっており、
前記冷却水入口通路は、気筒列の端部に位置した気筒を挟んで前記吸気側面の側に位置してクランク軸線と略平行な姿勢になっている一方、前記ドリル加工は気筒の軸心方向から行われており、ドリルの軸心を前記冷却水ジャケットの外周面よりも吸気側面の側に位置させることにより、前記ドリル加工にて、気筒軸線方向から見て、前記冷却水入口通路の入口側に向いて凹の状態に湾曲したガイド面が形成されており、前記冷却水入口通路に流入した冷却水の一部が、前記ガイド面によってＵターンして冷却水ジャケットに流入する、
請求項１に記載したシリンダブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、車両用等の内燃機関を構成するシリンダブロックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダブロックには冷却水が流れる冷却水ジャケットを設けており、この冷却水ジャケットは、一般に、気筒列を囲う閉ループ状に形成されている。冷却水ジャケットには冷却水入口通路から冷却水が供給されており、冷却水入口通路は、一般に、タイミングチェーンを覆うフロントカバーが固定されている一端面に開口していることが多い。
【０００３】
従って、冷却水入口通路は、気筒の軸心と直交した姿勢（縦型の内燃機関の場合は水平姿勢）になっている。なお、冷却水入口通路をフロントカバーの側に設けているのは、フロントカバーの外側に配置した補機駆動ベルトによってウォータポンプが駆動されるからである。シリンダブロックの冷却水ジャケットに流入した冷却水は、一般には、冷却水ジャケットを経由してからシリンダヘッドのジャケットに流入する。このため、シリンダヘッドには下向きに開口した連通穴が複数個空いている。
【０００４】
シリンダブロックの頂面に固定されたシリンダヘッドは、吸気側面の側よりも排気側面の側が高温になる。このため、シリンダブロックもシリンダヘッドからの伝熱により、吸気側面の側よりも排気側面の側が高温になる。従って、気筒の熱歪みを抑制するためには、吸気側面の側よりも排気側面の側を強く冷却水する必要性が高いと云える。
【０００５】
そこで、冷却水ジャケットに流入した冷却水の流れ方向を制御して、吸気側面の側と排気側面の側との温度勾配を平準化することが提案されており、その例として特許文献１には、冷却水ジャケットのうち冷却水入口通路が接続されている部位に板材製のガイド部材を設けて、冷却水の大部分は一方方向に流しつつ、冷却水の一部を他方方向に流すようにした構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−２１４９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、冷却水入口通路の出口は気筒の軸心を向いている。従って、ガイド部材が存在しない場合は、冷却水は冷却水ジャケットを一方方向と他方方向とに略均等に流れることになり、他方方向に流れる冷却水の量をガイド部材で制御することにより、一方方向に流れる量と他方方向に流れる量との割合を制御できるが、シリンダブロックとは別のガイド部材を組み込むものであるため、コストが嵩むのみならず、錆びが発生すると冷却水に混入してウォータポンプ等に悪影響を及ぼす問題が懸念される。
【０００８】
この点については、シリンダブロックに、突起や凹溝のようなガイド部を形成しておいたらよいと考えられるが、この方法では、実際の流れが設計どおりでない場合には鋳型・中子を製造し直さねばならないため、微調整に手間がかかる問題や、機関の仕様の変更で冷却水の流速等が変わると、鋳型・中子を製造し直さねばならず、仕様の変更への対応にも手間と費用がかかるという問題がある。
【０００９】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものてあり、より改良されたシリンダブロックを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明に係るシリンダブロックは、気筒列を囲う冷却水ジャケットと、前記冷却水ジャケットに送水する冷却水入口通路とを有しており、前記冷却水ジャケットはシリンダヘッドに向いた頂面に開口している一方、前記冷却水入口通路は、その入口が前記気筒の軸心と直交した外周方向に開口しており、かつ、前記冷却水入口通路の出口と冷却水ジャケットの一部とが膜状部を介して隔てた状態に製造されており、前記膜をドリル加工で切除することによって前記冷却水ジャケットと冷却水入口通路とを連通させている構成において、前記冷却水入口通路から出た冷却水の流れ方向を制御するための整流ガイド部を、前記ドリル加工によって形成している。
【００１１】
請求項２の発明に係るシリンダブロックは、請求項１において、まず、気筒列を挟んだ一方の側面が、シリンダヘッドの吸気側面と同じ側に位置した吸気側面になって、他方の側面が、シリンダヘッドの排気側面と同じ側に位置した排気側面になっている。
【００１２】
そして、前記冷却水入口通路は、気筒列の端部に位置した気筒を挟んで前記吸気側面の側に位置してクランク軸線と略平行な姿勢になっている一方、前記ドリル加工は気筒の軸心方向から行われており、ドリルの軸心を前記冷却水ジャケットの外周面よりも吸気側面の側に位置させることにより、前記ドリル加工にて、気筒軸線方向から見て、前記冷却水入口通路の入口側に向いて凹の状態に湾曲したガイド面が形成されており、前記冷却水入口通路に流入した冷却水の一部が、前記ガイド面によってＵターンして冷却水ジャケットに流入する。
【発明の効果】
【００１３】
冷却水ジャケットと冷却水入口通路とを予め連通した状態に製造すると、冷却水ジャケットを形成するための中子と冷却水入口通路を形成するための中子とを当接させねばならず、鋳型が複雑化するのみならず、中子同士の当接が不完全であるとバリが発生する等の不具合が生じる。これに対して本願発明では、冷却水ジャケットを形成するための中子と冷却水入口通路を形成するための中子とは離反しているため、鋳型の構造の複雑化を防止できると共に、バリの発生のような不具合もない。
【００１４】
そして、製造の容易性・確実性のために生じた膜状部をドリル加工によって切除することを利用して、冷却水の流れを制御する整流ガイド部を形成するものであるため、コストアップを招来することなく、冷却水ジャケットにおける冷却水の適切な流れを実現することができる。また、別部材を設けるものではないため、錆びのような問題も生じない。
【００１５】
更に、ドリル加工の位置や深さ、或いはドリル径などを変更することにより、適切な流れ状態を得ることができるため、実際の製品に適合させる微調整を簡単かつ低コストで行えると共に、シリンダブロックを共通にしつつ機種や仕様を変更した場合への対応も簡単に行える。
【００１６】
既述のように、シリンダブロックは吸気側面よりも排気側面の側で高く昇温するため、気筒の熱歪みを抑制するためには、排気側面の側を強く冷却する必要性が高い。この点、請求項２の構成を採用すると、冷却水入口通路から吐出した冷却水をＵターンさせて排気側面の側に効率良く導くことができるため、排気側面の側を的確に冷却して熱歪みの抑制に貢献できる。
【００１７】
また、ドリル加工の深さを調節することにより、冷却水入口通路から吐出された冷却水が冷却水入口通路に流入する深さも調節できるため、冷却水が冷却水ジャケットの底部に淀むようなことも簡単に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（Ａ）は第１実施形態に係るシリンダブロックのドリル加工前の部分的なの平面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部平断面図である。
【図２】（Ａ）は図１（Ａ）のIIA-IIA 視断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のIIB-IIB 視断面図である。
【図３】ドリル加工後の要部の平断面図である。
【図４】第２実施形態の要部の平断面図である。
【図５】第３実施形態を示す図で、（Ａ）はドリル加工前の一部破断平面図、（Ｂ）はドリル加工後の一部破断平面図である。
【図６】第４実施形態の一部破断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
(1).第１実施形態
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１〜３に示す第１実施形態を説明する。以下の説明では、方向を特定するため前後と左右の文言を使用しているが、前後方向はクランク軸線方向であり、左右方向は、クランク軸線と気筒軸線との両方に対して直交した方向である。
【００２０】
シリンダブロック１には、頂面（上面）２とクランク室（図示ぜず）とに開口した複数の気筒３，４が、クランク軸線Ｏの方向に直列に並べて形成されている。更に、気筒列を囲う開口ループ状の冷却水ジャケット５が、頂面２に向けて開口するように形成されている。冷却水ジャケット５は、気筒３，４との間隔をできるだけ均一化しており、従って、ボア間部６の個所では間隔が狭まっている。
【００２１】
シリンダブロック１の外周のうち、気筒３の列を挟んで一方の側の側面は吸気側面７になっており、図示していないが、他方の側は排気側面になっている。念のため、図１に「吸気側」と「排気側」の表示を施している。いうまでもないが、シリンダブロック１に重ね固定されたシリンダヘッドもシリンダブロック１と同じ吸気側面と排気側面とを有しており、吸気側面には吸気マニホールドが固定されて、排気側面には排気マニホールドが固定されている。
【００２２】
シリンダブロック１の外周のうち、クランク軸線Ｏの方向に向いた一端面８には、タイミングチェーン（図示せず）を覆うフロントカバー９が固定されており、フロントカバー９のうちクランク軸線Ｏを挟んで吸気側面７の側にずれ個所には、補機駆動ベルト（図示せず）で駆動されるウォータポンプ１０が配置されている。
【００２３】
ウォータポンプ１０には図示しない戻りパイプが接続されており、ポンプ室で加圧された冷却水は、フロントカバー９に設けた通路を経由して、シリンダブロック１に形成された冷却水入口通路１１に流入する。従って、冷却水入口通路１１はクランク軸線Ｏの方向に長い姿勢であり、シリンダブロック１の一端面８に向けて開口している。
【００２４】
図１では２つの気筒３，４を表示しており、便宜的に、シリンダブロック１の一端面８に近いものを第１気筒３，その隣の気筒を第２気筒４と呼ぶこととする。そして、冷却水入口通路１１は、第１気筒３を挟んで冷却水ジャケット５よりも吸気側面７の側に位置しており、終端１１ａは、第１気筒３の横長中心線１２よりも少しだけ第２気筒４の側に位置している。
【００２５】
そして、冷却水ジャケット５のうち、冷却水入口通路１１の終端１１ａの近傍に位置した部分は、やや巾広の膨らみ部５ａになっており、シリンダブロック１の鋳造に際して、膨らみ部５ａの個所と冷却水ジャケット５とが膜状部１３で分断された状態に製造されている。つまり、本来は、冷却水入口通路１１の終端１１ａと冷却水ジャケット５の膨らみ部５ａとは連通するのであるが、膜状部１３で仕切られた状態に鋳造されている。
【００２６】
膜状部１３は、平面視（気筒軸線方視）ではクランク軸線Ｏと反対方向に凸となるように湾曲しており、正断面視力では縦長の壁になっている。従って、膜状部１３は、冷却水ジャケット５の側に入り込んだ状態になっている（冷却水ジャケット５の終端部を２つに区画する状態で、膜状部１３が形成されている。）。図２のとおり、冷却水ジャケット５は、正面視では四角形（台形）に近い形態になっている。
【００２７】
図２（Ｂ）に一点鎖線で示すように、膜状部１３は、気筒３の軸線１６と同じ姿勢のドリル１４によって切除される。そして、図３に示すように、ドリル１４の軸心１５を、冷却水入口通路１１の内側面１１ｂよりも吸気側面７の側にある程度の寸法Ｅ３だけずらすことにより、膜状部１３の切除と同時に、冷却水入口通路１１の奥部に、気筒軸心１６の方向から見て、冷却水ジャケット５の入口の側に凹の状態で湾曲した整流ガイド部１７を形成している。
【００２８】
本実施形態では、ドリル１４の軸心１５は、第１気筒３の軸心１６よりも少し一端面８の側に（手前に）若干の寸法Ｅ１ずれている。また、整流ガイド部１７の後端は、気筒３の軸心１６よりも少し第２気筒４の側にある程度の寸法Ｅ２だけずれている。
【００２９】
(2).第１実施形態のまとめ
以上の構成において、冷却水入口通路１１に流入した冷却水は冷却水ジャケット５に流れ込むが、冷却水入口通路１１で冷却水に直進性が付与されているため、冷却水入口通路１１から吐出された冷却水の一部は、矢印１８で示すように、冷却水ジャケット５を第２気筒４の方向に向けて流れる。
【００３０】
他方、整流ガイド部１７が冷却水入口通路１１の出口側に向けて凹の形態であるため、冷却水入口通路１１から吐出した冷却水の一部は、整流ガイド部１７で方向返還作用を受けて反転し（Ｕターン）し、矢印１９で示すように、冷却水ジャケット５を手前側に流れて排気側に流れていく。
【００３１】
直進する冷却水の量と反転する冷却水の量との比率は、ドリル１４の加工位置を前後方向にずらしたり左右方向にずらしたりすることによって、調節できる。すなわち、ドリル１４の位置を冷却水ジャケット５から離れる方向にずらすと、整流ガイド部１７の曲面は大きくなると共に、冷却水の直進性阻害作用が高くなるため、冷却水の反転量は増大する。
【００３２】
他方、ドリル１４を後ろ側にずらすと、冷却水が冷却水ジャケット５に横滑りするようにして流入するため、吸気側面７の側に流れる冷却水の量が増大する。従って、ドリル１４の前後位置と左右位置とを調節することにより、所望の分流機能を実現できる。冷却水ジャケット５のように冷却水ジャケット５に膨らみ部５ａを設けると、膨らみ部５ａがバッファ機能を発揮するため、冷却水を安定よく分流できる利点がある。
【００３３】
また、冷却水の流れの制御は、ドリル１４の外径を変えることによっても実現できる。一般的には、ドリル１４の外径が大きくなると、冷却水の反転ガイド作用が高くなって排気側面に流れる流量を増大する。ドリル１４の加工深さを調節することにより、水流の中心の高さを変えることができる。このため、冷却水ジャケット５の底部でも強い水流を生じさせて、冷却水の淀み現象を防止することができる。
【００３４】
実施形態では、膜状部１３の上端は上に露出していないが、膜状部１３の上端を上に露出させることも可能である。この場合は、冷却水入口通路１１の終端部の前端が上に開口して、これを膜状部１３で左右に仕切った状態になる。
【００３５】
(3).他の実施形態
次に、図４以下の他の実施形態を説明する。図４に示す第２実施形態では、クランク軸線Ｏの方向からドリル加工している。この実施形態でも、ドリル加工によって形成された穴の奥部がテーパ状の整流ガイド部１７になっているため、冷却水入口通路１１から冷却水ジャケット５に流れる冷却水は、奥側に向けて直進する流れと、手前にＵターンする流れとに分けられる。ドリル加工の深さが深くなると、反転作用は高くなる。
【００３６】
図５に示す第３実施形態では、冷却水入口通路１１は吸気側面７の側に開口しており、その終端部（出口部）に膜状部１３が形成されている。また、この実施形態では、冷却水入口通路１１は、第１気筒３の軸心１６を通る横長中心線１２の線上に位置している。従って、ドリル１４が冷却水入口通路１１の軸心上に位置していると、冷却水入口通路１１から出た冷却水は、第２気筒４の側と手前側とに半分ずつ流れる。
【００３７】
そこで、ドリル１４による加工位置を前後方向にずらして、ドリル加工で形成される連通穴２１の前後位置を調節することにより、前後に分かれて流れる冷却水の割合を調節することができる。この実施形態では、連通穴２２が整流ガイド部を構成している。
【００３８】
図６に示す第４実施形態では、冷却水入口通路１１は吸気側面７に開口しているが、ドリル１４の加工は気筒の軸心１６の方向から行っている。また、この実施形態では、冷却水入口通路１１は、第１気筒３の横長中心線１２よりも少し後ろ側に位置させている。このため、冷却水入口通路１１から吐出した冷却水は、後ろ側に向けて流れるようガイドされる。
【００３９】
そこで、冷却水入口通路１１の終端部のうち後ろ側にはガイド突起２２を形成し、冷却水入口通路１１の終端部のうち手前側にはガイド切り欠き２３を形成して、手前にも流れるようにガイドしている。そして、小さい円で示すように、ドリル加工で膜状部１３のみを切除したら、冷却水は、冷却水ジャケット５の内周面によるガイド作用と、ガイド突起２２及びガイド切り欠き２３によるガイド作用とがバランスして、前後方向に略均等に分流させることができる。
【００４０】
他方、大きな円で示すように、膜状部１３と一緒にガイド突起２２も切除すると、冷却水は後ろ側に向けて多く流れる。ガイド突起２２の切除の度合いにより、前後の分流の度合いを調節することができる。この実施形態では、ドリル加工を行った後の形状が整流ガイド部を構成する。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本願発明は、実際にシリンダブロックに適用できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００４２】
Ｏ  クランク軸線
１  シリンダブロック
２  シリンダブロックの頂面（上面）
３  第１気筒
４  第２気筒
５  実施形態
６  シリンダブロックの一端面
７  シリンダブロックの吸気側面
１０  ウォータポンプ
１１  冷却水入口通路
１３  膜状部
１４  ドリル
１５  ドリルの軸心
１６  気筒の軸心
１７  整流ガイド部（ガイド面）
【図１】
2016205355.tif 000003
【図２】
2016205355.tif 000004
【図３】
2016205355.tif 000005
【図４】
2016205355.tif 000006
【図５】
2016205355.tif 000007
【図６】
2016205355.tif 000008