ウォータジャケットスペーサ
【課題】エンジンの仕様等に応じたウォータジャケットの冷却水流通容量の調整と、ウォータジャケット内での冷却効果の均等化を簡易に図ることができるウォータジャケットスペーサを提供する。
【解決手段】シリンダブロック１のウォータジャケット３内に嵌め入れられて、ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサ４であって、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体４０と、スペーサ本体に一側部６ａが固定された規制部材５とを含み、記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材６と、第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材７との複合体８からなる。規制部材は、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とする。
【解決手段】シリンダブロック１のウォータジャケット３内に嵌め入れられて、ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサ４であって、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体４０と、スペーサ本体に一側部６ａが固定された規制部材５とを含み、記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材６と、第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材７との複合体８からなる。規制部材は、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に、水冷式エンジンにおけるシリンダブロックのウォータジャケットによる冷却構造には、オープンデッキタイプとクローズドデッキタイプがある。オープンデッキタイプの冷却構造は、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に、平面形状が長円形状や、くびれを有した略長円形状等の上端開放のループ状ウォータジャケットを形成し、シリンダヘッドを締結して上端が閉塞されたウォータジャケット内に冷却水を流通・循環させて、エンジンブロックの冷却を行うように構成される。
【０００３】
一般に、シリンダブロックはアルミ合金等の鋳造によって製造される。鋳造は複数の分割型からなる鋳型に鋳物材を装填してなされるが、その鋳造時の型割構造上から、ウォータジャケットに相当する部分は雄型となり、この雄型部分の金型強度を確保するには、エンジンの規模（排気量）によってはウォータジャケットとして必要な幅よりも大となり、その結果、ウォータジャケットの冷却水容量が、そのエンジンに適正な冷却水の量より過大となることがある。更に、排気量の異なる複数種のエンジンを製造する場合、１種類の金型でこれら複数のエンジンに共用するようにすれば、コストの高い金型に要する費用が削減でき、エンジンの低コスト化に寄与することにもなる。特許文献１には、同一の金型を共用化する為、排気量の最も大きいエンジンに適合するようシリンダブロックのウォータジャケットを形成し、このウォータジャケット内に、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型された各種（肉厚の異なり、或いは切欠の形成等）スペーサ（特許文献１では、スリーブ）をエンジンの排気量に応じて適宜挿入し、ウォータジャケット内の容量を調整する技術が開示されている。
【０００４】
そして、特許文献１においては、ウォータジャケット内でスペーサが振動すると、シリンダボア壁温がばらつき、燃費が安定しなくなる等の観点から、ウォータジャケット内への挿入性を良好に保ったまま、スペーサがウォータジャケット内で安定的に保持されるよう、スペーサを冷却水を吸収して膨潤する樹脂材料で構成し、その膨潤によってウォータジャケットの内壁面に圧接する内方突起を形成することが開示されている。然るに、特許文献１に開示されたスペーサは、全体を水膨潤樹脂材料で構成するものであり、ウォータジャケットへの挿入・固定性は向上するが、挿入後の冷却水により内方突起以外の部分も膨潤する為、ウォータジャケット内での冷却水の適性流通容量の設定が難しく、所期のエンジン排気量に応じた精度の高い冷却水の容量調整が困難となることが予想される。
【０００５】
そこで、特許文献２では、スペーサが、芯材と、該芯材に担持され冷却水により膨潤する膨潤材とよりなる調整部を備え、膨潤材の冷却水による膨潤がスペーサの面域方向には規制され、概ね厚み方向には許容されるようにしたウォータジャケットスペーサが開示されている。これによれば、冷却水による膨潤が略スペーサの厚み方向のみになされるから、ウォータジャケット内の冷却水の容量調整が精度良くなされる。
【０００６】
また、特許文献３及び４には、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型され、ウォータジャケット内の下半部に配置されるものであって、上下の流路分離部材（特許文献４では上下区画部材）、更には、上方誘導部材を備えて、ウォータジャケットの下部でのシリンアダボアの過冷却を防止すると共に上部での冷却を適性化し得るスペーサが開示されている。更に、特許文献５及び６には、ウォータジャケット内での冷却水による冷却ムラをなくす為、ウォータジャケット内の適所（特許文献６では砂抜き孔の形成部位）に配置されるスペーサが開示されている。そして、これらはいずれもシリンダブロックへの取付性を改善する為に、水膨潤性の部材からなるものとし、ウォータジャケット内に配置された後冷却水を吸水して膨潤し、ウォータジャケットの対向する内壁に当接して、この部分の冷却水の流通を規制するように構成されている。また、特許文献７には、バイメタルの表面に、熱伝導率の低い樹脂等をコーティングした板状の冷却調整部材を、ウォータジャケットにおけるシリンダボア壁に対向する壁部に、その中央部を固定し、ウォータジャケット内を流通する冷却水の温度変化に伴う両側の自由端側の変形によって、冷却水の流路を調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平１−３４６７７号公報
【特許文献２】特許第４４６５３１３号公報
【特許文献３】特開２００８−２５４７４号公報
【特許文献４】特開２００８−１２８１３３号公報
【特許文献５】特許第４１４９３２２号公報
【特許文献６】特開２００７−１０７４２６号公報
【特許文献７】特許第４３３１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されたウォータジャケットスペーサによれば、ウォータジャケット内の冷却水の流通容量の適正化、ウォータジャケット内への挿入組付性、ウォータジャケット内での安定保持性、更には、シリンダボア壁部の上下方向での温度の均等化も図ることができる。しかし、本特許文献２で開示される調整部は、構造が複雑である為、その作製が容易でなく、実用化するにはなお改善が求められていた。また、特許文献３、４に開示されたスペーサは、スペーサの上端に、ウォータジャケットの開口幅（溝幅）と略同じ幅の流路分離部材、或いは開口幅よりやや大幅の弾性変形可能な流路分離部材を備え、更には、側部に上方誘導部材を備えているが、これら流路分離部材等は、当該スペーサをウォータジャケット内に挿入する際の障害となり、挿入組付性において難点があることは否めなかった。更に、特許文献５，６に開示されたスペーサは、ウォータジャケット内の適所に配置されて、主に、ウォータジャケット内の下半部の流路を堰き止めて、上下の冷却ムラをなくすものであるが、前述のように、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を是正すること、或いは、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用すること等を意図するものではない。特許文献７に開示された冷却調整部材は、冷却水の温度変化に伴う変形によって、冷却水の流通規制を行いシリンダボア壁の温度調整を行うものである。しかし、この場合の冷却調整部材も、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を是正したり、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用すること等を意図するスペーサとは質的に異なる。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、エンジンの仕様等に応じたウォータジャケットの冷却水流通容量の調整と、ウォータジャケット内での冷却効果の均等化を簡易に図ることができるウォータジャケットスペーサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るウォータジャケットスペーサは、シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサであって、前記ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体と、該スペーサ本体に一側部が固定された規制部材とを含み、前記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、前記スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるも、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材を構成する複合体として、以下の３つの形態を採用しても良い。
（１）板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形するもの。
（２）渦巻体に形成され、この渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形するもの。
（３）ジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形するもの。
【００１２】
また、本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固着されているものとしても良い。更に、前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなるものとしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のウォータジャケットスペーサは、ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のものであるから、スペーサ本体の厚みの適宜設定によって、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を適正に是正することができる。また、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用することも簡易になし得る。そして、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなる規制部材は、スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるので、当該ウォータジャケットスペーサをウォータジャケットに挿入する際に、規制部材が障害とならず、組付けが円滑になされる。しかも、この規制部材は、ウォータジャケット内に冷却水が流入したときに、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形するから、ウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制する。この堰止め規制によって、ウォータジャケット内でのシリンダブロックの冷却効果の均等化を簡易に図ることができる。また、規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、スペーサ本体に一側部が固定された簡易なものであるから、その作製が容易である。
【００１４】
本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材を構成する複合体が、板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形するものとした場合、この板状体の湾曲変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、ウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。また、複合体が、渦巻体に形成され、該渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形するものとした場合、この渦巻体の拡径変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、この場合もウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。更に、複合体が、ジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形するものとした場合、ジグザグ体の折れ角の広がり変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、この場合もウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。
【００１５】
また、本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固着されているものとした場合、エンジンブロックにおけるこの嵌め入れ方向奥側は、シリンダボアの下部側、即ち、ピストンが往復動する位置に相当するから、この位置での過冷却が防止され、ピストンの円滑な往復動が維持される。一方、エンジンブロックにおけるこの嵌め入れ方向の反奥側は、シリンダボアの上部側、即ち、燃焼室に近い部位に位置するから、この位置での規制部材による堰止め規制がなされず、冷却水による冷却が充分になされ、ウォータジャケット全体におけるシリンダボアの冷却効果の均等化が的確に実現される。
更に、本発明の本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなるものとした場合、水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体が、同時成型によって、簡易に作製される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るウォータジャケットスペーサの一実施形態を示す概略的全体斜視図である。
【図２】同ウォータジャケットスペーサをウォータジャケット内に嵌め入れた状態のシリンダブロックの横断平面図である。
【図３】（ａ）は図２におけるＸ部の拡大図であり、（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通した状態を示す図である。
【図４】（ａ）は同ウォータジャケットスペーサの規制部材が設けられた部分の部分破断斜視図であり、（ｂ）はその変形例を示す同様図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、更に他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、更に他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図８】（ａ）は図２におけるＹ部に規制部材が設けられる場合の一実施形態の拡大図であり、（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通した状態を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における他の実施形態の図８（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における更に他の実施形態の図８（ａ）（ｂ）と同様図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のウォータジャケットスペーサの一実施形態の概略的全体斜視図であり、図２は同ウォータジャケットスペーサが嵌め入れられるウォータジャケットを備えた水冷式エンジンのシリンダブロックの概略的横断平面図である。図２に示すシリンダブロック１は、３気筒エンジンのシリンダブロックであって、直列的に配列された３個のシリンダボア２を備え、これら３個のシリンダボア２の回りに、オープンデッキタイプのウォータジャケット３が、シリンダブロック１の上面（不図示のシリンダヘッドと合体される側の面）より掘削されるよう有底に形成されている。実際には、シリンダブロック１はアルミニウム合金等の鋳造品からなるので、前記ウォータジャケット３は鋳型の雄型によって形成される。また、シリンダブロック１には、その上面に、不図示のシリンダヘッドをボルトにて締結一体とする為の複数の雌ねじ穴１ａ…が形成されている。ウォータジャケット３における隣接するシリンダボア２間の部位には、他の部位より溝幅の大きいくびれ部３ａが形成されている。
尚、図２においては、ウォータジャケット３に対する冷却水の供給部及び排出部の図示を省略している。
【００１８】
図１に示すウォータジャケットスペーサ４は、合成樹脂の成型体からなり、前記ウォータジャケット３の形状に沿い、且つ、該ウォータジャケット３内に上方開口部より遊挿状態で嵌め入れられるような形状とされるループ状のスペーサ本体４０と、該スペーサ本体４０に固定された規制部材５とよりなる。規制部材５は、スペーサ本体４０における前記くびれ部３ａに相当する部位の内面側であって、ウォータジャケット３に対する嵌め入れ方向ａの奥側、即ち、ウォータジャケット３の底部側に位置する部位に固定されている。規制部材５は、非水膨潤性ゴムによる第１部材６と、該第１部材６に固着一体とされた水膨潤性のエラストマーによる第２部材７との複合体８からなる。ここに、第１部材６を構成する非水膨潤性ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム等の合成ゴムが望ましく採用される。当該第１部材としは、ゴムに限らず、ポリイソブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のゴム状弾性樹脂や、弾性を有する金属等も採用可能である。また、第２部材７を構成する水膨潤性エラストマーとしては、エラストマーに吸水性高分子材料を配合したものが採用される。具体的には、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）等の合成ゴムや、ポリイソブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のゴム状弾性樹脂に、ポリアクリル酸塩系、イソブチル・マレイン酸系共重合架橋物或はポリエチレンオキシド系の吸水性高分子材料を配合したものが望ましく採用される。
【００１９】
この実施形態の複合体８は、図３（ａ）、図４（ａ）にも示すように、シート状の第１部材６と同じくシート状の第２部材７とが、前記嵌め入れ方向ａに直交する方向に層状に固着一体とされた方形の板状体とされ、嵌め入れ方向ａに沿った板状体の一側辺部（一側部）としての第１部材６の基部６ａが、前記スペーサ本体４０にその厚み内に埋設されるよう固定されている。第１部材６と第２部材７との固着一体化は、例えば、同時成型によってなされる。前記基部６ａのスペーサ本体４０に対する固定は、嵌め入れ固定や、接着固定、或は適宜止具固定等の他、ウォータジャケットスペーサ４の成型時に、第１部材６及び第２部材７と共に三者の同時成型によって行うことも可能である。そして、この複合体８は、当該ウォータジャケットスペーサ４が前記ウォータジャケット３に嵌め入れられた際に、前記一側辺部に対向する他側辺部（非固定側部）８ａが、前記くびれ部３ａの底部に向くも、該底部を含むくびれ部３ａの壁部（対向壁部３ｂ）に接触しないように形成されている。従って、ウォータジャケットスペーサ４をウォータジャケット３に嵌め入れる際に、この複合体８からなる規制部材５が、嵌め入れ作業の障害とならず、エンジンの組立工程の効率化が図られる。特に、くびれ部３ａは他の部位に比べて、その形状的特性から、スペースが大きく確保され、規制部材５がウォータジャケット３の対向壁部に非接触の状態で配置する部位として有効である。ここでのウォータジャケット３における対向壁部３ｂは、シリンダボア２側に位置する壁部である。
【００２０】
図３（ｂ）は、図２及び図３（ａ）に示すように、ウォータジャケット３にウォータジャケットスペーサ４が嵌め入れられ、エンジンが組立てられた状態で、ウォータジャケット３内に冷却水（不凍液が混合された冷却水も含む）が供給され、ウォータジャケット３内を冷却水が流通している状態を示している。矢印ｂ（図２も参照）は冷却水の流通方向を示している。このように、ウォータジャケット３内を冷却水が流通すると、前記第２部材７が冷却水によって膨潤する。第２部材７は非水膨潤性で且つ弾性変形可能な第１部材６と一体とされているから、複合体８は、第２部材７の膨潤に伴い、第１部材６の弾性変形を伴い、図３（ｂ）に示すように前記他側辺部８ａが右側に向くようバイメタルのように湾曲し、該他側辺部８ａがウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。この結果、この部分を流通する冷却水が堰き止められる。本実施形態のウォータジャケットスペーサ４においては、規制部材５が下部に設けられているから、ピストンが往復動する部位における冷却水の流通が規制され、この部位におけるシリンダボア２の壁部が過冷却される懸念がない。一方、ウォータジャケットスペーサ４の上半部には、規制部材５が設けられていないから、この部分では冷却水の流通が滞ることがなく、燃焼室に近い側のシリンダボア２の壁部の冷却が充分になされ、シリンダボア２の壁部全体に亘る適正な冷却機能が発現される。
【００２１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の規制部材５の変形例を示している。図４（ａ）の例の場合、規制部材５がシート状の第１部材６及び第２部材７が合体された複合体８からなるから、第２部材７の水による膨潤がその面域方向になされ、規制部材５の湾曲が前記嵌め入れ方向ａにおいてもなされて、湾曲形状がいびつになる嫌いがある。図４（ｂ）に示す複合体８Ａは、第２部材７を前記一側辺部（基部６ａ）側から他側辺部８ａ側に延びる帯状体とし、これを複数上下に並列させて第１部材７に一体化して構成されている。このように構成された複合体８Ａにおいては、第２部材７の水による膨潤が主にその長手方向においてなされるから、湾曲形状がいびつになる懸念が少なく、図３（ｂ）に示すように、他側辺部８ａがウォータジャケット３の対向壁部３ｂに向く規制部材５の理想的な湾曲変形が実現され易くなる。
【００２２】
図５（ａ）（ｂ）は、規制部材５の他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｂは、前記複合体８，８Ａと同様に板状体からなるが、第２部材７の一側辺部（一側部）としての基部７ａを介してスペーサ本体４０にその厚み内に埋設されるよう固定されている点で異なる。従って、図５（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤し、複合体８Ｂが第１部材６の弾性変形を伴い変形し、前記他側辺部８ａ側がウォータジャケット３の対向壁部に弾接して、この部分を流通する冷却水が前記と同様に堰き止められる。この場合も、第１部材６と第２部材７との固着一体化構造としては、図４（ａ）（ｂ）のいずれの構造も適用可能であり、図４（ｂ）に示すような構造を採用すれば規制部材５の理想的な湾曲変形が実現され易くなる。
【００２３】
図６（ａ）（ｂ）は、規制部材５の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｃは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。また、この例の複合体８Ｃは、図４（ａ）或いは（ｂ）に示す例と同様に第１部材６と第２部材７とが固着一体とされてなり、嵌め入れ方向ａ（図１参照）にみてその他側辺部８ａ側を巻き込むように、且つ、第２部材７が内側となるよう形成された渦巻体とされている。このような渦巻体とされた複合体８Ｃからなる規制部材５は、図６（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図６（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。このとき、第２部材７が渦巻体の内側にあるから、第２部材７の膨潤によって、複合体８Ｃが第１部材６の弾性変形を伴い拡径するように変形し、複合体８Ｃの周面が前記ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２４】
図７（ａ）（ｂ）は、規制部材５の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｄは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。また、この例の複合体８Ｄは、嵌め入れ方向ａ（図１参照）に見てジグザグ体に形成されている。第１部材６は、他側辺部８ａに向かって一連のジグザグ形状とされているが、第２部材７は、各折れ部（図例では４箇所）の内側に位置するよう不連続で第１部材６に固着一体とされている。このようなジグザグ体とされた複合体８Ｄからなる規制部材５は、図７（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図７（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。このとき、第２部材７がジグザグ体の各折れ部の内側にあるから、第２部材７の膨潤によって、複合体８Ｄが第１部材６の弾性変形を伴い各折れ部の折れ角が広がるように変形し、複合体８Ｄの他側辺部８ａ及びこれに隣接する角部が前記ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２５】
図８（ａ）は、図２におけるＹ部に規制部材が設けられる場合の一実施形態の拡大図であり、図８（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通して規制部材が変形した状態を示す図である。尚、ここでの図２におけるＹ部とは、くびれ部３ａ以外のウォータジャケット３の溝幅が略等しい部分を一例として指し示し、くびれ部３ａ以外のその他の部分においても適用し得ることを意味している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｅは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。そして、第１部材６は、該基部６ａから折れ曲がり、スペーサ本体４０の内壁部に略沿い、且つ、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図８（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。該第１部材６のスペーサ本体４０に対面する側に第２部材７が固着一体とされ、折れ曲がり部分から他側辺部８ａにかけては板状体とされている。この場合の第１部材６と第２部材７との一体化構造も、図４（ａ）或いは（ｂ）に示すと同様の一体化構造が採用される。このような板状体の複合体８Ｅからなる規制部材５は、図８（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図８（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。この膨潤によって、第１部材６の弾性変形に伴い規制部材５が反り返るように変形し、他側辺部８ａ側がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２６】
図９（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における規制部材の他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｆは、図５の例と同様に、第２部材７の基部７ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。そして、第２部材７は、該基部７ａから折れ曲がり、スペーサ本体４０の内壁部に略沿い、且つ、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図９（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。該第２部材７のスペーサ本体４０に対面する側に第１部材６が固着一体とされ、折れ曲がり部分から他側辺部８ａにかけては板状体とされている。この場合の第１部材６と第２部材７との一体化構造も、図４（ａ）或いは（ｂ）に示すと同様の一体化構造が採用される。このような板状体の複合体８Ｆからなる規制部材５は、図９（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図９（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。この膨潤によって、第１部材６の弾性変形に伴い、図８の例とは逆向きに規制部材５が湾曲変形し、途中の湾曲面部がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２７】
図１０（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における規制部材の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｇは、図８の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定され、該第１部材６は、基部６ａから折れ曲がり、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図１０（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。そして、第１部材６の折れ曲がり部の内側には、第２部材７が第１部材６とスペーサ本体４０の両方、或いはどちらか一方に塊状に固着一体とされている。このような板状体の複合体８Ｇからなる規制部材５は、図１０（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図１０（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。第２部材７は、第１部材６とスペーサ本体４０の両方に固着一体されているから、この膨潤によって、第１部材６を対向壁部３ｂ側に押出すように作用し、第１部材６は折れ曲がり部において折れ曲がり角度が広げられるよう弾性変形する。この第１部材６の弾性変形に伴い、規制部材５が変形し他側辺部８ａ側部分がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２８】
尚、図１〜７に例示する規制部材と、図８〜１０に例示する規制部材とを適宜組合せ併用することはもとより可能である。また、規制部材の高さ（嵌め入れ方向ａに沿った長さ）は、図１に示されるものに限定されず、エンジンの仕様に基づき要求される冷却性能に応じて適宜設定される。更に、図１及び図２では、本発明のウォータジャケットスペーサが３気筒エンジンに適用される例について述べたが、これに限定されるものではない。加えて、例示のウォータジャケットスペーサにおいて、その内外間で冷却水を流通させる為の切欠や、下部から上方に冷却水を誘導させる為の誘導部材を適宜設けることも除外されるものではない。また、規制部材の一側部によるスペーサ本体に対する固定は、当該ウォータジャケットスペーサのウォータジャケットに対する嵌め入れ方向に沿ってなされる例について述べたが、冷却水の流通方向に直交する方向に沿ってなされておれば、特にこれに限定されるものではない。例えば、誘導部材によって、冷却水の流通方向が上下に傾斜している部位もあり、このような部位でも、規制部材による堰き止め規制を有効に発揮させる為に、前記一側部をこの流通方向に直交する方向に沿って固定すれば良い。更に、規制部材の水による膨潤によって、非固定側部が対向壁部に弾接するよう変形する例について述べたが、接しなくても、対向壁部に近接するよう変形するものであっても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１ シリンダブロック
３ ウォータジャケット
３ｂ 対向壁部
４ ウォータジャケットスペーサ
４０ スペーサ本体
５ 規制部材
６ 第１部材
７ 第２部材
６ａ，７ａ 基部（一側部）
８，８Ａ〜８Ｇ 複合体
８ａ 他側辺部（非固定側部）
ａ 嵌め入れ方向
ｂ 冷却水の流通方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関、特に、水冷式エンジンにおけるシリンダブロックのウォータジャケットによる冷却構造には、オープンデッキタイプとクローズドデッキタイプがある。オープンデッキタイプの冷却構造は、シリンダブロックにおけるシリンダボアの周囲に、平面形状が長円形状や、くびれを有した略長円形状等の上端開放のループ状ウォータジャケットを形成し、シリンダヘッドを締結して上端が閉塞されたウォータジャケット内に冷却水を流通・循環させて、エンジンブロックの冷却を行うように構成される。
【０００３】
一般に、シリンダブロックはアルミ合金等の鋳造によって製造される。鋳造は複数の分割型からなる鋳型に鋳物材を装填してなされるが、その鋳造時の型割構造上から、ウォータジャケットに相当する部分は雄型となり、この雄型部分の金型強度を確保するには、エンジンの規模（排気量）によってはウォータジャケットとして必要な幅よりも大となり、その結果、ウォータジャケットの冷却水容量が、そのエンジンに適正な冷却水の量より過大となることがある。更に、排気量の異なる複数種のエンジンを製造する場合、１種類の金型でこれら複数のエンジンに共用するようにすれば、コストの高い金型に要する費用が削減でき、エンジンの低コスト化に寄与することにもなる。特許文献１には、同一の金型を共用化する為、排気量の最も大きいエンジンに適合するようシリンダブロックのウォータジャケットを形成し、このウォータジャケット内に、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型された各種（肉厚の異なり、或いは切欠の形成等）スペーサ（特許文献１では、スリーブ）をエンジンの排気量に応じて適宜挿入し、ウォータジャケット内の容量を調整する技術が開示されている。
【０００４】
そして、特許文献１においては、ウォータジャケット内でスペーサが振動すると、シリンダボア壁温がばらつき、燃費が安定しなくなる等の観点から、ウォータジャケット内への挿入性を良好に保ったまま、スペーサがウォータジャケット内で安定的に保持されるよう、スペーサを冷却水を吸収して膨潤する樹脂材料で構成し、その膨潤によってウォータジャケットの内壁面に圧接する内方突起を形成することが開示されている。然るに、特許文献１に開示されたスペーサは、全体を水膨潤樹脂材料で構成するものであり、ウォータジャケットへの挿入・固定性は向上するが、挿入後の冷却水により内方突起以外の部分も膨潤する為、ウォータジャケット内での冷却水の適性流通容量の設定が難しく、所期のエンジン排気量に応じた精度の高い冷却水の容量調整が困難となることが予想される。
【０００５】
そこで、特許文献２では、スペーサが、芯材と、該芯材に担持され冷却水により膨潤する膨潤材とよりなる調整部を備え、膨潤材の冷却水による膨潤がスペーサの面域方向には規制され、概ね厚み方向には許容されるようにしたウォータジャケットスペーサが開示されている。これによれば、冷却水による膨潤が略スペーサの厚み方向のみになされるから、ウォータジャケット内の冷却水の容量調整が精度良くなされる。
【０００６】
また、特許文献３及び４には、ウォータジャケットの形状に沿うよう成型され、ウォータジャケット内の下半部に配置されるものであって、上下の流路分離部材（特許文献４では上下区画部材）、更には、上方誘導部材を備えて、ウォータジャケットの下部でのシリンアダボアの過冷却を防止すると共に上部での冷却を適性化し得るスペーサが開示されている。更に、特許文献５及び６には、ウォータジャケット内での冷却水による冷却ムラをなくす為、ウォータジャケット内の適所（特許文献６では砂抜き孔の形成部位）に配置されるスペーサが開示されている。そして、これらはいずれもシリンダブロックへの取付性を改善する為に、水膨潤性の部材からなるものとし、ウォータジャケット内に配置された後冷却水を吸水して膨潤し、ウォータジャケットの対向する内壁に当接して、この部分の冷却水の流通を規制するように構成されている。また、特許文献７には、バイメタルの表面に、熱伝導率の低い樹脂等をコーティングした板状の冷却調整部材を、ウォータジャケットにおけるシリンダボア壁に対向する壁部に、その中央部を固定し、ウォータジャケット内を流通する冷却水の温度変化に伴う両側の自由端側の変形によって、冷却水の流路を調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平１−３４６７７号公報
【特許文献２】特許第４４６５３１３号公報
【特許文献３】特開２００８−２５４７４号公報
【特許文献４】特開２００８−１２８１３３号公報
【特許文献５】特許第４１４９３２２号公報
【特許文献６】特開２００７−１０７４２６号公報
【特許文献７】特許第４３３１１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に開示されたウォータジャケットスペーサによれば、ウォータジャケット内の冷却水の流通容量の適正化、ウォータジャケット内への挿入組付性、ウォータジャケット内での安定保持性、更には、シリンダボア壁部の上下方向での温度の均等化も図ることができる。しかし、本特許文献２で開示される調整部は、構造が複雑である為、その作製が容易でなく、実用化するにはなお改善が求められていた。また、特許文献３、４に開示されたスペーサは、スペーサの上端に、ウォータジャケットの開口幅（溝幅）と略同じ幅の流路分離部材、或いは開口幅よりやや大幅の弾性変形可能な流路分離部材を備え、更には、側部に上方誘導部材を備えているが、これら流路分離部材等は、当該スペーサをウォータジャケット内に挿入する際の障害となり、挿入組付性において難点があることは否めなかった。更に、特許文献５，６に開示されたスペーサは、ウォータジャケット内の適所に配置されて、主に、ウォータジャケット内の下半部の流路を堰き止めて、上下の冷却ムラをなくすものであるが、前述のように、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を是正すること、或いは、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用すること等を意図するものではない。特許文献７に開示された冷却調整部材は、冷却水の温度変化に伴う変形によって、冷却水の流通規制を行いシリンダボア壁の温度調整を行うものである。しかし、この場合の冷却調整部材も、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を是正したり、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用すること等を意図するスペーサとは質的に異なる。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、エンジンの仕様等に応じたウォータジャケットの冷却水流通容量の調整と、ウォータジャケット内での冷却効果の均等化を簡易に図ることができるウォータジャケットスペーサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るウォータジャケットスペーサは、シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサであって、前記ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体と、該スペーサ本体に一側部が固定された規制部材とを含み、前記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、前記スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるも、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材を構成する複合体として、以下の３つの形態を採用しても良い。
（１）板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形するもの。
（２）渦巻体に形成され、この渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形するもの。
（３）ジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形するもの。
【００１２】
また、本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固着されているものとしても良い。更に、前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなるものとしても良い。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のウォータジャケットスペーサは、ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のものであるから、スペーサ本体の厚みの適宜設定によって、シリンダブロックの成型上の特性によるウォータジャケットの冷却水容量の過大化を適正に是正することができる。また、１種類のシリンダブロック成型金型で複数のエンジンに共用することも簡易になし得る。そして、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなる規制部材は、スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるので、当該ウォータジャケットスペーサをウォータジャケットに挿入する際に、規制部材が障害とならず、組付けが円滑になされる。しかも、この規制部材は、ウォータジャケット内に冷却水が流入したときに、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形するから、ウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制する。この堰止め規制によって、ウォータジャケット内でのシリンダブロックの冷却効果の均等化を簡易に図ることができる。また、規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、スペーサ本体に一側部が固定された簡易なものであるから、その作製が容易である。
【００１４】
本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材を構成する複合体が、板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形するものとした場合、この板状体の湾曲変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、ウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。また、複合体が、渦巻体に形成され、該渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形するものとした場合、この渦巻体の拡径変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、この場合もウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。更に、複合体が、ジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形するものとした場合、ジグザグ体の折れ角の広がり変形によって、ウォータジャケットの対向壁部に当該規制部材の非固定側部が向くよう変形するから、この場合もウォータジャケット内を流通する冷却水の一部の堰止め規制が的確になされる。
【００１５】
また、本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固着されているものとした場合、エンジンブロックにおけるこの嵌め入れ方向奥側は、シリンダボアの下部側、即ち、ピストンが往復動する位置に相当するから、この位置での過冷却が防止され、ピストンの円滑な往復動が維持される。一方、エンジンブロックにおけるこの嵌め入れ方向の反奥側は、シリンダボアの上部側、即ち、燃焼室に近い部位に位置するから、この位置での規制部材による堰止め規制がなされず、冷却水による冷却が充分になされ、ウォータジャケット全体におけるシリンダボアの冷却効果の均等化が的確に実現される。
更に、本発明の本発明のウォータジャケットスペーサにおいて、前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなるものとした場合、水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体が、同時成型によって、簡易に作製される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るウォータジャケットスペーサの一実施形態を示す概略的全体斜視図である。
【図２】同ウォータジャケットスペーサをウォータジャケット内に嵌め入れた状態のシリンダブロックの横断平面図である。
【図３】（ａ）は図２におけるＸ部の拡大図であり、（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通した状態を示す図である。
【図４】（ａ）は同ウォータジャケットスペーサの規制部材が設けられた部分の部分破断斜視図であり、（ｂ）はその変形例を示す同様図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は、他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は、更に他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、更に他の実施形態の図３（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図８】（ａ）は図２におけるＹ部に規制部材が設けられる場合の一実施形態の拡大図であり、（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通した状態を示す図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における他の実施形態の図８（ａ）（ｂ）と同様図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における更に他の実施形態の図８（ａ）（ｂ）と同様図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明のウォータジャケットスペーサの一実施形態の概略的全体斜視図であり、図２は同ウォータジャケットスペーサが嵌め入れられるウォータジャケットを備えた水冷式エンジンのシリンダブロックの概略的横断平面図である。図２に示すシリンダブロック１は、３気筒エンジンのシリンダブロックであって、直列的に配列された３個のシリンダボア２を備え、これら３個のシリンダボア２の回りに、オープンデッキタイプのウォータジャケット３が、シリンダブロック１の上面（不図示のシリンダヘッドと合体される側の面）より掘削されるよう有底に形成されている。実際には、シリンダブロック１はアルミニウム合金等の鋳造品からなるので、前記ウォータジャケット３は鋳型の雄型によって形成される。また、シリンダブロック１には、その上面に、不図示のシリンダヘッドをボルトにて締結一体とする為の複数の雌ねじ穴１ａ…が形成されている。ウォータジャケット３における隣接するシリンダボア２間の部位には、他の部位より溝幅の大きいくびれ部３ａが形成されている。
尚、図２においては、ウォータジャケット３に対する冷却水の供給部及び排出部の図示を省略している。
【００１８】
図１に示すウォータジャケットスペーサ４は、合成樹脂の成型体からなり、前記ウォータジャケット３の形状に沿い、且つ、該ウォータジャケット３内に上方開口部より遊挿状態で嵌め入れられるような形状とされるループ状のスペーサ本体４０と、該スペーサ本体４０に固定された規制部材５とよりなる。規制部材５は、スペーサ本体４０における前記くびれ部３ａに相当する部位の内面側であって、ウォータジャケット３に対する嵌め入れ方向ａの奥側、即ち、ウォータジャケット３の底部側に位置する部位に固定されている。規制部材５は、非水膨潤性ゴムによる第１部材６と、該第１部材６に固着一体とされた水膨潤性のエラストマーによる第２部材７との複合体８からなる。ここに、第１部材６を構成する非水膨潤性ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム等の合成ゴムが望ましく採用される。当該第１部材としは、ゴムに限らず、ポリイソブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のゴム状弾性樹脂や、弾性を有する金属等も採用可能である。また、第２部材７を構成する水膨潤性エラストマーとしては、エラストマーに吸水性高分子材料を配合したものが採用される。具体的には、エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）等の合成ゴムや、ポリイソブチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のゴム状弾性樹脂に、ポリアクリル酸塩系、イソブチル・マレイン酸系共重合架橋物或はポリエチレンオキシド系の吸水性高分子材料を配合したものが望ましく採用される。
【００１９】
この実施形態の複合体８は、図３（ａ）、図４（ａ）にも示すように、シート状の第１部材６と同じくシート状の第２部材７とが、前記嵌め入れ方向ａに直交する方向に層状に固着一体とされた方形の板状体とされ、嵌め入れ方向ａに沿った板状体の一側辺部（一側部）としての第１部材６の基部６ａが、前記スペーサ本体４０にその厚み内に埋設されるよう固定されている。第１部材６と第２部材７との固着一体化は、例えば、同時成型によってなされる。前記基部６ａのスペーサ本体４０に対する固定は、嵌め入れ固定や、接着固定、或は適宜止具固定等の他、ウォータジャケットスペーサ４の成型時に、第１部材６及び第２部材７と共に三者の同時成型によって行うことも可能である。そして、この複合体８は、当該ウォータジャケットスペーサ４が前記ウォータジャケット３に嵌め入れられた際に、前記一側辺部に対向する他側辺部（非固定側部）８ａが、前記くびれ部３ａの底部に向くも、該底部を含むくびれ部３ａの壁部（対向壁部３ｂ）に接触しないように形成されている。従って、ウォータジャケットスペーサ４をウォータジャケット３に嵌め入れる際に、この複合体８からなる規制部材５が、嵌め入れ作業の障害とならず、エンジンの組立工程の効率化が図られる。特に、くびれ部３ａは他の部位に比べて、その形状的特性から、スペースが大きく確保され、規制部材５がウォータジャケット３の対向壁部に非接触の状態で配置する部位として有効である。ここでのウォータジャケット３における対向壁部３ｂは、シリンダボア２側に位置する壁部である。
【００２０】
図３（ｂ）は、図２及び図３（ａ）に示すように、ウォータジャケット３にウォータジャケットスペーサ４が嵌め入れられ、エンジンが組立てられた状態で、ウォータジャケット３内に冷却水（不凍液が混合された冷却水も含む）が供給され、ウォータジャケット３内を冷却水が流通している状態を示している。矢印ｂ（図２も参照）は冷却水の流通方向を示している。このように、ウォータジャケット３内を冷却水が流通すると、前記第２部材７が冷却水によって膨潤する。第２部材７は非水膨潤性で且つ弾性変形可能な第１部材６と一体とされているから、複合体８は、第２部材７の膨潤に伴い、第１部材６の弾性変形を伴い、図３（ｂ）に示すように前記他側辺部８ａが右側に向くようバイメタルのように湾曲し、該他側辺部８ａがウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。この結果、この部分を流通する冷却水が堰き止められる。本実施形態のウォータジャケットスペーサ４においては、規制部材５が下部に設けられているから、ピストンが往復動する部位における冷却水の流通が規制され、この部位におけるシリンダボア２の壁部が過冷却される懸念がない。一方、ウォータジャケットスペーサ４の上半部には、規制部材５が設けられていないから、この部分では冷却水の流通が滞ることがなく、燃焼室に近い側のシリンダボア２の壁部の冷却が充分になされ、シリンダボア２の壁部全体に亘る適正な冷却機能が発現される。
【００２１】
図４（ｂ）は、図４（ａ）の規制部材５の変形例を示している。図４（ａ）の例の場合、規制部材５がシート状の第１部材６及び第２部材７が合体された複合体８からなるから、第２部材７の水による膨潤がその面域方向になされ、規制部材５の湾曲が前記嵌め入れ方向ａにおいてもなされて、湾曲形状がいびつになる嫌いがある。図４（ｂ）に示す複合体８Ａは、第２部材７を前記一側辺部（基部６ａ）側から他側辺部８ａ側に延びる帯状体とし、これを複数上下に並列させて第１部材７に一体化して構成されている。このように構成された複合体８Ａにおいては、第２部材７の水による膨潤が主にその長手方向においてなされるから、湾曲形状がいびつになる懸念が少なく、図３（ｂ）に示すように、他側辺部８ａがウォータジャケット３の対向壁部３ｂに向く規制部材５の理想的な湾曲変形が実現され易くなる。
【００２２】
図５（ａ）（ｂ）は、規制部材５の他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｂは、前記複合体８，８Ａと同様に板状体からなるが、第２部材７の一側辺部（一側部）としての基部７ａを介してスペーサ本体４０にその厚み内に埋設されるよう固定されている点で異なる。従って、図５（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤し、複合体８Ｂが第１部材６の弾性変形を伴い変形し、前記他側辺部８ａ側がウォータジャケット３の対向壁部に弾接して、この部分を流通する冷却水が前記と同様に堰き止められる。この場合も、第１部材６と第２部材７との固着一体化構造としては、図４（ａ）（ｂ）のいずれの構造も適用可能であり、図４（ｂ）に示すような構造を採用すれば規制部材５の理想的な湾曲変形が実現され易くなる。
【００２３】
図６（ａ）（ｂ）は、規制部材５の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｃは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。また、この例の複合体８Ｃは、図４（ａ）或いは（ｂ）に示す例と同様に第１部材６と第２部材７とが固着一体とされてなり、嵌め入れ方向ａ（図１参照）にみてその他側辺部８ａ側を巻き込むように、且つ、第２部材７が内側となるよう形成された渦巻体とされている。このような渦巻体とされた複合体８Ｃからなる規制部材５は、図６（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図６（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。このとき、第２部材７が渦巻体の内側にあるから、第２部材７の膨潤によって、複合体８Ｃが第１部材６の弾性変形を伴い拡径するように変形し、複合体８Ｃの周面が前記ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２４】
図７（ａ）（ｂ）は、規制部材５の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｄは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。また、この例の複合体８Ｄは、嵌め入れ方向ａ（図１参照）に見てジグザグ体に形成されている。第１部材６は、他側辺部８ａに向かって一連のジグザグ形状とされているが、第２部材７は、各折れ部（図例では４箇所）の内側に位置するよう不連続で第１部材６に固着一体とされている。このようなジグザグ体とされた複合体８Ｄからなる規制部材５は、図７（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図７（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。このとき、第２部材７がジグザグ体の各折れ部の内側にあるから、第２部材７の膨潤によって、複合体８Ｄが第１部材６の弾性変形を伴い各折れ部の折れ角が広がるように変形し、複合体８Ｄの他側辺部８ａ及びこれに隣接する角部が前記ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２５】
図８（ａ）は、図２におけるＹ部に規制部材が設けられる場合の一実施形態の拡大図であり、図８（ｂ）は同ウォータジャケット内を冷却水が流通して規制部材が変形した状態を示す図である。尚、ここでの図２におけるＹ部とは、くびれ部３ａ以外のウォータジャケット３の溝幅が略等しい部分を一例として指し示し、くびれ部３ａ以外のその他の部分においても適用し得ることを意味している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｅは、図３の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。そして、第１部材６は、該基部６ａから折れ曲がり、スペーサ本体４０の内壁部に略沿い、且つ、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図８（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。該第１部材６のスペーサ本体４０に対面する側に第２部材７が固着一体とされ、折れ曲がり部分から他側辺部８ａにかけては板状体とされている。この場合の第１部材６と第２部材７との一体化構造も、図４（ａ）或いは（ｂ）に示すと同様の一体化構造が採用される。このような板状体の複合体８Ｅからなる規制部材５は、図８（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図８（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。この膨潤によって、第１部材６の弾性変形に伴い規制部材５が反り返るように変形し、他側辺部８ａ側がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２６】
図９（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における規制部材の他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｆは、図５の例と同様に、第２部材７の基部７ａを介してスペーサ本体４０に固定されている。そして、第２部材７は、該基部７ａから折れ曲がり、スペーサ本体４０の内壁部に略沿い、且つ、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図９（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。該第２部材７のスペーサ本体４０に対面する側に第１部材６が固着一体とされ、折れ曲がり部分から他側辺部８ａにかけては板状体とされている。この場合の第１部材６と第２部材７との一体化構造も、図４（ａ）或いは（ｂ）に示すと同様の一体化構造が採用される。このような板状体の複合体８Ｆからなる規制部材５は、図９（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図９（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。この膨潤によって、第１部材６の弾性変形に伴い、図８の例とは逆向きに規制部材５が湾曲変形し、途中の湾曲面部がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２７】
図１０（ａ）（ｂ）は、図８と同様の部位における規制部材の更に他の実施形態を示している。この例の規制部材５を構成する複合体８Ｇは、図８の例と同様に、第１部材６の基部６ａを介してスペーサ本体４０に固定され、該第１部材６は、基部６ａから折れ曲がり、他側辺部８ａが冷却水の流通方向（図１０（ｂ）の矢印ｂ参照）に対向するよう形成されている。そして、第１部材６の折れ曲がり部の内側には、第２部材７が第１部材６とスペーサ本体４０の両方、或いはどちらか一方に塊状に固着一体とされている。このような板状体の複合体８Ｇからなる規制部材５は、図１０（ａ）に示すように、当該ウォータジャケットスペーサ４がウォータジャケット３に嵌め入れられた状態では、ウォータジャケット３の対向壁部３ｂに非接触となるよう形成される。そして、図１０（ｂ）に示すように、ウォータジャケット３内に冷却水が流通（矢印ｂ参照）すると、第２部材７が吸水して膨潤する。第２部材７は、第１部材６とスペーサ本体４０の両方に固着一体されているから、この膨潤によって、第１部材６を対向壁部３ｂ側に押出すように作用し、第１部材６は折れ曲がり部において折れ曲がり角度が広げられるよう弾性変形する。この第１部材６の弾性変形に伴い、規制部材５が変形し他側辺部８ａ側部分がウォータジャケット３の対向壁部３ｂに弾接する。これによって、この部分を流通する冷却水が堰き止められ、前記同様の機能を奏する。
【００２８】
尚、図１〜７に例示する規制部材と、図８〜１０に例示する規制部材とを適宜組合せ併用することはもとより可能である。また、規制部材の高さ（嵌め入れ方向ａに沿った長さ）は、図１に示されるものに限定されず、エンジンの仕様に基づき要求される冷却性能に応じて適宜設定される。更に、図１及び図２では、本発明のウォータジャケットスペーサが３気筒エンジンに適用される例について述べたが、これに限定されるものではない。加えて、例示のウォータジャケットスペーサにおいて、その内外間で冷却水を流通させる為の切欠や、下部から上方に冷却水を誘導させる為の誘導部材を適宜設けることも除外されるものではない。また、規制部材の一側部によるスペーサ本体に対する固定は、当該ウォータジャケットスペーサのウォータジャケットに対する嵌め入れ方向に沿ってなされる例について述べたが、冷却水の流通方向に直交する方向に沿ってなされておれば、特にこれに限定されるものではない。例えば、誘導部材によって、冷却水の流通方向が上下に傾斜している部位もあり、このような部位でも、規制部材による堰き止め規制を有効に発揮させる為に、前記一側部をこの流通方向に直交する方向に沿って固定すれば良い。更に、規制部材の水による膨潤によって、非固定側部が対向壁部に弾接するよう変形する例について述べたが、接しなくても、対向壁部に近接するよう変形するものであっても良い。
【符号の説明】
【００２９】
１ シリンダブロック
３ ウォータジャケット
３ｂ 対向壁部
４ ウォータジャケットスペーサ
４０ スペーサ本体
５ 規制部材
６ 第１部材
７ 第２部材
６ａ，７ａ 基部（一側部）
８，８Ａ〜８Ｇ 複合体
８ａ 他側辺部（非固定側部）
ａ 嵌め入れ方向
ｂ 冷却水の流通方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサであって、
前記ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体と、該スペーサ本体に一側部が固定された規制部材とを含み、
前記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、前記スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるも、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項２】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体が板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項３】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体が渦巻体に形成され、この渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。ていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項４】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体がジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固定されていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項１】
シリンダブロックのウォータジャケット内に嵌め入れられて、該ウォータジャケット内における冷却水の流通容量を調整する為のウォータジャケットスペーサであって、
前記ウォータジャケットの形状に沿うよう成型されたスペーサ本体と、該スペーサ本体に一側部が固定された規制部材とを含み、
前記規制部材は、非水膨潤性の弾性変形可能な第１部材と、該第１部材に固着一体とされた水膨潤性エラストマーによる第２部材との複合体からなり、前記スペーサ本体と共に前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた状態では、当該ウォータジャケットの対向壁部と非接触となるよう形成されるも、前記ウォータジャケット内に冷却水が流入したときには、前記第２部材が吸水して膨潤し、この膨潤によって前記第１部材の弾性変形を伴い非固定側部が前記対向壁部に向くよう変形してウォータジャケット内を流通する冷却水の一部を堰止め規制するよう構成されていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項２】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体が板状体に形成され、この板状体の一側辺部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該板状体が湾曲するよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項３】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体が渦巻体に形成され、この渦巻体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該渦巻体が拡径するよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。ていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項４】
請求項１に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記複合体がジグザグ体に形成され、このジグザグ体の基部が前記スペーサ本体の側部に固定され、前記第２部材が吸水して膨潤したときには、該ジグザグ体の折れ角が広がるよう変形することを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記規制部材が、前記ウォータジャケット内に嵌め入れられた際に、嵌め入れ方向の奥側に位置するよう前記スペーサ本体に固定されていることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載のウォータジャケットスペーサにおいて、
前記第１部材が非水膨潤性のゴムからなることを特徴とするウォータジャケットスペーサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１７３９０（Ｐ２０１２−１１７３９０Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６５４５９（Ｐ２０１０−２６５４５９）
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２９日（２０１０．１１．２９）
【出願人】（０００２２５３５９）内山工業株式会社 (204)
【出願人】（０００１１６５７４）愛三工業株式会社 (1,018)
【Ｆターム（参考）】
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