スペーサ
【課題】シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化すること。
【解決手段】スペーサ１０は、（１番気筒♯１を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（２番気筒♯２を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（３番気筒♯３を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（４番気筒♯４を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）、という等式の関係が成立するように設定されている。
【解決手段】スペーサ１０は、（１番気筒♯１を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（２番気筒♯２を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（３番気筒♯３を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（４番気筒♯４を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）、という等式の関係が成立するように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用エンジン等の内燃機関を冷却するウォータージャケット内に挿入されるスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、水冷式多気筒内燃機関を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドには、内部を空洞化したウォータージャケットが形成され、前記ウォータージャケット内に冷却水を流通させることにより、燃焼室周りや点火プラグ周りのシリンダブロック及びシリンダヘッドの所定部位を適宜冷却している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリンダボア周囲に形成されるウォータージャケット内にスペーサを挿入し、シリンダボア間よりもスラスト・反スラスト側のスペーサの熱伝導率を材料又は構造上低くすることによって、シリンダボア壁温を均一化し前記シリンダボアが不均一に変形することを低減するようにしたシリンダブロックの冷却構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、スペーサによって単一のシリンダボア壁温の高低を均等化することが開示されているが、複数の各シリンダボア間における冷却作用を均等化することについては、何ら開示乃至示唆されていない。この結果、特許文献１に開示された冷却構造では、各シリンダボア間において冷却差が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することが可能なスペーサ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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の直列に連なる複数のシリンダボアの周囲に形成されるウォータージャケット内に挿入され、前記ウォータージャケットの深さ方向の中間位置を覆うスペーサであって、前記スペーサの、前記シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定され、前記スペーサの断面積は、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増するように設定されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、スペーサの、シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定されるため、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することができる。また、スペーサの断面積を、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増することで、冷却水が流れる流路を徐々に狭めて流速の低下を抑制し、冷却効率の低下を抑えることができる。この場合、ウォータージャケットの容量は、ウォータージャケットの気筒間部位で略一定に設定されていると共に、前記気筒間部位を除いた一般部位においても略一定に設定されているものとする。
【０００９】
本発明において、スペーサの断面積の和が略等しい範囲とは、各気筒番号に対応するスペーサの断面積の和の平均値を求め、この平均断面積から±２０パーセント以内の断面積をいう。このような平均断面積から±２０パーセント以内の断面積の範囲内であっても、シリンダボア毎の冷却性能にそれほど大差がなく、シリンダボア毎の冷却性能の略均等化を達成することができるからである。
【００１０】
なお、シリンダボアの側方を覆う箇所におけるスペーサの断面積の和とは、例えば、排気弁が配置された排気側の部位におけるシリンダボアを覆うスペーサの断面積と、吸気弁が配置された吸気側の部位におけるシリンダボアを覆うスペーサの断面積との合計をいう。また、断面積とは、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り、スペーサを鉛直面で切断したときの切断面（縦断面）の面積をいう。
【００１１】
本発明によれば、スペーサは、ウォータージャケットの深さ方向の上縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、ウォータージャケットの深さ方向の下縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することにより、スペーサの上縁部に沿って流れる冷却水の流路及びスペーサの下縁部に沿って流れる冷却水の流路が徐々に狭まり、より一層確実に冷却水の流速低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することが可能なスペーサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るスペーサが組み込まれたエンジンの概略斜視図である。
【図２】前記エンジンを構成するシリンダブロック及びスペーサの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１に示されるスペーサの斜視図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｚ側からみた斜視図である。
【図４】（ａ）は、図１に示されるスペーサの正面図、（ｂ）は、スペーサの背面図である。
【図５】気筒列方向に沿ったスペーサの縦断面図であり、（ａ）は、排気側からみた図、（ｂ）は、吸気側からみた図である。
【図６】図１に示されるシリンダブロックの平面図である。
【図７】シリンダボアの中心軸線に沿ったシリンダブロックの縦断面であって、エンジンに適用されたオフセットシリンダを示す説明図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図９】図６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図６のＣ−Ｃ線に沿った縦断面図である。
【図１１】図６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図である。
【図１２】図６のＥ−Ｅ線に沿った縦断面図である。
【図１３】図６のＦ−Ｆ線に沿った縦断面図である。
【図１４】図６のＧ−Ｇ線に沿った縦断面図である。
【図１５】図６のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１６】図６のＹ−Ｙ線に沿った縦断面図である。
【図１７】（ａ）は、弾性体の斜視図、（ｂ）は、弾性体装着部に弾性体が装着される状態を示す一部破断拡大斜視図、（ｃ）は、（ｂ）のＪ−Ｊ線に沿った拡大横断面図である。
【図１８】（ａ）は、弾性体の斜視図、（ｂ）は、弾性体装着部に弾性体が装着される状態を示す一部破断拡大斜視図、（ｃ）は、（ｂ）のＫ−Ｋ線に沿った拡大横断面図である。
【図１９】（ａ）は、スペーサ本体の厚さとシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係を示す説明図、（ｂ）は、ピストンの変位速度とピストン位置との関係を示す特性図である。
【図２０】３番気筒と４番気筒との気筒間部位における下流側の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスペーサが組み込まれたエンジンの概略斜視図、図２は、前記エンジンを構成するシリンダブロック及びスペーサの分解斜視図、図３（ａ）は、図１に示されるスペーサの斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ｚ側からみた斜視図である。
【００１５】
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るスペーサ１０が組み込まれたエンジン（内燃機関）１２は、気筒列方向（シリンダボア列方向、図１中の一点鎖線Ｔ１参照）に沿って４つの気筒（シリンダボア）が直線状に配置された直列４気筒エンジンからなり、図示しない車両のエンジンルーム内に設置される。この４つの気筒は、後記する冷却水入口２０ａに近接する側から、順に、１番気筒♯１、２番気筒♯２、３番気筒♯３、４番気筒♯４として、以下説明する（図２（ｂ）、図６参照）。このエンジン１２は、例えば、アルミニウム合金製のシリンダブロック１４と、前記シリンダブロック１４の上側に組み付けられる、例えば、アルミニウム合金製のシリンダヘッド１６と、前記シリンダヘッド１６の上側に装着される図示しないヘッドカバーとによって構成される。
【００１６】
図１において、気筒列方向（Ｔ１）に沿った一方側は、図示しないチェーンケース内にタイミングベルト（タイミングチェーン）等が収納された「タイミングトレーン側」を示し、気筒列方向（Ｔ１）に沿った他方側は、図示しないディファレンシャル機構が配設された「トランスミッション側」を示している。また、図１において、気筒列方向（Ｔ１）と直交する一側は、図示しない吸気弁が配置される「吸気側」を示し、気筒列方向（Ｔ１）と直交する他側は、図示しない排気弁が配置される「排気側」を示している。
【００１７】
なお、本実施形態では、スペーサ１０が組み込まれるエンジンとして、直列４気筒エンジンを例に挙げて以下説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｖバンクに沿って複数の気筒が配置されたＶ型多気筒エンジンや水平対向エンジン等にも適用されると共に、単気筒や複数気筒等の気筒数も問わない。図１中の一点鎖線Ｔ１は、後記するクランクシャフト６２（図７参照）と平行な方向を示している。
【００１８】
以下の説明において、上下方向とは、シリンダボアの軸線方向（図１中の一点鎖線Ｔ２参照、シリンダボアの中心軸線Ｔ２ともいう、）をいい、シリンダヘッド１６側を上側として説明する。また、内側方向とは、シリンダボアの中心軸線Ｔ２に接近する方向をいい、外側方向とは、前記シリンダボアの中心軸線Ｔ２から離間する方向をいう。さらに、周方向とは、前記シリンダボアの中心軸線Ｔ２又はシリンダボアを囲む方向をいう。さらにまた、気筒列方向（Ｔ１）とシリンダボアの軸線方向（Ｔ２）の両方に直交する方向を、ボア直交方向（図１中の一点鎖線Ｔ３参照）という。またさらに、シリンダボアの中心軸線Ｔ２と平行で、後記するピストン６０がシリンダボアに沿って摺動変位する方向をピストン摺動方向（図１９（ａ）参照）という。
【００１９】
シリンダブロック１４の内部には、シリンダブロック１４のデッキ面に開口するオープンデッキタイプからなり、冷却水が流通するウォータージャケット１８が設けられる。なお、シリンダヘッド１６側のウォータージャケットは図示を省略している。また、シリンダブロック１４の気筒列方向に沿った一端側には、図示しないウォーターポンプを介して、図示しないラジエータから送給された冷却水をウォータージャケット１８内へ供給する冷却水入口２０ａと、前記冷却水入口２０ａから導入された冷却水がウォータージャケット１８に沿って複数の気筒を周回した後、シリンダヘッド１６側の図示しないウォータージャケットへ冷却水を導出する複数の冷却水出口２０ｂと、前記冷却水入口２０ａから導入された冷却水がウォータージャケット１８側への流通が回避（バイパス）されて、冷却水がシリンダヘッド１６側へ直接的に導出される冷却水出口２０ｃとが設けられる。なお、前記複数の冷却水出口２０ｂ、２０ｃは、後記するガスケット７０に形成された孔部によって構成される（図２参照）。
【００２０】
シリンダブロック１４のウォータージャケット１８は、図６に示されるように（図２も併せて参照）、平面視して、気筒列方向に沿った４つのシリンダボアの略外周を囲繞するように連続し、且つ周回するように形成される。前記シリンダブロック１４の上下方向において、前記ウォータージャケット１８の上端部は、開口して形成されると共に、前記ウォータージャケット１８の下端部（底壁）は、シリンダブロック１４の内部で閉塞するように形成される。
【００２１】
図７は、シリンダボアの中心軸線に沿ったシリンダブロックの縦断面図である。この場合、図７に示されるように、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の上端面に開口部１８ａを有し、シリンダブロック１４の内部で所定間隔離間し相互に対向して形成された内側側壁（シリンダボア側に位置する内壁）１８ｂ及び外側側壁（シリンダブロック１４の外壁側に位置する外壁）１８ｃと、前記内側側壁１８ｂ及び前記外側側壁１８ｃを下部側で連結する底壁１８ｄとによって形成された空間部によって構成される。
【００２２】
また、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の上下方向に沿った縦断面において、シリンダブロック１４の上端面から下端面（底面）に向かってシリンダブロック１４の内側側壁１８ｂと外側側壁１８ｃとの離間間隔Ｄ（図７参照）が徐々に幅狭となって先細りするテーパ形状に形成されている。換言すると、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の開口部１８ａから深さ方向に向かう底壁１８ｄまで徐々に先細りとなるように形成されている。
【００２３】
シリンダボアには、薄肉の円筒体からなり、シリンダボア側壁として機能するシリンダライナ２２が装着されている。また、シリンダブロック１４とシリンダヘッド１６との間には、ガスケット７０（図２参照）が介装され、前記ガスケット７０によってシリンダブロック１４の上端面がシールされる。
【００２４】
シリンダブロック１４のウォータージャケット１８内には、樹脂製のスペーサ１０が挿入され、前記スペーサ１０とウォータージャケット１８の各壁面とガスケット７０との間で、冷却水を流通させるための流路が形成される。この流路は、ウォータージャケット１８において、多量の、または大部分の冷却水を流通させるための主流路として機能する上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂと、前記上部側流路２４ａと前記下部側流路２４ｂとの間に形成され副流路として機能する中間流路２４ｃとから構成される（後記する図７〜図１４参照）。なお、本実施形態では、図示しない成形金型を用いて射出成形により製造された樹脂製のスペーサ１０を例示しているが、例えば、鋳造成形やブロー成形等によって形成された金属製のスペーサを用いてもよい。
【００２５】
前記スペーサ１０は、図３又は図６に示されるように、平面視して４つの帯状円環が連続して一体的に結合された筒状体からなり、内方に向って相互に近接するようにくびれたくびれ形状部２５を有するスペーサ本体１０ａと、気筒列方向に沿った前記スペーサ本体１０ａの両端部の長溝２６（図２参照）に装着される複数の弾性体２８とを備える。
【００２６】
スペーサ本体１０ａは、図３、図５、図８、図１０、図１２及び図１４に示されるように、中間部１００と、前記中間部１００の上方に設けられた上傾斜部１０２ａと、前記中間部１００の下方に設けられた下傾斜部１０２ｂと、前記上傾斜部１０２ａの上方に設けられた上延出部１０４ａと、前記下傾斜部１０２ｂの下方に設けられた下延出部１０４ｂとを有する。なお、スペーサ本体１０ａの各部位における厚さ寸法及びシリンダボアの中心軸線に沿った長さ等は、後記で詳細に説明する。
【００２７】
スペーサ本体１０ａの上面１１であって気筒列方向に沿った一端部（図１のタイミングプレート側）には、上方向に向かって延在する第１延出部３０が設けられ、気筒列方向に沿った他端部（図１のトランスミッション側）には、前記第１延出部３０と対向する第２延出部３２が上方向に向かって延在して設けられる。なお、気筒列方向の両端部に設けられた前記第１延出部３０及び第２延出部３２は、それぞれ同一の高さ寸法に設定される（図４参照）。
【００２８】
図２又は図３に示されるように、１番気筒♯１を囲繞するスペーサ本体１０ａにおいて、前記第１延出部３０から延在し冷却水入口２０ａに近接する部位には、前記スペーサ本体１０ａから（図１の矢印で示される）排気側に向かって所定長だけ突出してウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃに当接することにより、冷却水入口２０ａ側の流路と冷却水排出口２０ｂ側の流路とを仕切る仕切り用壁部３４が設けられる。
【００２９】
この仕切り用壁部３４は、図４（ａ）に示されるように、シリンダボアの中心軸線を通る鉛直面に対して、交差する傾斜面を有し、ウォータージャケット１８への入口側の流路と出口側の流路とを仕切る機能を発揮するものである。冷却水入口２０ａから導入された冷却水は、前記仕切り用壁部３４が障害となってスペーサ本体１０ａの外面とウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃとの間に沿って流通することが阻止されると共に、仕切り用壁部３４を所定角度だけ傾斜させることにより、直近で上方に設けられた冷却水出口２０ｃへの流れを促進して、冷却水出口２０ｂを迂回したバイパス流路を形成するものである。
【００３０】
前記仕切り用壁部３４に近接するスペーサ本体１０ａの下面１３には、略半円状に湾曲して形成された切り欠き部３５が設けられる。この切り欠き部３５は、ボア直交方向Ｔ３において冷却水入口２０ａと対応する位置に設けられ、冷却水入口２０ａの形状に対応してスペーサ本体１０ａの一部を略半円状に切り欠くことにより冷却水入口２０ａから導出される冷却水の流れを妨げることなく、冷却水の圧力損失を抑制することができる。
【００３１】
図１の排気側の方向におけるスペーサ本体１０ａの側面であって、１番気筒♯１と２番気筒♯２との間の気筒間部位から２番気筒♯２と３番気筒♯３との間の気筒間部位までの範囲には、傾斜勾配が異なる２段の傾斜面を有する第１スロープ３７及び第２スロープ３９が設けられる（図２〜図５参照）。この第１スロープ３７及び第２スロープ３９は、冷却水入口２０ａから導入された冷却水をガスケット７０側のスペーサ本体１０ａの上面１１方向へ誘導するために設けられるものである。
【００３２】
この場合、図４に示されるように、第１スロープ３７のスタート位置３７ａを、第１気筒♯１と第２気筒♯２との間の気筒間部位に設け、第２スロープ３９のエンド位置３９ｂを、第２気筒♯２と第３気筒♯３との間の気筒間部位に設けることにより、冷却水が傾斜面に沿って流れることによって発生する圧力損失を抑制することができる。各気筒間の気筒間部位では、気筒間部位を除いた一般部位と比較してウォータージャケット１８の流路幅が広くなり冷却水の流通量が増大して圧力損失を抑制することができるからである。
【００３３】
また、第１スロープ３７の傾斜面を比較的緩やかな傾斜勾配とし、第２スロープ３９の傾斜面を比較的急な傾斜勾配に設定することにより、冷却水入口２０ａから導入された冷却水が最初の傾斜面である第１スロープ３７に沿って流れやすくなるようにしている。
【００３４】
さらに、傾斜勾配が異なる多段スロープ（第１スロープ３７及び第２スロープ３９）とすることにより、スタート位置３７ａとエンド位置３９ｂが同一で傾斜勾配が一定の単一のスロープ（図示せず）で形成した場合と比較して、第１スロープ３７の傾斜勾配を小さく設定して第１スロープ３７側への冷却水の流れを促進させることができる。
【００３５】
さらにまた、第１スロープ３７と第２スロープ３９との傾斜勾配の切換位置（図４（ａ）に示される第１スロープ３７のエンド位置３７ｂと第２スロープ３９のスタート位置３９ａとの間）は、冷却水の流れがスペーサ１０側に向かって密接するように流通する、第２気筒♯２のシリンダボアの中心軸線Ｔ２（図４（ａ）参照）よりも上流側に設定されるとよい。仮に、第２気筒♯２のシリンダボアの中心軸線Ｔ２（図４（ａ）参照）よりも下流側に設定した場合、冷却水の流れがウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃに沿って流れようとするため、冷却水の流れ方向を上方に向って変更しようとする作用が低減されるからである。
【００３６】
図３に示されるように、スペーサ本体１０ａの内壁で後記する中間部１００（図１９参照）には、シリンダボアの中心軸線と略平行に延在する複数の縦リブ４１が膨出形成される。この縦リブ４１は、ボア直交方向（図１のＴ３参照）に対向して設けられ、中間流路２４ｃにおけるウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとスペーサ本体１０ａとの間を流通する冷却水の流れを遮る（妨害する）ことにより、主流路として機能する上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂ側の方向へ冷却水を誘導する作用をなす。
【００３７】
図４に示されるように、スペーサ本体１０ａの上面１１を徐々に上方に向かう傾斜面に設定することにより、ウォータージャケット１８内の上部側流路２４ａを流通する冷却水をシリンダヘッド１６側に向かって上昇させることができる。この結果、スペーサ本体１０ａの上面１１を上方に向かう傾斜面で上げていくことにより、シリンダブロック１４側の冷却水の流速が低下することを回避して、特に、下流側における上部側流路２４ａの冷却水の流速低下を減少させることができる。換言すると、冷却水がガスケット７０に形成された孔部を介してシリンダヘッド１６側のウォータージャケットへ導出されることにより、シリンダブロック１４側のウォータージャケット１８を流通する冷却水の流量が低下し、冷却水の流速も低下するが、スペーサ本体１０ａの上面１１を徐々に上げていくことにより、冷却水の流速低下を減らすことができる。
【００３８】
これとは反対に、スペーサ本体１０ａの下面１３をウォータージャケット１８の底壁１８ｄに向けて徐々に下がる傾斜面とすることにより、特に、下流側における下部側流路２４ｂの冷却水の流速低下を減少させることができる。なお、図４（ａ）、（ｂ）等において示される「Ｇ面」は、ガスケット７０の下面を示し、他の図面においても同様である。
【００３９】
具体的には、スペーサ１０の上面１１は、図４に示されるように、ウォータージャケット１８に沿って流れる冷却水の上流側（第２スロープ３９のエンド位置３９ｂ近傍部位）から下流側（冷却水出口２０ｂ）に向けて徐々にシリンダブロック１４のウォータージャケット１８の開口部１８ａへ近づくように上方向に向かって一定の勾配で傾斜する傾斜面で形成される。一方、スペーサ１０の下面１３は、前記上面１１とは反対に、ウォータージャケット１８に沿って流れる冷却水の上流側（第２スロープ３９のスタート位置３９ａ）から下流側（冷却水出口２０ｂ）に向けて徐々にシリンダブロック１４のウォータージャケット１８の底壁１８ｄに近づくように下方向に向って一定の勾配で傾斜する傾斜面で形成される。
【００４０】
スペーサ１０の上面１１及び下面１３をこのような上方向及び下方向に向かう一定勾配の傾斜面とすることにより、ウォータージャケット１８の上流から下流へ向う冷却水の流れによってスペーサ１０を下方側へ向って押圧する力と上方側へ向かって押圧する力とがそれぞれ発生して相殺される。この場合、上面１１の傾斜角度を下面１３の傾斜角度よりも大きく設定することによりスペーサ１０を下方側へ向って押圧する力が作用し、前記スペーサ１０を安定させることができる。なお、図４中では、スペーサ１０の上面１１を、便宜上、スペーサ１０の上流側の上面１１ａと下流側の上面１１ｂとに分けて示し、同様に、スペーサ１０の下面１３を、スペーサ１０の上流側の下面１３ａと下流側の下面１３ｂとに分けて示している。
【００４１】
図３に示されるように、スペーサ本体１０ａの下部には、前記第１延出部３０の下方側に向かって延在する単一の脚部３６ａと、前記第２延出部３２の下方側に向かって延在し気筒列方向で対向する一対の他の脚部３６ｂ、３６ｂとを有する。上下方向に沿って連続する第１延出部３０及び単一の脚部３６ａには、上部側と下部側とにそれぞれ矩形状の窓部４０が貫通して形成され、前記各窓部４０には、後記する弾性体２８の係止部２８ｄ（図１７参照）がそれぞれ係止される。
【００４２】
また、他の一対の脚部３６ｂ、３６ｂは、周方向に分岐して設けられ、分岐する一方の脚部３６ｂと他方の脚部３６ｂとの間には、上下方向に沿って矩形状に延在するスリット３８が形成される（図３参照）。前記スリット３８の上部には、矩形状の窓部４０が貫通して形成され、前記窓部４０には、後記する弾性体２８の係止部２８ｄ（図１８参照）が係止される。
【００４３】
スペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）には、上下方向に沿って延在しウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに向かって膨出する膨出部からなり、一対の弾性体２８、２８が上部側及び下部側にそれぞれ同軸状に装着される弾性体装着部４３が設けられる。また、スペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った他端部（トランスミッション側）の中央部には、スリット３８を介して単一の弾性体２８が装着される弾性体装着部４５が設けられる。
【００４４】
なお、タイミングトレーン側の弾性体装着部４３は、近接部位に冷却水入口２０ａ及び冷却水出口２０ｂ、２０ｃが設けられて位置精度をだすために、上下方向に沿った同軸状に所定間隔離間して一対の弾性体２８、２８が装着されることが好ましいが、トランスミッション側の弾性体２８と同様に、単一の弾性体２８が上下方向の中央に装着されるようにしてもよい。
【００４５】
図１７及び図１８は、弾性体装着部における弾性体の装着構造を示したものである。なお、前記弾性体装着部４３、４５における弾性体２８の装着構造は、それぞれ同一構造からなるため、膨出部からなる弾性体装着部４３に弾性体２８が装着される場合を例示して、その他の説明を省略する。
【００４６】
弾性体装着部４３には、図１７（ｂ）に示されるように、水平方向に沿った横断面が略Ｔ字状からなり上下方向に沿って延在する長溝２６が形成される。この長溝２６は、図１７（ｃ）に示される横断面において、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに向って開口する縦長開口部２６ａと、前記縦長開口部２６ａを間にして連続する一対の側方溝部２６ｂとから構成される。
【００４７】
弾性体２８は、例えば、ゴム製材料で形成された矩形体からなり、図１７（ａ）に示されるように、中心軸線Ｈの両側に前記中心軸線Ｈに沿って延在する薄肉状の薄肉側部２８ａ、２８ａと、前記薄肉側部２８ａ、２８ａの間に設けられ中心軸線Ｈに沿って延在する厚肉状の厚肉矩形部２８ｂと、前記厚肉矩形部２８ｂに突出して設けられる突条部２８ｃと、前記突条部２８ｃが設けられた側と反対側（背面側）に設けられ、中心軸線Ｈと直交する方向に延在する係止部２８ｄとを有する。前記弾性体２８の横断面形状は、図１７（ｃ）に示されるように、長溝２６に合致する（長溝２６の形状に対応する）略Ｔ字状に形成される。
【００４８】
弾性体２８の突条部２８ｃは、厚肉矩形部２８ｂから外方に向って突出する頂部を有し、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対して接触する直線状の稜線部２８ｅが設けられる。なお、突条部２８ｃの稜線部２８ｅとウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとの接触具合（接触状態）については、後記する。この突条部２８ｃは、三角柱状に形成され（図１７（ｃ）参照）、密着部として機能するものである。前記突条部２８ｃの稜線部２８ｅに沿った傾斜角度は、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面（シリンダボアの中心を通る縦断面）における傾斜角度と異なるように設定されている。換言すると、突条部２８ｃの稜線部２８ｅにおける稜線は、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面（シリンダボアの中心を通る縦断面）と非平行で交差状に設定されている。
【００４９】
この場合、弾性体２８の突条部２８ｃは、スペーサ本体１０ａの長溝２６内に装着された際、縦長開口部２６ａを通じて内周側に露呈して、ウォータージャケット１８を構成する内側側壁１８ｂに対して接触するように設けられる。
【００５０】
また、突条部２８ｃの稜線部２８ｅにおける稜線を、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面と非平行で交差状に設定することにより、前記突条部２８ｃのウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対する密着度及び荷重がスペーサ１０の挿入具合に応じて徐々に増加するようにしているため、挿入性を良好とすることができる共に、突条部２８ｃを有する弾性体２８の変形を極力阻止して弾性体２８への影響を抑制することができる。
【００５１】
例えば、弾性体２８が装着されたスペーサ１０をウォータージャケット１８内へ挿入する際、ウォータージャケット１８の上部側の開口部１８ａの部位では、内側側壁１８ｂと弾性体２８の突条部２８ｃとの当たり始めが点接触状態であるのに対し、スペーサ１０をウォータージャケット１８の下部側へ向って徐々に挿入するにつれて弾性体２８の突条部２８ｃが内側側壁１８ｂに対して点接触状態から線接触状態に変化し、終局的には、弾性体２８の突条部２８ｃが弾性変形して内側側壁１８ｂに対して面接触状態となる。このように、スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入荷重が最初から大きくならず、ウォータージャケット１８の奥部に向けてのスペーサ１０の挿入具合に対応して接触荷重が徐々に増大するように設けられることにより、スペーサ１０の挿入時における荷重（摺動抵抗）を低減して良好な挿入性を得ることができ、組付性を向上させることができる。
【００５２】
さらに、弾性体２８において、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとの接触部位は、厚肉矩形部２８ｂで支持された突条部２８ｃに限定され、前記突条部２８ｃの頂部に形成された稜線部２８ｅ乃至その近傍のみがウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂと接触（点接触→線接触→面接触）するように設けられるため、弾性体２８自体における変形量を小さく抑制して耐久性を向上させることができる。
【００５３】
さらにまた、スペーサ１０は、シリンダ列方向に沿ったスペーサ本体１０ａの両端部にそれぞれ設けられた複数の弾性体２８によって、ウォータージャケット１８内の所定位置に保持固定される。例えば、冷却水の水圧やエンジン振動等によってスペーサ１０が予め設置された所定位置からずれて、仮に、後記する第１延出部３０、第２延出部３２のいずれかがガスケット７０の下面（Ｇ面）に当接する場合であっても、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂと弾性体２８との間で発生する摩擦抵抗によりガスケット７０へ付与される当接荷重を好適に緩和することができる。
【００５４】
突条部２８ｃの背面側に設けられた係止部２８ｄは、弾性体２８がスペーサ本体１０ａの長溝２６内に組み付けられるときに弾性変形し、スペーサ本体１０ａに形成された窓部４０（図２参照）に係止される。このようにスペーサ本体１０ａの窓部４０に対して弾性体２８の係止部２８ｄが係止されることにより、組付時において長溝２６内に挿入された弾性体２８がスペーサ本体１０ａの所定位置に位置決めされる。
【００５５】
なお、弾性体２８は、前記とは表裏を逆転させて外周側に突条部２８ｃを露呈させ、ウォータージャケット１８を構成する外側側壁１８ｃに対して前記突条部２８ｃが点接触又は線接触するようにしてもよい。この場合、係止部２８ｄが係止される窓部４０はスペーサ本体１０ａの内側に設けられる。
【００５６】
本実施形態によれば、気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）で上下方向に沿った上部及び下部に一対の弾性体２８、２８を装着すると共に、気筒列方向に沿った他端側（トランスミッション側）の略中央に単一の弾性体２８を装着することにより、ウォータージャケット１８内に挿入されたスペーサ１０を３点で所定位置に位置決めした状態で安定して支持することができる。また、気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）で上下方向に沿った上部及び下部に一対の弾性体２８、２８を装着することにより、内側側壁１８ｂと接触する弾性体２８、２８の面圧を上昇させてスペーサ１０の上下方向への移動を好適に規制することができる。
【００５７】
図３に戻って、第２延出部３２は、スペーサ本体１０ａの上面１１から突出し気筒列方向に沿った他端側で弾性体２８の上方に設けられる。スペーサ１０に設けられる第１延出部３０及び第２延出部３２は、それぞれ、シリンダボアの周方向に沿って形成されることにより、冷却水の流通方向と同一乃至略同一方向に延在して冷却水の流れを阻害しないように構成されている。なお、第２延出部３２は、気筒列方向に沿った端部で冷却水の流速が比較的遅い部位（後記する冷却水のＵターン部位）に設けられているため（図１参照）、冷却水の流れを極力阻害しないようにすることができる。
【００５８】
スペーサ本体１０ａの上面１１に上方に向かって突出する第１延出部３０及び第２延出部３２を設けることにより、仮に、冷却水の水圧やエンジン振動等によってスペーサ１０がウォータージャケット１８内の所定位置からずれた場合であっても、前記第１延出部３０、第２延出部３２がガスケット７０に当接して、その位置ずれを規制することができる。
【００５９】
図３（ｂ）及び図６に示されるように、気筒列方向に沿った一端側のスペーサ本体１０ａ、第１延出部３０及び脚部３６ａの内壁であって膨出形成された弾性体装着部４３に隣接する部位には、上下方向に沿って延在し外壁側に向かって窪む直線状凹部４７ａ、４７ｂが設けられる。この直線状凹部４７ａ、４７ｂは、ガスケット７０に形成された冷却水出口２０ｂの真下方向の位置に設けられ（図６参照）、スペーサ１０の内側側壁１８ｂに沿って流通した冷却水を冷却水出口２０ｂ側の方向へ誘導してシリンダヘッド１６側に冷却水を流通させる通路として機能するものである。
【００６０】
図７は、シリンダボアの中心軸線に沿った縦断面であって、エンジンに適用されたオフセットシリンダを示す説明図である。図７に示されるように、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を、クランクシャフト６２の回動中心Ｏに対してクランクシャフト６２の回動方向（図７に示す矢印方向）にオフセットさせ、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度を上死点側にずらすこと（偏位させること）により、ピストン６０の摺動抵抗を低減させることができる。
【００６１】
なお、図７中において、クランクシャフト６２は、クランクアーム６４及びクランクピン６６を介してコネクティングロッド６８（大端部）と連結され、前記コネクティングロッド６８（小端部）がピストン６０に連結されている。また、シリンダボアの中心軸線Ｔ２と、クランクシャフト６２の回動中心Ｏとは、いずれか一方を相対的にオフセットさせればよい。
【００６２】
本実施形態に係るスペーサ１０が組み込まれたエンジン１２は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００６３】
先ず、スペーサ１０を内燃機関の冷却構造として組み付ける組付工程について説明する。なお、弾性体２８は、例えば、合成ゴム又は天然ゴム等のゴム製材料によって、図１７（ａ）及び図１８（ａ）に示される所定形状に予め製造されているものとする。
【００６４】
図示しない成形金型によって樹脂成形されたスペーサ１０の気筒列方向に沿った両端部には、それぞれ、上下方向に沿った長溝２６が形成されている。そこで、図１７（ｂ）及び図１８（ｂ）に示されるように、弾性体２８を長溝２６に沿ってスライドさせ、前記長溝２６内に弾性体２８を挿入する。この場合、長溝２６の縦長開口部２６ａに対して弾性体２８の厚肉矩形部２８ｂが係合し、長溝２６の側方溝部２６ｂに対して弾性体２８の薄肉側部２８ａが係合する。
【００６５】
このようにして弾性体２８を長溝２６に沿ってスライドさせ、弾性体２８の背面に形成された係止部２８ｄがスペーサ本体１０ａに形成された窓部４０内に係止されることにより、弾性体２８が所定位置で位置決めされた状態でスペーサ本体１０ａに装着される。
【００６６】
複数の弾性体２８がスペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った両端部に装着されてスペーサ１０が完成した後、この完成したスペーサ１０をシリンダブロック１４のウォータージャケット１８内に挿入する。スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入は、例えば、直交するＸＹＺ軸等を含む複数軸に沿って変位可能な図示しないロボットハンドを用いてウォータージャケット１８内へ押圧してもよいし、又は、例えば、手作業でスペーサ１０をウォータージャケット１８の上面開口部１８ａに挿入した後、図示しない治具を用いてスペーサ１０をウォータージャケット１８の奥部まで押圧するようにしてもよい。
【００６７】
スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入は、例えば、スペーサ１０の下部に設けられた脚部３６ａ、３６ａ及び他の脚部３６ｂがウォータージャケット１８の底壁１８ｄに当接することによって規制される。その際、スペーサ本体１０ａは、ウォータージャケット１８の底壁１８ｄに当接することがなく、スペーサ１０の内周側に設けられた複数の弾性体２８がウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに当接することによって、ウォータージャケット１８の深さ方向中間位置に固定される。
【００６８】
スペーサ１０をウォータージャケット１８内に挿入する際、スペーサ１０の気筒列方向に沿った両端部にそれぞれ弾性体２８が配置され、この弾性体２８の突条部２８ｃがウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに密着してスペーサ１０を気筒列方向の外径側に向かって押圧する力によってスペーサ１０がウォータージャケット１８内に保持される。
【００６９】
この場合、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対する、スペーサ１０の気筒列方向の両端部に配設された弾性体２８の変形代（変形量）を調整することにより、スペーサ１０を均一に保持することができる。
【００７０】
また、ウォータージャケット１８の上下方向に沿った縦断面が上面１１の開口部１８ａ側から底壁１８ｄに向かって徐々に幅狭となる先細り形状に形成されているため、ウォータージャケット１８の下部側流路２４ｂにおける離間間隔Ｄと比較してウォータージャケット１８の上部側流路２４ａにおける離間間隔Ｄが大きくなり、前記上部側流路２４ａにおける離間間隔Ｄの設定を容易に行うことができる。
【００７１】
次に、スペーサ１０がシリンダブロック１４のウォータージャケット１８内に挿入された状態における冷却水の流通経路（冷却通路構造）について説明する。
図示しないウォーターポンプを介してシリンダブロック１４の冷却水入口２０ａへ供給された冷却水は、一方の気筒列方向（図１中における手前側）に沿ってウォータージャケット１８内を流通し、冷却水入口２０ａから遠い気筒列方向の端部でＵターンした後、他方の気筒列方向（図１中における奥側）に沿ってウォータージャケット１８内を流通し、複数の冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側の図示しないウォータージャケットへ導出される。このようにウォータージャケット１８に沿って冷却水が流通することにより、シリンダボアまわりのボア壁が冷却され、図示しない燃焼室を外部から好適に冷却することができる。なお、冷却水入口２０ａから導入された一部の冷却水は、仕切り用壁部３４に沿って上方に向かって流れ、冷却水出口２０ｃを介してシリンダヘッド１６側へ直接導出される。
【００７２】
換言すると、シリンダブロック１４の気筒列方向に沿った一端部側の冷却水入口２０ａから導入された冷却水は、ウォータージャケット１８の上流側に沿って流通し、気筒列方向に沿った他端部側でＵターンした後、ウォータージャケット１８の下流側に沿って流通して気筒列方向に沿った一端部側の冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側へ導出され、直列に連なる４つのシリンダボアの周方向の全周を一筆書きで１周するように流通する。
【００７３】
なお、冷却水の流通経路は、上記に限定されるものではなく、例えば、シリンダボア列方向に沿ったシリンダブロック１４の一端部から導入され、複数のシリンダボアを間にしてシリンダボア列方向に沿ったウォータージャケット１８の両側（両脇）を並行に流通した後、シリンダボア列方向に沿ったシリンダブロック１４の他端部から導出するようにしてもよい。
【００７４】
次に、スペーサ１０が挿入されたウォータージャケット１８内の所定部位における冷却水の流通状態について以下説明する。
図７に示されるように、気筒間部位を除いた一般部位では、シリンダボアの軸線方向に沿った上死点近傍部位（ピストン６０の上死点位置を実線で図示）と下死点近傍部位（ピストン６０の下死点位置を２点鎖線で図示）との間の中間部位にスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）が配置され、前記上死点近傍部位及び下死点近傍部位ではスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）が何ら設けられていない空間部となっている。従って、ウォータージャケット１８において、前記空間部で形成されたスペーサ本体１０ａの上部側及び下部側に冷却水が流通する主流路（上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂ）がそれぞれ形成される。換言すると、シリンダボア内を摺動変位するピストン６０の上死点位置及び下死点位置に対応して、上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂがそれぞれ形成される。
【００７５】
この場合、スペーサ本体１０ａの上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂで冷却水の流通量が大きく設定され、スペーサ本体１０ａが配置された上死点近傍部位と下死点近傍部位との間の中間部位（中央部位）に設けられた中間流路２４ｃでは、冷却水の流通量が小さく設定されている。
【００７６】
この結果、冷却水の流通量が小さく設定された中間部位（中央部位）では、上死点及び下死点と比較してピストンの変位速度が速い範囲におけるボア壁がスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）で囲繞されて暖められる（保温される）ことにより、シリンダボア内を摺動変位するピストン６０とボア壁との間のクリアランスが拡大され、ピストン６０及びボア壁間に発生するフリクション（摩擦抵抗）を低減させることができる。また、中間部位（中央部位）では、上死点及び下死点と比較してピストン６０の変位速度が速い範囲におけるボア壁がスペーサ１０で暖められる（保温される）ことにより、ピストン６０とボア壁との間の潤滑油の粘性（粘度）を低下させ摺動抵抗を低減することができる。なお、本実施形態のように、ウォータージャケット１８内にスペーサ１０を挿入した場合には、スペーサ１０を挿入しない場合と比較して、冷却水全体の容量を低減させることができ、エンジン１２の始動時における早期の暖機を遂行することができる。
【００７７】
図６は、シリンダブロックのウォータージャケット内にスペーサが挿入された状態における平面図、図８は、図６のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、図９は、図６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、図１０は、図６のＣ−Ｃ線に沿った縦断面図、図１１は、図６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図、図１２は、図６のＥ−Ｅ線に沿った縦断面図、図１３は、図６のＦ−Ｆ線に沿った縦断面図、図１４は、図６のＧ−Ｇ線に沿った縦断面図である。
【００７８】
図８〜図１４の各縦断面図に示されるように、スペーサ本体１０ａの各種部位における厚さ（肉厚）及びシリンダの中心軸線に沿った長さがそれぞれ異なるように設定されている。
【００７９】
次に、シリンダボア壁に沿って摺動変位するピストン６０の変位速度と、スペーサ１０の厚さ寸法（肉厚寸法）及びシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係について、以下詳細に説明する。
【００８０】
図１９（ａ）は、スペーサ本体の厚さとシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係を示す説明図、図１９（ｂ）は、ピストンの変位速度とピストン位置との関係を示す特性図である。なお、ピストン位置は、ガスケット７０の下面（Ｇ面）からの離間距離で示している。
【００８１】
ピーク速度を含み、ピストン６０の変位速度が最も速い領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）では、スペーサ本体１０ａで十分に被覆してウォータージャケット１８内を流通する冷却水の流速を低くする。このため、スペーサ本体１０ａの肉厚が最も厚く設定された中間部１００として形成され、この中間部１００におけるピストン摺動方向の長さＬ１は、スペーサ本体１０ａの全周にわたって略均一に設定されている。なお、前記中間部１００は、外側の肉部を減らして薄肉に形成された１番気筒♯１及び２番気筒♯２の上流側の部分を除いて（図８〜図１０参照）、ピストン摺動方向に沿って肉厚が略均一となるように設定されている。
【００８２】
また、ピストン６０の変位速度が中間部１００の次に速い領域（図１９（ｂ）中のＲ２ａ領域及びＲ２ｂ領域）では、ピストン６０の変位速度が速い領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）に近接する程、冷却水の流量が多くなるように設定する。具体的には、前記中間部１００におけるピストン６０の上死点側に連なり、前記中間部１００から上死点側に向けてシリンダボア側壁（シリンダライナ２２）から徐々に離間すると共に、スペーサ本体１０ａの肉厚（Ｓ１）を上死点側に向かって徐々に薄くした（漸減した）上傾斜部１０２ａと、前記中間部１００におけるピストン６０の下死点側に連なり、前記中間部１００から下死点側に向けてシリンダボア側壁（シリンダライナ２２）から徐々に離間すると共に、スペーサ本体１０ａの肉厚（Ｓ２）を下死点側に向かって徐々に薄くした（漸減した）下傾斜部１０２ｂとが形成される。
【００８３】
本実施形態では、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂにおけるピストン摺動方向の長さＬ２ａ、Ｌ２ｂを、それぞれ、スペーサ本体１０ａの全周にわたって略均一に設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂにおけるピストン摺動方向の長さＬ２ａ、Ｌ２ｂが、ウォータージャケット１８の上流側から下流側にかけて徐々に増大するように設定してもよい。これにより、スペーサ１０の上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂを流通する冷却水の流通速度を略一定又は下流側に向けて増大させることができ、ウォータージャケット１８の上流側と下流側で略均一な冷却効果を得ることができる。
【００８４】
本実施形態では、ピストン６０の変位速度が最も速いピストン摺動範囲の中間領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）を、スペーサ本体１０ａの中間部１００を近接させて覆い、さらに、ピストン６０の変位速度が上死点及び下死点に向けて漸減する領域（図１９（ｂ）中のＲ２ａ領域及びＲ２ｂ領域）をスペーサ本体１０ａの上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂで覆うことで、ピストン６０の変位速度に合わせて効果的な保温作用及び冷却作用を発揮させることができる。
【００８５】
より具体的には、ピストン摺動範囲の中間領域を、スペーサ本体１０ａ中で肉厚が最大の中間部１００で最も保温してオイル粘度を下げると共に、シリンダボアを拡径してピストン摺動抵抗を低減し、ピストン６０の変位速度が低下するにつれて摺動抵抗を減らす効果が減少する反面、ピストン６０がシリンダボアへ接触する時間が増えて伝熱量が増加するため、冷却水による冷却量を増やしていくことで、シリンダボアの冷却とピストン摺動抵抗の低減とを効果的に調和させることができる。
【００８６】
この場合、シリンダボアの中心軸線Ｔ２をクランクシャフト６２の回動中心Ｏに対して前記クランクシャフト６２の回動方向（図７に示す矢印方向）にオフセットしたオフセットシリンダ（図７参照）を用いることにより、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度が上死点側にずれるため（図１９（ｂ）におけるオフセットシリンダ無しのグラフと上昇工程のグラフにおけるピーク速度を比較参照）、このピーク速度のずれに対応したスペーサ形状とする必要がある。
【００８７】
そこで、本実施形態では、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度のずれに対応して、スペーサ本体１０ａにおける下傾斜部１０２ｂのピストン摺動方向の長さ（Ｌ２ｂ）が、上傾斜部１０２ａのピストン摺動方向の長さ（Ｌ２ａ）よりも大きく設定されている（Ｌ２ａ＜Ｌ２ｂ）。ピーク速度が上死点側にオフセットすると、ピストン上昇工程で上死点に向かうピストン６０の減速速度が大きくなり（図１９（ｂ）参照）、下傾斜部１０２ｂと比較して上傾斜部１０２ａの長さを短縮することが可能となるからである。この結果、オフセットシリンダによるピストン６０のピーク速度のずれに対応した冷却及び保温性能を得ることができる。
【００８８】
さらに、ピストン６０の変位速度が上傾斜部１０２ａよりも遅い領域（図１９（ｂ）中のＲ３ａ領域）では、前記上傾斜部１０２ａから上死点側に向けて延出し前記上傾斜部１０２ａの肉厚よりも一層薄肉に形成された上延出部１０４ａが設けられる。一方、ピストン６０の変位速度が下傾斜部１０２ｂよりも遅い領域（図１９（ｂ）中のＲ３ｂ領域）では、前記下傾斜部１０２ｂから下死点側に向けて延出し前記下傾斜部１０２ｂの肉厚よりも一層薄肉に形成された下延出部１０４ｂが設けられる。
【００８９】
この場合、上延出部１０４ａ及び下延出部１０４ｂは、冷却水の上流側（１番気筒♯１及び２番気筒♯２の上流側を除いた上流側）から下流側にかけてそのピストン摺動方向の長さ（Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）が漸増するように設定されている（図８、図１０、図１２参照）。スペーサ本体１０ａの中間部１００、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂと比較して、ピストン６０の変位速度が比較的遅い範囲を被覆する上延出部１０４ａ及び下延出部１０４ｂにおけるピストン摺動方向の長さを、冷却水の流れ方向に沿って漸増させることで、長さの違いにおける摺動抵抗の影響を小さく抑制して、冷却水の流れ方向における各シリンダボア間の冷却性能の均等化を達成することができる。
【００９０】
図２０は、３番気筒と４番気筒との気筒間部位における下流側の拡大平面図である。
図２０に示されるように（併せて、図９、図１１、図１３を参照）、スペーサ本体１０ａの気筒間部位における上端面に略三角形状の突起７２を設け、前記突起７２によって上部側流路２４ａの流路幅が徐々に狭まるように形成される。この結果、気筒間部位に流入する冷却水の流速を増大させて強制的に気筒間部位に冷却水を流すことが可能となり、隣接するシリンダボア間で特に高温となる部位（上死点近傍部位）を好適に冷却することができる。
【００９１】
また、図９、図１１、図１３及び図２０に示されるように、気筒間部位には、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの上部近傍部位に、縦断面略ハの字状に傾斜する一対の傾斜面からなるテーパ面７４が形成されている。このテーパ面７４は、前記テーパ面７４の下部とスペーサ１０の上面１１とが水平方向で略一致又は近接する位置に設定され、冷却水がウォータージャケット１８の上部側流路２４ａに沿って流通する際、冷却水がテーパ面７４（傾斜面）に沿って上部側流路２４ａの内側を迂回し大きくカーブするように流通することにより冷却水の流通量（流路面積）を増大させ、隣接するシリンダボア間で特に高温となる部位（上死点近傍部位）をより一層好適に冷却することができる。
【００９２】
次に、図６及び図８〜図１４に基づいて、シリンダボアの側方を覆うスペーサ１０の各部位における縦断面積と冷却性能との関係について、以下詳細に説明する。
【００９３】
ここで、図８に示されるＡ−Ａ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り１番気筒♯１の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１０に示されるＣ−Ｃ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り２番気筒♯２の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１２に示されるＥ−Ｅ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り３番気筒♯３の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１４に示されるＧ−Ｇ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り４番気筒♯４の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面を、それぞれ示したものである。
【００９４】
このようなスペーサ１０の各縦断面に基づいて、シリンダボアの排気側（側方）を覆うスペーサ１０の縦断面積と、シリンダボアの吸気側（側方）を覆うスペーサ１０の縦断面積との合計をシミュレーションしたところ、各シリンダボアにおける排気側及び吸気側の縦断面積の和がそれぞれ略等しいことがわかった。この場合、ウォータージャケット１８の容量は、ウォータージャケット１８の気筒間部位で略一定に設定されていると共に、前記気筒間部位を除いた一般部位においても略一定に設定されているものとする。
すなわち、本実施形態では、
（１番気筒♯１を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（２番気筒♯２を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（３番気筒♯３を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（４番気筒♯４を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）
という等式の関係が成立する。
【００９５】
なお、スペーサ１０の断面積の和が略等しい範囲とは、各気筒番号に対応するスペーサ１０の断面積（シリンダボアの排気側及び吸気側の縦断面積の和）の平均値を求め、この平均断面積から±２０パーセント以内の断面積をいう。このような平均断面積から±２０パーセント以内の断面積であっても、シリンダボア毎の冷却性能にそれほど大差がなく、冷却性能の略均等化を達成することができるからである。
【００９６】
従って、本実施形態では、スペーサ１０の、シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定されるため、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することができる。
【００９７】
また、冷却水入口２０ａから導入された冷却水が各シリンダボアの周囲を１周した後、前記冷却水入口２０ａに近接して設けられた仕切り用壁部３４によって仕切られた冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側へ導出するように冷却水を流した場合、冷却水流れの上流側から下流側に向けてスペーサ１０の断面積が漸増するように設定されている。
【００９８】
すなわち、本実施形態では、
（１番気筒♯１における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（２番気筒♯２における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（３番気筒♯３における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（４番気筒♯４における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（４番気筒♯４における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（３番気筒♯３における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（２番気筒♯２における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（１番気筒♯１における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）
という不等式の関係が成立する。
【００９９】
本実施形態では、スペーサ１０の断面積を、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増することで、冷却水が流れる流路を徐々に狭めて流速の低下を抑制し、冷却効率の低下を抑えることができる。なお、上記の不等式の関係から了解されるように、１番気筒♯１における排気側のスペーサ１０の縦断面積が最小で、１番気筒♯１における吸気側のスペーサ１０の縦断面積が最大となるように設定されている。
【０１００】
さらに、本実施形態では、ウォータージャケット１８の深さ方向におけるスペーサ１０の上縁部（上面１１）が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、ウォータージャケット１８の深さ方向におけるスペーサ１０の下縁部（下面１３）が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することにより、スペーサ１０の上縁部に沿って流れる冷却水の流路及びスペーサ１０の下縁部に沿って流れる冷却水の流路が徐々に狭まり、より一層確実に冷却水の流速低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ スペーサ
１０ａ スペーサ本体
１１ 上面（上縁部）
１２ エンジン（内燃機関）
１３ 下面（下縁部）
１４ シリンダブロック
１８ ウォータージャケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用エンジン等の内燃機関を冷却するウォータージャケット内に挿入されるスペーサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば、水冷式多気筒内燃機関を構成するシリンダブロック及びシリンダヘッドには、内部を空洞化したウォータージャケットが形成され、前記ウォータージャケット内に冷却水を流通させることにより、燃焼室周りや点火プラグ周りのシリンダブロック及びシリンダヘッドの所定部位を適宜冷却している。
【０００３】
例えば、特許文献１には、シリンダボア周囲に形成されるウォータージャケット内にスペーサを挿入し、シリンダボア間よりもスラスト・反スラスト側のスペーサの熱伝導率を材料又は構造上低くすることによって、シリンダボア壁温を均一化し前記シリンダボアが不均一に変形することを低減するようにしたシリンダブロックの冷却構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９６４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、スペーサによって単一のシリンダボア壁温の高低を均等化することが開示されているが、複数の各シリンダボア間における冷却作用を均等化することについては、何ら開示乃至示唆されていない。この結果、特許文献１に開示された冷却構造では、各シリンダボア間において冷却差が発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することが可能なスペーサ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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明は、内燃機関の直列に連なる複数のシリンダボアの周囲に形成されるウォータージャケット内に挿入され、前記ウォータージャケットの深さ方向の中間位置を覆うスペーサであって、前記スペーサの、前記シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定され、前記スペーサの断面積は、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増するように設定されることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、スペーサの、シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定されるため、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することができる。また、スペーサの断面積を、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増することで、冷却水が流れる流路を徐々に狭めて流速の低下を抑制し、冷却効率の低下を抑えることができる。この場合、ウォータージャケットの容量は、ウォータージャケットの気筒間部位で略一定に設定されていると共に、前記気筒間部位を除いた一般部位においても略一定に設定されているものとする。
【０００９】
本発明において、スペーサの断面積の和が略等しい範囲とは、各気筒番号に対応するスペーサの断面積の和の平均値を求め、この平均断面積から±２０パーセント以内の断面積をいう。このような平均断面積から±２０パーセント以内の断面積の範囲内であっても、シリンダボア毎の冷却性能にそれほど大差がなく、シリンダボア毎の冷却性能の略均等化を達成することができるからである。
【００１０】
なお、シリンダボアの側方を覆う箇所におけるスペーサの断面積の和とは、例えば、排気弁が配置された排気側の部位におけるシリンダボアを覆うスペーサの断面積と、吸気弁が配置された吸気側の部位におけるシリンダボアを覆うスペーサの断面積との合計をいう。また、断面積とは、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り、スペーサを鉛直面で切断したときの切断面（縦断面）の面積をいう。
【００１１】
本発明によれば、スペーサは、ウォータージャケットの深さ方向の上縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、ウォータージャケットの深さ方向の下縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することにより、スペーサの上縁部に沿って流れる冷却水の流路及びスペーサの下縁部に沿って流れる冷却水の流路が徐々に狭まり、より一層確実に冷却水の流速低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することが可能なスペーサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るスペーサが組み込まれたエンジンの概略斜視図である。
【図２】前記エンジンを構成するシリンダブロック及びスペーサの分解斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１に示されるスペーサの斜視図、（ｂ）は、（ａ）の矢印Ｚ側からみた斜視図である。
【図４】（ａ）は、図１に示されるスペーサの正面図、（ｂ）は、スペーサの背面図である。
【図５】気筒列方向に沿ったスペーサの縦断面図であり、（ａ）は、排気側からみた図、（ｂ）は、吸気側からみた図である。
【図６】図１に示されるシリンダブロックの平面図である。
【図７】シリンダボアの中心軸線に沿ったシリンダブロックの縦断面であって、エンジンに適用されたオフセットシリンダを示す説明図である。
【図８】図６のＡ−Ａ線に沿った縦断面図である。
【図９】図６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図６のＣ−Ｃ線に沿った縦断面図である。
【図１１】図６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図である。
【図１２】図６のＥ−Ｅ線に沿った縦断面図である。
【図１３】図６のＦ−Ｆ線に沿った縦断面図である。
【図１４】図６のＧ−Ｇ線に沿った縦断面図である。
【図１５】図６のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１６】図６のＹ−Ｙ線に沿った縦断面図である。
【図１７】（ａ）は、弾性体の斜視図、（ｂ）は、弾性体装着部に弾性体が装着される状態を示す一部破断拡大斜視図、（ｃ）は、（ｂ）のＪ−Ｊ線に沿った拡大横断面図である。
【図１８】（ａ）は、弾性体の斜視図、（ｂ）は、弾性体装着部に弾性体が装着される状態を示す一部破断拡大斜視図、（ｃ）は、（ｂ）のＫ−Ｋ線に沿った拡大横断面図である。
【図１９】（ａ）は、スペーサ本体の厚さとシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係を示す説明図、（ｂ）は、ピストンの変位速度とピストン位置との関係を示す特性図である。
【図２０】３番気筒と４番気筒との気筒間部位における下流側の拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスペーサが組み込まれたエンジンの概略斜視図、図２は、前記エンジンを構成するシリンダブロック及びスペーサの分解斜視図、図３（ａ）は、図１に示されるスペーサの斜視図、図３（ｂ）は、図３（ａ）の矢印Ｚ側からみた斜視図である。
【００１５】
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るスペーサ１０が組み込まれたエンジン（内燃機関）１２は、気筒列方向（シリンダボア列方向、図１中の一点鎖線Ｔ１参照）に沿って４つの気筒（シリンダボア）が直線状に配置された直列４気筒エンジンからなり、図示しない車両のエンジンルーム内に設置される。この４つの気筒は、後記する冷却水入口２０ａに近接する側から、順に、１番気筒♯１、２番気筒♯２、３番気筒♯３、４番気筒♯４として、以下説明する（図２（ｂ）、図６参照）。このエンジン１２は、例えば、アルミニウム合金製のシリンダブロック１４と、前記シリンダブロック１４の上側に組み付けられる、例えば、アルミニウム合金製のシリンダヘッド１６と、前記シリンダヘッド１６の上側に装着される図示しないヘッドカバーとによって構成される。
【００１６】
図１において、気筒列方向（Ｔ１）に沿った一方側は、図示しないチェーンケース内にタイミングベルト（タイミングチェーン）等が収納された「タイミングトレーン側」を示し、気筒列方向（Ｔ１）に沿った他方側は、図示しないディファレンシャル機構が配設された「トランスミッション側」を示している。また、図１において、気筒列方向（Ｔ１）と直交する一側は、図示しない吸気弁が配置される「吸気側」を示し、気筒列方向（Ｔ１）と直交する他側は、図示しない排気弁が配置される「排気側」を示している。
【００１７】
なお、本実施形態では、スペーサ１０が組み込まれるエンジンとして、直列４気筒エンジンを例に挙げて以下説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、Ｖバンクに沿って複数の気筒が配置されたＶ型多気筒エンジンや水平対向エンジン等にも適用されると共に、単気筒や複数気筒等の気筒数も問わない。図１中の一点鎖線Ｔ１は、後記するクランクシャフト６２（図７参照）と平行な方向を示している。
【００１８】
以下の説明において、上下方向とは、シリンダボアの軸線方向（図１中の一点鎖線Ｔ２参照、シリンダボアの中心軸線Ｔ２ともいう、）をいい、シリンダヘッド１６側を上側として説明する。また、内側方向とは、シリンダボアの中心軸線Ｔ２に接近する方向をいい、外側方向とは、前記シリンダボアの中心軸線Ｔ２から離間する方向をいう。さらに、周方向とは、前記シリンダボアの中心軸線Ｔ２又はシリンダボアを囲む方向をいう。さらにまた、気筒列方向（Ｔ１）とシリンダボアの軸線方向（Ｔ２）の両方に直交する方向を、ボア直交方向（図１中の一点鎖線Ｔ３参照）という。またさらに、シリンダボアの中心軸線Ｔ２と平行で、後記するピストン６０がシリンダボアに沿って摺動変位する方向をピストン摺動方向（図１９（ａ）参照）という。
【００１９】
シリンダブロック１４の内部には、シリンダブロック１４のデッキ面に開口するオープンデッキタイプからなり、冷却水が流通するウォータージャケット１８が設けられる。なお、シリンダヘッド１６側のウォータージャケットは図示を省略している。また、シリンダブロック１４の気筒列方向に沿った一端側には、図示しないウォーターポンプを介して、図示しないラジエータから送給された冷却水をウォータージャケット１８内へ供給する冷却水入口２０ａと、前記冷却水入口２０ａから導入された冷却水がウォータージャケット１８に沿って複数の気筒を周回した後、シリンダヘッド１６側の図示しないウォータージャケットへ冷却水を導出する複数の冷却水出口２０ｂと、前記冷却水入口２０ａから導入された冷却水がウォータージャケット１８側への流通が回避（バイパス）されて、冷却水がシリンダヘッド１６側へ直接的に導出される冷却水出口２０ｃとが設けられる。なお、前記複数の冷却水出口２０ｂ、２０ｃは、後記するガスケット７０に形成された孔部によって構成される（図２参照）。
【００２０】
シリンダブロック１４のウォータージャケット１８は、図６に示されるように（図２も併せて参照）、平面視して、気筒列方向に沿った４つのシリンダボアの略外周を囲繞するように連続し、且つ周回するように形成される。前記シリンダブロック１４の上下方向において、前記ウォータージャケット１８の上端部は、開口して形成されると共に、前記ウォータージャケット１８の下端部（底壁）は、シリンダブロック１４の内部で閉塞するように形成される。
【００２１】
図７は、シリンダボアの中心軸線に沿ったシリンダブロックの縦断面図である。この場合、図７に示されるように、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の上端面に開口部１８ａを有し、シリンダブロック１４の内部で所定間隔離間し相互に対向して形成された内側側壁（シリンダボア側に位置する内壁）１８ｂ及び外側側壁（シリンダブロック１４の外壁側に位置する外壁）１８ｃと、前記内側側壁１８ｂ及び前記外側側壁１８ｃを下部側で連結する底壁１８ｄとによって形成された空間部によって構成される。
【００２２】
また、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の上下方向に沿った縦断面において、シリンダブロック１４の上端面から下端面（底面）に向かってシリンダブロック１４の内側側壁１８ｂと外側側壁１８ｃとの離間間隔Ｄ（図７参照）が徐々に幅狭となって先細りするテーパ形状に形成されている。換言すると、ウォータージャケット１８は、シリンダブロック１４の開口部１８ａから深さ方向に向かう底壁１８ｄまで徐々に先細りとなるように形成されている。
【００２３】
シリンダボアには、薄肉の円筒体からなり、シリンダボア側壁として機能するシリンダライナ２２が装着されている。また、シリンダブロック１４とシリンダヘッド１６との間には、ガスケット７０（図２参照）が介装され、前記ガスケット７０によってシリンダブロック１４の上端面がシールされる。
【００２４】
シリンダブロック１４のウォータージャケット１８内には、樹脂製のスペーサ１０が挿入され、前記スペーサ１０とウォータージャケット１８の各壁面とガスケット７０との間で、冷却水を流通させるための流路が形成される。この流路は、ウォータージャケット１８において、多量の、または大部分の冷却水を流通させるための主流路として機能する上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂと、前記上部側流路２４ａと前記下部側流路２４ｂとの間に形成され副流路として機能する中間流路２４ｃとから構成される（後記する図７〜図１４参照）。なお、本実施形態では、図示しない成形金型を用いて射出成形により製造された樹脂製のスペーサ１０を例示しているが、例えば、鋳造成形やブロー成形等によって形成された金属製のスペーサを用いてもよい。
【００２５】
前記スペーサ１０は、図３又は図６に示されるように、平面視して４つの帯状円環が連続して一体的に結合された筒状体からなり、内方に向って相互に近接するようにくびれたくびれ形状部２５を有するスペーサ本体１０ａと、気筒列方向に沿った前記スペーサ本体１０ａの両端部の長溝２６（図２参照）に装着される複数の弾性体２８とを備える。
【００２６】
スペーサ本体１０ａは、図３、図５、図８、図１０、図１２及び図１４に示されるように、中間部１００と、前記中間部１００の上方に設けられた上傾斜部１０２ａと、前記中間部１００の下方に設けられた下傾斜部１０２ｂと、前記上傾斜部１０２ａの上方に設けられた上延出部１０４ａと、前記下傾斜部１０２ｂの下方に設けられた下延出部１０４ｂとを有する。なお、スペーサ本体１０ａの各部位における厚さ寸法及びシリンダボアの中心軸線に沿った長さ等は、後記で詳細に説明する。
【００２７】
スペーサ本体１０ａの上面１１であって気筒列方向に沿った一端部（図１のタイミングプレート側）には、上方向に向かって延在する第１延出部３０が設けられ、気筒列方向に沿った他端部（図１のトランスミッション側）には、前記第１延出部３０と対向する第２延出部３２が上方向に向かって延在して設けられる。なお、気筒列方向の両端部に設けられた前記第１延出部３０及び第２延出部３２は、それぞれ同一の高さ寸法に設定される（図４参照）。
【００２８】
図２又は図３に示されるように、１番気筒♯１を囲繞するスペーサ本体１０ａにおいて、前記第１延出部３０から延在し冷却水入口２０ａに近接する部位には、前記スペーサ本体１０ａから（図１の矢印で示される）排気側に向かって所定長だけ突出してウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃに当接することにより、冷却水入口２０ａ側の流路と冷却水排出口２０ｂ側の流路とを仕切る仕切り用壁部３４が設けられる。
【００２９】
この仕切り用壁部３４は、図４（ａ）に示されるように、シリンダボアの中心軸線を通る鉛直面に対して、交差する傾斜面を有し、ウォータージャケット１８への入口側の流路と出口側の流路とを仕切る機能を発揮するものである。冷却水入口２０ａから導入された冷却水は、前記仕切り用壁部３４が障害となってスペーサ本体１０ａの外面とウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃとの間に沿って流通することが阻止されると共に、仕切り用壁部３４を所定角度だけ傾斜させることにより、直近で上方に設けられた冷却水出口２０ｃへの流れを促進して、冷却水出口２０ｂを迂回したバイパス流路を形成するものである。
【００３０】
前記仕切り用壁部３４に近接するスペーサ本体１０ａの下面１３には、略半円状に湾曲して形成された切り欠き部３５が設けられる。この切り欠き部３５は、ボア直交方向Ｔ３において冷却水入口２０ａと対応する位置に設けられ、冷却水入口２０ａの形状に対応してスペーサ本体１０ａの一部を略半円状に切り欠くことにより冷却水入口２０ａから導出される冷却水の流れを妨げることなく、冷却水の圧力損失を抑制することができる。
【００３１】
図１の排気側の方向におけるスペーサ本体１０ａの側面であって、１番気筒♯１と２番気筒♯２との間の気筒間部位から２番気筒♯２と３番気筒♯３との間の気筒間部位までの範囲には、傾斜勾配が異なる２段の傾斜面を有する第１スロープ３７及び第２スロープ３９が設けられる（図２〜図５参照）。この第１スロープ３７及び第２スロープ３９は、冷却水入口２０ａから導入された冷却水をガスケット７０側のスペーサ本体１０ａの上面１１方向へ誘導するために設けられるものである。
【００３２】
この場合、図４に示されるように、第１スロープ３７のスタート位置３７ａを、第１気筒♯１と第２気筒♯２との間の気筒間部位に設け、第２スロープ３９のエンド位置３９ｂを、第２気筒♯２と第３気筒♯３との間の気筒間部位に設けることにより、冷却水が傾斜面に沿って流れることによって発生する圧力損失を抑制することができる。各気筒間の気筒間部位では、気筒間部位を除いた一般部位と比較してウォータージャケット１８の流路幅が広くなり冷却水の流通量が増大して圧力損失を抑制することができるからである。
【００３３】
また、第１スロープ３７の傾斜面を比較的緩やかな傾斜勾配とし、第２スロープ３９の傾斜面を比較的急な傾斜勾配に設定することにより、冷却水入口２０ａから導入された冷却水が最初の傾斜面である第１スロープ３７に沿って流れやすくなるようにしている。
【００３４】
さらに、傾斜勾配が異なる多段スロープ（第１スロープ３７及び第２スロープ３９）とすることにより、スタート位置３７ａとエンド位置３９ｂが同一で傾斜勾配が一定の単一のスロープ（図示せず）で形成した場合と比較して、第１スロープ３７の傾斜勾配を小さく設定して第１スロープ３７側への冷却水の流れを促進させることができる。
【００３５】
さらにまた、第１スロープ３７と第２スロープ３９との傾斜勾配の切換位置（図４（ａ）に示される第１スロープ３７のエンド位置３７ｂと第２スロープ３９のスタート位置３９ａとの間）は、冷却水の流れがスペーサ１０側に向かって密接するように流通する、第２気筒♯２のシリンダボアの中心軸線Ｔ２（図４（ａ）参照）よりも上流側に設定されるとよい。仮に、第２気筒♯２のシリンダボアの中心軸線Ｔ２（図４（ａ）参照）よりも下流側に設定した場合、冷却水の流れがウォータージャケット１８の外側側壁１８ｃに沿って流れようとするため、冷却水の流れ方向を上方に向って変更しようとする作用が低減されるからである。
【００３６】
図３に示されるように、スペーサ本体１０ａの内壁で後記する中間部１００（図１９参照）には、シリンダボアの中心軸線と略平行に延在する複数の縦リブ４１が膨出形成される。この縦リブ４１は、ボア直交方向（図１のＴ３参照）に対向して設けられ、中間流路２４ｃにおけるウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとスペーサ本体１０ａとの間を流通する冷却水の流れを遮る（妨害する）ことにより、主流路として機能する上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂ側の方向へ冷却水を誘導する作用をなす。
【００３７】
図４に示されるように、スペーサ本体１０ａの上面１１を徐々に上方に向かう傾斜面に設定することにより、ウォータージャケット１８内の上部側流路２４ａを流通する冷却水をシリンダヘッド１６側に向かって上昇させることができる。この結果、スペーサ本体１０ａの上面１１を上方に向かう傾斜面で上げていくことにより、シリンダブロック１４側の冷却水の流速が低下することを回避して、特に、下流側における上部側流路２４ａの冷却水の流速低下を減少させることができる。換言すると、冷却水がガスケット７０に形成された孔部を介してシリンダヘッド１６側のウォータージャケットへ導出されることにより、シリンダブロック１４側のウォータージャケット１８を流通する冷却水の流量が低下し、冷却水の流速も低下するが、スペーサ本体１０ａの上面１１を徐々に上げていくことにより、冷却水の流速低下を減らすことができる。
【００３８】
これとは反対に、スペーサ本体１０ａの下面１３をウォータージャケット１８の底壁１８ｄに向けて徐々に下がる傾斜面とすることにより、特に、下流側における下部側流路２４ｂの冷却水の流速低下を減少させることができる。なお、図４（ａ）、（ｂ）等において示される「Ｇ面」は、ガスケット７０の下面を示し、他の図面においても同様である。
【００３９】
具体的には、スペーサ１０の上面１１は、図４に示されるように、ウォータージャケット１８に沿って流れる冷却水の上流側（第２スロープ３９のエンド位置３９ｂ近傍部位）から下流側（冷却水出口２０ｂ）に向けて徐々にシリンダブロック１４のウォータージャケット１８の開口部１８ａへ近づくように上方向に向かって一定の勾配で傾斜する傾斜面で形成される。一方、スペーサ１０の下面１３は、前記上面１１とは反対に、ウォータージャケット１８に沿って流れる冷却水の上流側（第２スロープ３９のスタート位置３９ａ）から下流側（冷却水出口２０ｂ）に向けて徐々にシリンダブロック１４のウォータージャケット１８の底壁１８ｄに近づくように下方向に向って一定の勾配で傾斜する傾斜面で形成される。
【００４０】
スペーサ１０の上面１１及び下面１３をこのような上方向及び下方向に向かう一定勾配の傾斜面とすることにより、ウォータージャケット１８の上流から下流へ向う冷却水の流れによってスペーサ１０を下方側へ向って押圧する力と上方側へ向かって押圧する力とがそれぞれ発生して相殺される。この場合、上面１１の傾斜角度を下面１３の傾斜角度よりも大きく設定することによりスペーサ１０を下方側へ向って押圧する力が作用し、前記スペーサ１０を安定させることができる。なお、図４中では、スペーサ１０の上面１１を、便宜上、スペーサ１０の上流側の上面１１ａと下流側の上面１１ｂとに分けて示し、同様に、スペーサ１０の下面１３を、スペーサ１０の上流側の下面１３ａと下流側の下面１３ｂとに分けて示している。
【００４１】
図３に示されるように、スペーサ本体１０ａの下部には、前記第１延出部３０の下方側に向かって延在する単一の脚部３６ａと、前記第２延出部３２の下方側に向かって延在し気筒列方向で対向する一対の他の脚部３６ｂ、３６ｂとを有する。上下方向に沿って連続する第１延出部３０及び単一の脚部３６ａには、上部側と下部側とにそれぞれ矩形状の窓部４０が貫通して形成され、前記各窓部４０には、後記する弾性体２８の係止部２８ｄ（図１７参照）がそれぞれ係止される。
【００４２】
また、他の一対の脚部３６ｂ、３６ｂは、周方向に分岐して設けられ、分岐する一方の脚部３６ｂと他方の脚部３６ｂとの間には、上下方向に沿って矩形状に延在するスリット３８が形成される（図３参照）。前記スリット３８の上部には、矩形状の窓部４０が貫通して形成され、前記窓部４０には、後記する弾性体２８の係止部２８ｄ（図１８参照）が係止される。
【００４３】
スペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）には、上下方向に沿って延在しウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに向かって膨出する膨出部からなり、一対の弾性体２８、２８が上部側及び下部側にそれぞれ同軸状に装着される弾性体装着部４３が設けられる。また、スペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った他端部（トランスミッション側）の中央部には、スリット３８を介して単一の弾性体２８が装着される弾性体装着部４５が設けられる。
【００４４】
なお、タイミングトレーン側の弾性体装着部４３は、近接部位に冷却水入口２０ａ及び冷却水出口２０ｂ、２０ｃが設けられて位置精度をだすために、上下方向に沿った同軸状に所定間隔離間して一対の弾性体２８、２８が装着されることが好ましいが、トランスミッション側の弾性体２８と同様に、単一の弾性体２８が上下方向の中央に装着されるようにしてもよい。
【００４５】
図１７及び図１８は、弾性体装着部における弾性体の装着構造を示したものである。なお、前記弾性体装着部４３、４５における弾性体２８の装着構造は、それぞれ同一構造からなるため、膨出部からなる弾性体装着部４３に弾性体２８が装着される場合を例示して、その他の説明を省略する。
【００４６】
弾性体装着部４３には、図１７（ｂ）に示されるように、水平方向に沿った横断面が略Ｔ字状からなり上下方向に沿って延在する長溝２６が形成される。この長溝２６は、図１７（ｃ）に示される横断面において、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに向って開口する縦長開口部２６ａと、前記縦長開口部２６ａを間にして連続する一対の側方溝部２６ｂとから構成される。
【００４７】
弾性体２８は、例えば、ゴム製材料で形成された矩形体からなり、図１７（ａ）に示されるように、中心軸線Ｈの両側に前記中心軸線Ｈに沿って延在する薄肉状の薄肉側部２８ａ、２８ａと、前記薄肉側部２８ａ、２８ａの間に設けられ中心軸線Ｈに沿って延在する厚肉状の厚肉矩形部２８ｂと、前記厚肉矩形部２８ｂに突出して設けられる突条部２８ｃと、前記突条部２８ｃが設けられた側と反対側（背面側）に設けられ、中心軸線Ｈと直交する方向に延在する係止部２８ｄとを有する。前記弾性体２８の横断面形状は、図１７（ｃ）に示されるように、長溝２６に合致する（長溝２６の形状に対応する）略Ｔ字状に形成される。
【００４８】
弾性体２８の突条部２８ｃは、厚肉矩形部２８ｂから外方に向って突出する頂部を有し、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対して接触する直線状の稜線部２８ｅが設けられる。なお、突条部２８ｃの稜線部２８ｅとウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとの接触具合（接触状態）については、後記する。この突条部２８ｃは、三角柱状に形成され（図１７（ｃ）参照）、密着部として機能するものである。前記突条部２８ｃの稜線部２８ｅに沿った傾斜角度は、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面（シリンダボアの中心を通る縦断面）における傾斜角度と異なるように設定されている。換言すると、突条部２８ｃの稜線部２８ｅにおける稜線は、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面（シリンダボアの中心を通る縦断面）と非平行で交差状に設定されている。
【００４９】
この場合、弾性体２８の突条部２８ｃは、スペーサ本体１０ａの長溝２６内に装着された際、縦長開口部２６ａを通じて内周側に露呈して、ウォータージャケット１８を構成する内側側壁１８ｂに対して接触するように設けられる。
【００５０】
また、突条部２８ｃの稜線部２８ｅにおける稜線を、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの縦断面と非平行で交差状に設定することにより、前記突条部２８ｃのウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対する密着度及び荷重がスペーサ１０の挿入具合に応じて徐々に増加するようにしているため、挿入性を良好とすることができる共に、突条部２８ｃを有する弾性体２８の変形を極力阻止して弾性体２８への影響を抑制することができる。
【００５１】
例えば、弾性体２８が装着されたスペーサ１０をウォータージャケット１８内へ挿入する際、ウォータージャケット１８の上部側の開口部１８ａの部位では、内側側壁１８ｂと弾性体２８の突条部２８ｃとの当たり始めが点接触状態であるのに対し、スペーサ１０をウォータージャケット１８の下部側へ向って徐々に挿入するにつれて弾性体２８の突条部２８ｃが内側側壁１８ｂに対して点接触状態から線接触状態に変化し、終局的には、弾性体２８の突条部２８ｃが弾性変形して内側側壁１８ｂに対して面接触状態となる。このように、スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入荷重が最初から大きくならず、ウォータージャケット１８の奥部に向けてのスペーサ１０の挿入具合に対応して接触荷重が徐々に増大するように設けられることにより、スペーサ１０の挿入時における荷重（摺動抵抗）を低減して良好な挿入性を得ることができ、組付性を向上させることができる。
【００５２】
さらに、弾性体２８において、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂとの接触部位は、厚肉矩形部２８ｂで支持された突条部２８ｃに限定され、前記突条部２８ｃの頂部に形成された稜線部２８ｅ乃至その近傍のみがウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂと接触（点接触→線接触→面接触）するように設けられるため、弾性体２８自体における変形量を小さく抑制して耐久性を向上させることができる。
【００５３】
さらにまた、スペーサ１０は、シリンダ列方向に沿ったスペーサ本体１０ａの両端部にそれぞれ設けられた複数の弾性体２８によって、ウォータージャケット１８内の所定位置に保持固定される。例えば、冷却水の水圧やエンジン振動等によってスペーサ１０が予め設置された所定位置からずれて、仮に、後記する第１延出部３０、第２延出部３２のいずれかがガスケット７０の下面（Ｇ面）に当接する場合であっても、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂと弾性体２８との間で発生する摩擦抵抗によりガスケット７０へ付与される当接荷重を好適に緩和することができる。
【００５４】
突条部２８ｃの背面側に設けられた係止部２８ｄは、弾性体２８がスペーサ本体１０ａの長溝２６内に組み付けられるときに弾性変形し、スペーサ本体１０ａに形成された窓部４０（図２参照）に係止される。このようにスペーサ本体１０ａの窓部４０に対して弾性体２８の係止部２８ｄが係止されることにより、組付時において長溝２６内に挿入された弾性体２８がスペーサ本体１０ａの所定位置に位置決めされる。
【００５５】
なお、弾性体２８は、前記とは表裏を逆転させて外周側に突条部２８ｃを露呈させ、ウォータージャケット１８を構成する外側側壁１８ｃに対して前記突条部２８ｃが点接触又は線接触するようにしてもよい。この場合、係止部２８ｄが係止される窓部４０はスペーサ本体１０ａの内側に設けられる。
【００５６】
本実施形態によれば、気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）で上下方向に沿った上部及び下部に一対の弾性体２８、２８を装着すると共に、気筒列方向に沿った他端側（トランスミッション側）の略中央に単一の弾性体２８を装着することにより、ウォータージャケット１８内に挿入されたスペーサ１０を３点で所定位置に位置決めした状態で安定して支持することができる。また、気筒列方向に沿った一端部側（タイミングトレーン側）で上下方向に沿った上部及び下部に一対の弾性体２８、２８を装着することにより、内側側壁１８ｂと接触する弾性体２８、２８の面圧を上昇させてスペーサ１０の上下方向への移動を好適に規制することができる。
【００５７】
図３に戻って、第２延出部３２は、スペーサ本体１０ａの上面１１から突出し気筒列方向に沿った他端側で弾性体２８の上方に設けられる。スペーサ１０に設けられる第１延出部３０及び第２延出部３２は、それぞれ、シリンダボアの周方向に沿って形成されることにより、冷却水の流通方向と同一乃至略同一方向に延在して冷却水の流れを阻害しないように構成されている。なお、第２延出部３２は、気筒列方向に沿った端部で冷却水の流速が比較的遅い部位（後記する冷却水のＵターン部位）に設けられているため（図１参照）、冷却水の流れを極力阻害しないようにすることができる。
【００５８】
スペーサ本体１０ａの上面１１に上方に向かって突出する第１延出部３０及び第２延出部３２を設けることにより、仮に、冷却水の水圧やエンジン振動等によってスペーサ１０がウォータージャケット１８内の所定位置からずれた場合であっても、前記第１延出部３０、第２延出部３２がガスケット７０に当接して、その位置ずれを規制することができる。
【００５９】
図３（ｂ）及び図６に示されるように、気筒列方向に沿った一端側のスペーサ本体１０ａ、第１延出部３０及び脚部３６ａの内壁であって膨出形成された弾性体装着部４３に隣接する部位には、上下方向に沿って延在し外壁側に向かって窪む直線状凹部４７ａ、４７ｂが設けられる。この直線状凹部４７ａ、４７ｂは、ガスケット７０に形成された冷却水出口２０ｂの真下方向の位置に設けられ（図６参照）、スペーサ１０の内側側壁１８ｂに沿って流通した冷却水を冷却水出口２０ｂ側の方向へ誘導してシリンダヘッド１６側に冷却水を流通させる通路として機能するものである。
【００６０】
図７は、シリンダボアの中心軸線に沿った縦断面であって、エンジンに適用されたオフセットシリンダを示す説明図である。図７に示されるように、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を、クランクシャフト６２の回動中心Ｏに対してクランクシャフト６２の回動方向（図７に示す矢印方向）にオフセットさせ、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度を上死点側にずらすこと（偏位させること）により、ピストン６０の摺動抵抗を低減させることができる。
【００６１】
なお、図７中において、クランクシャフト６２は、クランクアーム６４及びクランクピン６６を介してコネクティングロッド６８（大端部）と連結され、前記コネクティングロッド６８（小端部）がピストン６０に連結されている。また、シリンダボアの中心軸線Ｔ２と、クランクシャフト６２の回動中心Ｏとは、いずれか一方を相対的にオフセットさせればよい。
【００６２】
本実施形態に係るスペーサ１０が組み込まれたエンジン１２は、基本的に以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００６３】
先ず、スペーサ１０を内燃機関の冷却構造として組み付ける組付工程について説明する。なお、弾性体２８は、例えば、合成ゴム又は天然ゴム等のゴム製材料によって、図１７（ａ）及び図１８（ａ）に示される所定形状に予め製造されているものとする。
【００６４】
図示しない成形金型によって樹脂成形されたスペーサ１０の気筒列方向に沿った両端部には、それぞれ、上下方向に沿った長溝２６が形成されている。そこで、図１７（ｂ）及び図１８（ｂ）に示されるように、弾性体２８を長溝２６に沿ってスライドさせ、前記長溝２６内に弾性体２８を挿入する。この場合、長溝２６の縦長開口部２６ａに対して弾性体２８の厚肉矩形部２８ｂが係合し、長溝２６の側方溝部２６ｂに対して弾性体２８の薄肉側部２８ａが係合する。
【００６５】
このようにして弾性体２８を長溝２６に沿ってスライドさせ、弾性体２８の背面に形成された係止部２８ｄがスペーサ本体１０ａに形成された窓部４０内に係止されることにより、弾性体２８が所定位置で位置決めされた状態でスペーサ本体１０ａに装着される。
【００６６】
複数の弾性体２８がスペーサ本体１０ａの気筒列方向に沿った両端部に装着されてスペーサ１０が完成した後、この完成したスペーサ１０をシリンダブロック１４のウォータージャケット１８内に挿入する。スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入は、例えば、直交するＸＹＺ軸等を含む複数軸に沿って変位可能な図示しないロボットハンドを用いてウォータージャケット１８内へ押圧してもよいし、又は、例えば、手作業でスペーサ１０をウォータージャケット１８の上面開口部１８ａに挿入した後、図示しない治具を用いてスペーサ１０をウォータージャケット１８の奥部まで押圧するようにしてもよい。
【００６７】
スペーサ１０のウォータージャケット１８内への挿入は、例えば、スペーサ１０の下部に設けられた脚部３６ａ、３６ａ及び他の脚部３６ｂがウォータージャケット１８の底壁１８ｄに当接することによって規制される。その際、スペーサ本体１０ａは、ウォータージャケット１８の底壁１８ｄに当接することがなく、スペーサ１０の内周側に設けられた複数の弾性体２８がウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに当接することによって、ウォータージャケット１８の深さ方向中間位置に固定される。
【００６８】
スペーサ１０をウォータージャケット１８内に挿入する際、スペーサ１０の気筒列方向に沿った両端部にそれぞれ弾性体２８が配置され、この弾性体２８の突条部２８ｃがウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに密着してスペーサ１０を気筒列方向の外径側に向かって押圧する力によってスペーサ１０がウォータージャケット１８内に保持される。
【００６９】
この場合、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂに対する、スペーサ１０の気筒列方向の両端部に配設された弾性体２８の変形代（変形量）を調整することにより、スペーサ１０を均一に保持することができる。
【００７０】
また、ウォータージャケット１８の上下方向に沿った縦断面が上面１１の開口部１８ａ側から底壁１８ｄに向かって徐々に幅狭となる先細り形状に形成されているため、ウォータージャケット１８の下部側流路２４ｂにおける離間間隔Ｄと比較してウォータージャケット１８の上部側流路２４ａにおける離間間隔Ｄが大きくなり、前記上部側流路２４ａにおける離間間隔Ｄの設定を容易に行うことができる。
【００７１】
次に、スペーサ１０がシリンダブロック１４のウォータージャケット１８内に挿入された状態における冷却水の流通経路（冷却通路構造）について説明する。
図示しないウォーターポンプを介してシリンダブロック１４の冷却水入口２０ａへ供給された冷却水は、一方の気筒列方向（図１中における手前側）に沿ってウォータージャケット１８内を流通し、冷却水入口２０ａから遠い気筒列方向の端部でＵターンした後、他方の気筒列方向（図１中における奥側）に沿ってウォータージャケット１８内を流通し、複数の冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側の図示しないウォータージャケットへ導出される。このようにウォータージャケット１８に沿って冷却水が流通することにより、シリンダボアまわりのボア壁が冷却され、図示しない燃焼室を外部から好適に冷却することができる。なお、冷却水入口２０ａから導入された一部の冷却水は、仕切り用壁部３４に沿って上方に向かって流れ、冷却水出口２０ｃを介してシリンダヘッド１６側へ直接導出される。
【００７２】
換言すると、シリンダブロック１４の気筒列方向に沿った一端部側の冷却水入口２０ａから導入された冷却水は、ウォータージャケット１８の上流側に沿って流通し、気筒列方向に沿った他端部側でＵターンした後、ウォータージャケット１８の下流側に沿って流通して気筒列方向に沿った一端部側の冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側へ導出され、直列に連なる４つのシリンダボアの周方向の全周を一筆書きで１周するように流通する。
【００７３】
なお、冷却水の流通経路は、上記に限定されるものではなく、例えば、シリンダボア列方向に沿ったシリンダブロック１４の一端部から導入され、複数のシリンダボアを間にしてシリンダボア列方向に沿ったウォータージャケット１８の両側（両脇）を並行に流通した後、シリンダボア列方向に沿ったシリンダブロック１４の他端部から導出するようにしてもよい。
【００７４】
次に、スペーサ１０が挿入されたウォータージャケット１８内の所定部位における冷却水の流通状態について以下説明する。
図７に示されるように、気筒間部位を除いた一般部位では、シリンダボアの軸線方向に沿った上死点近傍部位（ピストン６０の上死点位置を実線で図示）と下死点近傍部位（ピストン６０の下死点位置を２点鎖線で図示）との間の中間部位にスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）が配置され、前記上死点近傍部位及び下死点近傍部位ではスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）が何ら設けられていない空間部となっている。従って、ウォータージャケット１８において、前記空間部で形成されたスペーサ本体１０ａの上部側及び下部側に冷却水が流通する主流路（上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂ）がそれぞれ形成される。換言すると、シリンダボア内を摺動変位するピストン６０の上死点位置及び下死点位置に対応して、上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂがそれぞれ形成される。
【００７５】
この場合、スペーサ本体１０ａの上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂで冷却水の流通量が大きく設定され、スペーサ本体１０ａが配置された上死点近傍部位と下死点近傍部位との間の中間部位（中央部位）に設けられた中間流路２４ｃでは、冷却水の流通量が小さく設定されている。
【００７６】
この結果、冷却水の流通量が小さく設定された中間部位（中央部位）では、上死点及び下死点と比較してピストンの変位速度が速い範囲におけるボア壁がスペーサ１０（スペーサ本体１０ａ）で囲繞されて暖められる（保温される）ことにより、シリンダボア内を摺動変位するピストン６０とボア壁との間のクリアランスが拡大され、ピストン６０及びボア壁間に発生するフリクション（摩擦抵抗）を低減させることができる。また、中間部位（中央部位）では、上死点及び下死点と比較してピストン６０の変位速度が速い範囲におけるボア壁がスペーサ１０で暖められる（保温される）ことにより、ピストン６０とボア壁との間の潤滑油の粘性（粘度）を低下させ摺動抵抗を低減することができる。なお、本実施形態のように、ウォータージャケット１８内にスペーサ１０を挿入した場合には、スペーサ１０を挿入しない場合と比較して、冷却水全体の容量を低減させることができ、エンジン１２の始動時における早期の暖機を遂行することができる。
【００７７】
図６は、シリンダブロックのウォータージャケット内にスペーサが挿入された状態における平面図、図８は、図６のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、図９は、図６のＢ−Ｂ線に沿った縦断面図、図１０は、図６のＣ−Ｃ線に沿った縦断面図、図１１は、図６のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図、図１２は、図６のＥ−Ｅ線に沿った縦断面図、図１３は、図６のＦ−Ｆ線に沿った縦断面図、図１４は、図６のＧ−Ｇ線に沿った縦断面図である。
【００７８】
図８〜図１４の各縦断面図に示されるように、スペーサ本体１０ａの各種部位における厚さ（肉厚）及びシリンダの中心軸線に沿った長さがそれぞれ異なるように設定されている。
【００７９】
次に、シリンダボア壁に沿って摺動変位するピストン６０の変位速度と、スペーサ１０の厚さ寸法（肉厚寸法）及びシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係について、以下詳細に説明する。
【００８０】
図１９（ａ）は、スペーサ本体の厚さとシリンダの中心軸線に沿った長さとの関係を示す説明図、図１９（ｂ）は、ピストンの変位速度とピストン位置との関係を示す特性図である。なお、ピストン位置は、ガスケット７０の下面（Ｇ面）からの離間距離で示している。
【００８１】
ピーク速度を含み、ピストン６０の変位速度が最も速い領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）では、スペーサ本体１０ａで十分に被覆してウォータージャケット１８内を流通する冷却水の流速を低くする。このため、スペーサ本体１０ａの肉厚が最も厚く設定された中間部１００として形成され、この中間部１００におけるピストン摺動方向の長さＬ１は、スペーサ本体１０ａの全周にわたって略均一に設定されている。なお、前記中間部１００は、外側の肉部を減らして薄肉に形成された１番気筒♯１及び２番気筒♯２の上流側の部分を除いて（図８〜図１０参照）、ピストン摺動方向に沿って肉厚が略均一となるように設定されている。
【００８２】
また、ピストン６０の変位速度が中間部１００の次に速い領域（図１９（ｂ）中のＲ２ａ領域及びＲ２ｂ領域）では、ピストン６０の変位速度が速い領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）に近接する程、冷却水の流量が多くなるように設定する。具体的には、前記中間部１００におけるピストン６０の上死点側に連なり、前記中間部１００から上死点側に向けてシリンダボア側壁（シリンダライナ２２）から徐々に離間すると共に、スペーサ本体１０ａの肉厚（Ｓ１）を上死点側に向かって徐々に薄くした（漸減した）上傾斜部１０２ａと、前記中間部１００におけるピストン６０の下死点側に連なり、前記中間部１００から下死点側に向けてシリンダボア側壁（シリンダライナ２２）から徐々に離間すると共に、スペーサ本体１０ａの肉厚（Ｓ２）を下死点側に向かって徐々に薄くした（漸減した）下傾斜部１０２ｂとが形成される。
【００８３】
本実施形態では、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂにおけるピストン摺動方向の長さＬ２ａ、Ｌ２ｂを、それぞれ、スペーサ本体１０ａの全周にわたって略均一に設定しているが、これに限定されるものではなく、例えば、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂにおけるピストン摺動方向の長さＬ２ａ、Ｌ２ｂが、ウォータージャケット１８の上流側から下流側にかけて徐々に増大するように設定してもよい。これにより、スペーサ１０の上部側流路２４ａ及び下部側流路２４ｂを流通する冷却水の流通速度を略一定又は下流側に向けて増大させることができ、ウォータージャケット１８の上流側と下流側で略均一な冷却効果を得ることができる。
【００８４】
本実施形態では、ピストン６０の変位速度が最も速いピストン摺動範囲の中間領域（図１９（ｂ）中のＲ１領域）を、スペーサ本体１０ａの中間部１００を近接させて覆い、さらに、ピストン６０の変位速度が上死点及び下死点に向けて漸減する領域（図１９（ｂ）中のＲ２ａ領域及びＲ２ｂ領域）をスペーサ本体１０ａの上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂで覆うことで、ピストン６０の変位速度に合わせて効果的な保温作用及び冷却作用を発揮させることができる。
【００８５】
より具体的には、ピストン摺動範囲の中間領域を、スペーサ本体１０ａ中で肉厚が最大の中間部１００で最も保温してオイル粘度を下げると共に、シリンダボアを拡径してピストン摺動抵抗を低減し、ピストン６０の変位速度が低下するにつれて摺動抵抗を減らす効果が減少する反面、ピストン６０がシリンダボアへ接触する時間が増えて伝熱量が増加するため、冷却水による冷却量を増やしていくことで、シリンダボアの冷却とピストン摺動抵抗の低減とを効果的に調和させることができる。
【００８６】
この場合、シリンダボアの中心軸線Ｔ２をクランクシャフト６２の回動中心Ｏに対して前記クランクシャフト６２の回動方向（図７に示す矢印方向）にオフセットしたオフセットシリンダ（図７参照）を用いることにより、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度が上死点側にずれるため（図１９（ｂ）におけるオフセットシリンダ無しのグラフと上昇工程のグラフにおけるピーク速度を比較参照）、このピーク速度のずれに対応したスペーサ形状とする必要がある。
【００８７】
そこで、本実施形態では、ピストン６０の変位速度におけるピーク速度のずれに対応して、スペーサ本体１０ａにおける下傾斜部１０２ｂのピストン摺動方向の長さ（Ｌ２ｂ）が、上傾斜部１０２ａのピストン摺動方向の長さ（Ｌ２ａ）よりも大きく設定されている（Ｌ２ａ＜Ｌ２ｂ）。ピーク速度が上死点側にオフセットすると、ピストン上昇工程で上死点に向かうピストン６０の減速速度が大きくなり（図１９（ｂ）参照）、下傾斜部１０２ｂと比較して上傾斜部１０２ａの長さを短縮することが可能となるからである。この結果、オフセットシリンダによるピストン６０のピーク速度のずれに対応した冷却及び保温性能を得ることができる。
【００８８】
さらに、ピストン６０の変位速度が上傾斜部１０２ａよりも遅い領域（図１９（ｂ）中のＲ３ａ領域）では、前記上傾斜部１０２ａから上死点側に向けて延出し前記上傾斜部１０２ａの肉厚よりも一層薄肉に形成された上延出部１０４ａが設けられる。一方、ピストン６０の変位速度が下傾斜部１０２ｂよりも遅い領域（図１９（ｂ）中のＲ３ｂ領域）では、前記下傾斜部１０２ｂから下死点側に向けて延出し前記下傾斜部１０２ｂの肉厚よりも一層薄肉に形成された下延出部１０４ｂが設けられる。
【００８９】
この場合、上延出部１０４ａ及び下延出部１０４ｂは、冷却水の上流側（１番気筒♯１及び２番気筒♯２の上流側を除いた上流側）から下流側にかけてそのピストン摺動方向の長さ（Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ）が漸増するように設定されている（図８、図１０、図１２参照）。スペーサ本体１０ａの中間部１００、上傾斜部１０２ａ及び下傾斜部１０２ｂと比較して、ピストン６０の変位速度が比較的遅い範囲を被覆する上延出部１０４ａ及び下延出部１０４ｂにおけるピストン摺動方向の長さを、冷却水の流れ方向に沿って漸増させることで、長さの違いにおける摺動抵抗の影響を小さく抑制して、冷却水の流れ方向における各シリンダボア間の冷却性能の均等化を達成することができる。
【００９０】
図２０は、３番気筒と４番気筒との気筒間部位における下流側の拡大平面図である。
図２０に示されるように（併せて、図９、図１１、図１３を参照）、スペーサ本体１０ａの気筒間部位における上端面に略三角形状の突起７２を設け、前記突起７２によって上部側流路２４ａの流路幅が徐々に狭まるように形成される。この結果、気筒間部位に流入する冷却水の流速を増大させて強制的に気筒間部位に冷却水を流すことが可能となり、隣接するシリンダボア間で特に高温となる部位（上死点近傍部位）を好適に冷却することができる。
【００９１】
また、図９、図１１、図１３及び図２０に示されるように、気筒間部位には、ウォータージャケット１８の内側側壁１８ｂの上部近傍部位に、縦断面略ハの字状に傾斜する一対の傾斜面からなるテーパ面７４が形成されている。このテーパ面７４は、前記テーパ面７４の下部とスペーサ１０の上面１１とが水平方向で略一致又は近接する位置に設定され、冷却水がウォータージャケット１８の上部側流路２４ａに沿って流通する際、冷却水がテーパ面７４（傾斜面）に沿って上部側流路２４ａの内側を迂回し大きくカーブするように流通することにより冷却水の流通量（流路面積）を増大させ、隣接するシリンダボア間で特に高温となる部位（上死点近傍部位）をより一層好適に冷却することができる。
【００９２】
次に、図６及び図８〜図１４に基づいて、シリンダボアの側方を覆うスペーサ１０の各部位における縦断面積と冷却性能との関係について、以下詳細に説明する。
【００９３】
ここで、図８に示されるＡ−Ａ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り１番気筒♯１の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１０に示されるＣ−Ｃ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り２番気筒♯２の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１２に示されるＥ−Ｅ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り３番気筒♯３の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面、図１４に示されるＧ−Ｇ断面は、シリンダボアの中心軸線Ｔ２を通り４番気筒♯４の一般部位におけるスペーサ１０の縦断面を、それぞれ示したものである。
【００９４】
このようなスペーサ１０の各縦断面に基づいて、シリンダボアの排気側（側方）を覆うスペーサ１０の縦断面積と、シリンダボアの吸気側（側方）を覆うスペーサ１０の縦断面積との合計をシミュレーションしたところ、各シリンダボアにおける排気側及び吸気側の縦断面積の和がそれぞれ略等しいことがわかった。この場合、ウォータージャケット１８の容量は、ウォータージャケット１８の気筒間部位で略一定に設定されていると共に、前記気筒間部位を除いた一般部位においても略一定に設定されているものとする。
すなわち、本実施形態では、
（１番気筒♯１を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（２番気筒♯２を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（３番気筒♯３を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）≒（４番気筒♯４を覆う排気側及び吸気側におけるスペーサ１０の断面積の和）
という等式の関係が成立する。
【００９５】
なお、スペーサ１０の断面積の和が略等しい範囲とは、各気筒番号に対応するスペーサ１０の断面積（シリンダボアの排気側及び吸気側の縦断面積の和）の平均値を求め、この平均断面積から±２０パーセント以内の断面積をいう。このような平均断面積から±２０パーセント以内の断面積であっても、シリンダボア毎の冷却性能にそれほど大差がなく、冷却性能の略均等化を達成することができるからである。
【００９６】
従って、本実施形態では、スペーサ１０の、シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定されるため、シリンダボア全体において、冷却性能をシリンダボア毎に略均等化することができる。
【００９７】
また、冷却水入口２０ａから導入された冷却水が各シリンダボアの周囲を１周した後、前記冷却水入口２０ａに近接して設けられた仕切り用壁部３４によって仕切られた冷却水出口２０ｂからシリンダヘッド１６側へ導出するように冷却水を流した場合、冷却水流れの上流側から下流側に向けてスペーサ１０の断面積が漸増するように設定されている。
【００９８】
すなわち、本実施形態では、
（１番気筒♯１における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（２番気筒♯２における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（３番気筒♯３における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（４番気筒♯４における排気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（４番気筒♯４における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（３番気筒♯３における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（２番気筒♯２における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）＜（１番気筒♯１における吸気側のスペーサ１０の縦断面積）
という不等式の関係が成立する。
【００９９】
本実施形態では、スペーサ１０の断面積を、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増することで、冷却水が流れる流路を徐々に狭めて流速の低下を抑制し、冷却効率の低下を抑えることができる。なお、上記の不等式の関係から了解されるように、１番気筒♯１における排気側のスペーサ１０の縦断面積が最小で、１番気筒♯１における吸気側のスペーサ１０の縦断面積が最大となるように設定されている。
【０１００】
さらに、本実施形態では、ウォータージャケット１８の深さ方向におけるスペーサ１０の上縁部（上面１１）が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、ウォータージャケット１８の深さ方向におけるスペーサ１０の下縁部（下面１３）が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することにより、スペーサ１０の上縁部に沿って流れる冷却水の流路及びスペーサ１０の下縁部に沿って流れる冷却水の流路が徐々に狭まり、より一層確実に冷却水の流速低下を抑制することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０ スペーサ
１０ａ スペーサ本体
１１ 上面（上縁部）
１２ エンジン（内燃機関）
１３ 下面（下縁部）
１４ シリンダブロック
１８ ウォータージャケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の直列に連なる複数のシリンダボアの周囲に形成されるウォータージャケット内に挿入され、前記ウォータージャケットの深さ方向の中間位置を覆うスペーサであって、
前記スペーサの、前記シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定され、
前記スペーサの断面積は、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増するように設定されることを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ウォータージャケットの深さ方向の上縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、前記ウォータージャケットの深さ方向の下縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することを特徴とする請求項１記載のスペーサ。
【請求項１】
内燃機関の直列に連なる複数のシリンダボアの周囲に形成されるウォータージャケット内に挿入され、前記ウォータージャケットの深さ方向の中間位置を覆うスペーサであって、
前記スペーサの、前記シリンダボアの側方を覆う箇所の断面積の和が略等しく設定され、
前記スペーサの断面積は、冷却水流れの上流側から下流側に向けて漸増するように設定されることを特徴とするスペーサ。
【請求項２】
前記スペーサは、前記ウォータージャケットの深さ方向の上縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて上方へ傾斜し、前記ウォータージャケットの深さ方向の下縁部が冷却水流れの上流側から下流側に向けて下方へ傾斜することを特徴とする請求項１記載のスペーサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−４７０８７（Ｐ２０１２−４７０８７Ａ）
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１８９１７２（Ｐ２０１０−１８９１７２）
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月８日（２０１２．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２６日（２０１０．８．２６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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